专利名称：液晶显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种液晶显示装置。本发明具体涉及一种具有平行配向型液晶层的液晶显示装置。
背景技术：
作为光调制装置，已经提出了一种具有平行配向型液晶层的反射型液晶显示装置(例如，参见专利文献1)。
日本专利申请未审公开No.249126/99(例如，第 到 段)该出版物中披露的液晶光学装置具有平行配向型液晶层，设置在该液晶层的前侧和后侧的偏振片以及反射电极，并且还具有设置在平行配向型液晶层与偏振片之间的两种延迟膜，其中为了在装置中获得在宽视角范围内具有高亮度和高对比度的显示，优化延迟膜和液晶层的延迟值。
不过，这种优化也适用于使用HAN(混合配向向列)型液晶层或弯曲配向型液晶层的结构，既不是使用平行配向型液晶层的结构所特有的，也没有完全利用平行配向型液晶层的优点。
本发明关注以下事实平行配向型或者均匀配向型(下面统称为平行配向型)液晶层在预定的参考电场(例如零电场)下，具有基本上都平行于夹住液晶层的上基板和下基板表面并且与该表面处于相同方向的液晶分子，换言之，液晶分子指向矢的方向基本上平行于基板表面，从而与其他类型相比，可更精确和容易地分辨出液晶分子的平均倾角。还注意到，平行配向型液晶分子不象弯曲配向型液晶层所需的偏压那样需要附加的配向控制，并且能采用相对简单的配向控制。根据这些关注的问题，本发明者得出平行配向型特有的完全利用平行配向型优点的优化，在使用平行配向型液晶层的显示装置中能最有效地获得所需的视角性质。
此外，在需要按照与上述专利文献中所述不同的方法获得所需视角性质的措施时，希望在除反射型之外的液晶显示装置(例如近来已经实际使用的所谓透射反射型)中在使用平行配向型液晶层的情况下进行优化。
发明内容
鉴于以上所述作出本发明，本发明的目的在于提供一种能够完全利用平行配向型液晶层的优点并获得所需视角性质的液晶显示装置。
本发明的另一目的在于提供一种能够完全利用平行配向型液晶层的优点并获得所需视角性质的反射型、透射型和透射反射型液晶显示装置。
为了实现上述目的，根据本发明一个方面，液晶显示装置具有以下结构其中从其前侧开始依次设有线偏振片、第一延迟膜、第二延迟膜、液晶层和光学反射层，其中线偏振片、第一和第二延迟膜构成具有右手或左手圆偏振功能的装置，第一延迟膜具有基本上为半个入射光波长的固定延迟，液晶层包括平行配向型液晶材料，在该装置的黑色显示操作期间，第二延迟膜和液晶层整体上具有基本上为四分之一入射光波长的延迟，并且满足以下条件中的任何一个(1)线偏振片的吸收轴与第一延迟膜的慢轴偏离其平行位置小于45度的预定角度，且第二延迟膜的慢轴和液晶层的配向方向基本上彼此垂直；(2)线偏振片的吸收轴与第一延迟膜的慢轴偏离其平行位置预定角度，且第二延迟膜的慢轴与液晶层的配向方向基本上彼此平行；(3)线偏振片的吸收轴与第一延迟膜的慢轴偏离其垂直位置预定角度，且第二延迟膜的慢轴与液晶层的配向方向基本上彼此垂直；和(4)线偏振片的吸收轴与第一延迟膜的慢轴偏离其垂直位置预定角度，且第二延迟膜的慢轴与液晶层的配向方向基本上彼此平行。
由此，可缩小产生极低对比度的视角范围，同时使该范围成点对称分布，并且相对缩小灰度级反转的视角范围，同时使该范围点对称地分布。
在这一方面，所述的预定角度处于参考角度(在液晶显示装置中能获得最大对比度的角度)附近可获得最大对比度的90％或更大的角度范围之内，优选处于21±10度范围内。
此外，为了实现这些目的，根据本发明另一方面，液晶显示装置具有以下结构，其中从其前侧开始依次设有前线偏振片、第一延迟膜、第二延迟膜、液晶层、第三延迟膜、第四延迟膜和后线偏振片，其中线偏振片、第一和第二延迟膜构成具有右手和左手圆偏振功能其中之一的装置，第三和第四延迟膜以及后线偏振片构成具有右手和左手圆偏振功能其中另一个的装置，第一延迟膜具有基本上为半个入射光波长的固定延迟，液晶层包括平行配向型液晶材料，第四延迟膜具有基本上为半个入射光波长的固定延迟，并且满足以下条件中任何一个(1)前线偏振片的吸收轴与第一延迟膜的慢轴偏离其平行位置小于45度的第一预定角度，第二延迟膜的慢轴与液晶层的配向方向基本上彼此垂直，液晶层的配向方向与第三延迟膜的慢轴基本上彼此垂直，且第四延迟膜的慢轴与后线偏振片的吸收轴偏离其平行位置小于45度的第二预定角度；(2)前线偏振片的吸收轴与第一延迟膜的慢轴偏离其平行位置第一预定角度，第二延迟膜的慢轴与液晶层的配向方向基本上彼此垂直，液晶层的配向方向与第三延迟膜的慢轴基本上彼此垂直，且第四延迟膜的慢轴与后线偏振片的吸收轴偏离其垂直位置第二预定角度；(3)前线偏振片的吸收轴与第一延迟膜的慢轴偏离其平行位置第一预定角度，第二延迟膜的慢轴与液晶层的配向方向基本上彼此垂直，液晶层的配向方向与第三延迟膜的慢轴基本上彼此平行，且第四延迟膜的慢轴与后线偏振片的吸收轴偏离其平行位置第二预定角度；(4)前线偏振片的吸收轴与第一延迟膜的慢轴偏离其平行位置第一预定角度，第二延迟膜的慢轴与液晶层的配向方向基本上彼此垂直，液晶层的配向方向与第三延迟膜的慢轴基本上彼此平行，且第四延迟膜的慢轴与后线偏振片的吸收轴偏离其平行位置第二预定角度；
(5)前线偏振片的吸收轴与第一延迟膜的慢轴偏离其平行位置第一预定角度，第二延迟膜的慢轴与液晶层的配向方向基本上彼此平行，液晶层的配向方向与第三延迟膜的慢轴基本上彼此垂直，且第四延迟膜的慢轴与后线偏振片的吸收轴偏离其平行位置第二预定角度；(6)前线偏振片的吸收轴与第一延迟膜的慢轴偏离其平行位置第一预定角度，第二延迟膜的慢轴与液晶层的配向方向基本上彼此平行，液晶层的配向方向与第三延迟膜的慢轴基本上彼此垂直，且第四延迟膜的慢轴与后线偏振片的吸收轴偏离其垂直位置第二预定角度；(7)前线偏振片的吸收轴与第一延迟膜的慢轴偏离其平行位置第一预定角度，第二延迟膜的慢轴与液晶层的配向方向基本上彼此平行，液晶层的配向方向与第三延迟膜的慢轴基本上彼此平行，且第四延迟膜的慢轴与后线偏振片的吸收轴偏离其平行位置第二预定角度；(8)前线偏振片的吸收轴与第一延迟膜的慢轴偏离其平行位置第一预定角度，第二延迟膜的慢