Жидкокристаллическое дисплейное устройство

Жидкокристаллическое дисплейное устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к жидкокристаллическим дисплейным устройствам, которые содержат оптический элемент, который может быть изготовлен с малыми потерями и эффективно использован при низкой стоимости, и имеют превосходные свойства изображения. Более конкретно, настоящее изобретение относится к дисплейным панелям с твист-нематическими жидкими кристаллами, в которых использована система поляризационных пластин с универсальной фазовой пластиной, обеспечивающая, во-первых, увеличение эффективности использования площади элемента, во-вторых, управление обратным процессом в полутонах и, в-третьих, улучшение степени контрастности и угла обзора.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Жидкокристаллические дисплейные устройства нашли применение в различных областях за счет таких конструктивных особенностей, как малый вес, малая толщина и малое потребление мощности. Твист-нематический режим относится к режимам дисплея, которые до настоящего времени наиболее широко использовались в жидкокристаллических панелях.

Как правило, в таких дисплейных панелях с твист-нематическими жидкими кристаллами в качестве жидкокристаллического слоя между двумя подложками расположен нематический жидкий кристалл, обладающий положительной диэлектрической анизотропией. Если напряжение, приложенное между верхней и нижней подложками, меньше порогового напряжения, жидкокристаллические молекулы ориентированы по существу параллельно поверхностям подложек и повернуты от одной из подложек к другой из подложек приблизительно на угол 90°.

В случае использования сдвоенных поляризационных пластин на соответствующих внешних сторонах верхней и нижней подложек (на ближней к смотрящему стороне и противоположной стороне, соответственно) в скрещенных призмах Николя, на жидкокристаллической панели возникает белое изображение при приложении напряжения, величина которого меньше величины порогового напряжения (включая случай, когда напряжение не приложено). С другой стороны, при приложении между верхней и нижней подложками напряжения, величина которого больше или равна пороговому напряжению, жидкокристаллические молекулы ориентированы по существу вертикально относительно подложек, а их повернутые ориентации компенсированы. Благодаря этому может быть получено черное изображение (белое изображение в нормальном режиме).

Для дисплейных панелей с твист-нематическими жидкими кристаллами разработана относительно дешевая технология производства, которая позволяет изготавливать их в промышленном масштабе. Однако задача получения изотропных свойств изображения до настоящего времени не решена. В частности, при реализации известного способа, согласно которому используют поляризационную пластину без фазовой пластины, коэффициент контрастности уменьшается при наведении электрического поля, что приводит к ухудшению качества изображения в результате обратной градации полутонов.

Для улучшения вышеописанной обратной градации в диспленой панели с твист-нематическими жидкими кристаллами используют известный способ, согласно которому при обеспечении оптических свойств жидкокристаллической панели в качестве нормального направления угла обзора принимают так называемое направление на 12 часов расположенной перед смотрящим жидкокристаллической панели (направление вверх, если поверхность дисплея рассматривать в качестве циферблата).

Согласно указанной конфигурации (i) берут подложку, отшлифованную под углом +45°, в качестве верхней подложки (на ближней к смотрящему стороне), (ii) берут подложку, отшлифованную под углом +315°, в качестве нижней подложки, и (iii) размещают между верхней и нижней подложками левовращающийся жидкокристаллический слой, причем в качестве направления против часовой стрелки принято направление вперед во вращающейся системе координат, в которой направление вправо (так называемое направление на 3 часа) составляет угол 0° относительно экрана жидкокристаллической панели.

Кроме того, для получения максимального коэффициента пропускания дисплейной панели с твист-нематическими жидкими кристаллами в режиме белого изображения (i) каждая из осей поглощения верхней и нижней поляризационных пластин должна проходить параллельно относительно направления шлифовки верхней или нижней подложки, или (ii) каждая из осей поглощения должна проходить перпендикулярно направлению шлифовки верхней или нижней подложки.

Известны способы получения высокого коэффициента контрастности в вышеописанной дисплейной панели с твист-нематическими жидкими кристаллами, формирующей белое изображение в нормальном режиме.

