TWI310100B - - Google Patents
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Description
1310100 (1) 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明爲有關液晶顯示裝置及電子機器,特別係於藉 由反射模式與透過模式之兩者來進行顯示之半透過反射型 之液晶顯示裝置中,有關取得高對比,寬視角之顯示技術 【先前技術】 · 傳統上,以兼具反射模式與透過模式之半透過反射型 液晶顯示裝置,來做爲液晶顯示裝置乃爲眾所週知。做爲 如此之半透過反射型液晶顯示裝置,係揭示著於上基板與 下基板之間,挾持液晶層,同時,譬如在下基板之內面處 ,具備有於鋁等之金屬膜處形成有光透過用之窗部的反射 膜,並將此反射膜做爲半透過反射板而加以功能化者。此 種情況,於反射模式中,從上基板側入射的外光,於通過 液晶層之後,係於下基板之面內之反射膜反射,並再度通 β 過液晶層後由上基板側射出,而有助於顯示。另外,於透 過模式中,由下基板側入射之背光的光,係在由反射膜之 窗部而通過液晶層之後,由上基板側射出於外部,並有助 於顯示。因此,於反射膜之形成領域中,被形成有窗部之 領域係成爲透過顯示領域,而其他領域則成爲反射領域。 然而,於傳統之半透過反射型液晶顯示裝置上,具有 著於透過顯示時之視角爲較小之課題存在。此係因爲,由 於係以不產生視差的方式,而在液晶單元之內面設置著半 - 4 - 1310100 (2) ' 透過反射板之關係,而存在著必須僅藉由在觀察者側所具 _ 備之1片的偏光板來進行反射顯示之限制,而造成光學設 * · 計自由度較爲小之緣故。 於是爲了解決此課題,:Tisaki們於以下之非專利文獻 ’ 1之中,已揭示使用垂直配向液晶之新半透過反射型液晶 顯示裝置。其特徵具有以下3點。 (1 ) 採用將介電異方性爲負之液晶對於基板而垂直配 向,並藉由施加電壓而使其倒下之「VA (垂直配向 鲁 )模式」。 (2 ) 採用透過顯示領域與反射顯示領域之液晶層(胞 間隔)爲相異之「多層間隔構造」(關於此點,譬如 參考專利文獻1 )。 (3 ) 將透過顯示領域作爲正八角形,於此領域內,以 使液晶倒向於8個方向的方式,而於對向基板上之透 過領域之中央處設置有突起。亦既,採用「配向分割 構造」。 籲 [專利文獻]特開平11-242226號公報 [非專利文獻]“Development of transflective LCD for high contrast and wide viewing angle by using homeotropic alignment” , M.Jiaski et al. , Asia
Display/IDW’01,P.133-1 36 ( 200 1 ) 於Jisaki們之論文之中,爲了使圓偏光入射於液晶層 ’故將組合偏光板與λ /4相位差板之圓偏光板具備於基板 外面側。如此之圓偏光之特性雖然對視角特性不會造成太 -5- 1310100 (3) . 大的影響,但是於Jisaki們之論文上,並未記載有對於圓 偏光板所作之規定的內容,依情況之不同,亦會有在視角 較爲大之範圍內產生灰階反轉,而降低視角特性之情況。 ‘ 本發明係爲了解決上述之課題而發明之,其目的,係 於半透過反射型液晶顯示裝置之中,提供一種可顯示寬廣 視角,同時亦不易產生灰階反轉之液晶顯示裝置。 【發明內容】 Φ 爲了達成上述之目的,本發明之液晶顯示裝置,乃於 一對基板間挾持液晶層而成,於1個點像素區域內設置進 行透過顯示之透過顯示區域、和進行反射顯示之反射顯示 區域之液晶顯示裝置;其特徵係:前述液晶層,係由初期 成爲垂直配向模式且介電異方性爲負的液晶所形成,於與 前述一對基板之液晶層相異側,設置用以於該液晶層入射 圓偏光之圓偏光板,而圓偏光板則包含相位差板,至於該 相位差板,係於其平面內之中,將相互正交之方位角方向 β 之折射率設爲nx,ny,而將厚度方向之折射率設爲ηζ, 於定義成 Nz=(nx-nz) /(nx-ny)時,將滿足 Νζ<1。 本發明之液晶顯示裝置,係於半透過反射型液晶顯示裝置 ’組合垂直配向模式之液晶,尤其是針對構成圓偏光板之 相位差板而規定了使視角擴大之最適當條件。亦即是,對 於用以使圓偏光入射於液晶層之相位差板,藉由將上述定 義之Νζ設爲未滿1,視角係被擴大,尤其係不會隨著施 加於液晶層之電壓變化而產生灰階反轉,而可進行顯示。 -6- 1310100 (4) 同時,爲了達成上述之目的,本發明之液晶顯示裝g ,其特徵係:乃於一對基板間挾持液晶層,於1個點像$ 區域內設置進行透過顯示之透過顯示領域,和進行反射顯 示之反射顯示領域之液晶顯示裝置;其特徵係:前述液晶 層,係由成爲垂直配向模式且介電異方性爲負的液晶所形 成,於與前述一對基板之液晶層相異側,設置用以於該液 晶層入射圓偏光之圓偏光板,而圓偏光板則包含相位差板 ,至於該相位差板,係於其平面內之中,將相互正交之方 位角方向之折射率設爲nx,ny,而將厚度方向之折射率 設爲nz,於定義成Nz=(nx-nz) /(nx-ny)時,將滿足 N z = 1 〇 即使於如此之液晶顯示裝置上,針對用以將圓偏光入 射於液晶層之相位差板,藉由將上述定義之N z設定成1 ,視角係被擴大,尤其係不會隨著施加於液晶層之電壓變 化而產生灰階反轉,而可進行顯示。 同時,以包含上基板與下基板來做爲前述一對之基板 ,而於與前述下基板液晶層相反側設置透過顯示用之背光 ,同時,亦於該下基板之液晶層側,設置僅於前述反射顯 示領域而選擇性形成之反射膜,於前述反射顯示領域上’ 設置有可將該反射顯示領域之液晶層厚度調整爲較於透過 顯示領域之液晶層厚度爲更小之液晶層厚度調整層(譬如 藉由絕緣層等所產生)。此種情況,由於可藉由液晶層厚 度調整層之存在,而將反射顯示領域之液晶層厚度設爲較 於透過顯示領域之液晶層之厚度爲更小,故可使反射顯不 -7- 1310100 (5) 領域之遲滞(retardation)與透過顯不領域之遲滯充分地 接近或者使其成爲略爲相等,藉此可達成對比之改善。
另外,於前述液晶層與前述圓偏光之間’更可進而設 置於厚度方向具有光軸之第2相位差板。此種情況,藉由 第2相位差板使得視角可更加放大。又’做爲第2相位差 板,係使用:於其平面內之中’將相互正交之方位角方向 之折射率設爲nx2 ’ ny2,將厚度方向之折射率設爲nzz時 ,滿足 nx2 = ny2〉nz2’ 同時’亦滿足式(1) : 〇.45RtS (nx2-nz2) xd‘〇.75Rt,(但是’ d設爲第2相位差板之 厚度,Rt設爲透過顯示領域之液晶層之相位差)者’藉 由此而成爲可更提高該液晶顯示裝置之顯示視角。做爲該 液晶顯示裝置,係爲了於上下基板進行設置而具有(ηχ2-nz2) xd之2倍之相位差。 前述圓偏光板乃組合偏光板與λ /4相位差板而構成, 該λ /4相位差板於滿足前述Νζ條件之同時,其波長分散 可爲呈現逆分散特性。換言之,譬如可將於45 Onm之面 內相位差値R ( 450 )與於5 90nm之面內相位差値R ( 590 )的比R ( 4 5 0 ) /R ( 5 90 )爲小於1者來做爲相位差板而 加以使用。此種情況,可提供高對比之顯示。 前述圓偏光板乃組合偏光板與λ Μ相位差板而構成, 該λ /4相位差板於滿足前述Νζ條件之同時,該λ /4相位 差板之光軸與前述偏光板之偏光軸形成爲略45°之角度。 同時’於前述一對基板之其中一方所設置之第1偏光板之 偏光軸,與設置於另一側之第2偏光板之偏光軸可成略爲 -8- 1310100 (6) 正交,再者,於一對基板之其中一側所設置之第1枚又/4 相位差板之遲相軸或是進相軸,與設置於另一側之第2枚 λ /4相位差板之遲相軸或是進相軸可成爲略爲正交。採用 如此之構造可提供更高對比之顯示。 另外,前述圓偏光板係可包含λ /2相位差板與λ /4 相位差板而構成之,該λ /2相位差板與λ /4相位差板可 滿足前述Ν ζ之條件,即使藉由如此之構造,亦可提供高 對比之顯示。且,此種情況,爲了更提高對比,係以前述 λ /2相位差板之光軸與前述偏光板之偏光軸成15°角度, 而前述λ /4相位差板之光軸與前述偏光板之偏光軸成75° 角度爲理想,或者,係以前述λ /2相位差板之光軸與前述 偏光板之偏光軸成17.5°角度,而前述λ /4相位差板之光 軸則與前述偏光板之偏光軸成80°角度爲理想。另外,設 置於前述一對基板之其中一側之第1偏光板之偏光軸,與 設置於另一側之第2偏光板之偏光軸略爲正交,更於前述 一對基板之其中一側所設置之第1枚λ /2相位差板及λ /4 相位差板之遲相軸或進相軸,與設置於另一側之第2枚λ /2相位差板及λ /4相位差板之遲相軸或進相軸爲正交, 在能獲得高對比之顯示上,係爲理想。 同時,於本發明之液晶顯示裝置之中,可將設置於前 述一對基板之其中一方之相位差板,藉由λ /2相位差板及 λ /4相位差板來構成,而將設置於另一側之相位差板以λ /4相位差板來構成。亦即是,對於一對之基板的各個,只 要滿足上述Νζ之條件,則即使於設置相異構造之相位差 -9- 1310100 (7) 板的情況時,亦可充分展現本發明之效果。 