具有寬視角的液晶顯示裝置制造方法

具有寬視角的液晶顯示裝置制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種具有寬視角的液晶顯示裝置。該液晶顯示裝置包括：液晶板；第一偏振片，其附接至所述液晶板的第一表面并包括第一偏振膜、第一和第二光學補償膜、相位延遲膜、保護膜和功能膜，其中，所述第一和第二光學補償膜設置在所述第一偏振膜的一個表面上，并且所述相位延遲膜、所述保護膜和所述功能膜設置在所述第一偏振膜的另一個表面上；和第二偏振片，其附接至所述液晶板的第二表面并包括第二偏振膜、內保護膜和外保護膜，其中，所述內保護膜設置在所述第二偏振膜的一個表面上，并且所述外保護膜設置在所述第二偏振膜的另一個表面上，其中，所述第一偏振膜設置在所述相位延遲膜與所述液晶板之間，并且所述相位延遲膜具有λ／4的延遲值。
【專利說明】具有寬視角的液晶顯示裝置
【技術領域】
[0001]本公開涉及液晶顯示裝置，更具體，涉及一種具有寬視角的液晶顯示裝置。
【背景技術】
[0002]隨著信息技術的快速發展，需要多種類型的用于顯示圖像的顯示裝置。近來，平板顯示(FPD)裝置例如液晶顯示(LCD)裝置、等離子體顯示板(TOP)裝置和有機電發光顯示(OLED)裝置被廣泛使用。
[0003]在這多種類型的Fro裝置中，由于液晶顯示(IXD)裝置良好的對比度、低能量損耗和顯示運動圖像的優異性能，其作為筆記本電腦和桌上電腦的監視器已經被廣泛使用。
[0004]通常，LCD裝置包括兩個基板和位于其間的液晶材料。這兩個基板包括各自的電極且被放置成使電極面對面。當電壓施加到電極上時，電場在電極間產生，且液晶分子根據電場而排列。液晶分子的排列基于電場而變化，因此穿過液晶層的透光率被控制。通過控制液晶材料的透光率能夠顯示圖像。
[0005]由于包括薄膜晶體管作為開關元件，被稱為有源矩陣IXD(AM-1XD)裝置的IXD裝置具有高分辨率和顯示運動圖像的優越性能，這種AM-1XD裝置已經被廣泛使用。
[0006]AM-1XD裝置包括陣列基板、濾色器基板和插設于其間的液晶層。陣列基板可包括像素電極和薄膜晶體管，濾色器基板可包括濾色器層和公共電極。AM-LCD裝置被像素電極與公共電極間的電場所驅動，具有優越的透光性和孔徑比。但是，由于AM-1XD裝置使用了一種垂直于基板的垂直電場，所以AM-LCD裝置的視角較差。
[0007]人們已經提出并開發出了具有寬視角性能的面內切換(IPS)模式IXD裝置來解決上述限制。
[0008]以下，將參考附圖描述現有技術的IPS模式IXD。
[0009]圖1是示意性示出了現有技術的IPS模式IXD裝置的截面圖。
[0010]在圖1中，上基板I和下基板2彼此間隔開，包含液晶分子3的液晶層設置在基板I和2之間。用于驅動液晶分子3的像素電極4和公共電極5形成在下基板2上。當電壓施加到像素電極4和公共電極5上時，在像素電極4和公共電極5之間產生了平行于基板I和2的水平電場6。通過水平電場6，液晶分子3移動并被不同地排列。基板I和2以及液晶層構建成一個液晶板。
[0011]上和下偏振片(未圖示)分別附接至液晶板的上基板I和下基板2，且上和下偏振片的透光軸互相垂直。液晶分子3根據它們的排列來改變穿過下偏振片的光的偏振態，偏振態發生了改變的光被上偏振片選擇性透射，從而顯示圖像。
[0012]在IPS模式LCD裝置中，液晶分子根據水平電場排列，因此該裝置的視角得到了加寬。
