專利名稱：液晶顯示裝置和具有該液晶顯示裝置的電子設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及液晶顯示裝置，特別涉及具有由粘性低的液晶材料形成的液晶層的液晶顯示裝置。此外，本發(fā)明還涉及具有這樣的液晶顯示裝置的電子設備。
背景技術：
近年來，在液晶顯示裝置中顯示運動圖像信息的需求急劇增加。為了用液晶顯示裝置以高質量顯示運動圖像，需要縮短液晶層的響應時間(加快響應速度)，要求在1個垂直掃描期間(典型的為1幀)內達到規(guī)定的灰度等級。
作為改善液晶顯示裝置的響應特性的技術之一，已提出使用粘性低的液晶材料的方法。粘性低的液晶材料，例如在專利文獻1中已公開。
專利文獻1特開平10-292173號公報但是，在現有的液晶顯示裝置中，當使用粘性低的液晶材料時，存在使用中的電壓保持率降低、產生顯示不均勻的問題。因此，使用粘性低的液晶材料的液晶顯示裝置缺乏可靠性，沒有達到實用化。

發(fā)明內容
本發(fā)明鑒于上述問題而做出，其目的在于提高具有由粘性低的液晶材料形成的液晶層的液晶顯示裝置的可靠性。
本發(fā)明的液晶顯示裝置，包括照明裝置和使用從上述照明裝置射出的光進行顯示的液晶面板，其中，上述液晶面板包括一對基板、和設置在上述一對基板之間的液晶層，上述液晶層由包含具有碳-碳三鍵和多環(huán)基中的至少一個的分子的液晶材料形成，上述照明裝置包括在用于顯示的光中至少第一次產生藍色光的光源，由此實現上述目的。
在某個優(yōu)選的實施方式中，上述液晶材料在20℃的旋轉粘性率γ1為120mPa·s以下。
在某個優(yōu)選的實施方式中，上述液晶材料中包含的上述分子具有用下述式中的任一個表示的基本骨架[化學式1] (其中，上述式中的n為2以上的整數，上述式中的環(huán)狀骨架中包含的氫原子可以分別獨立地取代為鹵素原子、氰基、異氰基)。
在某個優(yōu)選的實施方式中，上述液晶材料包含25質量％以上的具有上述基本骨架的上述分子。
在某個優(yōu)選的實施方式中，上述光源發(fā)出的藍色光的光譜的峰值波長為380nm以上。
在某個優(yōu)選的實施方式中，上述光源實質上不產生紫外區(qū)域內的光。
在某個優(yōu)選的實施方式中，上述光源為發(fā)光二極管。
在某個優(yōu)選的實施方式中，上述光源為電致發(fā)光元件。
在某個優(yōu)選的實施方式中，上述光源為放電管。
在某個優(yōu)選的實施方式中，上述液晶面板以垂直取向模式進行顯示。
在某個優(yōu)選的實施方式中，上述液晶面板以共面轉換模式(In-Plane Switching mode)進行顯示。
在某個優(yōu)選的實施方式中，上述液晶面板還包括各自能夠對從上述照明裝置射出的光進行調制的多個像素區(qū)域；和設置在上述多個像素區(qū)域的各個中的開關元件。
本發(fā)明的電子設備包括具有上述結構的液晶顯示裝置。
在某個優(yōu)選的實施方式中，本發(fā)明的電子設備還包括接收電視廣播的電路。
本發(fā)明的液晶顯示裝置所具有的照明裝置，包括在用于顯示的光中至少第一次產生藍色光的光源，因此，液晶材料中包含的分子因紫外光而引起的分解被抑制。因此，根據本發(fā)明，能夠提高具有由粘性低的液晶材料形成的液晶層的液晶顯示裝置的可靠性，從而能夠提供能夠長時間進行高質量顯示的液晶顯示裝置。


圖1是示意性地表示本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的液晶顯示裝置的截面圖。
圖2是示意性地表示本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的液晶顯示裝置的截面圖。
圖3是示意性地表示VA模式的液晶顯示裝置中使用的有源矩陣基板的俯視圖。
圖4是示意性地表示賦予取向膜的預傾方向與液晶分子的傾斜方向的關系的圖。
圖5是示意性地表示IPS模式的液晶顯示裝置中使用的有源矩陣基板的俯視圖。
圖6是示意性地表示IPS模式的液晶顯示裝置中使用的有源矩陣基板的俯視圖。
圖7是表示試制例的液晶顯示裝置中使用的藍色LED#1的發(fā)光光譜的圖。
