专利名称：常白扭曲向列模式lcd设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种液晶显示(LCD)设备，特别涉及一种包括具有大约90度的扭曲角的液晶(LC)分子的常白扭曲向列模式(TN模式)LCD设备。
背景技术：
一般地，从光入射侧观看时，TN模式LC设备包括按下列顺序设置的第一偏振膜、第一玻璃基板、LC层、第二玻璃基板和第二偏振膜。LC层在其中包括LC分子，其在没有施加电场时具有平行于基板表面取向的长轴，并且LC分子在其长轴上从第一基板到第二基板扭曲90度。在常白TN模式LCD设备中，设置第一和第二偏振膜，使其偏振轴彼此垂直设置，因而LCD设备没有施加电场时表现出白色。
对于偏振膜的偏振轴的设置与LC分子的取向之间的关系，这里有两种模式的TN模式LCD设备e-模式，其中偏振膜的透射轴平行于LC层与偏振膜附近的基板之间的界面上的LC分子的长轴；和o-模式，其中偏振膜的透射轴垂直于LC层与偏振膜附近的基板之间的界面上的LC分子的长轴。
视角特性公知是LCD设备的性能的一个重要指标，其中视角特性表示LCD设备获得特定或以上对比度的视角范围。例如，作为在印刷纸片上测量的白色对黑色的亮度比，使用的特定对比度为10∶1，其中用黑墨印刷高质量的白纸片。例如，在LCD设备的目录中，为每个LCD设备列出了垂直方向和水平方向的视角特性，LCD设备的垂直方向设定为平行于在显示白色时基板之间的LC层的中部的LC分子的长轴，水平方向设定为平行于该长轴。
在TN模式LCD设备中，LC层的折射率各向异性减小了在倾斜观看方向上的对比度，恶化了LCD设备的视角特性，这是公知的。专利公开No.JP-A-5(1993)-19249描述了一种使用光学补偿膜来解决折射率各向异性的问题的方法。图7以分解图示出了所述的LCD设备。LCD设备200包括在其中具有LC层的LC单元10，其中LC层夹在一对玻璃基板之间；延迟膜13、14，其在光入射侧偏振膜(在下文中称作偏振器)11与LC单元10之间和光出射侧偏振膜(在下文中称作分析器)12与LC单元10之间。
偏振器11和分析器12的透射轴P1、P2彼此垂直。LC单元10中的LC层在偏振器11附近具有平行于偏振器11的透射轴P1的取向A0。LC层在分析器12附近还具有平行于分析器12的透射轴P2的取向B。此外，LC层的光入射侧取向A0基本上平行于延迟膜13的慢轴R1，而LC层的光出射侧取向B基本上平行于延迟膜14的慢轴R2。在该专利公开中叙述了LC层的取向与延迟之间的关系的设定，因而抑制了在倾斜观看方向上对比度的减小，由此改善了LCD设备的视角特性。
发明内容
(a)本发明要解决的问题在常白TN模式LCD设备200中，在显示黑色时给LC单元10施加一电场，以使在LC单元10中的LC分子倾斜。然而，由于存在固定与其接触的LC分子的取向的取向膜(没有示出)，所以在LC层与光入射侧或光出射侧上的基板之间的界面上的LC分子不会倾斜。
如果显示黑色时施加给LC层的电压足够高，则除界面上的LC分子以外，施加电压能使界面附近的LC分子倾斜到理想的倾斜角。因而，如在该专利公开中所述，通过将延迟膜13、14的慢轴设定为平行于界面上的LC分子的取向A0、B，则可通过延迟膜13、14来补偿LC单元10的残余延迟。
