專利名稱：液晶顯示裝置和采用這種顯示裝置的電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液晶顯示裝置，特別涉及一種配備有供消除晶顯示面板上產(chǎn)生的帶色現(xiàn)象的相位差膜的液晶顯示裝置。本發(fā)明還涉及采用這種液晶顯示裝置的電子設(shè)備，例如電子鐘表或手提電話機(jī)等。
一般的液晶顯示裝置有一種配備有象STN(超扭曲向列)液晶之類的液晶顯示面板，面板的一面敷有象單軸向拉伸膜之類的相位差膜(例如可參看本發(fā)明人以前提出過的日本公開專利公極3-50249)。
圖9是說明上述配備有相位差膜的一般液晶顯示裝置一個(gè)實(shí)例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖9中，1為上偏光板，2為相位差膜，3為液晶顯示面板，4為下偏光板，5為反射板。液晶顯示面板3的上下一對(duì)基板31和32之間夾持著液晶層33。
上述相位差膜采用了諸如聚碳酸酯膜之類的單軸向拉伸聚合物膜。液晶顯示面板上產(chǎn)生的帶色現(xiàn)象是通過根據(jù)液晶顯示面板的折射率各向異性Δn與面板厚度d的乘積Δn·d等參數(shù)適當(dāng)選擇相位差膜的材質(zhì)和厚度等消除的。圖9所示的是個(gè)反射型液晶顯示裝置，在透射型液晶顯示裝置的場合，反射板5則用后光源代替。
然而，用上述相位差膜并不是始終能確保充分消除液晶顯示面板產(chǎn)生的帶色現(xiàn)象的，特別是在通電和斷電狀態(tài)下難以消除帶色現(xiàn)象。
對(duì)上述問題廣泛深入研究的結(jié)果表明，反射板助長了帶色現(xiàn)象的產(chǎn)生。更具體地說，如

圖10一般液晶顯示裝置中通常使用的鋁反射板的分光特性所示，可見光范圍高波長區(qū)的反射率高于低波長區(qū)的，而助長了帶色現(xiàn)象。
本發(fā)明是鑒于上述問題而提出的，發(fā)明的目的在于提供一種采用上述相位差膜從而能在通電和斷電狀態(tài)下令人滿意地確實(shí)消除帶色現(xiàn)象、對(duì)比度好的液晶顯示裝置和采用這種顯示裝置的電子設(shè)備。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供下述液晶顯示裝置和電子設(shè)備。
更具體地說，本發(fā)明提供包括下列各部分的液晶顯示裝置液晶顯示面板，具有液晶層；偏光分離板，配置在液晶顯示面板的至少一側(cè)，其450納米波長下的反射率R450與650納米波長下的反射率R650的比值R450/R650至少等于1，其中液晶顯示裝置具有相位差膜供消除液晶顯示面板產(chǎn)生的帶色現(xiàn)象，且液晶層折射率各向異性波長色散BLC與相位差膜相位差波長色散BRF的比值BLC/BRF至少為1.02。
R450/R650至少應(yīng)為1.0，而且最好在3以下。要使R450/R650至少等于1可以采用一種第一層為雙折射、第二層不是雙折射且第一層一側(cè)的折射率基本上與第二層的折射率相等的偏光分離板?？梢圆捎孟蛄幸壕拥呐で蛄薪窃?80度至360度范圍內(nèi)的液晶顯示板。相位差膜可采用諸如單軸向拉伸膜之類的聚合物膜。在液晶顯示面板面對(duì)偏光分離板的一側(cè)可設(shè)一個(gè)反射板。
本發(fā)明還提供一種以液晶顯示裝置作為顯示部分的電子設(shè)備，所述液晶顯示裝置包括一個(gè)具有液晶層的液晶顯示面板；一個(gè)偏光分離板，配置在液晶顯示面板的至少一例，其450納米波長下的反射率R450與650納米波長下反射率R650的比值R450/R650至少等于1；其中液晶顯示裝置的液晶顯示面板有相位差膜供消除液晶顯示面板上產(chǎn)生的帶色現(xiàn)象，且液晶層折射率各向異性的波長色散BLC與相位差膜相位差的波長色散BRF的比值BLC/BRF至少等于1.02。