[0013]此外，當用于通過觸摸而被感知的觸摸屏時，IPS模式IXD裝置具有低圖像失真的優點，且IPS模式LCD裝置已經廣泛用于諸如智能電話或平板個人電腦的便攜裝置。
[0014]但是，在現有技術的IPS模式LCD裝置中，當從前方觀看時沒有光學問題，而當從側面觀看時，就存在漏光，導致亮度的黑電平增大和對比度降低。
[0015]因此，為了補償側視角的光學性能，已經提出在偏振片與液晶板之間采用一個或多個光學補償膜。
[0016]同時，便攜裝置如同室內一樣在戶外被頻繁使用。當一個便攜裝置在戶外使用時，由于其表面上的陽光反射而產生了炫目，從而可見度被降低。因此，聚對苯二甲酸乙二醇脂(PET)層可形成于位于液晶板上方的上偏振片之上來避免炫目。
[0017]圖2是示意性示出了現有技術的偏振片的圖并對應于上偏振片。
[0018]在圖2中，現有技術的偏振片包括偏振膜12、第一和第二保護膜14和16，以及PET層18。
[0019]偏振膜12是通過拉伸聚乙烯醇(PVA)而形成的，且偏振膜12的η吸收軸沿著拉伸方向形成。在平行于吸收軸方向振動的光被偏振膜12吸收,在垂直于吸收軸方向振動的光被偏振膜12選擇性透射。
[0020]用于偏振膜12的聚乙烯醇具有強親水性和弱抗潮性。這樣，偏振膜12中聚合物間的鍵合力因水汽而減弱，因此偏振膜12在拉伸方向收縮。為避免偏振膜12收縮，因濕氣造成的尺寸變化很小的保護材料被附接至偏振膜12的兩側，且作為第一和第二保護膜14和16，從而抑制偏振膜12的收縮。
[0021]PET層18形成在第一保護膜14之上。PET層18阻止炫目以改善可見度。另外，PET層18增加了表面硬度。
[0022]還有，PET層18具有相位延遲性，因此穿過偏振片10的偏振膜12的線偏振光在穿過PET層時，被改變為橢圓偏振光。
[0023]同時，在外部使用太陽鏡來阻止由于陽光造成的炫目且遮擋UV線。優選使用偏振太陽鏡因為其具有清晰視圖(vivid views)和很好的UV遮擋性。但是，當透過偏振太陽鏡觀看便攜裝置時，根據視角而產生色差。
[0024]這將參照圖3進行解釋。
[0025]圖3為龐加萊球示圖，其示出了穿過圖2的偏振片的光的偏振態和偏振太陽鏡的吸收軸。
[0026]在圖3中，偏振太陽鏡的吸收軸Al位于龐加萊球的對應于線偏振光的赤道上，而穿過圖2的偏振片的PET層的光的偏振態位于龐加萊球的對應于左旋橢圓偏振光的上半球。
[0027]因此，當透過偏振太陽鏡觀看包括圖2的偏振片的IXD裝置時，由于穿過圖2的偏振片的光的偏振態A2與偏振太陽鏡的吸收軸Al不一致，所以偏振度根據視角而改變，從而造成了色差。
[0028]為解決該問題，可能需要額外的膜。尤其是，可以為偏振片添加一種光學補償膜以補償側視角處的光學特性。但是，這種情況下，偏振片的厚度增加了約300微米到約400微米。

【發明內容】

[0029]因此，本發明旨在提供一種具有寬視角的液晶顯示裝置，其基本上克服了由于現有技術的局限和缺點而導致的一個或多個問題。[0030]本公開的目的是提供一種具有寬視角的液晶顯示裝置，其包括相對薄的偏振片。
[0031]本公開的另一目的是提供一種具有寬視角的液晶顯示裝置，其不具有由于偏振太陽鏡而導致的受限視角，并顯示高品質圖像。
[0032]在下面的說明中將闡述本發明的其他特征和優點，且其部分通過該說明而變得清楚，或者可以通過對本發明的實踐來獲知。通過所撰寫的說明書及其權利要求以及附圖中具體指出的結構，可以實現并獲得本發明的目的和其他優點。