注意，在正常情况下显示黑色时施加电压Vw最多是LC的阈值电压Vth的三到四倍。这里使用的LC的阈值电压Vth可由下面的公式表示Vth=πK11+(K33-2K22)/4ϵ0Δϵ,]]>其中K11、K22和K23分别是LC分子的扩张形变、扭曲形变和弯曲形变的弹性系数，ε0和Δε分别是LC的电常数(electric constant)和介质常数各向异性。实际上，这种大约是阈值电压Vth三到四倍的施加电压Vw很难使每个界面附近的LC分子倾斜到理想的倾斜角。因而，LC分子产生了延迟，其不能通过施加电压Vw倾斜到理想的倾斜角，由此在LC单元10中导致了残余延迟。
显示黑色时产生的残余延迟可由等效折射率椭圆表示。因为LC分子在LC层中扭曲，所以投影到基板表面上的等效折射率椭圆的长轴(光轴)不会与偏振器11的透射轴(或吸收轴)或分析器12的透射轴(或吸收轴)一致。因而，即使延迟膜13或14的慢轴平行于界面上的LC分子的取向A0或B，延迟膜13、14也不能很好地补偿LC单元10中的残余延迟，结果导致不能充分提高视角特性。
鉴于上面的问题，本发明的目的是提供一种LCD设备，其能获得如下视角特性，即相对于屏幕至少80度的视角使LCD设备在屏幕上提供了10∶1或更高的对比度。
(b)发明概述本发明提供了一种常白液晶显示(LCD)设备，其包括第一偏振膜、第一光学补偿膜、第一基板、第一透明电极、第一取向膜、扭曲向列液晶(LC)层、第二取向膜、第二透明电极、第二基板、第二光学补偿膜和第二偏振膜，它们顺序地设置在光透射的方向上，其中第一偏振膜具有垂直于第二偏振膜的偏振轴的偏振轴；投影到第一或第二基板的基板表面上的第一光学补偿膜的光轴基本上平行于投影到基板表面上的第一等效折射率椭圆的长轴，通过在第一透明基板与第二透明基板之间施加第一电压以确定LC层中的LC分子的取向，第一等效折射率椭圆表示显示黑色时LC层与第一基板的第一界面附近的LC层的残余延迟；以及投影到基板表面上的第二光学补偿膜的光轴基本上平行于投影到基板表面上的第二等效折射率椭圆的长轴，第二等效折射率椭圆表示显示黑色时LC层与第二基板的第二界面附近的LC层的残余延迟。
根据本发明的LCD设备，投影到基板表面上的第一(第二)光学补偿膜的光轴基本上平行于显示黑色时第一(第二)界面附近的LC层的残余延迟的等效折射率椭圆的长轴，该结构使显示黑色时LC层的残余延迟得到补偿，由此提高了正视的对比度，从而尤其在水平方向上改善了LCD设备的视角特性。
在本发明的LCD设备中，第一电压可以是LC层的阈值电压Vth的三到四倍，阈值电压Vth表示LC层中的LC的Freedericksz转换点。在该结构中，施加电压很可能没有将界面上的LC分子倾斜到理想的倾角，从而在界面附近发生了残余延迟。每个光学补偿膜的光轴都与残余延迟的相应等效折射率椭圆的长轴一致，该结构可使发生的残余轴被有效地补偿，由此提高了LCD设备的对比度。
优选地，下列关系成立0.5×θTw-47.5≤Δθ2≤0.5×θTw-43.8其中θTw是LC层的扭曲角，Δθ2(Δθ2＞0)是从投影到基板表面上的第一光学补偿膜的光轴到第一偏振膜的偏振轴测量到的角度，-Δθ2是从投影到基板表面上的第二光学补偿膜的光轴到第二偏振膜的偏振轴测量到的角度，假定当沿光透射方向观看在顺时针方向上测量时，该角度是正的。使用该结构可使提供10∶1或以上对比度的视角达到80度或更高。
