专利名称：液晶显示装置的制作方法
技术领域：
本发明是与一液晶显示器有关，尤其是与一种应用扭转向列型(TN)液晶材料的液晶显示器有关。
背景技术：
液晶显示器是近年来发展相当快速的平面显示技术之一。由于液晶显示器相较于传统的阴极射线管(CRT)显示器更具有轻、薄、短、小的特性，使得液晶显示器的应用领域，远比CRT显示器广泛。例如，在电视、台式电脑以及笔记本电脑的监视器等，都可以看到使用液晶显示器的实施例。然而，组成液晶显示器的关键材料-液晶因为其材料性质的影响，使得液晶显示技术相较于CRT显示器仍具有亮度、色彩对比、应答速度以及视角等问题。然而，在庞大的市场需求下，许多因液晶材料性质所造成的技术瓶颈正逐步地改善中。
扭转向列型(TN)液晶显示器是一常见的液晶显示技术，其多利用于笔记本电脑或中小尺寸的液晶显示系统中。相较于其他类型的液晶显示器，扭转向列型(TN)液晶显示器具有制程简单、价格便宜以及容易进行光学补偿等优势。请参阅图1，其是传统搭配光学补偿膜的TN型液晶光阀结构，由观察者1’到底部的背光组件2’之间，该液晶光阀依序包含一第一PVA膜101’、一第一补偿膜102’、一液晶层300’、一第二补偿膜202’、一第二PVA膜201’，其中该液晶层300’的前侧(接近观察者的一侧)301’与后侧(接近背光组件的一侧)302’的液晶配向分别指向该显示器的右上侧以及右下侧(如图中的箭号方向A’、B’)，该第一PVA膜与该第二PVA膜101’、201’上的偏振光吸收轴方向分别与该液晶层前侧301’以及该液晶层后侧302’的液晶配向方向平行(如图中的箭号方向C’、D’)，而位在该第一PVA膜101’与该液晶层300’之间的第一补偿膜102’平面上的慢轴(平面上的折射率最大)是与该第一配向互相平行(如图中的箭号方向E’)，而该第二PVA膜201’与该液晶层300’之间的第二补偿膜202’平面上的慢轴是与该第二配向互相平行方向(如图中的箭号方向F’)。借助这样的结构组合，此类TN型液晶显示器能使得该显示器的视角可以获得有效改善。
然而，液晶显示器针对不同的应用而会有不同的性能需求；例如，对台式电脑或笔记本电脑的显示系统而言，增加左、右两侧的视角并非是一个重要的性能需求；相反地，多数的使用者更希望缩小左右两侧视角范围以防止有人从两侧窥视屏幕上的资料。而在另一方面，在液晶显示器的实际应用上，常会因为使者的身高、使用场地或者是桌面高度的影响，而使得使用者需要以一特定的上、下视角来观看液晶显示器，然而，在未经过光学补偿的液晶屏幕常会在液晶屏幕的上、下视角上产生灰阶反转与色度偏差等现象，造成使用者很大的不便；而加上光学补偿膜的TN型液晶显示器，由于其效能主要是在于增加左右的视角，因此在上、下视角的角度变化下，也无法有效的改善灰阶反转的现象。
综合以上所述的原因，为了能有效的改善个人使用的显示屏幕(例如笔记本电脑的屏幕)在上、下视角上的显示效能，本发明因此提出一种改善显示器上、下视角的灰阶反转及色度偏差等现象的液晶的光阀结构。
发明内容
本发明提出一种液晶光阀，其包含一扭转向列型(TN)液晶层，其前侧(靠近观察者的一侧)与后侧(靠近背光组件的一侧)的液晶分别以一第一配向与一第二配向来排列，一第一与一第二补偿膜，其分别位在该TN液晶层的前侧与后侧，以及一第一与一第二PVA膜，位在该第一补偿膜的前侧与该第二补偿膜的后侧，且分别具有一第一与一第二偏振光的吸收方向，其中该第一配向与该第二配向夹角是70～120度，且该第一偏振光吸收轴与该与该第一配向夹角是-20～20度，而该第二偏振光吸收轴与该第二配向夹角是-20～20度，该第一补偿膜平面上的慢轴(折射率最大的方向)与该第一配向夹角是70～110度，而该第二补偿膜平面上的慢轴分别与该第二配向夹角是70～110度。
