WO2015196503A1 - 液晶显示器及其光学补偿方法 - Google Patents

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WO2015196503A1
WO2015196503A1 PCT/CN2014/081485 CN2014081485W WO2015196503A1 WO 2015196503 A1 WO2015196503 A1 WO 2015196503A1 CN 2014081485 W CN2014081485 W CN 2014081485W WO 2015196503 A1 WO2015196503 A1 WO 2015196503A1
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WO
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uniaxial
hyperbolic
compensation film
compensation
liquid crystal
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PCT/CN2014/081485
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English (en)
French (fr)
Inventor
康志聪
海博
Original Assignee
深圳市华星光电技术有限公司
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/29—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
    • G02F1/33—Acousto-optical deflection devices
    • G02F1/335—Acousto-optical deflection devices having an optical waveguide structure

Definitions

  • the present invention relates to the field of liquid crystal display technology, and in particular to a liquid crystal display and an optical compensation method thereof.
  • the difference in the optical path difference of the liquid crystal is not only related to the level of the transmittance, but also has a great influence on the dark state of the large angle of view.
  • TFT-LCD Thin Film Transistor LCD
  • the wide viewing angle compensation film which can effectively reduce the light leakage of the dark state picture, and can greatly improve the picture within a certain angle of view. Contrast.
  • the compensation principle of the compensation film is generally the phase produced by the liquid crystal at different viewing angles. The difference is corrected to compensate for the symmetry of the birefringence properties of the liquid crystal molecules. Different compensation modes are used for different liquid crystal display modes.
  • the compensation film used for large-size LCD TVs is mostly for Vertical Alignment (VA) display mode.
  • Konica's N-TAC was used in the early days, and it has been developed. Formed the Zeonor of OPOTES, the F-TAC series of Fujitsu, and the X-Plate of Nitto Denko.
  • FIG. 1 is a prior art using an unaxial positive birefringence A-Plate and a negative hyperbolic uniaxial C-compensation film (unaxial Negative birefringence C).
  • -Plate Schematic diagram of compensating for the brightness distribution of the dark state, such as the Isoluminance contour
  • FIG. 2 is a schematic diagram of the equal contrast ratio contour of the prior art using A-Plate and C-Plate compensation, wherein the above A -Plate and C-Plate compensation values are as follows:
  • the present invention constructs a liquid crystal display, wherein the liquid crystal display has a liquid crystal optical path difference LCAND range of 287 nm LCAND 305 nm, and the liquid crystal display includes:
  • a liquid crystal layer disposed between the first substrate and the second substrate; a first polarizing film disposed on an outer side of the first substrate;
  • a second polarizing film disposed on an outer side of the second substrate
  • a two-layer negative hyperbolic uniaxial C-compensation film wherein the positive hyperbolic uniaxial A-compensation film and the two-layer negative hyperbolic uniaxial C-compensation film are disposed on the first substrate and Between the first polarizing films or between the second substrate and the second polarizing film;
  • the in-plane optical path difference compensation value Ro of the positive hyperbolic uniaxial A-compensation film has a value range of 92 nm Ro 184 nm, and the out-of-plane optical path difference compensation value Rth ranges from 46 nm Rth to 92 nm;
  • the compensation value Rth of the negative hyperbolic uniaxial C-compensation film ranges from Yl Rth Y2; where Yl and Y2 satisfy the following formula: - 5.42 ⁇ +260.1; and
  • ⁇ 2 -0.000025365 ⁇ 4 +0.006829 ⁇ 3 -0.69655 ⁇ 2 +31.93 ⁇ -426.8;
  • X is the out-of-plane optical path difference compensation value of the positive hyperbolic uniaxial A-compensation film
  • the in-plane retardation compensation value Ro of the positive hyperbolic uniaxial A-compensation film and the range of the out-of-plane retardation compensation value Rth are obtained by the following formula adjustment:
  • Nx is the refractive index in the X direction of the maximum refractive index given in the plane of the positive hyperbolic uniaxial A-compensation film
  • Ny is the in-plane and X direction of the positive hyperbolic uniaxial A-compensation film
  • the orthogonal refractive index in the Y direction, Nz is the refractive index in the thickness direction of the positive hyperbolic uniaxial A-compensation film
  • dl is the thickness of the positive hyperbolic uniaxial A-compensation film
  • Nx > Ny , Ny Nz.
  • the range of the compensation value Rth of the negative hyperbolic uniaxial C-compensation film is obtained by the following formula adjustment:
  • Rth [(Mx + My)/2-Mz]*d2 ;
  • Mx is the refractive index in the X direction of the maximum refractive index given in the plane of the negative hyperbolic uniaxial C-compensation film
  • My is the in-plane and X-direction of the negative hyperbolic uniaxial C-compensation film.
  • the two-layer negative hyperbolic uniaxial C-compensation film comprises a first negative hyperbolic uniaxial C-compensation film and a second negative hyperbolic uniaxial C-compensation film;
  • the positive hyperbolic uniaxial A-compensation film and the first negative hyperbolic uniaxial C-compensation film are located on one side of the liquid crystal layer, and the second negative hyperbolic uniaxial C- The compensation film is located on the other side of the liquid crystal layer.
  • the positive hyperbolic uniaxial A-compensation film and the first negative hyperbolic uniaxial C-compensation film have the same slow axis, and the slow axis is located at the liquid crystal
  • the absorption axis of the polarizing film on the same side of the layer is perpendicular; the second negative hyperbolic uniaxial C-compensation film is perpendicular to the absorption axis of the polarizing film on the same side of the liquid crystal layer.
  • the present invention constructs a liquid crystal display, the liquid crystal display comprising:
  • a liquid crystal layer disposed between the first substrate and the second substrate; a first polarizing film disposed on an outer side of the first substrate;
  • a second polarizing film disposed on an outer side of the second substrate
  • a two-layer negative hyperbolic uniaxial C-compensation film wherein the positive hyperbolic uniaxial A-compensation film and the two-layer negative hyperbolic uniaxial C-compensation film are disposed on the first substrate and Between the first polarizing films or between the second substrate and the second polarizing film;
  • the in-plane optical path difference compensation value Ro of the positive hyperbolic uniaxial A-compensation film has a value range of 92 nm Ro 184 nm, and the out-of-plane optical path difference compensation value Rth ranges from 46 nm Rth to 92 nm;
  • the compensation value Rth of the negative hyperbolic uniaxial C-compensation film ranges from Y l Rth Y2; where Y l and Y2 satisfy the following formula:
  • Y2 -0.000025365x 4 +0.006829x 3 -0.69655x 2 +31.93x-426.8;
  • X is the out-of-plane optical path compensation value of the positive hyperbolic uniaxial A-compensation film
  • the in-plane retardation compensation value Ro of the positive hyperbolic uniaxial A-compensation film and the range of the out-of-plane retardation compensation value Rth are obtained by the following formula:
  • Nx is the refractive index in the X direction of the maximum refractive index given in the plane of the positive hyperbolic uniaxial A-compensation film
  • Ny is the in-plane and X direction of the positive hyperbolic uniaxial A-compensation film
  • the orthogonal refractive index in the Y direction, Nz is the refractive index in the thickness direction of the positive hyperbolic uniaxial A-compensation film
  • dl is the thickness of the positive hyperbolic uniaxial A-compensation film
  • Nx > Ny , Ny Nz.
  • the range of the compensation value Rth of the negative hyperbolic uniaxial C-compensation film is obtained by the following formula:
  • Rth [(Mx + My)/2-Mz]*d2 ;
  • Mx is the refractive index in the X direction of the maximum refractive index given in the plane of the negative hyperbolic uniaxial C-compensation film
  • My is the in-plane and X-direction of the negative hyperbolic uniaxial C-compensation film.
  • the compensation film comprises a first negative hyperbolic uniaxial C-compensation film and a second negative hyperbolic uniaxial C-compensation film;
  • the positive hyperbolic uniaxial A-compensation film and the first negative hyperbolic uniaxial C-compensation film are located on one side of the liquid crystal layer, and the second negative hyperbolic uniaxial C- The compensation film is located on the other side of the liquid crystal layer.
  • the positive hyperbolic uniaxial A-compensation film and the first negative hyperbolic uniaxial C-compensation film have the same slow axis, and the slow axis is located at the liquid crystal layer
  • the absorption axis of the polarizing film on the same side is perpendicular; the second negative hyperbolic uniaxial C-compensation film is perpendicular to the absorption axis of the polarizing film on the same side of the liquid crystal layer.
  • the present invention also constructs an optical compensation method for a liquid crystal display, the method comprising:
  • Adjusting the compensation value Rth of the negative hyperbolic uniaxial C-compensation film is in Yl Rth Y2; wherein Yl and ⁇ 2 satisfy the following formula:
  • ⁇ 2 -0.000025365 ⁇ 4 +0.006829 ⁇ 3 -0.69655 ⁇ 2 +31.93 ⁇ -426.8;
  • X is an out-of-plane retardation compensation value Rth of the positive hyperbolic uniaxial ⁇ -compensation film; the positive hyperbolic uniaxial A-compensation film and the negative hyperbolic uniaxial C-compensation film setting Between the first substrate of the liquid crystal display and the first polarizing film or Between the second substrate and the second polarizing film.
