TWI305860B

TWI305860B - In-plane switching liquid crystal display comprising compensation film for angular field of view using negative biaxial retardation film and (+) c-plate

Info

Publication number: TWI305860B
Application number: TW094100552A
Authority: TW
Inventors: Byoung Kun Jeon; Sergey Belyaev; Jeong Su Yu; Nikolay Malimonenko
Original assignee: Lg Chemical Ltd
Priority date: 2004-01-09
Filing date: 2005-01-07
Publication date: 2009-02-01
Also published as: EP1702233A2; CN101103305A; JP2015062088A; JP2012185509A; KR100601920B1; US7283189B2; EP1702233B1; WO2005065057A2; WO2005065057A3; JP4907993B2; EP2485084A3; KR20050073221A; EP1702233A4; JP2006520008A; US20050200792A1; JP6238912B2; JP2010186200A; JP5383594B2; JP5921317B2; EP2485084A2

Description

1305860 九、發明說明：【發明所屬之技術領域】

本發明係有關於一種液晶顯示器（Liquid crystal display > LCD )，特別係關於一種以負雙軸相位差膜與+ C-板作為補償膜之液晶顯示器，改善以具有正介電異向性的液晶（△ ε > 0 )，或具有負介電異向性的液晶（△ ε < 〇 )填充之橫向電場切換液晶顯示器（In-plane switching Liquid crystal display，IPS-LCD )的視角特性。【先前技術】美國專利第3 80783 1號中曾發表關於IPS-LCD的專利，但上述專利中，並未使用視角的補償膜。而未使用視角補償膜的IPS-LCD於傾斜角的暗狀態下，相對的有較大的漏光，因而造成低對比值之缺點。【發明内容】因此，本發明係提供一種 IPS-LCD，將傾斜角的暗狀態下之漏光最小化，使正面及傾斜角具有高對比特性、低色偏（Color shift)。 IPS-LCD視角特性低下的原因，可大致區分為二，其中之一係因視角依存於吸收軸互相垂直之偏光板，另一原因係因視角依存於IPS-LCD面板的雙折射特性。為補償此二原因造成的視角低下，認為必須使用負雙 5 1305860 軸相位差膜與+ c -板，進而以上述二種相位差膜設計視角補償膜，以實現廣視角的特性。另外，為適當的補償視角，必須依配置於偏光板與液晶胞之間的負雙軸相位差膜與+ C -板的順序，適當的決定負雙軸相位差膜的光軸方向。

為達成上述目的，本發明係提供一種IPS液晶顯示器，以負雙軸相位差膜與+ c -板解決視角的問題點。具體來說，本發明係提供一種IP S液晶顯示器，於包含一第一偏光板、水平配向且以具有正介電異向性的液晶（△ ε > 0 ) 或具有負介電異向性的液晶（△ ε < 0 )來填充之一液晶胞、以及一第二偏光板之IP S液晶顯示器中，第一偏光板的吸收軸垂直於第二偏光板的吸收軸，液晶胞内的液晶的光軸平行於相鄰之第一偏光板的吸收軸，其中，至少包含一負雙軸相位差膜（nx>ny>nz)、以及一 + C-板（nx=ny < nz )，以補償視角，負雙軸相位差膜與+ C-板係位於偏光板與液晶胞之間，此時，負雙軸相位差膜的光軸與（a ) 相鄰於負雙軸相位差膜之偏光板，或（b )負雙軸相位差膜與液晶胞相鄰時，相鄰於液晶胞之偏光板的吸收軸互相垂直。對比值為晝面鮮明的一指標，對比值越高，則畫面越鮮明。IPS-LCD係傾斜角70 °時的對比值特性最差，如傾斜角7 0 °時的對比值有所改善，則全視角的對比值亦會有所改善。僅使用偏光板時，傾斜角70 °時的最小對比值係1 0 : 1 以下，而使用本發明之+ C -板與負雙軸相位差膜時至少可 6 1305860 得2 0 : 1。傾斜角7 0 °時最佳的最小對比值係2 0 : 1。【實施方式】以下更詳細的說明本發明。第1圖係IPS-LCD的基本構造示意圖。

