CN1621921A - 广视角补偿装置及其应用的显示组件 - Google Patents

Abstract

一种广视角补偿装置，可应用在一显示组件例如是一液晶显示器，在该显示组件的液晶层的两侧分别具有第一组件和第二组件，每一组件包括偏光板结构、1/4波片和补偿膜。其中可提供视角补偿的偏光板结构由三醋酸纤维素(TAC)板和聚乙烯醇(PVA)板组成，或者由三醋酸纤维素(TAC)板、聚乙烯醇(PVA)板和光学等向性层组成。应用本发明的广视角补偿装置于显示组件可有效增加显示视角。

Description

广视角补偿装置及其应用的显示组件

技术领域

本发明有关一种广视角补偿装置及其应用的显示组件。

背景技术

由于外型轻薄、低压低功耗、无辐射、高亮度、高对比度等优点，液晶显示器(Liqiuid Crystal Display，LCD)的消费市场成长快速，需求量也越来越大。越来越多消费者要求应用液晶显示器的产品，如移动电话(cellular phone)和个人数字助理(PDA)的显示屏、或大尺寸的计算机屏幕和电视等，能呈现更完美的显示效果。而提高视角即为其中之一。

目前业界是应用许多广视角技术于液晶显示器中，例如在液晶材料和液晶板的结构方面均有进步斐然的技术，例如如已为业界熟习的富士通的多象限垂直配向技术(Multi-domain Vertical Alignment，MVA)，利用在液晶面板的液晶层中形成一种凸出物(Protrusion)，使液晶分子在不施加电压的状态下垂直于屏幕，但施加电压时液晶分子因凸出物的作用而形成垂直于凸出物表面的状态，这种巧妙的方式有效改善了LCD的响应时间和视角。响应时间一般可以缩短到30毫秒以内，在视角方面，基于MVA技术的液晶面板可实现160度的大视角。

在液晶显示器的结构方面，常见的技术是应用补偿膜来提高视角。请参照图1，其是一种传统的液晶显示器结构的示意图。液晶显示器1主要由下方的第一组件10和上方的第二组件12对组而成，且之间具有复数个液晶分子141的液晶层14。第一组件10主要包括第一偏光板结构101、第一1/4波片103和第一补偿膜105。同样的，第二组件12主要包括第二偏光板结构121、第二1/4波片123和第二补偿膜125。其中，传统的第一偏光板结构101主要由第一聚乙烯醇(PolyVinyl Alcohol，PVA)板113上下夹第一和第三三醋酸纤维素(TriacetylCellulose，TAC)板111、115所组成。同样的，第二偏光板结构121主要由第二聚乙烯醇(Poly Vinyl Alcohol，PVA)板133上下夹第二和第四三醋酸纤维素(Triacetyl Cellulose，TAC)板131、135所组成。

其中，第一补偿膜105和第二补偿膜125是用来增加视角。例如富士通所提出的广视角补偿膜(Fuji Wide View Film)，若贴上此种补偿膜，以对比为定义，原本大约左右视角100°，上下视角60°，可立刻增加到左右140°，上下120°。

分析光波电场振动的路径种类，一般可区分为线、圆和椭圆偏极光。以圆偏极光操作的补偿膜为例，虽然第一补偿膜105和第二补偿膜125为具有光学异向性的补偿膜，能补偿整个液晶显示器1在大视角的漏光，但大视角光的圆偏特性不易维持，使得视角无法有效提升；再加上传统的偏光板结构是以一PVA板上下各夹一TAC板所组成，而TAC材质具有光学异向性，更加改变了光的圆偏特性。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种具广视角补偿装置的显示组件，借由改良偏光板结构以有效增加应用的显示组件的视角。

根据本发明的目的，提出一种广视角补偿装置，是由一三醋酸纤维素(Triacetyl Cellulose，TAC)板及一聚乙烯醇(Poly Vinyl Alcohol，PVA)板所组成，或是由一三醋酸纤维素板、一聚乙烯醇板和一光学等向性层(Isotropic Layer)所组成。

