專利名稱：液晶顯示元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示元件，特別是涉及用于液晶電視接收機(jī)或便攜式辦公自動(dòng)化裝置等的液晶顯示元件。
背景技術(shù)：
(一般的背景技術(shù))一般來(lái)說(shuō)，多數(shù)液晶顯示元件是使用TN型(扭曲向列型)液晶的顯示元件。近年來(lái)，使用OCB型(光學(xué)補(bǔ)償彎曲模式)液晶的顯示元件(也包括所謂π液晶盒者)也有種種報(bào)道，這些在高速響應(yīng)或?qū)捯曇敖欠矫嬗袃?yōu)點(diǎn)。
再者，關(guān)于OCB型液晶或使用它們的顯示元件或顯示裝置，由于是在例如“社團(tuán)法人電氣通信學(xué)會(huì)信學(xué)技報(bào)ED198-144199頁(yè)”，以及日本專利特開平7-84254號(hào)、特開平9-96790號(hào)等中所述的公知技術(shù)，所以省略其詳細(xì)說(shuō)明。
一般的OCB型液晶顯示元件為

圖1所示的結(jié)構(gòu)。也就是說(shuō)，與使用其他多種類型的液晶的元件同樣，在液晶板113的背面上配置作為白色光源的背光源單元103。背光源單元由導(dǎo)光片101和側(cè)光源102等組成。而且，在上下兩片基片(111、107)間保持(如果基片為兩片則夾持)規(guī)定厚度的液晶(材料)114。而且，在一個(gè)基片111上對(duì)應(yīng)像素形成各色(紅R、綠G、藍(lán)B)用的彩色濾光膜112。此外，另一個(gè)基片是形成TFT108之類有源元件的有源矩陣基片。進(jìn)而，在各色的彩色濾光膜間，形成所謂黑矩陣201、202。而且此黑矩陣的材料，在基片側(cè)202是氧化鉻，在液晶側(cè)201是金屬鉻。進(jìn)而，在上下液晶板上形成ITO制的透明電極109，作為外加電壓的機(jī)構(gòu)。
但是，因?yàn)檫@些都是公知技術(shù)，故省略除上述之外的詳細(xì)說(shuō)明，以下就與本發(fā)明有關(guān)的部分進(jìn)行說(shuō)明。
可是，OCB型液晶元件通過外加電壓使液晶層的復(fù)折射量變化，改變遲延(光學(xué)相位差)而進(jìn)行顯示。因此，雖然在上述TN型液晶元件中，決定液晶的取向方向的磨擦處理的方向?yàn)樵谏舷禄辔徊?0°的扭曲狀態(tài)，但是在OCB型液晶顯示元件中則為在上下基片處指向相同方向的平行磨擦處理。
進(jìn)而，在上下基片的外側(cè)配置著光學(xué)補(bǔ)償膜106、105。此薄膜采例如使盤形分子液晶混合取向的光學(xué)補(bǔ)償膜106，和沿兩個(gè)軸向延伸的光學(xué)補(bǔ)償膜105等。進(jìn)而，在最外側(cè)配置偏振片104。而且，該偏振片的偏振軸往往相對(duì)于使液晶排列的磨擦處理方向錯(cuò)開45°配置。此時(shí)例如把上側(cè)的偏振片錯(cuò)開+45°而把下側(cè)的偏振片錯(cuò)開-45°。此時(shí)上下偏振片的夾角為90°。
以上主要是用于液晶電視顯示裝置或字處理器等的所謂透射型的場(chǎng)合。在便攜式機(jī)器上大量采用的反射型中，替代背光源單元而設(shè)置反射片，進(jìn)而在下部的相位差濾光膜等上也有所不同。但是，因?yàn)殛P(guān)于這些不同也是所謂公知技術(shù)，故省略其說(shuō)明。
(從本發(fā)明要解決的問題來(lái)看的背景技術(shù))可是，在上述結(jié)構(gòu)的OCB型液晶顯示元件中，首先，因?yàn)榻陙?lái)對(duì)顯示特性的要求的提高，很難說(shuō)對(duì)比度(明顯示時(shí)的亮度/暗顯示時(shí)的亮度)已足夠了。
第2，在黑顯示的場(chǎng)合，因?yàn)槠衿慕徊娼请S視角而不同，故產(chǎn)生偏藍(lán)色差，由于對(duì)近年來(lái)顯示特性不隨著用戶的視角而惡化等要求的提高，這一點(diǎn)也不容忽視。
第3，同樣對(duì)顯示面的亮度等，也希望更好些。
因此，希望實(shí)現(xiàn)對(duì)比度更大，沒有隨著視角而不同的色差，其他各種顯示特性也良好的技術(shù)。
發(fā)明的概述本發(fā)明是為了解決以上問題而得到的研究結(jié)果。在把不僅是OCB型的控制復(fù)折射量而進(jìn)行圖形或運(yùn)算結(jié)果等的顯示模式的液晶，夾持在原則上兩片基片間的液晶顯示元件(包括液晶開關(guān)或液晶邏輯元件)中，一一找出并排除很可能成為解決上述問題的障礙的事項(xiàng)，結(jié)果解決了上述問題。具體地說(shuō)，做法如下。
