CN102540559A - 液晶显示器和制造偏振器板的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了液晶显示器和制备偏振器板的方法。所述液晶显示器包括液晶显示面板；堆叠在所述液晶显示面板的上表面上的第一偏振器板；以及堆叠在所述液晶显示面板的下表面的第二偏振器板，其中第一偏振器板具有+0.1至+0.2度的吸收轴倾斜角，或者第二偏振器板具有-0.04度以上且小于0度或者大于0度且+0.1度以下的吸收轴倾斜角。所述液晶显示器通过偏振器板制造中的最佳切割方法可具有明显改善的对比度。

Description

液晶显示器和制造偏振器板的方法

技术领域

本发明涉及液晶显示器和制造偏振器板的方法。更具体地，本发明涉及可改善液晶显示器的对比度的偏振器板的制备方法以及包括该偏振器板的液晶显示器。

背景技术

液晶显示器(LCD)是本领域广泛使用的平板显示器，通常，液晶显示器包括封装在膜晶体管(TFT)阵列基板和彩色滤光片基板之间的液晶层。液晶显示器基于液晶层内的液晶分子在对阵列基板和彩色滤光片基板上的电极施加电场时的排列变化而显示图像。

液晶显示器包括在阵列基板和彩色滤光片基板外部的偏振器板。每个偏振器板允许背光单元入射的光和通过液晶层的光中在特定方向上传播的光选择性透过，从而实现偏振。

这种偏振器板包括能够使光在特定方向上偏振的偏振器和用于支撑和保护偏振器的保护层。偏振器一般通过用二色性碘对聚乙烯醇膜进行染色，随后用硼酸或者硼砂使该膜交联并拉伸来制备。最近，广泛使用具有宽视角的垂直排列模式和水平排列模式的液晶显示面板(液晶单元)以及本领域常规的扭曲向列(TN)液晶显示器。

通常，安装在液晶显示面板的上表面和下表面的偏振器板设置成具有相互以90度移位的吸收轴。尽管已进行了通过改变偏振器板的材料和拉伸工艺来提高液晶显示器的对比度的多种尝试，但还没有关于上偏振器板和下偏振器板的吸收轴之间关系的研究。

发明内容

本发明的一方面提供一种液晶显示器。

所述液晶显示器包括液晶面板、堆叠在所述液晶面板上表面上的第一偏振器板以及堆叠在所述液晶面板下表面的第二偏振器板，其中所述第一偏振器板具有+0.1度至+0.2度的吸收轴倾斜角，或者所述第二偏振器板具有-0.04度以上且小于0度或者大于0度且+0.1度以下的吸收轴倾斜角。

在一个实施方式中，所述第一偏振器板或者第二偏振器板可以包括偏振器、堆叠在所述偏振器上表面上的第一保护膜以及堆叠在所述偏振器下表面的第二保护膜。这里，所述的第一保护膜或者第二保护膜可以为三乙酰纤维素膜。

在一个实施方式中，所述液晶面板可以包括封装在上基板和下基板之间的垂直排列模式的液晶分子。

在一个实施方式中，所述液晶显示器可以进一步包括堆叠在所述第二保护膜下表面的补偿膜。

本发明的另一方面提供一种制备偏振器板的方法。

所述方法包括制备偏振器；将保护膜贴装在所述偏振器的至少一面以制备偏振器板；以及相对于偏振器的吸收轴以除了0或90度以外的倾斜角切割所述偏振器板。

在一个实施方式中，相对于吸收轴的所述倾斜角可为-0.2至-0.1度。

在一个实施方式中，相对于吸收轴的垂直方向的所述倾斜角可为-0.1度以上且小于0度或者大于0度且+0.04度以下。

在一个实施方式中，所述偏振器可由聚乙烯醇膜制得。

在一个实施方式中，所述偏振器的吸收轴的方向可与所述偏振器的拉伸方向相同。

在一个实施方式中，所述制备偏振器可以包括：对聚乙烯醇膜进行冲洗和溶胀；对溶胀的聚乙烯醇膜进行染色；对染色的聚乙烯醇膜进行拉伸；以及对拉伸的聚乙烯膜进行颜色校正。

附图说明

图1是本发明一个实施方式的液晶显示器的一部分的透视图；

图2是本发明一个实施方式的偏振器板的截面图；

图3为根据本发明一个实施方式制备(切割)偏振器板的方法的示意图；

图4为描述对比度与第一偏振器板的吸收轴倾斜角之间关系的曲线图；和

图5为描述对比度与第二偏振器板的吸收轴倾斜角之间关系的曲线图。

具体实施方式

图1是本发明一个实施方式的液晶显示器的一部分的透视图。参照图1，本实施方式的液晶显示器包括液晶面板100以及分别堆叠在液晶面板100的上表面和下表面的第一偏振器板200和第二偏振器板300。本文中使用的术语“上”和“下”分别指液晶面板的一个表面和另一个表面。换句话说，上表面并非必须是指向上面。为了便于描述，附图中的上侧面和下侧面称为上表面和下表面。

