JP2005128474A - 液晶表示器のコントラスト比を高める装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 液晶表示器の下視野角コントラスト比を高める液晶表示器を提供する。
【解決手段】 液晶表示パネル２１０、バックライト光源２０２およびブラック層２０８を含む。この液晶表示パネル２１０中は上部偏光板２１２、液晶層２１４および下部偏光板２１６を備え、二枚の偏光板は広視野角補償膜３０８を有する。バックライト光源２０２の光線は、下部偏光板２１６、液晶層２１４および上部偏光板２１２を順次透過して、ビューアまで達する。本発明のブラック層２０８はバックライト光源２０２とビューアとの間に位置し、ブラック層２０８は液晶表示器の暗時輝度を下げて、液晶表示器の下視野角コントラスト比を１０以上に高める。
【選択図】 図２（Ａ）

Description

本発明は、液晶表示器に関し、特に液晶表示器の下視野角コントラスト比を高める液晶表示器に関する。

液晶表示器は高画質、小体積、軽量、低電圧駆動、低電力消費そして広い応用範囲などといった長所を有する。そのため、中小型の携帯式テレビ、携帯電話、ビデオ、ノートブック型コンピュータ、卓上型表示器そしてプロジェクションテレビなどといった大衆消費電子製品またはコンピュータ産品へ広く利用され、次第に陰極線管（Cathode Ray Tube：ＣＲＴ）を取って代わり表示器の主流となった。近年、液晶表示器の市場は大幅に拡大し、特にコンピュータおよびノートブック型コンピュータへの応用が拡大している。いわゆる大面積、高解析、広視野角および高反応速度などに対するニーズも液晶表示器が求められる重要なポイントとなっている。

現在よく使用される広視野角は、基板に平行な横電界の使用、液晶配列の方式または方向の変化、広視野角補償フィルムの使用あるいは上述の技術を結合していた。これら広視野角技術のうち、最も簡単な方法は液晶表示パネル中に広視野角補償フィルム（wide view optical compensation film）を入れることであり、これにより視野角は１４０〜１６０度まで広がる。この広視野角技術は、様々なサイズの液晶表示器に応用することができるとともに、液晶表示器の製造工程を変更せずに広視野角補償フィルムを加えるだけで達成することができる。

図１は、従来技術における広視野角補償フィルムを有する液晶パネルを示す。図１に示すように、広視野角補償膜１０２中は単軸方向の材料（uniaxial material）を含み、その光学性質および液晶層１０４中の液晶の光学性質は互いに補い合う。この単軸方向の材料は、通常、負の光学異方性（negative optical anisotropy）を有し、その軸方向が広視野角補償膜１０２の厚さにより変化するため、液晶表示パネルの視野角範囲は広がる。

広視野角補償膜１０２は、主にコーティング（coating）またはソルベントキャスティング（solvent casting）などの方式により、ディスコティック液晶（discotic liquid crystal）、無機材料またはコレステロール液晶などといった負の光学異方性を有する材料層を、透明支持基板（transparent supporting sheet）上に形成したものである。現在、最大の広視野角補償フィルムの供給メーカは富士写真フイルム株式会社（Fuji Photo Film Corp.）であり、一般には液晶表示パネルの製造工程において、偏向板製造メーカは先ず広視野角補償膜を偏光板へ貼りつけてから、パネル製造メーカへ販売し、後続の製造を行う。

しかし、従来技術において広視野角補償膜を使用して液晶表示器の視野角範囲を拡大するとき、往々にして下視野角に漏光が発生する問題が発生した。また、液晶表示器のコントラスト比の定義は、その明るい時の輝度と暗い時の輝度の比値により決定され、一般的に１０以上で合格とされる。上述の下視野角に漏光が発生する欠点から、広視野角補償膜を使用して視野角を拡大する液晶表示器の下視野角コントラスト比は下がり、表示器のコントラスト比が不良となる問題が発生した。

本発明の目的は、広視野角補償膜を有する液晶表示器のコントラスト比を高める装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、ダーク層により表示器の暗時輝度を低下させ、下視野角のコントラスト比を高める液晶表示器を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、液晶表示器とビューアとの間に掛けて、液晶表示器の広視野角と高コントラスト比の要求を満たす遮光装置を提供することにある。

上述の目的を達成するために、本発明は液晶表示器のコントラスト比を高める装置を提供する。本発明の液晶表示器は、液晶表示パネル、バックライト光源およびブラック層を含む。この液晶表示パネル中は上部偏光板、液晶層および下部偏光板を備え、二枚の偏光板は広視野角補償膜を有する。バックライト光源の光線は、下部偏光板、液晶層および上部偏光板を順次透過して、ビューアまで達する。本発明のブラック層はバックライト光源とビューアとの間に位置し、ブラック層は液晶表示器の暗時輝度を下げ、液晶表示器の下視野角コントラスト比を１０以上に高める。

