專利名稱：帶微透鏡陣列的液晶顯示面板和液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示面板和液晶顯示裝置，特別涉及具有微透鏡 陣列的液晶顯示面板和液晶顯示裝置。
背景技術(shù)：
近年來，液晶顯示裝置作為監(jiān)視器、投影儀、便攜式信息終端、 便攜式電話等的顯示裝置被廣泛應(yīng)用。液晶顯示裝置一般根據(jù)驅(qū)動信 號使液晶顯示面板的透過率(或反射率)變化，對照射液晶顯示面板 的來自光源的光的強度進行調(diào)制，從而顯示圖像和文字。作為液晶顯 示裝置，存在直接觀察顯示于液晶顯示面板的圖像等的直視型顯示裝 置、和通過投影透鏡將顯示在顯示面板上的圖像等放大投影在屏幕上 的投影型顯示裝置(投影儀)等。
液晶顯示裝置，通過對矩陣狀規(guī)則排列的像素分別施加與圖像信 號對應(yīng)的驅(qū)動電壓，使各像素的液晶層的光學(xué)特性變化，利用配置在 其前后的偏光元件(典型的是偏光板)，與液晶層的光學(xué)特性相配合地， 對透過的光進行調(diào)光，從而顯示圖像和文字等。該偏光板在直視型液 晶顯示裝置中，通常分別直接貼合在液晶顯示面板的光入射側(cè)基板(背 面基板)和光出射側(cè)基板(前面基板或觀察者側(cè)基板)上。
作為對各像素獨立施加驅(qū)動電壓的方式，存在單純矩陣方式和有 源矩陣方式。其中，在有源矩陣方式的液晶顯示面板中必須設(shè)置對開
關(guān)元件和像素電極供給驅(qū)動電壓的配線。作為開關(guān)元件，使用MIM(金 屬一絕緣體一金屬)元件等非線性2端子元件、TFT (薄膜晶體管)元 件等三端子元件。
但是，在有源矩陣方式的液晶顯示裝置中，如果對設(shè)置在顯示面 板中的開關(guān)元件(特別是TFT)入射強光，則OFF狀態(tài)下的元件電阻 下降，在電壓施加時充電至像素電容的電荷被放電，不能夠得到規(guī)定 的顯示狀態(tài)，因此具有在黑狀態(tài)下也漏光導(dǎo)致對比度比下降的問題。于是，在有源矩陣方式的液晶顯示面板中，例如，為了防止光入
射至TFT (特別是溝道區(qū)域)，在設(shè)置有TFT和像素電極的TFT基板、 隔著液晶層與TFT基板相對的相對基板上，設(shè)置有遮光層(稱作黑矩 陣)。
此處，在液晶顯示裝置為反射型液晶顯示裝置的情況下，如果將 反射電極用作遮光層，則有效像素面積不會下降。但是，在利用透過 光進行顯示的液晶顯示裝置中，在不透光的TFT、柵極總線和源極總 線之外還設(shè)置遮光層，于是有效像素面積下降，相對于顯示區(qū)域的整 個面積的有效像素面積的比率即開口率下降。
液晶顯示裝置具有重量輕且薄、電力消耗低的特征，因此作為便 攜式電話、便攜式信息終端等移動設(shè)備的顯示裝置被廣泛應(yīng)用，但是 基于顯示信息量的增大、畫質(zhì)提高等目的，對顯示裝置的高精細化的 要求越來越強烈。在現(xiàn)有技術(shù)中，例如，對于2 3英寸等級的液晶顯 示裝置，240X320像素的QVGA顯示是標(biāo)準(zhǔn)的，但是近年來也制造進 行480X640像素的VGA顯示的裝置。
液晶顯示面板的高精細化、小型化不斷發(fā)展，隨之上述開口率的 下降成為更大的問題。這是因為，即使希望使像素間距變小，由于電 性能、制造技術(shù)等的制約，也不能夠使TFT、總線等比某一定程度的 尺寸更小。為了補償透過率的下降，也考慮提高背光源的亮度，但是 這會導(dǎo)致電力消耗的增大，因此特別對于移動設(shè)備成為問題。
此外，近年來，作為移動設(shè)備的顯示裝置，半透過型的液晶顯示 裝置逐漸普及，半透過型的液晶顯示裝置在暗的照明下利用背光源的 光進行顯示，在亮的照明下通過對入射至液晶顯示面板的顯示面的光 進行反射而進行顯示。在半透過型液晶顯示裝置中，在各個像素中具 有以反射模式進行顯示的區(qū)域(反射區(qū)域)和以透過模式進行顯示的 區(qū)域(透過區(qū)域)，因此，通過使像素間距變小，相對于顯示區(qū)域整個 面積的透過區(qū)域面積的比率(透過區(qū)域的開口率)顯著降低。因此， 在半透過型液晶顯示裝置中，雖然具有不限于周圍的亮度，能夠?qū)崿F(xiàn) 對比度比高的顯示的優(yōu)點，但是存在當(dāng)透過區(qū)域的開口率變小時，亮 度下降的問題。
