適用于液晶顯示器的補償器件以及補償方法

專利名稱：適用于液晶顯示器的補償器件以及補償方法
背景技術：
扭曲向列(TN)液晶顯示器具有固有的狹窄和非均勻的視角特性。這類視角特性至少可以從顯示器的光學性能方面進行討論。對于不同的視角來說，在未補償的顯示器中，諸如對比度、色彩、以及灰度級分布之類的特性都會發生很大的變化。這就需要改善未補償顯示器的這些特性，以便于向水平、垂直或者水平和垂直同時改變位置的觀眾以及在水平和垂直的不同位置上的觀眾提供滿意的特性。例如，在某些應用中，就希望在水平或垂直的位置范圍內具有均勻的視覺特性。
視角范圍是很重要的，它取決于液晶顯示器的應用。例如，在某些應用中，希望具有較寬范圍的水平位置，但相對較窄范圍的垂直位置就足夠了。在其它應用中，較窄范圍的水平或垂直角度(或兩者)的視野也可以滿足的。因此，適用于非均勻視角特性所需的光學補償取決于所需視野位置的范圍。
一個很重要的視角特性是液晶顯示器的明亮狀態和黑暗狀態之間的對比度。對比度會受多種因素的影響，例如，在不同視角上的光泄漏。
另一視角特性是隨視角而變化的顯示色差。該色差可稱之為顯示器隨著視角的改變而在光的色坐標(即，基于CIE 1913標準的色坐標)中的變化。色差測量是根據在垂直于包含屏幕平面的角度上與在任何非垂直視角上或者所設置的視角上的色度坐標(即，Δx或Δy)的差異來測量的。可以根據應用來確定可接受色差的清晰度，并可以在Δx或Δy的絕對值超過了某些數值(例如，0.05或0.10)時來定義該清晰度。例如，對于一組所希望的視角來說，可以確定色差是否可接受。因為這可以取決于任何象素或象素組，所以色差理想的是在一個或多個象素驅動電壓下測量。
可觀察到的還有一個視角特性是灰度電壓變化和甚至于發生灰度倒置的實際非均勻性的現象。當液晶層的與角度有關的傳輸不是單一地隨著施加在該層的電壓變化時，就會發生這種非均勻性的現象。當任意兩個相鄰灰度級的亮度比率都接近于一個數值時，就會發生灰度的倒置，在這種情況下，灰度級就變得不能區別的以及甚至于是相反的。典型的是，只在某些視角上才會發生這種灰度的倒置。
已經提出了采用補償器件來解決上述問題。其中，一個概念是由盤狀分子制成的補償器件薄膜。目前盤狀補償器件薄膜的一個典型缺陷是發生相對較大的色差。另一個概念是雙折射層的特殊組合。這就需要一種新的補償器件結構，來提供改良的或理想的視角特性。

發明內容
總的來說，本發明涉及一種適用于諸如液晶顯示器之類顯示器的光學補償器件，和包含這種光學補償器件的顯示器和其它器件，以及制造和使用這種光學補償器件、顯示器和其它器件的方法。
一個實施例是一個液晶顯示器，它依次具有a)以第一方位角取向的第一o-平板；b)第一c-平板；c)液晶盒；d)第二c-平板；以及e)以第四方位角取向的第二o-平板。在液晶盒背后表面上的液晶具有第二方位角的取向，而在液晶盒前面表面上的液晶具有第三方位角的取向。第一、第二、第三和第四方位角的取向是以螺旋狀的結構來設置的。
另一實施例也是一個液晶顯示器，它依次具有a)第一o-平板；b)第一延遲層；c)液晶盒；d)第二延遲層；以及e)第二o-平板。至少在第一延遲層和第二延遲層中有一層是雙軸延遲層。第一延遲層和第二延遲層中的另一層可以是，例如，雙軸延遲層或者c-平板。
還有一個實施例包括適用于液晶顯示器的補償方法。這些方法包括通過以下所討論的液晶顯示器補償結構的引入光。
本發明的以上所討論的內容并不是試圖討論本發明的各個所披露的實施例或者每一個實施例。下列附圖和詳細討論將更具體地解釋這些實施例。
附圖簡要說明通過以下結合附圖的本發明各個實施例的詳細描述可以更全面地理解本發明；附圖包括

