專利名稱：液晶顯示設(shè)備、光學(xué)膜和終端設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示設(shè)備、用于所述液晶顯示設(shè)備中的光學(xué)膜、以及結(jié)合了所述液晶顯示設(shè)備的終端設(shè)備。更具體地，本發(fā)明涉及具有優(yōu)秀傾斜觀看角度特征的液晶顯示設(shè)備、用于所述液晶顯示設(shè)備的光學(xué)膜以及結(jié)合了所述液晶顯示設(shè)備的終端設(shè)備。

背景技術(shù)：
側(cè)面薄、重量輕、尺寸小和功率要求低的采用了液晶的顯示設(shè)備近年來已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于各種終端設(shè)備，包括諸如監(jiān)視器、電視機(jī)等大尺寸終端設(shè)備，諸如筆記本個(gè)人計(jì)算機(jī)、自動(dòng)提款機(jī)、自動(dòng)售貨機(jī)等之類的中型尺寸終端設(shè)備，以及諸如個(gè)人電視機(jī)、PDA(個(gè)人數(shù)字助手)、移動(dòng)電話、便攜游戲機(jī)等之類的小尺寸終端設(shè)備。
因?yàn)橐壕Х肿颖旧聿话l(fā)光，所以采用液晶的顯示設(shè)備需要使用光源以使用戶能夠觀看所顯示的信息。通常，將液晶顯示設(shè)備分類為透射型、反射型和結(jié)合使用透射光和反射光的半透射型。反射液晶顯示設(shè)備因?yàn)槭褂猛獠抗庠从糜陲@示，所以可以是低功率要求的。然而，因?yàn)榉瓷湟壕э@示設(shè)備具有比透射液晶顯示設(shè)備較差的諸如對(duì)比度之類的顯示性質(zhì)，目前透射液晶顯示設(shè)備和半透射液晶顯示設(shè)備是主流液晶顯示設(shè)備。透射液晶顯示設(shè)備和半透射液晶顯示設(shè)備具有設(shè)置在液晶顯示面板后邊的光源單元，用于基于通過光源單元發(fā)出的光來顯示信息。具體地，因?yàn)橛脩魧⒅谐叽绾托〕叽缫壕э@示設(shè)備帶來帶去并且用在各種環(huán)境中，將它們構(gòu)造為半透射液晶顯示設(shè)備，所述半透射液晶顯示設(shè)備通過允許用戶在明亮的地方觀看反射顯示的圖像而在昏暗的地方觀看透射顯示的圖像來提供極高的圖像可見性。
在ECB(電控雙折射)模式和能夠?qū)崿F(xiàn)較高圖像質(zhì)量和較寬觀看角度的多疇垂直對(duì)齊模式中已經(jīng)使用了在半透射液晶顯示設(shè)備中使用的液晶面板。最近已經(jīng)有這樣的嘗試，即對(duì)半透射液晶顯示設(shè)備應(yīng)用原理上提供寬觀看角度的橫向電場模式。
下面將描述在本發(fā)明描述中使用的Nz系數(shù)和延遲的角度依賴性。
Nz系數(shù)定義如下 Nz＝(nx-nz)/(nx-ny)···(1) 其中nx表示沿延遲片的雙折射介質(zhì)的膜平面內(nèi)部的最大折射率的方向(慢軸)的折射率，ny表示沿與所述方向垂直的平面內(nèi)方向的折射率，以及nz是沿厚度方向的折射率。
通過沿平面內(nèi)的主軸方向的折射率nx、ny之間的差和延遲片的厚度d來確定相對(duì)于來自延遲片的法線方向的光的延遲Re(0)，由以下等式(2)表示 Re(0)＝(nx-ny)×d···(2) 如從延遲片傾斜地觀看，與法線方向成角度的光不但受到由nx、ny確定的延遲的影響，而且受到沿厚度方向的主軸折射率nz以及通過與法線方向的傾斜提供的增加的光程的影響。在本描述中，來自膜平面的法線方向的光的延遲簡稱為延遲或Re(0)，按照與膜平面的法線方向成θ角度從空氣傳播至延遲片的光的延遲稱為斜視延遲或Re(θ)。具體地，如果傾斜θ是沿向著慢軸的方向，那么延遲稱作Rex(θ)，而如果傾斜θ是沿與慢軸垂直的平面內(nèi)方向，延遲稱作Rey(θ)。
至于在液晶顯示設(shè)備中使用的延遲片，已知Re(0)、Rex(θ)和Rey(θ)之間的關(guān)系依賴于Nz系數(shù)如下至于其中根據(jù)等式(1)Nz＝1、nz＝ny的延遲片，折射率橢球是在當(dāng)從基板的法線方向觀看時(shí)沿慢軸最長的橄欖球形狀。此時(shí)，Re(0)＞Rex(θ)并且Re(0)＜Rey(θ)。
至于其中根據(jù)等式(1)Nz＝0、Nz＝Nx的延遲片，并且折射率橢球是沿慢軸和厚度方向最長的形狀。此時(shí)，Re(0)＜Rex(θ)并且Re(0)＞Rey(θ)。
至于其中Nz＝0.5、nz＝(nx+ny)/2的延遲片，折射率橢球具有其中Nz＝1的延遲片的形狀和其中Nz＝0的延遲片的形狀之間的形狀。當(dāng)傾斜θ是沿朝著慢軸的方向時(shí)，在θ的較寬范圍內(nèi)Re(0)Rex(θ)并且Re(0)Rey(θ)。
圖1是在JP2005-106967A中公開的與本發(fā)明有關(guān)的橫向電場半透射液晶顯示設(shè)備的示意性透視圖。在圖1中，將XYZ正交坐標(biāo)系統(tǒng)建立如下將從液晶層2006a到偏振器2002的方向定義為+Z方向，并且將相反的方向定義為-Z方向。將圖1中的橫向方向定義為X軸方向，具體是將朝右的方向定義為+X方向，將朝左的方向定義為-X方向。+Y方向由根據(jù)右手坐標(biāo)系統(tǒng)的方向來表示。具體地，當(dāng)人的右手拇指指向+X方向并且食指指向+Y方向時(shí)，那么中指指向+Z方向。在圖1中所示的液晶顯示設(shè)備的示意性透視圖中，液晶顯示設(shè)備包括偏振器、延遲片、液晶層和反射器。延遲片的布置角度(disposition angle)表示為在延遲片的慢軸和X軸之間形成的角度。將反時(shí)針方向定義為正。類似地，將偏振器的布置角度表示為在偏振器的吸收軸和X軸之間形成的角度。類似地，將水平取向的液晶層的布置角度表示為當(dāng)沒有向液晶施加電壓時(shí)在液晶層的取向軸和X軸之間形成的角度。
液晶層2006a、2006b包括兩個(gè)區(qū)域，所述區(qū)域包括透射區(qū)和具有反射器的反射區(qū)。從顯示表面觀看時(shí)的液晶顯示設(shè)備的透射顯示區(qū)包括按照以下順序依次排列的偏振器2002、其中Nz＝1的半波片2005、液晶層2006a、其中Nz＝0的延遲片2004、其中Nz＝0的半波片2003和偏振片2001。當(dāng)從顯示表面觀看時(shí)液晶顯示設(shè)備的反射顯示區(qū)域包括按照以下順序依次排列的偏振器2002、其中Nz＝1的半波片2005、液晶層2006b以及反射器2007。
反射顯示區(qū)域和透射顯示區(qū)域中的液晶層2006a、2006b是水平取向的。反射顯示區(qū)域中的液晶層2006b的延遲由四分之一波長表示，并且透射顯示區(qū)域中的液晶層2006a的延遲由略微小于反射顯示區(qū)域中的延遲的2倍，即1.7至1.9倍的值表示。如果一個(gè)波長是550nm，那么將透射顯示區(qū)域中的液晶層2006a的延遲設(shè)定為從233.8nm至261.2nm范圍的值。
偏振器2002的布置角度是90°。其中Nz＝1的半波片2005的布置角度是15°。液晶層2006a、2006b的布置角度是75°。其中Nz＝0的延遲片2004的布置角度是165°。其中Nz＝0的半波片2003的布置角度是105°。偏振器2001的布置角度是0°。偏振器2002、其中Nz＝1的半波片2005、以及反射顯示區(qū)域中的液晶層2006b共同地組成寬可見波長范圍的圓偏振器(稱作寬范圍圓偏振器)。
其中Nz＝0的延遲片2004、其中Nz＝0的半波片2003和偏振器2001分別與透射顯示區(qū)域中的液晶層2006a、其中Nz＝1的半波片2005和偏振器2002配對(duì)。具體地，其中Nz＝0的延遲片2004的延遲與透射顯示區(qū)域中的液晶層2006a的延遲相同，并且其中Nz＝0的延遲片2004的慢軸與透射顯示區(qū)域中的液晶層2006a的取向方向垂直。因此，其中Nz＝0的延遲片2004的延遲和透射顯示區(qū)域中的液晶層2006a的延遲彼此抵消。
如果將其中Nz＝1的雙折射介質(zhì)和其中Nz＝0的雙折射介質(zhì)配置為它們的慢軸沿基板的法線方向彼此垂直，那么其中Nz＝1的雙折射介質(zhì)和其中Nz＝0的雙折射介質(zhì)的慢軸沿任意視覺方向保持彼此垂直。因?yàn)樗鼈兊难舆t在寬觀看角度范圍中彼此抵消，增加了觀看角度。
因?yàn)橥干滹@示區(qū)域中的液晶層2006a水平取向，并且向列液晶通過nx＞ny＝nz來表示，透射顯示區(qū)域中的液晶層2006a具有Nz＝1。因此，其中Nz＝0的延遲片2004的延遲和透射顯示區(qū)域中的液晶層2006a的延遲不但沿基板的法線方向彼此抵消，而且在較寬的觀看角度范圍內(nèi)彼此抵消。
其中Nz＝0的半波片2003的延遲和與所述半波片2003配對(duì)的其中Nz＝1的半波片2005的延遲相同，并且其中Nz＝0的半波片2003的慢軸與其中Nz＝1的半波片2005的慢軸垂直。因此，其中Nz＝0的半波片2003和其中Nz＝1的半波片2005的延遲在較寬的觀看角度范圍內(nèi)彼此抵消。
當(dāng)沒有向在JP2005-106967A中公開的橫向電場半透射液晶顯示設(shè)備的液晶施加電壓時(shí)，通過共同組成圓偏振器的偏振器2002、其中Nz＝1的半波片2005和反射顯示區(qū)域中的液晶層2006b的光是圓偏振的。當(dāng)通過反射器2007反射光時(shí)，將所述光轉(zhuǎn)換為反向圓偏振光，并且所述光不能通過圓偏振器。因此，當(dāng)沒有施加電壓時(shí)反射顯示區(qū)域顯示黑色。當(dāng)向液晶施加電壓時(shí)，因?yàn)楦淖兞朔瓷滹@示區(qū)域中的液晶層的雙折射，偏振器2002、其中Nz＝1的半波片2005和反射顯示區(qū)域中的液晶層2006b不會(huì)作為圓偏振器，并且因?yàn)楣獗煌高^而顯示白色。因此，液晶顯示設(shè)備操作為正常的黑色反射顯示設(shè)備。