作為改善這樣的具有透過區(qū)域的液晶顯示裝置的光利用效率的方法，在專利文獻1和專利文獻2中公開了在液晶顯示面板中，對各個 像素設(shè)置聚光的微透鏡，提高液晶顯示面板的有效的開口率的方法。 進一步，本申請人在專利文獻3中公開了適用于透過型或半透過型的 液晶顯示裝置等的帶微透鏡陣列的液晶顯示面板的制造方法。根據(jù)專 利文獻3記載的制造方法，能夠?qū)ο袼刈晕移ヅ湫缘匾愿叩奈恢镁?形成微透鏡。
一般地說，VA型(垂直取向型)的液晶顯示裝置，與TN型液晶 顯示裝置等相比具有高的視野角特性，通過在VA型液晶顯示面板的兩 面使用光學(xué)膜(偏光板+光學(xué)補償元件)，能夠得到廣視野角且高對比 度的顯示。此處，所謂的入射側(cè)光學(xué)膜和出射側(cè)光學(xué)膜， 一般使用相 同的光學(xué)膜，這樣能夠得到高的光學(xué)補償效果。
作為VA型液晶顯示裝置的一個例子，在專利文獻4中記載有，在 液晶層的兩側(cè)設(shè)置有粘貼與偏光膜不同的兩個相位差層而形成的廣視 角偏光板的液晶顯示裝置。此外，在專利文獻5中記載有具有微透鏡 的液晶顯示裝置的例子。此處，為了防止由設(shè)置微透鏡產(chǎn)生的對比度 的下降，起偏器不是配置在微透鏡的外側(cè)，而是配置在微透鏡與液晶 面板之間。
專利文獻1:日本特開2003—337207號公報
專利文獻2:日本特開2005—275142號公報
專利文獻3:日本特開2005 —196139號公報(專利第3708112號)
專利文獻4:日本特開2003 — 121642號公報
專利文獻5:日本特開平5 — 188364號公報

發(fā)明內(nèi)容
在投影儀這樣的投射型顯示裝置中，因為從裝置到屏幕的距離很 長，所以對于液晶顯示面板并不要求高的視野角特性，但是在用于移 動設(shè)備、數(shù)字靜態(tài)相機等的直視型的液晶顯示裝置中，要求高的視野 角特性。從而，對于目的不是應(yīng)用于投射型顯示裝置的直視型用的液 晶顯示裝置，考慮應(yīng)用VA型液晶顯示裝置。此外，為了提高亮度，也 考慮在這樣的VA型液晶顯示裝置中應(yīng)用微透鏡。但是，雖然在VA型 液晶顯示裝置中應(yīng)用微透鏡，但能夠以高水平實現(xiàn)視野角特性和對比
6度性能的液晶顯示面板的結(jié)構(gòu)一直以來并沒有被提出。
為了提高VA型液晶顯示裝置的亮度，在假設(shè)將專利文獻4所示的 液晶面板結(jié)構(gòu)應(yīng)用于帶微透鏡的液晶面板的情況下，透過起偏器被直 線偏光后的光，通過表面為球面狀的微透鏡，因此可認為在黑顯示時 產(chǎn)生漏光，對比度下降。
為了防止對比度的下降，如專利文獻5所示，在將起偏器配置在 微透鏡陣列與液晶面板之間的情況下，產(chǎn)生下述問題。
(1) 需要在光學(xué)膜之上安裝另外制作而成的微透鏡陣列，因此在 制造工序中可能會對微透鏡陣列造成損傷。
(2) 微透鏡陣列位于液晶顯示面板的外側(cè)，因此特別是用于直視 型的液晶顯示面板的情況下，可能會對微透鏡陣列造成損傷，或者附 著污物。
(3) 與玻璃相比，光學(xué)膜的平坦度低、熱膨脹大，因此配置在光 學(xué)膜上的微透鏡陣列可能會產(chǎn)生變形、位置偏移。
(4) 難以使微透鏡的焦點距離變短，不能夠得到良好的光學(xué)特性。 與用于投影儀這樣的投射型顯示裝置的液晶顯示面板不同，在用
于移動設(shè)備、數(shù)字靜態(tài)相機等的直視型的液晶顯示裝置中，需要使用 通過微透鏡的光，保持高的視野角。因此，需要使液晶面板與微透鏡 的間隔盡量小，使進入透鏡的大致平行的光最大彎曲至60度左右。但 是，這樣的利用透鏡的急劇的光路變化，對于光學(xué)補償元件的效果也 造成很大的影響。
因此，對于直視型液晶顯示裝置，決定具有高亮度、并且能夠?qū)?現(xiàn)優(yōu)異的視野角特性和對比度性能的適宜的裝置結(jié)構(gòu)并不容易。
本發(fā)明鑒于上述問題而提出，其目的在于提供視野角特性良好且 對比度高、能夠進行高亮度的顯示的直視型的帶微透鏡陣列的液晶顯 示面板、和使用它的液晶顯示裝置。