在一個(gè)發(fā)明群中，意在實(shí)現(xiàn)構(gòu)成液晶顯示元件的各部分中的反射光的減少。也就是說(shuō)，在把控制復(fù)折射量而進(jìn)行顯示模式的液晶(層)夾持在原則上兩片基片間的，在特別的場(chǎng)合在一個(gè)基片上設(shè)置液晶(層)和上部邊界樹脂膜等的液晶顯示元件中，在其基片的至少一個(gè)上形成所謂黑矩陣或作為顯示部周邊的遮光部(不讓光通過的部分)的遮光層，把該遮光層的至少一部分(雖然也有由于制造上的方便而留出一部分的場(chǎng)合，但是最好是全部)取為不僅是只有遮光性的物質(zhì)，而且至少把液晶層側(cè)取為光吸收體。
由此，從用戶看來(lái)來(lái)自基片背面?zhèn)鹊谋彻庠吹扔稍O(shè)在上部基片上的遮光層的液晶面?zhèn)缺砻嫦蛳虏炕瑐?cè)反射，由下部基片側(cè)再次向上部基片側(cè)反射而向顯示面?zhèn)壬涑?，進(jìn)而在暗顯示時(shí)反射光進(jìn)入用戶的眼睛，故防止對(duì)對(duì)比度的不良影響。
此外，液晶顯示元件的基片的至少一個(gè)，特別是成為遠(yuǎn)離用戶側(cè)的下方，是由多晶硅等白色或反射性高的材料形成的有源元件或反射性良好的金屬制配線所形成的有源矩陣基片。因此，在該至少一個(gè)的有源矩陣基片(如果兩方都是有源矩陣基片則原則上兩方的基片)上的配線或有源元件的上面等的至少一部分(雖然也有由于制造上的方便而留出一部分的場(chǎng)合，但是最好是全部)的液晶側(cè)形成光吸收體層或者光吸收體制薄膜的帶等。
而且，由此把來(lái)自對(duì)置側(cè)基片側(cè)的光，特別是反射光向反射側(cè)基片反射等而最終進(jìn)入用戶的眼睛，防止使對(duì)比度降低。
此外，在一個(gè)發(fā)明群中，在同樣的液晶顯示元件中，意在實(shí)現(xiàn)基片、透明電極、相位差膜等的(特別是在光通過的范圍內(nèi)的)邊界面上產(chǎn)生的界面反射的降低，由此來(lái)防止特別是暗顯示時(shí)反射光到達(dá)用戶的眼睛，使對(duì)比度降低，暗顯示中的色差的發(fā)生，或者著眼于降低的情況，實(shí)現(xiàn)這些光的減少。也就是說(shuō)，雖然在基片的至少一個(gè)上形成透明電極，但是在該透明電極的表面上形成基片與透明電極的中間折射率的膜，形成反射防止膜等而進(jìn)行防止反射處理。
此外，雖然在至少一個(gè)(原則上兩個(gè))基片上設(shè)置至少一片(原則上兩片)相位差膜，但是該相位差膜的界面反射率成為1％以下。進(jìn)而，在相位差膜的性質(zhì)上也下功夫。
此外，在一個(gè)發(fā)明群中，在同樣的液晶顯示元件中，雖然有源元件或配線所形成的有源矩陣基片上形成光吸收體和彩色濾光膜，但是把該彩色濾光膜材料層(膜)也擴(kuò)展設(shè)置到在像素外形成的有源元件或配線上，由此來(lái)吸收彩色濾光膜的補(bǔ)色光，并不特意形成由樹脂矩陣組成的光吸收層就使反射光減少。
此外，同樣在上下基片與空氣層界面上形成反射防止膜。
此外，在一個(gè)發(fā)明群中，在同樣的液晶顯示元件中，設(shè)置把背光源光聚光于正面附近，或者正對(duì)用戶的方向，這樣聚光并反射的聚光機(jī)構(gòu)或聚光(反射)機(jī)構(gòu)。由此，極力減少向著基片的黑矩陣背側(cè)，有源矩陣基片的有源元件或配線的液晶側(cè)等的不透光部分的本來(lái)不對(duì)著用戶的眼睛的光，這些光在黑矩陣背側(cè)等處反射而最終進(jìn)入用戶的眼睛，防止帶來(lái)對(duì)比度的降低并實(shí)現(xiàn)光的利用率的提高。
此外，在一個(gè)發(fā)明群中，使液晶在黑顯示時(shí)遲延為零。
此外，在一個(gè)發(fā)明群中，液晶取為OCB模式。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明圖1是現(xiàn)有的OCB型液晶顯示元件的剖視結(jié)構(gòu)圖。
圖2是表示本發(fā)明的第1實(shí)施例的液晶顯示元件的剖視結(jié)構(gòu)的圖。
圖3是用來(lái)說(shuō)明現(xiàn)有的OCB型液晶顯示元件中對(duì)比度低的原因的示意圖。
圖4是表示本發(fā)明的第2實(shí)施例的液晶顯示元件的剖視結(jié)構(gòu)的圖。
圖5是表示本發(fā)明的第3實(shí)施例的液晶顯示元件的剖視結(jié)構(gòu)的圖。
圖6是表示本發(fā)明的第4實(shí)施例的液晶顯示元件的剖視結(jié)構(gòu)的圖。
圖7是表示本發(fā)明的第5實(shí)施例的液晶顯示元件的剖視結(jié)構(gòu)的圖。
圖8是表示本發(fā)明的第6和第8實(shí)施例的液晶顯示元件的剖視結(jié)構(gòu)的圖。
圖9是表示本發(fā)明的第7實(shí)施例中的兩片相位差膜間的粘接層兼界面反射防止膜的圖。
圖10是表示本發(fā)明的第9實(shí)施例的液晶顯示元件的剖視結(jié)構(gòu)的圖。
圖11是表示本發(fā)明的第10實(shí)施例的液晶顯示元件的剖視結(jié)構(gòu)的圖。
