CN1629697A - 用于显示器的光薄膜组件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种LCD装置，包括第一元件、第二元件、液晶层和光薄膜组件。光薄膜组件的相位延迟约是－α。在常白模式下，当不施加电压时液晶层的相位延迟大约是(λ/2)+α，当施加电压时相位延迟大约是α。在常黑模式下，当不施加电压时液晶层的相位延迟大约是α，当施加电压时相位延迟大约是(λ/2)+α。施加电压时的液晶层和不施加电压时的液晶层之间的相位延迟大约是λ/2。“α”是正数。通过处理α值，就能减小功耗。例如，装置可由低于2.5V的电压驱动。

Description

用于显示器的光薄膜组件
技术领域
本发明主要涉及一种光薄膜组件，尤其涉及一种包括有光薄膜组件的液晶显示器(LCD)装置。
背景技术
LCD装置是众所周知的、通常用于显示图像的仪器。因为显示器更频繁的集成到便携的和可移动的仪器上，它们的功耗水平和尺寸就变得更趋重要。
目前，有三种一般类型的LCD装置：透射型、反射型和透射反射(transflective)型。
因为LCD本身不发光，传统的透射型LCD装置是采用内置于装置中的背光组件来显示图像的。当背光组件为LCD提供恒定水平的照明，它具有急剧增加了装置的功耗的缺陷。而且，背光组件从附加的电池获得电能，而不利的是电池又增加了装置的尺寸和重量。目前，大多数透射型LCD装置需要至少4V电源供电。
反射型LCD装置可以作为透射型LCD装置的低功耗替代品。反射型LCD装置消耗较少的能量，因为它们采用环境光显示图像，因此并不包括背光组件。然而，反射型LCD装置却存在另外的缺陷。因为它们的图像亮度水平取决于环境光水平，因此它们不具有一致的显示品质。例如，在黑暗环境下，因不充足的光而使显示品质变差。目前，反射型LCD装置需要至少3.3V电源，为给LCD提供信号的电子元件提供电源。
具有来自反射型和透射型LCD装置元件的透射反射型LCD装置，呈现出始终如一的好的显示品质，并且比透射型LCD装置耗电更少。然而，透射反射型LCD装置仍然需要至少4V的电源供电。
图1A所示为传统LCD装置的横截面图。该图适用于所有以上描述的三种类型的LCD装置。
如图1A所示，传统的透射反射型LCD装置10包括一个下偏振片11、一个设置在该下偏振片11上的下λ/2延迟膜12、一个设置在该λ/2延迟膜12上的下λ/4延迟膜13、一个设置在λ/4延迟膜13上的反射板14、一个设置在反射板14和下λ/4延迟膜13上液晶层15、一个设置在液晶层15上的滤色片16、一个设置在滤色片16上的上λ/4延迟膜17、设置在上λ/4延迟膜17上的上λ/2延迟膜18和设置在上λ/2延迟膜18上的上偏振片19。
众所周知，传统的透射反射型液晶层15可在常白模式或常黑模式下工作。在常白模式下，对于白色图像，当不施加电压时，通过液晶层15的光束所经历的相位延迟大约是λ/2。当施加电压时，在常白模式下，结果图像是黑色的，并且相位延迟大约是零。另一方面，在常黑模式下，当不施加电压时，相位延迟大约是零，并且显示黑色图像。当施加电压时，在常黑模式下，结果图像是白色的，并且相位延迟大约是λ/2。
延迟膜12、13、17和18将线性偏振光转化为椭圆偏振光或圆偏振光。在一些实施例中，延迟膜12、13、17和18将椭圆偏振光转化为线性偏振光或圆偏振光。另外，延迟膜12、13、17和18也可将圆偏振光转化为线性偏振光或椭圆偏振光。λ/2延迟膜12和18转换线性偏振光的方向。λ/4延迟膜13和17将线性偏振光转化为圆偏振光，或将圆偏振光转化为线性偏振光。
当装置10在透射模式下工作时，由背光组件(未示出)产生的光依次通过下偏振片11、下λ/2延迟膜12、下λ/4延迟膜13、液晶层15、滤色片16、上λ/4延迟膜17、上λ/2延迟膜18和上偏振片19，从而产生图像。光通过的层的顺序取决于层的结构。
