专利名称：液晶显示装置的制作方法
技术领域：
本发明关于一种液晶显示装置，且特别关于一种具有广视角(view angle)的扭转相列型液晶显示装置。
背景技术：
液晶显示器自从问世以来，由于其轻、薄、短、小的外型，符合人们对于显示器外型薄型化、轻量化的设计要求。此外，相比于阴极射线管(CathodeRay Tube，CRT)显示器，液晶显示器优越的低耗电量、低辐射量等特性，使其渐渐成为现今人类生活中，最重要的电子产品之一。
然而，液晶显示器受限于其发光原理，仍有一些急待改善的现象，如液晶显示器的视角范围过窄，会使得液晶显示器在水平方向或垂直方向的观看角度过大时，显示质量有所下降，如对比度、色彩饱和度以及亮度等，都不如正视液晶显示器时的表现。
更进一步的说，视角的定义为显示器发生对比小于10时的角度。一般液晶显示器采用八位的灰阶表示，即具有256种的灰阶表示法，0阶灰阶表示全黑状态，而255阶灰阶则表示全亮状态。在正常的情况下，高阶状态下的显示器亮度要较低阶状态时高，如果低阶状态的亮度反而比高阶状态高时，即称为灰阶反转。在液晶显示器中，通常在观看角度过大时会发生该现象。
一般来说，扭转相列型液晶显示器(Twisted Nematic-LCD，TN-LCD)由于液晶分子扭转角度较小，故视角的范围也最小，在水平方向的视角仅约为左右各45度，仍具有很大的改善空间。因此，过去业界为了解决其视角的问题，采用了补偿膜(compensation film)的构件来增大扭转相列型液晶显示器的视角。
图1为公知的扭转相列型液晶显示装置的结构示意图。请参照图1，该扭转相列型液晶显示装置100a的组成可大致分为一薄膜晶体管(Thin FilmTransistor，TFT)阵列基板110、一彩色滤光片(Color Filter，CF)基板120、一第一偏光板(polarizer)130、一第二偏光板140、一扭转相列型液晶层150。其中，薄膜晶体管阵列基板110位于第一偏光板130上，而彩色滤光片基板120位于薄膜晶体管阵列基板110上。第二偏光板140位于彩色滤光片基板120上，而液晶层150则配置于薄膜晶体管基板110与彩色滤光片基板120之间。
图2为公知的扭转相列型液晶显示装置100a的水平方向视角测量结果。请参照图2，横轴为水平视角，而纵轴为穿透率，且纵轴在此也可表示亮度。此外，不同的曲线代表公知的扭转相列型液晶显示装置100a在不同操作电压下所测得的数据。
由图2可知，当公知的扭转相列型液晶显示装置100a在0伏特时，因为此时扭转相列型液晶显示装置100a处于高灰阶的显示状态，故此时显示器有最高的穿透率，即表示公知的扭转相列型液晶显示装置100a的亮度最高。而后随着操作电压的提升，公知的扭转相列型液晶显示装置100a所显示出的亮度则会随着操作电压的升高而逐渐降低。值得注意的是，在图2中横轴约45度以及-45度的附近，有部分曲线在此处交叉，即代表高操作电压时的穿透率高于低操作电压时的穿透率。换句话说，代表低灰阶时的亮度大于高灰阶时的亮度，此现象即为前述的灰阶反转。由上述可知，公知的扭转相列型液晶显示装置100a的视角范围仅约水平方向左右各45度。
图3为另一种公知扭转相列型液晶显示装置的结构示意图。请参考图3，图3与图1相似，其不同之处在于为了增大视角，该公知的扭转相列型液晶显示装置100b还包括一第一补偿膜160与一第二补偿膜170，其中第一补偿膜160配置于第一偏光板130与薄膜晶体管阵列基板110之间，而第二补偿膜170则配置于第二偏光板140与彩色滤光片基板120之间。然而，由于必须在结构中额外增加两片补偿膜160、170，因此，不仅提高了显示器的成本以及增加显示器的整体厚度，构件的增加也会影响显示器在可靠性方面的表现，对显示器的生产成品率以及使用寿命都有一定程度的影响。
发明内容
本发明提供一种液晶显示装置，在不需额外增加构件的情况下，增大显示器的视角。
