專利名稱：圓極化器、液晶顯示設(shè)備和終端設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圓極化器、和使用圓極化器的液晶顯示設(shè)備與終端設(shè)備，并且特別地，涉及具有優(yōu)越的波長特性和當(dāng)從一個(gè)角度觀看時(shí)具有優(yōu)越的視角特性的圓極化器，以及使用該圓極化器的液晶顯示設(shè)備與終端設(shè)備。

背景技術(shù)：
使用液晶的顯示設(shè)備，由于它們的外形薄、重量輕、尺寸小、能耗小和其它優(yōu)點(diǎn)，因而被廣泛地部署和用于各種各樣的設(shè)備，包括監(jiān)視器、電視機(jī)(TV電視機(jī))和其它大型終端設(shè)備；筆記本個(gè)人電腦、取款機(jī)、售貨機(jī)、和其它中型尺寸的終端設(shè)備；以及個(gè)人電視機(jī)、PDA(個(gè)人數(shù)字助理個(gè)人信息終端)、移動電話、移動游戲設(shè)備、和其它小型終端設(shè)備。在作為液晶顯示設(shè)備的主要部件的液晶板中，信息是通過使用電場來控制液晶分子的取向而被顯示的，按照液晶分子的類型和初始取向、電場的方向、和其它特性的組合，提出過許多模式。在這些模式中間，在傳統(tǒng)的終端設(shè)備中最經(jīng)常使用的模式包括使用簡單矩陣結(jié)構(gòu)的STN(超扭曲向列)模式和使用有源矩陣結(jié)構(gòu)的TN(扭曲向列)模式。然而，使用這些模式的液晶板能夠正確地區(qū)分反差比(contrast ratio)的角度的范圍很窄，而在最佳觀看位置以外進(jìn)行觀看時(shí)將出現(xiàn)灰度顛倒。
這種灰度顛倒的問題在移動電話和其它終端設(shè)備中，當(dāng)顯示內(nèi)容主要包含電話號碼和其它字符時(shí)，是不太重要的。然而，隨著最近技術(shù)發(fā)展，終端設(shè)備不單顯示文本信息，而且也顯示大量圖像信息。因而，圖像的可視性被灰度顛倒嚴(yán)重地降低了。所以，使用具有大的角度范圍的模式的液晶板(在這些角度下反差比可被正確地區(qū)分而不出現(xiàn)灰度顛倒)，逐漸被安裝在終端設(shè)備中。具有這種類型的模式的液晶板通常被稱為寬視角液晶板，在這些液晶板中應(yīng)用IPS(在平面內(nèi)切換)模式和其它水平場模式、多域垂直對準(zhǔn)模式等等。
在寬視角模式中間，多域垂直對準(zhǔn)模式是這樣一種方案，它具有其取向方向在垂直對準(zhǔn)模式液晶板中互相補(bǔ)償?shù)挠?，其中?dāng)沒有加上電壓時(shí)存在垂直對準(zhǔn)狀態(tài)，而當(dāng)加上電壓時(shí)液晶分子在平行于基片邊界的方向上對準(zhǔn)。特別地，以一定的方向取向的液晶分子，被按不同方向?qū)?zhǔn)的另一個(gè)域的液晶分子在光學(xué)上進(jìn)行補(bǔ)償，從而視角得以改進(jìn)。
雖然在這種多域垂直對準(zhǔn)模式下液晶分子當(dāng)加上電壓時(shí)按一個(gè)角度取向，但該具有角度的液晶分子的影響在光學(xué)上得到補(bǔ)償，所以改進(jìn)了視角。
相反，在IPS方案或其它水平場模式，液晶分子平行于基片地單軸地取向，當(dāng)所加電壓平行于基片時(shí)，液晶分子旋轉(zhuǎn)，而同時(shí)保持平行于基片的狀態(tài)。特別地，由于液晶分子即使在加上電壓時(shí)相對于基片也不是直立的，從原理上得到寬視角的優(yōu)點(diǎn)。
在使用液晶的顯示設(shè)備中，液晶分子本身不發(fā)射光，以及所以必須使用某種類型的光，以使得顯示是可見的。這些液晶顯示設(shè)備通常可以按照所使用的光源的類型，被分類為透射的、反射的、或半透射的(聯(lián)合地使用傳輸光和反射光)。反射型可減小能量消耗，因?yàn)樵陲@示設(shè)備中可以利用外部光，但反差比和顯示性能的其它方面比起透射型要差。所以，透射的和半透射的液晶顯示設(shè)備當(dāng)前是主流。在透射的和半透射的液晶顯示設(shè)備中，光源被安裝在液晶板的背面，以及通過使用由光源發(fā)射的光而形成顯示。特別地，中等尺度液晶顯示設(shè)備是由用戶攜帶并在各種條件下使用的。所以，在任何情形下具有高度可視度的半透射液晶顯示設(shè)備被用作為這樣的中等尺度設(shè)備，因?yàn)榉瓷滹@示器在亮處是可見的，而透射顯示器在暗處是可見的。
過去，ECB(電控制的雙折射)模式或前述的具有高分辨率和寬視角的特性的多域垂直對準(zhǔn)模式在這些半透射液晶顯示設(shè)備中使用的液晶板中被使用。
圖1是顯示在AsiaDisplay/IDW01，p.134中描述的第一個(gè)傳統(tǒng)的液晶顯示設(shè)備中使用的垂直對準(zhǔn)模式半透射液晶板的截面圖。如圖1所示，在作為第一個(gè)傳統(tǒng)的例子的垂直對準(zhǔn)模式半透射液晶顯示設(shè)備中，背光4007，下部極化器4003，下部λ/4板4005，液晶層4003，上部λ/4板4002，和上部極化器4001從背面按順序分層排列，以及反射板4004被形成在反射顯示區(qū)域的液晶層4003下。由于具有負(fù)介電各向異性的液晶在液晶層中是垂直地取向的，當(dāng)沒有加上電壓時(shí)，在顯示平面上不存在折射率各向異性，而液晶層是各向同性的。上部λ/4板4002和下部λ/4板4005也被安排成使得它的慢軸互相正交。在一個(gè)光學(xué)片中，一個(gè)λ/4板和一個(gè)發(fā)射線極化光的極化器被放置在一起，以使得極化器的吸收軸和λ/4板的低軸以本傳統(tǒng)的例子的方式成為45°角度，這樣的光學(xué)片具有發(fā)射圓極化光的效果。以這種方式生成圓極化光的極化器通常被稱為圓極化器，它與發(fā)射線極化光的極化器不同。
在AsiaDisplay/IDW01，p.134中描述的這樣配置的第一傳統(tǒng)的垂直對準(zhǔn)模式半透射液晶顯示板中，作為線極化光而傳送通過上部極化器4001的光進(jìn)入到上部λ/4板4002，而在沒有加上電壓的關(guān)斷狀態(tài)下在反射顯示區(qū)域發(fā)射逆時(shí)針的圓極化光。然后光進(jìn)入液晶顯示層4003，但如前所述，由于液晶顯示層在顯示的平面上不具有折射率各向異性，所以極化狀態(tài)沒有改變。因此，作為逆時(shí)針圓極化光的光沒有修改地進(jìn)入反射板4004，在被反射板4004反射后變換成順時(shí)針圓極化光，并進(jìn)入液晶顯示層4003。作為順時(shí)針圓極化光而沒有修改地傳送通過液晶層4003的光重新進(jìn)入上部λ/4板4002，并且被變換成線極化光，但由于光在圓極化狀態(tài)下以與光進(jìn)入時(shí)相反的方向進(jìn)入，發(fā)射的光是與入射光正交的線極化光。所以，進(jìn)入上部極化器4001的光被極化器吸收。特別地，當(dāng)在反射顯示器部分沒有加上電壓時(shí)，顯示器轉(zhuǎn)為黑色。然而，當(dāng)加上電壓時(shí)，由于被垂直地對準(zhǔn)的液晶不再是垂直向上的，并在顯示面上出現(xiàn)雙折射，因此極化狀態(tài)改變，使得光被發(fā)射，顯示器轉(zhuǎn)為白色。具體地，形成了正常的黑色反射顯示器。
在沒有加上電壓的關(guān)斷狀態(tài)下在透射的區(qū)域中，從背光4007發(fā)射而進(jìn)入下部極化器4006的光變?yōu)榫€極化光，進(jìn)入下部λ/4板4005，再作為順時(shí)針圓極化光進(jìn)入液晶層4003。如上所述，沒有加上電壓的液晶層4003在顯示面上不具有光的各向異性，所以未經(jīng)修改就從液晶層4003發(fā)射入射的順時(shí)針圓極化光，并進(jìn)入上部λ/4片4002。進(jìn)入上部λ/4片4002的光被變換成線極化光，但被上部極化器4001吸收。具體地，當(dāng)在透射的顯示部分上沒有加上電壓時(shí)，顯示器變?yōu)楹谏?。然而，?dāng)加上電壓時(shí)，由于垂直對準(zhǔn)的液晶不再是直立的并在顯示面上發(fā)生雙折射，所以極化狀態(tài)改變而發(fā)射光，顯示器變?yōu)榘咨?。具體地，形成了正常為黑色的反射顯示器。
圖2是顯示在日本公開專利申請No.2000-035570中使用的垂直對準(zhǔn)模式半透射液晶板的示意性截面圖。在第一個(gè)傳統(tǒng)的液晶顯示設(shè)備中的圓極化器由極化器和λ/4板組成，而在本傳統(tǒng)的例子中的圓極化器由極化器、λ/2板、和λ/4板組成。如圖2所示，在作為第二個(gè)傳統(tǒng)的例子的垂直對準(zhǔn)模式半透射液晶顯示設(shè)備中，極化器2009、λ/2板2012，λ/4板2010，基片2001、反射電極2003和發(fā)射電極2005、LC層(垂直對準(zhǔn))2005、對置的電極2004、基片2002、λ/4板2007，λ/2板2001、和極化器2006從背面按次序分層排列。λ/2板2012的慢軸和λ/2板2011的慢軸，以及λ/4板2010的慢軸和λ/4板2007的慢軸分別被安排成互相正交。LC層是液晶層。
在第一個(gè)傳統(tǒng)的液晶顯示設(shè)備中，圓極化器被配置為具有極化器和λ/4片的波長板。波長板通常由聚合物薄膜制成，其中聚合物薄膜的折射率的各向異性隨波長變短而增加，以及隨波長變長而減小。所以，當(dāng)波長板例如被設(shè)置成在550nm時(shí)為λ/4片時(shí)，波長板在不同于約550nm的波長時(shí)不能適當(dāng)?shù)赜米鳛棣?4片，由于λ/4片的折射率各向異性的波長相關(guān)性，在暗的顯示器的反射模式下在不同于約550nm的波長時(shí)發(fā)生光泄漏，并且不能得到適當(dāng)?shù)暮谏墑e。
在第二傳統(tǒng)的液晶顯示設(shè)備中，由于圓極化器由極化器、λ/2板、和λ/4板組成，當(dāng)線極化光被變換成圓極化光時(shí)發(fā)生的折射率各向異性的波長相關(guān)性在一定程度上被抵消。由此，在反射模式下，在一個(gè)其中出現(xiàn)最小的極化狀態(tài)起伏的狀態(tài)下光可以在可見光區(qū)域的很寬的波長范圍內(nèi)被變換成圓極化光。反射模式的反差比和反射模式下暗顯示的著色性因此可得到改進(jìn)。在很寬的波長范圍內(nèi)，能在一個(gè)出現(xiàn)最小的極化狀態(tài)起伏的狀態(tài)下使得光成為圓極化的圓極化器被稱為寬帶圓極化器。
在第二傳統(tǒng)的液晶顯示設(shè)備中，寬帶圓極化器由極化器、λ/2板、和λ/4板組成，但按照日本公開專利申請No.2001-35570，寬帶圓極化器可以使用不同配置來形成。例如，可以使用一個(gè)極化器和三個(gè)λ/2板，或可以使用一個(gè)極化器、兩個(gè)λ/2板和一個(gè)λ/4板。
圓極化器不單用于垂直對準(zhǔn)模式半透射液晶顯示板，而且也用于多域垂直對準(zhǔn)模式半透射液晶板。當(dāng)線極化在多域垂直對準(zhǔn)模式下使用時(shí)，其中液晶所處的平行于或正交于線極化器的吸收軸的區(qū)域?qū)τ谕腹舛炔划a(chǎn)生影響。然而，當(dāng)在多域垂直對準(zhǔn)模式下使用圓極化器時(shí)，液晶對于透光度產(chǎn)生影響而不管液晶處于的方向，并且透光度增加。
然而，上述的傳統(tǒng)的技術(shù)具有以下問題。
特別地，與其中使用線極化器的情形相比較，使用傳統(tǒng)的圓極化器的液晶顯示設(shè)備當(dāng)從一個(gè)角度觀看時(shí)具有很差的視角特性。
這個(gè)問題的原因?qū)⑼ㄟ^使用一個(gè)其中圓極化器是由極化器和λ/4板組成的例子進(jìn)行描述。在圓極化器中的λ/4片被設(shè)計(jì)為對于從垂直于λ/4片的表面的方向進(jìn)入的光起到λ/4片的作用。具體地，λ/4片被設(shè)計(jì)為使得平面方向的遲差(ratardation)Re是四分之一波長。遲差Re由λ/4片的厚度d和在主軸方向的平面折射率nx和ny之間的差值決定。至于與法線成一個(gè)角度的光，即，當(dāng)從一個(gè)角度觀看顯示器時(shí)，遲差不僅僅是由nx和ny確定的Re，而且也受到在厚度方向上主軸的折射率nz和由于相對于法線的角度造成的增加的光路程長度的影響。所以，當(dāng)從一個(gè)角度觀看顯示器時(shí)，該λ/4片起到一個(gè)不同于原先的λ/4片的遲差片的作用，而極化器與λ/4片的組合起到橢圓極化器而不是圓極化器的作用。此外，由一個(gè)極化器和多個(gè)平面遲差片組成的圓極化器，當(dāng)從一個(gè)角度觀看顯示器時(shí)，比起由一個(gè)極化器和一個(gè)在平面方向有遲差的、平面遲差片組成的圓極化器，受遲差的影響更大。
由于在透射的液晶顯示設(shè)備中使用線極化器，其視角性能優(yōu)于在使用圓極化器時(shí)得到的視角性能。所以，不可能把通常的透射的液晶顯示設(shè)備的視角性能提高到超過傳統(tǒng)的半透射液晶顯示設(shè)備的透射顯示器的視角性能。
此外，由于傳統(tǒng)的寬帶圓極化器也具有不滿意的視角特性，半透射液晶顯示設(shè)備的反射顯示器的視角性能不能提高到超過通常的透射的液晶顯示設(shè)備的視角性能。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供具有優(yōu)越的波長特性和當(dāng)從一個(gè)角度觀看時(shí)具有優(yōu)越的寬視角特性的圓極化器，和提供使用該圓極化器的液晶顯示設(shè)備與終端設(shè)備。