液晶显示面板100中，在上基板和下基板之间可封装TN(扭曲向列)液晶、STN(超扭曲向列)液晶、水平或垂直排列模式的液晶，如IPS(平面内切换)、超-IPS或FFS(边缘场切换)(图1未示出)。例如，上基板可以是彩色滤光片基板，下基板可以是TFT阵列基板。上基板和下基板可以是玻璃基板或者柔性塑料基板。尽管本实施方式中将说明垂直排列模式液晶显示器，但应理解的是，本发明可以应用于任何液晶模式。

第一偏振器板200和第二偏振器板300具有以特定角度倾斜的光的吸收轴(偏振轴)，称为吸收轴倾斜角。第一偏振器板200的吸收轴202相对于靠近吸收轴并且设置在第一偏振器板200的吸收轴方向上的第一偏振器板200的一个侧面200a的角度将称为第一偏振器板的吸收轴倾斜角(α)。换句话说，第一偏振器板200的吸收轴202相对于靠近吸收轴并且设置在第一偏振器板200的吸收轴上的第一偏振器板200的一个侧面200a的角度将称为第一偏振器板的吸收轴倾斜角(α)。第二偏振器板300的吸收轴302相对于靠近吸收轴并且设置在第二偏振器板300的吸收轴方向上的第二偏振器板300的一个侧面300a的角度将称为第二偏振器板的吸收轴倾斜角(β)。换句话说，第二偏振器板300的吸收轴302相对于靠近吸收轴并且设置在第二偏振器板300的吸收轴方向上的第二偏振器板300的一个侧面300a的角度将称为第二偏振器板的吸收轴倾斜角(β)。当从第一偏振器板200的上方(液晶显示器的观察者区域)观察第二偏振器板300时，以顺时针方向取向的角度将表示为正号(+)，而以逆时针方向取向的角度将表示为负号(-)，且第一偏振器板的一个侧面200a基本与第二偏振器板的一个侧面300a正交。

当第一偏振器板的吸收轴倾斜角(α)在+0.1至+0.2度的范围内或者第二偏振器板的吸收轴倾斜角(β)在-0.04度以上且小于0度或者大于0度且+0.1度以下的范围内时，本实施方式的液晶显示器可以保证高对比度。

图2是本发明一个实施方式的偏振器板的截面图。参照图2，本实施方式的偏振器板(该偏振器板可为第一偏振器板200或者第二偏振器板300)可包括第一保护膜212和第二保护膜216，第一保护膜212和第二保护膜216分别堆叠在由拉伸的聚乙烯醇膜组成的偏振器214的上表面和下表面。

第一保护膜212或者第二保护膜216用于保护偏振器214，可包括选自由纤维素膜如三乙酰纤维素(TAC)、聚碳酸酯膜、聚酰胺膜、聚酰亚胺膜、聚烯烃膜、聚酯膜和聚醚砜膜组成的组中的至少一种，但不限于此。

第三保护膜210可堆叠在第一保护膜212的上表面上，补偿膜220可通过第一粘合剂层218堆叠在第二保护膜216的下表面，离型膜224可通过第二粘合剂层222堆叠在补偿膜220的下表面。补偿膜220可为用于补偿视角的延迟膜，且第三保护膜210和离型膜224用于保护偏振器板，可由表现出优异的光学特性和强度的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜组成。尽管图2中示出了偏振器板可应用于垂直排列模式液晶显示面板的一个实例，但本发明不限于图2的偏振器板。例如，上述偏振器板可以省略第一粘合剂层218和补偿膜220。或者，偏振器板可以进一步包括在第一保护膜212的上表面上的防闪光(AG)层、防反射涂层(ARC)等。

同样地，在本实施方式的液晶显示器中，具有诸如+0.1至+0.2度或者-0.04度以上且小于0度或者大于0度且+0.1度以下的吸收轴倾斜角的偏振器板提供为第一偏振器板和第二偏振器板中的至少一种，从而可以提高液晶显示器的对比度。这种偏振器板可以通过下述方法制备。