  • the in-plane optical path difference compensation value Ro of the positive hyperbolic uniaxial A-compensation film is adjusted to be in the range of 92 nm ⁇ Ro ⁇ l84 nm
  • the The out-of-plane retardation compensation value Rth of the positive hyperbolic uniaxial A-compensation film is obtained by adjusting the following equation at 46 nm Rth 92 nm:
  • Nx is the refractive index in the X direction of the maximum refractive index given in the plane of the positive hyperbolic uniaxial A-compensation film
  • Ny is the in-plane and X direction of the positive hyperbolic uniaxial A-compensation film
  • Rth [(Mx + My)/2-Mz]*d2 ;
  • Mx is the refractive index in the X direction of the maximum refractive index given in the plane of the negative hyperbolic uniaxial C-compensation film
  • My is the in-plane and X-direction of the negative hyperbolic uniaxial C-compensation film.
  • the two-layer negative double The meandering uniaxial c-compensation film comprises a first negative hyperbolic uniaxial C-compensation film and a second negative hyperbolic uniaxial C-compensation film;
  • the positive hyperbolic uniaxial A-compensation film and the first negative hyperbolic uniaxial C-compensation film are located on one side of the liquid crystal layer, and the second negative hyperbolic uniaxial C- The compensation film is located on the other side of the liquid crystal layer.
  • the positive hyperbolic uniaxial A-compensation film and the first negative hyperbolic uniaxial C-compensation film have the same slow axis, and the slow axis is located
  • the absorption axis of the polarizing film on the same side of the liquid crystal layer is perpendicular; the second negative hyperbolic uniaxial C-compensation film is perpendicular to the absorption axis of the polarizing film on the same side of the liquid crystal layer.
  • the invention reduces the dark state light leakage phenomenon of the large viewing angle by changing the compensation value of the positive hyperbolic uniaxial A-compensation film and the negative hyperbolic uniaxial C-compensation film in the liquid crystal display, and the invention can effectively increase the large viewing angle. Contrast and clarity.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of brightness distributions in the prior art using compensation values of A-Plate and C-Plate to compensate for dark state light leakage;
  • FIG. 2 is a schematic diagram of the same contrast distribution of the full viewing angle after compensation using the compensation values of A-Plate and C-Plate in the prior art;
  • FIG. 3 is a schematic structural view of a first preferred embodiment of a liquid crystal display according to the present invention
  • FIG. 4 is a schematic structural view of a second preferred embodiment of the liquid crystal display of the present invention
  • Figure 5 is a graph showing the variation of the amount of light leakage with the delay value during the simulation of the liquid crystal display
  • Figure 6 is a graph showing the variation of the amount of light leakage with the delay value during the simulation of the liquid crystal display
  • FIG. 7 is a schematic diagram of brightness distribution of dark state light leakage after A-Plate and C-Plate use compensation values according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing the same contrast distribution of the full viewing angle after the A-Plate and the C-Plate use the compensation value according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 9 is a schematic diagram showing brightness distributions of dark state light leakage after A-Plate and C-Plate use compensation values according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing the same contrast distribution of the full viewing angle after the A-Plate and the C-Plate use the compensation value according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing brightness distributions of dark state light leakage after A-Plate and C-Plate use compensation values according to still another embodiment of the present invention.
  • Fig. 12 is a schematic diagram showing the same contrast distribution of the full-view angle after the A-Plate and the C-Plate use the compensation value according to still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic structural diagram of a first preferred embodiment of a liquid crystal display according to an embodiment of the present invention.
  • the liquid crystal display of the embodiment of the present invention is preferably a Vertical Alignment (VA) liquid crystal display having a liquid crystal optical path difference LC A ND range of 287 nm LC ⁇ ND 305 nm, g ⁇ interval
  • VA Vertical Alignment
  • the pretilt angle of the liquid crystal is 85° Pretilt angle ⁇ 90°, that is, the interval [85°, 90°).
  • the liquid crystal display includes a first substrate 31, a second substrate 32, a liquid crystal layer 33, a first polarizing film 34, and a second polarizing film 35.
  • the liquid crystal layer 33 is disposed between the first substrate 31 and the second substrate 32.
  • the first polarizing film 34 is disposed outside the first substrate 31, and the second polarizing film 35 is disposed on the The outer side of the second substrate 32.
  • the liquid crystal display further includes a positive hyperbolic uniaxial A-compensation film 36, a first negative hyperbolic uniaxial C-compensation film 37, and a second negative hyperbolic uniaxial C-compensation film 38.
  • the positive hyperbolic uniaxial A-compensation film 36 and the first negative hyperbolic uniaxial C-compensation film 37 are located on the second substrate 32 and the second polarized light.
  • the positive hyperbolic uniaxial A-compensation film 36 and The first negative hyperbolic uniaxial C-compensation film 37 has the same slow axis, which is perpendicular to the absorption axis of the second polarizing film 35 by 90 degrees; and the second negative hyperbolic uniaxial axis a C-compensation film 38 is located between the first substrate 31 and the first polarizing film 34, that is, the first polarizing film and the second negative double
  • the meandering uniaxial c-compensation film is located on the same side of the liquid crystal layer, and the slow axis of the second negative hyperbolic uniaxial C-compensation film 38 is 90 degrees, and the absorption axis of the first polarizing film 34 is 0. Degree is vertical.
  • the positive hyperbolic uniaxial A-compensation film 36 and the first negative hyperbolic uniaxial C-compensation film 377 are located in the first Between the substrate 31 and the first polarizing film 34, that is, the first polarizing film and the first negative hyperbolic uniaxial C-compensation film are located on the same side of the liquid crystal layer, the positive double zigzag
  • the uniaxial A-compensation film 36 and the first negative hyperbolic uniaxial C-compensation film 377 have a slow axis which is perpendicular to the absorption axis of the first polarizing film 35 by 0 degrees; and the second negative a double-folded uniaxial C-compensation film 38 is located between the second substrate 32 and the second polarizing film 35, that is, the second polarizing film and the second negative hyperbolic uniaxial C-compensation film are located
  • the liquid crystal layer is on the same side, and the slow axis of the second negative hyperbolic un
  • the absorption axis of the first polarizing film 34 is 0 degrees, and the absorption axis of the second polarizing film 35 is 90 degrees; in some other embodiments, in the first
  • the absorption axis of the polarizing film 34 is 90 degrees and the absorption axis of the second polarizing film 35 is 0 degrees, it is only required to ensure the positive hyperbolic uniaxial A-compensation film 36 or the negative hyperbolic uniaxial C-
  • the slow axes of the compensation films 37 and 38 may be perpendicular to the absorption axes of the polarizing films (the first polarizing film 34 or the second polarizing film 35) on the same side of the liquid crystal layer 33, and are suitable for use in the present invention.
  • the present invention simulates dark state light leakage by setting compensation values of different positive hyperbolic uniaxial A-compensation films 36 and negative hyperbolic uniaxial C-compensation films 37, 38, According to the simulation result, the compensation value range corresponding to the dark state light leakage is obtained.
  • the positive hyperbolic uniaxial A-compensation film 36 and the slow axis of the negative hyperbolic uniaxial C-compensation films 37, 38 are first disposed.
  • the angle of the absorption axis of the polarizing film is 90 °
  • the liquid crystal pretilt angle of the liquid crystal display is set in the range [85 ° , 90 ° );
  • the liquid crystal azimuth pretwist in the four quadrants is set to 45 °, the liquid crystal light
  • the path LC A ND is set in the interval [287 nm, 305 nm]; and the source used in the simulation is the blue-YAG (Yttrium Aluminum Garnet) LED spectrum, whose central brightness is defined as l OOnit and the light source distribution is Lambert distribution. .
  • FIGS. 5 and 6 show that when the liquid crystal optical path difference LCA ND is 287 nm and the pretilt angle Pretilt is 89 ° and 85 °,
  • the variation of the light leakage amount when the in-plane retardation Ro and the thickness direction retardation Rth of the positive hyperbolic uniaxial A-compensation film 36 and the thickness direction retardation Rth of the negative hyperbolic uniaxial C-compensation film 37 or 38 take different values
  • the in-plane retardation Ro and the thickness direction retardation of the positive hyperbolic uniaxial A-compensation film 36 are shown in Fig.
  • the A-Plate Ro in Figs. 5 and 6 represents the in-plane retardation Ro of the positive hyperbolic uniaxial A-compensation film 36
  • the A-Plate Rth represents the thickness direction retardation of the positive hyperbolic uniaxial A-compensation film 36.
  • C-Plate Rth denotes a thickness direction retardation Rth of the negative hyperbolic uniaxial C-compensation film 37 or 38 (wherein the thickness direction retardation Rth of the first negative hyperbolic uniaxial C-compensation film 37 and the said Second negative hyperbolic uniaxial C-compensation The thickness direction of the film 38 is delayed by Rth).
