專利名稱：設置有補償膜的液晶顯示器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種液晶顯示器，更具體地涉及一種設置有補償膜的液晶顯示器。
背景技術：
通常的液晶顯示器(LCD)包括設置有產(chǎn)生電場的兩種電極的兩個上面板和插在其間的液晶層。該兩種電場發(fā)生電極被供以電壓，且其間的電壓差產(chǎn)生電場。電場的變化改變了液晶層中液晶分子的取向，由此其改變了通過液晶層的光的透射率。結果，LCD通過調整電場發(fā)生電極之間的電壓差顯示所需的圖像。
液晶材料具有雙折射，即沿著分子長軸方向和分子短軸方向的折射率彼此不同。由于雙折射，由入射光經(jīng)歷的折射率根據(jù)LCD的觀察方向而改變。因此，由于線偏振入射光經(jīng)過液晶層的不同路徑從而在其偏振上具有不同的相位，因而偏斜視角處的色彩特性和光透射率與正視的不同。
因此，包括液晶材料的LCD具有幾個問題，諸如對比率根據(jù)觀察方向改變、偏色、灰度倒置等。具體而言，這樣的問題在扭轉向列模式LCD中較嚴重，其中在未施加場的情況下，液晶分子排列為使得其長軸平行于面板，同時其沿垂直于面板的方向螺旋形地扭轉，并且其趨于平行于與面板垂直的外加電場排列。
提出在扭轉向列模式LCD上附著至少一個延遲膜(或相差補償膜)。該延遲膜通過補償幾個方向上的光的相位差來解決該問題。
但是，延遲膜不能解決黑狀態(tài)下的藍移問題(blue shift problem)。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于最小化液晶顯示器的藍移。
根據(jù)本發(fā)明的實現(xiàn)這些及其它目的一實施例，在液晶面板組件的上和/或下表面上設置至少一個正或負a板補償膜，該膜具有反向波長色散(reversewavelength dispersion)，即Δn隨著光波長增大而增大。
優(yōu)選，液晶顯示器還包括混合c板補償膜，該c板補償膜包括具有負介電各向異性的化合物，并包含排列來使得其光軸隨著其遠離液晶層而與面板的法線形成減小的角度的圓盤狀分子(discotic molecule)。
具有反向波長色散的a板補償膜和混合c板補償膜優(yōu)選貼附在液晶面板組件的每個外表面上。液晶顯示器選擇性地包括具有正向波長色散的a板補償膜，該膜插在液晶面板組件與偏振膜之間。
具有反向波長色散的a板補償膜可具有雙軸性(biaxiality)，且滿足條件|ny-nz|＜0.1×|nx-nz|。
另外優(yōu)選的是，具有反向波長色散的a板補償膜的延遲值對于約550nm的光波長在約5nm至約45nm的范圍內，對于約400nm的光波長在約(0.4至0.7)×(對于約550nm的光波長的延遲值)的范圍內，對于約650nm的光波長在約(1.1至1.4)×(對于約550nm的光波長的延遲值)的范圍內。
通過參照附圖詳細介紹本發(fā)明的優(yōu)選實施例，將使本發(fā)明的上述及其它優(yōu)點變得更加明顯，附圖中圖1A為示意性示出根據(jù)本發(fā)明一實施例的LCD的截面圖；圖1B示出了根據(jù)本發(fā)明一實施例的LCD的液晶層和補償膜的分子排列；圖2A為曲線圖，示出對于各個單元間隙，顯示黑色圖像的LCD的作為上側視角的函數(shù)的彩色坐標，該LCD包括厚度約1.5微米的混合c板補償膜和具有正向波長色散的a板補償膜；圖2B為曲線圖，示出對于各個單元間隙，顯示黑色圖像的LCD的作為上側視角的函數(shù)的彩色坐標，該LCD包括厚度約1.5微米的混合c板補償膜和根據(jù)本發(fā)明一實施例的具有反向波長色散的補償膜；圖2C為曲線圖，示出對于各個單元間隙，顯示黑色圖像的LCD的作為上側視角的函數(shù)的彩色坐標，該LCD包括厚度約2微米的混合c板補償膜；圖3A為曲線圖，示出包括厚度約1.5微米的混合c板補償膜和具有正向波長色散的傳統(tǒng)a板補償膜的LCD的視角特性；