圖1是具有光學元件的坐標體系的示意圖；圖2是坐標體系的另一示意圖；圖3是顯示液晶顯示器補償結構的透視示意圖；圖4是根據本發明的液晶顯示器補償結構的第一實施例的透視示意圖；
圖5是根據本發明的液晶顯示器補償結構的第二實施例的透視示意圖；圖6是根據本發明的液晶顯示器補償結構的第三實施例的透視示意圖；圖7是根據本發明的液晶顯示器補償結構的第四實施例的透視示意圖；和，圖8是根據本發明的液晶顯示器補償結構的第五實施例的透視示意圖。
在本發明按照各種改進和變型的方式處理的同時，可以附圖中所示的實例來顯示其說明，并且詳細進行討論。然而，應該理解的是，上述討論并不試圖將本發明限制于所討論的實施例；相反，上述討論試圖將所有的改進、等效和變型都包含于本發明的精神和范圍內。
較佳實施例的詳細描述本發明相信可以適用于諸如液晶顯示器之類的顯示器的光學補償器件，和包括該光學補償器件的顯示器和其它器件，以及制造和使用該光學補償器件、顯示器和其它器件的方法。然而，本發明并沒有如此限制，通過以下所提供實例的詳細討論，可以獲得本發明各方面的正確評價。
光學補償器件可以采用多種不同的光學元件來制成。其中，光學元件是o-平板，c-平板，a-平板，雙軸延遲層、扭曲延遲層，以及其它延遲層。例如，可以在Yeh等人發表的“液晶顯示器的光學”(John Wiley & Sona，New York(1999)的文章，以及美國專利No.5,54,603，5,557,434，5,612,801，5,619,352，5,638,197，5,986,733和5,986,734，和PCT專利申請公告No.WO 01/20393和WO 01/20394等技術文獻中可收集到有關o-平板，c-平板和a-平板的信息。
光學元件可以下所討論的內容來組合配置，以形成光學補償器件。圖1說明了用于討論光學系統的軸體系。一般，對于顯示器件來說，x和y軸分別對應于顯示器的寬度和長度，以及z軸一般是沿著顯示器的厚度方向的。這種約定適用于全文，除非作出其它闡述。在圖1所示的軸體系中，x軸和y軸可定義為平行于光學元件100的主要表面102，并且可以對應于正方形或者矩形表面的長度和寬度方向。Z軸垂直于主要表面并且一般是沿著光學元件的厚度方向的。在該坐標體系中的矢量 (例如，光軸)可以具有方位角(和傾角θ的特性，正如圖2所示，方位角對應于偏離x-y平面x軸的矢量角度，而傾角θ對應于偏離x-y平面的矢量角度。
對于以下討論所涉及到的任何光學元件來說，術語“前面”應該是指在顯示器包括光學元件時距離觀眾最近的光學元件的一面。對于以下討論所涉及到的任何光學元件來說，術語“后面”應該是指在顯示器包括光學元件時與光學元件的前面相反且距離觀眾最遠的光學元件的一面。為了簡單起見，在該圖中的約定是以光學元件的最右面作為前面。
“c-平板”表示為雙折射光學元件，例如，具有基本垂直于光學元件的選擇表面的主要光軸(通常也稱之為“非常軸”)的平板或薄膜。該主要光軸所對應的軸使得雙折射光學元件沿著該軸所具有的折射率不同于沿著正交于主要光軸的方向上的基本均勻的折射率。作為一例c-平板的實例，可使用圖1所示的軸體系，nx＝nynz，式中nx、ny和nz分別為沿著x、y和z軸的折射率。光學的各向異性可定義為Δnzx＝nz-nx。
可以使用多種材料和方法來制成c-平板。例如，可以使用桿狀分子的垂直對準薄膜來制成正的雙折射c-平板(其中，Δnzx大于零)，例如，正性光學各向異性液晶。也可以使用單軸壓縮材料來制成c-平板。適合的負性雙折射c-平板材料的實例包括(Δnzx小于零)包括三醋酸基纖緯素(例如，由Fuji光學薄膜公司(Tokyo，Japan)、Konica公司(Tokyo，Japan)和Eastman Kodak公司(Rochester，Ny)出品)、聚碳酸酯(由通用電子塑料公司出品)、丙烯酸聚合體，以及包括聚對苯二甲酸乙二醇酯的聚酯、聚乙烯萘甲醛以及其它等等。負性c-平板也可以使用扭曲a-平板來實現，例如，具有非常高的螺旋狀扭曲能量的棒狀分子，正如H.Seiberle等人所討論的(Eurodisplay’99 Digest，P121-125(1999))。此外，可以使用非傾斜盤狀分子來產生負性c-平板。
“o-平板”表示雙折射光學元件，例如，具有相對于光學元件表面而傾斜的主要光軸的平板或薄膜。