圖12是表示本發(fā)明的第11實(shí)施例的液晶顯示元件的剖視結(jié)構(gòu)的圖。
(標(biāo)號(hào)的說(shuō)明)101導(dǎo)光片102側(cè)光源103背光源104偏振片105兩軸延伸型光學(xué)補(bǔ)償膜106混合盤形分子光學(xué)補(bǔ)償膜107下部基片108 TFT，配線109透明電極
1091 反射電極110樹脂黑矩陣111上部基片1111 上部透明樹脂膜兼基片112彩色濾光膜1121彩色濾光膜的擴(kuò)展部113液晶板(透射型)1131 液晶板(反射型)114液晶1141 液晶與樹脂膜的原料200樹脂黑矩陣201鉻202氧化鉻210棱晶片211聚光反射機(jī)構(gòu)220反射防止層2201 反射防止膜221反射防止膜(空氣，偏振片)230粘接劑層(膜)301光吸收材料層、帶42 光邏輯元件發(fā)明的實(shí)施例下面基于其實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明。
(第1實(shí)施例)本實(shí)施例涉及防止黑矩陣外表面的反射。
圖2是本實(shí)施例的液晶顯示元件的剖視圖。如圖中所示，該液晶顯示元件有在基片間夾持液晶的液晶板，該液晶板在其外側(cè)有相位差膜，進(jìn)而在一個(gè)基片上形成彩色濾光膜，在另一個(gè)基片上形成TFT元件等，進(jìn)而在液晶板的背面設(shè)置背光源單元這樣的基本結(jié)構(gòu)，與圖1中所示的現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)是相同的。但是，在圖上的上部(觀察側(cè))基片的彩色濾光膜基片上，作為遮光層形成的黑矩陣200所用樹脂BM(樹脂制的黑矩陣)不同，樹脂BM為含有黑色顏料的丙烯酸類樹脂。
其次，本申請(qǐng)的發(fā)明人的研究表明，雖然在液晶顯示裝置中為了各像素間的色彩的鮮明化，并對(duì)TFT的硅膜的遮光等而在像素間設(shè)置格子狀(所謂馬賽克的場(chǎng)合)的黑矩陣，但是背光源的光在該黑矩陣(遮光層)的背面處反射，成為使對(duì)比度大為降低的原因。
下面參照?qǐng)D3來(lái)示意地說(shuō)明這一點(diǎn)。出于上述理由，一般黑矩陣601由氧化鉻和鉻的層疊結(jié)構(gòu)制成。而且在上部基片內(nèi)表面(液晶側(cè))上蒸鍍?cè)谏术r明化方面優(yōu)良的黑色氧化鉻202，在其下側(cè)層疊有良好金屬光澤的鉻201。因此，黑矩陣的與液晶側(cè)接觸的表面具有金屬光澤，總是把從內(nèi)部向上行進(jìn)的光向內(nèi)部反射。
另外，在本來(lái)的設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)成從背光源入射到液晶板的光通過下側(cè)偏振片104，下側(cè)的相位差膜105、106之后，僅通過液晶層一次，進(jìn)而通過上側(cè)的相位差膜106、105，上側(cè)偏振片104向外射出。該圖3的(1)示意地示出這種情況?？墒?，在OCB型液晶元件之類用復(fù)折射的模式中，是在光通過時(shí)，控制受光遲延的總量的方式。
本實(shí)施例中在進(jìn)行黑顯示的場(chǎng)合，由配置在基片的上下外側(cè)的相位差膜的遲延來(lái)抵銷在外加黑顯示的電壓的狀態(tài)下的液晶層的遲延。這里，上下偏振片取為相互正交的正交尼科爾狀態(tài)。
然而，如果如圖1或圖3中所示，黑矩陣的背面201具有金屬光澤，則光在那里被反射。此外在圖中的下側(cè)基片上也存在著TFT或配線等白色或有金屬光澤的部位，進(jìn)而在ITO透明電極表面處雖然不多但也存在反射。
因此，在上部基片的黑矩陣的背面處向下反射，進(jìn)而在下部基片的TFT或配線等處所反射的光再次向上行進(jìn)，其以不減少的比率(量)原封不動(dòng)地向正面射出，進(jìn)入觀察者或者用戶的眼睛。示出這種情況的是圖3的(2)。也就是說(shuō)，該光因?yàn)槿瓮ㄟ^液晶層114，故受到通常三倍的遲延。結(jié)果，靠上下相位差膜無(wú)法完全補(bǔ)償遲延，光就向上泄漏。
可是，在液晶顯示裝置的場(chǎng)合，黑矩陣、有源元件或配線的投影面積占顯示面的比率相當(dāng)大，而且它們的反射率也同樣大。這是顯示面的對(duì)比度降低的一個(gè)原因。具體地說(shuō)，在本實(shí)施例中，上下相位差膜的遲延為30nm，液晶層的遲延為60nm。其次，雖然通常薄膜和液晶的遲延抵銷，但是如果光通過液晶層三次則液晶層的遲延成為180nm(=60nm×3)，通過薄膜之后還剩下120nm的遲延。這作為λ/4片起作用，該分量的透射率對(duì)于最大的白度達(dá)到50％的亮度。