其次,本發明之電子機器,其特徵係具備上述液晶顯 示裝置。當藉由如此之電子機器時,將可提供具備視角寬 廣且顯示特性佳之顯示部的電子機器。 【實施方式】 [第1實施形態] 以下玆參考圖面而說明本發明之第1實施形態。 鲁 本實施形態之液晶顯示裝置,係以使用薄膜電晶體( 以下簡稱爲TFT )來做爲開關元件之主動矩陣型液晶顯示 裝置之例子。 圖1爲表示構成本實施形態之液晶顯示裝置之畫像顯 示領域的被配置爲矩陣狀的複數的點(dot)之同等電路 圖,圖2爲表示TFT陣列基板之相鄰接之複數的點之平 面圖,圖3爲表示液晶裝置之構造的平面圖(上段)及剖 面圖(下段)。同時,於以下之各圖之中,各層或各構件 · 爲了於圖面上成爲可作辨識成度之大小,故於各層或各構 件使縮尺比例不同。 於本實施形態之液晶顯示裝置之中,如圖1所示,對 構成畫像顯示領域之被配置爲矩陣狀的複數點,分別形成 有畫像電極9與用以控制該畫像電極9之身爲開關元件的 TFT30,被供給有畫像信號之資料線6a,係電性連接於該 TFT30之源極。寫入資料線6a之畫像信號SI,S2....Sn, 係依此順序而依序供給於線,或是對相鄰接之複數資料線 -10- 1310100 . (8) 6a而供給於每群組。同時,掃描線3 a係電性連接於 TFT30之閘極,對複數掃描線3a,掃描信號 G1, G2…..Gm係以特定之時序而脈衝性的依線順序施加。且 ,像素電極9係電性連接於TFT30之汲極,藉由使身爲 開關元件之TFT30僅於一定時間開啓,使得從資料線6a 所供給之畫像信號SI,S2 .....Sn可以特定之時序而寫入。 經由像素電極9而寫入於液晶之特定準位之畫像信號 S 1,S2 ..... Sn,係與後述之共通電極間而於一定期間作保 持。液晶,乃藉由施加電壓準位而改變分子集合之配向或 順序,進而調變光,而成爲可進行灰階顯示。於此,爲了 防止所保持之畫像信號漏電,故與被形成於像素電極9與 共通電極之間的液晶容量並聯地附加積蓄容量70。另外 ,符號3 b爲電容線。 其次,藉由圖2,針對構成本實施形態之液晶裝置之 TFT陣列基板平面構造作說明。 如圖2所示,於TFT陣列基板上,複數矩形狀之像 素電極9 (藉由點線部9A表示輪廓)係設置成矩陣狀, 各沿著像素電極9之縱橫之邊界設置著資料線6a,掃描 線3 a及電容線3 b。於本實施形態中,以包圍各像素電極 9及各像素電極9之方式而被配置的資料線6a,掃描線 3 a,電容線3 b所形成之領域內側爲一個點像素領域,並 成爲可於被配置成矩陣狀之各點像素領域進行顯示之構造 〇 資料線6a乃在構成TFT30之譬如由聚矽膜所形成之 1310100 ⑼ 半導體層la之中,於後述之源極領域,藉由接觸孔5而 電性連接,像素電極9於半導體層la中,於後述之汲極 領域藉由接觸孔8而電性連接。同時,於半導體la之中 ,以對向於通道領域(圖中朝左上方傾斜之斜線領域)的 方式而配置有掃描線3a’掃描線3a於對向於通道領域部 分,係做爲閘極電極而加以功能化。 電容線3 b係具有沿著掃描線3 a而延伸爲略直線狀之 本線部(亦即是’平面視之’沿者掃描線3 a所形成之第 1區域),和從與資料線6a交叉處沿著資料線6a而突出 於前段側之突出部(亦即是,平面視之,沿著掃描線6 a 所延伸設置之第2區域)。 且,圖2中,於以朝向右上方傾斜之斜線所示之領域 處,被設置著複數之第1遮光領域11a。 更具體而言,第1遮光膜11a係設置於將包含半導體 la之通道領域之TFT30從TFT陣列基板側視之而作覆蓋 的位置,並更具有對向於電容線3b之本線部而沿著掃描 線3a直線延伸之本線部,和從與資料線6a正交處沿著資 料線6a而突出於鄰接之後段側(亦即是,圖中下方)的 突出部。於第1遮光膜11a之各段(像素行)之下方突出 部之頭端,係於資料線6a下之中,與下一段之電容線3b 之上方突出部前端重疊。於此重疊之處,設置有將第1遮 光膜11a和電容線3b相互電性連接之接觸孔13。亦即是 ,於本實施形態上,第1遮光膜11a係藉由接觸孔13而 被電性連接於前段或後段之電容線3b。 -12- 1310100 (10) 同時’如圖2所示,於1個點像素區域內形成反射膜 20,而此反射膜20所形成之領域爲反射顯示領域R,未 形成反射膜20之領域,亦既反射膜20之開口部21內, 係成爲透過顯不領域T。
其次’藉由圖3說明有關本實施形態之液晶顯示裝置 之平面構造,及剖面構造。圖3 (a)爲表示具備於本實 施形態之液晶顯示裝置中之彩色濾光片層之平面構造的平 面模式圖,而圖3(b)爲表示對應於圖3 (a)平面圖中 之紅色著色層部分之剖面模式圖。
