TWI289714B - Compensators for liquid crystal displays and the use and manufacture of the compensators - Google Patents

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1289714 玖、發明說明： 叠明屬之技術領域_ 本發明係關於液晶顯示為領域，具體而言，本發明係關 於用於液晶顯示器之補償器及該補償器之使用及製造。 扭曲向列型液晶顯示器具有固有之狹窄且非均勻之視角 特性。該些視角特性可至少部分說明一顯示器之光學性能 。在非補償型顯示器中，對比、彩色及灰度強度分佈等特 性可因硯角之不同而明顯不同。故吾人欲改良非補償型顯 不斋又上述特性，其目的在於··當觀看者改變其水平及/或 垂直tI時且當觀看者處於不同之水平及垂直位置時，皆 Y提供一理想之特性集合。例如，在某些應用中，吾人可 能要求视角特性在一定水平及垂直位置範圍内更加均勾。 視角範圍之重要性依據液晶顯示器之應用而不同。例-如 在木些應用中，可能要求一較寬之水平位置範圍，而一 較窄之垂直位置範圍即足矣。在其他應用中，可能需在一 狹窄之水平及/或垂直位置範圍内觀看。相應地，非均勾視 角特性之光學補償需求依據觀看位置之所需範圍而定。 -項重要視角特性為液晶顯示器亮態與暗態之對比比率 。對比比率可受到多種因素之影響，包括，例如，不同視 角之光洩一漏。 — 另一視角特性為顯示器隨視角之變化而發生之彩色位移 。彩色位移係指視角變化時顯示器發出光線之色座標（例如 ，基於CIE 193 1標準之色座標）之變化。彩色位移之量測可 84290 1289714 藉由下列方法達成：在一垂直於包含螢幕之平面之角度及 任—非垂直視角或視角集合處取得色度座標差值（例如Δχ或 △y)。可接受之彩色位移因應用而異，然而其可定義為Δχ^ 〜之絕對值超出某一數值（例如0.05或0.10)時之彩色位移。 舉例而言，可確定特定彩色位移對於一所需之視角集八是 否可接受。由於彩色位移可取決於任一像素或像素組之電 堡，因此，藉由一或多個像素之驅動電壓量測彩色位移較 ”沭而，吾人可觀察到之另一視角特性乃灰度電壓之變化 極不均勾，甚至會發生灰度反轉。該不均勻現象發生於當 咬晶層之角度相關傳輸未單調跟隨施於該液晶層之電壓時 灰度反轉發生於當任意兩個相鄰灰階之強度到達一特定 值^屆時灰階趨向於不可分辨，甚至會發生反轉。通常 火度反轉僅發生於某些視角。 - 由：：器之發明旨在解決上述之問題。—種概念包含一藉 :分子製造之補償膜。該盤形補償器之缺點在於其通 定：入相對較大〈彩色位移。其他概念包含雙折射層之特 、Q。因此，需要新補償器結構，並έ 之视角特性。 偁丨可k供改艮或理想 概言之-，本發明係關於顯示器 σ 光學補償器之顯示器及………包含 器、_ /、取且）用光學補償器及光學補償 —、其他裝置之製造及使用方法。 貧施例為—種液晶顯示器，其依次包含：a)—具有第一 84290 1289714 方位定向之第一 0-板；b)—第一 C-板；C) 一液晶單元；d) — 第二C-板；e) —具有第四方位之第二〇-板。位於液晶單元後 表面之液晶具有第二方位’位於液晶早元前表面之液晶具 有第三方位定向。所述之第一、第二、第三及第四方位定 向以螺旋方式佈置。 另一實施例為一種液晶顯示器，其依次包含：a) —第一 〇-板；b) —第一阻滞器；c) 一液晶單元；d) —第二阻滞器；及 e) —第二〇 -板。至少該第一阻滞器及該第二阻滞器之一為一 雙軸阻滞器，另一個可為一雙轴阻滞器或一 c -板。 其他實施例包含液晶顯示器之補償方法。此等方法包括 導引光線穿過上述液晶顯示器補償結構之一。 本發明之上述概要並非旨在說明本發明之全部實施例或 本發明之所有實施方法。下文中之圖示及詳細說明將以實 例對本發明實施例進行更具體之說明。 ： 實施方式 吾人相信，本發明適用於顯示器（例如，液晶顯示器、包 含光學補償器之顯示器及其它裝置）之光學補償器及光學補 償器、顯示器、其他裝置之製造及使用方法。儘管本發明 不具限定性，但需藉由下述實例之討論對本發明獲得全面 之瞭解。 光學補-償器可由多個不同之光學元件構成。此等光學元 件包含〇-板、C-板、a-板、雙轴阻滯器、扭曲阻滞器及其它 阻滯器。〇-板、c-板及a-板之相關資訊可於Yeh等人合著之 「液晶顯示器之光學元件」(Optics of Liquid Crystal 84290 -8 - 1289714

Displays. John Wiley & Sons，New York (1999))、美國專利 第 5,504,603、5,5 57,434、5,612,801、5,6 1 9,3 52、5,63 8，197 、5,986,733、和 5,986,734號及第 WO 0 1/20393及 W〇 01/20394 號PCT專利申請公告中獲得。 光學元件可依據下述之組合方式配置構成各種光學補償 器。圖1顯示一用於說明光學元件之轴系統。通常，對於顯 示裝置而言，X軸及y軸對應於顯示器之寬度與長度，而z轴 通常係沿顯示器之厚度方向。除非另行說明，本文中將沿 用上述之慣例。在圖1所示之軸系統中，X軸及y軸定義為平 行於光學元件100之一主表面1〇2，且可對應於一正方形或 長方形表面之長度與寬度方向。z軸垂直於該主表面且通常 係沿光學元件之厚度方向。如圖2所示，在該座標系中，向 ία(例如，一光軸）之特徵可在於一方位角φ(其對應於平 面中該向量偏離X軸之角度）及一傾斜角θ(其對應於該向-量 偏離χ-y平面之角度）。 