CN105301687B - 可涂布偏振器及具有其的液晶显示装置 - Google Patents

可涂布偏振器及具有其的液晶显示装置 Download PDF

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Abstract

提供了一种可涂布偏振器及具有可涂布偏振器的液晶显示装置，该可涂布偏振器产生低制造成本并且具有优异的偏振度和透射率。在可涂布偏振器上形成有多个偏振层，并且偏振层中的每一个包括约5wt％至7wt％的二向色性染料，由此在具有与颜色相对应的波长的光之中的与二向色性染料的取向方向平行的光分量被吸收以具有偏振特征。

Description

可涂布偏振器及具有其的液晶显示装置
技术领域
本公开涉及偏振器，并且更具体地，涉及具有高偏振度和透射率且价格低的可涂布偏振器及包括该可涂布偏振器的液晶显示器。
背景技术
通常，液晶显示器包括设置为以预定间隔彼此面对的两个基板和注入这两个基板之间的液晶层。在此，液晶相对于短轴和长轴具有折射率各向异性，使光在透过液晶层时具有变化的折射率，通过调整光的透射率可以获得期望的图像。
为了调整光透射率，将偏振器附接至所述两个基板。在此，偏振器取向为沿光轴方向彼此平行或垂直，以调整入射至液晶层或从液晶层输出的光的透射率，从而获得图像。
通常，偏振器通过如下方式形成：基于二向色性染料的吸收对聚乙烯醇(PVA)基树脂膜进行着色并进行单轴取向或双轴取向，然后通过粘合层在偏振器的其上二向色性染料已经被取向的一个表面或两个表面上堆叠透明树脂膜，特别是基于以三醋酸纤维素(TAC)为代表的醋酸纤维素的偏振器保护膜。使用粘合剂将偏振器与液晶面板结合。
然而，当通过如上所述的相关技术方法制造偏振器时，偏振器较厚，导致制造的偏振器的耐热性和耐湿性差的缺点，并且特别地，由于对PVA偏振器进行了取向工艺(或拉伸工艺)和染色工艺，所以工艺时间延长并且制造成本增加。
为了解决这些问题，最近提出了通过涂布方案制造的可涂布偏振器。
可涂布偏振器包括宾主型偏振器、溶致型偏振器等。在宾主偏振器中，作为客体的R染料、G染料和B染料与作为主体的液晶混合，并且当主体沿主体下方的取向层的取向方向进行取向时，R染料、G染料和B染料也取向以吸收与染料的取向方向(吸收方向)平行的光并使与染料的取向方向垂直的光透过染料，从而使光偏振。在溶致型偏振器中，溶致聚合物成行取向以使光偏振。另外，也已经提出了线栅型偏振器。在线栅型偏振器中，金属纳米线在基底上沿预定方向取向并且入射光的偏振方向根据金属纳米线的取向方向而确定。
在各种偏振器之中，宾主型偏振器因易于制造和低制造成本而被主要研究。
然而，宾主型偏振器具有如下问题。
如上所述，在宾主型偏振器中，由于作为客体的R染料、G染料和B染料与作为主体的液晶混合以使液晶取向，并且因此，R染料、G染料和B染料沿特定方向取向。在此，染料、客体材料不能吸收每一种可见光，并且因此，将三种至五种类型的染料混合以用于吸收光的特定偏振分量。
然而，在相关技术偏振器中，由于几种类型的客体与主体混合，所以不容易以适当的比例使主体与客体混合，并且因此，不可能使客体精确地沿着主体取向。作为解决方案，主体与客体以适当的比例混合以使客体精确地取向。然而，在这种情况下，由于各种类型的客体未充分混合，所以偏振度在可见光线的整个范围内未保持一致，从而降低了偏振度。
发明内容
因此，详细描述的一个方面提供了一种可涂布偏振器及具有可涂布偏振器的液晶显示装置，该可涂布偏振器产生低制造成本并且具有好的透射率和偏振度。
为了获得这些和其他优点并根据该说明书的目的，如本文中所实施和概括描述的，一种偏振器可以包括：基底；以及形成在基底上的多个偏振层，其中偏振层中的每一个包括主体和具有不同颜色的二向色性染料。二向色性染料可以为红色染料、绿色染料和蓝色染料或青色染料、黄色染料和品红色染料。偏振层可以包括三个偏振层，各自包括具有不同颜色的染料，或者偏振层可以包括两个偏振层，其中一层包括具有一种类型的颜色的染料并且另一层包括具有两种类型的颜色的染料。
包括在偏振层中的每个偏振层中的二向色性染料的含量可以在1wt％至7wt％的范围内，并且优选地，在3wt％至7wt％的范围内，在两个偏振层中，包括在一个偏振器中的一种类型的二向色性染料的含量可以在1wt％至7wt％的范围内，以及包括在另一个偏振层中的两种类型的二向色性染料的含量可以在1wt％至3wt％的范围内。
