TWI460502B - 背光單元及液晶顯示裝置 - Google Patents

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TWI460502B
TWI460502B TW097121834A TW97121834A TWI460502B TW I460502 B TWI460502 B TW I460502B TW 097121834 A TW097121834 A TW 097121834A TW 97121834 A TW97121834 A TW 97121834A TW I460502 B TWI460502 B TW I460502B
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Yusuke Ohashi
Yukito Saitoh
Junichi Hirakata
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Fujifilm Corp
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Description

背光單元及液晶顯示裝置
本發明係關於一種背光單元及液晶顯示裝置，該背光單元係設置於液晶面板之背面以照明液晶面板。
於液晶顯示裝置中具備有背光單元，其係在顯示影像之液晶面板的背面側，從背面照明液晶面板，鮮明地映出液晶面板所顯示之影像。背光單元大致區分為所謂的稜邊光源型之方式與直下型之方式。稜邊光源型係由對向於導光板端面配置冷陰極螢光管(CCFL)的構造所構成，使從端面射入之光於導光板內予以複數次反射後而從導光板表面予以射出，穿透光學薄膜後，使其射入液晶顯示面板。另一方面，直下型係由組合複數條並列配置的冷陰極螢光管、在冷陰極螢光管背面所設置的反射板、形成發光面的光擴散板、與光學薄膜(透鏡片)之構造所構成，於光學薄膜中，使從光擴散板表面所射出的光予以穿透後，射入液晶顯示面板。與稜邊光源型作一對照，此直下型係為了能夠增加光源之使用數目，能夠容易地使發光面予以高亮度化。
因此，對於照明大型電子機器中所搭載的大畫面液晶面板之背光單元，也有人提案依照此直下型之採用而將LED作為光源使用(參照專利文獻1、2)。
使用LED之直下型背光單元係藉由分別將發射光三原色之紅色光、綠色光、藍色光的LED使用於光源，進行從 各LED所射出的紅色光、綠色光與藍色光之混色而生成白色光。因此，背光單元係具備光源部15，其係如第26圖所示，在印刷配線基板(PWB: Printed Wiring Board)13上之XY方向上相互不同地配置紅色LED 11R、綠色LED 11G、藍色LED 11B。
於此背光單元17中，如第27圖顯示剖面構造，首先，從光源部15所具備之紅色LED 11R、綠色LED 11G、藍色LED 11B分別射出紅色光、綠色光、藍色光。從各LED 11所射出的紅色光、綠色光、藍色光朝向設置有擴散板19、擴散片21之方向進行的同時，自然予以混色後而形成白色光，射入稜鏡片23。然後，從稜鏡片23射出的光將照明液晶面板。
於使用於上述習知LED的直下型背光單元17中，由於射出光之亮度分布已等方向分散，從各LED 11所射出的紅色光、綠色光、藍色光係朝向設置有擴散板19、擴散片21之方向進行的同時，自然予以混色後而形成白色光。
然而，於液晶面板中，具有起因於光學補償薄膜而在相對於垂直顯示面之法線成既定角度傾斜之極角方向(斜向)，從各LED 11射出的紅色光、綠色光、藍色光之穿透率不同的液晶光穿透特性之物。因此，從斜向觀察液晶面板顯示面之情形，各色皆未予以均勻混合，將發生從正面方向不產生著色的問題，亦即，將有發生色調之視角相關性的問題。
另外，近年來隨著液晶顯示裝置之越來越大型化，尤 其已顯示黑色之狀態下，在顯示畫面的上下、左右之兩端或四角落方向，產生漏光現象之傾向將變得顯著。因此，與顯示影像無關之特定視野角方向的漏光，於大型液晶顯示裝置中具有顯示品質顯著降低之情形。
專利文獻1：日本專利特開2005-327682號公報專利文獻2：日本專利特開2005-249942號公報
本發明係有鑑於上述狀況所進行，其目的在於提供一種背光單元及液晶顯示裝置，其係使得液晶顯示影像中之色調視角相關性成為可能改善，即使從斜向觀察也不會帶有色調，而且漏光現象也可能改善，因此期望液晶顯示影像之高品質化。
有關本發明之上述目的係根據下列構造而予以達成：(1)一種背光單元，其係在發光面下方配置有複數個光源的直下型背光單元；其中具備發光光譜設定手段，其係個別設定成為該發光面法線方向之正面方向與從該法線方向傾斜既定角度之斜向的發光光譜。
若根據此背光單元，使得藉由發光光譜設定手段以個別設定正面方向與斜向之發光光譜成為可能，並使得指向性與發光強度依照每個RGB色來予以個別控制，正面方向與斜向上之色度(光譜)的調整成為可能。
例如，若以夾住正面方向射出光光軸的第1光源，且距離第1光源傾斜成既定之傾斜角度而在同一面內配置二個第2光源的話，使得以正面方向作為中心而兩端成為對稱之顏色分配的調整成為可能。藉此，例如使得從顯示畫面之水平方向兩側之斜向或是從垂直方向兩側之斜向的色度(光譜)之對稱性控制成為可能，色調調整將變得容易。
(2)揭示於(1)之背光單元，其中該複數個光源係由發光色不同的複數個LED元件所構成，該每個發光色分別具備將該正面方向作為射出光光軸之第1 LED元件，與將該斜向作為射出光光軸之第2 LED元件，該發光光譜設定手段係每個發光色變更相對於該第2 LED元件的發光強度。
若根據此背光單元，相對於正面方向之LED元件，使得斜向之LED元件的發光強度，依照每個發光色來予以調整，正面方向與斜向之色度(光譜)的相對調整成為可能。
(3)揭示於(2)之背光單元，其中該第1 LED元件與該第2 LED元件予以一體化之多方向照射單元係在該發光面下方之複數個位置予以分散配置。
(4)揭示於(3)之背光單元，其中各發光色之該多方向照射單元係分別予以配置成格子狀。
若根據此背光單元，一面根據個別之多方向照射單元而可能調整正面方向與斜向上之色度(光譜)，並一面在整個發光面，能夠實現均等之光量分布。
(5)揭示於(2)~(4)中任一項之背光單元，其中 該發光面係予以分割成複數個區塊而構成，該發光光譜設定手段係每個區塊獨立出該區塊個別所含之該第1 LED元件與該第2 LED元件後而設定發光強度。
若根據此背光單元，色調係依照每個發光面位置而有所不同時，因應於此而在區塊單位上，使得色調之控制成為可能，相較於均等處理整個畫面之情形，使得極微細之控制成為可能。藉此，可以得到能夠使顯示畫質得以提高的背光單元。
(6)揭示於(1)~(5)中任一項之背光單元，其中在該發光面，具有波長相關性的同時，按照發光面位置而配置具有不同穿透率之光學補償薄膜。
若根據此背光單元，藉由具有波長相關性且按照發光面位置而不同穿透率的光學補償薄膜，依照每個RGB色來個別控制穿透光強度，在色調變化難以發生之畫面中央部與容易發生的畫面周圍部，能夠使分光穿透率不同而改善顯示畫面色調變化之視角相關性。
(7)一種液晶顯示裝置，其係具備揭示於(1)~(6)中任一項之背光單元，與面對該背光單元所配置的液晶面板。
若根據此液晶顯示裝置，起因於液晶面板之光學補償薄膜的固有光穿透特性，例如相對於斜向上不足的顏色成分，藉由依照每個RGB色來個別控制斜向之發光光譜，顏色之分配將被調整，顯示影像色調之視角相關性將被改善。藉此，即使因液晶面板之視角特性而產生色調之情形 下，改善此色調變化而使得高品質之影像顯示成為可能。
(8)揭示於(7)之液晶顯示裝置，其係具備光檢測手段：在該液晶面板上予以設置而檢測來自從該液晶面板所射出的該光源之光資訊，該發光光譜設定手段係基於該光檢測手段檢測出的光資訊而變更相對於該第2 LED元件之發光強度。
若根據此液晶顯示裝置，正面方向與斜向之發光光譜係使得利用因發光光譜設定手段所進行的光源驅動控制以個別設定成為可能，並使得指向性與發光強度依照每個RGB色來予以個別控制，使得正面方向與斜向上之色度(光譜)的調整成為可能。另外，根據光檢測手段，以檢測產生於顯示畫面的上下、左右之兩端或四角落方向上之漏光現象的漏光，使漏光得以相抵消之方式，依照每個RGB色來個別控制指向性與發光強度。
(9)揭示於(7)之液晶顯示裝置，其係具備水分檢測手段：在該液晶面板上予以設置而檢測該液晶面板之水分資訊，該發光光譜設定手段係基於該水分檢測手段檢測出的水分資訊而變更相對於該第2 LED元件之發光強度。
若根據此液晶顯示裝置，使得利用因發光光譜設定手段所進行的光源驅動控制來設定正面方向與斜向之發光光譜成為可能，並使得指向性與發光強度依照每個RGB色來予以個別控制，正面方向與斜向上之色度(光譜)的調整成為可能。另外，液晶面板之水分資訊係利用水分檢測手段予以檢測，使按照液晶面板之含水率所發生的光學特性 變化得以相抵消之方式，依照每個RGB色來個別控制指向性與發光強度。
(10)揭示於(7)之液晶顯示裝置，其係具備溫度檢測手段：在該液晶面板上予以設置而檢測該液晶面板之溫度資訊，該發光光譜設定手段係基於該溫度檢測手段檢測出的溫度資訊而變更相對於該第2 LED元件之發光強度。
若根據此液晶顯示裝置，使得利用因發光光譜設定手段所進行的光源驅動控制來設定正面方向與斜向之發光光譜成為可能，並使得指向性與發光強度依照每個RGB色來予以個別控制，正面方向與斜向上之色度(光譜)的調整成為可能。另外，液晶面板之溫度資訊係利用溫度檢測手段予以檢測，使按照液晶面板之溫度所發生的光學特性變化得以相抵消之方式，依照每個RGB色來個別控制指向性與發光強度。
(11)揭示於(7)~(10)中任一項之液晶顯示裝置，其係在該液晶面板上設置有穿透率具有波長相關性之光學補償薄膜。
若根據此液晶顯示裝置，藉由設置具有波長相關性之穿透率的光學補償薄膜，使穿透光強度係依照每個RGB色來予以個別控制，顯示畫面中之色調變化的視角相關性將被改善。
(12)揭示於(11)之液晶顯示裝置，其中該光學補償薄膜係按照顯示面位置而具有不同穿透率之光學補償薄膜。
若根據此液晶顯示裝置，藉由按照發光面位置以設置具有不同穿透率之光學補償薄膜，使穿透光強度係按照顯示面位置而予以個別控制，在色調變化難以發生之畫面中央部與容易發生的畫面周圍部，能夠使分光穿透率不同而改善顯示畫面中之色調變化的視角相關性。
(13)揭示於(7)~(12)中任一項之液晶顯示裝置，其中該第2 LED元件係在平行於該正面方向之面內，於以該正面方向作為中心之傾斜角度成為相互約略相等方向的2方向上設定射出光光軸，該液晶面板為TN(扭曲向列)型液晶面板。
若根據此液晶顯示裝置，TN液晶之情形下，能夠消除起因於光學補償薄膜所觀察到之白色顯示時的橫向帶有黃色之現象，或是於黑色顯示時的上方帶有藍色之現象。
(14)揭示於(7)~(12)中任一項之液晶顯示裝置，其中該第2 LED元件係藉由在平行於該正面方向之第1面內，使在以該正面方向作為中心之傾斜角度相互約略相等方向所分別設定的2方向，其係依照相互約略等於以該第1面作為中心而與該第1面垂直的方向之角度予以傾斜，將所得的合計4方向設為射出光光軸之方向，該液晶面板為VA(垂直配向)型液晶面板。