根据上述构想，其中该第一与该第二补偿膜的各方向的折射率是满足nx＞ny＞nz，其中x、y是指平行于该第一与该第二补偿膜平面上的两个垂直方向，z是表示垂直于该第一与该第二补偿膜平面的方向，其中该第一与该第二补偿膜平面上相位差值是介于10到100nm之间。
根据上述构想，其中该第一与该第二补偿膜的z方向相位差值是介于80到300nm之间。
在本发明的内容说明中，其中该第一与该第二补偿膜平面上的相位差值R0与垂直该第一与该第二补偿膜方向的相位差值Rth是分别定义为R0＝(nx-ny)×dRth=[(nx+ny)2-nz]×d]]>其中，nx与ny分别代表x、y方向上的折射率，d代表该膜层厚度。
本发明亦提出另一种液晶光阀，其包含一扭转向列型(TN)液晶层，其前侧(观察者的一侧)与后侧(背光组件的一侧)的液晶分别以一第一配向与一第二配向来排列，一第一偏光板与一第二偏光板，分别位在该TN液晶层的前侧与后侧，且分别具有一第一与一第二偏振光吸收轴，其中该第一配向与该第二配向夹角是70～120度，且该第一偏振光吸收轴与该第一配向夹角是-20～20度，而该第二偏振光吸收轴与该第二配向夹角是-20～20度。
根据上述构想，其中该第一与该第二偏光板的内侧(靠近液晶层的一侧)还包含一第一与一第二补偿膜，其各方向的折射率满足nx＞ny＞nz，其中x、y是指平行于该第一与该第二补偿膜平面上的两个垂直方向，z是表示垂直于该第一与该第二补偿膜平面的方向。
根据上述构想，其中该第一补偿膜平面上的慢轴(折射率最大的方向)与该第一配向夹角是70～110度，而该第二补偿膜平面上的慢轴与该第二配向夹角是70～110度。
根据上述构想，其中该第一与该第二补偿膜的平面上相位差值是介于10nm到100nm之间。
根据上述构想，其中该第一与该第二补偿膜的z方向相位差值是介于80nm到300nm之间。
本发明得借助下列附图及详细说明可获得一更深入的了解
图1是传统搭配光学补偿膜的TN型液晶显示器的液晶光阀结构示意图；图2是本发明的补偿上、下视角的TN型液晶光阀结构示意图；图3是本发明的补偿上、下视角的TN型液晶光阀的膜层结构图；图4是本发明的补偿上、下视角的TN型液晶显示器的各方向显示性能关系图。
具体实施例方式
请参阅图2，其是用以图示说明本发明的液晶光阀结构主要特征的一具体实施例。在本实施例中，该液晶光阀的结构由观察者1到底部的背光光源2之间依序包含一第一PVA膜101、一第一补偿膜102、一液晶层300、一第二补偿膜202、一第二PVA膜201。
相较于传统的TN液晶层的配向方向，在本实施例的TN液晶层300中，其前侧301(靠近观察者的一侧)的液晶是以一第一配向来排列，该第一配向是指向该液晶层300的左上侧(如图2的A方向所示)；而其后侧302(靠近背光组件的一侧)的液晶是以一第二配向来排列，该第二配向是指向该液晶层300的右上侧(如图2的B方向所示)，其中该第一配向与该第二配向是呈夹角70～110度。
该第一PVA膜101是用以吸收特定方向的偏振光，其偏振光的吸收轴与该液晶层的该第一配向夹角是-20～20度(如图2的C方向)；而该液晶层300后侧的第二PVA膜201的偏振光的吸收轴与该液晶层的该第二配向夹角为-20～20度(如图2的D方向)。