还优选地，下列关系成立Δθ2＜Δθ1假定，在投影到基板表面上的第一界面附近的LC层的取向与第一偏振膜的偏振轴之间的角度为-Δθ1(Δθ1＞0)，并且投影到基板表面上的第二界面附近的LC层的取向与第二偏振膜的偏振轴之间的角度为Δθ1。一般地，等效折射率的长轴在LC层的扭曲角内。其中Δθ2小于Δθ1的结构可使投影到基板表面上的第一光学补偿膜的光轴与投影到基板表面上的光学补偿膜的光轴之间的角度小于扭曲角，由此能够有效地补偿显示黑色时的残余延迟。
使用上述优选的结构可使LCD设备具有如下视角特性，其中在水平方向上的80度视角提供10∶1或以上的对比度，并且其中在上或下方向上的80度视角提供10∶1或以上的对比度。
优选地，第一光学补偿膜补偿第一基板附近的一部分LC层的延迟，第二光学补偿膜补偿第二基板附近的另一部分LC层的延迟。该结构对于减小倾斜观看方向上的光泄漏尤其有效，因而提高了在倾斜观看方向上的对比度。
优选地，第一和第二光学补偿膜每个都具有负的单轴光学特性，其中其光轴从基板表面倾斜特定角度。在该结构中，使光学补偿膜的光轴倾斜以基本上与等效折射率椭圆的长轴的倾斜一致，这有效地补偿了残余延迟。
优选地，第一和第二光学补偿膜每个都包括多个(n个)层，多个(n个)层的每一层都包括负的单轴光学特性。在该结构中，通过使投影到基板表面上的LC层的n个虚拟薄膜的每一个的残余延迟的等效折射率椭圆的长轴与投影到基板表面上的n个盘状层的相应一个的光轴一致，可特别有效地补偿残余延迟。
在其中每个光学补偿膜都包括多个(n个)层的上述结构中，n个层中的m个层(0≤m＜n)的每一个都可以具有垂直于基板表面的光轴。n个层中的一些层可以从基板表面的法线倾斜。
可以使用下述结构，在该结构中除m个层之外的n个层中的(n-m)个层由(n-m)个盘状层构成，其每一个都具有负的单轴光学特性。可选择地，所有n个层都是盘状LC层。
优选地，LCD设备是有源矩阵驱动LCD设备，其在每个像素中都包括开关器件，并且开关器件是TFT(薄膜晶体管)或MIM(金属-绝缘体-金属)开关器件。
本发明上述和其他的目的，特征和优点将从下面参照附图的描述中变得更加清楚。
图1是根据本发明第一实施例的LCD设备的截面图。
图2是图1的LCD设备的示意性截面图，其示出了显示黑色时LC分子的排列和光学补偿膜的光学特性。
图3是图1的LCD设备的示意图，其示出了LC分子的取向和投影到基板表面上的光学补偿膜的有效光轴。
图4是通过模拟获得的图表，示出了在将LC层的扭曲角和光学补偿膜的光轴与偏振膜的偏振轴之间的角Δθ2组合的情形中，正视的对比度。
图5是通过模拟获得的图表，示出了在LC层的扭曲角与角Δθ2组合时获得理想视角特性的范围。
图6是根据本发明第二实施例的LCD设备的示意性截面图。
图7是现有LCD设备的分解透视图。
具体实施例方式
现在，将参照附图更加具体地描述本发明，其中在整个附图中相似的组成元件用相似的参考标记表示。
图1示出了根据本发明第一实施例的LCD设备，一般用标记100表示。LCD设备100是常白扭曲向列模式的，并且包括第一偏振膜101、第一光学补偿膜102、第一玻璃基板103、第一取向膜104、LC层105、第二取向膜106、第二玻璃基板107、第二光学补偿膜108和第二偏振膜109。本实施例的LCD设备的结构与图7中所示的结构类似。