在當(dāng)沒有向液晶施加電壓時(shí)的透射顯示區(qū)域中，當(dāng)在偏振器2001和偏振器2002之間存在的兩個(gè)雙折射介質(zhì)的延遲在較寬的觀看角度范圍內(nèi)彼此抵消時(shí)，偏振器2001和偏振器2002之間的介質(zhì)提供接近各向同性的相位。因?yàn)槠衿?001和偏振器2002的透射軸彼此垂直，透射顯示區(qū)域?qū)⒗硐氲仫@示黑色。當(dāng)向液晶施加電壓時(shí)，因?yàn)楦淖兞送干滹@示區(qū)域中液晶層2006a中的雙折射，光通過其中，顯示白色。因此，液晶顯示設(shè)備操作為正常的黑色透射顯示設(shè)備。
JP2005-106967A記載了可以組合其中Nz＝1的半波片來代替其中Nz＝0的半波片2003，并且可以組合其中Nz＝0的半波片來代替其中Nz＝1的半波片2005。
如上所述，在JP2005-106967A中公開了一種半透射液晶顯示設(shè)備，其中橫向電場模式電極用作反射顯示區(qū)域，并且橫向電場模式電極之間的介質(zhì)用作透射顯示區(qū)域。
然而，上述液晶顯示設(shè)備存在以下問題沒有增加反射顯示區(qū)域的觀看角度特征，并且因?yàn)槭褂镁哂性黾犹卣黝愋偷难舆t片導(dǎo)致制造成本較高。此外，因?yàn)榕鋵?duì)的延遲片的類型彼此不同，可能減小透射顯示器的對(duì)比度。下面將詳細(xì)描述這三個(gè)問題。
其反射顯示區(qū)域包括圓偏振器的液晶顯示設(shè)備的觀看角度特征通過圓偏振器的觀看角度特征來確定。在以上液晶顯示設(shè)備中，偏振器2002、其中Nz＝1的半波片2005(或其中Nz＝0的半波片)以及反射顯示區(qū)域中的液晶層2006b共同地組成了寬范圍圓偏振器。至于來自基板法線方向的光，這些裝置用作寬范圍圓偏振器以減小光的泄漏，以當(dāng)顯示黑色時(shí)使能夠?qū)崿F(xiàn)更高的對(duì)比度。至于相對(duì)于法線方向傾斜的角度的光，即當(dāng)傾斜地觀看光時(shí)，所述光受到沿厚度方向的主軸折射率nz以及通過相對(duì)于法線的傾斜而提供的增加的光程的影響。因此當(dāng)傾斜地觀看光時(shí)，其中Nz＝1的半波片2005(或者其中Nz＝0的半波片)和反射顯示區(qū)域中的液晶層2006b與寬范圍圓偏振器的設(shè)計(jì)值背離，導(dǎo)致當(dāng)顯示黑色時(shí)光增加泄漏以及對(duì)比度的減小。因此，以上液晶顯示設(shè)備不利的是沒有增加反射顯示區(qū)域的觀看角度特征。
以上液晶顯示設(shè)備的延遲片包括其中Nz＝0的半波片2003；其中Nz＝0的延遲片2004，設(shè)計(jì)用于匹配液晶層2006a的從233.8nm至261.2nm的延遲；以及其中Nz＝1的半波片2005。因此，液晶顯示設(shè)備要求三種類型的延遲片，并且因此制造昂貴。
其中Nz＝0的半波片2003和其中Nz＝1的半波片2005需要彼此配對(duì)以抵消它們的延遲，以便防止透射顯示器的對(duì)比度降低。例如，聚苯乙烯公知為其中Nz＝0的延遲片的材料，聚碳酸酯公知作為其中Nz＝1的延遲片材料。依次，其中Nz＝0的延遲片的材料和其中Nz＝1的延遲片的材料彼此不同。因此，其中Nz＝0的半波片2003和其中Nz＝1的半波片2005具有不同的折射率波長布置，并且它們的延遲沒有充分地抵消。如果其中Nz＝0的半波片2003的延遲Re(0)和其中Nz＝1的半波片2005的延遲沒有充分地彼此抵消，那么降低了透射顯示器的對(duì)比度。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的示范性目的是提出一種在使用更少類型的延遲片的同時(shí)具有優(yōu)秀的斜視角度特征的液晶顯示設(shè)備，一種用于所述液晶顯示設(shè)備中的光學(xué)膜，以及一種結(jié)合了所述液晶顯示設(shè)備的終端設(shè)備。
根據(jù)本發(fā)明的示范性方面，提出了一種液晶顯示設(shè)備，包括第一和第二基板以及夾在所述第一和第二基板之間的液晶層，并且包括反射顯示區(qū)域和透射顯示區(qū)域作為像素區(qū)域，所述結(jié)構(gòu)使得當(dāng)平行于所述基板的平面施加電壓時(shí)可以在橫向電場模式中驅(qū)動(dòng)至少所述透射顯示區(qū)域中的所述液晶層，其中 將第一延遲片和第一偏振器按照接近所述第一基板的次序堆疊在所述第一基板的遠(yuǎn)離所述液晶層的表面上，并且將第二延遲片、第三延遲片以及第二偏振器按照接近所述第二基板的次序堆疊在所述第二基板的遠(yuǎn)離所述液晶層的表面上； 所述第一延遲片和所述第三延遲片分別具有基本彼此垂直延伸的慢軸，并且所述透射顯示區(qū)域中的所述第二延遲片和所述液晶層分別具有基本上彼此垂直延伸的慢軸和取向軸； 將對(duì)從所述第一延遲片的法線方向向所述第一延遲片施加的光的延遲定義為Re1(0)，將對(duì)按照從所述第一延遲片的法線方向到所述第一延遲片的慢軸的40°的角度從空氣向所述第一延遲片施加的光的延遲定義為Re1x(40)，并且將對(duì)按照從所述第一延遲片的法線方向到與所述第一延遲片的慢軸垂直的方向的40°的角度從空氣向所述第一延遲片施加的光的延遲定義為Re1y(40)； 將對(duì)從所述第二延遲片的法線方向向所述第二延遲片施加的光的延遲定義為Re2(0)，將對(duì)按照從所述第二延遲片的法線方向到所述第二延遲片的慢軸的40°的角度從空氣向所述第二延遲片施加的光的延遲定義為Re2x(40)，并且將對(duì)按照從所述第二延遲片的法線方向到與所述第二延遲片的慢軸垂直的方向的40°的角度從空氣向所述第二延遲片施加的光的延遲定義為Re2y(40)； 將對(duì)從所述第三延遲片的法線方向向所述第三延遲片施加的光的延遲定義為Re3(0)，將對(duì)按照從所述第三延遲片的法線方向到所述第三延遲片的慢軸的40°的角度從空氣向所述第三延遲片施加的光的延遲定義為Re3x(40)，并且將對(duì)按照從所述第三延遲片的法線方向到與所述第三延遲片的慢軸垂直的方向的40°的角度從空氣向所述第三延遲片施加的光延遲定義為Re3y(40)； 將對(duì)從所述透射顯示區(qū)域中的所述液晶層的法線方向向所述液晶層施加的光的延遲定義為ReLC(0)，將對(duì)按照從所述液晶層的法線方向到所述液晶層的取向軸的40°的角度從空氣向所述液晶層施加的光的延遲定義為ReLCx(40)，并且將對(duì)按照從所述液晶層的法線方向到與所述液晶層的取向軸垂直的方向的40°的角度從空氣向所述液晶層施加的光延遲定義為ReLCy(40)；以及 Re1(0)和Re3(0)近似彼此相等，Re1(0)、Re1x(40)、Re1y(40)、Re3(0)、Re3x(40)和Re3y(40)近似彼此相等，Re2(0)和ReLC(0)近似彼此相等，Re2x(40)和ReLCy(40)近似彼此相等，以及Re2y(40)和ReLCx(40)近似彼此相等°


圖1是涉及本發(fā)明的橫向電場半透射液晶顯示設(shè)備的示意性透視圖； 圖2A是根據(jù)本發(fā)明第一示范性實(shí)施例的液晶顯示設(shè)備的示意性剖面圖； 圖2B是根據(jù)本發(fā)明第一示范性實(shí)施例的液晶顯示設(shè)備和光學(xué)膜的示意性透視圖； 圖3是根據(jù)結(jié)構(gòu)示例1的液晶顯示設(shè)備和光學(xué)膜的示意性剖面圖； 圖4是示出了根據(jù)結(jié)構(gòu)示例1的液晶顯示設(shè)備的透射顯示區(qū)域的觀看角度特征的估計(jì)結(jié)果的等對(duì)比度圖； 圖5是示出了根據(jù)結(jié)構(gòu)示例1的液晶顯示設(shè)備的反射顯示區(qū)域的觀看角度特征的估計(jì)結(jié)果的等對(duì)比度圖； 圖6是示出了其中Nz＝0.5的半波片5的慢軸的偏差與透射顯示器上的正面對(duì)比度之間的關(guān)系的示意圖； 圖7是示出了液晶層6a的取向軸的偏差與透射顯示器上的正面對(duì)比度之間的關(guān)系的示意圖； 圖8是示出了其中Nz＝0的半波片4的慢軸的偏差與透射顯示器上的正面對(duì)比度之間的關(guān)系的示意圖； 圖9是示出了其中Nz＝0.5的半波片3的慢軸的偏差與透射顯示器上的正面對(duì)比度之間的關(guān)系的示意圖； 圖10是示出了其中Nz＝0.5的半波片5的延遲偏移與透射顯示器上的正面對(duì)比度之間的關(guān)系的示意圖； 圖11是示出了液晶層6a的延遲偏移與透射顯示器上的正面對(duì)比度之間的關(guān)系的示意圖； 圖12是示出了其中Nz＝0的半波片4的延遲偏移與透射顯示器上的正面對(duì)比度之間的關(guān)系的示意圖； 圖13是示出了其中Nz＝0.5的半波片3的延遲偏移與透射顯示器上的正面對(duì)比度之間的關(guān)系的示意圖； 圖14是示出了關(guān)于半波片3的Nz系數(shù)(-0.3，-0.2，0)的、在透射顯示器上60°的極角處方位角與正面對(duì)比度之間的關(guān)系的示意圖； 圖15是示出了關(guān)于半波片3的Nz系數(shù)(0.2，0.4，0.5)的、在透射顯示器上60°的極角處方位角與正面對(duì)比度之間的關(guān)系的示意圖； 圖16是示出了在半波片5和半波片3的Nz系數(shù)彼此相等的情況下關(guān)于半波片5和半波片3的Nz系數(shù)(0.2，0.3，0.5)的、在透射顯示器上60°的極角處方位角與正面對(duì)比度之間的關(guān)系的示意圖； 圖17是示出了在半波片5和半波片3的Nz系數(shù)彼此相等的情況下關(guān)于半波片5和半波片3的Nz系數(shù)(0.6，0.8，0.9)的、在透射顯示器上60°的極角處方位角與正面對(duì)比度之間的關(guān)系的示意圖； 圖18是示出了關(guān)于半波片5的Nz系數(shù)(0，0.5，1.0)的、在反射顯示器上60°的極角處方位角與正面對(duì)比度之間的關(guān)系的示意圖； 圖19是示出了當(dāng)在結(jié)構(gòu)示例1和結(jié)構(gòu)示例2-1至2-7中顯示黑色時(shí)反射光強(qiáng)度的波長依賴性的示意圖； 圖20是示出了根據(jù)比較性結(jié)構(gòu)示例1的液晶顯示設(shè)備的透射顯示區(qū)域的觀看角度特征的估計(jì)結(jié)果的等對(duì)比度示意圖； 圖21是示出了根據(jù)比較性結(jié)構(gòu)示例1的液晶顯示設(shè)備的反射顯示區(qū)域的觀看角度特征的估計(jì)結(jié)果的等對(duì)比度示意圖；以及 圖22是示出了結(jié)合了根據(jù)本發(fā)明的第二示范性實(shí)施例的液晶顯示設(shè)備的移動(dòng)終端設(shè)備的透視圖。