本發(fā)明的帶微透鏡陣列的液晶顯示面板包括具有多個像素的液 晶面板；設(shè)置在上述液晶面板的光入射側(cè)的微透鏡陣列；設(shè)置在上述 液晶面板的光出射側(cè)的第一偏光板和第一光學(xué)補償元件；和設(shè)置在上 述微透鏡陣列的上述光入射側(cè)的第二偏光板和第二光學(xué)補償元件，上 述第一光學(xué)補償元件的厚度方向的延遲比上述第二光學(xué)補償元件的厚度方向的延遲大。
在一個實施方式中，上述第一光學(xué)補償元件由配置在上述液晶面 板與上述第一偏光板之間的第一相位差板和第二相位差板構(gòu)成，上述 第二光學(xué)補償元件由配置在上述液晶面板與上述第二偏光板之間的一 個相位差板構(gòu)成。
在一個實施方式中，上述帶微透鏡陣列的液晶顯示面板是用于直 視型液晶顯示裝置的液晶顯示面板。
在一個實施方式中，上述液晶面板包括垂直取向型液晶層，上述 帶微透鏡陣列的液晶顯示面板是垂直取向型的液晶顯示面板。
在一個實施方式中，上述第一光學(xué)補償元件中的上述第一相位差
板具有面內(nèi)方向的延遲，并且厚度方向的延遲實質(zhì)上為o，上述第二相 位差板具有厚度方向的延遲，并且面內(nèi)方向的延遲實質(zhì)上為o，上述第
二光學(xué)補償元件的上述一個相位差板具有面內(nèi)方向的延遲，并且厚度
方向的延遲實質(zhì)上為o。
在一個實施方式中，上述第一光學(xué)補償元件中的上述第一相位差 板是在面內(nèi)具有滯相軸的正的單軸性相位差板，上述第二相位差板是 在厚度方向具有滯相軸的負的單軸性相位差板，上述第二光學(xué)補償元 件的上述一個相位差板是在面內(nèi)具有滯相軸的正的單軸性相位差板。
在一個實施方式中，上述第二相位差板的厚度方向的延遲為
200nrn以上300nrn以下。
在一個實施方式中，上述第二相位差板的厚度方向的延遲為約 250nmc
本發(fā)明的液晶顯示裝置是具有上述帶微透鏡陣列的液晶顯示面板 的液晶顯示裝置。
根據(jù)本發(fā)明，能夠提供視野角特性良好、對比度高且能夠進行高 亮度的顯示的直視型的帶微透鏡陣列的液晶顯示面板，和使用它的液 晶顯示裝置。


圖1是示意性地表示本發(fā)明的帶微透鏡陣列的液晶顯示面板的結(jié) 構(gòu)的截面圖。圖2是示意性地表示參考例的帶微透鏡陣列的液晶顯示面板的結(jié) 構(gòu)的截面圖。 —
圖3 (a) (e)是示意性地表示本實施方式的制造方法的前半部 分的截面圖。
圖4 (a) (d)是示意性地表示本實施方式的制造方法的后半部 分的截面圖。
圖5 (a) (g)是例示通過本實施方式的制造方法形成得到的微 透鏡的形狀的圖。
圖6是示意性地表示具備本發(fā)明的帶微透鏡陣列的液晶顯示面板 的液晶顯示裝置的截面圖。
符號說明
12液晶面板
14微透鏡陣列
14a微透鏡
14a'微透鏡的潛像
15間隙
17像素開口部
22前面?zhèn)裙鈱W(xué)膜
23背面?zhèn)裙鈱W(xué)膜
24粘接層
26支承體
26'支承體的潛像
27視野角補償板
28相位差板
29偏光板
30電氣元件基板
32相對基板
34液晶層
35保護層
36密封件
37粘接層39樹脂層
40光掩模
41背光源
42光源
43導(dǎo)光板
44反射板
47視野角補償板
48相位差板
49偏光板
100帶微透鏡陣列的液晶顯示面板 200液晶顯示裝置
具體實施例方式
以下，參照附圖，說明本發(fā)明的帶微透鏡陣列的液晶顯示面板的 實施方式。
圖1是示意性地表示本實施方式的帶微透鏡陣列的液晶顯示面板 ioo的結(jié)構(gòu)的截面圖。如圖所示，本實施方式的帶微透鏡陣列的液晶顯
示面板100 (以下也簡稱為液晶顯示面板100)包括具有配置為矩陣
狀的多個像素的液晶面板(也稱作"液晶單元"或"液晶顯示面板")
12;和包括設(shè)置在液晶面板12的光入射側(cè)(圖的下側(cè))的多個微透鏡
14a的微透鏡陣列14。
微透鏡陣列14由可見光的透過率高的丙烯酸類的UV固化型樹脂 形成，但也可以由環(huán)氧類的UV固化型樹脂、熱固化型樹脂等形成。 作為微透鏡陣列14的各微透鏡14a，使用覆蓋多個像素的雙凸透鏡型 透鏡，但也可以由與每個像素對應(yīng)的半球型的微透鏡構(gòu)成各微透鏡 14a。