为了获得这些和其他优点并根据该说明书的目的，如本文中所实施和广泛描述的，一种液晶显示(LCD)装置可以包括：在其上显示图像的液晶面板；以及与液晶面板的两个表面中的至少一个表面附接的偏振器，其中偏振器包括基底以及多个偏振层，其中每个偏振层包括具有不同颜色的二向色性染料。
根据本公开的一个实施方案，由于液晶聚合物(或液晶高分子)或液晶单体(或液晶小分子)和二向色性染料被混合并且涂布在基底上以制造偏振器，所以可以降低制造成本并且可以增强耐热性和耐湿性。
另外，由于形成有多个偏振层并且具有不同颜色的二向色性染料包括在偏振层中，所以与其中多种类型的染料包括在单个偏振层中的情况相比，可以包括较大量的染料。因此，即使当形成有与单个偏振层相比较薄的偏振层，具有与相应染料的颜色相对应的波长的光也可以被完全吸收，从而增大了偏振度和透射率。
根据下文中给出的详细描述，本申请的进一步的实用性的范围将变得明显。然而，应该理解的是，由于对本领域的技术人员而言在本发明的精神和范围之内的各种变化和修改将从详细描述中变得明显，所以在示出本发明的优选实施方案的同时，详细说明和具体实例仅以说明的方式给出。
附图说明
本发明包括附图以提供对本发明的进一步理解，该附图被并入本文中并且构成该说明书的一部分，附图示出了示例性实施方案并且该附图和描述一起用于说明本发明的原理。
在附图中：
图1A是示出根据本公开一个实施方案的液晶显示器的结构的截面图；
图1B是沿图1A的线I-I'截取的截面图；
图2是示出根据本公开一个实施方案的偏振器的结构的截面图；
图3是示出偏振器中的主体和客体的布置的视图；
图4A至图4D是示出制造根据本公开一个实施方案的偏振器的方法的截面图；
图5A至图5C是示出根据本公开另一实施方案的偏振器的结构的截面图；以及
图6是示出根据本公开另一实施方案的偏振器的结构的截面图。
具体实施方式
现在将参照附图给出对示例性实施方案的详细描述。为了参照附图简要地描述起见，相同或等同的部件将赋予相同的附图标记，并且将不再重复其描述。
图1A是示出根据本公开一个实施方案的液晶显示(LCD)装置的结构的俯视图，并且图1B是沿图1A的线I-I'截取的截面图。在此，图1A和图1B中示出的LCD装置为面内转换(IPS)模式LCD装置，但本公开不限于此，而是还可以应用于各种模式的LCD装置，例如扭曲向列(TN)模式LCD装置、垂直取向(VA)模式LCD装置、边缘场转换(FFS)模式LCD装置。
如图1A所示，液晶面板1的像素由水平设置的栅极线3和垂直设置的数据线4限定。虽然图中示出了第(n,m)个像素，但在实际的液晶面板中，在整个液晶面板1中设置有n个数目的栅极线3和m个数目的数据线4以形成n×m个数目的像素。在像素的栅极线3和数据线4的交叉点中形成有薄膜晶体管(TFT)10。TFT10包括：栅电极11，扫描信号从栅极线3施加至栅电极11；半导体层12，其形成在栅电极11上并且在扫描信号施加至栅电极11时被激活以形成沟道层；源电极13，其形成在半导体层12上并且图像信号通过数据线4施加至源电极13；以及漏电极14。TFT10将从外部输入的图像信号施加至液晶层40。
在像素中，多个公共电极5和多个像素电极7设置成与数据线4基本上平行取向。此外，公共线16设置在像素的中间并与公共电极5连接。像素电极线18设置在公共线16上并且与像素电极7连接。像素电极线18与公共线16交叠。因为公共线16和像素电极线18彼此交叠，所以在IPS模式LCD装置中形成存储电容。
液晶层40的液晶分子为正性液晶分子或负性液晶分子。因此，在IPS模式LCD装置中，液晶分子取向成与公共电极5和像素电极7基本上水平或垂直。在液晶分子为正性液晶分子时，液晶分子水平取向以基本上与电极的方向一致，当液晶分子为负性液晶分子时，液晶分子取向成基本上与电极的方向垂直。
当TFT10工作并且对像素电极7施加信号时，在公共电极5与像素电极7之间产生与液晶面板1基本上平行的面内场。液晶分子沿着该面内场旋转至与液晶面板1平行，从而防止了由于液晶分子的折射率各向异性引起的侧部的灰度反转。