第一和第二偏振膜101、109每个都具有如下功能使具有沿其偏振轴取向的偏振的光穿过其中的功能。第一和第二偏振膜101和109具有彼此垂直的偏振轴(和吸收轴)。例如，第一玻璃基板103构成TFT(薄膜晶体管)基板，而第二玻璃基板108构成彩色滤光器基板或相对基板。LC层105在其中包括TN模式的LC，且具有例如94度的扭曲角。第一和第二玻璃基板103、107上装配有各自的透明电极110、111，它们被施加电压以对LC分子施加电场。
第一取向膜104控制LC层105与第一玻璃基板103之间的界面上的LC分子的取向。第二取向膜106控制LC层105与第二玻璃基板107之间的界面上的LC分子的取向。由于各取向膜104和106的功能，LC层105与第一玻璃基板103及第二玻璃基板108的界面上的LC分子相对于基板表面升起或倾斜特定的预倾角。
第一和第二光学补偿膜102，108每个都具有负的单轴折射率各向异性，并具有从基板表面的法线倾斜特定角度的有效光轴。第一和第二光学补偿膜102、108可以是负的单轴延迟膜，例如由Fuji film inc提供的WV(商标)膜，其包括倾斜取向的盘状LC层和具有平行于基板表面的法线的光轴的负的单轴延迟层。可选择地，第一和第二光学补偿膜102、108可通过以不同旋转速度的辊子滚动延伸聚合物膜来形成，如在JP-A-6(1994)-222213中所描述的。构成第一和第二光学补偿膜的折射率椭圆投影的长轴可通过用Oji-Metering-Equipmentinc提供的KOBRA-21DH(商标)测量的Rth值和倾角β值来确定。
图2示意性地示出了显示黑色时LC层105中的LC分子的排列和第一及第二光学补偿膜102、108的光学特性。在该图中，省略了第一和第二玻璃基板103、107的描述，并忽略了LC分子的扭曲角。
图2示出了施加电压为大约三到四倍的阈值电压的情况，该阈值电压即LC的Freederickzs转换点Vth。在该情形中，LC层105与第一及第二玻璃基板之间的界面附近的LC分子不会升起到特定的倾角，由此产生了由LC分子导致的残余延迟。LC层105被绘制为具有三个部分，包括从光透射方向观看时以此顺序设置的后部，中部和前部。
在图2中，能够根据LC的物理特性和LC单元的结构来确定LC层中产生的残余延迟的方向，其中LC的物理特性包括其弹性系数K11、K22、K33，LC单元的结构包括LC单元的间隙，即LC层105的厚度。使用2002年，第390-399页，标题为“Liquid Crystal Vol.6，No.4”的文献中描述的方法能够测量LC的弹性系数。在第295-302页(2002年)，标题为“LC，vol.6，No.3”的文献中描述了用于确定LC折射率和旋转粘性的方法。可使用Nabishi的LCA-LU4A(商标)来测量LC单元的结构，例如LC的扭曲角和LC层的厚度及预倾角。通过测量驱动电压可直接测量显示黑色时的施加电压。
残余延迟可通过下述方法计算给如Sintec Inc.的LCD master的LCD模拟器施加如此获得的物理特性和单元参数，以计算LC单元中LC分子的排列；提取LC层的排列，该LC层具有由此计算的LC层的一半厚度；由具有LCD模拟器中一半厚度的LC层形成LC层模型；将线偏振光在垂直方向上投射到LC层模型上；分析通过LC层模型的光的偏振；对其进行光学计算。
例如，投影到基板表面上的折射率椭圆的长轴方向如下确定LCD模拟器中，将线偏振光在垂直于的基板表面的方向上投射到LC层模型上；在投射的光离开LC层模型后分析投射的光的偏振；并提取出射光的偏振中S参量的S3分量假定为零的方向。