  • the range of delay values for the hyperbolic uniaxial C-compensation film 37 or 38 is as follows:
  • the in-plane optical path compensation value Ro of the positive hyperbolic uniaxial A-compensation film 36 has a value range of 92 nm Ro 184 nm, and the out-of-plane optical path compensation value Rth ranges from 46 nm to Rth 92 nm .
  • the compensation value Rth of the negative hyperbolic uniaxial C-compensation film 37 or 38 ranges from Yl Rth Y2, where Yl and ⁇ 2 satisfy the following formulas (1) and (2):
  • ⁇ 2 -0.000025365 ⁇ 4 +0.006829 ⁇ 3 -0.69655 ⁇ 2 +31.93 ⁇ -426.8 ( 2)
  • X in the above formulas (1) and (2) is the face of the positive hyperbolic uniaxial ⁇ -compensation film External optical path difference compensation value Rth.
  • the in-plane optical path difference compensation of the positive hyperbolic uniaxial A-compensation film 36 The range of the compensation value Ro and the out-of-plane optical path difference compensation value Rth is obtained by the following formulas (3) and (4):
  • Nx is the positive hyperbolic uniaxial A-compensation film 36 face
  • Ny is the refractive index in the Y direction orthogonal to the X direction in the plane of the positive hyperbolic uniaxial A-compensation film 36
  • Nz is the positive double
  • dl is the thickness of the positive hyperbolic uniaxial A-compensation film 36
  • Nx > Ny, Ny Nz.
  • the range of the compensation value Rth of the negative hyperbolic uniaxial C-compensation film is obtained by the following formula (5):
  • the following three examples A, B, and C are used to explain how to correct the uniaxial A-axis compensation film 36 and the negative hyperbolic curve according to the above formulas (3), (4), and (5).
  • the uniaxial C-compensation film 37 or 38 is adjusted.
  • the thickness d2 of the negative hyperbolic uniaxial C-compensation film 37 or 38 is adjusted, According to the formula (5), the range of the compensation value Rth of the negative hyperbolic uniaxial C-compensation film 37 or 38 is adjusted to Y1 Rth Y2.
  • the refractive index Nx, Ny, Nz, the range of the in-plane retardation compensation value Ro of the positive hyperbolic uniaxial A-compensation film 36 is adjusted to: 92 nm Ro 184 nm, and its out-of-plane optical path difference
  • the range of the compensation value Rth is adjusted to: 46nm Rth ⁇ 92.
  • the refractive indices Mx, My, Mz of the negative hyperbolic uniaxial C-compensation film 37 or 38 are adjusted, According to the formula (5), the range of the compensation value Rth of the negative hyperbolic uniaxial C-compensation film 37 or 38 is adjusted to Y1 Rth Y2.
  • the in-plane optical path compensation value Ro of the uniaxial A-compensation film 36 is adjusted to be: 92 nm Ro 184 nm, and the out-of-plane optical path difference compensation value Rth is taken.
  • the value range is adjusted to: 46 nm Rth 92 nm; then, the refractive indices Mx, My, Mz and the thickness d2 of the negative hyperbolic uniaxial C-compensation film 37 or 38 are simultaneously adjusted, and the negative is performed according to the formula (5)
  • the range of the compensation value Rth of the uniaxially-curved uniaxial C-compensation film 37 or 38 is adjusted to Yl Rth Y2.
  • the invention also provides an optical compensation method using a liquid crystal display, wherein the liquid crystal display has a liquid crystal optical path difference LC A ND range of [287 nm, 305 nm], and the liquid crystal pretilt angle range is [ 85 ° , 90 ° ).
  • the liquid crystal display comprises a positive hyperbolic uniaxial A-compensation film 36 and two negative hyperbolic uniaxial C-compensation films 37, 38, such as in the embodiment shown in Figure 3, the positive double a meandering uniaxial A-compensation film 36 and the first negative hyperbolic uniaxial C-compensation film 37 are located between the second substrate 32 and the second polarizing film 35, that is, the second polarizing film and the
  • the positive hyperbolic uniaxial A-compensation film 36 and the first negative hyperbolic uniaxial C-compensation film 3 7 has the same slow axis, which is perpendicular to the absorption axis of the second polarizing film, 90 degrees; and the second negative hyperbolic uniaxial C-compensation film 38 is located on the first substrate 31 and Between the first polarizing films 34, that is, the first polarizing film and the second negative hyperbol
  • the positive hyperbolic uniaxial A-compensation film 36 and the first negative hyperbolic uniaxial C-compensation film 377 are located in the Between the first substrate 31 and the first polarizing film 34, that is, when the first polarizing film and the first negative hyperbolic uniaxial C-compensation film are located on the same side of the liquid crystal layer, the positive The hyperbolic uniaxial A-compensation film 36 and the first negative hyperbolic uniaxial C-compensation film 37 have the same slow axis, perpendicular to the absorption axis of the first polarizing film by 0 degrees; and the second A negative hyperbolic uniaxial C-compensation film 38 is located between the second substrate 32 and the second polarizing film 35, that is, the second polarizing film and the second negative hyperbolic uniaxial C-compensation film are located When the liquid crystal layer is on the same side, the slow axis of the second negative hyperbolic uniaxial C-compensation
  • the range of the in-plane retardation compensation value Ro of the positive hyperbolic uniaxial A-compensation film 36 is adjusted to 92 nm Ro 184 nm.
  • the out-of-plane retardation compensation value Rth is adjusted to 46nm Rth 92nm.
  • Y1 -0.00001658x 3 +0.04037x 2 -5.42x+260.1;
  • Y2 -0.000025365x 4 +0.006829x 3 -0.69655x 2 +31.93x-426.8;
  • X is the out-of-plane optical path difference compensation value Rth of the positive hyperbolic uniaxial ⁇ -compensation film 36.
  • the in-plane optical path compensation value Ro of the positive hyperbolic uniaxial A-compensation film 36 is adjusted to be in the range of 92 nm Ro 184 nm, and the positive hyperbolic uniaxial A- is adjusted.
  • Rth [(Nx+Ny)/2-Nz]*dl
  • Nx is the refractive index in the X direction of the maximum refractive index given in the plane of the positive hyperbolic uniaxial A-compensation film 36
  • Ny is the in-plane of the positive hyperbolic uniaxial A-compensation film 36
  • Nz is the refractive index in the thickness direction of the positive hyperbolic uniaxial A-compensation film 36
  • dl is the thickness of the positive hyperbolic uniaxial A-compensation film 36.
  • Nx > Ny, Ny Nz.
  • Rth [(Mx + My)/2-Mz]*d2 ;
  • Mx is the refractive index in the X direction of the maximum refractive index given in the plane of the negative hyperbolic uniaxial C-compensation film 37 or 38
  • My is a negative hyperbolic uniaxial C-compensation film 37 or 38 in-plane
  • X The refractive index in the Y direction orthogonal to the direction
  • Mz is the refractive index in the thickness direction of the negative hyperbolic uniaxial C-compensation film 37 or 38
  • d2 is the thickness of the negative hyperbolic uniaxial C-compensation film 37 or 38
  • Mx My, My > Mz.
  • the embodiments of the present invention are mainly directed to two kinds of optical compensation films of liquid crystal optical path difference LCAND at [287 nm, 305 nm] and liquid crystal pretilt angle range of [85°, 90°]: positive double zigzag single-axis A-compensation film and Negative hyperbolic uniaxial C-compensation film, by adjusting the compensation values of the above two compensation films to weaken the dark state light leakage phenomenon at a large viewing angle,
  • the invention can effectively increase the contrast and sharpness of a large viewing angle.