若根據此液晶顯示裝置，VA液晶之情形下，能夠消除起因於光學補償薄膜所觀察到的斜向變成紅紫色之現象。
若根據有關本發明之背光單元，因為具備發光光譜設 定手段，其係個別設定成為發光面法線方向之正面方向與從法線方向傾斜既定角度之斜向的發光光譜，所以能夠依照每個RGB色來個別控制指向性與發光強度，並使得正面方向與斜向上之色度(光譜)不同，改善起因於光學補償薄膜所發生的顯示影像色調之視角相關性。
若根據有關本發明之液晶顯示裝置，因為具備上述之背光單元與面對於此背光單元所配置之液晶面板，起因於液晶面板之光學補償薄膜的固有光穿透特性，例如藉由相對於斜向上不足的顏色成分，依照每個RGB色來個別控制斜向之發光光譜，能夠改善顯示影像色調之視角相關性。另外，尤其在大型顯示畫面上之黑色顯示狀態下，能夠檢測在顯示畫面的上下、左右之兩端或四角落方向所產生的漏光現象之漏光，相抵消漏光之方式，依照每個RGB色來個別控制指向性與發光強度、改善漏光。其結果，即使從斜向觀察，也能夠得到不帶有色調之高品質液晶顯示影像。
以下，針對有關本發明之背光單元及液晶顯示裝置的較佳實施形態，茲將參照圖示以詳細說明。
第1圖係有關本發明之液晶顯示裝置的構造圖。
根據本實施形態所得的液晶顯示裝置100，其主要構造大致區分為背光單元200、液晶面板300、控制手段400所構成，背光單元200係藉由在發光面下配置複數個光源，分別將發射光三原色之紅色光、綠色光、藍色光的LED使用於光源，從各LED所射出的紅色光、綠色光與藍色光 混色而生成白色光。背光單元200係具備在印刷配線基板上之XY方向相互不同地配置後述之紅色LED 31R(參照第2圖)、綠色LED 31G(參照第2圖)、藍色LED 31B(參照第2圖)的光源部33。
在光源部33之光射出側上設置有擴散板35、擴散片37、稜鏡片39。因而，於背光單元200中，從光源部33中所具備之紅色LED 31R、綠色LED 31G、藍色LED 31B分別射出紅色光、綠色光、藍色光，且從各LED 31所射出的紅色光、綠色光、藍色光係於設置有擴散板35、擴散片37之方向行進的同時，自然予以混色後而成為白色光，再照明液晶面板300。
於本實施形態中，將TN(扭曲向列)型液晶面板作為液晶面板300使用。於液晶面板300中設置有液晶胞基板41，在液晶胞基板41之光射入側及光射出側，從液晶胞基板41側起分別設置有相位差薄膜43、偏光板45。從背光單元200之稜鏡片39射出的光係射入液晶面板300之光射入側的偏光板45之後，穿透相位差薄膜43後而射入液晶胞基板41，進一步經過光射出側之相位差薄膜43、偏光板45後而在顯示面47予以觀察。
於控制手段400中設置有控制部49，在影像(映像)信號輸入控制部49中。液晶驅動部51連接於控制部49，液晶驅動部51係根據從控制部49所輸出的影像信號以驅動控制液晶胞基板41。發光亮度設定部53連接於控制部49，發光亮度設定部53係將後述之紅色LED 31R、綠色 LED 31G、藍色LED 31B的發光亮度設定信號向控制部49輸出。背光驅動部55連接於控制部49，背光驅動部55係根據從控制部49所傳出的發光亮度信號以驅動紅色LED 31R、綠色LED 31G、藍色LED 31B。
第2圖係顯示於第1圖之光源部概念的斜視圖。
背光單元200係具備發光光譜設定手段，其係個別設定成為發光面38之法線方向的正面方向57之發光光譜，與從法線方向傾斜既定角度的斜向59之發光光譜。亦即，使得藉由控制部49與發光亮度設定部53以個別設定正面方向57與斜向59之發光光譜成為可能，並使得指向性與發光強度依照每個RGB色來予以個別控制，正面方向57與斜向59上之色度(光譜)的調整成為可能。此調整可以調整正面方向57與斜向59中任一方向，也可以同時調整二者。如此方式，於本實施形態中，控制部49與發光亮度設定部53已構成發光光譜設定手段。
於背光單元200中，複數個光源係由發光色不同的複數個LED元件所構成，每個發光色分別具備以正面方向57作為射出光光軸之第1 LED元件63、與以斜向59作為射出光光軸之第2 LED元件65。而且，發光光譜設定手段可以依照每個發光色來變更相對於各第2 LED元件65之發光強度。亦即，相對於射向正面方向57之LED光源，射向斜向59之LED光源的發光強度依照每個發光色來予以調整，使得正面方向57與斜向59之色度(光譜)進行相對調整成為可能。
第1 LED元件63與第2 LED元件65已成為一體的多方向照射單元61係如第2圖所示，例如，依照各發光色來予以個別配置成格子狀。形成如下之構造：一方面藉由各個多方向照射單元61使調整正面方向57與斜向59上之色度(光譜)成為可能，並一方面在整個發光面上能夠實現均等之光量分布。此外，多方向照射單元61之配置也可以為不規則配置或鋸齒狀(千鳥狀)配置。不規則配置之情形，周期性亮度不均將被減輕；鋸齒狀配置之情形，能夠削減相同照度下每單位面積之配置個數。另外，多方向照射單元61也可以作成配列成同心圓形的構造。再者，如後所述，也可以為分解單元後而分配置各色LED光源的構造。
說明此多方向照射單元之一具體構造例。
第3圖係作為顯示於第2圖之多方向照射單元一例的斜視圖。
第1 LED元件63係由將射出光光軸(主軸)朝向正面方向57予以配置的砲彈型LED元件所構成。另外，第2 LED元件65A、65B係在平行於正面方向57之面(zx平面)內，從正面方向57既定傾斜角度θ之方向，由各自射出光光軸(主軸)所設定的二個砲彈型LED元件所構成。砲彈型LED元件係元件尖端部成為透鏡，砲彈型之尖端方向具有成為高亮度之指向性而發光。因此，若從光射出的正前面觀察時，放射非常明亮之光，其背面、橫向幾乎不散射光。
於本實施形態中，第1 LED元件63與第2 LED元件65予以一體化之多方向照射單元61係於發光面下之複數 處予以分散配置。於此多方向照射單元61中，夾住正面方向57之射出光光軸，能夠將二個第2 LED元件65A、65B傾斜於既定之傾斜角度θ而配置於同一面內，以正面方向57作為中心，使得兩端側成為對稱之顏色分配的調整成為可能。藉此，例如於zx平面內，以正面方向57作為中心之任意傾斜角度θ方向的色度(光譜)變得可進行對稱控制，顏色均衡之調整變得容易。
另外，若根據已成為一體之多方向照射單元61，滙集朝向正面方向57之第1 LED元件63、及朝斜向59之一對第2 LED元件65、65的電源供應，配線構造將變得精緻且簡單。
多方向照射單元61中之第2 LED元件65A、65B的傾斜面方位較佳為一致朝向一方向。亦即，可以張開傾斜角度θ方向上所有單元一致朝向相同方向，另外，所有位置之傾斜角度θ也可以未必為一定，若以既定之角度範圍予以分散時，亮度分布將被平均化，不均變得難以發生。
作成使第2 LED元件65A、65B予以傾斜的構造，如圖所示，具有將光源裝配於具備傾斜面之基層67的構造，除此以外，可以為使印刷基板予以傾斜配置的構造，也可以為藉由蝕刻處理而使印刷基板之銅膜厚度予以傾斜或改變基板本身之形狀。
朝斜向59之第2 LED元件65A、65B係將二個光源作為基本構造，也可以將光源作成一個。此情形下，雖然視角受到限制，於液晶顯示裝置之顯示畫面中，良好所觀察 之方向大致已決定，即使僅在畫面中央側具有傾斜光軸之情形，在畫面中央側可以得到當觀察者之頭左右搖動時亮度變化的減低效果。還有，如大幅偏離畫面中央而從左右側觀察之大幅偏離通常狀態之情形下，必須要有朝向2方向之光源。
於此，說明多方向照射單元之發光分布。
第4圖係將相對於依照顯示於第3圖之多方向照射單元所得的一種顏色之照射狀況來表示成(a)之說明圖；將發光亮度分布來表示成(b)之說明圖。
於多方向照射單元61中，相對於第1 LED元件63，第2 LED元件65A、65B僅分別傾斜既定角度θ，如第4(a)圖所示，正面方向57(亦即，與Z軸成平行之方向)之情形，相對於第1 LED元件63，以通常影像顯示所必要的亮度予以發光。
另外，第2 LED元件65A、65B係以第1 LED元件63之大約一半的亮度發光。此情形下，單色中之多方向照射單元61內所合成的發光亮度分布係成為第4 (b)圖之實線所示。亦即，於極角0∘將成為最大亮度，隨著增加或減少極角，成為亮度也將減少之亮度分布。
接著，說明依照複數個多方向照射單元所得的每個光源之RGB混色的情形。
第5圖係將相對於利用第2 LED元件65A、第1 LED元件63、第2 LED元件65B而使各色予以亮燈時之極角的亮度關分別表示成(a)~(c)的圖形。
於TN型液晶面板300中，於白色顯示時，起因於光學補償薄膜而以水平方向之極角傾斜，觀察到帶有黃色。此情形下，如第5圖所示，藉由調整朝斜向射出的RGB各色之光量，使得色調消除成為可能。
具體而言，於各色之多方向照射單元61中，如第5(a)、(c)圖所示，根據發光亮度設定部53而點亮第2 LED元件65A(左側)、點亮65B(右側)，將紅色R與綠色G之發光亮度設定為較藍色B之發光亮度略低於80%。另一方面，第1 LED元件63(中央)亮燈之情形，如第5 (b)圖所示，將所有各色RGB之發光亮度設為100%。
個別顏色中之第1 LED元件63、第2 LED元件65A、65B之發光亮度比係成為顯示於下表1之比率：
發光亮度比能夠根據對光源部33之施加電流值(定電壓驅動)、施加電壓值(定電流驅動)之控制等、任意之參數而加以調整。
於上述發光亮度比之條件下，使第1 LED元件63、第2 LED元件65A、65B同時予以亮燈之情形，根據顯示於第5圖之第1 LED元件63、第2 LED元件65A、65B的發光 亮度比，3色之發光亮度輪廓將予以合成，顯示於第6圖之合成亮度分布將變得可以得到。
因而，整個背光單元200係根據第1 LED元件63，各色予以100%亮燈後而照射白色，另一方面，根據第2 LED元件65A、65B所得的斜向成分係B色之亮度較RG色為高之面積AB 部分，其結果，射向斜向59之光係成為藍色強的照射光。亦即，TN型液晶面板之情形，起因於光學補償薄膜，從斜向之觀察下將顯現帶有黃色，藉由射出帶有藍色之光以改善此色調變化。
針對上述之色調變化予以改善，使用示意之圖形加以說明。
第7圖係將相對於各RGB色的液晶面板白色顯示時之亮度分布表示成(a)的圖形；將液晶面板之光穿透特性表示成(b)的圖形；將背光亮度分布表示成(c)的圖形。
如第7 (b)圖所示，液晶面板300係起因於光學補償薄膜，相較於斜向59(極角θ附近)上之RG色的穿透率，具有B色之穿透率變得更低之光穿透特性。因此，背光單元200之光源部33之情形，如第7 (c)圖所示，於斜向59上射出已強化B色成分的照射光。藉此，如第7 (a)圖所示，變得觀察到從斜向59之已消除帶有黃色的白色光。
如此方式，於本實施形態之液晶顯示裝置100中，起因於液晶面板300之光學補償薄膜的固有光穿透特性，例如，相對於斜向上不足的顏色成分，藉由依照每個RGB色來個別控制斜向之發光光譜，顏色之分配將被調整。藉此， 顯示影像色度之視角相關性將被改善，其結果，即使根據液晶面板之視角特性而產生色調之情形，消除此色調變化而使得高品質之影像顯示成為可能。
由於能夠個別調整第2 LED元件65A、65B，發光光譜之調整能夠形成極微細的各種亮度分布圖案。
第8圖係顯示將以正面方向作為中心，非對稱地予以發光控制之例子之亮度分布的圖形。