o-平板可以采用多種方法和使用多種材料來制成。例如，o-平板可以采用設置在對準層上的液晶材料來制成，在這種情況下，對準層引出在液晶材料中的預傾斜。作為一個實例，可以使用液晶聚合體(LCP)，例如，具有可燒結的、聚合的或者交叉鏈接的液晶分子。適合材料的實例包括可聚合的液晶材料，這是本領域熟練技術人士都熟知的。例如，美國專利No.5,567,349、5,650,534和5,978,055，歐洲專利申請公告No.331233，以及PCT專利申請公告No.95/24454、00/04110、00/07975、00/48985、00/55110和00/63154都披露了這種材料的實例以及制造和使用這種材料的方法。例如，歐洲專利申請公告No.646829和656559披露了包括盤狀材料的其它適用材料的實例。在一個實施例中，在制造的過程中，使用了光取向技術來對準液晶聚合體，這樣就能夠在后續所沉積的聚合體液晶中引入預定的傾角。在不同的眾所周知的方法中，最為適合的方法是使用線性光聚合體(LPP)材料，有時也稱之為光取向的聚合體網絡(PPN)。例如，在美國專利No.5,389,698，5,838,407和5,602,661，歐洲專利申請公告No.689,084和756,193，以及PCT專利申請No.99/49360和99/64924中都披露了這類材料的實例以及制造和使用這類材料的方法。
“a-平板”表示雙折射光學元件，例如，在光學元件的x-y平面中具有主要光軸的平板和薄膜。正性雙折射a-平板可以使用諸如聚乙烯醇之類的聚合體的單軸伸展薄膜所制成，也可以使用諸如向列的正性光學各向異性LCP材料的單軸對準薄膜所制成。負性的雙折射a-平板可以使用諸如包括盤狀化合物的負性光學各向異性LCP材料的單軸對準薄膜所制成。
“雙軸延遲層”標記為雙折射光學元件，例如，沿著所有三軸都具有不同折射率(即，nxnynz)的平板或薄膜。雙軸延遲層可以使用諸如雙軸取向的塑料薄膜所制成。在美國專利No.5,245,456中披露了雙軸延遲層的實例。所適用的薄膜實例可包括Sumitomo化學公司(Osaka，Japan)和Nitto Denko公司(Osaka，Japan)所制造的。共面延遲和異面延遲的參數都可用于討論雙軸延遲層。當共面延遲接近于零時，則雙軸延遲層元件的行為就更趨向于c-平板。一般來說，這里所定義的雙軸延遲層對550nm光可具有至少3nm的共面延遲，具有低于共面延遲的延遲層可視為c-平板。
理想視角的范圍或立體錐形都可以根據應用的實際需要來保持。例如，在某些實施例中，就希望可接受的視角具有較大的立體角度。在其它實施例中，則希望能夠嚴格控制可接受視角的范圍(例如，出于私密的目的)，使得視角窄于正常的未補償的顯示器的角度。
在一個實施例中，相對于未補償的顯示器，主要是希望能夠提高在水平視角范圍內的亮度和對比度而減小色差和灰度的倒置。在另一實施例中，相對于未補償的顯示器，主要是希望能夠提高在垂直視角范圍內的亮度和對比度而減小色差和灰度的倒置。在還有一個實施例中，相對于未補償的顯示器，主要希望能夠提高在水平和垂直兩個視角范圍內的亮度和對比度而減小色差和灰度的倒置。在另一個實施例中，主要希望能夠提高在較窄的水平視角范圍內的亮度和對比度而減小色差和灰度的倒置，以及希望在理想的垂直視角的范圍(例如，窄的或者寬的)的范圍內的亮度和對比度提高而減小色差和灰度的倒置。
圖3說明了一例使用具有o-平板304和306的對稱補償結構用于液晶盒302補償的結構實例。液晶盒302可以是，例如，扭曲向列(TN)液晶盒，它可以使用相關的偏振器，例如，背面的偏振器308和前面的偏振器(分析器)310。也可以使用其它液晶盒。液晶盒可以任何模式工作，但是補償結構的選擇可以取決于液晶盒的工作模式。例如，TN液晶盒可以e-模式工作，在這種情況下，則可以將前面和背面偏振器的導通偏振方向調整到平行對準液晶盒相對應前面或背面表面的液晶方向；TN液晶盒也可以o-模式工作，在這種情況下，則可以將前面和背面偏振器的導通偏振方向調整到垂直對準液晶盒相對應前面或背面表面的液晶方向。
