專利名稱：視角可控的液晶顯示器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示器件，更具體地涉及能夠控制視角的液晶顯示器件 (以下，也稱作"LCD")。
背景技術(shù)：
液晶顯示器件一般是通過控制液晶材料的光投射比來顯示圖像。LCD包 括按矩陣排列的液晶單元，以及粘接在液晶單元陣列的兩個外側(cè)處的上偏振板 和下偏振板，其中該兩個偏振板的透射軸設(shè)置為彼此垂直或者平行。液晶單元 包括具有介電各向異性和光學(xué)各向異性特性的液晶材料。此外，液晶單元包括 用于產(chǎn)生電場以驅(qū)動液晶材料的像素電極和公共電極。像素電極連接到例如薄 膜晶體管(或"TFT")的開關(guān)器件。像素電極和公共電極可以垂直或者水平 設(shè)置，以使它們能夠產(chǎn)生垂直或者水平穿過液晶材料的電場。為了產(chǎn)生垂直電 場，像素電極和公共電極形成在彼此相對且其間具有液晶材料的不同基板上。 而為了產(chǎn)生水平電場，像素電極和公共電極形成在同一基板上。在成本和制造工藝方面具有更多優(yōu)點的TN (扭曲向列)模式代表性地用 于LCD器件中。圖1A和圖1B示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的TN模式LCD的結(jié)構(gòu)。 參照圖1A和圖1B， TN模式LCD10具有上基板、下基板以及液晶分子19， 其中，上基板具有公共電極15和上偏振板17，下基板具有像素電極13和下 偏振板ll，液晶分子19設(shè)置在上基板和下基板之間的盒間隙中。在最初排列 的狀態(tài)下，TN模式的液晶分子19層疊和列陣為從下基板(具有像素電極13) 到上基板(具有公共電極15)連續(xù)扭曲90度。上偏振板17和下偏振板11設(shè) 置為其透光軸("a"和"b")彼此垂直。下偏振板11起著使入射光線性偏振的作用。液晶分子19響應(yīng)于產(chǎn)生在公
共電極15和像素電極13之間的電場，改變其排列或者列陣的狀態(tài)。隨著控制 液晶分子19的排列狀態(tài)，可以控制通過下偏振板11的線性偏振光。上偏振板 17起著使線性偏振光沿與上偏振板17的透射軸相同的方向透射的作用。如圖1A所示，當(dāng)在像素電極13和公共電極15之間不產(chǎn)生電場時，液晶 分子19保持其最初排列的狀態(tài)。此時，隨著入射光1通過下偏振板11進(jìn)入 LCD器件IO，平行于下偏振板11的透射軸(a)的光分量會通過下偏振板ll (線性偏振)。然后，當(dāng)光通過扭曲的液晶材料19時，相位被延遲，從而光的 線性偏振軸旋轉(zhuǎn)90度以平行于上偏振板17的透射軸(b)。因此，通過液晶材 料19的光能夠通過上偏振板17，然后光呈現(xiàn)在LCD面板的屏幕上。如圖1B所示，當(dāng)在像素電極13和公共電極15之間產(chǎn)生垂直電場時，由 于施加電場所產(chǎn)生的液晶材料的偶極矩破壞了液晶材料19的扭曲結(jié)構(gòu)，液晶 材料變成與電場平行的垂直排列。此時，入射光1進(jìn)入LCD，該入射光1為 平行于下偏振板ll的光軸(a)的光分量。當(dāng)光分量遇到垂直排列的液晶分子 19時，可保持該光分量的偏振狀態(tài)。因此，遇到液晶分子19的光分量垂直于 上偏振板17的透光軸(b)而保持偏振。最終，光不能夠通過上偏振板17， 并且在LCD面板的屏幕上呈現(xiàn)黑圖像。在TN模式中，液晶分子19的最初排列狀態(tài)為液晶分子19的最下層與 LCD面板平面的Y軸平行(當(dāng)LCD平面對應(yīng)于如圖1A和圖1B所示的直角 坐標(biāo)系的X-Y平面時)，而對于液晶分子的其它層，隨后緊鄰的層中的液晶分 子扭曲一些，下一層扭曲的更多一些，等等。最終，在最上層中的液晶分子 19與X軸平行，從而其相對于液晶分子的最下層扭曲90度。在這種情形下， LCD器件10存在灰度倒置問題，其中在上、下、左和右視角中對比度倒置。 為解決這個問題，在采用TN模式液晶材料的典型LCD面板中，最下部的液 晶分子排列為相對于LCD面板10的Y軸成-45度的方向。從液晶分子的最下 層起，隨著層的升高，液晶分子層中液晶分子的排列方向連續(xù)扭曲至90度， 從而最上層中液晶分子的排列方向相對于LCD面板10的Y軸排列成+45度。 這是通過考慮大多數(shù)LCD面板的使用者從面板的6點鐘方向看面板而確定的。 根據(jù)TN模式液晶分子19的排列方向，上偏振板17的透射軸應(yīng)當(dāng)設(shè)置為相對 于LCD面板10的Y軸成+45度。這里，Y軸通常為LCD面板10的橫向(長 軸)。