本實施形態之液晶顯示裝置,如圖2所示,於以資料 線6a,掃描線3a,電容線3b等所包圍之領域內側,具有 具備像素電極9而成之點像素區域於此點像素區域內, 如圖3 ( a )所示,係對應於一個點像素區域而設置3原 色中之一個著色層’並藉由3個點像素區域(Dl,D2, D3)而形成包含各著色層22B (藍色),22G (綠色), 22R (紅色)之像素。 另外,如圖3 ( b )所示’本實施形態之液晶顯示裝 置,於TFT陣列基板10與對向配置於此之對向基板25 之間,採用初期配向狀態爲垂直配向之液晶,亦即是,挾 持由介電率異方性爲負的液晶材料所形成之液晶層5 0。 T F T陣列基板1 〇之構造,乃於由石英,玻璃等之透光性 材料所形成之基板主體1 0 A之表面,將由鋁,銀等之反 射率較爲高之金屬膜所形成之反射膜2 0,隔著絕緣膜2 4 而部分性的形成。如上述所言,反射膜2 0之形成領域爲 -13- 13101.00 (11) . 反射顯示領域R,而反射膜20之非形成領域,亦即是反 射膜2 0之開口部2 1內’係成爲透過顯示領域τ。如此這 般,本實施形態之液晶顯示裝置,爲具備垂直配向型之液 ' 晶層5 0之垂直配向型液晶顯示裝置,而係爲可進行反射 顯示及透過顯不之半透過反射型之液晶顯不裝置。 於基板主體10A上所形成之絕緣體24,於其表面具 有凹凸形狀24a,仿效於其凹凸形狀24a而於反射膜20 之表面具有凹凸部。 φ 由於係藉由如此之凹凸而使反射光擴散,故可防止光 線從外部之映入,進而可獲得寬廣視角之顯示。 且,於反射膜20上,於對應於反射顯示領域R位置 ,形成絕緣膜26。亦即是,係以位置於反射膜20之上方 的方式而選擇性地形成絕緣膜26,並伴隨該絕緣膜26之 形成,來使得液晶層50之層厚在反射顯示領域R與透過 顯示領域T處成爲相異。絕緣膜26譬如由膜厚爲2〜3 μιη 程度之丙烯酸樹脂等之有機膜所形成,於反射顯示領域R 9 與透過顯示領域Τ之邊界附近處,具備有具備用以使本身 層之厚度成爲連續性變化之傾斜面26a的傾斜領域。不存 在有絕緣膜26的部分之液晶層50之厚度爲4〜6μιη左右 ,而於反射顯示領域R處之液晶層5 0厚度,係設爲約於 透過顯示領域Τ之液晶層50之厚度的一半。 如此,絕緣膜26係爲藉由本身膜厚來使得反射顯示 領域R與透過顯示領域Τ之液晶層5 0層厚成爲相異之作 爲液晶層厚調整層(液晶層厚控制層)而起作用者。同時 -14- 1310100 (12) ’本實施形態之形態,係絕緣膜26之上部平坦面之邊緣 與反射膜20 (反射顯示領域)之邊緣略爲一致,絕緣膜 2 6之傾斜領域係成爲被包含於透過顯示領域τ之中。 且’於涵蓋絕緣膜26表面之TFT陣列基板1〇之表 面,形成著由銦錫氧化物(Indium Tin Oxide,以下簡稱 爲IT0)等之透明導電膜所形成之像素電極9,和由聚醯 亞胺等所形成之配向膜27。同時,於本實施形態上,雖 然係將反射膜20與像素電極9各別設置而作層積,但是 ,於反射顯示領域之中,亦可將由金屬膜所形成之反射膜 做爲像素電極而加以使用。 另外,於透過顯示領域T之中,於基板主體10A處 係被形成有絕緣膜24,而於其表面係並未形成反射膜20 及絕緣膜26。亦即是,於絕緣膜24形成著像素電極9及 由聚醯亞胺等所形成之配向膜27。 接下來,對向基板25側,係於由玻璃或石英等之透 光性材料所形成之基板主體25A (基板主體25A之液晶層 側)上,具備著被設置有彩色濾光片22 (於圖3 ( b )爲 紅色著色層22R)之構造。於此,著色層22R之周圍,係 以黑矩陣BM包圍,藉由黑矩陣BM而形成各點像素區域 D1,D2,D3之邊界(參照圖3(a))。 且,於彩色濾光片22之液晶層側’形成著由ITO等 之透明導電膜所形成之共通電極3 1 ’和由聚醯亞胺等所形 成之配向膜33。於此,共通電極31乃於反射顯示領域R 之中,被形成有凹部32’於配向膜33之表面’亦即是於 -15- 1310100 (13) - 液晶層50之挾持面,被形成有大略沿著凹部32所形成之 凹部(階段差部)。形成於此液晶層5 0之挾持面之凹部 (階段差部),係對於基板平面(或是液晶分子之垂直分 子配向)而具備有特定角度之傾斜面,並成爲沿著該傾斜 面方向,而對液晶分子之配向、尤其對初期狀態爲垂直配 向之液晶分子的傾倒方向作規定之構造。且,於本實施形 態上,對TFT陣列基板1 0,對向基板2 5之兩者之配向膜 27,3 3,皆施以垂直配向處理。 