專利名稱：光學(xué)補(bǔ)償雙折射模式液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示(LCD)裝置。更具體地，本發(fā)明涉及具有寬視角特性、快的響應(yīng)速度和高分辨率功能的OCB(光學(xué)補(bǔ)償雙折射)模式LCD裝置。
背景技術(shù)：
如本領(lǐng)域所普遍公知的，LCD裝置可以以緊湊的尺寸制造，其具有輕的重量、低電壓驅(qū)動(dòng)和低能耗功能。由于上述優(yōu)點(diǎn)，LCD裝置代替陰極射線管(CRT)而被廣泛開發(fā)。特別地，薄膜晶體管(TFT)LCD裝置能提供大尺寸顯示屏幕同時(shí)實(shí)現(xiàn)類似CTR的良好圖像質(zhì)量和優(yōu)異色彩，因此TFT LCD裝置已經(jīng)在各種信息和技術(shù)領(lǐng)域受到關(guān)注。
這樣的LCD裝置主要包括形成有TFT和象素電極的陣列基板、形成有濾色器(color filter)和對(duì)電極(counter electrode)的濾色器基板、以及設(shè)置在陣列基板和濾色器基板之間的液晶層。通常主要將扭轉(zhuǎn)向列(TN)模式液晶用于LCD裝置。
然而，盡管TN模式LCD裝置具有高對(duì)比度，但是它表現(xiàn)出低的響應(yīng)速度和窄的視角特性。為此，已經(jīng)提出了具有改進(jìn)的視角特性和快的響應(yīng)速度的OCB(optically compensated bend光學(xué)補(bǔ)償彎曲)模式LCD裝置。
圖1示出傳統(tǒng)OCB模式LCD裝置的結(jié)構(gòu)。
參照?qǐng)D1，傳統(tǒng)OCB模式LCD裝置包括上基板12a、下基板12b、置于上和下基板12a和12b之間的液晶單元(liquid crystal cell)10、對(duì)稱地設(shè)置在液晶單元10的上部和下部的上和下偏振板(polarizing plate)14a和14b、以及分別置于上和下偏振板14a和14b與液晶單元10之間的相位補(bǔ)償膜13a和13b。
液晶單元10沿預(yù)定方向被摩擦且液晶單元10中包含的液晶分子11根據(jù)液晶單元10的該摩擦方向排列。
當(dāng)電壓施加到液晶單元10時(shí)，液晶分子11以彎曲結(jié)構(gòu)重新排列且光透過液晶分子11。
上和下偏振板14a和14b是線性偏振板，其中上偏振板14a的光軸(optical axis)垂直于下偏振板14b的光軸取向。
另外，如圖2所示，上和下偏振板14a和14b的光軸(a和b)分別從摩擦方向(c)傾斜45°角。
提供相位補(bǔ)償膜13a和13b從而補(bǔ)償LCD裝置中產(chǎn)生的相位延遲。即，當(dāng)通過施加電壓到液晶單元10而以彎曲結(jié)構(gòu)的形式重新排列液晶分子11時(shí)，相位補(bǔ)償膜13a和13b可補(bǔ)償由在上和下基板12a和12b附近未垂直排列的液晶分子11導(dǎo)致的相位延遲。換言之，如果偏振態(tài)由于未垂直排列的液晶分子11而變化，則不能在LCD裝置正面獲得全黑狀態(tài)(completely darkstate)。在這種情況下，相位補(bǔ)償膜13a和13b補(bǔ)償由未垂直排列的液晶分子11導(dǎo)致的相位延遲。
根據(jù)具有上述結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)OCB模式LCD裝置，通過施加電壓到液晶單元10來以彎曲結(jié)構(gòu)的形式排列液晶分子11，使得光可通過液晶分子11，且由在上和下基板12a和12b附近未垂直排列的液晶分子11導(dǎo)致的相位延遲借助于相位補(bǔ)償膜13a和13b被補(bǔ)償，從而獲得全黑狀態(tài)。
這樣的全黑狀態(tài)可通過利用相位補(bǔ)償膜13a和13b完全補(bǔ)償相位延遲來實(shí)現(xiàn)。為此，必需精確設(shè)計(jì)相位補(bǔ)償膜13a和13b，使得它們能夠完全補(bǔ)償液晶分子的相位延遲。
然而，很難精確設(shè)計(jì)相位補(bǔ)償膜13a和13b，因而難以得到全黑狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明致力于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供能夠通過僅補(bǔ)償相位延遲實(shí)現(xiàn)全黑狀態(tài)的OCB模式LCD裝置。