В японской патентной заявке №7-120746 А (с датой публикации 12.05.1995) раскрыто жидкокристаллическое дисплейное устройство, в котором улучшены угол обзора и обратная градация дисплейной панели с твист-нематическими жидкими кристаллами (см. схему, приведенную на фиг.17).

Жидкокристаллическая панель 100 содержит верхнюю подложку 20а; нижнюю подложку 20b и две поляризационные пластины: верхнюю поляризационную пластину 40а и нижнюю поляризационную пластину 40b, которые расположены на соответствующих внешних сторонах подложек 20а и 20b таким образом, что оси поглощения 40α и 40β соответствующих пластин 40а и 40b расположены под углом приблизительно 45° к соответствующим направлениям 60а и 60b шлифовки подложек 20а и 20b. Кроме того, двухосные фазовые пластины 50а и 50b расположены соответственно между подложкой 20а и пластиной 40а, а также между подложкой 20b и пластиной 40b.

Пластины 50а, 50b имеют соответствующие плоскостные медленные оси 50α и 50β, каждая из которых проходит в плоскости соответствующей одной из пластин 50а и 50b. Ось 50α проходит параллельно оси 40α пластины 40а, а ось 50β проходит перпендикулярно оси 40β пластины 40b. Оси 50α и 50β соответствующих пластин 50а и 50b проходят по существу параллельно друг другу.

В частности, один из признаков, раскрытых в заявке №7-120746 А, состоит в том, что оси 50α и 50β соответствующих пластин 50а и 50b, расположенных на подложках 20а и 20b, проходят по существу параллельно друг другу.

С другой стороны, в японской патентной заявке №2006-285220 (с датой публикации 19.10.2006) раскрыт способ уменьшения обратной градации полутонов дисплейной панели с твист-нематическими жидкими кристаллами и получения высокой контрастности. Согласно этому способу поляризационные пластины, расположенные на соответствующих верхней и нижней подложках жидкокристаллической панели, имеют соответствующие оси поглощения, которые проходят перпендикулярно друг другу и каждая из которых расположена под углом приблизительно 45° относительно направления, заданного в ходе процесса ориентации, (направления шлифовки) на поверхности соответствующей верхней или нижней подложки. Кроме того, предложен способ, согласно которому для управления обратной градацией и дальнейшего улучшения угла обзора используют (i) пленку, компенсирующую угол обзора (пленку с широким углом обзора, изготовленную компанией Фуджи Фото Фильм Ко., Лтд.), содержащую дискотическую жидкокристаллическую фазу, или (ii) одноосную фазовую пластину. Использование таких оптических пленок способствует значительному повышению качества изображения.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ЗАДАЧА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Однако известные способы, позволяющие при низкой стоимости просто увеличить угол обзора дисплейного устройства с твист-нематическими жидкими кристаллами и ограничить снижение контрастности при наведении электрического поля, имеют различные недостатки,

Ниже со ссылкой на фиг.18 приведено описание принципа работы дисплея с твист-нематическими жидкими кристаллами. Если напряжение не приложено или его величина меньше величины порогового напряжения, жидкокристаллические молекулы 30 на поверхностях раздела верхней и нижней подложек 20а и 20b ориентированы вдоль направлений 60а и 60b шлифовки подложек 20а и 20b, которые пересекаются под углом приблизительно 90°. Это позволяет обеспечить повернутую ориентацию жидкокристаллических молекул, при которой они повернуты на угол приблизительно 90° в направлении толщины ячейки (см. фиг.18(а)).

Вышеуказанная жидкокристаллическая панель далее именуется жидкокристаллической панелью 100. Панель 100 содержит две поляризационные пластины 40а и 40b, расположенные на внешних сторонах соответствующих верхней и нижней подложек 20а и 20b, которые расположены на ближней к смотрящему стороне и противоположной стороне таким образом, что оси 40α и 40β соответствующих пластин 40а и 40b расположены в скрещенных призмах Николя. При попадании света на жидкокристаллический слой через пластину 40b свет становится линейно поляризованным, распространяется в жидкокристаллическом слое вдоль ориентации молекул в зависимости от оптического вращения молекул 30 и проходит сквозь пластину 40а на ближней к смотрящему стороне. Это позволяет сформировать белое изображение на панели 100.

