CN101414023A - 液晶补偿偏光板、双光轴补偿膜以及显示装置及其光程补偿方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液晶补偿偏光板、双光轴补偿膜以及显示装置及其光程补偿方法。显示装置包含一背光模组、一第一偏光板、一第二偏光板以及一液晶显示面板。背光模组提供一光线。第一偏光板具有一第一双光轴层，而第二偏光板具有一第二双光轴层。液晶显示面板配置于第一偏光板及第二偏光板之间。光线依序穿过第一偏光板、液晶显示面板及第二偏光板。第一偏光板的第一双光轴层及第二偏光板的第二双光轴层补偿光线穿过液晶显示面板的一相位光程差。由于借由双光轴层来补偿光线的相位光程差，因而可以提高显示装置的可视角度。

Description

液晶补偿偏光板、双光轴补偿膜以及显示装置及其光程补偿方法

技术领域

本发明关于一种显示装置及其补偿膜与补偿方法，特别关于一种扭转向列型液晶补偿偏光板、双光轴补偿膜以及显示装置及其光程补偿方法。

背景技术

随着电脑的普及，许多资讯设备不断地推陈出新，其设计以轻、薄、短、小为主要设计走向。在显示装置方面，常用的显示装置器有电浆显示器、有机发光显示器及液晶显示器。以扭转向列型的液晶显示器而言，在暗态且视角较大时，会有漏光的情况产生。

请参照图1所示，为解决扭转向列型液晶显示器在暗态的大视角的漏光情形，现有技术的偏光板1包含一感压胶层11、一碟状液晶层12、一保护层13、一感压胶层14、一偏光层15、一感压胶层16及一保护层17。

请参照图2所示，图中曲线C11～C14代表使用者在各方位角及观察角，所看到的灰阶值与正规化穿透率的关曲线。曲线C11为使用者在方位角及观察角皆为0度时(即使用者直接面对扭转向列型液晶显示面板的中央)的关曲线，其亦可代表扭转向列型液晶显示器在无漏光情况下的伽玛曲线。曲线C14为使用者在方位角为0°或180°(即使用者在扭转向列型液晶显示面板的左方或右方)且观察角度为60°时的关曲线。

曲线C12为使用者在方位角为90度(即使用者在扭转向列型液晶显示面板的上方)且观察角度为60度时的关曲线。曲线在低灰阶时(约第0阶至第25阶之间)与高灰阶时(约第200阶至第250阶之间)产生明显的灰阶反转。

曲线C13为使用者在方位角为270度(即使用者在扭转向列型液晶显示面板的下方)且观察角度为60度时的关曲线，其除了有灰阶反转的外，在高灰阶值时(约第200阶至第250阶之间)穿透率则随灰阶值增高但却急速地下降。

此外，对比度亦可用来表示可视角度的范围。请参照图3所示，以亮暗对比为30：1为例，现有的扭转向列型液晶显示面板在大视角时(方位角为90°及180°)的可视区域的有效范围为区域A11，由此可以看出可视角度仍有改善的空间。因此，如何提高扭转向列型液晶显示面板的可视角，以减少漏光情况，实属当前重要课题之一。

发明内容

本发明的目的为提供一种可以提高可视角的液晶补偿偏光板、双光轴补偿膜以及显示装置及其光程补偿方法。

为达上述目的，本发明提供一种双光轴补偿膜。双光轴补偿膜包含一双光轴层及一液晶层。其中，液晶层配置于双光轴层的一侧，双光轴层具有一平行偏光板平面的补偿值及一非平行偏光板平面的补偿值，平行偏光板平面的补偿值介于20奈米至100奈米之间，非平行偏光板平面的补偿值介于20奈米至200奈米之间。

为达上述目的，本发明提供一种液晶补偿偏光板。液晶补偿偏光板包含一双光轴层、一液晶层及一偏光层。其中，双光轴层配置于液晶层及偏光层之间，且双光轴层具有一平行偏光板平面的补偿值及一非平行偏光板平面的补偿值，平行偏光板平面的补偿值介于20奈米至100奈米之间，非平行偏光板平面的补偿值介于20奈米至200奈米之间。