如图1B所示，栅电极11形成在第一基板20上，并且在整个第一基板20上堆叠有栅极绝缘层22。半导体层12形成在栅极绝缘层22上，并且源电极13和漏电极14形成在半导体层12上。此外，在整个第一基板20上形成有钝化层24，并且在钝化层24上形成有用于通过诸如摩擦等方法来使液晶分子取向的具有预定的取向方向的第一取向层28a。
此外，多个公共电极5形成在第一基板20上，并且像素电极7和数据线4形成在栅极绝缘层22上，在公共电极5与像素电极7之间产生面内场E。
在第二基板30上形成有黑色矩阵32和滤色器层34。用于防止光泄露的黑色矩阵32为液晶分子不工作的区域。如所示出的，黑色矩阵32主要形成在TFT10区域之间和像素(即栅极线与数据线)区域之间。滤色器层34包括R(红色)、B(蓝色)和G(绿色)滤色器并且实现了真实的颜色。在滤色器层34上形成有外涂层36以保护滤色器层34并提高基板的平滑度，并且在外涂层36上形成有具有确定的取向方向的第二取向层28b。
液晶层40形成在第一基板20与第二基板30之间，并且第一基板20和第二基板30分别附接有第一偏振器50和第二偏振器60，以使输入至液晶面板和从液晶面板输出的光线偏振用于调整透过液晶面板的光的透射率。
第一偏振器50和第二偏振器60的光轴方向根据LCD装置的显示模式而不同。
在通常的黑色模式下，第一偏振器50和第二偏振器60的偏振轴彼此垂直。因此，透过第一偏振器50的光沿x轴方向线偏振以输入至LCD装置。当信号未被施加至液晶面板时，液晶面板的液晶分子沿y轴方向(即与液晶面板水平)取向，并且因此，入射至液晶面板的光以线偏振状态透过液晶面板。同时，附接至第二基板30的第二偏振器60的偏振轴与已透过液晶层的光的偏振方向垂直，光完全被上基板的偏振器吸收，所以光不从第二偏振器60输出，并且因此，屏幕显示为黑色。
在通常的白色模式下，第一偏振器50和第二偏振器60的偏振轴彼此平行。因此，透过第一偏振器50的光沿x轴方向线偏振以输入至LCD装置。当信号未被施加至液晶面板时，液晶面板的液晶分子沿y轴方向(即与液晶面板水平)取向，并且因此，入射至液晶面板的光以线偏振状态透过液晶面板。同时，附接至第二基板30的第二偏振器60的偏振轴与已透过液晶层的光的偏振方向水平，光通过偏振器完全透射，所以光从第二偏振器60输出，并且因此，屏幕显示为白色。
第一偏振器50和第二偏振器60为包括多个层的宾主型偏振器。图2示出了根据本公开一个实施方案的偏振器的结构。在此，图1B中示出的第一偏振器50和第二偏振器60具有相同的结构，并且因此，将第一偏振器50作为代表性的偏振器来描述，并且在此，第一偏振器50将被称作偏振器而不是具体名称第一偏振器。
如图2所示，根据本公开一个实施方案的实施方案的偏振器50包括基底52、形成在基底52上的取向层54、以及形成在取向层54上的第一偏振层56、第二偏振层57和第三偏振层58。
基底52由透明膜或透明材料例如玻璃或塑料形成，并且取向层54由聚酰亚胺或聚酰胺形成。因为对取向层54进行了取向例如摩擦，所以在整个取向层54中沿预定方向形成有许多微槽。
第一偏振层56、第二偏振层57和第三偏振层58由主体材料和客体材料形成。使用液晶聚合物或呈现液晶特性的反应性介晶化合物作为主体材料。在此，反应性介晶化合物(包括可被极化的端基的液晶材料)为由于包括可被极化的端基而具有液晶相的单体分子，其中介晶化合物显现液晶特性。
由于第一偏振层56、第二偏振层57和第三偏振层58被施加至取向层54，所以主体材料与形成在取向层54上的微槽相互作用以沿取向方向取向。
客体材料由二向色性染料形成。二向色性染料吸收两个偏振分量中的一个偏振分量并且使另一个偏振分量能够透过该二向色性染料。可以使用碘基团、蒽醌基团、卟啉偶氮、非偶氮、叠氮基团等作为二向色性染料。
二向色性染料吸收具有特定波长区域的光或者使特定波长区域的光能够透过该二向色性染料，并且在实施方案中，二向色性染料吸收具有与R颜色、G颜色和B颜色相对应的波长带的光并且使这样的光能够透过该二向色性染料，从而使可见光偏振。
此外，二向色性染料可以为青色染料、品红色染料或黄色染料，而不是R染料、G染料和B染料。即，在本公开的一个实施方案中，偏振层形成为三层，并且偏振层中的每一个可以吸收与R颜色、G颜色和B颜色相对应的波长带的光分量或与青色、品红色和黄色相对应的波长带的光分量，从而吸收沿特定方向(二向色性染料沿其取向的方向)的可见光以使可见光偏振。
