TW201624079A - 顯示面板 - Google Patents

Abstract

一種顯示面板包括一第一基板、一第二基板、一第一配向層、一第二配向層、一第一偏光板以及一第二偏光板。第二基板與第一基板相對而設。第一配向層與第二配向層設置於第一基板與第二基板之間且分別位於第一基板與第二基板上，並具有相同的一配向方向。第一偏光板設置於第一基板遠離第二基板之一側。第二偏光板設置於第二基板遠離第一基板之一側，並具有一第一補償膜及一第二補償膜，第一補償膜具有一第一慢軸方向，第二補償膜具有一第二慢軸方向，且第一慢軸方向及第二慢軸方向實質上分別垂直該配向方向。

Description

顯示面板

本發明係關於一種顯示面板，特別關於一種具有較佳補償效果的液晶顯示面板。

隨著科技的進步，平面顯示裝置，例如液晶顯示裝置已經廣泛的被運用在各種領域，因具有體型輕薄、低功率消耗及無輻射等優越特性，已經漸漸地取代傳統陰極射線管顯示裝置，而應用至許多種類之電子產品中，例如行動電話、可攜式多媒體裝置、筆記型電腦、平板電腦及其它顯示器等。

在液晶顯示面板的設計中，為了提供廣視角，一種稱為IPS(In-plane Switching，平面切換式)的技術已經被發展出來了，其與TN技術主要的不同之處在於液晶分子的排列方向，IPS的液晶分子的長軸方向與基板平行，而且電極也會放在基板的同一側，當電壓施加於電極後，液晶分子的長軸會維持與基板平行的方向轉動，因此使用者不論從哪一個視角觀賞都不會失真，故其可視角最大，色彩還原性也較好。

另外，除了IPS技術之外，於習知顯示面板的製造技術中，更透過偏光板來使光線通過顯示面板時，其出光的偏極化方向與入光的偏極化方向能夠盡量達到正交，藉此來改善大視角的顯示品質。不過，由於消費者對顯示品質的要求也越來越嚴苛，因此，可更降低大視角暗態漏光及改善色偏現象，以達到較佳的光學補償效果的顯示面板，一直是業界持續追求的目標之一。

有鑑於上述課題，本發明之目的為提供一種可更降低大視角暗態漏光及改善色偏現象，以達到較佳補償效果之顯示面板。

為達上述目的，依據本發明之一種顯示面板包括一第一基 板、一第二基板、一第一配向層、一第二配向層、一第一偏光板以及一第二偏光板。第二基板與第一基板相對而設。第一配向層與第二配向層設置於第一基板與第二基板之間，且分別位於第一基板與第二基板上，第一配向層與第二配向層具有相同的一配向方向。第一偏光板設置於第一基板遠離第二基板之一側。第二偏光板設置於第二基板遠離第一基板之一側，並具有一第一補償膜及一第二補償膜，第一補償膜具有一第一慢軸方向，第二補償膜具有一第二慢軸方向，且第一慢軸方向及第二慢軸方向實質上分別垂直該配向方向。

在一實施例中，第一補償膜設置於第二基板上，且第二補償膜設置於第一補償膜上。

在一實施例中，第一補償膜或第二補償膜具有複數個軸向的折射率，且第一慢軸方向或第二慢軸方向為該些軸向中，折射率最大的一個軸向。

在一實施例中，第一補償膜具有一第一軸向的折射率、一第二軸向的折射率及一第三軸向的折射率，第一補償膜之第一軸向的折射率大於第二軸向的折射率，且第一補償膜之第二軸向的折射率大於第三軸向的折射率，則第一慢軸方向為第一補償膜之第一軸向。

在一實施例中，第二補償膜具有第一軸向的折射率、第二軸向的折射率及第三軸向的折射率，第二補償膜之第三軸向的折射率大於第一軸向的折射率，且第二補償膜之第一軸向的折射率大於第二軸向的折射率，則第二慢軸方向為第二補償膜之第三軸向。

在一實施例中，第一補償膜具有一第一軸向的折射率、一第二軸向的折射率及一第三軸向的折射率，第一補償膜之第三軸向的折射率大於第一軸向的折射率，且第一補償膜之第一軸向的折射率大於第二軸向的折射率，則第一慢軸方向為第一補償膜之第三軸向。