当装置10在反射模式下工作时，环境中的光入射到上偏振片19，穿过上λ/2延迟膜18、上λ/4延迟膜17、滤色片16和液晶层15。通过液晶层15的自然光从反射片14反射，向回依次穿过液晶层15、滤色片16、上λ/4延迟膜17、上λ/2延迟膜18和上偏振片19，由此产生图像。
图1B和图1C是在常白模式下工作的液晶层15中液晶分子的示意图。图1B示出施加电压时的分子，图1C示出不施加电压时的液晶分子。在没有外加电压时由液晶分子引起的相位延迟大约是λ/2，并且显示白色图像。当施加电压时液晶分子基本上不产生相位延迟，并且显示黑色图像。
图1D是示出传统LCD装置的透射率和反射率的曲线。如图1D所示，当液晶层15在常白模式(NW模式)下工作时，当向装置中的特定电极施加低电压(例如，大约1V)时，LCD装置显示白色。相反，当施加高电压(例如，大约4V)时，LCD装置显示黑色。如图1D的图例所示，两条曲线示出了在透射模式下和反射模式下的亮度。两条曲线的形状相似，并且在电压增加的情况下亮度级表现出相同的趋势。
在传统LCD装置中，所需的驱动电压大约是4V。为了提供能驱动透射反射型LCD装置的功率电平，电池比预期的更大更重。
需要一种工作在低耗电电平下而不损害显示品质的方法和装置。
发明内容
本发明涉及一种光薄膜组件和具有光薄膜组件的LCD装置，该光薄膜组件基本上消除了由相关技术中的局限和缺点导致的一个或多个问题。
一方面，本发明涉及一种液晶显示器，它包括具有第一表面和第二表面的第一元件、具有第三表面和第四表面的第二元件、以及位于第一元件和第二元件之间的液晶层。液晶层对于穿过其中的光产生相位延迟。该显示器还包括一电压施加结构，用于向液晶层施加电压，其中根据所施加的电压，由液晶层产生的相位延迟在(λ/2+α)和α之间变化，其中α是非零值。该显示器还包括连接到第一元件和第二元件中至少一个上的补偿薄膜，其中补偿薄膜产生-α的补偿相位延迟。
另一方面，本发明涉及用于液晶显示器的光薄膜组件，该显示器包括用于在对齐方向上排列显示器液晶分子的对齐膜。光薄膜组件包括偏振片、第一相移薄膜、以及第二相移薄膜。偏振片具有相对于对齐方向大约150±10度的光学吸收轴。第一相移薄膜位于偏振片之上，并具有第一慢轴，该第一慢轴相对于对齐方向以大约呈45±10度角延伸。至于第二相移薄膜，它位于第一相移薄膜之上，并具有第二慢轴，该第二慢轴相对于对齐方向以105±10度角延伸。
以上光薄膜组件包括不同属性的层。这些层可以是具有相对于对齐方向大约90±10度光学吸收轴的偏振片、位于偏振片上的第一相移薄膜、以及位于第一相移薄膜之上的第二相移薄膜。第一相移薄膜具有第一慢轴，该第一慢轴相对于对齐方向以大约105±10度延伸，而第二相移薄膜具有第二慢轴，该第二慢轴相对于对齐方向以大约165±10度延伸。
再一方面，本分明涉及操作具有液晶层的显示器的方法。该方法要求选择一个非零值α和控制驱动电压，从而在λ/2+α和α之间调节由液晶层产生的相位延迟。
附图说明
附图示出了本发明的实施例，并被包括在此以对本发明提供进一步的理解。附图结合于此并且其构成本说明书的一部分。
图1A是传统LCD装置的横截面图；
图1B是当施加电压时工作在常白模式下的传统LCD装置中的液晶分子的示意图；
图1C是当不施加电压时工作在常白模式下的传统LCD装置中的液晶分子的示意图；
图1D是传统LCD装置的作为电压函数的亮度曲线；
图2A是根据本发明一个典型实施例的LCD装置的横截面图；
图2B是当施加电压时工作在常白模式下的典型LCD装置中的液晶分子的示意图；
图2C是当不施加电压时图2B中液晶分子的示意图；
图3是包括了根据本发明典型实施例的上光薄膜组件部分截面图的透视图；
图4是包括了根据本发明典型实施例的下光薄膜组件部分截面图的透视图；
图5A是对根据本发明典型实施例的工作在透射模式下的LCD装置执行数值分析的曲线图；
图5B是对根据本发明典型实施例的工作在反射模式下的LCD装置执行数值分析的曲线图；
图6A是本发明的LCD装置的作为电压函数的透射率的曲线；
图6B是本发明的LCD装置的作为电压函数的反射率的曲线；