圖3B為曲線圖，示出包括厚度約1.5微米的混合c板補償膜和根據(jù)本發(fā)明一實施例的具有反向波長色散的補償膜的LCD的視角特性；圖3C為曲線圖，示出包括厚度約2微米的混合c板補償膜的LCD的視角特性；圖4A和4B為曲線圖，示出對于補償膜的不同類型和延遲值，分別顯示黑色圖像和白色圖像的LCD的作為上側視角的函數(shù)的彩色坐標特性；以及圖5為表格，示出作為LCD的補償膜的類型和延遲值的函數(shù)的視角特性。
具體實施例方式
下面將參照附圖更加全面地介紹本發(fā)明，附圖中示出本發(fā)明的優(yōu)選實施例。然而，本發(fā)明可以以多種不同形式實施，且不應限于在此展示的實施例。
附圖中，為清楚起見放大了層的厚度和區(qū)域。相同的附圖標記始終表示相同元件。應理解，當稱諸如層、區(qū)域或基板的元件在另一元件“上”時，其可以直接位于該另一元件上，也可存在間插的元件。相反，當稱元件“直接”位于另一元件“上”時，則不存在間插的元件。
現(xiàn)在，將參照附圖詳細介紹根據(jù)本發(fā)明實施例的LCD。
圖1A為示意地示出根據(jù)本發(fā)明一實施例的LCD的截面圖，圖1B示出根據(jù)本發(fā)明一實施例的LCD的液晶層和補償膜中液晶材料的分子排列。
如圖1A所示，根據(jù)本發(fā)明一實施例的LCD包括液晶板組件400，該組件包括兩個彼此面對的板100和200、以及置于兩板100與200之間具有正介電各向異性的液晶層300。另外，一對偏振膜501和502分別貼在液晶板組件400的外表面上。正或負a板(a-plate)補償膜601或602和負混合(hybrid)c板(c-plate)補償膜701或702插在液晶板組件400與偏振膜501和502中的每個之間。a板補償膜601和602具有反向波長色散，即雙折射Δn隨著入射光波長的增大而增大。優(yōu)選，液晶單元間隙，即兩板100與200之間的距離，在約3.5至4.5微米的范圍內，且液晶層300的延遲值Δn×d在約0.35至0.48微米的范圍內。
液晶板組件400的液晶分子410得以排列，使得在沒有施加電場的情況下，在它們平行于板100和200的同時，它們的長軸自一個板100旋轉到另一個板200，如圖1B所示。盡管未在圖中示出，但是由于液晶層300具有正介電各向異性，所以液晶分子410趨向于平行于與板100和200垂直的所施加的電場的場方向排列其長軸。
根據(jù)本發(fā)明另一實施例，液晶層300具有負介電各向異性，并在沒有施加電場的情況下具有垂直排列結構，即液晶分子的長軸垂直于板排列。優(yōu)選，垂直排列模式LCD的液晶單元間隙在約3.5至4.0微米的范圍內，且液晶層的延遲值在約0.25至0.35微米的范圍內。
參照圖1B，混合c板補償膜701和702包括圓盤狀分子，其排列來使得它們的光軸隨著它們更加遠離液晶層而與板100和200的法線形成更小的角度。
對于單軸補償膜，如果假定具有最大或最小折射率的方向由x軸表示，垂直于x軸的平面上的兩正交軸分別由y和z軸表示，且nx≠nynz，其中nx、ny和nz分別是x、y和z方向上的折射率，則光軸沿nx方向延伸。
a板補償膜設計為使得光軸平行于板100和200的表面?；旌蟘板補償膜具有混合的分子排列，因而平均光軸相對于板100和200的表面形成更接近于直角而非0度角的角，這與光軸垂直于板100和200的表面的常規(guī)c板補償膜不同。
