CN200976079Y - 超宽视角液晶显示器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种超宽视角液晶显示器，包括相互面对的第一透明基板和第二透明基板，在第一透明基板和第二透明基板之间密封有液晶，在第一透明基板的外侧板面附着有上偏光片，在第二透明基板的外侧板面附着有下偏光片，所述上偏光片为液晶分子薄膜补偿偏光片，在第一透明基板和液晶接触的面上附着有第一配向层，在第二透明基板和液晶接触的面上附着有第二配向层，在X－Y坐标系中，所述第一配向层的摩擦方向和第二配向层的摩擦方向相对于与X轴的正向夹角为45度的线对称，所述上偏光片的吸收轴角度为上偏光片液晶配向角度加45度，所述上偏光片的吸收轴角度为第二配向层的摩擦角度加45度。本实用新型改善了观察方向在0度、180度、90度、－90度方向上的视角范围。
Description
【技术领域】
本实用新型涉及液晶显示器，尤其涉及一种在所要求观察方向上具有宽视角的液晶显示器。
【背景技术】
随着彩色液晶显示器件(color STN)的技术愈来愈成熟，应用的领域也愈来愈广。为提高彩色液晶显示器件的显示性能，各种技术相继开发出来，如开发更好的液晶材料，使响应速度更快，工作范围更广；使用高色度滤色片，颜色表现更丰富。而对于液晶显示器件视角的改进，通常是采用具有补偿作用的偏光片。
目前应用于彩色液晶显示器件(CSTN)的偏光片只有三种。
第一种就是双轴补偿偏光片，该技术为日本NITTO公司拥有，采用X-Z方向拉伸(在X-Y-Z的三维坐标系中，偏光片平面为X轴-Y轴所在平面，以显示状态时的显示器平面面对观察者来看，显示器的中心为原点，横向为X轴，纵向为Y轴)，使偏光片X和Z方向的光双折射系数大于Y方向的光双折射系数，而液晶分子的X和Z方向的光双折射系数小于Y方向的光双折射系数，这样偏光片和液晶分子相互补偿。它牺牲部分0度、180度方向的视角范围，增宽了90度、-90度方向的视角范围，因此该技术各个方向的视角均较大，在对比度大于2的条件下，各个方向视角均可以达到45度，但是该技术生产的偏光片成本非常高，从而在CSTN的使用受到限制。
第二种就是单轴补偿偏光片，该技术不受专利限制，采用Y方向拉伸，补偿值为410-435nm，使偏光片Y方向的光双折射系数大于Z和X方向的光双折射系数，即单轴补偿偏光片采用Y方向拉伸，X方向的光双折射系数小，Y方向的光双折射系数大，从而使0度、180度方向的视角范围很宽，在对比度大于2的条件下，视角均可以达到55度，但是90度、-90度视角较小，在对比度大于2的条件下，视角只能达到25度。
第三种就是(LCP)液晶分子薄膜补偿偏光片，其基本原理与双盒液晶相互补偿一致。对于新型超宽视角彩色液晶显示器件，特别是CSTN(Colorsuper twisted nematic)显示器件，包括相互面对的制作有透明电极的第一透明基板和第二透明基板，在第一透明基板和第二透明基板之间密封有液晶，在透明基板的外侧板面附着有偏光片。其中，上偏光片具有液晶分子补偿薄膜(Liquid Compensation Film)光学补偿作用，补偿值为760-840nm，液晶分子补偿膜和偏光膜一起组合成上偏光片，称为LCP(LiquidCompensation Polarizer)，而下偏光片为普通偏光片。液晶分子薄膜补偿偏光片LCP，该偏光片的在0度、180度、90度、-90度方向，视角只可达35度，但是在45度、135、-135度以及-45度理论上可达60度。
由于第一种偏光片成本太高，对于已成为普通消费品、不断降价的手机来说，通常采用第二、三种偏光片对液晶进行补偿，改进显示器的视角。但是目前手机的观察方向一般为90度、-90度方向(即手机屏幕的上方和下方，即Y轴方向)，而第三种LCP在实际应用中，用户在观察方向上无法得到最大的视角范围。
【发明内容】
本实用新型的主要目的就是为了解决现有技术的问题，提出一种超宽视角液晶显示器，在不提高显示器成本的情况下，使用液晶分子薄膜补偿偏光片，使彩色液晶显示器在观察方向为90度、-90度的方向上具有较宽的视角范围。