具體實(shí)施例方式 第一示范性實(shí)施例 圖2A剖面地示出了根據(jù)本發(fā)明第一示范性實(shí)施例的液晶顯示設(shè)備。下面將參考圖2A描述根據(jù)本發(fā)明第一示范性實(shí)施例的液晶顯示設(shè)備。
如圖2A所示，根據(jù)第一示范性實(shí)施例的液晶顯示設(shè)備13包括觀察者一側(cè)基板17和背光一側(cè)基板16，所述基板通過其間的小空間按照彼此面對(duì)的方式間隔開；液晶層25a、25b，將所述液晶層25a、25b保持在觀測者一側(cè)基板17和背光一側(cè)基板16之間。將兩種類型的電極即像素電極18和公共電極19設(shè)置在面對(duì)液晶層25a、25b的背光一側(cè)基板16的表面上。像素電極18和公共電極19處于梳齒狀形式，并且沿與梳齒的縱向垂直的方向(Y方向)交替地排列。像素電極18和公共電極19由諸如ITO(氧化銦錫)等之類的透明電導(dǎo)體構(gòu)成。將反射器26和絕緣層27設(shè)置在一些像素電極18和公共電極19與背光基板16之間。
從液晶顯示設(shè)備13的顯示表面一側(cè)觀看，將所述液晶顯示設(shè)備劃分為包括反射器26并且操作為反射顯示區(qū)域14的部分和操作為透射顯示器區(qū)域15的剩余部分。液晶顯示設(shè)備13由每一個(gè)均包括反射顯示區(qū)域14和透射顯示區(qū)域15的像素的矩陣構(gòu)成。由于反射器26和絕緣層27的原因，反射顯示區(qū)域14中的液晶層25b的厚度比透射顯示區(qū)域15中的液晶層25a的厚度小。將第一延遲片24設(shè)置在遠(yuǎn)離液晶層25a、25b的觀察者一側(cè)的基板17的表面上，以及將第一偏振器21設(shè)置在遠(yuǎn)離觀察者一側(cè)的基板17的第一延遲片24上。類似地，將第二延遲片23設(shè)置在遠(yuǎn)離液晶層25a、25b的背光一側(cè)基板16的表面上，以及將第三延遲片22和第二偏振器20設(shè)置在遠(yuǎn)離背光一側(cè)基板16的第二延遲片23上。
將操作為用于透射顯示區(qū)域15的光源的背光28設(shè)置在第二偏振器20下面。
在本描述中，建立XYZ正交坐標(biāo)系統(tǒng)如下將從液晶層25a、25b到第一偏振器21的方向定義為+Z方向，以及將相反的方向定義為-Z方向。將+Z方向和-Z方向統(tǒng)稱為Z軸方向。將沿圖2A的橫向方向定義為Y軸方向，具體地將向右的方向定義為+Y方向以及將向左的方向定義為-Y方向。+X方向由根據(jù)右手坐標(biāo)系統(tǒng)的方向來表示。具體地，當(dāng)人的右手拇指指向+X方向并且食指指向+Y方向時(shí)，那么中指沿+Z方向。
在這樣建立的XYZ正交系統(tǒng)中，將像素電極18和公共電極19交替地沿Y軸方向排列。其中像素電極18和公共電極19延伸的方向、即所述電極的梳齒的縱向是X軸方向。液晶顯示設(shè)備13的顯示表面位于XY平面內(nèi)。沿+Z方向按照以下順序依次地排列背光28、第二偏振器20、第三延遲片22、第二延遲片23、背光一側(cè)基板16、液晶層25a、25b、觀察者一側(cè)基板17、第一延遲片24、以及第一偏振器21。
圖2B示出了根據(jù)本發(fā)明第一示范性實(shí)施例的液晶顯示設(shè)備和光學(xué)膜的示意性透視圖。在圖2B中，建立如圖2A中所示的相同XYZ正交坐標(biāo)系統(tǒng)。在圖2A和圖2B中按照相同的方式定義布置角度。
如圖2B所示，根據(jù)第一示范性實(shí)施例的液晶顯示設(shè)備具有透射顯示區(qū)域中的液晶層25a和反射顯示區(qū)域中的液晶層25b。液晶顯示設(shè)備具有電極，配置用于在橫向電場模式中向透射顯示區(qū)域中的液晶層25a加電。可以按照橫向電場模式或垂直電場模式向反射顯示區(qū)域中的液晶層25b加電。將反射器26設(shè)置在反射顯示區(qū)域中的液晶層25b的靠近背光28的一側(cè)上。
將第一延遲片24設(shè)置在液晶層25a、25b的觀察者一側(cè)上，以及將第一偏振器21設(shè)置在第一延遲片24上。類似地，將第二延遲片23設(shè)置在液晶層25a、25b的背光一側(cè)上，以及將第三延遲片22和第二偏振器20設(shè)置在第二延遲片23的背光一側(cè)上。
根據(jù)本發(fā)明，將液晶顯示設(shè)備上除了背光28之外的部分稱為液晶面板。
將第一延遲片24對(duì)來自膜平面的法線方向的光的延遲定義為Re1(0)。將第一延遲片24對(duì)按照從膜平面的法線方向到慢軸的40°的角度從空氣向第一延遲片24施加的光的延遲定義為Re1x(40)。將第一延遲片24對(duì)按照從膜平面的法線方向到與慢軸垂直的平面內(nèi)方向的40°的角度從空氣到第一延遲片24施加的光的延遲定義為Re1y(40)。
類似地，將第二延遲片23對(duì)來自膜平面的法線方向的光的延遲定義為Re2(0)。將第二延遲片23對(duì)按照從膜平面的法線方向到慢軸的40°的角度從空氣到第二延遲片23施加的光的延遲定義為Re2x(40)。將第二延遲片23對(duì)按照從膜平面的法線方向到與慢軸垂直的平面內(nèi)方向的40°的角度從空氣到第二延遲片23施加的光的延遲定義為Re2y(40)。
類似地，將第三延遲片22對(duì)來自膜平面的法線方向的光的延遲定義為Re3(0)。將第三延遲片22對(duì)按照從膜平面的法線方向到慢軸的40°的角度從空氣到第三延遲片22施加的光的延遲定義為Re3x(40)。將第三延遲片22對(duì)按照從膜平面的法線方向到與慢軸垂直的平面內(nèi)方向的40°的角度從空氣到第三延遲片22施加的光的延遲定義為Re3y(40)。
第一偏振器21的透射軸和第二偏振器20的透射軸近似彼此垂直，并且第一延遲片24的慢軸和第三延遲片22的慢軸近似彼此垂直。Re1(0)和Re3(0)近似彼此相等，Re1(0)、Re1x(40)、Re1y(40)、Re3(0)、Re3x(0)和Re3y(40)近似彼此相等。
將透射顯示區(qū)域中水平取向的液晶層25a相對(duì)于法線方向的延遲定義為ReLC(0)。將液晶層25a對(duì)按照從法線方向到液晶層25a的取向軸方向的40°的角度從空氣到液晶層25a施加的光的延遲定義為ReLCx(40)。將液晶層25a對(duì)按照從法線方向到與液晶層25a的取向軸垂直的平面內(nèi)方向的40°的角度從空氣到液晶層25a施加的光的延遲定義為ReLCy(40)。
第二延遲片23的慢軸和透射顯示區(qū)域中的液晶層25a的取向軸近似彼此垂直。Re2(0)和ReLC(0)近似彼此相等，Re2x(40)和ReLCy(40)近似彼此相等；以及Re2y(40)和ReLCx(40)近似彼此相等。
在透射顯示區(qū)域中，第一延遲片24和第三延遲片22之間的延遲和斜視延遲彼此抵消，并且透射顯示區(qū)域中的第二延遲片23和顯示黑色時(shí)的液晶層25a之間的延遲和斜視延遲彼此抵消。
在反射顯示區(qū)域中，當(dāng)顯示黑色時(shí)反射顯示區(qū)域中的第一偏振器21、第一延遲片24和液晶層25b共同組成圓偏振器。
下面將參考圖2B描述根據(jù)本示范性實(shí)施例的液晶顯示設(shè)備的操作，即根據(jù)本示范性實(shí)施例的液晶顯示設(shè)備的光調(diào)制操作。
在反射顯示區(qū)域中，當(dāng)沒有向液晶層25b施加電壓時(shí)，反射顯示區(qū)域中的第一偏振器21、第一延遲片24和液晶層25b共同地組成圓偏振器。將從第一偏振器21施加的外部光轉(zhuǎn)換為施加到反射器26的右旋圓偏振的光。依賴于延遲片24和液晶層25b的布置角度將外部光轉(zhuǎn)換為右旋或左旋圓偏振光。施加到反射器26的光在被反射器26反射時(shí)被轉(zhuǎn)換成左旋圓偏振光，并且被施加給通過反射顯示區(qū)域中的液晶層25b、第一延遲片24和第一偏振器21提供的圓偏振器。然而，盡管圓偏振器通過右旋圓偏振光，但是圓偏振器吸收左旋圓偏振光。因此，沒有從圓偏振器上發(fā)出光，但是在反射顯示區(qū)域中顯示黑色。因此當(dāng)沒有向液晶層25b施加電壓時(shí)，反射顯示區(qū)域顯示黑色。此外，因?yàn)镽e1(0)、Re1x(40)和Re1y(40)近似彼此相等，第一反射片24作為在相對(duì)于法線方向傾斜的光的較寬角度范圍內(nèi)其延遲接近Re1(0)的延遲元件。因此，當(dāng)對(duì)于傾斜的光而言，層疊體與圓偏振器背離的范圍和程度比采用Re1(0)、Re1x(40)和Re1y(40)彼此不等的延遲片更小時(shí)，反射顯示區(qū)域的觀看角度特征比圖1中所示的液晶顯示設(shè)備的觀看角度特征更好。