當其論及下述任一光學元件時，術語「前」係指一顯示 裝置内之Μ元件距觀看者最&之一侧。#其論及下述任 一光學元件時，術語「後」係指一顯示裝置内光學元件之 與上述「則」側對立之一側，該側通常距觀察者最遠。為 方便起見，圖示中約定前侧係指光學元件之最右侧。 「c-板-」代表一雙折射光學元件，舉例而言，—板或膜， 其具有―實質上垂直於光學元件之選擇表面之主光軸（通常 稱為「非常規軸」）。主光軸對應於-軸：雙折射光學元件 沿β軸具有一折射率，該折射率不同於沿該主光軸垂直方 84290 1289714 向之貫質上均勻之折射率。作為—採用圖i所示軸系統之 板實例，nx=ny#nz，其中ηχ、^及^分別為沿X、乂及2轴之 折射率。光學各向異性定義為 c-板可藉由多種材料且採用多種方法製作。舉例而言，正 極雙折射之C-板（其△〜,〇)可由垂直定向之棒狀分子（例如 ，正極光學各向異性液晶體）製成之膜所構成。單軸壓縮之 材料亦可用於C-板之製作。負極雙折射板之適用材料 (△nzx<0)之實例包括：纖維素酶三醋酸酯（可自日本富士光敏 膠捲公司（FUJ1 Photo FilmCTokyo，Japan))、柯尼卡公司 (Konica Corp (Tokyo, japan))伊斯曼-柯達公司叫恤㈣ Kodak Co.(Rochester，New York))等購得）、聚碳酸酯（可自 General Electnc Plastics購得）、丙烯酸聚合物、聚酯（包括 聚對苯二甲酸酯、聚萘酸酯及類似之材料）。如H Seibuie 等人所述（Eurodisplay’99 Digest，121-125 (1 999))，負極 C-)反 亦可由具有，例如，較高之螺旋扭曲能力之棒狀分子之扭曲 a-板製成。另外，非傾斜盤形分子可用於負極^板之製作。 「〇-板」代表一雙折射光學元件，舉例而言，一板或膜， 其具有傾斜於光學元件表面之主光轴。 板可藉由多種方法及材料製作。舉例而言，一〇_板可藉 由液晶佈置於對準層之上而製成，該對準層將一預定傾斜 角引入液-晶材料中。舉例而言，可採用一液晶聚合物（LCP) 例如一具有玻化、水$或父聯液晶體之液晶聚合物。適 用材料之實例包括熟諳此藝者所熟知之聚合液晶材料。該 等材料及其製作及使用方法可於美國第5,567,349、 84290 -10 - 1289714 5,650,534、和5,978,055號專利、歐洲專利申請第33 1 233號 公告及第 95/24454、00/041 1 0、〇〇/07975、00/48985、00/55110 及00/63 1 54號PCT專利_請公告中找到。其他適用材料之實 例包括盤形分子材料，其披露於歐洲專利申請第646829及 656559號公告中。在一實施例中，液晶聚合物在製作時藉 由光導向之技術受到對準，此一處理可將一預定之傾斜角 引入隨後沉積之聚合液晶中。在各種已知之方法中，尤其 適合之方法係採用線性光聚合（LPP)材料（有時亦稱為光導 :聚合物網路（PPN))。該等材料之實例及製作與結構於美國 第5,389,698、5,838,407、5，6G2,661號專利、歐洲專利申請 第689,084、756，193號公告及pCT專利申請第99/4936〇、 99/64924號公告中有所批露。 「a-板」代表一雙折射光學元件，舉例而言，一板或膜， ，、具有位於光學兀件之x-y平面内之主光軸。正極雙折射 板可藉由聚合物（例如聚乙烯醇）之單軸拉伸膜或向列正極 光學各向異性LCP材料構成之單軸對準膜製作。負極雙折射 心板可藉由負極光學各向異性Lcp材料（包含盤形分子化合 物等）之單軸對準膜製作。 「雙軸阻滯器」代表一雙折射光學元件，舉例而言，一 板或膜其/口二個軸具有互不相同之折射率（即心矣心） 又軸阻⑼為可藉由如雙軸定向塑膠膜製作。美國第 5,245,456號專利中有與雙軸阻滞器之實例相關之論述。適 用〈薄腠包含可由日本Sumit〇mo化學公司（Sumitomo

ChemiCal C〇 .(〇saka，Japan))及日本 Nm〇 Denko 公司（Nm〇 84290 -11 - 1289714 薄膜。平面内阻滞及平面外 。當平面内阻滞接近於〇時

Denko Co.(Osaka，Japan))購得之 阻滯係定義一雙軸阻滯器之參數 ’雙軸阻滯元件之特性類似於一 ^ M x 。报。迴常，此處所疋義之 雙軸阻滯器且有一至少3 nm > | ‘ 一 , y nm炙千面内阻滯（對於5 50 nm波長 光）°平面内阻滯小於此值之阻滯器视為^板 所需視角之範圍或立體錐可依據應用之具體性質而定。 舉例而言，在某些實施例中，吾人期望獲得—較大之立體 可接受視角。而在其他實施例中，則需將可接受之觀看範 圍（例如，為隱私之目的）嚴格控制在一較窄之視角範圍内， 該視角範圍通常與非補償型顯示器相關。 在一實施例之中，相對於非補償型顯示器而言，在水平 視角範圍内，通常會改良亮度與對比，而且通常會降低彩 色位移與灰度反轉。在另一實施例中，相對於非補償型顯 不益而T，在垂直視角範圍内，通常會改良亮度與對比-， 而且通常會降低彩色位移與灰度反轉。在又一實施例中， 相對於非補償型顯示器而言，同時在水平及垂直視角範圍 内，通常會改良亮度與對比，而且通常會降低彩色位移與 灰度反轉。在另一實施例之中，在狹窄之水平視角範圍内 ’通常會改良亮度與對比，而且通常會降低彩色位移與灰 度反轉，並且在所需（或窄或寬）之垂直觀看範圍内，通常會 改良亮度嗔對比，而且通常會降低彩色位移與灰度反轉。 圖3顯示了一液晶單元302之補償佈置300之實例，其採用 一具有板304、3 06之對稱補償結構。例如，液晶單元3〇2 可為一扭曲向列（TN)液晶單元，其使用配套之偏振器，舉 84290 -12 - 1289714 ::言，一後偏振器308及一前偏振器(分析器)31。。