TWI401500B - 顯示裝置 - Google Patents

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TWI401500B
TWI401500B TW095148475A TW95148475A TWI401500B TW I401500 B TWI401500 B TW I401500B TW 095148475 A TW095148475 A TW 095148475A TW 95148475 A TW95148475 A TW 95148475A TW I401500 B TWI401500 B TW I401500B
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Yuji Egi
Tetsuji Ishitani
Takeshi Nishi
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Semiconductor Energy Lab
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Description

顯示裝置
本發明關於增進對比度的顯示裝置的結構。
已發展對於比傳統的陰極射線管薄且輕的顯示裝置，即所謂的平面顯示器(flat panel display)。具有液晶元件作為顯示元件的液晶顯示裝置、具有自發光元件的發光裝置、以及利用電子束的FED(場效發射顯示器)等競相出現於平面顯示器的市場。因此，要求較低耗電量、較高對比度以便提高與其它產品不同的附加價值。
一般而言，液晶顯示裝置之各基板上設置有一偏光板，以維持對比度。當藉著更清楚實施黑色顯示器時，對比度可被提高。因此當在如家庭影院者的暗室裏觀賞影像時，可以提供較高顯示品質。
例如，為了改善對比度以及抑制由於偏光板的偏光度不足以及偏光度分佈所引起的顯示的不均勻，提出在液晶單元的可視側的基板外側設置第一偏光板，面向該可視側的基板的外側設置第二偏光板，當使來自設置在該基板側的輔助光源的光極化穿過第二偏光板偏光並經過液晶單元時，為了提高偏光度而設置第三偏光板(參見專利文件1)。
〔專利文件1〕PCT國際公開第00/34821號公報
然而，仍然有增進對比度的要求，而且提高液晶顯示裝置的對比度的研究已經進行。此外，還有高偏光度的偏光板價格昂貴的問題。
鑒於上述問題，在本發明中，在彼此相對地配置的透光基板的一方上設置有層疊的偏光板，並且從平行尼科耳(parallel nicol)狀態偏離地配置該層疊的偏光板。
此外，於本發明中，在彼此相對地配置的透光基板的二者皆設置層疊的偏光板。將彼此互相相對的偏光板以正交尼科耳(cross nicol)狀態配置，並將層疊的偏光板配置為從平行尼科耳狀態偏離。或者，可以將彼此相對的偏光板配置為從正交尼科耳狀態偏離。在層疊的偏光板和基板之間可以包括波板和相位差板。
本發明的一個形態是一種顯示裝置，其包括：彼此相對的第一透光基板以及第二透光基板；夾持在該第一透光基板以及第二透光基板之間的顯示元件；以及在該第一透光基板或該第二透光基板外側層疊的偏光板。該層疊的偏光板配置為使彼此的透射軸線從平行尼科耳狀態偏離。
本發明的另一形態是一種顯示裝置，其包括：彼此相對的第一透光基板以及第二透光基板；夾持在該第一透光基板以及該第二透光基板之間的顯示元件；在該第一透光基板外側的第一層疊的偏光板；以及在該第二透光基板外側的第二層疊的偏光板。該第一層疊的偏光板配置為使彼此的透射軸線從平行尼科耳狀態偏離，並且，該第二層疊的偏光板配置為使彼此的透射軸線處於平行尼科耳狀態。
本發明的另一形態是一種顯示裝置，其包括：彼此相對的第一透光基板以及第二透光基板；夾持在該第一透光基板以及該第二透光基板之間的顯示元件；在該第一透光基板外側的第一層疊的偏光板；以及在該第二透光基板的外側的第二層疊的偏光板。該第一層疊的偏光板配置為使彼此的透射軸線處於平行尼科耳狀態，並且將該第二層疊的偏光板配置為使彼此的透射軸線從平行尼科耳狀態偏離。
在本發明中，該第一層疊的偏光板具有與該第二層疊的偏光板的透射軸線成為正交尼科耳狀態的透射軸線。
在本發明中，該從平行尼科耳狀態偏離地層疊的偏光板配置在可視側。
藉由可以藉著將多個偏光板偏離地層疊的簡單結構可提高顯示裝置的對比度。
下文將基於附圖而說明本發明的實施模式與實施例。但是，熟悉此技術之人士可以很容易地理解到，本發明能夠以多種不同方式實施，其方式及詳細內容可以被變換為各種形式，而不脫離本發明的範疇及精神。因此，本發明不應該被解釋為僅限定在所述的實施模式及實施例的描述中。要注意，具有相同部分或具有相似功能部分以相同參考標號加以標示，而此部分的描述則不予重複。
(實施模式1)
實施模式1將說明本發明的顯示裝置的概念。
圖1A顯示出一種顯示裝置的剖面圖，該顯示裝置具有層疊的偏光板從平行尼科耳狀態偏離地配置的結構。圖1B係該顯示裝置的立體圖。此實施模式，以液晶顯示裝置為例子而說明該液晶顯示裝置具有液晶元件作為顯示元件。
如圖1A所示者，具有液晶元件的層100在彼此相對地配置的第一基板101以及第二基板102之間夾持。各該基板為具有透光性的絕緣基板(下文亦稱為透光基板)。例如，可以使用鋇硼矽酸鹽玻璃或鋁硼矽酸鹽玻璃等的玻璃基板、石英基板等作為基板。此外，可以使用由具有柔軟性的合成樹脂如以聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚碸(PES)為代表的塑膠或丙烯等作為基板。
在基板的外側，即在與具有液晶元件的層不接觸的一側設置有層疊的偏光板。第一基板101側設置有第一偏光板103、第二偏光板104使得第一偏光板103及第二偏光板104從平行尼科耳狀態偏離地配置。
這些偏光板可以由已知的材料而形成。例如，可以使用從基板一側按附著層、TAC(三醋酸纖維素)、PVA(聚乙烯醇)與碘的混合層、以及TAC的順序層疊的結構。可以藉著以PVA(聚乙烯醇)與碘的混合層來控制偏光度。再者，還有包括無機材料的偏光板。此外，根據偏光板的形狀，有時也將其稱為偏光膜。
如圖1B所示者，第一偏光板103的透射軸線(A)與第二偏光板104的透射軸線(B)層疊，使得該透射軸線互相偏離。依此方式藉著偏離偏光板的透射軸線地進行層疊可增進對比度。
在圖2係頂視圖，顯示第一偏光板103的透射軸線(A)與第二偏光板104的透射軸線(B)間的角。以偏離角θ來將第一偏光板103的透射軸線(A)與第二偏光板104的透射軸線(B)層疊。像這樣，設置在外側的第二偏光板104於偏離時層疊。
如本實施模式所述者，在基板的一側具有層疊的偏光板的結構可以施用於能夠從該基板的一側取出光的顯示裝置。
應注意，由於偏光板的特性是在與透射軸線正交的方向具有吸收軸。因此，當吸收軸彼此為平行時也可以稱為平行尼科耳狀態。
藉藉著將層疊的偏光板從平行尼科耳狀態偏離地配置來減少透射軸線方向的漏光。因此，可以提高顯示裝置的對比度。
(實施模式2)
實施模式2將對於與上述實施模式不同的除了層疊的偏光板外還設置有相位差板的顯示裝置的概念給予說明。
圖3A係顯示裝置的剖面圖，其中在從平行尼科耳狀態偏離地層疊的偏光板與基板之間設置有相位差板。圖3B係該顯示裝置的立體圖。此實施模式將以液晶顯示裝置為例子而說明，該液晶顯示裝置具有液晶元件作為顯示元件。
如圖3所示者，在第一基板101側設置有第一偏光板103及第二偏光板104。此時，第一偏光板103與第二偏光板104從平行尼科耳狀態偏離地配置。再者，在第一基板101與這些層疊的偏光板之間設置有相位差板113。
作為相位差板，可以是，例如將液晶混合配向(hybrid orientation)的薄膜、將液晶扭歪配向的薄膜、單軸性相位差板、或者雙軸性相位差板。這種相位差板可以使顯示裝置的視角變寬。