為了達(dá)到上述目的，根據(jù)本發(fā)明，提供一種OCB模式LCD裝置，包括置于一對(duì)基板之間的液晶單元，所述一對(duì)基板彼此間隔開且其相對(duì)表面被摩擦；設(shè)置在該液晶單元的上部的上相位延遲膜；設(shè)置在該上相位延遲膜的上部的上圓偏振板；與該上相位延遲膜對(duì)稱地設(shè)置在該液晶單元的下部的下相位延遲膜；以及與該上圓偏振板對(duì)稱地設(shè)置在該下相位延遲膜的下部且包括與該上圓偏振板的光軸垂直地取向的光軸的下圓偏振板。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，該上圓偏振板包括上線性偏振板和堆疊在該上線性偏振板上并同時(shí)面對(duì)該液晶單元的上λ/4相位延遲板，且該下圓偏振板包括下線性偏振板和堆疊在該下線性偏振板上并同時(shí)面對(duì)該液晶單元的下λ/4相位延遲板。
該上和下線性偏振板的光軸之一取向在與該基板的摩擦方向相同的方向上。
該上和下λ/4相位延遲板的光軸之一相對(duì)于該基板的摩擦方向傾斜45°角。
優(yōu)選地，該上和下相位延遲膜在其正面方向(front direction)上具有約20至100nm的相位延遲范圍且在其厚度方向上具有約200至400nm的相位延遲范圍。
另外，對(duì)應(yīng)于可見光的波長范圍，該上和下λ/4相位延遲板具有λ/4相位延遲值。
根據(jù)本發(fā)明，該上和下相位延遲膜分別包括正面相位延遲膜和斜向相位延遲膜。
優(yōu)選地，該上和下相位延遲膜分別可用雙軸膜替代。


結(jié)合附圖，本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將從下面的詳細(xì)描述中更加明顯，附圖中圖1是分解透視圖，示出傳統(tǒng)OCB模式LCD裝置；圖2是示出圖1所示的偏振板的光軸和液晶單元的摩擦方向的視圖；圖3是分解透視圖，示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的OCB模式LCD裝置；圖4A是示出當(dāng)使用或不使用正面相位延遲膜時(shí)作為電壓的函數(shù)的透射率的模擬結(jié)果的曲線圖；圖4B是示出當(dāng)使用或不使用正面相位延遲膜時(shí)作為電壓的函數(shù)的透射率的實(shí)際測量結(jié)果的曲線圖；圖5是示出圖3所示的線性偏振板的光軸和液晶單元的摩擦方向的視圖；圖6A是示出表示圖1所示的傳統(tǒng)OCB模式LCD裝置的視角特性的模擬值的等高線圖；圖6B是示出表示圖3所示的OCB模式LCD裝置的視角特性的模擬值的等高線圖；以及圖7是透視圖，示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的相位延遲膜。
具體實(shí)施例方式
下面，將參照附圖描述本發(fā)明。
圖3是分解透視圖，示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的OCB模式LCD裝置。
參照?qǐng)D3，本發(fā)明的OCB模式LCD裝置包括液晶單元110、相位延遲膜120和130、以及圓偏振板140和150。
液晶單元110包括液晶分子111且置于沿預(yù)定方向被摩擦的一對(duì)基板170之間。液晶分子111沿摩擦方向排列。此處，該預(yù)定方向定義為X軸方向。
相位延遲膜120和130包括上相位延遲膜120和下相位延遲膜130。另外，上和下相位延遲膜120和130分別包括上和下正面相位延遲膜(frontphase delay film)121和131以及上和下斜向相位延遲膜(inclined phase delayfilm)122和132。
上和下相位延遲膜120和130對(duì)稱地設(shè)置在液晶單元110的上部和下部。
另外，上和下正面相位延遲膜121和131面對(duì)液晶單元110的同時(shí)分別堆疊在上和下斜向相位延遲膜122和132上。
提供上和下正面相位延遲膜121和131從而補(bǔ)償在OCB模式LCD裝置正面的相位延遲，所以它們具有與液晶單元110的摩擦方向垂直的光軸。為了實(shí)現(xiàn)足夠的亮度，上和下正面相位延遲膜121和131在OCB模式LCD裝置的開啟狀態(tài)(On-state)具有與延遲值對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償值。
