CN101153985A - 具有视角补偿的垂直取向型液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

简单矩阵驱动的垂直取向型液晶单元布置在正交尼科耳地布置的两个偏振板之间，液晶单元包含具有在厚度方向的截面中550nm的延迟的液晶层。C板和双轴板共同地布置在液晶单元和一个偏振板之间，C板布置在液晶单元侧而双轴板布置在偏振板侧。双轴板以使得双轴板的面内延迟相轴垂直于相邻的偏振板的吸收轴的方式布置。

Description

具有视角补偿的垂直取向型液晶显示装置

技术领域

本发明涉及一种液晶显示装置，更具体地涉及一种具有视角补偿的垂直取向型液晶显示装置。

背景技术

作为针对垂直取向型液晶显示装置的视角补偿技术，使用具有各种光学特性的视角补偿板的方法已经如下面所述被提出。

JP-B-HEI-7-69536公开了使用具有三种基本折射率n_x、n_y和n_z的视角补偿板，折射率n_z小于其它两个基本折射率n_x和n_y，而且对应于最小的基本折射率n_z的轴平行于补偿板(具有负折射率各向异性)的表面法线方向。该视角补偿板布置于液晶单元与正交尼科耳(crossed-Nicol)地布置在液晶单元的两侧的偏振板中的一个之间。用作视角补偿板的可以是负的单轴补偿板：所谓的C板，其中面内折射率n_x和n_y相等并且光学轴平行于视角补偿板的表面法线方向；也可以是负的双轴补偿板：所谓的双轴板，其中面内折射率n_x和n_y不相等。

日本专利No.3330574也类似于JP-B-HEI-7-69536所描述的将双轴板布置在液晶单元与正交尼科耳地布置在液晶单元的两侧的偏振板中的一个之间设置双轴板。日本专利No.3330574公开了优选地双轴板以这样的方式布置以使得对应于双轴板的面内较大的基本折射率的轴，即延迟相轴(delayphase axis)，大体上在显示平面内平行于或垂直于偏振板的吸收轴，并设置双轴板的面内延迟为120nm以下。

日本专利No.3027805也公开了布置在液晶单元与正交尼科耳地布置在液晶单元的两侧的偏振板中的一个之间的视角补偿板。日本专利No.3027805公开了单轴补偿板，其具有正的折射率各向异性和面内光学轴(n_z＝n_y＜n_x，这里n_z是表面法线方向上的折射率，而n_x和n_y是两个面内折射率)；所谓的A板和比如上述的所谓的C板被用作布置在液晶单元侧的A板和布置在偏振板侧的C板的组合，并且优选地设置A板的面内延迟为120nm以下。

JP-A-2000-19518公开了使用JP-B-HEI-7-69536和日本专利No.3330574公开的双轴板和日本专利No.3027805公开的层叠的A和C板的视角补偿板是有效的。

日本专利No.3330574，No.3027805和JP-A-2000-19518设计了基于JP-B-HEI-7-69536中所示的垂直取向型液晶显示装置的视角补偿原理的光学补偿板的条件以获得更有效的视角补偿。

JP-B-HEI-7-69536不限制垂直取向型液晶显示装置的液晶材料的双折射率和单元厚度(即在厚度方向的单元截面的延迟)的产品的范围。日本专利No.3330574，No.3027805和JP-A-2000-19518已经研究了在厚度方向的单元截面中的延迟的范围。作为在厚度方向的单元截面中的延迟，日本专利No.3330574和No.3027805(参考两个案件中的段落[0037])公开了延迟优选地为80nm的最小值和400nm的最大值，以及JP-A-2000-19518(参考权利要求13)公开了延迟优选地为300nm的最小值和550nm的最大值。

日本专利No.3330574和No.3027805和JP-A-2000-19518公开的在液晶层厚度方向的单元截面中延迟的优选范围应用于有源矩阵型液晶显示装置，典型地薄膜晶体管(TFT)液晶显示器(LCD)(即，全-点型LCD)。

具有进行段型显示并且为简单矩阵(simple matrix)驱动的垂直取向型液晶显示装置。从而好的开/关操作的角度而言，这种垂直取向型液晶显示装置的液晶层在截面的延迟期望设置为大于有源矩阵型液晶显示装置的延迟。期望提供特别是对于在厚度方向的截面中具有大延迟的液晶单元的垂直取向型液晶显示装置有效的视角补偿技术。

日本专利No.3330574公开了(段落[0044])优选地设置视角补偿板在厚度方向的截面中的延迟大致等于液晶单元在厚度方向截面中的延迟，并且公开了(段落[0049])优选地设置预倾角(pretilt angle)尽可能小(以大体垂直于取向膜表面排列液晶分子)。

同样在由简单矩阵驱动方法驱动的段型显示的垂直取向型液晶显示装置中，液晶单元和视角补偿板在厚度方向的截面中的延迟被设计为大致相等，并且预倾角被设计得尽可能小。

然而，一般地，如果预倾角太小，则当电压施加时液晶分子的下降方向的均匀性变差，导致显示不规则的可能性。此外，段型显示液晶显示装置的每个段的形状比点矩阵型的形状更加复杂，使得倾斜电场可能在多个方向形成，特别是在边缘附近。因此，在段型显示中显示不规则的危险变高。在一定程度上使预倾角变大是有效的，具体地1°以上(从液晶单元表面法线方向的倾斜是1°以上)，以抑制显示不规则，即使在倾斜电场形成的情况。

然而，一般地，当预倾角被设置更大时，液晶单元的透射率-施加电压特性的锐度在阈值电压附近变得和缓。图30(A)示出在0°的视角观测(在单元的正面观测)的在0.5°和1.5°的预倾角的透射率-施加电压特性，以及图30(B)示出在倾斜到45°的视角观测的透射率-施加电压特性。在1.5°的预倾角(相对于液晶基板表面88.5°的角)的特征在阈值电压附近具有比在0.5°的预倾角(相对于液晶基板表面89.5°的角)的特征更迟钝的锐度。当视角更加倾斜时，锐度变得迟钝。

迟钝的锐度不会在比如薄膜晶体管的静态驱动中造成问题，因为关-电压比锐度变得迟钝时的电压更小。然而，在1/2占空比以上的简单矩阵驱动中，关-电压正好在迟钝锐度的位置使得关电压施加段(关-段)的透射率对应于迟钝的锐度在量方面变大。

特别在段型显示器中，关-段的透射率变得比周围背景的透射率更高，使得关-段能被看见的现象(即串扰)发生以及显示质量退化。串扰在更大的占空比(1/8占空比、1/16占空比或更高)变得更显著，且在增加的显示容量(显示段的增加的个数)时变得更严重。

发明内容

本发明的目的是提供一种液晶显示装置，其具有简单矩阵驱动的垂直取向型显示单元，并且能进行良好的视角补偿，即使液晶单元在厚度方向的截面中的延迟大的情况。

按照本发明的一个方面，提供了一种液晶显示装置包括：第一偏振板；垂直取向型液晶单元，布置在第一偏振板上方并具有在厚度方向截面中大于550nm的延迟的液晶层；C板，设置在液晶单元上方；双轴板，设置在C板上方；第二偏振板，设置在双轴板上方；以及控制单元，以简单矩阵驱动液晶单元，其中：第一和第二偏振板大体以正交尼科耳的位置关系布置；液晶层中的液晶分子的预倾角以这种方式给出，其使得当驱动电压施加到液晶单元时，液晶分子的下降方向在显示平面内具有相对于第一和第二偏振板的吸收轴约45°角；以及双轴板以这样的方式布置，其使得双轴的面内延迟相轴在显示平面内大体垂直于第二偏振板的吸收轴。

C板和双轴板共同地布置在液晶单元的一侧上。C板布置在液晶单元侧，而双轴布置在偏振板侧。因此，即使液晶单元在厚度方向截面中的延迟大，该延迟被C板和双轴板补偿且抑制显示质量在更深的视角被降低。

按照本发明的另一个方面，提供了一种液晶显示器包括：第一偏振板；垂直取向型液晶单元，布置在第一偏振板的上方；第一双轴板，布置在液晶单元的上方；第二双轴板，布置在第一双轴板上方；第二偏振板，布置在第二双轴板上方；以及控制单元，以简单矩阵驱动液晶单元，其中，第一和第二偏振板大体以正交尼科耳的位置关系布置；液晶层中的液晶分子的预倾角以这种方式给出，其使得当驱动电压施加到液晶单元时，液晶分子的下降方向在显示平面内具有相对于第一和第二偏振板的吸收轴约45°角；以及第二双轴板以这样的方式布置，其使得第二双轴板的面内延迟相轴在显示平面内大体平行于第二偏振板的吸收轴；以及第一双轴板以这样的方式布置，其使得第一双轴板的面内延迟相轴在显示平面内大体垂直于第二双轴板的延迟相轴。