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Abstract

一种液晶显示器及其光学补偿方法，主要是改变正性双曲折单轴A-补偿膜（36）和负性双曲折单轴C-补偿膜（37，38）的补偿值，尤其是控制负性双曲折单轴C-补偿膜（37，38）的补偿值Rth的取值范围，通过调整上述两种补偿膜的补偿值来减弱暗态漏光现象，实施本方案可以有效的减弱大视角的暗态漏光现象，增加大视角的对比度和清晰度。

Description

液晶显示器及其光学补偿方法
【技术领域】
本发明涉及液晶显示技术领域，特别是涉及一种液晶显示器 及其光学补偿方法。
【背景技术】
随着液晶显示面板的不断普及，对液晶显示面板显示质量的 要求越来越高。 为了获得较高的液晶光程差， 在液晶折射率固定 的情况下， 只能增加液晶的厚度 （cell gap ) , 这样会导致液晶用 量的增加， 由于液晶的成本很高， 因此液晶用量越多， 生产成本 就越高。
而液晶光程差的大小不仅关系到穿透率的高低， 也会对大视 角的暗态漏光造成很大的影响。 以薄膜场效应晶体管液晶显示器 ( Thin Film Transistor LCD , TFT-LCD ) 为例， 随着 TFT-LCD 的观察角度逐渐增大， 画面的对比度不断降低， 画面的清晰度也 逐渐下降。这是由于液晶层中液晶分子的双折射率随着观察角度 变化发生改变的结果， 采用宽视角补偿膜进行补偿， 可以有效降 低暗态画面的漏光， 在一定的视角内能大幅度提高画面的对比 度。
其中补偿膜的补偿原理一般是将液晶在不同视角产生的相 位差进行修正， 让液晶分子的双折射性质得到对称性的补偿。 针对不同的液晶显示模式， 使用的补偿膜也不同， 大尺寸液 晶电视使用的补偿膜大多是针对垂直配向 （ Vertical Alignment， VA ) 显示模式， 早期使用的有 Konica公司的 N-TAC , 后来不断 发展形成 OPOTES 公司的 Zeonor , 富士通的 F-TAC系列， 日东 电工的 X-Plate等。
而针对相同的液晶光程差， 如果补偿膜补偿值不同， 则大视 角的暗态漏光就不同， 对比度也不同。 请参阅图 1 和图 2， 图 1 为现有技术中使用正性双曲折单轴 A-补偿膜 （unaxial positive birefringence A-Plate ) 与负性双曲折单轴 C-补偿膜 （ unaxial Negative birefringence C-Plate ) 补偿暗态漏光等亮度分布 (Isoluminance contour)示意图， 图 2 为现有技术中使用 A-Plate 与 C-Plate补偿后的全视角相同对比度分布 （ Equal contrast ratio contour ) 示意图， 其中上述 A-Plate与 C-Plate补偿值如下表：
Figure imgf000003_0001
从图 1和图 2不难看出， 采用现有技术的 A-Plate与 C-Plate 补偿值， 在暗态下观看大视角会有严重漏光现象， 大视角的对比 度会变得较差， 视角范围很小。
因此， 需解决上述技术问题。
【发明内容】 本发明的目的在于提供一种液晶显示器及其光学补偿方法， 旨在现有技术中 A-Plate 与 C-Plate 的补偿值在暗态下观看大视 角会有严重漏光现象， 大视角的对比度会变得较差， 视角范围很 小的技术问题。
为解决上述技术问题， 本发明构造了一种液晶显示器， 其中 所述液晶显示器的液晶光程差 LCAND范围为 287nm LCAND 305nm， 所述液晶显示器包括：
液晶层， 设置于所述第一基板和所述第二基板之间； 第一偏光膜， 设置于所述第一基板的外侧；
第二偏光膜， 设置于所述第二基板的外侧；
一层正性双曲折单轴 A-补偿膜； 以及
两层负性双曲折单轴 C-补偿膜， 所述正性双曲折单轴 A-补 偿膜与所述两层负性双曲折单轴 C-补偿膜设置于所述第一基板 与所述第一偏光膜之间或者所述第二基板与所述第二偏光膜之 间；
所述正性双曲折单轴 A-补偿膜的面内光程差补偿值 Ro的取 值范围为 92nm Ro 184nm， 其面外光程差补偿值 Rth 的取值 范围为 46nm Rth 92nm; 所述负性双曲折单轴 C-补偿膜的补 偿值 Rth的取值范围均为 Yl Rth Y2;其中 Yl、 Y2满足下式：
Figure imgf000004_0001
- 5.42χ+260.1; 以及
Υ2 = -0.000025365χ4+0.006829χ3-0.69655χ2+31.93χ-426.8; X 为所述正性双曲折单轴 A-补偿膜的面外光程差补偿值
Rth。
在本发明的液晶显示器中， 其中所述正性双曲折单轴 A-补 偿膜的面内光程差补偿值 Ro 以及面外光程差补偿值 Rth的范围 通过如下公式调整获得：
Ro= ( Nx-Ny) *dl; 以及
Rth=[(Nx+Ny)/2-Nz]*dl
其中， Nx为所述正性双曲折单轴 A-补偿膜面内给出的最大 折射率的 X方向的折射率， Ny为所述正性双曲折单轴 A-补偿膜 面内与 X方向正交的 Y方向的折射率， Nz为所述正性双曲折单 轴 A-补偿膜厚度方向的折射率， dl为所述正性双曲折单轴 A-补 偿膜的厚度， 且 Nx > Ny， Ny =Nz。
在本发明的液晶显示器中， 其中所述负性双曲折单轴 C-补 偿膜的补偿值 Rth的范围均通过如下公式调整获得：
Rth=[(Mx + My)/2-Mz]*d2;
其中 Mx 为所述负性双曲折单轴 C-补偿膜面内给出的最大 折射率的 X方向的折射率， My为所述负性双曲折单轴 C-补偿膜 面内与 X方向正交的 Y方向的折射率， Mz为所述负性双曲折单 轴 C-补偿膜厚度方向的折射率， d2为所述负性双曲折单轴 C-补 偿膜的厚度， 且 Mx=My， My > Mz。
在本发明的液晶显示器中， 其中所述两层负性双曲折单轴 C-补偿膜包括第一负性双曲折单轴 C-补偿膜和第二负性双曲折 单轴 C-补偿膜； 其中所述正性双曲折单轴 A-补偿膜和所述第一负性双曲折 单轴 C-补偿膜位于所述液晶层的一侧， 而所述第二负性双曲折 单轴 C-补偿膜位于所述液晶层的另一侧。
在本发明的液晶显示器中， 其中所述正性双曲折单轴 A-补 偿膜和所述第一负性双曲折单轴 C-补偿膜具有相同的慢轴， 该 慢轴与位于所述液晶层同一侧的偏光膜的吸收轴垂直； 所述第二 负性双曲折单轴 C-补偿膜与位于所述液晶层同一侧的偏光膜的 吸收轴垂直。
本发明构造了一种液晶显示器， 所述液晶显示器包括：
液晶层， 设置于所述第一基板和所述第二基板之间； 第一偏光膜， 设置于所述第一基板的外侧；
第二偏光膜， 设置于所述第二基板的外侧；
一层正性双曲折单轴 A-补偿膜； 以及
两层负性双曲折单轴 C-补偿膜， 所述正性双曲折单轴 A-补 偿膜与所述两层负性双曲折单轴 C-补偿膜设置于所述第一基板 与所述第一偏光膜之间或者所述第二基板与所述第二偏光膜之 间；
所述正性双曲折单轴 A-补偿膜的面内光程差补偿值 Ro的取 值范围为 92nm Ro 184nm， 其面外光程差补偿值 Rth 的取值 范围为 46nm Rth 92nm ; 所述负性双曲折单轴 C-补偿膜的补 偿值 Rth的取值范围均为 Y l Rth Y2 ;其中 Y l、 Y2满足下式：
Figure imgf000007_0001
Y2 = -0.000025365x4+0.006829x3-0.69655x2+31.93x-426.8;
X 为所述正性双曲折单轴 A-补偿膜的面外光程差补偿值
Rth。
在本发明的液晶显示器中， 所述正性双曲折单轴 A-补偿膜 的面内光程差补偿值 Ro 以及面外光程差补偿值 Rth的范围通过 如下公式调整获得：
Ro= ( Nx-Ny) *dl;
Rth=[(Nx+Ny)/2-Nz]*dl
其中， Nx为所述正性双曲折单轴 A-补偿膜面内给出的最大 折射率的 X方向的折射率， Ny为所述正性双曲折单轴 A-补偿膜 面内与 X方向正交的 Y方向的折射率， Nz为所述正性双曲折单 轴 A-补偿膜厚度方向的折射率， dl为所述正性双曲折单轴 A-补 偿膜的厚度， 且 Nx > Ny， Ny =Nz。
在本发明的液晶显示器中， 所述负性双曲折单轴 C-补偿膜 的补偿值 Rth的范围均通过如下公式调整获得：
Rth=[(Mx + My)/2-Mz]*d2;