亦可採 ^他液晶單7^夜晶單元可採用任—模式操作，然而， 汗仏結構（選擇應依據液晶單元 ‘ 心知作換式而足。舉例而 一™^單元可採用e·模式操作，在該模式中，前/後 、、辰K傳运極化方向平行對準於液晶單元之前/後表面之 =導向器’或採用〇-模式操作，在該模式中，前/後偏振 導向器。 又y日早—後表面之液晶 、多種偏振器可與補償結構組合使用。補償器可為吸收型 或反射型或二者之組合。-適用偏振器之實例(尤其適用於 :曼偏振器谓)為—二向色及反射型偏振器之組合，其如美國 第，1〇, 811 5虎專利之所述。該偏振器可包含多層。若需要 個或^個補饧益結構元件可包含於該偏振器内。在一 λ她例中 反射型偏振器（例如一圓偏振器，其可實質上- 方面k射圓偏振光，而另一方面反射圓偏振光）可包含一 1/4波板，以將圓偏振光轉化為線偏振光。 圖4顯示了一補償佈置4〇〇之實例，其包含補償結構4〇4、 4〇6及一液晶單元402，亦包含配套之偏振器408、410。補 償結構404及406各包含，板412、416及一卜板414、418, 其中，c-板位於液晶單元4〇2與對應之〇_板之間。換言之， ^板414、-418分別位於〇_板412、416與液晶單元之間，而非 为別位I 〇-板與㈤或後偏振器之間。在該配置及下述其他配 置I中’夜晶單元前及後之〇_板气_板佈置較佳具有同一特 性，故此’僅採用一種類型之0-板及-種類型之c-板。在-84290 -13 · 1289714 實施例巾’…板川“似正極…板^卜板斗心川為負 才虽c -才反° 吾人可選擇〇-板與C-板之阻滞值（Δη(1，其中Δη為非常規光 束與尋f光束折射率之差，d4光學元件之實際厚度），以提 供特定之光學特性、便於製作或其他特性。在一實例之中 ，〇-板炙阻滯值介於± 30 nm至士 1〇〇〇 nm之間，且介於土％ nm至± 750 nm之間為較佳，而介於土 6〇 ^^至土 5〇〇 之間 為最佳。c-板之阻滯值介於± 1〇11〇1至± 1〇〇〇nm之間，且介 於土 2^請至±75〇謂之間較佳，而介於±20腿至± 500 · 之間最佳若而要，可採用較高或較低之阻滯值。 在-些實施例中，c-板可作為形成〇_板之基板。視需要， c-板可作為。-板之對準層。在其他實施例中，。_板可採用單 獨之基板，e·板為獨立之光學元件或形成於基板之反面或同 一面0 視需要，其他阻滞元件，例如附加〇_板、板、卜板或雙 軸阻滞器，可加裝於圖4所示之基本配置之上。舉例而古， 附加c-板52〇、522可分別加裝於。_板512、516與前或後偏振 益）〇8、510之間，即，除。_板512、516與液晶單元5Q2之間 之“反514、518外另加裝上述板。視需要，可將一個或多個 a-板置於圖4或圖5所示配置中之任何元件之間。c_板5"、 518可為正極或負極c -板。左一 , - 在只她例中，〇板514、518、 520、522為負極C-板。在另—實施例中，板52。、522為正 極c-板，C-板514、518為負極板。 在其他實施例中，可用雙軸阻滞器替代圖4所示之—或全 84290 -14- 1289714 ⑷兩個C-板。圖6顯示了一包括雙軸阻滯器之配置實例，其 具有液晶單元602、前/後偏振器608/6 10、〇-板612、616， 其中雙轴阻滯器615、61 9位於〇-板與液晶單元之間。吾人亦 可對圖5所示之配置進行修改，即至少用一雙軸阻滯器替代 —個或多個c-板，且替代…板與液晶單元之間至少一或全部 兩個c-板較佳。在一實施例中，雙軸阻滯器具有一負極平面 外之雙折射，且〇-板為正極0_板。吾人亦可構成具有正極平 面外雙折射之雙軸阻滯器配置。 吾人可選擇雙軸阻滯器之平面内阻滯值及平面外阻滯值 ，藉以提供特定之光學特性、方便製作或其他特性。雙軸 阻滯器之特徵在於其兩個阻滯值：d 及（△ndh^ny-nj.d，其中表示平面外阻滯，（Δι^)ιρ 表示發生於膜平面内之阻滯。舉例而言，雙軸阻滯器可具 有一介於土3 nm至土 500 nm範圍内之平面内阻滯值及一介:於 ± 10 nm至± 1000 nm範圍内之平面外阻滯值。若需要，亦可 應用較高或較低之阻滞值。 a匕 月& 合无学兀仟无神心稍對足向可影響液晶顯示器之補償』 。吾人可選擇各光學元件之合適定向以獲得所需之性 。在某些實施例之中，藉由〇-板及液晶單元之選擇，可達 下列之效果：a)後0-板、b)液晶單元後表面之液晶材料^ 态、c)液磊單元前表面之液晶材料導向器及d)前〇·板之方-疋向構成一具有均勻扭曲方向之螺旋佈置。換言之，上 四個方位定向依據所列順序單調地增大或減小。舉例而 ，該方位角之逐步變化可為約90 ± 5。，雖然75。至1〇5。之 84290 -15 - 1289714 化範圍亦適用。 圖7顯示了一該佈置之實例，其中〇_板之方位定向713及 液晶單元後表面之導向器703及前表面之導向器 705<方位定向以箭頭表示。該些箭頭同時規定了光軸之方 位足向及其傾斜角，且由此定義了 一向量&參見圖2)。圖7 所示箭頭相當於該向量&參見圖2)，其產生於該向量y該向 量再現光軸）在x-y平面上之投影。前、後偏振器71〇、7〇8 及c-板7 14、71 8亦在圖中示出。在此圖示實例中，〇_板及液 晶單元之方位定向在一任意座標系中為：第一〇_板大約為 1 35。，後表面導向器大約為225。，前表面導向器大約為315。 ，第二板大約為45。。吾人可發現，上述四個方位角沿同 —方向以約90。之步進旋轉，換言之，其構成一約9〇。增量之 螺旋佈置。旋轉方向或扭曲方向可為順時針方向或逆時針 方向（觀看者由顯示器前方觀看）。 —_ 同之增量增大或 理想視角之角度 灰度反轉特性而 水平觀看效果， 移、灰度反轉， 而以不大於約2。 在該螺旋佈置中，方位定向以基本上相 減小較佳。增量之差異程度可依據應用、 相關集合及所需亮度、對比、彩色位移、 定。在一實施例中，吾人期望獲得良好之 其具有良好之亮度、對比且較低之彩色位 為此，其增量之差異以不大於約5。為較佳， 為最佳。- 1)第一 〇-板與前表面導向器之間、π 面導向器之間、及叫前表面導向器與：：面導向器與前表 定向以各自相差75。-1〇5。為較佳，以各 板心間《万位 目相是85。-95。為更佳 84290 -16- 1289714 ;在一實施例中，所述之方位定向相差9 0。。 除〇-板方位定向之影響外，〇_板之傾斜角θ亦可改變補償 器之特性。通常，0_板之傾斜角θ介於約2。一約85。範圍内， 以介於約5。一約7〇。範圍内為較佳。兩個〇-板之傾斜角可不 同或基本上相同。 在某些實施例中，〇-板阻滯器光軸之傾斜角（圖2所示之㊀) 不一致，其沿板厚度變化，較佳依據一預定之傾斜角分佈 而變化。〇-板之傾斜角可自板前面向〇_板後面增大或減小 ’其中〇 -板之前表面定義為距液晶顯示器觀看者最近之表面 。傾斜角之變化範圍通常依據所需之視角特性而定。舉例 而言，在某些實施例中，傾斜角（自前向後或自後向前）之變 化介於一 〇。一 10。範圍内之數值與一 25。一 55。範圍内之數值 又間。在其他實施例中，傾斜角在一 〇。—丨〇。範圍内之數值 與一 75。~ 90。範圍内之數值之間變化。吾人應瞭解，亦可選 用其他範圍，且所述實例不意謂其具有限定性。 圖8所示係圖4所示配置之一實施例（其中相同參考編號係 指類似之元件），插入符840及842表明沿〇_板412、416之傾 斜角之變化。在此圖示實例中，後〇-板之傾斜角自前向後增 大、前〇-板之傾斜角自後向前增大（其中前面係指液晶單 =^取右侧表面）。在某些實施例中，兩個〇-板之傾斜角較 =均依據^基本上相同之傾斜角分伟增大或減小。在其他實 施例ψ·，工、 /、 兩個〇-板之傾斜角分佈相互獨立，例如，一 百 有一 ρ 、 丨』训一 〇 -板具 —胃大或減小之傾斜角分佈，而另板具有一減小或增 大〈頻斜角分佈或具有—沿。.板之均Μ斜角分佈。 84290 -17- 1289714 、右而要’可構成具有以下特徵之補償器配置：其可產生 對：比率視角相關性，可減弱某些視角或所有視角 《矽巴？多；或與-非補償型扭曲向列液晶顯示器或包含 工業補仏备 < 扭曲向列液晶顯示器相比，同時具有以上兩 種特徵。 ~ 總又’應注意，為獲得最佳之性能，板及〇_板之光學阻 ^ 0板之方位定向及0-板内之平均傾斜角需適配於TN單 兀及有關對比性能之理想規格。若需要，可調整補償器内 〇-板、C-板、雙軸阻滯器及其他光學元件之阻滯值、方位角 及傾斜角等參數，以期獲得或改變補償器之特性。 實例 下面之實例係表中所示液晶單元及補償器配置之實例說 明。 表1規定了一用於製作實例卜58之扭曲向列LC(液晶）單元 之特性。請注意，此處所述之實例並非限定於該特定之顯 示器配置。 表1 LC &件之特性 ---—---------" 液晶單元間距： 5 μπι __ _ —-----—__— △ η (5 5 0 nm波長時） 一___ 0.082 \-- ^ v / _—---- 光學阻滯 ____ 410 nm __ - ----— 一 ___-- 位於LeD之後及前表面之[〇 導向器之方位角（(j)r，土么_ ... 2250 ， 3150 傾斜角： ___ 11：_一—— 介電常數： εe~1〇·5 5 s0 = 3.6 彈性常數： ku = 15 pN ； k22 = 8 pN ; ^33 = 21 pN _______..... 84290 -18- 1289714 對於實例1-24而言，表2-7中之各表均規定了位於丁N液晶 單元後部及前部之導向器之方位角（標示為吣及吣）。另外， 其亦規定了 〇-板及c-板之光學阻滯（特定板之常規及非常規 折射率與厚度d之乘積）。全部阻滯值均規定用於波長為55〇 nm之光。表中亦示出〇-板之傾斜角分佈是否均勻（用「n〇」 標示）、自前向後增加（用「+」標示，其中前面係指距離液 晶顯示器觀看者最近之表面）或自前向後減小（用「_」標示） 等。另外，亦規定了 〇-板之前傾斜角（θί、)及後傾斜角（θ〇，該 前傾斜角及後傾斜角決定了傾斜角分佈。就該些實例而言 ’除非另行說明’兩個0 -板之傾斜角分佈相同。 本配置資訊曾用於計算一特定配置之各種不同角度之對 比比率及彩色位移，該計算採用Berreman形式之模擬套裝軟 體 DIMOS 1.5c(可自 autr〇nic_Melchers(Karlsruhe，Ge_㈣ 購得）。對比度及彩色位移以定性方式確定在一 i — 5刻度上 ，且以5為最佳。 實例29至58中包含多個表，其用以說明：對應…板、c_ 板、TN液晶單元、雙軸阻滯器之阻滯值；o_板（TN單元具有 與實例！至28相同之方位定向）之方位定向φ ;以及〇_板^前 傾斜角ef及後傾斜角er。計算係採用011^〇3套裝軟體進行。 貫例亦可依據顯示器之模式實施來識別：模式顯示器， 其丽後偏-振器之傳送軸與位於液晶單元最近表面上之導向 奋平行（如圖7所示）；〇_模式顯示器，其前後偏振器之傳送 軸與位於液晶單兀最近表面上之導向器交叉約9〇。。 84290 -19- 1289714 實例1-3 方位定向係螺旋怖置之E-模式配置 表2中描述了三種不同之補償器配置，其〇-板及液晶單元 之方位定向以90°增量螺旋佈置。 