在一實施例中，第二補償膜具有第一軸向的折射率、第二軸向的折射率及第三軸向的折射率，第二補償膜之第一軸向的折射率大於第二軸向的折射率，且第二補償膜之第二軸向的折射率大於第三軸向的折射率，則第二慢軸方向為第二補償膜之第一軸向。

在一實施例中，第一偏光板具有一零位相差之第三補償膜，第三補償膜設置於第一基板遠離第二基板之一側。

在一實施例中，第一補償膜及第二補償膜的厚度和大於第三補償膜的厚度。

在一實施例中，第一偏光板更具有一第一偏光膜，第二偏光板更具有一第二偏光膜，第一偏光膜設置於第三補償膜遠離第一基板之一側，且第二偏光膜設置於第二補償膜遠離第二基板之一側。

承上所述，因本發明之顯示面板中，第一配向層與第二配向層具有相同的配向方向，而第一偏光板設置於第一基板遠離第二基板之一側，且第二偏光板設置於第二基板遠離第一基板之一側。另外，第二偏光板之第一補償膜的第一慢軸方向及第二補償膜的第二慢軸方向實質上分別垂直第一配向層與第二配向層的配向方向。藉此，相較於習知技術，本發明的顯示面板可更降低大視角暗態漏光及改善色偏現象，以達到較佳的補償效果。

1a、1b‧‧‧顯示面板

11‧‧‧第一基板

12‧‧‧第二基板

13‧‧‧液晶層

14‧‧‧第一偏光板

141‧‧‧第三補償膜

142‧‧‧第一偏光膜

143‧‧‧第一保護膜

15‧‧‧第二偏光板

151‧‧‧第一補償膜

152‧‧‧第二補償膜

153‧‧‧第二偏光膜

154‧‧‧第二保護膜

161‧‧‧第一配向層

162‧‧‧第二配向層

C1~C3‧‧‧曲線

d1‧‧‧厚度和

D1‧‧‧第一方向

d2‧‧‧厚度

D2‧‧‧第二方向

D3‧‧‧第三方向

E‧‧‧光線

P1~P4‧‧‧點

S1~S3‧‧‧軸

圖1A為本發明較佳實施例之一種顯示面板的示意圖。

圖1B為本發明較佳實施例之另一實施態樣的顯示面板的示意圖。

圖2A為習知技術之顯示面板以彭卡瑞(Poincaré)球表示之相位角變化示意圖。

圖2B為本發明之顯示面板以彭卡瑞球表示之相位角變化示意圖。

圖3A為習知技術之顯示面板的全視角暗態漏光示意圖。

圖3B為本發明之顯示面板的全視角暗態漏光示意圖。

圖4A為習知技術之顯示面板的全視角對比示意圖。

圖4B為本發明之顯示面板的全視角對比示意圖。

圖5為習知技術之顯示面板與本發明之顯示面板的全視角色點分佈示意圖。

以下將參照相關圖式，說明依本發明較佳實施例之顯示面 板，其中相同的元件將以相同的參照符號加以說明。

請參照圖1A所示，其為本發明較佳實施例之一種顯示面板1a的示意圖。

顯示面板1a例如但不限於為一平面方向切換(In-Plane Switching,IPS)式或邊緣電場切換(Fringe Field Switching，FFS)式液晶顯示面板，或為其他水平驅動式的液晶顯示面板，並例如但不限於為智慧型手機、平板電腦、筆記型電腦、衛星導航，或其它用途的顯示面板，並不限定。另外，於圖1A中顯示第一方向D1、第二方向D2及第三方向D3，第一方向D1、第二方向D2及第三方向D3實質上係兩兩相互垂直。其中，第一方向D1例如與顯示面板1a之資料線的延伸方向實質上平行，第二方向D2例如與顯示面板1a之掃描線的延伸方向實質上平行，而第三方向D3分別為垂直第一方向D1與第二方向D2之另一方向，並可為垂直顯示面板1a之顯示面的方向。不過，在不同的實施例中，第一方向D1也可與顯示面板1a之掃描線的延伸方向實質上平行，第二方向D2可與顯示面板1a之資料線的延伸方向實質上平行，且第三方向D3分別為垂直第一方向D1與第二方向D2之另一方向，並不限定。