其中 Mx 为所述负性双曲折单轴 C-补偿膜面内给出的最大 折射率的 X方向的折射率， My为所述负性双曲折单轴 C-补偿膜 面内与 X方向正交的 Y方向的折射率， Mz为所述负性双曲折单 轴 C-补偿膜厚度方向的折射率， d2为所述负性双曲折单轴 C-补 偿膜的厚度， 且 Mx=My， My > Mz。
在本发明的液晶显示器中， 所述两层负性双曲折单轴 C-补 偿膜包括第一负性双曲折单轴 C-补偿膜和第二负性双曲折单轴 C-补偿膜；
其中所述正性双曲折单轴 A-补偿膜和所述第一负性双曲折 单轴 C-补偿膜位于所述液晶层的一侧， 而所述第二负性双曲折 单轴 C-补偿膜位于所述液晶层的另一侧。
在本发明的液晶显示器中， 所述正性双曲折单轴 A-补偿膜 和所述第一负性双曲折单轴 C-补偿膜具有相同的慢轴， 该慢轴 与位于所述液晶层同一侧的偏光膜的吸收轴垂直； 所述第二负性 双曲折单轴 C-补偿膜与位于所述液晶层同一侧的偏光膜的吸收 轴垂直。
为解决上述技术问题， 本发明还构造了一种液晶显示器的光 学补偿方法， 所述方法包括：
调整所述正性双曲折单轴 A-补偿膜的面内光程差补偿值 Ro 的取值范围在 92nm Ro 184nm;
调整所述正性双曲折单轴 A-补偿膜的面外光程差补偿值 Rth的取值范围在 46nm Rth 92nm; 以及
调整所述负性双曲折单轴 C-补偿膜的补偿值 Rth 的取值范 围在 Yl Rth Y2; 其中 Yl、 Υ2满足下式：
Y1 =-0.00001658χ3+0.04037χ2-5.42χ+260.1;
Υ2 = -0.000025365χ4+0.006829χ3-0.69655χ2+31.93χ-426.8;
X 为所述正性双曲折单轴 Α-补偿膜的面外光程差补偿值 Rth; 所述正性双曲折单轴 A-补偿膜以及所述负性双曲折单轴 C- 补偿膜设置于所述液晶显示器的第一基板与第一偏光膜之间或 者第二基板与第二偏光膜之间。
在本发明的液晶显示器的光学补偿方法中， 其中调整所述正 性双曲折单轴 A-补偿膜的面内光程差补偿值 Ro 的取值范围在 92nm^Ro^ l84nm, 并调整所述正性双曲折单轴 A-补偿膜的面 外光程差补偿值 Rth 的取值范围在 46nm Rth 92nm 时， 通过 下式进行调整获得：
Ro= ( Nx-Ny) *dl;
Rth=[(Nx+Ny)/2-Nz]*dl
其中， Nx为所述正性双曲折单轴 A-补偿膜面内给出的最大 折射率的 X方向的折射率， Ny为所述正性双曲折单轴 A-补偿膜 面内与 X方向正交的 Y方向的折射率， Nz为所述正性双曲折单 轴 A-补偿膜厚度方向的折射率， d 为所述正性双曲折单轴 A-补 偿膜的厚度， 且 Nx > Ny， Ny =Nz。
在本发明的液晶显示器的光学补偿方法中， 其中调整所述负 性双曲折单轴 C-补偿膜的补偿值 Rth 的取值范围在 Yl Rth Y2时， 通过下式调整获得：
Rth=[(Mx + My)/2-Mz]*d2;
其中 Mx 为所述负性双曲折单轴 C-补偿膜面内给出的最大 折射率的 X方向的折射率， My为所述负性双曲折单轴 C-补偿膜 面内与 X方向正交的 Y方向的折射率， Mz为所述负性双曲折单 轴 C-补偿膜厚度方向的折射率， d2为所述负性双曲折单轴 C-补 偿膜的厚度， 且 Mx=My， My > Mz。
在本发明的液晶显示器的光学补偿方法中，所述两层负性双 曲折单轴 c-补偿膜包括第一负性双曲折单轴 C-补偿膜和第二负 性双曲折单轴 C-补偿膜；
其中所述正性双曲折单轴 A-补偿膜和所述第一负性双曲折 单轴 C-补偿膜位于所述液晶层的一侧， 而所述第二负性双曲折 单轴 C-补偿膜位于所述液晶层的另一侧。
在本发明的液晶显示器的光学补偿方法中，所述正性双曲折 单轴 A-补偿膜和所述第一负性双曲折单轴 C-补偿膜具有相同的 慢轴， 该慢轴与位于所述液晶层同一侧的偏光膜的吸收轴垂直； 所述第二负性双曲折单轴 C-补偿膜与位于所述液晶层同一侧的 偏光膜的吸收轴垂直。
本发明通过改变液晶显示器中正性双曲折单轴 A-补偿膜和 负性双曲折单轴 C-补偿膜的补偿值来减弱大视角的暗态漏光现 象， 实施本发明可以有效的增加大视角的对比度和清晰度。
为让本发明的上述内容能更明显易懂， 下文特举优选实施 例， 并配合所附图式， 作详细说明如下：
【附图说明】
图 1 为现有技术中使用 A-Plate和 C-Plate 的补偿值补偿暗 态漏光等亮度分布示意图；
图 2 为现有技术中使用 A-Plate和 C-Plate 的补偿值补偿后 的全视角相同对比度分布示意图；
图 3为本发明液晶显示器的第一较佳实施例结构示意图； 图 4为本发明液晶显示器的第二较佳实施例结构示意图； 图 5 为液晶显示器在模拟过程中漏光量随延迟值的变化曲 线；
图 6 为液晶显示器在模拟过程中漏光量随延迟值的变化曲 线；
图 7 为 A-Plate 和 C-Plate 使用本发明一实施例补偿值后的 暗态漏光等亮度分布示意图；
图 8 为 A-Plate 和 C-Plate 使用本发明一实施例补偿值后的 全视角相同对比度分布示意图；
图 9 为 A-Plate 和 C-Plate 使用本发明另一实施例补偿值后 的暗态漏光等亮度分布示意图；
图 10为 A-Plate和 C-Plate使用本发明另一实施例补偿值后 的全视角相同对比度分布示意图；
图 1 1为 A-Plate和 C-Plate使用本发明又一实施例补偿值后 的暗态漏光等亮度分布示意图；
图 12为 A-Plate和 C-Plate使用本发明又一实施例补偿值后 的全视角相同对比度分布示意图。
【具体实施方式】
以下各实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本发明可 用以实施的特定实施例。 本发明所提到的方向用语， 例如 「上」、 「下」、 「前」、 「后」、 「左」、 「右」、 「内」、 「外」、 「侧面」 等， 仅 是参考附加图式的方向。 因此， 使用的方向用语是用以说明及理 解本发明， 而非用以限制本发明。 在图中， 结构相似的单元是以 相同标号表示。
请参阅图 3， 图 3为本发明实施例中液晶显示器的第一较佳 实施例结构示意图。
本 发 明 实 施例 的 所述液 晶 显 示器优选 为 垂 直 配 向 ( Vertical Alignment, VA) 液晶显示器， 所述液晶显示器的液晶 光程差 LC A ND 范围 287nm LC△ ND 305nm， g卩 区间
[287nm， 305nm];而液晶预倾角 Pretilt angle的范围 85° Pretilt angle〈90° ， 即区间 [85° ， 90° )。
在图 3所示的第一实施例中，所述液晶显示器包括第一基板 31、 第二基板 32、 液晶层 33、 第一偏光膜 34和第二偏光膜 35。 所述液晶层 33设置于所述第一基板 31 和第二基板 32之间， 所 述第一偏光膜 34设置于所述第一基板 31 的外侧，所述第二偏光 膜 35设置于所述第二基板 32的外侧。
所述液晶显示器还包括一正性双曲折单轴 A-补偿膜 36、 第 一负性双曲折单轴 C-补偿膜 37和第二负性双曲折单轴 C-补偿膜 38。 在图 3所示的实施例中， 所述正性双曲折单轴 A-补偿膜 36 和所述第一负性双曲折单轴 C-补偿膜 37 位于所述第二基板 32 和第二偏光膜 35 之间， 即所述第二偏光膜与所述第一负性双曲 折单轴 C-补偿膜位于所述液晶层同一侧时， 所述正性双曲折单 轴 A-补偿膜 36和所述第一负性双曲折单轴 C-补偿膜 37具有相 同的慢轴， 该慢轴与所述第二偏光膜 35 的吸收轴 90度垂直； 而 所述第二负性双曲折单轴 C-补偿膜 38 位于所述第一基板 31 和 所述第一偏光膜 34 之间， 即所述第一偏光膜与所述第二负性双 曲折单轴 c-补偿膜位于所述液晶层同一侧， 且所述第二负性双 曲折单轴 C-补偿膜 38 的慢轴为 90度， 与所述第一偏光膜 34的 吸收轴 0度垂直。
而在图 4 所示的第二较佳实施例中， 所述正性双曲折单轴 A-补偿膜 36 和所述第一负性双曲折单轴 C-补偿膜 3 7 位于所述 第一基板 3 1和所述第一偏光膜 34之间， 即所述第一偏光膜与所 述第一负性双曲折单轴 C-补偿膜位于所述液晶层同一侧， 所述 正性双曲折单轴 A-补偿膜 36和所述第一负性双曲折单轴 C-补偿 膜 3 7具有的慢轴， 与所述第一偏光膜 35 的吸收轴 0度垂直； 而 所述第二负性双曲折单轴 C-补偿膜 38 位于所述第二基板 32 和 第二偏光膜 35 之间， 即所述第二偏光膜与所述第二负性双曲折 单轴 C-补偿膜位于所述液晶层同一侧， 且所述第二负性双曲折 单轴 C-补偿膜 38 的慢轴为 0度， 与所述第二偏光膜 35 的吸收 轴 90度垂直。