下面將描述其中沒有向透射顯示區(qū)域中的液晶層25a施加電壓時(shí)透射顯示區(qū)域的光學(xué)操作。透射顯示區(qū)域中第二延遲片23的慢軸和液晶層25a的取向軸近似彼此垂直，并且透射顯示區(qū)域中的第二延遲片23的延遲和液晶層25a的延遲近似彼此相等。因此，第二延遲片23和液晶層25a的層疊體抵消了它們的延遲，并且對(duì)于與Z軸平行的光而言是光學(xué)各向同性的。此外，因?yàn)镽e2x(40)和ReLCy(40)近似彼此相等并且Re2y(40)和ReLCx(40)近似彼此相等，第二延遲片23和液晶層25a的層疊體抵消了它們?cè)诘诙舆t片23和液晶層25a之間的斜視延遲，并且對(duì)于傾斜光是近似光學(xué)各向同性的。因?yàn)橐壕?5a和第二延遲片23的層疊體是各向同性或近似各向同性的，可以認(rèn)為第一延遲片24、透射顯示區(qū)域中的液晶層25a、第二延遲片23和第三延遲片22是第一延遲片24和第三延遲片22的層疊體。
此外，第一延遲片24的慢軸和第三延遲片22的慢軸近似彼此相等，并且第一延遲片24的延遲和第三延遲片22的延遲近似彼此垂直。因此，第一延遲片24和第三延遲片22的層疊體對(duì)于與Z軸平行的光是光學(xué)各向同性的。此外，因?yàn)镽e1x(40)、Re1y(40)、Re3x(40)、Re3y(40)基本彼此相等，對(duì)相對(duì)于法線方向傾斜的光的延遲彼此抵消，從而使層疊體近似是各向同性的。因此，第一延遲片24、透射顯示區(qū)域中的液晶層25a、第二延遲片23和第三延遲片22對(duì)于從法線方向施加的光是各向同性的，并且對(duì)于傾斜的光是近似各向同性的。
因?yàn)榈谝黄衿?1的透射軸和第二偏振器20的透射軸近似彼此垂直，不會(huì)從第一偏振器21中發(fā)出來自背光28的透射顯示光，從而使得透射顯示區(qū)域顯示黑色。因此，當(dāng)沒有向液晶層25a施加電壓時(shí)，透射顯示區(qū)區(qū)域如反射顯示區(qū)域的情況那樣顯示黑色。因?yàn)榈谝谎舆t片24、液晶層25a、第二延遲片23和第三延遲片22的層疊體是近似各向同性的，透射顯示區(qū)域的觀看角度特征與圖1中所示的液晶顯示設(shè)備的觀看角度特征是基本相同的。
下面將描述當(dāng)向液晶層25a、25b施加電壓時(shí)液晶顯示設(shè)備的光學(xué)操作。當(dāng)向液晶層25a、25b施加電壓時(shí)，反射顯示區(qū)域和透射顯示區(qū)域中的液晶層25a、25b的取向變形，其中改變了它們的折射率各向異性。在透射顯示區(qū)域中，顯示黑色時(shí)的第一偏振器21、第一延遲片24以及液晶層25b共同組成圓偏振器。因?yàn)橥ㄟ^電壓改變了液晶層25b的折射率各向異性，所施加的光從圓偏振狀態(tài)改變。盡管所述改變依賴于所施加的電壓和液晶層25b的厚度而不同，可以這樣設(shè)定所施加電壓和液晶層25b的厚度，使得從第一偏振器21施加的外部光被反射器26反射，并且通過第一偏振器21。因此，當(dāng)向液晶層25b施加電壓時(shí)，反射顯示區(qū)域顯示白色。
下面將描述當(dāng)向液晶層25a施加電壓時(shí)透射顯示區(qū)域的光學(xué)操作。當(dāng)通過所施加的電壓改變液晶層25的折射率各向異性時(shí)，第二延遲片23和液晶層25a之間的區(qū)域?qū)⒉辉偈枪鈱W(xué)各向同性的。因此，第三延遲片22、第二延遲片23、液晶層25a和第一延遲片24的這四層不再是光學(xué)各向同性的，允許來自背光28的透射顯示光通過第一偏振器21以顯示白色。
按照這種方式，液晶顯示設(shè)備操作為正常黑色的半透射液晶顯示設(shè)備，其中在橫向電場模式下對(duì)透射顯示區(qū)域和反射顯示區(qū)域兩者加電。
如上所述，在根據(jù)本示范性實(shí)施例的液晶顯示設(shè)備中，第一延遲片24和第三延遲片22的Re1(0)和Re3(0)近似彼此相等，并且第一延遲片24和第三延遲片22的Re1(0)、Re1x(40)、Re1y(40)、Re3(0)、Re3x(40)、Re3y(40)近似彼此相等。因此，第一延遲片24和第三延遲片22可以包括同樣的延遲片，并且因?yàn)闇p小了延遲片類型的個(gè)數(shù)，所以液晶顯示設(shè)備制造便宜。此外，因?yàn)榈谝谎舆t片24和第三延遲片22包括同樣的延遲片，防止了透射顯示器的對(duì)比度由于第一延遲片24和第三延遲片22的不同折射率波長分布導(dǎo)致的減小。根據(jù)本示范性實(shí)施例，對(duì)于第一延遲片24和第三延遲片22可以總是包括相同的延遲片，而不管在透射顯示區(qū)域中的液晶層25a的延遲如何。
在根據(jù)本示范性實(shí)施例的液晶顯示設(shè)備中，優(yōu)選地，反射顯示區(qū)域中的第一偏振器21、第一延遲片24和液晶層25b應(yīng)該共同地組成寬范圍圓偏振器。在反射顯示區(qū)域中這樣設(shè)置的寬范圍圓偏振器有效地增加了反射顯示器的對(duì)比度。
另外，根據(jù)本示范性實(shí)施例的液晶顯示設(shè)備可以這樣配置，使得使用第二偏振器20作為顯示表面。在這種情況下，反射顯示區(qū)域中的第二偏振器20、第三延遲片22、第二延遲片23和液晶層25b組成了寬范圍圓偏振器。在反射顯示區(qū)域中這樣設(shè)置的寬范圍圓偏振器有效地增加了反射顯示器的對(duì)比度。根據(jù)該修改，將圖2B中所示的反射器26和背光28的位置從背光一側(cè)基板上偏移至觀察者一側(cè)的基板上。
在根據(jù)本示范性實(shí)施例的液晶顯示設(shè)備中，反射器26簡單地作為鏡面。反射器26的反射表面可以包括小的表面不規(guī)則性。可以通過改變反射器26的表面不規(guī)則性來調(diào)節(jié)反射器26對(duì)于向其施加的外部光的反射性質(zhì)。
本示范性實(shí)施例還可以應(yīng)用于諸如FFS(邊緣場切換)液晶顯示設(shè)備和具有略微不同的結(jié)構(gòu)和布局的電極的AFFS(增強(qiáng)邊緣場切換)液晶顯示設(shè)備之類的液晶顯示設(shè)備中。
已經(jīng)在假設(shè)液晶分子具有正的介電常數(shù)各向異性的情況下描述了根據(jù)本示范性實(shí)施例的液晶顯示設(shè)備。然而，根據(jù)本示范性實(shí)施例的液晶顯示設(shè)備可以結(jié)合具有負(fù)介電常數(shù)各向異性的液晶分子。
在本示范性實(shí)施例中，按照橫向電場模式對(duì)反射顯示區(qū)域中的液晶層加電。然而，可以按照垂直電場模式對(duì)反射顯示區(qū)域中的液晶層加電。
[結(jié)構(gòu)示例] 下面將描述根據(jù)本示范性實(shí)施例的液晶顯示設(shè)備的結(jié)構(gòu)示例。根據(jù)下述結(jié)構(gòu)示例，在反射顯示區(qū)域中，偏振器、其中Nz＝0.5的半波片以及包括四分之一波片的反射顯示區(qū)域中的液晶層共同組成寬范圍圓偏振器。
圖3示出了根據(jù)結(jié)構(gòu)示例1的液晶顯示設(shè)備和光學(xué)膜的示意性剖面圖。
如圖3所示，根據(jù)示例結(jié)構(gòu)1的液晶顯示設(shè)備包括偏振器、延遲片、液晶層和反射器。液晶層包括透射顯示區(qū)域和包括反射器的反射顯示區(qū)域中的兩個(gè)液晶層。從顯示表面觀看時(shí)液晶顯示設(shè)備的透射顯示區(qū)域包括按照以下順序依次排列的偏振器2、其中Nz＝0.5的半波片5、液晶層6a、其中Nz＝0的半波片4、其中Nz＝0.5的半波片3、以及偏振器1。從顯示表面觀看時(shí)液晶顯示設(shè)備的反射顯示區(qū)域包括按照以下順序依次排列的偏振器2、其中Nz＝0.5的半波片5、液晶層6b以及反射器7。
表1示出了根據(jù)結(jié)構(gòu)示例1的液晶顯示設(shè)備的透射顯示區(qū)域的部件。表1中的延遲值在550nm的波長。表2示出了其中Nz＝0.5的半波片的折射率。
表1 (根據(jù)示例1的液晶顯示設(shè)備的透射顯示區(qū)域的部件(550nm波長時(shí)的值)) 表2 (其中Nz＝0.5的半波片的折射率) 按照橫向電場模式對(duì)透射顯示區(qū)域和反射顯示區(qū)域中的液晶層6a、6b加電。電場具有與液晶層6a、6b的布置角度成-75°的方向。
下面將描述除了表1中的參數(shù)之外的用于估計(jì)觀看角度特征所需的其余參數(shù)。透射顯示區(qū)域中的液晶層6a具有約0.076(波長550nm處)的折射率各向異性Δn以及約3.63μm的厚度，并且具有這樣的波長依賴性，使得與普通液晶的情況一樣，折射率各向異性在短波長處較大。水平取向的液晶具有Nz＝1.0。其中Nz＝0的半波片4具有折射率nx、ny，nx、ny的值基于表2所示的其中Nz＝0.5的半波片的折射率固定于當(dāng)Nz＝0.5時(shí)的值，折射率nz是通過與相應(yīng)Nz系數(shù)匹配的等式(1)確定的。除了400、500、600nm之外的波長處的折射率根據(jù)柯西(Cauchy)等式。因?yàn)槠渲蠳z＝0.5的材料和其中Nz＝0的材料彼此不同，盡管Nz＝0.5和Nz＝0的折射率的波長分布實(shí)際上傾向于彼此不同，也認(rèn)為Nz＝0.5和Nz＝0的折射率的波長分布彼此相同。