φ 其次,於TFT陣列基板1 0之外面側(與挾持液晶層 5 〇面不同側),係被形成有相位差板1 8及偏光板1 9 ;於 對向基板2 5之外面側,亦被形成有相位差板1 6及偏光板 1 7,而構成爲可於基板內面側(液晶層5 0側)入射圓偏 光,此等相位差板1 8及偏光板1 9,相位差板1 6及偏光 板1 7,係分別構成圓偏光板。 偏光板17(19),係被構成爲僅使具備特定方向之 偏光軸之直線偏光透過之構造,而採用A /4相位差板來作 · 爲相位差板1 6 ( 1 8 )。 又,於被形成於TFT陣列基板10之偏光板19之外 側,設置著作爲透過顯示用之光源的背光1 5 ° 於此,λ /4相位差板16 ( 1 8 ),係如圖4所示’當 於其平面內之中將相互正交之方位角方向之折射率設爲 nx,ny,而將厚度方向之折射率做爲ηζ ’並定義成( nx-nz) /(nx-ny)時,將滿足NzSl之構造’具體而Η ,係設爲Νζ二0.5。 -16- 1310100 (14) 若藉由如此之本實施形態之液晶顯示裝置,則由於藉 由於反射顯示領域R處設置絕緣膜26,係可將反射顯示 領域R之液晶層5 0厚度縮小爲透過顯示領域T液晶層5 0 之厚度的約一半,故,可將於反射顯示領域R處之遲滯與 透過顯示領域T處之遲滞作成略爲相等,藉此可達成改善 對比。 同時,若藉由本實施形態之液晶顯示裝置,則可獲得 寬視角特性。圖5爲表示本實施形態之液晶顯示裝置(n z = 〇·5)之視角依存性的圖表,圖6爲表示本發明範圍外 之液晶顯示裝置(N z = 1 1 )之視角依存性的圖表。於圖 表之中,縱軸爲透過率,橫軸爲表示從相對於基板面之法 線方向而偏離的方向視之時之視角(極角),並對各電壓 取得不同之圖表。於此,於極角爲0°時之透過率越大者, 係對應於電壓較爲大之圖表。 本實施形態之情況,如圖5所示可知,由橫向視之時 ,亦隨著電壓變大而透過率將依序上升,由此可知,係獲 得不具有灰階反轉之顯示。另外,如圖6所示,當Νζ = 1 · 1時,譬如從-5 0 °程度橫向視之時,將於白顯示附近之 半色調(half tone )處產生透過率之反轉,此此可知係產 生有灰階反轉。由以上可得知,藉由如本實施形態一般而 設爲Nz S 1,將可不伴隨著灰階反轉而擴寬視角。 再者,於本實施形態上’係以波長分散爲展示逆分散 特性者來做爲λ /4相位差板1 6 ( 1 8 )。換言之,譬如, 於450nm之面內相位差値R(450),與590nm之面內相 -17- 仿年I月/ί曰修(更)正替換頁 _八 Ρ1) 1310100 (15) 位差値R ( 590 )之比:R ( 450 ) /R ( 5 90 ),將此比爲比 1小者做爲λ /4相位差板1 6 ( 1 8 )而加以使用。其結果, 可提供高對比之顯示。同時,λ /4相位差板1 6 ( 1 8 )之 光軸,與偏光板17(19)之偏光軸係被設定爲略爲45°之 角度,而設置於對向基板2 5側的偏光板1 7之偏光軸,與 設置於TFT陣列基板10側的偏光板19之偏光軸,係被 設置爲略爲正交。又,設置於對向基板2 5側之λ /4相位 差板16之遲相軸或進相軸,與設置於TFT陣列基板10 側之Λ /4相位差板1 8之遲相軸或進相軸,係被設置成略 爲正交。 藉由如此之構造將可提供更高對比之顯示。 [第2實施形態] 以下,茲參考圖面而說明本發明之第2實施形態。 圖7爲表示第2實施形態之液晶顯示裝置之平面圖及
$剖面圖,而相當於第1實施形態之圖3模式圖。本實施形 態之液晶顯示裝置之基本構造,係與第1實施形態相同, 而在於λ /4相位差板1 6 ( 1 8 )之液晶層5 0側,進而配置 由C平板(於膜厚方向具有光軸之相位差板)所形成之視 角補償板1 62 ( 1 82 ) —點,係爲不同。因此,於圖7之 中’對與圖3共通之構造要素付與相同符號,並省略其詳 細說明。 本實施形態之情況,如圖7所示,係將視角補償板 1 6 2 ( 1 8 2 )配置於;I /4相位差板1 6 ( 1 8 )之液晶層5 0側 -18- 1310100 (16) 。於此,液晶層50之相位差板設爲400nm,視角補償板 162 ( 182)之相位差設爲200nm,Nz設定爲1.0。藉由如 此這般而設置視角補償板1 6 2 ( 1 8 2 ),將可獲得更高視 角之顯示。 圖8 ( a )係爲針對未設置視角補償板時(比較例) 之液晶顯示裝置,而於各視角取得對比之說明圖,而圖8 (b)爲針對設置了視角補償板162 ( 182)之本實施形態 液晶顯示裝置,而對各視角取得對比之說明圖。圖中,於 對比値相同之部分以實線描繪等高線,而描繪出於周方向 取方位角,於直徑方向取極角所得之對比分佈。 