美国专利第3,807,831号公开了一种IPS-LCD。但是，美国专利第 3,807,831号公开的IPS-LCD没有使用补偿膜。因此，上述IPS-LCD 在预定倾角下表现出低对比度，其原因是在IPS-LCD的黑态中漏光量 相当大。
美国专利第5,189,538号公开了一种包括使用A-板和正双轴延迟 膜的视角补偿膜的LCD。
另外，美国专利第6,115,095号公开了一种包括使用+C-板和A- 板的补偿膜的IPS-LCD。美国专利第6,115,095号公开的IPS-LCD的特 征如下：
1)液晶层水平排列在两个基底之间，这样通过电极，电场平行于 液晶层提供。
2)至少一个A-板和C-板插放在两个偏振板之间。
3)A-板的主光轴垂直于液晶层的主光轴。
4)液晶层的延迟值RLC、+C-板的延迟值R+C和A-板的延迟值R+A被 确定以满足下列等式：
RLC∶R+C∶R+A1∶0.5∶0.25。
5)A-板和C-板的延迟值与偏振板保护膜(TAC、COP和PNB)的厚 度延迟值之间的关系没有公开。
美国专利第6,115,095号中使用A-板和C-板的主要目的是在白态 (亮态)中补偿IPS-LCD的色移(color shift)。在这种情况下，虽然 在白态中IPS-LCD的色移可以减少，但在黑态中在IPS-LCD的预定倾 角下，可能发生大量的光泄漏。由于这个原因，在预定倾角下IPS-LCD 表现出相对低的对比度。
近来，已提出和使用在白态中减少色移的各种方法。例如，已建 议使用之字形电极结构的二区域(two-domain)液晶排列，以使白态中 的色移最小化。
附图说明
图1是IPS-LCD基本结构的示意图。
图2是图1的IPS-LCD面板中偏振板吸收轴和液晶光轴的排列的 示意图。
图3是延迟膜折射率的示意图。
图4至9是根据本发明一种实施方案的包括视角补偿膜的 IPS-LCDs的结构示意图。其中，图4是第一种IPS-LCD的结构，图5是 第二种IPS-LCD的结构，图6是第三种IPS-LCD的结构，图7是第四 种IPS-LCD的结构，图8是第五种IPS-LCD的结构，以及图9是第六 种IPS-LCD的结构。
图10至14表示根据本发明的一种实施方案当包括视角补偿膜的 IPS-LCD结构中使用白光时、在0°至80°的倾角下所有方位角上的对比 度特性的模拟结果的图表。其中，图10是第一种IPS-LCD结构的模拟 结果，图11是第二种IPS-LCD结构的模拟结果，图12是第三种IPS-LCD 结构的模拟结果，图13是第四种IPS-LCD结构的模拟结果，图14是 第五种IPS-LCD结构的模拟结果。
图15至26是根据本发明一种实施方案的包括视角补偿膜的 IPS-LCDs的结构示意图。其中，图15是第七种IPS-LCD的结构，图16 是第八种IPS-LCD的结构，图17是第九种IPS-LCD的结构，图18是 第十种IPS-LCD的结构，图19是第十一种IPS-LCD的结构，图20是 第十二种IPS-LCD的结构，图21是第十三种IPS-LCD的结构，图22 是第十四种IPS-LCD结构，图23是第十五种IPS-LCD的结构，图24 是第十六种IPS-LCD的结构，图25是第十七种IPS-LCD的结构，图26 是第十八种IPS-LCD的结构。
图27至32表示根据本发明的一种实施方案当包括视角补偿膜的 IPS-LCD结构中使用白光时，在0°至80°的倾角下所有方位角上的对比 度特性的模拟结果中的图表。其中，图27是第七和第八种IPS-LCD结 构的模拟结果，图28是第九和第十种IPS-LCD结构的模拟结果，图29 是第十一和第十二种IPS-LCD结构的模拟结果，图30是第十三和第十 四种IPS-LCD结构的模拟结果，图31是第十五和第十六种IPS-LCD结 构的模拟结果，图32是第十七和第十八种IPS-LCD结构的模拟结果。

本发明的目的是提供一种通过在预定倾角下最大限度地减少黑态 光泄漏的在前倾角和预定倾角下表现出优越的对比度特性和低色移的 IPS-LCD。
由于两个偏振板吸收轴之间的垂直性与视角的相关性和IPS-LCD 面板的双折射与视角的相关性，IPS-LCD的视角特性可能被降低。
本发明人已经发现，需用+A-板和+C-板来补偿上述IPS-LCD视角 特性降低的问题。因此，本发明人已设计+A-板和+C-板的两种延迟膜， 从而获得了广视角特性。
另外，本发明人已经发现，必须适当地确定+A-板光轴的方向，使 其与位于偏振板和IPS-LCD面板之间的+A-板和+C-板的排列次序相匹 配。本发明就是基于上述概念提出的。
因此，本发明提供一种通过使用+A-板和+C-板能够解决上述问题 的平面内切换液晶显示器(IPS-LCD)。
具体地说，本发明提供一种平面内切换液晶显示器，其包括：第 一偏振板；水平排列并填充有正介电各向异性(Δε＞0)液晶的液晶单 元，液晶单元中所填充液晶的光轴在平面内平行于偏振板排列；以及 第二偏振板，其中第一偏振板的吸收轴垂直于第二偏振板的吸收轴， 液晶单元中所填充液晶的光轴平行于第一偏振板的吸收轴；
其中，为了补偿黑态中的视角，在偏振板和液晶单元之间插入至 少一个+A-板(nx＞ny＝nz)和至少一个+C-板(nx＝ny＜nz)，且根据+A-板和 +C-板的排列顺序调整+A-板的光轴。
根据本发明优选的实施方案，包括+A-板和+C-板的一对补偿膜排 列在第二偏振板(2)和液晶单元之间；如果+A-板与第二偏振板相邻， 那么+A-板的光轴垂直于第二偏振板的吸收轴(5)排列；或者如果+A- 板与液晶单元(3)相邻，那么+A-板的光轴平行于第二偏振板的吸收 轴(5)排列。另外，在第一偏振板(1)和液晶单元(3)之间所排列 的+A-板的光轴，可以平行或垂直于第一偏振板的吸收轴排列。
当IPS-LCD只使用偏振板时，在70°倾角下的对比度等于或小于 10∶1。然而，本发明的使用+A-板和+C-板的IPS-LCD在70°倾角下， 可表现出的最小对比度比高于20∶1，优选50∶1。
