CN101762903A - 共平面开关模式液晶显示器件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种共平面开关模式液晶显示器件，包括：彼此面对且隔开的第一和第二基板；在该第一基板的外表面上顺序包括支撑层、第一偏振层和第一保护层的第一偏振片；在该第二基板的外表面上顺序包括第一补偿层、第二补偿层、第二偏振层和第二保护层的第二偏振片，该第一和第二补偿层分别包括正的和负的双轴延迟膜；以及在该第一和第二基板之间的液晶层。

Description

共平面开关模式液晶显示器件及其制造方法
本申请要求2008年12月23日提交的韩国专利申请2008-0132544的权益，该专利申请的全部内容通过引用引入本文。
技术领域
本发明涉及一种液晶显示器件，尤其涉及一种共平面开关模式液晶显示器件以及制造该共平面开关模式液晶显示器件的方法。
背景技术
随着信息时代的发展，已经开发了处理并显示大量信息的显示器件。特别地，为了满足诸如重量轻、外形薄和功率消耗低这样的特性，需要平板显示(FPD)器件。结果，已经提出了在颜色再现性和外形方面具有优点的液晶显示(LCD)器件。
LCD器件使用液晶分子的光学各向异性和偏振特性产生图像。由于液晶分子具有细长形状和用于取向的预倾角，所以通过施加的电场改变所述预倾角可以控制液晶分子的取向方向。因此，液晶分子的取向根据通过向液晶层施加电压所控制的液晶分子的取向方向而变化。结果，通过液晶分子的光学各向异性调节偏振光来显示图像。在几种类型的LCD器件中，由于其中薄膜晶体管(TFT)和与TFT连接的像素电极以矩阵设置的有源矩阵LCD(AM-LCD)器件的高分辨率和显示运动图像的出色品质，其目前得到广泛使用。
现有LCD器件包括具有公共电极的滤色器基板、具有像素电极的阵列基板、和夹在滤色器基板与阵列基板之间的液晶层。在现有LCD器件中，液晶层由像素电极与公共电极之间的垂直电场驱动。该现有LCD器件提供了出色的透射率和较高的开口率。然而，因为该现有LCD器件由垂直电场驱动而具有较窄的视角。为了克服上述缺点，已经开发了具有较宽视角的多种其他类型的LCD器件，如共平面开关(IPS)模式LCD器件。
图1A是现有共平面开关模式液晶显示器件在ON状态下的剖面图，而图1B是现有共平面开关模式液晶显示器件在OFF状态下的剖面图。
在图1A和1B中，共平面开关(IPS)模式液晶显示(LCD)器件10包括具有薄膜晶体管(未示出)的第一基板20、具有滤色器层和黑矩阵的第二基板30以及在第一和第二基板20和30之间的液晶层40。在第一基板20上交替形成有公共电极22和像素电极24。根据施加给公共电极22和像素电极24的电压产生电场E，液晶层40的液晶分子40a和40b沿电场E重新排列。
在图1A的ON状态下，向公共电极22和像素电极24施加电压，产生电场E。电场E在公共电极22和像素电极24正上方具有垂直部分，而在公共电极22和像素电极24之间具有水平部分。因此，在公共电极22和像素电极24正上方的第一液晶分子40a不重新排列，在公共电极22和像素电极24之间的第二液晶分子40b沿电场E重新排列。由于公共电极22和像素电极24之间的液晶层40在ON状态中沿电场E的水平部分重新排列，所以IPS模式LCD器件10以宽视角显示图像。例如，相对于IPS模式LCD器件的法线方向，可沿上下左右方向以大约80°到大约85°的视角显示图像。
在图1B的OFF状态下，由于没有向公共电极22和像素电极24施加电压，所以没有产生电场E。因此，液晶层40的第一和第二液晶分子40a和40b不重新排列。
在根据现有技术的IPS模式LCD器件中，分别通过第一和第二基板外表面上的第一和第二偏振片来调节穿过IPS模式LCD器件的光的偏振态。
图2是显示根据现有技术的共平面开关模式液晶显示器件的剖面图。
在图2中，共平面开关(IPS)模式液晶显示(LCD)器件10包括彼此面对且隔开的第一和第二基板20和30、以及在第一和第二基板20和30之间的液晶层40。尽管图2中没有示出，但在第一基板20的内表面上形成有产生电场的公共电极和像素电极。