表2 實例 序號 〇-板傾斜 角分佈 ΘΑ Φ 負極 C-板 TN Φγ Φί、 負極 c-板 〇-板傾斜 角分佈 er/ef Φ 〇,板 And c-板 And 反差度 彩色 位移 1 no 147140° 135° X 2250 3150 X no 14714° 45° 190 nm -180 nm 5 5 2 0720° 135° X 225° 3150 X + 2070° 45° 330 inn -170 nm 5 5 3 + 3670° 135° X 2250 3150 X 0736° 45° 140 nm -185 nm 5 5 如表2所示，所有三個實例均具有較佳之對比度及彩色位 移特性，而與〇 -板之傾斜角分佈無關。 實例4-6 方位定向係螺旋佈置之〇-模式配置 表3中描述了三種不同之補償器配置，其〇-板及液晶單元 之方位定向以90°增量螺旋佈置。 84290 -20- 1289714 表3 實例 序號 〇-板傾斜 角分佈 ΘΑ、 Φ 負極 C-板 TN Φγ Φί 負極 〇板 〇-板傾斜 角分佈 0r/0f Φ 〇-板 And o板 And 反差度 彩色 位移 4 no 16716° 135° X 2250 3150 X no 16716° 45° 165 nm -80 nm 4 5 5 0722° 135° X 2250 3150 X + 2270° 45° 220 nm -100 nm 3 5 6 + 3470° 135° X 2250 3150 X 0734° 45° 160 nm -90 nm 5 5 如表3所示，所有實例均具有可接受之對比度及極佳之彩 色位移。後〇-板之傾斜角自前向後增大而前〇-板之傾斜角自 後向前增大之補償器配置可獲得最佳之對比度。 實例7-9 _ ―方位定向係非螺旋佈置之E-模式配置 表4中描述了三種不同之補償器配置，其〇-板及液晶單元 之方位定向為非螺旋佈置。 84290 -21 - 1289714 表4 實例 序號 〇-板傾斜 角分佈 0r/0f Φ 負極 c-板 TN Φγ Φί 負極 c-板 〇-板傾斜 角分佈 0r/0f Φ 〇-板 And c-板 And 反差度 彩色 位移 7 no 50750° 45° X 225° 3150 X no 50750° 1350 75 run -170 run 3 1 8 0770° 45° X 2250 3150 X + 7070° 1350 100 nm -130 nm 3 1 9 + 7070° 45° X 2250 3150 X 0770° 1350 55 nm -150 nm 3 1 對比度及彩色位移遜色於實例1-3。 實例10-12 方位定向係非螺旋佈置之〇-模式配置 表5中描述了三種不同之補償器配置，其〇-板及液晶單元 之方位定向為非螺旋佈置。 表5 實例 序號 〇-板傾斜 角分佈 ΘΑ、 Φ 負極 c-板 TN Φί、 負極 C-板 〇-板傾斜 角分佈 er/ef Φ 〇-板 And c-板 And 反差度 彩色 位移 10 no 75775° 45σ X 225° 315° X no 75775° 1350 200 nm -100 nm 2 1 11 0780° 45° X 225° 315° X + 8070° 1350 160 nm -25 nm 2 1 12 + 7270° 45° X 225° 315° X 0772° 1350 80 nm -35 nm 2 1 84290 -22- 1289714 對比度及彩色位移遜色於實例4-6。 實例1 3 -1 8 〇 -板位於液晶早元與負極c -板之間之E -彳旲式配置 表6中描述了三種不同之補償器配置，其〇-板位於液晶單 元及負極c -板之間。 表6 實例 序號 負極 〇板 〇-板傾斜 角分佈 er/ef Φ TN T (j)t、 o-板傾斜 角分佈 er/ef Φ 負極 c-板 o-板 And c_板 And 反差 度 彩色 位移 13 X no 27727° 1350 2250 3150 no 27727° 45。 X 85 nm -180 nm 3 3 14 X no 80780° 1350 225° 3150 no 80780° 1350 X 220 nm -330 nm 4 1 15 X 0770° 1350 2250 3150 + 7070° 45° X 60 nm -240 nm 3 3 16 X 0770° 45° 2250 3150 + 7070° 1350 X 150 nm -20 nm 2 1 17 X + 7070° 1350 2250 3150 0770° 45° X 150 nm -160 nm 3 3 18 X + I 8070° 45° 2250 3150 0780° 1350 X 20 nm -175 nm 3 1 通常，對比度及彩色位移遜色於實例1-3。 實例19-24 〇-板位於液晶單元及負極c-板之間之〇-模式配置 84290 -23 - 1289714 表7中描述了三種不同之補償器配置，其〇-板位於c-板及 液晶早元之間。 表7 〇-板傾斜 TN ο-板傾斜 實例 負極 角分伟 Φγ 角分佈 負極 o-板 c-板 反差 彩色 序號 〇板 er/ef Φ φί θγ/θγ Φ c-板 And And 度 位移 no 2250 no 19 X 20720° 3150 20720° X 165 nm -50 nm 3 4 1350 45° No 2250 No 20 X 67767° 315° 67767° X 155 nm -150 nm 2 1 45° 1350 - 225° + 21 X 0764° 3150 6470° X 140 nm -130 nm 3 4 1350 45。 - 225° + 22 X 0772° 3150 7270° X 125 nm -75 nm 2 1 45° 135° -+ 2250 - 23 X 5670° 315° 0756° X 160 nm -75 nm 3 5 1350 45° + 2250 - 24 X 7670° 3150 0776° X 85 nm -85 nm 2 1 45° 1350 通常，對比度及彩色位移遜色於實例4及實例6，但是， 無論彩色涖移還是對比度，實例23均可與實例5媲美，而實 例1 9與2 1之對比度可與實例5相媲美。 實例25-28 其他〇-模式配置 表8及表9描述了 〇-模式補償器配置，其〇-板及c-板之參數 84290 -24- 1289714 有所改變。 表8 實例 〇-板 c-板 IN c-板 〇-板 序號 And Φ ΘΓ et、 And And And And Φ ΘΓ 25 159 135 30 3 -95 410 -95 159 45 3 30 26 171 135 27 3 -106 410 -105 175 45 3 28 表9 實例 c-板 o-板 c_板 TN c-板 o-板 c-板 序號 And And Φ ΘΓ 9f And And And And φ ΘΓ ef And 27 -40 140 135 39 3 -80 410 -80 140 45 3 39 -40 28 -44 152 135 36 3 -73 410 -79 152 45 3 35 -40 相對於實例26及實例28之補償器而言，實例乃及實例27 之則賞器具有較佳之對比度。四實例之彩色位移基本相同 。實例25之補償器之對比度較實例27之補償器稍佳。 實例29-32 其他E-模式配置 其板及c-板之參 表及表11描述了 E-模式補償器配置， 數有所改動。

84290 -25 - 1289714 表1 1 tM 〇板 ο- 板 〇板 TN c-板 ~ 〇-柘 And And er 6f And And ——------- And And ----- Of 40 167 135 90 3 -194 —410 -194 167 3 _32_ -36 184 135 97 3 -176 —410 -182 184 _45_ 3 92 -38 、 ，、只 π ο l 之補償器具有較佳之對比度。四實例之彩色位移基本相同 。實例29之補償器之對比度較實例3丨之補償器稍佳。 實例33-37 方位定向之變化 表1 2描述了 〇-模式TN液晶顯示器之補償器用〇_板方彳―— 向之變化。在實例33-3 5之中，前/後偏振器具有方位定向八 別為133。及47。之傳送軸。在實例36_37之中，前/後偏振π 具有方位定向分別為1 3 4。及4 6。之傳送軸。 r 表12 實例 〇板 c-板 TN c-板 序號 And Φ ΘΓ And And And And 33 159 133 30 19 -95 410 -95 159 34 159 J37 30 3 -95 410 -95 159 35 159 135 30 3 -95 410 -95 159 36 159 134 30 3 -95 410 -95 159 37 159 136 30 3 -95 410 -95 159 〇_板 47 43 45 46 44 0f 30 — 30 30 —-一 30 30 之 實例33之光學補償器之斜比度較實例35之光學補償哭 84290 -26- 1289714 對比度梢有降低，但是，其彩色位移基本相同。實例34之 光學補償器之對比度較實例35之光學補償器之對比度明顯 降低，但是其彩色位移基本相同。實例36及實例之光二 補償器之對比度較實例35之光學補償器之對比度稍有降I ’但是其彩色位移基本相同。 Ψ ^1 3 8-46 採用c-板與採用雙轴阻滯器之E-模式光學補償器之比較。 表13及表15描述了採用c -板之光學補償器，表14及表 插述了 c-板位置上（〇-板與TN液晶單元之間）為雙軸阻滯器 之光學補償器。 表13 板 C-板 TN c-板 序號 And Φ ΘΓ 0f And And And And Φ ΘΓ 38 307 135 0 19 -177 410 -177 307 45 19 0 39 143 135 40 3 -185 410 -185 143 45 3 40 40 133 135 77 3 -213 410 -213 133 45 3 77 表14 實例 序號 板 雙軸 (Δηά)ΐρ/ (Δικ1)ορ ΤΝ And 雙軸 (And)ip/ (Δηά)ορ 〇-板 And -Φ ΘΓ θί、 And Φ ΘΓ et、 41 307 135 0 19 3/-169 410 3/-169 307 45 19 0 42 117 135 ΊΊ 3 26/-216 410 26/-216 117 45 3 77 84290 -27 - 1289714 表15 實例 C-板 〇-板 c_板 And TN And c-板 〇㈣板 〇板 序號 And And φ ΘΓ ef And And Φ ΘΓ ef And 43 -40 287 135 0 19 -212 410 -212 287 45 19 0 -40 — 二 40 * — c-板 44 -40 167 135 90 3 -194 410 -194 167 45 3 90 表16 實例 序號 〇板 And 〇-板 雙軸 (Δικ1)φ (And)0D TN And 雙軸 〇-极 And Φ ΘΓ 0f (And)ip (And)oc And ) Φ θ「 0f And 45 -40 292 135 0 18 9 -211 410 9 -211 292 45 18 0 -40 46 -40 161 135 90 3 10 -200 410 10 -200 161 45 3 90 -40 實例3 8之c-板補償器與實例4 1之雙軸阻滞器補償器之對 比度及彩色位移基本相同。實例39、40及42之光學補償哭 具有基本相同之對比度及彩色位移，其彩色位移較實例3 8 及4 1稍差。實例43及44之狀況亦如上所述，但是其彩色位 移及對比度較實例3 8及4 1差。 實例4 4及4 6之彩 色位移及對比度可與實例 39 、 40及42相 嫂美。實例4 3及4 5之對比度及彩色位移稍声