上述液晶显示器的较佳实施例中， 所述第一偏光膜 34 的吸 收轴为 0度， 所述第二偏光膜 35 的吸收轴为 90度； 在一些其它 实施例中， 在所述第一偏光膜 34的吸收轴为 90度、 且所述第二 偏光膜 35 的吸收轴为 0度时， 只要保证所述正性双曲折单轴 A- 补偿膜 36 或负性双曲折单轴 C-补偿膜 37、 38 的慢轴分别与在 液晶层 33 同一侧的偏光膜 （第一偏光膜 34 或第二偏光膜 35 ) 的吸收轴垂直即可， 均适用于本发明。
其中， 本发明通过设置不同的正性双曲折单轴 A-补偿膜 36 与负性双曲折单轴 C-补偿膜 37、 38 的补偿值来模拟暗态漏光， 并根据模拟结果获取暗态漏光对应的补偿值范围。
为了获得最佳的补偿效果， 在模拟过程中， 首先设置所述正 性双曲折单轴 A-补偿膜 36 以及所述负性双曲折单轴 C-补偿膜 37、 38 的慢轴与其对应的偏光膜吸收轴的夹角为 90 ° ， 并将所 述液晶显示器的液晶预倾角设置在范围 [85 ° ， 90 ° )； 将四个象 限内的液晶方位角 pretwist设置为 45 ° ， 将液晶光程差 LC A ND 设置在区间 [287 nm， 305 nm]； 并且模拟使用的光源为蓝光 -YAG ( Yttrium Aluminum Garnet ) LED 光谱， 其中央亮度定义为 l OOnit , 光源分布为朗伯 （Lambert ) 分布。
模拟结果请参阅图 5和 6所示的漏光量随延迟值的变化曲线 示意图， 其中图 5所示为在液晶光程差 LCA ND为 287nm， 预倾 角 Pretilt 为 89 ° 和 85 ° 时， 所述正性双曲折单轴 A-补偿膜 36 的面内延迟 Ro和厚度方向延迟 Rth、 以及负性双曲折单轴 C-补 偿膜 37或 38的厚度方向延迟 Rth取不同值时的漏光量变化曲线 示意图；图 6所示液晶光程差为 LC A ND为 305nm、预倾角 Pretilt 为 89 ° 和 85 ° 时，所述正性双曲折单轴 A-补偿膜 36的面内延迟 Ro和厚度方向延迟 Rth、以及负性双曲折单轴 C-补偿膜 37或 38 的厚度方向延迟 Rth取不同值时的漏光量变化曲线示意图。在图 5和图 6中的 A-Plate Ro表示正性双曲折单轴 A-补偿膜 36的面 内延迟 Ro， A-Plate Rth表示正性双曲折单轴 A-补偿膜 36 的厚 度方向延迟 Rth , C-Plate Rth表示负性双曲折单轴 C-补偿膜 37 或 38 的厚度方向延迟 Rth (其中所述第一负性双曲折单轴 C-补 偿膜 37 的厚度方向延迟 Rth和所述第二负性双曲折单轴 C-补偿 膜 38 的厚度方向延迟 Rth相等）。
通过上述模拟， 得出不同预倾角下， 所述正性双曲折单轴 A-补偿膜 36与所述负性双曲折单轴 C-补偿膜 37或 38的补偿值 对暗态漏光的影响趋势是一致的， 即在不同预倾角下， 暗态漏光 最小时对应的补偿值范围是一样的， 并根据模拟结果得出液晶光 程差 LCAND在 [287nm， 305nm]、 预倾角在 [85° ， 90° )、 暗态 漏光小于 0.2nit (尼特） （预倾角 =89° 时模拟出的暗态漏光值， 非实测值） 时对应的正性双曲折单轴 A-补偿膜 36和负性双曲折 单轴 C-补偿膜 37或 38 的延迟值范围如下：
所述正性双曲折单轴 A-补偿膜 36 的面内光程差补偿值 Ro 的取值范围为： 92nm Ro 184nm， 面外光程差补偿值 Rth的取 值范围为： 46nm Rth 92nm; 所述负性双曲折单轴 C-补偿膜 37 或 38 的补偿值 Rth 的取值范围为 Yl Rth Y2， 其中 Yl、 Υ2满足下式 （ 1 ) 和 （ 2 )：
Y1 =-0.00001658χ3+0.04037χ2-5.42χ+260.1 ( 1 )
Υ2=-0.000025365χ4+0.006829χ3-0.69655χ2+31.93χ-426.8 ( 2) 其中上式 （ 1) 和 （2) 中的 X为所述正性双曲折单轴 Α-补 偿膜的面外光程差补偿值 Rth。
上述补偿值范围用表格表示如下：
Figure imgf000015_0001
具体的， 所述正性双曲折单轴 A-补偿膜 36 的面内光程差补 偿值 Ro 以及面外光程差补偿值 Rth的范围通过如下公式 （3) 和 (4) 调整获得：
Ro= ( Nx-Ny) *dl; (3) Rth=[(Nx+Ny)/2-Nz]*dl； (4) 其中， Nx 为所述正性双曲折单轴 A-补偿膜 36 面内给出的 最大折射率的 X 方向的折射率， Ny 为所述正性双曲折单轴 A- 补偿膜 36 面内与 X方向正交的 Y方向的折射率， Nz为所述正 性双曲折单轴 A-补偿膜 36厚度方向的折射率， dl 为所述正性双 曲折单轴 A-补偿膜 36 的厚度， 且 Nx > Ny， Ny =Nz。
所述负性双曲折单轴 C-补偿膜的补偿值 Rth 的范围通过如 下公式 （5) 调整获得：
Rth=[(Mx+My)/2-Mz]*d2; (5) 其中 Mx为负性双曲折单轴 C-补偿膜 37或 38面内给出的最 大折射率的 X 方向的折射率， My 为负性双曲折单轴 C-补偿膜 37或 38面内与 X方向正交的 Y方向的折射率， Mz为负性双曲 折单轴 C-补偿膜 37或 38厚度方向的折射率， d2为负性双曲折 单轴 C-补偿膜 37 或 38 的厚度， 且 Mx = My， My > Mz (其中所 述第一负性双曲折单轴 C-补偿膜 37和所述第二负性双曲折单轴 C-补偿膜 38具有相同的折射率、 厚度参数）。
譬如， 以下面三个实施例 A、 B、 C 来进一歩阐述如何根据 上述公式 （3)、 （4) 以及 （5) 来对正性双曲折单轴 A-补偿膜 36 和负性双曲折单轴 C-补偿膜 37或 38进行调整。
(A):当已知所述正性双曲折单轴 A-补偿膜 36 的折射率 Nx、 Ny、 Nz 的值时， 调整所述正性双曲折单轴 A-补偿膜 36 的厚度 dl， 根据公式 （3) 和 （4)， 将所述正性双曲折单轴 A-补偿膜 36 的面内光程差补偿值 Ro的取值范围调整为：9211111 10 18411111， 将其面外光程差补偿值 Rth 的取值范围调整为： 46nm Rth 92謹。
当已知所述负性双曲折单轴 C-补偿膜 37或 38的折射率 Mx、 My、 Mz 的值时， 调整所述负性双曲折单轴 C-补偿膜 37 或 38 的厚度 d2， 根据公式 （5)， 将所述负性双曲折单轴 C-补偿膜 37 或 38 的补偿值 Rth的取值范围调整为 Yl Rth Y2。
(B) : 当已知所述正性双曲折单轴 A-补偿膜 36 的厚度 dl 的 值时， 根据公式 （3) 和 （4) 调整所述正性双曲折单轴 A-补偿 膜 36 的折射率 Nx、 Ny、 Nz, 将所述正性双曲折单轴 A-补偿膜 36 的面内光程差补偿值 Ro 的取值范围调整为： 92nm Ro 184nm， 将其面外光程差补偿值 Rth的取值范围调整为： 46nm Rth^ 92謹。
当已知所述负性双曲折单轴 C-补偿膜 37或 38的厚度 d2的 值时，调整所述负性双曲折单轴 C-补偿膜 37或 38的折射率 Mx、 My、 Mz, 根据公式 （5)， 将所述负性双曲折单轴 C-补偿膜 37 或 38 的补偿值 Rth的取值范围调整为 Yl Rth Y2。
(C) : 首先， 同时调整所述正性双曲折单轴 A-补偿膜 36 的 折射率 Nx、 Ny、 Nz和厚度 dl， 根据公式 （3) 和 （4)， 将所述 正性双曲折单轴 A-补偿膜 36 的面内光程差补偿值 Ro 的取值范 围调整为： 92nm Ro 184nm， 将其面外光程差补偿值 Rth的取 值范围调整为： 46nm Rth 92nm; 然后， 同时调整所述负性双 曲折单轴 C-补偿膜 37或 38 的折射率 Mx、 My、 Mz和厚度 d2， 根据公式 （5)， 将所述负性双曲折单轴 C-补偿膜 37 或 38 的补 偿值 Rth的取值范围调整为 Yl Rth Y2。
以下以三个具体的实施例 1)、 2) 和 3) 来说明本发明的技 术效果：