此外，在第一和第二基板20和30的外表面上分别形成有第一和第二偏振片52和54。第一偏振片52包括第一支撑层52a、第一偏振层52b和第一保护层52c，第二偏振片54包括第二支撑层54a、第二偏振层54b和第二保护层54c。第一和第二支撑层52a和54a每个都包括具有大约0延迟的三醋酸纤维素(TAC)。通过拉伸吸附了碘(I)或染料的聚乙烯醇(PVA)形成确定偏振特性的每个第一和第二偏振层52b和54b。第一和第二保护层52c和54c每个也包括TAC。
当第一和第二偏振片52和54如此设置，即第一和第二偏振片52和54的吸收轴彼此垂直时，IPS模式LCD器件以常黑模式操作。因此，当IPS模式LCD器件10具有OFF状态时，在公共电极和像素电极之间不产生水平电场，液晶层40的液晶分子不重新排列，从而入射光可以透过液晶层40而未偏振。结果，穿过第一偏振片52以与第一偏振片52的吸收轴垂直的偏振轴的线性偏振光透过液晶层40，偏振态没有变化，并且该偏振光被具有与第一偏振片52的吸收轴垂直的吸收轴的第二偏振片54完全吸收，由此显示黑图像。
当IPS模式LCD器件具有OFF状态时，尽管沿IPS模式LCD器件的法线方向显示黑图像，但是由于光泄漏，沿IPS模式LCD器件的上下左右倾斜方向的黑图像的亮度可能增加。该光泄漏是因为偏振片的吸收轴彼此不垂直而产生。
图3A和3B是分别显示当在法线观测角处和在倾斜观测角处观看时，根据现有技术的共平面开关模式液晶显示器件的偏振片的吸收轴的示图。
在图3A中，当在法线观测角处观看共平面开关(IPS)模式液晶显示(LCD)器件10(图2)时，第一基板20(图2)外表面上的第一偏振片52的第一吸收轴ABS1和第二基板30(图2)外表面上的第二偏振片54的第二吸收轴ABS2以第一角度a1彼此交叉。
然而在图3B中，当在倾斜观测角处观看IPS模式LCD器件10时，第一偏振片52的第一吸收轴ABS1和第二偏振片54的第二吸收轴ABS2以大于第一角度a1的第二角度a2彼此交叉。因此，光倾斜入射到IPS模式LCD器件10的图3的第一吸收轴ABS1相对于光沿法线入射到IPS模式LCD器件10的图3A的第一吸收轴ABS1逆时针旋转，而光倾斜入射到IPS模式LCD器件10的图3B的第二吸收轴ABS2相对于光沿法线入射到IPS模式LCD器件10的图3A的第二吸收轴ABS2顺时针旋转。
结果，倾斜入射到IPS模式LCD器件10的光穿过第一偏振片52并被线偏振，从而具有偏振轴PL与图3B的第一吸收轴ABS1垂直的偏振态。然而，因为偏振轴PL与第二吸收轴ABS2不平行，所以倾斜入射的光没有被第二偏振片54吸收，从而导致光泄漏。因此，当沿上下左右倾斜方向观看IPS模式LCD器件10时，由于光泄漏，黑图像的发光度下降，由此对比度降低。
图4是显示倾斜入射到根据现有技术的共平面开关模式液晶显示器件的光的偏振态的Poincare球体，图5是显示在根据现有技术的共平面开关模式液晶显示器件中，黑图像的亮度等高线相对于视角的示图。
在图4中，倾斜入射到共平面开关(IPS)模式液晶显示(LCD)器件的光穿过第一偏振片52(图2)并被线性偏振，从而具有与第一吸收轴ABS1垂直的偏振轴PL的偏振态。因为第二偏振片54(图2)的第二吸收轴ABS2与第一吸收轴ABS1不垂直，所以偏振轴PL在Poincare球体中位于与第二吸收轴ABS2不同的位置处。因此，倾斜入射的光不会显示彻底的黑图像，发生光泄漏。
在图5中，第一偏振片52和第二偏振片54如此设置，即第一吸收轴ABS1和第二吸收轴ABS2分别平行于水平方向和垂直方向。当IPS模式LCD器件显示黑图像时，在相对于与IPS模式LCD器件正交的z轴来说具有大约0°极角θ的法线观测角处观看到彻底的黑图像，没有光泄漏。然而，在沿相对于与IPS模式LCD器件平行的x轴或y轴来说具有大约45°，135°，225°和315°方位角φ的对角线方向的倾斜观测角处，发生光泄漏。因此，在IPS模式LCD器件的倾斜观测角处，黑图像的亮度增加，对比度降低。例如，在具有大约60°极角和大约45°方位角的倾斜观测角处，黑图像可具有大约0.018331(任意单位：A.U.)的相对高的亮度。尽管IPS模式LCD器件使用具有复杂延迟的补偿膜解决上述问题，但延迟膜造成制造工序复杂和制造成本增加。
发明内容
本发明涉及一种共平面开关模式液晶显示器件及其制造方法，其基本上克服了由于现有技术的限制和缺点而导致的一个或多个问题。