藉著將樹脂沿一個方向延伸，形成單軸性相位差板。此外，藉著沿橫方向將樹脂延伸進一軸線中形成雙軸性相位差板，且接著沿縱方向溫和延伸該樹脂進一軸線而形成。作為此處使用的樹脂，可以使用環烯烴聚合物(COE)、聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)、聚醚碸(PES)、聚苯硫醚(PPS)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚丙烯(PP)、聚苯醚(PPO)、聚芳酯(PAR)、聚酰亞胺(PI)、聚四氟乙烯(PTFE)等。
此外，將液晶混合配向的薄膜是使用三醋酸纖維素(TAC)薄膜作為底且將盤型液晶(discotic liquid crystal)或向列型液晶(nematic liquid crystal)混合配向而形成的薄膜。相位差板可以在與偏光板貼在一起的狀態下貼附在透光基板。
在此實施模式中，可以加上反射板。反射板可以藉著將反射板設置在第二基板102的外側，或者由反射性高的材料形成像素像素電極而得到。
如圖3B所示者，依此方式層疊第一偏光板103的透射軸線(A)與第二偏光板104的透射軸線(B)，第一偏光板103的透射軸線從第二偏光板104的透射軸線(B)偏離。進一步言之，第一偏光板103的透射軸線(A)與相位差板113的慢速軸(slow axis)(E)偏離45°地配置第一偏光板103與相位差板113。依此方式，藉著設置相位差板可以進行黑色顯示或者將視角擴大。此外，45°只是一個例子，且只要在使視角擴大的範圍內，就不侷侷限於該角度，而可以為預定的角度。像這樣，可以藉著將偏光板的透射軸線偏離地層疊並且設置相位差板，以改善對比度。
圖4係頂視圖，顯示第一偏光板103的透射軸線(A)、第二偏光板104的透射軸線(B)、以及相位差板113的慢速軸(E)之間的角。第一偏光板103與第二偏光板104以此方式層疊使得透射軸線(A)與透射軸線(B)偏離一角度θ。此外，第一偏光板103與相位差板113係以此方式配置使得透射軸線(A)與慢速軸(E)間形成45°。
如本實施模式所述者，可以將在基板的一側具有層疊的偏光板的結構施用於能夠從該基板的一側取出光的顯示裝置。
應注意，由於相位差板的特性是在與慢速軸正交的方向具有快速軸(fast axis)。因此，可以代替慢速軸以快速軸為標準決定其配置。
依此方式，當從平行尼科耳狀態偏離地層疊偏光板並且設置相位差板，得以減少透射軸線方向的漏光。因此，可以改善顯示裝置的對比度。
(實施模式3)
與上述實施模式不同的，實施模式3將對設置有一對層疊的偏光板的顯示裝置的概念給予說明。
圖5A係顯示一種顯示裝置的剖面圖，其中該顯示裝置具有一對層疊的偏光板中的至少一方從平行尼科耳狀態偏離地配置的結構。圖5B係該顯示裝置的立體圖。此實施模式將以液晶顯示裝置為例子而說明該液晶顯示裝置具有液晶元件作為顯示元件。
在此實施模式中，在基板的外側，即在與具有液晶元件的層不接觸的一側設置有層疊的偏光板。具體而言，如圖5A所示者，在第一基板101側順序設置有第一偏光板103及第二偏光板104。此外，在第二基板102側順序設置有第三偏光板105及第四偏光板106。在此實施模式中，一對層疊的偏光板中的至少一方從平行尼科耳狀態偏離。具體而言，如圖5B所示者，第一偏光板103的透射軸線(A)與第二偏光板104的透射軸線(B)從平行狀態偏離地層疊。接著，第三偏光板105的透射軸線(C)與第四偏光板106的透射軸線(D)配置為互相平行狀態，即為平行尼科耳狀態。
接著，第一偏光板103與第三偏光板105配置為正交尼科耳狀態。就是說，將層疊的第三以及第四的偏光板且第一偏光板配置為正交尼科耳狀態，並且第二偏光板從該第一偏光板偏離地配置。像這樣，要偏離的偏光板較佳是在層疊的偏光板之中設置在外側的偏光板。
要注意，在獲得預定的黑色顯示的範圍內，第一偏光板103與第三偏光板105可以從正交尼科耳狀態偏離。
第二偏光板104的透射軸線(B)沿著從第一偏光板103發出的橢圓偏光的橢圓的短軸方向而偏離。就是說，第二偏光板104的吸收軸沿著從第一偏光板103發出的橢圓偏光的橢圓的長軸方向而偏離。
雖然在圖5中沒有顯示，但是背光等的照射機構配置在第四偏光板106的下方。就是說，要偏離的偏光板較佳是在不配置照射機構的可視側的層疊的偏光板中的配置在外側的偏光板。
圖6係頂示圖，顯示第一偏光板103的透射軸線(A)、第二偏光板104的透射軸線(B)、第三偏光板105的透射軸線(C)、以及第四偏光板106的透射軸線(D)間的角。第一偏光板103與第二偏光板104以此方式層疊使得透射軸線(A)與透射軸線(B)偏離一角度θ。於此實施模式中，第三偏光板105與第四偏光板106以此方式配置使得透射軸線(C)與透射軸線(D)處於平行尼科耳狀態。
如此實施模式所示者，可以將一對層疊的偏光板施用於從與配置有背光的基板相對的一側能夠取出光的顯示裝置。此外，如果使用透光性的背光，則能夠從配置有背光的基板取出光，就是說，可以將一對層疊的偏光板施用於能夠從兩側取出光的顯示裝置。
依此方式，當在一對層疊的偏光板中，藉著將至少一方的較佳是可視側的層疊的偏光板的透射軸線從平行尼科耳狀態偏離地配置，可以減少透射軸線方向的漏光。因此，可以改善顯示裝置的對比度。
(實施模式4)
此實施模式將對於以與上述實施模式不同的方式來偏離的層疊的偏光板的方式給予說明。
雖然上述實施模式顯示第一偏光板103與第三偏光板105成為正交尼科耳狀態地配置的方式，然而本發明不侷侷限於此。例如，第三偏光板105與第一以及第二偏光板103、104可從正交尼科耳狀態偏離地配置，並且第一偏光板103與第二偏光板104可配置為平行尼科耳狀態。
在這種情況下，將第一偏光板103的透射軸線(A)向從液晶元件發出的橢圓偏光的橢圓的短軸方向偏離。關於吸收軸，，可以說是第一偏光板103的吸收軸向從液晶元件發出的橢圓偏光的橢圓的長軸方向偏離。
亦可藉著將一對層疊的偏光板正交尼科耳狀態偏離以改善對比度。
(實施模式5)
此實施模式將對於與上述實施模式不同的除了一對層疊的偏光板外還設置有相位差板的顯示裝置的概念給予說明。
圖7A係一種顯示裝置的剖面圖，其中一對層疊的偏光板中的一方從平行尼科耳狀態偏離地層疊，並且在該一對偏光板與基板之間分別設置有相位差板。此本實施模式以液晶顯示裝置為例子而說明，該液晶顯示裝置具有液晶元件作為顯示元件。
如圖7A所示者，第一基板101側設置有第一偏光板103及第二偏光板104。第二基板102側設置有第三偏光板105及第四偏光板106。
如圖7B所示者，第一偏光板103及第二偏光板104從平行尼科耳狀態偏離地配置。第一基板101與這些層疊的偏光板之間設置有相位差板113。
如圖7B所示者，第二基板102側設置有第三偏光板105及第四偏光板106。將第三偏光板105與第四偏光板106配置為平行尼科耳狀態。此外，第二基板102與在這些層疊的偏光板之間設有相位差板114。
雖然未示於圖7，但是背光等照射機構配置在第四偏光板106的下方。
要注意，在此實施模式中，第一偏光板103與第三偏光板105配置為正交尼科耳狀態。在獲得預定的黑色顯示的範圍內，第一偏光板103及第三偏光板105可以從正交尼科耳狀態狀態偏離。
圖8係頂視圖，顯示第一偏光板103的透射軸線(A)、第二偏光板104的透射軸線(B)、第三偏光板105的透射軸線(C)、以及第四偏光板106的透射軸線(D)間的角。第一偏光板103與第二偏光板104以此方式層疊使得透射軸線(A)與透射軸線(B)偏離一角度θ。。將第二偏光板104的透射軸線(B)偏離以便對應於從第一偏光板103的透射軸線(A)發出來的橢圓偏光的橢圓的短軸方向。該偏離角對應到θ。在本實施模式中，透射軸線(C)與透射軸線(D)配置為平行尼科耳狀態。第三偏光板105與第四偏光板106以此方式配置使得透射軸線(C)與透射軸線(D)處於正交尼科耳狀態。
如此實施模式所示者，一對層疊的偏光板可施用於能夠從基板的兩側取出光的顯示裝置。
