專利名稱：常白tn模式lcd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(LCD)設(shè)備，特別涉及一種包括具有約90度扭曲角的液晶(LC)分子的常白扭曲向列模式(TN模式)LCD設(shè)備。
背景技術(shù)：
一般地，從光入射側(cè)觀看時(shí)，TN模式LC設(shè)備依次包括按下列順序布置的第一偏振膜、第一玻璃基板、LC層、第二玻璃基板和第二偏振膜。LC層包括LC分子，其在沒有施加電場時(shí)具有平行于基板表面取向的長軸。從第一基板到第二基板，LC分子在其長軸上扭曲90度。在常白TN模式LCD設(shè)備中，布置第一和第二偏振膜使得其偏振軸彼此垂直設(shè)置，因而LCD設(shè)備在沒有施加電場時(shí)表現(xiàn)出白色。
視角特性公知是LCD設(shè)備的性能的一個(gè)重要指標(biāo)，其中視角特性顯示出獲得特定或以上對(duì)比度的視角范圍。例如，使用的特定對(duì)比度為10∶1，作為在印刷紙片(printed sheet)上測量的白色對(duì)黑色的亮度比，其中印刷紙片是用黑墨印刷高質(zhì)量的白紙片。
一般地，LCD設(shè)備的水平方向被確定為在顯示白色時(shí)垂直于基板之間的LC層的中部存在的LC分子的長軸。此外，從LC層的中部處的LC分子的垂直長軸的兩個(gè)相反方向，選擇其中很可能由窄視角發(fā)生色調(diào)改變的反視角方向(counter-viewing-angle direction)作為向下方向，選擇與反視角方向相對(duì)的正視角方向?yàn)橄蛏戏较?。在LCD設(shè)備的目錄中，例如，對(duì)每個(gè)LCD設(shè)備都列出了垂直方向和水平方向的視角特性。
在LCD設(shè)備中，LC層的折射率各向異性減小了在傾斜觀看方向上的對(duì)比度，以致惡化了LCD設(shè)備的視角特性，這是公知的。專利公開No.JP-A-9(1997)-15586和-2004-133487描述了一種解決該折射率各向異性問題的方法。這里所示的技術(shù)是這樣的，即在第一偏振膜和第一玻璃基板之間以及第二偏振膜和第二玻璃基板之間設(shè)置光學(xué)補(bǔ)償膜或延遲膜，以補(bǔ)償LC層的偏振狀態(tài)的變化，其中該光學(xué)補(bǔ)償膜或延遲膜具有與LC層的光學(xué)極性相反的光學(xué)極性。

發(fā)明內(nèi)容
(a)本發(fā)明要解決的問題在典型的常白TN模式LCD設(shè)備中，在顯示白色時(shí)，用于驅(qū)動(dòng)LCD設(shè)備的LC層的LCD驅(qū)動(dòng)器在電極之間施加小電壓。在顯示白色時(shí)，該小電壓可改變LC分子的取向，從而減小穿過LC層的光透射率，因此減小了在每個(gè)視角處的白色亮度。因而，TN模式LCD設(shè)備受到總對(duì)比度惡化的困擾，由此減小了獲得了10∶1或更大的對(duì)比度的視角范圍。
在JP-A-2004-133487中，設(shè)定顯示白色時(shí)施加的電壓，以獲得90到97％的透射率范圍，同時(shí)使用沒有電場的顯示時(shí)在第一偏振膜和第二偏振膜之間獲得的光透射率作為標(biāo)準(zhǔn)透射率(100％)。然而，顯示白色時(shí)將施加的電壓設(shè)定到該范圍并沒有充分改善視角特性，即在水平方向的左側(cè)和右側(cè)的每一側(cè)中都不能獲得80度或更大的視角。
該TN模式LCD設(shè)備包括第一玻璃基板和LC層之間以及LC層和第二基板之間的取向膜。由于存在該取向膜，所以LC分子具有相對(duì)于基板表面的預(yù)傾角。顯示白色時(shí)施加的電壓和光透射率(透射系數(shù))之間的關(guān)系依賴于LC的物理特性和預(yù)傾角。然而，在本領(lǐng)域中，根據(jù)LC的物理特性和預(yù)傾角獲得顯示白色時(shí)水平方向上的如80度或更大的足夠視角的施加電壓的范圍并不是公知的。