按照本發(fā)明的圓極化器包括多個(gè)平面遲差片，它們具有在平面方向的遲差Re＞0，這時(shí)在平面的方向的遲差Re由下面的公式1表示 [公式1] Re＝(nx-ny)×d； 以及在厚度方向的遲差Rth由下面的公式2表示 [公式2] Rth＝({nx+ny)/2-nz)×d (其中nx是在平面上出現(xiàn)最大折射率的方向上的折射率，ny是在垂直于出現(xiàn)最大折射率的方向的平面方向上的折射率，nz是在厚度方向上的折射率，以及d是厚度)；和極化器，用于使得入射光極化，然后使該光透射到平面遲差片，或接收穿過平面遲差片的光；其中至少一個(gè)平面遲差片滿足關(guān)系式Rth＜0。
在平面方向具有遲差的遲差片，此后將被稱為平面遲差片。平面遲差片例如由薄膜組成，以及平行于在薄膜平面上最大折射率的方向的軸被稱為慢軸。本發(fā)明的圓極化器包括極化器和平面遲差片其中Re＞0以及例如通過分層為n個(gè)平面遲差片而形成，其中序號i(i＝1，2，...，n)以分層的次序指定給構(gòu)成圓極化器的多個(gè)平面遲差片，極化器被放置在前面。在第i個(gè)平面遲差片的厚度方向的遲差被表示為Rth1(i)。在本發(fā)明中，至少有一個(gè)第m個(gè)平面遲差片，其Rth1(m)＜0。
另一個(gè)圓極化器也可以以對應(yīng)于這樣的平面遲差片的方式而形成。序號j(其中j＝1，2，...，n)也可以以分層的次序指定給構(gòu)成該另一個(gè)圓極化器的多個(gè)平面遲差片，極化器被放置在前面。在構(gòu)成該另一個(gè)圓極化器的第j個(gè)平面遲差片的厚度方向的遲差被表示為Rth2(j)。
這時(shí)，優(yōu)選地給出，當(dāng)對于m＝1，Rth1(1)＜0時(shí)，Rth2(1)＞0；當(dāng)對于m＝2，Rth1(2)＜0時(shí)，Rth2(2)＞0；...以及當(dāng)對于m，Rth1(m)＜0時(shí)，Rth2(m)＞0。通過使用這種配置，當(dāng)本發(fā)明的圓極化器與對應(yīng)于本發(fā)明的圓極化器的平面遲差片的結(jié)構(gòu)的另一個(gè)圓極化器相組合地用于液晶顯示設(shè)備時(shí)，有可能具體地得到一種液晶顯示設(shè)備，它的透射的顯示器中的視角特性優(yōu)于通過傳統(tǒng)的圓極化器得到的視角特性。特別地，當(dāng)Rth值的總和的絕對值是很小時(shí)，視角特性還得到提高。
可以采用一種結(jié)構(gòu)，其中至少一個(gè)平面遲差片滿足關(guān)系式Rth＞0。通過使用這樣的圓極化器，由于其中Rth＞0的平面遲差片和其中Rth＞0的平面遲差片減小彼此的在單個(gè)圓極化器內(nèi)的Rth，圓極化器的視角特性得到提高。
按照本發(fā)明的圓極化器包括多個(gè)平面遲差片，它們在平面方向具有遲差Re＞0，這時(shí)在平面方向的遲差Re是(nx-ny)×d，以及在厚度方向的遲差Rth是((nx+ny)/2-nz)×d，(其中nx是在平面上出現(xiàn)最大折射率的方向上的折射率；ny是在垂直于出現(xiàn)最大折射率的方向的平面上方向折射率；nz是在厚度方向上的折射率；以及d是厚度)；并包括極化器，用于使得入射光極化，然后使該光透射到平面遲差片，或接收穿過平面遲差片的光；其中所有的平面遲差片滿足關(guān)系式Rth＝0。
在本發(fā)明中，一個(gè)具有至少兩個(gè)或多個(gè)其中Rth基本上為零的平面遲差片的圓極化器的使用將抑制在圓極化器的厚度方向上遲差的增加，由此提高圓極化器的視角特性。下面具體地對于本配置的情形進(jìn)行說明。在一個(gè)其中Rth基本上為零的平面遲差片中，斜的視角范圍是很寬的，因此有最小的遲差誤對準(zhǔn)。所以，平面遲差片在很寬的斜視角范圍內(nèi)起到圓極化器的作用。特別地，圓極化器的視角特性被增強(qiáng)。由于這個(gè)圓極化器使用兩個(gè)或多個(gè)平面遲差片，所以圓極化器也被做成寬帶圓極化器。
平面遲差片也可以是λ/4片或λ/2板。由于圓極化器能夠使用在當(dāng)前的市場上廣泛流通的λ/4片或λ/2板，所以其成本相對于開發(fā)全部新部件來說，可以降低。
可以采用一種配置，其中平面遲差片的平面雙折射的波長相關(guān)性可以相對于波長的增加而單調(diào)的方式減小。還可以采用一種配置，其中平面遲差片的平面雙折射的波長相關(guān)性可以相對于波長的增加而以單調(diào)的方式增加。
相對于反射的顯示部分來說，在透射的顯示部分中需要高的反差比。在本發(fā)明中，多個(gè)(n)平面遲差片是被分層的。序號i(i＝1，2，...，n)以分層的次序列被指定給構(gòu)成本發(fā)明的圓極化器的平面遲差片，極化器被放置在前面。每個(gè)平面遲差片的Re被表示為Re1(i)。也可以形成另一個(gè)圓極化器。序號j(j＝1，2，...，n)也以分層的次序指定給構(gòu)成該另一個(gè)圓極化器的平面遲差片，極化器被放置在前面。構(gòu)成該另一個(gè)圓極化器的多個(gè)平面遲差片的Re被表示為Re2(j)。
在本發(fā)明的優(yōu)選配置中，Re1(m)＝Re2(m)，以及放置角度(在平面遲差片的慢軸之間的角度)的差值，對于在圓極化器的第m個(gè)平面遲差片和在另一個(gè)圓極化器的第m個(gè)平面遲差片，被設(shè)置為90度，以使得平面遲差片的波長色散特性互相補(bǔ)償。這時(shí)，例如，波長越短，Re1(m)增加，和波長越短，Re2(m)減小，在短波長端和長波長端處平面遲差的差值增加，因此很難補(bǔ)償在整個(gè)可見光區(qū)域中Re1(m)和Re2(m)的波長色散特性。因此，Re1(m)和Re2(m)的、每個(gè)波長的平面遲差的差值優(yōu)選地是小的。因此，當(dāng)平面雙折射的波長相關(guān)性對Re1(m)和Re2(m)隨波長以單調(diào)方式減小時(shí)，本發(fā)明是容易實(shí)施的。相反，平面上雙折射的波長相關(guān)性也可以對Re1(m)和Re2(m)隨波長以單調(diào)方式增加。
可以采用一種配置，其中圓極化器在該極化器與平面遲差片之間具有另一個(gè)平面遲差片，其中該另一個(gè)平面遲差片被布置成使得該另一個(gè)平面遲差片的慢軸垂直于或平行于該極化器的吸收軸。這種配置提高了線極化器的視角特性，并且還提高圓極化器的視角特性。
按照本發(fā)明的液晶顯示設(shè)備是反射型，它使用圓極化器。
使用在本發(fā)明中的增強(qiáng)了視角特性的寬帶圓極化器，使得有可能得到具有優(yōu)越的反差比和優(yōu)越的視角特性的液晶顯示設(shè)備。
在液晶顯示設(shè)備中也可以采用一種配置，其中在圓極化器與液晶顯示設(shè)備的液晶單元之間布置了一個(gè)用于以光學(xué)方式補(bǔ)償液晶層的液晶層補(bǔ)償片。在這樣的液晶顯示設(shè)備中，液晶層補(bǔ)償片補(bǔ)償液晶層的各向異性，這影響了反差比和視角特性，以及由于也使用本發(fā)明的圓極化器，液晶顯示設(shè)備的反差比和視角特性得以提高。
上述的液晶顯示設(shè)備優(yōu)選地還包括在液晶顯示設(shè)備的液晶單元顯示表面上提供的圓極化器，以及在液晶單元內(nèi)提供的用于反射顯示器的反射器，其中在圓極化器與反射器之的區(qū)域在黑色顯示期間被設(shè)置為光學(xué)各向同性位相。在黑色顯示期間，圓極化的光不應(yīng)當(dāng)被遲差調(diào)制，以便在使用圓極化器的液晶顯示設(shè)備中反射顯示部分的反差比和視角特性被提高。因此，在液晶顯示設(shè)備的黑色顯示期間，通過使得在從圓極化器到用于反射顯示的反射器的區(qū)域中平面遲差和厚度方向遲差成為零，液晶顯示設(shè)備的的反差比和視角特性而得到提高。
按照本發(fā)明的終端設(shè)備在其上安裝有上述的液晶顯示設(shè)備。
按照本發(fā)明的液晶顯示設(shè)備包括一個(gè)液晶單元，其中液晶層被提供在一對基片之間，以及圓極化器被提供到液晶單元的每個(gè)基片表面，其中圓極化器具有多個(gè)平面遲差片，它們具有在平面上的方向的遲差Re＞0，這時(shí)在平面上的方向的遲差Re是(nx-ny)×d，以及在厚度方向的遲差Rth是((nx+ny)/2-nz)×d，(其中nx是在平面上出現(xiàn)最大折射率的方向上的折射率；ny是在垂直于出現(xiàn)最大折射率的方向的平面上方向上的折射率；nz是在厚度方向上的折射率；以及d是厚度)；該顯示設(shè)備還包括極化器，用于使得入射光極化，然后使該極化光透射到平面遲差片，或接收穿過平面遲差片的光；其中構(gòu)成兩個(gè)圓極化器的平面遲差片包括Rth＞0的平面遲差片和Rth＜0的平面遲差片。
在本發(fā)明中，Rth＞0的平面遲差片和Rth＜0的平面遲差片被用作為構(gòu)成一個(gè)圓極化器的第m個(gè)平面遲差片和構(gòu)成另一個(gè)圓極化器的第m個(gè)平面遲差片，由此Rth1(m)和Rth2(m)減小在厚度方向上互相之間的遲差。所以，圓極化器的視角特性被增強(qiáng)，以及液晶顯示設(shè)備的視角特性得到提高。由于兩個(gè)圓極化器使用兩個(gè)或多個(gè)平面遲差片，圓極化器的帶寬也可以增加。
在上述的液晶顯示設(shè)備中，平面遲差片可以是λ/4片或λ/2片。這樣的液晶顯示設(shè)備能夠使用在當(dāng)前市場上廣泛流通的λ/4片或λ/2片以用于液晶顯示設(shè)備的圓極化器，所以其成本相對于開發(fā)全部新部件來說，可以降低。
在上述的液晶顯示設(shè)備中可以采用一種配置，其中被提供到顯示表面的圓極化器具有Rth＞0的平面遲差片和Rth＜0的平面遲差片。在這樣的液晶顯示設(shè)備中，由于Rth＞0的平面遲差片和Rth＜0的平面遲差片減小了在顯示表面上在圓極化器中互相之間的厚度方向上的遲差，所以，圓極化器的視角特性得到提高，并且液晶顯示設(shè)備的反射顯示區(qū)域的視角特性也得到提高。
可以采用一種配置，其中在上述的液晶顯示設(shè)備中的平面遲差片的平面雙折射的波長相關(guān)性隨波長的增加而以單調(diào)的方式減小。還可以采用一種配置，其中平面遲差片的平面雙折射的波長相關(guān)性隨波長的增加以單調(diào)的方式增加。在這樣的液晶顯示設(shè)備中，在被提供到液晶單元的兩個(gè)面的圓極化器的Rth1(m)與Rth2(m)之間的平面遲差的波長色散特性可以被補(bǔ)償，而通過使用圓極化器所造成的透射顯示區(qū)域的反差比的降低則被抑制。
在上述的液晶顯示設(shè)備中，構(gòu)成兩個(gè)極化器之間的圓極化器的平面遲差片的Rth的總和優(yōu)選地是0。在這樣的液晶顯示設(shè)備中，在具有角度的觀看期間造成圓極化的光的調(diào)制的厚度方向遲差被薄膜的Rth補(bǔ)償，并基本上減小到零，由此提高了視角特性。
在上述的液晶顯示設(shè)備中優(yōu)選地采用一種配置，其中極化器在平面遲差片上具有保護(hù)薄膜，并且構(gòu)成兩個(gè)極化器之間的圓極化器的平面遲差片的Rth與在保護(hù)薄膜的厚度方向的遲差的總和是0。極化器常常具有這樣一種結(jié)構(gòu)，其中極化層被夾在保護(hù)薄膜之間。例如，在保護(hù)薄膜中常常使用三乙酰纖維素(TAC)，但TAC在厚度方向具有遲差，盡管該遲差的數(shù)值很小。在本發(fā)明的液晶顯示設(shè)備中，通過使包括保護(hù)薄膜的Rth的薄膜的Rth的總和為零，視角特性得以提高。
在上述的液晶顯示設(shè)備中優(yōu)選地采用一種配置，其中除了被布置在極化器與平面遲差片之間的平面上遲差片以外至少一個(gè)圓極化器具有平面遲差片，以使得該另一個(gè)平面遲差片的慢軸垂直于或平行于極化器的吸收軸。在這樣的液晶顯示設(shè)備中，線極化器的視角特性被增強(qiáng)，以及液晶顯示設(shè)備的視角特性也被增強(qiáng)。
上述的液晶顯示設(shè)備優(yōu)選地被配置成使得在液晶顯示設(shè)備中在黑色顯示期間在組成部件的厚度方向兩個(gè)極化器之間的遲差的總和是0。在這樣的液晶顯示設(shè)備中，在液晶層的厚度方向的遲差，以及平面遲差片、保護(hù)薄膜、和其它部件的Rth在液晶顯示設(shè)備的總和在黑色顯示期間基本上是零，從而液晶顯示設(shè)備的視角特性被增強(qiáng)。
在上述的液晶顯示設(shè)備中采用一種配置，其中用于以光學(xué)方式補(bǔ)償液晶層的液晶層顯示板被布置在圓極化器與液晶單元之間。在這樣的液晶顯示設(shè)備中，由于液晶層的光學(xué)各向異性被液晶層補(bǔ)償片所補(bǔ)償，液晶顯示設(shè)備的反差比與視角特性被增強(qiáng)。
在上述的液晶顯示設(shè)備中，液晶層可以是在黑色顯示期間垂直地對準(zhǔn)的液晶層。在這樣的液晶顯示設(shè)備中，液晶顯示設(shè)備的反差比和視角特性通過使用具有優(yōu)越的反差比和視角特性的垂直對準(zhǔn)模式液晶而被增強(qiáng)。
在上述的具有液晶補(bǔ)償片的液晶顯示設(shè)備中，可以采用一種配置，其中液晶單元具有反射顯示區(qū)域和透射顯示區(qū)域，液晶層在平行于顯示表面的平面方向具有遲差，以及至少透射顯示區(qū)域的液晶層是由橫向場驅(qū)動的。在這樣的液晶顯示設(shè)備中提供液晶層補(bǔ)償片以便抵消在橫向場驅(qū)動的半透射液晶顯示設(shè)備中的液晶層的顯示面上的平面遲差，使得有可能提供一種即使在使用圓極化器時(shí)也能夠適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行顯示的液晶顯示設(shè)備。特別地，即使在橫向場驅(qū)動的半透射液晶顯示設(shè)備中使用圓極化器時(shí)，透射顯示區(qū)域和反射顯示區(qū)域在正常的黑色模式下可以互相匹配。由于液晶層由橫向場驅(qū)動，所以可以提供優(yōu)越的視角特性，并且由于補(bǔ)償片用來抵消液晶層的折射率各向異性，有可能防止由折射率各向異性造成的對視角性能的有害的影響。