两个双轴板布置在液晶单元的一侧上。在偏振板侧上的双轴板的面内延迟相轴大体平行于偏振板的吸收轴，且在液晶单元侧上的面内延迟相轴大体垂直于布置在偏振板侧上的面内延迟相轴。因此，即使液晶显示单元在厚度方向的截面中的延迟大，也能补偿该延迟且抑制显示质量在更深的视角范围降低。

本发明的另一个目的是提供一种由简单矩阵驱动的段型显示的垂直取向型的液晶显示装置，其能够抑制由串扰引起的显示质量的降低，即使当预倾角大至一定的程度。

依然按照本发明的另一个方面，提供一种液晶显示装置，包括：第一偏振板，包含第一偏振器；段型显示的垂直取向型液晶单元，布置在第一偏振板的上方并包含液晶层；第二偏振板，包括第二偏振器并布置在液晶单元的上方；视角补偿构件，至少布置在第一偏振板与液晶单元之间或在液晶单元与第二偏振板之间；以及控制单元，简单矩阵驱动液晶单元，其中视角补偿构件、第一偏振板和第二偏振板在厚度方向截面中总的延迟值，从液晶单元侧的第一偏振器的表面到液晶单元侧的第二偏振器的表面，具有与液晶层的在厚度方向截面中的延迟相反的正或负的符号并具有大于它的绝对值。

视角补偿构件、第一偏振板和第二偏振板在厚度方向截面中总的延迟值，从液晶单元侧的第一偏振器的表面到液晶单元侧的第二偏振器的表面，具有与液晶层的在厚度方向截面中的延迟相反的正或负的符号并具有大于它的绝对值。因此，可以抑制显示质量由当液晶单元被简单矩阵驱动时引起的串扰的退化。

附图说明

图1是根据本发明的第一实施例的液晶显示装置的示意性的剖面图。

图2是第一实施例的液晶显示装置的示意图，通过重新安排比如背偏振板的组成构件在厚度方向的位置的次序的示意性平面图画出。

图3是示出第一实施例和第一比较例的液晶显示装置当施加开-电压时的白色显示透射率的视角特性的图。

图4是示出第一实施例和第二比较例和第三比较例的液晶显示装置当未施加电压时的黑背景透射率的视角特性的图。

图5是第二实施例的液晶显示装置的示意图，通过重新安排比如背偏振板的组成构件在厚度方向的位置的次序的示意性平面图画出。

图6是示出第二实施例和第四比较例的液晶显示装置当未施加电压时的黑背景透射率的视角特性的图。

图7是第二实施例的改型的液晶显示装置的示意图，通过重新安排比如背偏振板的组成构件在厚度方向的位置的次序的示意性平面图画出。

图8(A)是示出比如汽车音响设备的车载设备的显示面板的实例的示意图，图8(B)是示出比如复印机和传真机的办公设备的显示面板的实例的示意图。

图9是第三比较例的液晶显示装置的示意图，通过重新安排比如背偏振板的组成构件在厚度方向的位置的次序的示意性平面图画出。

图10是第四比较例的液晶显示装置的示意图，通过重新安排比如背偏振板的组成构件在厚度方向的位置的次序的示意性平面图画出。

图11是根据本发明第三实施例的液晶显示装置的示意性剖面图。

图12是第三实施例的液晶显示装置的示意图，通过重新安排比如背偏振板的组成构件在厚度方向的位置的次序的示意性平面图画出。

图13是示出第三实施例和第五至第七比较例的液晶显示装置当未施加电压时的黑背景透射率的视角特性的图。

图14是第四实施例的液晶显示装置的示意图，通过重新安排比如背偏振板的组成构件在厚度方向的位置的次序的示意性平面图画出。

图15是示出第四实施例的液晶显示装置当未施加电压时的黑背景透射率的视角特性的图。

图16是第五实施例的液晶显示装置的示意图，通过重新安排比如背偏振板的组成构件在厚度方向的位置的次序的示意性平面图画出。

图17是示出第五实施例的液晶显示装置当未施加电压时的黑背景透射率的视角特性的图。

图18是第五实施例的改型的液晶显示器的示意图，通过重新安排比如背偏振板的组成构件在厚度方向的位置的次序的示意性平面图画出。

图19是第五比较例的液晶显示装置的示意图，通过重新安排比如背偏振板的组成构件在厚度方向的位置的次序的示意性平面图画出。

图20是第六比较例的液晶显示装置的示意图，通过重新安排比如背偏振板的组成构件在厚度方向的位置的次序的示意性平面图画出。

图21是第七比较例的液晶显示装置的示意图，通过重新安排比如背偏振板的组成构件在厚度方向的位置的次序的示意性平面图画出。

图22是根据本发明的第六(或第七)实施例的液晶显示装置的示意性的剖面图。

图23(A)是示出背偏振板的吸收轴方向的平面图，图23(B)是示出上和下取向膜的摩擦方向的平面图，以及图23(C)是示出前偏振板的吸收轴方向的平面图。

图24(A)和24(B)是示出具有640nm的总补偿延迟的第六实施例的液晶显示装置的开-透射率、关-透射率和背景透射率的图。

图25(A)和25(B)是示出具有690nm的总补偿延迟的第六实施例的液晶显示装置的视角特性的图。

图26(A)和26(B)是示出具有575nm的总补偿延迟的第六实施例的液晶显示装置的视角特性的图。

图27(A)和27(B)是示出第七实施例的液晶显示装置的视角特性的图。

图28(A)和28(B)是示出第三比较例的液晶显示装置的视角特性的图。

图29(A)和29(B)是示出第九比较例的液晶显示装置的视角特性的图。

图30(A)和30(B)是示出透射率-施加电压的特征是怎样变化的图。

具体实施方式

首先，描述即使当液晶单元在厚度方向的截面中的延迟大时也能够提供良好的视角补偿的液晶显示装置。

将参考图1至图2描述本发明的第一实施例的液晶显示装置。图1是第一实施例的液晶显示装置的示意性的剖面图。垂直取向型液晶单元布置在背偏振板10与前偏振板11之间。背光源例如布置在背偏振板10的外部(在图1中的下侧)。

下面描述液晶单元20的结构。下透明电极22形成于下透明基板21的上表面上，以及下取向膜23形成于下透明电极22的上表面上。上透明电极27形成于上透明基板28的下表面上，以及上取向膜26形成于上透明电极27的下表面上。液晶层25夹置于相对的下取向膜23和上取向膜26之间，密封构件24密封液晶层25。间隙控制构件的直径决定单元的厚度为4μm。

下取向膜23和上取向膜26由例如由Nissan ChemicalIndustrial Ltd.制造的垂直取向膜SE-1211制成。通过用例如由人造纤维制成的摩擦布摩擦下取向膜23和上取向膜26，预倾角θ以这样的方式给出以使得液晶分子M在摩擦方向下降。

液晶层25由例如由Merck Ltd.制造且具有负介电常数各向异性(液晶分子当施加电压时从垂直方向下降)和0.14的双折射率Δn的液晶材料制成。因为单元厚度为4μm以及双折射率Δn为0.14，所以液晶单元20在厚度方向的截面中的延迟为560nm。液晶单元20具有在厚度方向的截面中正的延迟。

液晶单元20进行段型显示和以高的占空比1/N(在1∶N的比率中N是4以上)的简单矩阵驱动。下和上透明电极22和27具有对应于显示图形的图形，并连接至控制装置40。控制装置40提供驱动信号以控制显示状态。

当在简单矩阵驱动中占空比增加时，开-电压与关-电压之间的比率降低。因此为了进行良好的开/关操作，透射率随电压变化的变化需要是陡峭的。

当垂直取向型液晶单元在厚度方向的截面中的延迟变大时，透射率随电压变化的变化就会陡峭。既可以通过使液晶层变厚也可以通过使液晶材料的双折射率Δn变大来使得在厚度方向的截面中的延迟变大。

对于在高占空比1/N(N是4以上)进行简单矩阵驱动的垂直取向型液晶单元，优选地设置在厚度方向的截面中的延迟大于550nm，以及更优选地大于555nm。液晶单元在厚度方向的截面中的延迟没有具体的上限。

通过简单矩阵驱动的段型显示的实例可以是音频显示(比如频率的设置状态的显示)，空调显示(比如温度的设置状态的显示)，汽车仪表中的里程(odotrip)(距离)显示等，包括7-段型显示(字符8)。

