Tn模式液晶顯示裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供呈現(xiàn)減小的灰度級(jí)反轉(zhuǎn)和提高的白輝度的TN模式液晶顯示器。液晶顯示裝置按次序包括：第一偏振器、第一延遲膜、第一液晶單元基板、TN模式液晶層、第二液晶單元基板、第二延遲膜和第二偏振器，其中第一偏振器的吸收軸與第二偏振器的吸收軸正交，第一延遲膜的慢軸從第一偏振器的吸收軸傾斜了大約45°，第二延遲膜的慢軸從第二偏振器的吸收軸傾斜了大約135°，第一延遲膜的慢軸與第二延遲膜的慢軸正交，第一延遲膜和第二延遲膜具有相同的Re（550），以及第一延遲膜具有5≤Re(550)≤55的Re（550）。
【專利說(shuō)明】TN模式液晶顯示裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及TN模式的液晶顯示裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]TN模式液晶顯示裝置的缺點(diǎn)在于它對(duì)灰度級(jí)反轉(zhuǎn)的敏感性。常規(guī)TN模液晶顯示裝置包括在黑顯示模式期間補(bǔ)償殘留延遲的光學(xué)補(bǔ)償膜，并從而將灰度級(jí)反轉(zhuǎn)減小到某個(gè)水平。
[0003]日本的未經(jīng)審查的專利申請(qǐng)公開(kāi)文本N0.2006-285220公開(kāi)了雙折射模式的液晶顯示裝置的使用，用于減小灰度級(jí)反轉(zhuǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通常引起減小的灰度級(jí)反轉(zhuǎn)的雙折射模式液晶顯示裝置可能在白顯示模式期間提供減小的正面輝度(在下文中被簡(jiǎn)單地稱為“白輝度”)，作為深入研究的結(jié)果。為克服這樣的問(wèn)題而作出的本發(fā)明的目的是提供以提高的白輝度呈現(xiàn)減小的向下灰度級(jí)反轉(zhuǎn)的液晶顯示裝置。
[0005]在這樣的情況下勤奮地研究的本發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)，可通過(guò)使用具有預(yù)定的慢軸角和在5 < Re (550) ^ 55的范圍內(nèi)的550nm的波長(zhǎng)處的平面內(nèi)延遲(retardation in-plane)Re的延遲膜來(lái)解決上述問(wèn) 題。特別是，可由如下描述的液晶顯示裝置來(lái)解決上述問(wèn)題。
[0006]<1> 一種液晶顯示裝置按次序包括:第一偏振器、第一延遲膜、第一液晶單元基板、第二液晶單元基板、第二延遲膜和第二偏振器、以及在第一液晶單元基板和第二液晶單元基板之間的液晶層，其中，在液晶層中，液晶分子被封裝，使得液晶分子從液晶單元基板中的一個(gè)到液晶單元基板中的另一個(gè)形成大約90°的扭曲配向(twisted-alignment),
[0007]第一偏振器的吸收軸與第二偏振器的吸收軸正交，
[0008]第一延遲膜的慢軸從第一偏振器的吸收軸傾斜了大約45°，
[0009]第二延遲膜的慢軸從第二偏振器的吸收軸傾斜了大約135°，
[0010]第一延遲膜的慢軸與第二延遲膜的慢軸正交，
[0011]第一延遲膜和第二延遲膜具有在550nm的波長(zhǎng)處的相同的平面內(nèi)延遲Re (550)，以及
[0012]第一延遲膜具有在5 < Re (550) < 55的范圍內(nèi)的平面內(nèi)延遲Re (550)。
[0013]<2>根據(jù)〈1>的液晶顯示裝置，其中第一延遲膜和第二延遲膜每個(gè)是傾斜拉伸的雙軸膜，且傾斜拉伸的雙軸膜中的每個(gè)具有在由傾斜拉伸的雙軸膜的縱向方向和第一延遲膜的慢軸定義的0〈 Θ <90的范圍內(nèi)的角度Θ。
[0014]<3>根據(jù)〈1>或〈2>的液晶顯示裝置，其中第一延遲膜具有在40〈 Θ <50的范圍內(nèi)的慢軸角度Θ。
[0015]本發(fā)明的有利效果