С другой стороны, при приложении между верхней и нижней подложками 20а и 20b напряжения, величина которого больше или равна величине порогового напряжения жидкокристаллического слоя, количество пропускаемого света уменьшается из-за компенсации повернутых ориентации вследствие диэлектрической анизотропии молекул 30. Кроме того, при приложении напряжения, величина которого больше или равна величине напряжения насыщения, молекулы 30 ориентированы по существу в вертикальном направлении относительно поверхностей подложек в центре жидкокристаллического слоя (см. фиг.18.(b)). Это приводит к потере свойств оптического вращения. Вследствие этого оптический элемент линейно поляризованного света, проходящий через пластину 40b, поглощается пластиной 40а, расположенной на стороне излучения. Это приводит к формированию черного изображения на панели 100.

Каждая из жидкокристаллических молекул жидкокристаллической панели обладает стержнеобразной структурой и анизотропным показателем преломления, изменяющимся в направлении главной оси и направлении малой оси молекулы. Это вызывает двупреломление поляризованного света и изменение свойств угла обзора за счет изменения угла двупреломления в зависимости от того, под каким углом и в каком направлении смотреть на молекулы. Если направление главной оси определено как направление оси Z ортогональной системы координат XYZ, то направления малых осей определены как направления осей Х и Y.

Как правило, жидкокристаллическая молекула имеет положительный одноосный показатель преломления, причем показатель преломления в направлении главной оси превышает показатели преломления в направлениях двух малых осей. Если на жидкокристаллическую молекулу смотреть в направлении главной оси, двупреломление по существу равно 0. Если на жидкокристаллическую молекулу смотреть с боковой стороны, двупреломление принимает максимальное значение.

В жидкокристаллическом дисплейном устройстве ориентация жидкокристаллической молекулы изменяется в зависимости от интенсивности приложенного напряжения или направления, в котором смотрят на жидкокристаллическую панель, что приводит к изменению видимого двупреломления. Это ухудшает качество изображения в известной жидкокристаллической панели. Такое ухудшение качества изображения может быть связано, например, с уменьшением контрастности в режиме черного изображения, обратной градацией полутонов или уменьшением угла обзора в наклонном направлении.

Согласно заявке №7-120746 А, двухосные фазовые пластины 50а и 50b расположены соответственно рядом с пластинами 40а и 40b. Пластина 50а имеет ось 50α, которая проходит по существу параллельно оси 40α, a пластина 50b имеет ось 50β, которая по существу перпендикулярна оси 40β. Оси 50α и 50β по существу параллельны друг другу. Таким способом сформирована панель 100. Как описано далее, такая конструкция обладает недостатками в отношении оптических характеристик, а также не позволяет достаточно уменьшить стоимость материалов и элементов.

Термин «плоскостная медленная ось» относится к оси, которая совпадает с одной из осей кристалла, образованной в среде с двупреломлением, например в растягивающейся фазовой пластине, и проходит в плоскости, в которой скорость проходящего в среде света является относительно малой. В частности, на фиг.19(а) показана схема классификации многоосных растягивающихся фазовых пластин. Если направление, в котором показатель преломления в плоскости каждой из фазовых пластин принимает максимальное значение, принято за ось X, направление, перпендикулярное оси X, принято за ось Y, а направление толщины каждой из фазовых пластин принято за ось Z, то показатели преломления, зависящие от направлений, называют основными показателями преломления n_x, n_у и n_z при 25°С, соответствующими оси X, оси Y и оси Z.

На Фиг.19(b) показан эллипсоид показателей преломления, иллюстрирующий количественное соотношение основных показателей преломления n_x, n_у и n_z двухосной фазовой пластины. Такую двухосную фазовую пластину, как правило, изготавливают способом двухосного растяжения с формированием медленной оси, вдоль которой показатель преломления возрастает в направлении двухосного растяжения.