圖8是表示試制例的液晶顯示裝置中使用的藍色LED#2的發(fā)光光譜的圖。
圖9是表示試制例的液晶顯示裝置中使用的藍色LED#3的發(fā)光光譜的圖。
圖10是表示試制例的液晶顯示裝置中使用的藍色LED#4的發(fā)光光譜的圖。
圖11(a)和(b)是表示比較例的液晶顯示裝置中使用的冷陰極管(CCFL)的發(fā)光光譜的圖。
圖12是表示VA模式的液晶顯示裝置的電壓透過率曲線的圖。
圖13是表示VA模式的液晶顯示裝置的電壓透過率曲線的圖，是將縱軸的透過率取對數而得到的圖。
圖14是表示TN模式的液晶顯示裝置的電壓透過率曲線的圖。
圖15是表示TN模式的液晶顯示裝置的電壓透過率曲線的圖，是將縱軸的透過率取對數而得到的圖。
圖16是表示含有紫外線吸收劑的TAC薄膜的吸收光譜的圖。
符號說明10A、10B照明裝置12 發(fā)光二極管12R 紅色發(fā)光二極管12G 綠色發(fā)光二極管12B 藍色發(fā)光二極管20 液晶面板20a、20b基板21 液晶層21a 液晶分子22a、22b取向膜23 掃描配線24 信號配線25 TFT26 像素電極27 共用電極28 共用配線29 輔助電容電極30 擴散片具體實施方式
本申請的發(fā)明人詳細分析了在使用粘性低的液晶材料的液晶顯示裝置中產生上述問題的原因。
液晶顯示裝置由于是非發(fā)光型的顯示元件，所以具有照明裝置，通過利用液晶面板對來自照明裝置的光進行調制從而進行顯示。本申請的發(fā)明人查明如后所述從照明裝置射出有微量的紫外光。另外，本申請發(fā)明人還查明，在粘性低的液晶材料中大多含有容易因紫外光而分解(對紫外光不穩(wěn)定)的分子，并發(fā)現由于這樣的分子因來自照明裝置的紫外光而被分解，從而發(fā)生取向紊亂和電壓保持率降低。
在通常的液晶顯示裝置的照明裝置中，使用冷陰極管作為光源。在冷陰極管中，首先，通過放電激發(fā)密封在管內的水銀，發(fā)出紫外光，該紫外光激發(fā)密封在管內的熒光體，發(fā)出用于顯示的可見光(典型的是包括紅色光、綠色光和藍色光的光)。即，冷陰極管第一次產生紫外光，第二次利用該紫外光產生可見光。
從水銀發(fā)出的紫外光，不是全部用于激發(fā)熒光體，其一部分射出到管外，到達液晶面板。射出到管外的紫外光是用一般的照度計幾乎檢測不到的微量，但由于長期向液晶面板照射，液晶材料中的分子的分解向前發(fā)展，引起上述的問題。
近年來，液晶顯示裝置被用于放映電視廣播的圖像的液晶電視。液晶電視設置在起居室等中，設想可以使用非常長的時間。因此，對于液晶電視，需要能夠進行大約4萬小時(10小時/天×365天×10年)左右穩(wěn)定的顯示的可靠性。在這樣長時間的使用中，因來自照明裝置的紫外光造成的分子的分解，成為大問題。
下面，參照附圖，對本發(fā)明的實施方式進行說明。此外，本發(fā)明不限定于以下的實施方式。
圖1表示本實施方式中的液晶顯示裝置100。液晶顯示裝置100包括照明裝置10A、和使用從照明裝置10A射出的光進行顯示的液晶面板20。在照明裝置10A與液晶面板20之間，設置有使來自照明裝置10A的光擴散的擴散片30。
液晶面板20包括一對基板(例如玻璃基板)20a和20b；設置在它們之間的液晶層21；以及設置在一對基板20a和20b的液晶層21側的一對取向膜22a和22b。在此，雖然沒有圖示，但在基板20a和20b上形成有用于向液晶層21施加電壓的電極。
照明裝置10A是具有呈矩陣狀排列的多個發(fā)光二極管(LED)作為光源的LED陣列。具體地說，照明裝置10A包括紅色LED12R、綠色LED12G和藍色LED12B。
紅色LED12R、綠色LED12G和藍色LED12B通過在沿順方向施加偏壓的pn結中產生的電子與空穴的復合，分別發(fā)出紅色光、綠色光和藍色光。即，紅色LED12R、綠色LED12G和藍色LED12B，第一次分別產生紅色光、綠色光和藍色光，將包括這些光的白色光照射到液晶面板20上，用于彩色顯示。
如上所述，液晶顯示裝置100的照明裝置10A具有第一次(即直接)產生顯示用的光的光源，因此，即使為了提高響應特性而由粘性低的液晶材料形成液晶層21，也難以引起因紫外光造成的分子的分解。因此，難以發(fā)生因液晶層中的分子的分解而引起的取向紊亂和電壓保持率降低，能夠長時間進行高質量的顯示。