大多數(shù)包括TN模式LCD面板10的LCD器件研制為具有寬視角，這樣 使用者能夠從任何視角看到屏幕的正常顯示信息。然而，在某些領(lǐng)域，例如銀 行或者個人信息傳遞，視角范圍應(yīng)當(dāng)較窄或者被控制為較窄。因此，已經(jīng)研制 了使用者能夠根據(jù)使用環(huán)境或者目的選擇視角的混合瀏覽裝置。目前，視角可控的LCD器件包括LCD面板(也稱作"屏幕面板")和粘 接在其上的視角可控的LCD (也稱作"視角面板")。視角面板控制來自屏幕 面板的顯示信息的視角。例如，當(dāng)視角面板未被電場激活時，視角可控的LCD 以寬視角模式運行，從而使用者能夠從LCD器件前面的任何方向看到正常的 屏幕數(shù)據(jù)。然而，當(dāng)將電場施加于視角面板時，該視角可控的LCD運行為使 LCD面板的視角模式變窄，從而只有在LCD面板正前方的使用者能夠看到屏 幕數(shù)據(jù)。為了達(dá)到最有效的觀察控制質(zhì)量，視角可控的LCD器件應(yīng)當(dāng)兩側(cè)對稱地 控制視角。然而，如上所述，TN模式LCD面板10代表性地具有透射軸分別 與Y軸成+45度和-45度的偏振板。因此，從TN模式液晶分子通過的光偏振 至與Y軸成+45度的方向。結(jié)果，視角面板不能夠兩側(cè)對稱地控制通過TN模 式LCD面板的偏振光的視角。也就是說，對于偏振板的透射軸排列為相對于 Y軸成0度和90度的TN模式LCD面板的最初狀態(tài)，才有可能使用TN模式 LCD制造兩側(cè)對稱的視角可控的LCD。如果是這樣，就不會解決灰度倒置的 問題。由于這個原因，尚未開發(fā)出不存在灰度倒置問題的對于TN模式LCD 的視角可控的LCD器件。發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明致力于提供一種視角可控的液晶顯示器件，其能夠基本上 克服因現(xiàn)有技術(shù)的局限和缺點而帶來的一個或多個問題。本發(fā)明的一個目的在于提供一種在側(cè)視角沒有灰度倒置的用于TN模式 LCD面板的視角可控的液晶顯示器件。本發(fā)明的另一目的在于提供一種能夠兩側(cè)對稱地控制視角的用于TN模 式LCD面板的視角可控的液晶顯示器件。本發(fā)明的附加優(yōu)點和特征將在后面的描述中得以闡明，通過以下描述，將 使它們對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在某種程度上顯而易見，或者可通過實踐本發(fā) 明來認(rèn)識它們。本發(fā)明的這些和其他優(yōu)點可通過書面描述及其權(quán)利要求以及附 圖中具體指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和得到。為了實現(xiàn)這些和其它優(yōu)點，按照本發(fā)明的目的，作為具體和廣義的描述，一種視角可控的LCD器件包括第一面板，其包括TN模式液晶材料和上偏 振板，所述TN模式液晶材料具有排列為與器件橫軸成-45度方向的最下液晶 層和排列為與器件橫軸成+45度方向的最上液晶層，所述上偏振板設(shè)置在TN 模式液晶材料上且具有平行于與橫軸成+45度方向的透光軸；半波板，其設(shè)置 在第一面板的上方并延遲通過第一面板的光的相位，從而將由第一面板確定的 偏振軸改變至與橫軸垂直；以及第二面板，其設(shè)置在半波板的上方，包括ECB 液晶材料并且兩側(cè)對稱地控制視角。應(yīng)該理解，上面的概括性描述和下面的詳細(xì)描述都是示意性和解釋性的， 意欲對本發(fā)明的權(quán)利要求提供進(jìn)一步的解釋。