轴与液晶层的配向方向基本上彼此平行，液晶层的配向方向与第三延迟膜的慢轴基本上彼此平行，且第四延迟膜的慢轴与后线偏振片的吸收轴偏离其垂直位置第二预定角度；(9)前线偏振片的吸收轴与第一延迟膜的慢轴偏离其垂直位置第一预定角度，第二延迟膜的慢轴与液晶层的配向方向基本上彼此垂直，液晶层的配向方向与第三延迟膜的慢轴基本上彼此垂直，且第四延迟膜的慢轴与后线偏振片的吸收轴偏离其平行位置第二预定角度；(10)前线偏振片的吸收轴与第一延迟膜的慢轴偏离其垂直位置第一预定角度，第二延迟膜的慢轴与液晶层的配向方向基本上彼此垂直，液晶层的配向方向与第三延迟膜的慢轴基本上彼此垂直，且第四延迟膜的慢轴与后线偏振片的吸收轴偏离其垂直位置第二预定角度；(11)前线偏振片的吸收轴与第一延迟膜的慢轴偏离其垂直位置第一预定角度，第二延迟膜的慢轴与液晶层的配向方向基本上彼此垂直，液晶层的配向方向与第三延迟膜的慢轴基本上彼此平行，且第四延迟膜的慢轴与后线偏振片的吸收轴偏离其平行位置第二预定角度；(12)前线偏振片的吸收轴与第一延迟膜的慢轴偏离其垂直位置第一预定角度，第二延迟膜的慢轴与液晶层的配向方向基本上彼此垂直，液晶层的配向方向与第三延迟膜的慢轴基本上彼此平行，且第四延迟膜的慢轴与后线偏振片的吸收轴偏离其垂直位置第二预定角度；(13)前线偏振片的吸收轴与第一延迟膜的慢轴偏离其垂直位置第一预定角度，第二延迟膜的慢轴与液晶层的配向方向基本上彼此平行，液晶层的配向方向与第三延迟膜的慢轴基本上彼此垂直，且第四延迟膜的慢轴与后线偏振片的吸收轴偏离其平行位置第二预定角度；(14)前线偏振片的吸收轴与第一延迟膜的慢轴偏离其垂直位置第一预定角度，第二延迟膜的慢轴与液晶层的配向方向基本上彼此平行，液晶层的配向方向与第三延迟膜的慢轴基本上彼此垂直，且第四延迟膜的慢轴与后线偏振片的吸收轴偏离其垂直位置第二预定角度；(15)前线偏振片的吸收轴与第一延迟膜的慢轴偏离其垂直位置第一预定角度，第二延迟膜的慢轴与液晶层的配向方向基本上彼此平行，液晶层的配向方向与第三延迟膜的慢轴基本上彼此平行，且第四延迟膜的慢轴与后线偏振片的吸收轴偏离其平行位置第二预定角度；和(16)前线偏振片的吸收轴与第一延迟膜的慢轴偏离其垂直位置第一预定角度，第二延迟膜的慢轴与液晶层的配向方向基本上彼此平行，液晶层的配向方向与第三延迟膜的慢轴基本上彼此平行，且第四延迟膜的慢轴与后线偏振片的吸收轴偏离其垂直位置第二预定角度。
如果第二延迟膜的慢轴与液晶层的配向方向之间的关系，以及液晶层的配向方向与第三延迟膜的慢轴之间的关系都相当于基本平行或基本垂直关系，则在该装置的黑色显示操作期间，第二延迟膜、液晶层和第三延迟膜整体上具有基本上为半个入射光波长的延迟，而如果第二延迟膜的慢轴与液晶层的配向方向之间的关系，和液晶层的配向方向与第三延迟膜的慢轴之间的关系相当于基本平行和基本垂直关系中一个与另一个的互不相同的关系，则在该装置的黑色显示操作期间，第二延迟膜、液晶层和第三延迟膜整体上具有基本上等于零的延迟。
这意味着产生以下性质，其中产生极低对比度的视角范围相对较窄，并且具有灰度级反转的视角范围也相对较窄。
在这一方面，优选第一和第二预定角度基本上彼此相等，并且所述预定角度处于参考角度(在液晶显示装置中能得到最大对比度的角度)附近可得到最大对比度的90％或更大数值的角度范围之内，且更优选处于21±10度范围内。
此外，在上述各个方面中，光学反射层设置在液晶层与第三延迟膜之间，其中使用与光学反射层相应的区域作为像素内的光学反射区，使用除该光学反射区之外的区域作为像素内的光学透射区，从而预计在透射反射型液晶显示装置中可获得上述优点。
另外，希望第三延迟膜是混合配向向列补偿膜，并且第二延迟膜是混合配向向列补偿膜。在最靠近液晶层的一侧混合配向向列补偿膜具有倾角处于60与90度之间的液晶分子，在距液晶层最远一侧混合配向向列补偿膜具有倾角大致为零度的液晶分子的液晶显示装置中，可获得极其优异的视角性质。此外，极大地改善了液晶显示装置黑色显示操作期间该装置中的视角性质，第二和第三延迟膜的分子或折射率椭球的平均倾角基本上垂直于液晶分子或液晶层的折射率椭球的平均倾角，并且第二和第三延迟膜的延迟之和基本上等于液晶层的延迟值。
图1为表示本发明一个实施例的液晶显示装置的一般结构的剖面图。
图2所示的示意透视图表示了本发明采用的平行配向型液晶层的结构。
图3表示了图1的液晶显示装置中不同种类部件的光轴和方向的组合。
图4的表格表示了图1的液晶显示装置中不同种类部件的光轴和方向的组合以及黑色显示期间第二延迟膜与液晶层的总延迟值。
图5表示了在按照图3和4中所示的组合设计的液晶显示装置中获得的视角性质。
图6所示的示意透视图表示了第二延迟膜和/或第三延迟膜采用的混合配向膜的分子序。
图7表示了在使用图6的混合配向膜的结构的情形和比较例的不同情形中，延迟的视角性质。
图8所示的剖面图表示了根据本发明另一实施例的液晶显示装置的一般结构。
图9表示了图8的液晶显示装置中不同种类部件的光轴与方向的组合。
图10的表格表示了图8的液晶显示装置中不同部件的光轴与方向的组合以及黑色显示期间第二延迟膜、液晶层和第三延迟膜的总延迟值。
图11为表示根据图9和10所示的组合设计出的液晶显示装置中获得的视角性质的第一图。
图12为表示根据图9和10所示的组合设计出的液晶显示装置中获得的视角性质的第二图。
图13为表示根据图9和10所示的组合设计出的液晶显示装置中获得的视角性质的第三图。
图14为表示根据图9和10所示的组合设计出的液晶显示装置中获得的视角性质的第四图。
图15所示的剖面图表示了根据本发明另一实施例的液晶显示装置的一般结构。
图16表示了根据本发明另一实施例的液晶显示装置中所用的延迟膜和液晶层的结构。
具体实施例方式
现在将参照附图通过实施例更详细地描述本发明的上述方面和其他形式。
(第一实施例)
图1示意地表示了根据本发明一个实施例的液晶显示装置的剖面结构。