IP S-LCD包含第一偏光板1、第二偏光板2以及液晶胞 3。第一偏光板的吸收軸4垂直於第二偏光板的吸收軸5，且第一偏光板的吸收軸4平行於液晶胞的光軸6。第2圖所示係二偏光板的吸收軸4、5與液晶胞的光軸6。使用本發明之補償膜的液晶顯示器係液晶胞内的液晶光軸6位於平行於偏光板的内面之LCD元件，包含第一偏光板1、液晶胞3以及第二偏光板2。其中液晶胞3係水平配向於二玻璃基板之間，以具有正介電異向性的液晶（△ ε>0)或具有負介電異向性的液晶（Δε <0)來填充。第一偏光板的吸收軸4垂直於第二偏光板的吸收軸5 ’液晶胞内的液晶光軸6平行於相鄰之第一偏光板的吸收軸4 ’第一基板15與第二基板1 6的任一方上，於相鄰於液晶層之表面内形成包含電極對之主動矩陣驅動電極（Active matrix drive electrode ) ° 本發明之IPS-LCD液晶胞的相位差值以波長550nm時於200〜350nm的範圍為較佳。加電壓於IPS-LCD時，為使光通過第一偏光板線偏光 90°後通過液晶層再線偏光〇 °而成為明狀態’ IPS-LCD面板 7 1305860 的相位差值必須為589nm (人所能感覺到最亮的單色光）的半波長’為使其成為白色’依所使用的液晶的波長分散性’可些許調節半波長的長短。因此，相位差值以589nm 單色光的半波長之295nm前後的範圍為較佳》本發明之LCD包含將液晶多領域（Multi-domain)配向者’或依所加之電壓區分多領域者。

依包含電極對之主動矩陣驅動電極的模式，LCD可區分為橫向電場切換（In-plane switching，IPS )、或超級橫向電場切換（Super in-plane switching，SUPER-IPS) 、或邊界電場切換（Fringe filed switching，FFS)者。而本發明之 IPS-LCD 亦包含 SUPER-IPS、FFS 及 Reverse-TN IPS 等。為補償IPS-LCD的視角，本發明係組合+ C-板與負雙軸相位差膜來使用。以組合使用+ C-板與負雙軸相位差膜來補償IPS-LCD的視角，即可實現廣視角的特性。 + C-板與相鄰之負雙軸相位差膜的膜厚方向相位差值的總合為正值，因雙軸相位差膜的面内相位差值發揮A-板的機能，可使偏光板與IPS-LCD面板所發生之漏光最小化。如第3圖所示，從補償IPS-LCD視角所使用的相位差膜的折射率來看’如面内折射率中的X軸方向的折射率為 nx 8、Y軸方向的折射率為ny 9、膜厚方向的折射率、亦即 Z軸方向的折射率為nz 1 〇，此時’依折射率的大小，即可決定相位差膜的特性。 8 1305860 三軸方向的折射率t，雙軸方向的折射率相異時，稱之為單轴相位差膜，單軸相位差膜可定義如下。 (1 ) nx > ny = nz時，稱之為+ A板，以位於内面之二折射率的差與膜的厚度，定義面内相位差值（In-plane retardation value ) 。【數式1】

Rin = dx ( nx - ny )

上述數式中d為膜的厚度。 (2) nx=ny<nz時，稱之為+ C板，以面内折射率與膜厚方向折射率的差與膜的厚度，定義膜厚方向相位差值 (Thickness retardation value )。【數式2】

Rin = dx ( nz — ny ) 上述數式中d為膜的厚度。 + C 板係面内相位差值（In-plane retardation value) 幾乎為0，而膜厚方向相位差值為正值之膜。補償IPS-LCD的視角所使用之+ C板的膜厚方向相位差值係5 5 Onm時5 0〜5 0 Onm範圍的數值為較佳。為使偏光板的暗狀態下透過的光最小化，必須為正的膜厚方向相位差值，但使用負雙軸相位差膜時，因無正的膜厚方向相位差值，必須藉由+ C板減少膜厚方向相位差值或使其為正值。可補償偏光板與IPS-LCD面板的視角之膜厚方向相位差值的範圍係5 0 n m至5 0 0 n m，因此必須減少 9 1305860 負的膜厚方向相位差值，合乎上述範圍。薄膜的波長分散特丨生，使其有 '的膜厚方向相位差值以 wavelength dispersion dispersion )、逆波長分 dispersion)。包含正I、士常波長分、平波長分政特性（flat wavelength 散特性（normal 散特性 reverse wavelength 三軸方向的折射率洛+ 白相異時，雙軸相位差膜可定義如下。如面内折射率中的袖方 ,9、膜厚方向稱之為雙軸相位差膜向的折射率為向的析射率為 Y轴方折射率為nz 10，nx>ny> 雙細相位差膜同時具有面 nz時，稱之為負雙軸相位走膜，内相位差值與膜厚方向相位產"值- R i n , b i a X i a 1 = d X ( η χ 〜、 ay ) Rth, biaxial = dx ( n2η Λ ny ) 上述數式中d為膜的厚度。 • 為補償IPS-LCD的視角時具有20〜200nm範圍的&負的相位差膜於波長550nm 固的面内相位差值，且具右售的膜厂θ 方向相位差值，而以5 50 值且具有負的膜尽數值較佳。以有_5〇nm〜-3〇〇nm範圍的薄膜的波長分散特性，人 ,. 匕含正常波長分散特性（normal wavelength dispersion )、平， v ,. .X '皮長刀散特性（flat wavelength dispersion )、逆波長八 gdispersion)。（ averse wavelength 10 1305860 第4、5、6、7圖所示，係包含+ C-板與負雙軸相位差膜的視角補償膜的構造。