本申請所包括的附圖用于提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且包括在該申請 中并作為本申請的一部分，示出了本發(fā)明的實施方式并且連同說明書一起用于 解釋本發(fā)明的原理。在附圖中圖1A和圖1B示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的TN模式液晶顯示器件的結(jié)構(gòu)； 圖2示出了根據(jù)本發(fā)明第一和第二實施方式的視角可控的液晶顯示器件的結(jié)構(gòu)-,圖3示出了圖2所示的液晶顯示器件的顯示原理；圖4A和圖4B示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的視角可控的液晶顯示器 件的寬視角模式和窄視角模式；圖5A和圖5B示出了圖4A和圖4B所示的視角可控的液晶顯示器件在寬 視角模式和窄視角模式中的光透射特性圖；圖6A和圖6B示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施方式的視角可控的液晶顯示器 件的寬視角模式和窄視角模式；圖7A和圖7B示出了圖6A和圖6B所示的視角可控的液晶顯示器件在寬 視角模式和窄視角模式中的光透射特性圖；圖8示出了根據(jù)本發(fā)明第三實施方式的視角可控的液晶顯示器件； 圖9示出了圖8所示的第一面板；圖IOA和圖IOB示出了根據(jù)本發(fā)明第三實施方式的視角可控的液晶顯示 器件的寬視角模式和窄視角模式；圖IIA和圖IIB示出了圖IOA和圖IOB所示的視角可控的液晶顯示器件 在寬視角模式和窄視角模式中的光透射特性圖；圖12示出了圖4A-圖IOB所示的半波板的光軸。
具體實施方式
參照附圖中的圖2到圖12，通過本發(fā)明的優(yōu)選實施方式來說明本發(fā)明的 目的和優(yōu)點。本發(fā)明的實施方式包括半波板，其用于將線性偏振方向從基板的 橫向進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)45度，從而偏振方向垂直于基板的橫向。該半波板可以設(shè)置 在屏幕面板的TN模式液晶材料和視角面板的ECB模式液晶材料之間。參照 相關(guān)的附圖，將詳細(xì)解釋根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明第一和第二實施方式的視角可控的液晶顯示器件 的結(jié)構(gòu)。參照圖2，本發(fā)明視角可控的液晶顯示器件的實施方式包括具有TN 模式液晶器件的第一面板20和選擇性地控制由第一面板20呈現(xiàn)的圖像的視角 的第二面板40。圖3示出了圖2所示的液晶顯示器件的顯示原理。參照圖3，第一面板20 包括上板24a、下板22以及液晶分子29，其中，上板24a具有公共電極25和 上偏振板27a，下板22具有像素電極23和下偏振板21，液晶分子29設(shè)置在 上板24a和下板22之間。在最初狀態(tài)時，第一面板20的液晶分子29層疊為 多層，使得這些層的分子從最下層到最上層連續(xù)扭曲90度。在本發(fā)明的第一和第二實施方式中，上偏振板27a和下偏振板21設(shè)置為 使透光軸("a"和"b")彼此垂直。為了防止灰度倒置問題，第一面板20的 液晶材料29的最下層排列為相對于Y軸成-45度角。液晶分子29的其它層連 續(xù)或螺旋狀扭曲地層疊。液晶分子29的最上層排列為相對于Y軸成+45度角。 Y軸與視角面板的橫向平行。因此，下偏振板21設(shè)置為使得其透光軸與液晶 分子29最下層的排列方向平行。g卩，透光軸(a)設(shè)置為相對于Y軸成-45度 角。此外，上偏振板27a設(shè)置為使其透光軸與液晶分子29最上層的排列方向 平行。即，透光軸(b)設(shè)置為相對于Y軸成+45度角。
當(dāng)未在像素電極23和公共電極25之間施加電場時，液晶分子29保持其 最初的排列狀態(tài)。在這種情形下，由于平行于透光軸(a)的光分量能夠通過 下偏振板21，因此入射進(jìn)第一面板20的光12在下偏振板21處為線性偏振。 隨著線性偏振光通過液晶分子29的扭曲層，偏振方向改變90度。己通過液晶 分子29的光的偏振方向改變?yōu)榕c上偏振板27a的透光軸(b)平行。結(jié)果，下 偏振板21的線性偏振光能夠通過上偏振板27a。通過上偏振板27a的光的偏 振方向與相對于Y軸或橫軸成+45度角的方向平行。相對于Y軸成+45度角的線性偏振光通過第一面板20，然后進(jìn)入第二面 板40。第一面板20的下板22也可以包括光學(xué)膜31，該光學(xué)膜31在像素電極 23和下偏振板21之間，用于增強通過下板22的光的光學(xué)特性。第一面板20的 上板24a也可以包括光學(xué)膜33，該光學(xué)膜33在公共電極25和上偏振板27a 之間，用于增強通過上板24a的光的光學(xué)特性。