此外，圖1中例示了包括紅色LED12R、綠色LED12G和藍色LED12B的照明裝置10A，但本發(fā)明不限定于此。也可以使用包括藍色LED和吸收來自藍色LED的光而發(fā)出更長波長域的光的熒光體的照明裝置。例如，可以使用包括藍色LED和紅色LED、以及吸收藍色光而發(fā)出綠色光的綠色熒光體的照明裝置；或者包括藍色LED、綠色熒光體和吸收藍色光而發(fā)出紅色光的紅色熒光體的照明裝置。通過使用包括在顯示用的光中至少第一次發(fā)出藍色光的光源的照明裝置，能夠抑制液晶層中的分子的分解。
此外，圖1所示的照明裝置10A是LED在液晶面板20的正下方呈矩陣狀排列的正下方型的照明裝置，但也可以使用其他方式的照明裝置。例如，也可以是像圖2所示的照明裝置10B那樣，在設置在液晶面板20背面?zhèn)鹊膶Ч獍?4的端面上配置LED12，利用導光板14將來自LED12的光導向液晶面板20的側燈型的照明裝置。
本發(fā)明能夠適用于各種顯示模式的液晶顯示裝置。例如，能夠適用于扭轉向列(TN)模式、垂直取向(VA)模式、共面轉換(IPS)模式的液晶顯示裝置。
在此，對VA模式的液晶顯示裝置進行說明。在圖3中示意性地表示VA模式的液晶面板的有源矩陣基板20a。在有源矩陣基板20a上形成有相互大致平行地延伸的多根掃描配線23、在與掃描配線23交叉的方向延伸的多根信號配線24、與對應的掃描配線23和信號配線24電連接的TFT25、以及與TFT25電連接的像素電極26。TFT25和像素電極26設置在呈矩陣狀排列的多個像素區(qū)域的各個中。在有源矩陣基板20a上還形成有用于構成輔助電容的輔助電容配線23’。
在圖3所示的有源矩陣基板20a的表面上形成有具有垂直取向性的取向膜22a。取向膜22a已被實施了規(guī)定的取向處理，利用該取向膜22a規(guī)定液晶分子的預傾角和預傾方向。此外，“預傾角”是由取向膜表面的取向限制力限制了取向的液晶分子的長軸與基板表面所成的角度。此外，“預傾方向”是由取向膜表面的取向限制力限制了取向的液晶分子的長軸取得的方位角方向。液晶分子的預傾方向由取向膜的取向限制力規(guī)定，因此，在本申請說明書中，也使用“預傾方向”的用語表示取向膜的取向限制力的方向。如圖3中的左下方的像素所示，取向膜22a的預傾方向(圖中的實線的箭頭)在像素區(qū)域內的4個區(qū)域中各不相同。
在與有源矩陣基板20a相對的濾色片基板20b的表面上，也形成有具有垂直取向性的取向膜22b。如圖3所示，取向膜22b的預傾方向(圖中的虛線的箭頭)，在像素區(qū)域內的4個區(qū)域中各不相同，如圖3和圖4所示，設定成與有源矩陣基板20a側的取向膜22a的預傾方向相反。
在VA模式的液晶顯示裝置中，液晶層21中包含的液晶分子21a具有負介電各向異性，在施加電壓時，具有負介電各向異性的液晶分子21a從大致垂直的狀態(tài)傾斜。因為取向膜22a和22b的預傾方向如上述那樣設定，所以，在施加電壓時，液晶層21形成液晶分子21a的取向方向各不相同的4個液晶疇。即，各像素區(qū)域被取向分割為液晶分子的傾斜方向不同的4個區(qū)域(4個分割取向)。因此，顯示的視角依賴性降低，視角特性提高。
接著，對IPS模式的液晶顯示裝置進行說明。在圖5中示意性地表示IPS模式的液晶面板的有源矩陣基板20a。在有源矩陣基板20a上形成有相互大致平行地延伸的多根掃描配線23、在與掃描配線23交叉的方向延伸的多根信號配線24、與對應的掃描配線23和信號配線24電連接的TFT25、以及與TFT25電連接的像素電極26。像素電極26形成為與信號配線24大致平行地延伸的梳齒狀。
在有源矩陣基板20a上還設置有形成為與像素電極26大致平行的梳齒狀的共用電極27。共用電極27從與掃描配線23大致平行地形成的共用配線28延伸設置。共用配線28通過絕緣膜(未圖示)，與由與像素電極26相同的導電層形成的輔助電容電極29相對，構成輔助電容。
在圖5所示的有源矩陣基板20a的表面上形成有具有水平取向性的取向膜22a。另外，在與有源矩陣基板20a相對的濾色片基板20b的表面上，也形成有具有水平取向性的取向膜22b。