下面将详细叙述本发明优选的实施方案。
图1是IPS-LCD基本结构的示意图。
IPS-LCD包括第一偏振板1、第二偏振板2和IPS-LCD面板3。第 一偏振板1的吸收轴4垂直于第二偏振板2的吸收轴5排列，第一偏 振板1的吸收轴4平行于IPS-LCD面板3的光轴6。图2显示了两个偏 振板的两个吸收轴4和5以及一个IPS-LCD面板的一个光轴6。
即，根据本发明的使用补偿膜的液晶显示器包括第一偏振板1、 IPS-LCD面板3和第二偏振板2，其中所述的IPS-LCD面板3水平排列 于两个玻璃基底15和16之间，并包括填充有正介电各向异性(Δε＞0) 液晶的液晶单元。填充在液晶单元中的液晶的光轴6在平面内平行于 第一偏振板1和第二偏振板2排列。第一偏振板1的吸收轴4垂直于 第二偏振板2的吸收轴5排列，第一偏振板1的吸收轴4平行于IPS-LCD 面板3的液晶单元中所填充的液晶的光轴6。另外，第一基底15和第 二基底16中之一包括具有一对电极的有效矩阵驱动电极，该电极在与 液晶层相邻的基底的表面上形成。
根据本发明的IPS-LCD的液晶单元的延迟值，在波长550nm的条 件下，优选为200nm～450nm。
IPS-LCD的白态可通过以下步骤获得：(1)从背光装置(backlight unit)辐射来的光线，在穿过一个偏振板后，在0°角下使其线性偏振化； (2)0°-线性偏振光在穿过液晶单元后，使其旋转到90°-线性偏振光； 然后(3)将90°-线性偏振光传输穿过另一个偏振板。为了使0°-偏振 光转换成90°-偏振光，液晶单元必须具有相当于入射光波长一半的延 迟值。另外，在反向-TN(扭转向列)IPS-LCD中采用液晶单元的液晶 层的波导特性，其中将液晶单元的延迟值设定为400nm也是可以的。 液晶单元的延迟值可取决于IPS-LCD的模式而变化。
根据本发明的LCD可以使液晶排列成多方向，或者液晶可通过施 加电压来分成多区域。
根据包括一对电极的有效矩阵驱动电极的模式，LCDs可分类为IPS (平面内切换)LCDs、S-IPS(超平面内切换)LCDs和FFS(边缘场切 换)LCDs。在本发明中，IPS-LCD可包括S-IPS LCD、FFS LCD和反向 TN IPS LCD。
根据本发明，IPS-LCD采用+A-板和+C-板来补偿其视角。当IPS-LCD 使用结合+C-板的+A-板来补偿IPS-LCD的视角时，可获得广的视角特 性。
图3说明了用于补偿IPS-LCD视角的延迟膜的折射率。参考图3， x-轴方向上的平面内折射率为nx(8)，y-轴方向上的平面内折射率为 ny(9)，z-轴方向上的厚度折射率为nz(10)。另外，延迟膜的特性取决 于折射率。
单轴延迟膜表现出在x-轴、y-轴和z-轴方向中两个轴方向上的折 射率彼此不同。单轴延迟膜定义如下：
(1)+A-板满足公式nx＞ny＝nz，其平面内延迟值可由如下公式 1确定，所述的公式1运用了两个平面内折射率之间的差和膜的厚度。
公式1
Rin＝d×(nx-ny)，其中d为膜的厚度。
+A-板的厚度延迟值几乎是零，而平面内延迟值为正的。
(2)+C-板满足公式nx＝ny＜nz，其厚度延迟值可由如下公式2 确定，所述的公式2运用了膜的厚度和平面内折射率与厚度折射率之 间的差值。
公式2
Rth＝d×(nz-ny)，其中d为膜的厚度。
+C-板11的平面内延迟值几乎是零，而厚度延迟值为正的。
为了补偿IPS-LCD的视角，在波长550nm的情况下，+A-板的平面 内延迟值优选为30nm～500nm，+C-板的厚度延迟值优选为30nm～500nm。
在IPS-LCD的黑态中可能发生光泄漏，主要是因为偏振板，部分 是因为IPS-LCD面板。因此，通过稍稍扩大延迟值可以得到为补偿 IPS-LCD所需要的延迟值范围，从而可以补偿偏振板的光泄漏，从而。 即，为使吸收轴相互垂直排列的两偏振板所产生的光泄漏最小，要求 +A-板和+C-板延迟值的范围分别为50nm～300nm。另外，当考虑IPS-LCD 面板时，上述范围可稍稍扩大。由于这个缘故，为补偿IPS-LCD的视 角要求+A-板和+C-板延迟值的范围分别为30nm～500nm。
延迟膜的波长色散特性包括正常波长色散、平波长色散和反向波 长色散。
图4至9和图15至26说明了本发明的IPS-LCD中所使用的视角 补偿膜的结构，该视角补偿膜包括+C-板11和+A-板12。
IPS-LCD面板3置于偏振板之间，其中液晶分子7平行于IPS-LCD 面板基底15和16并沿磨擦方向排列，通过基底的表面处理，使液晶 分子7在基底上形成，这样以使液晶分子沿一个方向排列。为了获得 视角补偿功能，必须在IPS-LCD面板3与偏振板1和2之间插入延迟 膜。延迟膜的光轴(或慢轴(slow axis))13垂直或平行于相邻偏振板 的吸收轴5排列。由于+C-板的光轴垂直于偏振板，所以它可能不直接 涉及到视角特性。也就是说，只有在+A-板光轴和偏振板吸收轴之间形 成角度可对视角特性产生影响。
+A-板光轴的方向是根据延迟膜的排列次序来确定的。
在设计IPS-LCD的视角补偿膜时，当考虑到内保护膜具有厚度延 迟值的情况和内保护膜不具有厚度延迟值的情况，本发明认为偏振板 的内保护膜具有延迟膜的功能。使用具有厚度延迟值偏振板的内保护 膜的+A-板和+C-板的设计值的与使用不具有厚度延迟值的内保护膜的 +A-板和+C-板的设计值是不相同的。表1至表10表示了+A-板和+C-板 的设计值根据内保护膜情况的变化。
根据本发明的第一种实施方案，本发明提供了一种包括第一偏振 板1、IPS面板液晶单元3、+C-板11、A-板12和第二偏振板的LCD， 这些部件按顺序排列，其中A-板的光轴13垂直于第二偏振板的吸收轴 5。
当A-板与偏振板相邻且+C-板紧挨着A-板放置时，只有在A-板的 光轴垂直于相邻偏振板的吸收轴时，才可补偿视角。即，如果A-板的 光轴平行于相邻偏振板的吸收轴排列，则视角特性可能被降低。