根据本发明的目的，还提出一种具广视角补偿装置的显示组件，该组件至少包括：一第一偏光板(First Polarizing Plate)结构，具有一第一三醋酸纤维素板(First TAC Plate)及一第一聚乙烯醇板(First PVA Plate)；一第一1/4波片(First 1/4λ plate)，位于第一聚乙烯醇板上方；一第一补偿膜(First Retardation Layer)，位于第一1/4波片上；一第二补偿膜(SecondRetardation Layer)，是位于该第一补偿膜的上方，其中该第一补偿膜和该第二补偿膜之间填充一液晶层；一第二1/4波片(Second 1/4λ plate)，位于第二补偿膜上；及一第二偏光板(Second Polarizing Plate)结构，具有一第二聚乙烯醇板(Second PVA Plate)(位于第二1/4波片上方)及一第二三醋酸纤维素板(Second TAC Plate)，位于第二聚乙烯醇板上方。另外，在第一聚乙烯醇板和第一1/4波片之间还可加入一第一光学等向性层(FirstIsotropic Layer)。在第二聚乙烯醇板和第二1/4波片之间更可加入一第二光学等向性层(Second Isotropic Layer)。

附图说明

图1是一种传统的液晶显示器结构的示意图。

图2A是依照本发明第一实施例的广视角补偿装置的示意图。

图2B是应用图2A中广视角补偿装置的显示组件的示意图。

图3A是依照本发明第二实施例的广视角补偿装置的示意图。

图3B是应用图3A中广视角补偿装置的显示组件的示意图。

图4A是传统液晶显示器的视角仿真结果。

图4B是依照本发明第二实施例的液晶显示器的视角仿真结果。

具体实施方式

本发明是改良液晶显示器中的偏光板结构，以维持光的圆偏特性，特别是大视角光的圆偏特性，使应用的液晶显示器的视角有效地增加。以下是提出两种液晶显示器结构，作为本发明第一、第二实施例的详细说明。

第一实施例

请参照图2A、2B。图2A是依照本发明第一实施例的广视角补偿装置的示意图。图2B是应用图2A中广视角补偿装置的显示组件的示意图。如图2A所示，第一实施例的广视角补偿装置251包括一三醋酸纤维素(TriacetylCellulose，TAC)板261、一聚乙烯醇(Poly Vinyl Alcohol，PVA)板263和一光学等向性层(Isotropic Layer)265，以作为应用的显示组件的偏光板结构。

如图2B所示，应用的显示组件，例如是一液晶显示器2，主要由第一组件20和第二组件22对组而成，在第一组件20和第二组件22之间填充有一液晶层24，内含有复数个液晶分子(Liquid Crystal Cells)241。第一组件20中主要包括第一偏光板(First Polarizing Plate)结构201、第一1/4波片(First 1/4λ plate)203和第一补偿膜(First Retardation Layer)205。同样的，第二组件22中主要包括第二偏光板(Second Polarizing Plate)结构221、第二1/4波片(Second 1/4λ plate)223和第二补偿膜(SecondRetardation Layer)225。

第一偏光板结构201包括一第一三醋酸纤维素板(First TAC Plate)211、一第一聚乙烯醇板(First PVA Plate)213和一第一光学等向性层(FirstIsotropic Layer)215。同样的，第二偏光板结构221包括一第二三醋酸纤维素板(Second TAC Plate)231、一第二聚乙烯醇板(Second PVA Plate)233和一第二光学等向性层(Second Isotropic Layer)235。其中，作为第一、第二光学等向性层215、235的材料，其折射率为nx≈ny≈nz。