在IPS模式的液晶顯示裝置中，液晶層21中包含的液晶分子具有正介電各向異性，在施加電壓時，利用在像素電極26與共用電極27之間生成的橫向電場(與液晶層的層面平行的電場)，使其取向方向變化。在IPS模式的液晶顯示裝置中，由于液晶分子的取向方向在與液晶層21平行的面內變化，所以可以實現良好的視角特性。
此外，在IPS模式中，當從傾斜方向(從基板面法線方向傾斜的方向)觀察時，存在產生著色現象的問題。具體地說，當從液晶分子的長軸方向觀察時，光帶有藍色，當從液晶分子的短軸方向觀察時，光帶有黃色。即，會發(fā)生傾斜地(從層法線方向傾斜的方向)通過液晶層的光帶有藍色或黃色。這是由于液晶分子的延遲具有波長分散性(波長依賴性)。
為了抑制上述的著色現象，可以采用圖6所示的結構。圖6所示的有源矩陣基板20a包括多次彎曲的形狀(之字形)的信號配線24、以及以與信號配線24大致平行的方式彎曲的形狀(く字形)的像素電極26和共用電極27。
因為像素電極26和共用電極27具有如上所述彎曲的形狀，所以，在各像素區(qū)域中，當施加電壓時，形成液晶分子的取向方向不同的2個區(qū)域。因此，當從某個傾斜方向看時，使光的波長域轉移到各區(qū)域相互具有補色關系的顏色，所以著色現象被抑制。
接著，對含有對紫外光不穩(wěn)定的分子的粘性低的液晶材料具體地進行說明。此外，液晶材料通常是多種分子(化合物)的混合物，構成液晶材料的分子不一定限于以單體顯示液晶性。
當在液晶材料中混入具有碳-碳三鍵和多環(huán)基中的至少一個的分子時，液晶材料的粘性降低，因此，能夠提高液晶顯示裝置的響應特性。具有碳-碳三鍵和多環(huán)基中的至少一個的分子，對紫外光的穩(wěn)定性低，但根據本發(fā)明，能夠抑制這樣的分子的分解，從而能夠防止電壓保持率降低和產生顯示不均勻。特別地，當使用在20℃的旋轉粘性率γ1為120mPa·s以下的液晶材料的情況下，容易發(fā)生電壓保持率降低和顯示不均勻，因此，使用本發(fā)明的意義非常大。此外，在本申請說明書中，“多環(huán)基”是指非縮合多環(huán)基和縮合多環(huán)基兩者。
作為具有碳-碳三鍵和多環(huán)基中的至少一個的分子，例如可以舉出具有用下述式中的任一個表示的基本骨架的分子。通過在液晶材料中混入這樣的分子，能夠容易地使液晶材料的20℃的旋轉粘性率γ1為120mPa·s以下。此外，下述式中的n為2以上的整數，下述式中的環(huán)狀骨架中包含的氫原子可以分別獨立地取代為鹵素原子、氰基、異氰基。
通過在液晶材料中混入25質量％以上的具有上述基本骨架的分子，液晶材料的粘性充分降低，能夠得到高速響應性。具體地說，能夠實現大致1幀以內的響應時間，從而能夠得到液晶電視所要求的水平的運動圖像性能。
具有上述基本骨架的分子中，具有二苯乙炔基的分子(包含用下述的[化學式5]所示的式子表示的結構的分子，作為具體的例子，是用式(I)、(VI)表示的分子)的粘性降低效果大，另一方面，因為是三鍵，所以對紫外線的穩(wěn)定極低，本發(fā)明的效果表現得最顯著。
以下，進一步具體地對液晶材料和其構成分子的例子進行說明。
作為粘性低的液晶材料，例如可以使用含有用下述式(I)表示的分子的液晶材料。此外，在式(I)中，m、n為1以上的整數。含有用式(I)表示的分子的液晶材料，例如在IDW’00，p.77中已公開，在20℃下能夠具有111～114mPa·s左右的旋轉粘性率γ1。
此外，可以使用含有用下述式(II)表示的分子的液晶材料。其中，在式(II)中，A和B各自獨立地為亞環(huán)己基、亞苯基、一部分H被取代為F的亞苯基、或至少一個H被取代為D的亞環(huán)己基，Z1、Z2的至少一個為-C≡C-，R1為烷基、烯基、氧雜烷基或烷氧基(優(yōu)選C的個數為1以上10以下)，X1、X2、X3為H或F。典型地，X2為F，X1和X3中的至少一個為F。
含有用式(II)表示的分子的液晶材料，例如在特開平10-292173號公報中已公開，在20℃下能夠具有28mPa·s以下的旋轉粘性率γ1。用式(II)表示的分子例如包含用下述式表示的結構。