本发明提出一种液晶显示装置，包括一第一保护层、一第一偏光层、一第二保护层、一有源元件阵列基板、一对向基板、一扭转相列式液晶层、一第三保护层、一第二偏光层以及一第四保护层。其中，第一偏光层配置于第一保护层上，而第二保护层配置于第一偏光层上。有源元件阵列基板配置于第二保护层上。对向基板配置于有源元件阵列基板上，而扭转相列式液晶层配置于对向基板与该有源元件阵列基板之间。第三保护层配置于对向基板上，而第二偏光层配置于第三保护层上，第四保护层配置于第二偏光层上。其中，第二保护层具有一第一面内相位差值(in-plane retardation value，R0)以及一第一面外相位差值(out-of-plane retardation value，Rth)，其中第一面内相位差值的范围介于1至10纳米之间，第一面外相位差值的范围介于50至130纳米之间。
在本发明的一实施例中，第一面内相位差值的范围介于3至10纳米。
在本发明的一实施例中，第一面内相位差值的范围介于5至10纳米。
在本发明的一实施例中，第一面外相位差值的范围介于80至130纳米。
在本发明的一实施例中，第一面外相位差值的范围介于100至130纳米。
在本发明的一实施例中，第三保护层具有一第二面内相位差值以及一第二面外相位差值，其中第二面内相位差值的范围介于1至10纳米之间，而第二面外相位差值的范围介于50至130纳米之间。
在本发明的一实施例中，第二面内相位差值的范围介于3至10纳米。
在本发明的一实施例中，第二面内相位差值的范围介于5至10纳米。
在本发明的一实施例中，第二面外相位差值的范围介于80至130纳米。
在本发明的一实施例中，第二面外相位差值的范围介于100至130纳米。
本发明提出一种液晶显示装置，包括一第一保护层、一第一偏光层、一第二保护层、一有源元件阵列基板、一对向基板、一扭转相列式液晶层一第三保护层、一第二偏光层以及一第四保护层。其中，第一偏光层配置于第一保护层上，而第二保护层配置于第一偏光层上。有源元件阵列基板配置于第二保护层上，而对向基板配置于有源元件阵列基板上。扭转相列式液晶层配置于对向基板与有源元件阵列基板之间，而第三保护层配置于对向基板上，第二偏光层配置于第三保护层上。第四保护层配置于第二偏光层上。其中，第三保护层具有一第二面内相位差值以及一第二面外相位差值，其中第二面内相位差值的范围介于1至10纳米之间，而第二面外相位差值的范围介于50至130纳米之间。
在本发明的一实施例中，上述的第二面内相位差值的范围介于3至10纳米。
在本发明的一实施例中，上述的第二面内相位差值的范围介于5至10纳米。
在本发明的一实施例中，上述的第二面外相位差值的范围介于80至130纳米。
在本发明的一实施例中，上述的第二面外相位差值的范围介于100至130纳米。
基于上述，本发明使第二保护层和/或第三保护层分别具有介于1至10纳米之间的面内相位差值与介于50至130纳米之间的面外相位差值，而第一保护层及第四保护层仅具有保护偏光层的功能，因此第二保护层和/或第三保护层本身即具有公知补偿膜的效果，可增加液晶显示装置的视角。此外，由于本发明改变第二保护层和/或第三保护层光学性质，因此在不需额外增加显示器的构件的情况下，相比于公知技术，本发明的液晶显示器不仅具有广视角的显示质量，更可提高产品的可靠性。
为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举优选实施例，并结合附图，作详细说明如下。
图1为公知的扭转相列型液晶显示器的结构示意图。
图2为公知的扭转相列型液晶显示装置的水平方向视角测量结果。
图3为另一种公知扭转相列型液晶显示器的结构示意图。
图4为本发明一实施例的液晶显示装置的结构示意图。
图5A至图5H为本实施例的液晶显示装置的水平方向视角测量结果。
其中，附图标记说明如下100a、100b扭转相列型液晶显示装置110薄膜晶体管阵列基板120彩色滤光片基板