可是，該反射光使對(duì)比度降低這樣的現(xiàn)象或問題，在黑狀態(tài)下液晶層具有復(fù)折射而且液晶層的遲延不為零的模式中顯著地表現(xiàn)出來(lái)。如果遲延值為零則即使多次通過液晶層也不發(fā)生問題。對(duì)OCB型液晶元件來(lái)說(shuō)黑電壓下的液晶層的遲延存在，調(diào)整薄膜的遲延以便補(bǔ)償之。在這種元件中，最好是考慮界面反射。此外，在這種構(gòu)成的場(chǎng)合，在板的上下粘貼相位差膜，該相位差膜的特征在于正面方向的遲延不為零。例如，在垂直取向型液晶顯示元件中，在垂直取向狀態(tài)下進(jìn)行黑顯示。此時(shí)幾乎沒有液晶層的復(fù)折射，在板的外側(cè)也不粘貼具有遲延的相位差膜。因此，對(duì)垂直取向型液晶來(lái)說(shuō)，事實(shí)上不發(fā)生上述說(shuō)明的反射光引起的對(duì)比度降低這樣的問題。
此外，對(duì)現(xiàn)有作為主流的TN(扭曲向列)型液晶元件來(lái)說(shuō)，不調(diào)整復(fù)折射而利用旋光性，光波面沿著液晶分子的扭曲方向傳播。因此，仍然是事實(shí)上不發(fā)生上述說(shuō)明的反射光引起的對(duì)比度降低。
其次，雖然如上所述本實(shí)施例的液晶顯示元件，如圖2所示用分散了黑色顏料的樹脂(以下把該形成黑色矩陣的材料稱為樹脂BM)來(lái)形成黑色矩陣，但是該樹脂BM與現(xiàn)有的黑矩陣不同，不僅上表面而且其背面也是黑色的。因此，幾乎沒有從內(nèi)部向上的光的反射。結(jié)果，在黑顯示的場(chǎng)合，幾乎沒有背光燈的光在黑矩陣背面處反射，再次在下部基片上表面處反射而指向用戶方向的情況，對(duì)比度大為提高。
本實(shí)施例的液晶顯示元件由此可得到對(duì)比度200。
雖然為了慎重起見述及，但是在彩色顯示時(shí)，當(dāng)然各色彩的鮮明度等不能惡化。此外，與現(xiàn)有技術(shù)不同，因?yàn)楹诰仃嚨男纬梢矝]有必要分成兩次，故不會(huì)引起成本提高，也不會(huì)產(chǎn)生上下層的錯(cuò)位，從這些方面來(lái)說(shuō)也是最好的。
其次，從以上的說(shuō)明可以看出，在本實(shí)施例中關(guān)鍵在于使黑矩陣的背面的反射減少，因此對(duì)于黑矩陣來(lái)說(shuō)并不特別限定于樹脂BM。也就是說(shuō)，換成一般的氧化鉻-鉻層疊結(jié)構(gòu)雖然工藝上麻煩一些，但是也可以取為氧化鉻-鉻-氧化鉻的三層層疊結(jié)構(gòu)。此外，雖然有必要厚一些地形成，但是也可以是氧化鉻單層結(jié)構(gòu)。
此外，樹脂BM的顏料也可以不是黑色物質(zhì)，而是混入各色物質(zhì)，只要從結(jié)果上說(shuō)能吸收光就可以。
此外，樹脂如果不對(duì)液晶產(chǎn)生不良影響，容易形成的話，也可以用其他材料。
此外，在以上的說(shuō)明中，雖然就顯示區(qū)域的黑矩陣進(jìn)行了說(shuō)明，但是對(duì)液晶的對(duì)比度產(chǎn)生不良影響的反射光不限于由黑矩陣組成的。也就是說(shuō)，一般在液晶顯示元件的顯示區(qū)域的周邊，往往形成遮光層的寬2～5mm左右的黑框?？墒牵?yàn)橹圃旃に嚨姆奖愕仍摵诳颥F(xiàn)在用與黑矩陣相同的材料來(lái)形成，故該黑框的背面也有金屬光澤。因此，在該黑框的周邊也發(fā)生漏光。因而，該黑框的背面也用吸收光的材料，由此可以減少顯示周邊處的漏光。
此外，使用的液晶也不特別限定于OCB型的模式的液晶。也就是說(shuō)，只要是利用復(fù)折射性來(lái)顯示的模式的液晶，或者使用這種液晶的顯示元件，用什么都可以。例如，也可以是沿平行方向磨擦處理的ASV(アドバンストス-パ-ブイ)模式。
此外，雖然在本實(shí)施例中用透射型顯示元件來(lái)說(shuō)明，但是也可以是反射型。此時(shí)成問題的反射光通過液晶層四次。
因?yàn)楸景l(fā)明問題在于微妙的反射光的影響，故對(duì)比度越高越成問題。在對(duì)比度為100以上的顯示元件中是有效的，在對(duì)比度200以上時(shí)有明顯的效果。再者，雖然在STN型顯示元件中也可以看到效果，但是因?yàn)镾TN型液晶顯示元件基本上對(duì)比度低，故其效果并不大。
(第2實(shí)施例)本實(shí)施例涉及陣列基片側(cè)的防止反射措施。
在前面的實(shí)施例中，作為防止來(lái)自上部基片的反射的措施，把黑矩陣的背面取為光吸收性材料?？墒?，在上部基片上形成ITO透明電極，此外在液晶-ITO界面、ITO-基片界面這兩方也是，雖然在后面的實(shí)施例中詳細(xì)說(shuō)明，但是因?yàn)椴牧系恼凵渎什煌l(fā)生微少的反射。因此，即使在例如上部基片的黑矩陣部等處用樹脂BM，也不能完全消除上部基片處的向下部基片側(cè)的光的反射。而且，如果來(lái)自該液晶-ITO界面等的反射光在下部基片處再次向上反射，則雖然該反射光有同樣程度的不同，但是仍是上述的理由引起的對(duì)比度降低的原因。