上述配備有相位差膜的液晶顯示裝置在液晶顯示層折射率各向異性的波長色散BLC與相位差膜相位差的波長色散BRF的比值BLC/BRF至少達(dá)1.02時(shí)顯示的對(duì)比度良好。同時(shí)，通過配備雙折射的第一層和非雙折射的第二層且使450納米波長下的反射率R450與650納米波長下的反射率R650的比值R450/R650至少等于1可以令人滿意地消除上述帶色現(xiàn)象。
現(xiàn)在通過一些實(shí)施例說明本發(fā)明的液晶顯示裝置和電子設(shè)備。
圖1是本發(fā)明液晶顯示裝置一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2的曲線舉例說明各種相位差膜的波長色散。
圖3的曲線舉例說明了各種液晶波長的折射率各向異性。
圖4的曲線舉例說明了各種液晶的波長色散。
圖5是偏光分離板結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖6是偏光分離板的原理示意圖。
圖7的曲線舉例說明了本發(fā)明實(shí)例中使用的偏光分離板的反射率。
圖8是應(yīng)用本發(fā)明的液晶顯示裝置的手提電話機(jī)的透視圖。
圖9是一般液晶顯示裝置一個(gè)實(shí)例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖10的曲線舉例示出了現(xiàn)有技術(shù)中使用的反射板的反射率。
圖1是本發(fā)明液晶顯示裝置一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖1中，1為上偏光板，2為相位差膜，3為液晶顯示面板。液晶顯示面板3由上下一對(duì)基板31和32、基板之間夾著液晶層33構(gòu)成?；?1和32面對(duì)液晶面板33的各側(cè)配備有圖中未示出、分別由ITO(氧化銦錫)或氧化錫制成的透明電極。散射板6、偏光分離板7和光吸收體8順次配置在液晶顯示面板3的下表面。
上述上偏光板1可采用一般的偏光板。相位差膜2用作色補(bǔ)償用的光學(xué)各向異性體，供消除液晶顯示面板3上產(chǎn)生的帶色現(xiàn)象，適用的材料有PC(聚碳酸酯)、PVA(聚乙烯醇)、PA(多芳基化合物)和(PSF)聚砜等單軸向拉伸膜。
圖2示出了采用上述薄膜作為相位差膜時(shí)各波長的相位差R(Δn·d)對(duì)650納米波長下的相位差R650(Δn·d 650)的各比值。圖2中，a為PSF,b為PA,c為PC,d為PVA。a至d的這些薄膜，波長越長，相位差R越小。
液晶顯示面板3可適當(dāng)采用TN型和STN型的任一種，其中STN型的尤以液晶分子的扭曲排列角在180度至360度范圍內(nèi)的STN型向列液晶為宜。本實(shí)施例中采用了STN型液晶。
圖3例舉了這種液晶顯示裝置普遍使用的A至H的多種液晶各波長的各向異性值。圖4是上述A至H各液晶各波長折射率各向異性Δn對(duì)650納米波長下折射率各向異性Δn650的比值曲線。圖3和圖4中所示的任一液晶，波長越長，折射率各向異性Δn越小。
在本發(fā)明中，液晶層折射率各向異性Δn的波長色散BLC與相位差膜2相位差的波長色散BRF的比值至少應(yīng)為1.02。液晶層折射率各向異性Δn的波長色散BLC是指液晶在450納米波長下的折射率各向異性Δn450對(duì)650納米長下折射率各向異性Δn650的比值Δn450/Δn650。波長色散BRF是指相位差膜2在450納米波長下的相位差R450(Δn·d450)對(duì)650納米波長下的相位差R650(Δn·d650)的比值R450/R650。
要使顯示面具有良好的對(duì)比度，可以使液晶顯示面板3液晶層折射率各向異性的波長色散對(duì)相位差膜2相位差的波長色散BRF的比值BLC/BRF至少為1.02。更可取的是，上述比值BLC/BRF至少應(yīng)為1.04，這樣可進(jìn)一步提高對(duì)比度。
至于上述散射板6，可以采用例如乳白色的聚丙烯板。此外，還可以配備粘結(jié)劑中混入擴(kuò)散劑的散射層來代替散射板6，這個(gè)散射層除散射作用外還起粘合液晶顯示面板和偏光分離板的作用。在散射板6或散射層的作用下，可以達(dá)到白色狀的顯示而不是鏡面狀的顯示。必要時(shí)可以不用散射板6。