像這樣，在具有一對層疊的偏光板與相位差板的結構中，可以藉著層疊偏光板以便從至少一方的平行尼科耳狀態偏離，將，較佳是可視側，以減少透射軸線方向的漏光。因此可以改善顯示裝置的對比度。
(實施模式6)
實施模式6將對於具有與上述實施模式不同地被偏離的層疊的偏光板及相位差板的方式給予說明。
雖然上述實施模式顯示的模式，其中設置相位差板，且第一偏光板103與第三偏光板105配置為正交尼科耳狀態，但是本發明不侷限於此。例如，可以設有相位差板，但第三偏光板105及第一與第二偏光板103、104從正交尼科耳狀態偏離地配置，並且將第一偏光板103與第二偏光板104成為平行尼科耳狀態地配置。
在這種情況下，將第一偏光板103的透射軸線(A)向從液晶元件發出的橢圓偏光的橢圓的短軸方向偏離。關於吸收軸，可以說是第一偏光板103的吸收軸向從液晶元件發出來的橢圓偏光的橢圓的長軸方向偏離。
對比度亦可藉著具有相位差板及從正交尼科耳狀態偏離一對層疊的偏光板來改善。
(實施模式7)
實施模式7將說明一種液晶顯示裝置的結構，其中設有一對層疊的偏光板，並且該對層疊的偏光板至少其中之一的透射軸線彼此偏離。
圖9係顯示具有層疊的偏光板的液晶顯示裝置的剖面圖。
液晶顯示裝置包括像素部分205以及驅動電路部分208。在像素部分205以及驅動電路部分208中，在基板301上設置有基底膜302。可使用與上述實施模式類似的絕緣基板作為基板301。通常擔心由合成樹脂形成的基板與其它基板相比其耐熱溫度低；但是，其亦可藉著在使用耐熱性高的基板的製造元件之後轉置元件成以合成樹脂形成的基板而加以採用。
像素部分205設置有電晶體作為與中間夾基底膜302間的開關元件。在此實施模式中，使用薄膜電晶體(TFT)作為該電晶體，其係稱為開關TFT 303。TFT可以以多個方法來製作。例如使用結晶性半導體膜作為主動層。在結晶性半導體膜上設置有閘極電極，以夾閘極絕緣膜在其間。可以藉使用該閘極電極添加雜質元素到該主動層。依此方式使用閘極電極添加雜質元素，就不需要用於添加雜質元素的掩模。閘極電極可以具單層結構或疊層結構。雜質區域藉著控制其濃度，可以成為高濃度雜質區域或低濃度雜質區域。因此將具有低濃度雜質區的TFT結構稱為LDD(Light doped drain；輕摻雜汲極)結構。低濃度雜質區域可以形成以便與閘極電極重疊。此種TFT稱為GOLD(Gate Overlapped LDD；閘極重疊輕摻雜汲極)結構。圖9顯示出具有GOLD結構的開關TFT 303。藉著對於雜質區域使用磷(P)等，使開關TFT 303的極性成為n型。當要使開關TFT 303的極性成為p型時，可以添加硼(B)等。然後，形成覆蓋閘極電極等的保護膜。藉著混入於保護膜中的氫元素，可以使結晶性半導體膜的懸浮鍵終結。進一步，為了提高平坦性，也可以形成層間絕緣膜305。層間絕緣膜305可以使用有機材料、無機材料或它們的疊層結構形成。在層間絕緣膜305、保護膜、閘極絕緣膜中形成開口部分，從而形成與雜質區域連接的佈線。這樣可以形成開關TFT 303。注意，本發明不侷限於開關TFT 303的結構。
接著，形成連接到佈線的像素電極306。
再者，與開關TFT 303同時可以形成電容元件304。在此實施模式中，由與閘極電極同時形成的導電膜、保護膜、層間絕緣膜305以及像素電極306的疊層體形成電容元件304。
再者，藉著使用結晶性半導體膜，可以形成像素部分與驅動電路部分於同一基板上。在這種情況下，像素部分的電晶體與驅動電路部分208的電晶體被同時形成。由於用於驅動電路部分208的電晶體構成CMOS電路，所以稱為CMOS電路354。構成CMOS電路354的TFT各可以採用與開關TFT 303相同的結構。另外，代替GOLD結構可以使用LDD結構，因此不一定必須採用同樣的結構。
形成配向膜308以便覆蓋像素電極306。並且對於配向膜308進行研磨處理。這種研磨處理於某些情況下，例如VA模式的特定模式的液晶時，便不進行。
接著，準備相對基板320。在相對基板320的內側，即在與液晶接觸的一側可以設置有濾色片322以及黑矩陣(BM)324。它們可以使用已知的方法而製作，但是如果藉著滴落預定材料的液滴噴出法(噴墨法作為代表)來形成，就可以避免材料的浪費。濾色片322等配置在沒有設置有開關TFT 303的區域中。就是說，與光的透過區域，即與開口區域相對地設置濾色片322。要注意，在液晶顯示裝置為全彩色顯示的情況下，可以由呈現紅色(R)、綠色(G)、藍色(B)的材料形成濾色片等，而在採用單色顯示的情況下，可以由至少呈現一個顏色的材料而形成。
要注意，當在背光中配置RGB的二極體(LED)等，並採用藉著時間分割而進行彩色顯示的逐次加色混合法(successive additive color mixing method)(場序法)時，有不設置濾色片的情況。為了減少由開關TFT 303及CMOS電路354的佈線引起的外光反射而設置黑矩陣324。因此，與開關TFT 303或CMOS電路354重疊地設置黑矩陣324。要注意，也可以與電容元件304重疊地形成黑矩陣324。這是因為，可以防止由電容元件304包括的金屬膜引起的反射的緣故。
然後，設置相對電極323及配向膜326。並且對於配向膜308及326進行研磨處理。這種研磨處理當液晶形態例如VA形態時，便不進行。
要注意，包括於TFT的佈線、閘極電極、像素電極306及相對電極323可以從銦錫氧化物(ITO)、在氧化銦中混合了氧化鋅(ZnO)的IZO(indium zinc oxide；氧化銦鋅)、在氧化銦中混合了氧化矽(SiO2 )的導電材料、有機銦、有機錫、鎢(W)、鉬(Mo)、鋯(Zr)、鉿(Hf)、釩(V)、鈮(Nb)、鉭(Ta)、鉻(Cr)、鈷(Co)、鎳(Ni)、鈦(Ti)、白金(Pt)、鋁(Al)、銅(Cu)等的金屬、其合金或其金屬氮化物中選擇。
使用密封材料328將這種相對基板320與基板301貼附在一起。可以使用分配器等在基板301或相對基板320上描畫密封材料328。再者，為了保持基板301與相對基板320的間隔，在像素部分205及驅動電路部分208的一部分設置間隔物325。間隔物325具有柱狀或球狀的形狀。
依此方式貼附在一起的基板301與相對基板320之間注入液晶311。當注入液晶時，可以在真空中進行該步驟。此外，液晶311可以藉著注入法以外的方法而形成。例如，也可以在滴下液晶311之後再貼上相對基板320。這種滴下法可以應用於在處理難以施用注入法的大型基板的情況。
液晶311包括液晶分子，藉著像素電極306與相對電極323控制液晶分子的傾斜。具體而言，藉著施加到像素電極306與相對電極323的電壓控制液晶分子的傾斜。此種控制係使用設置在驅動電路部分208中的控制電路來進行。要注意的是，控制電路不一定形成在基板301上，也可以使用藉著連接端子310連接的電路。於此情況下，為了與連接端子310連接，可以使用具有導電性微粒子的各向異性導電膜。再者，連接端子310的一部分與相對電極323電氣連接，藉以相對電極323的電位為公共電位。例如可以使用凸塊337而取得導通。
接著，說明背光單元352的結構。背光單元352包括作為發出螢光的光源331的冷陰極管、熱陰極管、二極體、無機EL元件、有機EL元件；有效率地將螢光導入到導光板335的燈反射器332；在全反射螢光的同時將光引導到整個面的導光板335；減少明亮度的不均勻的擴散板336；將泄漏到導光板335的下面的光再利用的反射板334。
用於控制光源331的亮度的控制電路連接到背光單元352。藉著供應自控制電路的信號，可以控制光源331的亮度。
此外，在基板301與背光單元352之間設置有層疊的偏光板315及316，而在相對基板320上也設置有層疊的偏光板313及314。將設置在背光側的偏光板315與偏光板316配置為平行尼科耳狀態，並且將設置在可視側的偏光板313與偏光板314從平行尼科耳狀態偏離地配置。在本發明中，一對層疊的偏光板中的其中之一，最好是在可視側的層疊的偏光板，使透射軸線彼此互相偏離。於是，得以增進對比度。
