CN101410738A - 对比度增强的光学叠堆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种光学薄膜叠堆，所述光学薄膜叠堆包括：线性吸收型偏振层，其具有第一偏振透光轴；线性反射型偏振层，其具有与所述第一偏振透光轴大致平行的第二偏振透光轴；以及延迟层，其具有80纳米或者更大的面外延迟值，或者具有10纳米或者更大的面内延迟值和大于0.6乘以所述面内延迟值所得的乘积的面外延迟值。所述延迟层设置在所述线性吸收型偏振器层和所述线性反射型偏振层之间。本发明还公开了包括该光学薄膜叠堆的液晶显示器和使用该光学薄膜叠堆提高液晶显示器的轴上对比度的方法。

Description

对比度增强的光学叠堆
背景技术
本发明整体涉及用于显示器的光学叠堆，并尤其涉及提高液晶显示器的对比度的光学叠堆。
包括用于向观察者传输信息的电子显示器在内的基于微处理器的装置已变得几乎无处不在。移动电话、手持计算机、个人数字助理、电子游戏机、汽车音响和指示器、公共显示器、自动柜员机、商店内商亭、家用电器、计算机监控器、电视机、以及其它装置都是包括每日观看的信息显示器的装置的实例。在这样的装置上设置的显示器许多是液晶显示器(“LCD”)。
不像阴极射线管(CRT)显示器那样，LCD不发射光线，因此需要独立的光源用于观看在这种显示器上形成的图像。例如，光源可以布置于显示器的后方，这种光源一般被称为“背光源”。一些传统的背光源包括具有线性棱柱表面结构的一个或多个增亮膜，例如可得自3M公司的VikuitiTM增亮膜(BEF)。在背光源内通常还包括一个或多个反射型偏振薄膜，例如都可得自3M公司的VikuitiTM双增亮膜(DBEF)或者VikuitiTM漫反射型偏振薄膜(DRPF)。DBEF和/或DRPF透射具有预定偏振态的光。偏振态与上述预定偏振态不同的光被反射回到背光源内，在该背光源中通常例如使用扩散片和其它“随机”偏振态转换元件扰乱该光的偏振状态，并且将光反馈回到反射型偏振器内。这个过程通常被称为“偏振回收”。
例如扭转向列型(TN)、单畴垂直配向型(VA)、光学补偿双折射型(OCB)液晶显示器等液晶显示器固有地具有窄的和不均一的视角特性。这种视角特性可以至少部分地描述显示器的光学性能。对于不同的视角，诸如对比度、颜色和灰度强度分布等特性会在未补偿的显示器上显著地改变。期望修改那些未补偿的显示器的这些特性，以便当观察者水平地、竖直地或者同时水平地和竖直地改变位置时，以及对在不同的水平和竖直位置上的观察者，提供期望的一组特性。
重要的视角的范围可能取决于液晶显示器的应用场合。例如，在一些应用场合下，可能需要宽范围的水平位置，而相对较窄范围的竖直位置可能是足够的。在其它应用中，可能期望从窄范围的水平角度或者竖直角度(或者两者)来观看。因此，不均一的视角特性所需的光学补偿可能取决于观看位置的期望范围。一个视角特性是液晶显示器的亮态和暗态之间的对比度。该对比度可能受多个因素影响。
发明内容
在一个示例性实施例中，本发明涉及一种光学薄膜叠堆，包括：线性吸收型偏振层，其具有第一偏振透光轴；线性反射型偏振层，其具有与第一偏振透光轴大致平行的第二偏振透光轴；以及延迟层，其具有80纳米或者更大的面外延迟值，或者具有10纳米或者更大的面内延迟值和大于面内延迟值的0.6倍的面外延迟值。延迟层设置在线性吸收型偏振层和线性反射型偏振层之间。