第一、第二光学等向性层215、235的材料例如是工程塑料-环状烯烃聚合物(Cyclic Olefin Copolymer，COC)。COC是由环烯烃单体单聚或与a-olefin共聚所合成，基本组成仅含碳及氢原子，在结构上不含杂环或极性键结等容易造成高介电常数的因子，由此具备绝佳的低介电常数特性(Dk＝2.35)。再者，COC聚合物的主链接构刚性(stiffness)极高，加上其坚固的环状结构限制了COC聚合物沿着主链的自由移动，而呈现较高的玻璃转移温度(Tg)；而COC材料的玻璃转移温度亦可由环烯烃单体的共聚含量加以控制，因此COC材料的玻璃转移温度可因实际需要而做调整。另外，COC材料透光性绝佳、耐热性与抗氧化特性(热裂解温度＞400℃)良好。种种优点使COC材料可作为此实施例中第一、第二光学等向性层215、235的材料。

偏光板结构的作用是将一般的光转变成线偏极光。一束光进入某些晶体时会变成两束光，此晶体即称为具双折射现象的物质(此与光进入后的电场振动方向有关)。而具双折射性质的光学组件可称为波板。若光通过波板后电场沿某一方向(F轴，即快轴)振动的比此方向垂直的方向(S轴，即慢轴)振动的光速度较快1/4波长时，称此波板为1/4波板。当在两面偏光板中间加入两片1/4波片，可以得到各方向的偏极光。当一片1/4波片的F轴与S轴交叉排置均与起偏振镜的偏振轴夹45度角时，即可得圆偏极光(若1/4波片的F轴与S轴交叉排列，且均与起偏振镜的偏振轴夹任意角度时，即可得椭圆偏极光)。

应用本发明的偏光板结构，在配合1/4波板和补偿膜后，由于第一、第二光学等向性层215、235的材料，其折射率为nx≈ny≈nz，因此可减少大视角光的圆偏振特性的改变程度，有效地增加液晶显示器2的视角。

至于第一补偿膜205和第二补偿膜225为具有光学延迟的单轴或聚合物薄膜，可以是双光轴光学层(由具有双光轴光学性质的材料所制)(BiaxialLayer)，也可以是负型光学异向性板(由具有负型光学异向性的材料所制)((-)C-plate)。其中，作为双光轴光学层的材料，其折射率为nx＞ny＞nz。作为负型光学异向性板的材料，其折射率为nx≈ny＞nz。

在制造第一实施例的液晶显示器2时，是包括步骤如下。首先，提供第一组件20和提供第二组件22，的后对组第一组件20和第二组件22，再填充液晶分子241于第一组件20和第二组件22之间，以作为液晶层24。

其中，制成第一组件20的步骤为：先提供第一偏光板(First PolarizingPlate)结构201。第一偏光板结构201包括：第一三醋酸纤维素板(First TACPlate)211，形成于第一三醋酸纤维素板211上的第一聚乙烯醇板(First PVAPlate)213，和形成于第一聚乙烯醇板213上的第一光学等向性层215。完成第一偏光板结构201后，在第一光学等向性层215上形成第一1/4波片203，再于第一1/4波片203上形成第一补偿膜205。

同样的，制成第二组件22的步骤为：先提供第二偏光板结构221，第二偏光板结构221包括：第二三醋酸纤维素板(second TAC Plate)231，形成于第二三醋酸纤维素板231上的第二聚乙烯醇板(Second PVA Plate)233，和形成于第二聚乙烯醇板233上的第二光学等向性层235。完成第二偏光板结构221后，在第二光学等向性层235上形成第二1/4波片223，再于第二1/4波片223上形成第二补偿膜225。

在第一组件20和第二组件22对组的时候，是令第一补偿膜205和第二补偿膜225相对设置。的后填充液晶分子241，以完成液晶显示器2的制程。

第二实施例

请参照图3A、3B。图3A是依照本发明第二实施例的广视角补偿装置的示意图。图3B是应用图3A中广视角补偿装置的显示组件的示意图。如图3A所示，第二实施例的广视角补偿装置351包括一三醋酸纤维素(TAC)板361和一聚乙烯醇(PVA)板363，以作为应用的显示组件的偏光板结构。

如图3B所示，显示组件，如液晶显示器3由第一组件30和第二组件32对组而成，且两组件之间填充一液晶层34，内含有复数个液晶分子341。第一组件30中主要包括第一偏光板结构301、第一1/4波片303和第一补偿膜305。同样的，第二组件32中主要包括第二偏光板结构321、第二1/4波片323和第二补偿膜325。