可是，不限于本實(shí)施例，在液晶顯示元件中一般來(lái)說(shuō)下部基片都是有源矩陣基片，因此在基片上多個(gè)TFT晶體管或金屬配線等占據(jù)顯示部的比率相當(dāng)大的面積，它們因上述理由把該反射光再次反射。(再者，如果記下來(lái)以備參考，則在面積上配線大于有源元件。)此外，不限于此，從上部基片側(cè)侵入的光也向上部基片側(cè)反射。
因此在本實(shí)施例中，如圖4中所示，在下部基片107的TFT或配線108的上部形成分散了光吸收性顏料的樹脂層、本發(fā)明中所說(shuō)的樹脂BM 301。由此，減少下部基片處的向上的光的反射，提高對(duì)比度，可以得到對(duì)比度250。
再者，在本實(shí)施例中同樣地，該光吸收物質(zhì)當(dāng)然也可以是樹脂BM以外的物質(zhì)。
(第3實(shí)施例)
在本實(shí)施例中，在上部的基片上僅形成ITO制透明電極，在下部的基片上形成由TFT或電極或配線組成的陣列和彩色濾光膜。圖5中示意地示出本實(shí)施例的液晶顯示裝置的主要部分。如該圖的中央部中所示，在下部的基片107上比像素的尺寸稍大地形成作為樹脂BM的綠(G)的彩色濾光膜112。因此，該彩色濾光膜有著還在下部的基片的陣列或金屬配線108上的擴(kuò)展部1121。
在本實(shí)施例中，首先，因?yàn)樵谏喜炕?11上僅形成透明電極109，故實(shí)現(xiàn)反射的構(gòu)件減少，可以比前面的第2實(shí)施例進(jìn)一步提高對(duì)比度，可以得到對(duì)比度300。
其次，雖然在下部基片處，正因?yàn)椴牧鲜墙饘偎蕴貏e是配線的反射成問題，但是在本實(shí)施例中雖說(shuō)并不是吸收所有的反射光，但僅靠在金屬配線上形成綠色的彩色濾光膜，就可以看到實(shí)用上足夠的效果。也就是說(shuō)，依賴于彩色濾光膜吸收影響人的眼睛的靈敏度補(bǔ)色的反射光。
此外，在本實(shí)施例中因?yàn)闆]有必要另外形成樹脂BM，故存在可降低成本的優(yōu)點(diǎn)。
當(dāng)然，如圖4中所示，也可以在有源元件或配線的上部形成完全吸收光的樹脂BM。此外，根據(jù)像素的配置等的方便，也可以使其他色彩的彩色濾光膜擔(dān)當(dāng)一部分樹脂BM的任務(wù)。
再者，如果形成完全吸收光的樹脂BM，則雖然制造過程增加，但是實(shí)現(xiàn)了完全的反射光的吸收。
(第4實(shí)施例)本實(shí)施例著眼于反射光的入射角，因此使用聚光機(jī)構(gòu)。
其次，在上述的三個(gè)實(shí)施例中，是使黑矩陣的背面和陣列配線引起的反射光減少?？墒?，在通常的液晶顯示裝置中，對(duì)置基片的黑矩陣和陣列基片的陣列配線，設(shè)計(jì)成在用戶實(shí)際使用成品的液晶顯示裝置時(shí)，在從作為觀看顯示面的方向(垂直于基片面的方向)來(lái)觀看的情況下剛好重合。因而，從垂直于黑矩陣背面與陣列配線的方向入射的光幾乎互相反射而最終衰減，故對(duì)對(duì)比度的降低的影響不那么大。
也就是說(shuō)，通過在內(nèi)部反射，對(duì)對(duì)比度有不良影響的光是從對(duì)基片面傾斜的方向入射的光。因此，如圖6中所示，在液晶板113與導(dǎo)光片101之間配置棱晶片210之類的聚光機(jī)構(gòu)，由此盡量使背光源光指向垂直于基片面的方向，也就是正面方向，減少傾斜方向的光本身，就可以減少其反射引起的對(duì)比度降低。在該圖的(1)中，210是棱晶片，(2)是表示其功能的發(fā)揮的圖。
(第5實(shí)施例)在本實(shí)施例中，與前面的實(shí)施例相似，作為減少?gòu)膬A斜于基片面的方向入射的光的機(jī)構(gòu)，如圖7中所示在導(dǎo)光片101的背面(對(duì)著正面)側(cè)，設(shè)置朝正面方向反射背光源光的聚光反射機(jī)構(gòu)211。
由此，也可以得到與前面的實(shí)施例相同的效果。
(第6實(shí)施例)本實(shí)施例意在防止折射率不同的層間的反射。
在前面的第1至第3實(shí)施例中，用樹脂BM覆蓋對(duì)著液晶層的一側(cè)的金屬光澤部，防止來(lái)自金屬表面的反射光引起的對(duì)比度降低。但是，因?yàn)榻陙?lái)的更高的對(duì)比度要求，僅靠該措施未必能說(shuō)完全滿足用戶的高需求。因此，在本實(shí)施例中，意在防止特別是在光通過的區(qū)域中的折射率不同的面間的反射。
其次，用于透明電極的ITO的折射率為1.9～2.0左右，與其接觸的基片和液晶層的折射率約為1.5左右。可是，一般來(lái)說(shuō)振幅反射率由={(n1-n2)/(n1+n2)}2來(lái)表示(例如，裳華房刊物《光學(xué)》石黑浩三著)，n1和n2的值為1.5～1左右而且如果n1與n2之差加大則反射率加大。因此，ITO與液晶的界面，ITO與基片的界面處分別發(fā)生大約2％的反射。而且，這些也與上述實(shí)施例同樣，反射光通過液晶層三次而使對(duì)比度降低。而且在該場(chǎng)合，因?yàn)镮TO與液晶層、基片的接觸部，也就是像素部占顯示面的面積極大，故對(duì)該對(duì)比度降低的影響是重要的。