本発明のブラック層は、黒色塗料塗布層または黒色染料がドーピングされた粘着層である。ブラック層の位置は、上部偏光板の外層、上部偏光板と液晶層との間、下部偏光板と液晶層との間、そして下部偏光板とバックライト光源との間から選択することができる。
また、本発明はさらに遮光装置を提供する。この遮光装置は遮光板および固定装置を備え、固定装置により液晶表示器とビューアとの間に固定する。この遮光板は黒色染料がドーピングされた透明基板であり、液晶表示器の暗時輝度を下げ、液晶表示器の下視野角コントラスト比を１０以上へ高める。

本発明は、非常に簡易な方式により、従来技術において発生していた広視野角補償膜の下視野角に漏光が発生することを防止するとともに、液晶表示器のコントラスト比を高め、パーソナル卓上型またはノートブック型の液晶表示器へ広く利用することができる。

従来技術において、広視野角補償膜を使用して液晶表示器の視野角範囲を広げるとき、往々にして下視野角に漏光が発生し、表示器のコントラスト比は低下した。これに鑑み、本発明は液晶表示器のコントラスト比を高める装置を提供して、液晶表示器の暗時輝度を低下させ、下視野角のコントラスト比を向上して、液晶表示器の広視野角および高コントラスト比を達成する。

図２Ａから図２Ｄは、本発明の好適な実施例を示す。本実施例の液晶表示器は、液晶表示パネル２１０、バックライト光源２０２およびブラック層２０８を含む。液晶表示パネル中は、上部偏光板２１２、液晶層２１４および下部偏光板２１６を含む。二枚の偏光板２１２，２１６中は広視野角補償膜（図示せず）を有し、この好適な実施例中において、広視野角補償膜は二枚の偏光板２１２，２１６の液晶層２１４に近い一側に位置する。バックライト光源２０２の光線は、下部偏光板２１６、液晶層２１４および上部偏光板２１２を順次透過して、ビューアのところへ到達する。

図２Ａから図２Ｄに示すように、ブラック層２０８の位置は、上部偏光板２１２のビューアに近い外層（図２Ａに示す）、上部偏光板２１２と液晶層２１４との間（図２Ｂに示す）、下部偏光板２１６と液晶層２１４との間（図２Ｃに示す）または下部偏光板２１６とバックライト光源２０２との間（図２Ｄに示す）から選択することができる。ここで注意しなければならないことは、ブラック層２０８の位置がビューアに近いほど、液晶表示器の下視野角コントラスト比の向上効果が良くなるということである。

本実施例中のブラック層２０８は、黒色染色塗布層である。先ず、必要な遮光レベルにより、遊離酸型のクロム金属塗料など適当な比率の黒色塗料を、例えばメチルエチルケトン（Methyl Ethyl Ketone：ＭＥＫ）、イソプロピルアルコール（Isopropyl Alcohol：ＩＰＡ）、トルエン（Toluene）またはキシレン（Xylene）の溶剤を含む塗液中へ十分に混合する。その後、例えばワイヤバー（wire-bar）コーティング、マイクログラビア（micro gravure）またはオフセットコーティング（offset coating）などといった適当なコーティング方式により、上述の広視野角補償膜を有する偏光板２１２または偏光板２１６をコーティングしてから、焼成炉で適当な温度と時間加熱するか、または室温に置いてその溶剤が揮発することを待つなどして、塗液中の溶剤を揮発させる。このように下視野角の漏光を解決する広視野角の偏光板２１２，２１６を得て、広視野角の偏光板２１２，２１６の液晶表示器を使用して、広視野角および高コントラスト比を達成する。

表１は、本発明の好適な一実施例と従来技術とを比較した表であり、ブラック層を加えない偏光板およびブラック層を有する偏光板における中心明時輝度、中心暗時輝度、中心コントラスト比、下視野角７０度の暗時輝度および下視野角７０度のコントラスト比を示す。表１のブラック層を有する偏光板には、ブラック層の黒色染料濃度が１００分の１および１００分の２の二種類がある。

表１から分かるように、本実施例は液晶表示器における下視野角のコントラスト比を高めることができる。黒色層中の黒色染料濃度が高いほど、下視野角のコントラスト比は高くなる。この実施例中において、黒色染料濃度が２％を超えるとき、その下視野角のコントラスト比は１０を超え、液晶表示器に必要な下視野角のコントラスト比を達成することができる。

本発明のブラック層は、上述した黒色染料の塗布層以外に、黒色染料がドーピングされた粘着層としてもよい。一般的に、図２Ａ中の上部偏光板２１２および下部偏光板２１６は、複数個のフィルム層からなる。図３は、広視野角偏光板を示す概略図である。図３に示すように、広視野角偏光板３００は少なくとも表面保護層３０２、支持膜３０４、偏光膜３０６および広視野角補償膜３０８を含む。一般に、支持膜３０４の材料はトリアセチルセルロース（Triacetyl-Cellulose：ＴＡＣ）であり、偏光膜３０６の材料はポリビニルアルコール（Polyvinyl Alcohol：ＰＶＡ）である。