優(yōu)選，a板補償膜601和602的x軸平行或垂直于附近偏振膜501和502的透射軸排列，x軸即慢軸(slow axis)，沿該軸折射率對于正補償膜為最大，或對于負補償膜為最小。
如上所述，a板補償膜601和602具有反向波長色散，即Δn隨著入射光波長增大而增大，其解決了黑狀態(tài)下的藍移，并確保了寬視角。
具有反向波長色散的補償膜601和602可具有雙軸性，優(yōu)選|ny-nz|＜0.1×|nx-nz|。
優(yōu)選地，a板補償膜601和602的延遲值對于約550nm的光波長在約5nm至約45nm的范圍內，對于約400nm的光波長在約(0.4至0.7)×(對于約550nm的光波長的延遲值)的范圍內，對于約650nm的光波長在約(1.1至1.4)×(對于約550nm的光波長的延遲值)的范圍內。
a板補償膜601和602與混合c板補償膜701和702的位置可以顛倒。具有反向波長色散的a板補償膜601和602及混合c板補償膜701和702中的一個可由具有正向波長色散(forward wavelength dispersion)的常規(guī)a板補償膜替代。
實驗1通過光學模擬，計算對于不同單元間隙的作為上側視角的函數(shù)的顯示黑色圖像的LCD的藍移和視角特性，該LCD包括不同補償膜。
圖2A至2C示出了對于一LCD的計算彩色坐標(color coordinate)，該LCD包括具有正向波長色散的正a板補償膜及厚度約1.5微米的混合c板補償膜；示出了對于一LCD的計算彩色坐標，該LCD包括具有反向波長色散的補償膜及厚度約1.5微米的混合c板補償膜；并示出了對于一LCD的計算彩色坐標，該LCD包括厚度約2微米的混合c板補償膜而沒有任何a板補償膜。
對液晶板組件的4.0至4.7范圍內的各單元間隙，由前向(即沿向上方向的0°至80°)以5°的間隔測量彩色坐標。低于0.2的x和y值意味著發(fā)生藍移。
如圖2A至2C所示，隨著視角增大，由于光泄漏的增加，x和y的值減小。圖2A和2C所示的x和y值嚴重下降至低于0.2，由此導致嚴重的藍移。然而，對于具有反向波長色散的a板補償膜，圖2B所示的x和y值僅下降至約0.2，這表示藍移急劇減少。
接著，通過光學模擬計算作為單元間隙的函數(shù)的包括不同補償膜的LCD的視角特性。
圖3A至3C是曲線圖，示出對于具有正向波長色散的正a板補償膜、具有反向波長色散的補償膜、以及厚度約2微米的混合c板補償膜的計算視角特性得以使用。此處，視角被限定為給出10∶1的對比率的角。
如圖3A所示，具有正向波長色散的a板補償膜的所測得的視角窄至約40°至50°的范圍；而如圖3B所示，具有反向波長色散的補償膜的所測得的視角寬至約50°至60°的范圍，并隨著單元間隙增大而增大。另外，對于圖3C所示的混合c板補償膜，所測得的上側視角寬至45°至60°的范圍，而測得的下側視角低至45°至50°的范圍。對于左側和右側，所測得的視角在所有三種情況下均大于80°。
實驗2顯示白色或黑色圖像的LCD的作為上側視角的函數(shù)的藍移和視角特性得以測量，該LCD包括具有不同延遲值的a板補償膜。
對于具有正向波長色散的延遲值為40nm的a板補償膜和具有反向波長色散的延遲值為20nm、25nm、30nm、35nm和40nm的a板補償膜，在與實驗1相同的范圍內并以與實驗1相同的間隔測量彩色坐標。
圖4A和4B分別示出對于顯示黑色圖像和白色圖像的LCD的計算彩色坐標。在圖4A和4B中，圖例“傳統(tǒng)”表示具有正向波長色散的a板補償膜的情況，而“反向色散”表示具有反向波長色散的a板補償膜的情況。
如圖4A所示，傳統(tǒng)情況在黑色圖像中顯示出嚴重的藍移，而在使用具有反向波長色散的a板補償模時，藍移明顯減小。具體而言，對于具有20nm反向波長色散的a板補償膜，測得的彩色坐標具有(0.294，0.280)的最小值，其幾乎不顯示出藍移。