實例47-W 採用C-板與採用雙軸阻滞器之。·模式光學補償器之比較。 表η及表】9描述了採用c_板之光學補償器，表18及表2〇 疋之間）上為雙軸阻滯 描述了在c -板位置（〇 -板與T N液晶單 器之光學補償器。 84290 -28 - 1289714 表17 實例 〇-板 c-板 TN c_板 o-板 序號 And Φ ΘΓ θί、 And And And And Φ ΘΓ 6f 47 149 135 0 29 -92 410 -92 149 45 29 0 48 159 135 30 3 -95 410 -95 159 45 3 30 表18 實例 序號 o-板 雙軸 (And)ip/ (And)0p TN And 雙幸由 (And)ip/ (Aiid)0p o-板 And Φ ΘΓ 9f And Φ ΘΓ 0f 49 115 135 0 73 62/-144 410 62/-144 115 45 73 0 50 98 135 57 3 53/-134 410 53/-134 98 45 3 57 表19 實例 c-板 o-板 C-板 TN c-板 o-板 C-—板 序號 And And Φ ΘΓ 0f And And And And Φ ΘΓ θί、 And 51 -40 112 135 0 34 -76 410 -76 112 45 34 0 -40 52 -40 107 135 0 24 -81 410 -81 107 45 24 0 -40 53 -40 140 135 39 3 -80 410 -80 140 45 n 39 -40 54 -40 114 135 26 3 -84 410 -84 114 45 3 26 -40 84290 29- 1289714 表20 tM c-板 〇-板 雙軸 TN And 雙軸 (And)ip (And)0D o-板 c-板 序號 And And Φ ΘΓ 9f (And)ip (Aiid)〇p And Φ ΘΓ Of And 55 -40 105 135 0 80 39 410 39 105 45 80 0 -40 -125 -125 56 -40 85 135 0 85 47 410 47 85 45 85 0 -40 -134 -134 57 -40 127 135 86 η 51/ 410 51 127 45 3 86 -40 -132 -132 58 -40 117 135 90 3 54/ 410 54 117 45 3 90 •40 -133 -133 實例47、48、49及50之光學補償器之對比度基本上相似 。實例48及5〇之彩色位移較實例49稍佳，而實例49之彩色 位移較實例47又稍佳。實例5 1 -58之對比度及彩色位移基本 上相似。 吾人不應認為本發明僅局限於以上所述之具體實例，而 應理解其涵蓋隨附申請專利範圍中明確陳述之發明之所有 方面。藉由針對性地審閱本發明之說明書，熟諳此技藝者 可極易聯想出本發明適用之各種修改、等效制程及難以歷 數之結構。 吾 藉由上—又有關本發明各實施例之詳細說明並結合附圖_， 人可對本發明有更全面之理解。其中： 圖1為一包含一光學元件之座標系示意圖； 圖2為該座標系進一步之示意圖； 圖3為一液晶顯示器補償結構之透視 84290 -30- 1289714 圖4為一根據本發明第一實施例之液晶顯示器補償結構 之透視示意圖； 圖5為一根據本發明第二實施例之液晶顯示器補償結構 之透視示意圖； 圖6為一根據本發明第三實施例之液晶顯示器補償結構 之透視示意圖； 圖7為一根據本發明第四實施例之液晶顯示器補償結構 之透視示意圖； 圖8為一根據本發明第五實施例之液晶顯示器補償結構 之透視示意圖； 本發明易於實施各種改進且具有各種替代型式，其具體 細節已藉由圖示以實例方式示出，並將予以詳細說明。然 而，應理解，本文並非意欲限定本發明於所述具體實施例 ，而意欲涵蓋本發明要旨及範圍内之所有改進、等效物友 替代。 — 圖式代表符號說明： X X軸 Y y軸 Z z轴 100 光學元件 102 — 主表面 (X， a 向量 Θ 傾斜角 Φ 方位角 84290 - 31 - 1289714 302, 402, 502, 602, 702 液晶 單 元 304, 306: ，412 :，416, 512, 〇 -板 516, 612, 616, 712, 716 308, 508, 608, 708 後偏 振 器 310, 510, 610, 710 前偏 振 器 404, 406 補償 器 結 構 408, 410 偏振 器 414, 418, 514, 518, 520, C -板 522, 714, 718 508, 608, 708 後偏 振 器 510, 610, 710 前偏 振 器 615, 619 雙軸 阻 滯 器 703, 705 導向 器 713, 717 水平 方 向 840, 842 插入 符 84290 -32 -

Claims (1)