在另一个示例性实施例中，本发明涉及一种液晶显示器，其包括液晶层、光源以及设置在液晶层和光源之间的光学薄膜叠堆。光学薄膜叠堆包括：线性吸收型偏振层，其具有第一偏振透光轴并且面向液晶层设置；线性反射型偏振层，其具有与第一偏振透光轴大致平行的第二偏振透光轴并且设置为从光源接收光；以及延迟层，其具有80纳米或者更大的面外延迟值，或者具有10纳米或者更大的面内延迟值和大于面内延迟值的0.6倍的面外延迟值。延迟层设置在线性吸收型偏振层和线性反射型偏振层之间。
在另一个示例性实施例中，描述了一种用于提高液晶显示器的轴上对比度的方法。该方法包括提供液晶显示器，所述液晶显示器包括液晶层、光源、以及设置在液晶层和光源之间的光学叠堆。光学叠堆包括：线性吸收型偏振层，其具有第一偏振透光轴并面向液晶层设置；以及线性反射型偏振层，其具有与第一偏振透光轴大致平行的第二偏振透光轴，并且设置为从光源接收光。液晶显示器具有第一轴上对比度。然后在线性吸收型偏振层和线性反射型偏振层之间设置延迟层，以形成改进的液晶显示器，该改进的液晶显示器具有大于第一轴上对比度的第二轴上对比度。延迟层具有80纳米或者更大的面外延迟值，或者具有10纳米或者更大的面内延迟值和大于面内延迟值的0.6倍的面外延迟值。
通过下面详细的说明以及附图，根据本发明的光学薄膜叠堆和液晶显示器的这些和其它方面对于本领域内的普通技术人员将是显而易见的。
附图说明
为了使本发明所属领域的普通技术人员更易理解如何制作和使用本发明，下面将结合附图详细描述其示例性实施例，其中：
图1示出了用于描述本发明的光学元件的坐标轴系统；以及
图2是根据本发明构造的示例性显示装置和示例性光学薄膜叠堆的示意性剖视图。
具体实施方式
诸如LCD等显示装置的性能通常通过其亮度来进行评价。使用更多的光源和/或更亮的光源是提高显示器的亮度的一种方式。然而，附加的光源和/或更亮的光源消耗更多的能量，这通常要求向显示装置分配更多的功率。对于便携装置，这可能与电池寿命的降低相关。向显示装置添加光源或者使用更亮的光源可能会增加显示装置的成本和重量。
提高显示装置的亮度的另一个方式涉及更有效地利用在显示装置内或者在诸如背光源等照明装置内可获得的光。例如，可以使用反射型偏振器来对显示装置或者照明装置内的光进行“偏振回收”，从而使反射型偏振器透射具有期望偏振特性的光的至少相当一部分，并且反射具有不同偏振特性的光的至少相当一部分。然后可以由照明装置内的其它元件改变被反射(即阻挡)的光的偏振态，并且使该光反馈回到反射型偏振器中，并在该偏振器处重复回收过程。
虽然如上所述的偏振回收机理在提供具有相同功率配置的更亮的显示器方面很有效，但是每个重复的回收过程通常损失至少一些光。例如，倾斜方向的光趋向于从显示面板内的结构和滤色片内的粒子发生散射，并且这种散射光的一部分最终变为沿垂直(轴线)方向，从而导致在显示器的暗态下发生漏光。
因此，本发明涉及显示器的光学薄膜叠堆，尤其涉及通过减少倾斜照明来提高液晶显示器的轴上对比度的光学薄膜叠堆。然而本发明并不局限于此，因此通过对下文提供的实例进行讨论将认识到本发明的各个方面。
应结合附图来阅读以下描述，其中不同附图中的类似元件以类似方式来标记。附图未必按比例绘制，附图只绘制了所选择的示例性实施例，且并不意欲限制本发明的范围。尽管针对各种元件示出了构造、尺寸及材料方面的实例，但是本领域内的技术人员将认识到所提供的许多实例都存在可能利用到的合适替代物。
除非另外指明，否则应当将说明书和权利要求书中用来表述特征尺寸、数量和物理特性的所有数字理解为在任何情况下都由术语“约”来修改。因此，除非有相反的指示，否则上述说明书和所附权利要求书中提出的数值参数均为近似值，并且根据本领域内的技术人员利用本文所公开的说明内容获得的所需特性，这些近视值可以有所不同。
用端点来描述的数值范围包括该范围内包含的所有数字(例如，1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4和5)及该范围内的任意范围。