[0016]根據(jù)本發(fā)明，可提供呈現(xiàn)減小的灰度級(jí)反轉(zhuǎn)和提高的白輝度的TN模式液晶顯示器。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的軸的方向的概念圖。
[0018]圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性液晶顯示裝置的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]現(xiàn)在將詳細(xì)描述本發(fā)明。在該說(shuō)明書中，由詞語(yǔ)“一個(gè)數(shù)字到另一數(shù)字”表示的數(shù)值范圍意指落在指示該范圍的最下限的前面的數(shù)字和指示其最上限的后面的數(shù)字之間的范圍。首先描述的是在本說(shuō)明書中使用的術(shù)語(yǔ)。
[0020]為了解釋的方便，在本文描述的角是相對(duì)于在如從屏幕的法線方向看的0°處的液晶顯示裝置的屏幕的下邊緣的角，且在逆時(shí)針?lè)较蛏系慕潜槐硎緸檎摹＠?，如果圖1示出該屏幕，則箭頭指示朝著正的方向。虛線箭頭因此指示+45°。然而，在0°處的液晶顯示器的屏幕的下邊緣的這樣的定位對(duì)包括根據(jù)本發(fā)明的延遲膜和偏振板的液晶顯示裝置不是必不可少的。
[0021]在“大約90° ”中的術(shù)語(yǔ)“大約”例如意味著離確切的角的誤差的范圍從大于-5°到小于+5°。誤差優(yōu)選地范圍從大于-4°到小于+4°，且更優(yōu)選地從大于-3°到小于+3。。
[0022]此外，在本文使用的術(shù)語(yǔ)“平行”和“正交”包括范圍從偏離確切的角的-5°到+5°的誤差。誤差優(yōu)選地范圍從大于-4°到小于+4°，且更優(yōu)選地從大于-3°到小于+3。。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置特征在于，該液晶顯示裝置按次序包括:第一偏振器、第一延遲膜、第一液晶單元基板、第二液晶單元基板、第二延遲膜和第二偏振器、以及在第一液晶單元基板和第二液晶單元基板之間的液晶層，其中，在液晶層中，液晶分子被封裝，使得液晶分子從液晶單元基板中的一個(gè)到液晶單元基板中的另一個(gè)形成大約90°的扭曲配向，第一偏振器的吸收軸與第二偏振器的吸收軸正交，第一延遲膜的慢軸從第一偏振器的吸收軸傾斜了大約45°，第二延遲膜的慢軸從第二偏振器的吸收軸傾斜了大約135°，第一延遲膜的慢軸與第二延遲膜的慢軸正交，第一延遲膜和第二延遲膜具有在550nm的波長(zhǎng)處的相同的平面內(nèi)延遲Re(550)，以及第一延遲膜具有在5 ( Re (550) ( 55的范圍內(nèi)的平面內(nèi)延遲Re (550)。
[0024]這樣的液晶顯示裝置幾乎不引起灰度級(jí)反轉(zhuǎn)，并可提供提高的白輝度。通常，在白顯示模式期間具有實(shí)質(zhì)上λ/2的延遲的偏振器可實(shí)現(xiàn)最好的白輝度。然而，根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置的模式是復(fù)雜的，因?yàn)橐壕э@示裝置包括液晶層，其中液晶分子被封裝，使得液晶分子從液晶單元基板中的一個(gè)到液晶單元基板中的另一個(gè)形成大約90°的扭曲配向，且因此，液晶顯示裝置具有光旋轉(zhuǎn)；以及此外，因?yàn)橐壕э@示裝置包括被布置成使得偏振器的吸收軸不與延遲膜的慢軸正交或平行的偏振器和延遲膜，因此液晶顯示裝置呈現(xiàn)雙折射。因此，在根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示器中，很難通過(guò)液晶單元來(lái)調(diào)節(jié)實(shí)質(zhì)上λ/2的延遲。鑒于這樣的情況，本發(fā)明可通過(guò)分別將慢軸的角度Θ和延遲膜的Re (550)設(shè)置成具有預(yù)定的值來(lái)成功地實(shí)現(xiàn)在偏振器之間的實(shí)質(zhì)上λ /2的延遲。[0025]注意，“第一和第二延遲膜具有相同的平面內(nèi)延遲Re (550)”意味著第一延遲膜的確切Re (550)和第二延遲膜的Re (550)之間的差異范圍從_5nm到+5nm。該差異優(yōu)選地范圍從大于-3nm到小于+3nm,更優(yōu)選地,大于-1nm到小于+lnm。