此外，可以使用含有用下述式(III)、(IV)和(V)表示的分子的液晶材料。其中，在式(III)、(IV)和(V)中，R為烷基、烯基、氧雜烷基或烷氧基，X1、X2、X3和X4各自獨立地為H或F。Y為F、-CF3、-OCF3、-OCHF2、-OCH2F、或R。含有用式(III)、(IV)和(V)表示的分子的液晶材料，例如在特開2002-38154號公報中已公開。
[化學式7] [化學式8] 此外，能夠將含有用下述式(VI)表示的分子的液晶材料用于IPS模式的液晶顯示裝置(例如具有圖5和圖6所示的有源矩陣基板20a)。其中，在式(VI)中，m、n為1以上的整數。
含有用式(VI)表示的分子的液晶材料，例如在特開平7-316556號公報中已公開。如該公報中作為實施例3公開的那樣，將用式(VI)表示的分子和用下述式(VII)表示的分子混合后的液晶材料，在20℃下具有20mPa·s的旋轉粘性率γ1。
另外，能夠將含有用下述式(VIII)、(IX)和(X)表示的分子的液晶材料用于VA模式的液晶顯示裝置(例如具有圖3所示的有源矩陣基板20a)。其中，在式(VIII)、(IX)和(X)中，X1～X6各自獨立地為氫原子、鹵素原子、氰基或異氰基。其中，優(yōu)選X1、X2和X3中的至少一個、X4和X5中的至少一個、以及X6不是氫原子。此外，X1～X6中不是氫原子的，優(yōu)選為鹵素原子，更優(yōu)選為氟原子。
[化學式12] [化學式13] 含有用式(VIII)、(IX)和(X)表示的分子的液晶材料，例如在特開2002-69449號公報中已公開。在該公報中作為實施例1公開的液晶材料具有負介電各向異性，能夠用于VA模式的液晶顯示裝置。
接著，說明對實際試制出的液晶顯示裝置的可靠性進行評價的結果。本申請發(fā)明人實際試制出了液晶顯示裝置，該液晶顯示裝置具備具有由粘性低的液晶材料形成的液晶層的液晶面板、和包括第一次產生顯示用的光的光源的照明裝置，對其可靠性進行了評價。
首先，用公知的方法制作出圖3所示的VA模式用的有源矩陣基板20a和濾色片基板20b。在有源矩陣基板20a和濾色片基板20b的表面上，涂敷主骨架為聚酰亞胺、具有誘發(fā)垂直取向性的側鏈和由查耳酮基構成的光反應性側鏈的取向膜材料，形成取向膜，從相對于基板面法線方向傾斜的方向對該取向膜照射偏振的紫外光。將這樣做成的有源矩陣基板和濾色片基板貼合，在它們的間隙中注入液晶材料，做成了液晶面板。作為液晶材料，使用了包含具有萘基的分子的液晶材料。
做成多個上述的液晶面板，在這些液晶面板的背面?zhèn)?，設置具有紅色LED、綠色LED和藍色LED的照明裝置#1～#4，做成液晶顯示裝置(試制例1～4)。此外，在上述液晶面板的背面?zhèn)?，設置具有冷陰極管(CCFL)的照明裝置#5，做成液晶顯示裝置(比較例1)。將照明裝置#1～#4中使用的藍色LED#1～#4的發(fā)光光譜示于圖7～圖10，將照明裝置#5中使用的冷陰極管(CCFL)的發(fā)光光譜示于圖11(a)和(b)。此外，圖11(b)是將圖11(a)的縱軸擴大到10倍后的圖。另外，將藍色LED#1～#4的峰值波長示于表1。


觀察了試制例1～4的液晶顯示裝置和比較例1的液晶顯示裝置隨時間的變化。但是，為了進行加速試驗，將光源的亮度設定為通常亮度的10倍。
在試制例1～4的液晶顯示裝置中，即使經過500小時后，也完全沒有發(fā)生變化，而在比較例1的液晶顯示裝置中，經過500小時后，取向方向(預傾方向)開始發(fā)生變化，還發(fā)現電壓保持率降低。
此外，在比較例1的液晶顯示裝置中，經過1000小時后，取向方向的變化變得更大，觀察到明顯的顯示不均勻。與此相對，在試制例1～4的液晶顯示裝置中，對于試制例1發(fā)現電壓保持率稍稍降低，但對于試制例2～4完全沒有發(fā)現變化。
比較例1的液晶顯示裝置中的取向方向的變化和電壓保持率的降低，由照明裝置#5的冷陰極管發(fā)出的紫外光引起。如圖11(a)和(b)所示，在冷陰極管的發(fā)光光譜中，發(fā)現313nm(j線)和365nm(i線)的峰。這些峰與水銀發(fā)光中特有的亮線對應，理論上存在于冷陰極管的發(fā)光光譜中。這些亮線成為引起分子的劣化、使可靠性降低的原因。
特別地，313nm的峰附近的光，對液晶層中的分子的分解的貢獻很大。將其原因說明如下。