如圖4B所示，與a板補償膜的波長色散的類型無關，顯示白色圖像的LCD中不發(fā)生藍移。
圖5是示出作為LCD的補償膜的類型和延遲值的函數(shù)的視角特性的表格。此處，視角被限定為給出10∶1的對比率的角。
如圖5所示，具有正向波長色散的a板補償膜的所測得的視角窄至等于或小于60°，而具有反向波長色散的補償膜的所測得的視角良好至大于60°。
盡管已在上面詳細介紹了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但是應清楚理解，對此處所教導的基本發(fā)明概念的對本領域技術人員而言明顯的多種改變和/或調整仍落入由所附權利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍內。
權利要求
1.一種液晶顯示器，包括液晶板組件，其包括兩個板和置于所述板之間的液晶層，并具有彼此相對的第一和第二外表面；第一和第二偏振器，分別在該板組件的該第一和第二表面上；以及具有反向波長色散的第一a板補償膜，其插在該第一偏振器與該板組件的該第一表面之間。
2.如權利要求1所述的液晶顯示器，還包括第一混合c板補償膜，其插在該板組件的該第二表面與該第二偏振器之間、或在該第一a板補償膜與該第一偏振器之間。
3.如權利要求2所述的液晶顯示器，還包括具有反向波長色散的插在該第二偏振器與該板組件的該第二表面之間的第二a板補償膜、以及第二混合c板補償膜，該第一和第二混合c板補償膜插在該第一a板補償膜與該第一偏振器之間和該第二a板補償膜與該第二偏振器之間。
4.如權利要求2所述的液晶顯示器，還包括具有正向波長色散的第三a板補償膜，其插在該板組件與該第一和第二偏振器中的任何一個之間。
5.如權利要求1所述的液晶顯示器，其中該第一a板補償膜具有雙軸性。
6.如權利要求1所述的液晶顯示器，其中該第一a板補償膜滿足條件|ny-nz|＜0.1×|nx-nz|。
7.如權利要求1所述的液晶顯示器，其中該第一a板補償膜的延遲值對于約550nm的光波長在約5nm至約45nm的范圍內，對于約400nm的光波長在約(0.4至0.7)×(對于約550nm的光波長的延遲值)的范圍內，對于約650nm的光波長在約(1.1至1.4)×(對于約550nm的光波長的延遲值)的范圍內。
8.如權利要求1所述的液晶顯示器，其中該液晶層具有扭轉向列構造，其中該液晶層的液晶分子平行于所述板排列，并由所述板中的一個螺旋旋轉至所述板中的另一個。
9.如權利要求8所述的液晶顯示器，其中該板組件的所述板之間的單元間隙在約3.5至4.5微米的范圍內，且該液晶層的延遲值在約0.35至0.48的范圍內。
10.如權利要求1所述的液晶顯示器，其中該液晶板組件為其中該液晶層內的液晶分子垂直于所述板排列的垂直配向構造。
11.如權利要求10所述的液晶顯示器，其中該板組件的所述板之間的單元間隙在約3.5至4.0微米的范圍內，且該液晶層的延遲值在約0.25至0.35的范圍內。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明實施例的LCD包括液晶板組件，其包括彼此面對的兩個板和插在兩板之間并具有正介電各向異性的液晶層。一對偏振膜分別貼附在液晶板組件的外表面上。具有反向波長色散，即Δn隨著光波長增大而增大的正或負a板補償膜和負混合c板補償膜插在液晶板組件和每個偏振膜之間。
文檔編號G02F1/13363GK1659471SQ03812806
公開日2005年8月24日 申請日期2003年4月3日 優(yōu)先權日2002年4月4日
發(fā)明者金兌奐, 梁英喆, 金相日 申請人:三星電子株式會社