[0026]現(xiàn)在將參考圖2描述根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)。應(yīng)理解，在本發(fā)明中可使用任何其它結(jié)構(gòu)。
[0027]圖2是根據(jù)本發(fā)明的示例性液晶顯示裝置的示意圖。該液晶顯示裝置包括第一偏振器1、第一延遲膜2、第一液晶單元基板3、第二液晶單元基板4、第二延遲膜5和第二偏振器6。箭頭11指示第一偏振器的吸收軸。箭頭12指示第一延遲膜的慢軸。箭頭13和14分別指示第一和第二液晶單元基板的摩擦(rubbing)方向。箭頭15指示第二延遲膜的慢軸。箭頭16指示第二偏振器的吸收軸。在圖2中，第一偏振器優(yōu)選地在液晶顯示裝置的觀看側(cè)上。下面的描述基于在0°處的第一偏振器的吸收軸11。
[0028]在根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置中，第一偏振器的吸收軸11與第二偏振器的吸收軸正交。換句話說(shuō)，第二偏振器的吸收軸在圖2中傾斜90°。第一延遲膜的慢軸從第一偏振器的吸收軸傾斜大約45°，第二延遲膜的慢軸從第二偏振器的吸收軸傾斜大約135°。具有這樣的結(jié)構(gòu)的液晶顯示裝置有效地禁止灰度級(jí)反轉(zhuǎn)。
[0029]在根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置中，第一延遲膜的慢軸12優(yōu)選地與第二延遲膜的慢軸15正交，且第一延遲膜的慢軸的角度Θ優(yōu)選地在0〈 Θ <90的范圍內(nèi)。對(duì)于第一和第二延遲膜(每個(gè)延遲膜由傾斜拉伸的雙軸膜組成)，角度Θ由傾斜拉伸的雙軸膜的縱向方向和第一延遲膜的慢軸定義。例如，圖2示出在+45°處的第一延遲膜的慢軸12和在-45°處的第二延遲膜的慢軸15?？蛇x地，在本實(shí)施例中，第一延遲膜的慢軸12可與第二延遲膜的慢軸15正交。第一延遲膜的角度Θ可在0〈 Θ <90的范圍內(nèi)，且第二延遲膜的慢軸15的角度Θ范圍可從-90°到+90°。更具體地，第一延遲膜的慢軸12可以在+30°處，且第二延遲膜的慢軸15可以在-60°處。第一延遲膜的慢軸的角度Θ優(yōu)選地在10〈 Θ <80的范圍內(nèi)，更優(yōu)選地在15〈 Θ <75的范圍內(nèi)，進(jìn)一步優(yōu)選地在30〈 Θ〈60的，進(jìn)一步更優(yōu)選地在40〈θ〈50的范圍內(nèi)，且最優(yōu)選地為大約45°。這樣的配置可導(dǎo)致提高的白輝度。
[0030]此外，根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置特征在于，第一和第二延遲膜具有在550nm的波長(zhǎng)處的相同的平面內(nèi)延遲Re (550)，且第一延遲膜的Re (550)在5 < Re (550) < 55的范圍內(nèi)。優(yōu)選地，第一延遲膜的Re (550)在10 < Re (550) < 45的范圍內(nèi)，且更優(yōu)選地在15〈Re(550)〈35 的范圍內(nèi)。
[0031]雖然沒(méi)有具體確定沿著第一和第二延遲膜的厚度方向Rth (550)的延遲，但它們優(yōu)選地在O ≤ Rth(550)≤160的范圍內(nèi)。考慮到寬視角，這些延遲膜的Rth (550)優(yōu)選地在40≤Rth (550)≤120的范圍內(nèi)。
[0032]第一和第二延遲膜可具有彼此不同的類型，假定它們滿足上述要求；然而，在優(yōu)選的實(shí)施例中，它們具有相同的類型。
[0033]通常，根據(jù)本發(fā)明的第一和第二延遲膜也用作分別用于第一偏振器和第二偏振器的保護(hù)膜。在優(yōu)選實(shí)施例中，第一和第二延遲膜是傾斜拉伸的雙軸膜。