在上述的液晶顯示設(shè)備中，可以采用一種配置，其中每一個(gè)液晶層補(bǔ)償片被提供在液晶層與兩個(gè)圓極化器之間，兩個(gè)液晶層補(bǔ)償片中的一個(gè)液晶層補(bǔ)償片減小在反射顯示區(qū)域的液晶層的平面方向的遲差，而兩個(gè)液晶層補(bǔ)償片則減小在透射顯示區(qū)域的液晶層的平面方向的遲差。這種配置使得有可能補(bǔ)償在反射顯示區(qū)域和透射顯示區(qū)域中的平面遲差，并提供具有優(yōu)越的顯示質(zhì)量的橫向場驅(qū)動的液晶顯示設(shè)備。
可以采用一種配置，其中兩個(gè)液晶層補(bǔ)償片中的一個(gè)液晶層補(bǔ)償片減小在反射顯示區(qū)域中在液晶層的厚度方向的遲差，而兩個(gè)液晶層補(bǔ)償片則減小在透射顯示區(qū)域中在液晶層的厚度方向的遲差。由于這種配置使得有可能補(bǔ)償在反射顯示區(qū)域和透射顯示區(qū)域中的厚度方向遲差，可以提供具有增強(qiáng)的視角特性的橫向場驅(qū)動的液晶顯示設(shè)備。
在上述的液晶顯示設(shè)備中，可以采用一種配置，其中液晶層補(bǔ)償片僅僅被提供在液晶層與兩個(gè)圓極化器中一個(gè)圓極化器之間，該單個(gè)液晶層補(bǔ)償片減小在反射顯示區(qū)域中在液晶層的平面方向的遲差，以及在透射顯示區(qū)域中在液晶層的平面方向的遲差。由此可以減小所使用的液晶層補(bǔ)償片的數(shù)目，并且可降低成本。
在上述的液晶顯示設(shè)備中，可以采用一種配置，其中液晶層補(bǔ)償片減小在反射顯示區(qū)域中在液晶層的厚度方向的遲差，和在透射顯示區(qū)域中在液晶層的厚度方向的遲差。由于采用這樣的配置使得有可能同時(shí)補(bǔ)償在反射顯示區(qū)域和透射顯示區(qū)域的厚度方向的遲差，所以可以提供具有增強(qiáng)的視角特性的橫向場驅(qū)動的液晶顯示設(shè)備。
在上述的液晶顯示設(shè)備的優(yōu)選的配置中，液晶層補(bǔ)償片具有在平面方向的遲差，而在厚度方向上的遲差是負(fù)的。反射顯示區(qū)域和透射顯示區(qū)域的平面遲差和厚度方向遲差由此可以在實(shí)際上得以取消。
在上述的液晶顯示設(shè)備中，液晶層補(bǔ)償片可被設(shè)置成一個(gè)值，以便抵消在透射的顯示區(qū)域中液晶層的平面方向的遲差和使得它是各向同性的。因?yàn)樵谕干滹@示中想要的性能通常高于在反射顯示中的性能，由此可以提高透射顯示的性能。
在上述的液晶顯示設(shè)備中，液晶層補(bǔ)償片可被設(shè)置成一個(gè)值，以便抵消在反射的顯示區(qū)域中液晶層的平面上方向的遲差和使得它是各向同性的。由此可以提高反射顯示的性能。
在上述的液晶顯示設(shè)備中，可以采用一種配置，其中液晶層補(bǔ)償片的平面上雙折射的波長相關(guān)性隨波長的增加而以單調(diào)的方式增加。液晶層的平面上雙折射的波長相關(guān)性隨波長的增加常常以單調(diào)的方式增加。因此，當(dāng)采用這樣一種配置，其中液晶層補(bǔ)償片的平面雙折射的波長相關(guān)性隨波長的增加以單調(diào)的方式增加時(shí)，在液晶層與液晶層補(bǔ)償片之間的雙折射的波長相關(guān)性常常沒有很大的差別，在可見光的寬范圍內(nèi)液晶層的平面遲差可以有效地減小，而反差比則可增強(qiáng)。
按照本發(fā)明的終端設(shè)備在其上安裝有上述的液晶顯示設(shè)備。
按照本發(fā)明的液晶顯示設(shè)備具有反射顯示區(qū)域和透射顯示區(qū)域；以及液晶顯示設(shè)備包括圓極化器，它具有極化器和平面遲差片，該平面遲差片具有在平面方向的正的遲差和在厚度方向的正的遲差，并且相對于極化器趨向液晶層方向布置；以及還包括圓極化器，它具有一個(gè)極化器和平面遲差片，該平面遲差片具有在平面方向的正的遲差和在厚度方向的負(fù)的遲差，并且相對于極化器趨向液晶層方向布置；其中該兩個(gè)圓極化器把液晶層夾在中間，液晶顯示設(shè)備的液晶層具有在平行于顯示表面的一個(gè)平面上的平面方向的遲差，以及至少該透射顯示區(qū)域的液晶層是由橫向場驅(qū)動的；以及液晶層補(bǔ)償片被提供在所述液晶層與所述兩個(gè)圓極化器中的至少一個(gè)圓極化器之間，以及液晶層補(bǔ)償片減小了在液晶層的平面方向的遲差。
在本發(fā)明中，平面遲差片減小其互相之間厚度方向的遲差，由此在橫向場驅(qū)動的半透射液晶顯示設(shè)備中視角特性得以提高。此外，提供一個(gè)用于抵消在橫向場驅(qū)動的半透射液晶顯示設(shè)備中液晶層的顯示面上的平面遲差的液晶層補(bǔ)償片，使得有可能提供一種即使在使用圓極化器時(shí)也能夠適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行顯示的液晶顯示設(shè)備。特別地，即使在橫向場驅(qū)動的半透射液晶顯示設(shè)備中使用圓極化器時(shí)，透射顯示區(qū)域和反射顯示區(qū)域在正常的黑色模式下可以互相匹配。由于液晶層是由橫向場驅(qū)動的，可以提供優(yōu)越的視角特性，以及由于補(bǔ)償片用來抵消液晶層的折射率各向異性，有可能防止由折射率各向異性造成的對于視角性能是有害的影響。
按照本發(fā)明的液晶顯示設(shè)備具有反射顯示區(qū)域和透射顯示區(qū)域；以及液晶顯示設(shè)備包括兩個(gè)圓極化器，它們僅由極化器和平面遲差片組成，該平面遲差片具有在平面方向?yàn)檎倪t差和在厚度方向?yàn)榱愕倪t差，并且相對于極化器趨向液晶層方向布置；其中兩個(gè)圓極化器把液晶層夾在中間，液晶顯示設(shè)備的液晶層具有在平行于顯示表面的平面上的平面方向的遲差，以及至少透射顯示區(qū)域的液晶層被橫向場驅(qū)動；以及液晶層補(bǔ)償片被提供在液晶層與至少一個(gè)圓極化器之間，其中液晶層補(bǔ)償片減小在液晶層的平面上方向的遲差。
在本發(fā)明中，通過使用一個(gè)具有其Rth基本上是零的至少一個(gè)平面遲差片的圓極化器，圓極化器的厚度方向遲差的增加得到抑制，以及在由橫向場驅(qū)動的半透射液晶顯示設(shè)備中，視角特性由此得以提高。
平面遲差片可以是λ/4片或λ/2片。這樣的液晶顯示設(shè)備能夠使用當(dāng)前市場上廣泛流通的λ/4片或λ/2片作為液晶顯示設(shè)備中的圓極化器，所以相對于開發(fā)全部新部件來說，可以降低成本。
在液晶顯示設(shè)備中，可以采用一種配置，其中平面遲差片的平面雙折射的波長相關(guān)性隨波長的增加以單調(diào)的方式減小。也可以采用一種配置，其中平面遲差片的平面雙折射的波長相關(guān)性隨波長的增加以單調(diào)的方式增加。在這樣的液晶顯示設(shè)備中，在被提供到液晶單元兩個(gè)面的圓極化器的平面遲差片之間的平面遲差的波長色散特性可以得到補(bǔ)償，以及通過使用圓極化器而造成的透射顯示區(qū)域的反差比的減小可被抑制。
可以采用一種配置，其中上述的液晶顯示設(shè)備包括在兩個(gè)圓極化器中的至少一個(gè)圓極化器的極化器與平面遲差片之間的另一個(gè)平面遲差片，其中該另一個(gè)平面遲差片被布置成使極化器的吸收軸與慢軸互相垂直或平行。在這樣的液晶顯示設(shè)備中，線極化器的視角特性被增強(qiáng)，以及液晶顯示設(shè)備的視角特性也被增強(qiáng)。
在上述的液晶顯示設(shè)備中，可以采用一種配置，其中每一個(gè)液晶層補(bǔ)償片被提供在液晶層與兩個(gè)圓極化器之間，兩個(gè)液晶層補(bǔ)償片中的一個(gè)液晶層補(bǔ)償片減小在反射顯示區(qū)域的液晶層的平面方向的遲差，而兩個(gè)液晶層補(bǔ)償片則減小在透射顯示區(qū)域的液晶層的平面方向的遲差。這種配置使得有可能補(bǔ)償在反射顯示區(qū)域和透射顯示區(qū)域中的平面遲差，以及提供具有優(yōu)越的顯示質(zhì)量的橫向場驅(qū)動的液晶顯示設(shè)備。
可以采用一種配置，其中兩個(gè)液晶層補(bǔ)償片中的一個(gè)液晶層補(bǔ)償片減小在反射顯示區(qū)域中在液晶層的厚度方向的遲差，以及兩個(gè)液晶層補(bǔ)償片則減小在透射顯示區(qū)域中在液晶層的厚度方向的遲差。這種配置使得有可能補(bǔ)償在反射顯示區(qū)域和透射顯示區(qū)域中的厚度方向的遲差，并提供具有增強(qiáng)的視角特性的橫向場驅(qū)動的液晶顯示設(shè)備。
可以采用一種配置，其中液晶層補(bǔ)償片僅僅被提供在液晶層與兩個(gè)圓極化器中的一個(gè)圓極化器之間，單個(gè)液晶層補(bǔ)償片減小在反射顯示區(qū)域中在液晶層的平面方向的遲差，和在透射顯示區(qū)域中在液晶層的平面方向的遲差。所使用的液晶層補(bǔ)償片的數(shù)目由此可以減少，以及成本可降低。
在上述的液晶顯示設(shè)備中，可以采用一種配置，其中液晶層補(bǔ)償片減小在反射顯示區(qū)域中在液晶層的厚度方向的遲差，和在透射顯示區(qū)域中在液晶層的厚度方向的遲差。由于由此可以同時(shí)補(bǔ)償在反射顯示區(qū)域和透射顯示區(qū)域的厚度方向的遲差，所以可以提供具有增強(qiáng)的視角特性的橫向場驅(qū)動的液晶顯示設(shè)備。
在上述的液晶顯示設(shè)備的優(yōu)選的配置中，液晶層補(bǔ)償片具有在平面方向的遲差，而在厚度方向上的遲差是負(fù)的。反射顯示區(qū)域和透射顯示區(qū)域的平面遲差和厚度方向遲差由此可以在實(shí)際上得以取消。
在上述的液晶顯示設(shè)備中，液晶層補(bǔ)償片優(yōu)選地被設(shè)置成一個(gè)數(shù)，以便抵消在透射的顯示區(qū)域中液晶層的平面方向的遲差和使得它是各向同性的。因?yàn)樵谕干滹@示中想要的性能通常高于在反射顯示中的性能，由此可以提高透射顯示的性能。
在上述的液晶顯示設(shè)備中，液晶層補(bǔ)償片優(yōu)選地被設(shè)置成一個(gè)值，以便抵消在反射的顯示區(qū)域中液晶層的平面方向的遲差和使得它是各向同性的。由此可以提高反射顯示的性能。
在上述的液晶顯示設(shè)備中，可以采用一種配置，其中液晶層補(bǔ)償片的平面雙折射的波長相關(guān)性隨波長的增加以單調(diào)的方式增加。
按照本發(fā)明的終端設(shè)備在其上安裝有上述的液晶顯示設(shè)備。
按照本發(fā)明，在構(gòu)成圓極化器的平面遲差片中，遲差片的厚度方向的遲差可被減小，在從一個(gè)角度觀看時(shí)遲差的誤對準(zhǔn)的影響可以減小，并且有可能提供具有優(yōu)越的視角特性的圓極化器，和使用該圓極化器的液晶顯示設(shè)備和終端設(shè)備。



圖1是顯示在AsiaDisplay/IDW01，p.134中描述的第一個(gè)傳統(tǒng)液晶顯示設(shè)備中使用的垂直對準(zhǔn)模式半透射液晶顯示板的截面圖； 圖2是顯示在日本公開專利申請No.2000-035570中描述的第二個(gè)傳統(tǒng)的液晶顯示設(shè)備中使用的垂直對準(zhǔn)模式半透射液晶顯示板的示意性截面圖； 圖3是顯示按照實(shí)施例1的液晶顯示設(shè)備的結(jié)構(gòu)的示意性透視圖的圖，和顯示本發(fā)明的圓極化器的結(jié)構(gòu)的圖； 圖4是顯示遲差片與極化器被布置成的角度的正視圖； 圖5是顯示按照實(shí)施例1的液晶顯示設(shè)備的結(jié)構(gòu)的截面圖； 圖6是顯示在按照實(shí)施例1的液晶顯示設(shè)備中XYZ坐標(biāo)系統(tǒng)與梳狀電極之間的位置關(guān)系的圖； 圖7是顯示在按照實(shí)施例1的液晶顯示設(shè)備中當(dāng)在像素電極與公共電極之間沒有加上電壓時(shí)出現(xiàn)的光學(xué)運(yùn)行的示意圖； 圖8是顯示在按照實(shí)施例1的液晶顯示設(shè)備中當(dāng)在像素電極與公共電極之間加上電壓時(shí)出現(xiàn)的光學(xué)運(yùn)行的示意圖； 圖9是顯示對按照典型結(jié)構(gòu)例1的液晶顯示設(shè)備的透射顯示區(qū)域中的視角特性進(jìn)行評估的結(jié)果的等反差比圖； 圖10是顯示對按照典型結(jié)構(gòu)例1的液晶顯示設(shè)備的反射顯示區(qū)域中的視角特性進(jìn)行評估的結(jié)果的等反差比圖； 圖11是顯示對按照比較結(jié)構(gòu)例1的液晶顯示設(shè)備的透射顯示區(qū)域中的視角特性進(jìn)行評估的結(jié)果的等反差比圖； 圖12是顯示對按照比較結(jié)構(gòu)例1的液晶顯示設(shè)備的反射顯示區(qū)域中的視角特性進(jìn)行評估的結(jié)果的等反差比圖； 圖13是顯示對按照比較結(jié)構(gòu)例2的液晶顯示設(shè)備的透射顯示區(qū)域中的視角特性進(jìn)行評估的結(jié)果的等反差比圖； 圖14是顯示對按照比較結(jié)構(gòu)例2的液晶顯示設(shè)備的反射顯示區(qū)域中的視角特性進(jìn)行評估的結(jié)果的等反差比圖； 圖15是顯示對按照典型結(jié)構(gòu)例10的液晶顯示設(shè)備的透射顯示區(qū)域中的視角特性進(jìn)行評估的結(jié)果的等反差比圖； 