在这个方面中，本实施方案中的偏振器的偏振层不限于三层，而是还可以根据包括在偏振层中的二向色性染料的类型(即根据由相应偏振层吸收的可见光的波长带)而形成为两层或四层或者更多层。
以这种方式，在本公开的一个实施方案中，可以使用各种类型的二向色性染料，但是为了描述的目的，下文中将描述与R颜色、G颜色和B颜色相对应的二向色性染料。
R颜色、G颜色和B颜色的二向色性染料被混合在主体材料中并且当主体材料取向时沿着主体材料取向。即，R染料、G染料和B染料沿着取向层54的微槽的方向(即沿着在取向层54中进行的摩擦方向)取向。
以这种方式，由于R染料、G染料和B染料沿预定方向取向，所以当光入射时，与R染料、G染料和B染料的取向方向(即吸收方向)平行的偏振分量被吸收，并且与吸收方向垂直的偏振分量透射，由此入射光被偏振成具有特定偏振方向的光。
图3是示出施加至取向层的偏振材料的主体材料和客体材料的取向方向和光吸收层的视图。
如图3所示，当其中R染料、G染料和B染料64与液晶聚合物或反应性介晶化合物62混合并且R染料、G染料和B染料64作为客体混合的偏振层56被施加至沿y方向摩擦的取向层54时，形成在取向层54上的微槽与主体材料相互作用，反应性介晶化合物62(或液晶聚合物)沿y方向取向，并且R染料、G染料和B染料64也沿着反应性介晶化合物62取向，由于聚合在进行中，所以取向方向被保持。
当光照射至反应性介晶化合物62和二向色性染料64在其上取向的偏振层56时，与二向色性染料64平行的y方向的偏振分量被二向色性染料64吸收，并且因此，y方向变为光吸收轴，与二向色性染料64的取向垂直的x方向的偏振分量按原样透射而不是被吸收，并且因此，x方向变为光透射轴。
另一方面，在本公开的一个实施方案中，第一偏振层156、第二偏振层157和第三偏振层158包括不同颜色的染料，原因如下。
在本公开的一个实施方案中，在单个偏振层形成之后，所有的R染料、G染料和B染料可以包括在单个偏振层中。然而，在这种情况下，由于各种类型的客体被混合在单个主体中，所以不可能以适当的比例使主体与客体混合，使得不可以精确地使客体沿着主体取向。因此，沿着特定方向(例如x方向)的光未被完全吸收，而是一定量的沿着特定方向的光透射，使偏振度劣化。
作为这种情况的结果，当主体与客体以适当的比例混合以使客体精确取向时，由于各种类型的客体未充分混合，在可见光的整个区域中未均匀地保持偏振度，从而降低了偏振度。
然而，相比之下，在本公开的一个实施方案中，偏振层形成为多个层并且不同颜色的二向色性染料分别包括在偏振层156、偏振层157和偏振层158中。即，在本公开的一个实施方案中，由于具有与主体的颜色相同的颜色的客体在一个偏振层中被混合，所以主体与客体可以以适当的比例混合，并且因此，客体可以沿着主体精确地取向，由此具有与所述颜色相对应的波长的光之中的相应方向的光分量可以被完全吸收。
在此，R、G和B分别包括在第一偏振层156、第二偏振层157和第三偏振层158中，并且在此，相同的染料不双重地包括在第一偏振层156、第二偏振层157和第三偏振层158中的两个中，并且R染料、G染料和B染料可以随机地包括在第一偏振层156、第二偏振层157和第三偏振层158中。
二向色性染料以1wt％至7wt％、优选地3wt％至7wt％的量被混合到第一偏振层156、第二偏振层157和第三偏振层158中，并且在此，二向色性染料可以包括青色染料、品红色染料和黄色染料以及R染料、G染料和B染料。
当混合到偏振层156、偏振层157和偏振层158中的二向色性染料少于1wt％时，未完全吸收照射的光，使偏振度劣化，并且当二向色性染料超过7wt％时，光透射率劣化。
具有不同颜色的二向色性染料包括在偏振层156、偏振层157和偏振层158中，并且由于偏振层的二向色性染料沿着主体精确地取向，所以在光入射至多个偏振层156、157和158中的情况下，在具有与R颜色、G颜色和B颜色相对应的波长带的光中的特定方向的光分量可以被完全吸收以使入射的可见光完全偏振。
表1示出根据本公开一个实施方案的偏振器的偏振度和透射率，在表1中，对比了相关技术PVA偏振器和其中多种染料被混合在单个偏振层中的单个偏振器的偏振度和透射率。