Согласно способу, раскрытому в японской пантентной заявке №7-120746 А, если в качестве пластин 40а и 40b использованы поляризационные пластины, каждая из которых снабжена двухосной фазовой пластиной, то взаимное расположение оси 50α и оси 40α пластины 40а отлично от взаимого расположения оси 50β и оси 40β пластины 40b (см. фиг.17). Таким образом, для изготовления поляризационных пластин, снабженных соответствующими двухосными фазовыми пластинами, необходимо использовать элементы, обработанные посредством различных технологических процессов. Это приводит к увеличению операций процесса производства, вследствие чего уменьшение стоимости путем эффективного использования элементов является невозможным.

Согласно способу, раскрытому в японской пантентной заявке №7-120746 А, взаимное расположение осей 40α, отлично от взаимного расположения осей 40β, на соответствующих верхней и нижний сторонах панели 100. Таким образом, улучшение свойств правого и левого углов обзора с обеспечением достаточной симметрии может быть затруднительным. Необходимость улучшения свойств правого и левого углов обзора панели 100 с обеспечением достаточной симметрии возникает в тех случаях, когда смотрящие смотрят на один экран справа и слева.

Кроме того, при улучшении качества изображения диспленой панели с твист-нематическими жидкими кристаллами способом, раскрытым в японской пантентной заявке №2006-285220, на поляризационную пластину должна быть уложена оптическая пленка специального назначения. Это приводит к увеличению толщины слоя элементов и, следовательно, к увеличению их стоимости.

Далее, в известной дисплейной панели с твист-нематическими жидкими кристаллами две поляризационные пластины, размещаемые на жидкокристаллической панели, должны быть вырезаны из пленочного рулона поляризационных пластин после поворота указанного рулона на углы +45° и +135° относительно направления его растяжения. Очевидно, что это приводит к возникновению угловой погрешности в поляризационных пластинах.

Кроме того, в процессе производства (в процессе вырезания) известной поляризационной пластины некоторые участки листообразной пленки поляризационной пластины не используют, поскольку в процессе вырезания пленку поворачивают, например, на угол +45° (см. фиг.20). Таким образом, общая площадь пленочного рулона поляризационных пластин использована менее эффективно. В результате достаточное уменьшение стоимости элементов является невозможным.

Настоящее изобретение направлено на устранение различных очевидных недостатков диспленой панели с твист-нематическими жидкими кристаллами. Задачей изобретения является создание жидкокристаллического дисплейного устройства, в котором посредством более простого способа и с малыми затратами улучшен угол обзора и уменьшена контрастность при управлении наведенным электрическим полем.

РЕШЕНИЕ ПОСТАВЛЕННОЙ ЗАДАЧИ

Жидкокристаллическое дисплейное устройство по настоящему изобретению представляет собой дисплейную панель с твист-нематическими жидкими кристаллами, в которой верхняя сторона жидкокристаллического дисплейного устройства расположена на стороне смотрящего и в которой по порядку расположены первая поляризационная пластина, жидкокристаллическая ячейка и вторая поляризационная пластина. Кроме того, по меньшей мере между одной из первой и второй поляризационных пластин и соответствующей подложкой расположена по меньшей мере одна заранее изготовленная двухосная фазовая пластина. Для улучшения таких свойств жидкокристаллической панели, как яркость, степень контрастности и угол обзора, каждая из осей поглощения поляризационных пластин и плоскостная медленная ось по меньшей мере одной двухосной фазовой пластины проходят в соответствии с направлением шлифовки соответствующей подложки. Кроме того, учтены также такие оптические свойства, как разница фаз в жидкокристаллической панели. Таким образом могут быть решены различные упомянутые выше проблемы.

В частности, задача настоящего изобретения состоит в устранении указанных недостатков за счет дальнейшего улучшения и оптимизации взаимного расположения осей поглощения поляризационных пластин и плоскостных медленных осей двухосных фазовых пластин согласно японской пантентной заявке №7-120746 А.

Согласно способу по японской пантентной заявке №7-120746 А, поляризационная пластина и двухосная фазовая пластина, расположенные на стороне смотрящего, имеют соответственно ось поглощения и плоскостную медленную ось, которые проходят параллельно друг другу. Такое расположение не позволяет улучшить угол обзора с обеспечением достаточной симметрии.