在與補償器結構組合的過程中可以使用多種偏振器。該偏振器可以使用吸收型的，也可以是反射型的，還可以是兩者的組合。一例適用的偏振器(特別適用于背面的偏振器308)是二色性和反射性偏振器的組合，正如在美國專利No.6,113,811中所討論的。該偏振器包括了多層。可以根據需要，將補償結構中的一個或多個元件合并于該偏振器。在一個實施例中，例如，可以將一方面基本傳輸圓形偏振光而另一方面基本反射偏振光的圓形偏振器作為反射性偏振器合并在一個四分之一波平板上，將圓形偏振光轉換成線性的偏振光。
圖4說明了一例具有補償器結構404和406以及于偏振器408和410相關的液晶盒402的補償結構400的實例。補償器結構404和406各自包括一個o-平板412和416，以及一個c-平板414和418且c-平板定位在液晶盒402和相對應o-平板之間。換句話說，c-平板414和418的位置分別是在各個o-平板412和416和液晶盒402之間，而不是在o-平板和前后偏振器之間。較佳的是，在這種結構和以下所討論的其它結構中，排列在液晶盒前后的o-平板/c-平板結構都具有相同的性能，從而可以只使用一種o-平板和一種c-平板。在一個實施例中，o-平板412和416都是正性的o-平板，而c-平板414和418都是負性的c-平板。
可以選擇o-平板和c-平板的延遲數值(Δnd，式中Δn是非正常的和正常的光束的反射率之差，d是光學元件的物理厚度)，以提供特殊的光學特性、便于制造、或者其它特性。作為一個實例，o-平板所具有的延遲數值范圍是±30nm至±1000nm，較佳的是在±50nm至±750nm，最好是在±60nm至±500nm。c-平板所具有的延遲數值范圍是±10nm至±1000nm，較佳的是在±20nm至±750nm，最好是在±20nm至±500nm。也可以根據需要來使用較高或較低的延遲數值。
在某些實施例中，c-平板可以作為基片使用，在該基板上可以再形成o-平板、可供選擇的是，c-平板可以作為o-平板的對準層來使用。在另外一些實施例中，分離的基片可以用于o-平板，同時c-平板作為單獨的光學元件或者在基片的另一邊或同一邊上形成。
可選擇的是，其它延遲層元件，例如，其它的o-平板、c-平板、a-平板或者雙軸延遲層，都可以附加在圖4所示的基本結構上。例如，附加的c-平板520和522可分別附加在各個o-平板512和516與前面和后面的偏振器508和510之間。另外，在o-平板512和516與液晶盒502之間依舊還設置了c-平板514和518。可選擇的是，在圖4和圖5所示的結構中，可以將一個或多個a-平板定位在任何元件之間。C-平板514和518可以是正性的c-平板，也可以是負性的c-平板。在一個實施例中，c-平板514、518、520和522是負性c-平板。在另一個實施例中，c-平板520和522是正性c-平板，而c-平板514和518是負性c-平板。
在其它實施例中，可以采用雙軸延遲層來取代圖4所示的一個或兩個c-平板。圖6說明了一例具有雙軸延遲層的結構實例，該結構包括液晶盒602、前面和后面偏振器608和610、o-平板612和616，以及在o-平板和液晶盒之間的雙軸延遲層615和619。圖5所示的結構也可以進行改進，在該結構中，至少一個雙軸延遲層可取代一個或多個c-平板，較佳的是，至少能取代在o-平板和液晶盒之間的一個或兩個c-平板。在一個實施例中，雙軸延遲層可具有負性異面的雙折射性，以及o-平板是正性o-平板。也可以形成具有正性異面的雙折射性的雙軸延遲層的結構。
雙軸延遲層的共面延遲和異面延遲是可以選擇的，以便于提供特殊的光學特性、方便的制造、或者其它特性。雙軸延遲層可具有兩個延遲數值的特性(Δnd)op＝(nz-(nx+ny)2*d，和(Δnd)ip＝(ny-nx)*d式中，(Δnd)op用于描述異面的延遲，而(Δnd)ip用于指定在薄膜平面中所產生的延遲。例如，雙軸延遲所具有的共面延遲數值在±3nm至±500nm的范圍內，以及所具有的異面延遲數值在在±10nm至±1000nm的范圍內。也可以根據需要，使用較高或較低的延遲數值。