包央於二垂直之偏光板之間的液晶胞3係液晶分子7 的光軸平行於IP S面板基板的配置，對齊配向方向。相鄰於背光板之第一偏光板的吸收抽4平行於配向方向6時’ 稱之為0型IPS-LCD，相鄰於背光板之偏光板的吸收軸4 垂直於配向方向6時，稱之為E型IPS-LCD。如以相鄰於背光板之第一偏光板1作為下偏光板，以遠離背光板的第二偏光板2作為上偏光板，二偏光板即成為互相垂直的狀態。為發揮補償視角的機能，必須包夾二種相位差膜於IPS 液晶胞3與偏光板之間。相位差膜的光軸1 3可平行或垂直於相鄰之偏光板的吸收軸5。光軸的方向取決於相位差膜的配置順序。以A -板補償偏光板時，A -板的光軸必須與偏光板的透過軸一致。如+ C-板相鄰於偏光板，則A-板必須垂直於遠離之偏光板的吸收轴，如A -板相鄰於偏光板，則A -板必須垂直相鄰之偏光板的吸收軸。另一方面，補償IPS-LCD的視角所使用的二種相位差膜之中，如以負雙軸相位差膜 12作為第一型態的相位差膜，以+ C -板作為第二形態的相位差膜時，積層二種膜時，以第二型態的相位差膜的膜厚方向相位延遲的絕對值大於第一形態的相位差膜的膜厚方向相位延遲的絕對值為較 11 1305860 佳。

(R t h ) +C-plate〉I R b i a x i a 1 I 為改善IPS-LCD的視角特性，補償膜的膜厚方向相位差值的總合以正值為較佳。上述條件亦意指補償膜的膜厚方向相位差值的總合必須為正值。

本發明之第一較佳實施例係提供一種 IPS液晶顯示器，其中，負雙軸相位差膜12與+ C -板1 1係位於液晶胞3 與第二偏光板2之間，+ C -板位於負雙軸相位差膜1 2與液晶胞3之間，負雙軸相位差膜的光轴1 3垂直於相鄰之第二偏光板的吸收軸5。 A -板的光軸與相鄰之偏光板的透過軸一致，才有可能以垂直偏光板使漏光最小化。為使偏光板的吸收軸垂直於透過軸，負雙軸相位差膜的光轴必須垂直於相鄰之第二偏光板的吸收軸。此時，+ C-板以波長550nm時50〜500nm的範圍的膜厚方向相位差值為較佳。現在可製作出的負雙軸相位差膜的膜厚方向相位差值為一50〜一300nm。因此，必須使+ C-板的膜厚方向相位差值的總合為正值，為補償IPS-LCD的視角，膜厚方向相位差值總合以+ 5 0〜3 0 0 n m的範圍之數值為較佳。另外，為補償IPS-LCD的視角，必要的負雙軸相位延伸膜的面内相位差值以1 5 Onm以下為較佳。以第4圖所示之第一較佳實施例之包含視角補償膜之 12 1305860 IPS-LCD的構造來說，如以下所述。負雙軸相位差膜與+ C-板位於第二偏光板2與液晶胞 3之間，負雙軸相位差膜相鄰於第二偏光板2。負雙軸相位差膜的光軸1 3垂直於第二偏光板的吸收軸5。背光板必須配置於相鄰於第一偏光板之處，如配置於第二偏光板，視角的補償特性將會改變。如此的配置下，使用實際的相位差膜的設計值時，模