此时，在波长550nm的条件下，A-板12的平面内延迟值优选为 30nm～500nm，+C-板11的厚度延迟值优选为30nm～500nm。
图4显示了根据本发明第一种实施方案的包括补偿膜的第一种 IPS-LCD的结构，图5显示了根据本发明第一种实施方案的包括补偿膜 的第二种IPS-LCD的结构。
图4和图5所示的第一种和第二种IPS-LCD的结构，除它们的光 源外，彼此间基本上相同，它们的光源彼此间相对放置。图4和图5 所示的第一种和第二种IPS-LCD结构表现出相同的视角特性。
当将延迟膜的实际设计值应用于图4所示的IPS-LCD结构时，模 拟结果示于图10和表1中。
表1   第一偏振板   的内保护膜   IPS-LCD   +C-板的延迟   值(nm)   A-板的延迟   值(nm)   第二偏振板的   内保护膜   70°倾角下的   最小对比度   比值   COP   290nm   94   150   COP   167   99   -   A-COP   Rin＝140nm   167   99   110   40μmTAC   170   116   80   80μmTAC   150   174   53   PNB   Rth＝-130nm   100   40μmTAC   54   132   COP   75   70   110   40μmTAC   75   100   90   80μmTAC   60   80μmTAC   35   137   COP   33   35   100   40μmTAC   33   50   70   80μmTAC   30
表1表明了在70°的倾角下通过模拟所得到的IPS-LCD结构中的对 比度比值(白态与黑态的对比度比值)。
对比度比值是表示图象清晰度的指数，较高的对比度比值给出较 清晰的图象。因为在70°的倾角下ISP-LCD的对比度特性大大地降低， 在70°的倾角下进行模拟。当IPS-LCD不使用视角补偿膜时，IPS-LCD 的最小对比度比值等于或小于10∶1。因此，表1表明了在70°的倾角 下IPS-LCD的最小对比度比值提高了，这意味着在所有视角下可以改 善IPS-LCD的对比度特性。
当将延迟膜的实际设计值应用于图5所示的IPS-LCD结构时，对 比度特性的模拟结果示于图11中。
根据本发明的第二种实施方案，本发明提供了一种包括第一偏振 板1、IPS面板液晶单元3、A-板12、+C-板11和第二偏振板的LCD， 这些部件按顺序排列，其中A-板的光轴13平行于第二偏振板的吸收轴 5。
由于IPS-LCD面板对视角特性的影响很小，上述排列与将+A-板和 +C-板放置于第一和第二偏振板之间的排列基本上相同。另外，由于当 A-板的光轴垂直于相邻偏振板的吸收轴排列时，可以获得视角补偿功 能，所以必须将A-板的光轴垂直于第一偏振板的吸收轴放置，以使A- 板起视角补偿膜的作用。
此时，在波长550nm的条件下，A-板12的平面内延迟值优选为 50nm～200nm，+C-板11的厚度延迟值优选为80nm～300nm。
为了理想地补偿偏振板的光泄漏，A-板的平面内延迟值优选约 130nm，+C-板的厚度延迟值优选100～200nm。如果偏振板的内保护膜作 为具有负厚度延迟值的延迟膜，则A-板的延迟值优选约80nm，+C-板 的延迟值优选100～200nm。由于IPS-LCD面板具有延迟值，所以，根据 +C-板的延迟值，+A-板的延迟值优选50nm～200nm；根据+A-板的平面内 延迟值，+C-板的厚度延迟值优选80nm～300nm(见表2)。
图6显示了根据本发明第二种实施方案的包括补偿膜的第三种 IPS-LCD的结构，图7显示了根据本发明第二种实施方案的包括补偿膜 的第四种IPS-LCD的结构。
图6和图7所示的第三种和第四种IPS-LCD的结构，除它们的光 源外，彼此间基本上相同，它们的光源彼此间相对放置。图6和图7 所示的第三种和第四种IPS-LCD结构表现出相同的视角特性。
当将延迟膜的实际设计值应用于图6所示的IPS-LCD结构时，对 比度特性的模拟结果示于图12和表2中。
表2   第一偏振板   的内保护膜   IPS-LCD   A-板的延迟值   (nm)   +C-板的延迟   值(nm)   第二偏振板的   内保护膜   70°倾角下的   最小对比度   比值   COP   290nm   148   91   COP   195   148   126   40μmTAC   187   148   164   80μmTAC   176   148   237   PNB   Rth＝-130nm   163   40μmTAC   180   89   COP   75   180   161   COP   68   176   234   PNB   Rth＝-130nm   62   80μmTAC   182   89   COP   29   182   163   80μmTAC   27
当将延迟膜的实际设计值应用于图7所示的IPS-LCD结构时，对 比度特性的模拟结果示于图13和表3中。
表3   第一偏振板   的内保护膜   IPS-LCD   A-板的延迟值   (nm)   +C-板的延迟   值(nm)   第二偏振板的   内保护膜 70°倾角下的 最小对比度 比值   40μmTAC   259nm   170   175   80μmTAC   78   290nm   180   161   78   330nm   176   150   83
虽然本发明的第一种和第二种实施方案说明将A-板和+C-板放置 在第二偏振板和IPS-LCD液晶单元之间，但是如本发明的第三种到第 九种实施方案中所示，在第一偏振板和IPS-LCD液晶单元之间进一步 放置A-板和/或+C-板也是可以的。