本发明的另一方面涉及一种制造偏振器板的方法。该方法包括制备偏振器的工艺、贴装保护膜的工艺以及切割偏振器板的工艺。

制备偏振器的工艺

根据一个实施方式，制备偏振器的工艺可包括将用于偏振器的膜冲洗/溶胀、染色、拉伸、颜色校正等，而不是被简单称为拉伸的工艺。用于偏振器的膜可以是例如下述的聚乙烯醇(PVA)膜。

用于偏振器的膜可以选自任何可商购的聚乙烯醇膜。或者，用于偏振器的膜可为通过溶剂浇铸、熔融挤出等来制备的聚乙烯醇膜。在溶剂浇铸中，将通过树脂溶解在溶剂中制备的树脂溶液涂布在浇铸辊或者浇铸带上，随后蒸发该溶剂，从而制得所需膜。在熔融挤出中，将树脂在熔点或者更高温度熔融，随后挤出并通过冷却辊冷却，从而制得所需膜。用于制备该膜的溶液可以进一步包括用于增强聚乙烯醇膜挠性的增塑剂和便于从带或鼓上分离干燥聚乙烯醇膜的表面活性剂。

然后，通过拉伸制备的聚乙烯醇膜或者商购的聚乙烯醇膜来制造偏振器。提供以下制造偏振器的工艺仅为了说明，因而该方法可以进一步包括本文中未描述的其他工艺或者可省略本文中描述的一些工艺。而且，应理解的是，下面的数字并非表示工艺的顺序，需要时可以改变。

1)冲洗和溶胀

在对聚乙烯醇膜进行染色前可对用于偏振器的膜，如聚乙烯醇膜进行冲洗和溶胀。进行冲洗以从聚乙烯醇膜去除的杂质，进行溶胀以保证高效的染色工艺。即，将聚乙烯醇膜通过溶胀浴池，该溶胀浴池可容纳水或氯化物、硼酸、无机酸、有机溶剂等，并可保持在20℃至30℃的温度。本领域普通技术人员能够容易准备和选择溶胀浴池。

2)染色

将溶胀的聚乙烯醇膜经历用对膜赋予偏振性能的二色性材料进行染色。二色性材料是在长轴和短轴之间的光吸收程度上表现出极大差异的材料，且任何材料可用作二色性材料，只要该材料仅选择性吸收相互垂直的偏振光分向量(component)的一种分向量以提供偏振性能即可。例如，可以使用碘、二色性颜料等。

当用碘分子对聚乙烯醇膜进行染色时，碘染色浴池除碘之外还可进一步容纳碘化钾或者硼酸。碘染色可在20℃～40℃的温度下进行。

染色后，聚乙烯醇膜可进一步经历交联。具体地，为了使碘分子更牢固地附着于聚乙烯醇基质，可使用硼酸作为交联剂，并可进一步对其加入磷酸。

3)拉伸

染色的聚乙烯醇膜可经历拉伸。对于此工艺可以使用干拉伸法或者湿拉伸法。干拉伸法的实例可以包括辊间拉伸法，压缩拉伸法，加热辊拉伸法等。

用于湿拉伸的浴池可包含硼酸，并可以保持在35℃至65℃的温度。拉伸可以与染色或者交联同时进行。当拉伸和染色同时进行时，这个工艺可以在碘溶液内进行，当拉伸与交联同时进行时，这些工艺可以在硼酸溶液内进行。

4)颜色校正

拉伸的聚乙烯醇膜可经历用于聚乙烯醇膜的颜色校准而进行的颜色校正。颜色校正可以在颜色校正浴池内进行，该颜色校正浴池包含碘化钾和/或硼酸，但不限于此。在一个实施方式中，可以在包含1至10wt％的碘化钾和0.1至3wt％的硼酸的颜色校正浴池内进行颜色校正。

本发明制造的偏振器的厚度可为0.5μm至400μm，优选为5μm至200μm。

贴装保护膜的工艺

当制造的偏振器在被卷绕机卷绕的同时移动时，可进行将保护膜贴装于偏振器的至少一个侧面的工艺。

保护膜的实施例可包括纤维素膜如三乙酰纤维素(TAC)、聚碳酸酯膜、聚酰胺膜、聚酰亚胺膜、聚烯烃膜、聚酯膜和聚醚砜膜。具体地，可使用TAC膜作为保护膜。

TAC膜可通过溶解纯化的纤维素，随后加工形成膜来制得，纯化的纤维素通过从木浆中去除杂质如木质素、半纤维素等而获得。用于液晶显示器的TAC膜需要透明度、平整度和光学各向异性，用于保护使光偏振的偏振器，并包括聚乙烯醇。

