[发明专利]相位差片、其制造方法以及液晶显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及能够适用于例如液晶显示装置等显示装置的光学技术。

背景技术

液晶显示装置具有厚度薄、重量轻和低消耗电力等特征。因此，近年来，在便携设备以及电视接收器等固定设备中的利用迅速增加。

当使液晶显示装置显示多色图像时，要使用滤色器。例如，在能够显示多色图像的透射型或反射型液晶显示装置中，一般要使用含有红色、绿色和蓝色着色层的滤色器。此外，在能够显示多色图像的半透射型液晶显示装置中，一般要使用含有透射显示用的红色、绿色和蓝色着色层和反射显示用的红色、绿色和蓝色着色层的滤色器。

多数液晶显示装置含有相位差层。例如，在电视接收器的液晶显示装置中，将相位差层与直线偏振光薄膜组合使用，以便显示无论从哪个方向观察都容易看清的图像。另外，在反射型或半透射型液晶显示装置中，为了在太阳等高亮度光源下实现高的可视性，要使用含有四分之一波阻片或含有四分之一波阻片和二分之一波阻片的吸收型圆偏振片作为相位差层。

但是，尽管红、绿和蓝的像素的显示色的波长范围不同，但通常相位差层的光学特性在面内是均匀的。因此，采用适合于显示色不同的所有像素的设计是困难的。

另外，液晶层和相位差层的各自的相位差具有波长分散。因此，液晶单元的相位差被相位差层充分补偿的设计如果采用到显示某个颜色的像素中，则对于显示其它颜色的像素来说，液晶单元的相位差有可能不能被相位差层充分补偿。

另外，当将在绿色的波长范围的中心波长、例如约550nm下可得到四分之一波长(λ/4)的相位差的四分之一波阻片和直线偏振片组合起来作为圆偏振片使用时，假如该四分之一波阻片的折射率各向异性即双折射率Δn在可见光范围内的所有波长下即便大致相等，在中心波长例如约为450nm的蓝色的波长范围也可以得到大于λ/4的相位差。而且，在中心波长例如约为630nm的红色的波长范围可以得到小于λ/4的相位差。因此，对圆偏振片照射作为自然光的蓝色光和红色光时，透射光不是圆偏振光而成为椭圆偏振光。实际上，对于多数光学材料而言，双折射率在可见光范围的短波长侧即蓝色的波长范围中变大，而在长波长侧即红的波长范围中变小，因此上述问题常常变得更加严重。

鉴于上述问题点，作为相位差层，例如在日本特开2005-24919号公报、日本特开2006-85130号公报中提出了含有厚度不同的多个区域即相位差不同的多个区域的固体化液晶层。

具体而言，在日本特开2005-24919号公报中记载了如下内容，即，形成由厚度互不相同的红色、绿色和蓝色着色层构成的滤色器层，在该滤色器层上形成固体化液晶层。该固体化液晶层是通过在滤色器层上形成的取向膜上涂布含有光聚合性液晶化合物的涂布液，并对涂膜照射紫外线而得到的。

根据该方法，由于上述着色层在滤色器层的表面产生的凹凸结构，所以可以在较薄的着色层的位置得到更厚的固体化液晶层，而在较厚的着色层的位置得到更薄的固体化液晶层。即，可以得到在显示色不同的像素间厚度也不同的固体化液晶层。换言之，可以得到含有相位差不同的多个区域的固体化液晶层。

在日本特开2006-85130号公报中记载了含有滤色器层和固体化液晶层的半透射型液晶显示装置。在该液晶显示装置中，滤色器层的各着色层在像素的透射部更厚，而在像素的反射部更薄。即，在滤色器的层的表面设置了凹凸结构。该固体化液晶层可以通过如下方法得到的：在滤色器层的设置有凹凸结构的面上形成聚酰亚胺层，对聚酰亚胺层的整面实施摩擦处理，然后，在聚酰亚胺层上涂布紫外线固化性的液晶单体，并对涂膜照射紫外线。或者，该固体化液晶层可以通过如下方法得到：在滤色器层的设置有凹凸结构的面上涂布液晶聚合物，将涂膜整体供给至光取向处理。如上所述得到的固体化液晶层在像素的透射部更薄，而在像素的反射部更厚。即，根据该方法，可以得到含有相位差不同的多个区域的固体化液晶层。

但是，在日本特开2005-24919号公报记载的技术中，必须精确控制着色层间的厚度差。同样，在日本特开2006-85130号公报记载的技术中，必须精确控制着色层的反射部的厚度与透射部的厚度之差。因此，在采用上述技术时，滤色器层的设计受到制约，或者滤色器层的制造难度上升。而且，上述技术中，要在滤色器层的凹凸面上形成固体化液晶层。因此，要在固体化液晶层的各区域中达成符合设计的膜厚，必须考虑涂布液的流动性和涂膜的收缩率等各种要因。