[0033]為實現本發明的這些和其他優點，和根據如本文中具體實施和廣泛描述的本發明的目的，提供了一種液晶顯示裝置，其包括:液晶板；第一偏振片，其附接至所述液晶板的第一表面并包括第一偏振膜、第一和第二光學補償膜、相位延遲膜、保護膜和功能膜，其中，所述第一和第二光學補償膜設置在所述第一偏振膜的一個表面上，并且所述相位延遲膜、所述保護膜和所述功能膜設置在所述第一偏振膜的另一個表面上；和第二偏振片，其附接至所述液晶板的第二表面并包括第二偏振膜、內保護膜和外保護膜，其中，所述內保護膜設置在所述第二偏振膜的一個表面上，并且所述外保護膜設置在所述第二偏振膜的另一個表面上，其中，所述第一偏振膜設置在所述相位延遲膜與所述液晶板之間，并且所述相位延遲膜具有λ/4的延遲值。
[0034]應當明白，以上一般性描述和以下詳細描述都是示例性和說明性的，旨在提供根據權利要求所述的本發明的進一步說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0035]附圖被包括進來以提供對本發明的進一步說明并被并入且構成本說明書的一部分，其示出了本發明的多個實施例，并且與說明書一起用于解釋本發明的原理。在附圖中:
[0036]圖1是示意性示出了現有技術的IPS模式IXD裝置的截面圖；
[0037]圖2是示意性示出了現有技術的偏振片的圖；
[0038]圖3為龐加萊球示意圖，其示出了穿過圖2的偏振片的光的偏振態和偏振太陽鏡的吸收軸；
[0039]圖4是示意性示出了根據本發明一個示范實施方式的具有寬視角的液晶顯示(LCD)裝置的截面圖；
[0040]圖5為龐加萊球示意圖，其示出了穿過圖4的第一偏振片的光的偏振態和偏振太陽鏡的吸收軸；
[0041]圖6為龐加萊球示意圖，其示出了根據本發明的該示范實施方式的液晶顯示裝置中光的偏振態。
【具體實施方式】
[0042]下面將詳細描述本發明的優選實施方式，其實施例在附圖中示出。
[0043]圖4是示意性示出了根據本發明一個示范實施方式的具有寬視角的液晶顯示(IXD)裝置的截面圖。
[0044]在圖4中，本發明的IXD裝置包括液晶板110、第一偏振片120和第二偏振片130。該液晶板110顯示圖像。第一偏振片120附接至液晶板110的第一側,第二偏振片130附接至液晶板110與第一側相對的第二側。[0045]盡管未在附圖中示出，液晶板110包括第一和第二基板以及在其間的液晶層。像素電極和公共電極形成在第一和第二基板之一上。例如，像素電極和公共電極可形成在第一基板上，第一基板放置在第二基板之下且鄰近第二偏振片130。通過在像素電極和公共電極之間產生的電場來排列液晶層的液晶分子，從而控制來自于第二偏振片130下方的背光單元(未圖示)的光的透光率。
[0046]為粘結各構件，第一粘結層142設置在第一偏振片120和液晶板110之間，第二粘結層144設置在第二偏振片130和液晶板110之間。第一粘結層142可形成在第一偏振片120上，第二粘結層144可形成在第二偏振片130上。本文中，第一和第二粘結層142和144可包括壓敏膠(PSA)。
[0047]第一偏振片120包括第一偏振膜122、第一光學補償膜124、第二光學補償膜125、相位延遲膜127、保護膜128和功能膜129。第一和第二光學補償膜124和125形成在第一偏振膜122的第一表面上,相位延遲膜127、保護膜128和功能膜129形成在第一偏振膜122的第二表面上。第一偏振片120附接至液晶板110的前表面，光透過液晶板輸出以顯示圖像。第二光學補償膜125、第一光學補償膜124、第一偏振膜122、相位延遲膜127、保護膜128和功能膜129從液晶110的前表面開始依次布置。