液晶显示装置100是反射型液晶显示装置，并具有以下结构，其中从作为显示屏侧的前侧开始依次设有线偏振片(Pol)11、作为半波片的第一延迟膜(Ret1)12、作为四分之一波片的第二延迟膜(Ret2)13、液晶层(LC)14以及光学反射层(Ref)15。线偏振片11与第一和第二延迟膜12、13构成具有右手或左手圆偏振功能的装置。注意，为了清楚地描述，此处仅说明主要构成元件，不过实际上显示装置100中还包括其他构成元件。
第一延迟膜12具有基本上为半个入射光波长λ的固定延迟，即值为λ/2。假设这种入射光是波长一般处于380nm至780nm范围内的光。液晶层14具有前面所述的平行配向型液晶材料。更具体而言，液晶层14具有图2中所示的分子序，其中所有液晶分子14m基本上都沿决定液晶分子14m初始配向的上和下配向层16、17的摩擦方向18配向。换言之，使液晶分子14m的折射率椭球(Indicatrixes)的主轴均平行于摩擦方向18，即，使液晶分子14m的指向矢平行于摩擦方向18。应当注意，此处将配向层16和17的摩擦方向18设定为液晶层14配向的方向(初始配向方向)，不过可使用除摩擦之外的方法来确定配向方向。
再次参照图1，在装置100的黑色显示操作(暗态)期间，第二延迟膜13和液晶层14整体上预计具有基本上为四分之一入射光波长(λ/4)的延迟。
如图1中实线LB所示，入射到液晶显示装置100上的外部光首先通过线偏振片11，成为线偏振光，然后通过第一延迟膜12，此时发生λ/2的延迟，变成改变的预定方向的线偏振光。接下来，线偏振光进入第二延迟膜13，成为右手(或左手)椭圆偏振光，并被引导到液晶层14。在黑色显示操作(暗态)期间，液晶层14的延迟近似为零(在本例中大约为30nm以得到圆偏振光)，右手(或左手)圆偏振光到达反射层15(上面为大约光路的第一半程)。在光路的第二半程，来自液晶层14的光被反射层15反射，从而成为相反方向的左手(或右手)圆偏振光，并进入液晶层14。光再次通过液晶层14，从而变成与第一半程入射到液晶层14上的椭圆偏振光处于相反方向的椭圆偏振光，并且进入第二延迟膜13。第二延迟膜13将反射的椭圆偏振光转换成偏振方向垂直于第一半程入射到第二延迟膜13上的线偏振光的偏振方向的线偏振光。当线偏振光穿过第一延迟膜12时，该光具有λ/2的延迟，被转换成偏振方向垂直于第一半程入射到第一延迟膜12上的线偏振光偏振方向的线偏振光，并被引导到偏振片11。由于偏振片11的吸收轴恰好平行于线偏振光的偏振方向，从第一延迟膜12进入的光被拦截(吸收)，不会射出装置100的显示屏，从而呈现黑色显示。
同样，在如图1中虚线LW所示的白色显示操作(亮态)中，类似地，右手(或左手)椭圆偏振光入射到液晶层14上。此时，液晶层14具有λ/4的延迟(大约150nm)，并将预定偏振方向的线偏振光引导到反射层15(第一半程如前所述)。在第一半程，反射层15反射线偏振光，并使反射光返回液晶层14，而其偏振方向保持相同。液晶层14将反射线偏振光转换成与第一半程入射到层14上的椭圆偏振光具有相同方向的右手(或左手)椭圆偏振光，并将椭圆偏振光引导到第二延迟膜13。第二延迟膜13将反射光转换成与第一半程入射到膜13上的线偏振光具有相同偏振方向的线偏振光，从而将其引导到第一延迟膜12。第一延迟膜12也将该光转换成与第一半程入射到膜12上的线偏振光具有相同偏振方向的线偏振光，从而使其返回到线偏振片11。由于偏振片11的吸收轴垂直于线偏振光的偏振方向，从第一延迟膜12进入的光穿过该片，并且从装置100的屏幕射出，从而呈现白色显示。
在半色调显示的情形中，液晶层14和第二延迟膜13产生与要显示的半色调颜色或亮度相应的延迟，并使具有与该延迟相应的振动分量的椭圆偏振光返回第一延迟膜12。由此，偏振片11接收射出屏幕的、与颜色或亮度相应的垂直于吸收轴的线偏振光分量，并实现半色调显示。
本实施例另外具有任何如下所述的结构要求(R-1)第一，线偏振片11的吸收轴与第一延迟膜12的慢轴偏离其平行位置小于45度的预定角度，且第二延迟膜13的慢轴和液晶层14的配向方向基本上彼此垂直，(R-2)第二，线偏振片11的吸收轴与第一延迟膜12的慢轴偏离其平行位置预定角度，且第二延迟膜13的慢轴与液晶层14的配向方向基本上彼此平行，(R-3)第三，线偏振片11的吸收轴与第一延迟膜12的慢轴偏离其垂直位置预定角度，且第二延迟膜13的慢轴与液晶层14的配向方向基本上彼此垂直，和(R-4)第四，线偏振片11的吸收轴与第一延迟膜12的慢轴偏离其垂直位置预定角度，且第二延迟膜13的慢轴与液晶层14的配向方向基本上彼此平行。
在图3和图4中概括地表示出上述的第一到第四关系。
图3同时表示了上述的所有四种关系，其中用箭头表示了各轴或方向。在该图中，为了清楚起见，分别用Pol、Ret1、Ret2、LC和Ref表示线偏振片11、第一延迟膜12、第二延迟膜13、液晶层14和光学反射层15。
在图3中，从顶部的Po1开始，然后为向下的相邻元件，我们发现与第一到第四关系中的任意关系具有一致性。例如，在图3中用虚箭头表示出第四关系，并且相对于上述的轴和方向，每个元件中绘出的实箭头在视觉上产生以下设置采取具有近似垂直关系的Po1与Ret1和具有大致平行关系的Ret2与LC的组合。另外，对于Po1和Ret1的轴和方向而言，图3中所示的符号“//*”或“+*”分别表示Po1和Ret1具有如上所述的大致平行或垂直关系。此外，对于Ret2和LC的轴和方向，图3中所示的符号“//”或“+”分别表示Ret2与LC具有上面所述的大致平行或垂直关系。
图4的表格进一步综合地示出所述关系以及黑色显示期间第二延迟膜(Ret2)和液晶层(LC)的延迟值。R-1到R-4行的轴和方向的组合分别与第一到第四关系相对应。注意，图3中所示的垂直和水平方向与根据本实施例设计的显示装置显示屏上的垂直和水平方向相对应。因而，例如，液晶层LC中绘出的右上箭头表示屏幕上从底部到顶部的纵向方向。不过，除纵向以外，还可以将所述箭头的方向设定为屏幕上的任何其他方向。例如，在考虑到所获得的视角性质时，可将所述箭头的方向设定为屏幕任一对角线的方向。
图5中所示的(R-1)到(R-4)分别表示采用第一到第四关系的液晶显示装置的视角性质。在(R-1)到(R-4)的每一幅图中，上面的图表示等对比度性质的示意图，而下面的图表示灰度级反转性质的示意图，并且每幅图表示从最右端为0度开始沿左到右方向逆时针360度的性质。在此情形中，在图5的中心处用箭头表示液晶层14的配向方向。