其中Nz＝0.5的半波片3、5的延遲包括Re1(0)＝Re3(0)＝275.0nm、Re1x(40)＝Re3x(40)＝276.0nm、以及Re1y(40)＝Re3y(40)＝276.1nm。其中Nz＝0的半波片4的延遲包括Re2(0)＝275.0nm、Re2x(40)＝300.7nm、以及Re2y(40)＝251.5nm。液晶層6a的延遲包括ReLC(0)＝274.8nm、ReLCx(40)＝245.0nm以及ReLCy(40)＝303.8nm。
下面將描述根據(jù)結(jié)構(gòu)示例1的液晶顯示設(shè)備的透射顯示區(qū)域上黑色的顯示。透射顯示區(qū)域中的液晶區(qū)域6a和其中Nz＝0的半波片4的層疊體具有近似彼此垂直延伸的取向軸和慢軸，并且具有基本彼此相等的Re2(0)＝275.0nm和ReLC(0)＝274.8nm。對(duì)于從液晶層6a和其中Nz＝0的半波片4的法線方向施加的光，275.0nm和274.8nm處的延遲彼此抵消，并且層疊體是光學(xué)各向同性的。
因?yàn)镽e2x(40)＝300.7nm和ReLCy(40)＝303.8nm基本上是彼此相等的，并且Re2y(40)＝251.5nm和ReLCx(40)＝245.0nm基本上彼此相等，300.7nm和303.8nm的延遲對(duì)于向著65°(245°)的布置角度的方向傾斜的光彼此抵消，并且251.5nm和245.0nm的延遲對(duì)于向著155°(335°)的布置角度的方向傾斜的光彼此抵消。類似地，對(duì)于向著65°(245°)的布置角度和155°(335°)的布置角度之間的布置角度的方向傾斜的光的延遲彼此抵消。
因?yàn)橐壕?a和其中Nz＝0的半波片4的層疊體是各向同性的，認(rèn)為其中Nz＝0.5的半波片5、液晶層6a、其中Nz＝0的半波片4以及其中Nz＝0.5的半波片3的層疊體是其中Nz＝0.5的半波片5和其中Nz＝0.5的半波片3的層疊體。因?yàn)槠渲蠳z＝0.5的半波片5和其中Nz＝0.5的半波片3的慢軸基本上彼此垂直，并且具有相同的延遲Re1(0)＝Re3(0)＝275.0nm，延遲Re1(0)、Re3(0)對(duì)于從法線方向施加的光彼此抵消，并且其中Nz＝0.5的半波片5和其中Nz＝0.5的半波片3的層疊體是光學(xué)各向同性的。
因?yàn)镽e1x(40)＝Re3x(40)＝276.0nm，并且Re1y(40)＝Re3y(40)＝276.1nm，276.0nm和276.1nm處的延遲對(duì)于向100°(280°)的布置角度的方向傾斜的光彼此抵消，并且276.1nm和276.0nm處的延遲對(duì)于向10°(190°)布置角度的方向傾斜的光彼此抵消。因此，對(duì)于相對(duì)于法線方向傾斜的光的延遲彼此抵消，使得層疊體近似各向同性。
因此，其中Nz＝0.5的半波片5、液晶層6a、其中Nz＝0的半波片4以及其中Nz＝0.5的半波片3對(duì)于從法線方向施加的光是各向同性的，并且對(duì)于傾斜的光近似是各向同性的。結(jié)果，用于顯示黑色的透射顯示區(qū)域的觀看角度特征與圖1中所示的液晶顯示設(shè)備的觀看角度特征基本相同。
圖4是示出了根據(jù)結(jié)構(gòu)示例1的液晶顯示設(shè)備的透射顯示區(qū)域的觀看角度特征的估計(jì)結(jié)果的等對(duì)比度圖。通過用將液晶保持在其初始狀態(tài)而產(chǎn)生的黑色顯示的亮度來劃分施加電壓直到達(dá)到最大亮度級(jí)別以移動(dòng)液晶而產(chǎn)生的白色顯示的亮度來繪制觀看角度特征的等對(duì)比度圖。顯示了對(duì)比度3至3000，表示隨著顯示越白對(duì)比度越高。從示意圖內(nèi)部開始按照以下順序依次地示出了300、200、100、50和10的對(duì)比度時(shí)的等對(duì)比度曲線。圖4中所示的X、Y和Z軸按照與圖2中所示坐標(biāo)軸相同的方式來定義。四個(gè)同心圓表示對(duì)于相對(duì)于Z軸分別傾斜20、40、60、80(極角)°的對(duì)比度級(jí)別。
因?yàn)榕鋵?duì)的其中Nz＝0.5的半波片3和其中Nz＝0.5的半波片5具有相同的折射率波長分布，透射顯示器的對(duì)比度較高。
表3示出了根據(jù)結(jié)構(gòu)示例1的液晶顯示設(shè)備的反射顯示區(qū)域的部件。
表3 (根據(jù)結(jié)構(gòu)示例1的液晶顯示設(shè)備的反射顯示區(qū)域的部件(波長550nm時(shí)的值)) 如圖3所示，從顯示表面觀看的根據(jù)結(jié)構(gòu)示例1的液晶顯示設(shè)備的反射顯示區(qū)域包括按照以下順序依次排列的偏振器2、其中Nz＝0.5的半波片5、液晶層6b和反射器7。偏振器2、延遲片5和液晶層6b共同組成圓偏振器。優(yōu)選地，圓偏振器應(yīng)該是用于增加反射顯示的對(duì)比度的寬范圍圓偏振器。表3中的延遲值是在550nm的波長。部件的折射率與根據(jù)結(jié)構(gòu)示例1的液晶顯示設(shè)備的透射顯示區(qū)域的部件折射率相同的值。反射顯示區(qū)域中的液晶層6b具有約1.8微米的厚度，并且反射器7具有鏡面反射特性。
以下將描述反射顯示區(qū)域上黑色的顯示。偏振器2、其中Nz＝0.5的半波片5和液晶層6b共同組成對(duì)于從法線方向施加的光的寬范圍圓偏振器。因?yàn)镽e1(0)＝275nm，Re1x(40)＝276.0nm，Re1y(40)＝276.1nm，并且Re1(0)、Re1x(40)和Re1y(40)基本上彼此相等，第一延遲片(其中Nz＝0.5的半波片5)作為在對(duì)于相對(duì)于法線方向傾斜的光在寬角度范圍內(nèi)具有與Re1(0)接近的延遲的延遲元件。因此，因?yàn)橄鄬?duì)于傾斜光而言，層疊體與寬角度圓偏振器相背離的范圍和程度比如果采用其Re1(0)、Re1x(40)和Re1y(40)彼此不相等的延遲片更小，所以用于顯示黑色的反射顯示區(qū)域的觀看角度特征比圖1中所示的液晶顯示設(shè)備更好。
圖5是示出了根據(jù)結(jié)構(gòu)示例1的液晶顯示設(shè)備的反射顯示區(qū)域的觀看角度特征的估計(jì)結(jié)果的等對(duì)比度圖。與圖4一樣，顯示了對(duì)比度3至3000，表示對(duì)比度隨著顯示更白而變得更高。從示意圖內(nèi)部開始按照以下順序依次地示出了200、100、50和10的對(duì)比度時(shí)的等對(duì)比度曲線。將圖5中所示X、Y和Z軸按照與圖2中所示坐標(biāo)軸相同的方式定義。
盡管透射顯示區(qū)域中的液晶層6a的延遲約是結(jié)構(gòu)示例1中的波長的一半，可以通過設(shè)計(jì)來改變。如果改變液晶層的延遲，也改變第二延遲片的延遲。
對(duì)于結(jié)構(gòu)示例1中的其中Nz＝0.5的半波片5、液晶層6a、其中Nz＝0的半波片4以及其中Nz＝0.5的半波片3，估計(jì)了慢軸與取向軸的偏差、延遲偏移以及Nz系數(shù)偏移對(duì)顯示器的影響。具體地，估計(jì)了慢軸和取向軸的偏差以及延遲偏移對(duì)于正面對(duì)比度的影響，并且估計(jì)了60°的極角時(shí)Nz系數(shù)偏移對(duì)對(duì)比度的影響。獨(dú)立地估計(jì)了這些偏差和偏移的全部影響。估計(jì)了隨延遲片和液晶層厚度改變的延遲偏移?；诒?中所示的其中Nz＝0.5的半波片的折射率將除了其中Nz＝0.5的那些之外的半波片的折射率nx、ny固定為當(dāng)Nz＝0.5時(shí)的值，并且通過與各個(gè)Nz系數(shù)匹配的等式(1)來確定折射率nz。
圖6示出了其中Nz＝0.5的半波片5的慢軸的偏差與透射顯示器上的正面對(duì)比度之間的關(guān)系。圖7示出了液晶層6a的取向軸的偏差與透射顯示器上的正面對(duì)比度之間的關(guān)系。圖8示出了其中Nz＝0的半波片4的慢軸的偏差與透射顯示器上的正面對(duì)比度之間的關(guān)系。圖9示出了其中Nz＝0.5的半波片3的慢軸的偏差與透射顯示器上的正面對(duì)比度之間的關(guān)系。
如可以從圖6至圖9所看見的，在根據(jù)結(jié)構(gòu)示例1的液晶顯示設(shè)備中，當(dāng)相對(duì)于其中Nz＝0.5的半波片5的慢軸的布置誤差在從-2.8°至2.6°的范圍中，相對(duì)于液晶層6a的取向軸的布置誤差在從-2.6°至2.6°的范圍中，相對(duì)于其中Nz＝0的半波片4的慢軸的布置誤差在-2.6°至2.6°的范圍中，以及相對(duì)于其中Nz＝0.5的半波片3的慢軸的布置誤差在-2.6°至2.8°的范圍中時(shí)，透射顯示器的正面對(duì)比度具有大于等于100的值。
圖10示出了其中Nz＝0.5的半波片5的延遲位移與透射顯示器上的正面對(duì)比度之間的關(guān)系。圖11示出了液晶層6a的延遲偏移與透射顯示器上的正面對(duì)比度之間的關(guān)系。圖12示出了其中Nz＝0的半波片4的延遲偏移與透射顯示器上的正面對(duì)比度之間的關(guān)系。圖13示出了其中Nz＝0.5的半波片3的延遲偏移與透射顯示器上的正面對(duì)比度之間的關(guān)系。
如可以從圖10至圖13中看出的，當(dāng)其中Nz＝0.5的半波片5的延遲誤差在從-51.9nm至48.9nm的范圍中時(shí)，液晶層6a的延遲誤差從-16.1nm至17.2nm的范圍中，其中Nz＝0的半波片4的延遲誤差在從-16.8nm至15.7nm的范圍中，以及其中Nz＝0.5的半波片3的延遲誤差在從-48.0至49.9nm的范圍中，透射顯示器的正面對(duì)比度具有大于等于100的值。