液晶面板12包括針對每個像素形成有開關(guān)元件(例如TFT、 MIM元件等)的電氣元件基板30;例如作為彩色濾光片基板(CF基 板)的相對基板32;和垂直取向型的液晶層34。液晶層34包括封入 電氣元件基板30與相對基板32之間的液晶材料，通過設(shè)置在外周部 的密封件36被密封。在液晶面板12的觀察者側(cè)(圖的上側(cè))，通過未圖示的粘接層粘 貼有前面?zhèn)裙鈱W(xué)膜22。前面?zhèn)裙鈱W(xué)膜22包括設(shè)置在相對基板32之 上的視野角補償板27;設(shè)置在視野角補償板27之上的相位差板28; 和設(shè)置在相位差板28之上的偏光板29。另外，在本說明書中，將相位 差板28稱作第一相位差板，將視野角補償板27稱作第二相位差板， 相位差板28和視野角補償板27合稱為第一光學(xué)補償元件。在微透鏡陣列14的光入射側(cè)，通過形成在微透鏡陣列14的周邊 區(qū)域的支承體26配置有保護層35，在保護層35的光入射側(cè)，通過未 圖示的粘接層粘貼有背面?zhèn)裙鈱W(xué)膜23。背面?zhèn)裙鈱W(xué)膜23包括設(shè)置在保 護層35之上的相位差板48，和設(shè)置在相位差板48之上的偏光板49。 也將相位差板48稱作第二光學(xué)補償元件。偏光板29和偏光板49采用 各自的透過軸相互90。交叉的正交尼科耳配置。保護層35和微透鏡陣列14以保護層35僅與各微透鏡14a的頂點 附近相接的方式形成，在微透鏡陣列14與保護層35之間形成有包含 空氣的間隙15。另外，也可以是保護層35僅由支承體26支承，微透 鏡14a不與保護層35相接的結(jié)構(gòu)。此外，也可以是在微透鏡14a的前 端部分設(shè)置突起，該突起與保護層35相接的結(jié)構(gòu)。保護層35與微透鏡陣列14同樣，由可見光的透過率高的丙烯酸 類的UV固化型樹脂形成。作為保護層35也能夠應(yīng)用環(huán)氧類的UV固 化樹脂、或熱固化性樹脂。保護層35優(yōu)選由與微透鏡14a相同的材料 形成，或者由具有與構(gòu)成微透鏡14a的材料的折射率大致相同的折射 率的材料形成。此外，支承體26也優(yōu)選由與微透鏡14a相同的材料形 成，從而能夠簡化制造工序。作為偏光板29和49，使用以TAC (三醋酸纖維素)夾入由碘進 行染色并延伸的PVA (聚乙烯醇)的碘類偏光板。作為偏光板29和 49，也可以使用染料類的偏光板、代替TAC使用降冰片烯(norbornene) 類樹脂等的偏光板等。作為相位差板28和48，使用降冰片烯類樹脂。作為相位差板28 和48，也可以使用聚碳酸脂類的樹脂等。作為視野角補償板27，使用 涂敷有膽甾相液晶的膜，但也可以使用降冰片烯類樹脂的膜等。也可 以由進行過2軸延伸的降冰片烯類樹脂的一個膜代替相位差板28和視ii野角補償板27的功能。對于相位差板28、視野角補償板27、和相位差板48，分別使各元 件的厚度為d，使波長550nm的厚度方向的折射率為nz，使面內(nèi)方向 的折射率為nx (滯相軸方向)和ny (進相軸方向)，則面內(nèi)方向的延 遲(Re)表示為(nx-ny) Xd，厚度方向的延遲(Rth)表示為[(nx+ny) /2-nz]Xd。相位差板28和相位差板48分別是在面內(nèi)具有滯相軸的正的單軸 性相位差板，是面內(nèi)方向的延遲(Re)為140nm的:W4板。厚度方向 的延遲(Rth)實質(zhì)上為O。視野角補償板27是在厚度方向具有滯相軸 的負的單軸性相位差板，厚度方向的延遲(Rth)為250nm，面內(nèi)方向 的延遲(Re)實質(zhì)上為O。另外，視野角補償板27的厚度方向的延遲 (Rth)優(yōu)選是200nm以上300nm以下。相位差板28和相位差板48以面內(nèi)滯相軸相互以90°交叉的方式 配置。此外，相位差板28的滯相軸與偏光板29的透過軸，以及相位 差板48的滯相軸與偏光板49的透過軸分別向相互差別45 °的方向延 伸。根據(jù)本實施方式的液晶顯示面板，在沿著與聚光方向平行的方向 (雙凸透鏡的長度方向)和與其垂直的方向觀察在顯示面上對比度(或 對比度比)CR比IO大的視野角區(qū)域(CR〉10的區(qū)域)的情況下，均 為60度以上。