该附图用轮廓线表示从作为屏幕正常视觉状态的曲线图圆形中心开始，在所有角度方向上转动视线时得到的对比度和灰度级反转程度。换言之，假设0度方向对应于屏幕左右方向上的最右端，从屏幕的前部直接观看的状态开始得到数值，例如，相对于0度方向，沿屏幕的左右方向向右转动视线。在其他角度方向获取数值，并且根据在全部角度方向上获取的数值得出数值轮廓线。
在等对比度性质图中，用点表示显示极高对比度(100或更大)的范围，而用斜线表示显示极低对比度的范围。另外，在灰度级反转性质图中，用十字表示引起灰度级反转的范围(8个灰度级的情形)。
根据图5可知，显示极低灰度级的范围相对很小，并且呈点对称分布。另外，可知引起灰度级反转的范围也很小，并且呈点对称分布。因而，根据本实施例，可获得极佳的视角性质。
如图5中所示的视角性质是第一延迟膜12是用于构成右手圆偏振装置的膜的情形。当然，第一延迟膜12可以为用于构成左手圆偏振装置的膜，只要满足上述的第一到第四要求中的任何一个即可。当第一延迟膜12用作左手圆偏振装置时，所得到的视角性质与每个图的性质关于与图5中心处所示的箭头(液晶层14的配向方向)平行的参考线是对称的。
注意，在用于获得图5中性质的具体示例中，将第一到第四结构要求中的所述预定角度设定为21度。不过，将该角度的公差范围定义为，液晶显示装置中在参考角度附近获得最大对比度的90％或更大的角度范围，在该参考角度处得到最大对比度。此外，在该具有公差的范围内，可获得适合于实际使用的视角性质，并实现本发明特有的优点。可将该公差设定为预定角度的±10度范围。另外，预计当第一延迟膜12的慢轴与第二延迟膜13的慢轴形成的锐角为60°±10°时，可得到优异的结果。
此外，对于该具体示例而言，第二延迟膜13是所谓的NR膜，即所谓的混合配向向列补偿膜时是适宜的。
图6示意地表示了补偿膜的剖面结构。
在图6中，补偿膜13f具有在上支撑层13a与下支撑层13b之间具有改良混合配向的液晶分子，其中最靠近液晶层14一侧的液晶分子具有60°到90°范围、优选90°的预倾角，而距液晶层14最远侧的液晶分子具有大约2°、优选0°的预倾角。
基于两侧的这种预倾角构造，补偿膜13’与液晶层14的平行配向分子之间的匹配得到改善，从而可由补偿膜13’与液晶层14的平行配向分子一起精确地产生所要提供的延迟。此外，可适当地省略液晶层14一侧的支撑层13b。
图7表示作为比较例，在最靠近液晶层14一侧液晶分子的预倾角为50°时(参见虚线)的情况下，和在本具体示例中该预倾角为90°时(参见实线)的情况下，膜13’和液晶层14所提供的延迟的视角相关性。注意，该图表示黑色显示时的性质，纵轴表示与从前部正面观看时获得的延迟(λ/4)的差值。
如从图7可以看出，相对于正面观看状态(0°)作为参考，在比较例中右部与左部之间的延迟变化明显不同，而在本例中变化几乎是对称的。从而，当从右部或左部观看屏幕时，本例优选能优选提供几乎相同的可视性。图7还表示根据本例，在正面观察状态下延迟几乎为λ/4，并且在黑色显示期间在屏幕前部观看时，可实现极暗显示。
(第二实施例)图8示意表示了根据本发明另一实施例的液晶显示装置的剖面结构。
液晶显示装置200是一种透射型液晶显示装置，并具有以下结构从作为显示屏侧的前侧开始依次设有线偏振片(Pol)11、作为半波片的第一延迟膜(Ret1)12、作为四分之一波片的第二延迟膜(Ret2)13、液晶层(LC)14、作为四分之一波片的第三延迟膜(Ret3)、作为半波片的第四延迟膜(Ret4)22以及后线偏振片(Po12)23。线偏振片11、第一和第二延迟膜12、13构成了具有右手和左手圆偏振功能其中之一的装置，第三和第四延迟膜21、22与后线偏振片23构成了具有右手和左手圆偏振功能其中另一个的装置。注意，与前面实施例中相同的部分被赋予相同的附图标记，并将省略其详细描述，此外为了清楚，仅述及主要构成元件。
如前面所述，第一延迟膜12具有λ/2的值，并且液晶层14具有平行配向型液晶材料。
在本实施例中，取代第一实施例中的光学反射层15，该结构设有第三和第四延迟膜21和22以及另一线偏振片23。在装置200的黑色显示操作(暗态)期间，第二延迟膜13、液晶层14和第三延迟膜21整体上具有基本上为半个入射光波长(λ/2)或者基本为零的延迟。在前面的描述中具有何种延迟是显而易见的。第四延迟膜22具有基本上为半个入射光波长(λ/2)的固定延迟。
从后偏振片23的背侧施加来自背光(未示出)的光。
如图8中实线LB所示，入射到液晶显示装置200上的背光首先穿过线偏振片23，成为线偏振光，然后穿过第四延迟膜22，使其具有λ/2的延迟，成为处于改变的预定方向的线偏振光。接下来，线偏振光进入第三延迟膜21，成为右手(或左手)椭圆偏振光，并被引导到液晶层14。在黑色显示操作(暗态)期间，液晶层14的延迟几乎为零(不过，在本例中大约为60nm，以便获得与入射光具有相同形态的椭圆偏振光)，并且入射到液晶层14上的椭圆偏振光被引导到第二延迟膜13，其方向与入射椭圆偏振光保持相同。第二延迟膜13将传送来的椭圆偏振光转变成预定方向的线偏振光。第一延迟膜12为该线偏振光提供λ/2的延迟，从而改变偏振方向，并且被引导到前偏振片11。由于偏振片11的吸收轴恰好平行于线偏振光的偏振方向，从第一延迟膜12进入的光被拦截(吸收)，没有射出装置200的屏幕，从而呈现黑色显示。
同样，在图8中虚线Lw所示的白色显示操作(亮态)期间，类似地，右手(或左手)椭圆偏振光入射到液晶层14上。此时，液晶层14具有λ/2的延迟(大约300nm)，并将方向与入射到层14上的椭圆偏振光的方向相反的椭圆偏振光引导到第二延迟膜13。第二延迟膜13将传送来的光转换成偏振方向垂直于黑色显示期间的光的线偏振光，从而将其引导到第一延迟膜12。为引导到第一延迟膜12的光提供λ/2的延迟，从而偏振方向改变，并将所产生的线偏振光引导到前偏振片11。由于偏振片11的吸收轴垂直于线偏振光的偏振方向，从第一延迟膜12进入的光穿过偏振片，并射出装置200的屏幕，从而呈现白色显示。