顯示面板1a包括一第一基板11、一第二基板12、一第一配向層161、一第二配向層162、一液晶層13、一第一偏光板14以及一第二偏光板15。

第一基板11與第二基板12相對而設。第一基板11及第二基板12可為透光材質製成，並例如為一玻璃基板、一石英基板或一塑膠基板，並不限定。

第一配向層161與第二配向層162設置於第一基板11與第二基板12之間，且分別位於第一基板11與第二基板12上。其中，第一配向層161與第二配向層162具有相同的一配向方向。

液晶層13夾設於第一基板11與第二基板12之間，且位於第一配向層161與第二配向層162之間。液晶層13具有複數個液晶分子，且每一液晶分子具有一長軸方向。於此實施例中，液晶層13會受到第一配向層161與第二配向層162的影響而朝配向方向排列。於一實施例中，每 個液晶分子的長軸方向即為配向(Rubbing)製程中之液晶配向方向。

第一偏光板14設置於第一基板11遠離第二基板12之一側，而第二偏光板15設置於第二基板12遠離第一基板11之一側。在本實施例中，第一偏光板14可例如以貼附方式連接於第一基板11遠離第二基板12的下表面(例如可透過光學膠(optical clear adhesive,OCA)或感壓膠(pressure sensitive adhesive,PSA)黏著)，且第二偏光板15亦以貼附方式連接於第二基板12遠離第一基板11的上表面。其中，第一偏光板14或第二偏光板15的厚度可介於5微米(μm)至50微米之間；較佳者，第一偏光板14及第二偏光板15的厚度可介於12微米至30微米之間。

第二偏光板15具有一第一補償膜151及一第二補償膜152，而第一偏光板14具有一第三補償膜141。其中，第一補償膜151或第二補償膜152或第三補償膜141的材料例如可為環狀烯烴單體聚合物(Cyclo Olefin Polymers,COP)或聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)等。於此，係以第一補償膜151、第二補償膜152及第三補償膜141的材料分別為COP為例。另外，本實施例的第一補償膜151係直接設置於第二基板12遠離第一基板11之一側上，且第二補償膜152係設置於第一補償膜151上，而第三補償膜141為一零位相差(或稱零光程差)的光學膜，且直接設置於第一基板11遠離第二基板12之一側上。此外，第一補償膜151及第二補償膜152的厚度和d1大於第三補償膜141的厚度d2(d1>d2)。在一實施例中，第一補償膜151及第二補償膜152的厚度和d1可例如為60um，而第三補償膜141的厚度d2可例如為40um。

另外，第一補償膜151具有一第一慢軸方向，而第二補償膜152具有一第二慢軸方向，且第一慢軸方向及第二慢軸方向實質上分別垂直第一配向層161與第二配向層162的配向方向。換言之，本實施例之第二偏光板15的第一補償膜151的慢軸方向與第二補償膜152的慢軸方向實質上均與第一配向層161與第二配向層162的配向方向垂直(假設第一配向層161與第二配向層162的配向方向為90°方向，則第一補償膜151與第二補償膜152的慢軸方向為0°方向，或者相反)。

於此，所謂「慢軸方向」指的是，當光線通過某一元件時， 電場沿某一方向(S軸)振動的光速度較慢，即為慢軸方向(電場沿與該方向相垂直之方向(F軸)振動的光速度較快，即為快軸方向)。因此，光通過補償膜時，其速度較慢的方向即可稱為該補償膜的慢軸方向。其中，光通過某一元件的速度與其折射率(以n表示)有關(n與光速成反比)。於此，第一補償膜151或第二補償膜152可具有複數個軸向的折射率，且該第一慢軸方向或該第二慢軸方向為該些軸向中，折射率最大的一個軸向。在本實施例中，第一補償膜151及第二補償膜152可分別具有三個軸向(以x、y、z表示)的折射率(以N_x、N_y、N_z表示)，且第一慢軸方向及第二慢軸方向分別為該些軸向x、y、z中，折射率最大的一個軸向。

