專利名稱：液晶顯示器件的制作方法
液晶顯示器件本申請(qǐng)基于并要求2006年9月5日提交的日.本.專利申請(qǐng) No.2006-239989的優(yōu)先權(quán)，其內(nèi)容在這里全部結(jié)合作為參考。發(fā)明背景本發(fā)明涉及液晶顯示器件，尤其涉及一種在液晶層和偏振片之間 裝配有視角補(bǔ)償單元的液晶顯示器件。由于厚度薄、重量輕和低電力消耗的特性，液晶顯示器件廣泛用 在下述各種應(yīng)用領(lǐng)域中，即戶外或戶內(nèi)應(yīng)用領(lǐng)域，如包含便攜式電話 和PDA (便攜式數(shù)字助理)的移動(dòng)設(shè)備、工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，如POS (電 子收款機(jī)系統(tǒng))、和TV顯示器。一般主要使用采取TN (扭曲向列)的液晶顯示器件，但是當(dāng)從除 前側(cè)之外的其他方向觀看時(shí)，由于視角較窄，所以易于出現(xiàn)黑白反轉(zhuǎn)， 可視性變得不能令人滿意。因而，為了改善視角，通過(guò)使用其中排列 有具有負(fù)各向異性分子，如盤狀液晶，來(lái)補(bǔ)償視角的方法是公知的(例 如之后描述的專利文獻(xiàn)1到3)。已經(jīng)提出了下述方法，即其中液晶分子垂直于基板取向，當(dāng)為了 顯示而施加橫向電場(chǎng)時(shí)，由于該為了顯示的電場(chǎng)，液晶分子在平行于 基板的方向上取向的VA (垂直取向)方法、其中當(dāng)為了顯示而在橫向 電場(chǎng)方向上施加電壓時(shí)，液晶分子平行于基板均勻取向，且液晶分子 在基板平面的方向內(nèi)旋轉(zhuǎn)的IPS (面內(nèi)切換)方法，但是結(jié)構(gòu)較復(fù)雜， 生產(chǎn)率較低。日本特開專利公開No.2-15237 (7-12頁(yè)，附圖2)(專利文獻(xiàn)1) 中公開的方法是使用扭曲向列(TN)液晶來(lái)實(shí)現(xiàn)寬視角的方法。就是 說(shuō)，提供由具有正介電各向異性的液晶構(gòu)造的液晶層、夾持液晶層的 第一透明基板和第二透明基板，其中在第一透明基板和第二透明基板 的液晶層側(cè)上，對(duì)用于向液晶層施加電壓并使液晶分子垂直于透明基 板取向的透明電極進(jìn)行層疊，在透明電極的液晶層側(cè)上進(jìn)一步層疊使 液晶層的液晶分子取向的取向膜，在第一透明基板和第二透明基板的 與液晶層相對(duì)的一側(cè)上分別設(shè)置有第一偏振片和第二偏振片，在第一 透明基板與第一偏振片之間或者第二透明基板與第二偏振片之間的至 少一個(gè)中設(shè)置兩個(gè)各向異性膜，以使得光軸彼此垂直。當(dāng)使用這種方 法時(shí)，通過(guò)設(shè)置兩個(gè)各向異性膜以使得光軸彼此垂直，由此在平面內(nèi) 就不會(huì)出現(xiàn)光學(xué)各向異性，且在垂直于膜平面的方向上出現(xiàn)負(fù)各向異 性，因而可以補(bǔ)償如下所述的相位差，即，當(dāng)在透明電極之間施加電 場(chǎng)，且液晶層的液晶分子垂直于透明基板取向時(shí)產(chǎn)生的傾斜方向上的 相位差，由此可擴(kuò)大視角。然而，使用這種方法不能補(bǔ)償由液晶的上 升方向?qū)е碌南辔徊畹母飨虍愋裕@得寬視角具有限制。另一個(gè)方法是日本特開專利公開No.2005-283612(4-9頁(yè)，附圖1) (專利文獻(xiàn)2)中公開的方法。提出了下述液晶單元，其包括第一透明 基板和第二透明基板、夾在第一透明基板和第二透明基板之間的液晶 層，液晶層由反平行取向的向列液晶構(gòu)成，在第一透明基板和第二透 明基板的液晶層側(cè)上層疊有向液晶層施加電壓并使液晶分子垂直于透 明基板取向的透明電極，在第一透明基板和第二透明基板的與液晶層 相對(duì)的一側(cè)上分別設(shè)置有第一偏振片和第二偏振片，在第一透明基板 與第一偏振片之間或者第二透明基板與第二偏振片之間的至少一個(gè)中 設(shè)置有光學(xué)補(bǔ)償膜，光學(xué)補(bǔ)償膜的分子的平均取向方向大致平行于膜 表面，其中液晶單元包括兩個(gè)或多個(gè)像素，且具有如下的兩個(gè)或多個(gè) 區(qū)域，在所述區(qū)域中，在不施加電壓時(shí)和施加電壓時(shí)每個(gè)像素的液晶 層的液晶分子的取向狀態(tài)彼此不同。依照這種結(jié)構(gòu)，盡管描述了光學(xué) 補(bǔ)償膜的分子的平均取向大致平行于膜表面，且設(shè)置有其中液晶分子 的取向狀態(tài)彼此不同的兩個(gè)或多個(gè)區(qū)域，但是與專利文獻(xiàn)1類似，在