本发明的一个目的是提供一种共平面开关模式液晶显示器件，其中在倾斜观测角处的黑图像的亮度减小而对比度提高，以及制造该共平面开关模式液晶显示器件的方法。
本发明的另一个目的是提供一种共平面开关模式液晶显示器件，其中使用具有延迟值的双轴膜作为偏振片的支撑层，以及制造该共平面开关模式液晶显示器件的方法。
在下面的描述中将列出本发明其它特征和优点，这些特征和优点的一部分从所述描述将是显而易见的，或者可从本发明的实施而领会到。通过说明书、权利要求以及附图中特别指出的结构可实现和获得本发明的这些目的和其他优点。
为了获得这些和其它的优点并根据本发明的目的，如这里具体表示和广义描述的，共平面开关模式液晶显示器件包括：彼此面对且隔开的第一和第二基板；在第一基板的外表面上顺序包括支撑层、第一偏振层和第一保护层的第一偏振片；在第二基板的外表面上顺序包括第一补偿层、第二补偿层、第二偏振层和第二保护层的第二偏振片，第一和第二补偿层分别包括正的和负的双轴延迟膜；和在第一和第二基板之间的液晶层。
在另一个方面中，共平面开关模式液晶显示器件包括：彼此面对且隔开的第一和第二基板；在第一基板的外表面上顺序包括第一补偿层、第一偏振层和第一保护层的第一偏振片，该第一补偿层包括正的双轴延迟膜；在第二基板的外表面上顺序包括第二补偿层、第二偏振层和第二保护层的第二偏振片，该第二补偿层包括正的双轴延迟膜；和在第一和第二基板之间的液晶层。
在另一个方面中，制造共平面开关模式液晶显示器件的方法包括：在彼此面对且隔开的第一和第二基板之间形成液晶层；在第一基板的外表面上形成包括支撑层、第一偏振层和第一保护层的第一偏振片；以及在第二基板的外表面上形成包括第一补偿层、第二补偿层、第二偏振层和第二保护层的第二偏振片，第一和第二补偿层分别包括正的和负的双轴延迟膜。
在另一个方面中，制造共平面开关模式液晶显示器件的方法包括：在彼此面对且隔开的第一和第二基板之间形成液晶层；在第一基板的外表面上形成包括第一补偿层、第一偏振层和第一保护层的第一偏振片，该第一补偿层包括正的双轴延迟膜；以及在第二基板的外表面上形成包括第二补偿层、第二偏振层和第二保护层的第二偏振片，该第二补偿层包括正的双轴延迟膜。
应当理解，本发明前面的一般性描述和下面的详细描述都是示例性的和解释性的，意在对要求保护的内容提供进一步的解释。
附图说明
对本发明提供进一步理解并组成说明书一部分的附图图解了本发明的实施方式并与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中：
图1A是现有共平面开关模式液晶显示器件在ON状态下的剖面图；
图1B是现有共平面开关模式液晶显示器件在OFF状态下的剖面图；
图2是示出根据现有技术的共平面开关模式液晶显示器件的剖面图；
图3A和3B是分别示出当在法线观测角处和在倾斜观测角处观看时，根据现有技术的共平面开关模式液晶显示器件的偏振片的吸收轴的示图；
图4是示出倾斜入射到根据现有技术的共平面开关模式液晶显示器件的光的偏振态的Poincare球体；
图5是示出在根据现有技术的共平面开关模式液晶显示器件中，黑图像的亮度等高线相对于视角的示图；
图6是示出根据本发明第一实施方式的共平面开关模式液晶显示器件的剖面图；
图7A和7B是分别图解用于根据本发明第一实施方式的共平面开关模式液晶显示器件的偏振片的正和负的双轴延迟膜的示图；
图8是示出根据本发明第一实施方式的共平面开关模式液晶显示器件的偏振片的吸收轴和穿过该偏振片的入射光的偏振态的分解透视图；
图9是示出倾斜入射到根据本发明第一实施方式的共平面开关模式液晶显示器件的光的偏振态的Poincare球体；
图10是示出在根据本发明第一实施方式的共平面开关模式液晶显示器件中，黑图像的亮度等高线相对于视角的示图；
图11是示出根据本发明第一实施方式的共平面开关模式液晶显示器件的倾斜观测角处的亮度分布相对于第一和第二补偿层的延迟值的示图；
图12是示出根据本发明第二实施方式的共平面开关模式液晶显示器件的剖面图；
图13是示出倾斜入射到根据本发明第二实施方式的共平面开关模式液晶显示器件的光的偏振态的Poincare球体；
图14是示出在根据本发明第二实施方式的共平面开关模式液晶显示器件中，黑图像的亮度等高线相对于视角的示图；