130第一偏光板140第二偏光板150、240扭转相列式液晶层160第一补偿膜170第二补偿膜200液晶显示装置210a第一保护层210b第一偏光层210c第二保护层220有源元件阵列基板230对向基板250a第三保护层250b第二偏光层250c第四保护层具体实施方式
图4为本发明一实施例的液晶显示装置的结构示意图。请参照图4，本实施例的液晶显示装置200包括一第一保护层210a、一第一偏光层210b、一第二保护层210c、一有源元件阵列基板220、一对向基板230、一扭转相列式液晶层240、一第三保护层250a、一第二偏光层250b以及一第四保护层250c。其中，第一偏光层210b配置于该第一保护层210a上，而第二保护层210c配置于该第一偏光层210b上。有源元件阵列基板220配置于该第二保护层210c上，而对向基板230配置于有源元件阵列基板220上。扭转相列式液晶层240配置于对向基板230与有源元件阵列基板220之间，而第三保护层250a配置于对向基板230上。第二偏光层250b配置于第三保护层250a上，而第四保护层250c配置于该第二偏光层250b上。
在本实施例中，有源元件阵列基板220为薄膜晶体管阵列基板，而对向基板230则为彩色滤光片基板。另外，在本实施例中，第一偏光层210b与第二偏光层250b的材质例如是聚乙烯醇(polyvinyl alcohol，PVA)或聚碳酸酯(polycarbonate，PC)。第一保护层210a、第二保护层210c、第三保护层250a与第四保护层250c的材质例如是三乙酰基纤维(triacetylcellulose，TAC)、玻璃或压克力。
更详细的说，第二保护层210c具有一第一面内相位差值(以下称为R01)以及一第一面外相位差值(以下称为Rth1)。此外，R01的数值介于1至10纳米(nm)之间，优选范围为介于3至10nm之间，最佳范围则介于5至10nm之间。另外，Rth1的数值则介于50至130nm之间，优选范围为介于80至130nm之间，最佳范围则介于100至130nm之间。
第三保护层250a具有一第二面内相位差值(以下称为R02)以及一第二面外相位差值(以下称为Rth2)。此外，R02的数值介于1至10纳米(nm)之间，优选范围为介于3至10nm之间，最佳范围则介于5至10nm之间。另外，Rth2的数值则介于50至130nm之间，优选范围为介于80至130nm之间，最佳范围则介于100至130nm之间。
更详细的说，本实施例主要是改变第二保护层210c及第三保护层250a的光学性质，来实现增大视角。此外，第一保护层210a仅具有保护第一偏光层210b的功能，而第四保护层250c也是仅有保护第二偏光层250b的功能。然而，在其它实施例中，仅改变第二保护层210c或第三保护层250a的光学性质，也可以实现增大视角。
图5A至图5H为本实施例的液晶显示装置的水平方向视角测量结果。请参照图5A至图5H，横轴为水平视角，而纵轴为穿透率，且纵轴在此也可表示亮度。此外，不同的曲线则代表本实施例的液晶显示装置在不同操作电压下所测得的数据。
图5A至图5H的的数值依序为(R01，Rth1)＝(R02，Rth2)＝(5，50)、(5，80)、(5，100)、(5，130)、(10，50)、(10，80)、(10，100)以及(10，130)。由图5A至图5H所示的测量结果可知，上述的范围均可以增大液晶显示装置200的水平视角范围。甚至在图5D与图5H中，即采用(R01，Rth1)＝(R02，Rth2)为(5，130)以及(10，130)的情况下时，几乎观察不到灰阶反转现象的发生。
由上述可知，本实施例的液晶显示装置200不仅可以增加视角，更可以在不需额外增加构件的情况下实现该目标，以改善显示质量与降低生产成本。
综上所述，本发明是改变第二保护层和/或第三保护层的光学性质，因此在不需额外增加构件的情况下，本发明能够增加视角。更详细而言，通过改变第二保护层和/或第三保护层的光学性质，以改善灰阶反转的现象。