還有，各色(於圖示例中，尤其是B色)係藉由將多方向照射單元61之第1 LED元件63、第2 LED元件65A、65B的設定亮度分別設定於發光亮度設定部53中，在極角成為+θ之斜向59上，相對於B0 而予以調整成B1 或B2 ；在極角成為-θ之斜向59上，相對於B0 而予以調整成B3 或B4 ，相對於極角，以非對稱分布之方式，使得任意之亮度調整成為可能。
因而，若根據上述之背光單元200，因為具備發光光譜設定手段以個別設定成為發光面法線方向之正面方向57與從法線方向傾斜既定角度之斜向59的發光光譜，所以能夠依照每個RGB色來個別控制指向性與發光強度，並使得正面方向57與斜向59上之色度(光譜)予以不同，改善顯示影像色調之視角相關性。此非對稱之發光分光係特別適用於按照顯示畫面內之位置而變更發光狀態，使得更確實消除微妙之色調變化成為可能。
如此方式，若根據有關本發明之顯示裝置100，因為具備背光單元200、面對此背光單元200所配置之液晶面 板300、與控制手段400，起因於液晶面板之光學補償薄膜的固有光穿透特性，相對於斜向59不足的顏色成分，藉由依照每個RGB色來個別控制斜向59之發光光譜，能夠改善顯示畫面色調之視角相關性。其結果，即使從斜向59觀察，也能夠得到不帶有色調之高品質顯示影像。
於此，取代上述之背光單元，說明將各光源另外分散配置於光射出方向的變形例。
第9圖係第1 LED元件與第2 LED元件之LED元件予以個別配置之變形例的斜視圖。不限於上述一體之多方向照射單元61，第1 LED元件63、第2 LED元件65A、65B也能夠個別配設。若根據此構造，由於各光源予以細緻分散配置，各個光源間之距離將變短，能夠得到更均勻的照明光。
上述說明的背光單元之構造，不論第2 LED元件65A、65B距離正面方向皆具有既定之傾斜角度θ的張角而予以配置，此係形成對於TN型液晶特別適合之構造。
第10圖係表示TN型液晶所用之斜向光軸的說明圖，
如第10圖所示，TN型液晶面板300之情形，得知相對於法線方向N，相對於45∘傾斜之方向容易發生色調變化。因此，藉由將上述之第2 LED元件65A、65B的傾斜角度θ設定為45∘(或是具有角度範圍40∘~50∘)，能夠有效改善起因於TN型液晶面板300之光學補償薄膜的顯示畫面色調之視角相關性。
亦即，最好在平行於正面方向57(法線方向N)的面 71內，在以正面方向57作為中心之傾斜角度θ相互約略相等之方向P1、P2，使第2 LED元件65A、65B含有各自之射出光光軸予以設定的至少二個LED光源之方式，來構成多方向照射單元。藉此，能夠消除起因於TN型液晶之光學補償薄膜的特有白色顯示時之畫面水平方向兩端側帶有黃色之現象，或是於黑色顯示時的畫面上方帶有藍色之現象。
接著，說明增設朝斜向之光射出方向的變形例。
第11圖係將LED元件配置於垂直方向之變形例的斜視圖。
顯示於上述第3圖之多方向照射單元的構造例之情形，相對於第1 LED元件63，使第2 LED元件65A、65B在平行於正面方向57之一面71(參照第10圖)內予以傾斜後而設置；除此之外，顯示於第11圖之多方向照射單元61A係將相正交的二平面交叉線作為光軸73之第1 LED元件63、與以此第1 LED元件63作為中心，於各自之正交平面，以傾斜角θ而使一對第2 LED元件65A、65B及65C、65D予以傾斜，以作成一體具備合計5個LED元件之物。藉由將此多方向照射單元61A適用於背光單元200，除了能夠改善相對於顯示畫面水平方向之視角差的色調變化以外，也能夠改善相對於垂直方向視角差的色調變化，使得更高品質之影像顯示成為可能。
於此，針對LED元件之種類加以說明。
於上述例子中，顯示使用砲彈型LED元件之例子，但 是，本發明並不受此例子所限定，即使其他種類之LED元件也可能適用。除了砲彈型之外，LED元件可列舉：透鏡部為小的帽子型、切斷透鏡尖端部分之凹型等附導線的型式、可以得到高亮度之晶片型LED元件等種類。任一種型式皆可作為本發明之LED光源使用。
另外，光射向斜向射出之LED元件，除了使用二個LED元件以外，如第12圖之斜視圖所示，也可以在一個LED元件之光射出側，作成將光分配於2方向之稜鏡75的構造。於此情形下，能夠減低LED元件數目的同時，光射出方向之設定係僅配置稜鏡即可完成，組裝步驟能夠簡略化。還有，於圖示例中，雖然將LED元件作成晶片型LED元件，但是並不受此例所限定。
接著，說明液晶面板為VA(垂直配向)型液晶面板之情形的構造。
第13圖係表示相對於VA型液晶面板極角的光穿透特性之關係的圖形；第14圖係表示VA液晶所用之多方向照射單元之光軸的斜視圖。
VA型液晶面板之情形，如第13圖所示，起因於光學補償薄膜，相對於極角，依照各色RGB而具有各自不同的穿透特性。因此，使用於VA型液晶面板之多方向照射單元61B係如第14圖所示，第2 LED元件藉由在平行於正面方向57的第1面71內，使得以正面方向57作為中心之傾斜角度θ相互約略相等之方向所分別設定的2方向，利用以第1面71作為中心而與第1面71正交之方向，且以 相互約略相等之角度予以傾斜，將所得的合計4方向設為射出光光軸。
亦即，第2 LED元件最好在以夾角而傾斜平行於正面方向57(法線方向N)之面71的各自傾斜面77、79內，於傾斜角度θ相互約略相等之方向，將各自射出光光軸所設定的至少4個方向(P1-1 、P1-2 、P2-1 、P2-2 )設為光射出方向。藉此，能夠消除VA液晶之情形所觀察到的黑色顯示時之斜向帶有紅色(紅紫色)之現象或帶有藍色之現象。
將光射向上述傾斜之4方向與正面方向之合計5方向的多方向照射單元的具體構造例顯示於第15圖。
使用於VA型液晶面板之多方向照射單元61B係藉由具備下列構造所構成：將第1 LED元件63配設於圓板狀基層67A之頂面81，從以角度傾斜於正面方向57之同一平面內的二條假想線62，於與角度之傾斜方向正交的方向、於以傾斜角度θ相互約略相等之方向，各自之射出光光軸所設定的合計4個第2 LED元件65E、65F、65G、65H。
接著，針對背光單元之控制方法加以說明。
顯示畫面之顯示內容物係在部分畫面具有白色明亮的部分與樹蔭等陰暗的部分之情形，針對明亮的部分與陰暗的部分，成為各自不同的背光亮度之方式度來加以控制。亦即，TN型液晶面板之情形，於明亮的部分中，從斜向59之情形下，由於起因於光學補償薄膜而發生帶有黃色，刻意作成帶有藍色之傾斜照明光。亦即，正面方向57可以為白色，僅變更斜向59之顏色均勻性。另一方面，於黑暗 的部分中，相反的，此部分係藉由增強紅色或綠色後而照明，帶有藍色將被消除。為了消除帶有紅色，最好增強藍色或綠色後而照明。如此之特性係也可利用白黑加以控制，最為實用性的是，由於即使中間色調也具有如此之特性，按照亮度而加以修正之方式來控制背光單元200。
另外，背光單元200也可以將發光面分割成複數個區塊，對於各區塊分別加以發光控制。
第16圖係每個區塊控制發光面發光的構造圖。
此背光單元200係藉由變更每條像素(或每個區塊)之像素，使得更微細之控制成為可能。亦即，背光單元200之發光面38被分割成複數個區塊83，發光亮度設定部之發光光譜設定手段53(參照第1圖)，每個區塊83獨立其各自區塊83中所含之第1 LED元件63與第2 LED元件65以設定發光強度。藉由背光區塊驅動部85以驅動控制進行既定數單位之區塊83的總括驅動之垂直驅動控制部V1 ~V3 、水平驅動控制部H1 ~H4 。藉由作成如此之構造，按照發光面38之各場所而使得發光光譜特性不同成為可能。藉此，使得選擇性地強力修正發光面內著色之顯著位置成為可能。
如此方式，使得區塊83單位內之發光光譜之控制成為可能的背光單元200係於色調依照每個發光面38之場所而異時，藉此，使得區塊單位內之色調控制成為可能，相較於均等處理整個畫面之情形，使得極細微之控制成為可能，能夠使顯示畫質提高。另外，顯示影像之情形，按照 時間系列性改變之影像顏色、亮度等資訊，能夠一面使背光單元200之各區塊予以同步，並一面進行各自之適切控制。
接著，說明依照液晶顯示面板之光學補償薄膜來修正色調變化的構造。
第17圖係表示光學補償薄膜之分光穿透率的圖形。
於上述之各實施形態中，個別設定正面方向57與斜向59之發光光譜的發光光譜設定手段，係說明具備多方向照射單元61及發光亮度設定部53之構造例，此外，能夠依照在液晶顯示面板之顯示面側所配設之光學補償薄膜本身來加以設定，另外，也能夠加以併用。此情形之光學補償薄膜係具有波長相關性且按照發光面(畫面)位置而異的穿透率予以設定。亦即，劃分成對應於含有RGB色之約略一條像素的複數個區域，例如，TN型液晶面板之情形，如第17圖所示，於顯示畫面之中央部，將RGB各色之穿透率設為約略相等；於顯示畫面之周圍部，提高B色之穿透率，降低GR色之穿透率，以設定各個區域中之穿透率。藉此，依照每個RGB色來個別控制指向性與發光強度，使在正面方向57與斜向59之色度(光譜)不同，也能夠改善顯示畫面色調變化之視角相關性。
此光學補償薄膜能夠使用一種擴散片以調整相位差薄膜之波長分散特性或刻意控制波長相關性。
於此，針對光學補償薄膜之詳細內容加以說明。
[Re (λ)、Rth (λ)]
於本發明專利說明書中，Re (λ)、Rth (λ)係表示各自波長λ之面內延遲值與厚度方向延遲值。Re (λ)係於橢圓偏光計(M-150、日本分光(股份)製)或KOBRA 21 ADH(日本王子計測機器(股份)製)中，使波長λnm之光射入薄膜法線方向後而予以測定。Rth (λ)為前述Re (λ)，其係根據合計下列3方向測出的延遲值、平均折射率之假定值及所輸入之膜厚值；以面內之遲相軸(根據橢圓偏光計或KOBRA 21ADH予以判斷)作為傾斜軸(旋轉軸)，從相對於薄膜法線方向+40∘傾斜的方向而使波長λnm之光予以射入後而測出的延遲值Re (40∘)；及以面內之遲相軸作為傾斜軸(旋轉軸)，從相對於薄膜法線方向-40∘傾斜的方向而使波長λnm之光予以射入後而測出的延遲值Re (-40∘)，橢圓偏光計或KOBRA 21ADH將進行計算。於此，平均折射率之假定值可使用Polymer Handbook (JOHN WILEY&SONS, INC)、各種光學薄膜之表值。針對平均折射率值並非已知者，能夠利用Abbe折射率計加以測定。以下，列舉主要光學薄膜之平均折射率值：醋酸纖維素(1.48)、環烯烴聚合物(1.52)、聚碳酸酯(1.59)、聚甲基丙烯酸甲酯(1.49)、聚苯乙烯(1.59)。藉由輸入此等平均折射率之假定值與膜厚，橢圓偏光計或KOBRA 21ADH係算出nx、ny、nz。根據此所算出之nx、ny、nz以更進一步算出Nz=(nx-nz)/(nx-ny)。
還有，未特定角度之延遲值(Re (40∘)與Re (-40∘)以外之延遲值)係將光從表面之法線方向射入後而測出的 值。將遲相軸作為傾斜軸(旋轉軸)，表示相對於薄膜法線方向之傾斜角度的仰角之正負係使Re(40∘)>Re(-40∘)成立之方式來決定。
[聚合物薄膜]
光學補償薄膜之透明支撐物係由至少一片聚合物薄膜所構成。利用複數種聚合物薄膜以構成透明支撐物，也能夠達成本發明所定義之光學異方向性。所謂透明支撐物之光學異方向性，具體而言，使利用波長632.8nm之光測出的Re延遲值存在於10~200nm之範圍內，並且使利用波長632.8nm之光所測出的Rth延遲值存在於50~400nm之範圍內。還有，將二片光學補償薄膜使用於液晶顯示裝置之情形，一片薄膜之Rth延遲值較佳為50~200nm。將一片光學異方向性聚合物薄膜使用於液晶顯示裝置之情形，薄膜之Rth延遲值較佳為70~400nm。