層疊的偏光板315與316及層疊的基板313與314分別貼附到基板301及相對基板320。可以在層疊的偏光板與基板之間設置相位差板。
藉著使此種液晶顯示裝置中配置層疊的偏光板並使其透射軸線偏離，可以增進對比度。藉著將層疊的偏光板偏離，與只是增加單層結構的偏光板的膜厚度的結構相比，對比度可以提高。
本實施模式可以與上述實施模式自由地組合。
(實施模式8)
在本實施模式中，對於具有疊層結構的偏光板且與上述實施模式不同使用具有非晶形半導體膜的TFT的液晶顯示裝置給予說明。
圖10顯示液晶顯示裝置的結構，其包括使用非晶形半導體膜作為開關元件的電晶體(下文稱為非晶形TFT)的液晶顯示裝置的結構。像素部分205設置有使用非晶形TFT構成的開關TFT 303。非晶形TFT可以由已知的方法形成。例如在通道蝕刻型的情況下，在基底膜302上形成閘極電極；形成閘極絕緣膜以覆蓋閘極電極；以及接著形成n型半導體膜、非晶形半導體膜、源極電極、以及汲極電極。藉使用源極電極以及汲極電極在n型半導體膜中形成開口。於此情形中還移除非晶形半導體膜的一部分，因此稱此TFT為通道蝕刻型。然後形成保護膜307，藉以形成非晶形TFT。另外，非晶形TFT也有通道保護型，就是當藉著使用源極電極以及汲極電極在n型半導體膜中形成開口時，設置保護膜以使非晶形半導體膜不被移除。其它結構可以為與通道蝕刻型相同。
然後，與圖9相同者，設置配向膜308，接著對配向膜308進行研磨處理。這種研磨處理當液晶形態例如VA形態時，便不進行。
此外，與圖9相同地準備相對基板320，並使用密封劑328將相對基板320與基板301貼合在一起。藉著在其之間封入液晶311可以形成液晶顯示裝置。
與圖9相同地，在基板301與背光單元352之間設置有層疊的偏光板315及316，而在相對基板320上也設置有層疊的偏光板313及314。將背光側的偏光板315及偏光板316配置為平行尼科耳狀態，並且將可視側的偏光板313及偏光板314從平行尼科耳狀態偏離地配置。在本發明中，使一對層疊的偏光板中的至少一方，較佳是可視側的層疊的偏光板的透射軸線偏離。於是，可以增進對比度。
層疊的偏光板315與316及層疊的偏光板313與314分別貼附到基板301及相對基板320。此外，可以在層疊的偏光板與基板之間設置相位差板。
在藉著使用非晶形TFT作為開關TFT 303形成液晶顯示裝置的情況下，考慮到工作性能，可以將使用矽晶圓形成的IC 421作為驅動器安裝到驅動電路部分208上。例如，藉著使用具有導電微粒子422的各向異性導電體而連接IC 421的佈線與開關TFT 303的佈線，可以供應控制開關TFT 303的信號。注意，IC的安裝方法並不侷限於此，也可以藉著引線接合法而安裝。
再者，IC還可以藉著連接端子310與控制電路連接。此時，可以使用具有導電微粒子422的各向異性導電膜與連接端子310連接，。
因為其它結構與圖9相同，所以省略說明。
藉著對於此種液晶顯示裝置設置層疊的偏光板並將透射軸線偏離而配置，可以增進對比度。在本發明中，多個偏光板是具有將透射軸線偏離而配置的疊層結構的偏光板，因此，本發明與只是增加單層結構的偏光板的膜厚度的結構不同。與增加偏光板的膜厚度的結構相比而言，本發明可以進一步增進對比度，因此是較佳的。
本實施模式可以與上述實施模式自由地組合。
(實施模式9)
在本實施模式中，對於液晶顯示裝置具有的各個電路的工作給予說明。
圖11係顯示液晶顯示裝置的像素部分700以及驅動電路部分的系統方塊圖。
像素部分700具有多個像素，在成為各像素的信號線212與掃描線210的交叉區域中設置有開關元件。藉著開關元件可以控制用於控制液晶分子的傾斜的電壓的施加。此種將在各交叉區域中設置有開關元件的結構稱為主動型。本發明的像素部分並不侷限於這種主動型，也可以具有被動型的結構。被動型在各像素中沒有開關元件，所以製作步驟簡便。
驅動電路部分208包括控制電路、信號線驅動電路722、掃描線驅動電路723等。控制電路具有按照像素部分700的顯示內容進行灰階控制的功能。因此，控制電路將產生的信號輸入到信號線驅動電路722以及掃描線驅動電路723中。當依據掃描線驅動電路723，藉著掃描線210而選擇開關元件時，就對於選擇了的交叉區域的像素電極施加電壓。該電壓值取決於從信號線驅動電路722藉著信號線而被輸入的信號。
再者，在控制電路中產生控制供應於照明機構的電力的信號，而且該信號被輸入到照明機構的電源。可以使用在上述實施模式中所示的背光單元作為照明機構。注意，照明機構除了背光外，還有前燈(front light)。前燈為板狀的燈單元，它被安裝在像素部分的前面側，而且由照射整體的光發射體以及導光體而構成。使用這種照明機構，可以以低耗電量且均勻地照射像素部分。
再者，如圖11所示者者，掃描線驅動電路723具有作用為移位暫存器701、電位偏移器704、緩衝器705的電路。將諸如選通開始脈衝(GSP)、選通時鐘信號(GCK)的信號輸入到移位暫存器701中。注意，本發明的掃描線驅動電路並不侷限於圖11所示的結構。
此外，如圖11所示者，信號線驅動電路722具有作用為移位暫存器711、第一鎖存器712、第二鎖存器713、電平行動器714、緩衝器715的電路。作用為緩衝器715的電路為具有放大弱信號的功能的電路，而且它具有運算放大器等。對移位暫存器714輸入諸如開始脈衝(SSP)信號，對第一鎖存器712輸入視頻信號資料(DATA)。在第二鎖存器713中可以暫時保持鎖存(LAT)信號，並且將該信號一起輸入到像素部分700中。此操作稱為線順序驅動。因此，如果是進行點順序驅動而不是不進行線順序驅動的像素，就不需要第二鎖存器。如此，本發明的信號線驅動電路並不侷限於圖11所示的結構。
這種信號線驅動電路722、掃描線驅動電路723、像素部分700可以由設置在相同基板上的半導體元件而形成。例如，可以使用設置在玻璃基板上的薄膜電晶體而形成半導體元件。在此情況下，最好將結晶性半導體膜施用於半導體元件(參照上述實施模式5)。結晶性半導體膜的電氣特性，特別是其遷移率高，所以它可以構成驅動電路部分具有的電路。此外，也可以藉著使用IC(Integrated Circuit；積體電路)晶片將信號線驅動電路722與掃描線驅動電路723安裝在基板上。在此情況下，可以將非晶形半導體膜施用於像素部分的半導體元件(參照上述實施模式6)。
在這種液晶顯示裝置中，藉著設置層疊的偏光板並將其透射軸線偏離地配置，可以增進對比度。
本實施模式可以與上述實施模式自由地組合。
(實施模式10)
在本實施模式中將說明背光的結構。背光作為具有光源的背光單元而被設置在顯示裝置中。為了背光單元有效率地散射光，將反射板設置為圍繞光源。
如圖12A所示者，背光單元352可以使用冷陰極管401作為光源。另外，為了使來自冷陰極管401的光有效率反射，可以設置燈反射器332。冷陰極管401大多使用於大型顯示裝置。這是因為來自冷陰極管的亮度的強度的緣故。因此，具有冷陰極管的背光單元可以使用於個人電腦的顯示器。
如圖12B所示者，背光單元352可以使用二極體(LED)作為光源。例如，將發白色光的二極體(W)402以規定間隔配置。另外，為了有效率反射來自二極體(W)402的光，可以設置燈反射器332。
如圖12C所示者，RGB各色的二極體(LED)403、404及405可以用作為背光單元352的光源。藉著使用RGB各色的二極體(LED)403、404及405，與只使用發白色光的二極體(W)402相比，可以提高顏色再現性。另外，為了有效率反射來自二極體(W)402的光，可以設置燈反射器332。
再者，如圖12D所示者，在使用RGB各色的二極體(LED)403、404、405作為光源時，沒必要使它們的數量和配置相同。例如，也可以配置多個使用低發光強度的顏色(例如綠色)的二極體。
再者，也可以組合發白色光的二極體(W)402、RGB各色的二極體(LED)403、404及405而使用。