圖14示出了關(guān)于半波片3的Nz系數(shù)(-0.3，-0.2，0)的、透射顯示器上60°的極角處方位角與正面對(duì)比度之間的關(guān)系。圖15示出了關(guān)于半波片3的Nz系數(shù)(0.2，0.4，0.5)的、透射顯示器上60°的極角處方位角與正面對(duì)比度之間的關(guān)系。在圖14和圖15中，將坐標(biāo)按照與圖3中相同的方式來定義，并且方位角表示與+X軸的角度。
在下面的表4和表5中示出了半波片的從-0.3至1.0的Nz系數(shù)時(shí)的Rex(40)和Rey(40)。
表4 (半波片的從-0.3至1.0的Nz系數(shù)時(shí)的Rex(40)和Rey(40)) 表5 (半波片的從-0.3至1.0的Nz系數(shù)時(shí)的Rex(40)和Rey(40)) 如可以從圖14和圖15看出的，當(dāng)半波片3的Nz系數(shù)在-0.2至0.4的范圍中時(shí)，在60°極角時(shí)的垂直方位角(約0、90、180和270°的方位角時(shí)對(duì)比度具有大于等于100的值。從表4和表5可以看出，當(dāng)281.0nm≤Re2x(40)≤310.6nm并且ReLCy(40)＝303.8nm時(shí)，可以認(rèn)為Re2x(40)和ReLCy(40)近似彼此相等以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的優(yōu)勢。類似地，當(dāng)241.8nm≤Re2y(40)≤271.2nm并且ReLCx(40)＝245.0時(shí)，可以認(rèn)為Re2y(40)和ReLCx(40)近似彼此相等。
圖16示出了在半波片5和半波片3的Nz系數(shù)彼此相等的情況下，關(guān)于半波片5和半波片3的Nz系數(shù)(0.2，0.3，0.5)的、透射顯示器上60°的極角處方位角與正面對(duì)比度之間的關(guān)系。圖17示出了在半波片5和半波片3的Nz系數(shù)彼此相等的情況下，關(guān)于半波片5和半波片3的Nz系數(shù)(0.6，0.8，0.9)的、透射顯示器上60°的極角處方位角與正面對(duì)比度之間的關(guān)系。在圖16和圖17中，坐標(biāo)按照與圖3中相同的方式來定義。
如可以從圖16和圖17中看出的，當(dāng)半波片5和半波片3的Nz系數(shù)彼此相等并且在0.3至0.8的范圍中時(shí)，在60°的極角時(shí)垂直方位角(約90、180和270°的方位角)處的對(duì)比度具有大于等于100的值。因此，可以從表4和表5中看出，當(dāng)Re1(0)＝275.0nm，261.1nm≤Re1x(40)≤285.9nm并且266.3nm≤Re1y(40)≤290.9nm時(shí)，可以認(rèn)為Re1(0)、Re1x(40)以及Re1y(40)近似彼此相等以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的優(yōu)勢。
圖18示出了關(guān)于半波片5的Nz系數(shù)(0，0.5，1.0)的、反射顯示器上60°的極角處方位角與正面對(duì)比度之間的關(guān)系。在圖18中，坐標(biāo)按照與圖3中相同的方式來定義。
如可以從圖18中看出，當(dāng)半波片5的Nz系數(shù)是0.5時(shí)，在60°極角時(shí)垂直方位角的平均對(duì)比度比當(dāng)Nz＝0和Nz＝1時(shí)大。60°極角時(shí)全部方位角的平均對(duì)比度同樣較大。因此，當(dāng)半波片5的Nz系數(shù)是0.5時(shí)，反射觀看角度特征比當(dāng)Nz＝0和Nz＝1時(shí)更好。當(dāng)半波片5的Nz系數(shù)在0＜Nz＜0.5的范圍中時(shí)，液晶顯示設(shè)備具有當(dāng)Nz＝0時(shí)的觀看角度特征和當(dāng)Nz＝0.5時(shí)的觀看角度特征之間的觀看角度特征。類似地，當(dāng)半波片5的Nz系數(shù)在0.5＜Nz＜1的范圍中時(shí)，液晶顯示設(shè)備具有當(dāng)Nz＝0.5時(shí)的觀看角度特征和當(dāng)Nz＝1時(shí)的觀看角度特征之間的觀看角度特征。
下面將描述根據(jù)結(jié)構(gòu)示例2的液晶顯示設(shè)備。結(jié)構(gòu)示例2與結(jié)構(gòu)示例1不同之處在于第一延遲片的延遲和液晶層的延遲，并且所述第一延遲片和液晶層共同組成了寬范圍圓偏振器。表6至表8示出了根據(jù)結(jié)構(gòu)示例2-1至2-7的液晶顯示設(shè)備的反射顯示區(qū)域的部件。
表6 (根據(jù)結(jié)構(gòu)示例2的液晶顯示設(shè)備的反射顯示區(qū)域的部件(波長550nm時(shí)的值)) 表7 (根據(jù)結(jié)構(gòu)示例2的液晶顯示設(shè)備的反射顯示區(qū)域的部件(波長550nm時(shí)的值)) 表8 (根據(jù)結(jié)構(gòu)示例2的液晶顯示設(shè)備的反射顯示區(qū)域的部件(波長550nm時(shí)的值)) 按照與結(jié)構(gòu)示例1相同的方式估計(jì)寬范圍圓偏振器的效果。延遲片采用表3中其中Nz＝0的半波片的折射率值，并且具有依賴于延遲而不同的厚度。寬范圍圓偏振器的寬范圍性能只對(duì)于從基板的法線方向施加的光來進(jìn)行估計(jì)。因?yàn)闆]有Nz系數(shù)影響寬范圍性能，因此在結(jié)構(gòu)示例2-1至2-7中省略了Nz系數(shù)。
可以通過觀察當(dāng)顯示黑色時(shí)反射光強(qiáng)度的波長依賴性來判定由反射顯示區(qū)域中的偏振器、半波片和液晶層組成的寬范圍圓偏振器的寬范圍性能。因?yàn)閷挿秶阅茉胶?，?dāng)顯示黑色時(shí)反射光的強(qiáng)度越變得接近0，不論可見光波長如何。圖19示出了當(dāng)在結(jié)構(gòu)示例1和結(jié)構(gòu)示例2-1至2-7中顯示黑色時(shí)反射光強(qiáng)度的波長依賴性。圖19還示出了包括偏振器(0°的布置角度)、四分之一波片(45°的布置角度)和反射器的單延遲片的反射光強(qiáng)度的波長依賴性。
如可以從圖19中看出的，結(jié)構(gòu)示例2-2至2-6的反射光強(qiáng)度的波長依賴性比單延遲片的反射光強(qiáng)度的波長依賴性表現(xiàn)出更好的寬范圍性能。結(jié)構(gòu)示例2-7的反射光強(qiáng)度的波長依賴性基本上與單延遲片的反射光強(qiáng)度的波長依賴性等效。
<比較示例> 下面將描述比較結(jié)構(gòu)示例1。根據(jù)比較結(jié)構(gòu)示例1的液晶顯示設(shè)備是一種與圖1中所示的液晶顯示設(shè)備相同的結(jié)構(gòu)。
表9和表10示出了根據(jù)比較示例1的液晶顯示設(shè)備的透射和反射顯示區(qū)域的部件。圖20和圖21是示出了根據(jù)比較性結(jié)構(gòu)示例1的液晶顯示設(shè)備的透射和反射顯示區(qū)域的觀看角度特征的估計(jì)結(jié)果的等對(duì)比度示意圖。
表9 (根據(jù)比較示例1的液晶顯示設(shè)備的透射顯示區(qū)域的部件(波長550nm時(shí)的值)) 表10 (根據(jù)比較示例1的液晶顯示設(shè)備的反射顯示區(qū)域的部件(波長550nm時(shí)的值)) 根據(jù)本比較示例，認(rèn)為其中Nz＝1的半波片2005和其中Nz＝0的半波片2003具有相同的波長分布。然而，因?yàn)槠渲蠳z＝1的半波片的材料和其中Nz＝0的半波片的材料彼此不同，它們的波長分布傾向于彼此不同，所以減小了透射顯示器上的正面對(duì)比度。
針對(duì)透射顯示的結(jié)構(gòu)示例1的等對(duì)比度示意圖(圖4)和針對(duì)透射顯示的比較結(jié)構(gòu)示例1的等對(duì)比度示意圖(圖20)的比較表明針對(duì)透射顯示的觀看角度特征基本上彼此等效。另一方面，針對(duì)反射顯示的等對(duì)比度示意圖之間的比較(圖5和圖21)表明針對(duì)反射顯示的結(jié)構(gòu)示例1的觀看角度特征比比較結(jié)構(gòu)示例1的觀看角度特征好。
以上已經(jīng)描述了根據(jù)示范性實(shí)施例和結(jié)構(gòu)示例的半透射液晶顯示設(shè)備。然而，通過用透射液晶顯示設(shè)備的結(jié)構(gòu)來代替透射顯示區(qū)域的結(jié)構(gòu)以及通過用反射液晶顯示設(shè)備的結(jié)構(gòu)來代替反射顯示區(qū)域的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明還可應(yīng)用于透射液晶顯示設(shè)備和反射液晶顯示設(shè)備。
下面將描述根據(jù)示范性實(shí)施例的液晶顯示設(shè)備的透射顯示區(qū)域上黑色的顯示。
通常，在液晶顯示設(shè)備中，將其間夾有偏振器、延遲片和液晶層的基板通過粘合劑彼此接合以防止界面反射。其間夾有偏振器、延遲片和液晶顯示設(shè)備中的液晶層的基板的折射率一般在1.5至1.6的范圍。當(dāng)將相對(duì)于液晶顯示設(shè)備的正面方向傾斜的光施加到液晶顯示設(shè)備上時(shí)，在根據(jù)本示范性實(shí)施例的結(jié)構(gòu)中的延遲片和液晶層中光的角度之間的差別是可以忽略的?？梢詫?duì)于根據(jù)本示范性實(shí)施例的第一延遲片、第二延遲片、第三延遲片以及液晶層的傾斜光的延遲估計(jì)為對(duì)于從空氣到第一延遲片、第二延遲片、第三延遲片和液晶層施加的光的延遲。