[0034]延遲膜的優(yōu)選實(shí)施例包括在日本的未經(jīng)審查的專利申請(qǐng)公開(kāi)問(wèn)本N0.2003-342384中描述的傾斜拉伸的膜和在日本的未經(jīng)審查的專利申請(qǐng)公開(kāi)文本N0.2011-095694中描述的拉伸膜(在段落[0065]到[0113]中)，這兩個(gè)專利申請(qǐng)被并入本文。用于延遲膜的材料的優(yōu)選例子包括環(huán)烯烴膜(cyclic olefin film)(優(yōu)選地，降冰片烯膜norbornene film)、纖維素酰化膜(cellulose acylate film)和丙烯酸樹脂膜,且更優(yōu)選地，環(huán)烯烴膜和纖維素酰化膜。這些膜的特定描述參考在被并入本文的日本的未經(jīng)審查的專利申請(qǐng)公開(kāi)文本N0.2003-342384、2011-095694和2012-25167中的描述。此外，在本文使用的傾斜拉伸的雙軸膜的使用本質(zhì)上涉及膜在傾斜方向上的拉伸?？筛鶕?jù)例如在日本的未經(jīng)審查的專利申請(qǐng)公開(kāi)文本N0.2012-025167中的描述來(lái)執(zhí)行這樣的光學(xué)操縱。
[0035]任何偏振器可用于本發(fā)明的第一和第二偏振器。本發(fā)明的偏振器可以是含碘偏振器、使用二色性染料的含染料偏振器或含聚烯偏振膜。通常，含碘偏振器和含染料偏振器每個(gè)由聚乙烯醇膜制成。偏振器的吸收軸對(duì)應(yīng)于膜的拉伸方向。因此，在縱向方向上拉伸的偏振器(傳送方向)具有平行于縱向方向的吸收軸，而在橫向方向上拉伸的偏振器(傳送方向的垂直方向)具有垂直于縱向方向的吸收軸。
[0036]未設(shè)置有第一和第二偏振器的側(cè)面分別優(yōu)選地覆蓋有保護(hù)膜。任何膜可用于保護(hù)膜，例如纖維素?；?、環(huán)烯烴聚合物膜、聚乙烯醇膜、聚丙烯膜、聚碳酸酯膜、降冰片烯膜、丙烯酸膜和PET膜。
[0037]根據(jù)本發(fā)明的液晶單元包括設(shè)置在第一液晶單元基板和第二液晶單元基板之間的液晶層。液晶層具有在第一和第二液晶單元基板之間扭曲了大約90°的液晶分子。扭曲了 90°的這樣的液晶分子對(duì)于高正面對(duì)比度來(lái)說(shuō)是優(yōu)選的。
[0038]在根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的液晶顯示裝置中，由第一液晶單元基板的摩擦方向和第一偏振器的吸收軸定義的角為大約45°，而由第二液晶單元基板的摩擦方向和第二偏振器的吸收軸定義的角為大約135°。
[0039]在日本的未經(jīng)審查的專利申請(qǐng)公開(kāi)文本N0.H06-214116、美國(guó)專利N0.5583679和5646703以及DE專利公開(kāi)文本N0.3911620A1中描述了 TN模式的細(xì)節(jié)。在日本的未經(jīng)審查的專利申請(qǐng)公開(kāi)文本Νο.ΗΙΟ-54982中描述了用于IPS模式或FLC模式的液晶單元的光學(xué)補(bǔ)償片的細(xì)節(jié)。這些描述被并入本文。
[0040]注意，在本文使用的Re(A)和Rth(A)分別表示在波長(zhǎng)λ處的平面內(nèi)延遲和在波長(zhǎng)λ處的沿著厚度方向的延遲。
[0041]在該說(shuō)明書中，ReU)和RthU)分別是在波長(zhǎng)λ處的平面內(nèi)延遲(nm)和沿著厚度方向的延遲(nm)。使用K0BRA21ADH或WR (通過(guò)Oji科學(xué)儀器)通過(guò)在膜的法線方向上將具有λ nm的波長(zhǎng)的光應(yīng)用于膜來(lái)測(cè)量ReU)?？筛鶕?jù)波長(zhǎng)選擇性濾波器的手動(dòng)交換或通過(guò)程序根據(jù)測(cè)量值的交換來(lái)進(jìn)行測(cè)量波長(zhǎng)的選擇。當(dāng)待分析的膜由單軸或雙軸折射率橢球(index ellipsoid)表示時(shí),膜的Rth( λ )被如下計(jì)算。這個(gè)測(cè)量方法可用于測(cè)量在配向?qū)咏缑嫣幒驮诠鈱W(xué)各向異性層中的碟型液晶分子的相對(duì)界面處的平均傾斜角。