此夕卜，從與顯示面垂直的方向看時的CR (正面CR)為 400。另外，在本說明書中提及光學(xué)補償元件的延遲值時，即使偏光板 29和49的TAC具有延遲，在光學(xué)補償元件的延遲值中也不包括TAC 的延遲值。根據(jù)本實施方式的液晶顯示面板，能夠在廣視野角范圍內(nèi)得到這 樣的高對比度。但是，為了實現(xiàn)這樣的高性能，本申請的發(fā)明者對液 晶顯示面板的結(jié)構(gòu)進行了各種研究。以下，作為其研究的一個例子， 使用液晶顯示面板的參考例進行說明。圖2是示意性地表示參考例的帶微透鏡陣列的液晶顯示面板100' 的結(jié)構(gòu)的截面圖。液晶顯示面板100'的光學(xué)膜的配置是將專利文獻4 所示的配置方法直接應(yīng)用于帶微透鏡的液晶顯示面板的結(jié)構(gòu)。在液晶顯示面板100'的結(jié)構(gòu)要素中，對與上述液晶顯示面板100的結(jié)構(gòu)要素相同的要素標(biāo)注相同的參照符號，并省略其說明。如圖所示，液晶顯示面板ioo'具有與上述實施方式相同的液晶面板12和微透鏡陣列14。在液晶面板12的觀察者側(cè)粘貼有前面?zhèn)裙鈱W(xué) 膜22'。前面?zhèn)裙鈱W(xué)膜22'包括視野角補償板27'、相位差板28和偏光 板29。在保護層35的光入射側(cè)粘貼有背面?zhèn)裙鈱W(xué)膜23'。背面?zhèn)裙鈱W(xué) 膜23，包括視野角補償板47、相位差板48、偏光板49。作為偏光板29和49以及相位差板28和48，使用與上述實施方式 相同的材料。視野角補償板27'和47是涂敷有膽甾相液晶的視野角補 償板，是在厚度方向具有滯相軸的負的單軸性相位差板。兩者均是厚 度方向的延遲(Rth)為130nm，面內(nèi)方向的延遲(Re)實質(zhì)上為0。在該參考例的液晶顯示面板IOO'中，在與透鏡的聚光方向垂直的 方向表示CR>10的視野角范圍為60度以上，但在與聚光方向平行的 方向，表示CRM0的視野角范圍為40度左右。此外，正面CR為290。對使用這樣的參考例的液晶顯示面板改善對比度和視野角特性進 行研究，結(jié)果確認通過增加出射側(cè)的光學(xué)元件的視野角補償成分能夠 改善視野角特性。例如，使視野角補償板27'的厚度方向的延遲為 Rth=250nm，使視野角補償板47的厚度方向的延遲為Rth=120nm，此 時沿與聚光方向平行的方向的表示CR>10的視野角范圍成為60度以 上，正面CR提高至330。但是，在該結(jié)構(gòu)中，沿與聚光方向垂直的方 向的CR>10的視野角范圍變窄至50度左右，在實際使用中存在問題。為了進一步改良該狀況而進行研究，結(jié)果得出通過使出射側(cè)的視 野角補償板27'的厚度方向的延遲為Rth=250nm，除去入射側(cè)的視野角 補償板47，能夠得到表示CRMO的視野角范圍在與聚光方向平行的方 向和與聚光方向垂直的方向均為60度以上，正面CR為400的高特性。 從而，本發(fā)明的實施方式的液晶顯示面板100采用這樣的光學(xué)元件的 結(jié)構(gòu)。本發(fā)明優(yōu)選適用于像素間距為50 u m 250 u m的液晶顯示面板， 特別優(yōu)選適用于像素間距為200um以下的液晶顯示面板。微透鏡的直 徑(表現(xiàn)透鏡功能的方向的寬度)設(shè)定得與像素間距大致相等。微透 鏡的高度為約10um 35nm，根據(jù)微透鏡的直徑和像素間距決定。接著，使用圖3 (a) (e)和圖4 (a) (d)，說明本發(fā)明的帶 微透鏡陣列的液晶顯示面板的優(yōu)選制造方法。此處，圖3 (a) (e) 和圖4 (a) (c)表示在一塊大板基板上同時形成多個圖1所示的液 晶顯示面板100的工序，圖4 (d)表示切割形成在大板基板上的多個 液晶顯示面板100，形成相互獨立的多個液晶顯示面板100的工序。于 是，在圖3 (a) (e)和圖4 (a) (c)中，作為多個液晶顯示面 板100的結(jié)構(gòu)要素的電氣元件基板30、相對基板32、保護膜35、光學(xué) 膜22和23等分別表示為連續(xù)的一個層。