因?yàn)橥干滹@示區(qū)域中第二延遲片的慢軸和液晶層的取向軸近似彼此垂直，并且Re2(0)和ReLC(0)近似彼此相等，Re2(0)和ReLC(0)對(duì)于從液晶層和第二延遲片平面的法線方向向液晶層和第二延遲片施加的光彼此抵消，使得層疊體是光學(xué)各向同性的。此外，因?yàn)镽e2x(40)和ReLCy(40)近似彼此相等，并且Re2y(40)和ReLCx(40)近似彼此相等，對(duì)于按照與液晶層和第二延遲片平面的法線方向成40°角度施加到液晶層和第二延遲片上的光而言，延遲彼此抵消，使得層疊體近似是光學(xué)各向同性的。
根據(jù)本示范性實(shí)施例，因?yàn)镽e2(0)和ReLC(0)近似彼此相等，Re2x(40)和ReLCy(40)近似彼此相等，并且Re2y(40)和ReLCx(40)近似彼此相等，Re2x(θ)和ReLCy(θ)之間以及Re2y(θ)和ReLCx(θ)之間的延遲彼此抵消到這樣的程度對(duì)于按照與平面的法線方向成θ角度傾斜的光，可以通過根據(jù)本示范性實(shí)施例的液晶顯示設(shè)備所要求的θ范圍實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的優(yōu)勢，從而使得堆疊體接近光學(xué)各向同性。這不但對(duì)于液晶層和第二延遲片之間的關(guān)系是正確的，而且對(duì)于第一延遲片和第三延遲片之間的關(guān)系也是正確的。
因?yàn)橥干滹@示區(qū)域中的液晶層和第二延遲片的層疊體是各向同性或近似各向同性的，可以認(rèn)為第一延遲片、透射顯示區(qū)域中的液晶層、第二延遲片和第三延遲片的層疊體是第一延遲片和第三延遲片的層疊體。因?yàn)榈谝谎舆t片和第三延遲片的慢軸基本上彼此垂直，并且Re1(0)和Re3(0)近似彼此相等，Re1(0)和Re3(0)對(duì)于從第一延遲片和第三延遲片平面的法線方向施加的光彼此抵消，使得第一延遲片和第三延遲片層疊體是光學(xué)各向同性的。此外，因?yàn)镽e1x(40)、Re1y(40)、Re3x(40)和Re3y(40)近似彼此相等，對(duì)于相對(duì)于平面法線方向傾斜的光的延遲彼此抵消，使得層疊體近似各向同性。因此，第一延遲片、透射顯示區(qū)域中的液晶層、第二延遲片和第三延遲片的層疊體對(duì)于平面的法線方向施加的光是各向同性的，并且對(duì)于相對(duì)于平面的法線方向傾斜的光是近似各向同性的。因此，用于顯示黑色的反射顯示區(qū)域的觀看角度特征和圖1中所示的液晶顯示設(shè)備的觀看角度特征是基本上相同的。
當(dāng)激活液晶層時(shí)透射顯示區(qū)域可以顯示白色，并且透射顯示區(qū)域中的液晶層和第二延遲片的層疊體的各向同性程度降低。因?yàn)閷?duì)比度的觀看角度特征極大地受到用于顯示黑色的觀看角度特征的影響，對(duì)比度的觀看角度特征基本上也與圖1中所示的液晶顯示設(shè)備的觀看角度特征相同。
下面將描述根據(jù)示范性實(shí)施例的液晶顯示設(shè)備的反射顯示區(qū)域上黑色的顯示。
如果第一偏振器在觀察者一側(cè)上，那么反射顯示區(qū)域中的第一偏振器、第一延遲片和液晶層共同組成對(duì)于從平面的法線方向施加的光的圓偏振器。通過將它們構(gòu)造為寬范圍圓偏振器來增加反射顯示區(qū)域的對(duì)比度。因?yàn)镽e1(0)、Re1x(40)和Re1y(40)近似彼此相等，第一延遲片用作其延遲同樣對(duì)于相對(duì)于平面的法線方向傾斜40°的光在寬角度范圍中接近Re1(0)的延遲元件。此外，因?yàn)镽e1(0)、Re1x(40)和Re1y(40)近似彼此相等，Re1(0)、Re1x(θ)和Re1y(θ)同樣近似彼此相等為這樣的程度對(duì)于與平面的法線方向θ角度傾斜的光，在根據(jù)本示范性實(shí)施例的液晶顯示設(shè)備要求的θ范圍中實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的優(yōu)勢，并且第一延遲片作為其延遲相對(duì)于平面的法線方向θ角度傾斜的光在寬角度范圍中接近Re1(0)的延遲元件。這不但對(duì)于第一延遲片而且對(duì)于第三延遲片是正確的。因此，由于對(duì)于傾斜光而言，層疊體與圓偏振器背離的范圍和程度比如果采用彼此不相等的Re1(0)、Re1x(40)和Re1y(40)的延遲片更小，用于顯示黑色的反射顯示區(qū)域的觀看角度特征比圖1中所示的液晶顯示設(shè)備更好。
當(dāng)激活液晶層時(shí)反射顯示區(qū)域可以顯示白色，并且反射顯示區(qū)域中第一偏振器、第一延遲片和液晶層的層疊體與圓偏振器或?qū)挿秶鷪A偏振器背離。因?yàn)閷?duì)比度的觀看角度特征受到用于顯示黑色的觀看角度特征的極大影響，反射顯示區(qū)域的對(duì)比度的觀看角度特征比圖1中所示的液晶顯示設(shè)備的觀看角度特征更好。
如果第二偏振器在觀察者一側(cè)上，液晶顯示設(shè)備按照上述相同方式操作。在這種情況下，反射顯示區(qū)域中的第二偏振器、第三延遲片、第二延遲片和液晶層共同組成圓偏振器或?qū)挿秶鷪A偏振器。
Re1(0)、Re1x(40)、Re1y(40)、Re3(0)、Re3x(40)和Re3y(40)近似彼此相等的事實(shí)意味著第一延遲片和第三延遲片可以包括相同的延遲片。如果第一延遲片和第三延遲片包括相同的延遲片，并且還包括第二延遲片，那么可以使用兩種類型的這三個(gè)延遲片實(shí)現(xiàn)具有寬觀看角度特征的橫向電場模式半透射液晶顯示設(shè)備。圖1中所示的液晶顯示設(shè)備需要使用三種類型的延遲片。因此，因?yàn)檠舆t片的類型更少，所以根據(jù)本示范性示例的液晶顯示設(shè)備制造更不昂貴。因?yàn)榈谝谎舆t片和第三延遲片包括相同的延遲片，它們的折射率的波長分布彼此相同，使得所述延遲可以在第一延遲片和第三延遲片之間彼此充分抵消，并且與圖1中所示液晶顯示設(shè)備不一樣地防止透射顯示器的對(duì)比度減小。
第一延遲片、透射顯示區(qū)域中的液晶層、第二延遲片以及第三延遲片的延遲可以近似是λ/2。符號(hào)“λ”指的是波長。
本領(lǐng)域公知的是當(dāng)向λ/2波片施加線偏振光時(shí)，線偏振光的振動(dòng)方向依賴于在線偏振光的振動(dòng)和其中延遲為λ/2的波長處的λ/2波片的慢軸之間形成的角度而旋轉(zhuǎn)。例如，如果在第二偏振器一側(cè)上存在背光，那么當(dāng)根據(jù)本示范性實(shí)施例的液晶顯示設(shè)備的透射顯示區(qū)域顯示白色時(shí)，通過第二偏振器將從背光施加的光轉(zhuǎn)換為線偏振光，并且將施加給第三延遲片的線偏振光原樣傳輸為第二延遲光。由于向第一延遲片以及然后向第一偏振器原樣傳輸線偏振光，可以有效地利用所述光以得到通過偏振器的性能確定的亮度級(jí)別。
第二延遲片的Nz系數(shù)可以在從-0.2至0.4的范圍中。如果第二延遲片的Nz系數(shù)在從-0.2至0.4的范圍中，那么Re2x(40)和ReLCy(40)近似彼此相等，并且Re2y(40)和ReLCx(40)近似彼此相等，從而在液晶顯示設(shè)備的透射顯示區(qū)域上實(shí)現(xiàn)了所需觀看角度特征。透射顯示區(qū)域上的所需觀看角度特征意味著在60°的極角(法線方向是0°)時(shí)垂直方位角(例如，約0、90、180和270°的方位角)實(shí)際要求大于等于100的對(duì)比度。
第二延遲片的Nz系數(shù)可以近似是0。對(duì)于這樣構(gòu)建的液晶設(shè)備，因?yàn)橐壕泳哂蠳z＝1，當(dāng)?shù)诙舆t片的Nz系數(shù)是0時(shí)，慢軸配置為基本彼此垂直的透射顯示區(qū)域中的第二延遲片和液晶層的斜視延遲在傾斜觀看角度的較寬范圍中具有相等的值。因此，斜視延遲可以抵消。因此，液晶顯示設(shè)備的透射顯示區(qū)域具有改善的觀看角度特征。
第一延遲片和第三延遲片的Nz系數(shù)可以在0.3至0.8的范圍中。如果第一延遲片和第三延遲片的Nz系數(shù)在從0.3至0.8的范圍中，那么Re1(0)、Re1x(40)、Re1y(40)、Re3(0)、Re3x(40)和Re3y(40)近似彼此相等，從而在液晶顯示設(shè)備的透射顯示區(qū)域上實(shí)現(xiàn)了所需觀看角度特征。也改善了反射顯示區(qū)域上的觀看角度特征。
第一延遲片和第三延遲片的Nz系數(shù)基本上可以是0.5。利用這樣構(gòu)建的液晶顯示設(shè)備，當(dāng)Nz系數(shù)基本上是0.5時(shí)，Re1(0)、Re1x(40)、Re1y(40)、Re3(0)、Re3x(40)和Re3y(40)更加彼此相等，從而使得可以使第一延遲片和第三延遲片的層疊體更近似光學(xué)各向同性。結(jié)果，液晶顯示設(shè)備具有針對(duì)透射顯示的更好的觀看角度特征以及針對(duì)反射顯示的更好的觀看角度特征。
對(duì)于第一延遲片的慢軸的布置誤差可以在從-2.8°至2.6°的范圍中。對(duì)于第二延遲片的慢軸的布置誤差可以在從-2.6°至2.6°的范圍中。對(duì)于第三延遲片的慢軸的布置誤差可以在從-2.6°至2.8°的范圍中。對(duì)于液晶層的取向軸的布置誤差可以在從-2.6°至2.6°的范圍中。
利用這樣構(gòu)建的液晶顯示設(shè)備，可以在以上結(jié)構(gòu)示例中的第一延遲片、第二延遲片、第三延遲片和液晶層的布置誤差中的每一個(gè)之內(nèi)實(shí)現(xiàn)實(shí)際要求的透射顯示的大于等于100的正面對(duì)比度。