又,圖中之劃入有實線之影線之部分爲對比8 0以上 之部分,而劃入有虛線之影線之部分爲對比1 0以下之部 分。如此可知,如本實施形態一般,藉由導入視角補償板 1 62 ( 1 82 ),使得對比1 0以上之領域增加,而增廣視角 > 於此,與圖8相同的,在圖9中,展示將視角補償板 1 62 ( 1 82 )之相位差設爲 160nm,220nm,3 10nm時之視 角的變化。於此,圖9(a)爲表示310nm時之視角特性 ,圖9 ( b )爲表示220nm時之視角特性,而圖9 ( c )爲 表示1 60nm時之視角特性。如此可知,藉由將視角補償 板1 62 ( 1 82 )之相位差設定爲220nm,可更加增廣視角 。亦即是,當將視角補償板1 62 ( 1 82 )之相位差設爲 2 2 0 nm時,於6 0。圓錐角以上處,係存在有對比1 〇以上之 領域,另一方面,當將視角補償板1 62 ( 1 82 )之相位差 -19- 1310100 (17) 設爲1 60nm,或是3 1 Onm時,於60°圓錐角以上處,係亦 存在有對比1 0以下之領域。 如此可知,藉由將視角補償板1 62 ( 1 82 )之相位差 板作爲液晶層50之相位差(此時,爲400 nm )之1/2〜3/4 程度,將可更改善該液晶顯示裝置之視角特性。且,藉由 設置視角補償板1 62 ( 1 82 ),亦可更不易產生灰階反轉
[第3實施形態] 以下,說明本發明之第3實施形態。
圖10爲表不第3實施形態之液晶顯不裝置之平面圖 及剖面圖,而爲相當於第1實施形態之圖3的模式圖。本 實施形態之液晶顯示裝置之基本構造,係與第1實施形態 相同,而在於λ /4相位差板1 6 ( 1 8 )之液晶層5 0側,配 置有λ/2相位差板167(187)與由C平板(於膜厚方向 >具有光軸之相位差板)所形成之視角補償板1 62 ( 1 82 ) 之點,係爲不同。因此,於圖10之中,對與圖3共通之 構造要素付與相同符號,並省略其詳細說明。 本實施形態之情況,如圖1 〇所示,將λ /2相位差板 1 6 7 ( 1 8 7 )設置於λ /4相位差板1 6 ( 1 8 )之液晶層5 0側 ,並進而將視角補償板1 62 ( 1 82 )設置於λ /4相位差板 1 6 ( 1 8 )之液晶層5 0側。於此,液晶層5 0之相位差設爲 400nm,視角補償板162 ( 182)之相位差設爲200nm,Νζ -20- 1310100 (18) 係;l /2相位差板1 6 7 ( 1 8 7 )及λ /4相位差板1 6 ( 1 8 )均 設定爲0.5。同時,正交偏光板17與偏光板19之偏光軸 ,λ/2相位差板167 ( 187)之光軸與偏光板17 (19)之 光軸夾角爲15°,而λ/4相位差板16(18)之光軸與偏光 板1 7 ( 1 9 )之偏光軸夾角設定爲75°。另外,上側相位差 板16,162之遲相軸與下側之相位差板18,182之遲相軸 略爲正交。 藉由如此構造時,使得當施加電壓關狀態(選擇電壓 I爲非施加狀態)時,對從背光1 5來的光’由於偏光狀態 係爲正交,因此光並無法通過。故而,可提高對比,尤其 相較於偏光狀態成爲平行時,可提高1 〇 %程度之對比。 同時,圖1 1爲表示本實施形態之液晶顯示裝置(入 /2相位差板167 ( 187)及;I /4相位差板16 ( 18)之Νζ 爲0.5)之視角依存性的圖表,圖12爲表示本發明範圍外 之液晶顯示裝置(λ /2相位差板1 67 ( 1 87 )及λ /4相位 差板1 6 ( 1 8 )之Ν ζ爲1 . 1 )之視角依存性的圖表。於圖 I表之中,縱軸爲透過率,橫軸爲表示從橫方向視之時之視 角(極角),並對各電壓取得不同之圖表。於此,當極角 爲0°時之透過率爲越大者,係對應於電壓越大之圖表。 本實施形態之情況,如圖11所示,可以得知:從橫 向視之時,隨著電壓變大’透過率亦依序提昇(除了一部 分之外)。由此可知,可獲得不易產生灰階反轉之顯示。 另外,如圖12所示,當Νζ=1·1時,譬如從-50°左右而 橫方向視之時,將於白顯示附近之半色調處產生透過率之 -21 - 1310100 ____ (19) %年7月2^曰修(更)正替換頁 反轉。此以上可知將產生灰階反轉。由以上可得之’如本 實施形態,藉由設爲N z S 1,將可不伴隨灰階反轉而將視 角擴寬。 [電子機器] 其次,說明有關具備本發明之上述實施形態之液晶顯 示裝置之具體電子機器之例子。 圖13爲表示攜帶電話之一例的立體圖。於圖13之中 ,符號1 000爲表示攜帶電話本體,符號1001爲表示使用 有上述液晶顯示裝置之顯示部。 