[发明专利]液晶显示装置

说明书

发明背景

发明领域

本发明涉及液晶显示装置和用于液晶显示装置的透镜片，具体地，涉及直接观看型液晶显示装置，被使用于诸如文字处理器和笔记本电脑的办公室自动化(OA)设备，各种与视频有关的设备，游戏机，电视接收机，等等，以及用于这样的液晶显示装置的透镜片。

相关技术描述

传统上，CRT常常被用于个人计算机、文字处理器、电视接收机等等的显示器。近年来，随着对这些电子设备的体积、厚度和重量的减小的要求，不断了平板显示器的使用。已开发了一些类型的平板显示器。在这中间，具有诸如低功耗优点的液晶显示装置得到广泛的应用。

液晶显示装置通过施加电场到或传送电流通过该显示装置的任意的显示单元来改变显示单元的光发射或反射率，利用液晶分子的电光效应，包括光各向异性(折射率各向异性)，取向性质，流动性，和介质各向异性，来显示图象。液晶显示装置被分类为直接观看型显示装置，允许直接观看在显示装置上显示的图象，和投射型显示装置，其中将图象从前面或后面投射到屏幕上，并观看投射的图象。

直接观看型显示装置具有各种显示模式，诸如动态散射模式，扭转向列模式，超扭转向列模式，聚合物分散模式，铁电体液晶模式，垂直模式，和宾主模式。至于直接观看型显示装置的驱动方式，已开发了诸如分段驱动、简单的矩阵驱动、和有源矩阵驱动等的驱动方案。在这些模式和驱动方案中，分段驱动的扭转向列模式在显示单元的数目很小时被采用，而简单矩阵驱动的超扭转向列模式在显示单元的数目很大时被采用，

液晶显示装置显示诸如字符和图形那样的信息。近年来，随着显示内容的容量增加的要求，常常采用所谓的点矩阵显示格式，其中将小的显示单元排列成行和列，用于显示任意的信息。

直接观看型液晶显示装置是由具有光快门功能的液晶单元作为核心，与来自背面的背光源、用于阻止前表面反射外部的光的阻止反射薄膜等等(如有需要的话)相组合而构成的。

提出了用于使得显示质量随观看液晶显示装置的方向的变化最小化以及展宽提供良好显示质量的观看角度的各种技术。这些技术大略被分类为两种：改进显示单元内的结构的方法以及改进显示单元外的结构的方法。前一种方法的例子包括：修正液晶分子的方法；将极化元素的放置、液晶分子的取向方向等等最佳化的方法；将具有双折光率的多个薄膜放置在液晶显示装置内的方法；在基片上形成小的凸的和凹的部分的方法；以及将驱动方案最佳化的方法。后一种方法的例子是将该液晶显示单元与透镜，用于控制光的传输方向的元件相组合的方法，等等。

作为用于通过把液晶显示单元与光的发散元件(诸如被放置在液晶显示单元的观看者一边的、用于控制光传输方向的透镜)相组合而展宽观看角的方法，以下的方法是已知的。在日本专利公开号No.8-201796中揭示了一个方法，其中由于存在透镜而引起的图象的模糊是通过适当地设置背光源的光方向性、在液晶层与微小单元透镜之间的距离、和液晶单元的显示单元在微小单元透镜阵列的方向上的间距，而被减小的。在日本专利公开号No.7-120743中揭示了另一个方法，其中在液晶显示单元和透镜凸出部分通过粘合剂或粘结层被附着在一起的情况下，外部的光从透镜的反射是通过适当地设置透镜的高度、透镜的间距、和附着的部分的宽度，而被减小的。

以上的传统的方法具有以下的问题。在日本专利公开号No.8-201796中揭示了图象的模糊可以通过增加显示单元在列中的间距、减小在液晶层与微小单元透镜之间的距离、和增强背光源的光方向性而使做得认不出来。然而，没有揭示这些微小单元透镜的特性。所以，当采用这个技术以及增强背光源的光方向性时，如果这些微小单元透镜在光学特性上具有失真，则在观看角中显示特性的这种失真被反映出，无法得到满意的显示特性。例如，即使具有最理想的光学特性的微小单元透镜被成功地产生，也必须通过粘结层将这些透镜附着到液晶显示单元上。在这种附着中，在粘结层与透镜之间的接触状态很容易改变，因此，这些微小单元透镜在光学特性上不可避免被失真。原因是由于该粘结层的折射率与这些透镜的折射率大约相同，埋入该粘结层中的这些微小单元透镜的顶尖部分不再正常地起到透镜的作用。在这种情形下，如果背光源的光方向性很高，则这些微小单元透镜的光学特性的失真影响液晶显示装置的显示特性。