[表1]
根据本公开一个实施方案的多层偏振器根据厚度具有在40％至43％的范围内的透射率(Ts)和在99.1％至99.5％的范围内的偏振度(P.E.)，呈现出透射率和偏振度根据厚度的小的变化。因此，与相关技术PVA偏振器相比，即使使用根据本公开的一个实施方案的偏振器，也可以呈现出与PVA偏振器的透射率和偏振度近似的透射率和偏振度。
另一方面，其中所有的R染料、G染料和B染料都包括在单个偏振层中的单层宾主偏振器具有在约25％至约40％的范围内的透射率和在90.3％至99.2％的范围内的偏振度，表现出了透射率和偏振度根据厚度的大的变化。相比之下，在根据本公开一个实施方案的偏振器中，根据厚度很少产生变化。因此，与单层宾主偏振器相比，根据本公开的偏振器即使在小厚度下也可以确保所期望的透射率和偏振度，当根据本公开一个实施方案的偏振器应用于LCD装置时，可以减小LCD装置的厚度和重量。在本实施方案中，即使当第一偏振层156、第二偏振层157和第三偏振层158的总厚度等于或少于10μm、优选地5μm时，也可以获得所期望的透射率和偏振度。
在形成包括单一染料的多个偏振层的情况下，由于单一染料以1wt％至7wt％、优选地3wt％至7wt％的量包括在偏振层中的每一个中，所以与各种类型的染料被包括在单个偏振层中的情况相比，可以包括较大量的染料，并且因此，与相应染料的颜色相对应的波长的光可以被完全吸收。
在下文中，将详细描述制造具有该结构的偏振器的方法。
图4A至图4D是示出制造根据本公开一个实施方案的偏振器的方法的截面图。在此，可以使用各种染料作为二向色性染料，但为了说明的目的，将描述R染料、G染料和B染料。
首先，如图4A所示，将取向材料施加至由透明膜或透明材料例如玻璃或塑料形成的基底52以形成取向层54。在此，取向材料为聚酰亚胺或聚酰胺。在施加聚酰亚胺或聚酰胺之后，施加热以使聚酰亚胺或聚酰胺固化从而形成取向层54。
之后，如图4B所示，在取向层54的一侧上定位摩擦辊59，并且使摩擦辊59朝着取向层54的另一侧移动或者可以移动基底52以使取向层54运动以在取向层54上形成沿摩擦方向取向的多个微槽(未示出)。
之后，如图4C所示，将通过如下方式获得的第一偏振材料施加至取向层54并固化以形成第一偏振层56：将3wt％至7wt％的具有红色(R)颜色的二向色性染料与主体例如液晶聚合物(或液晶高分子)、液晶小分子或低聚物混合。当施加第一偏振材料时，主体与取向层的微槽相互作用(即，通过取向层的锚定能控制)以沿着预定方向取向，并且同时，作为客体的具有红色(R)颜色的二向色性染料沿着主体取向。在这种状态下，使第一偏振层56固化并且使具有红色(R)颜色的二向色性染料沿着预置方向不断地取向。
在此，作为第一偏振材料，可以将3wt％至7wt％的具有绿色(G)颜色的二向色性染料与主体混合，或者3wt％至7wt％的具有蓝色(B)颜色的二向色性染料可以与主体混合。可以通过施加热或照射光将第一偏振层56固化。
之后，如图4D所示，将通过混合具有绿色(G)颜色的二向色性染料而获得的第二偏振材料施加至第一偏振层56并固化以形成第二偏振层57。并且之后，将通过混合具有蓝色(B)颜色的二向色性染料而获得的第三偏振材料施加至第二偏振层57并固化以形成第三偏振层58。
当施加第二偏振材料和第三偏振材料时，取向层的锚定能仍然影响第三偏振材料的和第二偏振材料的主体，并且从而，第二偏振材料的主体和第三偏振材料的主体沿着预置方向(摩擦方向)取向并且二向色性染料也沿着主体取向。在这种状态下，使第二偏振器57和第三偏振器58固化使得具有绿色(G)颜色和蓝色(B)颜色的二向色性染料沿着预置方向不断地取向。
图5A至图5C是示出根据本公开另一实施方案的偏振器的结构的截面图。与图2中示出的实施方案的其中形成有三个偏振层并且一种类型的二向色性染料包括在偏振层中的每一个中的偏振器相比，在本实施方案中，偏振器包括两个偏振层并且一个偏振层包括两种类型的二向色性染料而且另一层包括一种类型的二向色性染料。
如图5A所示，根据本实施方案的偏振器150包括基底152、形成在基底152上的取向层154以及形成在取向层154上的第一偏振层156和第二偏振层157。