在半色调显示的情形中，液晶层14和第二及第三延迟膜13、21表现出与要显示的半色调颜色或亮度相对应的延迟，并且向第一延迟膜12施加具有与该延迟相对应的振动分量的椭圆偏振光。由此，偏振片11接收射出屏幕的、与颜色或亮度相对应的、垂直于吸收轴的线偏振光分量，从而呈现半色调显示。
本实施例另外具有如下所述的任一结构要求。为了在这些结构要求中选择一个，确定了在装置200的黑色显示操作期间第二延迟膜13、液晶层14和第三延迟膜21整体上应当提供的延迟。
(T-1)首先，前线偏振片11的吸收轴与第一延迟膜12的慢轴偏离其平行位置小于45度的第一预定角度，第二延迟膜13的慢轴与液晶层14的配向方向基本上彼此垂直，液晶层14的配向方向与第三延迟膜21的慢轴基本上彼此垂直，第四延迟膜22的慢轴与后线偏振片23的吸收轴偏离其平行位置小于45度的第二预定角度，并且在装置200的黑色显示操作期间，第二延迟膜13、液晶层14与第三延迟膜21整体上具有基本上为半个入射光波长(λ/2)的延迟。
(T-2)第二，前线偏振片11的吸收轴与第一延迟膜12的慢轴偏离其平行位置第一预定角度，第二延迟膜13的慢轴与液晶层14的配向方向基本上彼此垂直，液晶层14的配向方向与第三延迟膜21的慢轴基本上彼此垂直，第四延迟膜22的慢轴与后线偏振片23的吸收轴偏离其垂直位置第二预定角度，并且在装置200的黑色显示操作期间第二延迟膜13、液晶层14和第三延迟膜21整体上具有基本上为半个入射光波长(λ/2)的延迟；(T-3)第三，前线偏振片11的吸收轴与第一延迟膜12的慢轴偏离其平行位置第一预定角度，第二延迟膜13的慢轴与液晶层14的配向方向基本上彼此垂直，液晶层14的配向方向与第三延迟膜21的慢轴基本上彼此平行，第四延迟膜22的慢轴与后线偏振片23的吸收轴偏离其平行位置第二预定角度，并且在装置200的黑色显示操作期间，第二延迟膜13、液晶层14和第三延迟膜21整体上具有基本上等于零(0)的延迟；(T-4)第四，前线偏振片11的吸收轴与第一延迟膜12的慢轴偏离其平行位置第一预定角度，第二延迟膜13的慢轴与液晶层14的配向方向基本上彼此垂直，液晶层14的配向方向与第三延迟膜21的慢轴基本上彼此平行，第四延迟膜22的慢轴与后线偏振片23的吸收轴偏离其平行位置第二预定角度，并且在装置200的黑色显示操作期间，第二延迟膜13、液晶层14和第三延迟膜21整体上具有基本上等于零(0)的延迟；(T-5)第五，前线偏振片11的吸收轴与第一延迟膜12的慢轴偏离其平行位置第一预定角度，第二延迟膜13的慢轴与液晶层14的配向方向基本上彼此平行，液晶层14的配向方向与第三延迟膜21的慢轴基本上彼此垂直，第四延迟膜22的慢轴与后线偏振片23的吸收轴偏离其平行位置第二预定角度，并且在装置200的黑色显示操作期间，第二延迟膜13、液晶层14和第三延迟膜21整体上具有基本上等于零(0)的延迟；(T-6)第六，前线偏振片11的吸收轴与第一延迟膜12的慢轴偏离其平行位置第一预定角度，第二延迟膜13的慢轴与液晶层14的配向方向基本上彼此平行，液晶层14的配向方向与第三延迟膜21的慢轴基本上彼此垂直，第四延迟膜22的慢轴与后线偏振片23的吸收轴偏离其垂直位置第二预定角度，并且在装置200的黑色显示操作期间，第二延迟膜13、液晶层14和第三延迟膜21整体上具有基本上等于零(0)的延迟；(T-7)第七，前线偏振片11的吸收轴与第一延迟膜12的慢轴偏离其平行位置第一预定角度，第二延迟膜13的慢轴与液晶层14的配向方向基本上彼此平行，液晶层14的配向方向与第三延迟膜21的慢轴基本上彼此平行，第四延迟膜22的慢轴与后线偏振片23的吸收轴偏离其平行位置第二预定角度，并且在装置200的黑色显示操作期间，第二延迟膜13、液晶层14和第三延迟膜21整体上具有基本上为半个入射光波长(λ/2)的延迟；(T-8)第八，前线偏振片11的吸收轴与第一延迟膜12的慢轴偏离其平行位置第一预定角度，第二延迟膜13的慢轴与液晶层14的配向方向基本上彼此平行，液晶层14的配向方向与第三延迟膜21的慢轴基本上彼此平行，第四延迟膜22的慢轴与后线偏振片23的吸收轴偏离其垂直位置第二预定角度，并且在装置200的黑色显示操作期间，第二延迟膜13、液晶层14和第三延迟膜21整体上具有基本上为半个入射光波长(λ/2)的延迟；
(T-9)第九，前线偏振片11的吸收轴与第一延迟膜12的慢轴偏离其垂直位置第一预定角度，第二延迟膜13的慢轴与液晶层14的配向方向基本上彼此垂直，液晶层14的配向方向与第三延迟膜21的慢轴基本上彼此垂直，第四延迟膜22的慢轴与后线偏振片23的吸收轴偏离其平行位置第二预定角度，并且在装置200的黑色显示操作期间，第二延迟膜13、液晶层14和第三延迟膜21整体上具有基本上为半个入射光波长(λ/2)的延迟；(T-10)第十，前线偏振片11的吸收轴与第一延迟膜12的慢轴偏离其垂直位置第一预定角度，第二延迟膜13的慢轴与液晶层14的配向方向基本上彼此垂直，液晶层14的配向方向与第三延迟膜21的慢轴基本上彼此垂直，第四延迟膜22的慢轴与后线偏振片23的吸收轴偏离其垂直位置第二预定角度，并且在装置200的黑色显示操作期间，第二延迟膜13、液晶层14和第三延迟膜21整体上具有基本上为半个入射光波长(λ/2)的延迟；(T-11)第十一，前线偏振片11的吸收轴与第一延迟膜12的慢轴偏离其垂直位置第一预定角度，第二延迟膜13的慢轴与液晶层14的配向方向基本上彼此垂直，液晶层14的配向方向与第三延迟膜21的慢轴基本上彼此平行，第四延迟膜22的慢轴与后线偏振片23的吸收轴偏离其平行位置第二预定角度，并且在装置200的黑色显示操作期间，第二延迟膜13、液晶层14和第三延迟膜21整体上具有基本上等于零(0)的延迟；(T-12)第十二，前线偏振片11的吸收轴与第一延迟膜12的慢轴偏离其垂直位置第一预定角度，第二延迟膜13的慢轴与液晶层14的配向方向基本上彼此垂直，液晶层14的配向方向与第三延迟膜21的慢轴基本上彼此平行，第四延迟膜22的慢轴与后线偏振片23的吸收轴偏离其垂直