圖16是顯示對按照典型結(jié)構(gòu)例10的液晶顯示設(shè)備的反射顯示區(qū)域中的視角特性進(jìn)行評估的結(jié)果的等反差比圖； 圖17是顯示對按照典型結(jié)構(gòu)例11的液晶顯示設(shè)備的透射顯示區(qū)域中的視角特性進(jìn)行評估的結(jié)果的等反差比圖； 圖18是顯示對按照典型結(jié)構(gòu)例11的液晶顯示設(shè)備的反射顯示區(qū)域中的視角特性進(jìn)行評估的結(jié)果的等反差比圖； 圖19是顯示對按照典型結(jié)構(gòu)例12的液晶顯示設(shè)備的透射顯示區(qū)域中的視角特性進(jìn)行評估的結(jié)果的等反差比圖； 圖20是顯示對按照典型結(jié)構(gòu)例12的液晶顯示設(shè)備的反射顯示區(qū)域中的視角特性進(jìn)行評估的結(jié)果的等反差比圖； 圖21是顯示對按照比較結(jié)構(gòu)例3的液晶顯示設(shè)備的透射顯示區(qū)域中的視角特性進(jìn)行評估的結(jié)果的等反差比圖； 圖22是顯示對按照比較結(jié)構(gòu)例3的液晶顯示設(shè)備的反射顯示區(qū)域中的視角特性進(jìn)行評估的結(jié)果的等反差比圖； 圖23是顯示對按照典型結(jié)構(gòu)例15的液晶顯示設(shè)備的透射顯示區(qū)域中的視角特性進(jìn)行評估的結(jié)果的等反差比圖； 圖24是顯示對按照典型結(jié)構(gòu)例15的液晶顯示設(shè)備的反射顯示區(qū)域中的視角特性進(jìn)行評估的結(jié)果的等反差比圖； 圖25是顯示對按照典型結(jié)構(gòu)例16的液晶顯示設(shè)備的透射顯示區(qū)域中的視角特性進(jìn)行評估的結(jié)果的等反差比圖； 圖26是顯示對按照典型結(jié)構(gòu)例16的液晶顯示設(shè)備的反射顯示區(qū)域中的視角特性進(jìn)行評估的結(jié)果的等反差比圖； 圖27是顯示對按照比較結(jié)構(gòu)例4的液晶顯示設(shè)備的透射顯示區(qū)域中的視角特性進(jìn)行評估的結(jié)果的等反差比圖； 圖28是顯示對按照比較結(jié)構(gòu)例4的液晶顯示設(shè)備的反射顯示區(qū)域中的視角特性進(jìn)行評估的結(jié)果的等反差比圖； 圖29是顯示對按照典型結(jié)構(gòu)例17的液晶顯示設(shè)備的透射顯示區(qū)域中的視角特性進(jìn)行評估的結(jié)果的等反差比圖； 圖30是顯示對按照典型結(jié)構(gòu)例17的液晶顯示設(shè)備的反射顯示區(qū)域中的視角特性進(jìn)行評估的結(jié)果的等反差比圖； 圖31是顯示對按照比較結(jié)構(gòu)例5的液晶顯示設(shè)備的透射顯示區(qū)域中的視角特性進(jìn)行評估的結(jié)果的等反差比圖； 圖32是顯示對按照比較結(jié)構(gòu)例5的液晶顯示設(shè)備的反射顯示區(qū)域中的視角特性進(jìn)行評估的結(jié)果的等反差比圖； 圖33是顯示安裝著按照實(shí)施例8的液晶顯示設(shè)備的終端設(shè)備的透視圖； 圖34是顯示按照比較結(jié)構(gòu)例1的液晶顯示設(shè)備的結(jié)構(gòu)的透視圖； 圖35是顯示按照比較結(jié)構(gòu)例2的液晶顯示設(shè)備的結(jié)構(gòu)的透視圖； 圖36是顯示按照典型結(jié)構(gòu)例2到9的液晶顯示設(shè)備的結(jié)構(gòu)的透視圖； 圖37是顯示按照實(shí)施例2的液晶顯示設(shè)備的結(jié)構(gòu)的示意性透視圖的圖，和顯示本發(fā)明的圓極化器的結(jié)構(gòu)的圖； 圖38是顯示按照實(shí)施例3的液晶顯示設(shè)備的結(jié)構(gòu)的示意性透視圖的圖，和顯示本發(fā)明的圓極化器的結(jié)構(gòu)的圖； 圖39是顯示按照實(shí)施例4的液晶顯示設(shè)備的結(jié)構(gòu)的示意性透視圖的圖，和顯示本發(fā)明的圓極化器的結(jié)構(gòu)的圖； 圖40是顯示按照比較結(jié)構(gòu)例3的液晶顯示設(shè)備的結(jié)構(gòu)的示意性透視圖的圖，和顯示本發(fā)明的圓極化器的結(jié)構(gòu)的圖； 圖41是顯示按照典型結(jié)構(gòu)例13和14的液晶顯示設(shè)備的結(jié)構(gòu)的透視圖； 圖42是顯示按照典型結(jié)構(gòu)例15的液晶顯示設(shè)備的結(jié)構(gòu)的透視圖； 圖43是顯示按照實(shí)施例6的液晶顯示設(shè)備的結(jié)構(gòu)的示意性透視圖的圖，和顯示本發(fā)明的圓極化器的結(jié)構(gòu)的圖； 圖44是顯示按照比較結(jié)構(gòu)例4的液晶顯示設(shè)備的結(jié)構(gòu)的透視圖； 圖45是顯示按照實(shí)施例7的液晶顯示設(shè)備的結(jié)構(gòu)的示意性透視圖的圖，和顯示本發(fā)明的圓極化器的結(jié)構(gòu)的圖；以及 圖46是顯示按照比較結(jié)構(gòu)例5的液晶顯示設(shè)備的結(jié)構(gòu)的透視圖。

具體實(shí)施例方式 此后參照附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明的實(shí)施例。圖3是顯示按照實(shí)施例1的液晶顯示設(shè)備的結(jié)構(gòu)的示意性透視圖的圖，和顯示本發(fā)明的圓極化器的結(jié)構(gòu)的圖。圖5也是顯示按照實(shí)施例1的液晶顯示設(shè)備的結(jié)構(gòu)的截面圖。
在如圖5所示的按照實(shí)施例1的液晶顯示設(shè)備47中，上部基片48a和下部基片48b被布置成相隔一個(gè)小縫隙互相面對，以及在該縫隙中保持有液晶層51。包括像素電極49a和公共電極49b這兩種類型的電極被形成在面對上部基片48a的下部基片48b的表面上。這兩種類型的電極被形成為梳形，像素電極49a和公共電極49b被安排成交替在垂直于梳狀物的縱方向(Y方向)上。這些電極由ITO(氧化銦錫)或另一種透明的導(dǎo)體制成。反射器53和絕緣層54則在形成像素電極49a和公共電極49b的部分區(qū)域中在這些電極與下部基片48a之間提供。當(dāng)從顯示器端觀看液晶顯示設(shè)備47時(shí)，提供反射器53的部分用作為反射顯示區(qū)域47a，而另一部分用作為透射顯示區(qū)域47b。從而在單個(gè)像素上形成反射顯示區(qū)域47a和透射顯示區(qū)域47b，并且液晶顯示設(shè)備47由被排列成矩陣的許多像素組成。由于存在絕緣層54，在反射顯示區(qū)域47a中的液晶層51的厚度是在透射顯示區(qū)域47b中的液晶層的厚度的一半。
在下部基片48b對面的上部基片48a的表面上提供有上部液晶層補(bǔ)償片52a，以及在上部液晶層補(bǔ)償片52a上還提供有上部圓極化器50a。同樣，在上部基片48a對面的下部基片48b的表面上提供下部液晶層補(bǔ)償片52b，以及在下部液晶層補(bǔ)償片52b的表面上還提供下部圓極化器50b。作為透射顯示器的光源的背光55也在下部圓極化器50b的下面提供。在本說明書中，在液晶顯示設(shè)備中除了背光以外的部分被稱為液晶板。液晶層和把液晶層夾在中間的上部和下部基片的組合件被稱為液晶單元。
在本說明書中，為了方便起見，建立如下面描述的XYZ正交坐標(biāo)系統(tǒng)。從液晶層51 極化器50的方向是+Z方向，其反方向是-Z方向。+Z和-Z方向一起被稱為Z軸方向。圖3的水平方向是Y軸方向，向右的方向是+Y方向，其反方向是-Y方向。+X方向是建立右手坐標(biāo)系統(tǒng)的方向。具體地，當(dāng)人的右手拇指指向+X方向和食指指向+Y方向時(shí)，中指就指向+Z方向。
當(dāng)建立了如上所述的XYZ正交坐標(biāo)系統(tǒng)時(shí)，像素電極49a和公共電極49b以交替方式所安排的方向是Y軸方向。像素電極49a或公共電極49b延伸的方向，即，梳狀電極的縱向方向，是X軸方向(按照此后給出的定義，它傾斜15度)。液晶顯示設(shè)備47的顯示表面是XY面。另外，就沿Z軸的結(jié)構(gòu)而言，背光55、下部圓極化器50b、下部液晶層補(bǔ)償片52b、下部基片48b、液晶層51、上部基片48a、上部液晶層補(bǔ)償片52a、和上部圓極化器50a按這個(gè)順序從-Z方向到+Z方向排列。
上部圓極化器50a和下部圓極化器50b處在一個(gè)圓極化器組件中，其中圓極化光的旋轉(zhuǎn)方向是互相相反的。
例如，當(dāng)上部圓極化器50a由從-Z方向進(jìn)入的光形成順時(shí)針圓極化光時(shí)，下部圓極化器50b把從+Z方向進(jìn)入的光形成逆時(shí)針圓極化光。
液晶層51包括例如具有正的介質(zhì)各向異性的正的液晶分子，以及一種共同取向處理被用來得到平行取向，使得在像素電極49a和公共電極49b之間沒有加上電壓的初始狀態(tài)下液晶分子的縱向方向基本處上在XY平面內(nèi)。在本發(fā)明中，為了方便起見，液晶分子的縱向方向平行于X軸，梳狀電極的縱向方向被設(shè)置為在XY平面上從X軸旋轉(zhuǎn)+15度，如圖6所示。逆時(shí)針方向是正的。
平面上遲差Re和厚度方向遲差Rth由以下公式定義 [公式3] Re＝{nx-ny)×d [公式4] Rth＝((nx+ny)/2-nz)×d (其中nx是在遲差片上出現(xiàn)最大折射率的方向上的折射率，ny是在垂直于出現(xiàn)最大折射率的方向的平面方向的折射率，nz是在厚度方向上的折射率，以及d是厚度)。
在平面方向具有遲差的遲差片被稱為平面遲差片。Nz系數(shù)由以下公式定義 [公式5] Nz＝(nx-nz)/(nx-ny) 當(dāng)nx＝ny時(shí)，Nz不能被定義，但當(dāng)nx≠ny時(shí)，建立以下的公式 [公式6] Rth＝Re/2×(2×Nz-1) 與被用來形成平面遲差片的薄膜平面上最大折射率的方向平行的軸被稱為慢軸。本發(fā)明的平面遲差片是具有小于零的Re的平面遲差片。
上部液晶層補(bǔ)償片52a是一種補(bǔ)償片，它被提供來用于在反射顯示區(qū)域47a的黑色顯示狀態(tài)下抵消液晶層51的厚度方向遲差和平面遲差并且呈現(xiàn)其光學(xué)上的各向同性，并且例如使用一個(gè)其中Nz＝0的平面遲差片。
特別地，在實(shí)施例1中的上部液晶層補(bǔ)償片52a具有在反射顯示區(qū)域47a的黑色顯示狀態(tài)下液晶層51的平面遲差的一個(gè)值和在具有一個(gè)不同的標(biāo)號的厚度方向的遲差的一個(gè)值。上部液晶層補(bǔ)償片52a的慢軸與液晶分子的縱向方向被安排成互相垂直。特別地，上部液晶層補(bǔ)償片52a的慢軸在XY平面上旋轉(zhuǎn)90度。
與上部液晶層補(bǔ)償片52a同樣地，對于下部液晶層補(bǔ)償片52b使用例如一個(gè)其中Nz＝0的平面遲差片，它的慢軸被放置成垂直于在透射顯示區(qū)域47b中的液晶層51的液晶分子的縱向方向。特別地，下部液晶層補(bǔ)償片52b的慢軸在XY平面上旋轉(zhuǎn)90度。在平面方向和厚度方向上，下部液晶層補(bǔ)償片52b的遲差數(shù)值是按照上部液晶層補(bǔ)償片52a設(shè)置的，以便當(dāng)在像素電極49a和公共電極49b之間沒有加上電壓時(shí)抵消透射顯示區(qū)域47b的液晶層51的平面遲差和厚度方向遲差并使其呈現(xiàn)各向同性。例如，當(dāng)在透射顯示區(qū)域47b中液晶層51的厚度被設(shè)置為等于在反射顯示區(qū)域47a中液晶層51的厚度的兩倍時(shí)，由于液晶分子的雙折射對于透射顯示區(qū)域47b和反射顯示區(qū)域47a是相同的，具有完全相同特性的遲差薄膜被用于上部液晶層補(bǔ)償片52a和下部液晶層補(bǔ)償片52b。在反射顯示區(qū)域47a的液晶層51和透射顯示區(qū)域47b的液晶層51這兩者的光學(xué)各向異性被上部液晶層補(bǔ)償片52a和下部液晶層補(bǔ)償片52b抵消和被做成各向同性的。
圖3是顯示基于圖5的液晶顯示設(shè)備的結(jié)構(gòu)的液晶顯示設(shè)備的結(jié)構(gòu)的示意性透視圖。XYZ坐標(biāo)系統(tǒng)是與圖5上相同的方式定義的。在如圖3所示的、按照實(shí)施例1的液晶顯示設(shè)備的透射顯示區(qū)域中，上部基片(圖上未示出)和下部基片被布置成相隔一個(gè)小縫隙互相面對，并在該縫隙中保持著液晶層9a。液晶層由包括透射部分和具有反射器的反射部分的兩個(gè)區(qū)域組成。在本液晶顯示設(shè)備中，極化器2、其中Rth＞0的λ/2片5、其中Rth＜0的λ/4片6、液晶層補(bǔ)償片8、液晶層9a、液晶層補(bǔ)償片7、其中Rth＞0的λ/4片4、其中Rth＜0的λ/2片3、和極化器1按從顯示器端觀看的次序被提供。在實(shí)施例1的透射顯示區(qū)域中，透射顯示部分的視角特性通過減小在其中Rth＜0的λ/2片3與其中Rth＞0的λ/2片5之間和在其中Rth＞0的λ/4片4與其中Rth＜0的λ/4片6之間的厚度方向的遲差的和值的絕對值而得到提高。雖然在圖上未示出，在極化器1的下面提供了用作為透射顯示部分的光源的背光。