聚合物薄膜之遲相軸角度的平均值適宜為3∘以下，更佳為2∘以下，最好為1∘以下。將遲相軸角度之平均值的方向定義為遲相軸之平均方向。另外，遲相軸角度的標準偏差適宜為1.5∘以下，更佳為0.8∘以下，最好為0.4∘以下。在聚合物薄膜面內之遲相軸的角度係將聚合物薄膜之拉伸方向設為基準線(0∘)，定義為遲相軸與基準線之夾角。將輥形態之薄膜向寬度方向拉伸時係以寬度方向設為基準線，向長邊方向拉伸時係以長邊方向設為基準線。
聚合物薄膜係光穿透率適宜為80%以上。聚合物薄膜適宜具有60×10-12 m2 /N以下之光彈性係數。
使用光學補償片之穿透型液晶顯示裝置中，於通電後，隨著時間經過時，在畫面周邊部將有發生「外框狀之顯示不均」。此不均係因畫面周邊部之穿透率上升所造成，於黑色顯示時則變得特別顯著。穿透型液晶顯示裝置之情形，從背光單元散熱，並且在液晶胞面內發生溫度分布。根據此溫度分布，光學補償片之光學特性(延遲值、遲相軸之角度)將改變，其係「外框狀之顯示不均」的發生原因。由於因溫度上升所造成之光學補償片的膨脹或收縮將受到與液晶胞或偏光板之黏著所抑制，光學補償片之光學特性變化係起因於光學補償片中發生彈性變形。
為了抑制在穿透型液晶顯示裝置中發生的「外框狀之顯示不均」，較佳為使用在光學補償片之透明支撐物中熱傳導係數高的聚合物薄膜。熱傳導係數高的聚合物之例子中，包括：如醋酸纖維素(熱傳導係數(以下相同)：0.22W/(m‧K))之纖維素系聚合物、如聚碳酸酯(0.19W/(m‧K))之聚酯系聚合物及降莰烯系聚合物(0.20W/(m‧K))之環烯烴聚合物。
例如，市售之聚合物可以使用市售之降莰烯系聚合物(ARTON、JSR(股份)製；ZEONOR、日本ZEON(股份)製；ZEONEX、日本Zeon(股份)製)。針對聚碳酸酯系共聚物，於日本特開平10-176046號及特開2001-253960號之各公報中已揭示。
適宜為纖維素系聚合物，更佳為纖維素酯，進一步適宜為纖維素之低級脂肪酸酯。所謂低級脂肪酸係意指碳原 子數為6以下之脂肪酸。碳原子數較佳為2(醋酸纖維素)、3(丙酸纖維素)或4(丁酸纖維素)。也可以使用如醋酸丙酸纖維素或醋酸丁酸纖維素之混合脂肪酸酯。
尤其以醋酸纖維素(二醋酸纖維素、三醋酸纖維素)特別理想。乙醯化度最好為59.0~61.5%之三醋酸纖維素。所謂乙醯化度係意指纖維素每單位質量之鍵結醋酸量。乙醯化度係依照ASTM: D-817-91(醋酸纖維素等之試驗法)之乙醯化度的測定與計算。
聚合物之黏度平均聚合度(DP)適宜為250以上，更佳為290以上。另外，聚合物係利用凝膠滲透層析儀所得的Mm/Mn(Mm係質量平均分子量、Mn係數目平均分子量)之分子量分布較佳為狹窄的。具體之Mm/Mn的值適宜為1.00~1.70，更佳為1.30~1.65，最好為1.40~1.60。
為了調整聚合物薄膜之延遲，能夠將具有至少二個芳香族環之芳香族化合物作為延遲上升劑使用。
使用醋酸纖維素薄膜作為聚合物薄膜使用之情形，相對於醋酸纖維素100質量份，芳香族化合物係於0.01~20質量份之範圍使用。相對於醋酸纖維素100質量份，芳香族化合物較佳於0.05~15質量份之範圍使用。進一步較佳於0.1~10質量份之範圍使用。也可以併用二種以上之芳香族化合物。
於芳香族化合物之芳香族環中，除了芳香族烴環之外，也含有芳香族性雜環。
延遲上升劑之分子量較佳為300~800。
針對延遲上升劑，已揭示於日本專利特開2000-111914號、特開2000-275434號、特開2001-166144號之各公報及國際專利公開第00/02619號手冊中。
較佳為利用阻焊劑法以製造聚合物薄膜。於阻焊劑法中，使用將聚合物已溶解於有機溶劑中之溶液(膠漿)以製造薄膜。有機溶劑較佳為含有由碳原子數2~12之醚、碳原子數3~12之酮、碳原子數2~12之酯及碳原子數1~6之鹵化烴所選出之溶劑。
醚、酮及酯也可以具有環狀構造。也能夠將具有二個以上之醚、酮及酯之官能基(亦即，-O-、-CO-及-COO-)中任一種的化合物皆能夠作為有機溶劑使用。有機溶劑也可以具有如醇性羥基之其他官能基。
於醚之例子中，包含：二異丙基醚、二甲氧基甲烷、二甲氧基乙烷、1,4-二噁烷、1,3-二氧五環烷、四氫呋喃、苯甲醚及苯乙醚。於酮之例子中，包含：丙酮、甲基乙基酮、二乙基酮、二異丁基酮、環己酮及甲基環己酮。於酯之例子中，包含：甲酸乙酯、甲酸丙酯、甲酸戊酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯及乙酸戊酯。於具有二種以上官能基之有機溶劑之例子中，包含：2-乙氧基乙基醋酸酯、2-甲氧基乙醇及2-丁氧基乙醇。鹵化烴之碳原子數較佳為1或2，最好為1。鹵化烴之鹵素較佳為氯。鹵化烴之氫原子被鹵素所取代之比例適宜為25~75莫耳%，更佳為30~70莫耳%，進一步更佳為35~65莫耳%，最好為40~60莫耳%。二氯甲烷為代表性之鹵化烴。
也可以混合二種以上之有機溶劑後而使用。
利用一般之方法，能夠調製聚合物溶液。所謂一般方法係意指於0℃以上之溫度(常溫或高溫)進行處理。溶液之調製能夠採用通常的阻焊劑澆鑄法中之膠漿(dope)調製方法及裝置而加以實施。還有，一般方法之情形，較佳為將鹵化烴(特別是二氯甲烷)作為有機溶劑使用。聚合物之量係於所得的溶液中含有10~40質量%之方式來加以調整。聚合物之量更佳為10~30質量%。於有機溶劑(主要溶劑)中，也可以添加後述之任意添加劑。溶液係藉由在常溫(0~40℃)攪拌聚合物與有機溶劑而能夠加以調製。高濃度之溶液也可以於加壓與加熱條件下加以攪拌，具體而言，將聚合物與有機溶劑置入加壓容器後而加以密閉，於加壓下，加熱至溶劑常溫的沸點以上、並且溶劑未沸騰之範圍溫度的同時，加以攪拌。加熱溫度通常為40℃以上，適宜為60~200℃，更佳為80~110℃。
各成分也可以預先加以粗略混合後而置入容器中。另外，也可以依序倒入容器中。使容器能夠攪拌之方式來予以構成係有其必要的。能夠注入氮氣等之惰性氣體以加壓容器。另外，也可以利用因加熱所造成之溶劑蒸氣壓的上升。或是於密閉容器後，也可以於壓力下添加各成分。
加熱之情形，較佳為從容器外部進行加熱。例如，能夠使用套管式之加熱裝置。另外，藉由將加熱板設置於容器外部，配管後而使液體予以循環，也能夠加熱整個容器。
較佳為將攪拌葉輪裝設於容器內部，使用它而進行攪 拌。攪拌葉輪的長度較佳為到達容器壁附近之物。於攪拌葉輪之末端，為了更新容器壁之液膜，較佳為設置攪拌葉輪。
於容器內中，也可以設置壓力計、溫度計等之計量儀器類。於容器內，使各成分溶解於溶劑中。調製的膠漿係於冷卻後而從容器取出，或是於取出後，使用熱交換器等加以冷卻。
聚合物(膠漿)之調製也可以依照冷卻溶解法來加以實施。首先，於室溫附近之溫度(-10~40℃)，一面攪拌，並一面慢慢地將聚合物添加於有機溶劑中。使用複數種溶劑之情形，其添加順序並未予以特別限定。例如，將聚合物添加於主要溶劑中之後，可以添加其他之溶劑(例如，醇等之凝膠化溶劑等)，相反的，也可以添加預先使凝膠化溶劑濕潤聚合物後之主要溶劑，對於不均勻溶解之防止為有效的。聚合物之量較佳為使此混合物中含有10~40質量%之方式來加以調整。
聚合物之量更佳為10~30質量%。再者，也可以於混合物中添加後述之任意添加劑。
接著，使混合物冷卻至-100~-10℃(較宜為-80~-10℃，更佳為-50~-20℃，最好為-50~-30℃)。例如，冷卻能夠於乾冰-甲醇浴(-75℃)或冷卻的二乙二醇溶液(-30~-20℃)中實施。如此方式，一旦加以冷卻時，聚合物與有機溶劑之混合物將固化。冷卻速度並未予以特別限定，利用分批式冷卻之情形，隨著冷卻，聚合物溶液之黏度將 提高，由於冷卻效率劣化，為了達到既定之冷卻溫度以作成效率佳的溶解鍋係有其必要的。
於冷卻溶解法中，使聚合物溶液膨潤後，也可以於短時間中移送至已達既定冷卻溫度的冷卻裝置內。雖然冷卻速度越快越好，10000℃/秒為理論之上限，1000℃/秒為技術之上限，而且，100℃/秒為實用之上限。還有，冷卻速度係將開始冷卻時的溫度與最終之冷卻溫度的差值除以開始冷卻起直到達到最後冷卻溫度為止之時間值。進一步將聚合物溶液加熱至0~200℃(適宜為0~150℃，更佳為0~120℃，最好為0~50℃)時，於有機溶劑中，聚合物成為流動之溶液。升溫可以僅放置於室溫中，也可以於溫水浴中加熱。
進行如上之方式，可以得到均勻之溶液。還有，溶解不充分之情形，也可以重複冷卻、加熱之操作。溶解是否充分，能夠僅根據目視以觀察溶液之外觀後而加以判斷。於冷卻溶解法中，為了避免因冷卻時之凝結所造成之水分混入，期望使用密閉容器。另外，於冷卻加溫操作中，若冷卻時加壓、加熱時減壓的話，能夠縮短溶解時間。由於實施加壓及減壓，期望使用耐壓性容器。
還有，依照冷卻溶解法來將醋酸纖維素溶解於甲基醋酸酯(乙醯化度：60.9%、黏度平均聚合度：299)中之20質量%的溶液，若根據微差掃描熱量測定(DSC)時，於33℃附近時，存在溶膠狀態與凝膠狀態之擬似相轉移溫度，於此溫度以下之情形，成為均勻的凝膠狀態。因而， 此溶液必須於擬似相轉移溫度以上，較佳為凝膠相轉移溫度加上約10℃之溫度而加以保存。但是，此擬似相轉移溫度係依醋酸纖維素之乙醯化度、黏度平均聚合度、溶液濃度或所使用之有機溶劑而有所不同。
從調製的聚合物溶液(膠漿)，依照阻焊劑澆鑄法來製造聚合物薄膜。另外，較佳為將該延遲上升劑添加於膠漿中。
膠漿係澆鑄在轉筒或輸送帶上，使溶劑蒸發以形成薄膜。澆鑄前之膠漿較宜使固形成分量成為10~40%，更佳成為15~35%之方式來調整濃度。轉筒或輸送帶之表面較佳為預先精細加工成鏡面狀態。針對阻焊劑澆鑄法之澆鑄及乾燥法，可列舉：揭示於美國專利第2336310號、第2367603號、第492078號、第2492977號、第249292978號、第2607704號、第2739069號、第2739070號之各公報；英國專利第640731號、第736892號之各專利說明書；日本專利特公昭45-4554號、昭49-5614號；特開昭60-176834號、昭60-203430號、昭62-115035號之各公報。膠漿較佳為澆鑄於表面溫度40℃以下之轉筒或輸送帶上。較佳為從澆鑄後起，吹風2秒鐘以上後而加以乾燥。也能夠從轉筒或輸送帶以剝取所得的薄膜，進一步利用從100℃至160℃逐次改變溫度的高溫風加以乾燥後而使殘留溶劑蒸發。以上之方法係揭示於日本專利特公平5-17844號公報中。若根據此方法，使得縮短從澆鑄起直到剝取為止之時間為可能。為了實施此方法，於澆鑄時之轉筒或輸送 帶的表面溫度，使膠漿予以凝膠化係必要的。
也可以澆鑄複數種聚合物溶液。
澆鑄複數種聚合物溶液之情形，於支撐體行進方向上，能夠從隔著間隔設置的複數個澆鑄口，使含有聚合物之溶液分別予以澆鑄而積層的同時，以製作薄膜(揭示於日本專利特開昭61-158414號；特開平1-122419號、平11-198285號之各公報)。另外，藉由從二個澆鑄口以澆鑄聚合物溶液，也能夠製造薄膜(揭示於日本專利特公昭60-27562號；特開昭61-94724號、昭61-947245號、昭61-104813號、昭61-158413號；特開平6-134933號之各公報)。再者，也能夠採用以低黏度聚合物溶液包藏於高黏度聚合物溶液之流動中，同時擠出此高黏度與低黏度之聚合物溶液的聚合物薄膜澆鑄方法(揭示於日本專利特開昭56-162617號)。