[0042]通過(guò)K0BRA21ADH或WR在六個(gè)Re(A)值、假設(shè)的平均折射率的值和被輸入作為膜的厚度值的值的基礎(chǔ)上計(jì)算Rth(X)，該六個(gè)Re(A)值是使用平面內(nèi)慢軸(其由K0BRA21ADH決定)作為傾斜軸(旋轉(zhuǎn)軸；被定義在任意平面內(nèi)方向，如果膜沒(méi)有平面內(nèi)慢軸的話)，在由相對(duì)于樣本膜的法線方向的從0°到50°的10°步長(zhǎng)旋轉(zhuǎn)決定的六個(gè)方向上，針對(duì)波長(zhǎng)λ nm的進(jìn)入光來(lái)測(cè)量的。在上文中，當(dāng)待分析的膜使其中延遲值為零的方向?yàn)樵谄矫鎯?nèi)慢軸周圍相距作為旋轉(zhuǎn)軸的法線方向處于某個(gè)傾斜角處時(shí)，則在比給出零延遲的傾斜角大的傾斜角處的延遲值被改變到負(fù)數(shù)據(jù)，且然后膜的Rth( λ )通過(guò)K0BRA21ADH或WR計(jì)算。在作為膜的傾斜角(旋轉(zhuǎn)角)的慢軸周圍(當(dāng)膜沒(méi)有慢軸時(shí)，則其旋轉(zhuǎn)軸可以在膜的任何平面內(nèi)方向上)，延遲值在任何期望的傾斜的兩個(gè)方向上被測(cè)量，且基于數(shù)據(jù)以及平均折射率的估計(jì)值和輸入的膜厚度值，可根據(jù)公式(I)和(2)來(lái)計(jì)算Rth:
[0043](I)
【權(quán)利要求】
1.一種液晶顯示裝置，依次包括:第一偏振器、第一延遲膜、第一液晶單元基板、第二液晶單元基板、第二延遲膜和第二偏振器；以及在所述第一液晶單元基板和所述第二液晶單元基板之間的液晶層，其中，在所述液晶層中，液晶分子被封裝，使得所述液晶分子從所述液晶單元基板中的一個(gè)到所述液晶單元基板中的另一個(gè)形成大約90°的扭曲配向， 所述第一偏振器的所述吸收軸與所述第二偏振器的所述吸收軸正交， 所述第一延遲膜的所述慢軸從所述第一偏振器的所述吸收軸傾斜了大約45°， 所述第二延遲膜的所述慢軸從所述第二偏振器的所述吸收軸傾斜了大約135°， 所述第一延遲膜的所述慢軸與所述第二延遲膜的所述慢軸正交， 所述第一延遲膜和所述第二延遲膜具有在550nm的波長(zhǎng)處的相同的平面內(nèi)延遲Re(550)，以及 所述第一延遲膜具有在5 < Re (550) < 55的范圍內(nèi)的平面內(nèi)延遲Re (550)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其中，所述第一延遲膜和所述第二延遲膜均是傾斜拉伸的雙軸膜，且所述傾斜拉伸的雙軸膜中的每個(gè)具有在由所述傾斜拉伸的雙軸膜的縱向方向和所述第一延遲膜的所述慢軸定義的0〈 Θ <90的范圍內(nèi)的角度Θ。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其中，所述第一延遲膜具有40〈Θ <50的范圍內(nèi)的慢軸角度Θ。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其中，所述第一延遲膜和所述第二延遲膜均是傾斜拉伸的雙軸膜，且所述傾斜拉伸的雙軸膜中的每個(gè)具有在由所述傾斜拉伸的雙軸膜的縱向方向和所述第一延遲膜的所述慢軸定義的0〈 Θ <90的范圍內(nèi)的角度Θ，且所述第一延遲膜具有在40〈 Θ <50的范圍內(nèi)的慢軸角度Θ。
【文檔編號(hào)】G02F1/13363GK103713425SQ201310453056
【公開(kāi)日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2013年9月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月28日
【發(fā)明者】中村亮, 佐藤寬 申請(qǐng)人:富士膠片株式會(huì)社