圖8中示意地示出本實(shí)施例的液晶顯示裝置的主要部分。在該液晶顯示元件中，關(guān)于上下基片107、111雙方的ITO層109，在ITO-液晶界面和ITO-基片界面處涂布折射率在它們之間的1.7的丙烯酸類樹脂層，并使之固化而作為減少在陣列基片上的凸凹的平整化膜，同時(shí)作為反射防止層220插入。由此，降低ITO界面的反射率，進(jìn)一步提高對(duì)比度，達(dá)到對(duì)比度400。
下面對(duì)此進(jìn)行說(shuō)明。例如以入射光為100％的場(chǎng)合，把反射光最終向液晶板外射出時(shí)的強(qiáng)度取為0.03％以下特別有效?？墒?，例如在把兩面的BM或陣列配線的反射完全取為零，減少到能夠忽略薄膜反射的場(chǎng)合，僅ITO反射明顯，ITO的上下界面處在各自的基片上發(fā)生各2％的反射，反射率成為4％×4％=0.16％。這里，因?yàn)榉瓷涞墓獾倪t延僅過剩120nm，故黑狀態(tài)的透射率為10％。此時(shí)總和的反射光的強(qiáng)度，在以入射光為100％時(shí)成為0.016％。實(shí)際上，在其中加進(jìn)TFT配線的反射或BM背面的反射。因此，對(duì)現(xiàn)有的OCB板來(lái)說(shuō)也達(dá)到0.05％。
但是，把本實(shí)施例與其他各實(shí)施例組合起來(lái)達(dá)到0.03％以下，由此可以實(shí)現(xiàn)與TN相同程度的對(duì)比度。此外，通過嚴(yán)格選擇各種材料等而達(dá)到0.02％以下也是可能的，由此可以實(shí)現(xiàn)比這更高的對(duì)比度。
再者，雖然在本實(shí)施例中ITO透明電極的上下都進(jìn)行防止反射處理，但是當(dāng)然可以僅在上側(cè)或者僅在下側(cè)產(chǎn)生與之相對(duì)應(yīng)的效果。
此外，也可以替代丙烯酸類樹脂，采用同樣折射率為1.7左右的有機(jī)導(dǎo)電膜。由此，還可以同時(shí)進(jìn)一步降低ITO膜的電阻。
(第7實(shí)施例)本實(shí)施例涉及相位差膜內(nèi)的界面反射對(duì)策。
雖然相位差膜在本實(shí)施例的液晶顯示裝置中制成兩層結(jié)構(gòu)，但是在該界面處也發(fā)生光的反射。此外特別是因?yàn)樵谡凵渎?.5的基膜上形成使盤形分子液晶混合取向的薄膜，故上面與下面的折射率因液晶分子的排列的不同而有所不同。
根據(jù)本申請(qǐng)發(fā)明人的研究，盤形分子液晶水平取向面的折射率為1.7～2.0左右，該面與基膜或玻璃面的界面反射光的比率很高。因此，通過在這些界面間用折射率1.6的粘接層設(shè)置折射率1.6的粘接劑層把兩個(gè)薄膜粘接起來(lái)等，可以減少界面的反射。該情況示于圖9。
在該圖中，104是偏振片。1061是使折射率1.7的盤形分子液晶水平取向的薄膜。230是折射率1.6的粘接層。1062是折射率1.5的基膜。1063是使折射率1.6的盤形分子液晶混合取向的薄膜。111是上部基片玻璃。
此時(shí)，界面的反射率可以降低到0.2％。在OCB模式的液晶顯示裝置中，雖然為了使對(duì)比度提高有必要把反射率取為1％以下，但是對(duì)此可以說(shuō)反射率足夠了。
(第8實(shí)施例)本實(shí)施例在液晶顯示元件的最外部的偏振片與空氣的界面處進(jìn)行防止反射處理。根據(jù)上述理由，因?yàn)榭諝馀c偏振片的折射率不同，若原封不動(dòng)的話，也就是說(shuō)在未進(jìn)行防止反射處理的場(chǎng)合，光在偏振片的外側(cè)處被反射?？墒谴藭r(shí)，如果是垂直方向的光則問題不大。但是，傾斜方向的光因?yàn)槠衿慕徊娼桥c正面者不同故不能完全消失。由此發(fā)生遲延不同的內(nèi)部反射光。因?yàn)樵搩?nèi)部反射光具有偏藍(lán)的色差，故在黑顯示時(shí)如果從傾斜方向觀看則看到偏藍(lán)的色調(diào)。
因此，在本實(shí)施例的液晶顯示裝置中，在偏振片表面進(jìn)行防止反射處理，由此使對(duì)傾斜光的內(nèi)部反射光減少。圖7的221所示者是該反射防止膜。結(jié)果，在黑顯示時(shí)也沒有從傾斜方向觀看時(shí)的色差。
(第9實(shí)施例)本實(shí)施例涉及反射型液晶顯示元件。圖10中示出本實(shí)施例的液晶顯示元件的剖視結(jié)構(gòu)。在該圖中，1091是反射型的下部電極膜。但是，液晶取為一側(cè)水平取向，另一側(cè)垂直取向的混合取向。一般來(lái)說(shuō)，是稱為ROCB的結(jié)構(gòu)。
再者，在本實(shí)施例中，把上部基片下側(cè)的黑矩陣取為完全由光吸收性材料組成的樹脂BM200。