在图2中，第一补偿膜102补偿第一补偿膜102附近的后部的LC的残余延迟。第一光学补偿膜102包括盘状LC部分102a和TAC(三乙酰基-纤维素)膜102b，盘状LC部分102a中具有不同光轴方向的多个盘状LC层彼此叠加。在该示例的情形中，盘状LC部分102a包括三个盘状LC层，在显示黑色时，最接近LC层105的一个盘状LC层具有如下光轴，该光轴基本上平行于三个虚拟薄LC膜中最接近第一光学补偿膜102的一个中的LC分子的长轴，由此补偿了该虚拟薄LC膜的残余延迟。
设置第一光学补偿膜102的中间盘状LC层，使得在显示黑色时，其光轴基本上平行于LC层105的后部的中间虚拟薄LC膜中的LC分子的长轴，由此补偿该中间虚拟薄LC膜的残余延迟。设置最接近TAC膜102b的盘状LC层，使其光轴基本上平行于LC层105的后部的前虚拟薄LC膜中的LC分子的长轴，由此补偿其残余延迟。
TAC膜102b具有负的单轴光学特性，且具有垂直于基板表面的光轴，由此补偿LC层105的中部的LC分子的残余延迟。
在显示黑色时，第二光学补偿膜108补偿第二光学补偿膜108附近的LC层105的前部的残余延迟。第二光学补偿膜108包括盘状LC部分108a和TAC膜108b，在盘状LC部分108a中，具有不同光轴方向的多个盘状LC层彼此叠加。如图2中示例地所示，盘状LC部分108a包括三个盘状LC层，在显示黑色时，最接近LC层105的一个盘状LC层具有如下光轴，该光轴基本上平行于三个虚拟薄LC膜中最接近第二光学补偿膜108的一个中的LC分子的长轴，由此补偿了其残余的延迟。
设置第二光学补偿膜108的中间盘状LC层，使得在显示黑色时，其光轴基本上平行于在LC层105的前部的中间虚拟薄LC膜中的LC分子的长轴，由此补偿该中间虚拟薄LC膜的残余延迟。设置最接近TAC膜108b的盘状LC层，使其光轴基本上平行于LC层105的前部的后虚拟薄LC膜中的LC分子的长轴，由此补偿其残余的延迟。
TAC膜108b具有负的单轴光学特性，且具有垂直于基板表面的光轴，由此补偿LC层105的中部的LC分子的残余延迟。
图3示出了LC分子的取向与以投影到基板表面上的状态示出的第一和第二光学补偿膜102和108的等效光轴之间的关系。在图3中，α0和α1分别表示第一和第二偏振膜102和108的等效光轴，β0和β1分别表示在施加零电压时，LC层105与第一和第二基板103和107的界面上的LC分子的长轴，γ0和γ1分别表示第一和第二偏振膜101和109的偏振轴。
如图2中所示，从第一偏振膜的偏振轴γ0与投影到基板表面上的LC分子的长轴β0测量到的角度设为-Δθ1(Δθ1＞0)。该文本中假定当沿着光透射方向观看时用于测量从一个轴到另一个轴的角的顺时针方向为正旋转，其提供了具有正号的通过旋转测得的角度。从第二偏振膜109的偏振轴γ1到投影到基板表面上的LC层的长轴β1测量的角度设为Δθ1，从第一偏振膜102的偏振轴γ0到第一光学补偿膜的有效光轴α0测量到的角度设为-Δθ2(Δθ2＞0)，以及从第二光学偏振膜109的偏振膜γ1到投影到基板表面上的第二光学补偿膜的光轴α1测量到的角度设为Δθ2。
图4示出了将LC层的扭曲角θTw与光学补偿膜的有效光轴和偏振膜的偏振轴之间的角Δθ2组合的情形中，正面观看到的对比度的模拟结果。在图4中，扭曲角θTw画在横坐标上，而角Δθ2画在纵坐标上。因为第一偏振膜101的偏振轴α0垂直于第二偏振膜109的偏振轴α1，如图3中所示，所以可用下式表示LC层105的扭曲角θTwθTw＝90+Δθ1。