除非本文另外明确指明，否则在本说明书和所附权利要求书中使用的单数形式“一”、“一个”和“该个”涵盖了具有多个指示物的实施例。例如，“一层薄膜”涵盖了具有一层、两层或多层薄膜的实施例。除非本文另外明确指明，否则在本说明书和所附权利要求书中使用的术语“或”的含义通常包括“和/或”。
术语“偏振态”是指光束的电矢量不会随机地改变方向而是保持固定的取向或以系统的方式变化的平面偏振态或线性偏振态、圆偏振态、椭圆偏振态、或任何其它非随机偏振状态。对于面内偏振态，电矢量保持在单个平面内，而在圆偏振态或者椭圆偏振态下，光束的电矢量以系统的方式旋转。
术语“双折射”表示正交的x方向、y方向和z方向上的折射率不完全相同。对于本文所述的聚合物层，轴线的选择原则是x轴和y轴在层所在的平面中，而z轴对应于层的厚度或高度。术语“面内双折射率”应当理解为面内折射率(nx和ny)的差值。术语“面外双折射率”应当理解为面内折射率(nx或者ny)中一者与面外折射率nz之间的差值。
双折射薄膜的延迟量是当光通过厚度(d)的介质时基于沿着慢轴与沿着垂直于慢轴的轴线或者方向偏振的光的前进速度的差值而引入的相差，所述慢轴是与光传播方向正交的轴线并且特征为折射率值较大。在使用光垂直或者近乎垂直入射的取向聚合物薄膜的一些示例性实施例中，慢轴与薄膜的拉伸方向共线，并且厚度d变为薄膜的厚度。通过乘积Δn·d来表示延迟值或延迟量，其中，Δn是沿着慢轴的折射率和沿着与慢轴垂直的方向的折射率的差，而d是光穿过的介质厚度。
术语“面内延迟量”指的是两个正交的面内折射率之间的差乘以光学元件的厚度所得的乘积。面内延迟量的值可以是正值或者负值，然而，该值在本文中总是报告为绝对值。
术语“面外延迟量”指的是光学元件的厚度乘以nz与nx之间的差值或者nz与nx和ny的平均值之间的差值所得的乘积。面外延迟量的值可以是正值或者负值，然而，该值在本文中总是报告为绝对值。
“双轴延迟片”表示双折射光学元件，例如沿着所有三个轴具有不同折射率(即，nx≠ny≠nz)的板或者薄膜。可以例如通过对塑料薄膜进行双轴取向来制造双轴延迟片。当双轴延迟片的面内延迟量接近0时，双轴延迟片元件的作用更像c板(c-plate)。一般来讲，本文所定义的双轴延迟片对于550nm的光具有至少3nm的面内延迟量。具有较低的面内延迟量的延迟片被用作c板。在许多实施例中，双轴延迟片对于550nm的光具有至少10nm的面内延迟量，并且该双轴延迟片的面外延迟量大于面内延迟量与0.6的乘积。
本领域的普通技术人员将容易认识到，当光以相对于具有面内双折射和面外双折射特征的介质的表面法线成一定角度入射时，光受到面内双折射和面外双折射的分量影响。一般来讲，延迟量是下述部分的函数：(i)例如薄膜等光学元件的厚度；(ii)nx、ny、nz；(iii)光的入射角；以及(iv)入射平面在薄膜上的投影与薄膜的慢轴之间的角度。在Brehat等人的J.Phys.D：Appl.Phys.26(1993)293-301页中考虑了在入射平面在薄膜上的投影与薄膜的慢轴重合的情况下，作为入射角的函数的有效折射率和折射光线方向的计算，其内容在此以引用方式并入本文。在Simon M.C.的J.Opt.Soc.Am.A4(1987)2201中考虑了入射平面在薄膜上的投影相对于薄膜的慢轴成一定角度的一般情况，其内容在此以引用方式并入本文。
在任何情况下，本领域内的技术人员可以使用市售的软件来确定对于任何给定入射角的最佳延迟量，所述软件允许人们模拟一系列实验以确定双折射薄膜对于透射光的偏振状态的影响。这样的软件的一个实例是可得自Autronic-Melchers GmbH的DIMOS品牌的软件。