因為碳-碳(C-C)鍵、碳-氫(C-H)鍵、苯的吸收波長帶位于比300nm短的波長側，所以這些鍵難以被水銀發(fā)光切斷?？墒?，當分子中存在共軛體系時，吸收波長向長波長側轉移。此外，其轉移量依賴于共軛體系的數量和長度。例如，苯的吸收波長為261nm，而萘的吸收波長為312nm、蒽的吸收波長為375nm，轉移到長波長側。
對于在提高液晶顯示裝置的響應特性中有作用的具有降低粘度特性的化合物、即已經敘述過的具有萘基、聯(lián)苯基、碳-碳三鍵這樣的共軛體系的化合物，吸收波長仍然轉移到300nm以上。因此，在水銀發(fā)出的光中，對分子的分解的影響最大的是313nm(j線)的光，其次影響大的是365nm(i線)的光。
此外，對于轉移量大、例如在365nm(i線)附近有吸收峰的化合物，365nm(i線)的光成為影響最大的光，在這種情況下，吸收端達到可視區(qū)域，吸收少許的藍色光，因此，化合物本身帶有黃色，從顯示特性的觀點出發(fā)，不優(yōu)選。結果，在將粘性和顏色兩者最優(yōu)化的液晶材料中，對分子的分解影響最大的是313nm(j線)的光，其次影響大的是365nm(i線)的光。
與此相對，藍色LED#1～#4第一次產生藍色光，因此，如圖7～圖10所示，藍色LED#1～#4的發(fā)光光譜至少在313nm附近沒有峰。因此，藍色LED#1～#4發(fā)出的光難以將液晶層中的分子分解。
如上所述，可以確認通過使用包括在顯示用的光中至少第一次產生藍色光的光源的照明裝置，具有由粘性低的液晶材料形成的液晶層的液晶顯示裝置的可靠性提高。
此外，從發(fā)現在試制例1中經過1000小時后，電壓保持率稍稍降低可知，從進一步提高可靠性的觀點出發(fā)，優(yōu)選光源發(fā)出的藍色光的光譜如試制例2～4的藍色LED#2～#4那樣，峰值波長為380nm以上(即，位于可視區(qū)域內)。此外，更優(yōu)選如藍色LED#3和#4那樣，峰值波長為400nm以上，進一步優(yōu)選如藍色LED#4那樣，實質上不產生紫外區(qū)域內的光。其原因是有機化合物的吸收端存在擴展(吸收光譜的下部寬)，因此，即使是接近可視區(qū)域的區(qū)域的(即比j線或i線高的波長側的)紫外光，也稍微有助于分子的分解，在液晶電視的使用時間(例如40000小時)的期間，其能量被累計，表現出影響。
接下來，用公知的方法制作出圖5所示的IPS模式用的有源矩陣基板20a和濾色片基板20b。在有源矩陣基板20a和濾色片基板20b的表面上，涂敷具有水平取向性(幾乎不產生預傾)的取向膜材料，形成取向膜，從基板面法線方向對該取向膜照射偏振的紫外光。將這樣做成的有源矩陣基板和濾色片基板貼合，在它們的間隙中注入液晶材料，做成了液晶面板。作為液晶材料，使用了包含具有二苯乙炔基的分子的液晶材料。
做成多個上述的液晶面板，在這些液晶面板的背面?zhèn)龋O置具有紅色LED、綠色LED和藍色LED的照明裝置#1～#4，做成液晶顯示裝置(試制例5～8)。此外，在上述液晶面板的背面?zhèn)?，設置具有冷陰極管(CCFL)的照明裝置#5，做成液晶顯示裝置(比較例2)。
觀察了試制例5～8的液晶顯示裝置和比較例2的液晶顯示裝置隨時間的變化。但是，為了進行加速試驗，將光源的亮度設定為通常亮度的10倍。
在試制例5～8的液晶顯示裝置中，即使經過500小時后，也完全沒有發(fā)生變化，而在比較例2的液晶顯示裝置中，經過500小時后，取向方向(預傾方向)開始發(fā)生變化，還發(fā)現電壓保持率降低。
此外，在比較例2的液晶顯示裝置中，經過1000小時后，取向方向的變化變得更大，觀察到明顯的顯示不均勻。與此相對，在試制例5～8的液晶顯示裝置中，對于試制例5發(fā)現電壓保持率稍稍降低，但對于試制例6～8完全沒有發(fā)現變化。
如上所述，可以確認通過使用包括在顯示用的光中至少第一次產生藍色光的光源的照明裝置，具有由粘性低的液晶材料形成的液晶層的IPS模式的液晶顯示裝置的可靠性提高。
此外，本發(fā)明能夠用于各種顯示模式的液晶顯示裝置，不限定于上述的VA模式和IPS模式，例如也能夠用于TN模式的液晶顯示裝置。