各種光學元件光軸的相對取向會影響液晶顯示器的補償性能。可以選擇各種光學元件的適當取向，以便于獲得所需要的特性。在某些實施例中，可以選擇o-平板和液晶盒，使得方位角的取向為a)背面的o-平板，b)在液晶盒的背面表面上的液晶材料的指向矢，c)在液晶盒的前面表面上的液晶材料的指向矢，以及d)前面的o-平板定義了具有均勻扭曲情景的螺旋狀結構。換句話說，這四種方位角的取向可以在所列的次序中單一地增加或減小。例如，這種在方位角中的階梯式變化大約為90±5度，但是在諸如大約75度至大約105度的范圍內的變化也是合適的。
圖7說明了一例具有以箭頭所分別表示的o-平板的方位角取向713和717以及在液晶盒702的背面表面上的指向矢703和在前面表面上的指向矢705。這些箭頭指定了光軸的方位取向和它的傾角的方向，并據此定義矢量 (見圖2)。圖7所示的箭頭對應于矢量 (見圖2)，這是由矢量 在x-y平面上投影的結果(復現光軸的矢量)。也設置了前面和后面偏振器710和708以及c-平板714和718。在所說明的實例中，o-平板和液晶盒的方位角取向，在任意坐標體系中，對于第一o-平板為大約135°，對于背面表面指向矢為大約225°，對于前面表面指向矢為大約315°，以及對于第二o-平板為大約45°。可以看到，這四個方位角是以旋轉的相同方向大約90°分級的，換句話說，所討論的方位角是以大約90°來增加盤狀結構的。旋轉和扭曲的方向可以視為，例如，由觀察者從顯示器的前面所觀察到的順時針方向或者逆時針方向。
較佳的是，方位角的取向可以基本相同增量在盤狀結構中增加或減小。增加差異的等級取決于應用，所需視角的角度獨立設置，以及所需亮度、對比度、色差以及灰度倒置的特性。在一個希望具有好的亮度和對比度以及較小的色差和灰度倒置的好的方位角實施例中，其增量的區分較佳的是不大于五個等級，并且較佳的是不大于約兩個等級。
較佳的是，在i)第一o-平板和在背面表面上的指向矢之間；ii)在背面表面的指向矢和前面表面的指向矢之間；以及iii)在前面表面的指向矢和第二o-平板之間的方位角取向分別差異75至105度，較佳的是，85至95度，并且在一個實施例中，為大約90度。
除了o-平板的方位角取向的效應以外，o-平板的傾角θ也會改變補償器件的特性。典型的是，o-平板的傾角是在大約2度至大約85度的范圍內，較佳的是，在大約5度至70度的范圍內。兩個o-平板的傾角可以是不同的或者是基本相同的數值。
在某些實施例中，o-平板延遲層的光軸的傾角(圖2中的θ)并不是均勻的，并且在o-平板的整個厚度范圍內變化，較佳的是根據預定的傾角類型來變化。在o-平板的前面定義為最接近液晶顯示器的觀眾位置的表面的情況下，從o-平板的前面至o-平板的后面的o-平板傾角可以增加或減小。傾角的變化范圍一般取決于所需的視角特性。例如，在某些實施例中，傾角是從0至10度范圍中的數值變化至從25至55度范圍中的數值(即，前面向后面變化或者后面向前面變化)。在其它實施例中，傾角是從0至10度范圍中的數值變化至從75至90度范圍中的數值。應該理解的是，也可以選擇其它范圍，并且這些實例并不構成任何限制。
圖8說明了一例具有插入層840和842的圖4結構的實施例，該實施例說明了傾角在o-平板412和416中的變化。在所說明的實例中，傾角是從背面o-平板的前面向后面以及從前面o-平板的后面向前面增加(在該情況中，前面是光學元件的最右邊的表面)。在某些實施例中，兩個o-平板較佳的是都以基本相同的傾角類型來增加或減小傾角。在其它實施例中，兩個o-平板的傾角是相互獨立的，例如，一個o-平板具有增加或減小的傾角類型而另一個o-平板具有相反減小或增加的傾角類型，或者，可替代的是，在o-平板中具有相似或均勻的傾角。
如果需要，形成的補償器件的結構與未補償的扭曲向列液晶顯示器或具有商業補償器件的扭曲向列液晶顯示器相比較，可以產生與對比度相關的好的視角，減小某些視角或所有視角色差，或兩者具有。
一般來說，應該注意的是，c-平板和o-平板的光學延遲的最佳性能，o-平板的方位角取向，以及在o-平板中的平均傾角都可以適用于TN盒的性能以及與對比度性能有關的所需指標。可以根據需要來調整這些性能，例如，在補償器件中的o-平板、c-平板、雙軸延遲層和其它光學元件的延遲數值、方位角和傾角，以獲得和改變補償器件的特性。
實例下列實例說明了在表格中所列舉的液晶和和補償器件的結構。
表格1指定了用于產生實例1-58的扭曲向列LC盒的性能。應該注意的是，這里所討論的實例并不限制于該特殊顯示器的結構。
表格1LC盒的特性

