[发明专利]液晶面板的补偿架构及液晶显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及液晶显示技术领域,尤其涉及一种用于液晶面板的补偿架构以及液晶显示装置。

背景技术

液晶显示器（Liquid Crystal Display，LCD），为平面超薄的显示设备，它由一定数量的彩色或黑白像素组成，放置于光源或者反射面前方。液晶显示器功耗很低，并且具有高画质、体积小、重量轻的特点，因此倍受大家青睐，成为显示器的主流。目前液晶显示器是以薄膜晶体管（Thin Film Transistor，TFT）液晶显示器为主。

随着TFT-LCD的面积越来越大，其观察角度不断增大，画面的对比度不断降低，画面的清晰度下降，这是液晶层中液晶分子的双折射率随观察角度变化发生改变的结果。对于普通的液晶显示屏来说，当从某个角度观看普通的液晶显示屏时，将发现它的亮度急遽的损失（变暗）及变色。传统的液晶显示器通常只有90度的视角，也就是左/右两边各45度。制作液晶显示面板的线状液晶是一种具有双折射率Δn的物质，当光线通过液晶分子后，可分成寻常光线（ordinary ray）与非常光线（extraordinary ray）两道光，如果光线是斜向入射液晶分子，便会产生两道折射光线，双折射率Δn=ne-no，ne表示液晶分子对寻常光线的折射率，no表示液晶分子对非常光线的折射率。因此当光线经过上下两片玻璃所夹住的液晶后，光线就会产生相位延迟(phase retardation)的现象。液晶盒的光线特性通常用相位延迟Δn×d来衡量，也称为光程差，Δn为双折射率，d为液晶盒的厚度，液晶盒不同视角下相位延迟的不同是其产生视角问题的由来。良好的光学补偿膜的相位延迟可以跟线状液晶的相位延迟互相抵消，就可以增广液晶面板的可视角度。光学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。采用光学补偿膜进行补偿，可以有效降低暗态画面的漏光，在一定视角内能大幅度提高画面的对比度。光学补偿膜从其功能目的来区分则可分为单纯改变相位的位相差膜、色差补偿膜及视角扩大膜等。使用光学补偿膜能降低液晶显示器暗态时的漏光量，并且在一定视角内能大幅提高影像之对比、色度与克服部分灰阶反转问题。衡量光学补偿膜特性的主要参数包括在平面方向上的面内补偿值Ro，在厚度方向上的厚度补偿值Rth，折射率N，以及膜厚度D，满足如下关系式：

Ro=（Nx-Ny）×D；

Rth=[（Nx+Ny）/2-Nz]×D；

其中，Nx是膜平面内沿着慢轴（具有最大折射率的轴，也就是光线具有较慢传播速率的振动方向）的折射率，Ny是膜平面内沿着快轴（具有最小折射率的轴，也就是光波具有较快传播速率的振动方向，垂直于Nx）的折射率，Nz是膜平面方向的折射率（垂直于Nx和Ny）。

针对不同的液晶显示模式，也即不同的液晶盒类型，使用的光学补偿膜也不同，而且Ro和Rth值也需调节为合适的值。现有大尺寸液晶电视使用的光学补偿膜大多是针对VA（垂直配向）显示模式，早期使用的有Konica(柯尼卡)公司的N-TAC，后来不断发展形成OPTES（奥普士）公司的Zeonor，富士通的F-TAC系列，日东电工的X-plate等。

现有的补偿方式中，一般采用单层双轴补偿架构或双层双轴补偿架构，单层双轴补偿架构只需要在液晶面板的其中一侧设置有补偿膜，而双层双轴补偿架构则需要在液晶面板的两侧均设置有补偿膜，仅仅通过调整双轴补偿膜的补偿值进行补偿。参阅图1a、1b、2a和2b，图1a是经现有的一种单层双轴补偿架构补偿后的液晶面板的暗态全视角等亮度轮廓分布图；图1b是前述单层双轴补偿架构补偿后的液晶面板的全视角等对比度轮廓分布图；图2a是经现有的一种双层双轴补偿架构补偿后的液晶面板的暗态全视角等亮度轮廓分布图；图2b是前述双层双轴补偿架构补偿后的液晶面板的全视角等对比度轮廓分布图。从图1a和1b可以看出，采用现行的单层双轴补偿架构进行补偿，在水平视角phi=20～40°、phi=140～160°、phi=200～220°以及phi=310～330°的位置漏光严重，即液晶面板的暗态漏光严重的视角更接近于水平视角；从图2a和2b可以看出，采用现行双层双轴补偿架构进行补偿，液晶面板的暗态漏光严重的视角在水平与垂直视角中间。由于观众与TV的相对位置决定了接近水平视角的区域更容易被观众看到，所以接近水平视角的对比度、清晰度对观看效果的影响最大，而接近垂直视角的区域因为不容易被看到，对观众的影响较小，随着电视尺寸的增大，这种效应会更加明显，因此有必要把暗态漏光区域限定在近垂直视角附近。