注意，在具有RGB各色的二極體的情況下，當藉著施用場序制模式時，按照時間將二極體順序點燈而可以進行彩色顯示。
使用二極體因為其亮度高，所以適合於大型顯示裝置。此外，由於RGB各色的彩色純度高，相較於冷陰極管，二極體有優越的顏色再現性。此外，可以減少配置所需面積。因此，當施用二極體於小型顯示裝置時，可以得到較窄的框。
此外，沒必要一定將光源作為在圖12A至12D所示的背光單元配置。例如，在將具有二極體的背光安裝在大型顯示裝置時，二極體可以配置在基板的背面。此時，RGB各色的二極體可順序地以預定的間隔配置。顏色再現性可依二極體的配置而增進。
藉著對這種使用背光的顯示裝置設置層疊的偏光板並將透射軸線偏離而設置，可以提供對比度高的影像。特別是，具有二極體的背光適合於大型顯示裝置。藉著提高大型顯示裝置的白色顯示的亮度，即使在暗處也可以提供高質量的影像。
本實施模式可以與上述實施模式自由地組合。
(實施模式11)
液晶顯示裝置的液晶的驅動方法，包括與基板垂直地施加電壓的垂直電場法以及與基板平行地施加電壓的水平電場法。垂直電場法或水平電場法任一者可施用於將透射軸線偏離而配置的層疊的偏光板的結構。在本實施模式中，說明可以將透射軸線偏離而配置的層疊的偏光板適用於各種液晶模式的情況。
首先，圖23A及23B係各顯示TN模式的液晶顯示裝置的形態圖。
與上述實施模式相同者，在互相相對地配置的第一基板101以及第二基板102之間夾持具有顯示元件的層100。在第一基板101側，將第一偏光板103及第二偏光板104從平行尼科耳狀態偏離而設置。同時，在第二基板102側，將第三偏光板105及第四偏光板106配置為平行尼科耳狀態。注意，將第一偏光板103及第三偏光板105配置為正交尼科耳狀態。
雖然沒有圖示，但是背光等配置在第四偏光板106的外側。在第一基板101以及第二基板102上分別設置第一電極108及第二電極109。此外，將與背光相反側，即可視側的第一電極108形成為至少具有透光性。
在具有這種結構的液晶顯示裝置中，在常亮態模式的情況下，當對第一電極108以及第二電極109施加電壓(稱為垂直電場法)時，進行黑色顯示，如圖23A所示者。這時，液晶分子成為垂直配向的狀態。於是，來自背光的光不能穿過基板而成為黑色顯示。
接著，如圖23B所示者，當對在第一電極108與第二電極109之間不施加電壓時，成為白色顯示。此時，液晶分子水平配向，成為在平面內扭歪的狀態。結果，來自背光的光可以穿過將一對層疊的偏光板中的在可視側層疊的偏光板從平行尼科耳狀態偏離而配置的基板而進行預定的影像顯示。
此時藉著設置濾色片，可以進行全彩色顯示。濾色片可以設置在第一基板101側或第二基板102側中的任何側。
可以使用已知的材料作為TN模式的液晶材料。
在圖24A及24B中示出VA形態的液晶顯示裝置的形態圖。VA模式為當沒有電場時液晶分子與基板垂直地被配向的模式。
與圖23A及23B同樣者，在第一基板101及第二基板102上分別設置有第一電極108及第二電極109。此外，將與背光的相反側，即可視側的第一電極108形成為至少具有透光性。將第一偏光板103及第二偏光板104從平行尼科耳狀態偏離而配置。此外，在第二基板102側將第三偏光板105及巷第四偏光板106配置為平行尼科耳狀態。注意，將第一偏光板103及第三偏光板105配置為正交尼科耳狀態。
在具有此種結構的液晶顯示裝置中，當對第一電極108以及第二電極109施加電壓(垂直電場法)時，如圖24A所示者，成為進行白色顯示的導通(ON)狀態。此時，液晶分子成為水平配向的狀態。於是，來自背光的光可以穿過設置有層疊並從平行尼科耳狀態偏離的偏光板的基板而進行預定的影像顯示。藉著設置濾色片，可以進行全彩色顯示。濾色片可以設置在第一基板101側或第二基板102側中的任何一側。
如圖24B所示者，當在第一電極108與第二電極109之間不施加電壓時，成為黑色顯示，即截止(OFF)的狀態。此時，液晶分子成為垂直配向的狀態。因此，來自背光的光不能穿過基板，而成為黑色顯示。
像這樣，在截止狀態時，液晶分子在與基板垂直的方向立起，而成為黑色顯示。同時，在導通狀態時，液晶分子在與基板水平的方向臥倒，而成為白色顯示。因為在截止的狀態時液晶分子立起，所以被偏光之來自背光的光不受液晶分子的影響而穿過元件，且可以使用相對基板側的偏光板完全遮斷。於是，在層疊的一對偏光板中，藉著將至少一方層疊的偏光板從平行尼科耳狀態偏離而配置，可以期待進一步增進對比度。
此外，可以將本發明的層疊的偏光板適用於分割液晶配向的MVA(Multi－domain Vertical Alignment；多象限垂直配向)形態。
可以使用已知的材料作為使用於VA(Vertical Alignment；垂直配向)模式或MVA模式的液晶材料。
圖25A及25B係顯示OCB(Optical Compensated Bend；光學補償彎曲)模式的液晶顯示裝置的形態圖。在OCB模式中，在液晶層中的液晶分子的配向形成光學性補償狀態，這稱為彎曲配向。
與圖23A及23B相同者，在第一基板101以及第二基板102上分別設置有第一電極108及第二電極109。而且，雖然沒有圖示，但是背光等配置在第四偏光板106的外側。此外，與背光的相反側，即可視側的第一電極108形成為至少具有透過性。第一偏光板103及第二偏光板104從平行尼科耳狀態偏離而配置。在第二基板102側將第三偏光板105及第四偏光板106配置為平行尼科耳狀態。第一偏光板103及第三偏光板105配置為正交尼科耳狀態。
在具有這種結構的液晶顯示裝置中，當對第一電極108以及第二電極109施加電壓時(垂直電場法)，如圖25A所示者，進行黑色顯示。此時，液晶分子就成為垂直配向的狀態。因此，來自背光的光不能穿過基板，而成為黑色顯示。
而且如圖25B所示者，當對第一電極108與第二電極109之間不施加電壓時，成為白色顯示。此時，液晶分子成為傾斜排列的狀態。因此，來自背光的光能夠穿過設置有層疊的偏光板的基板，從而進行預定的影像顯示。藉著設置濾色片，可以進行全彩色顯示。濾色片可以設置在第一基板101側或第二基板102側中的任何一側。
在此種OCB模式中，藉著將一對層疊的偏光板中的可視側的層疊的偏光板從平行尼科耳狀態偏離而配置，可以補償在液晶層發生的雙折射。結果，不但可以實現廣視角，而且可以增進對比度。
圖26A及26B示出IPS(in－plane switching；平面內切換)模式的液晶顯示裝置的形態圖。IPS模式中中，液晶分子相對於基板始終在平面內扭歪，而且為只將電極設置在基板的側的水平電場法。
在IPS模式中，液晶受控於設置在一基板上的一對電極。因此，一對電極111與112設置在第二基板102上。該對電極111與112較佳分別具有透光性。第一偏光板103及第二偏光板104從平行尼科耳狀態偏離地配置。在第二基板102側，第三偏光板105及第四偏光板106配置為平行尼科耳狀態。第一偏光板103及第三偏光板105配置為正交尼科耳狀態。此外，雖然沒有圖示，但是背光等配置在第四偏光板106的外側。
對於在具有這種結構的液晶顯示裝置中的一對電極111及112施加電壓時，如圖26A所示者，就成為進行白色顯示的導通狀態。於是，來自背光的光能夠穿過將一對層疊的偏光板中的在可視側層疊的偏光板從平行尼科耳狀態偏離而配置的基板，而進行預定的影像顯示。
藉著設置濾色片，可以進行全彩色顯示。濾色片可以設置在第一基板101側或第二基板102側中的任何一側。然後，如圖26B所示者，當對一對電極111與112間不施加電壓時，成為黑色顯示，即截止的狀態。此時，液晶分子成為水平配向且在平面內扭歪的狀態。結果，來自背光的光不能穿過基板，而成為黑色顯示。
可以使用已知的材料作為用於IPS模式的液晶材料。