第一补偿膜305和第二补偿膜325可以是双光轴光学层(由具有双光轴光学性质的材料所制)，也可以是负型光学异向性板(由具有负型光学异向性的材料所制)。其中，作为双光轴光学层的材料，其折射率为nx＞ny＞nz。作为负型光学异向性板的材料，其折射率为nx≈ny＞nz。

与第一实施例的显示组件不同的是：第二实施例显示组件的第一偏光板结构301包括一第一三醋酸纤维素板311和一第一聚乙烯醇板313；第二偏光板结构321包括一第二三醋酸纤维素板331和一第二聚乙烯醇板333。

制造第二实施例的液晶显示器3与制造第一实施例的液晶显示器2的步骤相同，除了：第一1/4波片303直接与第一聚乙烯醇板313贴合，第二1/4波片323直接与第二聚乙烯醇板333贴合。

应用本发明第二实施例的偏光板结构，在配合1/4波片和补偿膜后，可减少大视角光的圆偏振特性的改变程度，有效地增加液晶显示器3的视角。图4A是传统液晶显示器的视角仿真结果。请同时参照图4B，其是依照本发明第二实施例的液晶显示器的视角仿真结果。比较图4A、4B，CR＝10的曲线与圆周线之间所围成面积在图4A中较大，在图4B中较小。因此根据传统液晶显示器结构(如图1所示)所仿真出的视角较小，而根据本发明第二实施例液晶显示器所仿真出的视角确有明显的增加。故应用本发明的广视角补偿装置确实可有效提升显示组件的视角。

综上所述，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而其并非用以限定本发明，任何熟悉本技术的人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的等效的改变或替换，因此本发明的保护范围当视后附的本申请权利要求范围所界定的为准。

Claims (12)

1.一种广视角补偿装置，其特征在于包括：

一三醋酸纤维素板；及

一聚乙烯醇板，位于该三醋酸纤维素板上。

2.如权利要求1所述的广视角补偿装置，其特征在于该聚乙烯醇板上具有一光学等向性层。

3.如权利要求2所述的广视补偿结构，其特征在于该光学等向性层包括环状烯烃聚合物。

4.一种具广视角补偿装置的显示组件，至少包括：

一第一偏光板结构，包括：

一第一三醋酸纤维素板；及

一第一聚乙烯醇板，位于该第一三醋酸纤维素板上；

一第一1/4波片，位于该第一聚乙烯醇板上方；

一第一补偿膜，位于该第一1/4波片上；

一液晶层，具有复数个液晶分子；

一第二补偿膜，是位于该第一补偿膜的上方，其中该第一补偿膜和该第二补偿膜之间是填充该液晶层；

一第二1/4波片，位于该第二补偿膜上；及

一第二偏光板结构，包括：

一第二聚乙烯醇板，位于该第二1/4波片上方；及

一第二三醋酸纤维素板，位于该第二聚乙烯醇板上。

5.如权利要求4所述的显示组件，其特征在于该第一补偿膜为一第一双光轴光学层。

6.如权利要求5所述的显示组件，其特征在于该第二补偿膜为一第二双光轴光学层。

7.如权利要求4所述的显示组件，其特征在于该第一补偿膜为一第一负型光学异向性板。

8.如权利要求7所述的显示组件，其特征在于该第二补偿膜为一第二负型光学异向性板。

9.如权利要求4所述的显示组件，其特征在于该第一偏光板结构还包括一第一光学等向性层，是位于该第一聚乙烯醇板和该第一1/4波片之间。

10.如权利要求9所述的显示组件，其特征在于该第一光学等向性层包括环状烯烃聚合物。

11.如权利要求4所述的显示组件，其特征在于该第二偏光板结构还包括一第二光学等向性层，是位于该第二聚乙烯醇板和该第二1/4波片之间。

12.如权利要求11所述的显示组件，其特征在于该第二光学等向性层包括环状烯烃聚合物。

Images