在如圖3所示的、按照實(shí)施例1的液晶顯示設(shè)備的反射顯示區(qū)域中，上部基片(圖上未示出)和下部基片被布置成相隔一個(gè)小縫隙互相面對，以及在該縫隙中有液晶層9b。在本液晶顯示設(shè)備中，極化器2、其中Rth＞0的λ/2片5、其中Rth＜0的λ/4片6、液晶層補(bǔ)償片8、液晶層9b、和反射板10按從顯示器端觀看的次序被提供。在這樣的配置中，反射顯示部分的視角特性通過減小在Rth＞0的λ/2片5與Rth＜0的λ/4片6之間的Rth的和的絕對值而被增強(qiáng)。
下面的說明是對按照實(shí)施例1如此配置的液晶顯示設(shè)備的運(yùn)行的說明，即，按照本實(shí)施例的液晶顯示設(shè)備的光學(xué)調(diào)制運(yùn)行的說明。圖7是顯示在按照實(shí)施例1的液晶顯示設(shè)備中當(dāng)在像素電極與公共電極之間沒有加上電壓時(shí)出現(xiàn)的光學(xué)運(yùn)行的示意圖；以及圖8是顯示在按照實(shí)施例1的液晶顯示設(shè)備中當(dāng)在像素電極與公共電極之間加上電壓時(shí)出現(xiàn)的光學(xué)運(yùn)行的示意圖。
如圖7所示，當(dāng)沒有電壓加到像素電極49a與公共電極49b時(shí)，進(jìn)入到反射顯示區(qū)域47a中上部圓極化器50a的外部光作為順時(shí)針圓極化光發(fā)射到上部液晶層補(bǔ)償片52a。如前所述，當(dāng)沒有電壓加到像素電極49a與公共電極49b時(shí)，在反射顯示區(qū)域47a的液晶層51的顯示面上的遲差由上部液晶層補(bǔ)償片52a所抵消，并使其成各向同性的。所以，穿過上部液晶層補(bǔ)償片52a和反射顯示區(qū)域47a的液晶層51的光保持順時(shí)針圓極化狀態(tài)。然后穿過絕緣層54和到達(dá)反射器53的光在被反射器53反射后變換成逆時(shí)針圓極化光，光重新進(jìn)入反射顯示區(qū)域47a的絕緣層54、液晶層51、和上部液晶層補(bǔ)償片52a。以與進(jìn)入路線的相同的方式，在反射顯示區(qū)域47a的液晶層51的顯示面上的遲差由上部液晶層補(bǔ)償片52a所抵消，并使其成各向同性的，從上部液晶層補(bǔ)償片52a發(fā)射的光保持逆時(shí)針圓極化狀態(tài)。這個(gè)光進(jìn)入上部圓極化器50a，雖然上部圓極化器50a發(fā)射順時(shí)針圓極化光，但逆時(shí)針圓極化光被吸收。所以，沒有光從上部圓極化器50a發(fā)射，造成黑色顯示。特別地，當(dāng)沒有電壓加到像素電極49a與公共電極49b時(shí)，反射顯示區(qū)域47a是黑色顯示。
下面的說明是當(dāng)沒有電壓加到像素電極49a與公共電極49b時(shí)在透射顯示區(qū)域47b中出現(xiàn)的光學(xué)運(yùn)作的說明。從背光55發(fā)射的透射顯示部分的光進(jìn)入下部圓極化器50b，作為逆時(shí)針圓極化光被發(fā)射。光然后順序進(jìn)入下部液晶層補(bǔ)償片52b、透射顯示區(qū)域47b的液晶層51、和上部液晶層補(bǔ)償片52a。然而，由于在透射顯示區(qū)域47b的液晶層的顯示面上的遲差由下部圓極化器50b和上部圓極化器50a所抵消并使其成各向同性，光在逆時(shí)針圓極化的狀態(tài)下未經(jīng)修改地進(jìn)入上部圓極化器50a。上部圓極化器50a發(fā)射順時(shí)針圓極化光，但吸收逆時(shí)針圓極化光。所以，沒有光從上部圓極化器50a發(fā)射，造成黑色顯示。特別地，以與反射顯示區(qū)域47a中相同的方式，當(dāng)沒有電壓加到像素電極49a與公共電極49b時(shí)，透射顯示區(qū)域47b是黑色顯示。
下面的說明是當(dāng)電壓加到像素電極與公共電極時(shí)在本液晶顯示設(shè)備中出現(xiàn)的光學(xué)運(yùn)作的說明。如圖8所示，當(dāng)電壓加到像素電極49a與公共電極49b時(shí)，在透射顯示區(qū)域47b和反射顯示區(qū)域47a中的液晶層51中出現(xiàn)取向改變，所以折射率各向異性發(fā)生改變。在反射顯示區(qū)域47a中，被變換成順時(shí)針圓極化光的、和從上部圓極化器50a發(fā)射的外部光進(jìn)入上部液晶層補(bǔ)償片52a和反射顯示區(qū)域47a的液晶層51。然而，由于液晶層51的折射率各向異性被如前所述的電壓所改變，因此順時(shí)針圓極化光的極化狀態(tài)發(fā)生改變。
這個(gè)改變的量按照所加上的電壓和液晶層的厚度而變化，但在本實(shí)施例中描述其中有四分之一波長旋轉(zhuǎn)和光被變換成線極化光的一種情形。線極化光到達(dá)反射器53，但由于反射器53沒有改變線極化光的狀態(tài)的效果，光未經(jīng)修改地仍舊作為線極化光被發(fā)射，并且光重新進(jìn)入反射顯示區(qū)域47a的液晶層51和上部液晶層補(bǔ)償片52a。以與進(jìn)入路線相同的方式，由于反射顯示區(qū)域47a的液晶層51和上部液晶層補(bǔ)償片52a起到λ/4片的作用，線極化光被變換成順時(shí)針圓極化光，并進(jìn)入上部圓極化器50a。如前所述，上部圓極化器50a發(fā)射順時(shí)針圓極化光，所以，光被發(fā)射，造成白色顯示。特別地，當(dāng)電壓加到像素電極49a與公共電極49b時(shí)，反射顯示區(qū)域是白色顯示器。
下面的說明是當(dāng)電壓加到像素電極與公共電極時(shí)在透射顯示區(qū)域47b中出現(xiàn)的光學(xué)運(yùn)作的說明。從背光55發(fā)射的透射的顯示部分的光進(jìn)入下部圓極化器50b，并作為逆時(shí)針圓極化光被發(fā)射。光然后順序進(jìn)入下部液晶層補(bǔ)償片52b、透射顯示區(qū)域47b的液晶層51、和上部液晶層補(bǔ)償片52a，但由于液晶層51的折射率各向異性如前所述被電壓改變，逆時(shí)針圓極化光的極化狀態(tài)發(fā)生改變。這個(gè)改變的量按照所加上的電壓和液晶層的厚度而變化，但在本實(shí)施例中描述了一種情形，其中有半個(gè)波長的旋轉(zhuǎn)和光被變換成順時(shí)針圓極化光。進(jìn)入上部圓極化器50a的順時(shí)針圓極化光穿過上部圓極化器50a，造成了白色顯示器。特別地，如反射顯示區(qū)域47a那樣，當(dāng)電壓加到像素電極49a與公共電極49b時(shí)，透射顯示區(qū)域47b是白色顯示器。
這樣就造成了正常的黑色模式半透射液晶顯示設(shè)備，其中透射顯示區(qū)域和反射顯示區(qū)域都是橫向場驅(qū)動的。
接著描述本實(shí)施例的效果。按照本實(shí)施例，在構(gòu)成圓極化器的平面上遲差片的厚度方向的遲差被構(gòu)成圓極化器的平面上遲差片減小，因而在有角度的觀看期間遲差的影響被減小，以及視角特性被提高。所以，能夠提供具有優(yōu)越的視角特性的圓極化器，以及在液晶顯示設(shè)備和使用本實(shí)施例的這樣的圓極化器的終端設(shè)備中視角特性也被提高。厚度方向的遲差也能被構(gòu)成圓極化器的平面上遲差片減小，所以不需要添加具有厚度方向的遲差的附加的遲差片，薄膜數(shù)可以減少，圓極化器和液晶顯示設(shè)備的厚度可以減小，以及成本可以降低。
在本實(shí)施例中，透射顯示區(qū)域由按順序排列的極化器2、Rth＞0的λ/2片5、Rth＜0的λ/4片6、液晶層補(bǔ)償片8、液晶層9a、液晶層補(bǔ)償片7、Rth＞0的λ/4片4、Rth＜0的λ/2片3、和極化器1組成。然而，在這樣的用于減小在至少λ/2片3與λ/2片5，或λ/4片4與λ/4片6之間的Rth的和的絕對值的配置中，任何的平面遲差片可被設(shè)計(jì)成使得Rth＜0，Rth＞0，或Rth＝0。然而，Rth的絕對值優(yōu)選地對λ/2片和對λ/4片都是減小的。同樣地，實(shí)施例1的反射顯示區(qū)域被配置成減小在Rth＞0的λ/2片5與Rth＜0的λ/4片6之間的Rth的和的絕對值，但透射顯示區(qū)域的視角特性即使在其中這個(gè)絕對值沒有減小的配置中仍舊可以被提高。
在本實(shí)施例中，λ/2片和λ/4片被用作為平面遲差片，但就可以通過對于極化器進(jìn)行分層而創(chuàng)建寬帶圓極化器來說，包括兩種或多種任何類型的平面遲差片的配置都是可能的，正如在日本公開專利申請No.2000-35570中具體地描述的。然而，由于在平面遲差小于30nm時(shí)，平面遲差片的有效性是最小的，所以需要許多平面上遲差片。所以，從成本和減小圓極化器的厚度看來，平面遲差為30nm或更大是優(yōu)選的。
在本實(shí)施例中，Rth＜0的λ/2片3和Rth＞0的λ/2片5的nx和ny是恒定的，并與波長無關(guān)，每個(gè)平面遲差也是恒定的，并與波長無關(guān)。因此，在裝置中設(shè)置Rth＜0的λ/2片3和Rth＞0的λ/2片5的角度的差值為90度，能夠使平面遲差的波長色散特性互相補(bǔ)償，因此在透射顯示區(qū)域中得到高的反差比。
然而，例如當(dāng)波長越短，則Rth＜0的λ/2片3的平面遲差增加，而波長越短，則Rth＞0的λ/2片5的平面遲差減小時(shí)，在短波長端和在長波長端處平面遲差的差值增加，因此很難補(bǔ)償在整個(gè)可見光區(qū)域中平面遲差的波長色散特性。因此，Rth＜0的λ/2片3的平面遲差與Rth＞0的λ/2片5的平面遲差之間的差值優(yōu)選地是小的，并與波長無關(guān)。這樣的配置當(dāng)平面雙折射的波長相關(guān)性對于Rth＜0的λ/2片3和Rth＞0的λ/2片5隨著波長以單調(diào)方式減小時(shí)，是容易實(shí)現(xiàn)的。替換地，平面雙折射的波長相關(guān)性也可以對Rth＜0的λ/2片3和Rth＞0的λ/2片5隨著波長以單調(diào)方式增加。同樣的結(jié)果可應(yīng)用于其中Rth＞0的λ/4片4和其中Rth＜0的λ/4片6的情形。
極化器常常具有把極化層夾在保護(hù)薄膜之間這樣的結(jié)構(gòu)。例如，在保護(hù)薄膜中常常使用三乙酰纖維素(此后稱為TAC)，但TAC具有在厚度方向的遲差，雖然遲差的數(shù)值很小。當(dāng)視角特性受到TAC的厚度方向的遲差影響時(shí)，TAC的厚度方向遲差優(yōu)選地以與圓極化器的平面遲差片相同的方式加以考慮。
在本實(shí)施例的液晶顯示設(shè)備中，在反射顯示區(qū)域47a和透射顯示區(qū)域47b的顯示面上的遲差被上部液晶層補(bǔ)償片52a和下部液晶層補(bǔ)償片52b完全抵消，但這個(gè)配置并非是限制性的。特別地，遲差被補(bǔ)償?shù)某潭纫采婕暗街圃旌驮O(shè)計(jì)問題，重要的是在液晶層51的顯示面上的遲差是用補(bǔ)償片來減小的，它然后與圓極化器相組合，創(chuàng)建橫向場驅(qū)動的半透射液晶顯示設(shè)備。然而，通過盡可能完整地抵消遲差，可以得到優(yōu)異的反差比比值和視角的性能。
另外，在本實(shí)施例中采用一種配置，其中在反射顯示區(qū)域47a中液晶層51的厚度是在透射顯示區(qū)域47b中液晶層51的厚度的一半，上部液晶層補(bǔ)償片52a抵消在反射顯示區(qū)域47a中液晶層51的顯示面上遲差并使呈現(xiàn)各向同性，而下部液晶層補(bǔ)償片52b連同上部液晶層補(bǔ)償片52a一起抵消在透射顯示區(qū)域47b中液晶層51的顯示面上遲差并使呈現(xiàn)各向同性。然而，這種配置并不受限制，并可以應(yīng)用到不同的厚度條件。重要的是，上部液晶層補(bǔ)償片52a抵消在反射顯示區(qū)域47a中液晶層51的顯示面上遲差，以及下部液晶層補(bǔ)償片52b連同上部液晶層補(bǔ)償片52a一起抵消在透射顯示區(qū)域47b中液晶層51的顯示面上折射率各向異性。然而，如在本實(shí)施例中那樣，使得在反射顯示區(qū)域47a中液晶層51的厚度做成是透射顯示區(qū)域47b中液晶層51的厚度的一半，則能使上部液晶層補(bǔ)償片52a和下部液晶層補(bǔ)償片52b使用相同的補(bǔ)償片，所以可以降低成本。
為了避免透射顯示部分中反差比的減小，優(yōu)選地在可見光的每個(gè)波長段，在液晶層的平面遲差與上部液晶層補(bǔ)償片52a和下部液晶層補(bǔ)償片52b的平面遲差的全部數(shù)值之間有最小的差別。這樣做的原因與把平面上遲差片的慢軸之間設(shè)置成90度而補(bǔ)償補(bǔ)償相關(guān)性的原因是相同的。然而，由于液晶的平面雙折射的波長相關(guān)性隨波長增加以單調(diào)的方式增加，優(yōu)選地采用一種配置，使得在液晶層補(bǔ)償片中平面雙折射的波長相關(guān)性隨波長增加以單調(diào)的方式增加。
在本實(shí)施例中，上部液晶層補(bǔ)償片52a和下部液晶層補(bǔ)償片52b是分開提供的，但這些部件也可以以單個(gè)單元來提供。
在本實(shí)施例中，像素電極49a和公共電極49b的縱向方向被描述為從X軸旋轉(zhuǎn)+15度，但這種配置不受限制。像素電極49a和公共電極49b的縱向方向可以相對于X軸方向傾斜另一個(gè)角度，或傾斜的角度可以按照X軸上的坐標(biāo)具有不同的數(shù)值，以便創(chuàng)建一個(gè)多域配置。多域配置特別是當(dāng)加上電壓時(shí)能得到改進(jìn)的視角特性。
本實(shí)施例的液晶顯示設(shè)備中的反射板被描述成只起反射鏡的作用，但也可以給反射板提供微小的表面不規(guī)則性。相對于外部光線的反射特性因此可得到控制。
在本實(shí)施例的液晶顯示設(shè)備中的反射板被描述為在本實(shí)施例的液晶顯示設(shè)備的反射顯示區(qū)域和透射顯示區(qū)域中具有不同的厚度，但這個(gè)配置能夠在反射顯示部分和透射顯示部分中調(diào)節(jié)反差比。