鑒于上述情況，本發(fā)明的目的是提供一種LCD設(shè)備，其能獲得極好的視角特性，其中在水平方向上獲得了能達(dá)到理想對(duì)比度的80度或更大的視角。
(b)發(fā)明概述本發(fā)明提供了一種常白液晶顯示(LCD)設(shè)備，其包括第一偏振膜、第一光學(xué)補(bǔ)償膜、第一基板、第一取向膜、具有大約90度的扭曲角的扭曲向列模式的液晶(LC)層、第二取向膜、第二基板、第二光學(xué)補(bǔ)償膜和第二偏振膜，該第一和第二光學(xué)補(bǔ)償膜每個(gè)都具有與LC層的光學(xué)特性相反的負(fù)光學(xué)特性，對(duì)于LC層的給定閾值電壓Vth，在顯示白色時(shí)LC層的扭曲角(θ)和施加于該LC層的施加電壓(Vw)滿足下列關(guān)系Vw≤Vth×exp(-0.235×θ+7.36×10-3)，該給定閾值電壓Vth由下面的公式定義Vth=πK11+(K33-2K22)/4ϵ0Δϵ,]]>其中K11，K22和K23分別是擴(kuò)張形變、扭曲形變和彎曲形變的LC層中的LC分子的彈性系數(shù)，Δε和ε0分別是電介質(zhì)常數(shù)各向異性和電(electric)常數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的LCD設(shè)備，根據(jù)預(yù)傾角將顯示白色時(shí)施加給LC層的施加電壓Vw設(shè)置為滿足上述關(guān)系的值，由此在顯示白色時(shí)獲得99.9％或以上的LC層透射率，因而增加了獲得理想對(duì)比度的視角的范圍。
優(yōu)選地，在本發(fā)明的LCD設(shè)備中，在水平方向上獲得10∶1的對(duì)比度的視角為80度或以上。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，第一光學(xué)補(bǔ)償膜補(bǔ)償?shù)谝换甯浇腖C層的第一部分的延遲，第二光學(xué)補(bǔ)償膜補(bǔ)償?shù)诙甯浇腖C層的第二部分的延遲。在該情形中，LCD設(shè)備具有改善的圖像質(zhì)量，尤其是對(duì)于在傾斜觀看方向上觀看到的圖像。
在該LCD設(shè)備的優(yōu)選實(shí)施例中，假定LC層的第一和第二部分每個(gè)都在其中具有多個(gè)(n個(gè))薄虛擬LC膜。第一和第二光學(xué)補(bǔ)償膜每個(gè)都包括具有負(fù)的單軸光學(xué)特性的多個(gè)(n個(gè))盤狀(discotic)LC層，其設(shè)置在所述光透射的方向上，并且每個(gè)都補(bǔ)償?shù)谝缓偷诙糠值南鄳?yīng)一個(gè)中的多個(gè)(n個(gè))薄虛擬LC膜的相應(yīng)一個(gè)。
在顯示黑色時(shí)，具有當(dāng)從第一基板計(jì)數(shù)時(shí)的順序號(hào)的第一光學(xué)補(bǔ)償膜的第i(1≤i≤n)個(gè)盤狀層具有如下長軸，該長軸基本上平行于具有當(dāng)從第一基板計(jì)數(shù)時(shí)的順序號(hào)的第一部分中的第i個(gè)薄虛擬LC膜的長軸，由此第一補(bǔ)償膜的第i個(gè)盤狀層補(bǔ)償?shù)谝徊糠种械牡趇個(gè)薄虛擬LC膜的延遲。
在顯示黑色時(shí)，具有當(dāng)從第二基板計(jì)數(shù)時(shí)的順序號(hào)的第二光學(xué)補(bǔ)償膜的第i個(gè)盤狀層具有如下長軸，該長軸基本上平行于具有當(dāng)從第二基板計(jì)數(shù)時(shí)的順序號(hào)的第二部分中的第i個(gè)薄虛擬LC膜的長軸，由此第二光學(xué)補(bǔ)償膜的第i個(gè)盤狀層補(bǔ)償?shù)诙糠种械牡趇個(gè)薄虛擬LC膜的延遲。