當本發明的一對層疊的偏光板中的在可視側層疊的偏光板從平行尼科耳偏離而配置的結構適用於垂直電場法的液晶顯示裝置時，可以進行進一步高的對比度的顯示。這種垂直電場法適合於室內使用的用於電腦的顯示裝置及大型電視機。當本發明施用於水平電場方式的液晶顯示裝置時，不但會擁有較廣的視角，而且還可以實現較高對比度的顯示。這種水平電場方式適合於能夠攜帶的顯示裝置。
在圖27A及27B中示出FLC(Ferroelectric Liquid Crystal；鐵電性液晶)模式以及AFLC(Antiferroelectric Liquid Crystal；反鐵電性液晶)模式的液晶的形態圖。
與圖23A及23B同樣地，在第一基板101以及第二基板102上分別設置有第一電極108及第二電極109。此外，將與背光的相反一側，即可視側的第一電極108形成為至少具有透光性。將第一偏光板103及第二偏光板104從平行尼科耳狀態偏離而配置。在第二基板102側將第三偏光板105及第四偏光板106配置為平行尼科耳狀態。第一偏光板103及第三偏光板105配置為正交尼科耳狀態。
當對於在具有這種結構的液晶顯示裝置中的第一電極108以及第二電極109施加電壓(稱為垂直電場法)時，如圖27A所示者，成為白色顯示。此時，液晶分子成為水平配向且在平面內扭歪的狀態。於是，來自背光的光能夠穿過將一對層疊的偏光板中的在可視側層疊的偏光板從平行尼科耳狀態偏離而配置的基板，而進行預定的影像顯示。
同時，如圖27B所示者，當對於第一電極108以及第二電極109不施加電壓時，進行黑色顯示。此時，液晶分子成為水平配向的狀態。結果，來自背光的光不能穿過基板，而成為黑色顯示。
此時，藉著設置濾色片，可以進行全彩色顯示。濾色片可以設置在第一基板101側或第二基板102側中的任何一側。
可以使用已知的材料作為使用於FLC模式以及AFLC模式的液晶材料。
此外，本發明可以適用於旋光模式、散射模式、雙折射模式的液晶顯示裝置或將偏光板配置在基板的兩側的顯示裝置。
本實施模式可以與上述實施模式自由地組合。
(實施模式12)
作發明關於的電子設備，可以諸如電視裝置(亦簡稱為電視或者電視接收機)、數位相機、數位攝像機、行動電話裝置(簡單地稱為行動電話機、行動電話)、PDA等的可攜式資訊終端、可攜式遊戲機、用於電腦的監視器、電腦、汽車音響等的聲音再現裝置、家用遊戲機等的具備記錄媒體的影像再現裝置等。對於其具體例子將參照圖28A至28F給予說明。
圖28A所示的可攜式資訊終端包括主體9201、顯示部9202等。本發明的顯示裝置可以應用於顯示部9202。因此，可以提供對比度高的可攜式資訊終端。
圖28B所示的數位相機包括顯示部9701、顯示部9702等。本發明的顯示裝置可以應用到顯示部9701。結果，可以提供對比度高的數位相機。
圖28C所示的行動電話機包括主體9101、顯示部9102等。本發明的顯示裝置可以應用到顯示部9102。因此，可以提供對比度高的行動電話機。
圖28D所示的可攜式電視裝置包括主體9301、顯示部9302等。本發明的顯示裝置可以應用到顯示部9302。因此，可以提供對比度高的可攜式電視裝置。此外，本發明的顯示裝置可應用於多種電子設備電視機，包括安裝到行動電話機等的可攜式終端小型電子設備視機、可攜式的中型電視機、以及大型電子設備視機(例如40英寸或更大的)。
圖28E所示的可攜式電腦包括主體9401、顯示部9402等。本發明的顯示裝置可以應用於顯示部9402。因此，可以提供對比度高的可攜式電腦。
圖28F所示的電視裝置包括主體9501、顯示部9502等。本發明的顯示裝置可以應用於顯示部9502。因此，可以提供對比度高的電視裝置。
依此方式，藉著採用本發明的顯示裝置，可以提供對比度高的電子設備。
〔實施例1〕
在本實施例中示出具有層疊的偏光板的TN液晶元件的光學計算的結果。
首先，如圖13所示者，形成光學計算標的的液晶元件。從背光1000側順序層疊偏光板1、偏光板2、TN液晶1001、偏光板3及偏光板4。就是說，在液晶元件中將兩張層疊的偏光板分別配置在TN液晶的兩側。TN液晶的介電常數的各向異性為△ε＝5.2，而液晶元件的單元厚度為4μm。接然後，在表1中示出當TN液晶的波長為546.1nm時的雙折射△n的值。參照表1來可以知道雙折射依據溫度而變動。
偏光板使用LCD MASTER的資料庫所包括的EG1425DU，並且一張偏光板的厚度為180μm。於此種液晶元件中，在背光側及可視側中的研磨的方向分別為與偏光板的吸收軸的正交方向平行，即與透射軸線方向平行，而為常亮態模式。
此時，將設置在背光側的偏光板1以及偏光板2的吸收軸配置為使該偏光板1以及偏光板2的吸收軸及基準線形成135°。此外，將設置在可視側的偏光板3的吸收軸配置為使該偏光板3的吸收軸與基準線形成45°。就是說，將該偏光板3的吸收軸與偏光板1以及偏光板3配置為正交尼科耳狀態。而且，偏光板4的吸收軸從與基準線形成45°的狀態逐漸偏離。就是說，偏光板4的吸收軸從偏光板3的吸收軸逐漸偏離。在這種狀態下進行了光學計算。
圖14顯示相對於偏光板4的吸收軸與基準線間的角的對比度結果。在吸收軸與基準線間的角為35至55°的情況下，進行光學計算。對比度是以白色顯示的亮度與黑色顯示的亮度的相對比來算出的。為進行黑色顯示而將4.5V施加(導通電壓)到液晶元件。為進行白色顯示而將1.7V施加到(截止電壓)到液晶元件。而且，分別測定當TN液晶的溫度分別為20℃、25℃、40℃、60℃時的液晶元件的對比度。
由圖14可知根據TN液晶的溫度而對比度不同。例如，當偏光板4的吸收軸與基準線形成的角為41.5°時，在TN液晶的溫度為20℃的情況下對比度為最大。此外，當偏光板4的吸收軸與基準線形成的角為42.5°時，在TN液晶的溫度為60℃的情況下對比度為最大。此外，參照圖14來可以知道使偏光板4的吸收軸與基準線形成的角從38°變為45°，就是說較佳使偏光板4的吸收軸與偏光板3的吸收軸形成的角為7°或更小，特別較佳為5°或更小，以便將對比度提高得高於當將偏光板4的吸收軸配置為與基準線形成45°時的對比度。
依此方式，可以得知，當將層疊的偏光板偏離時，對比度提高。此外，還可以知道，當將層疊的偏光板偏離時，對比度相對於對比度為最大的偏光板4的吸收軸所形成的角度有溫度依賴性。
〔實施例2〕
在本實施例中示出對於對比度的溫度依賴性進行光學計算的結果。在此，對於在將層疊的偏光板偏離的情況下，不依賴於溫度地使對比度為一定的方法給予說明。
圖15顯示當圖13所示的偏光板4的吸收軸與基準線形成的角為41.5°時，相對於施加電壓的白色顯示的透過率的結果。參照圖15來可以知道隨著TN液晶的溫度上升，白色顯示的透過率降低。為了相對於TN液晶的溫度使對比度為一定，只要使白色顯示的透過率為一定，即可。例如，白色顯示的透過率為一定值的0.22。
表2示出，為了在各個TN液晶的溫度下分別進行白色顯示的液晶元件的施加電壓的具體值。
此外，在圖16中示出當偏光板4的吸收軸與基準線形成的角為41.5°時，相對於施加電壓的黑色顯示的透過率。參照圖16來可以知道隨著TN液晶的溫度上升，黑色顯示的透過率降低。為了相對於TN液晶的溫度使對比度為一定，只要使黑色顯示的透過率為一定，即可。例如，黑色顯示的透過率為一定值的1.17×10－ 5 。
此外，表3示出，為了在TN液晶的各個溫度下分別進行黑色顯示的液晶元件的施加電壓的具體值。
接著，在圖17中示出相對於TN液晶的溫度的對比度的結果。在本測定中，也將偏光板4的吸收軸配置為與基準線形成41.5°，即採用藉著將偏光板4偏離地配置來獲得高對比度的結構。再者，如表2、3所示者，控制施加到液晶元件的電壓而使相對於TN液晶的溫度的白色顯示以及黑色顯示的透過率為一定。作為比較例子，示出一種比較元件的結果，該比較元件將偏光板4的吸收軸配置為與基準線形成45°。對比較元件與溫度無關地在黑色顯示時施加0V的電壓，而在白色顯示時施加5V的電壓。
參照圖17來可以知道本發明的液晶元件可以獲得了高對比度，並且在TN液晶的溫度為20至60℃的情況下獲得了一定的對比度。另外，比較元件的對比度低，並且該對比度依據TN液晶的溫度而變動。
