液晶显示器制造技术

一种包括液晶单元，设置在所述液晶单元两侧的偏振片，和设置在所述液晶单元至少一侧且处于液晶单元与偏振片之间的光学补偿元件的液晶显示装置，其中液晶单元中液晶层的扭转角设定为１８０至２７０度；光学补偿元件具有一种沿与所述液晶层扭转方向相反方向扭转的扭转结构；液晶单元与光学补偿元件的扭转角绝对值之差为４０到１００度；在波长λ＝５５０ｎｍ处液晶单元与光学补偿元件的延迟之差为１００到２５０ｎｍ；并且当在波长λ为４００ｎｍ和５５０ｎｍ时液晶单元与光学补偿元件的延迟之差的绝对值的比值在０．５到１．０范围内。该液晶显示装置具有高对比度白色显示，并且在常黑模式中具有极好的亮度和色调，并在常黑模式下形成白纸状白色显示和极好的黑色显示。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及能以透射、反射或透射反射模式进行显示的液晶显示装置。
技术介绍
广泛使用的液晶显示(下面称作“LCD”)装置为TFT(薄膜晶体管)或TFD(薄膜二极管)型，其在使用TFT或TFD元件的有源矩阵方式下以多种显示模式如TN(扭曲向列)、VA(垂直取向)和IPS(面内切换)模式进行显示，以及在无源矩阵方式下以STN(超扭曲向列)液晶显示模式进行显示的STN型。TFT和TFD型LCD装置的特征在于具有极好图像质量和响应速度，广泛应用于膝上型计算机、液晶监视器或液晶电视接收器中。不过，尽管STN型LCD装置在图像质量和响应速度方面与TFT型相比稍差，不过由于其结构简单并且耗电较少，，可以以较低成本制造，并广泛用作手机、个人数字助理、移动个人电脑和移动电视接收器的显示器。上述STN型液晶显示装置一般这样构成，即液晶单元夹在一对偏振片之间，并且在用于反射型液晶显示装置时，进一步在每一偏振片的外部设置一反射片。STN型液晶显示(下面可以称作“STN-LCD”)装置，由于其显示原理利用了旋光性和双折射性，因此所显示颜色不可避免地会发生不希望的着色。为了在克服上述着色问题的情况下进行黑白显示并且进一步执行彩色显示，广泛使用用光学元件进行补偿的方法。最初，使用一种所谓的双层液晶模式(D-STNDouble-layer STN)，其中设置有用于补偿的延迟液晶单元，该延迟液晶单元具有基本等于驱动液晶单元的延迟(双折射Δn与层厚d的乘积)，并且具有扭曲角与驱动单元大小相等且扭转方向相反的扭曲结构，使驱动和补偿液晶单元的相邻取向轴成直角(Osamu Okumura，Television Gakkai TechnicalReport，11，79(1987)；K.Katou，Jpn.J.Appl.Phys.，26，L17，784(1987)；Y.Nagase，SID Digest，1989)。尽管这种方法可获得高对比度显示器，不过其仅被采用了很短时间，因为由于使用两个液晶单元，其具有增大LCD装置成本、重量和厚度的缺点。目前，使用一种通过精确拉伸聚合物膜如聚碳酸酯获得的光学延迟膜进行伪补偿的方法。尽管使用这种光学延迟膜的方法简单并且廉价，不过由于光学延迟膜中不存在扭曲分子取向，其具有充分避免STN-LCD装置所不希望的着色显示的问题。在日本未审专利公开No.3-87720，3-291620，3-291623，3-294821和4-003020中披露了使用具有固定扭曲向列液晶取向的液晶膜作为光学补偿膜的方法，作为第三种补偿方法。该光学补偿膜的分子之间具有扭曲结构，从而是一种兼具使用补偿液晶单元的方法所获得的优异补偿效果，及使用光学补偿膜方法的优点，即易于使用和低成本的极好的薄膜。该补偿方法的原理与D-STN方法类似，并且在非选择电压施加期间进行补偿。从而，由于在非选择电压施加期间，穿过入射侧偏振片、光学补偿膜和驱动液晶单元的光的偏振态在所有波长中均被线偏振，从而在常黑(非选择电压期间为黑色)和常白(非选择电压期间为白色)模式中，通过分别适当选择输出侧偏振片的吸收轴位置，可以获得基本上最佳的黑色显示和基本上最佳的白色显示。另一方面，与非选择电压施加期间不同，在选择电压施加期间穿过入射侧偏振片、光学补偿膜和驱动液晶单元的光的偏振态被椭圆偏振。此外，椭圆偏振光的椭圆度和方位角随波长而变。因此，与非选择电压施加期间不同，由于选择电压施加期间在常黑模式或常白模式中不能提供最佳的白色或黑色显示，需要研究更适合的光学装置。本专利技术的目的在于提供一种液晶显示装置，其能提供在常黑模式中具有极好亮度和色调，在常白模式中具有明亮的白纸状显示和极好的黑色显示的高对比度白色显示器。
技术实现思路