第一延遲片的延遲誤差可以在從-51.9nm至48.9nm的范圍中。第二延遲片的延遲誤差可以在從-16.8nm至15.7nm的范圍中。第三延遲片的延遲誤差可以在從-48.0nm至49.9nm的范圍中。液晶層的延遲誤差可以在從-16.1nm至17.2nm的范圍中。
利用這樣構(gòu)建的液晶顯示設(shè)備，可以在以上結(jié)構(gòu)示例中的第一延遲片、第二延遲片、第三延遲片和液晶層的延遲誤差中的每一個(gè)之內(nèi)實(shí)現(xiàn)針對(duì)透射顯示的所需觀看角度特征。
根據(jù)本示范性實(shí)施例的光學(xué)膜包括偏振器和具有近似λ/2的延遲、以及從0.3至0.8范圍的Nz系數(shù)(優(yōu)選地，近似0.5)的延遲片的層疊體。
替代地，根據(jù)本示范性實(shí)施例的另一個(gè)光學(xué)膜可以包括按照以下順序依次堆疊的偏振器、其中具有近似λ/2的延遲和從0.3至0.8的范圍中(優(yōu)選為近似0.5)的Nz系數(shù)的延遲片、以及近似λ/2的延遲以及從-0.2至0.4的范圍中(優(yōu)選的近似0)的Nz系數(shù)的延遲片的層疊體。
在根據(jù)本示范性實(shí)施例的液晶顯示設(shè)備中結(jié)合的根據(jù)本示范性實(shí)施例的光學(xué)膜對(duì)于提供優(yōu)秀的顯示特征(具體地寬觀看角度特征)是有效的。
第二示范性實(shí)施例 圖22示出了結(jié)合根據(jù)本發(fā)明的第二示范性實(shí)施例的液晶顯示設(shè)備的移動(dòng)終端設(shè)備。
如圖22中所示，將根據(jù)本發(fā)明第二示范性實(shí)施例的液晶顯示設(shè)備102結(jié)合在移動(dòng)終端設(shè)備101中。根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示設(shè)備不但可應(yīng)用于移動(dòng)電話機(jī)，而且可應(yīng)用于包括PDA(個(gè)人數(shù)字助理)、游戲機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、數(shù)字視頻攝像機(jī)等的各種移動(dòng)終端設(shè)備中。根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示設(shè)備不但還可以應(yīng)用于移動(dòng)終端設(shè)備，而且可以應(yīng)用于包括筆記本個(gè)人計(jì)算機(jī)、自動(dòng)提款機(jī)、自動(dòng)售貨機(jī)等的各種終端設(shè)備。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示設(shè)備，包括第一和第二基板以及夾在所述第一和第二基板之間的液晶層，并且包括反射顯示區(qū)域和透射顯示區(qū)域作為像素區(qū)域，所述結(jié)構(gòu)使得當(dāng)平行于所述基板的平面施加電壓時(shí)可以在橫向電場模式中驅(qū)動(dòng)至少所述透射顯示區(qū)域中的所述液晶層，其中
將第一延遲片和第一偏振器按照接近所述第一基板的次序堆疊在所述第一基板的遠(yuǎn)離所述液晶層的表面上，并且將第二延遲片、第三延遲片以及第二偏振器按照接近所述第二基板的次序堆疊在所述第二基板的遠(yuǎn)離所述液晶層的表面上；
所述第一延遲片和所述第三延遲片分別具有基本上彼此垂直延伸的慢軸，并且所述透射顯示區(qū)域中的所述第二延遲片和所述液晶層分別具有基本上彼此垂直延伸的慢軸和取向軸；
將對(duì)從所述第一延遲片的法線方向向所述第一延遲片施加的光的延遲定義為Re1(0)，將對(duì)按照從所述第一延遲片的法線方向到所述第一延遲片的慢軸的40°的角度從空氣向所述第一延遲片施加的光的延遲定義為Re1x(40)，并且將對(duì)按照從所述第一延遲片的法線方向到與所述第一延遲片的慢軸垂直的方向的40°的角度從空氣向所述第一延遲片施加的光的延遲定義為Re1y(40)；
將對(duì)從所述第二延遲片的法線方向向所述第二延遲片施加的光的延遲定義為Re2(0)，將對(duì)按照從所述第二延遲片的法線方向到所述第二延遲片的慢軸的40°的角度從空氣向所述第二延遲片施加的光的延遲定義為Re2x(40)，并且將對(duì)按照從所述第二延遲片的法線方向到與所述第二延遲片的慢軸垂直的方向的40°的角度從空氣向所述第二延遲片施加的光的延遲定義為Re2y(40)；
將對(duì)從所述第三延遲片的法線方向向所述第三延遲片施加的光的延遲定義為Re3(0)，將對(duì)按照從所述第三延遲片的法線方向到所述第三延遲片的慢軸的40°的角度從空氣向所述第三延遲片施加的光的延遲定義為Re3x(40)，并且將對(duì)按照從所述第三延遲片的法線方向到與所述第三延遲片的慢軸垂直的方向的40°的角度從空氣向所述第三延遲片施加的光延遲定義為Re3y(40)；
將對(duì)從所述透射顯示區(qū)域中的所述液晶層的法線方向向所述液晶層施加的光的延遲定義為ReLC(0)，將對(duì)按照從所述液晶層的法線方向到所述液晶層的取向軸的40°的角度從空氣向所述液晶層施加的光的延遲定義為ReLCx(40)，并且將對(duì)按照從所述液晶層的法線方向到與所述液晶層的取向軸垂直的方向的40°的角度從空氣向所述液晶層施加的光延遲定義為ReLCy(40)；以及
Re1(0)和Re3(0)近似彼此相等，Re1(0)、Re1x(40)、Re1y(40)、Re3(0)、Re3x(40)和Re3y(40)近似彼此相等，Re2(0)和ReLC(0)近似彼此相等，Re2x(40)和ReLCy(40)近似彼此相等，以及Re2y(40)和ReLCx(40)近似彼此相等
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示設(shè)備，其中所述第一延遲片、所述透射顯示區(qū)域中的所述液晶層、所述第二延遲片和所述電第三延遲片的每一個(gè)的延遲近似是λ/2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示設(shè)備，其中所述第二延遲片具有從-0.2至0.4的范圍中的Nz系數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示設(shè)備，其中所述第二延遲片具有基本上為0的Nz系數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示設(shè)備，其中所述第一延遲片和所述第三延遲片的每一個(gè)均具有從0.3至0.8的范圍中的Nz系數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示設(shè)備，其中所述第一延遲片和所述第三延遲片的每一個(gè)均具有近似0.5的Nz系數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示設(shè)備，其中相對(duì)于所述第一延遲片的慢軸的布置誤差在從-2.8°到2.6°的范圍中，相對(duì)于所述第二延遲片的慢軸的布置誤差在從-2.6°到2.6°的范圍中，相對(duì)于所述第三延遲片的慢軸的布置誤差在從-2.6°到2.8°的范圍中，以及相對(duì)于所述液晶層的取向軸的布置誤差在從-2.6°到2.6°的范圍中。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示設(shè)備，其中所述第一延遲片的延遲誤差在從-51.9nm至48.9nm的范圍中，所述第二延遲片的延遲誤差在從-16.8nm至15.7nm的范圍中，所述第三延遲片的延遲誤差在從-48.0nm至49.9nm的范圍中，以及所述液晶層的延遲誤差在從-16.1nm至17.2nm的范圍中。
9.一種光學(xué)膜，包括
偏振器；以及
延遲片，所述延遲片具有近似λ/2的延遲和從0.3至0.8的范圍中的Nz系數(shù)，優(yōu)選地具有近似0.5的Nz系數(shù)；
所述偏振器和所述延遲片堆疊在一起。
10.一種光學(xué)膜，包括
偏振器；以及
延遲片，所述延遲片具有近似λ/2的延遲和從0.3至0.8的范圍中的Nz系數(shù)，優(yōu)選地具有近似0.5的Nz系數(shù)；以及
近似λ/2的延遲和從-0.2至0.4的范圍中的Nz系數(shù)，優(yōu)選地具有近似0的Nz系數(shù)；
所述偏振器和所述延遲片按照所述順序堆疊在一起。
11.一種終端設(shè)備，結(jié)合了根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明公開了液晶顯示設(shè)備、光學(xué)膜和終端設(shè)備。其中，第一偏振器和第二偏振器具有近似彼此垂直延伸的相應(yīng)吸收軸，并且第一延遲片和第三延遲片具有近似彼此垂直延伸的相應(yīng)慢軸。第一延遲片和第三延遲片具有近似彼此相等的相應(yīng)延遲，并且具有近似彼此相等的相應(yīng)Nz系數(shù)。透射顯示區(qū)域中的第二延遲片和液晶層具有分別近似彼此垂直延伸的慢軸和取向軸。透射顯示區(qū)域中的第二延遲片和液晶層具有近似彼此相等的相應(yīng)延遲。
文檔編號(hào)G02F1/1335GK101169561SQ20071016783
公開日2008年4月30日 申請(qǐng)日期2007年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月27日
發(fā)明者松島仁, 住吉研 申請(qǐng)人:Nec液晶技術(shù)株式會(huì)社