也能夠實施藉由使用二個澆鑄口，剝取從第一澆鑄口成型於支撐物的薄膜，在連接於支撐物面側進行第二澆鑄而製作薄膜之方法(揭示於日本專利特公昭44-20235號公報)。複數種聚合物溶液也可以為相同之溶液。為了於複數聚合物層中具有不同的機能，最好將按照其機能之聚合物溶液，從各自之澆鑄口予以擠出。
聚合物溶液也能夠與其他機能層(例如，黏接層、染料層、抗靜電層、抗光暈層、UV吸收層、偏光層)之塗布液同時加以澆鑄。
習知單層液之情形，為了作成必要的薄膜厚度，必須 擠出高濃度且高黏度之聚合物溶液。此情形下，大多形成如下之問題：聚合物溶液之安定性變差且固形物發生，產生異物之混入或平面性不佳。其解決方式係藉由從澆鑄口澆鑄複數種聚合物溶液，能夠同時將高黏度之溶液擠出於支撐物上，故能夠製作平面性已予以良化的具優越之面狀薄膜。進一步藉由使用濃稠之聚合物溶液，能夠達成乾燥負載之減低化，進一步能夠提高薄膜之生產速度。
為了改良機械物性，或是為了提高乾燥速度，能夠將可塑劑添加於聚合物薄膜中。可塑劑可以使用磷酸酯或羧酸酯。於磷酸酯之例子中，包含三苯基磷酸酯(TPP)與三甲酚磷酸酯(TCP)。羧酸酯係以鄰苯二甲酸酯與檸檬酸酯為其代表。於鄰苯二甲酸酯之例子中，包含鄰苯二甲酸二甲酯(DMP)、鄰苯二甲酸二乙酯(DEP)、鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)、鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)、鄰苯二甲酸二苯酯(DPP)與鄰苯二甲酸二乙基己酯(DEHP)。檸檬酸酯之例子中，包含O-乙醯基檸檬酸三乙酯(OACTE)與O-乙醯基檸檬酸三丁酯(OACTB)。其他羧酸酯之例子中，包含油酸丁酯、萞麻醇酸甲基乙酸酯、癸二酸二丁酯、各種偏苯三酸酯。較佳為使用鄰苯二甲酸酯系可塑劑(DMP、DEP、DBP、DOP、DPP、DERP)。尤以DEP與DPP特別理想。
可塑劑之添加量較佳為聚合物量之0.1~25質量%，更佳為1~20質量%，最好為3~15質量%。
也可以將抗劣化劑(例如，抗氧化劑、過氧化物分解 劑、自由基抑制劑、金屬惰化劑、酸捕獲劑、胺)添加於聚合物薄膜中。針對抗劣化劑，已揭示於日本專利特開平3-199201、平5-1907073、平5-194789、平5-271471、平6-107854號之各公報中。抗劣化劑之添加量較佳為所調製之溶液(膠漿)的0.01~1質量%，更佳為0.01~0.2質量%。若添加量低於0.01質量%時，幾乎未觀察到抗劣化劑之效果。若添加量超過於1質量%時，將有觀察到抗劣化劑向薄膜滲出之情形。特別理想之抗劣化劑為丁基化羥基甲苯(BHT)與三苄基胺(TBA)。
製得之聚合物薄膜能夠進一步藉由拉伸處理以調整延遲。拉伸倍率適宜為3~100%。拉伸後之聚合物薄膜的厚度適宜為20~200μm，更佳為30~100μm。藉由調整拉伸處理之條件，能夠縮小光學補償片遲相軸角度之標準偏差。拉伸處理能夠使用拉幅器加以實施。於使用拉幅器而對依照阻焊劑澆鑄法製得的薄膜來實施橫向拉伸之時，藉由控制拉伸後之薄膜狀態，能夠縮小薄膜遲相軸角度之標準偏差。具體而言，使用拉幅器以進行調整延遲值之拉伸處理，然後藉由利用從最大拉伸倍率至最大拉伸倍率的1/2之拉伸倍率間的拉伸倍率，於薄膜之玻璃轉移溫度附近以保持拉伸隨後之聚合物薄膜，能夠縮小遲相軸角度之標準偏差。若使此保持時之薄膜溫度較玻璃轉移溫度為低的溫度進行時，標準偏差將變大。
另外，於輥間進行縱向拉伸時，藉由擴大輥間距離，也能夠縮小遲相軸之標準偏差。
除了使聚合物薄膜發揮作為光學補償片之透明載體的功能以外，也發揮作為偏光膜之透明保護膜的功能之情形，進行聚合物薄膜之表面處理。
表面處理係實施電暈放電處理、輝光放電處理、火焰處理、酸處理、鹼處理或紫外線照射處理。較佳為實施酸處理或鹼處理。聚合物為醋酸纖維素之情形，酸處理或鹼處理係對於醋酸纖維素實施皂化處理。
[配向膜]
配向膜係具有規定光學異方向性層之碟狀化合物配向方向的功能。
配向膜能夠利用如有機化合物(較佳為聚合物)之平磨處理、無機化合物之斜方蒸鍍、具有微型凹槽之層形成、或依照Langmuir-Blodgett法(LB膜)所得的有機化合物(例如，ω-二十三烷酸、氯化二(十八烷基甲基)銨、硬脂酸甲酯)之累積的手段來加以設置。再者，藉由電場之賦與、磁場之賦與或光照射，產生配向功能之配向膜也已習知。配向膜較佳為藉由聚合物之平磨處理而加以形成。聚乙烯醇較佳為聚合物。已鍵結疏水性基之改性聚乙烯醇特別理想。由於疏水性基與光學異方向性層之碟狀化合物具有親和性。藉由將疏水性基導入聚乙烯醇中，能夠使碟狀化合物予以均勻配向。疏水性基係鍵結於聚乙烯醇之主鏈末端或側鏈。疏水性基較佳為碳原子數為6以上之脂肪族基(較佳為烷基或烯基)或芳香族基。使疏水性基鍵結於聚乙烯醇主鏈末端之情形，較佳為將連結基導入疏水性 基與主鏈末端之間。於連結基之例子中，含有-S-、-C(CN)R1 -、-NR2 -、-CS-與此等之組合。上述R1 與R2 分別為氫原子或碳原子數1~6之烷基(較佳為碳原子數1~6之烷基)。
將疏水性基導入聚乙烯醇側鏈之情形，最好將殘存於聚乙烯醇(未皂化)之醋酸乙烯單位中所含之乙醯基(-CO-CH3 )的部分置換成碳原子數為7以上之醯化基(-CO-R3 )。R3 係碳原子數為6以上之脂肪族基或芳香族基。也可以使用市售之改性聚乙烯醇(例如，MP103、MP203、R1130、Kuraray(股份)製)。
使用於配向膜之(改性)聚乙烯醇的皂化度較佳為80%以上。(改性)聚乙烯醇的聚合度較佳為200以上。
平磨處理係藉由利用紙或布，沿著一定方向數次研磨配向膜表面而加以實施。較佳為使用已均勻植毛纖維之長度與粗細均一的布。
還有，使用配向膜以配向光學異方向性層碟狀化合物後，即使去除配向膜，也能夠保持碟狀化合物之配向狀態。亦即，於光學補償片之製造中，配向膜係必要的，所製得的光學補償片中則無必要。將配向膜設置於透明支撐物與光學異方向性層之間之情形，再者，也可以將底塗層(黏著層)設置於透明支撐物與配向膜之間。
[光學異方向性層]
光學異方向性層係由碟狀化合物所形成。一般而言，碟狀化合物具有光學性負的單軸性。碟狀化合物較佳為圓 盤面與透明支撐物表面之夾角係在光學異方向性層之深度方向上改變(混合配向)。碟狀化合物之光軸係存在於圓盤面之法線方向。碟狀化合物係具有圓盤面方向之折射率較光軸方向之折射率為大的雙折射性。
光學異方向性層較佳為藉由依照上述配向膜來使碟狀化合物予以配向，固定其配向狀態之碟狀化合物而形成。碟狀化合物較佳為經由聚合反應加以固定。
於光學異方向性層中，延遲值成為0之方向並不存在。換言之，光學異方向性層延遲的最小值係超過0之值。具體而言，利用波長632.8nm之光測出的光學異方向性層之Re延遲值較佳為10~100nm。
光學異方向性層較佳為具有符合下式(I)及(II)之Re (632.8nm)、Re (40∘)與Re (-40∘)之值。
(I)0.1<Re (40∘)/Re (632.8nm)<2.0
(II)0.1<Re (-40∘)/Re (632.8nm)<1.0
於式(I)及(II)中，Re(632.8nm)係利用波長632.8nm之光測出的光學異方向性層之Re延遲值；Re (40∘)係將光學異方向性層之遲相軸作為仰角軸、將仰角設為40∘而射入波長632.8nm之光測出的Re延遲值；Re (-40∘)係將光學異方向性層之遲相軸作為仰角軸、將仰角設為-40∘而射入波長632.8nm之光測出的Re延遲值。還有，仰角之正負係使Re (40∘)>Re (-40∘)之方式來加以決定。
Re (450nm)、Re (550nm)更佳為符合與(I)、(II)同樣的式子，波長380~780nm之所有的Re最好皆符合與 (I)、(II)同樣的式子。
碟狀化合物已揭示於各種型式之文獻中(C. Destrade et al., Mol. Crysr. Liq. Cryst., vol. 71, page 111 (1981)；日本化學會編、季刊化學總說、No.22、液晶化學、第5章、第10章第2節(1994); B. Kohne et al., Angew. Chem. Soc. Chem. Comm., Page 1794 (1985);J. Zhang et al., J. Am. Chem. Soc., vol. 116, page 2655 (1994))。特別理想之碟狀化合物已揭示於日本專利特開平8-50286號公報中。針對碟狀化合物之聚合，已揭示於日本專利特開平8-27284號公報中。
光學異方向性層係藉由將含有碟狀化合物與必要時之聚合性起始劑或任意成分之塗布液塗布於配向膜之上而能夠形成。光學異方向性層之厚度適宜為0.5~100μm，更佳為0.5~30μm。
維持配向狀態而固定已配向之碟狀化合物。固定化較佳為依照聚合反應來加以實施。聚合反應中包含：使用熱聚合起始劑的熱聚合反應與使用光聚合起始劑的光聚合反應。較佳為光聚合反應。
於光聚合起始劑之例子中，包含：α-羰基化合物(揭示於美國專利第2367661號、第2367670號之各專利說明書)、偶姻醚(揭示於美國專利第2448828號專利說明書)、α-烴取代的芳香族偶姻化合物(揭示於美國專利第2722512號專利說明書)、多核醌化合物(揭示於美國專利第3046127號、2951758號之各專利說明書)、三芳基咪唑二聚物與 對胺基苯基酮之組合(揭示於美國專利第3549367號專利說明書)、吖啶與吩化合物(揭示於日本專利特開昭60-105667號公報、美國專利第4239850號專利說明書)及噁二唑化合物(揭示於美國專利第4212970號專利說明書)。
光聚合起始劑之用量適宜為塗布液固形成分之0.01~20質量%，更佳為0.5~5質量%。
為了碟狀化合物聚合之光照射較宜使用紫外線。
照射能量適宜為20~5000mJ/cm2 ，更佳為100~800mJ/cm2 。另外，為了加速光聚合反應，也可以在加熱條件下實施光照射。也可以將保護層設置於光學異方向性層之上。
接著，針對檢測從液晶顯示裝置之光射出狀態，再根據此檢測結果以進行色調變化之修正的第2實施形態加以說明。
第18圖係有關本發明之液晶顯示裝置概念的斜視圖。
依本實施形態所得的液晶顯示裝置150係大致區分為由背光單元250與液晶面板350所構成。背光單元250係藉由與上述第2圖所示之構造相同，於發光面下配置有複數個光源31，將分別發射光三原色之紅色光、綠色光、藍色光的LED使用於光源，將從各LED所射出的紅色光、綠色光與藍色光加以混色後而生成將白色光作為基調的光。背光單元250係將紅色LED 31R、綠色LED 31G、藍色LED 31B以格子狀或相互不同地配置於印刷配線基板上之XY 方向上而予以構成。