於如此之攜帶電話等之電子機器顯示部,使用上述實 施形態之液晶顯示裝置時,可不受使用環境所限制,而實 現具備明亮度,對比高,及寬視角之液晶顯示部。 且,本發明之技術範圍並非限於上述實施形態,只要 於不脫離本發明之涵義的範圍之中,則可施加各種變更。 例如,於上述實施形態上,雖然係展示將以TFT做爲開 關元件之主動矩陣液晶顯示裝置適用於本發明中之例子, 但是,以薄膜二極體(TFD )做爲開關元件之主動矩陣型 液晶顯示裝置,被動矩陣型液晶顯示裝置等,亦可適用於 本發明。其他,有關各種構成要素之材料,大小,形狀等 之具體記載,亦可適當變更。 【圖式簡單說明】 圖1爲本發明之第1實施形態之液晶顯示裝置之等價 -22- 1310100 (20) 電路圖。 圖2爲表示本發明之第1實施形態之液晶顯示裝置之 點(dot )的構造之平面圖。 圖3爲表示本發明之第丨實施形態之液晶顯示裝置的 Μ要部分之平面模式圖及剖面模式圖。 圖4爲表示相位差板之折射率異方性之說明圖。 圖5爲表示對於圖i之液晶顯示裝置,而對視角描繪 透過率之圖表。 φ 圖6爲表示對於比較例之液晶顯示裝置,而對視角描 繪透過率之圖表。 圖7爲表示本發明之第2實施形態之液晶顯示裝置的 重要部分之平面模式圖及剖面模式圖。 圖8爲表示關於圖7之液晶顯示裝置之視角特性的說 明圖。 圖9爲表示關於圖7之液晶顯示裝置之各不同相位差 板之視角特性變化的說明圖。 ® 圖1 〇爲表示本發明之第3實施形態之液晶顯示裝置 的重要部分之平面模式圖及剖面模式圖。 圖1 1爲表示對於圖1 0之液晶顯示裝置,而對視角描 繪透過率之圖表。 圖12爲表示對於比較例之液晶顯示裝置,而對視角 描繪透過率之圖表。 圖13爲表示本發明之電子機器之其中一例的立體圖 -23- 1310100 (21) 【符號說明】 9 .......................像素電極 10 .....................TFT陣列基板 ' 16 > 18...............相位差板 17 > 19...............偏光板 20.....................反射膜 22......................彩色濾光片層 ® 24 .....................絕緣膜 25 .....................對向基板 3 1.....................共通電極 5 0.....................液晶層 R.......................反射顯不領域 τ........................透過顯不領域 -24-
Claims (1)
- ΐ3ΐ®Ρ^7 曰修(更)正替換頁I 拾、申請專利範圍 第93 1 0 1 3 8 1號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國98年2月11’日修正 1 · 一種液晶顯示裝置,係於一對基板間挾持液晶層 而成,於1個點像素區域內設置進行透過顯示之透過顯示 區域,和進行反射顯示之反射顯示區域之液晶顯示裝置; 其特徵係: 前述液晶層係由成爲垂直配向模式且介電異方性爲負 的液晶所形成’於與前述一對基板之液晶層相異側,設置 用以於該液晶層入射圓偏光之圓偏光板; 前述圓偏光板包含相位差板, 對於該相位差板,當將於該相位差板的平面內相互正 交之方位角方向之折射率設爲nx,ny,而將厚度方向之 折射率做爲nz,並定義成Nz=(nx-nz) /(nx-ny)時, .將滿足N z < 1, 在前述液晶層與前述圓偏光板之間,係被設置有由在 膜厚方向具備光軸之C平板所成的視角補償板。 2- —種液晶顯示裝置,係於一對基板間挾持液晶層 而成,於1個點像素區域內設置進行透過顯示之透過顯示 區域,和進行反射顯示之反射顯示區域之液晶顯示裝置; 其特徵係: 前述液晶層係由成爲垂直配向模式且介電異方性爲負 的液晶所形成,於與前述一對基板之液晶層相異側,設置 13101.00 用以於該液晶層入射圓偏光之圓偏光板; 前述圓偏光板包含相位差板, 對於該相位差板,當將於該相位差板的平面內相互正 交之方位角方向之折射率設爲nx,ny,而將厚度方向之 折射率做爲 nz,並定義成Nz=(nx-nz) /(nx-ny)時, 將滿足N z = 1,在前述液晶層與前述圓偏光板之間,係被設置有由在 膜厚方向具備光軸之C平板所成的視角補償板。 3.