上述の表面保護層３０２、支持膜３０４、偏光膜３０６および広視野角補償膜３０８の間は、通常、粘着層（図示せず）により粘着して固定される。従って、上述の各層へ粘着するとき、例えば一層の黒色染料塗布層を加えるか、または直接に黒色染料を広視野角偏光板３００の粘着層中へドーピングするなどして、本実施例のブラック層を加えることにより、表示器の暗時輝度を下げ、下視野角コントラスト比を高める。更には、図２Ａから図２Ｄに示すように、黒色染料がドーピングされた粘着層を広視野角偏光板３００の最外層に設けて、上述の上部偏光板２１２、液晶層２１４および下部偏光板２１６の間の粘着に用いてもよい。

図４は、本発明の別の好適な一実施例である。本実施例は遮光装置４００を提供して、表示器の暗時輝度を下げて、表示器の下視野角のコントラスト比を高める。遮光装置４００は遮光板４０２および固定装置４０４を備え、例えばフックやホルダーなどの固定装置４０４により、液晶表示器上へ固定して、液晶表示器とビューアとの間を介す。本実施例において、遮光板４０２は、例えばポリカーボネート（Polycarbonate：ＰＣ）基板、アクリル（ＰＭＭＡ）基板またはプラスチック基板の黒色塗料がドーピングされた透明基板であり、液晶表示器の暗時輝度を下げ、液晶表示器の下視野角コントラスト比を１０以上へ高める。

本発明は、非常に簡易な方式により、従来技術において広視野角補償膜の下視野角漏光問題を解決するとともに、液晶表示器のコントラストを高め、パーソナル卓上型またはノートブック型の液晶表示器へ広く利用することができる。
本発明では好適な実施形態を前述の通り開示したが、これらは決して本発明を限定するものではなく、当該技術を熟知するものなら誰でも、本発明の主旨と領域を脱しない範囲内で各種の変動や潤色を加えることができる。従って本発明の保護の範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。

従来の広視野角補償膜の液晶パネルを示す概略図である。 本発明による液晶表示器の好適な一実施例を示す概略図であって、上部偏光板、液晶層、下部偏光板、バックライト光源およびブラック層の位置関係を示す図である。 本発明による液晶表示器の好適な一実施例を示す概略図であって、上部偏光板、液晶層、下部偏光板、バックライト光源およびブラック層の位置関係を示す図である。 本発明による液晶表示器の好適な一実施例を示す概略図であって、上部偏光板、液晶層、下部偏光板、バックライト光源およびブラック層の位置関係を示す図である。 本発明による液晶表示器の好適な一実施例を示す概略図であって、上部偏光板、液晶層、下部偏光板、バックライト光源およびブラック層の位置関係を示す図である。 広視野角偏光板を簡単に示した模式図である。 本発明による液晶表示器の別の好適な一実施例を示す斜視図である。

符号の説明

１０２ 広視野角補償膜、１０４ 液晶層、２０２ バックライト光源、２０８ ブラック層、２１０ 液晶表示パネル、２１２ 上部偏光板、２１４ 液晶層、２１６ 下部偏光板、３００ 広視野角偏光板、３０２ 表面保護層、３０４ 支持膜、３０６ 偏光膜、３０８ 広視野角補償膜、４００ 遮光装置、４０２ 遮光板、４０４ 固定装置

Claims (3)

1. 上部広視野角補償膜を有する上部偏光板、液晶層、および下部広視野角補償膜を有する下部偏光板を有する液晶表示パネルと、
   光線が前記下部偏光板、前記液晶層および前記上部偏光板を順次透過するバックライト光源と、
   黒色塗料塗布層または黒色染料がドーピングされた粘着層のいずれかからなり、前記上部偏光板の外層、前記上部偏光板と前記液晶層との間、前記下部偏光板と前記液晶層との間、または前記下部偏光板と前記バックライト光源との間のいずれかに設置されるブラック層とを備える液晶表示器であって、
   前記ブラック層が前記液晶表示器の暗時輝度を下げ、前記液晶表示器の下視野角コントラスト比を１０より大きくすることを特徴とする液晶表示器。
2. 液晶表示器に設けられる遮光装置であって、
   黒色染料がドーピングされた透明基板であり、前記黒色染料の材料が遊離酸型のクロム金属染料を含有し、前記透明基板は樹脂からなり、前記液晶表示器の暗時輝度を下げ、前記液晶表示器の下視野角を１０より大きくする遮光板と、
   前記遮光板に設けられ、当該遮光板を前記液晶表示器上に固定する固定装置と、
   を備えることを特徴とする遮光装置。
3. 液晶表示器中に用いる偏光板であって、
   支持膜と、
   前記支持膜上に位置する偏光膜と、
   前記偏光膜上に位置する広視野角補償膜と、
   前記偏光板中に位置し、黒色染料がドーピングされた粘着層であるブラック層とを備え、
   前記ブラック層が前記液晶表示器の暗時輝度を下げ、前記液晶表示器の下視野角コントラスト比を１０より大きくすることを特徴とする偏光板。

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