位置第二预定角度，并且在装置200的黑色显示操作期间，第二延迟膜13、液晶层14和第三延迟膜21整体上具有基本上等于零(0)的延迟；(T-13)第十三，前线偏振片11的吸收轴与第一延迟膜12的慢轴偏离其垂直位置第一预定角度，第二延迟膜13的慢轴与液晶层14的配向方向基本上彼此平行，液晶层14的配向方向与第三延迟膜21的慢轴基本上彼此垂直，第四延迟膜22的慢轴与后线偏振片23的吸收轴偏离其平行位置第二预定角度，并且在装置200的黑色显示操作期间，第二延迟膜13、液晶层14和第三延迟膜21整体上具有基本上等于零(0)的延迟；(T-14)第十四，前线偏振片11的吸收轴与第一延迟膜12的慢轴偏离其垂直位置第一预定角度，第二延迟膜13的慢轴与液晶层14的配向方向基本上彼此平行，液晶层14的配向方向与第三延迟膜21的慢轴基本上彼此垂直，第四延迟膜22的慢轴与后线偏振片23的吸收轴偏离其垂直位置第二预定角度，并且在装置200的黑色显示操作期间，第二延迟膜13、液晶层14和第三延迟膜21整体上具有基本上等于零(0)的延迟；(T-15)第十五，前线偏振片11的吸收轴与第一延迟膜12的慢轴偏离其垂直位置第一预定角度，且第二延迟膜13的慢轴与液晶层14的配向方向基本上彼此平行，液晶层14的配向方向与第三延迟膜21的慢轴基本上彼此平行，第四延迟膜22的慢轴与后线偏振片23的吸收轴偏离其平行位置第二预定角度，并且在装置200的黑色显示操作期间，第二延迟膜13、液晶层14和第三延迟膜21整体上具有基本上为半个入射光波长(λ/2)的延迟；和(T-16)第十六，前线偏振片11的吸收轴与第一延迟膜12的慢轴偏离其垂直位置第一预定角度，第二延迟膜13的慢轴与液晶层14的配向方向基本上彼此平行，液晶层14的配向方向与第三延迟膜21的慢轴基本上彼此平行，第四延迟膜22的慢轴与后线偏振片23的吸收轴偏离其垂直位置第二预定角度，并且在装置200的黑色显示操作期间，第二延迟膜13、液晶层14和第三延迟膜21整体上具有基本上为半个入射光波长(λ/2)的延迟。
图9和10中概括出第一到十六关系。
图9表示了上面所述的所有16种关系，其中用箭头表示上述的各种轴和方向。为了清楚起见，分别用Po1、Ret1、Ret2和LC表示线偏振片11、第一延迟膜12、第二延迟膜13和液晶层14，分别用Ret3、Ret4和Po12表示第三延迟膜21、第四延迟膜22和第二线偏振片23。
图9按照与前面图3相同的目的绘制出来。例如，图9中用虚箭头表示第十三关系，并且对于上面所述的轴和方向，可以理解对应于Po1与Ret1具有大致垂直关系，Ret2与LC具有大致平行关系，LC与Ret3具有大致垂直关系，以及Ret3与Ret4具有大致平行关系这种组合。图10中的表格表示了黑色显示期间的各个组合以及第二延迟膜(Ret2)、液晶层(LC)和第三延迟膜的总延迟值。第T-1到T-16行的轴和方向的组合分别相应于第一到第十六关系。注意图9中观察时的上、下、右和左也分别对应于装置屏幕上的上、下、右和左，但不限于这种对应性。
从图10显然可以看出，可如下指定在装置200黑色显示期间，第二延迟膜(Ret2)、液晶层(LC)与第三延迟膜(Ret3)的延迟之和。换言之，当第二延迟膜(Ret2)的慢轴与液晶层(LC)的配向方向之间的关系以及液晶层(LC)的配向关系与第三延迟膜(Ret3)的慢轴之间的关系都相当于基本平行(//)或基本垂直(+)的关系时，延迟之和基本上为半个入射光波长。与之不同的是，当这两个关系彼此不同时，换言之，当这两个关系其中之一相当于基本平行(//)和基本垂直(+)的关系其中之一，另一个关系相当于基本平行(//)和基本垂直(+)的关系中的另外一个时，延迟之和基本上等于零。
图11到14中(T-1)到(T-16)分别表示应用了第一到第十六关系的液晶显示装置的视角性质。按照与前面图5中相同的目的绘出(T-1)到(T-16)的每个图。
由图11到14可知，显示极低对比度的范围相对较窄，并且仅当相当大程度地改变视角时对比度才下降。此外，可知引起灰度级反转的范围也相对较窄，并且不引起灰度级反转的角度范围适于实际使用。因而，根据本实施例，可获得良好的视角性质。
图11到14中所示的视角性质是将第一延迟膜12作为用于构成形成右手圆偏振装置的膜的情形。当然，第一延迟膜12可以为用于构成形成左手圆偏振装置的膜，只要满足第一到第十六要求其中任何一个即可。当第一延迟膜12用作左手圆偏振装置时，所获得的视角性质与每个图形的性质关于平行于图11到14每一个中心处所示箭头(液晶层14的配向方向)的参考线是对称的。
注意，在获得图11到14中性质的具体示例中，第一到第十六结构要求中的所述第一预定角度和第二预定角度均设定为21度。可将这两个角度设定为容许范围内的其他数值，或者设定为彼此不同的数值，不过最好设定为相等的。另一方面，可将该角度的容许范围定义为参考角度附近能得到最大对比度的90％或更大数值的角度范围，该参考角度是液晶显示装置中获得最大对比度的角度。此外，在该容许范围内，可获得适合实际使用并实现本发明固有优点的视角性质。将容许范围设定为预定角度的±10度。另外，当第一延迟膜12的慢轴与第二延迟膜13的慢轴所形成的锐角为60°±10°时，并且第三延迟膜21的慢轴与第四延迟膜22的慢轴所形成的锐角为60°±10°时，预计可获得良好的结果。
此外，在具体示例中适于使用所谓的NR膜，即混合配向向列补偿膜作为第二延迟膜13或第三延迟膜21。优选这两个膜都是混合配向向列补偿膜。更优选的是补偿膜具有与图6中所示相同的结构。这种结构的技术目的与上述相同，此处将省略其描述。
(第三实施例)图15示意表示了根据本发明另一实施例的液晶显示装置的剖面结构。
液晶显示装置300是透射反射型液晶显示装置，并且主要具有以下结构在如上所述的透射型液晶显示装置200的结构中具有设置在液晶层14与第三延迟膜21之间的光学反射层31。在光学反射层31中，基本上在每个像素内形成反射区，并且其他区域形成为透射区。光学反射层31也可以用作像素电极。