作為實例1-24，表格2-7各自提供了適用于在TN液晶盒的背面和前面的指向矢的方位角取向，指定為r和f。此外，兩個o-平板和c-平板兩者都分別提供了光學延遲(在正常和非正常折射系數之間的差異與指定平板的厚度d的乘積)。所有延遲數值都是以波長為550nm的光來指定的。如果o-平板的傾角類型是均勻的(表示為“no”)，以及在前面是最接液晶顯示器觀眾的表面的情況下，從前面向后面增加(表示為“+”)或者從前面向后面減小(表示為“-”)，該表格也作了顯示。另外，也指定了確定傾角類型的o-平板的前面傾角(f)和背面傾角(r)。根據這些實例的目的，兩個o-平板的傾角類型是相同的，除非作了其它說明。
可以使用仿真軟件包DIMOS 1.5c(由autronic-Melchers(karlsruhe，Germany)出品)采用上述結構信息來計算特定結構在各個不同角度上的對比度和色差，該軟件包采用了Berreman公式。隨后，根據質量將對比度和色差分為1至5的等級，其中，5是最好的。
實例29-58包括了討論對應o-平板、c-平板、扭曲液晶盒和雙軸延遲層的延遲數值；o-平板的方位角取向(該TN盒具有相同于實例1-28的方位角取向)以及o-平板的前面傾角(f)和背面傾角(r)的表格。并使用DIMOS軟件包進行了計算。
該實例也可以根據顯示器的模式來識別e-模式顯示器，該顯示模式的前后偏振器的導通軸平行于在液晶盒的最近表面上的指向矢(如圖7所說明)，以及o-模式顯示器，該顯示模式的前后偏振器的導通軸以90度與液晶盒的最近表面指向矢相交叉。
實例1-3具有方位角取向螺旋狀的E模式結構表格2討論了三種不同的補償器件結構，它具有以90度增加的o-平板和液晶盒的方位角取向螺旋狀結構。
表格2