該例子的相關(guān)方法中不能補(bǔ)償由液晶的上升方向?qū)е碌南辔徊畹母飨?異性。另一個(gè)方法是日本特開專利公開No.2005-010740(5-8頁(yè)，附圖1) (專利文獻(xiàn)3)中公開的方法。該相關(guān)申請(qǐng)的半透射型液晶顯示器件由 液晶單元構(gòu)成，且具有在像素中設(shè)置的透射區(qū)域和反射區(qū)域的結(jié)構(gòu)， 并包括夾在第一透明基板和第二透明基板之間的液晶層，其中在第一 透明基板和第二透明基板的液晶層一側(cè)上層疊有向液晶層施加電壓并 使液晶分子垂直于透明基板取向的透明電極，在第一透明基板和第二 透明基板的與液晶層相對(duì)的一側(cè)上分別設(shè)置有第一橢圓偏振片和第二 橢圓偏振片，且只有第一橢圓偏振片具有其中固定有混合取向的膜。 在這種結(jié)構(gòu)中，因?yàn)槭褂昧藘蓚€(gè)橢圓偏振片，所以結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，且 因?yàn)楣鈨纱未┻^(guò)橢圓偏振片，所以橢圓偏振片的折射率各向異性的波 長(zhǎng)分布和液晶層的折射率各向異性的波長(zhǎng)分布的最優(yōu)化變得困難，因 此當(dāng)顯示黑色時(shí)發(fā)生光泄漏，對(duì)比度降低。發(fā)明內(nèi)容鑒于上面的問(wèn)題，本發(fā)明典型的目的是提供一種能實(shí)現(xiàn)寬視角的 液晶顯示器件。為了克服這種問(wèn)題，本發(fā)明的一個(gè)典型方面提出了一種結(jié)構(gòu)，其 中在第一透明基板和第二透明基板之間夾持有液晶層；在第一透明基 板和第二透明基板的液晶層一側(cè)上分別設(shè)置有用于向液晶層施加電壓的透明電極；在第一透明基板和第二透明基板的與液晶層相對(duì)的一側(cè) 上分別設(shè)置有第一偏振片和第二偏振片；和在液晶層與第一偏振片之 間或者在液晶層與第二偏振片之間的至少一個(gè)中設(shè)置有液晶膜和正單 軸相位差膜，在所述液晶膜中具有正介電各向異性的液晶分子傾斜取 向或者混合取向并被固定。依照本發(fā)明的液晶顯示器件，設(shè)置有第一透明基板和第二透明基
板，在第一透明基板和第二透明基板之間夾有液晶層，第一偏振片和 第二偏振片分別設(shè)置在與液晶層相對(duì)的一側(cè)上，第一透明電極和第二 透明電極分別設(shè)置液晶層側(cè)上，通過(guò)給第一透明電極和第二透明電極 施加電壓產(chǎn)生電場(chǎng)，其中通過(guò)該電場(chǎng)改變液晶層的液晶分子的取向。 作為本發(fā)明典型的優(yōu)點(diǎn)，液晶顯示器件可實(shí)現(xiàn)寬視角。


通過(guò)參照下面與附圖一起描述的目前優(yōu)選的典型實(shí)施方案，可以 更好地理解本發(fā)明及其目的和優(yōu)點(diǎn)，其中圖1是顯示依照本發(fā)明第一實(shí)例的液晶顯示器件的結(jié)構(gòu)的橫截面圖；圖2是顯示依照本發(fā)明第一實(shí)例的液晶顯示器件中光的狀態(tài)變化 的略圖；圖3A是顯示依照本發(fā)明第一實(shí)例的液晶顯示器件中光的狀態(tài)變 化(沒(méi)有施加電壓時(shí))的略圖；圖3B是顯示依照本發(fā)明第一實(shí)例的液晶顯示器件中光的狀態(tài)變 化(施加電壓時(shí))的略圖；圖4是顯示描述依照本發(fā)明第一實(shí)例的液晶顯示器件的折射率橢 球體的視圖；圖5是顯示描述依照本發(fā)明第一實(shí)例的液晶顯示器件的折射率橢 球體的視圖；圖6是顯示描述依照本發(fā)明第一實(shí)例的液晶顯示器件的折射率橢 球體的視圖；圖7是顯示描述依照本發(fā)明第一實(shí)例的液晶顯示器件的折射率橢 球體的視圖；圖8是顯示描述依照本發(fā)明第一實(shí)例的液晶顯示器件的折射率橢 球體的視圖；圖9是顯示依照本發(fā)明第一實(shí)例的液晶顯示器件的視角特性的視圖；圖10是顯示依照本發(fā)明第二實(shí)例的液晶顯示器件的液晶取向和
平均取向方向的視圖；圖11是顯示描述依照本發(fā)明第二實(shí)例的液晶顯示器件中光的狀態(tài)變化的略圖；圖12是顯示依照本發(fā)明第二實(shí)例的液晶顯示器件的視角特性的視圖；圖13是顯示本發(fā)明的液晶膜的液晶分子與液晶層的液晶分子取 向之間的關(guān)系的略圖；圖14是顯示專利文獻(xiàn)1中描述的液晶顯示器件的視角特性的視圖；圖15是顯示TN方法的液晶顯示器件的視角特性的視圖，其沒(méi)有 使用實(shí)現(xiàn)寬視角的方法。
具體實(shí)施方式