如果角Δθ1从-3度改变到+5度，从而将扭曲角θTw从84度改变到100度，且如果第一光学补偿膜(或第二光学补偿膜)的有效光轴与第一偏振膜(或第二偏振膜)之间的角Δθ2在-2度和+5度之间变化，则正面的对比度如图4中所示变化。注意，从正面获得的较高对比度意味着在所有视角中的较高对比度。因而，正面的对比度的提高导致了在水平方向上和上或下方向上倾斜观看的改善。
阴影范围的上限和下限可依方向由θTw和Δθ2的近似公式表示，由此改善了视角特性。
图5示出了在水平方向上及上或下方向上获得理想视角特性的扭曲角θTw和角Δθ2组合的区域的模拟结果，其中80度或以上的视角提供了10∶1或以上的对比度。在下述条件中进行该模拟，即扭曲角θTw在84度和100度之间变化，且第二光学补偿膜(或第一光学补偿膜)的有效光轴与第二偏振膜(第一偏振膜)的偏振轴之间的角Δθ2在-2度和+5度之间变化。在由图5中的这些角范围定义的区域之间，获得理想视角特性的阴影区域上限线Δθ2＝0.5×θTw-43.8 (1)；和下限线Δθ2＝0.5×θTw-47.5 (2)。
因此，由下面关系定义的Δθ2的范围在包括左和右方向的水平方向上以及在垂直方向上的上或下方向上获得了理想的视角特性，其中Δθ2的范围是0.5×θTw-47.5≤Δθ2≤0.5×θTw-43.8 (3)。
在本实施例的LCD设备100中，如图2中所示，显示黑色时施加给LC层105的电场使得在LC层105的中部的LC分子倾斜到LC分子垂直于基板表面的方向上。然而，在LC层与第一基板或第二基板的界面上的LC分子被取向膜限制，几乎不从基板表面的方向倾斜。设置在该界面和LC层105的中部之间的LC分子如下排列，即这些LC分子具有连续插在界面和中部的倾角之间的倾角，如图2中所示，从而这些LC分子从界面向中部逐渐扭曲。这在一般驱动条件中引起了显示黑色时的残余延迟。
如果显示黑色时的残余延迟用等效折射率椭圆来表示，则在与第一基板103的界面附近，长轴，即投影到基板表面上的折射率椭圆的光轴存在于在扭曲方向上从由第一取向膜104取向的LC层105中的LC分子的取向β0(图3中)稍微向右移的方向中。在与第二基板107的界面附近，该长轴也存在于在扭曲方向上从由第二取向膜106取向的LC层105中的LC分子的取向β1(图3中)稍微向左移的方向中。
图5显示了角度，即第二光学补偿膜108相对于偏振轴109的偏移角Δθ2对每个扭曲角的作图。在图5中，上面的虚线表示公式(1)，下面的虚线表示公式(2)，线(a)表示折射率椭圆的长轴相对于偏振膜的吸收轴(偏振轴)的偏移角，线(b)表示界面附近中的LC分子相对于偏振膜的吸收轴的偏移角。
从图5可以看出，表示折射率椭圆的长轴的偏移角的线(a)存在于分别表示上限和下限的上虚线和下虚线之间，用于在水平方向上以及上或下方向上获得视角特性。这意味着通过如下方法，可获得在80度或以上视角内得到10∶1或以上对比度的视角特性，该方法是将第一光学补偿膜102的光轴α0与显示黑色时LC层105和第一基板103的界面附近产生的残余延迟的折射率椭圆的光轴对准，并将第二光学补偿膜108的光轴α1与LC层和第二基板107的界面附近产生残余延迟的折射率椭圆的光轴对准。