第一偏振层156包括反应性介晶化合物162(或液晶聚合物)、具有红色(R)颜色的二向色性染料164r和具有绿色(G)颜色的二向色性染料165g，并且反应性介晶化合物162沿取向层154的摩擦方向取向，并且具有红色(R)颜色的二向色性染料164r和具有绿色(G)颜色的二向色性染料165g沿着反应性介晶化合物162取向。在此，第一偏振层156包括1wt％至3wt％的具有红色(R)颜色的二向色性染料164r和具有绿色(G)颜色的二向色性染料165g。
第二偏振层157包括反应性介晶化合物162(或液晶聚合物)和具有蓝色(B)颜色的二向色性染料164b，并且反应性介晶化合物162沿取向层154的摩擦方向取向，并且具有蓝色(B)颜色的二向色性染料164b沿着反应性介晶化合物162取向。在此，1wt％至7wt％的具有蓝色(B)颜色的二向色性染料164b包括在第二偏振层157中。
此外，在具有这种结构的偏振器中，反应性介晶化合物162和二向色性染料164r、二向色性染料164g和二向色性染料164b取向，在具有与R颜色、G颜色和B颜色相对应的波长带的光之中与所述方向平行的光分量被吸收以使入射光偏振。
如图5B所示，具有这种结构的偏振器包括反应性介晶化合物162(或液晶聚合物)、具有绿色(G)颜色的二向色性染料164g和具有蓝色(B)颜色的二向色性染料164b，并且反应性介晶化合物162沿取向层154的摩擦方向取向，并且具有绿色(G)颜色的二向色性染料164g和具有蓝色(B)颜色的二向色性染料164b沿着反应性介晶化合物162取向。
此外，第二偏振层157包括反应性介晶化合物162(或液晶聚合物)和具有红色(R)颜色的二向色性染料164r，并且反应性介晶化合物162沿取向层154的摩擦方向取向，并且具有红色(R)颜色的二向色性染料164r沿着反应性介晶化合物162取向。
在此，第一偏振层156包括1wt％至3wt％的具有绿色(G)颜色的二向色性染料164g和1wt％至3wt％的具有蓝色(B)颜色的二向色性染料164b，并且第二偏振层157包括1wt％至7wt％的具有红色(R)颜色的二向色性染料164r。
如图5C所示，具有所述结构的偏振器包括反应性介晶化合物162(或液晶聚合物)、具有红色(R)颜色的二向色性染料164r和具有蓝色(B)颜色的二向色性染料164b，并且反应性介晶化合物162沿取向层154的摩擦方向取向，并且红色(R)颜色的二向色性染料164r和具有蓝色(B)颜色的二向色性染料164b沿着反应性介晶化合物162取向。
此外，第二偏振层157包括反应性介晶化合物162(或液晶聚合物)和具有绿色(G)颜色的二向色性染料164g，并且反应性介晶化合物162沿取向层154的摩擦方向取向，并且具有绿色(G)颜色的二向色性染料164g沿着反应性介晶化合物162取向。
在此，第一偏振层156包括1wt％至3wt％的具有红色(R)颜色的二向色性染料164r和1wt％至3wt％的具有蓝色(B)颜色的二向色性染料164b，并且第二偏振层157包括1wt％至7wt％的具有绿色(G)颜色的二向色性染料164g。
以这种方式，在具有如图5A至图5C所示的结构的偏振器中，设置有两个偏振层，并且一层包括具有两种类型的颜色的二向色性染料而且另一层包括一种类型的二向色性染料。因此，与其中两种类型的二向色性染料包括在单个层中的情况相比，可以包括大量的染料，并且因此，具有与染料的颜色相对应的波长的光可以被完全吸收。此外，与图2所示的结构相比，减少了偏振层的数目，简化了工艺并减小了偏振器的厚度。
另一方面，在图5A至图5C中，包括具有两种类型的颜色的二向色性染料的偏振层形成在下部中并且包括具有一种类型的颜色的二向色性染料的偏振层形成在上部中，但是包括具有一种类型的颜色的二向色性染料的偏振层可以形成在下部中并且包括具有两种类型的颜色的二向色性染料的偏振层可以形成在上部中。
图6是示出根据本公开另一实施方案的偏振器的结构的截面图。
如图6所示，具有这种结构的偏振器250包括基底252以及形成在基底252上的第一偏振层256、第二偏振层257和第三偏振层258。与具有图2所示的其中取向层形成在基底与偏振层之间并且偏振的主体沿预定方向取向的结构的偏振器相比，在这个实施方案中，不形成取向层而且偏振层256、偏振层257和偏振层258直接形成在基底252上。