[0048]第一偏振膜122可包括聚乙烯醇(PVA)，可通過用碘離子或二色性染料對PVA膜進行染色，然后拉伸該PVA膜而形成。第一偏振膜122具有沿著拉伸方向的吸收軸。第一偏振膜122吸收沿平行于吸收軸的方向振動的光，而透射沿垂直于吸收軸的方向振動的光。
[0049]第一光學補償膜124可為負B板，其面內延遲值Re為120± IOnm且厚度延遲值Rth為100±30nm。第二光學補償膜125可為正C板，其厚度延遲值Rth為_130±30nm且Nz 為無窮大。本文中，1^=(1?-1150(1,1?1:11=(1^-1150(1,且啦=(1?-1^) / (nx_ny)，其中在 xyz坐標下，X軸方向的面內折射率是nx，y軸方向的面內折射率是ny，z軸方向的厚度折射率是nx，且z軸方向的膜層厚度是d。
[0050]第一光學補償膜124可包括環烯烴聚合物(COP)且可以通過拉伸COP膜而形成。
[0051]第二光學補償膜125可包括液晶材料，且可以通過在第一光學補償膜124上形成配向層(未圖示)并將液晶材料施加到該配向層來形成。例如，第二光學補償膜125可包括盤狀液晶材料。
[0052]相位延遲膜127可以是一種延遲值為λ /4的四分之一玻片(QWP)。該相位延遲膜127可具有110nm-130nm的面內延遲值Re和0.5-2.0的Nz。
[0053]相位延遲膜127可包括液晶材料，可以通過在保護膜128的一個表面上形成配向層(未圖示)和將液晶材料施加到該配向層來形成。本文中，液晶材料可具有棒狀分子結構，例如，相位延遲膜127可包括活性基團。
[0054]保護膜128可包括丙烯酸材料且可具有相對較低的透濕性。本文中，丙烯酸材料可包括以下至少一種:在聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)基礎上包含脂肪環或芳香環的(甲基)丙烯酸酯單體和(甲基)丙烯酰胺單體。
[0055]功能膜129具有防靜電和硬質涂層功能。功能膜129可具有在保護膜128的另一表面上的多層結構且可包括順序形成在保護膜128上的硬質涂層和防靜電層。該硬質涂層可包括丙烯酸樹脂或固化硅樹脂。該防靜電層可包括金(Au)和偶氮氧化錫(ATO)且，有利地，通過控制金和A，TO的混合比可具有100-800ΜΩ的電阻。[0056]第一偏振片120可通過以下方式形成:在第一光學補償膜124的一個表面上形成第二光學補償膜125，使用粘結劑將第一光學補償膜124的另一表面粘在第一偏振膜122的第一表面上，在保護膜128的一個表面上形成相位延遲膜127，使用粘結劑將相位延遲膜127粘到第一偏振膜122的第二表面上，在將相位延遲膜127粘到第一偏振膜122的第二表面上之前或之后，在保護膜128的另一表面上形成功能膜129。
[0057]本文中，粘結劑可以是紫外(UV)固化膠。
[0058]同時，第二偏振片130包括第二偏振膜132、位于第二偏振膜132內表面上的內保護膜134以及位于第二偏振膜132的外表面上的外保護膜136和亮度增強膜138。第二偏振片130附著到液晶板110的后表面且置于液晶板110和背光單元(未圖示)之間。內保護膜134、第二偏振膜132、外保護膜136和亮度增強膜138從液晶板110的后表面開始依
次布置。