层叠一个C板和一个双轴板的视角补偿构件插入在液晶单元20与前偏振板11之间。C板30布置在液晶单元20一侧上而双轴板31布置在前偏振板11上。

C板30具有三个基本折射率，一个在表面法线方向(平行于液晶单元20的显示平面的法线方向的方向)折射率n_z和两个在面内(平行于液晶单元20的显示平面的面内)的折射率n_x和n_y，这里满足关系n_x＝n_y＞n_z。

双轴板31具有三个基本折射率，一个在表面法线方向的折射率n_z和两个在面内的折射率n_x和n_y，这里满足关系n_x＞n_y＞n_z。

C板30具有在厚度方向的截面中220nm的幅度的负的延迟。双轴板31具有在厚度方向的截面中220nm的幅度的负的延迟。C板在厚度方向的截面中的延迟的幅度通过C板的厚度乘以面内折射率n_x(＝n_y)与表面法线方向的折射率n_z之差而计算得出。双轴板在厚度方向的截面中的延迟的幅度通过双轴板的厚度乘以两个面内折射率n_x和n_y的平均值(n_x+n_y)/2与表面法线方向的折射率n_z之差而计算得出。

双轴板31的面内延迟是50nm。双轴板的面内延迟的幅度通过双轴板的厚度乘以一个面内折射率n_x与另一个面内折射率n_y之差而计算得出。

背偏振板10和前偏振板11具有偏振膜被三醋酸基纤维素(triacetylcellulose，TAC)膜保护的结构。包含在每个偏振板的TAC膜具有在厚度方向的截面中60nm幅度的负的延迟。

由C板30、双轴板31、背偏振板10和前偏振板11组成的构件具有在厚度方向的截面中的560nm(220nm+220nm+60nm+60nm)幅度的负的延迟。

液晶单元在厚度方向的截面中的延迟能够如此补偿，通过设置视角补偿构件和偏振板在厚度方向的截面中的延迟以具有与液晶单元在厚度方向的截面中的延迟相反的正的或负的符号且有大体相等的绝对值。

下面，将参考图2描述背偏振板10的吸收轴方向，液晶单元20的下和上取向膜的摩擦方向，C板30的光学轴，双轴板31的延迟相轴方向，以及偏振板11的吸收轴方向。图2是第一实施例的液晶显示装置的示意图，通过重新安排比如背偏振板10的组成构件在厚度方向的位置的次序的示意性平面图画出。

背偏振板10和前偏振板11的吸收轴D10和D11在显示平面内相互大体垂直。也就是，背偏振板10和前偏振板11大体正交尼科耳地布置。如果两个方向之间的角在从80°到100°的范围内，则使用“大体正交尼科耳地布置”话语。

液晶单元20的下取向膜23的摩擦方向D23和上取向膜26的摩擦方向D26相互反平行。摩擦方向D23和D26具有在显示平面内相对于偏振板10和11的吸收轴方向D10和D11大致45°的角。也就是，当施加驱动电压时液晶分子下降的方向具有相对于两个偏振板的吸收轴的大致45°的角。从35°到55°的范围称为“大致45°的角”。

C板30的光学轴平行于表面法线方向。双轴板31的面内延迟相轴方向D31(对应于面内最大折射率n_x的方向)在显示平面内大体垂直于相邻的前偏振板11的吸收轴D11。

C板和双轴板通过拉伸由有机树脂制成的膜形成。作为C板和双轴板的材料的有机树脂可以是聚乙烯、聚丙烯、降莰烷(norbornene)、聚氯乙烯、纤维素脂、聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂(ABS树脂)、丙烯腈-苯乙烯共聚物树脂(AS树脂)、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙酸乙烯酯、聚氯乙烯、聚酰胺、聚醛树脂、聚碳酸酯、变性聚亚苯基醚(denaturedpolyphenylene ether)、聚丁烯对苯二酸盐(polybutylene terephthalate)、聚乙烯对苯二酸盐(polyethylene terephthalate)、硫化聚乙烯、聚砜、聚砜酯(polyestersulfone)、聚酯醚酮(polyether etherketone)、聚烯丙烯(polyallylate)、液晶聚合物、聚酰胺-酰亚胺、聚酰亚胺和聚四氟乙烯等。

作为形成C板和双轴板的方法，当前广泛使用拉伸工艺。然而，利用这种方法，C板和双轴板每个在厚度方向的截面中的延迟的幅度最大例如约是270nm。当考虑C板和双轴板的稳定的量产时，延迟的幅度最大约是250nm。

如上所述，液晶单元在厚度方向的截面中的延迟优选地设置为大于550nm。因此，为了补偿该液晶单元，在这个实施例中使用了两个以上的视角补偿板。

下面将描述第一比较例的液晶显示装置。第一比较例在视角补偿板的排列方面区别于第一实施例。其它结构类似于第一实施例的结构。

第一比较例的装置具有这样的结构：将图1所示的第一实施例的设备的C板30移动到背偏振板10和液晶单元20之间。也就是，第一比较例具有C板和双轴板分别布置在液晶单元的两侧(在背偏振板侧和在前偏振板侧上)的结构。第一实施例的装置具有C板和双轴板布置在液晶单元一侧上(在前偏振板侧)的结构。

下面将参考图3描述第一实施例和第一比较例的液晶显示装置的视角特性。图3是示出当施加开-电压时的白色显示透射率的图。横坐标表示以度为单位的右/左观测角，以及纵坐标表示以％为单位的透射率。曲线A1和B1分别表示第一实施例和第一比较例的视角特性。

第一实施例和第一比较例在右和左更深的视角处都具有透射率降低的趋势。然而，对于实施例降低的程度更小。也就是，实施例在深视角处具有更好的白色显示。它们之间的差异在右和左约30°以上的视角幅度范围内变得显著。

在比较例中视角补偿板布置在液晶单元的两侧，而在实施例中视角补偿板布置在液晶单元的一侧。因此，比较例的视角特性是左右不对称的，而实施例的视角特性是左右对称的。

可以从当施加开-电压时白色显示的透射率的视角特性看出，如果使用两个视角补偿板即C板和双轴板，则将两个视角补偿板布置在液晶单元的一侧比将两个板分别地布置在液晶单元的两侧更优选。

下面，将描述第二和第三比较例的液晶显示装置。第二和第三比较例在两个视角补偿板共同地布置在液晶单元的一侧的方面与第一实施例类似，但视角补偿板的类型区别于第一实施例的视角补偿板的类型。

在第二比较例的装置中，布置在如图1所示的第一实施例的装置的前偏振板11上的视角补偿板用C板替换，而没有使用双轴板。也就是，插入在液晶单元20和前偏振板11之间的两个视角补偿板都用C板替换。替换双轴板的C板在厚度方向的截面中的延迟为220nm，类似于第一实施例的双轴板。

在第三比较例的装置中，布置在如图1所示的第一实施例的装置的液晶单元20侧的视角补偿板用双轴板替换，而没有使用C板。也就是，插入在液晶单元20和前偏振板11之间的两个视角补偿板都用双轴板替换。替换C板的双轴板在厚度方向的截面中的延迟为220nm，类似于第一实施例的双轴板在厚度方向的截面中的延迟。每个双轴板的面内延迟都是25nm，而且两个双轴板的面内总延迟是50nm。

下面将参考图9描述第三比较例的装置的两个双轴板的排列。类似于图2，图9是第三比较例的液晶显示装置的示意图，通过重新安排比如背偏振板10的组成构件在厚度方向的位置的次序的示意性平面图画出。

双轴板130布置在液晶单元20侧，而双轴板131布置在前偏振板11侧。双轴板130的延迟相轴方向D130在显示平面内平行于双轴板131的延迟相轴方向D131。双轴板130和131的延迟相轴方向D130和D131都垂直于前偏振板11的吸收轴D11。

下面，将参考图4描述第一实施例以及第二和第三比较例的液晶显示装置的视角特性。图4是示出当未施加电压时黑背景透射率的图。横坐标表示以度为单位的右/左观测角，而纵坐标表示以％为单位的透射率。曲线A2、B2和B3分别表示第一实施例和第二和第三比较例的视角特性。

所有第一实施例和第二和第三比较例在左和右更深的视角都具有透射率增加的趋势。然而，对于实施例增加的程度最小。也就是，实施例的装置在深视角进行最好的黑色显示。实施例和比较例之间的差异在右和左约20°以上的视角幅度范围中变得显著。