舉例而言，第一補償膜151及第二補償膜152分別具有一第一軸向的折射率N_x、一第二軸向的折射率N_y及一第三軸向的折射率N_z，若第一補償膜151之第一軸向的折射率N_x大於其第二軸向的折射率N_y，且第一補償膜151之第二軸向的折射率N_y大於其第三軸向的折射率N_z(即N_x>N_y>N_z)，則第一補償膜151的第一慢軸方向即為第一補償膜151之第一軸向x。另外，若第二補償膜152之第三軸向的折射率N_z大於其第一軸向的折射率N_x，且第二補償膜152之第一軸向的折射率N_x大於其第二軸向的折射率N_y時(即N_z>N_x>N_y)，則第二補償膜152之第二慢軸方向即為第二補償膜152之第三軸向z。

再舉另一例來說，在另一實施例中，若第一補償膜151之第三軸向的折射率N_z大於其第一軸向的折射率N_x，且第一補償膜151之第一軸向的折射率N_x大於其第二軸向的折射率N_y(即N_z>N_x>N_y)，則第一補償膜151的第一慢軸方向即為第一補償膜151之第三軸向z。另外，若第二補償膜152之第一軸向的折射率N_x大於其第二軸向的折射率N_y，第二補償膜152之第二軸向的折射率N_y大於第三軸向的折射率N_z(即N_x>N_y>N_z)，則第二補償膜152之第二慢軸方向即為第二補償膜152之第一軸向x，本發明並不限定。

此外，本實施例之第一偏光板14更具有一第一偏光膜142及一第一保護膜143，第一偏光膜142設置於第三補償膜141遠離第一基板11之一側，且第一保護膜143設置於第一偏光膜142遠離第三補償膜141 之一側。另外，第二偏光板15更具有一第二偏光膜153及一第二保護膜154，第二偏光膜153設置於第二補償膜152遠離第二基板12之一側上，且第二保護膜154設置於第二偏光膜153遠離第二補償膜152之一側上。其中，第一偏光膜142與第二偏光膜153的材料分別為單向偏極態材料，並例如但不限於為聚乙烯醇(polyvinyl alcohol，PVA)，且第一偏光膜142與第二偏光膜153的偏振角度互相垂直(例如第一偏光膜142的吸收軸為90度，第二偏光膜153的吸收軸為0度，或相反)。另外，第一保護膜143及第二保護膜154的材料例如但不限於為三醋酸纖維(Triacetyl Cellulose,TAC))。由於第一偏光膜142與第二偏光膜153的材料包含親水性的偏振材料，因此，透過第一保護膜143可保護第一偏光膜142，透過第二保護膜154可保護第二偏光膜153，以免水氣侵入產生化學變化而影響其功能。

另外，本實施例的顯示面板1a更可包括一薄膜電晶體陣列、一彩色濾光陣列及一黑色矩陣層(圖均未顯示)。其中，薄膜電晶體陣列、彩色濾光陣列及液晶層13可形成一畫素陣列。在本實施例中，薄膜電晶體陣列係形成於第一基板11上，使第一基板11成為一薄膜電晶體基板(TFT基板)，而黑色矩陣層與彩色濾光陣列係分別形成於第二基板12上，使第二基板12成為一彩色濾光基板(CF基板)。不過，在另一實施例中，黑色矩陣層或彩色濾光陣列也可分別形成於第一基板11，使其成為一BOA(BM on array)基板，或成為一COA(color filter on array)基板，本發明均不加以限制。此外，顯示面板1a更可包括複數掃描線與複數資料線(圖未顯示)，該等掃描線與該等資料線交錯設置，並例如相互垂直而定義出該畫素陣列的區域。因此，當一背光模組(圖未顯示)發出的光線E依序穿過第一偏光板14、第一基板11(TFT基板)、第一配向層161、液晶層13、第二配向層162、第二基板12(CF基板)及第二偏光板15時，可透過顯示面板1a之各畫素顯示色彩而形成影像，以降低大視角暗態漏光及改善色偏現象，達到較佳的補償效果。

另外，請參照圖1B所示，其為本發明較佳實施例之另一實施態樣的顯示面板1b的示意圖。

與顯示面板1a主要的不同在於，顯示面板1a的第一基板 11為TFT基板，而第二基板12為CF基板，但是在顯示面板1b中，其第一基板11為CF基板，而第二基板12為TFT基板，且背光模組(圖未顯示)發出的光線E依序穿過第二偏光板15、第二基板12(TFT基板)、第二配向層162、液晶層13、第一配向層161、第一基板11(CF基板)及第一偏光板14時，可透過顯示面板1b之各畫素顯示色彩而形成影像。