可按照与第一和第二实施例中分别描述的反射型液晶显示装置100和透射型液晶显示装置200相同的方式描述入射光的其他结构方面和行为。换言之，被光学反射层31反射的光的行为与反射型液晶显示装置100中相同，背光发出的穿过层31之外部分(即透射区域)的光的行为与透射型液晶显示装置200中相同。
根据本实施例，预计可获得上述第一和第二实施例中表现出的相同效果和优点。
(第四实施例)本实施例使用第二延迟膜13和第三延迟膜21产生一种结构，即透射型和透射反射型液晶显示装置，并且进一步提供具有附加要求以便获得进一步优化结构的膜。
在前文中，已经描述了第二和第三延迟膜13、21优选采用混合配向向列补偿膜，不过可采用也可以不采用该混合配向向列补偿膜。在本实施例中，建议选择这种膜作为第二和第三延迟膜13、21。如图16的示意图所示，在装置200或300的黑色显示操作期间(向液晶层施加电场时)，第二延迟膜12和第三延迟膜21的分子或折射率椭球的平均倾角β基本上垂直于液晶层14的液晶分子或折射率椭球的平均倾角α。另外，使第二延迟膜13的延迟Δn2d2与第三延迟膜21的延迟Δn3d3的和基本上等于液晶层14的延迟值ΔnLCdLC。即，ΔnLCdLC＝Δn2d2+Δn3d3。
实际上，可将液晶层14的平均倾角α设定在70°到80°的范围，并将延迟膜的平均倾角β设定为大约20°。另外，可将延迟Δn2d2和Δn3d3的每个数值设定为0.231×0.55μm，并将延迟ΔnLCdLC的数值设定为大约250nm。
由此，可相当大地增大提供足够高对比度的视角范围，同时保持不引起灰度级反转的适于实际使用的视角范围。从而，根据本实施例，可实现良好的视角性质。特别是在本实施例中，由于液晶层14为平行配向型，可预先精确地得到平均倾角α。从而，如上所述通过将液晶层与混合配向向列补偿膜组合，易于得到所希望的性质，产生优选的方面。
上面描述了本发明的实施例，不过可通过多种方式进行改变。另外，本发明能用具有附加结构元件的液晶显示装置来实现。此外，应当注意，使用术语，如“慢轴”、“配向方向”、“垂直”和“平行”来表示本发明特定的技术特征，不过可使用其他术语来表示，从而本发明涉及由这些术语翻译出的技术特征的真实意思。
本发明并非必须限于上述实施例，在不偏离权利要求范围的条件下，本领域技术人员显然可得出其多种变型。
(工业应用)本发明可用于使用平行配向型液晶层的液晶显示装置。
100液晶显示装置11线偏振片12第一延迟膜13第二延迟膜14液晶层15光学反射层14m液晶分子16，17配向层18摩擦方向13’混合配向向列补偿膜13a，13b支撑层200液晶显示装置21第三延迟膜22第四延迟膜23线偏振片
权利要求
1.一种液晶显示装置，具有以下结构从其前侧开始依次设有线偏振片、第一延迟膜、第二延迟膜、液晶层和光学反射层，其中所述线偏振片和第一及第二延迟膜构成具有右手或左手圆偏振功能的装置；第一延迟膜具有基本上为半个入射光波长的固定延迟；所述液晶层包括平行配向型液晶材料；在该装置的黑色显示操作期间，第二延迟膜与液晶层整体上具有基本上为四分之一个入射光波长的延迟；并且满足以下条件中的任何一个(1)线偏振片的吸收轴与第一延迟膜的慢轴偏离其平行位置小于45度的预定角度，且第二延迟膜的慢轴和液晶层的配向方向基本上彼此垂直；(2)线偏振片的吸收轴与第一延迟膜的慢轴偏离其平行位置预定的角度，且第二延迟膜的慢轴与液晶层的配向方向基本上彼此平行；(3)线偏振片的吸收轴与第一延迟膜的慢轴偏离其垂直位置预定的角度，且第二延迟膜的慢轴与液晶层的配向方向基本上彼此垂直；和(4)线偏振片的吸收轴与第一延迟膜的慢轴偏离其垂直位置预定的角度，且第二延迟膜的慢轴与液晶层的配向方向基本上彼此平行。
2.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于所述预定的角度处于以下角度范围内，其中当参考角度是液晶显示装置中能获得最大对比度的角度时，在参考角度附近获得最大对比度的90％或更大的数值。
3.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于所述预定角度处于21±10度范围内。
4.一种液晶显示装置，具有以下结构从其前侧开始依次设有前线偏振片、第一延迟膜、第二延迟膜、液晶层、第三延迟膜、第四延迟膜和后线偏振片，其中所述线偏振片和第一及第二延迟膜构成具有右手和左手圆偏振功能其中之一的装置，第三和第四延迟膜以及后线偏振片构成具有右手和左手圆偏振功能其中另一个的装置；第一延迟膜具有基本上为半个入射光波长的固定延迟；所述液晶层包括平行配向型液晶材料；并且第四延迟膜具有基本上为半个入射光波长的固定延迟；满足以下条件中的任何一个(1)前线偏振片的吸收轴与第一延迟膜的慢轴偏离其平行位置小于45度的第一预定角度，第二延迟膜的慢轴与液晶层的配向方向基本上彼此垂直，液晶层的配向方向与第三延迟膜的慢轴基本上彼此垂直，且第四延迟膜的慢轴与后线偏振片的吸收轴偏离其平行位置小于45度的第二预定角度；(2)前线偏振片的吸收轴与第一延迟膜的慢轴偏离其平行位置第一预定角度，第二延迟膜的慢轴与液晶层的配向方向基本上彼此垂直，液晶层的配向方向与第三延迟膜的慢轴基本上彼此垂直，且第四延迟膜的慢轴与后线偏振片的吸收轴偏离其垂直位置第二预定角度；(3)前线偏振片的吸收轴与第一延迟膜的慢轴偏离其平行位置第一预定角度，第二延迟膜的慢轴与液晶层的配向方向基本上彼此垂直，液晶层的配向方向与第三延迟膜的慢轴基本上彼此垂直，且第四延迟膜的慢轴与后线偏振片的吸收轴偏离其平行位置第二预定角度；(4)前线偏振片的吸收轴与第一延迟膜的慢轴偏离其平行位置第一预定角度，第二延迟膜的慢轴与液晶层的配向方向基本上彼此垂直，液晶层的配向方向与第三延迟膜的慢轴基本上彼此垂直，且第四延迟膜的慢轴与后线偏振片的吸收轴偏离其平行位置第二预定角度；(5)前线偏振片的吸收轴与第一延迟膜的慢轴偏离其平行位置第一预定角度，第二延迟膜的慢轴与液晶层的配向方向基本上彼此平行，液晶层的配向方向与第三延迟膜的慢轴基本上彼此垂直，且第四延迟膜的慢轴与后线偏振片的吸收轴偏离其平行位置第二预定角度；(6)前线偏振片的吸收轴与第一延迟膜的慢轴偏离其平行位置第一预定