1. Ι289ϋ^107116號專利申請案 年月日修(更)正本 中文申請專利範圍替換本(95年8月---- 拾、申請專利範圍： ％ 1. 一種液晶顯示器，其包含： 一具有一第一方位定向之第一 板； 一第一 c-板； 一包含一前表面及一後表面之液晶單元，其中位於該 後表面之液晶具有一第二方位定向，位於該前表面之液 晶具有一第三方位定向，且其中該第一 c-板位於該第一 0 -板與該液晶早元之間， 一第二C-板；及 一具有一第四方位定向之第二〇-板，其中該第二C-板 位於該弟二0 -板與該液晶早元之間， 其中該第一、第二、第三及第四方位定向呈螺旋佈置； 其中 該第二方位定向與該第一方位定向沿第一旋轉方向 相差一介於75°至105°範圍内之角度， 該第三方位定向與該第二方位定向沿第一旋轉方向 相差一介於75°至105°範圍内之角度，且 該第四方位定向與該第三方位定向沿第一旋轉方向 相差一介於75°至105°範圍内之角度。 2. 根據申請專利範圍第1項之液晶顯示器，其中該第一旋 轉方向為順時針方向（自第一 〇-板朝向液晶層觀看）。 3. 根據申請專利範圍第1項之液晶顯示器，其中該第一旋 轉方向為逆時針方向（自第一 〇-板朝向液晶層觀看）。 4. 根據申請專利範圍第1項之液晶顯示器，其中該第一及 84290-950831.DOC 1289714 該第二c -板為正極c -板。 5 ·根據申請專利範圍第1項之液晶顯示器，其中該第一及 該第二C -板為負極C -板。 6·根據申請專利範圍第1項之液晶顯示器，其中該液晶單 元為一扭曲向列液晶單元。 7·根據申請專利範圍第1項之液晶顯示器，其進一步包含： 一後偏振器，其佈置方式為：該第一c_板及該第一〇_ 板位於該後偏振器與該液晶單元之間，及 一前偏振器，其佈置方式為··該第二c_板及該第二〇_ 板位於該前偏振器與該液晶單元之間。 8·根據申請專利範圍第7項之液晶顯示器，其中該後偏振 裔、该％偏振器及該液晶單元依據6_模式配置佈置。 9·根據申請專利範圍第7項之液晶顯示器，其中該後偏振 器、該前偏振器及該液晶單元依據0_模式配置佈置。 10·根據申請專利範圍第1項之液晶顯示器，其中該第一 〇-板之該光軸以一基本上均勻之數值傾斜。 11 ·根據申請專利範圍第1項之液晶顯示器，其中該第一 0_ 板之該光軸之傾斜角沿該第一 0_板自前向後不同。 12·根據申睛專利範圍第11項之液晶顯示器，其中該第一 〇-板之该傾斜角沿該第一 〇-板自前向後增大。 1 3 ·根據申清專利範圍第11項之液晶顯示器，其中該第二〇-板之該光軸之該傾斜角沿該第二〇_板自前向後不同。 14.根據申請專利範圍第13項之液晶顯示器，其中該第一 〇-板之该傾斜角沿該第一 〇 _板自前向後增大，該第二〇 _板 84290-950831.DOC -2- 1289714 之該傾斜角沿該第二〇-板自前向後減小。 15.根據申請專利範圍第1項之液晶顯示器，其進一步包含 一第三c-板，其佈置方式為：該第一 〇-板位於該第三c-板與該液晶單元之間。 1 6.根據申請專利範圍第1 5項之液晶顯示器，其進一步包含 一第四c-板，其佈置方式為：該第二〇-板位於該第四c-板與該液晶早元之間。 1 7. —種液晶顯示器，其包含： 一第一正極〇 -板； 一第一阻滯器； 一液晶單元，其中該第一阻滯器位於該第一 〇-板與該 液晶早元之間； 一第二阻滯器，其中至少該第一阻滞器與該第二阻滯 器之一係一雙軸阻滯器，及 一第二正極0-板，其中該第二阻滯器位於該第二〇-板 與該液晶單元之間。 18.根據申請專利範圍第17項之液晶顯示器，其中該第一與 該第二阻滯器均為雙軸阻滯器。 1 9.根據申請專利範圍第1 7項之液晶顯示器，其中該第一與 該第二阻滯器之一係一 c-板。 20.根據申請專利範圍第1 7項之液晶顯示器，其中該雙軸阻 滯器具有一負極平面外雙折射。 2 1.根據申請專利範圍第1 7項之液晶顯示器，其進一步包含 一第一 c-板，其佈置方式為：該第一 〇-板位於該第一 c- 84290-950831.DOC -3- 1289714 板與該液晶早元之間。 22.根據申請專利範圍第1 7項之液晶顯示器，其進一步包含 一第二c-板，其佈置方式為：該第二〇-板位於該第二c-板與該液晶單元之間。 23 · —種用於液晶顯示器之補償方法，該方法包括： 將光導引穿過一液晶單元及一補償結構，該液晶單元 及補償結構包含： 一具有一第一方位定向之第一 〇-板； 一第一 c-板； 一包含一前表面及一後表面之液晶單元，其中位於 該後表面之該液晶具有一第二方位定向，位於該前表 面之該液晶具有一第三方位定向，且其中該第一 C-板 位於該第一 0-板與該液晶單元之間； 一第二C-板；及 一具有一第四方位定向之第二0-板，其中該第二C-板位於該第二〇-板與該液晶單元之間； 其中該第一、第二、第三及第四方位定向呈螺旋佈 置； 其中 該第二方位定向與該第一方位定向沿第一旋轉方 向相差一介於75°至105°範圍内之角度， 該第三方位定向與該第二方位定向沿第一旋轉方 向相差一介於75°至105°範圍内之角度，且 該第四方位定向與該第三方位定向沿第一旋轉方 84290-950831.DOC -4- 1289714 向相差一介於75°至105°範圍内之角度。 24. —種用於液晶顯示器之補償方法，該方法包括： 將光導引穿過一液晶單元及一補償結構，該液晶單元 及補償結構包含： 一第一正極〇 -板； 一第一阻滯器； 一液晶單元，其中該第一阻滯器位於該第一 〇-板與 該液晶單元之間； 一第二阻滯器，其中至少該第一阻滯器與該第二阻 滯器之一為一雙軸阻滞器，及 一第二正極0-板，其中該第二阻滯器位於該第二0-板與該液晶單元之間。 84290-950831.DOC 5-