在如上所述的優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)中，第一和第二光學(xué)補(bǔ)償膜加強(qiáng)了彼此的補(bǔ)償功能，由此進(jìn)一步改善了LCD設(shè)備的圖像質(zhì)量。使用該結(jié)構(gòu)可將在水平方向獲得10∶1對(duì)比度的視角升高到80度或以上。
還優(yōu)選的是，第一光學(xué)補(bǔ)償膜具有負(fù)的單軸光學(xué)特性，并具有折射率橢圓，該橢圓在顯示黑色時(shí)具有基本上平行于第一基板附近的LC分子的長軸的光軸，且第二光學(xué)補(bǔ)償膜具有負(fù)的單軸光學(xué)特性，并具有折射率橢圓，該橢圓在顯示黑色時(shí)具有基本上平行于在第二基板附近的LC分子的長軸的光軸。在該結(jié)構(gòu)中，第一和第二光學(xué)補(bǔ)償膜補(bǔ)償LC層的延遲，由此提高了LCD設(shè)備的圖像質(zhì)量。
在本發(fā)明的LCD設(shè)備中，在顯示白色時(shí)根據(jù)預(yù)傾角設(shè)置施加電壓提高了在每個(gè)預(yù)傾角時(shí)的白色亮度，由此增加了獲得理想對(duì)比度的視角，因而提高了LCD設(shè)備的圖像質(zhì)量。
從參照附圖的下面的描述中，本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚。


圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的LCD設(shè)備的示意性截面圖。
圖2是圖1的LCD設(shè)備的示意性截面圖，其示出了LC分子的排列和第一及第二光學(xué)補(bǔ)償膜的光學(xué)特性。
圖3是示出在預(yù)傾角變化時(shí)，通過模擬獲得的施加電壓和LC層透射率之間關(guān)系的圖表。
圖4A和4B示出了在透射率分別為96％和99.9％的情形中，在顯示白色時(shí)的對(duì)比度。
圖5是放大圖3中所示的透射率為100％的附近的詳細(xì)圖表。
圖6是示出從圖5獲得的在預(yù)傾角與獲得99.9％透射率的施加電壓之間關(guān)系的表。
圖7是通過模擬獲得的表，示出在每個(gè)預(yù)傾角時(shí)LCD設(shè)備的視角特性。
圖8是示出在根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的LCD設(shè)備中的第一和第二補(bǔ)償膜的光學(xué)特性的示意性截面圖。
圖9是通過模擬獲得的表，示出在每個(gè)預(yù)傾角時(shí)LCD設(shè)備視角特性。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在，將參照附圖更加具體地描述本發(fā)明，其中在整個(gè)附圖中，相似的組成元件用相似的參考標(biāo)記表示。
參照?qǐng)D1，一般用標(biāo)記100表示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的LCD設(shè)備，其包括第一偏振膜101、第一補(bǔ)償膜102、第一玻璃基板103、第一取向膜104、LC層105、第二取向膜106、第二玻璃基板107、第二光學(xué)補(bǔ)償膜108和第二偏振膜109，它們按該順序設(shè)置在光的透射方向上。LCD設(shè)備100是常白TN模式的。