为实现上述目的，本发明提供一种超宽视角液晶显示器，包括相互面对的第一透明基板和第二透明基板，在第一透明基板和第二透明基板之间密封有液晶，在第一透明基板的外侧板面附着有上偏光片，在第二透明基板的外侧板面附着有下偏光片，所述上偏光片为液晶分子薄膜补偿偏光片，在第一透明基板和液晶接触的面上附着有第一配向层，在第二透明基板和液晶接触的面上附着有第二配向层，在X-Y坐标系中，所述第一配向层的摩擦方向和第二配向层的摩擦方向相对于与X轴的正向夹角为45度的线对称，所述上偏光片的吸收轴角度为上偏光片液晶配向角度加45度，所述上偏光片的吸收轴角度为第二配向层的摩擦角度加45度。
本实用新型的有益效果是：本实用新型通过改变液晶显示器件配向层的摩擦角度，使液晶分子与偏光片的液晶分子补偿薄膜方向相匹配，从而使观察方向在90度、-90度方向上获得较宽的视角范围，并且同时使观察方向在0度、180度方向上也具有较宽的视角范围。本实用新型的应用只需要修改加工过程中的摩擦角，不需要增加新的工艺步骤和原料，制作方法简单易行，成本低。
本实用新型的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。
【附图说明】
图1为带有LCP的彩色液晶显示器件的基本结构图。
图2为摩擦角度改变前各组件的光学角度的示意图。
图3为改变摩擦方向前彩色液晶显示器件的视角范围效果图。
图4为摩擦角度改变后各组件的光学角度的示意图。
图5为改变摩擦方向后彩色液晶显示器件的视角范围效果图。
【具体实施方式】
本实用新型的主要特点是通过改变配向层摩擦角度，使液晶分子与偏光片的液晶分子补偿薄膜方向相匹配，从而使观察方向获得较宽的视角范围。如果以显示器的中心为原点，面对观察者时的横向为X轴，纵向为Y轴，在X-Y坐标系中，配向层摩擦角度是指配向层的摩擦方向与X轴正向的夹角，该夹角可以为负值。摩擦角度根据实际的液晶扭曲角度和设计的对比度可以设计为不同的角度，而上下偏光片吸收轴(吸收轴是指偏光片中碘分子的排列方向，它的方向就表明了光的进入液晶的方向)的角度根据液晶显示器的最大透过率原理可计算得到，计算公式是：吸收轴角度＝相应的摩擦角度(或偏光片的液晶分子补偿角度)+45°。现有的显示器的第一配向层的摩擦方向与和第二配向层的摩擦方向相对于与X轴对称，如图2所示，通过偏光片的液晶分子补偿薄膜的作用，使主视角方向位于45度、135、-135度以及-45度方向。为使观察方向(即观察画面的方向)与主视角方向一致，需要将主视角方向调到90度、-90度方向上。
本实用新型通过将第一配向层的摩擦方向和第二配向层的摩擦方向逆时针旋转45度，使其相对于与X轴的正向夹角为45度的线对称，而上下偏光片吸收轴角度和上偏光片液晶配向角度也随之逆时针旋转45度。
以下对本方案的内容详细说明，所述的角度值都是相应物理量的方向与X轴正向的夹角之间的角度值。
如图1所示，本实用新型所应用的彩色液晶显示器沿外部光线入射顺序包括：上偏光片1，形成有ITO电极层的第一透明基板3，附着在第一透明基板3内侧的第一配向层4，液晶层5，附着在第二透明基板7内侧的第二配向层6，带有滤光膜和ITO电极层的第二透明基板7，和下偏光片8。上偏光片1包含液晶分子补偿膜2，其补偿值为780-840nm，主要作用是检测偏振光和进行光学补偿。第一透明基板3和第二透明基板7优选为玻璃基板，称为上下玻璃，其上的ITO电极为液晶层5提供电压，滤光膜的主要作用是产生红、绿、蓝三色光。下偏光片8为普通偏光片，其主要作用是产生偏振光。
在改变液晶显示器件配向层的摩擦角度前，如图2所示，上片玻璃配向层摩擦角度13设为-35°，液晶分子配向角度12按照计算公式为90°-上片配向层玻璃摩擦角度，即为125°，上偏光片吸收轴(吸收轴是指偏光片中碘分子的排列方向，它的方向就表明了光的进入液晶的方向)的角度11按照计算公式为液晶分子配向角度+45°，即为170°。下片配向层玻璃摩擦角度14为35°，按照液晶显示器件最大透过率原理，下偏光片吸收轴方向的角度15为80°。测试此显示器件在观察方向-90°的视角范围，如图3所示，在对比度大于2的条件下，观察方向的视角范围为35°。