在这个实施方案中，由于线偏振材料作为主体材料被照射，所以可以使用在特定温度段下呈现光学各向异性和液晶特性的具有光敏基团的光取向聚合物或光敏聚合物，例如液晶聚合物或液晶小分子。
这样的主体材料包括聚丙烯酸酯类主链、以及与主链连接的一个或多个侧链，并且在侧链中的每个中设置有一种或两种芳香族材料，并且光敏材料被设置为侧链的端基，从而产生光异构化反应或光二聚化反应。此外，可以设置氢成色剂(coupler)作为端基。
当线偏振光照射至主体材料时，光敏聚合物中发生光异构化反应和光二聚化反应，从而产生光敏聚合物的各向异性以使光敏聚合物沿预定方向取向。将对此进行详细描述。
当光照射至作为主体材料的光敏聚合物时，与光敏聚合物的侧链附接的端基导致发生光异构化反应和光二聚化反应。即，当线偏振光照射至具有光学各向异性的光敏聚合物时，光敏聚合物的与光的偏振方向平行(即与光的场方向平行)的侧链的分子吸收光能，从而发生光异构化反应。
因此，与光的偏振方向平行(即与电场的方向平行)的侧链形成Z异构体，并且与电场的方向垂直的侧链保留为具有沿保留的E异构体的方向的弱各向异性的E异构体，并且因此，总的主体材料的侧链的方向被确定为与光的偏振方向垂直。
在使用光敏聚合物作为主体材料制造偏振器的情况下，客体材料例如具有R颜色、G颜色和B颜色的二向色性染料被混合在主体材料中，并且R染料、G染料和B染料沿光敏聚合物的侧链的方向取向。即，R染料、G染料和B染料取向成与照射的光的线偏振方向垂直。
以这种方式，由于R染料、G染料和B染料沿预定方向取向，所以当输入光时，与R染料、G染料和B染料的取向方向(即吸收方向)平行的偏振分量被吸收，并且与吸收方向垂直的偏振分量透射以使入射光偏振。
在具有前述结构的偏振器中，由于偏振层形成为包括具有不同颜色的二向色性染料的多个层以在每个层中吸收具有相应波长带的光，并且因此，可以使入射光完全偏振。
制造具有这种结构的偏振器的方法与图4A至图4D中示出的制造方法基本上类似。在具有图2中示出的结构的偏振器中，设置了取向层，需要对取向层进行摩擦的处理，但在这个实施方案中，由于主体通过照射光取向而不需要取向层，所以第一偏振材料被直接施加至基底252，线偏振光照射至第一偏振材料以使第一偏振材料固化并使第一偏振材料的主体和客体沿方向(线偏振方向等)取向，从而形成具有沿特定方向的透射轴和吸收轴的第一偏振层256，而不需要形成取向层和摩擦工艺。另外，可以多次进行偏振材料和光照射工艺以形成第二偏振层257和第三偏振层258。
因此，在这个实施方案中，由于不需要取向层，所以可以降低制造成本，可以简化偏振器的结构并且可以使偏振器的厚度最小化。此外，由于在具有所述结构的偏振器中不需要对取向层进行摩擦的工艺，所以可以简化制造工艺。
前述实施方案和优点仅是示例性的并且不应被视为限制本公开。本教导可以容易地应用于其他类型的装置。该说明旨在是说明性的，并且不旨在限制权利要求的范围。对本领域的技术人员而言许多替换、修改和变形是明显的。本文中描述的示例性实施方案的特征、结构、方法和其他特性可以以多种方式结合以获得另外的示例性实施方案和/或替代示例性实施方案。
由于在不脱离本发明特征的特性的情况下本本发明特征可以以若干种方式实施，所以还应该理解的是，除非另有说明，否则上述实施方案不受前述描述的细节中的任意细节限制，而是应广泛地将上述实施方案视为在其如所附权利要求所限定一样的范围内，并且因此，落入权利要求的边界和界限或这些边界和界限的等同方案之内的所有变化和修改因此意在被所附权利要求所包括。

Claims (27)

1.一种偏振器，包括：
基底；以及
在所述基底上的多个偏振层，
其中所述偏振层中的每一个包括主体和二向色性染料，
其中所述多个偏振层中的一个偏振层的颜色与所述多个偏振层中的其它偏振层的颜色不同。
2.根据权利要求1所述的偏振器，还包括：
在所述基底与所述多个偏振层之间的取向层。
3.根据权利要求2所述的偏振器，其中所述主体由选自反应性介晶化合物、液晶聚合物和低聚物中的材料形成。
4.根据权利要求1所述的偏振器，其中所述主体包括光敏基团和光敏聚合物。
5.根据权利要求1所述的偏振器，其中所述二向色性染料包括红色染料、绿色染料和蓝色染料。
6.根据权利要求1所述的偏振器，其中所述二向色性染料包括青色染料、黄色染料和品红色染料。