图7A是工作在透射模式下的本发明的LCD装置的作为视角函数的白色色泽曲线；
图7B是工作在透射模式下的本发明的LCD装置的作为视角函数的黑色色泽曲线；
图8A是工作在反射模式下的本发明的LCD装置的作为视角函数的白色色泽曲线；
图8B是工作在反射模式下的本发明的LCD装置的作为视角函数的黑色色泽曲线。
具体实施方式
这里描述了LCD装置范围内的本发明的实施例。然而，可以理解这里描述的实施例仅仅是最佳实施例，本发明的范围不限于这里所公开的应用或实施例。例如，本发明可适于显示或照明应用的其它类型。
这里使用的“单元间隙”涉及液晶层厚度。“透射反射型”LCD装置是包括一个反射区域和一个透射区域的LCD装置。“反射区域”是LCD装置的一部分，它包括反射层并采用环境光显示图像。另一方面“透射区域”也是LCD的一部分，它采用来自背光组件的光显示图像，通常不包括反射层。这里使用的“延迟”和“相位延迟”指的是液晶长短轴之间折射率之差(Δn)和液晶层厚度(d)的乘积(Δnd)。而这里使用的，“通过”装置的光指的是进入并穿出装置的光。
图2A是根据本发明典型实施例的LCD装置的横截面图。LCD装置是多单元间隙透射反射型LCD装置。在所示的LCD装置的实施例中，像素电极设置在有机层上。
多单元间隙透射反射型LCD装置包括第一元件100、第二元件200、液晶层300、设置在第二元件200上的上光薄膜组件400以及设置在第一元件100上的下光薄膜组件500。液晶层300置于第一和第二元件100和200之间。
第一元件100包括一个透明板105、一个薄膜晶体管(TFT)、以及一个有机绝缘层144。TFT包括一个栅电极110和形成在透明板105上的栅极绝缘层112、半导体层114、电阻接触层116、源电极120、漏电极130、像素电极150、中间层152和反射片160。
无机绝缘层140形成在具有TFT的透明板105之上。有机绝缘层144形成在无机绝缘层140之上。漏电极130的一部分通过第一接触孔141露出来，并且无机绝缘层140的一部分通过开口145露出。包括有开口145的区域是透射区域。有机绝缘层144被构图有突起和沟槽，从而提高共形地涂在其上的反射层160的反射率。
像素电极150形成在有机绝缘层144之上，并且通过第一接触孔141电连接至漏电极130上。中间层152形成在像素电极150之上，并且露出淀积在开口145内的中间层152。中间层152可以是绝缘中间层或导电层。反射层160淀积在中间层152的一部分上，以形成装置的反射区域。
像素电极150包括透明的导电材料，例如氧化铟锡(ITO)、氧化锡(TO)、氧化铟锌(IZO)、和氧化锌(ZO)。电容线(未示出)可与TFT间隔开，从而与像素电极形成存储电容器Cst。
第二元件200包括一透明板205、一黑色基质(未示出)、一滤色片210和一覆盖层(overcoating layer)(未示出)。该黑色基质(未示出)限定了红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)像素区域。滤色片210形成在每个像素区域上。覆盖层(未示出)涂在黑色基质(未示出)和滤色片210之上，为的是保护黑色基质(未示出)和滤色片210。在一些实施例中，相邻的滤色片210可以重叠来形成黑色基质(未示出)。公共电极(未示出)可在覆盖层上形成。
液晶层300置于第一和第二元件100和200之间。众所周知，液晶层300的透光率相应电场而变化，该电场由像素电极150和公共电极(未示出)之间的电压差形成。
在常白模式下，当偏振片430、530不平行且在公共电极和像素电极150上未施加电压时，液晶层300的相位延迟大约是(λ/2)+α，并显示白色。“α”具有非零值。如果在公共电极和像素电极150上施加电压，那么液晶层300的相位延迟大约是“α”。