本领域的普通技术人员将容易认识到，当光以锐角或者钝角入射到具有面内双折射和面外双折射特征的介质上时，光受到面内延迟和面外延迟的分量影响。
通过将延迟层布置在反射型偏振器和例如液晶显示器的入口偏振器(entrance polarizer)等吸收型偏振器之间，延迟层可以改变具有一定倾斜入射角的光的偏振状态。另外，可能不会以可察觉的方式影响轴上入射光的偏振状态。因为吸收型偏振器的偏振透光轴平行于或者大致平行于反射型偏振器的透光轴，所以改变具有一定光传播倾斜角的光的偏振状态将减少具有这些倾斜角度的光通过吸收型偏振器的透射。这可以有效地使显示器的照明光锥变窄。已经发现使用较窄的光锥来照明液晶显示器会提高显示器的轴上对比度。另外，已经发现使用较窄的光锥来照明液晶显示器会改进液晶显示器的暗态。
图1示出了用于描述光学元件的坐标轴系统。一般来讲，对于显示装置，x轴和y轴对应于显示器的宽度和长度，z轴通常沿着显示器的厚度方向。除非另外说明，将在全文中使用上述约定。在图1的坐标轴系统中，x轴和y轴定义为与例如延迟片160等光学元件的主表面102平行，并且可以对应于正方形或者矩形表面的宽度和长度方向。z轴垂直于主表面，并且通常沿着光学元件的厚度方向。
图2是根据本发明构造的示例性显示装置100和示例性光学薄膜叠堆110、显示面板180以及特定应用场合所需的可选的一个或多个附加光学薄膜和/或部件(未示出)的示意性剖视图。合适的显示面板包括液晶显示面板(LCD板)，例如扭转向列型(TN)、单畴垂直配向型(VA)、光学补偿双折射型(OCB)液晶显示器面板和其它面板。显示面板和照明装置190布置成将显示面板180设置在照明装置190和观察者(未示出)之间，从而使照明装置190向显示面板180提供光。在该示例性实施例中，照明装置190可以称为背光源。光学薄膜叠堆110设置在照明装置190和显示面板180之间。光学薄膜叠堆110从照明装置190接收光，并且将光透射到显示面板180。
示例性光学薄膜叠堆110包括：线性吸收型偏振层150，其具有第一偏振透光轴，并且该偏振层面向显示面板180设置；线性反射型偏振层170，其具有大致平行于第一偏振透光轴的第二偏振透光轴，并且该偏振层面向照明装置190设置；延迟层160，其具有3纳米或者更小的面内延迟值，或者延迟层的平均慢轴与第一偏振透光轴或第二偏振透光轴形成在±5度内或者从85度到95度的角度。延迟层160设置在线性吸收型偏振层150和线性反射型偏振层之间。在一些实施例中，延迟层160具有与第一偏振透光轴或第二偏振透光轴大致平行的平均慢轴。在其它实施例中，延迟层160具有与第一偏振透光轴或第二偏振透光轴大致正交的平均慢轴。在一些实施例中，根据需要，延迟层160包括两个或更多个延迟层、或者三个或更多个延迟层。具有3纳米或者更小(即3纳米到0纳米)的面内延迟值的延迟层160可以称为“c板”。在一些实施例中，延迟层160具有100nm或更大、或者200nm或更大的面外延迟值。
示例性光学叠堆包括线性反射型偏振器170。线性反射型偏振器170具有光输入表面和光输出表面，并且设置成使得光输出表面面向延迟片160。线性反射型偏振器170设置在延迟片160和照明装置190之间。线性反射型偏振器170透射具有第一偏振特性的光的至少相当大一部分，并且反射具有与第一偏振特性不同的第二偏振特性的光的至少相当大一部分。在许多实施例中，线性反射型偏振器170透射具有第一偏振特性的垂直入射光的至少50％、或者至少70％、或者至少90％，并且透射具有第二偏振特性的垂直入射光的小于50％、或者小于30％、或者小于10％。