根据本发明的第三种实施方案，本发明提供一种包括第一偏振板 1、第一+C-板11、IPS面板液晶单元3、A-板12、第二+C-板14和第 二偏振板的LCD，这些部件按顺序排列，其中A-板的光轴13平行于第 二偏振板的吸收轴5。
在这种情况下，在波长550nm的条件下，A-板12的延迟值优选为 50nm～200nm。为了理想地补偿偏振板的光泄漏，A-板的延迟值优选约 130nm。如果偏振板的内保护膜作为具有负厚度延迟值的延迟膜，则A- 板的延迟值优选约80nm。由于IPS-LCD面板具有延迟值，所以根据厚 度延迟值A-板的延迟值优选为50nm～200nm(见表4)。
另外，在波长550nm的条件下，第一+C-板11的延迟值优选为 10nm～400nm。为了理想地补偿偏振板的光泄漏，A-板的延迟值优选约 130nm，+C-板的厚度延迟值优选100～200nm。如果偏振板的内保护膜作 为具有负厚度延迟值的延迟膜，则A-板的延迟值优选约80nm，+C-板 的延迟值优选100～200nm。由于IPS-LCD面板具有延迟值，所以根据+A- 板的平面内延迟值，+C-板的厚度延迟值优选80nm～300nm。如果偏振板 的内保护膜具有大的负厚度延迟值，则优选使用厚度延迟值为 10nm～400的+C板(见表4)。
在波长550nm的条件下，第二+C-板14的延迟值优选为90nm～400nm (见表4)。
从表4所示的模拟结果可以理解到，当在波长550nm的条件下第 二+C-板14的延迟值为90nm～400nm时，表现出优良的对比度特性。
图8显示了根据本发明第三种实施方案的包括补偿膜的第五种 IPS-LCD的结构，图9显示了根据本发明第三种实施方案的包括补偿膜 的第六种IPS-LCD的结构。
图8和图9所示的第五种和第六种IPS-LCD的结构，除它们的光 源外，彼此间基本上相同，它们的光源彼此间相对放置。图8和图9 所示的第五种和第六种IPS-LCD结构表现出相同的视角特性。
当将延迟膜的实际设计值应用于图8所示的IPS-LCD结构时，对 比度特性的模拟结果示于图14和表4中。
表4   第一偏振板   的内保护膜   +C-板的延   迟值(nm)   IPS-   LCD   A-板的延迟   值(nm)   +C-板   的延迟   值(nm)   第二偏振板   的内保护膜   70°倾角下的   最小对比度   比值   COP   10   290nm   130   98   COP   160   10   130   170   80μmTAC   150   50   104   120   COP   160   100   80   145   COP   125   100   80   218   80μmTAC   125   80μmTAC   100   125   173   80μmTAC   214   150   92   202   80μmTAC   150   PNB   Rth＝-160nm   300   72   230   80μmTAC   100   300   72   305   PNB   Rth＝-160nm   100
在本发明的IPS-LCD结构中，仅是两个偏振板和液晶之间的相对 位置重要，与观察者和背光装置的相对位置无关。
根据本发明的第四种实施方案，本发明提供一种包括第一偏振板 1、第一A-板11、IPS面板液晶单元3、第二A-板13、+C-板15和第 二偏振板的LCD，这些部件按顺序排列，其中第一A-板11的光轴12 平行于第一偏振板的吸收轴4，第二A-板13的光轴14平行于第二偏 振板的吸收轴。
在这种情况下，在波长550nm的条件下，+C-板13的延迟值优选 为50nm～400nm。
另外，在波长550nm的条件下，第一A-板11的延迟值优选为 1nm～500nm，第二A-板13的延迟值优选为1nm～500nm。
图15显示了根据本发明第四种实施方案的包括补偿膜的第七种 IPS-LCD的结构，图16显示了根据本发明第四种实施方案的包括补偿 膜的第八种IPS-LCD的结构。
图15和图16所示的第七种和第八种IPS-LCD的结构，除它们的 光源外，彼此间基本上相同，它们的光源彼此间相对放置。图15和图 16所示的第七种和第八种IPS-LCD结构表现出相同的视角特性。
当将延迟膜的实际设计值应用于图15和16所示的IPS-LCD结构 时，对比度特性的模拟结果示于图27和表5中。
表5   第一偏振板的内   保护膜   A-板   IPS-   LCD   A-板   +C-板   第二偏振板的   内保护膜   70°倾角下   的最小对比   度比值   80μmTAC   160   310nm   100   127   80μmTAC   27∶1   40μmTAC   150   120   150   120∶1   各向同性COP   80   130   170   125∶1   80μmTAC   150   120   90   40μmTAC   28∶1   40μmTAC   210   120   120   120∶1   各向同性COP   0   140   130   139∶1   80μmTAC   80   170   50   各向同性COP   34∶1   40μmTAC   80   160   60   80∶1   各向同性COP   130   140   110   92∶1
根据本发明的第五种实施方案，本发明提供一种包括第一偏振板 1、第一+C-板16、第一+A-板11、IPS面板液晶单元3、第二+A-板13、 第二+C-板15和第二偏振板的LCD，这些部件按顺序排列，其中第一 A-板的光轴12平行于第一偏振板的吸收轴4，第二A-板的光轴14平 行于第二偏振板的吸收轴6。