由此可以知道本發明的液晶元件獲得了高對比度。此外，還可以知道雖然對比度依據TN液晶的溫度而變動，但是較佳保持一定的對比度地控制驅動電壓。為了控制驅動電壓，在顯示裝置中可以配置檢測透過率的元件，並且根據檢測結果控制驅動電壓。作為檢測透過率的元件，可以使用由IC晶片構成的光感測器。此外，在顯示裝置中可以配置檢測溫度的元件，並且根據檢測結果以及液晶元件對溫度的對比度的變動，控制驅動電壓即可。作為檢測溫度的元件，可以使用由IC晶片構成的溫度感測器。此時，較佳將檢測透過率與溫度的元件配置為藏在顯示裝置的外殼部分。
〔實施例3〕
在本實施例中示出具有層疊的偏光板的VA液晶元件的光學計算結果。
首先，如圖18所示者，形成光學計算物件的液晶元件。從背光1000側順序層疊偏光板1、偏光板2、相位差板1002、VA液晶1003、相位差板1004、偏光板3、偏光板4。就是說，在液晶元件中，在VA液晶的兩側分別配置相位差板以及兩張層疊的偏光板。在本實施例中，為了改善影響到入射光的偏光狀態的視角，插入相位差板。
VA液晶的介電常數的各向異性為△ε＝－4.3。而且，液晶元件的單元厚度為2.44μm。此外，表4示出當VA液晶的波長為546.1nm時的雙折射。參照表4來可以知道雙折射依據溫度而變動。
使用LCD MASTER的資料庫所包括的EG1425DU作為偏光板，並且一張偏光板的膜厚度為180μm。在這種液晶元件中，預傾角(pretilt angle)為88°。
此時，將背光側設置有的偏光板1以及偏光板2的吸收軸配置為與基準線形成45°。此外，將設置在可視側的偏光板3的吸收軸配置為與基準線形成135°，就是說，配置為與偏光板1以及偏光板3成為正交尼科耳狀態。而且，偏光板4的吸收軸從與基準線形成135°的狀態逐漸偏離。在這種情況下，進行光學計算。
在圖19中示出相對於偏光板4的吸收軸與基準線形成的角的對比度的結果。在吸收軸與基準線形成的角為125至145°的情況下，進行光學計算。為進行白色顯示而將6.5V電壓施加(導通電壓)到液晶元件。為進行黑色顯示而將0.6V電壓施加(截止電壓)到液晶元件。而且，分別測定當VA液晶的溫度分別為20℃、25℃、40℃、60℃時的液晶元件的對比度。
參照圖19來可以知道根據VA液晶的溫度而對比度不同。例如，當偏光板4的吸收軸與基準線形成的角為139.5°時，在TN液晶的溫度為20℃的情況下對比度為最大。此外，當偏光板4的吸收軸與基準線形成的角為139。時，在TN液晶的溫度為60℃的情況下對比度為最大。此外，參照圖19來可以知道使偏光板4的吸收軸與基準線形成的角從135°變為144°，就是說較佳使偏光板4的吸收軸與振片3的吸收軸形成的角為9°或更小，特別較佳為7°或更小，以便將對比度提高得高於當將偏光板4的吸收軸配置為與基準線形成135°時的對比度。
像這樣，可以得知，當將層疊的偏光板的吸收軸偏離時，對比度提高。此外，還可以知道，當將層疊的偏光板的吸收軸偏離時，對比度相對於對比度成為最大的偏光板4的吸收軸所形成的角度有溫度依賴性。
〔實施例4〕
在本實施例中示出對於對比度的溫度依賴性進行光學計算的結果。在此，對於在將層疊的偏光板偏離的情況下，不依賴於溫度地使對比度為一定的方法給予說明。
在圖20中示出當圖18所示的偏光板4的吸收軸與基準線形成的角為139°時，相對模施加電壓的白色顯示的透過率。參照圖20來可以知道隨著VA液晶的溫度上升，白色顯示的透過率降低。為了相對於VA液晶的溫度使對比度為一定，只要使白色顯示的透過率為一定即可。例如，白色顯示的透過率為0.25，即可。
此外，表5示出，為了在VA液晶的各個溫度下分別進行白色顯示的液晶元件的施加電壓的具體值。
接著，在圖21中示出當偏光板4的吸收軸與基準線形成的角為139°時，相對於施加電壓的黑色顯示的透過率。參照圖21來可以知道隨著VA液晶的溫度上升，黑色顯示的透過率降低。為了相對於VA液晶的溫度使對比度為一定，只要使黑色顯示的透過率為一定，即可。例如，黑色顯示的透過率為一定值的8.79×10－ 7 ，即可。
此外，表6示出，為了在VA液晶的各個溫度下進行黑色顯示的液晶元件的施加電壓的具體值。
接著，在圖22中示出相對於VA液晶的溫度的對比度的結果。在本測定中也將偏光板4的吸收軸配置為與基準線形成139°，即藉著將偏光板4偏離地配置來獲得高對比度的結構。再者，如表5、6所示者，控制施加到液晶元件的電壓以使相對於VA液晶的溫度的白色顯示以及黑色顯示的透過率為一定。作為比較例子示出比較元件的結果，該比較元件將偏光板4的吸收軸配置為與基準線形成135°。對比較元件與溫度無關地在黑色顯示時施加0V的施加電壓，而在白色顯示時施加5V的施加電壓。
表7示出本發明的液晶元件及比較元件的結構。
由圖22可以知道本發明的液晶元件可以獲得高對比度，並且在VA液晶的溫度為20至60℃的情況下獲得一定的對比度。但是，雖然當VA液晶的溫度為60℃時的對比度有少許的增加，然而可以藉著在控制黑色顯示的透過率時進一步細緻地進行控制來改善。另外，比較元件的對比度低，並且該對比度依據VA液晶的溫度而變動。
由此可以知道本發明的液晶元件獲得了高對比度。此外，還可以知道雖然對比度依據VA液晶的溫度而變動，但是較佳保持一定的對比度地控制驅動電壓。為了控制驅動電壓，在顯示裝置中可以配置檢測透過率的元件，並且根據檢測結果控制驅動電壓，即可。作為檢測透過率的元件，可以使用由IC晶片構成的光感測器。此外，在顯示裝置中可以配置檢測溫度的元件，並且根據檢測結果以及液晶元件對溫度的對比度的變動，控制驅動電壓，即可。作為檢測溫度的元件，可以使用由IC晶片構成的溫度感測器。此時，較佳將檢測透過率和溫度的元件配置為藏在顯示裝置的外殼部分。
本說明書根據2005年12月28日在日本專利局受理的日本專利申請編號2005－380220而製作，該申請內容包括在本說明書中。
1．．．偏光板
2．．．偏光板
3．．．偏光板
4．．．偏光板
100．．．層
101．．．第一基板
102．．．第二基板
103．．．第一偏光板
104．．．第二偏光板
105．．．第三偏光板
106．．．第四偏光板
108．．．第一電極
109．．．第二電極
111．．．電極
112．．．電極
113．．．相位差板
114．．．相位差板
205．．．像素部分
208．．．驅動電路部分
210．．．掃描線
212．．．掃描線
301．．．基板
302．．．底膜
303．．．開關TFT
304．．．電容器
305．．．層間絕緣膜
306．．．像素電極
307．．．保護膜
308．．．配向膜
310．．．連接端子
311．．．液晶
313．．．偏光板
314．．．偏光板
315．．．偏光板
316．．．偏光板
320．．．相對基板
322．．．濾色片
323．．．相對電極
324．．．黑矩陣
325．．．間隔物
326．．．配向膜
328．．．密封材料
331．．．光源
332．．．燈反射器
334．．．反射板
335．．．導光板
336．．．擴散板
337．．．凸塊
352．．．背光單元
354．．．CMOS電路
401．．．冷陰極管
402．．．二極體
403．．．二極體
404．．．二極體
405．．．二極體
421．．．IC/積體電路
422．．．導電微粒子
700．．．像素部分
701．．．移位暫存器
704．．．電位偏移器
705．．．緩衝器
711．．．移位暫存器
712．．．第一鎖存器
713．．．第一鎖存器
714．．．電位偏移器
715．．．緩衝器
722．．．掃描線驅動電路
723．．．掃描線驅動電路
1000．．．背光
1002．．．相位差板
1003．．．VA液晶
1004．．．相位差板
9101．．．主體
9102．．．顯示部
9201．．．主體
9202．．．顯示部
9301．．．主體
9302．．．顯示部
9401．．．主體
9402．．．顯示部
9501．．．主體
9502．．．顯示部