上述偏光分離板7，如圖5中所示，由一定數(shù)目的第一膜71和第二膜72按一定順序?qū)盈B起來構(gòu)成，第一膜71是雙折射的，第二膜72不能雙折射。第一和第二膜可選取適當(dāng)?shù)牟牧?，但這兩種膜都必須是透光的，且不能雙折射的第二膜和能雙析射的第一膜，兩者的折射率應(yīng)基本相等。
第一膜71可采用拉伸成所要求倍率的例如聚萘二甲酸乙二酯(PEN)。第二膜72可采用萘二羧酸和對(duì)苯二甲酸或isothalic的共聚多酯(CoPEN)。第一膜71拉伸方向偏振光的折射率nAX為1.88，垂直于拉伸方向偏振光的折射率nAY為1.64。第二膜72的折射率nB為1.64。
在上述雙折射的第一膜71和非雙折射的第二膜72層疊成的偏光分離板7中，舉例說，當(dāng)光從上方進(jìn)入分離板7時(shí)，由于第一和第二膜71和72之間的折射率沒有界面，因而垂直于拉伸方向的光L1透過偏光分離板7。平行于拉伸方向的光L2中，只有預(yù)定的波長有選擇地在第一與第二膜之間的界面反射，其余的光L2透過。反射光L2的波長λa取決于第一和第二膜71和72的折射率nAX和nB(其中nB=nAY)和第一和第二膜71和72的厚度dA和dB。
這些關(guān)系可用下面的(1)式和(2)式表示nAX·dA=(1/4+m/2)λ(1)nB·dB=(1/4+m/2)λ (2)其中m為0或正整數(shù)。
因此，適當(dāng)選擇第一和第二膜71和72的折射率nAX和nB和第一和第二膜71和72的厚度dA和dB，可以使所要求波長的光反射。適當(dāng)選擇任何折射率和厚度，例如適當(dāng)選取適當(dāng)?shù)暮穸戎礵A和dB同時(shí)保持折射率nAX和nB不變，也可使所要求波長的光反射。將不同厚度的多片第一和第二膜層疊起來也可使反射在所要求波長范圍內(nèi)進(jìn)行。在此情況下，第一和第二膜71,72的片數(shù)越多，各波長的反射率就越高。適當(dāng)選擇膜片數(shù)可將各波長調(diào)定到所要求的反射率。這種偏光分離板在國際未經(jīng)審查的專利公報(bào)WO/95/17692和其它專利文獻(xiàn)中作為反射性偏振板公開過。
在本發(fā)明中，偏光分離板7在450納米波長下的反射率R450對(duì)反射率R650的比值R450/R650至少應(yīng)為1。用這種偏光分離板可最大限度地減少上述帶色現(xiàn)象。更可取的是，比值R450/R650至少應(yīng)為1.2，這樣可以進(jìn)一部減少帶色現(xiàn)象。鑒于比值R450/R650超過3.0時(shí)效果不顯著，因而所述比值最好不大于3.0。
圖7示出了偏光分離板7一個(gè)實(shí)例的各項(xiàng)反射性能。偏光分離板7采用了上述材料構(gòu)成的第一和第二膜71和72，滿足了上述條件，其中450納米波長下的反射率R450對(duì)650納米波長下的反射率R650的比值R450/R650約為1.39。
圖1中所示的光吸收體8可適當(dāng)采用任何材料，只要是黑色的，光吸收性能令人滿意即可。在光吸收體8上開許多小孔，再在下表面?zhèn)仍O(shè)一個(gè)后光源，可以制取透射型或透射/反射混合型的液晶顯示裝置。
液晶顯示面板3的液晶、相位差板2和偏光分離板7通過適當(dāng)組合，使液晶折射率各向?qū)缘牟ㄩL色散BLC對(duì)相位差膜相位差的波長色散BRF的比值BLC/BRF至少為1.02，且使偏光分離板在450納米波長下的反射率R450對(duì)650納米波長下的反射率R650的比值R450/R650至少為1，可以得出上述不帶色且對(duì)比度良好的液晶顯示裝置。
上述液晶、相位差膜2和偏光分離板7僅僅是舉例而已，用其它液晶、相位差膜和偏光分離板也可以得出上述類似的效果。