首先，準(zhǔn)備圖3 (a)所示的具有配置為矩陣狀的多個像素的液晶 面板12。液晶面板12具有TFT基板等電氣元件基板30、彩色濾光片 基板等相對基板32、和包含液晶材料的液晶層34。液晶層34使用液 晶滴下方式形成，通過密封件36密封在電氣元件基板30與相對基板 32之間。在液晶層34的形成中也能夠采用液晶注入方式，但通過使用液晶 滴下方式，能夠在大板基板上短時間且容易地同時形成多個液晶面板。 此外，在采用液晶注入方式的情況下，在形成液晶面板之后注入液晶， 此時由于微透鏡材料等與液晶接觸而產(chǎn)生液晶的污染問題。通過采用 液晶滴下方式，能夠防止這樣的污染問題。接著，如圖3 (b)所示，通過在液晶面板12的外側(cè)的一對主面的 一方粘貼干膜(干膜抗蝕劑)，形成樹脂層39。作為樹脂層39的材料， 使用光固化性樹脂。作為干膜(樹脂層39)，優(yōu)選使用透過率高的UV 固化型樹脂，但也能夠使用其它的光固化性樹脂、熱固化性樹脂、或 光固化性熱固化性并用型的樹脂。在之后的工序中，對樹脂層39進行 加工形成微透鏡14a。為了實現(xiàn)液晶顯示裝置的薄型化，樹脂層39的 厚度優(yōu)選在能夠得到微透鏡的聚光效果的范圍內(nèi)盡可能地薄。接著，如圖3 (c) (e)所示，通過對樹脂層39進行加工，形 成具有多個微透鏡14a的微透鏡陣列14和支承體26。微透鏡14a的形 成優(yōu)選由專利文獻3所記載的自匹配型(sdf-alignment方式)的方法 進行。根據(jù)該方法，能夠容易地形成與像素對應(yīng)的沒有光軸偏移的微 透鏡14a，能夠得到高聚光效果。根據(jù)該方法，在圖3 (c)所示的工序中，隔著液晶面板12對UV固化性樹脂的樹脂層39照射UV光。在照射UV光時，通過移動基板 或UV光源，使照射光向液晶面板12的入射角度階段性地或連續(xù)地變 化。從而，照射光向樹脂層39的照射強度部分變化，形成與各像素對 應(yīng)的微透鏡14a (微透鏡的潛像14a')。之后，如圖3 (d)所示，對樹脂層39從與液晶面板12相反的一 側(cè)隔著光掩模40進行曝光，從而在微透鏡陣列14的周邊區(qū)域形成支 承體26 (支承體的潛像26')。接續(xù)該曝光工序進行顯影工序，從而如圖3 (e)所示，形成具有 多個微透鏡14a的微透鏡陣列14，并且在微透鏡陣列14的周邊區(qū)域形 成支承體26。支承體26和微透鏡14a的高度根據(jù)樹脂層39的厚度被 規(guī)定，因此，通過使用干膜作為樹脂層39，具有能夠得到厚度均勻性 高的樹脂層39，能夠得到將支承體26和微透鏡14a的高度(最高高度) 精密地控制為相同高度的優(yōu)點。之后，如圖4 (a)所示，將與在樹脂層39的形成中使用的干膜相 同的干膜，以與各微透鏡14a的頂點部分和支承體26相接的方式進行 粘貼，從而形成樹脂層38。此時，如果粘貼壓力過高則干膜可能陷入 微透鏡14a的凹部，相反地，如果過低則密接性下降，因此粘貼壓力 優(yōu)選在0.05 1MPa的范圍內(nèi)。干膜的粘貼溫度優(yōu)選為50度以上、干膜的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變點.(在本實 施方式中為110度)以下。這是因為，如果為50度以下，則干膜與微 透鏡14a和支承體26的密接性下降，容易產(chǎn)生剝離，如果超過玻璃態(tài) 轉(zhuǎn)變點，則干膜變得過軟，干膜容易陷入微透鏡陣列。此外，將干膜 壓接于微透鏡陣列14時的速度，優(yōu)選為0.5 4m/min的范圍內(nèi)。如果 速度過快則密接性下降，如果過慢則生產(chǎn)效率下降。接著，如圖4 (b)所示，通過對樹脂層38照射UV進行燒制，形 成保護層35。此處，保護層35與各微透鏡14a的頂點部分和支承體 26固接，因此能夠防止保護層35與在后面的工序中形成的背面?zhèn)裙鈱W(xué) 膜23的剝離、保護層35的變形引起的顯示不均的產(chǎn)生。之后，如圖4 (c)所示，將包括上述視野角補償板27、相位差板 28、和偏光板29的背面?zhèn)裙鈱W(xué)膜23通過粘接層37和支承體26貼合 在液晶面板12上。此外，將包括上述相位差板48和偏光板49的前面?zhèn)裙鈱W(xué)膜22通過粘接層24貼合在液晶面板12上。