正如表格2所顯示的，所有三個實例都具有良好的對比度和色差性能，且與o-平板的傾角類型無關。
實例4-6具有方位角取向螺旋狀的O模式結構表格3討論了三種不同的補償器件結構，它具有以90度增加的o-平板和液晶盒的方位角取向螺旋狀結構。
表格3

正如表格3所顯示的，所有實例都提供了可接受的對比度以及非常良好的色差。在o-平板的傾角對背面的o-平板從前面向后面增加和對前面o-平板從背面向前面增加的情況下，可以獲得最佳的對比度。
實例7-9具有方位角取向非螺旋狀的E模式結構表格4討論了三種不同的補償器件結構，它具有o-平板和液晶盒的方位角取向的非螺旋狀結構。
表格4

其中對比度和色差不如實例1-3的好。
實例10-12具有方位角取向非螺旋狀的O模式結構表格5討論了三種不同的補償器件結構，它具有o-平板和液晶盒的方位角取向的非螺旋狀結構。
表格5

其中對比度和色差不如實例4-6的好。
實例13-18具有定位在液晶盒和負性c-平板之間的o-平板的E模式結構表格6討論了三種不同的補償器件結構，它具有定位在液晶盒和負性c-平板之間的o-平板。
表格6

典型的是，色差和對比度不如實例1-3的好。
實例19-24具有定位在液晶盒和負性c-平板之間的o-平板的O模式結構表格7討論了三種不同的補償器件結構，它具有定位在液晶盒和負性c-平板之間的o-平板。
表格7

典型的是，色差和對比度不如實例4和6的好，但是在色差和對比度方面，實例23和實例5相似，而在對比度方面，則實例19和實例21相似。
實例25-28其它O模式結構表格8和9說明了在o-平板和c-平板的參數中變化的o-模式補償器件的結構。
表格8

表格9

表IV選用不同紙型的油施膠試驗

表格12

與實例35的光學補償器件相比較，實例33的光學補償器件具有稍微差些的對比度，但是色差相當相似。與實例35的光學補償器件相比較，實例34的光學補償器件具有明顯減小的對比度，但是色差相當相似。與實例35的光學補償器件相比較，實例36和37的光學補償器件具有稍微差些的對比度，但是色差相當相似。
實例38-46具有c-平板和雙軸延遲層的E-模式光學補償器件的比較表13和15說明了采用c-平板的光學補償器件，表格14和16說明了在o-平板和TN液晶盒之間的c-平板的位置上具有雙軸延遲層的光學補償器件。
表格13

表格14

表格15

表格16

實例38的c-平板光學補償器件和實例41的雙軸延遲光學補償器件的對比度和色差是基本相似的。實例39、40和42的光學補償器件具有基本相似的對比度和色差，但該色差稍微差于實例38和41的光學補償器件。因此，可以說實例43和44是相同的，除了這些補差器件所具有的色差和對比度稍微差于實例38和41的光學補償器件。
實例44和46具有相同于實例39、40和42的色差和對比度。實例43和45具有稍微差些的對比度和色差。
實例47-58具有c-平板和雙軸延遲層的E-模式光學補償器件的比較表17和19說明了采用c-平板的光學補償器件，表格18和20說明了在o-平板和TN液晶盒之間的c-平板的位置上具有雙軸延遲層的光學補償器件。
表格17