另外，在本實(shí)施例的液晶顯示設(shè)備中可以適當(dāng)?shù)厥褂肍FS(散射場交換)方案、AFFS(先進(jìn)散射場交換)方案、或具有稍微不同的電極的結(jié)構(gòu)/安排的相同形式的其它方案。公共電極或像素電極也可以用作為反射板。
在本實(shí)施例的液晶顯示設(shè)備中液晶分子被描述為具有正的介質(zhì)各向異性，但這種配置并不受限制，也可以使用具有負(fù)的介質(zhì)各向異性的液晶分子。然而，由于具有負(fù)的介質(zhì)各向異性的液晶分子在加上電壓時(shí)沿垂直于場方向的方向?qū)?zhǔn)，起始取向方向必須被設(shè)置為基本上平行于場方向。特別地，起始取向方向必須被設(shè)置為在XY平面上的+Y方向，該方向從以前描述的實(shí)施例的方向旋轉(zhuǎn)90度。上部液晶層補(bǔ)償片52a和下部液晶層補(bǔ)償片52b的位置也必須隨之在XY平面上旋轉(zhuǎn)90度。
接著，通過比較本實(shí)施例的典型結(jié)構(gòu)例與比較例而更詳細(xì)地描述本實(shí)施例。表1顯示按照典型結(jié)構(gòu)例1的液晶顯示設(shè)備的透射顯示區(qū)域的組成。表1上的Re和Rth的數(shù)值是對于550nm波長的數(shù)值。表2顯示其Nz＝1的λ/4片和λ/2片的折射率。
如圖4A所示，遲差片的對準(zhǔn)角度13a是由X軸與遲差片的慢軸11形成的角度。逆時(shí)針方向被定義為正的。同樣地，如圖4B所示的極化器的對準(zhǔn)角度13b是由X軸與極化器的吸收軸12形成的角度。
在透射顯示中，比起反射顯示需要更高的反差比。所以Rth＜0的λ/2片3與Rth＞0的λ/2片5的對準(zhǔn)角度的差值被設(shè)置為90度，以使得這些板能對平面上遲差的波長色散特性互相補(bǔ)償。這時(shí)，由于Rth＜0的λ/2片3與Rth＞0的λ/2片5在每個(gè)波長的遲差是基本相同的，所以平面上遲差的波長色散特性可以被補(bǔ)償。Rth＞0的λ/4片4與Rth＜0的λ/4片6的對準(zhǔn)角度的差值同樣地被設(shè)置為90度。
接著描述為估計(jì)視角特性所必需的其它參數(shù)。透射顯示區(qū)域的液晶層9a的折射率各向異性n是0.07125(其中波長是550nm)，厚度是4.0微米，以及波長相關(guān)性是使得波長越短，折射率各向異性就增加，與通常的液晶相同。在水平取向的液晶中，Nz＝1.0。Rth＜0的λ/2片3與Rth＞0的λ/2片5的折射率是基于其中Nz＝1的表2的λ/2片的折射率；nx和ny被固定在當(dāng)Nz＝1時(shí)的數(shù)值，以及對每個(gè)Nz系數(shù)的nz通過上述的公式5來計(jì)算并使用。在表2上未示出的、對于除了400,500，和600nm以外的波長的折射率是按照柯西(Cauchy)公式。Rth＞0的λ/4片4與Rth＜0的λ/4片6的折射率也以相同的方式進(jìn)行計(jì)算。
在水平取向液晶的液晶層補(bǔ)償片7，8中，nx和ny被固定在當(dāng)Nz＝1時(shí)的數(shù)值，以及對于每個(gè)Nz系數(shù)的nz是用上述的公式5計(jì)算的，并根據(jù)表2中其中Nz＝1的λ/2片的厚度d的改變被而使用，以及表2上其中Nz＝1的λ/2片的折射率。對于除了400,500，和600nm以外的波長的折射率是按照柯西(Cauchy)公式。
[表1] [表2] 圖9是等反差比圖，它顯示按照典型結(jié)構(gòu)例1的液晶顯示設(shè)備對透射顯示區(qū)域中的視角特性進(jìn)行評估的結(jié)果。在圖9上，改變液晶驅(qū)動電壓以得到最大白色狀態(tài)的亮度，然后通過把白色狀態(tài)亮度除以在液晶的初始狀態(tài)出現(xiàn)的黑色狀態(tài)亮度而計(jì)算視角特性的等反差比圖。反差比被顯示為從3到1000的數(shù)值，以及更白的顏色表示更高的反差比。還顯示了在300，200，100，50和10的反差比時(shí)的等反差比曲線。所顯示的X軸、Y軸和z軸是與圖3的坐標(biāo)定義的相同的。在等反差比圖上圓的中心處的點(diǎn)表示當(dāng)從z軸觀看液晶顯示設(shè)備時(shí)的反差比。在圖上顯示的四個(gè)同心圓表示離z軸的20，40，60，80度的角度(傾斜角是指為極座標(biāo)角)處的反差比。
表3顯示按照典型結(jié)構(gòu)例1的液晶顯示設(shè)備的反射顯示區(qū)域的組成。表3上的Re和Rth的數(shù)值是對于550nm的波長的數(shù)值。在每個(gè)組成中使用的折射率與按照典型結(jié)構(gòu)例1的液晶顯示設(shè)備的透射顯示區(qū)域的折射率是相同的。反射顯示區(qū)域的液晶層9b的厚度是2.0微米，以及反射板10被處理為具有鏡面反射特性。
[表3] 圖10是等反差比圖，它們顯示按照典型結(jié)構(gòu)例1的液晶顯示設(shè)備的反射顯示區(qū)域中的視角特性進(jìn)行評估的結(jié)果。與圖9一樣，反差比被顯示為從3到1000的數(shù)值，以及更白的顏色表示更高的反差比。還顯示了在300，200，100，50和10的反差比時(shí)的等反差比曲線。所顯示的X軸、Y軸和Z軸是與由圖3的坐標(biāo)所定義的相同的。
接著將描述比較的例子。首先描述比較結(jié)構(gòu)例1。圖34是顯示按照比較結(jié)構(gòu)例1的液晶顯示設(shè)備的結(jié)構(gòu)的透視圖。如圖34所示，比較結(jié)構(gòu)例1與典型結(jié)構(gòu)例1不同之處在于，在背光一端的圓極化器由極化器61、Rth＞0的λ/2片63和Rth＞0的λ/4片64組成，以及在顯示器端的圓極化器由極化器62、Rth＞0的λ/2片65和Rth＞0的λ/4片66組成。特別地，平面遲差片的厚度方向的遲差都是正的。結(jié)構(gòu)的其它方面與典型結(jié)構(gòu)例1相同。
表4和5分別顯示按照比較結(jié)構(gòu)例1的液晶顯示設(shè)備的透射顯示區(qū)域和反射顯示區(qū)域的組成(對于550nm波長的數(shù)值)。圖11和12是等反差比圖，它們分別顯示按照比較結(jié)構(gòu)例1的液晶顯示設(shè)備的透射顯示區(qū)域和反射顯示區(qū)域中的視角特性進(jìn)行評估的結(jié)果； [表4] [表5] 接著將描述比較結(jié)構(gòu)例2。圖35是顯示按照比較結(jié)構(gòu)例2的液晶顯示設(shè)備的結(jié)構(gòu)的透視圖。如圖35所示，比較結(jié)構(gòu)例2與典型結(jié)構(gòu)例1不同之處在于，在背光一端的圓極化器由極化器70、Rth＜0的λ/2片72和Rth＞0的λ/4片73組成，以及在顯示器端的圓極化器由極化器71、Rth＜0的λ/2片74和Rth＞0的λ/4片75組成。平面遲差片的厚度方向的遲差的總和是小的，為1.0nm，但由于在Rth＜0的λ/2片72與Rth＜0的λ/2片74之間和在其中Rth＞0的λ/4片73與其中Rth＞0的λ/4片75之間，Rth的符號是相同的，Rth不減小。該結(jié)構(gòu)的其它方面是與典型結(jié)構(gòu)例1相同的。
表6和7分別顯示按照比較結(jié)構(gòu)例2的液晶顯示設(shè)備的透射顯示區(qū)域和反射顯示區(qū)域的組成(對于550nm波長的數(shù)值)。圖13和14是等反差比圖，它們分別顯示按照比較結(jié)構(gòu)例2的液晶顯示設(shè)備的透射顯示區(qū)域和反射顯示區(qū)域中的視角特性進(jìn)行評估的結(jié)果； [表6] [表7] 下面是上述的典型結(jié)構(gòu)例1、比較結(jié)構(gòu)例1、和比較結(jié)構(gòu)例2中視角特性的比較。如圖9所示，在上述的典型結(jié)構(gòu)例1中透射顯示區(qū)域的視角特性方面，反差比為300或更高的區(qū)域，相對于比較結(jié)構(gòu)例1(圖11)來說是更寬廣的，因而視角特性得到提高。這些是減小在Rth＜0的λ/2片3與Rth＞0的λ/2片5之間和在Rth＞0的λ/4片4與Rth＜0的λ/4片6之間的厚度方向遲差的總和的絕對值的結(jié)果。此外，如圖10所示，典型結(jié)構(gòu)例1中反射顯示區(qū)域的視角特性，相對于比較結(jié)構(gòu)例1(圖12)來說，總體上被增強(qiáng)。這是減小在Rth＞0的λ/2片5與Rth＜0的λ/4片6之間的厚度方向遲差的結(jié)果。
如圖13所示，在比較結(jié)構(gòu)例2中等反差比曲線的區(qū)域，相對于比較結(jié)構(gòu)例1(圖11)來說是更小的，并且透射顯示區(qū)域的視角特性是差的。如圖14所示，反射顯示區(qū)域的視角特性，相對于比較結(jié)構(gòu)例1(圖12)來說，總體上是差的。
正如從比較結(jié)構(gòu)例2看到的，即使在圓極化器是由具有在厚度方向的負(fù)的遲差的平面上遲差片所組成，當(dāng)在成對的平面上遲差片之間，諸如在背光一端的圓極化器的λ/2片與在顯示器端的圓極化器的λ/2片之間的Rth的總和的絕對值沒有被減小時(shí)，通過使用Rth＜0的平面遲差片所得到的改進(jìn)是最小的。
所以，減小在Rth＜0的λ/2片3與Rth＞0的λ/2片5之間和在Rth＞0的λ/4片4與Rth＜0的λ/4片6之間的厚度方向遲差的總和的絕對值的效果，是有可能在液晶顯示設(shè)備的反射顯示區(qū)域和透射顯示區(qū)域兩者的視角特性都得到更高的反差比。
接著將描述平面遲差片的厚度方向遲差的變化與典型結(jié)構(gòu)例1間的關(guān)系的例子。圖36是顯示按照典型結(jié)構(gòu)例2到9的液晶顯示設(shè)備的結(jié)構(gòu)的透視圖。如圖36所示，透射顯示區(qū)域由分層排列的極化器80、λ/2片83、λ/4片84、液晶層補(bǔ)償片86、液晶層87a、液晶層補(bǔ)償片85、λ/4片82、λ/2片81、和極化器79組成，上述順序是從顯示器端看到的。表8到11顯示典型結(jié)構(gòu)例2到9的具體的組成(對于550nm的波長的數(shù)值)。
平面方向的對準(zhǔn)角度和遲差Re，對于典型結(jié)構(gòu)例2到9是相同的。液晶層補(bǔ)償片85，86和液晶層87a對于典型結(jié)構(gòu)例2到9也是相同的。其它結(jié)構(gòu)方面與典型結(jié)構(gòu)例1相同。
[表8] [表9] [表10] [表11] 透射顯示部分的視角特性在典型結(jié)構(gòu)例2到9中，也以與典型結(jié)構(gòu)例1相同的方式被增強(qiáng)。在典型結(jié)構(gòu)例2到7中，λ/2片81與λ/4片82的Rrh的絕對值，相對于典型結(jié)構(gòu)例8，是更小的，而入射到液晶層87a的光，當(dāng)從一個(gè)角度觀看時(shí)，與圓極化光沒有很大差別。所以，透射顯示部分的視角特性相對于典型結(jié)構(gòu)例8被增強(qiáng)。與典型結(jié)構(gòu)例9相比較，在典型結(jié)構(gòu)例2到7中，Rth的絕對值不單在λ/4片82與λ/4片84之間，而且也在λ/2片81與λ/4片83之間被減小，所以，透射顯示部分的視角特性進(jìn)一步增強(qiáng)。
在本發(fā)明的所有的實(shí)施例和典型結(jié)構(gòu)例中，液晶顯示設(shè)備是按半透射液晶顯示設(shè)備描述的，但本發(fā)明也可以通過用透射顯示部分的結(jié)構(gòu)替代透射液晶顯示設(shè)備的結(jié)構(gòu)和用反射顯示部分的結(jié)構(gòu)替代反射液晶顯示設(shè)備的結(jié)構(gòu)而被適當(dāng)?shù)貞?yīng)用于透射液晶顯示設(shè)備和反射液晶顯示設(shè)備。
接著描述按照本發(fā)明的實(shí)施例2的液晶顯示設(shè)備。本實(shí)施例也是圓極化器的結(jié)構(gòu)的實(shí)施例。圖37是顯示按照實(shí)施例2的液晶顯示設(shè)備的結(jié)構(gòu)的示意性透視圖的圖，和顯示本發(fā)明的圓極化器的結(jié)構(gòu)的圖。本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同之處在于，作為平面遲差片的極化器補(bǔ)償片是在極化器與平面遲差片之間提供的，極化器補(bǔ)償片被放置成使得極化器的傳輸軸與極化器補(bǔ)償片的慢軸互相平行。特別地，如圖37所示，極化器補(bǔ)償片15在極化器2與Rth＞0的λ/2片5之間提供，以及極化器補(bǔ)償片14在極化器1與Rth＜0的λ/2片3之間提供。其它結(jié)構(gòu)方面是與實(shí)施例1相同的。通過這樣的配置，圓極化器的視角特性得到提高，極化器的視角特性也得到提高，而透射顯示區(qū)域的視角特性更被進(jìn)一步增強(qiáng)。其它運(yùn)作和效果與實(shí)施例1相同。
接著使用本實(shí)施例的典型結(jié)構(gòu)例10更詳細(xì)地描述本發(fā)明。表12和13分別顯示按照典型結(jié)構(gòu)例10的液晶顯示設(shè)備的透射顯示區(qū)域和反射顯示區(qū)域的組成(對于550nm波長的數(shù)值)。圖15和16是等反差比圖，它們分別顯示按照典型結(jié)構(gòu)例10的液晶顯示設(shè)備的透射顯示區(qū)域和反射顯示區(qū)域中的視角特性進(jìn)行評估的結(jié)果。對于極化器補(bǔ)償層14，15使用的折射率是通過改變表2中Nz＝1的λ/2片的厚度d而計(jì)算的。對于除了400，500，和600nm以外的波長的折射率是按照柯西(Cauchy)公式。