Для эффективного улучшения угла обзора без уменьшения степени контрастности и угла обзора жидкокристаллической панели в направлении вперед очень важно расположить плоскостную медленную ось двухосной фазовой пластины приблизительно под углом 90° (под прямым углом) к оси поглощения поляризационной пластины.

Это связано с тем, что следующие два условия должны быть выполнены одновременно. Первое условие (1) заключается в том, что двупреломление двухосной фазовой пластины не происходит в направлении вперед, а степень контрастности в этом направлении не уменьшается. Второе условие (2) состоит в том, что двупреломление двухосной фазовой пластины эффективно в наклонном направлении, что обеспечивает компенсацию угла обзора.

Для выполнения первого условия (1) плоскостная медленная ось двухосной фазовой пластины и ось поглощения поляризационной пластины должны быть расположены относительно друг друга в любой из следующих конфигураций (1-1) и (1-2):

Если смотреть на пластины в направлении вперед, ось поглощения и плоскостная медленная ось параллельны друг другу (как видно из Фиг.6 (а), ось а(о) поглощения и плоскостная медленная ось е1(о) параллельны друг другу);

Если смотреть на пластины в направлении вперед, ось поглощения и плоскостная медленная ось перпендикулярны друг другу (как видно из Фиг.7(а), ось а(о) поглощения и плоскостная медленная ось е1(о) перпендикулярны друг другу).

Кроме того, для выполнения второго условия (2) необходимо удовлетворять конфигурации (1-2). Это связано с тем, что при попадании света, падающего в наклонном направлении, на уложенную в стопу пластину, содержащую поляризационную пластину и двухосную фазовую пластину, двупреломление двухосной фазовой пластины в наклонном направлении по существу незначительно, если ось (t) эффективного пропускания поляризационной пластины, на которую смотрят в наклонном направлении, проходит параллельно одному из направлений колебания двух форм собственных колебаний двухосной фазовой пластины относительно света, падающего в наклонном направлении. Для эффективного двупреломления в наклонном направлении ось эффективного пропускания поляризационной пластины, на которую смотрят в наклонном направлении, не должна проходить параллельно или перпендикулярно ни одному из направлений колебания собственных форм поляризации двухосной фазовой пластины.

Если ось поглощения поляризационной пластины параллельна плоскостной медленной оси двухосной фазовой пластины, как в случае конфигурации (1-1), то ось эффективного пропускания поляризационной пластины, на которую смотрят в любом из направлений, параллельна одному из направлений колебания двух собственных форм колебаний двухосной фазовой пластины (см. Фиг.6(b)), ввиду чего двупреломление становится неэффективным.

С другой стороны, если ось поглощения поляризационной пластины перпендикулярна плоскостной медленной оси двухосной фазовой пластины, как в конфигурации (1-2), то ось эффективного пропускания поляризационной пластины, на которую смотрят в наклонном направлении, визуально не кажется параллельной или перпендикулярной направлениям колебания собственных форм поляризации двухосной фазовой пластины (см. Фиг.7(b)), благодаря чему двупреломление становится эффективным.

По перечисленным выше причинам, для улучшения степени контрастности и угла обзора с обеспечением оптимального баланса чрезвычайно важно использовать расположение, при котором ось поглощения поляризационной пластины и плоскостная медленная ось двухосной фазовой пластины перпендикулярны друг другу.

Согласно настоящему изобретению, в качестве поляризационной пластины использован так называемый поляризатор О-типа (с обычным показателем преломления света), в котором анизотропный материал, например дихроичный йодный комплекс, ориентирован в направлении поглощения на пленке на основе поливинилового спирта. Поляризатор О-типа поглощает свет, колеблющийся в определенном направлении (определяемом как ось поглощения) в плоскости элемента поляризатора, и обеспечивает возможность проникновения света, колеблющегося в направлении, перпендикулярном оси поглощения в плоскости элемента и определяемом как ось пропускания, и света, колеблющегося в направлении нормали к элементу. Таким образом, поляризатор О-типа представляет собой поляризатор, который имеет одну ось поглощения и две оси пропускания. Оптическая ось поляризатора О-типа направлена по оси поглощения.