第一和第二偏振膜101、109每個(gè)都具有使具有特定偏振方向的光穿過其中的功能。第一偏振膜101的偏振軸垂直于第二偏振膜109的偏振軸。例如，第一玻璃基板103構(gòu)造為TFT(薄膜晶體管)基板，而第二玻璃基板107構(gòu)造為彩色濾光器基板或相對(duì)基板。LC層105在其中包括具有大約90度的扭曲角的TN模式LC。第一和第二玻璃基板103、107的每一個(gè)上都裝配有透明電極110或111，它們給LC層105施加電場，以控制在其中的LC分子。
第一取向膜104控制LC層105與第一玻璃基板103之間的界面附近的LC分子的取向。第二取向膜106控制LC層105與第二玻璃基板107之間的界面附近的LC分子的取向。由于第一取向膜104的功能，LC層105中的LC分子從第一玻璃基板103的表面升起到特定的預(yù)傾角，由于第二取向膜106的功能，LC層105中的LC分子從第二玻璃基板107的表面升起到特定的預(yù)傾角。第一和第二光學(xué)補(bǔ)償膜102、108每個(gè)都具有負(fù)的單軸指數(shù)各向異性，并具有相對(duì)于基板表面的法線傾斜特定角度的有效光軸。第一和第二光學(xué)補(bǔ)償膜102、108例如可由Fuji film inc.提供的WV(商標(biāo))膜制成。
圖2示意性地示出了LC層105中的LC分子的取向和第一及第二光學(xué)補(bǔ)償膜102、108的光學(xué)特性。在圖2中，省略了第一和第二玻璃基板103、107的描述。此外，忽略了LC分子的扭曲角。
在LC層105中，如圖中所示，顯示黑色時(shí)由于由形成在第一玻璃基板(圖1中的103)上的透明電極110和形成在第二玻璃基板(圖1中的107)上的透明電極111施加的電場，大部分LC分子升起。由于第一和第二取向膜104和106的固定功能，第一玻璃基板103與LC層105之間的界面和LC層105與第二玻璃基板107之間的界面附近的LC分子不會(huì)完全升起。
假定LC層105分為包括前部、中部和后部的三個(gè)部分，則第一補(bǔ)償膜102補(bǔ)償?shù)谝谎a(bǔ)償膜102附近的LC層105的后部中的LC的殘余延遲。第一光學(xué)補(bǔ)償膜102包括盤狀LC部分102a和TAC(三乙?；?纖維素(triacetyl-cellulose))膜102b，在盤狀LC部分102a中具有不同光軸方向的多個(gè)盤狀LC層彼此疊加。
在圖2示例的情形中，盤狀LC部分102a包括三個(gè)盤狀LC層，在顯示黑色時(shí)，最接近LC層105的一個(gè)盤狀LC層具有基本上平行于最接近第一光學(xué)補(bǔ)償膜102的一個(gè)薄虛擬LC膜中的LC分子的長軸的光軸，由此補(bǔ)償其殘余延遲。
設(shè)置第一光學(xué)補(bǔ)償膜102的中部盤狀LC層，使得在顯示黑色時(shí)，其光軸基本上平行于LC層105的后部中的中間薄虛擬LC膜中的LC分子的長軸，由此補(bǔ)償中間薄虛擬LC膜的殘余延遲。設(shè)置最接近TAC膜102b的盤狀LC層，使得其光軸基本上平行于LC層105的后部中的前薄虛擬LC膜中的LC分子的長軸，由此補(bǔ)償其殘余延遲。
TAC膜102b具有負(fù)的單軸光學(xué)特性，且具有垂直于基板表面的光軸，由此補(bǔ)償LC層105的中部的LC分子的殘余延遲。
在顯示黑色時(shí)，第二光學(xué)補(bǔ)償膜108補(bǔ)償?shù)诙鈱W(xué)補(bǔ)償膜108附近的LC層105的前部的殘余延遲。第二光學(xué)補(bǔ)償膜108包括盤狀LC部分108a和TAC膜108b，在盤狀LC部分108a中具有不同光軸方向的盤狀LC層彼此疊加。
在圖2中示例的情形中，盤狀LC部分108a包括三個(gè)盤狀LC層，在顯示黑色時(shí)，最接近LC層105的一個(gè)盤狀LC層具有基本上平行于最接近第二光學(xué)補(bǔ)償膜108的一個(gè)薄虛擬LC膜中的LC分子的長軸的光軸，由此補(bǔ)償了其殘余延遲。