图15是示出在根据本发明第二实施方式的共平面开关模式液晶显示器件的倾斜观测角处的亮度分布相对于第一和第二补偿层的延迟值的示图。
具体实施方式
现在详细描述本发明的实施方式，附图中图解了这些实施方式的一些例子。在任何时候，使用相同的参考数字表示相同或相似的部件。
图6是示出根据本发明第一实施方式的共平面开关模式液晶显示器件的剖面图。
在图6中，共平面开关(IPS)模式液晶显示(LCD)器件110包括彼此面对且隔开的第一和第二基板120和130、以及在第一和第二基板120和130之间的液晶层140。
在第一基板120的内表面上形成有栅极电极121和公共电极122，在栅极电极121和公共电极122上形成有栅绝缘层123。在栅极电极121上方的栅绝缘层123上形成有包括本征半导体层和掺杂半导体层的有源层124，在有源层124上形成有彼此隔开的源极和漏极电极125和126。此外，在栅绝缘层123上形成有与漏极电极126连接的像素电极127。像素电极127和公共电极122设置为彼此水平隔开。栅极电极121、有源层124、源极电极125和漏极电极126组成薄膜晶体管(TFT)T。
尽管图6中没有示出，但在第一基板120的内表面上形成有栅线和数据线，TFT T与栅线及数据线连接。此外，数据线的数据信号根据栅线的栅极信号通过TFT T施加到像素电极127。在源极电极125、漏极电极126和像素电极127上形成有钝化层128。在钝化层128与第二基板130的内表面之间形成液晶层140。
在第一和第二基板120和130的外表面上分别形成第一和第二偏振片152和154。尽管图6中没有示出，但可在第一基板120与第一偏振片152之间以及第二基板130与第二偏振片154之间形成有用于连接的粘附层。
第一偏振片152包括第一支撑层152a、第一偏振层152b和第一保护层152c。第一支撑层152a可包括具有大约0延迟的三醋酸纤维素(TAC)。可通过拉伸吸附了碘(I)或染料的聚乙烯醇薄膜(PVA)形成实质上确定偏振特性的第一偏振层152b。此外，第一保护层152c可包括TAC。
第二偏振片154包括第一补偿层154a、第二补偿层154b、第二偏振层154c和第二保护层154d。第一补偿层154a包括正的双轴延迟膜并且可通过拉伸诸如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)膜这样的丙烯酸树脂膜来形成。第二补偿层154b包括负的双轴延迟膜并且可通过拉伸环烯烃聚合物(COP)膜来形成。此外，可通过拉伸吸附了碘(I)或染料的聚乙烯醇薄膜(PVA)来形成实质上确定偏振特性的第二偏振层154c，第二保护层154d可包括TAC。
此后，将说明用于第二偏振片154的第一和第二补偿层154a和154b的延迟膜。
图7A和7B是分别图解用于根据本发明第一实施方式的共平面开关模式液晶显示器件的偏振片的正和负的双轴延迟膜的示图。
可根据光轴的数量，将延迟膜分为单轴型和双轴型。此外，可根据沿光轴方向的折射率和沿与光轴方向不同的其他方向的折射率之间的差别将延迟膜分为正型和负型。例如，具有一个光轴的延迟膜分在单轴型下面，而具有两个光轴的延迟膜分在双轴型下面。此外，其中沿光轴方向的折射率大于沿其他方向的折射率的延迟膜分在正型下面，其中沿光轴方向的折射率小于沿其他方向的折射率的延迟膜分在负型下面。
在xyz坐标中可通过沿这些方向的折射率表示延迟膜。例如，当延迟膜位于xy平面中时，x轴和y轴表示延迟膜的平面方向，延迟膜沿x、y和z轴分别具有nx，ny和nz的折射率。此外，延迟膜沿平面方向，即沿x轴或y轴的延迟值由Rin表示，其定义为(nx-ny)，并可被称作平面方向延迟值，延迟膜沿厚度方向，即沿z轴方向的延迟值由Rh表示，其定义为(nz-nx)或(nz-ny)，并可被称作厚度方向延迟值。单轴延迟膜的正A-片和负A-片分别满足(nx＞ny＝nz)和(nx＜ny＝nz)的关系。此外，正C-片和负C-片分别满足(nz＞nx＝ny)和(nz＜nx＝ny)的关系。此外，如图7A和7B中所示，单轴延迟膜的正B-片和负B-片分别满足(nz＞nx＞ny)和(nx＞ny＞nz)的关系。