在这种情况下，在波长550nm的条件下，第一+C-板16的延迟值 优选为1nm～500nm，第二+C-板15的延迟值优选为1nm～400nm。
另外，在波长550nm的条件下，第一A-板11的延迟值优选为 1nm～500nm，第二A-板13的延迟值优选为1nm～500nm。
图17显示了根据本发明第五种实施方案的包括补偿膜的第九种 IPS-LCD的结构，图18显示了根据本发明第五种实施方案的包括补偿 膜的第十种IPS-LCD的结构。图17和图18所示的第九种和第十种 IPS-LCD的结构，除它们的光源外，彼此间基本上相同，它们的光源彼 此间相对放置。图17和图18所示的第九种和第十种IPS-LCD结构表 现出相同的视角特性。
当将延迟膜的实际设计值应用于图17和18所示的IPS-LCD结构 时，对比度特性的模拟结果示于图28和表6中。
表6   第一偏振板的内   保护膜   +C-板   A-板   IPS-   LCD   A-板   +C-板   第二偏振板的   内保护膜   70°倾角下   的最小对比   度比值   80μmTAC   70   270   310nm   160   150   80μmTAC   45∶1   40μmTAC   40   280   160   150   46∶1   各向同性COP   0   280   160   150   42∶1   80μmTAC   40   280   120   130   40μmTAC   73∶1   40μmTAC   30   0   140   120   94∶1   各向同性COP   30   0   120   140   146∶1   80μmTAC   30   100   150   60   各向同性COP   90∶1  40μmTAC   20   100   140   90   126∶1  各向同性COP   30   0   120   110   142∶1
根据本发明的第六种实施方案，本发明提供一种包括第一偏振板 1、第一+A-板11、第一+C-板16、IPS面板液晶单元3、第二+C-板15、 第二+A-板13和第二偏振板的LCD，这些部件按顺序排列，其中第一 A-板的光轴12平行于第一偏振板的吸收轴4，第二A-板的光轴14垂 直于第二偏振板的吸收轴6。
在这种情况下，在波长550nm的条件下，第一+C-板16的延迟值 优选为1nm～500nm，第二+C-板15的延迟值优选为1nm～500nm。
另外，在波长550nm的条件下，第一A-板11的延迟值优选为 1nm～500nm，第二A-板13的延迟值优选为1nm～500nm。
图19显示了根据本发明第六种实施方案的包括补偿膜的第十一种 IPS-LCD的结构，图20显示了根据本发明第六种实施方案的包括补偿 膜的第十二种IPS-LCD的结构。图19和图20所示的第十一种和第十 二种IPS-LCD的结构，除它们的光源外，彼此间基本上相同，它们的 光源彼此间相对放置。图19和图20所示的第十一种和第十二种 IPS-LCD结构表现出相同的视角特性。
当将延迟膜的实际设计值应用于图19和20所示的IPS-LCD结构 时，对比度特性的模拟结果示于图29和表7中。
表7   第一偏振板的   内保护膜   A-板   +C-板   IPS-LCD   +C-板   A-板   第二偏振板的内   保护膜 70°倾角下 的最小对   比度比值  80μmTAC   110   110   310nm   210   40  80μmTAC   24∶1  40μmTAC   110   110   210   100   75∶1  各向同性COP   0   110   210   110   59∶1  80μmTAC   30   110   150   110  40μmTAC   133∶1  40μmTAC   20   110   170   130   109∶1  各向同性COP   0   110   200   130   64∶1  80μmTAC   0   110   190   160  各向同性COP   62∶1  40μmTAC   180   120   240   130   30∶1  各向同性COP   180   120   200   160   48∶1
根据本发明的第七种实施方案，提供一种包括第一偏振板1、第一 +C-板16、第一+A-板11、IPS面板液晶单元3、第二+C-板15、第二+A- 板13和第二偏振板的LCD，这些部件按顺序排列，其中第一A-板的光 轴12平行于第一偏振板的吸收轴4，第二A-板的光轴14垂直于第二 偏振板的吸收轴6。
在这种情况下，在波长550nm的条件下，第一+C-板16的延迟值 优选为1nm～500nm，第二+C-板15的延迟值优选为1nm～500nm。
另外，在波长550nm的条件下，第一A-板11的延迟值优选为 1nm～500nm，第二A-板13的延迟值优选为1nm～500nm。
图21显示了根据本发明第七种实施方案的包括补偿膜的第十三种 IPS-LCD的结构，图22显示了根据本发明第七种实施方案的包括补偿 膜的第十四种IPS-LCD的结构。图21和图22所示的第十三种和第十 四种IPS-LCD的结构，除它们的光源外，彼此间基本上相同，它们的 光源彼此间相对放置。图21和图22所示的第十三种和第十四种 IPS-LCD结构表现出相同的视角特性。
当将延迟膜的实际设计值应用于图21和22所示的IPS-LCD结构 时，对比度特性的模拟结果示于图30和表8中。