虽然实施例和比较例视角特性是左右不对称的，但是实施例的左右不对称的程度最小。也就是，实施例的装置在深视角范围具有抑制的黑色显示的左/右变化。

可以从当未施加电压时黑背景透射率的视角特性看出，如果两个视角补偿板共同地布置在液晶单元的一侧，则优选地使用一个为C板，另一个为双轴板。

在第一实施例中，C板布置在液晶单元侧，而双轴板布置在前偏振板侧。这种排列比双轴板布置在液晶侧而C板布置在前偏振板侧更加优选。通过布置双轴板与偏振板相邻，可以用在深视角引起的两个偏振板的吸收轴之间增加的角来补偿光学特征的改变。

如上所述，如果两个视角补偿板都需要，则C板和双轴板共同地布置在液晶单元的一侧，C板布置在液晶单元侧而双轴板布置在偏振板侧。

下面，将参考图5描述第二实施例的液晶显示装置。在第二实施例中，因为液晶单元在厚度方向的截面中的延迟大，所以有必要使用三个视角补偿板。

图5是第二实施例的液晶显示装置的示意图，通过重新安排比如背偏振板10的组成构件在厚度方向的位置的次序的示意性平面图画出。垂直取向型液晶单元20a布置在背偏振板10和前偏振板11之间。

类似于第一实施例，背偏振板10和前偏振板11为正交尼科耳地布置。液晶单元20a的下取向膜和上取向膜的摩擦方向D23a和D26a相互反平行，并具有相对于偏振板10和11的吸收轴方向D10和D11约45°的角。

在第一实施例中，单元的厚度为4μm，液晶材料的双折射率Δn为0.14，以及液晶单元在厚度方向的截面中的延迟为560nm。在第二实施例中，单元的厚度为5μm，液晶材料的双折射率Δn为0.156，以及液晶单元20a在厚度方向的截面中的延迟为780nm。作为液晶材料，例如可以使用由Merck Ltd.生产的材料。

第二实施例的装置具有插入到液晶单元20a与前偏振板11之间的三个视角补偿板。C板30a、C板31a和双轴板32a从液晶单元20a侧依次布置。

C板30a和31a都具有在厚度方向的截面中220nm幅度的负的延迟。双轴板32a具有在厚度方向的截面中220nm幅度负的延迟。双轴板32a的面内延迟为50nm。类似于第一实施例，双轴板32a的面内延迟相轴方向D32a在显示平面内大致垂直于相邻的前偏振板11的吸收轴方向D11。

由两个C板30a和31a、双轴板32a、背偏振板10以及前偏振板11组成的构件具有在厚度方向的截面中780nm(220nm+220nm+220nm+60nm+60nm)的幅度的延迟。以这种方式，液晶单元在厚度方向的截面中的延迟能够被补偿。

类似于第一实施例，第二实施例的装置具有多个视角补偿板共同地布置在液晶单元一侧的结构：C板布置在液晶单元侧而双轴板在前偏振板侧。因为液晶单元在厚度方向的截面中的延迟大，所以液晶单元的延迟被层叠的两个C板和一个双轴板补偿。

下面，将参考图10描述第四比较例的液晶显示装置。第四比较例在使用三个视角补偿板方面类似于第二实施例。然而，在三个视角补偿板都是双轴板方面区别于第二实施例。除了视角补偿板外，该结构类似于第二实施例的结构。图10是第四比较例的液晶显示装置的示意图，通过重新安排比如背偏振板10的组成构件在厚度方向的位置的次序的示意性平面图画出。

双轴板130a和131a布置在液晶单元20a和前偏振板11之间。两个双轴板130a和131a以这种方式布置，使得双轴板130a的延迟相轴方向D130a和双轴板131a的延迟相轴方向D131a在显示平面内相互平行并且延迟相轴方向D130a和D131a都垂直于前偏振板11的吸收轴方向D11。

第三双轴板132a布置在背偏振板10和液晶单元20a之间。双轴板132a以这种方式布置，使得双轴板132a的延迟相轴方向D132a在显示平面内垂直于背偏振板10的吸收轴方向D10。

类似于第二实施例的每个视角补偿板，每个双轴板130a至132a都具有在厚度方向的截面中220nm的延迟。每个双轴板130a和131a的面内延迟是25nm，而由双轴板130a和131a组成的视角补偿构件的面内延迟是50nm。双轴板132a的面内延迟是50nm。

在第四比较例中，三个双轴板共同地布置在液晶单元的一侧。这是因为从批量生产的角度等而言，难于设置每个双轴板的面内延迟小至20nm以下。

下面，将参考图6描述第二实施例和第四比较例的液晶显示装置的视角特性。图6是示出第二实施例和第四比较例的液晶显示装置当未施加电压时的黑背景透射率的视角特性的图。横坐标表示以度为单位的右/左观测角，以及纵坐标表示以％为单位的透射率。曲线A3和B4分别表示第二实施例和第四比较例的视角特性。

第二实施例和第四比较例在右和左更深的视角都具有透射率增加的趋势。然而，对于实施例增加的程度更小。也就是，实施例在深视角具有更好的黑色显示。它们之间的差异在右和左大约15°以上的视角幅度范围内变得显著。

虽然实施例和比较例视角特性是左右不对称的，但是实施例的左右不对称的程度最小。也就是，实施例的装置在深视角范围具有抑制的黑色显示的右/左变化。

如上所述，如果液晶单元的延迟大且需要三个视角补偿板，则视角补偿板通过布置在液晶单元侧的两个C板和在偏振板侧的一个双轴板的叠层而共同地布置在液晶单元侧。以这种方式，可以获得具有良好的视角特性的液晶显示装置。

下面将参考图7描述根据第二实施例的改型的液晶显示装置。图7是该改型的液晶显示装置的示意图，通过重新安排比如背偏振板10的组成构件在厚度方向的位置的次序的示意性平面图画出。

这个改型具有这样的结构，其中代替第二实施例的两个C板，布置一个具有与两个C板在厚度方向的截面中的延迟相同的延迟(440nm)的光学板30b。其它的结构类似于第二实施例的结构。

光学板30b由具有短于可见波长的扭转节距(twist pitch)的胆甾液晶制成。已知这种结构的光学板在光学上等同于C板工作。通过合适地设置胆甾液晶的双折射率和液晶层的厚度，可以制造具有大延迟并不能通过比如降莰烷(norbornene)基树脂的有机树脂的拉伸工艺获得的视角补偿板。

当未施加电压时黑背景透射率的视角特性大致与第二实施例的一致(参考图6中曲线A3)。

如上所述，如果垂直取向型液晶单元的延迟大，则视角补偿板通过布置C板在液晶单元侧和双轴板在偏振板侧而共同地设置在液晶单元侧。以这种方式，可以获得具有良好视角特性的液晶显示装置。优选地，双轴板的面内延迟相轴垂直于相邻的偏振板的吸收轴。

如果即使使用一个C板和一个双轴板，液晶单元在厚度方向的截面中的延迟也不能被补偿，则使用多个C板的叠层以增加在厚度方向的截面中的延迟时有效的。作为C板，不仅可以使用由有机树脂的拉伸工艺形成的C板，而且可以使用由胆甾液晶制成光学板。

在上述实施例中，使用在厚度方向的截面中具有220nm延迟和50nm的面内延迟的双轴板。为了研究双轴板的面内延迟的优选的范围，具有与第一实施例类似的结构的装置通过变化每个双轴板的面内延迟形成。面内延迟设置为50nm，还设置为40nm、60nm、80nm、100nm、120nm和140nm。

这些装置的显示能被目视地观察到。具有40nm、50nm和60nm的面内延迟的装置在包括色调变化的视角特性方面是优秀的，而具有120nm和140nm的面内延迟的装置在质量上差，因为色调变化和在深视角范围观察到透射率增加。虽然具有80nm和100nm的面内延迟的装置的质量比具有40nm至60nm的面内延迟的装置的质量差，但是该质量也在可允许的范围内。已经从这些发现双轴板的面内延迟优选地是100nm以下，更优选地60nm以下。

上述实施例的液晶显示装置能在从浅视角到深视角的宽的视角范围中呈现良好的显示。这种类型的液晶显示装置适于例如比如汽车音响设备的车载设备的显示面板、比如复印机和传真机的商务机器的显示面板等。在上述的实施例中，虽然相对于右/左方向的良好的视角特性已经被描述，但是必要时可以相对于上/下方向等来描述特征。

图8(A)是示出比如汽车音响设备的车载设备的显示面板的实例的示意图。显示面板P被安装在驾驶座和乘客座之间以使得显示面板能从两个座位在深视角能够被看到。在图8(A)中，当从驾驶座观察显示面板P时的视线由箭头符号D1表示，而当从乘客座观察显示面板P时的视线由箭头符号D2表示。

图8(B)是示出比如复印机和传真机的办公设备的显示面板的实例的示意图。这种类型的办公设备一方面由高的人操作，另一方面由矮的人操作。观察显示面板的视角随着人的高度而大大变化。在图8(B)中，由高的人观察的视线由箭头符号D1表示，而由矮的人观察的视线由箭头符号D2表示。