IPS模式LCD器件110(图6)的第二偏振片154中的第一和第二补偿层154a和154b(图6)可分别由图7的正和负B-片形成。在IPS模式LCD器件110中，由于倾斜入射的光穿过第一偏振片152且通过第二偏振片154的第一和第二补偿层154a和154b改变该倾斜入射光的偏振态，所以倾斜入射的光完全被第二偏振片154的第二偏振层154c吸收。
图8是示出根据本发明第一实施方式的共平面开关模式液晶显示器件的偏振片的吸收轴和穿过该偏振片的入射光的偏振态的分解透视图，图9是示出倾斜入射到根据本发明第一实施方式的共平面开关模式液晶显示器件的光的偏振态的Poincare球体，以及图10是示出在根据本发明第一实施方式的共平面开关模式液晶显示器件中，黑图像的亮度等高线相对于视角的示图。
在图8中，在穿过具有第一吸收轴ABS1的第一偏振片152b时，倾斜入射到共平面开关(IPS)模式液晶显示(LCD)器件110(图6)的未偏振态的光被线性偏振，以具有第一偏振轴PL1的第一偏振态，从而被移除与第一吸收轴ABS1的偏振分量，而留下与第一吸收轴ABS1垂直的偏振分量。此外，在穿过第二偏振片154(图6)的第一补偿层154a时，第一偏振态的光被椭圆偏振，从而具有旋转的第二偏振轴PL2的第二偏振态，而在穿过第二偏振片154的第二补偿层154b时，第二偏振态的光被线性偏振，从而具有第三偏振轴PL3的第三偏振态。因为第三偏振轴PL3平行于第二偏振片154的第二偏振层154c的第二吸收轴ABS2，所以第三偏振态的光被第二偏振片154吸收。结果，倾斜入射的光被完全吸收，IPS模式LCD器件110显示黑图像。第一和第二补偿层154a和154b的每个光轴都平行于第一吸收轴ABS 1并垂直于第二吸收轴ABS2。
尽管在IPS模式LCD器件110的倾斜观测角处，第一偏振层152b的第一吸收轴ABS1与第二偏振层152c的第二吸收轴ABS2不垂直，但倾斜入射的光在穿过第一偏振层152b之后具有与第一吸收轴ABS1垂直的具第一偏振轴PL1的第一偏振态，而在穿过第一和第二补偿层154a和154b之后具有与第二吸收轴ABS2平行的具第三偏振轴PL3的第三偏振态。因此，倾斜入射的光被第二偏振层154c完全吸收。
已经广泛使用在球体上表示光的所有偏振态的Poincare球体来设计补偿膜，因为当给定了光轴和延迟值时，很容易通过使用Poincare球体来预测偏振态。Poincare球体的赤道表示线性偏振。正的第三极(third pole)S3和负的第三极-S3分别表示左手圆偏振和右手圆偏振。此外，上半球和下半球分别表示左手椭圆偏振和右手椭圆偏振。
在图9中，倾斜入射的红色、绿色和蓝色(R、G和B)光被具有第一吸收轴ABS 1的第一偏振片152线性偏振，从而具有靠近Poincare球体赤道定位的第一偏振轴PL1的第一偏振态。此外，倾斜入射的R、G和B光被第一补偿层152a椭圆偏振，从而具有在Poincare球体上具有与第一偏振轴PL1相同经度的旋转的第二偏振轴PL2的第二偏振态，且被第二补偿层152b线性偏振，从而具有靠近Poincare球体赤道定位的第三偏振轴PL3的第三偏振态。因为第三偏振轴PL3具有大致与第二偏振片154的第二吸收轴ABS2相同的坐标，所以倾斜入射的R、G和B光可被第二偏振片154完全吸收。结果，即使对于倾斜入射的光，IPS模式LCD器件110仍显示黑图像，并且提高了黑图像的质量和IPS模式LCD器件110的对比度。
在图10中，当IPS模式LCD器件110显示黑图像时，在沿具有大约45°，135°，225°和315°方位角φ的倾斜方向的倾斜观测角处以及在具有大约0°极角θ的法线观测角处看到没有光泄漏的全黑图像。例如，在具有大约60°极角和大约45°方位角的倾斜观测角处，黑图像可具有大约0.000898(任意单位：A.U.)的亮度。因此，在倾斜观测角处，黑图像的亮度可减小为现有IPS模式LCD器件的大约0.018331的黑图像亮度的大约5％。因此，在本发明第一实施方式的IPS模式LCD器件的倾斜观测角处改善了黑图像的亮度和对比度。
可根据倾斜观测角处黑图像亮度的最小值确定第一和第二补偿层154a和154b的延迟值。
图11和表1是分别示出在倾斜观测角处相对于根据本发明第一实施方式的共平面开关模式液晶显示器件的第一和第二补偿层的延迟值的亮度分布示图和表格。