Термин "оптическая ось" двупреломляющего слоя обозначает главную ось, соответствующую основному показателю преломления, наибольшее абсолютное значение которого отлично от среднего значения трех основных показателей преломления двупреломляющего слоя (на Фиг.19(b), оптическая ось представляет собой ось X).

Кроме того, в случае наличия двухосной фазовой пластины с двупреломлением n_x>n_y≥n_z и при выполнении n_y=n_z двупреломление эквивалентно одноосному двупреломлению, а плоскостная медленная ось совпадает с оптической осью. При выполнении n_y>n_z оптическая ось также параллельна плоскостной медленной оси.

Согласно настоящему изобретению, поляризационная пластина расположена на двухосной фазовой пластине, имеющей двупреломление n_x>n_y≥n_z, таким образом, что плоскостная медленная ось двухосной фазовой пластины проходит приблизительно под углом 90° к оси поглощения поляризационной пластины. Это позволяет повысить степень контрастности и угол обзора в направлении впереди жидкокристаллической панели.

Настоящее изобретение позволяет устранить различные недостатки, например рассеяние света, уменьшение степени контрастности и ухудшение свойств угла обзора, которые возникают в обычном дисплейном устройстве с нематическими жидкими кристаллами вследствие двупреломления в режиме черного изображения при приложении напряжения. Изобретателями было установлено, что вышеупомянутые недостатки могут быть устранены за счет оснащения дисплейного устройства с нематическими жидкими кристаллами двухосной фазовой пластиной, широко используемой в известных дисплейных устройствах с вертикальным выравниванием, для улучшения качества изображения в режиме черного изображения. Таким образом, было создано настоящее изобретение.

Ниже приведено описание основных признаков настоящего изобретения. Жидкокристаллическое дисплейное устройство по настоящему изобретению содержит: первую подложку, расположенную на стороне смотрящего, и вторую подложку; жидкокристаллический слой, который расположен между первой и второй подложками и в качестве которого использован слой твист-нематических жидких кристаллов, угол скручивания которых в направлении толщины между первой и второй подложками составляет по существу 90°; первую и вторую поляризационные пластины, расположенные на внешних сторонах соответствующих первой и второй подложек и имеющие соответствующие перпендикулярные друг другу оси поглощения; и двухосную фазовую пластину, которая расположена между первой и второй поляризационными пластинами и содержит первую и вторую двухосные фазовые пластины, расположенные соответственно на первой и второй поляризационных пластинах таким образом, что плоскостные медленные оси по существу перпендикулярны друг другу; причем ось поглощения первой поляризационной пластины проходит по существу под углом 90° к плоскостной медленной оси первой двухосной фазовой пластины, а ось поглощения второй поляризационной пластины проходит по существу под углом 90° к плоскостной медленной оси второй двухосной фазовой пластины.

Предложенная конфигурация позволяет просто и с малыми затратами устранить известные недостатки качества изображения дисплейной панели с твист-нематическими жидкими кристаллами, например возникновение обратной градации в полутонах и недостаточно симметричные углы обзора.

Согласно еще одному варианту реализации настоящего изобретения, дисплейная панель с твист-нематическими жидкими кристаллами содержит двухосную фазовую пластину, которая расположена по меньшей мере между первой подложкой и первой поляризационной пластиной или между второй подложкой и второй поляризационной пластиной; причем плоскостная медленная ось двухосной фазовой пластины проходит по существу под углом 90° к оси поглощения соответствующей первой или второй поляризационной пластины, на которой расположена двухосная фазовая пластина.

В данном варианте конструкции известная поляризационная пластина с двухосной фазовой пластиной, которая предназначена для использования в жидкокристаллическом телевизионном устройстве и других приложениях, и универсальная линейная поляризационная пластина могут быть использованы совместно. Такая конструкция позволяет при малых затратах повысить качество изображения дисплейной панели с твист-нематическими жидкими кристаллами за счет использования оптического элемента, изготавляемого и распространяемого как универсальное изделие.