为达上述目的，本发明提供一种显示装置。显示装置包含一背光模组、一第一偏光板、一液晶显示面板及一第二偏光板。其中，背光模组提供一光线，第一偏光板具有一第一双光轴层。第一双光轴层具有一第一平行偏光板平面的补偿值及一第一非平行偏光板平面的补偿值，第一平行偏光板平面的补偿值介于20奈米至100奈米之间，第一非平行偏光板平面的补偿值介于20奈米至200奈米之间。第二偏光板具有一第二双光轴层，液晶显示面板配置于第一偏光板及第二偏光板之间。第二双光轴层具有一第二平行偏光板平面的补偿值及一第二非平行偏光板平面的补偿值，第二平行偏光板平面的补偿值介于20奈米至100奈米之间，第二非平行偏光板平面的补偿值介于20奈米至200奈米之间。其中光线依序穿过第一偏光板、液晶显示面板及第二偏光板，第一偏光板的第一双光轴层及第二偏光板的第二双光轴层补偿光线穿过液晶显示面板的一相位光程差。

为达上述目的，本发明提供一种显示装置的光程补偿方法。显示装置的光程补偿方法包含以下步骤：产生一光线；以一第一双光轴层来预先补偿光线的一相位光程差，第一双光轴层具有一第一平行偏光板平面的补偿值及一第一非平行偏光板平面的补偿值，第一平行偏光板平面的补偿值介于20奈米至100奈米之间，第一非平行偏光板平面的补偿值介于20奈米至200奈米之间；调变光线的一偏极化方向，其中相位光程差因调变光线的偏极化方向而产生；以及以一第二双光轴层来再次补偿光线的相位光程差，其中第二双光轴层具有一第二平行偏光板平面的补偿值及一第二非平行偏光板平面的补偿值，第二平行偏光板平面的补偿值介于20奈米至100奈米之间，第二非平行偏光板平面的补偿值介于20奈米至200奈米之间。

由于本发明采用了扭转向列型显示装置及其光程补偿方法、液晶补偿偏光板及双光轴补偿膜，可借由双光轴层来补偿光线的相位光程差，因而可以提高显示装置的可视角度。

附图说明

图1为显示现有偏光板的一示意图；

图2为显示现有扭转向列型液晶显示器的伽玛曲线的一示意图；

图3为显示现有的扭转向列型液晶显示面板的补偿全视角对比的一示意图；

图4为显示本发明较佳实施例的扭转向列型显示装置的一示意图；

图5为显示本发明较佳实施例的扭转向列型显示装置的等效液晶的一示意图；

图6为显示本发明较佳实施例的扭转向列型显示装置的伽玛曲线的一示意图；以及

图7为显示本发明较佳实施例的扭转向列型显示装置的补偿全视角对比的一示意图。

图中元件符号说明如下：

1：偏光板

11、14、16：感压胶层

12：碟状液晶层

13：光学层

15：偏光层

17：保护层

C11、C12、C13、C14：曲线

A11：可视区域

2：扭转向列型显示装置

21：背光模组

22、24：偏光板

23：液晶显示面板

221、224、226、241、244、246：感压胶层

222、242：碟状液晶层

223、243：双光轴层

225、245：偏光层

227、247：保护层

228、248：双光轴补偿膜

I、II、III、IV：区域

C21、C22、C23、C24：曲线

A21：可视区域

具体实施方式

以下将参照相关图式，说明依据本发明较佳实施例的扭转向列型显示装置及其光程补偿方法、液晶补偿偏光板及双光轴补偿膜。

图4为依据本发明较佳实施例的显示装置。请参照图4所示，一扭转向列型显示装置2包含一背光模组21、一偏光板22、一液晶显示面板23以及一偏光板24。其中，液晶显示面板23配置于偏光板22及偏光板24之间，在本实施例中，液晶显示面板23为一扭转向列型液晶显示面板。

偏光板22包含一感压胶层221、一液晶层222、一双光轴层223、一感压胶层224、一偏光层225、一感压胶层226及一保护层227。其中，液晶层222配置于双光轴层223及感压胶层221之间。感压胶层224配置于双光轴层223及偏光层225之间，感压胶层226配置于偏光层225及保护层227之间。感压胶层224、226作为保护偏光层225的用，感压胶层221、226作为保护液晶层222的用，保护层227作为偏光层225的保护。另外，液晶层222及双光轴层223可整合为一双光轴补偿膜228。

在本实施例中，液晶层222为碟状液晶层，其平均折射率介于1.4至1.7之间，液晶层222内的碟状液晶分子的光轴倾斜角度介于0度至90度之间。

双光轴层223在光学性质上具有双光轴的特性，例如在二个轴向上具有不同的折射率，其主要的材料包含选自三醋酸纤维素(TAC)、环烯烃共聚物(COC)、环烯烃聚合物(COP)或热可塑性聚酯(PET)所构成组群其中的一。双光轴层223的平均折射率介于1.4至1.7之间，且双光轴层223具有平行偏光板平面的补偿值Ro或非平行偏光板平面的补偿值Rth。而平行偏光板平面的补偿值Ro介于20奈米至100奈米之间，非平行偏光板平面的补偿值Rth介于20奈米至200奈米之间。