表1
Figure G2009101757696D0000101
在图11和表1中，当第一补偿层154a(图6)的正B-片沿厚度方向(z轴)的延迟值Rth在大约60nm到大约100nm的范围内且第二补偿层154b(图6)的负B-片沿平面方向(x轴或y轴)的延迟值Rin在大约90nm到大约130nm的范围内时，黑图像的亮度最小。例如，当第一补偿层154a的延迟值Rth在大约70nm到大约90nm的范围内且第二补偿层154b的延迟值Rin在大约90nm到大约110nm的范围内时，黑图像可具有最小的亮度。
图12是示出根据本发明第二实施方式的共平面开关模式液晶显示器件的剖面图。
在图12中，共平面开关(IPS)模式液晶显示(LCD)器件210包括彼此面对且隔开的第一和第二基板220和230、以及在第一和第二基板220和230之间的液晶层240。
在第一基板220的内表面上形成有栅极电极221和公共电极222，在栅极电极221和公共电极222上形成有栅绝缘层223。在栅极电极221上方的栅绝缘层223上形成有包括本征半导体层和掺杂半导体层的有源层224，在有源层224上形成有彼此隔开的源极和漏极电极225和226。此外，在栅绝缘层223上形成有与漏极电极226连接的像素电极227。像素电极227和公共电极222设置为彼此水平隔开。栅极电极221、有源层224、源极电极225和漏极电极226组成薄膜晶体管(TFT)T。
尽管图12中没有示出，但在第一基板220的内表面上方形成有栅线和数据线，且TFT T与栅线及数据线连接。此外，数据线的数据信号根据栅线的栅极信号通过TFT T施加到像素电极227。在源极电极225、漏极电极226和像素电极227上形成有钝化层228。在钝化层228与第二基板230的内表面之间形成液晶层240。
在第一和第二基板220和230的外表面上分别形成有第一和第二偏振片252和254。尽管图12中没有示出，但可在第一基板220与第一偏振片252之间以及第二基板230与第二偏振片254之间形成粘附层用于连接。
第一偏振片252包括第一补偿层252a、第一偏振层252b和第一保护层252c。第一补偿层252a包括正的双轴延迟膜，其可通过拉伸诸如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)膜的丙烯酸树脂膜来形成。可通过拉伸吸附了碘(I)或染料的聚乙烯醇薄膜(PVA)形成实质上确定偏振特性的第一偏振层252b。此外，第一保护层252c可包括TAC。
第二偏振片254包括第二补偿层254a、第二偏振层254b和第二保护层254c。第二补偿层254a包括正的双轴延迟膜，其可通过拉伸诸如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)膜这样的丙烯酸树脂膜来形成。可通过拉伸吸附了碘(I)或染料的聚乙烯醇薄膜(PVA)形成实质上确定偏振特性的第二偏振层254b，第二保护层254c可包括TAC。
第一和第二偏振片252和254的第一和第二补偿层252a和254a每个都由满足nz＞nx＞ny的关系的正B-片形成。在倾斜入射到IPS模式LCD器件210的光穿过第一偏振片252的第一偏振层252b之后，通过第一和第二偏振片252和254的第一和第二补偿层252a和254a改变倾斜入射的光的偏振态，从而被第二偏振片254的第二偏振层254b完全吸收。
图13是示出倾斜入射到根据本发明第二实施方式的共平面开关模式液晶显示器件的光的偏振态的Poincare球体，图14是示出在根据本发明第二实施方式的共平面开关模式液晶显示器件中，黑图像的亮度等高线相对于视角的示图。