如果在公共电极和像素电极150上不施加电压，那么在开口145内的液晶层300的相位延迟大约是(λ/2)+α。如果在公共电极和像素电极150上施加电压，那么在开口145内的液晶层300的相位延迟大约是“α”。如果在公共电极和像素电极150上不施加电压，那么位于反射区域中的液晶层300的相位延迟大约是[(λ/4)+α]/2。如果在公共电极和像素电极150上施加电压，那么在反射区域中的液晶层300的相位延迟大约是α/2。因为反射区域中的单元间隙小于透射区域(见图2A)中的单元间隙，因此在反射区域内单次穿过液晶层产生的相位延迟的量小于在透射区域内的量。然而，因为光在反射区域中穿过液晶层两次，而在透射区域中穿过液晶层一次，因此在两区域内所获得的相位延迟的量大约相同。
在常黑模式下，当偏振片430、530不平行并且在公共电极和像素电极150上不施加电压时，液晶层300的相位延迟大约是“α”且显示黑色。正如在上述常白模式下，“α”是正数。如果在公共电极和像素电极150上施加电压，当偏振片430、530不平行时，液晶层300的相位延迟大约是(λ/2)+α且显示白色。
尤其是，如果在公共电极和像素电极150上不施加电压，那么在开口145内的液晶层300的相位延迟大约是α。在公共电极和像素电极150上施加电压的情况下，在开口145内的液晶层300的相位延迟大约是(λ/2)+α。如果在公共电极和像素电极150上不施加电压，那么反射区域内的液晶层300的相位延迟大约是α/2。如果在公共电极和像素电极150上施加电压，那么在反射区域内的液晶层300的相位延迟大约是[(λ/4)+α]/2。
不管LCD装置工作在常白模式下还是在常黑模式下，施加电压和不施加电压时液晶层300的相位延迟差大约是λ/2。通常，“λ”是大约460nm至550nm范围内的波长。
响应于“α”来确定要施加的驱动电压。驱动电压是LCD装置的数据电压和公共电压之间的电压差。“数据电压”是通过每个用于显示图像的像素的数据线施加到漏电极130上的电压。公共电压是施加到公共电极的电压。
通常施加到传统LCD装置的电压是在大约0.8V至大约4V之间，该LCD装置具有大约4V的驱动电压和λ/2的液晶层相位延迟。
具有2.2V驱动电压的LCD装置的“α”是λ/4。因此，液晶层300的理论相位延迟是3λ/4。然而，液晶层300的真实相位延迟可能不是3λ/4，这是因为液晶层300的相位延迟的增量是非线性的。
公式1代表了驱动电压和“α”之间的关系：
(Vsu-Vth)/(Vs-Vth)×0.3λ＜α＜(Vsu-Vth)/(Vs-Vth)×0.7λ  (公式1)
在这个公式中，Vsu是液晶层300的预期饱和电压。Vs是液晶层300的真实饱和电压，Vth是液晶层300的真实阈值电压。例如，当Vsu、Vs和Vth分别是2.5V、4V和0.7V时，“α”的范围是从约0.162λ至约0.378λ。
再次参考图2A，在接触孔141内、在反射区域的其余部分、以及开口145内的液晶层300的厚度都是不同的。在反射区域内不同于接触孔141的液晶层300的厚度用“d2”表示。在开口145内的液晶层300的厚度由“d3”代表。通常，“d3”大于“d2”。假设有一种传统的液晶层，该液晶层具有λ/2和0之间的相位延迟，其中在反射区域内不同于接触孔的液晶层的厚度由“d4”表示(图中未示出)，并且在开口内液晶层的厚度是“d5”(图中未示出)。将这种传统液晶层与液晶层300相比较，d2大于d4，d3大于d5。例如，如果在传统液晶层中d4＝1.6μm、d5＝3.3μm、那么d2和d3可以分别是2.0μm和3.7μm。
液晶层300的各向异性折射率是Δn，液晶层300的厚度是“d”。液晶层300的相位延迟是Δnd。在接触孔141处的液晶层300相位延迟是Δnd1。在反射区域处的液晶层300相位延迟是Δnd2。在开口145内的液晶层300相位延迟是Δnd3。
在反射区域内的液晶层300的厚度d2和在开口145内的液晶层300的厚度d3是基于光薄膜组件确定的。