背面?zhèn)裙鈱W(xué)膜23 優(yōu)選在形成保護層35之后立即進行粘貼。從而，能夠防止對保護層35 的損傷，并且能夠容易進行下一工序中的處理。另外，前面?zhèn)裙鈱W(xué)膜 22能夠在上述工序中的任意時刻與液晶面板12貼合。最后，如圖4(d)所示，例如使用在日本特開2004 —4636號公報 中公開的方法，對圖4 (c)所示的疊層基板進行切割，完成多個帶微 透鏡陣列的液晶顯示面板100。在上述的圖3 (c) (e)的工序中，例如能夠通過轉(zhuǎn)印法等方法， 形成微透鏡陣列14等。在使用轉(zhuǎn)印法的情況下，對樹脂層39按壓壓 模(stamper),轉(zhuǎn)印壓模的形狀，從而形成微透鏡陣列14和支承體26。 從而，得到具有與圖3 (e)所示的結(jié)構(gòu)相同的構(gòu)造的液晶顯示面板。接著，對在上述工序中形成的微透鏡14a的形狀進行說明。圖5是示意性地表示在圖3 (b) (d)所示的工序中形成的微透 鏡14a的形狀的圖。在該工序中，通過調(diào)整對樹脂層39的照射光量分 布，能夠形成圖5 (a)和(b)所示的跨多個像素開口部(或像素)17 的雙凸透鏡，或者圖5 (c) (g)所示的針對每個像素開口部17設(shè) 置的微透鏡。圖5 (a)所示的透鏡是半圓柱狀的雙凸透鏡，圖5 (b) 所示的透鏡是在頂點附近具有平坦部的雙凸透鏡。此外，圖5 (c)所 示的透鏡是針對每個像素形成為半圓柱狀的微透鏡，圖5 (d)所示的 透鏡是針對每個像素形成的半球狀的微透鏡，圖5 (e)所示的透鏡是 頂點部被平坦化的半球狀的微透鏡。此外，圖5 (f)所示的透鏡是針 對每個像素形成的底面為六邊形的微透鏡，圖5 (g)所示的透鏡是頂 點部被平坦化的底面為六邊形的微透鏡。圖6示意性地表示具有本發(fā)明的實施方式的液晶顯示面板100的 液晶顯示裝置200的結(jié)構(gòu)。液晶顯示裝置200具有液晶顯示面板100和高指向性的背光源41 。 背光源41具有光源42;接受從光源42出射的光，使其在其中進行 傳播并向液晶顯示面板100射出的導(dǎo)光板43;和將從導(dǎo)光板43的背面 出射的光、或從液晶顯示裝置200的外部入射并透過液晶顯示面板100 和導(dǎo)光板43的光，朝向?qū)Ч獍?3反射的反射板44。背光源41射出用作光源42的LED的排列方向的指向性低、與其16正交的方向的指向性高的光。另外，指向性是表示來自背光源41的光 的發(fā)散的程度(平行度)的指標(biāo)，通常將成為正面方向的亮度的一半 的亮度的角度定義為指向性半值角。從而，該指向性半值角越小，越 會成為在正面方向具有峰值(指向性高)的背光源。作為適用于液晶顯示裝置200的背光源41,例如能夠舉出在 IDW，02 " Viewing Angle Control using Optical Microstructures on Light-Guide Plate for Illumination System of Mobile Transmissive LCD Module" , K. KALANTAR， P549-552, IDW，02 "Prism-sheetless High Bright Backlight System for Mobile Phone "A. Funamoto et al. p. 687-690; 日本特開2003—35824號公報、日本特表平8—511129號公報等所記 載的背光源。通過設(shè)置微透鏡陣列14，對像素(開口部)以外的區(qū)域進行照明 的光，即從背光源41朝向形成在像素周邊的遮光膜BM出射的光，通 過微透鏡14a被引導(dǎo)至像素，并從液晶顯示面板100出射。因此，能 夠提高背光源41的光利用效率。在液晶顯示面板100這樣的帶微透鏡陣列的液晶顯示面板中希望 得到高的光利用效率的情況下，優(yōu)選背光源41的指向性高。即，優(yōu)選 來自背光源41的出射光的指向性半值角較小。另一方面，對于像素來說，開口越大越能夠使光利用效率提高。 但是，在半透過型液晶顯示面板中，作為反射型的特性也很重要，因 為僅將像素中的一部分(透過區(qū)域)用作透過顯示，所以開口率(透 過區(qū)域的面積比率)被限制。