第二面板40包括上板43、下板41以及設(shè)置在上板43和下板41之間的 ECB (電控雙折射)液晶分子45。 ECB液晶分子45使光在有效方向上相位延 遲。然而，這些有效方向與液晶材料的主軸不平行或者垂直。因此，第二面板 40利用ECB液晶分子45的該性質(zhì)來控制視角。控制視角決定了位于監(jiān)視器側(cè)角度的人能否看到顯示在監(jiān)視器上的數(shù)據(jù)。 在寬視角模式下，坐在監(jiān)視器視角內(nèi)的人能夠看到監(jiān)視器上的數(shù)據(jù)。在窄視角 模式下，只有坐在監(jiān)視器正前方的人才能看到數(shù)據(jù)，而任何其他從側(cè)視角看的 人都不能看到監(jiān)視器上的數(shù)據(jù)。因此，為了用ECB液晶分子45有效地控制視 角，應(yīng)當(dāng)兩側(cè)對稱地進(jìn)行視角控制。為此，入射到ECB液晶材料的光應(yīng)當(dāng)垂 直偏振，即垂直于顯示面板的Y軸或者橫向。在本發(fā)明的實施方式中，通過 第一面板20后相對于Y軸成45度角的線性偏振光在進(jìn)入第二面板40的ECB 液晶材料之前，應(yīng)當(dāng)調(diào)整其偏振方向為相對于Y軸成90度角。為此，本發(fā)明 包括半波板51a。半波板將入射光的偏振方向相對于最初的偏振方向改變45度。因此，相 對于Y軸偏振+45度的光通過第一面板20，以使其通過第二面板40的下板后 變成相對于Y軸偏振90度角。此后，能夠兩側(cè)對稱地控制相對于Y軸偏振 90度方向的光。參照圖4A、圖4B、圖6A、圖6B、圖10A和圖IOB，將解 釋對于不同實施方式第二面板40的下板結(jié)構(gòu)。 圖4A和圖4B示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的視角可控的LCD器件的 寬視角模式和窄視角模式。參照圖4A和圖4B，根據(jù)第一實施方式的第二面 板40包括上板43、下板41a以及設(shè)置在上板43和下板41a之間的ECB液晶 分子45，其中，上板43具有上偏振板59和第一電極57，下板41a具有下偏 振板51a和第二電極55。上偏振板59設(shè)置為其透光軸(d)在最初狀態(tài)下與 ECB液晶分子45的主軸平行，以使透過ECB液晶分子45的光通過。此外， 第二面板40的下板41a包括在下偏振板51a上的半波板53a。在所述第一實施 方式中，下偏振板51a的透光軸(c)與第一面板20的上偏振板27a的透光軸(b)平行，以使通過第一面板20的光入射在半波板53a上。g卩，通過第二面 板40的下偏振板51a的光相對于Y軸成+45度角。該線偏振光通過半波板53a 后再旋轉(zhuǎn)45度而改變其偏振方向。結(jié)果，如圖4A和圖4B所示，產(chǎn)生的光相 對于Y軸成90度角，以使該產(chǎn)生的光平行于X軸。與X軸平行的該產(chǎn)生的 線性偏振光進(jìn)入ECB液晶分子45。最初，ECB液晶分子45排列為與來自半 波板53a的產(chǎn)生的線性偏振光的偏振軸平行。g卩，ECB液晶分子45的主軸排 列為相對于Y軸或者橫軸成90度角。當(dāng)在第一電極57和第二電極55之間施 加電場時，ECB液晶分子45的最初排列狀態(tài)發(fā)生改變。在第一實施方式中， 第二面板40包括下偏振板51a。然而，下偏振板51a僅確保入射在半波板53a 上的光的線性偏振方向。因此，對于第二面板40的主要功能來說，下偏振板 51a并非是必需的。如圖4A所示，當(dāng)未在第一電極57和第二電極55之間施加電場時，ECB 液晶分子45保持其最初的排列狀態(tài)。在最初狀態(tài)下，來自半波板53a的光的 偏振軸與ECB液晶分子45主軸的排列方向平行。沿著視角可控的顯示器件的 正前方(Z軸)傳播的光42a具有與ECB液晶分子45的主軸平行的偏振方向。 因此，光42a能夠透過上偏振板59的透光軸(d)，以顯示給顯示器件前方的 觀察者(A)。此外，沿著側(cè)視角傳播的光42b或42c也具有與ECB液晶分子 45主軸平行的偏振方向。因此，光42b或42c能夠透過上偏振板59的透光軸(d)，并顯示給在側(cè)面(B或C)的觀察者。結(jié)果，所有視角都顯示通過半波 板53a的所有光42。因此，當(dāng)關(guān)閉第二面板40時，ECB液晶分子45保持最 初的排列狀態(tài)。視角可控的液晶顯示器件以寬視角模式運行。相反，如圖4B所示，當(dāng)在第二面板40的第一電極57和第二電極55之