依照本發(fā)明典型實(shí)施方案的液晶顯示器件包括第一透明基板10 和第二透明基板11，其中在第一透明基板IO和第二透明基板11之間 夾有液晶層3，其包含具有正介電各向異性的液晶分子，在第一透明基 板10和第二透明基板11的與液晶層3相對(duì)的一側(cè)上分別設(shè)置有第一 偏振片1和第二偏振片2，從而使吸收軸大致彼此正交，在第一透明基 板10與第一偏振片1之間或者在第二透明基板11與第二偏振片2之 間中的至少一個(gè)中，從透明基板側(cè)設(shè)置有液晶膜4和單軸膜5，液晶膜 4的液晶分子的平均取向方向和單軸膜5的相位延遲軸大致彼此正交， 單軸膜5的相位延遲軸和靠近單軸膜側(cè)上的偏振片的吸收軸形成大約 45°的角。在液晶層3的液晶膜4側(cè)上的液晶分子的傾斜方向上，液晶層3 的液晶分子的平均取向方向上的分量與液晶膜4的液晶層3側(cè)上的傾 斜方向大致一致，在沒(méi)有施加電壓時(shí)，液晶層3的液晶分子大致平行 于透明基板平面，且液晶分子可以反平行取向，或者以大于0°，和小 于或等于95。扭曲取向。此外，液晶層的液晶可以是具有正介電各向異 性的液晶，其中在沒(méi)有施加電壓時(shí)，液晶層的液晶分子扭曲取向，且由于施加電壓時(shí)在透明電極之間產(chǎn)生的電場(chǎng)，液晶層的液晶分子大致 垂直于基板平面取向。液晶膜和正單軸相位差膜的順序優(yōu)選為第一偏振片或第二偏振 片、正單軸相位差膜、液晶膜、和液晶層的順序。第一透明基板和第 二透明基板彼此平行設(shè)置。如圖13中所示，反平行取向是指下述狀態(tài)， 即其中第一透明基板側(cè)上的摩擦方向和第二透明基板側(cè)上的摩擦方向彼此相反為180°，就是說(shuō)是下述狀態(tài)，即其中液晶分子的取向大致平 行，液晶層的第一透明基板側(cè)上的液晶分子的傾斜方向和液晶層的第二透明基板側(cè)上的液晶分子的傾斜方向彼此相反為180°。傾斜是指當(dāng)液晶分子取向時(shí)液晶分子相對(duì)于透明基板以特定角度取向時(shí)的升起， 其中傾角是由透明基板平面和液晶分子形成的角度的銳角。傾斜方向 是指在透明基板平面方向上具有傾角分量的液晶分子的取向方向。這里，傾角與摩擦方向一致。傾斜取向(diagonal orientation)是下述取 向，即其中液晶膜的液晶分子的取向大致平行于液晶膜平面方向且相 對(duì)于液晶膜平面方向具有傾斜，且混合取向是下述取向，即其中液晶 膜的液晶分子的取向?qū)τ谝壕さ纳媳砻婧拖卤砻鎭?lái)說(shuō)具有不同的斜 度。作為混合取向的液晶膜的代表例，給出了其中具有正介電各向異 性的向列液晶被混合取向并被固定的NH膜(由Nippon Oil公司制造)，但并不限于此。正單軸相位差膜包括其中拉伸樹脂，如聚碳酸酯和降 冰片烯(norbornene)的膜，代表例為ARTON (由JSR制造)、ZEONOR (由Zeon公司制造)，但并不限于此。其中將液晶均勻取向、聚合并 固定的膜可用于正單軸相位差膜。依照該典型的實(shí)施方案，設(shè)置了其中液晶分子反平行取向或扭曲 取向的液晶層3，在第一透明基板與第一偏振片之間或者在第二透明基 板與第二偏振片之間中的至少一個(gè)中按順序設(shè)置有液晶膜(之后稱作 液晶膜)和正單軸相位差膜(之后稱作單軸膜)，在液晶膜中，具有 正介電各向異性的液晶分子從透明基板側(cè)傾斜取向或混合取向并被固 定，此外，每個(gè)所包含的元件被設(shè)置為，在液晶層的液晶膜側(cè)上的液 晶分子的傾斜方向之外，液晶層的液晶分子的平均取向方向分量和液 晶膜的傾斜方向在大致相同的方向上，液晶膜的液晶分子的平均取向 方向和單軸膜的相位延遲軸大致正交，第一偏振片的吸收軸和第二偏振片的吸收軸大致彼此正交，單軸膜的相位延遲軸和靠近單軸膜側(cè)上 的偏振片的吸收軸形成大約45°的角，因而可通過(guò)液晶膜的液晶分子的 取向來(lái)對(duì)液晶分子進(jìn)行補(bǔ)償，其中由于向液晶層施加電壓時(shí)在界面附 近的取向控制力而導(dǎo)致該液晶分子的取向不易變化，改善了由于界面 附近的液晶分子而導(dǎo)致的視角降低，獲得了滿意的可視性。現(xiàn)在將根據(jù)實(shí)施例描述依照本發(fā)明典型實(shí)施方案的液晶顯示器件 的特定實(shí)施例。[第一實(shí)例]首先，將使用圖1到9描述依照本發(fā)明第一實(shí)例的液晶顯示器件。 圖1是以框架形式顯示依照本發(fā)明第一實(shí)例的液晶顯示器件的結(jié)構(gòu)的 橫截面圖，圖2， 3 (a)和3 (b)是以框架形式顯示依照本實(shí)例的液晶 顯示器件中光的狀態(tài)變化的略圖。圖4到8是顯示描述該液晶顯示器 件的折射率橢球體的視圖，圖9是顯示本實(shí)例的液晶顯示器件的視角 特性的視圖。如圖1和2中所示，本實(shí)例的液晶顯示器件包括液晶層3、夾持 液晶層3的第一透明基板IO和第二透明基板11，其中在第一透明基板 lO和第二透明基板ll的液晶層3側(cè)上形成有使液晶分子取向的取向膜 (未示出)和透明電極膜(未示出)。在第一透明基板10的與液晶層 3相對(duì)的一側(cè)上設(shè)置有第一偏振片1，在第二透明基板11的與液晶層3 相對(duì)的一側(cè)上設(shè)置有第二偏振片2，偏振片被設(shè)置為，第一偏振片l和 第二偏振片2的吸收軸彼此正交。透明基板的材料可以是玻璃基板、 塑料基板等。塑料基板的材料代表例為聚碳酸酯(PC)樹脂，或聚醚 砜(PES)樹脂，但并不限于此。偏振片形成方法代表例為，利用對(duì)吸 收碘或二色染料聚乙烯醇進(jìn)行拉伸的方法，但并不限于此。