圖4A和4B是示出當(dāng)使用或不使用上和下正面相位延遲膜121和131時(shí)作為電壓的函數(shù)的透射率的模擬結(jié)果和實(shí)際測量結(jié)果的曲線圖。
在圖4A和4B中，“(m)”表示當(dāng)未使用上和下正面相位延遲膜121和131時(shí)的模擬結(jié)果和實(shí)際測量結(jié)果，“(n)”表示當(dāng)使用上和下正面相位延遲膜121和131時(shí)的模擬結(jié)果和實(shí)際測量結(jié)果。
參照?qǐng)D4A和4B，該模擬結(jié)果和實(shí)際測量結(jié)果顯示采用上和下正面相位延遲膜121和131得到的透射率值比未使用上和下正面相位延遲膜121和131得到的透射率值更接近地收斂到“0”。即，當(dāng)使用上和下正面相位延遲膜121和131時(shí)可實(shí)現(xiàn)全黑狀態(tài)。
圓偏振板140和150包括上圓偏振板140和下圓偏振板150。上圓偏振板140包括上λ/4相位延遲板142和上線性偏振板141，下圓偏振板150包括下λ/4相位延遲板152和下線性偏振板151。
上和下圓偏振板140和150分別設(shè)置在上和下相位延遲膜120和130的上部和下部。
另外，上和下λ/4相位延遲板142和152面對(duì)液晶單元110的同時(shí)分別堆疊在上和下線性偏振板141和151上。
上和下線性偏振板141和151的光軸彼此垂直設(shè)置。根據(jù)本發(fā)明，上線性偏振板141的光軸沿X軸方向延伸且下線性偏振板151的光軸沿Y軸方向延伸。然而，也可以將上和下線性偏振板141和151的光軸分別沿Y軸和X軸方向設(shè)置。
此處，如圖5所示，上和下線性偏振板141和151的光軸之一，例如光軸(e)設(shè)置在與液晶單元110的摩擦方向(d)相同的方向上。
根據(jù)傳統(tǒng)OCB模式LCD裝置，在上和下線性偏振板的光軸方向上可得到寬視角。然而，視角會(huì)在上和下線性偏振板的光軸之間傾斜，因此上線性偏振板可相對(duì)于下線性偏振板不維持正交，使得液晶分子的排列偏離上和下線性偏振板的光軸方向。
因此，會(huì)發(fā)生光泄漏，使得在上和下線性偏振板的光軸方向上不能得到全黑狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明，為了防止光泄漏，上和下線性偏振板141和151的光軸之一(例如光軸(e))排列在與液晶單元110的摩擦方向(d)相同的方向上。因此，即使視角傾斜時(shí)液晶分子111也與該光軸方向?qū)?yīng)地排列，從而實(shí)現(xiàn)全黑狀態(tài)且最大化視角。
上和下λ/4相位延遲板142和152的光軸彼此垂直。此時(shí)，上和下λ/4相位延遲板142和152的光軸(f)可相對(duì)于液晶單元110的摩擦方向(d)分別形成45°和-45°角。上述角對(duì)于液晶單元110的開啟(on)/關(guān)閉(off)操作是優(yōu)選的。
另外，相位延遲膜120和130在其正面方向(front direction)上具有約20至100nm的相位延遲范圍且在其厚度方向(thickness direction)上具有約200至400nm的相位延遲范圍。
即，相位延遲膜120和130在正面方向上具有(nx-ny)×d＝20～100nm的相位延遲值且在厚度方向上具有{(nx+ny)/2-nz}×d＝200～400nm的相位延遲值，其中n是折射率且d是單元間隙(cell gap)。
另外，為了最小化取決于波長的特性變化，上和下λ/4相位延遲板142和152在與可見光的波長范圍對(duì)應(yīng)的約400至800nm的范圍內(nèi)具有λ/4相位延遲值。
圖6A和6B是分別示出表示傳統(tǒng)OCB模式LCD裝置和根據(jù)本發(fā)明的OCB模式LCD裝置的視角特性的模擬值的等高線圖，其中液晶的Δn和Δε分別是0.159和10，沿正面方向和厚度方向的相位延遲值分別是31nm和350nm。
從圖6A和6B可知，根據(jù)本發(fā)明的OCB模式LCD裝置的視角比傳統(tǒng)OCB模式LCD裝置的視角寬。這意味著根據(jù)本發(fā)明的OCB模式LCD裝置的視角特性優(yōu)于傳統(tǒng)OCB模式LCD裝置的視角特性。