上述液晶顯示裝置應(yīng)用到例如圖8所示的手提電話機(jī)T的顯示部分A，可以使手提電話機(jī)顯示質(zhì)量高，本發(fā)明的液晶顯示裝置并不局限于手提電話機(jī)，它還適用于鐘表和其它電子設(shè)備。圖1所示的液晶顯示裝置即按本發(fā)明的實(shí)例1制備。相位差膜采用圖2C所示的PC單軸向拉伸膜(在589納米波長下Δnd為600nm微米)。液晶顯示板3是用圖3和圖4所示的液晶E(Δn·d在589納米波長下為0.136微米)制成的，元件厚度為6.5微米，扭曲角為240度。液晶相位差各向異性的波長色散BLC對(duì)相差膜2相位差波長色散BRF的比值BLC/BRF為1.07。偏光分離板7由預(yù)定數(shù)量的第一膜71和第二膜72層疊起來構(gòu)成，第一膜71由拉伸5倍的PEN制成，第二膜72由CoPEN制成。偏光分離板的反射率比值R450/R650為1.2。為與上述實(shí)例1比較，在實(shí)例1相同的條件下按比較實(shí)例1制取液晶顯示裝置，只是相位差膜采用圖2中b所示的PA膜。液晶顯示面板3液晶折射率各向異性的波長色散對(duì)相位差膜2相位差的波長色散的比值BLC/BRF為1.01，偏光分離板7的反射率比值R450/R650為1.2。為與上述實(shí)例1及比較實(shí)例1比較，分別用圖2中c和b所示的PC和PA制成的相位差膜制取常規(guī)實(shí)例1和2的圖9所示的常規(guī)液晶顯示裝置，使液晶顯示板3與例1和比較例1的相同，并在液晶顯示面板下表面?zhèn)仍O(shè)一個(gè)帶鋁反射板5的偏光板4。
表1綜合列出了實(shí)例1、比較實(shí)例1和常規(guī)實(shí)例1和2液晶顯示裝置的制備條件及其顯示性能的測試結(jié)果。在采用偏光分離板的液晶顯示裝置中，通電狀態(tài)的色澤取決于黑色吸收體8的色澤。因此，在實(shí)例1和比較實(shí)例1中，吸收體的色澤調(diào)節(jié)得使通電狀態(tài)下的色澤為黑色。在稍后即將談到的實(shí)例2和比較實(shí)例2中也是這種情況。
在一般實(shí)例1中，在斷電狀態(tài)下可以看到帶色現(xiàn)象。我們認(rèn)為，這是由于比值BLC/BRF大引起的。為使該比值更接近1，在一般實(shí)例2中選用了上述各項(xiàng)條件。結(jié)果，雖然消除了斷電狀態(tài)下的帶色現(xiàn)象，但卻在通電狀態(tài)產(chǎn)生帶色現(xiàn)象，從而使對(duì)比度下降。在對(duì)比實(shí)例中，顯示情況在斷電狀態(tài)下略帶微藍(lán)色，對(duì)比度下降。對(duì)比之下，在本發(fā)明的實(shí)例1中，無論在通電狀態(tài)或斷電狀態(tài)，顯示是單色的，令人滿意，對(duì)比度良好。用與本發(fā)明的實(shí)例1不同的液晶制備圖1所示的液晶顯示裝置，作為本發(fā)明的實(shí)例2。相位差膜2采用與實(shí)例1相同的那一種，液晶顯示面板，元件厚度5.6微米，扭曲角260度，用圖3和圖4中B所示的液晶(Δn·d在589納米波長下為0.164微米)作為液晶顯示面板3的液晶。液晶折射率各向異性的波長色散BLC對(duì)相位差膜2相位差的波長色散BRF的比值BLC/BRF為1.10。偏光分離板7由預(yù)定片數(shù)與實(shí)例1同材質(zhì)的第一和第二膜層疊起來構(gòu)成，反射率比值為1.39。在與實(shí)例2對(duì)比的比較實(shí)例2中，按實(shí)例2同樣的條件制備液晶顯示裝置，但采用圖2中a所示的PSF相位差膜。液晶顯示面板3的液晶折射率各向異性的波長色散BLC對(duì)相位差膜2的相位差波長色散BRF的比值BLC/BRF為O.98。偏光分離板7的反射率比值R450/R650和實(shí)例2中的一樣，為1.39。在與實(shí)例2對(duì)比的常規(guī)實(shí)例3和4中，分別采用圖2和c和a所示的PC和PCF薄膜作為相位差膜，制取與實(shí)例2和比較實(shí)例2完全相同的液晶顯示面板3，且在液晶顯示面板下表面?zhèn)妊b了一個(gè)帶鋁反射板5的偏光板4。
表2綜合列出了實(shí)例2、比較實(shí)例2和常規(guī)實(shí)例3,4中液晶顯示裝置的制備條件和顯示性能。