1)、 选取液晶光程差 LCAND = 296nm， 预倾角 =89° ， 所述 正性双曲折单轴 A-补偿膜 36 的补偿值 Ro=126nm， Rth=63nm， 所述负性双曲折单轴 C-补偿膜 37或 38 的补偿值 Rth =83nm， 上 述补偿值对应的暗态漏光等亮度分布图如图 7所示，对应的全视 角相同对比度分布图如图 8所示， 其中上述补偿值的表格如下：
Figure imgf000018_0001
2)、 选取液晶光程差 LCAND = 296nm， 预倾角 =89° ， 所述 正性双曲折单轴 A-补偿膜 36 的补偿值 Ro=126nm， Rth=63nm， 所述负性双曲折单轴 C-补偿膜 37或 38 的补偿值 Rth =103nm， 上述补偿值对应的暗态漏光等亮度分布图如图 9所示，对应的全 视角相同对比度分布图如图 10所示， 其中上述补偿值的表格如 下：
液晶光程 液晶预 A-plate A-plate C-plate 暗态漏 倾角 Ro Rth Rth 光最大
296謹 89度 126謹 63nm 103謹 0.048nit
3 )、 选取液晶光程差 LC A ND = 296nm， 预倾角 =89 ° ， 所述 正性双曲折单轴 A-补偿膜 36 的补偿值 Ro= 126nm， Rth=63nm， 所述负性双曲折单轴 C-补偿膜 37或 38 的补偿值 Rth = 123nm， 上述补偿值对应的暗态漏光等亮度分布图如图 Π 所示， 对应的 全视角相同对比度分布图如图 12所示， 其中上述补偿值的表格 如下：
Figure imgf000019_0001
将使用本发明实施例补偿值的暗态漏光分布效果示意图 7、 9、 1 1 与现有技术的效果示意图 1进行对比， 可以得出： 使用本 发明实施例的补偿值的正性双曲折单轴 A-补偿膜 36与负性双曲 折单轴 C-补偿膜 37或 38补偿后的暗态漏光最大值由 2.5nit (尼 特） 降低到 0.2nit以下。
将使用本发明实施例补偿值的全视角对比度分布效果示意 图 8、 10、 12与现有技术的效果示意图 2进行对比， 可以得出： 使用本发明实施例的补偿值的正性双曲折单轴 A-补偿膜 36与负 性双曲折单轴 C-补偿膜 3 7、 38补偿后的全视角对比度分布优于 现有技术的全视角对比度分布。 由此， 本发明改善了现有技术中 使用 A-plate与 C-plate补偿值造成的暗态漏光严重现象的问题， 本发明有效的提高了大视角 （非水平垂直方位角） 的对比度和观 看的清晰度。
本发明还提供一种使用液晶显示器光学补偿方法， 该方法针 对 VA液晶显示器而言， 所述液晶显示器的液晶光程差 LC A ND 范围为 [ 287nm， 305 nm]， 其液晶预倾角范围为 [ 85 ° ， 90 ° )。
其中所述液晶显示器包括一正性双曲折单轴 A-补偿膜 36以 及两负性双曲折单轴 C-补偿膜 37、 38， 譬如在图 3所示的实施 例中， 所述正性双曲折单轴 A-补偿膜 36和所述第一负性双曲折 单轴 C-补偿膜 3 7位于所述第二基板 32和第二偏光膜 35之间， 即所述第二偏光膜与所述第一负性双曲折单轴 C-补偿膜位于所 述液晶层同一侧时， 所述正性双曲折单轴 A-补偿膜 36和所述第 一负性双曲折单轴 C-补偿膜 3 7具有相同的慢轴， 该慢轴与所述 第二偏光膜的吸收轴 90度垂直； 而所述第二负性双曲折单轴 C- 补偿膜 38位于所述第一基板 3 1和所述第一偏光膜 34之间， 即 所述第一偏光膜与所述第二负性双曲折单轴 C-补偿膜位于所述 液晶层同一侧， 且所述第二负性双曲折单轴 C-补偿膜 38 的慢轴 为 90度， 与所述第一偏光膜 34的吸收轴 0度垂直。
而在图 4 所示的第二较佳实施例中， 所述正性双曲折单轴 A-补偿膜 36 和所述第一负性双曲折单轴 C-补偿膜 3 7 位于所述 第一基板 31和所述第一偏光膜 34之间， 即当所述第一偏光膜与 所述第一负性双曲折单轴 C-补偿膜位于所述液晶层同一侧， 所 述正性双曲折单轴 A-补偿膜 36 和所述第一负性双曲折单轴 C- 补偿膜 37具有相同的慢轴， 与所述第一偏光膜的吸收轴 0度垂 直； 而所述第二负性双曲折单轴 C-补偿膜 38位于所述第二基板 32和第二偏光膜 35之间， 即所述第二偏光膜与所述第二负性双 曲折单轴 C-补偿膜位于所述液晶层同一侧时， 且所述第二负性 双曲折单轴 C-补偿膜 38 的慢轴为 0 度， 与所述第二偏光膜 35 的吸收轴 90度垂直。
本发明实施例的液晶显示器光学补偿方法包括：
( I )、 将正性双曲折单轴 A-补偿膜 36 的面内光程差补偿 值 Ro的取值范围调整为 92nm Ro 184nm。
( Π )、 将正性双曲折单轴 Α-补偿膜 36 面外光程差补偿值 Rth的取值范围调整为 46nm Rth 92nm。
( 111)、 将负性双曲折单轴 C-补偿膜 37、 38 的补偿值 Rth 的取值范围调整为 Yl Rth Y2; 其中：
Y1 =-0.00001658x3+0.04037x2-5.42x+260.1;
Y2 = -0.000025365x4+0.006829x3-0.69655x2+31.93x-426.8; X为正性双曲折单轴 Α-补偿膜 36的面外光程差补偿值 Rth。 需要说明的是， 上述歩骤 （ I )、 ( II ) 和 （III ) 并不分先后。 在具体实施过程中， 调整所述正性双曲折单轴 A-补偿膜 36 的面内光程差补偿值 Ro的取值范围在 92nm Ro 184nm， 并调 整所述正性双曲折单轴 A-补偿膜 36的面外光程差补偿值 Rth的 取值范围在 46nm Rth 92nm时， 通过下式进行调整获得： Ro= ( Nx-Ny) *dl;
Rth=[(Nx+Ny)/2-Nz]*dl；
其中， Nx 为所述正性双曲折单轴 A-补偿膜 36 面内给出的 最大折射率的 X 方向的折射率， Ny 为所述正性双曲折单轴 A- 补偿膜 36面内与 X方向正交的 Y方向的折射率， Nz为所述正 性双曲折单轴 A-补偿膜 36厚度方向的折射率， dl 为所述正性双 曲折单轴 A-补偿膜 36 的厚度， 且 Nx > Ny， Ny =Nz。
在具体实施过程中， 调整所述负性双曲折单轴 C-补偿膜 37、 38 的补偿值 Rth 的取值范围在 Yl Rth Y2时， 通过下式调整 获得：
Rth=[(Mx + My)/2-Mz]*d2;
其中 Mx为负性双曲折单轴 C-补偿膜 37或 38面内给出的最 大折射率的 X 方向的折射率， My 为负性双曲折单轴 C-补偿膜 37或 38面内与 X方向正交的 Y方向的折射率， Mz为负性双曲 折单轴 C-补偿膜 37或 38厚度方向的折射率， d2为负性双曲折 单轴 C-补偿膜 37或 38 的厚度， 且 Mx=My， My > Mz。
具体的调整补偿值的过程请参阅上文针对液晶显示器的详 细描述， 此处不再赘述。
本发明实施例主要是针对该液晶光程差 LCAND在 [287nm， 305nm]， 液晶预倾角范围为 [85° ， 90° ) 的两种光学补偿膜： 正性双曲折单轴 A-补偿膜和负性双曲折单轴 C-补偿膜， 通过调 整上述两种补偿膜的补偿值来减弱大视角的暗态漏光现象， 实施 本发明可以有效的增加大视角的对比度和清晰度。
综上所述， 虽然本发明已以优选实施例揭露如上， 但上述优 选实施例并非用以限制本发明， 本领域的普通技术人员， 在不脱 离本发明的精神和范围内， 均可作各种更动与润饰， 因此本发明 的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims

权 利 要 求 书
1、 一种液晶显示器， 其中所述液晶显示器的液晶光程差 LC △ ND范围为 287nm LCAND 305nm， 所述液晶显示器包括：
液晶层， 设置于所述第一基板和所述第二基板之间； 第一偏光膜， 设置于所述第一基板的外侧；
第二偏光膜， 设置于所述第二基板的外侧；
一层正性双曲折单轴 A-补偿膜； 以及
两层负性双曲折单轴 C-补偿膜， 所述正性双曲折单轴 A-补 偿膜与所述两层负性双曲折单轴 C-补偿膜设置于所述第一基板 与所述第一偏光膜之间或者所述第二基板与所述第二偏光膜之 间；
所述正性双曲折单轴 A-补偿膜的面内光程差补偿值 Ro的取 值范围为 92nm Ro 184nm， 其面外光程差补偿值 Rth 的取值 范围为 46nm Rth 92nm; 所述负性双曲折单轴 C-补偿膜的补 偿值 Rth的取值范围均为 Yl Rth Y2;其中 Yl、 Y2满足下式：