在第一偏振片1與液晶層3之間或者第二偏振片2與液晶層3之間的至少一個(gè)中(圖中為在第二偏振片2與液晶層3之間)設(shè)置有液 晶膜4 (例如由Nippon Oil公司制造的NH膜)和單軸膜5，在液晶膜 4中，具有正介電各向異性(長(zhǎng)軸方向上的介電常數(shù)大于短軸方向上的 介電常數(shù))的液晶分子被混合取向或傾斜取向并被固定，在第二偏振 片2的的與液晶層3相對(duì)的一側(cè)上設(shè)置有用作顯示光源的背光20。在上面的結(jié)構(gòu)中，液晶膜4的液晶分子的平均取向方向上的膜平 面方向分量和單軸膜5的相位延遲軸的方向(其中折射率為最大的方 向)大致正交。液晶層3為反平行取向，液晶層3的液晶膜4側(cè)上的 傾斜方向與液晶膜4的液晶分子的液晶層3側(cè)上的傾斜方向大致相同。 由液晶膜4的液晶分子的取向方向和第二偏振片2的吸收軸形成的角 度大約為45°。液晶膜4的液晶分子的取向是這樣的，即當(dāng)施加電壓時(shí)， 液晶層的液晶膜4側(cè)上的液晶分子的取向H/LCL的平均取向方向和液晶 膜4的液晶分子的取向vj/LCF的平均取向方向理想地滿足M/LCL平均 取向方向的絕對(duì)值+VLCF平均取向方向的絕對(duì)值=90°，如圖13中所 示，但是即使較小時(shí)也可獲得補(bǔ)償視角的效果。在圖中，當(dāng)從其分界 面觀看液晶層3和液晶膜4的液晶分子時(shí)，各個(gè)分子被牽拉為大致正 交，但是因?yàn)槿绻鸐/LCF+vi/LCL〈90。則獲得了補(bǔ)償視角的效果，所以液 晶膜4的液晶分子的取向可以是傾斜取向。假定在沒(méi)有施加電壓時(shí)(最初狀態(tài))，液晶層3的相位差為a，施 加電壓時(shí)液晶層3的相位差為p，液晶膜4的相位差為y，單軸膜5的 相位差為(D，則a， P， y和co設(shè)定在方程(1)和(2)的范圍內(nèi)。100nm<a— (co —y) <400nm (1) (co—Y) |<20nm (2)液晶膜4、單軸膜5、液晶層3、第一偏振片1、和第二偏振片2 的所包含的材料、制造方法、厚度等沒(méi)有特別限制。有源矩陣基板可
用作第一透明基板10或第二透明基板11之一，在該有源矩陣基板中，以矩陣方式布置開關(guān)元件，如TFT (薄膜晶體管)或TFD (薄膜二極 管)，如果像素?cái)?shù)較小，則電極可以以片段形式或以網(wǎng)格形式設(shè)置， 從而進(jìn)行無(wú)源驅(qū)動(dòng)。通過(guò)設(shè)置彩色濾色器可實(shí)現(xiàn)令人滿意的彩色顯示?，F(xiàn)在將使用圖3到5描述本實(shí)例的液晶顯示器件的操作。圖3A顯 示了當(dāng)沒(méi)有向液晶層3施加電壓時(shí)光狀態(tài)的變化，圖3B顯示了當(dāng)向本 實(shí)例的液晶顯示器件中的液晶層3施加電壓時(shí)光狀態(tài)的變化。圖4和5 是使用折射率橢球體來(lái)描述圖3B的示意性透視圖。首先，將描述沒(méi)有給液晶層3施加電壓時(shí)的操作。如圖3A中所示， 當(dāng)在垂直于基板的方向上觀看時(shí)，從背光出射的光穿過(guò)第二偏振片2， 變?yōu)榫€性偏振光，然后穿過(guò)單軸膜5和液晶膜4。因?yàn)閱屋S膜5的相位 延遲軸和液晶膜4的液晶分子的取向方向正交，所以如果液晶膜4的 相位差和單軸膜5的相位差相同，則光以與最初的線性偏振光相同的 狀態(tài)進(jìn)入液晶層3。因?yàn)橐壕?的相位差和單軸膜5的相位差在這里 不同，所以從液晶膜4出射的光變?yōu)闄E圓偏振光并進(jìn)入液晶層3，從而 對(duì)當(dāng)給液晶層3施加電壓時(shí)的殘余的相位差進(jìn)行補(bǔ)償。因?yàn)闆](méi)有施加 電壓時(shí)液晶層3的相位差僅為oc，所以從液晶膜4出射的光穿過(guò)液晶層 3，由此改變了偏振光的狀態(tài)。如果液晶層3的相位差a為波長(zhǎng)的一半， 則該偏振光變?yōu)槠渲邢辔灰苿?dòng)了大約90。的線性偏振光，由此光穿過(guò)第 一偏振片1，獲得了亮顯示。