[表12] [表13] 如圖15所示，在典型結(jié)構(gòu)例10中透射顯示區(qū)域的視角特性方面，反差比為300或更高的區(qū)域，相對于比較結(jié)構(gòu)例1(圖11)來說是更寬廣的，因而視角特性被增強(qiáng)。而且，在典型結(jié)構(gòu)例10中透射顯示區(qū)域的視角特性方面，反差比為10或更高的區(qū)域，相對于典型結(jié)構(gòu)例1(圖9)來說是更寬廣的，因而視角特性被增強(qiáng)。如圖16所示，典型結(jié)構(gòu)例10的反射顯示區(qū)域中的視角特性，相對于比較結(jié)構(gòu)例1(圖12)來說，總體上得到增強(qiáng)。典型結(jié)構(gòu)例10的反射顯示區(qū)域中的視角特性大體上與典型結(jié)構(gòu)例1(圖10)相同。
在本實(shí)施例中，極化器補(bǔ)償片14，15都用于背光一端和顯示器端的圓極化器，但這種配置不是限制性的，極化器補(bǔ)償片可以僅用于一端。其中Nz＝1.0的極化器補(bǔ)償片也可以用于本實(shí)施例，但也可以使用具有不同的Nz系數(shù)的極化器補(bǔ)償片。
在本實(shí)施例中，極化器補(bǔ)償片14，15都具有相同的特性，但極化器補(bǔ)償片也可以具有不同的特性。在本實(shí)施例中，極化器補(bǔ)償片的慢軸和極化器的吸收軸設(shè)置成互相平行，但這兩個(gè)軸也可以設(shè)置成互相垂直。極化器補(bǔ)償片還可以用于其它實(shí)施例，以便進(jìn)一步增強(qiáng)視角特性。
接著描述按照本發(fā)明的實(shí)施例3的液晶顯示設(shè)備。本實(shí)施例也是圓極化器的結(jié)構(gòu)的實(shí)施例。圖38是顯示按照實(shí)施例3的液晶顯示設(shè)備的結(jié)構(gòu)的示意性透視圖的圖，和顯示本發(fā)明的圓極化器的結(jié)構(gòu)的圖。如圖38所示，本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同之處在于，在背光一端的圓極化器由極化器88、Rth＝0的λ/2片90和Rth＝0的λ/4片91組成；以及在顯示器端的圓極化器由極化器89、Rth＝0的λ/2片92和Rth＝0的λ/4片93組成。其它結(jié)構(gòu)方面與實(shí)施例1相同。通過這樣的配置，透射顯示部分的視角特性通過把構(gòu)成圓極化器的每個(gè)平面遲差片的Rth設(shè)置為零或基本上為零而得到提高。其它運(yùn)作和效果與實(shí)施例1相同。
接著使用本實(shí)施例的典型結(jié)構(gòu)例11更詳細(xì)地描述本發(fā)明。表14和15分別顯示按照典型結(jié)構(gòu)例11的液晶顯示設(shè)備的透射顯示區(qū)域和反射顯示區(qū)域的組成(對于550nm波長的數(shù)值)。圖17和18是等反差比圖，它們分別顯示按照典型結(jié)構(gòu)例11的液晶顯示設(shè)備的透射顯示區(qū)域和反射顯示區(qū)域中的視角特性進(jìn)行評估的結(jié)果。
[表14] [表15] 如圖17所示，在典型結(jié)構(gòu)例11中透射顯示區(qū)域的視角特性方面，反差比為300或更高的區(qū)域，相對于比較結(jié)構(gòu)例1(圖11)來說是更寬廣的。而且，如圖18所示，典型結(jié)構(gòu)例11的反射顯示區(qū)域中的視角特性，相對于比較結(jié)構(gòu)例1(圖12)來說，總體上得到提高。反射顯示區(qū)域中的視角特性總體上被增強(qiáng)，但等反差比曲線的形狀與典型結(jié)構(gòu)例1(圖10)不同。
接著描述按照本發(fā)明的實(shí)施例4的液晶顯示設(shè)備。本實(shí)施例也是圓極化器的結(jié)構(gòu)的實(shí)施例。圖39是顯示按照實(shí)施例4的液晶顯示設(shè)備的結(jié)構(gòu)的示意性透視圖的圖，和顯示本發(fā)明的圓極化器的結(jié)構(gòu)的圖。如圖39所示，本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同之處在于，在背光一端的圓極化器由極化器97、Rth＜0的λ/2片99、Rth＞0的λ/2片100、和Rth＜0的λ/4片101組成；以及在顯示器端的圓極化器由極化器98、Rth＞0的λ/2片102、Rth＜0的λ/2片103、和Rth＞0的λ/4片104組成。特別地，實(shí)施例1是使用兩個(gè)遲差片的寬帶圓極化器，實(shí)施例4是使用三個(gè)遲差片的寬帶圓極化器。寬帶圓極化器的寬帶特性是通過增加遲差片的數(shù)目而被增強(qiáng)的。透射視角特性是通過減小在Rth＜0的λ/2片99與Rth＞0的λ/2片102之間、在Rth＞0的λ/2片100與Rth＜0的λ/2片103之間、和在Rth＜0的λ/4片101與Rth＞0的λ/4片104之間的Rth的總和的絕對值而得到提高的。其它結(jié)構(gòu)方面是與實(shí)施例1相同的。其它運(yùn)作和效果也是與實(shí)施例1相同的。
接著通過比較本實(shí)施例的典型結(jié)構(gòu)例子與比較用的例子來更詳細(xì)地描述本發(fā)明。表16和17分別顯示按照典型結(jié)構(gòu)例12的液晶顯示設(shè)備的透射顯示區(qū)域和反射顯示區(qū)域的組成(對于550nm波長的數(shù)值)。圖19和20是等反差比圖，它們分別顯示按照典型結(jié)構(gòu)例12的液晶顯示設(shè)備的透射顯示區(qū)域和反射顯示區(qū)域中的視角特性進(jìn)行評估的結(jié)果。
[表16] [表17] 接著描述比較用的例子。圖40是顯示按照比較結(jié)構(gòu)例3的液晶顯示設(shè)備的結(jié)構(gòu)的示意性透視圖的圖，和顯示本發(fā)明的圓極化器的結(jié)構(gòu)的圖。如圖40所示，比較結(jié)構(gòu)例3與實(shí)施例4的不同之處在于，所有的平面上遲差片的Rth都大于零。表18和19分別顯示按照比較結(jié)構(gòu)3的液晶顯示設(shè)備的透射顯示區(qū)域和反射顯示區(qū)域的組成(對于550nm波長的數(shù)值)。圖21和22是等反差比圖，它們分別顯示按照比較結(jié)構(gòu)例3的液晶顯示設(shè)備的透射顯示區(qū)域和反射顯示區(qū)域中的視角特性進(jìn)行評估的結(jié)果。
[表18] [表19] 如圖19所示，典型結(jié)構(gòu)例12中透射顯示區(qū)域的視角特性，相對于比較結(jié)構(gòu)例3(圖21)來說被增強(qiáng)。另外，如圖20所示，典型結(jié)構(gòu)例12的反射顯示區(qū)域中的視角特性，相對于比較結(jié)構(gòu)例3(圖21)來說，稍微被增強(qiáng)。
接著描述其中平面遲差片的厚度方向遲差相對于典型結(jié)構(gòu)例12而改變的例子。圖41是顯示按照典型結(jié)構(gòu)例13和14的液晶顯示設(shè)備的結(jié)構(gòu)的透視圖。如圖41所示，在典型結(jié)構(gòu)例13和14中的透射顯示區(qū)域從顯示器端看來按順序由分層排列的極化器119、λ/2片121、λ/2片122、λ/4片123、液晶層補(bǔ)償片127、液晶層129a、液晶層補(bǔ)償片128、λ/4片126、λ/2片125、λ/2片124、和極化器120組成。表20顯示典型結(jié)構(gòu)例13和14的具體的組成。
在平面方向的對準(zhǔn)角度和遲差Re，對于典型結(jié)構(gòu)例13和14是相同的。液晶層補(bǔ)償片127，128和液晶層129a，對于典型結(jié)構(gòu)例13和14也是相同的。
[表20] 按照這樣的配置，透射顯示部分的視角特性，在典型結(jié)構(gòu)例13和14中也以與典型結(jié)構(gòu)例12相同的方式被增強(qiáng)。
接著描述按照本發(fā)明的實(shí)施例5的液晶顯示設(shè)備。本實(shí)施例也是圓極化器的結(jié)構(gòu)的實(shí)施例。本發(fā)明的實(shí)施例5與實(shí)施例4的不同之處在于，所有的平面遲差片的Rth基本上等于零。其它結(jié)構(gòu)方面是與實(shí)施例4相同的。視角特性通過這樣的配置而得到增強(qiáng)。
接著使用本實(shí)施例的典型結(jié)構(gòu)例15更詳細(xì)地描述本發(fā)明。圖42是顯示按照典型結(jié)構(gòu)例15的液晶顯示設(shè)備的結(jié)構(gòu)的透視圖，其中作為平面遲差片的λ/2片和λ/4片的Rth都是零。表21和22分別顯示按照典型結(jié)構(gòu)例15的液晶顯示設(shè)備的透射顯示區(qū)域和反射顯示區(qū)域的組成(對于550nm波長的數(shù)值)。圖23和24是等反差比圖，它們分別顯示按照典型結(jié)構(gòu)例15的液晶顯示設(shè)備的透射顯示區(qū)域和反射顯示區(qū)域中的視角特性進(jìn)行評估的結(jié)果。
[表21] [表22] 如圖23所示，典型結(jié)構(gòu)例15的透射顯示區(qū)域中的視角特性，相對于比較結(jié)構(gòu)例3(圖21)被增強(qiáng)。另外，如圖24所示，典型結(jié)構(gòu)例15的反射顯示區(qū)域中的視角特性，相對于比較結(jié)構(gòu)例3(圖22)總體上被增強(qiáng)。
接著描述按照本發(fā)明的實(shí)施例6的液晶顯示設(shè)備。本實(shí)施例也是圓極化器的結(jié)構(gòu)的實(shí)施例。圖43是顯示按照實(shí)施例6的液晶顯示設(shè)備的結(jié)構(gòu)的示意性透視圖的圖，和顯示本發(fā)明的圓極化器的結(jié)構(gòu)的圖。如圖43所示，本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同之處在于，在背光一端的圓極化器由極化器130、和Rth＞0的λ/4片132組成，以及在顯示器端的圓極化器由極化器131、和Rth＜0的λ/4片133組成。結(jié)構(gòu)的其它方面與典型結(jié)構(gòu)例1相同。實(shí)施例6因此是具有單個(gè)遲差片的圓極化器。在這樣的結(jié)構(gòu)中，透射部分視角特性通過減小在Rth＞0的λ/4片132與Rth＜0的λ/4片133之間的厚度方向遲差的總和的絕對值而被增強(qiáng)。
接著通過比較本實(shí)施例的典型結(jié)構(gòu)例與比較的例子而更詳細(xì)地描述本發(fā)明。首先描述本實(shí)施例的典型結(jié)構(gòu)例16。表23和24分別顯示按照典型結(jié)構(gòu)例16的液晶顯示設(shè)備的透射顯示區(qū)域和反射顯示區(qū)域的組成(對于550nm波長的數(shù)值)。圖25和26是等反差比圖，它們分別顯示按照典型結(jié)構(gòu)例16的液晶顯示設(shè)備的透射顯示區(qū)域和反射顯示區(qū)域中的視角特性進(jìn)行評估的結(jié)果。
[表23] [表24] 接著描述比較結(jié)構(gòu)例4。圖44是顯示按照比較結(jié)構(gòu)例4的液晶顯示設(shè)備的結(jié)構(gòu)的透視圖。如圖4所示，本比較結(jié)構(gòu)例與實(shí)施例6的不同之處在于，Rth＞0的λ/4片140和Rth＞0的λ/4片139是在背光一端和顯示器端提供的，圓極化器具有單個(gè)遲差片，以及構(gòu)成極化器的平面遲差片都具有大于零的Rth。其它的結(jié)構(gòu)方面是與實(shí)施例6相同的。表25和26分別顯示按照比較結(jié)構(gòu)例4的液晶顯示設(shè)備的透射顯示區(qū)域和反射顯示區(qū)域的組成(對于550nm波長的數(shù)值)。圖27和28是等反差比圖，它們分別顯示按照比較結(jié)構(gòu)例4的液晶顯示設(shè)備的透射顯示區(qū)域和反射顯示區(qū)域中的視角特性進(jìn)行評估的結(jié)果。
[表25] [表26] 如圖25所示，在典型結(jié)構(gòu)例16中透射顯示區(qū)域的視角特性中，反差比為300、200、100、50和10或更高的區(qū)域，相對于比較結(jié)構(gòu)例4(圖27)來說是更寬廣的，因而視角特性被增強(qiáng)。
接著描述按照本發(fā)明的實(shí)施例7的液晶顯示設(shè)備。本實(shí)施例也是圓極化器的結(jié)構(gòu)的實(shí)施例。圖45是顯示按照實(shí)施例7的液晶顯示設(shè)備的結(jié)構(gòu)的示意性透視圖的圖，和顯示本發(fā)明的圓極化器的結(jié)構(gòu)的圖。本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同之處在于，使用垂直對準(zhǔn)的液晶，而不是使用由橫向場驅(qū)動的水平對準(zhǔn)的液晶。結(jié)構(gòu)的其它方面是與實(shí)施例1相同的。
按照本實(shí)施例，構(gòu)成成對圓極化器的成對平面遲差片被安排成互相補(bǔ)償Rth，由此在諸如在AsiaDisplay/IDW01，p.134中描述的那樣的垂直對準(zhǔn)液晶顯示設(shè)備中，透射顯示部分的視角特性被增強(qiáng)。