此外，顯示面板1b的其他技術特徵可參照顯示面板1a的相同元件，不再贅述。

另外，請分別參照圖2A及圖2B所示，其中，圖2A為習知技術之顯示面板以彭卡瑞(Poincaré)球表示之相位角變化示意圖，而圖2B為本發明之顯示面板1a以彭卡瑞球表示之相位角變化示意圖。於此，習知技術的顯示面板一樣具有顯示面板1a的元件(第一基板、第二基板、液晶層、第一偏光板及第二偏光板)，不過，習知顯示面板的第二偏光板之第一補償膜與第二補償膜的特性與顯示面板1a的實施例不同。

於理想情況下觀看顯示面板時，係利用液晶分子及偏光板之補償膜來達到光線通過顯示面板時，其出光的偏極化方向與入光的偏極化方向為正交，亦即使點P2與點P1在軸S1上。

於圖2A的軌跡中，習知顯示面板之背光模組發出的光線，會先經過第一偏光膜形成帶有相位的偏極化光，亦即在軸上點P2位置，然後經由液晶層可提供曲線C1的位相差軌跡補償，其第一補償膜可提供曲線C2的位相差軌跡補償，其第二補償膜可提供曲線C3的位相差軌跡補償，使得在經過第二偏光膜前的帶有相位的偏極化光在點P3的位置，由於點P3與期望要經過第二偏光膜的帶有相位的偏極化光的點P1仍有一間距(相位差)，其中第一補償膜與第二補償膜目的在補償因為光線經過液晶層所產生的相位差而造成的大視角漏光及色偏現象，但由於補償後的光線相位差與期望其通過第一偏光膜形成帶有相位的偏極化光的軸上點P1位置仍有很大的相位差，因此效果仍不理想。

同樣地，於圖2B中，顯示面板1a之液晶層13可提供曲線C1的位相差軌跡補償，第二偏光板15之第一補償膜151可提供曲線C2的位相差軌跡補償，而第二偏光板15之第二補償膜152可提供曲線C3的位 相差軌跡補償。比較圖2A及圖2B可發現，相較於圖2A，圖2B中經過液晶層13、第一補償膜151、第二補償膜152的帶有相位的偏極化光在點P4的位置，其相較於習知圖2A結構中的點P3位置更接近點P1，亦即其軌跡較接近於偏光板的吸收軸位置，故漏光及色偏現象可較習知的更少。

另外，請分別參照圖3A及圖3B所示，其中，圖3A為習知技術之顯示面板的全視角暗態漏光示意圖(Cono圖)，而圖3B為本發明之顯示面板1a的全視角暗態漏光示意圖。

於Cono圖中可看出顯示面板之全視角暗態漏光的狀況。比較圖3A及圖3B可以發現，於全視角暗態漏光的分析中，圖3A之習知顯示面板主要的暗態漏光係集中於45度及135度，且其漏光量的值約介於0.004與0.005之間，但是圖3B之顯示面板1a主要的暗態漏光集中於約200度及325度，且其漏光量的值可低於0.004以下。因此，顯示面板1a的全視角暗態漏光量可比習知技術大約再減少25%左右。

另外，請分別參照圖4A及圖4B所示，其中，圖4A為習知技術之顯示面板的全視角對比示意圖，而圖4B為本發明之顯示面板1a的全視角對比示意圖。

比較圖4A與圖4B也可發現，相較於習知技術，圖4B之顯示面板1a的全視角對比性較習知均勻。

另外，請分別參照圖5所示，其中，圖5為習知技術之顯示面板與本發明之顯示面板1a的全視角色點分佈示意圖。

由圖5可發現，相較於習知技術，顯示面板1a的全視角色點分佈較為集中，其全視角的暗態漏光也較少。

綜上所述，因本發明之顯示面板中，第一配向層與第二配向層具有相同的配向方向，而第一偏光板設置於第一基板遠離第二基板之一側，且第二偏光板設置於第二基板遠離第一基板之一側。另外，第二偏光板之第一補償膜的第一慢軸方向及第二補償膜的第二慢軸方向實質上分別垂直第一配向層與第二配向層的配向方向。藉此，相較於習知技術，本發明的顯示面板可更降低大視角暗態漏光及改善色偏現象，以達到較佳的補償效果。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