为了使此显示器件在观察方向-90°(即6点)的方向上的视角范围增大，本实用新型将显示器件PI配向层摩擦方向逆时针转45°，如图4所示。为了满足液晶显示器件最大透过率原理，需要相应的调整上、下偏光片吸收轴方向，上、下偏光片吸收轴方向也随配向层摩擦方向逆时针转45°，以使带有LCP的彩色液晶显示器件能够正常工作。因此，上偏光片吸收轴方向11调整为215°，液晶分子配向方向12为170°，上片玻璃配向层摩擦角度13调整为10°，下片玻璃配向层摩擦角度14为80°，下偏光片吸收轴方向15为125°。上片玻璃配向层摩擦角度13和下片玻璃配向层摩擦角度14相对于与X轴正向夹角为45°的线16对称。测试改进后的显示器件在观察方向为-90°的方向上的的视角范围，如图5所示，在对比度大于2的条件下，视角范围大于55°，同时观察方向为其它角度如0°、90°、180°视角也都大大增加。
上述的配向层摩擦角还可以根据实际需要为其他角度，只要满足上下配向层摩擦方向相对于与X轴的夹角为45度的线对称即可。显示器也可以为非彩色的液晶显示器。
本实用新型通过改变配向层摩擦角度，使液晶分子与偏光片中的液晶分子补偿膜的补偿方向相匹配，从而大大改善观察方向的视角范围，在对比度大于2的情况下，显示器件在0度、180度、90度、-90度方向上的视角范围可以达到55度，该制作方法具有制作简单、成本低等优点。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。
Claims (3)
1.一种超宽视角液晶显示器，包括相互面对的第一透明基板和第二透明基板，在第一透明基板和第二透明基板之间密封有液晶，在第一透明基板的外侧板面附着有上偏光片，在第二透明基板的外侧板面附着有下偏光片，所述上偏光片为液晶分子薄膜补偿偏光片，在第一透明基板和液晶接触的面上附着有第一配向层，在第二透明基板和液晶接触的面上附着有第二配向层，其特征在于：在X-Y坐标系中，所述第一配向层的摩擦方向和第二配向层的摩擦方向相对于与X轴的正向夹角为45度的线对称，所述上偏光片的吸收轴角度为上偏光片液晶配向角度加45度，所述上偏光片的吸收轴角度为第二配向层的摩擦角度加45度。
2.如权利要求1所述的超宽视角液晶显示器，其特征在于：所述第一配向层的摩擦角度为10度，所述上偏光片液晶配向角度为170度，所述上偏光片的吸收轴角度为215度，所述第二配向层的摩擦角度为80度，所述下偏光片的吸收轴角度为125度。
3.如权利要求1或2所述的超宽视角液晶显示器，其特征在于：所述上偏光片的补偿值为760-840nm。
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| CN102914894A (zh) * | 2012-09-24 | 2013-02-06 | 亚世光电股份有限公司 | 一种可用于无背光源状态的负显液晶显示器 |
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2006
- 2006-08-07 CN CN 200620017628 patent/CN200976079Y/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
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| CN102914894A (zh) * | 2012-09-24 | 2013-02-06 | 亚世光电股份有限公司 | 一种可用于无背光源状态的负显液晶显示器 |
| CN102914894B (zh) * | 2012-09-24 | 2015-04-08 | 亚世光电股份有限公司 | 一种可用于无背光源状态的负显液晶显示器 |
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