在液晶是由垂直場驅(qū)動的模式中間，廣視角VA(垂直對準(zhǔn))模式是優(yōu)選的。VA模式包括其中視角依賴性在多域方案中被減小的MVA(多域垂直對準(zhǔn))方案、以及PVA(按圖案垂直對準(zhǔn))方案、ASV(先進(jìn)的超級V)方案等等。
接著通過比較本實(shí)施例的典型結(jié)構(gòu)例與比較的例子而更詳細(xì)地描述本發(fā)明。首先描述本實(shí)施例的典型結(jié)構(gòu)例17。表27顯示按照典型結(jié)構(gòu)例17的液晶顯示設(shè)備的透射顯示區(qū)域的組成(對于550nm波長的數(shù)值)。表28還顯示按照典型結(jié)構(gòu)例17的液晶顯示設(shè)備的反射顯示區(qū)域的組成(對于550nm波長的數(shù)值)。
液晶被放置在四分垂直對準(zhǔn)模式，由此液晶分子按照電場處在45度、135度、225度、和315度，其中0度是處在X軸方向的液晶分子的方向。液晶層152a的折射率各向異性Δn是0.1(其中波長是550nm)，厚度是3.5μm，以及波長相關(guān)性是波長越短，折射率各向異性增加，這與通常的液晶相同。在垂直對準(zhǔn)模式的液晶層補(bǔ)償片150和151中，nx＝ny＝1.5000，和nz＝1.4986，以及它們的折射率對于所有的波長是相同的。液晶層152b的厚度是1.75μm。
[表27] [表28] 接著描述比較結(jié)構(gòu)例5。圖46是顯示按照比較結(jié)構(gòu)例5的液晶顯示設(shè)備的結(jié)構(gòu)的透視圖。如圖46所示，比較結(jié)構(gòu)例5與實(shí)施例7的不同之處在于，構(gòu)成圓極化器的平面遲差片都具有大于零的Rth。其它結(jié)構(gòu)方面是與實(shí)施例7相同的。
表29和30分別顯示按照比較結(jié)構(gòu)5的液晶顯示設(shè)備的透射顯示區(qū)域和反射顯示區(qū)域的組成。圖31和32是等反差比圖，它們分別顯示按照比較結(jié)構(gòu)例5的液晶顯示設(shè)備的透射顯示區(qū)域和反射顯示區(qū)域中的視角特性進(jìn)行評估的結(jié)果。
由于圓極化器的條件是不同的，作為重新計(jì)算用于改進(jìn)透射顯示部分的視角特性的液晶層補(bǔ)償片的Rth的結(jié)果而找到的Rth值，在典型結(jié)構(gòu)例17的液晶層補(bǔ)償片150，151與比較結(jié)構(gòu)例5的液晶層補(bǔ)償片159，160之間是不同的。
[表29] [表30] 如圖29所示，在典型結(jié)構(gòu)例17中透射顯示區(qū)域的視角特性中，反差比為300、200、100、50和10或更高的區(qū)域，相對于比較結(jié)構(gòu)例5(圖27)來說是更寬廣的，因而反差比總的被增強(qiáng)。在本發(fā)明的實(shí)施例7中，透射顯示區(qū)域的視角特性通過與本發(fā)明的實(shí)施例1相同的那樣把平面遲差片組合而被增強(qiáng)。
接著根據(jù)厚度方向遲差的總和方面，比較本發(fā)明的效果。首先，把兩個(gè)極化器的平面遲差片的厚度方向遲差的總和表示為S1。標(biāo)號S2是液晶顯示設(shè)備中在黑色顯示期間兩個(gè)極化器的構(gòu)成部件的厚度方向遲差的總和。
使用典型結(jié)構(gòu)例1作為例子，S1是Rth＞0的λ/2片5、Rth＜0的λ/4片6、Rth＞0的λ/4片4、和Rth＜0的λ/2片3的Rth的總和。和值S2是Rth＞0的λ/2片5、Rth＜0的λ/4片6、液晶層補(bǔ)償片8、液晶層9a、液晶層補(bǔ)償片7、Rth＞0的λ/4片4、和Rth＜0的λ/2片3的Rth的總和。
典型結(jié)構(gòu)例1到17的S1和S2示于表31。透射顯示區(qū)域的視角特性與比較結(jié)構(gòu)例1到5的那些特性進(jìn)行比較，其中使用相同數(shù)目的平面遲差片。
[表31] 如表31所示，當(dāng)對于包括水平對準(zhǔn)模式(典型結(jié)構(gòu)例1到16)和垂直對準(zhǔn)模式(典型結(jié)構(gòu)例17)的兩種模式S1分別是0.0和0.5時(shí)，透射視角特性相對于比較結(jié)構(gòu)例得到增強(qiáng)。在水平對準(zhǔn)模式，當(dāng)S2是0.0和0.5時(shí)，透射視角特性相對于比較結(jié)構(gòu)例得到增強(qiáng)。
圖33是顯示其中安裝了按照本發(fā)明的實(shí)施例8的液晶顯示設(shè)備的移動終端設(shè)備的透視圖。如圖33所示，本發(fā)明的液晶顯示設(shè)備302例如被安裝在移動電話301上。移動終端設(shè)備不限于移動電話，本發(fā)明也可以應(yīng)用于PDA(個(gè)人數(shù)字助理)、游戲設(shè)備、數(shù)碼照相機(jī)、數(shù)字視頻照相機(jī)、和各種其它類型的移動終端設(shè)備。本發(fā)明也不限于移動終端設(shè)備，而是可應(yīng)用于筆記本電腦、取款機(jī)、自動售貨機(jī)、和各種其它類型的終端設(shè)備。
本發(fā)明可以適當(dāng)?shù)赜糜谝苿与娫?、PDA、游戲設(shè)備、數(shù)碼照相機(jī)、視頻照相機(jī)、和其它移動終端設(shè)備的顯示設(shè)備；以及筆記本電腦、取款機(jī)、自動售貨機(jī)、和其它終端設(shè)備的顯示設(shè)備。
權(quán)利要求
1.一種圓極化器，包括
多個(gè)平面上遲差片，具有在平面方向的遲差Re＞0，這時(shí)在平面方向的遲差Re是(nx-ny)×d，和在厚度方向的遲差Rth是((nx+ny)/2-nz)×d，(其中nx是在平面上出現(xiàn)最大折射率的方向上的折射率，ny是在垂直于出現(xiàn)最大折射率的方向的平面上方向上的折射率，nz是在厚度方向上的折射率，以及d是厚度)；以及
極化器，用于使得入射光極化，然后把該光發(fā)射到所述平面上遲差片，或接收穿過所述平面遲差片的光；其中
至少一個(gè)所述平面上遲差片滿足關(guān)系式Rth＜0。
2.按照權(quán)利要求1的圓極化器，其中至少一個(gè)所述平面上遲差片滿足關(guān)系式Rth＞0。
3.一種圓極化器，包括
多個(gè)平面遲差片，具有在平面方向的遲差Re＞0，這時(shí)在平面方向的遲差Re是(nx-ny)×d，和在厚度方向的遲差Rth是((nx+ny)/2-nz)×d，(其中nx是在平面上出現(xiàn)最大折射率的方向上的折射率，ny是在垂直于出現(xiàn)最大折射率的方向的平面方向上的折射率，nz是在厚度方向上的折射率，以及d是厚度)；以及
極化器，用于使得入射光極化，然后把該光發(fā)射到所述平面遲差片，或接收穿過所述平面遲差片的光；其中
所有的所述平面上遲差片滿足關(guān)系式Rth＝0。
4.一種反射的液晶顯示設(shè)備，它使用按照權(quán)利要求1到3的任一項(xiàng)的圓極化器。
5.按照權(quán)利要求4的液晶顯示設(shè)備，包括布置在圓極化器與液晶顯示設(shè)備的液晶單元之間的對液晶層進(jìn)行光學(xué)補(bǔ)償?shù)囊壕友a(bǔ)償片。
6.按照權(quán)利要求4的液晶顯示設(shè)備，包括
在所述液晶顯示設(shè)備的液晶單元的顯示表面上提供的所述圓極化器；以及
在所述液晶單元內(nèi)提供的用于反射顯示部分的反射器；其中
在所述圓極化器與所述反射器之的區(qū)域在黑色顯示期間被設(shè)置成光學(xué)上各向同性位相。
7.一種終端設(shè)備，其中安裝有按照權(quán)利要求4的液晶顯示設(shè)備。
8.一種液晶顯示設(shè)備，包括
液晶單元，其中液晶層被提供在一對基片之間；以及
在液晶單元的每個(gè)基片表面提供圓極化器；其中
所述圓極化器具有
多個(gè)平面遲差片，具有在平面方向的遲差Re＞0，這時(shí)在平面方向的遲差Re是(nx-ny)×d，和在厚度方向的遲差Rth是((nx+ny)/2-nz)×d，(其中nx是在平面上出現(xiàn)最大折射率的方向上的折射率，ny是在垂直于出現(xiàn)最大折射率的方向的平面上方向上的折射率，nz是在厚度方向上的折射率，以及d是厚度)；以及
布置在離開所述平面遲差片的所述液晶層對面的極化器；其中
構(gòu)成兩個(gè)所述圓極化器的所述平面遲差片包括Rth＞0的平面遲差片和Rth＜0的平面遲差片。
9.按照權(quán)利要求8的液晶顯示設(shè)備，其中在顯示表面上提供的所述圓極化器具有Rth＞0的平面遲差片和Rth＜0的平面遲差片。
10.按照權(quán)利要求8的液晶顯示設(shè)備，其中構(gòu)成在兩個(gè)所述極化器之間的所述圓極化器的平面遲差片的Rth的總和是0。
11.按照權(quán)利要求8的液晶顯示設(shè)備，其中所述極化器在所述平面遲差片上具有保護(hù)薄膜，以及構(gòu)成在兩個(gè)極化器之間的圓極化器的各平面遲差片的Rth的和與所述保護(hù)薄膜的厚度方向的遲差的總和是0。
12.按照權(quán)利要求8的液晶顯示設(shè)備，其中至少一個(gè)圓極化器除了布置在所述極化器與所述平面遲差片之間的所述平面遲差片以外還具有一個(gè)平面遲差片，使得該另一個(gè)平面遲差片的慢軸垂直于或平行于所述極化器的吸收軸。
13.按照權(quán)利要求8的液晶顯示設(shè)備，其中在所述液晶顯示設(shè)備中在黑色顯示期間在構(gòu)成部件的厚度方向上兩個(gè)所述極化器之間的遲差的總和是0。
14.按照權(quán)利要求8的液晶顯示設(shè)備，包括用于以光學(xué)方式補(bǔ)償液晶層的液晶層補(bǔ)償片，它被布置在所述圓極化器與所述液晶單元之間。
15.按照權(quán)利要求8的液晶顯示設(shè)備，其中所述液晶層是在黑色顯示期間垂直地對準(zhǔn)的液晶層。
16.按照權(quán)利要求14的液晶顯示設(shè)備，其中
所述液晶單元具有反射顯示區(qū)域和透射顯示區(qū)域；
所述液晶層在平行于顯示表面的平面方向具有遲差；以及
至少所述透射顯示區(qū)域的液晶層是由橫向場驅(qū)動的。
17.按照權(quán)利要求16的液晶顯示設(shè)備，其中
在所述液晶層與所述兩個(gè)圓極化器之間提供每一個(gè)所述液晶層補(bǔ)償片；
兩個(gè)所述液晶層補(bǔ)償片中的一個(gè)液晶層補(bǔ)償片在所述液晶顯示設(shè)備中減小液晶層的平面方向的遲差；以及
兩個(gè)所述液晶層補(bǔ)償片在所述透射顯示區(qū)域中減小液晶層的平面方向的遲差。
18.按照權(quán)利要求17的液晶顯示設(shè)備，其中兩個(gè)液晶層補(bǔ)償片中的一個(gè)液晶層補(bǔ)償片在所述反射顯示區(qū)域中減小在液晶層的厚度方向的遲差；以及
兩個(gè)所述液晶層補(bǔ)償片在所述透射顯示區(qū)域中減小在液晶層的厚度方向的遲差。
19.按照權(quán)利要求16的液晶顯示設(shè)備，其中僅在所述液晶層與所述兩個(gè)圓極化器中的一個(gè)圓極化器之間提供所述液晶層補(bǔ)償片，單個(gè)液晶層補(bǔ)償片減小在所述反射顯示區(qū)域中在液晶層的平面方向的遲差，和在所述透射顯示區(qū)域中在液晶層的平面方向的遲差。
20.按照權(quán)利要求19的液晶顯示設(shè)備，其中所述液晶層補(bǔ)償片減小在所述反射顯示區(qū)域中在液晶層的厚度方向的遲差，和在所述透射顯示區(qū)域中在液晶層的厚度方向的遲差。
21.按照權(quán)利要求17的液晶顯示設(shè)備，其中所述液晶層補(bǔ)償片具有在平面方向的遲差，以及在厚度方向上的遲差是負(fù)的。
22.按照權(quán)利要求17的液晶顯示設(shè)備，其中所述液晶層補(bǔ)償片被設(shè)置為一個(gè)數(shù)值，以便抵消在所述透射顯示區(qū)域中液晶層的平面方向的遲差和使得它是各向同性的。
23.按照權(quán)利要求17的液晶顯示設(shè)備，其中所述液晶層補(bǔ)償片可設(shè)置成一個(gè)值，使其抵消在所述反射顯示區(qū)域中液晶層的平面方向的遲差和使得它是各向同性的。
24.按照權(quán)利要求14的液晶顯示設(shè)備，其中所述液晶層補(bǔ)償片的平面雙折射的波長相關(guān)性隨波長的增加以單調(diào)的方式減小。
25.一種終端設(shè)備，其上安裝有按照權(quán)利要求8的液晶顯示設(shè)備。
全文摘要
圓極化器、液晶顯示設(shè)備和終端設(shè)備。在本發(fā)明的液晶顯示設(shè)備中，圓極化器被提供在帶有液晶層的一對基片的每一個(gè)上，在顯示表面一側(cè)的圓極化器由極化器、Rth＞0的λ/2片和Rth＜0的λ/4片組成；在背光一側(cè)的圓極化器由極化器、Rth＜0的λ/2片和Rth＞0的λ/4片組成。Rth是λ/2片或λ/4片的厚度方向的遲差。在Rth＞0的λ/2片與Rth＜0的λ/2片之間的Rth的總和的絕對值和在Rth＜0的λ/4片和Rth＞0的λ/4片之間的Rth的總和的絕對值實(shí)現(xiàn)了減小。由此得到有優(yōu)異波長特性和當(dāng)從一個(gè)角度觀看時(shí)的優(yōu)異視角特性的圓極化器，并得到使用這種圓極化器的液晶顯示設(shè)備和終端設(shè)備。
文檔編號G02F1/1335GK101109832SQ200710136630
公開日2008年1月23日 申請日期2007年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月18日
發(fā)明者松島仁, 住吉研, 上原伸一 申請人:日本電氣株式會社, 日本電氣液晶顯示技術(shù)株式會社