液晶面板350係相同於顯示於上述第1圖之構造，在背光單元250之光射出側設置有擴散板35、擴散片37、稜鏡片39。從紅色LED 31R、綠色LED 31G、藍色LED 31B分別射出紅色光、綠色光、藍色光，從各LED 31R、31G、31B所射出的紅色光、綠色光、藍色光係在設置有擴散板35、擴散片37、稜鏡片39之方向行進的同時，從背光單元250予以自然混色後而照明液晶面板350。
於本實施形態中，將TN(扭曲向列)型液晶作為液晶面板350使用。在液晶胞基板41上劃分成液晶胞，在液晶胞基板41之光射入側及光射出側，從液晶胞基板41側起分別設置有相位差薄膜43、偏光板45。從背光單元250之稜鏡片39射出的光係於射入液晶面板350之光射入側的偏光板45後，穿透相位差薄膜43後而射入液晶胞基板41，進一步經過光射出側之相位差薄膜43、偏光板45後而在顯示面29予以觀察。
此液晶胞基板41係穿透型，從液晶胞基板41之背面側射入的光(照明光)中之一部分將穿透此背面側後而射出顯示面側，個別之各液晶胞將作成一條像素以映入人之眼中。在背面側所配置之偏光板45的偏光軸方向與在顯示面側所配置之偏光板45的偏光軸方向係已成為相互正交之Crossed Nichol(正交尼可)狀態。
另外，如第18圖所示，控制部49連接於背光單元250，影像(映像)信號將輸入控制部49。液晶驅動部51連接 於控制部49，液晶驅動部51係根據從控制部49所輸出的影像信號而驅動控制液晶胞基板41之各液晶胞。控制部49具有未以圖示之發光亮度設定部，發光亮度設定部係生成射向紅色LED 31R、綠色LED 31G、藍色LED 31B之發光亮度設定信號。背光驅動部55連接於控制部49，背光驅動部55係根據從控制部49所傳出的發光亮度設定信號以驅動紅色LED 31R、綠色LED 31G、藍色LED 31B。
如上述第3圖所示，背光單元250係個別設定成為發光面38之法線方向的正面方向57之發光光譜、與從法線方向傾斜既定角度的斜向59之發光光譜。亦即，使得藉由控制部49與發光亮度設定部而個別設定正面方向57與斜向59之發光光譜成為可能，並使得指向性與發光強度依照每個RGB色來予以個別控制，在正面方向57與斜向59的色度(光譜)之調整成為可能。
於液晶顯示裝置150中，顯示於複數個光檢測手段的第18圖之光感測器151係設置於液晶面板350上之相互不同的位置，光感測器151係檢測來自液晶面板350所射出的光源31的光資訊。亦即，光感測器151係從光源31予以射出，檢測出相對於穿透液晶面板350後之光成分的光強度資訊。針對配置光感測器151之位置，不妨礙顯示之方式來分配液晶面板350周圍之邊緣部。配置有光感測器151之位置係於最後液晶顯示裝置150之製品中，利用裝飾板所隱藏的位置。還有，針對設置於液晶面板350之光感測器151的數目，必要時也可以增減。
例如，大型液晶顯示面板等之情形，根據面板位置點之不同，將有個別之漏光大幅改變之可能性。因此，僅利用單一之感測器，將有無法檢測出正確漏光之情形。於此，如第18圖所示之液晶顯示裝置150，藉由在液晶面板350上之複數個位置設置各自獨立之光感測器151，使得檢測出每個場所之更正確的漏光，或是檢測出整個面板之平均漏光也成為可能。另外，即使如面板之每個位置點的漏光大幅不同之情形，因為在每個所區劃之區域，能夠獨立地實施補償控制，所以能夠遍及整個面板而進行正確的補償。
第19圖係顯示檢測因液晶面板漏光現象所造成之漏光後而進行顯示光之調光時情形的說明圖。
控制部49係根據複數個光感測器151所各自檢測出之漏光檢測值，作成表示液晶面板350之顯示面47上之漏光分布狀況的漏光圖。例如，根據數個光感測器151檢測出的漏光與各感測器所設置之位置資訊，藉由檢測出漏光之最大值或最小值，實施適宜之解析處理而掌握有關面板上漏光之分布狀況。
接著，使用如上所述作成的漏光圖，控制部49係在液晶面板350之每個區域，獨立實施對背光驅動部55(參照第18圖)進行外加電壓之補償控制。亦即，於獨立而可能控制之每個區域，探討其位置與漏光圖上位置之對應關係，從漏光圖取得相對應之漏光資訊，於列表資料記憶部56中予以記憶。控制部49係參照於列表資料記憶部56中所記憶之修正表，取得對應於漏光之R、G、B各色外加電 壓之修正值。然後，特定相符區域位置點之資訊的同時，將取得的修正值作為驅動信號而傳給背光驅動部55。亦即，控制部49係根據光感測器151所檢測出的光資訊而變更相對於第2 LED元件65B之發光強度，個別設定發光面38之正面方向與斜向的發光光譜。
例如，如第19(a)圖所示，相對於顯示面47之左右兩端側產生的漏光區域157，如第19(b)圖所示，將低的電壓施加於朝向其正下方所配置的多方向照射單元61之顯示畫面中央側傾斜的第2 LED元件65B，其結果，如第19 (c)圖所示，左側光源之顯示畫面中央側的亮度分布僅ΔL予以減低修正。進行如此方式，能夠於顯示面47之左右端側產生的漏光將被相抵消而形成均勻亮度之發光分布。還有，漏光區域並不受顯示面47之左右端側所限定，不論是於顯示面47之上下端部或是於顯示面47之四角落等產生的漏光，皆與上述相同樣，藉由減低修正傾斜於顯示畫面中央側之LED元件的外加電壓，漏光將變得相抵消。
因而，若根據上述之背光單元250，因為具備控制部49以個別設定成為發光面38的法線方向之正面方向59與從法線方向傾斜既定角度之斜向59的發光光譜，能夠依照每個RGB色來個別控制指向性與發光強度，使在正面方向57與斜向59上之色度(光譜)不同，改善顯示影像色調之視角相關性。此非對稱之發光分布係按照顯示畫面內之位置點，特別適用於變更發光狀態之情形，使得更確實消除微妙之色調變化成為可能。
另外，於特別大型顯示畫面之黑色顯示狀態中，檢測出在顯示面47的上下、左右之端部或四角落產生的漏光現象之漏光，由於能夠相抵消此漏光之方式，依照每個RGB色來個別控制光源31之指向性與發光強度，故能夠抑制因漏光現象所造成之畫質降低。
另外，若根據有關本發明之液晶顯示裝置150，因為具備背光單元250與面對此背光單元250所配置之液晶面板350，相對於斜向59上不足的顏色成分，起因於液晶面板350之光學補償薄膜的固有光穿透特性係藉由依照每個RGB色來個別控制斜向59之發光光譜，能夠改善顯示畫面色調之視角相關性。而且，因為相抵消漏光之方式，依照每個RGB色來個別控制光源31之指向性與發光強度，即使從斜向觀察也未帶有色調，而且能夠得到無漏光現象之高品質液晶顯示影像。
檢測因上述漏光現象所造成之漏光的時點可以設定於液晶顯示裝置150之顯示開始時，或是於顯示開始後之每個既定時間定期進行之方式來實施。或者，也可以配合按鈕之按下動作而開始檢測。例如，於液晶顯示裝置150之電源ON時瞬間強制映出黑色顯示。針對此黑色顯示，也能夠利用光感測器151以檢測黑色等級程度之方式來進行。
接著，針對因溫濕度變化所造成之色調變化的修正加以說明。
一般而言，液晶顯示裝置中之光學補償薄膜係於一旦 溫濕度改變時，根據薄膜本身之膨脹-收縮或來自偏光板-黏著劑等之應力變化，其相位差也將改變，其結果，所示之色調也發生變化。
於是，藉由在液晶面板上設置溫濕度感測器，此溫濕度感測器根據所檢測之溫度、濕度及其二者之值，使LED之BGR發光強度比予以改變之方式來實施，能夠修正發生的色調變化。
首先，根據濕度(含水率)以說明有關修正色調變化之液晶顯示裝置的第3實施形態。
第20圖係顯示根據設置有水分檢測手段之實施形態所得的液晶顯示裝置主要部分構造的方塊圖；第21圖係顯示在第20圖所示之液晶顯示裝置所設置的含水率感測器之裝配狀態的斜視圖。還有，相對於與顯示於第1~19圖之構材相同的構材，賦與相同的符號，重複之說明則加以省略。
根據本實施形態所得的液晶顯示裝置170係相對於水平方向(X)及垂直方向(Y)之各自軸方向，將液晶面板370之顯示區域予以區劃成複數個，形成有相互獨立可控制之複數個區域(A11、A12、A13、A14、A21、A22、A23、A24、A31、A32、A33、A34)。背光單元270係對應此等區域所區劃的每個區塊171，形成能夠獨立控制外加之驅動電壓的構造。針對此等各區域之選擇係根據未以圖示之線路選擇器(line-selector)等之控制而予以進行。
於液晶顯示裝置170中，在液晶面板370上之相互不 同的位置設置有水分檢測手段之複數個含水率感測器181。針對配置此等含水率感測器181之位置，如第20圖所示，於不妨礙顯示之方式來分割液晶面板370周圍之邊緣部。各含水率感測器181所配置的位置係於最後之液晶顯示裝置的製品中，利用裝飾板所隱藏的位置。還有，針對設置於液晶面板370之含水率感測器181的數目，必要時也可以增減。
例如，大型液晶顯示面板等之情形，根據面板位置點之不同，將有個別之環境濕度或含水量予以大幅改變之可能性。因此，僅利用單一之感測器，將有無法檢測出正確的漏光之情形。於此，如第20圖所示之液晶顯示裝置170，藉由在液晶面板370上之複數個位置設置各自獨立之含水率感測器181，使得檢測出每個場所之更正確含水量，或是檢測出整個面板之平均含水量也成為可能。另外，即使如面板之每個位置點的含水量大幅不同之情形，因為能夠實施每個所區劃之區域的補償控制，所以能夠遍及整個面板而進行正確之補償。
如第21圖所示，含水率感測器181係已安裝於液晶面板370之表面，利用電阻之電阻式含水率計。含水率感測器181係具有針狀之電極183，使此電極183穿透偏光板而接觸於光學補償薄膜(例如，相位差薄膜43)之方式來予以裝配(參照第1圖)。藉此，檢測出液晶面板370內部之光學補償薄膜內部所含之水分含水量(水分量)。除了如上所述之電力式含水率計(電阻式含水率計)之外， 也可以利用高頻式含水率計，或加熱型、介電型、電磁波型、熱傳導型等各式各樣種類之感測器。
控制部49A係定期取回含水率感測器181之檢測值HD以隨時掌握含水量，按照其結果，取得用以控制液晶面板370之顯示特性的修正值，或傳輸取得的修正值。
列表資料記憶部56A係利用可存取記憶體(ROM或RAM)而予以構成，為了補償隨著光學補償薄膜之含水率變化的光學特性變化，預先記憶利用必要之資料群所構成的修正表。
控制部49A係遵照根據含水率感測器181檢測出之結果所得的水分量資訊與列表資料記憶部56A之修正表的內容，依照每個R、G、B之顏色成分來求出獨立之修正值，將根據此等修正值之驅動信號傳給背光驅動部55。
一旦濕度改變時，光學補償薄膜之光學特性(延遲)將改變，受到此影響而於黑色顯示時，R、G、B中任一種光將顯現於液晶面板370之顯示面，顯現與純粹之黑色不同的色調。
於是，根據含水率感測器181檢測出的資訊，藉由獨立控制R、G、B多方向照射單元61之外加電壓的回饋控制而進行光學補償薄膜之特性相等變化的修正。藉此，能夠消除與黑色不同的色調。
第22圖係概略顯示有關設置在第20圖所示之液晶面板的光學補償薄膜之發生於每個光波長的相位差與濕度之關係的圖形。
光學補償薄膜光學特性之一的膜厚方向延遲值(Rth)係按照設定欲穿透之光波長(R、G、B等之差異)而分別不同，進一步按照濕度而加以變動。因而，一旦濕度等改變時，光學補償薄膜之延遲值(Rth)將改變，每個波長分別改變影響設定欲穿透液晶面板370的光之相位差，顯現於顯示面側的光之光量將發生變化。其結果，設定欲使黑色顯示時，R、G、B中至少一個光成分稍微顯現，而且，由於R、G、B間之光量均衡性已遭破壞而顯現色調，例如，將有顯示帶有紅色之黑色以取代原本黑色之情形。因而，有必要按照光學補償薄膜之水分量變化以補償所發生的光學特性變化。