[0059]第二偏振膜132可通過用碘離子或二色性染料對PVA膜進行染色，然后拉伸該PVA膜而形成。第二偏振膜132的吸收軸垂直于第一偏振膜122的吸收軸。
[0060]有利的是，內保護膜134可沒有延遲，具體來講，可具有零厚度延遲值。內保護膜134可包括三乙酰纖維素(TAC)或環烯烴聚合物(C0P)。
[0061]外保護膜136可包括三乙酰纖維素(TAC)。
[0062]內和外保護膜134和136可通過涂覆方法(coating method)形成。
[0063]亮度增強膜138是一種反射性偏振亮度增強膜，其降低了背光單元(未圖示)的亮度以減少能量消耗。亮度增強膜138可包括3M的雙亮度增強膜(DBEF)或Nitto Denko的高級偏光轉換膜(APCF)。
[0064]在根據本發明的示范實施方式的液晶顯示裝置中，第一偏振片120和第二偏振片130的各膜都可通過涂覆方法形成，因此第一偏振片120和第二偏振片130可以具有比現有技術偏振片更薄的厚度。例如，第一偏振片120的厚度可為115微米，且第二偏振片130的厚度可為125微米。
[0065]在本發明的液晶顯示裝置中，具有λ /4延遲值的相位延遲膜127設置在位于液晶板110上方的第一偏振膜122之上,穿過第一偏振膜122的線偏振光在穿過相位延遲膜127時，變為圓偏振光。因此，即使通過偏振太陽鏡來觀看這種裝置，也不會根據視角而產生色差。
[0066]圖5為龐加萊球示意圖，其圖示了穿過圖4的第一偏振片的光的偏振態和偏振太陽鏡的吸收軸。
[0067]龐加萊球表征了球面上的光的偏振態。龐加萊球被廣泛用于設計補償膜，因為如果光學元件的光軸和相位延遲值是已知的，則通過使用龐加萊球可容易地預測偏振態。
[0068]在龐加萊球中，經過點SI和S2的赤道指示線偏振，極點S3指示左旋圓偏振，極點-S3指示右旋圓偏振，上半球指示左旋橢圓偏振，下半球指示右旋橢圓偏振。相對于點S2處的線偏振，點SI處的線偏振具有45度角。
[0069]圖5中，偏振太陽鏡的吸收軸All位于指示線偏振的赤道上。穿過圖4的第一偏振片120的第一相位延遲膜127的光的偏振態位于點S3，其指示左旋圓偏振。
[0070]因此，當通過偏振太陽鏡觀看圖4的液晶顯示裝置時，任一視角下的偏振度都是相同的，在所有視角下，都可看見具有相同色彩效果(color impression)的圖像。[0071]同時，參考圖6，其描述了在根據本發明的示范實施方式的液晶顯示裝置中的光學補償效果。
[0072]圖6為龐加萊球示意圖，其示出了根據本發明示范實施方式的液晶顯示裝置中的光的偏振態，且對應于在一對角線方向觀看圖4的液晶顯示裝置的情況。
[0073]本文中，液晶層110不具有相位延遲。穿過第二偏振片130的光的偏振態為起點SP，而到達第一偏振片120的第一偏振膜122的光的偏振態為終點EP。S卩，起點SP對應于第二偏振片130的第二偏振膜132的透射軸方向，而該起點SP的關于龐加萊球的中心O的對稱點對應于第二偏振片130的第二偏振膜132的吸收軸方向。此時，終點EP對應于第一偏振膜122的吸收軸方向。另外，Cl對應于第一光學補償膜124的光軸方向，而C2對應于第二光學補償膜125的光軸方向。
[0074]在圖4和圖6中，穿過第二偏振片130的光為線偏振，且該光的偏振態位于赤道上的起點SP上，因此其無任何改變地穿過液晶板110。然后，穿過液晶板110的光在穿過第二光學補償膜125時，偏振態以第二光學補償膜125的光軸C2為中心改變了 I / 4圓周，因此穿過第二光學補償膜125的光的偏振態移動到點Pl。接下來，穿過第二光學補償膜125的光在穿過第一光學補償膜124時，偏振態以第一光學補償膜124的光軸Cl為中心改變了