1a‧‧‧顯示面板

11‧‧‧第一基板

12‧‧‧第二基板

13‧‧‧液晶層

14‧‧‧第一偏光板

141‧‧‧第三補償膜

142‧‧‧第一偏光膜

143‧‧‧第一保護膜

15‧‧‧第二偏光板

151‧‧‧第一補償膜

152‧‧‧第二補償膜

153‧‧‧第二偏光膜

154‧‧‧第二保護膜

161‧‧‧第一配向層

162‧‧‧第二配向層

d1‧‧‧厚度和

D1‧‧‧第一方向

d2‧‧‧厚度

D2‧‧‧第二方向

D3‧‧‧第三方向

E‧‧‧光線

Claims (10)

1. 一種顯示面板，包括：一第一基板；一第二基板，與該第一基板相對而設；一第一配向層與一第二配向層，設置於該第一基板與該第二基板之間，且分別位於該第一基板與該第二基板上，該第一配向層與該第二配向層具有相同的一配向方向；一第一偏光板，設置於該第一基板遠離該第二基板之一側；以及一第二偏光板，設置於該第二基板遠離該第一基板之一側，並具有一第一補償膜及一第二補償膜，該第一補償膜具有一第一慢軸方向，該第二補償膜具有一第二慢軸方向，且該第一慢軸方向及該第二慢軸方向實質上分別垂直該配向方向。
2. 如申請專利範圍第1項所述之顯示面板，其中該第一補償膜設置於該第二基板上，且該第二補償膜設置於該第一補償膜上。
3. 如申請專利範圍第1項所述之顯示面板，其中該第一補償膜或第二補償膜具有複數個軸向的折射率，且該第一慢軸方向或該第二慢軸方向為該些軸向中，折射率最大的一個軸向。
4. 如申請專利範圍第2項所述之顯示面板，其中該第一補償膜具有一第一軸向的折射率、一第二軸向的折射率及一第三軸向的折射率，該第一補償膜之該第一軸向的折射率大於該第二軸向的折射率，且該第一補償膜之該第二軸向的折射率大於該第三軸向的折射率，則該第一慢軸方向為該第一補償膜之該第一軸向。
5. 如申請專利範圍第4項所述之顯示面板，其中該第二補償膜具有該第一軸向的折射率、該第二軸向的折射率及該第三軸向的折射率，該第二補償膜之該第三軸向的折射率大於該第一軸向的折射率，且該第二補償膜之該第一軸向的折射率大於該第二軸向的折射率，則該第二慢軸方向為該第二補償膜之該第三軸向。
6. 如申請專利範圍第2項所述之顯示面板，其中該第一補償膜具有一第一 軸向的折射率、一第二軸向的折射率及一第三軸向的折射率，該第一補償膜之該第三軸向的折射率大於該第一軸向的折射率，且該第一補償膜之該第一軸向的折射率大於該第二軸向的折射率，則該第一慢軸方向為該第一補償膜之該第三軸向。
7. 如申請專利範圍第6項所述之顯示面板，其中該第二補償膜具有該第一軸向的折射率、該第二軸向的折射率及該第三軸向的折射率，該第二補償膜之該第一軸向的折射率大於該第二軸向的折射率，且該第二補償膜之該第二軸向的折射率大於該第三軸向的折射率，則該第二慢軸方向為該第二補償膜之該第一軸向。
8. 如申請專利範圍第1項所述之顯示面板，其中該第一偏光板具有一零位相差之第三補償膜，該第三補償膜設置於該第一基板遠離該第二基板之一側。
9. 如申請專利範圍第8項所述之顯示面板，其中該第一補償膜及該第二補償膜的厚度和大於該第三補償膜的厚度。
10. 如申請專利範圍第8項所述之顯示面板，其中該第一偏光板更具有一第一偏光膜，該第二偏光板更具有一第二偏光膜，該第一偏光膜設置於該第三補償膜遠離該第一基板之一側，且該第二偏光膜設置於該第二補償膜遠離該第二基板之一側。