表8   第一偏振板的内   保护膜   C-板   A-板  IPS-LCD   +C-板   A-板   第二偏振板的   内保护膜 70°倾角下的 最小对比度 比值   80μmTAC   100   200  310nm   70   100   80μmTAC 40∶1   40μmTAC   60   230   60   100 25∶1   0   90   110   80 99∶1   80μmTAC   50   70   80   90   40μmTAC 63∶1   40μmTAC   20   70   90   100 94∶1   10   90   100   120 117∶1   80μmTAC   50   40   80   120   各向同性COP 95∶1   40μmTAC   50   60   100   150 133∶1   50   40   110   180 69∶1
根据本发明的第八种实施方案，提供一种包括第一偏振板1、第一 +A-板11、第一+C-板16、IPS面板液晶单元3、第二+A-板13、第二+C- 板15和第二偏振板的LCD，这些部件按顺序排列，其中第一A-板的光 轴12平行于第一偏振板的吸收轴4，第二A-板的光轴14平行于第二 偏振板的吸收轴6。
在这种情况下，在波长550nm的条件下，第一+C-板16的延迟值 优选为1nm～500nm，第二+C-板15的延迟值优选为1nm～500nm。
另外，在波长550nm的条件下，第一A-板11的延迟值优选为 1nm～500nm，第二A-板13的延迟值优选为1nm～500nm。
图23显示了根据本发明第八种实施方案的包括补偿膜的第十五种 IPS-LCD的结构，图24显示了根据本发明第八种实施方案的包括补偿 膜的第十六种IPS-LCD的结构。图23和图24所示的第十五种和第十 六种IPS-LCD的结构，除它们的光源外，彼此间基本上相同，它们的 光源彼此间相对放置。图23和图24所示的第十五种和第十六种 IPS-LCD结构表现出相同的视角特性。
当将延迟膜的实际设计值应用于图23和24所示的IPS-LCD结构 时，对比度特性的模拟结果示于图31和表9中。
表9   第一偏振板的内   保护膜   A-板   +C-板   IPS-LCD   A-板   +C-板   第二偏振板   的内保护膜   70°倾角下   的最小对比   度比值   80μmTAC   60   60   310nm   100   120   80μmTAC   86∶1   40μmTAC   60   60   100   160   156∶1   各向同性COP   0   60   100   190   92∶1   80μmTAC   110   70   50   120   40μmTAC   46∶1   40μmTAC   80   70   90   140   135∶1   各向同性COP   0   70   100   160   84∶1   80μmTAC   60   80   90   80   各向同性   171∶1  40μmTAC   70   80   90   100   COP   121∶1  各向同性COP   0   70   100   130   94∶1
根据本发明的第九种实施方案，提供一种包括第一偏振板1、第一 +A-板11、第一+C-板16、IPS面板液晶单元3、第二+A-板13、第二+C- 板15和第二偏振板的LCD，这些部件按顺序排列，其中第一A-板的光 轴12垂直于第一偏振板的吸收轴4，第二A-板的光轴14平行于第二 偏振板的吸收轴6。
在这种情况下，在波长550nm的条件下，第一+C-板16的延迟值 优选为1nm～500nm，第二+C-板15的延迟值优选为1nm～500nm。
另外，在波长550nm的条件下，第一A-板11的延迟值优选为 1nm～400nm，第二A-板13的延迟值优选为1nm～500nm。
图25显示了根据本发明第九种实施方案的包括补偿膜的第十七种 IPS-LCD的结构，图26显示了根据本发明第九种实施方案的包括补偿 膜的第十八种IPS-LCD的结构。图25和图26所示的第十七种和第十 八种IPS-LCD的结构，除它们的光源外，彼此间基本上相同，它们的 光源彼此间相对放置。图25和图26所示的第十七种和第十八种 IPS-LCD结构表现出相同的视角特性。
当将延迟膜的实际设计值应用于图25和26所示的IPS-LCD结构 时，对比度特性的模拟结果示于图32和表10中。
表10   第一偏振板的内   保护膜   A-板   +C-板   IPS-LCD   A-板   +C-板   第二偏振板的   内保护膜   70°倾角下   的最小对比   度比值  80μmTAC   20   100   310nm   160   150   80μmTAC   23∶1  40μmTAC   10   90   110   170   79∶1  各向同性COP   10   100   100   220   61∶1  80μmTAC   250   100   140   350   40μmTAC   87∶1  40μmTAC   250   100   150   350   107∶1  各向同性COP   250   90   150   320   113∶1  80μmTAC   260   100   140   340   各向同性   COP   121∶1  40μmTAC   260   100   140   320   120∶1  各向同性COP   260   90   150   300   112∶1
对角线方向是指与偏振板的吸收轴成45°角的方向，是导致最差 IPS-LCD视角特性的方向。当两种类型的延迟膜用作IPS-LCD视角补偿 膜时，可以改善对角线方向的视角特性(见图10～14和27～32所说明 的对比度特性)。