下面，将描述具有另一个结构的液晶显示装置，该液晶显示装置即使液晶单元在厚度方向的截面中的延迟大也能实现良好的视角补偿。

下面将参考图11描述第三实施例的液晶显示装置。在参考图1的第一实施例中，由C板30和双轴板31的叠层组成的视角补偿构件插入在液晶单元20和前偏振板11之间。

第三实施例区别于第一实施例的方面有：由两个双轴板230和231组成的视角补偿板插入在液晶单元20和前偏振板11之间。液晶单元20的延迟区别于第一实施例的。其它的结构类似于第一实施例的结构。第三实施例的液晶显示装置也通过简单矩阵驱动进行段型显示。

液晶层25由例如由Merck Ltd.制造的、具有负的介电常数各向异性(当施加电压时液晶分子从垂直方向下降)和0.15的双折射率Δn的液晶材料制成。因为单元的厚度为4μm和双折射率Δn为0.15，所以液晶单元20在厚度方向的截面中的延迟是600nm。液晶单元20具有在厚度方向的截面中正的延迟。

双轴板230和231每个满足三个基本折射率之间n_x＞n_y＞n_z的关系，其中一个折射率n_z在表面法线方向(平行于液晶单元20的显示平面的表面的法线方向的方向)和两个折射率n_x和n_y在面内(平行于液晶单元20的显示平面的面内)。

双轴板230和231每个具有在厚度方向的截面中205nm幅度的负的延迟。双轴板的延迟的幅度通过双轴板的厚度乘以两个面内折射率的平均值(n_x+n_y)/2与表面法线方向的折射率n_z之差而计算得出。

双轴板230和231每个的面内延迟是60nm。双轴板的面内延迟的幅度通过双轴板的厚度乘以一个面内折射率n_x和另一个面内折射率n_y之差计算得出。

由双轴板230和231、背偏振板10和前偏振板11组成的构件具有在厚度方向的截面中530nm(205nm+205nm+60nm+60nm)的幅度的负的延迟。

液晶单元在厚度方向的截面中的延迟能够如下补偿，通过设置由双轴板230和231、背偏振板10和前偏振板11组成的构件在厚度方向的截面中的延迟以具有与液晶单元在厚度方向的截面中的延迟相反的正或负的符号且大体相等的绝对值。

下面，将参考图12描述背偏振板10的吸收轴方向，液晶单元20的下和上取向膜的摩擦方向，双轴板230和231的延迟相轴方向以及偏振板11的吸收轴方向。图12是第三实施例的液晶显示装置的示意图，通过重新安排比如背偏振板10的组成构件在厚度方向的位置的次序的示意性平面图画出。

背偏振板10和前偏振板11的吸收轴D10和D11一般在显示平面内相互垂直。也就是，背偏振板10和前偏振板11一般正交尼科耳地布置。

液晶单元20的下取向膜23的摩擦方向D23和上取向膜26的摩擦方向D26相互反平行。摩擦方向D23和D26具有在显示平面内相对于偏振板10和11的吸收轴方向D10和D11的大致45°角。也就是，当施加驱动电压时液晶分子下降的方向具有相对于两个偏振板的吸收轴的大致45°角。

在前偏振板11侧的双轴板231的面内延迟相轴方向(对应于面内最大折射率n_x的方向)D231一般在显示平面内大体地平行于前偏振板11的吸收轴方向D11。如果两个方向之间的夹角在从-10°到10°的范围内，就称为“大体地平行”。

液晶单元20侧的双轴板230的面内延迟相轴方向D230在显示平面内大体垂直于双轴板231的面内延迟相轴方向D231。

如前面所述，双轴板和C板通过拉伸由有机树脂制成的膜形成。这种类型的双轴板和C板对于例如具有垂直取向型液晶单元的有源矩阵液晶显示装置(垂直取向型TFT-LCD)的视角补偿等的应用是商业可用的。

每个商业上可获得的双轴板和C板在厚度方向的截面中的延迟约是90到250nm。具有40nm到120nm，尤其是40nm到70nm，的面内延迟的双轴板被广泛使用。

虽然认为可以使得双轴板的面内延迟小于40nm，但是具有这种面内延迟的双轴板在商业上并不能获得，因为难于控制面内延迟以使其稳定地小于40nm，或有其它原因。

许多视角补偿板，尤其是双轴板，被广泛地循环应用于垂直取向型TFT-LCD(例如，液晶电视机)。例如从成本的观点，期望能广泛使用循环的视角补偿板或相同种类的视角补偿。第三实施例的装置可以使用相同种类的两个双轴板(在厚度方向的截面中的延迟和面内延迟因此相等)来制造。

下面，将描述第五和第六比较例的液晶显示装置。第五和第六比较例在两个双轴板布置于液晶单元和前偏振板之间这个方面类似于第三实施例，但双轴板的面内延迟相轴区别于第三实施例的双轴板的面内延迟相轴。双轴板的延迟(在厚度方向的截面中和在面内)的幅度类似于第三实施例的幅度。

图19和图20分别是第五和第六比较例的液晶显示装置的示意图，通过重新安排比如背偏振板10的组成构件在厚度方向的位置的次序的示意性平面图画出。

首先，将参考图19描述第五比较例。在第五比较例的装置中，前偏振板11侧的双轴板的面内延迟相轴方向区别于第三实施例的。前偏振板11侧的双轴板331以这种方式布置使得面内延迟相轴方向D331在显示平面内垂直于前偏振板11的吸收相轴方向D11。液晶单元20侧的双轴板230的面内延迟相轴方向D230和前偏振板11侧的双轴板331的面内延迟相轴方向D331在显示平面内相互平行。

下面，将参考图20描述第六实施例。在第六比较例的装置中，前偏振板11侧的双轴板的面内延迟相轴方向和液晶单元20侧的双轴板的面内延迟相轴区别于第三实施例的。类似于第五比较例，前偏振板11侧的双轴板331以这种方式布置使得面内延迟相轴方向D331在显示平面内垂直于前偏振板11的吸收相轴方向D11。液晶单元20侧的双轴板330以这种方式布置，使得面内延迟相轴方向D330在显示平面内垂直于双轴板331的面内延迟相轴方向D331。

下面，将参考图21描述第七比较例的液晶显示装置。图21是第七比较例的液晶显示装置的示意图，通过重新安排比如背偏振板10的组成构件在厚度方向的位置的次序的示意性平面图画出。第七实施例在双轴板布置在液晶单元20两侧这一方面区别于第三实施例。双轴板的延迟(在厚度方向的截面中和在面内)的幅度于第三实施例的相似。

布置在背偏振板10和液晶单元20之间的双轴板330a的面内延迟相轴方向D330a在显示平面内垂直于背偏振板10的吸收轴方向D10。布置在液晶单元20和前偏振板11之间的双轴板331的面内延迟相轴方向D331在显示平面内垂直于前偏振板11的吸收轴方向D11。

在第三实施例中，与前偏振板邻近的双轴板的面内延迟相轴在显示平面内平行于前偏振板的吸收轴。在所有第五到第七比较例中，与前偏振板邻近的双轴板的面内延迟相轴在显示平面内垂直于前偏振板的吸收轴。

下面，将参考图13描述第三实施例和第五到第七比较例的视角特性。图13是示出当未施加电压时的黑背景透射率的视角特性的图。横坐标表示以度为单位的右/左观测角，以及纵坐标表示以％为单位的透射率。曲线A4和B5到B7分别表示第三实施例和第五到第七比较例的视角特性。

所有第三实施例和第五和第七比较例在左和右更深的视角具有透射率增加的趋势。然而，对于实施例增加的程度最小。同样也在该实施例中，透射率明显开始上升的视角在左右都大至约50°。实施例和比较例之间的差异在右和左约20°以上的视角幅度范围中变得显著。

如上所述，良好的视角特性可以通过设置两个双轴板在液晶单元和一个偏振板之间来获得，其中以这种方式设置，使得偏振板侧的双轴板的面内延迟相轴在显示平面内平行于相邻的偏振板的吸收轴，而液晶单元侧的双轴板的面内延迟相轴在显示平面内垂直于偏振板侧的双轴板的面内延迟相轴。

下面，将参考图14描述第四实施例的液晶显示装置。在第四实施例中，液晶单元在厚度方向的截面中的延迟大于第三实施例的，以及相应地除了两个双轴板还使用一个C板。除了液晶单元在厚度方向的截面中的延迟和增添的C板之外，其它结构类似于第三实施例的。