當(dāng)在第一透明基板IO和第二透明基板1的透明電極之間施加電壓 時(shí)，就是說(shuō)，當(dāng)給液晶層3施加電壓時(shí)，進(jìn)入液晶層3之前的光的狀 態(tài)與圖3B中所示的相同，但是因?yàn)橐壕?的液晶分子在電場(chǎng)方向上 取向并大致垂直于基板取向，所以消除了液晶層3的相位差，因?yàn)槠?與第一偏振片1的吸收軸相同，由此光沒(méi)有改變狀態(tài)地傳播并被吸收， 光沒(méi)有出射，從而獲得了暗 如果液晶層3的液晶分子完全垂直于基板，則相位差為0，但是 實(shí)際上，如果靠近透明基板界面的液晶分子由于界面的控制力或低電 壓驅(qū)動(dòng)而造成沒(méi)有被垂直取向，則由未取向的液晶分子導(dǎo)致的相位差 就不能被忽視，發(fā)生了殘留延遲。假定為了暗顯示而施加電壓時(shí)的殘留延遲為P，則可通過(guò)單軸膜5和液晶膜4來(lái)補(bǔ)償該殘留延遲。具體地說(shuō)，如圖4和5中所示，假定單軸膜5的相位差是co，液晶 膜4的相位差是y，則需要在與殘留延遲正交的方向上插入相位差，來(lái) 補(bǔ)償該殘留延遲。因?yàn)閱屋S膜5被設(shè)置為與液晶層3的液晶分子的取 向方向正交，所以單軸膜5的相位差需要大于液晶膜4的相位差，就 是說(shuō)co — Y〉0。這里，用于補(bǔ)償殘留延遲的相位差需要與殘留延遲大致 相同，其中根據(jù)本申請(qǐng)的發(fā)明人的知識(shí)，通過(guò)設(shè)定l(3— (co—Y) |<20nm， 可用液晶膜4和單軸膜5來(lái)補(bǔ)償液晶層3的殘留延遲，從而在平面內(nèi) 消除相位差，獲得暗顯示。在沒(méi)有施加電壓時(shí)，當(dāng)a— (o) — Y)變?yōu)橐?半波長(zhǎng)時(shí)透射率變?yōu)樽畲螅且驗(yàn)樗胁牧系恼凵渎识几鶕?jù)波長(zhǎng)而 變化，所以如果在1/4波長(zhǎng)〈a— (co —y) <3/4波長(zhǎng)的范圍內(nèi)可獲得亮 且高對(duì)比度的顯示?，F(xiàn)在將描述其中視角從垂直于基板的方向變化的情形。當(dāng)給液晶 層3施加電壓時(shí)，液晶層3的液晶分子大致垂直于基板取向。當(dāng)從前 方向看時(shí)液晶分子沒(méi)有相位差，但是當(dāng)視角變化時(shí)會(huì)出現(xiàn)相位差。當(dāng) 單軸膜5和液晶膜4正交地組合時(shí)，與平面方向相比，厚度方向上的 相位差僅是具有小折射率的分量的組合，因而可作為在厚度方向上被 處理為具有小相位差的負(fù)單軸膜。如果在垂直方向上取向的液晶層3和負(fù)單軸膜層疊，則當(dāng)在傾斜 方向上看時(shí)，由液晶層3產(chǎn)生的相位差和由負(fù)單軸膜產(chǎn)生的相位差恰 好彼此正交地產(chǎn)生，因而可補(bǔ)償視角方向上產(chǎn)生的相位差。用單軸膜5 補(bǔ)償殘留延遲的方法還具有補(bǔ)償視角方向上產(chǎn)生的相位差的效果(見 圖6和7)。
因?yàn)槿∠蚩刂屏υ趶囊壕?的液晶分子的基板界面靠近基板的 區(qū)域中起作用，所以即使施加電壓，如前面所述， 一些液晶分子也不 會(huì)變?yōu)榇怪?。在本結(jié)構(gòu)中，因?yàn)椴扇×朔雌叫腥∠?，沒(méi)有垂直的分量 以特定的傾斜而排列，因而當(dāng)從該傾斜方向上看時(shí)和當(dāng)從與該傾斜方 向相對(duì)的方向上看時(shí)，這些分量是非對(duì)稱的，相位差在相對(duì)于該傾斜 方向的左和右方向上變?yōu)榉菍?duì)稱，但是可通過(guò)采取其中液晶分子傾斜 取向或混合取向并被固定的液晶膜4來(lái)改善這種非對(duì)稱特性。將使用圖8和9來(lái)具體描述。如圖8中所示，液晶膜4的液晶層 3側(cè)上的傾斜方向與液晶層3的液晶膜4側(cè)上的液晶分子的傾斜方向相 同。當(dāng)從該傾斜方向進(jìn)入時(shí)，穿過(guò)液晶膜4的光具有較小的相位差， 且從與該傾斜相對(duì)的一側(cè)進(jìn)入的光具有較大的相位差。類似地，當(dāng)從 該傾斜方向進(jìn)入時(shí)，穿過(guò)液晶層3的光具有較小的相位差，從與該傾 斜相對(duì)的一側(cè)進(jìn)入的光具有較大的相位差。因此，通過(guò)使在液晶膜4的液晶層3側(cè)上的傾斜方向與液晶層3 的液晶膜4側(cè)上的液晶分子的傾斜方向相同，從而當(dāng)液晶層3的相位 差變小時(shí)，液晶膜4的相位差增加，而當(dāng)液晶層3的相位差變大時(shí)， 液晶膜4的相位差降低，由此在傾斜方向上和反傾斜方向上可獲得相 同程度的相位差。此外，當(dāng)從該傾斜方向的90。方向或一卯。