在由未卷绕的辊环绕卷绕辊卷绕TAC膜的同时，通过将TAC膜贴装在聚乙烯醇膜可实现TAC膜与拉伸的聚乙烯醇膜的贴装，但不限于此。除了保护膜，还可进一步将功能性膜，如补偿膜等贴装于拉伸的聚乙烯醇膜。

切割偏振器板的工艺

图3为根据本发明一个实施方式切割偏振器板的方法的示意图。如图中所示，在根据本实施方式切割偏振器板的工艺中，相对于负偏振膜的吸收轴P以除了0或者90度以外的倾斜角切割偏振器板。吸收轴P可为附着于聚乙烯醇膜的二色性材料的光学吸收轴。

在一个实施方式中，负偏振膜的吸收轴P的方向可与负偏振膜的拉伸方向E相同。在此，术语“相同”是指两者的分向量基本相同而不是完全相同。例如，可存在测量仪器的误差允许限度内的差异。

在另一个实施方式中，根据工艺条件，如拉伸等，吸收轴和拉伸方向在负偏振膜内可在位置上稍微倾斜或改变。换句话说，根据负偏振膜的拉伸部分是否是其中心或者周围，吸收轴P和拉伸方向E可稍微改变。

相对于负偏振膜400的吸收轴P以角度(α′)切割第一偏振器板402。第一偏振器板的切割角度(α′)可设定在-0.2至-0.1度的范围内。当切割角度α′设定在-0.2至-0.1度的范围内时，第一偏振器板的吸收轴倾斜角(α)可在+0.1至+0.2度的范围内。例如，为了将第一偏振器板的吸收轴倾斜角(α)设定为+0.17度，可相对于负偏振膜400的吸收轴P以-0.17度的倾斜角切割第一偏振器板。由于第一偏振器板的切割角度(α′)和吸收轴倾斜角(α)在上述范围内，液晶显示器可具有明显改善的对比度。

相对于垂直负偏振膜400的吸收轴P以角度(β′)切割第二偏振器板404。第二偏振器板的切割角度(β′)可设定在除了0度以外的-0.1至+0.04度的范围内。当切割角度(β′)设定在除了0度以外的-0.1至+0.04度的范围内时，第二偏振器板的吸收轴倾斜角(β)在除了0度以外的-0.04至+0.1度的范围内。例如，为了将第二偏振器板404的吸收轴倾斜角(β)设定为+0.05度，可相对于负偏振膜400的吸收轴P以-0.05的倾斜角切割第二偏振器板。由于第二偏振器板的切割角度(β′)和吸收轴倾斜角(β)在上述范围内，液晶显示器可具有明显改善的对比度。

接下来，将参照以下实施例更详细地说明本发明的结构和功能。提供这些实施例仅用于说明，且不应以任何方式解释为限制本发明。

在此将省略对本领域技术人员来说明显的详细描述。

实施例和对比例

第一偏振器板和第二偏振器板通过具有不同切割角度的上述方法来制造，并贴装于液晶显示面板以测量对比度。第一偏振器板具有41.2％±0.2％的单一透光率和99.995％或更高的偏振度。第二偏振器板具有42.0％±0.2％的单一透光率和99.995％或更高的偏振度。

吸收轴倾斜角的测量

在以下的实施例和对比例中，使用Axoscan系统(Axometrics Co.，Ltd.)测量吸收轴的倾斜角(α或β)。

对比度的测量

在以下的实施例和对比例中，测量每个切割成尺寸为50×50mm²的样品的吸收轴倾斜角后，将每个样品贴装在32英寸的液晶显示面板(型号LTA320AP02，Samsung Electronics Co.，Ltd.)上，随后用亮度测试仪SR-3A(Topcon Co.，Ltd.)测量对比度。

实施例1至6和对比例1至12

将各偏振器板贴装于液晶显示面板以测量对比度，其中第一偏振器板的吸收轴倾斜角(α)以0.02度从-0.06度变化到+0.28度，第二偏振器板的吸收轴倾斜角(β)保持在0度。表1和图4显示了第一偏振器板的吸收轴倾斜角(α)和液晶显示器的对比度(CR)的测量结果。在表1和图4中，CR0表示第一偏振器板和第二偏振器板的吸收轴倾斜角(α，β)为0度时的液晶显示器的对比度。