示例性的光学叠堆包括线性吸收型偏振器150。在一些实施例中，线性吸收型偏振器150是入口偏振器，并且是显示面板180的一部分。线性吸收型偏振器150具有光输入表面和光输出表面，并且设置成使得光输出表面面向显示面板180。线性吸收型偏振器150设置在延迟片160和显示面板180之间。线性吸收型偏振器150透射具有第一偏振特性的光的至少相当大一部分，并且吸收具有与第一偏振特性不同的第二偏振特性的光的至少相当大一部分。在许多实施例中，线性吸收型偏振器150透射具有第一偏振特性的垂直入射光的至少50％、或者至少70％、或者至少90％，并且透射具有第二偏振特性的垂直入射光的小于50％、或者小于30％、或者小于10％。
在一些实施例中，(一个或多个)延迟层160层合到线性反射型偏振器170上。在一些实施例中，延迟层160层合到线性吸收型偏振器150上。在一些实施例中，在延迟层160和线性反射型偏振器170之间存在空气间隙。在一些实施例中，在延迟层160和线性吸收型偏振器150之间存在空气间隙。在另外的实施例中，延迟层160层合在线性吸收型偏振器150和线性反射型偏振器170两者之间。
再参照图2，照明装置190还可以包括背面反射器120，该反射器设置在照明装置190的背向显示面板180和光学叠堆110的一侧。合适的背面反射器包括镜面反射器，例如反射镜。合适的反射镜包括但不限于：金属涂覆的反射镜，例如银涂覆的或者铝涂覆的反射镜或者镜薄膜；聚合物反射镜薄膜，例如多层聚合物反射薄膜。其它合适的背面反射器包括漫反射器和具有镜面反射部件和漫反射部件的反射器。漫反射器包括但是不限于填充颗粒的塑料薄膜、填充颗粒的有间隙薄膜、和背面散射的反射器。具有镜面反射部件和漫反射部件的反射器包括但不限于：涂覆了漫反射涂层的镜面反射器、具有结构化表面的反射器、具有珠状涂层或者间歇涂层的反射器。
照明装置190还包括光耦合于(即用于照明)光学叠堆110的光源132。任何合适的一个或多个光源在本发明的范围内，例如，光源132可以是宽带光源或者一个或多个光源组件。适用于本发明的光源包括一个或多个CCFL、LED、或者包括LED的光源组件。光源132优选地光耦合于(即射入)光分配元件134，在一些示例性实施例中光分配元件134可以是大致平面的或者楔形的、实心或者中空的光导装置。在这样的示例性实施例中，来自光源132的光耦合于(即射入)光分配元件134的边缘134a内，并且在光分配元件134内传播(例如经由TIR)后，该光朝向光学叠堆110的方向通过输出侧134b耦合(即射出)到外侧。虽然在图2中所示的示例性实施例示出了在显示装置100和照明装置190中使用的一个光源，但是其它示例性实施例可以包括两个或者更多个光源、或者光源阵列。如果使用多于一个的光源，则一个或多个光源可以设置在光分配元件134的不同边缘处。
照明装置190还可以包括设置在光学叠堆110和背面反射器120之间的一个或多个光学元件140。示例性的附加光学薄膜包括但不限于结构化表面薄膜和一个或多个扩散片。在示例性照明装置190中，附加光学元件可以包括两个结构化表面薄膜，这两个结构化表面薄膜具有设置在薄膜的面向光学叠堆110的表面上的线性棱柱表面结构。根据应用情况，其它的附加光学薄膜可以用于取代或者补充如上所述的光学薄膜。