图14是第四实施例的液晶显示装置的示意图，通过重新安排比如背偏振板10的组成构件在厚度方向的位置的次序的示意性平面图画出。在第四实施例中，单元厚度是5.5μm，液晶材料的双折射率Δn为0.15，以及液晶单元20a在厚度方向的截面中的延迟为825nm。液晶材料可以是例如由Merck Ltd.制造的材料。

液晶单元20a的下取向膜和上取向膜的摩擦方向D23a和D26a相互反平行，并且具有相对于正交尼科耳地布置的偏振板10和11的吸收轴方向D10和D11的约45°的角。

类似于第三实施例，两个双轴板230和231布置在液晶单元20a和前偏振板11之间。C板232布置于背偏振板10和液晶单元20a之间。C板具有在厚度方向的截面中220nm的负的延迟。

由两个双轴板230和231、C板、背偏振板10和前偏振板11组成的构件具有在厚度方向的截面中的750nm(205nm+205nm+220nm+60nm+60nm)幅度的负的延迟。

第四实施例的液晶单元的延迟大于第三实施例的。为了对这个延迟进行补偿，类似于第三实施例，两个双轴板插入在液晶单元和一个偏振板之间，另外C板布置在液晶单元和另一个偏振板之间，以增加视角补偿构件的延迟。当必要时，C板可以布置在液晶单元和液晶侧的偏振板之间。

下面，将参考图15描述第四实施例的液晶显示装置的视角特性。图15是示出当未施加电压时黑背景透射率的图。横坐标表示以度为单位的右/左观测角，而纵坐标以％为单位代表透射率。类似于第三实施例，同样在第四实施例中，透射率明显地上升的视角在右和左都大至约50°，抑制了在深视角透射率的上升。

下面，将参考图16描述第五实施例的液晶显示装置。在第五实施例中，液晶单元在厚度方向的截面中的延迟大于第四实施例的，而且除了两个双轴板之外，相应地还使用两个C板。除了液晶单元在厚度方向的截面中的延迟和增添的C板之外，其它结构类似于第三实施例的。

图16是第五实施例的液晶显示装置的示意图，通过重新安排比如背偏振板10的组成构件在厚度方向的位置的次序的示意性平面图画出。在第五实施例中，单元厚度是6.9μm，液晶材料的双折射率Δn为0.15，以及液晶单元20b在厚度方向的截面中的延迟为1035nm。液晶材料可以是例如由Merck Ltd.制造的材料。

液晶单元20b的下取向膜和上取向膜的摩擦方向D23b和D26b相互反平行，并且具有相对于正交尼科耳地偏光布置的偏振板10和11的吸收轴方向D10和D11的约45°角。

类似于第三和第四实施例，两个双轴板230和231布置在液晶单元20b和前偏振板11之间。类似于第四实施例，C板232布置于背偏振板10和液晶单元20b之间。此外，C板233布置在C板232和液晶单元20b之间。C板233具有在厚度方向的截面中220nm的负的延迟。

由两个双轴板230和231，两个C板232和233，背偏振板10和前偏振板11组成的构件具有在厚度方向的截面中的970nm(205nm+205nm+220nm+220nm+60nm+60nm)幅度的负的延迟。

第五实施例的液晶单元的延迟大于第四实施例的。为了对这个延迟补偿，多个C轴被层叠以增加视角补偿构件的延迟。当必要时，额外的C板可以布置在液晶单元和液晶侧的双轴板之间(C板可以布置在液晶单元的两侧)。或者，多个C板的叠层结构可以布置在液晶单元和液晶侧的双轴板之间。

下面，将参考图17描述第五实施例的液晶显示装置的视角特性。图17是示出当未施加电压时黑背景透射率的图。横坐标表示以度为单位的右/左观测角，而纵坐标以％为单位代表透射率。类似于第三和第四实施例，同样在第五实施例中，透射率明显地上升的视角在右和左都大至约50°，抑制了在深视角透射率的上升。

下面，将参考图18描述根据第五实施例的改型的液晶显示装置。图18是第五实施例的改型的液晶显示器的示意图，通过重新安排比如背偏振板10的组成构件在厚度方向的位置的次序的示意性平面图画出。

这个改型具有这样的结构，其中代替第五实施例的两个C板的叠层结构，布置一个具有与两个C板在厚度方向的截面中的延迟相同的延迟(440nm)的光学板232a。其它的结构类似于第五实施例的结构。

光学板232a由具有短于可见波长的扭转节距的胆甾液晶制成，比如第二实施例的改型中描述的。这个光学板可以布置在液晶单元与液晶单元侧的双轴板之间。

当未施加电压时黑背景投射率的视角特性大致与第五实施例的一致(参考图17)。

如上所述，如果垂直取向型液晶单元在厚度方向的截面中的延迟大，那么两个双轴板以这种方式布置在液晶单元和一个偏振板之间使得布置在偏振板侧的双轴板的面内延迟相轴大体平行于偏振板的吸收轴，而布置在液晶单元侧的双轴板的面内延迟相轴大体垂直于布置在偏振板侧的双轴板的面内延迟相轴。以这种方式，可以获得具有良好的视角特性的液晶显示装置。

如果即使使用两个双轴板，液晶单元在厚度方向的截面中的延迟也不能被充分补偿，那么添加C板以增加视角补偿构件在厚度方向的截面中的延迟是有效的。C板可以布置在液晶单元的任何一侧，或多个C板可以是层叠的。如果C板布置在双轴板的相同的侧，则C板布置在比双轴板更靠近液晶单元的一侧。作为C板，不仅可以使用由有机树脂的拉伸工艺形成的C板，还可以使用由胆甾液晶制成的光学板。

在上述实施例中，使用具有在厚度方向的截面中205nm延迟和60nm的面内延迟的双轴板。为了研究双轴板的面内延迟的优选范围，具有与第三实施例类似的结构的装置通过改变每个双轴板的面内延迟形成。面内延迟被设置为40nm、60nm、80nm、100nm、120nm和140nm。

这些装置的显示是可以目测观察到的。具有40nm和60nm的面内延迟的装置在包括色调改变的视角特性方面是优秀的，具有120nm和140nm的面内延迟的装置质量差，因为色调改变和透射率的上升在深视角范围被观察到。虽然具有80nm和100nm的面内延迟的装置的质量比具有40nm到60nm的面内延迟的装置的质量差，但该质量也在可允许的范围内。从这些可以发现，双轴板的面内延迟优选地是100nm以下，更优选地在60nm以下。

第三到第五实施例的液晶显示装置也能在从浅视角到深视角的宽的视角范围呈现良好的显示。这种类型的液晶显示装置例如适用于比如汽车音响设备的车载设备的显示面板，比如复印机和传真基的办公机器的显示面板等。在上述实施例中，虽然良好的视角特性已经相对于右/左方向被描述，但必要时该特征也可以相对于上/下方向等被描述。

液晶显示装置可以不仅用在双轴板布置在更靠近观察者的一侧的液晶单元上的状态，还可以用在双轴板布置在更远离观察者的一侧的液晶单元上的状态。

下面，将描述即使预倾角制成大至一定的程度时液晶显示装置也能抑制显示装置由于串扰的退化。

下面将参考图22和图23描述根据本发明的第六实施例的液晶显示装置。图22是该实施例的液晶显示装置的示意性的剖面图。液晶单元530布置在背偏振板510和前偏振板511之间。背偏振板510和前偏振板511正交尼科耳地布置。

下面将描述液晶单元530的结构。下透明电极532形成于下透明基板531的上表面上，以及下取向膜533形成于下透明电极532的上表面上。上透明电极537形成于上透明基板538的下表面上，以及上取向膜536形成于上透明电极537的下表面上。液晶层535夹置于相对的下取向膜533和上取向膜536之间，以及密封构件534密封液晶层535。间隙控制构件具有例如4μm的直径。

液晶单元530进行段型显示并被简单矩阵驱动。下和上透明电极532和537具有对应于液晶单元530的显示图形的图形，并连接至控制装置540。控制装置540控制显示状态。

下和上取向膜533和536由例如由Nissan Chemical Industrial Ltd.制造的垂直取向膜SE-1211制成。通过用例如由人造纤维制成的摩擦布摩擦上和下取向膜533和536，预倾角θ以这样的方式给出，使得液晶分子M在摩擦方向下降。预倾角θ例如是1.2°。

下面将参考图23(A)到23(C)描述偏振板的吸收方向和取向膜的摩擦方向。图23(A)到23(C)是示出背偏振板510的吸收轴方向、上和下取向膜533和536的摩擦方向，前偏振板511的吸收轴的平面图。