間施加電場時，ECB液晶分子45連同電場方向一起重新排列，以使主軸垂直 豎起。然后，僅沿著視角可控的液晶顯示器件的正前方(Z軸)傳播的光具有 垂直于ECB液晶分子45主軸的偏振方向。因此，偏振光42a不受ECB液晶 分子45影響。在該情形下，光42a能夠透過上偏振板59的透光軸(d)，并顯 示給在前方視角的觀察者(A)。然而，沿側(cè)視角傳播的光42b或42c的偏振 方向既不平行也不垂直于ECB液晶分子45的主軸。因此，ECB液晶分子45 延遲了光42b或光42c的相位，從而改變了偏振方向。結(jié)果，光42b或42c不 能透過上偏振板59的透光軸(d)，從而不會顯示給在側(cè)視角的觀察者(B或 C)。 S口，當(dāng)?shù)诙姘?0開啟時，ECB液晶分子45排列為垂直于面板40的表 面。該視角可控的液晶顯示器件以窄視角模式運行。圖5A和圖5B分別示出了如圖4A和圖4B所示的視角可控的液晶顯示器 件在寬視角模式和窄視角模式下的光透射特性的等值圖。根據(jù)第一實施方式的 第二面板通過包括在第二面板內(nèi)的半波板控制偏振光的視角相對于Y軸成90 角。因此，可以兩側(cè)對稱地控制視角。根據(jù)第一實施方式的視角可控的器件能 夠提供兩側(cè)對稱的窄視角模式。接著將解釋第二實施方式。第二實施方式的基本概念與第一實施方式的基 本概念有些相似。第二實施方式考慮到制造工序，其中將第一面板和第二面板 提供為模塊，并且用其間的半波板將其接合。圖6A和圖6B示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施方式的視角可控的液晶顯示器 件的寬視角模式和窄視角模式。參照圖6A和圖6B，第二面板40'包括上板43、 下板41b以及在上板43和下板41b之間的ECB液晶分子45，其中，上板43 具有上偏振板59和第一電極57，下板41b具有下偏振板51b和第二電極55。 上偏振板59的透光軸(d)與ECB液晶分子45的主軸平行以通過來自ECB 液晶分子45的光。第二面板40'與第一實施方式中的第一面板20接合。這里， 半波板53b插入在第一面板20和第二面板40'之間。半波板53b將來自第一面 板20的光的線性偏振方向從相對于Y軸成+45度角改變?yōu)橄鄬τ赮軸成90 度角。因此，第二面板40，的下偏振板51b應(yīng)當(dāng)設(shè)置為具有與通過半波板53b 線性偏振的光軸平行的透光軸。然而，下偏振板51b并非是必需的。通過考慮 透過半波板53b后光的偏振情形來排列下偏振板51b的透光軸(c，)。例如， 如圖6A和圖6B所示，當(dāng)光通過第一面板20后相對于Y軸線性偏振+45度然
后通過半波板53時，偏振方向又旋轉(zhuǎn)45度，從而光變成相對于Y軸線性偏 轉(zhuǎn)90度。因此，下偏振板51b的透光軸(c，)調(diào)整為垂直于Y軸或橫軸。隨 后，光通過下偏振板51b，然后進(jìn)入ECB液晶分子45。使用ECB液晶分子 45時，光能夠被控制為窄視角模式或者寬視角模式。關(guān)于窄視角模式和寬視 角模式的詳細(xì)方法與在圖4A和圖4B中描述的相同，因此不再描述。圖7A和圖7B分別示出了圖6A和圖6B所示的視角可控的液晶顯示器件 在寬視角模式和窄視角模式時光透射特性的等值線圖。根據(jù)本發(fā)明第二實施方 式的第二面板通過半波板控制光的視角為相對于Y軸線偏轉(zhuǎn)90度，從而其能 夠被兩側(cè)對稱地控制。如圖7B所示，根據(jù)第二實施方式的視角可控的LCD 器件能夠?qū)崿F(xiàn)兩側(cè)對稱的窄視角模式。在第二實施方式中，第二面板40，的下 偏振板51b可以根據(jù)與第一實施方式相同的原因而去除。第三實施方式的概念與第一和第二實施方式的概念有些相同。其區(qū)別在于 當(dāng)制造第一面板時，將半波板包括在內(nèi)。圖8示出了根據(jù)本發(fā)明第三實施方式的視角可控的液晶顯示器件的簡化 結(jié)構(gòu)。參照圖8，視角可控的液晶顯示器件包括第一面板90和第二面板95， 其中，第一面板90具有用于呈現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)的TN模式液晶材料，第二面板95 粘接到第一面板90，用于選擇性地控制視頻數(shù)據(jù)的視角。圖9示出了圖8所示的第一面板。