В частности, при размещении двухосной фазовой пластины только на внешней стороне второй подложки, противоположной смотрящему, может быть сформирована жидкокристаллическая панель с твист-нематическими жидкими кристаллами, в которой обеспечена требуемая обратная градация полутонов, а углы обзора абсолютно симметричны. Таким образом, может быть сформировано жидкокристаллическое дисплейное устройство, в котором качество изображения улучшено благодаря простой конфигурации.

Настоящее изобретение позволяет увеличить угол обзора по сравнению со случаем, когда двухосная фазовая пластина не использована.

Кроме того, согласно еще одному варианту реализации настоящего изобретения (i) двухосная фазовая пластина расположена между внешней стороной по меньшей мере одной из подложек и поляризационной пластиной, предназначенной для соответствующей подложки, таким образом, что плоскостная медленная ось двухосной фазовой пластины и ось поглощения смежной поляризационной пластины образуют угол приблизительно 90°; (ii) ось поглощения первой поляризационной пластины проходит по существу под углом 45° к направлению шлифовки первой подложки; а ось поглощения второй поляризационной пластины проходит по существу под углом 45° к направлению шлифовки второй подложки.

Согласно этой конфигурации поляризационные пластины, на которые уложены двухосные фазовые пластины и которые имеют одинаковые технические характеристики, могут быть расположены на соответствующих внешних сторонах верхней и нижней подложек жидкокристаллической панели. Это обеспечивает возможность реализации способа улучшения степени контрастности и угла обзора дисплейного устройства с твист-нематическими жидкими кристаллами. Согласно этой конфигурации группа верхней и нижней поляризационных пластин с соответствующими фазовыми пластинами, размеры которых соответствуют внешней форме жидкокристаллической панели, может быть вырезана из рулона поляризационных пластин с аналогичными техническими характеристиками, полученного укладыванием пленки заранее заданной фазовой пластины на пленку поляризационной пластины. Это позволяет сократить материальные затраты.

Благодаря этой конфигурации может быть устранен недостаток, связанный с вырезанием из рулона исходных поляризационных пластин, одновременно с повышением эффективности использования площади пленки, а также повышением качества изображения. Это свойство обеспечивает большое преимущество данного варианта конструкции.

В известном дисплейном устройстве с твист-нематическими жидкими кристаллами и углом обзора на 12 часов (широкий угол обзора соответствует направлению вверх относительно передней лицевой поверхности жидкокристаллической панели) процесс вырезания выполняют после поворота пленки поляризационной пластины в направлениях под углами +45° и +135°, причем направление против часовой стрелки выбрано за направление вперед во вращающейся системе координат, в которой за направление координатной оси под углом 0° принято направление вправо (направление на 3 часа) экрана. При вырезании возникает угловая погрешность. Кроме того, при размещении поляризационных пластин на жидкокристаллическую панель угловая погрешность возникает между поляризационными пластинами вследствие ошибки при позиционировании и т.д. Такие ошибки приводят к уменьшению степени контрастности изображения.

С другой стороны, согласно настоящему изобретению, направление лицевой поверхности вырезанной кромки рулона поляризационных пластин может соответствовать направлению лицевой поверхности кромки подложки в жидкокристаллической панели, имеющей прямоугольную внешнюю форму. В целом, это позволяет предотвратить возникновение угловой погрешности при вырезании верхней и нижней поляризационных пластин.

Направление лицевой поверхности вырезанной кромки рулона поляризационных пластин может быть выбрано в соответствии с направлением лицевой поверхности кромки подложки, поскольку направление длины поясообразной пленки рулона исходных поляризационных пластин соответствует направлению оси поглощения. Благодаря этому может быть улучшена эффективность использования площади по сравнению со случаем, когда вырезание осуществляют на рулоне пленки, который повернут в направлениях под углами +45 и +135° относительно направления растягивания. Это позволяет значительно сократить материальные затраты.

Кроме того, в жидкокристаллическом дисплейном устройстве, в котором между второй подложкой и второй поляризационной пластиной расположена двухосная фазовая пластина, может быть улучшено свойство симметричности угла обзора в правом и левом направлениях по сравнению со случаем, когда двухосная фазовая пластина расположена только на стороне первой подложки, которая является верхней стороной жидкокристаллической панели.