液晶层300最好是均匀排列的。均匀排列的液晶层300的扭曲角大约是0。为了获得零扭曲角，置于第一元件100上的第一对齐层(未示出)沿第一方向摩擦，置于第二元件200上的第二对齐层(未示出)沿着与第一方向相反的第二方向摩擦。摩擦LCD对齐层的方法是众所周知的。
同样，LCD装置可以在平面控制(in-plane switching)(IPS)模式、边缘场控制(fringe field switching)(FFS)模式、共面电极(CE)模式等模式下工作。对于这些模式，公共电极和像素电极150可设在第一元件100上。
第一光薄膜组件500包括设在第一元件100下的第一λ/4延迟膜510、设在λ/4延迟膜510下的第一λ/2延迟膜，以及设在λ/2延迟膜520下的第一偏振片530。第二光薄膜组件400包括设在第二元件200上的第二λ/4延迟膜410、设在λ/4延迟膜410上的第二λ/2延迟膜420，以及设在λ/2延迟膜上的第二偏振片430。
图2B是常白模式下工作的液晶分子在施加电压时的示意图。通过图2B的液晶分子的光所经历α的相位延迟。图2C是常白模式下工作的本发明LCD装置的典型方案在不施加电压时的液晶分子的示意图。当不施加电压时，液晶分子排列成通过其中的光经历λ/2+α的相位延迟。相对于传统液晶分子(见图1B和图1C)产生的相位延迟，本发明的液晶分子产生的相位延迟为α。
图3是透视图，以部分截面视图的形式，示出本发明典型实施例中的第二光薄膜组件400，而图4是透视图，以部分截面视图的形式，示出本发明典型实施例中第一光薄膜组件500。在图3和图4中，延迟膜410、420、510、520的慢轴由带箭头的实线示出。对于偏振片430、530，带箭头的实线表示光学吸收轴。如果光包括平行于延迟膜慢轴的矢量分量，因为平行于慢轴的光分量具有比垂直于慢轴的光分量更慢的速度，因此光通过延迟膜要经历相位延迟。
图3和4解释了α在从约0.162λ到约0.378λ范围的情况，其中λ位于约460nm到约550nm之间。
在图3中，第二λ/4延迟膜410形成在第二元件200之上。第二λ/4延迟膜410的相位延迟(Δnd)大约是169±10nm。从x轴逆时针方向旋转约165±10°形成第二λ/4延迟膜410的慢轴。当参照图3使用时，“x轴”是相应于坐标系402的x轴。
第二λ/2延迟膜420形成在第二λ/4延迟膜410之上。第二λ/2延迟膜420的相位延迟(Δnd)大约是254±10nm。第二λ/2延迟膜420的慢轴在从x轴逆时针方向旋转约45±10°的方向上延伸。
第二偏振片430形成在第二λ/2延迟膜420上。第二偏振片430的吸收轴在从x轴逆时针方向旋转约150±10°的方向上延伸。
图4所示为形成在第一元件100上的第一λ/4延迟膜510。第一λ/4延迟膜510的相位延迟(Δnd)大约是153±10nm。下λ/4延迟膜510的慢轴在从x轴逆时针方向旋转约15±10°的方向上延伸。当参考图4使用时，“x轴”是相应于坐标系统502的x轴。
第一λ/2延迟膜520形成在第一λ/4延迟膜5 10之上。第一λ/2延迟膜520的相位延迟(Δnd)大约是254±10nm。第一λ/2延迟膜520的慢轴在从x轴逆时针方向旋转约75±10°的方向上延伸。
第一偏振片530形成在第一λ/2延迟膜520上。下偏振片530的吸收轴在从x轴逆时针方向旋转约90±10°的方向上延伸。
同样，在反射区域中的液晶层300的厚度可与在开口145内的液晶层300的厚度基本上相同。
在一些实施例中，LCD装置可以是具有反射层160但不具有开口145的反射型LCD装置，或是具有像素电极150但不具有反射层160的透射型LCD装置。
在一些实施例中，像素电极150可以设在有机绝缘层144之下。
在一些实施例中，透射型LCD装置可包括一个具有“-α”相位延迟的补偿薄膜，也可具有λ/4延迟膜(410和510)以及λ/2延迟膜(420和520)。