该第一补偿膜102是位在该液晶层300与该第一PVA层101之间，且该第一补偿膜102平面上的慢轴(折射率最大的方向)与该第一配向夹角是70～110度(如图2的E)；而该第二补偿膜202是位在该液晶层300与该第二PVA层201之间，且该第二补偿膜202平面上的慢轴(折射率最大的方向)与该第二配向夹角是70～110度(如图2的F)。
本实施例的液晶光阀是通过位在该第二补偿膜202与该液晶层300之间的控制电极40所施加的电压来控制每一个像素(pixel)的液晶光阀的透光角度与透光量，并且配合在该第一补偿膜102与该液晶层300之间所具有的一彩色滤光片层50，使每一个像素能产生不同的色彩。而本发明的主要特征是由上述的液晶配向(如图2的A、B方向)、该第一与该第二PVA膜101与201的偏振光吸收轴方向(如图2的C、D方向)以及该第一与该第二补偿膜102、202平面上的慢轴(折射率最大)方向来达成该液晶光阀于上、下视角变化下的光学补偿。
在本实施例中，该第一与该第二补偿膜102、202的各方向折射率之间的关系分别为nx＞ny＞nz。其中x、y是指平行于该第一与该第二补偿膜102、202平面上的两个垂直方向，z是表示垂直于该第一与该第二补偿膜102、202的平面的方向。其中，在各该第一与该第二补偿膜平面上的相位差值R0是介于10～100之间，而各该第一与该第二补偿膜的z方向相位差值Rth是介于80～300之间。其中第一与该第二补偿膜平面上的相位差值R0与z方向的相位差值Rth是分别定义为R0＝(nx-ny)×d与Rth=[(nx+ny)2-nz]×d]]>其中，nx与ny分别代表x、y方向上的折射率，d代表该膜层厚度。
请参阅图3，其是本发明的液晶光阀的另一具体实施方式
。在本实施例中，该液晶光阀的结构由观察者侧到背光组件侧依序包含一第一偏光板10、一液晶层300以及一第二偏光板20。其中该液晶层300的前侧301的液晶具有一第一配向，而该液晶层300的后侧302的液晶具有一第二配向。该第一与该第二配向的方向亦如前述图2上的A、B方向所示相互夹角是70～110度。而该第一偏光板10的偏振光吸收轴与该第一配向夹角是-20~20度；该第二偏光板20的偏振光吸收轴与该第二配向夹角是-20~20度。
在该第一与该第二偏光板10、20上，其上是分别由一第一与一第二补偿膜层102、202，一第一与一第二PVA层102、201以及一第一与一第二保护层100、200所组成。其中该第一与该第二保护层是三醋酸纤维素(TAC)材料所构成。而该第一补偿膜102平面上的慢轴方向分别与该第一配向夹角是-20～20度；而该第二补偿膜202平面上的慢轴方向亦与该第一配向夹角是-20～20度。该第一与该第二补偿膜102、202的各方向折射率之间的关系分别为nx＞ny＞nz。其中x、y是指平行于该第一与该第二补偿膜平面上的两个垂直方向，z是表示垂直于该第一与该第二补偿膜平面的方向。其中，在各该第一与该第二补偿膜平面上的相位差值R0是介于10～100之间，而各该第一与该第二补偿膜的z方向相位差值Rth是介于80～300之间。
请参阅图4，其是本发明的液晶光阀由上、下、左、右各视角观看的光学性能关系图。由图上可知，本发明的液晶光阀的光学补偿主要是集中于纵轴方向(上、下视角的范围)上，而对横轴方向(左、右视角的范围)的提升方面，则不明显。因此，本发明能有效的改善上、下视角上的灰阶反转与色彩上的差异，适合应用于个人使用的笔记本电脑与个人电脑的显示器等。