第23圖係顯示在第20圖所示之液晶顯示裝置所設置的修正表之構造例的示意圖。
於修正表185中，準備有每個光學補償薄膜(相位差薄膜43)之材質(TAC(三醋酸纖維素)、PET(聚對苯二甲酸乙二酯)等)個別獨立之修正表185a、185b…。另外，於個別之表中，保持有關R色修正資料之R色修正部187、保持有關G色修正資料之G色修正部89、保持有關B色修正資料之B色修正部91。
於利用液晶面板370以設定欲顯示正確的黑色之情形，R色修正部187係保存有表示應該外加於R色多方向照射單元61之適切電壓所示之值(顯示黑色之設定電壓)與含水量之關係所預先決定之資料群(對應於各個各種含水量所賦與的黑色顯示設定電壓之資料群)。同樣地，G 色修正部189係保存有表示應該外加於G色多方向照射單元61之適切電壓所示之值(顯示黑色之設定電壓)與含水量之關係所預先決定之資料群。B色修正部191係保存有表示應該外加於B色多方向照射單元61之適切電壓所示之值(顯示黑色之設定電壓)與含水量之關係所預先決定之資料群。
控制部49A係使用從含水率感測器181檢測出之值所求出的含水量，從修正表185之R色修正部187，將R色之驅動電壓VbR作為修正值而求出；從G色修正部189，將G色之驅動電壓VbG作為修正值而求出；從B色修正部191，將B色之驅動電壓VbB作為修正值而求出。藉由將此等之驅動電壓VbR、VbG、VbB傳給背光驅動部55，與濕度變化等無關而能夠利用液晶面板370以顯示正確的黑色。
實際上，設定欲利用液晶面板370以顯示影像等之情形下，將修正對應於應顯示影像之各像素顏色及明亮度的R、G、B各色灰階資料之數值的驅動電壓VbR、VbG、VbB，以重疊或加法之形式傳給背光驅動部55。藉此，能夠利用正確之色調以顯示影像等。
但是，設定欲利用液晶面板370以顯示正確黑色之情形下，應該外加於各色之多方向照射單元61的適切電壓與含水量之關係，其係按照實際所使用之光學補償薄膜特性，尤其按照構成光學補償薄膜材料之材質而大幅改變。因而，控制部49A係事先取得實際上已安裝於液晶面板370 內的光學補償薄膜之材質的資訊，例如，材質為TAC之情形下，選擇修正表185內之修正表185a後而使用；材質為PET之情形下，選擇修正表185內之修正表185b後而使用。藉此，對於各式各樣特性之光學補償薄膜，能夠正確進行有關含水量之修正。
若根據此液晶顯示裝置170，液晶面板370的水分資訊係根據含水率感測器181而予以檢測出，使得抵消按照液晶面板370的含水率所發生的光學特性變化之方式，依照每個RGB色來個別控制指向性與發光強度。
還有，於顯示在第23圖之修正表185中，已假想黑色顯示設定電壓與含水量之關係顯示直線變化之情形，即使為曲線變化之特性，也僅變更記憶於各表中之資料內容而能夠依照原狀態來加以對應。
接著，針對使用含水率感測器181之控制變形例來加以說明。
第24圖係顯示在第20圖所示之液晶顯示裝置170中之含水量對照例的示意圖。
控制部49A也可以根據複數個含水率感測器181所各自檢測出之含水量檢測值，作成表示液晶面板370之整個面板之各區域含水量分布狀況的含水量圖193。例如，根據數個含水率感測器181檢測出的含水量與各感測器所設置之位置資訊，藉由檢測出含水量之最大值或最小值，實施適宜之解析處理以掌握有關面板上含水量之分布狀況。在顯示於第24圖之例子中，成為如面板右下角落之含水量為 大的，隨著朝向面板左上角落，含水量將降低之分布狀況。
接著，使用此含水量圖193，控制部49A係對於每個所區劃之區塊171，獨立實施外加電壓之補償控制。亦即，於獨立而可能控制之每個區塊171，探討其位置與含水量圖193上位置之對應關係(參照第24圖中段之控制例)，從含水量圖193取得相對應之含水量資訊。含水量圖193上之含水量不同的複數個位置與一個區域之位置存在對應關係之情形下，選擇同一區域內所含之面積比率大的一個含水量，或是也可以根據面積比例與複數個含水量而將利用計算所求出的平均含水量分配於相符區域。
而且，控制部49A係參照列表資料記憶部56A中所記憶之修正表，取得對應於含水量之R、G、B各色的外加電壓修正值。然後，特定相符區域位置點之資訊的同時，將取得的修正值作為驅動信號而傳給背光驅動部55。
顯示於第24圖之控制例中，假想下列之情形：將表示外加電壓V1的黑色修正值分配於對應於液晶面板370上所區劃的區域A11之區塊171；同樣地，將表示外加電壓V2的黑色修正值分配於對應於區域A22之區塊171；將表示外加電壓V3的黑色修正值分配於對應於區域A23之區塊171；將表示外加電壓V4的黑色修正值分配於對應於區域A34之區塊171。
還有，針對液晶面板370上所區劃之區域數，必要時也可以增減。
若根據此變形例，控制部49A係根據各含水率感測器 181檢測出的含水量與各個位置，作成表示含水量分布狀況之圖(參照第24圖)，於每個圖上之區域，根據保持有列表資料記憶部56A之修正表185的內容，從含水量取得R、G、B各色之修正值，與將符合此等修正值的區域位置予以特定之資訊一同作為驅動信號而傳給背光驅動部55。因而，背光單元270上之多方向照射單元61係按照每個所區分的區塊171，甚至按照修正R、G、B各色獨立之數值而予以控制。進行如此方式，因為針對複數個各區域而能夠獨立實施修正控制，例如，如大型之液晶顯示裝置，在每個液晶面板370上之區域，即使含水量非均勻之情形下，也能夠區別每個含水量不同的區域而進行各自適切之補償控制，使得長時間適切之黑色顯示成為可能。
還有，隨著含水量之變化，根據相位差薄膜的延遲值Re、Rth之變化或液晶層副折射率Δn之變化，由於不僅色調變化，斜向之亮度(漏光量)也將改變，相同於上述之第1、第2實施形態之情形，也對發光亮度之指向性進行調整。具體而言，考量因畫面大小所得的視差，相對於顯示面周圍之畫面法線，使傾斜於朝畫面中心之方向的射出光量，相對於法線方向之射出光量予以減低。於此，為了調整所用之修正表係予以預先記憶於列表資料記憶部中，按照所測出的含水量之值，取得射出光量之修正值，調整各LED元件之射出光量。還有，此情形之射出光量的調整係於維持已色調修正各色之射出光量比之後的狀態下同時進行。
藉此，藉由實施適宜之解析處理而求出表示遍及液晶面板370之整個面板各區域含水量分布狀況的含水量圖193，能夠掌握面板上之含水量分布狀況。藉此，能夠根據各區塊171而適切進行補償控制。
接著，根據溫度以說明有關修正色調變化之液晶顯示裝置的第4實施形態。
第25圖係顯示進行黑色顯示之際的溫度與期望的施加電壓之關係的圖形。
針對第4實施形態之基本構造及基本控制之內容係相同於第3實施形態。但是，於第4實施形態中，進行按照液晶顯示裝置所使用之環境溫度的修正控制。
亦即，為了補償液晶面板11及光學補償薄膜之溫度相關性，使用溫度檢測手段之溫度感測器以取代第20圖所示之含水率感測器181，檢測出液晶面板370之內部或其附近之溫度，使控制部49A按照溫度感測器之檢測出的溫度而實施修正控制之實施方式來進行。
還有，於液晶顯示裝置中，因為容易受到作為照明裝置所用之背光等發熱的影響，針對配置溫度感測器之位置點，液晶面板370之內部較液晶面板370之周邊部為佳。
實際上，如第25圖所示，為了在液晶面板370顯示黑色，最佳之外加電壓(黑色顯示設定電壓)VbT係具有按照環境溫度而改變之傾向。於是，事先掌握有關液晶面板370及光學補償薄膜之溫度相關性的參數，作成每個R、G、B色獨立之常數預先保存於控制部49A之內部。然後，控 制部49A係根據溫度感測器檢測出的現在溫度T與基準溫度(例如，25℃)之差分ΔT及保持其本身之常數，進行下式之計算，修正施加於每個R、G、B色之背光驅動部55的驅動電壓。
VR =VbR +kR ΔT、VG =VbG +kG ΔT、VB =VbB +kB ΔT。
其中，VbR 、VbG 、VbB ：溫度補償前(含水量補償後)之各色外加電壓；kR 、kG 、kB ：各色之常數(相當於第25圖之特性傾向)；VR 、VG 、VB ：溫度補償後之各色外加電壓。
進行如此方式，藉由將溫度所補償之電壓VR 、VG 、VB 外加於各多方向照射單元61，不僅能夠進行按照光學補償薄膜之含水量的修正，也能夠進行按照溫度差異的修正。還有，除了將驅動電壓設定於上述外加電壓之外，例如，也能夠根據使脈衝予以點亮之情形的作用比增減而進行修正。
還有，隨著溫度變化，根據相位差薄膜之延遲值Re、Rth的變化或液晶層之副折射率Δn的變化，由於不僅色調變化，斜向之亮度(漏光量)也將改變，相同於上述第1實施形態之情形，對於發光亮度之指向性也進行調整。具體而言，考量因畫面大小所造成之視差，相對於顯示面周圍之畫面法線，使傾斜於朝畫面中心之方向的射出光量，相對於法線方向之射出光量予以減低。此情形下，為了調 整所用之修正表係予以預先記憶於列表資料記憶部中，按照所測出的溫度值，取得射出光量之修正值，調整各LED元件之射出光量。還有，此情形之射出光量的調整係於維持已色調修正各色之射出光量的狀態下同時進行。
如以上所說明之方式，根據光檢測手段檢測出背光單元之各LED元件的發光強度之光資訊；水分檢測手段檢測出之水分資訊；溫度檢測手段檢測出之溫度資訊，藉由調整發光均衡性，能夠改善液晶顯示影像中之色調的視角相關性。而且，藉由適當組合光資訊、水分資訊、溫度資訊，根據複數個因子而設定最佳之發光強度均勻性，可進行更適應環境之高品質影像顯示。
還有，於上述實施形態中，說明僅將LED元件作成第1 LED元件63、第2 LED元件65的構造，除了LED元件之外，有關本發明之背光單元，也可以作成組裝螢光燈後的混合構造。另外，除了一般LED元件之外，也能夠利用有機EL元件等之其他發光元件。再者，不限於LED元件，也可以作成利用光纖或導光性構造，來自其他之光源而使背光之各位置發光的構造，此情形下，最好於液晶顯示裝置之各顯示位置中，設置可實施上述光量調整之光量調整手段。
另外，於上述實施形態中，其係作為黑、白顯示之情形的調整例之說明，有關本發明之背光單元，相對於中間調不同的特性，調整也為可能，達成上述同樣之效果。
[實施例1]
於此，使用各種形態的背光單元，另外，針對相對於使用各種形態之光學補償薄膜所構成的液晶顯示裝置之顯示影像的評估結果加以說明。
於表2，顯示評估結果及其條件。
比較例1係使用將LED之傾斜角度設為正面方向(0∘)而配置複數的背光單元，並使用TN模式之液晶面板。液晶面板之光學補償薄膜係波長450nm之相位差相對於波長550nm之相位差的比值較1.0為大的波長分散特性(將此稱為順分散)，光學補償薄膜之光學特性(穿透率、折射率、此等之波長分散特性)係形成無顯示畫面位置相關性之整面均勻。實際上，於顯示面內之中央部與周邊部，由於溫濕度條件不同，延遲值也不同。假想此情形而將使用於色度計算的中央部與周邊部之延遲值設為「實際中央」、「實際周邊」。無檢測器之例子中，因為無法推定此實際之值，以薄膜單體的標準條件下之延遲測定值為基礎而調節LED發光強度，將此測定值記錄於「推定值」之欄內。具有檢測器之情形下，檢測並修正水分與溫度等之結果，推定的延遲值為「推定值」。相對於此推定值，調節LED發光強度後而加以決定。