方向觀看 時(shí)，光軸相對(duì)于入射光變化，而不是相對(duì)于相位差的變化而變化，但 是由此可通過(guò)插入液晶膜4來(lái)補(bǔ)償。圖9中顯示了其中單軸膜5的相位差值為175mn，液晶膜4的前 方向的相位差值為110nni，沒(méi)有施加電壓時(shí)液晶層3的相位差為275nm 的液晶顯示器件的視角特性。從圖9可以得知，在上下方向上大于或 等于100。時(shí)和在左右方向上大于等于140°時(shí)，視角特性具有對(duì)稱特性。 圖15中顯示了TN方法的相關(guān)的視角特性，圖14中顯示了專利文獻(xiàn)1 的方法的視角特性。在TN方法的相關(guān)液晶顯示器件或?qū)＠墨I(xiàn)1的方
法中，在左右方向上可獲得較寬的視角，但是在上下方向上不能獲得 該效果，而通過(guò)使用液晶膜4也可在上下方向上獲得較寬視角的滿意 視角特性。單軸膜5和液晶膜4設(shè)置在第二偏振片2和液晶層3之間，但是 可設(shè)置在第一偏振片l和液晶層3之間。第二偏振片2、單軸膜5和液 晶膜4設(shè)置在第二透明基板11的與液晶層3相對(duì)的一側(cè)上，但是可設(shè) 置在第二透明基板11與設(shè)置于第二透明基板上的透明電極之間。單軸 膜5和液晶膜4可同時(shí)設(shè)置在第一偏振片1與液晶層3之間和第二偏 振片2與液晶層3之間，但在該情形中，設(shè)置在第一偏振片1與液晶 層3之間的單軸膜5的相位差(col)和液晶膜4的相位差(Yl)的差 值、以及設(shè)置在第二偏振片2與液晶層3之間的單軸膜5的相位差(cd2) 和液晶膜4的相位差(y2)的差值的總和大致等于液晶的殘留延遲的相 位差值，就是說(shuō)在|卩一(col—yl)—(①2—y2) 1〈20nm的范圍內(nèi)。[第二實(shí)施例]現(xiàn)在將參照?qǐng)DIO到12描述依照本發(fā)明第二實(shí)例的液晶顯示器件。 圖10是顯示依照本發(fā)明第二實(shí)例的液晶顯示器件的液晶取向和平均取 向方向的視圖，圖ll是以框架模式顯示依照該實(shí)施例的液晶顯示器件 中的光的狀態(tài)變化的略圖。圖12是顯示本實(shí)例的液晶顯示器件的視角 特性的視圖。在第二實(shí)例中，將描述其中液晶層的液晶分子扭曲取向(即液晶 分子的長(zhǎng)軸方向平行于基板表面，并在上下基板之間扭曲取向的取向 狀態(tài))的情形。在扭曲取向中，液晶膜的液晶分子的傾斜方向是沒(méi)有 給液晶層施加電壓時(shí)液晶分子的指向方向(平均取向方向)，從而與 液晶層的液晶膜側(cè)上的液晶分子的傾斜方向的指向方向分量(平均取 向方向分量) 一致，如圖10中所示。即使扭曲角在扭油取向上較小， 則施加電壓時(shí)也會(huì)發(fā)生殘留延遲，其中隨著扭曲角變大，殘留延遲會(huì) 降低，這是因?yàn)橛苫褰缑娴牡谝黄衿瑐?cè)上的液晶分子和第二偏振片側(cè)上的液晶分子形成的角度變?yōu)?0°，當(dāng)扭曲角變?yōu)?0°時(shí)殘留的相 位差被消除。就是說(shuō)，隨著扭曲變大，方程(2)的(3變小，其中在90。扭曲處消 除了殘留的相位差，就是說(shuō)，獲得了方程(3)。單軸膜的相位差值① 和液晶膜的相位差值Y如方程(4)中所示。液晶顯示器件的操作和效果 與第一實(shí)例的相同，因而省略了對(duì)其的描述。|(3— (a—y) |<20nm (2)(3 = 0 (90。扭曲時(shí)) (3)co = Y (4)依照這種結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了圖12中所示的寬視角。這種效果認(rèn)為是在 下述范圍中獲得的，即其中液晶層的扭曲角大于0。且小于或等于95°。在本發(fā)明的實(shí)施例中，提供了第一透明基板和第二透明基板，在 第一透明基板和第二透明基板之間夾持有液晶層；在第一透明基板和 第二透明基板的液晶層側(cè)上分別層疊有用于施加電壓的透明電極；液 晶層的液晶是具有正介電各向異性特性的液晶；沒(méi)有施加電壓時(shí)液晶 層的液晶分子扭曲取向，施加電壓時(shí)，由于在透明電極之間產(chǎn)生的電 場(chǎng)，液晶層的液晶分子大致垂直于透明基板平面取向；在第一透明基 板和第二透明基板與液晶層相對(duì)的一側(cè)上分別設(shè)置有第一偏振片和第 二偏振片；在第一透明基板與第一偏振片之間或者第二透明基板與第 二偏振片之間的至少一個(gè)中設(shè)置有液晶膜和正單軸相位差膜，在液晶 膜中具有正介電各向異性特性的液晶分子傾斜取向或混合取向并被固 定。液晶膜和正單軸相位差膜的順序優(yōu)選是第一偏振片或第二偏振片、 正單軸相位差膜、液晶膜和液晶層的順序。在本發(fā)明的實(shí)例中，液晶層的液晶分子的平均取向方向和液晶膜 的液晶分子的取向方向在大致相同的方向上指向；在液晶層的液晶膜 側(cè)上的液晶分子的傾斜方向上，液晶層的液晶分子的平均取向指向分