偏光板24包含一感压胶层241、一液晶层242、一双光轴层243、一感压胶层244、一偏光层245、一感压胶层246及一保护层247。其中，液晶层242配置于双光轴层243及感压胶层241之间。感压胶层244配置于双光轴层243及偏光层245之间，感压胶层246配置于偏光层245及保护层247之间。另外，液晶层242及双光轴层243可整合为一双光轴补偿膜248。

在本实施例中，偏光板24所包含的感压胶层241、液晶层242、双光轴层243、感压胶层244、偏光层245、感压胶层246及保护层247，其功能及特性可与偏光板22中对应的感压胶层221、液晶层222、双光轴层223、感压胶层224、偏光层225、感压胶层226及保护层227相同。

请继续参照图4所示，背光模组21提供一光线，此光线依序穿过偏光板22、液晶显示面板23及偏光板24。偏光板22的双光轴层223及偏光板24的双光轴层243补偿光线穿过液晶显示面板23而产生的相位光程差。其中，所述相位光程差来自于光线穿过液晶显示面板23时所产生。

请同时参照图4及图5，为方便说明，以下将双光轴补偿膜228、248以及液晶显示面板23分别以等效的液晶来做说明，其中双光轴补偿膜228作为区域I内的等效液晶，双光轴补偿膜248作为区域IV的等效液晶，液晶显示面板23内的液晶可视为区域II、III的等效液晶，区域II、III内的等效液晶数量约均等。

由背光模组(或其他形式的光源)产生的光线从区域I射入，并依序穿过区域I-IV。当光线穿过区域I时，可以借由区域I的等效液晶(即双光轴补偿膜228)来预先补偿光线的相位光程差。当光线穿过区域II、III时，液晶将调变光线的一偏极化方向，前述的相位光程差因调变光线的偏极化方向而产生。当光线穿过区域IV时，则借由区域IV的等效液晶再次补偿光线的相位光程差。

在本实施例中，区域I是预先补偿光线在区域II经调变所产生的相位光程差，而区域IV是再次补偿光线在区域III经调变所产生的相位光程差。区域I及区域II的等效液晶可作对称性的补偿，由于区域I及区域II的等效液晶具有相反角度的特性，因此，光线经过区域I的等效液晶时，可以产生一反向的相位光程差，以预先补偿光线穿过区域II的相位光程差。

同样的，区域IV及区域III的等效液晶可作对称性的补偿。因此，光线经过区域IV的等效液晶时，可以产生一反向的相位光程差，以补偿光线穿过区域III的相位光程差。光线穿过区域II、III所产生的光程差可借由区域I、IV来补偿而消除。

请参照图6，前述实施例的显示装置的伽玛曲线(gamma curve)如图6所示，曲线C21～C24代表使用者在各方位角及观察角，所看到的灰阶值与正规化穿透率的关曲线。曲线C21为使用者在方位角及观察角度为0°(即使用者面对液晶显示面板的中央)的关曲线。曲线C22为使用者在方位角为90°及观察角为60°时的关曲线。曲线C23为使用者在方位角为270°(即使用者在液晶显示面板的下方)及观察角为60°时的关曲线。曲线C24为使用者在方位角为0°及180°(即使用者在液晶显示面板的左方及右方)及观察角为60°时的关曲线。

与现有技术的图2相较，以图2的曲线C12及图6的曲线C22相较，在低灰阶时(约第0阶～第50阶)，曲线C22已改善灰阶反转的问题。且在高灰阶时(约第200阶～第250阶)，曲线C22的穿透率值(约为2.25)相较于曲线C12的穿透率值(大于2.5)也明显降低，使得曲线C22也较平滑，以降低液晶显示面板因大视角时的漏光情况。

以图2的曲线C13及图6的曲线C23，在低灰阶时(约第0阶～第50阶)，曲线C23的灰阶反转的问题已明显改善。曲线C23在约第50阶～第200阶的灰阶反转较不明显。此外，相较于曲线C13，曲线C23的穿透率值有往上升偏移的趋势，且在高灰阶值时(约第200阶至第250阶之间)，曲线C23的穿透率值的变化较缓和，使得液晶显示装置的亮度变化也较和缓，以改善液晶显示装置的显示画面的特性。

请参照图7，图7以对比度来呈现可视角度的范围。在亮暗对比为30：1与现有技术的图3相较，本实施例的可视区域A21大于现有技术图3的可视区域A11，因而提高扭转向列型液晶显示面板的可视角。