7.根据权利要求1所述的偏振器，其中所述基底包括透明的玻璃、塑料或膜。
8.根据权利要求1所述的偏振器，其中所述多个偏振层包括：
包括具有红色颜色的二向色性染料的第一偏振层；
包括具有绿色颜色的二向色性染料的第二偏振层；以及
包括具有蓝色颜色的二向色性染料的第三偏振层。
9.根据权利要求1所述的偏振器，其中所述多个偏振层包括：
第一偏振层，所述第一偏振层包括选自具有红色颜色、绿色颜色和蓝色颜色的二向色性染料中的两种类型的二向色性染料；以及
第二偏振层，所述第二偏振层包括具有其它颜色的二向色性染料。
10.根据权利要求1所述的偏振器，其中所述多个偏振层包括：
包括具有青色颜色的二向色性染料的第一偏振层；
包括具有品红色颜色的二向色性染料的第二偏振层；以及
包括具有黄色颜色的二向色性染料的第三偏振层。
11.根据权利要求1所述的偏振器，其中所述多个偏振层包括：
第一偏振层，所述第一偏振层包括选自具有青色颜色、品红色颜色和黄色颜色的二向色性染料中的两种类型的二向色性染料；以及
第二偏振层，所述第二偏振层包括具有其它颜色的二向色性染料。
12.根据权利要求8或10所述的偏振器，其中包括在所述偏振层的每一个中的二向色性染料的含量在1wt％至7wt％的范围内。
13.根据权利要求12所述的偏振器，其中包括在所述偏振层的每一个中的二向色性染料的含量在3wt％至7wt％的范围内。
14.根据权利要求9或11所述的偏振器，其中包括在所述第一偏振层中的所述二向色性染料的含量在1wt％至3wt％的范围内，包括在所述第二偏振层中的所述二向色性染料的含量在1wt％至7wt％的范围内。
15.根据权利要求1所述的偏振器，其中所述偏振层的数目根据由每个偏振层吸收的光的波长带来确定。
16.根据权利要求1所述的偏振器，其中所述多个偏振层的厚度为10μm或更小。
17.根据权利要求16所述的偏振器，其中所述多个偏振层的厚度为5μm或更小。
18.一种液晶显示装置，包括：
用于显示图像的液晶面板；以及
附接至所述液晶面板的两个表面中的至少之一的偏振器，
其中所述偏振器包括基底和在所述基底上的多个偏振层，所述偏振层具有主体和二向色性染料，
其中所述多个偏振层中的一个偏振层的颜色与所述多个偏振层中的其它偏振层的颜色不同。
19.根据权利要求18所述的液晶显示装置，还包括：
在所述基底与所述多个偏振层之间的取向层。
20.根据权利要求18所述的液晶显示装置，其中所述多个偏振层包括：
包括具有红色颜色的二向色性染料的第一偏振层；
包括具有绿色颜色的二向色性染料的第二偏振层；以及
包括具有蓝色颜色的二向色性染料的第三偏振层。
21.根据权利要求18所述的液晶显示装置，其中所述多个偏振层包括：
第一偏振层，所述第一偏振层包括选自具有红色颜色、绿色颜色和蓝色颜色的二向色性染料中的两种类型的二向色性染料；以及
第二偏振层，所述第二偏振层包括具有其它颜色的二向色性染料。
22.根据权利要求18所述的液晶显示装置，其中所述多个偏振层包括：
包括具有青色颜色的二向色性染料的第一偏振层；
包括具有品红色颜色的二向色性染料的第二偏振层；以及
包括具有黄色颜色的二向色性染料的第三偏振层。
23.根据权利要求18所述的液晶显示装置，其中所述多个偏振层包括：
第一偏振层，所述第一偏振层包括选自具有青色颜色、品红色颜色和黄色颜色的二向色性染料中的两种类型的二向色性染料；以及
第二偏振层，所述第二偏振层包括具有其它颜色的二向色性染料。
24.根据权利要求20或22所述的液晶显示装置，其中包括在所述偏振层的每一个中的二向色性染料的含量在1wt％至7wt％的范围内。
25.根据权利要求24所述的液晶显示装置，其中包括在所述偏振层的每一个中的二向色性染料的含量在3wt％至7wt％的范围内。
26.根据权利要求21或23所述的液晶显示装置，其中包括在所述第一偏振层中的所述二向色性染料的含量在1wt％至3wt％的范围内，包括在所述第二偏振层中的所述二向色性染料的含量在1wt％至7wt％的范围内。
27.根据权利要求18所述的液晶显示装置，其中所述液晶面板包括面内转换模式液晶显示装置、垂直取向模式液晶显示装置、边缘场转换模式液晶显示装置和扭曲向列模式液晶显示装置。
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