Y1 =-0.00001658χ3+0.04037χ2-5.42χ+260.1; 以及
Υ2 = -0.000025365χ4+0.006829χ3-0.69655χ2+31.93χ-426.8;
X 为所述正性双曲折单轴 Α-补偿膜的面外光程差补偿值
Rth。
2、 根据权利要求 1 所述的液晶显示器， 其中所述正性双曲 折单轴 A-补偿膜的面内光程差补偿值 Ro以及面外光程差补偿值 Rth的范围通过如下公式调整获得：
Ro= ( Nx-Ny) *dl; 以及
Rth=[(Nx+Ny)/2-Nz]*dl
其中， Nx为所述正性双曲折单轴 A-补偿膜面内给出的最大 折射率的 X方向的折射率， Ny为所述正性双曲折单轴 A-补偿膜 面内与 X方向正交的 Y方向的折射率， Nz为所述正性双曲折单 轴 A-补偿膜厚度方向的折射率， dl为所述正性双曲折单轴 A-补 偿膜的厚度， 且 Nx > Ny， Ny =Nz。
3、 根据权利要求 1 所述的液晶显示器， 其中所述负性双曲 折单轴 C-补偿膜的补偿值 Rth的范围均通过如下公式调整获得：
Rth=[(Mx + My)/2-Mz]*d2;
其中 Mx 为所述负性双曲折单轴 C-补偿膜面内给出的最大 折射率的 X方向的折射率， My为所述负性双曲折单轴 C-补偿膜 面内与 X方向正交的 Y方向的折射率， Mz为所述负性双曲折单 轴 C-补偿膜厚度方向的折射率， d2为所述负性双曲折单轴 C-补 偿膜的厚度， 且 Mx=My， My > Mz。
4、 根据权利要求 1 所述的液晶显示器， 其中所述两层负性 双曲折单轴 C-补偿膜包括第一负性双曲折单轴 C-补偿膜和第二 负性双曲折单轴 C-补偿膜；
其中所述正性双曲折单轴 A-补偿膜和所述第一负性双曲折 单轴 C-补偿膜位于所述液晶层的一侧， 而所述第二负性双曲折 单轴 c-补偿膜位于所述液晶层的另一侧。
5、 根据权利要求 4所述的液晶显示器， 其中所述正性双曲 折单轴 A-补偿膜和所述第一负性双曲折单轴 C-补偿膜具有相同 的慢轴， 该慢轴与位于所述液晶层同一侧的偏光膜的吸收轴垂 直； 所述第二负性双曲折单轴 C-补偿膜与位于所述液晶层同一 侧的偏光膜的吸收轴垂直。
6 晶显示器， 其中所述液晶显示器包括：
Figure imgf000026_0001
设置于所述第一基板和所述第二基板之间； 第一偏光膜， 设置于所述第一基板的外侧；
第二偏光膜， 设置于所述第二基板的外侧；
一层正性双曲折单轴 A-补偿膜； 以及
两层负性双曲折单轴 C-补偿膜， 所述正性双曲折单轴 A-补 偿膜与所述两层负性双曲折单轴 C-补偿膜设置于所述第一基板 与所述第一偏光膜之间或者所述第二基板与所述第二偏光膜之 间；
所述正性双曲折单轴 A-补偿膜的面内光程差补偿值 Ro的取 值范围为 92nm Ro 184nm， 其面外光程差补偿值 Rth 的取值 范围为 46nm Rth 92nm; 所述负性双曲折单轴 C-补偿膜的补 偿值 Rth的取值范围均为 Yl Rth Y2;其中 Yl、 Y2满足下式：
Y1 =-0.00001658χ3+0.04037χ2-5.42χ+260.1: 以及 Y2 = -0.000025365x4+0.006829x -0.69655xz+31.93x-426.8;
X 为所述正性双曲折单轴 A-补偿膜的面外光程差补偿值
Rth。
7、 根据权利要求 6所述的液晶显示器， 其中所述正性双曲 折单轴 A-补偿膜的面内光程差补偿值 Ro以及面外光程差补偿值 Rth的范围通过如下公式调整获得：
Ro= ( Nx-Ny) *dl; 以及
Rth=[(Nx+Ny)/2-Nz]*dl
其中， Nx为所述正性双曲折单轴 A-补偿膜面内给出的最大 折射率的 X方向的折射率， Ny为所述正性双曲折单轴 A-补偿膜 面内与 X方向正交的 Y方向的折射率， Nz为所述正性双曲折单 轴 A-补偿膜厚度方向的折射率， dl为所述正性双曲折单轴 A-补 偿膜的厚度， 且 Nx > Ny， Ny =Nz。
8、 根据权利要求 6所述的液晶显示器， 其中所述负性双曲 折单轴 C-补偿膜的补偿值 Rth的范围均通过如下公式调整获得：
Rth=[(Mx + My)/2-Mz]*d2;
其中 Mx 为所述负性双曲折单轴 C-补偿膜面内给出的最大 折射率的 X方向的折射率， My为所述负性双曲折单轴 C-补偿膜 面内与 X方向正交的 Y方向的折射率， Mz为所述负性双曲折单 轴 C-补偿膜厚度方向的折射率， d2为所述负性双曲折单轴 C-补 偿膜的厚度， 且 Mx=My， My > Mz。
9、 根据权利要求 6所述的液晶显示器， 其中所述两层负性 双曲折单轴 C-补偿膜包括第一负性双曲折单轴 C-补偿膜和第二 负性双曲折单轴 C-补偿膜；
其中所述正性双曲折单轴 A-补偿膜和所述第一负性双曲折 单轴 C-补偿膜位于所述液晶层的一侧， 而所述第二负性双曲折 单轴 C-补偿膜位于所述液晶层的另一侧。
10、 根据权利要求 9所述的液晶显示器， 其中所述正性双曲 折单轴 A-补偿膜和所述第一负性双曲折单轴 C-补偿膜具有相同 的慢轴， 该慢轴与位于所述液晶层同一侧的偏光膜的吸收轴垂 直； 所述第二负性双曲折单轴 C-补偿膜与位于所述液晶层同一 侧的偏光膜的吸收轴垂直。
11、 一种液晶显示器的光学补偿方法， 其中所述方法包括： 调整所述正性双曲折单轴 A-补偿膜的面内光程差补偿值 Ro 的取值范围在 92nm Ro 184nm;
调整所述正性双曲折单轴 A-补偿膜的面外光程差补偿值 Rth的取值范围在 46nm Rth 92nm; 以及
调整所述负性双曲折单轴 C-补偿膜的补偿值 Rth 的取值范 围在 Yl Rth Y2; 其中 Yl、 Υ2满足下式：
Y1 =-0.00001658χ3+0.04037χ2-5.42χ+260.1; 以及
Υ2 = -0.000025365χ4+0.006829χ3-0.69655χ2+31.93χ-426.8;
X 为所述正性双曲折单轴 Α-补偿膜的面外光程差补偿值 Rth; 所述正性双曲折单轴 A-补偿膜以及所述负性双曲折单轴 C- 补偿膜设置于所述液晶显示器的第一基板与第一偏光膜之间或 者第二基板与第二偏光膜之间。
12、 根据权利要求 11 所述的液晶显示器的光学补偿方法， 其中调整所述正性双曲折单轴 A-补偿膜的面内光程差补偿值 Ro 的取值范围在 92nm Ro 184nm， 并调整所述正性双曲折单轴 A-补偿膜的面外光程差补偿值 Rth 的取值范围在 46nm Rth 92nm时， 通过下式进行调整获得：
Ro= ( Nx-Ny) *dl; 以及
Rth=[(Nx+Ny)/2-Nz]*dl
其中， Nx为所述正性双曲折单轴 A-补偿膜面内给出的最大 折射率的 X方向的折射率， Ny为所述正性双曲折单轴 A-补偿膜 面内与 X方向正交的 Y方向的折射率， Nz为所述正性双曲折单 轴 A-补偿膜厚度方向的折射率， d 为所述正性双曲折单轴 A-补 偿膜的厚度， 且 Nx > Ny， Ny =Nz。
13、 根据权利要求 11 所述的液晶显示器的光学补偿方法， 其中调整所述负性双曲折单轴 C-补偿膜的补偿值 Rth 的取值范 围在 Yl Rth Y2时， 通过下式调整获得：
Rth=[(Mx + My)/2-Mz]*d2;
其中 Mx 为所述负性双曲折单轴 C-补偿膜面内给出的最大 折射率的 X方向的折射率， My为所述负性双曲折单轴 C-补偿膜 面内与 X方向正交的 Y方向的折射率， Mz为所述负性双曲折单 轴 C-补偿膜厚度方向的折射率， d2为所述负性双曲折单轴 C-补 偿膜的厚度， 且 Mx=My， My > Mz。
14、 根据权利要求 11 所述的液晶显示器的光学补偿方法， 其中所述两层负性双曲折单轴 C-补偿膜包括第一负性双曲折单 轴 C-补偿膜和第二负性双曲折单轴 C-补偿膜；
其中所述正性双曲折单轴 A-补偿膜和所述第一负性双曲折 单轴 C-补偿膜位于所述液晶层的一侧， 而所述第二负性双曲折 单轴 C-补偿膜位于所述液晶层的另一侧。
15、 根据权利要求 14所述的液晶显示器的光学补偿方法， 其中所述正性双曲折单轴 A-补偿膜和所述第一负性双曲折单轴 C-补偿膜具有相同的慢轴， 该慢轴与位于所述液晶层同一侧的偏 光膜的吸收轴垂直； 所述第二负性双曲折单轴 C-补偿膜与位于 所述液晶层同一侧的偏光膜的吸收轴垂直。
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