综上所述，依据本发明的扭转向列型显示装置及其光程补偿方法、液晶补偿偏光板及双光轴补偿膜，借由双光轴层来补偿光线的相位光程差，因而可以提高显示装置的可视角度。

以上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于本发明权利要求书的范围中。

Claims (10)

1、一种双光轴补偿膜，其特征在于，包含：

一双光轴层，其具有一平行偏光板平面的补偿值及一非平行偏光板平面的补偿值，所述平行偏光板平面的补偿值介于20奈米至100奈米之间，所述非平行偏光板平面的补偿值介于20奈米至200奈米之间；以及

一液晶层，配置于所述双光轴层的一侧。

2、如权利要求1的所述的双光轴补偿膜，其特征在于，所述双光轴层的平均折射率介于1.4至1.7之间。

3、一种液晶补偿偏光板，其特征在于，包含：

一液晶层；

一偏光层；以及

一双光轴层，配置于所述液晶层及所述偏光层之间，所述双光轴层具有一平行偏光板平面的补偿值及一非平行偏光板平面的补偿值，所述平行偏光板平面的补偿值介于20奈米至100奈米之间，所述非平行偏光板平面的补偿值介于20奈米至200奈米之间；

4、如权利要求3的所述的液晶补偿偏光板，其特征在于，还包含：

一第一感压胶层，其中所述液晶层配置于所述第一感压胶层与所述双光轴层之间；

一第二感压胶层，配置于所述双光轴层及所述偏光层之间；

一保护层；以及

一第三感压胶层，配置于所述偏光层及所述保护层之间。

5、如权利要求3的所述的液晶补偿偏光板，其特征在于，所述双光轴层的平均折射率介于1.4至1.7之间。

6、一种显示装置，其特征在于，包含：

一背光模组，提供一光线；

一第一偏光板，具有一第一双光轴层，其具有一第一平行偏光板平面的补偿值及一第一非平行偏光板平面的补偿值，所述第一平行偏光板平面的补偿值介于20奈米至100奈米之间，所述第一非平行偏光板平面的补偿值介于20奈米至200奈米之间；

一第二偏光板，具有一第二双光轴层，其具有一第二平行偏光板平面的补偿值及一第二非平行偏光板平面的补偿值，所述第二平行偏光板平面的补偿值介于20奈米至100奈米之间，所述第二非平行偏光板平面的补偿值介于20奈米至200奈米之间；以及

一液晶显示面板，配置于所述第一偏光板及所述第二偏光板之间，其中所述光线依序穿过所述第一偏光板、所述液晶显示面板及所述第二偏光板，所述第一偏光板的所述第一双光轴层及所述第二偏光板的所述第二双光轴层补偿所述光线穿过所述液晶显示面板的一相位光程差。

7、如权利要求6的所述的显示装置，其特征在于，所述第一偏光板还包含：

一第一感压胶层；

一第一液晶层，配置于所述第一感压胶层及所述第一双光轴层之间；

一第一偏光层；

一第二感压胶层，配置于所述第一双光轴层及所述第一偏光层之间；

一第一保护层；以及

一第三感压胶层，配置于所述第一偏光层及所述第一保护层之间。

8、如权利要求6的所述的显示装置，其特征在于，所述第一双光轴层的平均折射率介于1.4至1.7之间。

9、如权利要求6的所述的显示装置，其特征在于，所述第二偏光板包含：

一第四感压胶层；

一第二液晶层，配置于所述第四感压胶层及所述第二双光轴层之间；

一第二偏光层；

一第五感压胶层，配置于所述第二双光轴层及所述第二偏光层之间；

一第二保护层；以及

一第六感压胶层，配置于所述第二偏光层及所述第二保护层之间。

10、一种显示装置的光程补偿方法，其特征在于，包含：

产生一光线；

以一第一双光轴层来预先补偿所述光线的一相位光程差，所述第一双光轴层具有一第一平行偏光板平面的补偿值及一第一非平行偏光板平面的补偿值，所述第一平行偏光板平面的补偿值介于20奈米至100奈米之间，所述第一非平行偏光板平面的补偿值介于20奈米至200奈米之间；

调变所述光线的一偏极化方向，其中所述相位光程差因调变所述光线的所述偏极化方向而产生；以及

以一第二双光轴层来再次补偿所述光线的所述相位光程差，其中所述第二双光轴层具有一第二平行偏光板平面的补偿值及一第二非平行偏光板平面的补偿值，所述第二平行偏光板平面的补偿值介于20奈米至100奈米之间，所述第二非平行偏光板平面的补偿值介于20奈米至200奈米之间。

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