但是，與在TN模式中相比，在VA模式中提高可靠性的效果更高。參照圖12～圖15對其理由進行說明。圖12和圖13是表示VA模式的液晶顯示裝置的電壓透過率曲線的圖，圖14和圖15是表示TN模式的液晶顯示裝置的電壓透過率曲線的圖。圖12和圖13所示的5根曲線從上側開始依次表示預傾角為87.9°、88.4°、88.9°、89.4°、和89.9°的情況，圖14和圖15所示的5根曲線從上側開始依次表示預傾角為0.1°、0.6°、1.1°、1.6°、和2.1°的情況。
從圖12和圖13與圖14和圖15的比較，特別是將縱軸的透過率取對數而得到的圖13與圖15的比較，可以看出，與TN模式相比，VA模式在黑灰度等級～低亮度的中間灰度等級(圖13和圖15中的用虛線包圍的部分)中，電壓透過率曲線陡峭，相對于預傾角的變化的透過率的變化量大。此外，灰度等級與透過率具有指數函數的關系，例如在256灰度等級顯示中的n灰度等級的透過率Tn用Tn＝(n/255)2.2表示。因此，要討論灰度等級與透過率的關系，優(yōu)選如圖13和圖15那樣，采用半對數作圖。
如上所述，在VA模式中，相對于預傾角的變化的透過率的變化量大，因此，在VA模式中，即使當因液晶層中的分子的分解而引起預傾角很少的變化時，也會發(fā)生顯示不均勻。因此，本發(fā)明的提高可靠性的效果高。此外，在進行取向分割的情況下，當預傾角變化時，各疇之間的邊界的位置變化，有時會觀察到顯示的不光滑。因此，在進行取向分割的VA模式中，提高可靠性的效果特別高。
此外，本發(fā)明在IPS模式中提高可靠性的效果也高。在IPS模式中，使用梳齒狀的電極產生橫向電場，由此進行顯示，但由于在電極上不產生橫向電場，所以形成有電極的部分無助于顯示。因此，有效的開口率比TN模式和VA模式低，典型地，為TN模式和VA模式的一半左右。因此，為了得到與TN模式和VA模式相同的亮度，需要使光源的亮度為大約2倍，在像以往那樣使用包括冷陰極管的照明裝置的情況下，容易引起液晶層中的分子的分解。因此，本發(fā)明的提高可靠性的效果高。
此外，對于與IPS模式同樣地使用橫向電場控制水平取向型液晶層的取向狀態(tài)的FFS(fringe-field switching邊緣場開關)模式，也可以顯著地得到本發(fā)明的提高可靠性的效果。
本發(fā)明既可以適用于無源矩陣型的液晶顯示裝置，又可以適用于有源矩陣型的液晶顯示裝置，特別是在有源矩陣型的液晶顯示裝置中能獲得顯著的效果。在各像素具有開關元件(例如TFT)的有源矩陣型的液晶顯示裝置中，需要將充電至像素電容中的電荷保持1幀的期間，但當液晶層中的分子因紫外光而被分解時，電壓保持率降低，顯示質量下降。根據本發(fā)明，能夠抑制這樣的電壓保持率的降低，因此能夠適合于進行有源矩陣驅動。
此外，有時從外部入射到液晶面板20的光含有紫外光，藍色LED發(fā)出的光中也稍稍含有紫外區(qū)域的光。因此，為了更可靠地抑制因紫外光造成的分子的分解，可以在液晶層21的照明裝置側或觀察者側設置吸收紫外光的部件，也可以由吸收紫外光的材料形成位于液晶層21的照明裝置側或觀察者側的部件。
但是，在具備包括冷陰極管的照明裝置的液晶顯示裝置中，即使設置吸收紫外光的部件，也會發(fā)生液晶層中的分子的分解。在上述的試制例和比較例的液晶顯示裝置中，使用了帶有含有紫外線吸收劑的TAC(三醋酸纖維素)薄膜的偏振板，而與此無關，在比較例中還是發(fā)生分子的分解。這是因為，即使是吸收紫外光的部件，也不能吸收在發(fā)光時理論上產生的全部紫外光。
圖16表示含有紫外線吸收劑的TAC薄膜的吸收光譜。從圖16可知，該TAC薄膜具有對波長400nm以下的光的吸收能。但是，OD(Optical Density光學濃度)值為1～4左右，不能完全吸收紫外光。因此，可以認為，即使是過于微弱、用照度計無法檢測的程度的紫外光，通過長時間向液晶層照射，其累積能量也會達到使分子分解的程度。
在本實施方式中，例示了以LED作為光源，但不限于此，可以廣泛使用至少第一次產生藍色光的光源。例如，可以使用電致發(fā)光(EL)元件。此外，LED由于也利用電致發(fā)光進行發(fā)光，所以有時也被稱為EL元件(廣義的EL元件)，但在本申請說明書中，在沒有特別說明的情況下，“EL元件”是指所謂的有機EL元件和無機EL元件等真正的EL元件，而不是指發(fā)光二極管(LED)那樣的注入型的EL元件。可以使用包括紅色EL元件、綠色EL元件和藍色EL元件的照明裝置，也可以使用包括藍色EL元件和通過吸收來自藍色EL元件的光而發(fā)出更長的波長域的光的熒光體的照明裝置。另外，也可以使用包括紅色、綠色和藍色的發(fā)光層重疊形成的白色EL元件的照明裝置。