此情形下，於背光單元中，於發光面上之光量的面內不均，於發光面周邊中之漏光將發生。而且，將此背光單元組合於上述液晶面板內之後，相對於畫面中央與畫面右上端，測定影像顯示時之色調變化。於此，使用u'、v'色度，以D65光源之色度為基準，將從此光源色度之v'值的 差距作為評估指標Δv'而進行評估。測定條件係於暗室內，利用色彩亮度計BM-5A(TOPCON股份公司製)，VA模式之情形，從方位角45∘、極角60∘之方向測定色度；TN模式之情形，從方位角90∘、極角60∘之方向測定色度。其結果，於畫面中央之Δ v'為-0.114，於畫面右上端為-0.134。
實施例1係除了從正面方向而使LED的傾斜角度傾斜45∘之外，相同於比較例1之方式進行測定。其結果，於畫面中央之Δv'成為-0.073，於畫面右上端則成為-0.082，相較於比較例1之情形，色度變化變小。
實施例2、3係除了分別將LED的傾斜角度設為50∘、60∘之外，相同於實施例1，評估指標Δv'皆變得較實施例1為小。
實施例4係除了將LED的傾斜角度設為50∘之LED配置成格子狀之外，相同於實施例1，若根據此實施例，背光單元之面內不均將消失。另外，顯示畫面之顏色不均也被改善。
實施例5係將發光面分割成複數個區塊，作成利用各自之區塊而進行LED亮度調整的構造。依照此構造，背光單元之周邊漏光將變小。另外，顯示畫面之中央與端部之色調差異已減低。
實施例6係於實施例5之條件下，將上述相位差之比低於1.0之波長分散特性(將此稱為逆分散)之物使用於光學補償薄膜。實施例7係進一步於畫面中央位置與周邊部，使用光學補償薄膜之光學特性具有不同的發光面位置 相關性之物。於實施例7中，顯示畫面之中央與端部之色調不同已減低。
實施例8係於實施例7之條件下，作成檢測出來自液晶面板顯示面的光之光量後而回饋至背光單元的第2實施形態構造之情形，評估指標Δv'能夠於畫面中央減低至-0.009。
實施例9係於實施例7之條件下，作成檢測出液晶面板之光學補償薄膜的水分量(含水率)後而回饋至背光單元的第3實施形態構造之情形。
另外，實施例10係於實施例7之條件下，作成檢測出液晶面板之溫度後而回饋至背光單元的第4實施形態構造之情形。實施例9、10皆能夠將評估指標Δv'予以壓低。
實施例11係同時進行依實施例8、9、10之各參數所得的控制，能夠將評估指標Δv'予以壓低。
於實施例8~10，檢測並修正水分與溫度之結果，推定的延遲值為「推定值」。
比較例2係將LED之傾斜角度設為0∘後而使用VA模式之液晶面板的構造。
實施例12係利用VA模式之液晶面板，使用將發光面分割成複數區塊，作成利用個別之區塊以進行LED亮度調整的構造。
實施例13係利用VA模式之液晶面板，使用將光學補償薄膜之波長分散特性設為逆分散，進一步具有發光面位置相關性之物。此情形之評估指標Δv'能夠大幅減低：於 畫面中央為-0.005，於畫面右上端為-0.009。
實施例14係於實施例13之條件下，進一步同時進行依光、水分、溫度之各參數所得的控制，評估指標Δv'能夠大幅減低：於畫面中央為-0.002，於畫面右上端為-0.007。
於實施例14中，檢測並修正水分與溫度之結果，推定的延遲值為「推定值」。
【產業上利用之可能性】
因為本發明之背光單元係可用於例如起因於光學補償薄膜而具有固有穿透率特性之液晶顯示面板，因為具備發光光譜設定手段，其係個別設定成為發光面法線方向之正面方向與從法線方向傾斜既定角度之斜向的發光光譜，所以能夠依照每個RGB色來個別控制指向性與發光強度，並使得正面方向與斜向上之色度(光譜)予以不同，改善顯示影像色調之視角相關性。於是，藉由將此背光單元組合於液晶面板內，即使從斜向觀察，也能夠得到不帶有色調之高品質液晶顯示影像。
11‧‧‧LED
13‧‧‧印刷配線基板
15‧‧‧光源部
17‧‧‧背光單元
19‧‧‧擴散板
21‧‧‧擴散片
23‧‧‧稜鏡片
29‧‧‧顯示面
31‧‧‧光源
33‧‧‧光源部
35‧‧‧擴散板
37‧‧‧擴散片
38‧‧‧發光面
39‧‧‧稜鏡片
41‧‧‧液晶胞基板
43‧‧‧相位差薄膜
45‧‧‧偏光板
47‧‧‧顯示面
49、49A‧‧‧控制部
51‧‧‧液晶驅動部
53‧‧‧發光亮度設定部(發光光譜設定手段)
55‧‧‧背光驅動部
56、56A‧‧‧列表資料記憶部
57‧‧‧正面方向
59‧‧‧斜向
61、61A、61B‧‧‧多方向照射單元
62‧‧‧假想線
63‧‧‧第1 LED元件
65‧‧‧第2 LED元件
67‧‧‧基層
71‧‧‧平行於正面方向之面
73‧‧‧光軸
77、79‧‧‧傾斜面
81‧‧‧頂面
83‧‧‧區塊
85‧‧‧背光區塊驅動部
100、150、170‧‧‧液晶顯示裝置
151‧‧‧光感測器
157‧‧‧漏光區域
171‧‧‧區塊
181‧‧‧含水率感測器
183‧‧‧電極
185、185a、185b‧‧‧修正表
187‧‧‧R色修正部
189‧‧‧G色修正部
191‧‧‧B色修正部
193‧‧‧含水率圖
200、250、270‧‧‧背光單元
300、350、370‧‧‧液晶面板
400‧‧‧控制手段
N‧‧‧法線方向
‧‧‧傾斜角度(極角)
‧‧‧角度
T‧‧‧溫度
第1圖係有關本發明之液晶顯示裝置的構造圖。
第2圖係顯示於第1圖之光源部概念的斜視圖。
第3圖係作為顯示於第2圖之多方向照射單元一例的斜視圖。
第4圖係將相對於依照顯示於第3圖之多方向照射單元所得的一種顏色的照射狀況來表示成(a)之說明圖；將發光亮度分布來表示成(b)之說明圖。
第5圖係將相對於使左側、中央、右側之各色予以亮燈時之極角的亮度關分別表示成(a)~(c)的圖形。
第6圖係表示3色之合成亮度分布的圖形。
第7圖係將相對於各RGB色的液晶面板顯示光之亮度分布表示成(a)的圖形；將液晶面板之光穿透特性表示成(b)的圖形；將背光亮度分布表示成(c)的圖形。
第8圖係顯示將以正面方向作為中心而非對稱地予以發光控制之例子之亮度分布的圖形。
第9圖係第1 LED元件與第2 LED元件之LED元件個別所配置之變形例的斜視圖。
第10圖係表示TN型液晶所用之斜向光軸的說明圖，
第11圖係將LED元件配置於垂直方向之變形例的斜視圖。
第12圖係顯示使稜鏡放置於斜向之LED元件光射出側之構造的斜視圖。
第13圖係表示相對於VA型液晶面板極角的光穿透特性之關係的圖形。
第14圖係表示VA液晶所用之多方向照射單元之光軸的說明圖。
第15圖係顯示光射向斜向4方向與正面方向之合計5方向射出的多方向照射單元之具體構造例的斜視圖。
第16圖係每個區塊控制發光面發光的構造圖。
第17圖係表示光學補償薄膜之分光穿透率的圖形。
第18圖係具備光感測器之液晶顯示裝置概念的斜視圖。
第19圖係顯示因檢測液晶面板漏光現象所造成之漏光後而進行顯示光之調光時情形的圖形，顯示(a)係於顯示面之左右兩端側產生的漏光區域之說明圖；(b)係將低的電壓施加於朝向多方向照射單元之顯示畫面中央側傾斜之第2 LED元件情形之說明圖；(c)左側光源之顯示畫面 中央側的亮度分布僅ΔL予以減低修正情形之說明圖。
第20圖係顯示具備含水率感測器之液晶顯示裝置之主要部分構造的方塊圖。
第21圖係顯示在第20圖所示之液晶顯示裝置所設置的含水率感測器之裝配狀態的斜視圖。
第22圖係概略顯示有關設置在第20圖所示之液晶面板的光學補償薄膜之發生於每個光波長的相位差與濕度之關係的圖形。
第23圖係顯示在第20圖所示之液晶顯示裝置所設置的修正表之構造例的示意圖。
第24圖係顯示在第20圖所示之液晶顯示裝置中之含水量對照例的示意圖。
第25圖係顯示進行黑色顯示之際的溫度與期望的施加電壓之關係的圖形。
第26圖係使用習知LED之光源部的斜視圖。
第27圖係使用習知LED之直下型背光的剖面圖。
29‧‧‧顯示面
33‧‧‧光源部
35‧‧‧擴散板
37‧‧‧擴散片
38‧‧‧發光面
39‧‧‧稜鏡片
41‧‧‧液晶胞基板
43‧‧‧相位差薄膜
45‧‧‧偏光板
49‧‧‧控制部
51‧‧‧液晶驅動部
53‧‧‧發光亮度設定部(發光光譜設定手段)
55‧‧‧背光驅動部
100‧‧‧液晶顯示裝置
200‧‧‧背光單元
300‧‧‧液晶面板
400‧‧‧控制手段

Claims (13)

  1. 一種背光單元，其係在發光面下方配置有複數個光源的直下型背光單元；其具備發光光譜設定手段，其係個別設定成為該發光面法線方向之正面方向與從該法線方向傾斜既定角度之斜向的發光光譜；其中該複數個光源係由發光色不同的複數個LED元件所構成，該每個發光色分別具備將該正面方向作為射出光光軸之第1 LED元件，與將該斜向作為射出光光軸之第2 LED元件，該發光光譜設定手段係每個發光色變更相對於該第2 LED元件的發光強度。
  2. 如申請專利範圍第1項之背光單元，其中該第1 LED元件與第2 LED元件予以一體化之多方向照射單元係在該發光面下方之複數個位置予以分散配置。
  3. 如申請專利範圍第2項之背光單元，其中各發光色之該多方向照射單元係分別予以配置成格子狀。
  4. 如申請專利範圍第1項之背光單元，其中該發光面係予以分割成複數個區塊而構成，該發光光譜設定手段係每個區塊獨立出該區塊個別所含之該第1 LED元件與該第2 LED元件後而設定發光強度。
  5. 如申請專利範圍第1項之背光單元，其中在該發光面，具有波長相關性的同時，按照發光面位置而配置具有不同穿透率之光學補償薄膜。
  6. 一種液晶顯示裝置，其係具備如申請專利範圍第1至5 項中任一項之背光單元，與面對該背光單元所配置的液晶面板。
  7. 如申請專利範圍第6項之液晶顯示裝置，其係具備光檢測手段：在該液晶面板上予以設置而檢測來自從該液晶面板所射出的該光源之光資訊，該發光光譜設定手段係基於該光檢測手段檢測出的光資訊而變更相對於該第2 LED元件之發光強度。
  8. 如申請專利範圍第6項之液晶顯示裝置，其係具備水分檢測手段：在該液晶面板上予以設置而檢測該液晶面板之水分資訊，該發光光譜設定手段係基於該水分檢測手段檢測出的水分資訊而變更相對於該第2 LED元件之發光強度。
  9. 如申請專利範圍第6項之液晶顯示裝置，其係具備溫度檢測手段：在該液晶面板上予以設置而檢測該液晶面板之溫度資訊，該發光光譜設定手段係基於該溫度檢測手段檢測出的溫度資訊而變更相對於該第2 LED元件之發光強度。
  10. 如申請專利範圍第6項之液晶顯示裝置，其係在該液晶面板上設置有穿透率具有波長相關性之光學補償薄膜。
  11. 如申請專利範圍第10項之液晶顯示裝置，其中該光學補償薄膜係按照顯示面位置而具有不同穿透率之光學補償薄膜。
  12. 如申請專利範圍第6項之液晶顯示裝置，其中該第2 LED元件係在平行於該正面方向之面內，於以該正面方向作 為中心之傾斜角度成為相互約略相等方向的2方向上設定射出光光軸，該液晶面板為TN(扭曲向列)型液晶面板。
  13. 如申請專利範圍第6項之液晶顯示裝置，其中該第2 LED元件係藉由在平行於該正面方向之第1面內，使在以該正面方向作為中心之傾斜角度相互約略相等方向上所分別設定的2方向，將其再依照以該第1面作為中心來與該第1面垂直的方向予以傾斜相互約略相等之角度，而得的合計4方向設為射出光光軸之方向，該液晶面板為VA(垂直配向)型液晶面板。
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