用于保护偏振板的保护膜可能会对IPS-LCD视角补偿特性产生影 响。一般而言，偏振板是由掺有碘的拉伸PVA(聚乙烯醇)制成，用于 偏振板的保护膜可由具有厚度延迟值的TAC(三乙酸纤维素酯)膜、PNB (聚降冰片烯)或不具有厚度延迟值的非取向COP(未拉伸的环烯)膜 制成。如果具有厚度延迟值的保护膜，如TAC膜，用于偏振板，则视 角补偿特性可能降低。但是，如果各向同性膜，如非取向COP膜(未 拉伸的COP)，用作偏振板的保护膜，可以获得优良的视角特性。
优选地，用于第一和第二偏振板的内保护膜选自非拉伸COP(环 烯)、40μm TAC(三乙酸纤维素酯)、80μm TAC(三乙酸纤维素酯)和 PNB(聚降冰片烯)中的一种。尤其是，用于第一偏振板1的内保护膜 优选由厚度延迟值为0的COP或40μm TAC制成。
如果由COP制作的内保护膜用于第一偏振板，即当内保护膜的厚 度延迟值为0时，则可以得到最好的对比度特性。当COP膜或TAC膜 用作第一偏振板的内保护膜时，在70°倾角下所表现的IPS-LCD对比度 特性示于表1至表10中。正如表1至表10中所说明的，当COP膜或 40μm TAC膜用作偏振板的内保护膜时，IPS-LCD表现出最佳的对比度 特性。
用于A-板12的延迟膜包括单轴拉伸聚碳酸酯膜、单轴拉伸COP、 向列型液晶膜或盘状(discotic)液晶膜。另外，用于C-板11的膜包 括各向等同(homeotropically)排列的液晶膜或双轴拉伸聚碳酸酯膜。 +C-板可以使用聚合物膜或UV可固化液晶膜来制作。
同时，偏振板包括外保护膜、PVA-I(掺有碘的拉伸PVA)和内保 护膜。虽然TAC膜主要用作偏振板的内保护膜，但是可以使用+A-板膜 或+C-板膜取代内保护膜。
有益效果
如上所述，根据本发明的平面内切换液晶显示器，通过使用+A-板 和+C-板，可以改善其前倾角和预定倾角下的对比度特性，同时根据黑 态中的视角使色移最小化。

在下文中将描述本发明优选的实施例。但是，要注意，下述优选 的实施例用于说明目的，本发明不限于此。
实施例1
图4中所示的IPS-LCD包括：单元间隔为2.9μm的装有液晶的IPS 液晶单元，前倾角3°，介电各向异性Δε＝+7，及双折射Δn＝0.1。+C-板 11是采用UV可固化且各向等同排列的液晶膜制造的，在波长550nm的 条件下，其厚度延迟值Rth＝174nm。A-板12是采用拉伸聚碳酸酯膜制造 的，其平面内延迟值Rin＝53nm。第一偏振板1的内保护膜由各向同性 COP膜制造，第二偏振板2的内保护膜由厚度延迟值Rth＝-130nm的 PNB(聚降冰片烯)膜制造。当使用白光时，在0°至80°的倾角下所有 方位角上的IPS-LCD的对比度特性示于图10中。
参见图10，圆的中心对应于0°倾角，随着圆半径扩大，倾角增大。 图10中沿着圆半径所标注的数字20、40、60和80代表倾角。
另外，沿着圆周所标注的数字0至330代表方位角。当上面的偏 振板放置在方位角为0°的方向上，而下面的偏振板放置在方位角为90° 的方向上时，图10显示了所有观测方向(倾角0°至80°，方位角0°至 360°)的对比度特性。只使用偏振板的IPS-LCD，在80°倾角下表现出 的对比度比可能等于或低于10∶1。然而，如图10所示，本发明的 IPS-LCD在80°倾角下表现出的对比度比高于100∶1。
实施例2
图5中所示的IPS-LCD包括：单元间隔为2.9μm的装有液晶的IPS 液晶单元，前倾角3°，介电各向异性Δε＝+7，及双折射Δn＝0.1。+C-板 11是采用UV可固化且各向等同排列的液晶膜制造的，在波长550nm的 条件下，其厚度延迟值Rth＝70nm。A-板12是采用拉伸聚碳酸酯膜制造 的，其平面内延迟值Rin＝110。第一偏振板1和第二偏振板2的内保 护膜由厚度延迟值Rth＝-32nm的40μm TAC膜制造。
当使用白光时，在0°至80°的倾角下所有方位角上的IPS-LCD的对 比度特性示于图11中。参考图11，IPS-LCD在80°倾角下表现出高于 50∶1的优良的对比度特性。
实施例3
图6中所示的IPS-LCD包括：单元间隔为2.9μm的装有液晶的IPS 液晶单元，前倾角3°，介电各向异性Δε＝+7，及双折射Δn＝0.1。+C-板 11是采用UV可固化且各向等同排列的液晶膜制造的，在波长550nm的 条件下，其厚度延迟值Rth＝91nm。A-板12是采用拉伸聚碳酸酯膜制造 的，其平面内延迟值Rin＝148。第一偏振板1和第二偏振板2的内保 护膜由各向同性的COP膜制造。当使用白光时，在0°至80°的倾角下所 有方位角上的IPS-LCD的对比度特性示于图12中。参考图12，IPS-LCD 在80°倾角下表现出高于200∶1的优良的对比度特性。
实施例4
图7中所示的IPS-LCD包括：单元间隔为2.9μm的装有液晶的IPS 液晶单元，前倾角3°，介电各向异性Δε＝+7，及双折射Δn＝0.1。第一+C- 板11是采用UV可固化且各向等同排列的液晶膜制造的，在波长550nm 的条件下，其厚度延迟值Rth＝175nm。A-板12是采用拉伸聚碳酸酯膜制 造的，其平面内延迟值Rin＝170。第一偏振板1的内保护膜由厚度延 迟值Rth＝-32nm的40μm TAC制造，第二偏振板2的内保护膜由厚度 延迟值Rth＝-64nm的80μm TAC制造。当使用白光时，在0°至80°的 倾角下所有方位角上的IPS-LCD的对比度特性示于图13中，IPS-LCD 在80°倾角下表现出高于50∶1的优良的对比度特性。
实施例5
图8和9中所示的IPS-LCD包括：单元间隔为2.9μm的装有液晶 的IPS液晶单元，前倾角3°，介电各向异性Δε＝+7，及双折射Δn＝0.1。 第一+C-板11是采用UV可固化且各向等同排列的液晶膜制造的，其平 面内延迟值Rin＝100nm。第二+C-板14是采用UV可固化且各向等同排列 的液晶膜制造的，在波长550nm的条件下，其厚度延迟值Rth＝173nm。 A-板12是采用拉伸COP膜制造的，其平面内延迟值Rin＝125。第一和 第二偏振板的内保护膜由厚度延迟值Rth＝-64nm的80μm TAC制造。 当使用白光时，在0°至80°的倾角下所有方位角上的IPS-LCD的对比度 特性示于图14中。参考图14，IPS-LCD在80°倾角下表现出高于200∶1 的优良的对比度特性。