擬結果如第1表所示》第1表第一偏光板的内部保護 IPS面板 + C-板相位差值負雙軸相位差膜第二偏光板的内部保護傾斜角70° 的最小對比膜 Rin(nm) Rth(nm) 膜 300 67 -226 65 249 69 -178 88 COP 200 75 -145 COP 107 133 110 -48 150 108 139 -8 143 290nm 315 40 -320 25 80"mTAC 160 60 -160 COP 27 120 66 -128 30 COP 133 110 -48 TAC 150 COP 153 66 -33 80 β mTAC 125 COP 226 42 -15 ΡΝΒ Rth= -160nm 75 13

1305860 IPS-LCD的視角特性取決於如何設計偏光板的内護膜、+ C -板、負雙軸相位差膜的相位差值。第1表係以第一偏光板的内部保護膜、+ C-板的差值、負雙軸相位差膜的相位差值、第二偏光板的内護膜的相位差值模擬視角特性的結果。 IPS-LCD具有傾斜角 70 °時顯示最小對比的特性此，傾斜角7 0 °時的最小對比值為明辨對比特性改善情指標。使用一般的偏光板而未使用視角補償膜之IP S 的傾斜角7 0 °時最小對比係1 0 ·· 1以下。因此，如第1 示的構造，任一對比特性皆有所改善，另外，這些結最大對比值之設計值，為最佳對比特性的構造。本發明之第二較佳實施例係提供一種IPS-LCD元其中，負雙軸相位差膜1 2與+ C -板1 1位於液晶胞3 二偏光板2之間，負雙軸相位差膜位於+ C -板與液晶間，負雙軸相位差膜的光轴1 3平行於第二偏光板的吸 5 ° 為補償IPS-LCD的視角，負雙軸相位差膜的光軸垂直於相鄰之偏光板的吸收軸。但從配置順序來看，板相鄰於第二偏光板，因此負雙軸相位差膜會受到第光板的影響。因此，負雙軸相位差膜的光軸必需垂直於第一偏的吸收軸，而與第二偏光板的吸收軸一致。以第5圖所示之第二較佳實施例之包含視角補償部保相位部保，因況的 LCD 表所果中件，與第胞之收軸必須 + C-一偏光板膜之 14 1305860 IPS-LCD的構造來說，如以下所述。負雙軸相位差膜與+ C-板位於第二偏光板2與IPS液晶胞3之間，+ C -板相鄰於第二偏光板2。負雙轴相位差膜的光軸1 3平行於第二偏光板的吸收軸5。如此的配置下，使用實際的相位差膜的設計值時，模擬結果如第2表所示。第2表第一偏光板的内部保護膜 IPS面板負雙軸相位差膜 + C_板相位差值第二偏光板的内部保護膜傾斜角70° 的最小對比 Rin(nm) Rth(nm) COP 290nm 77 -165 305 80 β mTAC 95 COP 77 -165 420 PNB Rth= -160nm 86 80 β mTAC 90 -162 390 PNB Rth= -160nm 25 COP 74 -162 230 COP 100

第2表係以偏光板内部保護膜的相位差值、+ C-板的相位差值、負雙軸相位差膜的相位差值模擬視角7 〇 °時對比特性的結果。 IPS-LCD具有傾斜角70°時顯示最小對比的特性，使用一般的偏光板而未使用補償膜之IPS-LCD的傾斜角70 °時最小對比係10 : 1以下。因此，如第2表所示，傾斜角7 0 。時對比特性有所改善，即為全視角方向對比特性有所改善。 15 1305860 光與與第須於收第 /-«*✓ 大之與板軸模本發明之苐三較佳實施例係提供一種IPS-LCD元件其中，負雙軸相位差膜1 2與第一 + C -板1 1位於第二偏板2與液晶胞3之間。第二+ C -板1 4位於第一偏光板1 液晶胞3之間，第一 + C -板1 1位於負雙軸相位差膜12 液晶胞3之間，負雙軸相位差膜的光軸1 3垂直於相鄰之二偏光板的吸收轴5。