在一些实施例中，-α的延迟效果可以通过采用在液晶层300和每个偏振片430、530之间设置的薄膜获得。在液晶层300和第二偏振片530之间，-α的延迟效果可通过用(λ/4+α)延迟膜代替λ/4延迟膜410、同时保留λ/4延迟膜410来获得。另外，类似的效果可通过用(λ/2+α)延迟膜代替λ/2延迟膜420同时保留λ/4延迟膜410来获得。可对λ/4延迟膜510和λ/2延迟膜520作类似调整来获得(λ/4+α)的总延迟。
图5A是基于本发明实施例的LCD装置的数值分析作为电压函数的透射率的曲线。当取得数据时，LCD装置正工作在透射模式下。
当没有数据电压施加到栅电极110上时，LCD装置的透射率大约是0.38。随着数据电压的增加透射率表现为非线性递减。当约2.3V的数据电压施加到第一元件100上时，LCD装置的透射率约为0。
图5B是基于本发明实施例的LCD装置的数值分析作为电压函数的反射率的曲线图。当取得数据时，该装置正工作在反射模式下。
当没有数据电压施加到栅电极110上时，LCD装置的反射率大约是0.40。正如所示，随着数据电压的增加反射率呈现非线性递减。当约2.5V的数据电压施加到第一元件100上时，LCD装置的反射率约为0。
图6A是工作在透射模式下的本发明的LCD装置的作为电压函数的透射率曲线。传统LCD装置的驱动电压约为4.0V，正如标有“T4.0”的曲线所示。传统LCD装置的透射率在驱动电压增至3V以上时约为零。相反，本发明LCD装置的驱动电压约为2.5V，正如标有“T2.5”的曲线所示。当驱动电压约为2.3V时，本发明的LCD装置的透射率约为零。因此，采用本发明，在低驱动电压下就能获得整个范围的透射率。
图6B是工作在反射模式下的本发明的LCD装置的作为电压函数的反射率曲线。正如标记“R4.0”所表示的，传统LCD装置的驱动电压约为4.0V。当驱动电压大于3V时，传统LCD装置的反射率约为0.1。对于本发明的LCD装置，正如标记“R2.5”所指示的，采用约2.5V驱动。对于本发明的LCD装置，当驱动电压约为2.3V时，反射率约为0.1。因此，对于本发明的装置，在低驱动电压下就能获得整个范围的反射率。
图7A、图7B、图8A和图8B是亮度曲线图。同心圆所示的角度是指示相对于垂直显示表面的假想线的视角的极角。由直线所示的角是指示相对于假想线的角度的方位角，该假想线位于与显示表面相同的平面内。
图7A是对于工作在透射模式下的LCD装置的作为视角函数的白色色泽曲线。圆环曲线的中心代表了在垂直于显示表面的方向上，从LCD装置的前方发射的光的强度。同心环代表了相对于垂直于显示表面的线的角度。
该曲线图示出了当从基本上垂直于显示表面的方向上看去时，白色图像是明亮的。当从零度方位角的轴逆时针旋转约115°以及约285°的角看白色图像时，其亮度低于从垂直方向上看去时该图像的亮度。
图7B是对于工作在透射模式下的LCD装置的作为视角函数的黑色色泽曲线。如密集阴影所示的，从垂直方向上看去的图像是黑色的(也就是纯黑色的)。当从相对于垂直方向约50°至约70°的角度上看黑色图像时，其暗度低于从垂直方向看的图像的暗度。
图7A和图7B说明了在对应于基本上垂直于LCD装置前表面的方向上透射模式的显示品质可与传统装置相比拟，即使驱动电压不超过2.5V。
图8A是对于工作在反射模式下的LCD装置的作为视角函数的白色色泽曲线。如图所示，从基本上垂直于LCD装置前表面的方向上看去的图像是亮的。当从相对于方位坐标系中的0°轴逆时针旋转约32°、约65°、约145°、约118°、约240°以及约285°的方向上看去时，看到亮度递减的点。这些点通常出现在极坐标上约40°至约60°处。
图8B是对于工作在反射模式下的LCD装置的作为视角函数的黑色色泽曲线。如图所示，从基本上垂直于LCD装置显示表面的方向上看去时的图像大致是纯黑色的。当从相对于方位坐标系中的0°轴大于约60°的方向上看去时，会看到暗度递减的一些点。
图8A和图8B示出了工作在反射模式下的本发明的LCD装置的显示品质可与传统装置的显示品质相比较，尤其是从垂直于显示表面的方向上，即使驱动电压不超过2.5V。