參照圖9，第一面板卯包括上板24b、 下板22以及位于上板24b和下板22之間的液晶材料29，其中，上板24b具 有公共電極25、半波板53c以及在半波板53c上的上偏振板27b，下板22具 有像素電極23和下偏振板21。在最初的排列狀態(tài)下，第一面板中的液晶材料 29在公共電極25和像素電極23之間具有連續(xù)扭曲90度的層疊結(jié)構(gòu)。與第一 和第二實施方式不同，下偏振板21和上偏振板27b的透光軸(a和b，)并非 相對于彼此垂直設(shè)置。這里，會詳細(xì)描述下偏振板21和上偏振板27b的透光軸(a和b，)。由于 最下部的液晶層29排列為與Y軸成-45度角，因此下偏振板21的透光軸(a) 設(shè)置為與Y軸成-45度角，以改善灰度倒置的問題。上偏振板27b的透光軸(b，) 設(shè)置為與通過半波板53c的光的偏振方向平行。通過半波板53c后光的偏振方 向由進(jìn)入半波板53c的光的偏振方向決定。在本發(fā)明的第三實施方式中，進(jìn)入 半波板53c的光已通過第一面板90的液晶材料29。以下將詳細(xì)描述通過第一
面板卯的光路徑。當(dāng)未在像素電極23和公共電極25之間施加電場時，液晶材料29保持最 初的排列狀態(tài)。在最初的排列狀態(tài)下，進(jìn)入第一面板卯的光首先透過下偏振 板21。然后，其線性偏振，從而使與下偏振板21的透光軸(a)平行的光通 過。然后，線偏振光通過連續(xù)或螺旋扭曲的液晶材料29，從而光的相位將延 遲。因此，通過第一面板卯的液晶材料29的光相對于Y軸線偏振+45度。然 后光進(jìn)入半波板53c。半波板53c將光的線性偏振方向再旋轉(zhuǎn)45度。結(jié)果， 來自半波板53c的光相對于Y軸線偏振90度。因此，包括在第一面板90中 的上偏振板27的透光軸(b，)應(yīng)當(dāng)設(shè)置為相對于Y軸成90度。在此，第一面板卯的第一上板24b和下板22可以進(jìn)一步包括在寬視角模 式下用于增強視角的視角補償膜31或33。線性偏振至與Y軸成90度角方向 的光進(jìn)入第二面板95。本發(fā)明第三實施方式的第二面板95包括具有盒間隙而彼此接合的上板和 下板，以及二者之間的ECB液晶材料。在光兩側(cè)對稱地通過第一面板后，ECB 液晶材料能夠?qū)⒐饪刂茷橄鄬τ赮軸線性偏振90度，尤其在窄視角模式下。 以下將參照圖IOA和圖10B描述第二面板95的結(jié)構(gòu)。圖IOA和圖10B示出了根據(jù)第三實施方式的視角可控的液晶顯示器件的 寬視角模式和窄視角模式。根據(jù)本發(fā)明第三實施方式的第二面板95包括上板 43、下板41c以及位于上板43和下板41c之間的ECB液晶材料45，其中，上 板43具有上偏振板59和第一電極57，下板41c具有下偏振板51c和第二電 極55。上偏振板59的透光軸(d)設(shè)置為與最初排列時的ECB液晶分子45 的主軸平行，以使穿過ECB液晶分子45的光透過。在第二面板95的下板41c 中的下偏振板51c的透光軸(c")平行于穿過第一面板90的光的線性偏振方 向。由于光通過根據(jù)第三實施方式的第一面板90線性偏振至與Y軸成90度 角的方向，下偏振板51c的透光軸(c")應(yīng)當(dāng)設(shè)置為與Y軸成90度角的方向。 因此，光在通過下偏振板51c后保持其偏振狀態(tài)。此后，光進(jìn)入ECB液晶分 子45。關(guān)于獲得窄視角模式和寬視角模式的方法與根據(jù)圖4A和圖4B所描述 的相同，因此不再描述。圖IIA和圖IIB示出了圖IOA和圖IOB所示的視角可控的液晶顯示器件 在寬視角模式和窄視角模式下光透射特性的等值圖。在本發(fā)明的第三實施方式 中，第二面板可以利用包括在第一面板90中的半波板53c兩側(cè)對稱地控制相 對于Y軸線性偏振90度的光的視角。根據(jù)第三實施方式的視角可控的器件能 夠使視角模式兩側(cè)對稱地變窄。在第三實施方式中，第二面板95的下偏振板 51c可以根據(jù)第一實施方式相同的原因而去除。圖12分別示出了圖4A、圖6A和圖9所示的半波板的光軸。如上所述， 半波板53a、 53b和53c旋轉(zhuǎn)線性偏振光的偏振方向。最終旋轉(zhuǎn)的偏振方向由 半波板53a、 53b和53c的透光軸(e)與入射光的偏振方向之間的角度差確定。 因此，應(yīng)當(dāng)通過考慮相對于Y軸或橫軸線性偏振+45度的光的偏振方向而確定 半波板53a、 53b、和53c的透光軸(e)。