為補償IPS-LCD的視角，負雙軸相位差膜的光軸必與相鄰之偏光板的吸收軸一致。因偏光板的透過軸垂直吸收軸，負雙軸相位差膜的光轴必須垂直於偏光板的吸轴 0 此時，負雙軸相位差膜的面内相位差值以 20 2 0 0 n m，膜厚方向相位差值總合以 5 0〜-3 0 0 n m為較佳。一 + C -板與第二+ C -板係‘膜厚方向相位差值的總合以5 0 500nm為較佳。另外，二+ C -板的膜厚方向相位差值的總合，必須於負雙轴相位差膜的膜厚方向相位差值的總合。以第6圖所示之第三較佳實施例之包含視角補償膜 IPS-LCD的構造來說，如以下所述。負雙軸相位差膜與第一 + C-板1 1位於第二偏光板2 IP S液晶胞3之間，負雙轴相位差膜1 2相鄰於第二偏光 2，負雙軸相位差膜的光軸13垂直於第二偏光板的吸收 5。第二+ C-板位於第一偏光板1與IPS液晶胞3之間。如此的配置下，使用實際的相位差膜的設計值時， 16 1305860 擬結果如第3表所示。第3表第一偏光板的内部保護膜第二+ C-板相位差值 IPS面板第一+ C-板相位差值負雙軸相位差膜第二偏光板的内部保護膜傾斜角70°的最小對比 Rin(nm) Rth(nm) 80 β mTAC 145 290nm 272 93 -128 94 80//mT AC 110 215 92 -102 COP 136 80 β mTAC 76 235 77 -160 100 PNB 220 215 92 -102 COP 125 PNB 220 215 92 -102 80 β mTAC Rth= -65nm 33

第3表係以第一偏光板内部保護膜的相位差值、第二偏光板的内部保護膜的相位差值、第一 + C-板的相位差值、第二+ C -板的相位差值、負雙軸相位差膜的相位差值模擬視角70°時最小對比特性的結果。本發明之第四較佳實施例係提供一種IPS-LCD元件，負雙軸相位差膜12與第一 + C-板11位於第二偏光板2與液晶胞3之間，第二+ C -板1 4位於第一偏光板1與液晶胞 3之間，第一 + C -板1 1位於負雙軸相位差膜12與第二偏光板2之間，負雙軸相位差膜的光軸1 3平行於第二偏光板的吸收轴5。為改善IPS-LCD的視角特性，負雙軸相位差膜的光軸必須垂直於相鄰之偏光板的吸收軸。如第7圖所示，因+ 17 1305860 c -板包夾於第二偏光板與負雙軸相位差膜，負雙軸相位差膜與第一偏光板發生作用，負雙軸相位差膜的光軸必須與第一偏光板的透過軸一致。因第一偏光板的透過轴與第二偏光板的吸收軸一致，負雙軸相位差膜的光軸必須與第二偏光板的吸收轴一致。以第7圖所示之第四較佳實施例之包含視角補償膜之 IPS-LCD的構造來說，如以下所述。

負雙軸相位差膜與第一 + C-板位於第二偏光板2與 IPS液晶胞3之間，第一 + C-板相鄰於第二偏光板2。負雙軸相位差膜的光軸1 3平行於第二偏光板的吸收軸5。第二 + C-板位於第一偏光板1與IPS液晶胞3之間。如此的配置下，使用實際的相位差膜的設計值時，模擬結果如第4表所示。第4表第一偏光板的内部保護膜第二+ C-板相位差值 IPS面板負雙軸相位差膜第--H C-板相位差值第二偏光板的内部保護膜傾斜角70° 的最小對比 Rin(nm) Rth(nm) 80"mTAC 110 290nm 88 -65 163 COP 150 PNB Rth= -160nm 220 88 -65 163 COP 140 PNB Rth= -160nm 220 88 -65 237 80 β mTAC 135 18 1305860 PNB PNB 220 88 -65 350 125 Rth= -160nm Rth= -160nm 第4圖〜第7圖所示之IPS-LCD包含以二垂直偏光板 1、2與液晶胞3、第二偏光板2與液晶胞3所包夾之至少一負雙軸相位差膜1 2與至少一 + C -板1 1的構造。

對角線方向係相對於偏光板的吸收軸4 5 °的方向，垂直偏光板的狀態下，IPS-LCD 的視角特性最差的方向。以本發明之二相位差膜作為IPS-LCD視角補償膜，即可改善對角線方向的視角特性。本發明中之偏光板亦可包含内部、外部保護膜。為保護偏光元件的延伸聚乙烯醇（Polyvinyl alchol， PVA )偏光板可包含具有膜厚方向相位差值之三醋酸酯纖維素（Triacetata cellulose 1 TAC ) 、聚冰片豨 (Polynorbornene，PNB )保護膜，或無膜厚方向相位差值之無延伸環烯（Cyclo-olefin，COP )等内部保護膜。 IPS-LCD的視角的補償特性會受到保護偏光元件所使用的保護膜的影響。使用如TAC膜一般具有膜厚方向相位差值之保護膜時，會發生降低視角補償性的情況。而使用如無延伸COP —般的等方性膜作為偏光板的保護膜時，可確保良好的視角補償特性。第一偏光板的内部保護膜與第二偏光板的内部保護膜中之任一者或二者以具有 0或負的膜厚方向相位差值為較 19 1305860 佳。因相鄰於偏光板的+ c -板與偏光板的内部保護膜之相位差值將互相抵銷。