在图2中所示的示例性显示装置的操作期间，耦合出光分配元件134的输出侧134b之外并且透射通过任何可选的光学元件140的光入射在光学叠堆110的反射型偏振器170的输入表面上。反射型偏振器170从光源接收这样的光，并且通过该反射型偏振器的输出表面朝向延迟片160透射具有第一偏振状态的光的至少相当大一部分，并且朝向背面反射器120反射具有第二偏振状态的光的至少相当大一部分。所透射的光通过延迟片160，在该延迟片中垂直光或者轴上光以不可察觉的方式改变，并且倾斜光以可察觉的方式改变，从而使透射到吸收型偏振器150的倾斜光随后被吸收型偏振器150吸收。例如，在一些实施例中，对于以相对于z方向(薄膜平面的法向)的45度倾斜角和相对于吸收型偏振器的透光轴或透射轴的45度方位角穿过延迟片160的倾斜光，应当产生至少50nm的延迟量。
可以使用多种材料和方法来制造延迟片160。在一些实施例中，延迟片包括如下的同时双轴拉伸的聚合物薄膜层：该层对于可见光的至少一个偏振状态是基本上不吸收和不散射的；并且具有x、y和z正交折射率，其中，正交折射率中的至少两者不相等，面内延迟量在从100nm或者更大起的范围内，并且面外延迟量是100nm或者更大，或者面内延迟量从200nm或者更大起，而面外延迟量是200nm或者更大。在一些实施例中，延迟片160具有在从3纳米或者更小起的范围内的面内延迟量和100nm或者更大的面外延迟量，或者从3纳米或者更小起的面内延迟量和200nm或者更大的面外延迟量。在其它实施例中，延迟片160具有在50nm到100nm的范围内的面内延迟量和100nm或者更大的面外延迟量，或者从50nm到200nm的面内延迟量和200nm或者更大的面外延迟量。
设想了能够被拉伸和处理本文描述的光学特性的任何聚合物材料。这些聚合物的部分列表例如包括聚烯烃、聚丙烯酸酯、聚酯、聚碳酸酯、含氟聚合物等。可以组合一种或多种聚合物以形成延迟片。聚烯烃包括例如：环烯烃聚合物(例如聚苯乙烯、降冰片烯等)；非环状烯烃聚合物(例如聚丙烯、聚乙烯、聚丁烯、聚戊烯等)。一种具体的聚丁烯是聚(1-丁烯)。一种具体的聚戊烯是聚(4-甲基-1-戊烯)。聚丙烯酸酯例如包括丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯等。具体的聚丙烯酸酯的实例包括聚(甲基丙烯酸甲酯)和聚(甲基丙烯酸正丁酯)。具体地讲，含氟聚合物包括但是不限于聚(偏二氟乙烯)。
延迟片的面内延迟量和面外延迟量可以是如下的任何可用值：改变不垂直或者倾斜入射到延迟片上的光从而使得不垂直或者倾斜入射的光的至少一部分延迟并且转换为随后被线性吸收型偏振器吸收的偏振态。在一些实施例中，延迟片是面内延迟量在从0到3纳米的范围内的c板。在其它实施例中，延迟片是面内延迟量为10nm或者更大并且面外延迟值为面内延迟量的0.6倍的双轴延迟片。在其它实施例中，双轴延迟片具有大于3nm、50nm或更大、100nm或更大、200nm或更大、或者300nm或更大、或者50nm到1000nm、100nm到1000nm、200nm到1000nm、或者300nm到1000nm的面内延迟量。延迟片或者双轴延迟片的面外延迟量可以是如下的任何可用值：改变不垂直或者倾斜入射到延迟片上的光从而使得不垂直或者倾斜入射的光的至少一部分延迟并且转换为随后被线性吸收型偏振器吸收的偏振态，例如50nm或更大、100nm或更大、200nm或更大、或者300nm或更大、或者50nm到1000nm、100nm到1000nm、200nm到1000nm、或者300nm到1000nm。
延迟片可以具有任何可用的厚度(z方向)，例如5微米或者更大、或者5微米到200微米、或者5微米到100微米、或者7微米到75微米或者10微米到50微米。
结晶调节剂可以添加到延迟片中并且包括例如澄清剂和成核剂。结晶调节剂可以有助于减小被拉伸的聚合物光学薄膜中的“雾度”。结晶调节剂可以以对于减少“雾度”有效的任何量存在，例如10ppm到500000ppm、或者100ppm到400000pm、或者100ppm到350000ppm、或者250ppm到300000ppm。