在本發(fā)明實(shí)例2的液晶顯示裝置中，從表2中可以看出，沒有象比較實(shí)例2和常規(guī)實(shí)例3和4中那樣有帶色現(xiàn)象，而且顯示的對(duì)比度良好。具體地說，在一般實(shí)例3中，雖然對(duì)比度較高，但顯示情況在斷電狀態(tài)下染上黃顏色，帶色現(xiàn)象較嚴(yán)重。在常規(guī)實(shí)例4中，雖然外觀是白色，但通電染上藍(lán)色，從而使對(duì)比度下降。在比較實(shí)例2中，顯示情況略帶微藍(lán)色，對(duì)比度差。相反，在本發(fā)明的實(shí)例2中，無論是在通電或斷電狀態(tài)下，顯示情況令人滿意，是單一色的，對(duì)比度良好。
將本發(fā)明的上述液晶顯示裝置應(yīng)用到圖8作為電子設(shè)備的手提電話機(jī)的顯示部分上，顯示性能優(yōu)異。
本發(fā)明的液晶顯示裝置和采用這種顯示裝置的電子設(shè)備，顯示時(shí)沒有帶色現(xiàn)象，從而提供了顯示質(zhì)量優(yōu)異的液晶顯示裝置和電子設(shè)備。
權(quán)利要求
1．一種液晶顯示裝置，包括一個(gè)液晶顯示面板，有一個(gè)液晶層；一個(gè)偏光分離板，配置在所述液晶顯示面板的至少一側(cè)，其在450納米波長下的反射率R450對(duì)650納米波長下的反射率R650的比值R450/R650至少等于1；其中，所述液晶顯示裝置有一個(gè)相位差膜，供消除所述液晶顯示面板中產(chǎn)生的帶色現(xiàn)象；且所述液晶層折射率各向異性的波長色散BLC對(duì)所述相位差膜相位差的波長色散BRF的比值BLC/BRF至少為1.02。
2．如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述比值R450/R650不超過3。
3．如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述偏光分離板配備有雙折射的第一層和非雙折射的第二層，且所述第一層一側(cè)的折射率基本上等于所述第二層的折射率。
4．如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述液晶層為扭曲向列角在180度至360度范圍內(nèi)的扭曲向列液晶層。
5．如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述相位差膜為聚合物膜。
6．如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述液晶顯示面板面對(duì)所述偏光分離板的一側(cè)設(shè)有一個(gè)反射板。
7．一種其顯示部分為液晶顯示裝置的電子設(shè)備，所述液晶顯示裝置包括一個(gè)液晶顯示面板，具有一液晶層；一個(gè)偏光分離板，配置在所述液晶顯示面板的至少一側(cè)，其在450納米波長下的反射率R450對(duì)650納米波下的反射率R650的比值R450/R650至少等于1；其中，所述液晶顯示裝置有一相位差膜，供消除所述液晶顯示面板上產(chǎn)生的帶色現(xiàn)象；且所述液晶層折射率各向異性的波長色散BLC對(duì)所述相位差膜相位差的波長色散BRF的比值BLC/BRF至少等于1.2。
全文摘要
本發(fā)明提供的液晶顯示裝置包括:一個(gè)液晶顯示面板,具有液晶層;和一個(gè)相位差膜,供消除液晶顯示面板上產(chǎn)生的帶色現(xiàn)象;其特征在于,液晶顯示面板的至少一側(cè)配置著一個(gè)偏光分離板,由雙折射的第一膜和非雙折射的第二膜構(gòu)成,液晶顯示面板折射率各向異性的波長色散B
文檔編號(hào)G02F1/1335GK1222683SQ98116249
公開日1999年7月14日 申請(qǐng)日期1998年8月6日 優(yōu)先權(quán)日1997年8月7日
發(fā)明者飯島千代明 申請(qǐng)人:精工愛普生株式會(huì)社