設(shè)置第二光學(xué)補(bǔ)償膜108的中部盤狀LC層，使得在顯示黑色時(shí)，其光軸基本上平行于LC層105的前部的中間薄虛擬LC膜中的LC分子的長軸，由此補(bǔ)償中間薄虛擬LC膜的殘余延遲。設(shè)置最接近TAC膜108b的盤狀LC層，使得其光軸基本上平行于LC層105的前部的前薄虛擬LC膜中的LC分子的長軸，由此補(bǔ)償其殘余延遲。
TAC膜108b具有負(fù)的單軸光學(xué)特性，且具有垂直于基板表面的光軸，由此補(bǔ)償LC層105的中部的LC分子的殘余延遲。
圖3示出了通過模擬獲得的施加電壓與LC層105的透射率之間的關(guān)系。為了找出顯示白色時(shí)依賴于LC的物理特性和預(yù)傾角的施加電壓的范圍以改善視角特性，進(jìn)行了該模擬。在該模擬中，對(duì)于0.5到5.0度的預(yù)傾角改變施加電壓，以測量在每個(gè)施加電壓時(shí)的透射率百分比，同時(shí)假定施加電壓為零伏特時(shí)LC層具有100％的透射率。從圖3可以看出，較高的預(yù)傾角可使測量到的透射率在較低電壓時(shí)從100％透射率減小。
圖4A和圖4B示出了在顯示白色時(shí)LC層透射率分別為96％和99.9％情形中的對(duì)比視錐，并且獲得了各種對(duì)比度。在這些圖中，以0到360度的方位角、0到80的極角的輪廓線表示對(duì)比度。在外圓附近示出了對(duì)比度為10∶1的輪廓線，在中部區(qū)域示出了對(duì)比度大于10∶1的其他輪廓線。這示出了較低視角涉及較高對(duì)比度的一般原理。
在現(xiàn)有LCD設(shè)備中，白色顯示涉及在顯示白色時(shí)獲得96％LC層透射率的施加電壓，如圖4A中所示，其中獲得10∶1的對(duì)比度的視角是在水平方向上的大約75度，即在0度和180度的方位角處。相反，如圖4B中所示，如果顯示白色時(shí)的LC層的透射率設(shè)為99.9％，則對(duì)于0度和180度的方位角，水平方向上的視角增大到80以上。
圖5示出了在圖3的圖表中的100％透射率附近的細(xì)節(jié)。在圖5中，0度和10度之間的預(yù)傾角時(shí)的透射率曲線和99.9％的透射率的交點(diǎn)表示獲得99.9％的透射率的施加電壓。對(duì)于在0度和10度之間的每個(gè)預(yù)傾角，將由圖5中的交點(diǎn)表示的施加電壓列在圖6中。一般地，具有特定扭曲角的LC層具有相應(yīng)的閾值電壓Vth，其表示LC層的Freedericksz轉(zhuǎn)換點(diǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的原理，使用圖5中的預(yù)傾角與施加電壓之間的關(guān)系，揭示對(duì)于每個(gè)預(yù)傾角來說顯示白色時(shí)獲得99.9％透射率的施加電壓Vw。通過使用具有大約90度的扭曲角和預(yù)傾角θ(度)的LC層105的閾值電壓Vth，施加電壓Vw滿足下述關(guān)系Vw≤Vth×exp(-0.235×θ+7.36×10-3) (1)其中0≤θ≤10。
上面使用的閾值電壓Vth表示在90度的扭曲角時(shí)LC的Freedericksz轉(zhuǎn)換點(diǎn)，并可使用電介質(zhì)常數(shù)各向異性Δε和彈性系數(shù)K11，K22和K23表示如下Vth=πK11+(K33-2K22)/4ϵ0Δϵ---(2)]]>其中K11，K22和K23分別是擴(kuò)張形變、扭曲形變和彎曲形變的彈性系數(shù)。在Okamura和Ichinose發(fā)表的標(biāo)題為“Techniques for measuringproperties of LC material(2)，in the 4thcourse of LC science experimentalcourses”的文獻(xiàn)中描述了該公式。