在一些示例性实施例中，在光学叠堆110中可以存在两个或者更多个双折射延迟片160。在一些这样的示例性实施例中，两个或者更多个双折射延迟片160可以具有相对于彼此成一定角度设置的慢轴，使得组合的延迟片160具有如上所述布置的平均慢轴。例如，延迟片160可以包括具有第一慢轴的第一双折射光学元件和具有第二慢轴的第二双折射光学元件，第一慢轴设置为相对于第二慢轴成一定角度。在其它实施例中，延迟片160包括一个、两个、三个或者更多个c板延迟片。
在许多实施例中，延迟片160是双折射薄膜或者在光的整个波长范围上提供平衡水平的延迟量的薄膜的组合。“平衡水平的延迟量”指的是如果对于650nm的红光有1/3波长的延迟量，则对于550nm的蓝光和450nm的绿光也有大约1/3波长的延迟量。保持平衡水平的延迟量可以减少来自延迟片160的色移。一种提供平衡的延迟量的方法包括：选择材料或者材料的共混物，该材料或材料的共混物的双折射色散使得材料的z折射率与面内折射率之间的差随着波长的增大而增加。另一种方法包括使用具有不同色散特性的两个或者更多个光学延迟层的组合，并且将这些延迟层组合成使得材料的净效应给出平衡水平的延迟量。
在一个示例性实施例中，显示装置与在图2中所示的显示装置100类似。使用和不使用延迟片160来确定对比度。反射型偏振器170是可得自明尼苏达州圣保罗的3M公司的VikuitiTM Dual Brightness EnhancementFilm(双增亮膜)(DBEF)，吸收型偏振器150是显示面板180的入口偏振器，并且延迟片是同时双轴拉伸的聚丙烯薄膜层，该聚丙烯薄膜层对于可见光的至少一个偏振状态是不吸收和不散射的，并且具有50nm的面内延迟量绝对值和200nm的面外延迟量绝对值。美国专利申请公开No.2004/0156106和2004/0184150描述了一些合适的延迟薄膜，该申请的内容在此以引用方式并入本文。以45度的入射角和以对应于在入口偏振器的平面上的投影与入口偏振器的透射轴成45度的方位入射角来自这种延迟薄膜的光的偏振状态的延迟量是大约100nm。
使用一层、两层和三层上述延迟薄膜的17英寸TN显示器的对比度提高试验测量表明，与没有如本文描述地设置延迟薄膜的17英寸TN显示器的对比度相比，在对比度上的提高分别为+6％、+11.5％和+13％。
不应该认为本发明局限于上述具体实例，而应理解为本发明涵盖如所附权利要求书中明确说明的本发明的所有方面。本发明所属领域的技术人员在阅读本发明的说明书之后，适用于本发明的各种更改形式、等同工艺以及多种结构将是显而易见的。

Claims (20)

1.一种光学薄膜叠堆，包括：
线性吸收型偏振层，其具有第一偏振透光轴；
线性反射型偏振层，其具有与所述第一偏振透光轴大致平行的第二偏振透光轴；以及
延迟层，其具有80纳米或者更大的面外延迟值，或者具有10纳米或者更大的面内延迟值和大于0.6乘以所述面内延迟值所得的乘积的面外延迟值，所述延迟层设置在所述线性吸收型偏振层和所述线性反射型偏振层之间。
2.根据权利要求1所述的光学薄膜叠堆，其中所述延迟层具有平均慢轴，所述平均慢轴与所述第一偏振透光轴或者所述第二偏振透光轴形成在±5度内或者从85度到95度的角度。
3.根据权利要求1所述的光学薄膜叠堆，其中所述延迟层具有100nm或者更大的面外延迟值。
4.根据权利要求1所述的光学薄膜叠堆，其中所述延迟层具有200nm或者更大的面外延迟值。
5.根据权利要求1所述的光学薄膜叠堆，其中所述延迟层包括两个或者更多个延迟层。