圖1A及1B顯示本發明的顯示裝置；圖2顯示本發明的偏光板形成的角；圖3A及3B顯示本發明的顯示裝置；圖4顯示本發明的偏光板間的角；圖5A及5B顯示本發明的顯示裝置；圖6顯示本發明的偏光板間的角；圖7A及7B顯示本發明的顯示裝置；圖8顯示本發明的偏光板間的角；圖9為顯示本發明的顯示裝置的剖面圖；圖10為顯示本發明的顯示裝置的截面圖；圖11為顯示本發明的顯示裝置的方塊圖；圖12A至12D各顯示本發明的顯示裝置的照射機構機構；圖13顯示本發明的實驗條件；圖14為顯示本發明的實驗結果的圖表；圖15為顯示本發明的實驗結果的圖表；圖16為顯示本發明的實驗結果的圖表；圖17為顯示本發明的實驗結果的圖表；圖18顯示本發明的實驗條件；圖19為顯示本發明的實驗結果的圖表；圖20為顯示本發明的實驗結果的圖表；圖21為顯示本發明的實驗結果的圖表；圖22為顯示本發明的實驗結果的圖表；圖23A及23B為顯示本發明的液晶元件的模式的形態圖；圖24A及24B為各顯示本發明的液晶元件的模式的圖；圖25A及25B為各顯示本發明的液晶元件的模式的圖；圖26A及26B為各顯示本法明的液晶元件的模式的圖；圖27A及27B為各顯示本發明的液晶元件的模式的圖；以及圖28A至28F顯示本發明的電子應用。
100．．．層
101．．．第一基板
102．．．第二基板
103．．．第一偏光板
104．．．第二偏光板
(A)、(B)．．．透射軸線

Claims (30)

  1. 一種顯示裝置，包括：第一透光基板；第二透光基板；夾持在該第一透光基板與該第二透光基板間的顯示元件；以及具有第一透射軸線的第一偏光板及具有第二透射軸線的第二偏光板，其中，該第一偏光板及該第二偏光板層疊在該第一透光基板或該第二透光基板的外側，其中，該第二透射軸線偏離以便對應於從該第一偏光板發出的橢圓偏光的橢圓的短軸方向，以及其中，該第一偏光板及該第二偏光板配置在可視側。
  2. 根據申請專利範圍第1項之顯示裝置，其中，該第一偏光板及該第二偏光板分別包含TAC(三醋酸纖維素)、PVA(聚乙烯醇)和碘的混合層以及TAC。
  3. 根據申請專利範圍第1項之顯示裝置，其中，該第一偏光板及該第二偏光板分別包含無機材料。
  4. 根據申請專利範圍第1項之顯示裝置，其中，該顯示元件是液晶元件。
  5. 根據申請專利範圍第1項之顯示裝置，其中，該第一透射軸線與該第二透射軸線間的角為7°以內。
  6. 一種顯示裝置，包括：第一透光基板； 第二透光基板；夾持在該第一透光基板與該第二透光基板間的顯示元件；具有第一透射軸線的第一偏光板及具有第二透射軸線的第二偏光板；以及具有第三透射軸線的第三偏光板及具有第四透射軸線的第四偏光板，其中，該第一偏光板及該第二偏光板層疊在該第一透光基板的外側，其中，該第三偏光板及該第四偏光板層疊在該第二透光基板的外側，該第二透射軸線偏離以便對應於從該第一偏光板發出的橢圓偏光的橢圓的短軸方向，以及其中，該第三透射軸線及該第四透射軸線為平行尼科耳狀態。
  7. 根據申請專利範圍第6項之顯示裝置，其中該第一透射軸線及該第三透射軸線為正交尼科耳狀態。
  8. 根據申請專利範圍第6項之顯示裝置，其中該第一透射軸線及該第四透射軸線從正交尼科耳狀態偏離。
  9. 根據申請專利範圍第6項之顯示裝置，其中該第一偏光板及該第二偏光板配置在可視側。
  10. 根據申請專利範圍第6項之顯示裝置，其中，該第一偏光板、該第二偏光板、該第三偏光板以及該第四偏光板分別包含TAC(三醋酸纖維素)、PVA(聚乙烯醇) 與碘的混合層、以及TAC。
  11. 根據申請專利範圍第6項之顯示裝置，其中，該第一偏光板、該第二偏光板、該第三偏光板以及該第四偏光板分別包含無機材料。
  12. 根據申請專利範圍第6項之顯示裝置，其中，該顯示元件是液晶元件。
  13. 根據申請專利範圍第6項之顯示裝置，其中，該第一透射軸線與該第二透射軸線間的角為7°以內。
  14. 一種顯示裝置，包括：第一透光基板；第二透光基板；夾持在該第一透光基板和該第二透光基板之間的顯示元件；具有第一透射軸線的第一偏光板及具有第二透射軸線的第二偏光板；以及該第一偏光板和該第一透光基板或該第二透光基板之間的相位差板，其中，該第一偏光板及該第二偏光板層疊在該第一透光基板或該第二透光基板的外側，其中，該第二透射軸線偏離以便對應於從該第一偏光板發出的橢圓偏光的橢圓的短軸方向，以及其中，該第一偏光板及該第二偏光板配置在可視側。
  15. 根據申請專利範圍第14項之顯示裝置，其中，該第一偏光板及該第二偏光板分別包含TAC(三醋酸纖維素 )、PVA(聚乙烯醇)與碘的混合層、以及TAC。
  16. 根據申請專利範圍第14項之顯示裝置，其中，該第一偏光板及該第二偏光板分別包含無機材料。
  17. 根據申請專利範圍第14項之顯示裝置，其中，該顯示元件是液晶元件。
  18. 根據申請專利範圍第14項之顯示裝置，其中，該第一透射軸線與該第二透射軸線間的角為7°以內。
  19. 一種顯示裝置，包括：第一透光基板；第二透光基板；夾持在該第一透光基板和該第二透光基板之間的顯示元件；具有第一透射軸線的第一偏光板及具有第二透射軸線的第二偏光板；具有第三透射軸線的第三偏光板及具有第四透射軸線的第四偏光板；該第一偏光板和該第一透光基板之間的第一相位差板；以及該第三偏光板和該第二透光基板之間的第二相位差板，其中，該第一偏光板及該第二偏光板層疊在該第一透光基板的外側，其中，該第三偏光板及該第四偏光板層疊在該第二透光基板的外側， 其中，該第二透射軸線偏離以便對應於從該第一偏光板發出的橢圓偏光的橢圓的短軸方向，以及其中，該第三透射軸線及該第四透射軸線為平行尼科耳狀態。
  20. 根據申請專利範圍第19項之顯示裝置，其中，該第一透射軸線及該第三透射軸線為正交尼科耳狀態。
  21. 根據申請專利範圍第19項之顯示裝置，其中，該第一透射軸線及該第四透射軸線從正交尼科耳狀態偏離。
  22. 根據申請專利範圍第19項之顯示裝置，其中，該第一偏光板及該第二偏光板配置在可視側。
  23. 根據申請專利範圍第19項之顯示裝置，其中，該第一偏光板、該第二偏光板、該第三偏光板以及該第四偏光板分別包含TAC(三醋酸纖維素)、PVA(聚乙烯醇)與碘的混合層、以及TAC。
  24. 根據申請專利範圍第19項之顯示裝置，其中，該第一偏光板、該第二偏光板、該第三偏光板以及該第四偏光板分別包含無機材料。
  25. 根據申請專利範圍第19項之顯示裝置，其中，該顯示元件是液晶元件。
  26. 根據申請專利範圍第19項之顯示裝置，其中，該第一透射軸線與該第二透射軸線間的角為7°以內。
  27. 一種具有根據申請專利範圍第1項之顯示裝置的電子設備，其中，該電子設備是選自電視機、諸如數位相機及數位攝影機的相機裝置、行動電話機、可攜式資訊終 端、可攜式遊戲機、用於電腦的監視器、電腦、聲音再生裝置、以及設有記錄媒體的影像再生裝置之中的其中之一者。
  28. 一種具有申請專利範圍第6項之顯示裝置的電子設備，其中，該電子設備是選自電視機、諸如數位相機及數位攝影機的相機裝置、行動電話機、可攜式資訊終端、可攜式遊戲機、用於電腦的監視器、電腦、聲音再生裝置、以及設有記錄媒體的影像再生裝置之中的其中之一者。
  29. 一種具有根據申請專利範圍第14項之顯示裝置的電子設備，其中，該電子設備是選自電視機、諸如數位相機及數位攝影機的相機裝置、行動電話機、可攜式資訊終端、可攜式遊戲機、用於電腦的監視器、電腦、聲音再生裝置、以及設有記錄媒體的影像再生裝置之中的其中之一者。
  30. 一種具有根據申請專利範圍第19項之顯示裝置的電子設備，其中，該電子設備是選自電視機、諸如數位相機及數位攝影機的相機裝置、行動電話機、可攜式資訊終端、可攜式遊戲機、用於電腦的監視器、電腦、聲音再生裝置、以及設有記錄媒體的影像再生裝置之中的其中之一者。
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