根据本专利技术第一方面，提供一种包括液晶单元的液晶显示装置，其中液晶单元由一对均具有电极的透明基板和夹在基板之间的液晶物质层构成，偏振片设置在液晶单元两侧，光学补偿元件设置在液晶单元的至少一个表面上且处于液晶单元与偏振片之间，从两个或多个电压中选择电压，将驱动电压施加到液晶物质层上，其中液晶单元的扭转角设为180至270度；光学补偿元件具有沿与液晶单元相反方向扭转的扭转结构；液晶单元与光学补偿元件之间的扭转角度的绝对值之差，为40至100度；在波长λ＝550nm时液晶单元与光学补偿元件之间的延迟之差为100至250nm；并且波长λ为400nm和550nm时液晶单元与光学补偿元件的延迟之差的绝对值分别表示为ΔR(400)和ΔR(550)，用D＝ΔR(400)/ΔR(550)表示它们之间的比值D，D处于0.5到1.0范围内。根据本专利技术第二方面，提供一种根据第一方面的液晶显示装置，其中该光学补偿元件为液晶膜。下面将更详细地描述本专利技术。本专利技术的液晶显示装置包括液晶单元；设置在其两侧的偏振片；以及设置在液晶单元至少一侧、液晶单元与偏振片之间的光学补偿元件。该液晶单元具有夹在分别具有电极的一对透明基板之间的液晶物质层。本专利技术中可以使用的透明基板，为能够使液晶物质取向的基板。更具体的例子为本身能使液晶物质取向的基板，以及具有能使液晶物质取向的取向层的基板。将一对这种具有取向能力的透明基板设置成其取向方向扭转，在基板之间形成一层液晶物质(液晶物质层)，从而形成特定扭转角度的液晶物质层。电极通常设置在透明基板的与液晶物质层接触的表面上。在使用具有取向层的透明基板的情形中，电极设置在取向层与透明基板之间。本专利技术中可使用的液晶物质为已经用于STN-LCD中的多种物质。在本专利技术的液晶显示装置中，从两个或多个电压中选择电压而在液晶物质层上施加驱动电压。对于所述的两个或多个电压没有特别限制，只要它们是实际执行液晶显示的实际电压即可。从而，所述的两个或多个电压值可以是反射率和透射率发生快速改变之前和之后的电压值。结果，液晶物质层作为在白状态(亮态)与黑状态(暗态)下提供显示的活性光学层。希望在550nm波长λ处液晶单元的延迟处于600nm或者更高的范围内，且为1100nm或者更低的范围内。延迟低于600nm的液晶单元，在施加电压时液晶的状态改变比较小。延迟高于1100nm的液晶单元的响应性较差。构成本专利技术液晶显示装置的偏振片设置在液晶单元两侧。对偏振片没有特别的限制，从而可为液晶显示器中常使用的偏振片。具体例子为PVA(聚乙烯醇)基-偏振膜，如PVA和部分乙缩醛化PVA；通过将包括吸收有碘和/或二向色染料的乙烯乙酸乙烯共聚物(ehtylene-vinyl acetate copolymer)的部分皂化产物的亲水聚合物膜拉伸得到的偏振膜；以及包括多烯取向膜的偏振膜，如PVA的脱水产物和聚氯乙烯的脱氯化氢产物。偏振片可以单独使用，或者可以与用于增强强度、抗蚀性和耐热性的保护层一起设置在一个或两个表面上。可以直接或经由粘性粘合剂或粘接层层叠诸如聚酯和三乙酰基纤维素的透明塑料膜；树脂涂覆层；和丙烯酸或环氧基光固化型树脂层而形成透明保护层。当保护层涂覆在偏振膜两个表面上时，它们可以相同或不同。在本专利技术中，光学补偿元件设置在至少一侧处于液晶单元与偏振片之间。光学补偿元件具有扭曲结构。即，光学补偿元件具有一种从一个表面到另一表面分子的取向方向发生扭转的结构，与TN模式或STN模式的液晶单元类似。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液晶显示装置，包括：液晶单元，该液晶单元由一对分别具有一电极的透明基板和夹在所述基板之间的液晶物质层构成，设置在所述液晶单元的两侧的偏振片，以及设置在所述液晶单元至少一侧处于所述液晶单元与所述偏振片之间的光学补偿元件，通过从两个或多个电压中选择电压而将驱动电压施加到液晶物质层上，其中所述液晶单元的扭转角设定为１８０至２７０度；所述光学补偿元件具有一种沿与所述液晶单元方向相反方向扭转的扭转结构；所述液晶单元与所述光学补偿元件的扭转角绝对值之差为４０到１００度；在波长λ＝５５０ｎｍ处所述液晶单元与所述光学补偿元件之间的延迟差为１００到２５０ｎｍ；并且当在波长λ＝４００ｎｍ和λ＝５５０ｎｍ时在所述液晶单元与所述光学补偿元件之间的延迟差的绝对值分别用ΔＲ（４００）和ΔＲ（５５０）表示时，其间的比Ｄ被表示为Ｄ＝ΔＲ（４００）／ΔＲ（５５０），Ｄ在０．５到１．０的范围。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：熊谷吉弘，正木明，上坂哲也，
申请(专利权)人：新日本石油株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]