表格18

表格19

表格20

實例47、48、49和50的光學補償器件的對比度是基本相似的。實例48和50的色差稍微好于實例49，依次也稍微好于實例47。實例51-58的對比度和色差是基本相似的。
本發明不應該認為是限制于以上所討論的特殊實例，而應該理解到，它覆蓋了所附權利要求所闡述的本發明的所有方面。對本領域的熟練人士來說，很顯然，在研究直接的技術條件時，本發明可適用的各種不同改進、等效處理以及多種結構都是本發明所針對的技術。
權利要求
1.一種液晶顯示器，其特征在于，它包括第一o-平板，它具有第一方位角取向；第一c-平板；液晶盒，它包括背面表面和前面表面，其中，在背面表面上的液晶具有第二方位角取向，而在前面表面上的液晶具有第三方位角取向，第一c-平板設置在第一o-平板和液晶盒之間；第二c-平板；和，第二o-平板，它具有第四方位角取向，其中第二c-平板設置在第二o-平板和液晶盒之間；其中，第一、第二、第三和第四方位角取向都是以螺旋狀結構來設置的。
2.如權利要求1所述的液晶顯示器，其特征在于所述第二方位角取向不同于所述第一方位角取向，在第一旋轉方向上的角度差在75度至105度的范圍內；所述第三方位角取向不同于所述第二方位角取向，在第一旋轉方向上的角度差在75度至105度的范圍內；和，所述第四方位角取向不同于所述第三方位角取向，在第一旋轉方向上的角度差在75度至105度的范圍內。
3.如權利要求2所述的液晶顯示器，其特征在于所述第一旋轉方向是觀眾從第一o-平板向液晶層看去的順時針方向。
4.如權利要求2所述的液晶顯示器，其特征在于所述第一旋轉方向是觀眾從第一o-平板向液晶層看去的逆時針方向。
5.如權利要求1所述的液晶顯示器，其特征在于所述第一和第二o-平板是正性o-平板。
6.如權利要求1所述的液晶顯示器，其特征在于所述第一和第二o-平板是負性o-平板。
7.如權利要求1所述的液晶顯示器，其特征在于所述液晶盒是扭曲向列液晶盒。
8.如權利要求1所述的液晶顯示器，其特征在于還包括背面偏振器，它采用在背面偏振器和液晶盒之間的第一c-平板和第一o-平板來定位；以及，前面偏振器，它采用在前面偏振器和液晶盒之間的第二c-平板和第二o-平板來定位。
9.如權利要求8所述的液晶顯示器，其特征在于所述背面偏振器、前面偏振器，以及液晶盒都是以e模式結構來設置的。
10.如權利要求8所述的液晶顯示器，其特征在于所述背面偏振器、前面偏振器，以及液晶盒都是以o模式結構來設置的。
11.如權利要求1所述的液晶顯示器，其特征在于所述第一o-平板的光軸是以基本均勻的數值傾斜的。
12.如權利要求1所述的液晶顯示器，其特征在于所述第一o-平板的光軸是以從第一o-平板的前面向后面的傾角變化的。
13.如權利要求12所述的液晶顯示器，其特征在于所述第一o-平板的傾角是從第一o-平板的前面向后面增加的。
14.如權利要求12所述的液晶顯示器，其特征在于所述第二o-平板的光軸是以從第二o-平板的前面向后面的傾角變化的。
15.如權利要求14所述的液晶顯示器，其特征在于所述第一o-平板的傾角是從第一o-平板的前面向后面增加的，而所述第二o-平板的傾角是從第二o-平板的前面向后面減小的。
16.如權利要求1所述的液晶顯示器，其特征在于還包括第三c-平板，它的定位使得第一o-平板在第三c-平板和液晶盒之間。
17.如權利要求16所述的液晶顯示器，其特征在于還包括第四c-平板，它的定位使得第二o-平板在第的c-平板和液晶盒之間。
18.一種液晶顯示器，其特征在于它包括第一o-平板；第一延遲層；液晶盒，其中所述第一延遲層設置在所述第一o-平板和液晶盒之間；第二延遲層，其中第一和第二延遲層中至少一個是雙軸延遲層；以及，第二o-平板，其中所述第二延遲層設置在所述第二o-平板和液晶盒之間。
19.如權利要求18所述的液晶顯示器，其特征在于所述第一和第二延遲層都是雙軸延遲層。
20.如權利要求18所述的液晶顯示器，其特征在于所述第一和第二延遲層中之一是c-平板。
21.如權利要求18所述的液晶顯示器，其特征在于所述雙軸延遲層具有負的異面雙折射。
22.如權利要求18所述的液晶顯示器，其特征在于所述第一和第二o-平板是正性o-平板。
23.如權利要求18所述的液晶顯示器，其特征在于還包括第一c-平板，它的定位使得所述第一o-平板在所述第一c-平板和液晶盒之間。
24.如權利要求18所述的液晶顯示器，其特征在于還包括第二c-平板，它的定位使得所述第二o-平板在所述第二c-平板和液晶盒之間。
25.一種液晶顯示器的補償方法，其特征在于該方法包括引導光通過液晶盒和補償結構包括第一o-平板，它具有第一方位角取向；第一c-平板；液晶盒，它包括背面表面和前面表面，其中在背面表面的液晶具有第二方位角取向，而在前面表面的液晶具有第三方位角取向，并且第一c-平板設置在第一o-平板和液晶盒之間；第二c-平板；和，第二o-平板，它具有第四方位角取向，其中第二c-平板設置在第二o-平板和液晶盒之間；其中，所述第一、第二、第三和第四方位角取向都是以螺旋狀結構設置。
26.一種適用于液晶顯示器補償的方法，其特征在于該方法包括引導光通過液晶盒和補償結構包括第一o-平板；第一延遲層；液晶盒，其中所述第一延遲層設置在所述第一o-平板和液晶盒之間；第二延遲層，其中所述第一和第二延遲層中至少一個是雙軸延遲層；和，第二o-平板，其中所述第二延遲層設置在所述第二o-平板和液晶盒之間。
全文摘要
液晶顯示器的補償可以使用一種補償結構來獲得，該補償結構可具有以下序列a)第一o－平板(412)；b)第一延遲層(414)；c)液晶盒(402)；d)第二延遲層(418)；和e)第二o－平板(416)。第一和第二延遲層可以是c－平板或雙軸延遲層。
文檔編號G02B5/30GK1646976SQ03808728
公開日2005年7月27日 申請日期2003年3月10日 優先權日2002年4月16日
發明者R·C·埃倫, T·P·巴切爾斯, J·方弗斯嶺, M·沙德特, H·西伯勒 申請人:3M創新有限公司, 羅利克股份公司