在图5中，如上所述，表示界面上的LC分子的长轴与偏振轴之间的角的线(b)也对每个预倾角作图。比较线(a)和线(b)，线(b)存在于上虚线或理想视角特性的上限附近，揭示了用于获得理想视角特性的较窄的制造裕度。更具体地说，如果使用其中第一光学补偿膜(或第二光学补偿膜)的光轴平行于界面上的LC分子的长轴的结构，则由于制作工艺中的变化，光学补偿膜相对于偏振轴的偏移角Δθ2可能超过由公式(1)表示的上限。在这种情形中，不能获得在水平方向上在80度或以上视角内达到10∶1或以上对比度的理想的视角特性。
在本实施例中，如上所述，光学补偿膜相对于偏振轴的偏移角Δθ2满足关系(3)，从而光学补偿膜的光轴基本与显示黑色时产生残余延迟的等效折射率对准。此外，使投影到基板表面上的第一光学补偿膜102的光轴与投影到基板表面上的第二光学补偿膜108的光轴之间的角小于扭曲角θTw，从而光学补偿膜的光轴与残余延迟的等效折射率椭圆的残余延迟对准。该结构使得显示黑色时LC层的残余延迟由光学补偿膜102、108来补偿，由此能够获得理想的视角特性，其中在包括左和右方向的水平方向上以及在上或下方向上获得了达到10∶1对比度的80度或以上的视角。
图6示出了根据本发明第二实施例的LCD设备中的第一和第二光学补偿膜的功能。本实施例的LCD设备的结构与图1中所示的LCD设备的结构相似，本实施例中的第一和第二光学补偿膜的功能与第一实施例中的不同。在本实施例中，第一和第二光学补偿膜102c、108c每个都具有负的单轴光学特性，其中其单个光轴从基板表面倾斜特定角度。
设置第一光学补偿膜102c，使其光轴基本上平行于LC层105与第一基板103的界面附近的LC分子的平均光轴，由此补偿该界面附近的LC层105的残余延迟。类似地，设置第二光学补偿膜108c，使其光轴基本上平行于LC层105与第二基板107的界面附近的LC分子的平均光轴，由此补偿该界面附近的LC层105的残余延迟。从第一偏振膜101的偏振轴γ0到投影到基板表面上的第一光学补偿膜102c的光轴α0测量的角度设为-Δθ2，如图2中所示。从第二偏振膜109的偏振轴γ1到投影到基板表面上的第二光学补偿膜108c的光轴α1测量的角度设为Δθ2。
在第一和第二偏振膜102c、108c每个都具有负的单轴光学特性的结构中，通过将光学补偿膜102c、108c的光轴相对于偏振轴的偏移角设为满足关系(3)的±Δθ2，更优选地通过使光学补偿膜的光轴与显示黑色时残余延迟的等效折射率椭圆的长轴一致，则可通过第一和第二光学补偿膜102c、108c补偿残余延迟，由此能够获得理想的视角特性。
在本实施例中，偏振膜的吸收轴基本上平行于LC层105与相邻基板的界面上的LC分子的取向，由此透射轴基本上垂直于LC分子的取向，从而获得了o-模式。然而，该结构不是必需的，也可以使用e-模式，其中吸收轴基本上垂直于界面附近的LC分子的取向，因而透射轴基本上平行于取向。
尽管仅仅为了举例而描述了上面的实施例，但本发明并不限于上面的实施例，在不脱离本发明的范围的情况下，本领域技术人员很容易做各种修改和替换。
权利要求
1.一种常白液晶显示(LCD)设备，其包括第一偏振膜、第一光学补偿膜、第一基板、第一透明电极、第一取向膜、扭曲向列液晶(LC)层、第二取向膜、第二透明电极、第二基板、第二光学补偿膜和第二偏振膜，它们顺序地设置在光透射的方向上，其中所述第一偏振膜具有垂直于所述第二偏振膜的偏振轴的偏振轴；投影到所述第一或第二基板的基板表面上的所述第一光学补偿膜的光轴基本上平行于投影到所述基板表面上的第一等效折射率椭圆的长轴，通过在所述第一透明基板与所述第二透明基板之间施加第一电压以确定所述LC层中LC分子的取向，所述第一等效折射率椭圆表示显示黑色时所述LC层与所述第一基板的第一界面附近的所述LC层的残余延迟；以及投影到所述基板表面上的所述第二光学补偿膜的光轴基本上平行于投影到所述基板表面上的第二等效折射率椭圆的长轴，所述第二等效折射率椭圆表示显示黑色时所述LC层与所述第二基板的第二界面附近的所述LC层的残余延迟。