以上所述的仅用以说明本发明的较佳实施例，本发明的范围当不受限于该较佳实施例；且本发明得由熟悉本技术领域的人员还可作出种种的等效的改变或替换，然而该等效的改变或替换均应包含在本申请的权利要求所限定的范围内。
权利要求
1.一种液晶光阀，其包含一扭转向列型(TN)液晶层，其前侧与后侧的液晶分别以一第一配向与一第二配向来排列；一第一与一第二补偿膜，其分别位在该TN液晶层的前侧与后侧；以及一第一与一第二PVA膜，位在该第一补偿膜的前侧与该第二补偿膜的后侧，且分别具有一第一与一第二偏振光的吸收方向；其中该第一配向与该第二配向夹角70～110度，且该第一偏振光吸收轴与该第一配向夹角-20～20，而该第二偏振光吸收轴与该第二配向夹角-20～20，该第一补偿膜平面上折射率最大的方向的慢轴与该第一配向夹角70～110，而该第二补偿膜平面上的慢轴是分别与该第二配向夹角70～110度。
2.如权利要求1所述的液晶光阀，其特征在于该第一与该第二补偿膜的各方向的折射率满足nx＞ny＞nz，其中x、y是指平行于该第一与该第二补偿膜平面上的两个垂直方向，z是表示垂直于该第一与该第二补偿膜平面的方向。
3.如权利要求2所述的液晶光阀，其特征在于该第一与该第二补偿膜平面上相位差值是介于10nm到100nm之间。
4.如权利要求2所述的液晶光阀，其特征在于该第一与该第二补偿膜的z方向相位差值是介于80nm到300nm之间。
5.一种液晶光阀，其包含一扭转向列型(TN)液晶层，其前侧与后侧的液晶分别以一第一配向与一第二配向来排列；一第一偏光板与一第二偏光板，分别位在该TN液晶层的前侧与后侧，且分别具有一第一与一第二偏振光吸收轴，其中该第一配向与该第二配向夹角70～110度，且该第一偏振光吸收轴与该第一配向夹角-20～20度，而该第二偏振光吸收轴与该第二配向夹角-20～20度。
6.如权利要求5所述的液晶光阀，其特征在于该第一与该第二偏光板的内侧还包含一第一与一第二补偿膜，其各方向的折射率是满足nx＞ny＞nz，其中x、y是指平行于该第一与该第二补偿膜平面上的两个垂直方向，z是表示垂直于该第一与该第二补偿膜平面的方向。
7.如权利要求6所述的液晶光阀，其特征在于该第一补偿膜平面上折射率最大的方向的慢轴与该第一配向夹角70～110度，而该第二补偿膜平面上的慢轴与该第二配向夹角70～110度。
8.如权利要求7所述的液晶光阀，其特征在于该第一与该第二补偿膜平面上相位差值是介于10nm到100nm之间。
9.如权利要求7所述的液晶光阀，其特征在于该第一与该第二补偿膜的z方向相位差值是介于80nm到300nm之间。
全文摘要
本发明是有关一种液晶光阀，其包含一扭转向列型(TN)液晶层，其前侧与后侧的液晶分别以一第一配向与一第二配向来排列，一第一补偿膜与一第二补偿膜，是分别位在该TN液晶层的前侧与后侧，以及一第一PVA膜位在该第一补偿膜的前侧，一第二PVA膜位在该第二补偿膜的后侧，且该第一PVA膜与该第二PVA膜之上分别具有一第一偏振光吸收轴与一第二偏振光吸收轴，其中该第一配向与该第二配向相互夹角70～110度，且该第一偏振光吸收轴与该第二偏振光吸收轴分别与该第一配向与该第二配向夹角－20～20度或70～110度，而该第一与该第二补偿膜平面上的慢轴是分别与该第一与该第二配向夹角70～110度或－20～20。
文档编号G02F1/133GK1908773SQ20051009191
公开日2007年2月7日 申请日期2005年8月4日 优先权日2005年8月4日
发明者吴龙海 申请人:力特光电科技股份有限公司