在图13中，当未偏振态的倾斜入射的红色、绿色和蓝色(R、G和B)光穿过具有第一吸收轴ABS1的第一偏振片252(图12)的第一偏振层252b(图12)之后，与第一吸收轴ABS1平行的分量被吸收，留下与第一吸收轴ABS1垂直的分量。结果，倾斜入射的R、G和B光具有靠近Poincare球体赤道定位的具第一偏振轴PL1的第一偏振态。此外，在穿过第一偏振片252的第一补偿层252a(图12)时，倾斜入射的R、G和B光的第一偏振态变为具有旋转的第二偏振轴PL2的椭圆的第二偏振态，在穿过液晶层240(图12)时，倾斜入射的R，G和B光的第二偏振态变为具有旋转的第三偏振轴PL3的椭圆的第三偏振态。此外，在穿过第二偏振片254(图12)的第二补偿层254a(图12)时，倾斜入射的R，G和B光的第三偏振态变为具有旋转的第四偏振轴PL4的椭圆的第四偏振态。因为第四偏振轴PL4具有大致与第二偏振层254b的第二吸收轴ABS2相同的坐标，所以R、G和B倾斜入射的光被第二偏振片254完全吸收。结果，即使对于倾斜入射的光，IPS模式LCD器件210仍显示黑图像，提高了黑图像的质量和IPS模式LCD器件210的对比度。第一补偿层252a的光轴平行于第一吸收轴ABS1并垂直于第二吸收轴ABS2，而第二补偿层254a的光轴垂直于第一吸收轴ABS1并平行于第二吸收轴ABS2。
在图14中，当IPS模式LCD器件210显示黑图像时，在沿具有大约45°，135°，225°和315°方位角φ的对角线方向的倾斜观测角处以及在具有大约0°极角θ的法线观测角处看到没有光泄漏的全黑图像。例如，在具有大约60°极角和大约45°方位角的倾斜观测角处，黑图像具有大约0.001295(任意单位：A.U.)的亮度。因此，在倾斜观测角处，黑图像的亮度减小为现有IPS模式LCD器件的大约0.018331的黑图像亮度的大约7％。因此，在本发明第二实施方式的IPS模式LCD器件的倾斜观测角处改善了黑图像的亮度和对比度。
可根据倾斜观测角处黑图像亮度的最小值确定第一和第二补偿层252a和254a的延迟值。
图15和表2是分别显示在倾斜观测角处相对于根据本发明第二实施方式的共平面开关模式液晶显示器件的第一和第二补偿层的延迟值的亮度分布示图和表格。
表2
Figure G2009101757696D0000131
在图15和表2中，当第一补偿层252a(图12)的正B-片沿平面方向(x轴或y轴)的延迟值Rin在大约60nm到大约110nm的范围内而第二补偿层254a(图12)的正B-片沿平面方向(x轴或y轴)的延迟值Rin在大约170nm到大约240nm的范围内时，黑图像的亮度最小。例如，当第一补偿层252a的延迟值Rin在大约80nm到大约100nm的范围内且第二补偿层254b的延迟值Rin在大约190nm到大约220nm的范围内时，黑图像具有最小的亮度。
因而，在根据本发明的IPS模式LCD器件中，由于第一和第二偏振片每个都包括双轴延迟膜，所以可补偿倾斜入射的光，防止倾斜观测角处的光泄漏。结果，减小了倾斜观测角处的黑图像的亮度，提高了IPS模式LCD器件在倾斜观测角处的对比度，由此提高了显示质量。
在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可对本发明的IPS模式LCD器件以及制造该IPS模式LCD器件的方法中进行多种修改和变化，这对于本领域技术人员来说是显而易见的。因而，本发明旨在覆盖落入所附权利要求及其等效物范围内的本发明的修改和变化。

Claims (20)

1.一种共平面开关模式液晶显示器件，包括：
彼此面对且隔开的第一基板和第二基板；
第一偏振片，其在该第一基板的外表面上顺序包括支撑层、第一偏振层和第一保护层；
第二偏振片，其在该第二基板的外表面上顺序包括第一补偿层、第二补偿层、第二偏振层和第二保护层，该第一和第二补偿层分别包括正的和负的双轴延迟膜；和
在该第一基板和第二基板之间的液晶层。
2.根据权利要求1所述的器件，其中该第一补偿层具有大约60nm到大约100nm范围内的厚度方向延迟值(Rth)，而该第二补偿层具有大约90nm到大约130nm范围内的平面方向延迟值(Rin)。
3.根据权利要求1所述的器件，其中该第一补偿层包括拉伸的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)膜，而该第二补偿层包括拉伸的环烯烃聚合物(COP)膜。
4.根据权利要求1所述的器件，其中该支撑层包括具有大约0延迟的三醋酸纤维素(TAC)，其中该第一偏振层和第二偏振层每个都包括吸附了碘(I)和染料之一的拉伸的聚乙烯醇(PVA)，且该第一保护层和第二保护层每个都包括三醋酸纤维素(TAC)。