根据本发明的特征，在常白模式下，当不施加电压时液晶层300的相位延迟大约是(λ/2)+α。当不大于2.5V的数据电压施加到LCD装置的像素电极时，液晶层300的相位延迟大约是“α”。
当电压施加到液晶层300时和当没有电压施加到液晶层300时，其间的相位延迟大约是λ/2。基于“α”确定准确的电压电平。
在常黑模式下，当不施加电压时液晶层300的相位延迟大约是“α”，当不大于2.5V的数据电压施加到LCD装置的像素时，该液晶层300的相位延迟大约是(λ/2)+α。
传统的LCD装置包括一个如上水泵的增压变压器，以提高来自供电电源的电压电平。对于传统的蜂窝电话，增压变压器将电压电平从约2.7V增至约4.0V，因为4.0V对于驱动传统的LCD装置是必须的。采用本发明的LCD装置，因为驱动电压不必高于2.7V，因此增压功能就不是必须的。
很明显，对于熟练的技术人员来说，在不背离本发明的主旨和范围的情况下，本发明可作不同的修改和变化。因此本发明意于覆盖落在所附权利要求和其等价物范围内的本发明的修改和变化。

Claims (28)

1.一种液晶显示器，包括：
具有第一表面和第二表面的第一元件；
具有第三表面和第四表面的第二元件；
位于第一元件和第二元件之间的液晶层，其中液晶层对于穿过其中的光产生相位延迟；
电压施加结构，用于向液晶层施加电压，其中根据所施加的电压由液晶层产生的相位延迟在(λ/2+α)和α之间变化，其中，α具有非零值；
连接到第一元件和第二元件中至少一个上的补偿薄膜，其中补偿薄膜产生-α的补偿相位延迟。
2.如权利要求1所述的显示器，其中显示器工作在常白模式下，当不施加电压时，对于白色图像由液晶层产生的相位延迟为(λ/2+α)，当施加电压时，对于黑色图像该相位延迟为α。
3.如权利要求2所述的显示器，其中显示器具有透射区域，当不施加电压时，对于白色图像在透射区域内的相位延迟约为(λ/2+α)，当施加电压时，对于黑色图像该相位延迟约为α。
4.如权利要求2所述的显示器，其中显示器具有带反射区域相位延迟的反射区域，当不施加电压时，对于白色图像反射区域的相位延迟约为(λ/2+α)/2，当施加电压时，对于黑色图像该相位延迟约为α/2。
5.如权利要求1所述的显示器，其中显示器工作在常黑模式下，当不施加电压时，对于黑色图像由液晶层产生的相位延迟为α，当施加电压时，对于白色图像该相位延迟为(λ/2+α)。
6.如权利要求5所述的显示器，其中显示器具有带反射区域相位延迟的反射区域，当不施加电压时，对于黑色图像反射区域的相位延迟约为α/2，当施加电压时，对于白色图像该相位延迟约为(λ/2+α)/2。
7.如权利要求5所述的显示器，其中显示器具有透射区域，当不施加电压时，对于黑色图像液晶层产生的相位延迟约为α，当施加电压时，对于白色图像该相位延迟约为(λ/2+α)。
8.如权利要求1所述的显示器，其中响应于约0.1V的电压变化，相位延迟在约10nm至30nm之间变化。
9.如权利要求1所述的显示器，其中λ约为460nm至550nm。
10.如权利要求1所述的显示器，其中α值如下：
(Vsu-Vth)/(Vs-Vth)×0.3λ＜α＜(Vsu-Vth)/(Vs-Vth)×0.7λ，其中
Vsu是液晶层的预期饱和电压；
Vs是液晶层的真实饱和电压；以及
Vth是液晶层的真实阈值电压。
11.如权利要求1所述的显示器，其中液晶层是均匀排列的。
12.如权利要求1所述的显示器，其中电压施加到将液晶层夹在中间的两个电极上。
13.如权利要求1所述的显示器，其中电压施加到在液晶层相同一侧上的两个电极上。
14.如权利要求1所述的显示器，还包括光薄膜组件，其中该光薄膜组件包括连接到第一元件的第一薄膜组件，以及连接到第二元件的第二薄膜组件。
15.如权利要求14所述的显示器，其中补偿薄膜定位在第一元件和第一薄膜组件之间。
16.如权利要求14所述的显示器，其中补偿薄膜定位在第二元件和第二薄膜组件之间。
17.如权利要求14所述的显示器，其中光薄膜组件包括：
偏振片；
产生λ/2相移的第一薄膜；以及
产生λ/4相移的第二薄膜。