再者，當(dāng)然也可以把上部作為陣列基片。
進(jìn)而，也可以沒有彩色濾光膜。
(第10實(shí)施例)本實(shí)施例涉及無(wú)論基片如何定義，基片都是一片的場(chǎng)合。
近年來(lái)，作為制造的合理化的一環(huán)和減輕制品重量的一種手段，在預(yù)先形成了TFT或配線的基片上形成液晶形成材料與透明樹脂膜形成材料的混合液層，通過紫外線的照射等形成，下部為液晶層上部兼起上部基片作用的透明樹脂膜。這些示于圖11的(1)～(3)。在(1)中，107是下部基片，109是在其上面的下部像素用透明電極，108同樣是有源元件或配線等的陣列。進(jìn)而其上部的301是幾乎格子狀的光吸收性物質(zhì)制膜。1071是側(cè)壁部。1141是液晶原料與透明樹脂膜原料的混合物。
而且，如(2)中所示通過照射紫外線使原料混合物分離，如(3)中所示在下部基片側(cè)形成液晶層114，在其上部形成透明樹脂膜1111。
(4)是完成的狀態(tài)，1091是有機(jī)導(dǎo)電性樹脂制的上部透明電極。2201是空氣與有機(jī)導(dǎo)電性樹脂膜中間的具有折射率(約1.3)的由透明樹脂組成的反射防止膜兼絕緣膜。
再者，在本實(shí)施例中，分離的透明樹脂膜具有導(dǎo)電性，在其上面形成反射防止膜兼絕緣膜等當(dāng)然也是可以的。
(第11實(shí)施例)本發(fā)明是液晶邏輯元件的場(chǎng)合。
近年來(lái)，如圖12中所示，開發(fā)了針對(duì)入射光40把其運(yùn)算結(jié)果作為透射光41輸出的光邏輯元件42。在把它們用于光計(jì)算機(jī)時(shí)要求高對(duì)比度。在該場(chǎng)合也是，把上述實(shí)施例中說(shuō)明的技術(shù)組合起來(lái)，減少采用響應(yīng)性高的OCB液晶的元件中的內(nèi)部反射，由此得到高對(duì)比度。
雖然以上基于其幾個(gè)實(shí)施例說(shuō)明了本發(fā)明，但是本發(fā)明在于通過減少各種界面反射等，提供非常優(yōu)良的對(duì)比度等的OCB型等液晶顯示裝置。因此，也可以把以上幾個(gè)實(shí)施例組合起來(lái)使反射光減少。
除了上述之外，例如可以如以下這樣做。
1)代替ITO薄膜、或者與之一起使用有機(jī)導(dǎo)電膜。
2)在第3實(shí)施例中，通過層疊三色的彩色濾光膜的周邊擴(kuò)展部，不僅兼作有效的黑矩陣，而且作為遮擋傾斜方向的光線的壁。
3)各色的像素的排列為三角形或條形。
工業(yè)上的應(yīng)用性在以上的說(shuō)明中可以看出，如果用本發(fā)明，則特別是在使用OCB模式的液晶的場(chǎng)合，提供具有高對(duì)比度等優(yōu)良的顯示特性的液晶顯示元件成為可能。
權(quán)利要求
1．一種液晶顯示元件，是把控制復(fù)折射量而進(jìn)行顯示的模式的液晶夾持于基片部的液晶顯示元件，其特征在于，具有減少液晶顯示元件內(nèi)的各部分的反射的反射減少機(jī)構(gòu)。
2．一種液晶顯示元件，是把控制復(fù)折射量而進(jìn)行顯示的模式的液晶夾持于基片部的液晶顯示元件，其特征在于，在基片或者兩片基片的至少一個(gè)的不透光部分的至少一部分上，形成液晶層側(cè)為光吸收體的遮光部。
3．一種液晶顯示元件，是把控制復(fù)折射量而進(jìn)行顯示的模式的液晶夾持于基片部的液晶顯示元件，其特征在于，基片上在黑矩陣部分所形成的至少液晶層側(cè)的至少一部分具有作為光吸收體的遮光部。
4．一種液晶顯示元件，是把控制復(fù)折射量而進(jìn)行顯示的模式的液晶夾持于基片部的液晶顯示元件，其特征在于，在有源矩陣基片上的有源元件或配線的至少一部分上具有光吸收部。
5．一種液晶顯示元件，是把控制復(fù)折射量而進(jìn)行顯示的模式的液晶夾持于兩片基片間的液晶顯示元件，其特征在于，在上述兩片基片上的雙方的至少一部分上具有光吸收部。
6．權(quán)利要求3中所述的液晶顯示元件，是把控制復(fù)折射量而進(jìn)行顯示的模式的液晶夾持于基片部的液晶顯示元件，其特征在于，在有源矩陣基片上的有源元件或配線的至少一部分上具有光吸收部。
7．權(quán)利要求1至權(quán)利要求6中的任何一項(xiàng)中所述的液晶顯示元件，其特征在于，上述遮光部為由光吸收性材料組成的光吸收性遮光部。
8．權(quán)利要求7中所述的液晶顯示元件，其特征在于，上述光吸收性材料為由分散光吸收性材料的樹脂組成的光吸收材料分散樹脂制遮光部。
9．一種液晶顯示元件，是把控制復(fù)折射量而進(jìn)行顯示的模式的液晶夾持于基片部的液晶顯示元件，其特征在于，包括在有源矩陣基片上的有源元件或配線上的至少一部分上形成的光吸收部，和同樣彩色濾光膜。
10．一種液晶顯示元件，是把控制復(fù)折射量而進(jìn)行顯示的模式的液晶夾持于基片部的液晶顯示元件，其特征在于，至少一種色彩的彩色濾光膜是也在有源矩陣基片上的有源元件或配線上的至少一部分上形成的彩色濾光膜。