I/ 4圓周，因此穿過第一光學補償膜124的光的偏振態移動到點P2。
[0075]因此,穿過第一光學補償膜124的光的偏振態與第一偏振膜122的吸收軸方向一致，因而在對角線方向觀看到優質的黑圖像。
[0076]在本發明中，包括第一和第二光學補償膜的偏振片被應用到液晶顯示裝置中，因此側視角處的光學性能得以補償從而提高了對比度。
[0077]此外，相位延遲膜被置于位于液晶顯示板上方的偏振片的偏振膜之上，且從液晶顯示板輸出的光被圓偏振化。這樣，盡管通過偏振太陽鏡觀看液晶顯示裝置，也不會根據視角而產生色差。因此在所有視角下都可看見具有相同色彩效果的高品質圖像。
[0078]同時，偏振片的各膜是通過涂覆方法形成的，因此偏振片的厚度相對較薄。
[0079]對本領域的技術人員來說，在不脫離本發明的精神和范圍的情況下，對本公開的顯示裝置進行各種修改和改變，都是顯而易見的。由此，本發明旨在涵蓋本發明的各種修改和變型，只要它們落在所附權利要求及其等同物的范圍內。
[0080]本發明要求2013年I月4日在韓國提交的韓國專利申請10-2013-0001310號的優先權,通過引用將其全部內容并入本文。
【權利要求】
1.一種液晶顯示裝置，該液晶顯示裝置包括: 液晶板； 第一偏振片，其附接至所述液晶板的第一表面并包括第一偏振膜、第一和第二光學補償膜、相位延遲膜、保護膜和功能膜，其中，所述第一和第二光學補償膜設置在所述第一偏振膜的一個表面上，并且所述相位延遲膜、所述保護膜和所述功能膜設置在所述第一偏振膜的另一個表面上；和 第二偏振片，其附接至所述液晶板的第二表面并包括第二偏振膜、內保護膜和外保護膜，其中，所述內保護膜設置在所述第二偏振膜的一個表面上，并且所述外保護膜設置在所述第二偏振膜的另一個表面上， 其中，所述第一偏振膜設置在所述相位延遲膜與所述液晶板之間，并且所述相位延遲膜具有λ / 4的延遲值。
2.根據權利要求1所述的液晶顯示裝置，其中，所述第一光學補償膜是負B板，并且所述第二光學補償膜為正C板。
3.根據權利要求2所述的液晶顯示裝置，其中，所述第二光學補償膜設置在所述第一光學補償膜與所述液晶板之間。
4.根據權利要求2所述的液晶顯示裝置，其中，所述第一光學補償膜具有120土 IOnm的面內延遲值和100±30nm的厚度延遲值，并且所述第二光學補償膜具有_130±30nm的厚度延遲值。
5.根據權利要求1所述的液晶顯示裝置，其中，所述相位延遲膜包括液晶材料，并且在所述保護膜與所述相位延遲膜之間形成有配向層。
6.根據權利要求1所述的液晶顯示裝置，其中，所述第二光學補償膜包括液晶材料，并且在所述第一光學補償膜與所述第二光學補償膜之間設置有配向層。
7.根據權利要求1所述的液晶顯示裝置，其中，所述功能膜包括防靜電層和硬質涂層。
8.根據權利要求7所述的液晶顯示裝置，其中，所述防靜電層包括金和偶氮氧化錫。
9.根據權利要求1所述的液晶顯示裝置，其中，所述第二偏振片還包括位于所述外保護膜的外表面上的亮度增強膜。
【文檔編號】G02F1/1335GK103913887SQ201310757102
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2013年12月24日 優先權日:2013年1月4日
【發明者】崔翔雄, 高正訓, 孫鉉晟, 金恩正, 俞東河 申請人:樂金顯示有限公司