為了將光相對于Y軸線性偏振+45 度改變?yōu)槠?0度，半波板53a、 53b和53c的透光軸(e)設(shè)置為與相對于 Y軸成+45度的軸成正或負(fù)5度 35度角。也就是說，半波板53a、 53b、和53c 的透光軸(e)可以設(shè)置為相對于Y軸成50度~80度角的范圍內(nèi)和/或相對于Y 軸成10度 40度角的范圍內(nèi)，以將光從相對于Y軸線性偏振+45度改變?yōu)橄?對于Y軸線性偏振90度。為保持光損失在最低限度內(nèi)，半波板53a、 53b和 53c的透光軸(e)應(yīng)設(shè)置為與Y軸成45度±22.5度角。換句話說，半波板53a、 53b和53c的透光軸(e)優(yōu)選設(shè)置為相對于Y軸成22.5度或67.5度角。半波板53a、 53b、和53c改變在400nm 700nm波長內(nèi)的可見光的偏振方 向。為了在較寬的波長范圍內(nèi)改變光的偏振方向，半波板53a或51a應(yīng)當(dāng)為寬 帶半波板。寬帶半波板具有兩層或多層半波板重疊的結(jié)構(gòu)，從而用于延遲相位 的材料能夠?qū)^寬的光波長帶產(chǎn)生影響。在如上所述的實施方式中，根據(jù)本發(fā)明實施方式的視角可控的LCD器件 包括用于呈現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)的TN模式面板、用于控制視頻數(shù)據(jù)視角的ECB模式 面板以及用于兩側(cè)對稱地控制視角的半波板。此外，根據(jù)本發(fā)明實施方式的視 角可控的LCD器件僅通過應(yīng)用具有半波板的視角控制面板或通過在TN模式 面板上粘接半波板，而不必改變傳統(tǒng)的TN模式面板，就能夠?qū)崿F(xiàn)兩側(cè)對稱的 視角控制。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明并不局限于這些實施例。在不背離本發(fā)明精神或范圍的 條件下可以做出各種變型和修改。因此，本發(fā)明的范圍應(yīng)該僅由權(quán)利要求書及 其等同物限定。
權(quán)利要求
1. 一種視角可控的液晶顯示器件，包括第一類型的液晶分子，其取向為透過與器件的橫軸成偏離角的偏振光，以防止在側(cè)面視角的灰度倒置；半波板結(jié)構(gòu)，用于延遲來自第一類型液晶分子的偏振光的相位，從而偏振光被重新取向為垂直于顯示器件的橫軸；以及第二類型的液晶分子，用于在窄視角和寬視角之間兩側(cè)對稱地選擇性轉(zhuǎn)換。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的視角可控的液晶顯示器件，其特征在于，所述 第一類型液晶分子為扭曲向列，而所述第二類型的液晶分子為電控雙折射。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的視角可控的液晶顯示器件，其特征在于，所述 第一類型液晶分子位于第一面板的公共電極和像素電極之間。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的視角可控的液晶顯示器件，其特征在于，所述 第一面板包括上偏振器。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的視角可控的液晶顯示器件，其特征在于，所述 第一面板包括位于上偏振器和像素電極之間的光學(xué)膜。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的視角可控的液晶顯示器件，其特征在于，所述 第一面板包括位于上偏振器和像素電極之間的半波板結(jié)構(gòu)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的視角可控的液晶顯示器件，其特征在于，所述 第二類型液晶分子位于第二面板的第一電極和第二電極之間。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的視角可控的液晶顯示器件，其特征在于，所述 第二面板包括用于接收與橫軸成偏離角的偏振光的下偏振板。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的視角可控的液晶顯示器件，其特征在于，所述 第二面板包括位于第二電極和下偏振板之間的半波板結(jié)構(gòu)。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的視角可控的液晶顯示器件，其特征在于，所述 第一類型液晶分子位于第一面板內(nèi)，而所述第二類型液晶分子位于第二面板 內(nèi)。