如同一文獻(xiàn)中所述，在通過使用LCR儀表測量了平行于和垂直于垂直取向的LC單元及水平取向的LC單元中的LC分子的長軸的方向上的LC的相對(duì)介電常數(shù)之后，計(jì)算電介質(zhì)常數(shù)各向異性Δε。通過測量由外部磁場或電場的強(qiáng)度變化引起的穿過LC單元的光的強(qiáng)度變化，并通過進(jìn)行曲線與理論方程擬合，來獲得彈性系數(shù)K11、K22和K23。通過使用Nabishi Technica的LCA-LAU(商標(biāo))能夠測量預(yù)傾角θ。
圖7示出了通過模擬獲得的LCD設(shè)備的每個(gè)預(yù)傾角時(shí)的視角特性。該模擬假定LC層具有K11＝9.1pN，K22＝8.6pN，K33＝18.8pN，Δε＝6.1伏特，延遲And＝390nm的特性。該模擬還假定第一和第二光學(xué)補(bǔ)償膜102、108每個(gè)都包括盤狀LC部分和TAC膜，其中盤狀LC部分在550nm波長處具有120nm的垂直延遲Rth，TAC膜具有150nm的延遲Rth和從基板的法線傾斜18度的光軸。
在將施加電壓Vw設(shè)為根據(jù)本發(fā)明的關(guān)系(1)的上限和在對(duì)比例中不管預(yù)傾角而將施加電壓設(shè)為1.1伏特的兩種情形中，進(jìn)行模擬。該模擬揭示了在水平和垂直方向上的視角特性，其結(jié)果顯示在上述圖7的表中。在圖7中，由列的上部的“左”，“右”，“上”和“下”表示的列中的數(shù)字代表在各預(yù)傾角時(shí)獲得10∶1對(duì)比度的視角。
從圖7可以看出，顯示白色時(shí)使用1.1伏特施加電壓的LCD設(shè)備不具有獲得10∶1或以上對(duì)比度的80度或以上的視角，這揭示了較低的視角特性。相反，使用由關(guān)系(1)的上限確定的施加電壓的LCD設(shè)備在每個(gè)預(yù)傾角時(shí)，除了底部之外，在水平和垂直的兩個(gè)方向上都具有大于80度的視角，由此揭示了較高的視角特性。在底部，即圖4A和4B中270度方位角時(shí)的較低的視角(在圖7中大約為65度)是較小的缺陷，因?yàn)橐话愫苌購牡撞坑^看LCD設(shè)備。
圖8示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的LCD設(shè)備中使用的第一和第二光學(xué)補(bǔ)償膜的光學(xué)特性。除了第一和第二光學(xué)補(bǔ)償膜的結(jié)構(gòu)之外，根據(jù)第二實(shí)施例的LCD設(shè)備與第一實(shí)施例的LCD相似，在下位中將對(duì)其詳細(xì)描述。
代替第一實(shí)施例中使用的盤狀LC部分102a，第一光學(xué)補(bǔ)償膜102包括具有負(fù)的單軸光學(xué)特性的補(bǔ)償膜102c，其具有相對(duì)于基板表面的特定傾角。設(shè)置補(bǔ)償膜102c，使得顯示黑色時(shí)其光軸的特定傾角與LC層105和第一玻璃基板103(圖1中)之間的界面附近的LC分子的光軸的平均傾角一致。因而，補(bǔ)償膜102c補(bǔ)償了該界面附近的LC分子的殘余延遲。
代替第一實(shí)施例中使用的盤狀LC部分108a，第二光學(xué)補(bǔ)償膜108包括具有負(fù)的單軸光學(xué)特性的補(bǔ)償膜108c，其具有相對(duì)于基板表面的特定傾角。設(shè)置補(bǔ)償膜108c，使得顯示黑色時(shí)其光軸的特定傾角與LC層105和第二玻璃基板107之間的界面附近的LC分子的光軸的平均傾角一致。因而，補(bǔ)償膜108c補(bǔ)償了該界面附近的LC分子的殘余延遲。