11．權(quán)利要求7中所述的液晶顯示元件，其特征在于，至少一種色彩的彩色濾光膜是也在有源矩陣基片上的有源元件或配線部上的至少一部分上形成的彩色濾光膜。
12．權(quán)利要求8中所述的液晶顯示元件，其特征在于，至少一種色彩的彩色濾光膜是也在有源矩陣基片上的有源元件或配線部上的至少一部分上形成的彩色濾光膜。
13．一種液晶顯示元件，是把控制復(fù)折射量而進(jìn)行顯示的模式的液晶夾持于基片部的液晶顯示元件，其特征在于，在至少一側(cè)的透明電極的表面上具有反射防止部。
14．一種液晶顯示元件，是把控制復(fù)折射量而進(jìn)行顯示的模式的液晶夾持于基片部的液晶顯示元件，其特征在于，在基片或者兩片基片的至少一側(cè)，具有至少一片對(duì)界面施行防止反射處理的相位差膜。
15．一種液晶顯示元件，是把控制復(fù)折射量而進(jìn)行顯示的模式的液晶夾持于基片部的液晶顯示元件，其特征在于，在基片或者兩片基片的至少一個(gè)上具有至少一片界面反射率為1％以下的相位差膜。
16．權(quán)利要求1～權(quán)利要求6、權(quán)利要求9、權(quán)利要求10、權(quán)利要求13～權(quán)利要求15中的任何一項(xiàng)所述的液晶顯示元件，其特征在于，上述相位差膜為正面上的遲延值不為零的相位差膜。
17．權(quán)利要求1～權(quán)利要求6、權(quán)利要求9、權(quán)利要求10、權(quán)利要求13～權(quán)利要求15中的任何一項(xiàng)中所述的液晶顯示元件，其特征在于，上述相位差膜為多個(gè)層疊結(jié)構(gòu)，其中至少一個(gè)層疊部上具有防止反射處理部。
18．權(quán)利要求1～權(quán)利要求6、權(quán)利要求9、權(quán)利要求10、權(quán)利要求13～權(quán)利要求15中的任何一項(xiàng)中所述的液晶顯示元件，其特征在于，在液晶顯示元件部的至少一個(gè)空氣層界面上具有防止反射處理部。
19．權(quán)利要求1～權(quán)利要求6、權(quán)利要求9、權(quán)利要求10、權(quán)利要求13～權(quán)利要求15中的任何一項(xiàng)中所述的液晶顯示元件，其特征在于，具有沿正面方向聚光的聚光機(jī)構(gòu)。
20．權(quán)利要求1～權(quán)利要求6、權(quán)利要求9、權(quán)利要求10、權(quán)利要求13～權(quán)利要求15中的任何一項(xiàng)中所述的液晶顯示元件，其特征在于，在導(dǎo)光片上具有沿正面方向聚光的聚光機(jī)構(gòu)。
21．權(quán)利要求1～權(quán)利要求6、權(quán)利要求9、權(quán)利要求10、權(quán)利要求13～權(quán)利要求15中的任何一項(xiàng)中所述的液晶顯示元件，其特征在于，上述液晶是進(jìn)行黑顯示時(shí)的液晶的遲延不為零的液晶。
22．權(quán)利要求1～權(quán)利要求6、權(quán)利要求9、權(quán)利要求10、權(quán)利要求13～權(quán)利要求15中的任何一項(xiàng)中所述的液晶顯示元件，其特征在于，上述液晶是OCB型顯示模式的液晶。
23．權(quán)利要求1～權(quán)利要求6、權(quán)利要求9、權(quán)利要求10、權(quán)利要求13～權(quán)利要求15中的任何一項(xiàng)中所述的液晶顯示元件，其特征在于，對(duì)比度值為100以上。
24．權(quán)利要求1～權(quán)利要求6、權(quán)利要求9、權(quán)利要求10、權(quán)利要求13～權(quán)利要求15中的任何一項(xiàng)中所述的液晶顯示元件，其特征在于，經(jīng)過液晶顯示元件內(nèi)部的反射而射出的光為總?cè)肷涔饬康?.03％以下。
全文摘要
在特別是OCB型液晶顯示元件等控制液晶層的復(fù)折射量而進(jìn)行顯示的模式的液晶顯示裝置中,改善元件的對(duì)比度。作為其解決手段,是減少元件內(nèi)部的光的反射。此外,實(shí)現(xiàn)減少因?yàn)樵鞑糠值倪吔缑娴牟牧系恼凵渎什煌鸬姆瓷涔狻２⒈M量使背光源光等內(nèi)部光與基片面垂直。具體地說(shuō),例如在基片的至少一個(gè)上形成的黑矩陣、有源元件、配線的液晶層側(cè)的材料采用光吸收體。
文檔編號(hào)G02F1/1335GK1316064SQ00801220
公開日2001年10月3日 申請(qǐng)日期2000年7月26日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月29日
發(fā)明者中尾健次, 上村強(qiáng), 石原將市, 服部勝治, 田中好紀(jì) 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社