量和液晶膜的液晶層側(cè)上的液晶分子的傾斜方向在大致相同的方向上 指向；液晶膜的液晶分子的取向方向和相位差膜的相位延遲軸大致正 交；第一偏振片的吸收軸和第二偏振片的吸收軸大致正交；相位差膜 的相位延遲軸和第一偏振片或第二偏振片的吸收軸形成大約45°的角， 液晶層的扭曲角優(yōu)選大于0。且小于或等于95°。在本發(fā)明的實(shí)例中，其中在第一透明基板與第一偏振片之間或者 第二透明基板與第二偏振片之間的至少一個(gè)中設(shè)置有液晶膜和相位差 膜的結(jié)構(gòu)中，向液晶層施加電壓時(shí)的相位差(殘留相位差)p、液晶膜 的相位差Y和相位差膜的相位差co優(yōu)選滿足l(3— (Y — co) |<20nm。相位 差是指光的波長(zhǎng)為550nm時(shí)的相位差。在本發(fā)明的實(shí)例中，沒(méi)有給液晶層施加電壓時(shí)的相位差(最初相 位差)a、液晶膜的相位差Y和相位差膜的相位差co優(yōu)選滿足138nm<a 一 ( /— ) <413nm。此外，在本發(fā)明的實(shí)例中，其中在第一透明基板與第一偏旅片Z 間設(shè)置有第一液晶膜和第一相位差膜，在第二透明基板與第二偏振片 之間設(shè)置有第二液晶膜和第二相位差膜的結(jié)構(gòu)中，向液晶層施加電壓 時(shí)的相位差卩、第一相位差膜的相位差col、第二相位差膜的相位差①2、 第一液晶膜的相位差Yl、和第二液晶膜的相位差y2優(yōu)選滿足IP— (cal 一yl) — (co2—y2) |<20證。此外，在本發(fā)明的實(shí)例中，沒(méi)有向液晶層施加電壓時(shí)的相位差a、 第一相位差膜的相位差(ol、第二相位差膜的相位差co2、第一液晶膜的 相位差Yl、和第二液晶膜的相位差y2優(yōu)選滿足138rrnKa— (yl —col) —(y2 —co2) <413nm。在本發(fā)明的實(shí)例中，在第一透明基板與第一透明基板的液晶層側(cè) 上的透明電極之間、或者在第二透明基板與第二透明基板的液晶層一 側(cè)上的透明電極之間形成第一偏振片或者第二偏振片中的至少一個(gè)。此外，在本發(fā)明的實(shí)例中，第一透明基板或第二透明基板中的至 少一個(gè)包括有源矩陣基板，在該有源矩陣基板中排列有開關(guān)元件。此 外，在本發(fā)明中，第一透明基板或第二透明基板中的至少一個(gè)包括彩 色濾色器。因此，依照上面的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的實(shí)例抑制了視角的降低，由此 通過(guò)補(bǔ)償液晶分子的傾斜方向產(chǎn)生的相位差的非對(duì)稱特性，從而實(shí)現(xiàn) 了寬視角，其中由于施加電壓時(shí)靠近界面的控制力和液晶層的液晶分 子而導(dǎo)致該液晶分子的取向不易發(fā)生變化。盡管參照典型的實(shí)施方案特別顯示和描述了本發(fā)明，但本發(fā)明并 不限于這些實(shí)施方案。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離由權(quán) 利要求定義的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以在形式和細(xì)節(jié)上做 各種變化。本發(fā)明可適用于使用需要寬視角的低價(jià)顯示的器件。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示器件，其中在第一透明基板和第二透明基板之間夾持有液晶層；分別在第一透明基板和第二透明基板的液晶層側(cè)上設(shè)置用于向液晶層施加電壓的透明電極；在第一透明基板和第二透明基板的與液晶層相對(duì)的一側(cè)上分別設(shè)置有第一偏振片和第二偏振片；和在液晶層與第一偏振片之間或者在液晶層與第二偏振片之間的至少其中一處設(shè)置液晶膜和正單軸相位差膜，在所述液晶膜中，具有正介電各向異性的液晶分子傾斜取向或者混合取向并被固定。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示器件，其中 液晶層的液晶膜側(cè)上的液晶分子的傾斜方向與液晶膜的液晶層側(cè)上的液晶分子的傾斜方向在大致相同的方向上指向；液晶膜的液晶分子的取向方向和相位差膜的相位延遲軸大致正交；第一偏振片的吸收軸和第二偏振片的吸收軸大致正交；以及 相位差膜的相位延遲軸和第一偏振片或第二偏振片的吸收軸形成 大約45°的角。