虽然本发明已以优选实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定的范围为准。
权利要求
1.一种液晶显示装置，包括一第一保护层；一第一偏光层，配置于该第一保护层上；一第二保护层，配置于该第一偏光层上，该第二保护层具有一第一面内相位差值以及一第一面外相位差值，其中该第一面内相位差值的范围介于1至10纳米之间，而该第一面外相位差值的范围介于50至130纳米之间；一有源元件阵列基板，配置于该第二保护层上；一对向基板，配置于该有源元件阵列基板上；一扭转相列式液晶层，配置于该对向基板与该有源元件阵列基板之间；一第三保护层，配置于该对向基板上；一第二偏光层，配置于该第三保护层上；以及一第四保护层，配置于该第二偏光层上。
2.如权利要求1所述的液晶显示装置，其中该第一面内相位差值的范围介于3至10纳米。
3.如权利要求2所述的液晶显示装置，其中该第一面内相位差值的范围介于5至10纳米。
4.如权利要求1所述的液晶显示装置，其中该第一面外相位差值的范围介于80至130纳米。
5.如权利要求4所述的液晶显示装置，其中该第一面外相位差值的范围介于100至130纳米。
6.如权利要求1所述的液晶显示装置，其中该第三保护层具有一第二面内相位差值以及一第二面外相位差值，其中该第二面内相位差值的范围介于1至10纳米之间，而该第二面外相位差值的范围介于50至130纳米之间。
7.如权利要求6所述的液晶显示装置，其中该第二面内相位差值的范围介于3至10纳米。
8.如权利要求7所述的液晶显示装置，其中该第二面内相位差值的范围介于5至10纳米。
9.如权利要求6所述的液晶显示装置，其中该第二面外相位差值的范围介于80至130纳米。
10.如权利要求9所述的液晶显示装置，其中该第二面外相位差值的范围介于100至130纳米。
11.一种液晶显示装置，包括一第一保护层；一第一偏光层，配置于该第一保护层上；一第二保护层，配置于该第一偏光层上；一有源元件阵列基板，配置于该第二保护层上；一对向基板，配置于该有源元件阵列基板上；一扭转相列式液晶层，配置于该对向基板与该有源元件阵列基板之间；一第三保护层，配置于该对向基板上，该第三保护层具有一第二面内相位差值以及一第二面外相位差值，其中该第二面内相位差值的范围介于1至10纳米之间，而该第二面外相位差值的范围介于50至130纳米之间；一第二偏光层，配置于该第三保护层上；以及一第四保护层，配置于该第二偏光层上。
12.如权利要求11所述的液晶显示装置，其中该第二面内相位差值的范围介于3至10纳米。
13.如权利要求12所述的液晶显示装置，其中该第二面内相位差值的范围介于5至10纳米。
14.如权利要求11所述的液晶显示装置，其中该第二面外相位差值的范围介于80至130纳米。
15.如权利要求14所述的液晶显示装置，其中该第二面外相位差值的范围介于100至130纳米。
全文摘要
一种液晶显示装置，包括一第一保护层、一第一偏光层、一第二保护层、一有源元件阵列基板、一对向基板、一扭转相列式液晶层、一第三保护层、一第二偏光层以及一第四保护层。第一偏光层配置于第一保护层与第二二保护层之间，而有源元件阵列基板配置于第二保护层上。扭转相列式液晶层则配置于对向基板与有源元件阵列基板之间。第三保护层则配置于对向基板上，而第二偏光层配置于第三保护层与第四保护层之间。第二保护层具有一面内相位差值以及一面外相位差值，其中面内相位差值的范围介于1至10纳米之间，而面外相位差值的范围介于50至130纳米之间。本发明的液晶显示器不仅具有广视角的显示质量，更可提高产品的可靠性。
文档编号G02F1/133GK1963638SQ20061016931
公开日2007年5月16日 申请日期2006年12月12日 优先权日2006年12月12日
发明者宋文方, 蓝英哲, 王自豪, 吴佩勋 申请人:友达光电股份有限公司