6.根据权利要求1所述的光学薄膜叠堆，其中所述延迟层具有与所述第一偏振透光轴或者所述第二偏振透光轴大致平行的平均慢轴。
7.根据权利要求1所述的光学薄膜叠堆，其中所述延迟层具有与所述第一偏振透光轴或者所述第二偏振透光轴大致正交的平均慢轴。
8.根据权利要求1所述的光学薄膜叠堆，其中所述延迟层包括环聚烯烃或者非环状聚烯烃。
9.根据权利要求1所述的光学薄膜叠堆，其中所述延迟层包含聚碳酸酯或者聚丙烯。
10.一种液晶显示器，包括：
液晶层；
光源；以及
光学薄膜叠堆，其设置在所述液晶层和所述光源之间；其中所述光学薄膜叠堆包括：
线性吸收型偏振层，其具有第一偏振透光轴并且面向所述液晶层设置；
线性反射型偏振层，其具有与所述第一偏振透光轴大致平行的第二偏振透光轴并且设置为从所述光源接收光；以及
延迟层，其具有80纳米或者更大的面外延迟值，或者具有10纳米或者更大的面内延迟值和大于0.6乘以所述面内延迟值所得的乘积的面外延迟值，所述延迟层设置在所述线性吸收型偏振层和所述线性反射型偏振层之间。
11.根据权利要求10所述的液晶显示器，其中所述延迟层具有平均慢轴，所述平均慢轴与所述第一偏振透光轴或者所述第二偏振透光轴形成在±5度内或者从85度到95度的角度。
12.根据权利要求10所述的液晶显示器，其中所述延迟层具有100nm或者更大的面外延迟值。
13.根据权利要求10所述的液晶显示器，其中所述延迟层具有200nm或者更大的面外延迟值。
14.根据权利要求10所述的液晶显示器，其中所述延迟层包括两个或者更多个延迟层。
15.根据权利要求10所述的液晶显示器，其中所述延迟层具有与所述第一偏振透光轴或者所述第二偏振透光轴大致平行的平均慢轴。
16.根据权利要求10所述的液晶显示器，其中所述延迟层具有与所述第一偏振透光轴或者所述第二偏振透光轴大致正交的平均慢轴。
17.根据权利要求10所述的液晶显示器，其中所述延迟层包括环聚烯烃或者非环状聚烯烃。
18.一种用于提高液晶显示器的轴上对比度的方法，包括：
提供液晶显示器，所述液晶显示器包括：
液晶层；
光源；以及
光学叠堆，其设置在所述液晶层和所述光源之间；其中所述光学叠堆包括：
线性吸收型偏振层，其具有第一偏振透光轴并且面向所述液晶层设置；以及
线性反射型偏振层，其具有与所述第一偏振透光轴大致平行的第二偏振透光轴并且设置为从所述光源接收光；
所述液晶显示器具有第一轴上对比度；以及
在所述线性吸收型偏振层和所述线性反射型偏振层之间设置延迟层，从而形成改进的液晶显示器，所述改进的液晶显示器具有大于所述第一轴上对比度的第二轴上对比度，所述延迟层具有80纳米或者更大的面外延迟值，或者具有10纳米或者更大的面内延迟值和大于0.6乘以所述面内延迟值所得的乘积的面外延迟值。
19.根据权利要求18所述的方法，其中设置延迟层的步骤包括：在所述线性吸收型偏振层和所述线性反射型偏振层之间设置延迟层，形成第二轴上对比度比所述第一轴上对比度至少大5％的改进的液晶显示器。
20.根据权利要求18所述的方法，其中设置延迟层的步骤包括：在所述线性吸收型偏振层和所述线性反射型偏振层之间设置延迟层，形成第二轴上对比度比所述第一轴上对比度至少大10％的改进的液晶显示器。
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Date Code Title Description
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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20090415