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的液晶顯示器件，其中沒(méi)有施加電壓時(shí)液 晶層具有反平行取向的液晶分子。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的液晶顯示器件，其中液晶層的液晶是具 有正介電各向異性的液晶；在沒(méi)有施加電壓時(shí)液晶層的液晶分子扭曲取向，以及在施加電壓 時(shí)，由于在透明電極之間產(chǎn)生的電場(chǎng)，液晶層的液晶分子大致垂直于 透明基板平面取向。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的液晶顯示器件，其中液晶層的液晶分子 的平均取向方向和液晶膜的液晶分子的取向方向在大致相同的方向上 指向；在液晶層的液晶膜側(cè)上的液晶分子的傾斜方向上，液晶層的液晶 分子的平均取向方向分量和液晶膜的液晶層側(cè)上的液晶分子的傾斜方向在大致相同的方向上指向；液晶膜的液晶分子的取向方向和相位差膜的相位延遲軸大致正交；第一偏振片的吸收軸和第二偏振片的吸收軸大致正交；以及相位差膜的相位延遲軸和第一偏振片或第二偏振片的吸收軸形成大約45°的角，液晶層的扭曲角優(yōu)選大于0。且小于或等于95°。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的液晶顯示器件，其中在如下結(jié)構(gòu)中，所 述結(jié)構(gòu)是，液晶膜和相位差膜設(shè)置在第一透明基板與第一偏振片之間 或者在第二透明基板與第二偏振片之間的至少一個(gè)中，向液晶層施加電壓時(shí)的相位差P、液晶膜的相位差y、和相位差膜 的相位差①滿足l(5— (Y—co) |<20nm。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的液晶顯示器件，其中沒(méi)有向液晶層施加 電壓時(shí)的相位差a、液晶膜的相位差y、和相位差膜的相位差co滿足 138nm<a— (y —a>) <413nm。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的液晶顯示器件，其中在如下結(jié)構(gòu)中，所 述結(jié)構(gòu)是，在第一透明基板與第一偏振片之間設(shè)置有第一液晶膜和第 一相位差膜，在第二透明基板與第二偏振片之間設(shè)置有第二液晶膜和 第二相位差膜，向液晶層施加電壓時(shí)的相位差(3、第一相位差膜的相位差ol、第二 相位差膜的相位差o)2、第一液晶膜的相位差yl、和第二液晶膜的相位 差y2滿足l(3— (col—yl) — (ro2—y2) |<20nm。 200710149720.4權(quán)利要求書第3/3頁(yè)
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的液晶顯示器件，其中沒(méi)有向液晶層施加 電壓時(shí)的相位差OC、第一相位差膜的相位差Ol、第二相位差膜的相位差co2、第一液晶膜的相位差Yl、和第二液晶膜的相位差y2滿足138nm<oc —(yl — (Dl) — (y2 —co2) <413nm。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示器件，其中第一偏振片或第 二偏振片中的至少其中一個(gè)形成在第一透明基板與第一透明基板的液 晶層側(cè)上的透明電極之間，或者形成在第二透明基板與第二透明基板 的液晶層側(cè)上的透明電極之間。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示器件，其中第一透明基板或 第二透明基板中的至少其中一個(gè)包括有源矩陣基板，在該有源矩陣基 板中排列有開關(guān)元件。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示器件，其中第一透明基板或 第二透明基板中的至少其中一個(gè)包括彩色濾色器。全文摘要
本發(fā)明目的是提供一種能實(shí)現(xiàn)寬視角的液晶顯示器件。液晶顯示器件包括設(shè)置在液晶層與至少一個(gè)偏振片之間的液晶膜和單軸膜，在所述液晶膜中具有正介電各向異性的液晶分子傾斜取向或混合取向并被固定，液晶層和液晶膜的取向方向大致相同，液晶膜的液晶層側(cè)上的液晶分子的傾斜方向和液晶層的液晶膜側(cè)上的液晶分子的傾斜方向大致相同。
文檔編號(hào)G02F1/1335GK101149535SQ200710149720
公開日2008年3月26日 申請(qǐng)日期2007年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月5日
發(fā)明者中謙一郎 申請(qǐng)人:Nec液晶技術(shù)株式會(huì)社