从表1和图4可知，当第一偏振器板的吸收轴倾斜角(α)为+0.1至+0.2度(图1)时，液晶显示面板相比第一偏振器板的吸收轴倾斜角(α)为0度时具有优异的对比度。换句话说，可以看出，偏振器板的稍微倾斜的吸收轴相比正交堆叠第一偏振器板和第二偏振器板的典型结构提供了优异的对比度。

表1

实施例7至13和对比例13至20

将各偏振器板贴装于液晶显示面板以测量对比度，其中第二偏振器板的吸收轴倾斜角(β)以0.02度从-0.12度变化到+0.18度，第一偏振器板的吸收轴倾斜角(α)保持在0度。表2和图5显示了它们的测量结果。在表2和图5中，CR0表示第一偏振器板的吸收轴倾斜角(α)和第二偏振器板的吸收轴倾斜角(β)为0度时的液晶显示器的对比度。

从表2和图5可知，当第二偏振器板的吸收轴倾斜角(β)为-0.04至+0.1度(图1)时，液晶显示面板相比第二偏振器板的吸收轴倾斜角(α)为0度时具有优异的对比度。

表2

实施例14至16和对比例21

以下表3显示了液晶显示器的对比度(CR)的测量结果，其中第一偏振器板的吸收轴倾斜角和第二偏振器板吸收轴倾斜角都发生了变化。在表3中，CR0表示第一偏振器板和第二偏振器板的吸收轴倾斜角(α，β)为0度时的液晶显示器的对比度。

从表3可以看出，与第一偏振器板和第二偏振器板的吸收轴倾斜角均为0度的常规结构相比，当第一偏振器板的吸收轴倾斜角为+0.1至+0.2度或者第二偏振器板的吸收轴倾斜角为-0.04度以上且小于0度或者大于0度且+0.1度以下时，液晶显示面板具有明显改善的对比度。而且，在第二偏振器板的吸收轴倾斜角不在-0.04至+0.1度范围内的对比例21中，对比度明显低。

表3

虽然本文中公开了一些实施方式，但应理解的是，提供这些实施方式仅用于说明，可进行各种修改、变更和替换而不背离本发明的精神和范围。因此，本发明的范围应仅由所附的权利要求及其等效方案限定。

Claims (11)

1.一种液晶显示器，包括：

液晶显示面板；

堆叠在所述液晶显示面板的上表面上的第一偏振器板；和

堆叠在所述液晶显示面板的下表面的第二偏振器板，

其中所述第一偏振器板具有+0.1度至+0.2度的吸收轴倾斜角，或者所述第二偏振器板具有-0.04度以上且小于0度或者大于0度且+0.1度以下的吸收轴倾斜角。

2.如权利要求1所述的液晶显示器，其中所述第一偏振器板或第二偏振器板包括偏振器、堆叠在所述偏振器上表面上的第一保护膜以及堆叠在所述偏振器下表面的第二保护膜。

3.如权利要求2所述的液晶显示器，其中所述第一保护膜或者第二保护膜为三乙酰纤维素膜。

4.如权利要求1所述的液晶显示器，其中所述液晶显示面板包括封装在上基板和下基板之间的垂直排列模式的液晶。

5.如权利要求2所述的液晶显示器，进一步包括：堆叠在所述第二保护膜下表面的补偿膜。

6.一种制造偏振器板的方法，包括：

制备偏振器；

将保护膜贴装于所述偏振器的至少一个侧面来制备偏振器板；以及

相对于所述偏振器的吸收轴以除了0度或者90度以外的倾斜角切割所述偏振器板。

7.如权利要求6所述的制造偏振器板的方法，其中相对于所述吸收轴的所述倾斜角为-0.2度至-0.1度。

8.如权利要求6所述的制造偏振器板的方法，其中相对于所述吸收轴的垂直方向的所述倾斜角为-0.1度以上且小于0度或者大于0度且+0.04度以下。

9.如权利要求6所述的制造偏振器板的方法，其中所述偏振器由聚乙烯醇膜制得。

10.如权利要求6所述的制造偏振器板的方法，其中所述偏振器的吸收轴的方向与所述偏振器的拉伸方向相同。

11.如权利要求6所述的制造偏振器板的方法，其中所述制备偏振器包括：对聚乙烯醇膜进行冲洗和溶胀；对溶胀的聚乙烯醇膜进行染色；对染色的聚乙烯醇膜进行拉伸；以及对拉伸的聚乙烯膜进行颜色校正。

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