Качество изображения может быть также повышено в том случае, когда двухосная фазовая пластина по настоящему изобретению имеет (i) плоскостную разность R₀ фаз в пределах от 45 до 65 нм, которая определена приведенной ниже формулой 1, и (ii) нормальную разность фаз R_th в направлении толщины в пределах от 115 до 135 нм, которая определена приведенной ниже формулой 2.

где x и у - продольные направления двухосной фазовой пластины, которые перпендикулярны друг другу; z - направление толщины двухосной фазовой пластины; n_x, n_у и n_z - основные показатели преломления при 25°С для соответствующих направлений x, у, и z; a d (нм) - толщина двухосной фазовой пластины.

Причина состоит в том, что обратная градация полутонов имеет тенденцию возникать в том случае, когда плоскостная разность R₀ и нормальная разность R_th в направлении толщины выходят за пределы упомянутых выше соответствующих диапазонов. В частности, в том случае, когда разность фаз выходит за пределы установленного диапазона, рассеяние светового потока проявляет может увеличиваться при отображения черного цвета. Это приводит к изменению градации в более узком диапазоне.

Кроме того, если жидкокристаллический слой, используемый в жидкокристаллическом дисплейном устройстве по настоящему изобретению, имеет разность фаз в диапазоне от 400 до 470 нм при 25°С и длине волны 550 нм, то это позволяет значительно улучшить относительный коэффициент пропускания и такие характеристики изображения, как воспроизведение цветов и оттенков в жидкокристаллическом дисплейном устройстве, благодаря чему может быть получено относительно хорошее изображение без ухудшения яркости и появления изменения цветового тона.

ТЕХНИЧЕСКИЙ РЕЗУЛЬТАТ

Как рассмотрено выше, жидкокристаллическое дисплейное устройство согласно настоящему изобретению представляет собой панель с твист-нематическими жидкими кристаллами, содержащую первую поляризационную пластину, жидкокристаллическую ячейку и вторую поляризационную пластину, которые расположены в указанном порядке со стороны смотрящего. Кроме того, по меньшей мере между первой или второй поляризационными пластинами и соответствующей подложкой расположена по меньшей мере одна заранее заданная двухосная фазовая пластина. Для улучшения таких свойств жидкокристаллической панели, как яркость (пропускающая способность), степень контрастности и угол обзора, каждая оптическая ось пленочных элементов задана с учетом расположения относительно направления шлифовки соответствующей подложки.

Такая простая и малозатратная конструкция позволяет устранить известные недостатки качества изображения панели с твист-нематическими жидкими кристаллами, такие как обратная градация полутонов и несимметричность углов обзора.

Согласно указанной конструкции, по меньшей мере одна универсальная поляризационная пластина с двухосной фазовой пластиной расположена на одной из соответствующих внешних сторон обоих подложек панели с твист-нематическими жидкими кристаллами таким образом, что расположение каждой заданной оптической оси выбрано в соответствии с направлением шлифовки в жидкокристаллической панели. Это позволяет устранить упомянутые выше недостатки свойств изображения, а также значительно повысить эффективность использования площади при вырезании поляризационной пластины с двухосной фазовой пластиной из рулона поляризационных пластин.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На Фиг.1 показано перспективное изображение, которое схематично иллюстрирует пример конструкции жидкокристаллического дисплейного устройства по настоящему изобретению: (а) иллюстрирует случай, когда на верхней и нижней сторонах жидкокристаллической панели расположены двухосные фазовые пластины; (b) иллюстрирует случай, когда двухосная фазовая пластина расположена только на нижней стороне жидкокристаллической панели; а (с) иллюстрирует случай, когда двухосная фазовая пластина расположена только на верхней стороне жидкокристаллической панели.

На Фиг.2 представлено изображение, поясняющее взаимное расположение осей поглощения, плоскостных медленных осей и направлений шлифовки в жидкокристаллическом дисплейном устройстве по настоящему изобретению. На Фиг. (а)-(с) показаны различные мо