角度，第二延迟膜的慢轴与液晶层的配向方向基本上彼此平行，液晶层的配向方向与第三延迟膜的慢轴基本上彼此垂直，且第四延迟膜的慢轴与后线偏振片的吸收轴偏离其垂直位置第二预定角度；(7)前线偏振片的吸收轴与第一延迟膜的慢轴偏离其平行位置第一预定角度，第二延迟膜的慢轴与液晶层的配向方向基本上彼此平行，液晶层的配向方向与第三延迟膜的慢轴基本上彼此平行，且第四延迟膜的慢轴与后线偏振片的吸收轴偏离其平行位置第二预定角度；(8)前线偏振片的吸收轴与第一延迟膜的慢轴偏离其平行位置第一预定角度，第二延迟膜的慢轴与液晶层的配向方向基本上彼此平行，液晶层的配向方向与第三延迟膜的慢轴基本上彼此平行，且第四延迟膜的慢轴与后线偏振片的吸收轴偏离其垂直位置第二预定角度；(9)前线偏振片的吸收轴与第一延迟膜的慢轴偏离其垂直位置第一预定角度，第二延迟膜的慢轴与液晶层的配向方向基本上彼此垂直，液晶层的配向方向与第三延迟膜的慢轴基本上彼此垂直，且第四延迟膜的慢轴与后线偏振片的吸收轴偏离其平行位置第二预定角度；(10)前线偏振片的吸收轴与第一延迟膜的慢轴偏离其垂直位置第一预定角度，第二延迟膜的慢轴与液晶层的配向方向基本上彼此垂直，液晶层的配向方向与第三延迟膜的慢轴基本上彼此垂直，且第四延迟膜的慢轴与后线偏振片的吸收轴偏离其垂直位置第二预定角度；(11)前线偏振片的吸收轴与第一延迟膜的慢轴偏离其垂直位置第一预定角度，第二延迟膜的慢轴与液晶层的配向方向基本上彼此垂直，液晶层的配向方向与第三延迟膜的慢轴基本上彼此平行，且第四延迟膜的慢轴与后线偏振片的吸收轴偏离其平行位置第二预定角度；(12)前线偏振片的吸收轴与第一延迟膜的慢轴偏离其垂直位置第一预定角度，第二延迟膜的慢轴与液晶层的配向方向基本上彼此垂直，液晶层的配向方向与第三延迟膜的慢轴基本上彼此平行，且第四延迟膜的慢轴与后线偏振片的吸收轴偏离其垂直位置第二预定角度；(13)前线偏振片的吸收轴与第一延迟膜的慢轴偏离其垂直位置第一预定角度，第二延迟膜的慢轴与液晶层的配向方向基本上彼此平行，液晶层的配向方向与第三延迟膜的慢轴基本上彼此垂直，且第四延迟膜的慢轴与后线偏振片的吸收轴偏离其平行位置第二预定角度；(14)前线偏振片的吸收轴与第一延迟膜的慢轴偏离其垂直位置第一预定角度，第二延迟膜的慢轴与液晶层的配向方向基本上彼此平行，液晶层的配向方向与第三延迟膜的慢轴基本上彼此垂直，且第四延迟膜的慢轴与后线偏振片的吸收轴偏离其垂直位置第二预定角度；(15)前线偏振片的吸收轴与第一延迟膜的慢轴偏离其垂直位置第一预定角度，第二延迟膜的慢轴与液晶层的配向方向基本上彼此平行，液晶层的配向方向与第三延迟膜的慢轴基本上彼此平行，且第四延迟膜的慢轴与后线偏振片的吸收轴偏离其平行位置第二预定角度；和(16)前线偏振片的吸收轴与第一延迟膜的慢轴偏离其垂直位置第一预定角度，第二延迟膜的慢轴与液晶层的配向方向基本上彼此平行，液晶层的配向方向与第三延迟膜的慢轴基本上彼此平行，且第四延迟膜的慢轴与后线偏振片的吸收轴偏离其垂直位置第二预定角度，如果第二延迟膜的慢轴与液晶层的配向方向之间的关系、以及液晶层的配向方向与第三延迟膜的慢轴之间的关系都对应于基本平行或基本垂直的关系，则在该装置的黑色显示操作期间，第二延迟膜、液晶层和第三延迟膜整体上具有基本上为半个入射光波长的延迟，而如果第二延迟膜的慢轴与液晶层的配向方向之间的关系、和液晶层的配向方向与第三延迟膜的慢轴之间的关系对应于基本平行和基本垂直的关系中一个与另一个互不相同的关系，则在该装置的黑色显示操作期间，第二延迟膜、液晶层和第三延迟膜整体上具有基本上等于零的延迟。
5.如权利要求4所述的液晶显示装置，其特征在于第一和第二预定角度基本上彼此相等。
6.如权利要求4或5所述的液晶显示装置，其特征在于所述预定角度处于以下的角度范围内，其中当参考角度是液晶显示装置中能获得最大对比度的角度时，在参考角度附近获得最大对比度的90％或更大的数值。
7.如权利要求4、5或6所述的液晶显示装置，其特征在于所述预定角度处于21±10度范围内。
8.如权利要求4-7中任一项所述的液晶显示装置，还包括设置在液晶层与第三延迟膜之间的光学反射层，其中与光学反射层相应的区域用作像素内的光学反射区，除光学反射区之外的区域用作像素内的光学透射区。
9.如权利要求4-8中任一项所述的液晶显示装置，其特征在于第三延迟膜是混合配向向列补偿膜。
10.如权利要求1-9中任一项所述的液晶显示装置，其特征在于第二延迟膜是混合配向向列补偿膜。
11.如权利要求9或10所述的液晶显示装置，其中所述混合配向向列补偿膜在最靠近液晶层一侧具有倾角处于60和90度之间的液晶分子，在距液晶层最远一侧具有倾角基本上为0度的液晶分子。
12.如权利要求9或10所述的液晶显示装置，其中在该装置的黑色显示操作期间，第二和第三延迟膜的分子或折射率椭球的平均倾角基本上垂直于液晶层的液晶分子或折射率椭球的平均倾角，第二与第三延迟膜的延迟之和基本上等于液晶层的延迟值。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种完全利用平行配向型液晶层并获得所需视角性质的液晶显示装置。液晶显示装置100具有以下结构，其中从其前侧开始依次设有线偏振片11、第一延迟膜12、第二延迟膜13、液晶层14和光学反射层15。线偏振片11与第一和第二延迟膜12、13形成具有右手或左手圆偏振功能的装置。第一延迟膜12具有基本上为半个入射光波长的固定延迟。液晶层14包括平行配向型液晶材料。在装置的黑色显示操作期间，第二延迟膜13与液晶层14整体上具有基本上为四分之一个入射光波长的延迟。此外，例如满足以下条件线偏振片11的吸收轴与第一延迟膜12的慢轴偏离其平行位置小于45度的预定角度，且第二延迟膜13的慢轴与液晶层14的配向方向基本上彼此垂直。
文档编号G02F1/1335GK1791831SQ200480012979
公开日2006年6月21日 申请日期2004年4月28日 优先权日2003年5月15日
发明者柴崎稔 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司