另外，根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，如圖7所示，雙軸膜160可用于上和下相位延遲膜。即，包括斜向相位延遲膜122和132以及正面相位延遲膜121和131的上和下相位延遲膜120和130可由雙軸膜160代替。
根據(jù)具有上述結(jié)構(gòu)的OCB模式LCD裝置，上和下線性偏振板的光軸之一設(shè)置在與液晶單元的摩擦方向相同的方向上，λ/4相位延遲板分別堆疊在上和下線性偏振板上，從而補(bǔ)償當(dāng)電壓施加到液晶單元時(shí)引起的相位延遲。因此，OCB模式LCD裝置可具有改進(jìn)的光學(xué)視角特性和快的響應(yīng)速度。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的OCB模式LCD裝置，偏振板的光軸方向設(shè)置在與液晶單元的摩擦方向相同的方向上，從而容易地補(bǔ)償具有彎曲結(jié)構(gòu)的液晶分子導(dǎo)致的相位延遲。因此，可以實(shí)現(xiàn)全黑狀態(tài)同時(shí)確保寬視角特性。
盡管用于示例目的而描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將明白，在不偏離所附權(quán)利要求公開的本發(fā)明的范圍和思想的情況下，各種修改、附加和替換是可行的。
權(quán)利要求
1.一種OCB模式LCD裝置，包括液晶單元，其置于一對(duì)基板之間，所述一對(duì)基板彼此間隔開且其相對(duì)的表面被摩擦；上相位延遲膜，其設(shè)置在該液晶單元的上部；上圓偏振板，其設(shè)置在該上相位延遲膜的上部；下相位延遲膜，其與該上相位延遲膜對(duì)稱地設(shè)置在該液晶單元的下部；以及下圓偏振板，其與該上圓偏振板對(duì)稱地設(shè)置在該下相位延遲膜的下部且包括與該上圓偏振板的光軸垂直地設(shè)置的光軸。
2.如權(quán)利要求1所述的OCB模式LCD裝置，其中所述上圓偏振板包括上線性偏振板和堆疊在該上線性偏振板上同時(shí)面對(duì)該液晶單元的上λ/4相位延遲板，且所述下圓偏振板包括下線性偏振板和堆疊在該下線性偏振板上同時(shí)面對(duì)該液晶單元的下λ/4相位延遲板。
3.如權(quán)利要求2所述的OCB模式LCD裝置，其中所述上和下線性偏振板的光軸中的一個(gè)設(shè)置在與所述基板的摩擦方向相同的方向上。
4.如權(quán)利要求2所述的OCB模式LCD裝置，其中所述上和下λ/4相位延遲板的光軸中的一個(gè)相對(duì)于所述基板的摩擦方向傾斜45°角。
5.如權(quán)利要求2所述的OCB模式LCD裝置，其中所述上和下相位延遲膜在其正面方向上具有約20至100nm的相位延遲范圍且在其厚度方向上具有約200至400nm的相位延遲范圍。
6.如權(quán)利要求2所述的OCB模式LCD裝置，其中所述上和下λ/4相位延遲板在與可見光的波長范圍對(duì)應(yīng)的約400至800nm的范圍內(nèi)具有λ/4相位延遲值。
7.如權(quán)利要求1所述的OCB模式LCD裝置，其中所述上和下相位延遲膜分別包括正面相位延遲膜和斜向相位延遲膜。
8.如權(quán)利要求1所述的OCB模式LCD裝置，其中所述上和下相位延遲膜分別由雙軸膜代替。
全文摘要
本發(fā)明公開一種OCB模式LCD裝置。該OCB模式LCD裝置包括置于基板之間的液晶單元，其在預(yù)定方向上被摩擦；上相位延遲膜，其設(shè)置在該液晶單元上；上圓偏振板，其設(shè)置在該上相位延遲膜下；下相位延遲膜，其與該上相位延遲膜對(duì)稱地設(shè)置；以及下圓偏振板，其與該上圓偏振板對(duì)稱地設(shè)置且包括與該上圓偏振板的光軸垂直的光軸。所述偏振板的該光軸方向與所述液晶單元的摩擦方向相同，從而補(bǔ)償由具有彎曲結(jié)構(gòu)的液晶分子導(dǎo)致的相位延遲且實(shí)現(xiàn)全黑狀態(tài)同時(shí)確保寬視角特性。
文檔編號(hào)G02F1/1335GK1858638SQ200610008630
公開日2006年11月8日 申請(qǐng)日期2006年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月6日
發(fā)明者盧正東, 徐東瀣, 金在昌, 尹臺(tái)薰, 田哲圭 申請(qǐng)人:京東方顯示器科技公司