11、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的視角可控的液晶顯示器件，其特征在于，所 述半波板結(jié)構(gòu)位于第一面板和第二面板之間。
12、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的視角可控的液晶顯示器件，其特征在于，所述 半波板結(jié)構(gòu)具有至少兩層重疊的半波板。
13、 一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的視角可控的液晶顯示器件，包括 扭曲向列液晶分子，其位于第一面板的上偏振器和像素電極之間； 半波板結(jié)構(gòu)，用于延遲來自扭曲向列液晶分子的光的相位；以及 電控雙折射液晶分子，其位于上偏振板和下偏振板之間， 其中，所述上偏振器具有與上偏振板的第二透射軸方向不同的第一透射軸方向。
14、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的視角可控的液晶顯示器件，其特征在于，所 述第一透射軸方向平行于所述顯示器件的橫軸。
15、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的視角可控的液晶顯示器件，其特征在于，所 述第二透射軸方向相對于所述器件的橫軸成45度角。
16、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的視角可控的液晶顯示器件，其特征在于，所 述半波板結(jié)構(gòu)位于第一面板和第二面板之間。
17、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的視角可控的液晶顯示器件，其特征在于，所 述半波板結(jié)構(gòu)位于電控雙折射液晶分子和下偏振板之間。
18、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的視角可控的液晶顯示器件，其特征在于，所 述半波板結(jié)構(gòu)在上偏振器和扭曲向列液晶分子之間。
19、 一種視角可控的液晶顯示器件，包括扭曲向列液晶分子，其位于第一面板的上偏振器和像素電極之間，用于延 遲光的相位以將光的偏振方向改變90度；半波板結(jié)構(gòu)，用于延遲來自扭曲向列液晶分子的光的相位以進(jìn)一步將偏振 方向改變45度；以及電控雙折射液晶分子，其位于上偏振板和下偏振板之間，其中，所述上偏振其具有與上偏振板的第二透射軸方向相差45度的第一 透射軸方向。
20、 根據(jù)權(quán)利要求19所述的視角可控的液晶顯示器件，其特征在于，所 述下偏振板具有與所述上偏振板的第二透射軸方向平行的第三透射軸方向。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種視角可控的液晶顯示器件。本發(fā)明的目的在于提供一種具有TN模式LCD面板的視角可控的液晶顯示器件，在該器件中，窄視角模式可以呈兩側(cè)對稱。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明包括第一面板，其包括TN模式液晶材料和上偏振板，其中TN模式液晶材料具有與器件橫軸成-45度方向排列的最下液晶層和與橫軸成+45度方向排列的最上液晶層，上偏振板設(shè)置在TN模式液晶材料上并具有平行于與橫軸成+45度方向的透光軸；半波板，其設(shè)置在第一面板的上方并且延遲通過第一面板的光的相位，以使由第一面板確定的偏振軸改變至與橫軸垂直；以及第二面板，其設(shè)置在半波板的上方，包括ECB液晶材料并且兩側(cè)對稱地控制視角。
文檔編號G02F1/1335GK101211067SQ200710103740
公開日2008年7月2日 申請日期2007年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月28日
發(fā)明者丁美準(zhǔn) 申請人:Lg.菲利浦Lcd株式會社