此外，作為放電管，只要第一次不產生紫外光、而是第一次產生顯示用的光的像封入有稀有氣體的氖管那樣的放電管，就能夠使用。例如，如果是封入有氖的氖管，則第一次能夠發(fā)出橙紅色的光，如果是封入有氬的氬管，則第一次能夠發(fā)出深綠色的光，因此，例如將氖管、氬管、和用于調整顏色平衡的濾色片組合，可以得到白色光源。
產業(yè)上的可利用性根據本發(fā)明，能夠提高具有由粘性低的液晶材料形成的液晶層的液晶顯示裝置的可靠性，從而可提供能夠長時間進行高質量顯示的液晶顯示裝置。
本發(fā)明的液晶顯示裝置適合用于設想長時間使用的各種電子設備。例如適合用于具有接收電視廣播的電路的液晶電視。
權利要求
1.一種液晶顯示裝置，包括照明裝置和使用從所述照明裝置射出的光進行顯示的液晶面板，其特征在于所述液晶面板包括一對基板、和設置在所述一對基板之間的液晶層，所述液晶層由包含具有碳-碳三鍵和多環(huán)基中的至少一個的分子的液晶材料形成，所述照明裝置包括在用于顯示的光中至少第一次產生藍色光的光源。
2.如權利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于所述液晶材料在20℃的旋轉粘性率γ1為120mPa·s以下。
3.如權利要求1或2所述的液晶顯示裝置，其特征在于所述液晶材料中包含的所述分子具有用下述式中的任一個表示的基本骨架，-C≡C- 其中，上述式中的n為2以上的整數，上述式中的環(huán)狀骨架中包含的氫原子可以分別獨立地取代為鹵素原子、氰基、異氰基。
4.如權利要求3所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述液晶材料包含25質量％以上的具有所述基本骨架的所述分子。
5.如權利要求1至4中任一項所述的液晶顯示裝置，其特征在于所述光源發(fā)出的藍色光的光譜的峰值波長為380nm以上。
6.如權利要求1至5中任一項所述的液晶顯示裝置，其特征在于所述光源實質上不產生紫外區(qū)域內的光。
7.如權利要求1至6中任一項所述的液晶顯示裝置，其特征在于所述光源為發(fā)光二極管。
8.如權利要求1至6中任一項所述的液晶顯示裝置，其特征在于所述光源為電致發(fā)光元件。
9.如權利要求1至6中任一項所述的液晶顯示裝置，其特征在于所述光源為放電管。
10.如權利要求1至9中任一項所述的液晶顯示裝置，其特征在于所述液晶面板以垂直取向模式進行顯示。
11.如權利要求1至9中任一項所述的液晶顯示裝置，其特征在于所述液晶面板以共面轉換模式進行顯示。
12.如權利要求1至11中任一項所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述液晶面板還包括各自能夠對從所述照明裝置射出的光進行調制的多個像素區(qū)域；和設置在所述多個像素區(qū)域的各個中的開關元件。
13.一種電子設備，其特征在于包括權利要求1至12中任一項所述的液晶顯示裝置。
14.如權利要求13所述的電子設備，其特征在于還包括接收電視廣播的電路。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提高具有由粘性低的液晶材料形成的液晶層的液晶顯示裝置的可靠性。本發(fā)明的液晶顯示裝置包括照明裝置和使用從照明裝置射出的光進行顯示的液晶面板。液晶面板包括一對基板、和設置在它們之間的液晶層。液晶層由包含具有碳－碳三鍵和多環(huán)基中的至少一個的分子的液晶材料形成，照明裝置包括在用于顯示的光中至少第一次產生藍色光的光源。
文檔編號G02F1/1335GK101040216SQ20058003476
公開日2007年9月19日 申請日期2005年11月7日 優(yōu)先權日2004年11月15日
發(fā)明者宮地弘一 申請人:夏普株式會社