在半透過型液晶顯示面板中，在較多的 情況下，開口率為20 60%。如上所述，本發(fā)明優(yōu)選適用于半透過型 液晶顯示面板等開口率較低的液晶顯示面板。根據(jù)本發(fā)明，能夠利用微透鏡提高液晶顯示面板的亮度，并且能 夠在廣視野角范圍內(nèi)提高對比度。此外，根據(jù)本發(fā)明，能夠容易地制 造這樣的液晶顯示面板和液晶顯示裝置。產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明能夠提高液晶顯示面板和液晶顯示裝置的顯示品質(zhì)，特別 能夠提高半透過型液晶顯示面板等開口率較小的直視型的液晶顯示面 板和液晶顯示裝置的品質(zhì)。
權(quán)利要求
1.一種帶微透鏡陣列的液晶顯示面板，其特征在于，包括具有多個像素的液晶面板；設(shè)置在所述液晶面板的光入射側(cè)的微透鏡陣列；設(shè)置在所述液晶面板的光出射側(cè)的第一偏光板和第一光學(xué)補償元件；和設(shè)置在所述微透鏡陣列的所述光入射側(cè)的第二偏光板和第二光學(xué)補償元件，所述第一光學(xué)補償元件的厚度方向的延遲比所述第二光學(xué)補償元件的厚度方向的延遲大。
2. 如權(quán)利要求1所述的帶微透鏡陣列的液晶顯示面板，其特征在于所述第一光學(xué)補償元件由配置在所述液晶面板與所述第一偏光板 之間的第一相位差板和第二相位差板構(gòu)成，所述第二光學(xué)補償元件由配置在所述液晶面板與所述第二偏光板 之間的一個相位差板構(gòu)成。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的帶微透鏡陣列的液晶顯示面板，其特 征在于所述帶微透鏡陣列的液晶顯示面板是用于直視型液晶顯示裝置的 液晶顯示面板。
4. 如權(quán)利要求1 3中任一項所述的帶微透鏡陣列的液晶顯示面 板，其特征在于所述液晶面板包括垂直取向型液晶層，所述帶微透鏡陣列的液晶 顯示面板是垂直取向型的液晶顯示面板。
5. 如權(quán)利要求2所述的帶微透鏡陣列的液晶顯示面板，其特征在于所述第一光學(xué)補償元件中的所述第一相位差板具有面內(nèi)方向的延遲，并且厚度方向的延遲實質(zhì)上為o，所述第二相位差板具有厚度方向 的延遲，并且面內(nèi)方向的延遲實質(zhì)上為o，所述第二光學(xué)補償元件的所述一個相位差板具有面內(nèi)方向的延遲，并且厚度方向的延遲實質(zhì)上為o。
6. 如權(quán)利要求5所述的帶微透鏡陣列的液晶顯示面板，其特征在于所述第一光學(xué)補償元件中的所述第一相位差板是在面內(nèi)具有滯相 軸的正的單軸性相位差板，所述第二相位差板是在厚度方向具有滯相 軸的負的單軸性相位差板，所述第二光學(xué)補償元件的所述一個相位差板是在面內(nèi)具有滯相軸 的正的單軸性相位差板。
7. 如權(quán)利要求5或6所述的帶微透鏡陣列的液晶顯示面板，其特 征在于所述第二相位差板的厚度方向的延遲為200nm以上300nm以下。
8. 如權(quán)利要求7所述的帶微透鏡陣列的液晶顯示面板，其特征在于所述第二相位差板的厚度方向的延遲為約250nm。
9. 一種液晶顯示裝置，其特征在于具有權(quán)利要求1 8中任一項所述的帶微透鏡陣列的液晶顯示面板。
全文摘要
本發(fā)明提供視野角特性和對比度高，且能夠進行高亮度的顯示的直視型的帶微透鏡陣列的液晶顯示面板和液晶顯示裝置。本發(fā)明的帶微透鏡陣列的液晶顯示面板包括具有多個像素的液晶面板；設(shè)置在液晶面板的光入射側(cè)的微透鏡陣列；設(shè)置在液晶面板的光出射側(cè)的第一偏光板和第一光學(xué)補償元件；和設(shè)置在微透鏡陣列的光入射側(cè)的第二偏光板和第二光學(xué)補償元件，第一光學(xué)補償元件的厚度方向的延遲比第二光學(xué)補償元件的厚度方向的延遲大。
文檔編號G02B5/02GK101578549SQ20078004969
公開日2009年11月11日 申請日期2007年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月11日
發(fā)明者臼倉奈留 申請人:夏普株式會社