如图23(A)和23(C)所示，背偏振板510和前偏振板511的吸收轴方向D510和D511如在平面图(在显示平面)看到的相互垂直。如图23(B)所示，下取向膜533的摩擦方向D533和上取向膜536的摩擦方向D536相互反平行。摩擦方向D533和D536在显示平面内都具有都相对于偏振板510和511的吸收轴方向D510和D511的约45°角。

又回复到图22描述。液晶层535由例如由Merck Ltd.制造的具有负的介电常数各向异性(当施加电压时液晶分子从垂直方向下降)和0.14的双折射率Δn的液晶材料制成。因为液晶层535的厚度是4μm和双折射率Δn是0.14，所以液晶层535在厚度方向的截面中的延迟(这仅仅被称为液晶层535的延迟)是560nm。

视角补偿板520插入在背偏振板510和液晶单元530之间。例如，视角补偿板520是两个C板521和522的叠层。C板具有三个基本折射率，两个折射率(面内的两个折射率)具有相同的值，以及剩下的折射率具有最小的值而且对应的轴平行于补偿板的法线方向。

C板521和522的光学轴平行于表面的法线方向。每个C板具有与液晶层535的延迟相反的正或负的符号且例如260nm的绝对值的在厚度方向的截面中的延迟。视角补偿板520在厚度方向的截面中的延迟例如是520nm。

背偏振板510和前偏振板511具有偏振膜被三醋酸基纤维素(triacetylcellulose，TAC)膜保护的结构。因为TAC膜具有延迟，所以背偏振板510和前偏振板511也起到C板的作用。

一般的偏振板在偏振器的两侧具有TAC膜。在这个实施例中，研究目标是仅仅布置在更靠近液晶单元530的位置的偏振器上的TAC膜的延迟。每个偏振板在厚度方向的截面中的延迟(在液晶单元侧的TAC膜在厚度方向的截面中的延迟)具有例如60nm的绝对值和与液晶层535的延迟相反的正或负的符号。

从液晶单元侧的背偏振板510的偏振器的表面到液晶侧的前偏振板511的偏振器的表面，视角补偿板520、背偏振板510和前偏振板511具有在厚度方向的截面中的延迟总的值具有例如640nm(520nm+60nm+60nm)的绝对值和与液晶层535的延迟相反的正或负的符号。

视角补偿板520、背偏振板510和前偏振板511在液晶层535的厚度方向的截面中的延迟总的值被称为总补偿延迟。这个实施例的液晶显示装置的特征在于总补偿值相对于液晶层535的延迟(例如，560nm)具有相反的正或负的符号和更大的绝对值。

总补偿延迟相对于液晶层535的延迟具有相反的正或负的符号和更大的绝对值仅仅被表达为总补偿延迟大于液晶层的延迟。

如果总补偿延迟的绝对值是液晶层的绝对值的101％以上，则这被定义为总补偿延迟的绝对值大于液晶层的延迟。如果总补偿延迟的绝对值是液晶层的绝对值的100％以上和小于101％，则这被定义为两个延迟都大致相等。

下面，将参考图24(A)到24(B)描述为测量第六实施例的液晶显示装置的视角特性进行的实验。对液晶层具有560nm的延迟和总补偿延迟为640nm的液晶显示装置进行测量。当液晶显示装置以1/8占空比和1/4占空比的简单矩阵驱动时测量开-透射率、关-透射率和背景透射率(在施加电压为0V时的透射率)。在图24(A)和图24(B)中示出测量结果的图。

通过制造作为第八比较例的总补偿延迟为等于液晶层的延迟的560nm的液晶限制装置，进行类似的测量。通过用两个都具有220nm延迟的C板的叠层替换第六实施例的装置的视角补偿板来制造该装置。在图28(A)和图28(B)中示出测量结果的图。

在显示平面中，当施加电压时液晶分子下降的方向被定义为上-方向，而相反于这个方向的方向被定义为下-方向。在图24(A)、图24(B)、图28(A)和图28(B)中所示的图中，横坐标代表在上-方向和下-方向的视角，而纵坐标代表透射率。虚线表示开-透射率，点线表示关-透射率，以及实线表示背景透射率。图24(B)和图28(B)分别是图24(A)和28(A)的放大图。

下-方向是所谓的最好的视角方向，并且沿这个方向，即使视角是倾斜的，开-透射率也保持在高的水平。相反地，上-方向是这样的方向，沿着该方向存在一个开-透射率下降至约关-透射率的水平的视角范围(显示变形角度范围)。

一般地，如果关-透射率大于背景透射率，则关-段(off-segment)被视为轻微的开-状态而致使显示质量差。也就是串扰使显示质量退化。相反地，如果关-透射率小于背景透射率，则关-段比背景暗，使得关-段将不会变得太显著。也就是，显示质量不会退化那么多。

现在考虑沿最好的视角识别方向(下-方向)的关-透射率和背景透射率。在第八比较例中(图28(B))，因为从0°的视角到60°的视角关-透射率大于背景透射率，所以担心显示质量被串扰退化。当视角变大时，关-透射率和背景透射率之间的差异扩展，且大的串扰出现。

在第六实施例中(图24(B))，虽然从0°的视角到到40°的视角关-透射率稍大于背景透射率，关-透射率和背景透射率之间的差异很小以使得串扰被抑制。在约40°以上的视角，关-透射率变得低于背景透射率。当视角变得更大时，虽然关-透射率和背景透射率之间的差异变得稍大，但显示质量不会退化那么多，因为关-透射率小于背景透射率。通过以上述方式设置总补偿延迟大于液晶层的延迟，沿最好的视觉识别方向的串扰可以被抑制。

沿与最好的视觉识别方向相反的方向，在第八比较例和第六实施例中，关-透射率都大于背景透射率。第六实施例的关-透射率和背景透射率之间的差异稍大于第八实施例中的关-透射率和背景透射率之间的差异，并且可能发生串扰。然而，如上所述，沿与最好的视觉识别方向相反的方向存在变形显示角度，并因此液晶显示装置将很少沿这个方向观察。因此，即使沿这个方向串扰变得可能发生，预计也不会有实际的问题。

下面，将参考图25(A)和25(B)和图26(A)和26(B)描述为检查总补偿延迟相对于液晶层的延迟的特别优选的增加量而进行的实验。

第六实施例的液晶显示装置制造为具有690nm和575nm的总补偿延迟。液晶层的延迟设置为560nm。前者(690nm)的视角特性在图25(A)和图25(B)中示出，而后者(575nm)的视角特性在图26(A)和图26(B)中示出。

在如图25(A)、图25(B)、图26(A)和图26(B)所示的图中，横坐标代表在上-方向和下-方向的视角，而纵坐标代表透射率。虚线表示开-透射率，点线表示关-透射率，以及实线表示背景透射率。图25(B)和图26(B)分别是图25(A)和26(A)的放大图。

现在考虑沿最好的视觉识别方向(下-方向)的关-透射率和背景透射率之间的差异。如图25(A)和25(B)所示，在具有690nm的总补偿延迟的装置中，关-透射率和背景透射率之间的差异在大视角范围(例如40°以上的范围)内稍大。然而，因为关-透射率小于背景透射率，所以显示质量的退化在可允许的范围内。

如果总补偿延迟设置为大于690nm，则随着背景透射率增加，预计关-透射率和背景透射率之间的差异将变得过大。在总补偿延迟的范围大于690nm时，应该考虑显示质量的退化变得在可允许的范围之外，即使光-透射率低于背景透射率。

如图26(A)和图26(B)所示，在具有575nm的总补偿延迟的装置中，虽然关-透射率大于背景透射率，但是关-透射率和背景透射率之间的差异被抑制得低于参考图28(A)和图28(B)描述的第八实施例(总补偿延迟等于液晶层的)中的差异。也就是，串扰被抑制。

从这些实验可以考虑，如果液晶层的延迟是560nm，则设置总补偿延迟在575nm的最小值和690nm的最大值的范围内是特别优选的。对于概括液晶层具有其它值的场合，应该考虑设置总补偿延迟(绝对值)为液晶层的延迟的1.03倍(575nm/560nm)的最小值和1.23倍(690nm/560nm)的最大值的范围是特别优选的。

下面，将描述为检查优选的预倾角的实验。在很小的预倾角(例如0.4°)，串扰难以发生。串扰的发生不会在任何补偿条件下改变。应该考虑当液晶层的延迟被设置为等于总补偿延迟时显示质量是最好的，而不是当保持背景的黑色时。

在大于5°的预倾角时，即使总补偿延迟被设置为大于液晶层的延迟，串扰也不能被降低到足够的水平。可以发现补偿板的性能不能充分地发挥，比如由预倾角的影响所引起的视角的不对称性。