如申請專利範圍第1項所記載之液晶顯示裝置, 其中,對於前述第2相位差板,當將於其平面內而相互正 交之方位角方向之折射率設爲nx2,ny2 ’並將厚度方向之 折射率設爲nz2時,於滿足nx2 = ny2>nz2之同時’亦滿足 以下之式子: 0.4 5 Rt ^ ( nx2-nz2 ) xd$ 0.75Rt ’但是,d爲第2相位差板之厚度,Rt爲透過顯示區域 >之液晶層之相位差,做爲該液晶顯示裝置係爲了於上下基 板進行設置而具有(nx2-nz2 ) xd之2倍之相位差。 4.如申請專利範圍第2項所記載之液晶顯示裝置’ 其中,對於前述第2相位差板,當將於其平面內而相互正 交之方位角方向之折射率設爲nx2,ny2 ’並將厚度方向之 折射率設爲nz2時,於滿足nx2 = ny2>nz2之同時’亦滿足 以下之式子: 0.4 5 Rt ^ ( ΠΧ2-ΠΖ2 ) xd$0.75Rt’ 但是,d爲第2相位差板之厚度’ Rt爲透過顯示區域 -2- 13101.00 之液晶層之相位差,做爲該液晶顯示裝置係爲了於上下基 板進行設置而具有(nx2-nz2 ) Xd之2倍之相位差。 5. 如申請專利範圍第1項所記載之液晶顯示裝置, 其中,前述圓偏光板,係組合偏光板和λ /4相位差板而構 成,該λ /4相位差板於滿足前述Νζ之條件的同時,其波 長分散顯示反分散特性。 6. 如申請專利範圍第2項所記載之液晶顯示裝置, 其中,前述圓偏光板,係組合偏光板和λ /4相位差板而構 β成,該λ /4相位差板於滿足前述Νζ之條件的同時,其波 長分散顯示反分散特性。 7. 如申請專利範圍第1項至第6項之任一項所記載 之液晶顯示裝置,其中,前述圓偏光板,係組合偏光板和 λ /4相位差板而構成,該λ /4相位差板於滿足前述Νζ之 條件的同時,該A /4相位差板之光軸,和前述偏光板之偏 光軸係略爲45°角度。 I 8.如申請專利範圍第1項至第6項之任一項所記載 之液晶顯示裝置,其中,前述圓偏光板,係組合偏光板和 λ /4相位差板而構成,該Λ /4相位差板於滿足前述Νζ之 條件的同時,設置於前述一對基板之一方側之第1偏光板 之偏光軸,和設置於另一方側之第2偏光板之偏光軸係略 爲正交,又,設置於一對基板之一方側之第1片Λ /4相位 差板之遲相軸(或進相軸),和設置於另一方側之第2片 λ /4相位差板之遲相軸(或進相軸),略爲正交。 9.如申請專利範圍第1項所記載之液晶顯示裝置, -3- 1310100 其中,前述圓偏光板,係包含λ /2相位差板和λ /4相位 差板所構成,該λ /2相位差板和λ /4相位差板係滿足前 述Ν ζ之條件。 10. 如申請專利範圍第9項所記載之液晶顯示裝置, 其中,前述λ /2相位差板之光軸係與前述偏光板之偏光軸 成15°之角度,前述λ /4相位差板之光軸係與前述偏光板 之偏光軸成75°之角度。11. 如申請專利範圍第9項所記載之液晶顯示裝置, 0其中,前述λ /2相位差板之光軸係與前述偏光板之偏光軸 成17.5°之角度,前述λ/4相位差板之光軸係與前述偏光 板之偏光軸成80°之角度。12. 如申請專利範圍第1 0項或第1 1項所記載之液晶 顯示裝置,其中,設置於前述一對基板之一方側之第1偏 光板之偏光軸,和設置於另一方側之第2偏光板之偏光軸 係略爲正交,又,設置於一對基板之一方側之第1片λ/2 相位差板及λ /4相位差板之遲相軸(或進相軸),和設置 9令另一方側之第2片λ /2相位差板及λ /4相位差板之遲 相軸(或進相軸),略爲正交。 13. 如申請專利範圍第1項或第2項所記載之液晶顯 示裝置,其中,設置於前述一對基板之一方側之相位差板 係以λ /2相位差板及λ /4相位差板所構成,設置於另一 方側之相位差板係以λ /4相位差板所構成。 1310100 柒、指定代表圖: (一) 、本案指定代表圖為:第3圖 (二) 、本代表圖之元件代表符號簡單說明: 拍J、t案若有化學式時,請揭示最能顯示發明特徵的化學 式: 22B...彩色濾光片(藍) 22 ...色素層 41 ...開口部 D1…點領域 BM...黑矩陣 D 3 ...點像素區域 20.. ..反射膜 17.. .偏光板 3 1 ...共通電極 9.. .畫素電極 10A...基板主體 19.. .偏光板 R-··反射顯示領域 22G.··彩色濾、光片(綠) 43.. .凸狀部 22R·.·彩色濾光片(紅) D2…點像素區域 44.. .凸狀部 42.. .開口部 16…相位差板 25A...基板主體 5 0...液晶層 24.. .絕緣膜 18.. .相位差板 1 5 ...背光 T…透過顯示領域
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