LC層105透射率與施加電壓之間的關(guān)系依賴于LC材料的特性。因而，在本實(shí)施例中，顯示白色時(shí)，在每個(gè)預(yù)傾角時(shí)的LC層105透射率與施加電壓之間的關(guān)系與第一實(shí)施例相似，如圖3中所示。因此，顯示白色時(shí)根據(jù)預(yù)傾角來設(shè)置施加電壓，以滿足關(guān)系(1)，由此在顯示白色時(shí)獲得了99.9％的透射率，并改善了視角特性。
圖9示出了通過在每個(gè)預(yù)傾角時(shí)模擬獲得的本實(shí)施例的LCD設(shè)備的視角特性。該模擬假定LC層105具有K11＝9.1pN，K22＝8.6pN，K33＝18.8pN，Δε＝6.1伏特，延遲Δnd＝390nm的特性，這些與第一實(shí)施例中相似。該模擬還假定第一和第二光學(xué)補(bǔ)償膜每個(gè)都包括補(bǔ)償膜和TAC膜，其中補(bǔ)償膜具有Rth＝120nm和β＝35度的特性，TAC膜具有150nm的Rth和相對(duì)于基板表面的法線傾斜18度的光軸。在施加電壓Vw設(shè)為根據(jù)本發(fā)明的關(guān)系(1)的上限和在對(duì)比例中不管預(yù)傾角而將施加電壓設(shè)為1.1伏特的兩種情形中，進(jìn)行模擬。模擬的結(jié)果在圖9中示出。
具有1.1伏特的施加電壓的對(duì)比例的LCD設(shè)備在水平和垂直方向上都不具有80度或以上的視角，如圖9中所示。相反，具有設(shè)置為關(guān)系(1)中上限處的施加電壓的本實(shí)施例的LCD設(shè)備在水平方向上具有80度或以上的視角，該視角能獲得大于10∶1的對(duì)比度，如圖9中所示，盡管在垂直方向上的視角相對(duì)較低。
將圖9中所示的結(jié)果與圖7中所示的結(jié)果對(duì)比，具有設(shè)置為關(guān)系(1)中的上限處的施加電壓的第二實(shí)施例的LCD設(shè)備在水平方向上展現(xiàn)出高視角，這與第一實(shí)施例相似，盡管在垂直方向上的上部展現(xiàn)了稍小的視角。因而，可以證實(shí)只要在顯示白色時(shí)施加電壓滿足關(guān)系(1)，則具有負(fù)的單軸光學(xué)特性的第一和第二光學(xué)補(bǔ)償膜102、108就可在水平方向上獲得80度或以上的較高視角。因而，第二實(shí)施例的LCD設(shè)備也獲得了較高的圖像質(zhì)量。
第二實(shí)施例中的第一和第二光學(xué)補(bǔ)償膜的Rth值和β值并不限于上面示例的值，其可以根據(jù)LC的特性如期望的那樣來選擇。例如，具有Rth＝100nm和β＝35度的特性的LCD設(shè)備在其模擬中展現(xiàn)出相似的結(jié)果。
由于僅僅為了舉例而描述了上面的實(shí)施例，所以本發(fā)明并不限于上面的實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員很容易做各種修改和替換。
權(quán)利要求
1.一種常白液晶顯示(LCD)設(shè)備，包括第一偏振膜、第一光學(xué)補(bǔ)償膜、第一基板、第一取向膜、具有大約90度的扭曲角的扭曲向列模式的液晶(LC)層、第二取向膜、第二基板、第二光學(xué)補(bǔ)償膜和第二偏振膜，它們按照該順序設(shè)置在光透射的方向上，所述第一和第二光學(xué)補(bǔ)償膜每個(gè)都具有與所述LC層的光學(xué)特性相反的負(fù)的光學(xué)特性，對(duì)于所述LC層的給定閾值電壓Vth，在顯示白色時(shí)所述LC層的所述扭曲角θ和施加于所述LC層的施加電壓Vw滿足下面的關(guān)系Vw≤Vth×exp(-0.235×θ+7.36×10-3)，所述給定閾值電壓Vth由下面的公式定義Vth=πK11+(K33-2K22)/4ϵ0Δϵ,]]>其中K11、K22和K23分別是所述LC層中LC分子的擴(kuò)張形變、扭曲形變和彎曲形變