5.根据权利要求1所述的器件，其中该第一偏振片和第二偏振片的吸收轴彼此垂直，且该第一补偿层和第二补偿层的光轴每个都平行于该第一偏振层的吸收轴并垂直于该第二偏振层的吸收轴。
6.一种共平面开关模式液晶显示器件，包括：
彼此面对且隔开的第一基板和第二基板；
第一偏振片，其在该第一基板的外表面上顺序包括第一补偿层、第一偏振层和第一保护层，该第一补偿层包括正的双轴延迟膜；
第二偏振片，其在该第二基板的外表面上顺序包括第二补偿层、第二偏振层和第二保护层，该第二补偿层包括正的双轴延迟膜；和
在该第一基板和第二基板之间的液晶层。
7.根据权利要求6所述的器件，其中该第一补偿层具有大约60nm到大约110nm范围内的平面方向延迟值(Rin)，而该第二补偿层具有大约170nm到大约240nm范围内的平面方向延迟值(Rin)。
8.根据权利要求6所述的器件，其中该第一和第二补偿层每个都包括拉伸的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)膜。
9.根据权利要求6所述的器件，其中该第一和第二偏振层每个都包括吸附了碘(I)和染料之一的拉伸的聚乙烯醇(PVA)，而该第一和第二保护层每个都包括三醋酸纤维素(TAC)。
10.根据权利要求6所述的器件，其中该第一和第二偏振片的吸收轴彼此垂直，该第一补偿层的光轴平行于该第一偏振层的吸收轴并垂直于该第二偏振层的吸收轴，而该第二补偿层的光轴垂直于该第一偏振层的吸收轴并平行于该第二偏振层的吸收轴。
11.一种制造共平面开关模式液晶显示器件的方法，包括：
在彼此面对且隔开的第一基板和第二基板之间形成液晶层；
在该第一基板的外表面上形成包括支撑层、第一偏振层和第一保护层的第一偏振片；以及
在该第二基板的外表面上形成包括第一补偿层、第二补偿层、第二偏振层和第二保护层的第二偏振片，该第一和第二补偿层分别包括正的和负的双轴延迟膜。
12.根据权利要求11所述的方法，其中该第一补偿层具有大约60nm到大约100nm范围内的厚度方向延迟值(Rth)，而该第二补偿层具有大约90nm到大约130nm范围内的平面方向延迟值(Rin)。
13.根据权利要求11所述的方法，其中通过拉伸聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)膜形成该第一补偿层，通过拉伸的环烯烃聚合物(COP)膜形成该第二补偿层。
14.根据权利要求11该的方法，其中该支撑层包括具有大约0延迟的三醋酸纤维素(TAC)，其中通过拉伸吸附了碘(I)和染料之一的聚乙烯醇(PVA)形成该第一和第二偏振层中的每个，且该第一和第二保护层每个都包括三醋酸纤维素(TAC)。
15.根据权利要求11该的方法，其中该第一和第二偏振片的吸收轴彼此垂直，且该第一和第二补偿层的每个光轴都平行于该第一偏振层的吸收轴并垂直于该第二偏振层的吸收轴。
16.一种制造共平面开关模式液晶显示器件的方法，包括：
在彼此面对且隔开的第一基板和第二基板之间形成液晶层；
在该第一基板的外表面上形成包括第一补偿层、第一偏振层和第一保护层的第一偏振片，该第一补偿层包括正的双轴延迟膜；以及
在该第二基板的外表面上形成包括第二补偿层、第二偏振层和第二保护层的第二偏振片，该第二补偿层包括正的双轴延迟膜。
17.根据权利要求16该的方法，其中该第一补偿层具有大约60nm到大约110nm范围内的平面方向延迟值(Rin)，该第二补偿层具有大约170nm到大约240nm范围内的平面方向延迟值(Rin)。
18.根据权利要求16该的方法，其中通过拉伸聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)膜形成该第一和第二补偿层中的每个。
19.根据权利要求16该的方法，其中通过拉伸包括吸附了碘(I)和染料之一的聚乙烯醇(PVA)形成该第一和第二偏振层中的每个，且该第一和第二保护层每个都包括三醋酸纤维素(TAC)。
20.根据权利要求16该的方法，其中该第一和第二偏振片的吸收轴彼此垂直，该第一补偿层的光轴平行于该第一偏振层的吸收轴并垂直于该第二偏振层的吸收轴，而该第二补偿层的光轴垂直于该第一偏振层的吸收轴并平行于该第二偏振层的吸收轴。
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