实施例6
图15和16中所示的IPS-LCD包括：单元间隔为3.1μm的装有液 晶的IPS液晶单元，前倾角1°，介电各向异性Δε＝+7，及双折射Δn＝0.1。 +C-板15是采用UV可固化且各向等同排列的液晶膜制造的，在波长 550nm的条件下，其厚度延迟值Rth＝60nm。第二A-板13是采用拉伸COP 膜制造的，其平面内延迟值Rin＝160nm。第一A-板11是采用拉伸COP 膜制造的，其平面内延迟值Rin＝80nm。第一偏振板1的内保护膜由厚 度延迟值Rth＝-30nm的40μm TAC膜制造，第二偏振板2的内保护膜 由很少表现出厚度延迟的非拉伸各向同性COP膜制造。当使用白光时， 在0°至80°的倾角下所有方位角上的IPS-LCD的对比度特性示于图27 中。
实施例7
图17和18中所示的IPS-LCD包括：单元间隔为3.1μm的装有液 晶的IPS液晶单元，前倾角1°，介电各向异性Δε＝+7，及双折射Δn＝0.1。 第一A-板11是采用拉伸COP膜制造的，其平面内延迟值Rin＝100nm。 第一+C-板16是采用UV可固化且各向等同排列的液晶膜制造的，在波 长550nm的条件下，其厚度延迟值Rth＝20nm。第二A-板13是采用拉伸 COP膜制造的，其平面内延迟值Rin＝140nm。第二+C-板15是采用UV 可固化且各向等同排列的液晶膜制造的，在波长550nm的条件下，其 厚度延迟值Rth＝90nm。第一偏振板1的内保护膜由厚度延迟值Rth＝ -30nm的40μm TAC膜制造，第二偏振板2的内保护膜由很少表现出厚 度延迟的非拉伸各向同性COP膜制造。当使用白光时，在0°至80°的倾 角下所有方位角上的IPS-LCD的对比度特性示于图28中。
实施例8
图19和20中所示的IPS-LCD包括：单元间隔为3.1μm的装有液 晶的IPS液晶单元，前倾角1°，介电各向异性Δε＝+7，及双折射Δn＝0.1。 第一A-板11是采用拉伸COP膜制造的，其平面内延迟值Rin＝20nm。 第一+C-板16是采用UV可固化且各向等同排列的液晶膜制造的，在波 长550nm的条件下，其厚度延迟值Rth＝10nm。第二A-板13是采用拉 伸COP膜制造的，其平面内延迟值Rin＝130nm。第二+C-板15是采用 UV可固化且各向等同排列的液晶膜制造的，在波长550nm的条件下， 其厚度延迟值Rth＝170nm。第一偏振板1和第二偏振板2的内保护膜由 厚度延迟值Rth＝-30nm的40μm TAC膜制造。当使用白光时，在0°至 80°的倾角下所有方位角上的IPS-LCD的对比度特性示于图29中。
实施例9
图21和22中所示的IPS-LCD包括：单元间隔为3.1μm的装有液 晶的IPS液晶单元，前倾角1°，介电各向异性Δε＝+7，及双折射Δn＝0.1。 第一A-板11是采用拉伸COP膜制造的，其平面内延迟值Rin＝70nm。 第一+C-板16是采用UV可固化且各向等同排列的液晶膜制造的，在波 长550nm的条件下，其厚度延迟值Rth＝50nm。第二A-板13是采用拉伸 COP膜制造的，其平面内延迟值Rin＝90nm。第二+C-板15是采用UV可 固化且各向等同排列的液晶膜制造的，在波长550nm的条件下，其厚 度延迟值Rth＝80nm。第一偏振板1的内保护膜由厚度延迟值Rth＝-50nm 的80μm TAC膜制造，第二偏振板2的内保护膜由厚度延迟值Rth＝-30nm 的40μm TAC膜制造。当使用白光时，在0°至80°的倾角下所有方位角 上的IPS-LCD的对比度特性示于图30中。
实施例10
图23和24中所示的IPS-LCD包括：单元间隔为3.1μm的装有液 晶的IPS液晶单元，前倾角1°，介电各向异性Δε＝+7，及双折射Δn＝0.1。 第一A-板11是采用拉伸COP膜制造的，其平面内延迟值Rin＝60nm。 第一+C-板16是采用UV可固化且各向等同排列的液晶膜制造的，在波 长550nm的条件下，其厚度延迟值Rth＝60nm。第二A-板13是采用拉伸 COP膜制造的，其平面内延迟值Rin＝100nm。第二+C-板15是采用UV 可固化且各向等同排列的液晶膜制造的，在波长550nm的条件下，其 厚度延迟值Rth＝120nm。第一偏振板1和第二偏振板2的内保护膜由厚 度延迟值Rth＝-50nm的80μm TAC膜制造。当使用白光时，在0°至80° 的倾角下所有方位角上的IPS-LCD的对比度特性示于图31中。
实施例11
图25和26中所示的IPS-LCD包括：单元间隔为3.1μm的装有液 晶的IPS液晶单元，前倾角1°，介电各向异性Δε＝+7，及双折射Δn＝0.1。 第一A-板11是采用拉伸COP膜制造的，其平面内延迟值Rin＝250nm。 第一+C-板16是采用UV可固化且各向等同排列的液晶膜制造的，在波 长550nm的条件下，其厚度延迟值Rth＝100nm。第二A-板13是采用拉 伸COP膜制造的，其平面内延迟值Rin＝150nm。第二+C-板15是采用 UV可固化且各向等同排列的液晶膜制造的，在波长550nm的条件下， 其厚度延迟值Rth＝350nm。第一偏振板1和第二偏振板2的内保护膜由 厚度延迟值Rth＝-30nm的40μm TAC膜制造。当使用白光时，在0°至 80°的倾角下所有方位角上的IPS-LCD的对比度特性示于图32中。
尽管结合目前认为是最实用和优选的实施例已对本发明进行了描 述，应理解本发明不局限于公开的实施例和附图，但是，正相反，试 图覆盖在所附的权利要求的精神和范围内的各种修改和变化。