的彈性系數(shù)，Δε和ε0分別是電介質(zhì)常數(shù)各向異性和電常數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LCD設(shè)備，其中在水平方向上獲得10∶1對(duì)比度的視角為80度或以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LCD設(shè)備，其中所述第一光學(xué)補(bǔ)償膜補(bǔ)償所述第一基板附近的所述LC層的第一部分的延遲，并且所述第二光學(xué)補(bǔ)償膜補(bǔ)償所述第二基板附近的所述LC層的第二部分的延遲。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LCD設(shè)備，其中所述第一和第二光學(xué)補(bǔ)償膜每個(gè)都包括具有負(fù)的單軸光學(xué)特性的多個(gè)(n個(gè))盤狀LC層，其設(shè)置在所述光透射的方向上，并且每個(gè)都補(bǔ)償所述第一和第二部分的相應(yīng)一個(gè)中的多個(gè)(n個(gè))薄虛擬LC膜的相應(yīng)一個(gè)，在顯示黑色時(shí)，具有當(dāng)從所述第一基板計(jì)數(shù)時(shí)的順序號(hào)的所述第一光學(xué)補(bǔ)償膜的第i個(gè)盤狀層具有如下長軸，該長軸基本上平行于具有當(dāng)從所述第一基板計(jì)數(shù)時(shí)的順序號(hào)的所述第一部分中的第i個(gè)薄虛擬LC膜的長軸，由此所述第一補(bǔ)償膜的所述第i個(gè)盤狀層補(bǔ)償所述第一部分中的所述第i個(gè)薄虛擬LC膜的延遲，其中1≤i≤n，以及在顯示黑色時(shí)，具有當(dāng)從所述第二基板計(jì)數(shù)時(shí)的順序號(hào)的所述第二光學(xué)補(bǔ)償膜的第i個(gè)盤狀層具有如下長軸，該長軸基本上平行于具有當(dāng)從所述第二基板計(jì)數(shù)時(shí)的順序號(hào)的所述第二部分中的第i個(gè)薄虛擬LC膜的長軸，由此所述第二光學(xué)補(bǔ)償膜的所述第i個(gè)盤狀層補(bǔ)償所述第二部分中的所述第i個(gè)薄虛擬LC膜的延遲。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的LCD設(shè)備，其中在水平和垂直方向的每一個(gè)方向上獲得10∶1對(duì)比度的視角為80度或以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的LCD設(shè)備，其中所述第一光學(xué)補(bǔ)償膜具有負(fù)的單軸光學(xué)特性和折射率橢圓，該橢圓具有基本上平行于所述第一基板附近的一部分所述LC層中的LC分子的長軸的光軸，且其中所述第二光學(xué)補(bǔ)償膜具有負(fù)的單軸光學(xué)特性和折射率橢圓，該橢圓具有基本上平行于所述第二基板附近的一部分所述LC層中的LC分子的長軸的光軸。
全文摘要
常白扭曲向列模式LCD設(shè)備具有第一和第二光學(xué)補(bǔ)償膜，用于補(bǔ)償夾在一對(duì)基板之間的LC層延遲。該LC層施加有施加電壓Vw，其與LC的閾值電壓Vth和LC層的預(yù)傾角θ具有下面的關(guān)系Vw≤Vth×exp(－0.235×θ+7.36×10
文檔編號(hào)G02F1/1335GK1776499SQ200510125338
公開日2006年5月24日 申請(qǐng)日期2005年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月16日
發(fā)明者佐佐木洋一, 池野英德 申請(qǐng)人:Nec液晶技術(shù)株式會(huì)社