2.根据权利要求1所述的LCD设备，其中所述第一电压是所述LC层的阈值电压Vth的三到四倍，所述阈值电压Vth表示所述LC层中的LC的Freederickzs转换点。
3.根据权利要求1所述的LCD设备，其中下面的关系成立0.5×θTw-47.5≤Δθ2≤0.5×θTw-43.8，其中θTw是所述LC层的扭曲角，Δθ2是从投影到所述基板表面上的所述第一光学补偿膜的所述光轴到所述第一偏振膜的所述偏振轴测量到的角度，其中Δθ2＞0，-Δθ2是从投影到所述基板表面上的所述第二光学补偿膜的所述光轴到所述第二偏振膜的所述偏振轴测量到的角度，假定当沿所述光透射方向观看在顺时针方向上测量时，该角度是正的。
4.根据权利要求3所述的LCD设备，其中下面的关系成立Δθ2＜Δθ1，假定投影到所述基板表面上的所述第一界面的所述附近的所述LC层的所述取向与所述第一偏振膜的所述偏振轴之间的角度为-Δθ1，其中Δθ1＞0，投影到所述基板表面上的所述第二界面的所述附近的所述LC层的所述取向与所述第二偏振膜的所述偏振轴之间的角度为Δθ1。
5.根据权利要求3所述的LCD设备，其中在水平方向上至少80度的视角提供10∶1或以上的对比度。
6.根据权利要求5所述的LCD设备，其中在上或下方向上至少80度的视角提供10∶1或以上的对比度。
7.根据权利要求1所述的LCD设备，其中所述第一光学补偿膜补偿所述第一基板附近的一部分所述LC层的延迟，所述第二光学补偿膜补偿所述第二基板附近的另一部分所述LC层。
8.根据权利要求1所述的LCD设备，其中所述第一和第二光学补偿膜每个都具有负的单轴光学特性，其中所述其单个光轴从所述基板表面倾斜特定角度。
9.根据权利要求8所述的LCD设备，其中所述第一和第二光学补偿膜每个都包括多个(n个)层，其每一层都包括负的单轴光学特性。
10.根据权利要求9所述的LCD设备，其中所述n个层中的m个层的每一个都具有垂直于所述基板表面的光轴，其中0≤m＜n。
11.根据权利要求10所述的LCD设备，其中除所述m个层之外的所述n个层中的(n-m)个层由(n-m)个盘状层构成，每一个盘状层都具有负的单轴光学特性。
12.根据权利要求1所述的LCD设备，其中所述LCD设备是有源矩阵驱动LCD设备，其在每个像素中都包括开关器件，所述开关器件是TFT(薄膜晶体管)或MIM(金属-绝缘体-金属)开关器件。
全文摘要
常白扭曲向列模式LCD设备包括在光入射侧偏振膜和LC单元之间的第一光学补偿膜；以及在光出射侧偏振膜和LC单元之间的第二光学补偿膜。投影到基板表面上的第一或第二光学补偿膜的光轴基本上平行于显示黑色时光入射侧或光出射侧基板附近的LC层的残余延迟的等效折射率椭圆的长轴。
文档编号G02F1/1335GK1776500SQ20051012671
公开日2006年5月24日 申请日期2005年11月17日 优先权日2004年11月17日
发明者池野英德, 佐佐木洋一 申请人:Nec液晶技术株式会社