对各种预倾角进行了实验。发现通过设置总补偿延迟大于液晶层的延迟的降低干扰的明显的效果是在1°的最小值和5°的最大值的预倾角。

下面，将描述第七实施例的液晶显示装置。第七实施例的液晶显示装置的视角补偿板具有区别于第六实施例的液晶显示装置的视角补偿板的结构。第六实施例的视角补偿板具有两个C板的叠层结构，而第七实施例的视角补偿板具有C板和双轴板的叠层结构，C板布置在液晶单元侧而双轴板布置在偏振板侧。

类似于上述实例，液晶层的延迟为560nm。C板具有240nm的延迟，而双轴板具有50nm的面内延迟和在厚度方向的截面中240nm的延迟。视角补偿板在厚度方向的截面中的延迟为480nm。两个偏振板在厚度方向的截面中的延迟为120nm，类似于上述实例。总补偿延迟是600nm，这大约是液层的延迟的1.07倍。双轴板的面内光学轴垂直于偏振板的吸收轴。

下面，将参考图27(A)和图27(B)描述为测量第七实施例的液晶显示装置的视角特性的实验。作为第九比较例，制造总补偿延迟为等于液晶层的延迟的560nm的液晶显示装置，并进行类似的实验。这个装置通过用具有220nm延迟的C板和具有50nm的面内延迟和在厚度方向的截面中220nm的延迟的双轴板的叠层替换第七实施例中的视角补偿板。测量结果的图在图29(A)和图29(B)中示出。

在如图27(A)、图27(B)、图29(A)和图29(B)所示的图中，横坐标代表在上-方向和下-方向的视角，而纵坐标代表透射率。虚线表示开-透射率，点线表示关-透射率，以及实线表示背景透射率。图27(B)和图29(B)分别是图27(A)和29(A)的放大图。

沿最好的视觉识别方向(下-方向)，虽然在第九比较例和第七实施例中关-透射率都大于背景透射率，但是第七实施例的关-透射率和背景透射率之间的差异与第九比较例相比被抑制得很低。已经发现，即使使用双轴板作为视角补偿板，总补偿延迟被设置为大于液晶层的延迟也是有效的。

如至此所描述的，通过设置总补偿延迟大于液晶层的延迟，能获得即使预倾角大至某种程度时也能够抑制串扰并具有高显示质量的液晶显示装置。特别优选的是设置总补偿延迟(绝对值)为液晶层的延迟的1.03倍的最小值和1.23倍的最大值的范围内。预倾角优选地设置在1°的最小值和5°的最大值的范围内。

在上述实施例中，虽然视角补偿板布置在一个偏振板和液晶单元之间，但视角补偿板可以布置在两个偏振板和液晶单元之间。如果偏振板没有延迟，则视角补偿板的延迟构成总补偿延迟。

可能的组合可以是偏振板具有足够大的延迟且视角补偿板不单个地布置(例如，代替液晶单元侧的TAC膜，使用层叠视角补偿的偏振板)。在这种情况，偏振板的延迟构成总补偿延迟。如果总补偿延迟大于液晶层的延迟，则预计串扰能被有效地降低。

已经结合优选实施例描述了本发明。本发明不限于上述实施例。对于本领域的技术人员很明显的是可以作出其它各种修改、改善、组合等。

本申请基于2006年9月28日提交的日本专利申请No.2006-265219，2006年12月5日提交的日本专利申请No.2006-328422和2007年3月9日提交的日本专利申请No.2007-060177并要求它们的优先权，将其全文引用结合于此。

Claims (17)

1.一种液晶显示装置，包括：

第一偏振板；

垂直取向型液晶单元，布置在所述第一偏振板上方并具有大于550 nm的在厚度方向的截面中的延迟的液晶层；

C板，布置在所述液晶单元的上方；

双轴板，布置在所述C板的上方；

第二偏振板，布置在所述双轴板的上方；以及

控制单元，以简单矩阵驱动所述液晶单元，

其中：

所述第一和第二偏振板以大体正交尼科耳的位置关系布置；

所述液晶层中的液晶分子的预倾角以这种方式给出，其使得当对所述液晶单元施加驱动电压时所述液晶分子的下降方向在显示平面内具有相对于所述第一和第二偏振板的吸收轴约45°角；以及

所述双轴板以这样的方式布置，其使得所述双轴板的面内延迟相轴在所述显示平面内大体垂直于所述第二偏振板的吸收轴。

2.如权利要求1所述的液晶显示装置，其中所述双轴板的面内延迟是100nm以下。

3.如权利要求1所述的液晶显示装置，其中所述C板通过拉伸由有机树脂制成的膜的工艺形成。

4.如权利要求1所述的液晶显示装置，其中所述双轴板通过拉伸由有机树脂制成的膜的工艺形成。

5.如权利要求1所述的液晶显示装置，还包括布置在所述液晶单元和所述双轴板之间的C板。

6.一种液晶显示装置，包括：

第一偏振板；

垂直取向型液晶单元，布置在所述第一偏振板上方；

第一双轴板，布置在所述液晶单元上方；

第二双轴板，布置在所述第一双轴板上方；

第二偏振板，布置在所述第二双轴板的上方；以及

控制单元，以简单矩阵驱动所述液晶单元，

其中：

所述第一和第二偏振板以大体正交尼科耳的位置关系布置；

所述液晶层中的液晶分子的预倾角以这种方式给出，其使得当对所述液晶单元施加驱动电压时所述液晶分子的下降方向在显示平面内具有相对于所述第一和第二偏振板的吸收轴约45°角；以及

所述第二双轴板以这样的方式布置，其使得所述第二双轴板的面内延迟相轴在显示平面内大体平行于所述第二偏振板的吸收轴，而所述第一双轴板以这样的方式布置，其使得所述第一双轴板的面内延迟相轴在显示平面内大体垂直于所述第二双轴板的延迟相轴。

7.如权利要求6所述的液晶显示装置，其中所述第一双轴板的面内延迟和所述第二双轴板的面内延迟都是100nm以下。

8.如权利要求6所述的液晶显示装置，其中所述第一和第二双轴板在厚度方向的截面中的延迟相等而且面内延迟也相等。

9.如权利要求6所述的液晶显示装置，其中所述双轴板通过拉伸由有机树脂制成的膜的工艺形成。

10.如权利要求6所述的液晶显示装置，还包括C板，至少布置在所述第一偏振板和所述液晶单元之间或在所述液晶单元和所述第一双轴板之间。

11.如权利要求6所述的液晶显示装置，其中所述液晶单元包括具有550nm的在厚度方向的截面中的延迟的液晶层。

12.一种液晶显示装置，包括：

第一偏振板，包含第一偏振器；

段型显示的垂直取向型液晶单元，布置在所述第一偏振板上方并包含液晶层；

第二偏振板，包含第二偏振器并布置在所述液晶单元的上方；

视角补偿构件，至少布置在所述第一偏振板和所述液晶单元之间或在所述液晶单元和所述第二双轴板之间；以及

控制单元，以简单矩阵驱动所述液晶单元，

其中所述视角补偿构件、所述第一偏振板和所述第二偏振板在厚度方向的截面中总的延迟值，从所述液晶单元侧的所述第一偏振器的表面到所述液晶单元侧的所述第二偏振器的表面，具有与所述液晶层在厚度方向的截面中的延迟相反的正或负的符号且和比它更大的绝对值。

13.如权利要求12所述的液晶显示装置，其中所述总的延迟值的绝对值为所述液晶层在厚度方向的截面中的延迟的绝对值的1.03倍的最小值和1.23倍的最大值的范围内。

14.如权利要求12所述的液晶显示装置，其中对所述液晶层中的液晶分子给定预倾角，并且所述预倾角在1°的最小值和5°的最大值的范围内。

15.如权利要求12所述的液晶显示装置，其中所述视角补偿构件由C板和双轴板组成。

16.如权利要求14所述的液晶显示装置，其中所述第一和第二偏振板相互正交尼科耳地配置，且所述第一和第二偏振板的吸收轴的方向在显示平面内相对于给定所述预倾角的方向具有约45°的角。

17.一种液晶显示装置，包括：

第一偏振板，包含第一偏振器；

段型显示的垂直取向型液晶单元，布置在所述第一偏振板上方并包含液晶层；

第二偏振板，包含第二偏振器并布置在所述液晶单元的上方；以及

控制单元，以简单矩阵驱动所述液晶单元，

其中所述第一偏振板和所述第二偏振板在厚度方向的截面中总的延迟值，从所述液晶单元侧的所述第一偏振器的表面到所述液晶单元侧的所述第二偏振器的表面，具有与所述液晶层在厚度方向的截面中的延迟相反的正或负的符号且比它更大的绝对值。

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