18.如权利要求1所述的显示器，其中补偿薄膜是具有α相移的C型板，用于产生-α的补偿相位延迟。
19.如权利要求1所述的显示器，其中液晶层具有在反射区域中的第一单元间隙和在透射区域中的第二单元间隙，其中对于约550nm的λ，第一单元间隙产生约140nm至240nm的相位差。
20.如权利要求1所述的显示器，其中液晶层具有在反射区域中的第一单元间隙和在透射区域中的第二单元间隙，第二单元间隙产生约280nm至480nm的相位延迟。
21.一种液晶显示器，包括：
具有第一表面和第二表面的第一元件；
具有第三表面和第四表面的第二元件；
位于第一元件和第二元件之间的液晶层，其中液晶层对于穿过其中的光产生相位延迟；
电压施加结构，用于向液晶层施加电压，其中由液晶层产生的相位延迟根据所施加的电压在(λ/2+α)和α之间变化，α具有非零值；
光薄膜组件，其中该光薄膜组件包括连接到第一元件的第一薄膜组件，以及连接到第二元件的第二薄膜组件，该光薄膜组件包括：
偏振片；
产生λ/2相移的第一薄膜；以及
产生(λ/4+α)相移的第二薄膜。
22.一种液晶显示器，包括：
具有第一表面和第二表面的第一元件；
具有第三表面和第四表面的第二元件；
位于第一元件和第二元件之间的液晶层，其中液晶层对于穿过其中的光产生相位延迟；
电压施加结构，用于向液晶层施加电压，其中由液晶层产生的相位延迟根据所施加的电压在(λ/2+α)和α之间变化，其中α具有非零值；
光薄膜组件，其中该光薄膜组件包括连接到第一元件的第一薄膜组件，以及连接到第二元件的第二薄膜组件，该光薄膜组件包括：
偏振片；
产生(λ/2+α)相移的第一薄膜；以及
产生λ/4相移的第二薄膜。
23.一种液晶显示器，包括：
具有第一表面和第二表面的第一元件；
具有第三表面和第四表面的第二元件；
位于第一元件和第二元件之间的液晶层，其中液晶层对于穿过其中的光产生相位延迟，并且其中至少液晶层中的一些液晶分子沿对齐方向排列；
电压施加结构，用于向液晶层施加电压，其中由液晶层产生的相位延迟根据所施加的电压在(λ/2+α)和α之间变化，其中α具有非零值；
光薄膜组件，其中该光薄膜组件包括连接到第一元件的第一薄膜组件，以及连接到第二元件的第二薄膜组件，其中该第一薄膜组件包括：
第一偏振片，它具有相对于对齐方向大约150±10度的光学吸收轴；
第一λ/2相移薄膜，它位于第一偏振片之上，其中第一λ/2相移薄膜具有第一慢轴，该第一慢轴相对于对齐方向以大约45±10度角延伸；以及
第一λ/4相移薄膜，它位于第一λ/2相移薄膜之上，其中第一λ/4相移薄膜具有第二慢轴，该第二慢轴相对于定向膜以105±10度角延伸；
其中第二薄膜组件包括：
第二偏振片，它具有相对于对齐方向大约90±10度的光学吸收轴；
第二λ/2相移薄膜，它位于第二偏振片之上，其中第二λ/2相移薄膜具有第三慢轴，该第三慢轴相对于对齐方向以大约105±10度角延伸；以及
第二λ/4相移薄膜，它位于第二λ/2相移薄膜之上，其中第一λ/4相移薄膜具有第四慢轴，该第四慢轴相对于定向膜以大约165±10度角延伸。
24.如权利要求23所述的显示器，其中λ为约460nm至约550nm。
25.如权利要求23所述的显示器，其中光从第二元件穿过第一元件。
26.一种操作具有液晶层的显示器的方法，该方法包括：
选择一个非零值α；以及
控制驱动电压从而在λ/2+α和α之间调节由液晶层产生的相位延迟。
27.如权利要求26所述的方法，还包括在常白模式下采用非平行偏振片操作显示器，这样在液晶层上不施加驱动电压时，对于白色图像相位延迟为λ/2+α，当在液晶层上施加驱动电压时，对于黑色图像相位延迟为α。
28.如权利要求26所述的方法，还包括在常黑模式下采用非平行偏振片操作显示器，这样在液晶层上不施加驱动电压时，对于黑色图像相位延迟为α，当在液晶层上施加驱动电压时，对于白色图像相位延迟为(λ/2+α)。
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