另一方面’第一偏光板1與第二偏光板2的内部保護膜，以選自延伸未COP、 40从mTAC、8〇 # mTAC、PNB 所成之群組中的材料來製作為較佳。

第一形態的相位差膜之負雙軸相位差膜.丨2所使用的膜可舉例如單軸延伸之TAC、單軸延伸之pNB、雙軸延伸之聚碳酸J旨（Polycarbonate，PC)等。第二相位差膜u ( + c-板）可舉例如聚合物材料或uv硬化型液晶膜，可使用之膜可舉例如垂直配向之液晶膜（H〇me〇tr〇pic aHgned liquid crystal film)、雙轴延伸之 pc 等。本發明中之負雙軸相位差膜丨2可作為偏光板内部保護膜。偏光板内部保護膜的目的係保護偏光元件，因此，可使用具有保護偏光板機能之透明材料。因負雙軸相位差膜可作為具有保護偏光係具有保護偏光板機能之透明材料，板機能的相位差膜。另外，本發明中> 1 ^ + c -板1 1亦可作為偏光板的保護膜0因+ c -板係具有你崎μ丨， ’保濩偏先板機能之透明材料，可作為具有保護偏光板機能的相位差膜。 -般來說’最常以TAC作為偏光板保護膜的材料，因 TAC *有負的膜厚方向相位差值，直接以負雙軸相位差膜作為偏光板的保護膜脖 ,^ ' 有降低負的膜厚方向相位差值的效果。因此，作為+ C-虹々 20 1305860 視角（參考第1表）。偏光板的内部保護膜具有負的膜厚方向相位差值時，為使膜厚方向相位差值總合大於〇，必須使用相位差值大的 + C -板，偏光膜的内部保護膜具有0或更小的負值時，使用相位差值小的+ C-板可改善視角特性。 (範例1 )

第1表中所示之IPS-LCD，係由填充2.9 Ai m的晶隔間距，3 °預傾角，介電異向性△ ε = + 7，雙折射率△ 7? = 0.1 的液晶之IP S液晶胞所構成。而負雙軸相位差膜12係由延伸之TAC膜所構成，其面内相位差值Rin = 1 1 〇nm、膜厚方向相位差值Rth^-^Snm。+ C-板11為UV硬化之垂直配向液晶膜，其相位差值Rth = 1 3 3nm。二偏光板包含相位差值幾乎為0的COP内部保護膜。使用如此的視角補償膜時，相對於全方位角，傾斜角7 0 °之最小對比值的模擬結果為 150 ：卜 (範例2 ) 第1表中所示之IPS-LCD，係由填充2.9 # m的晶隔間距，3°預傾角，介電異向性△ ε = +7，雙折射率△ 7? = 0.1 的液晶之IPS液晶胞所構成。而負雙軸相位差膜1 2係由延伸之TAC膜所構成，其面内相位差值Rin = 66nm、膜厚方向相位差值Rth=-128nm。+ C-板11為UV硬化之垂直配向液晶膜，其相位差值Rth=120nm。第一偏光板1的内部保護膜係由 TAC膜所構成，其膜厚方向相位差值Rth = 21 1305860 -65nm。第二偏光板2的内部保護膜係相位差值幾乎為〇的 COP内部保護膜所構成。使用如此的視角補償膜時，相對 ' 於全方位角，傾斜角70。之最小對比值的模擬結果為30:1。 (範例3 ) 第1表中所示之IPS-LCD，係由填充2 9以m的晶隔間距，3 °預傾角，介電異向性Δ e = + 7，雙折射率△ α = 〇1 的液晶之ip s液晶胞所構成。而負雙轴相位差膜^ 2係由延 • 伸之TAC膜所構成，其面内相位差值nin=110nm、膜厚方向相位差值Rth=-48nm。+C-板11為UV硬化之垂直配向液晶膜’其相位差值Rth= l33nm。第—偏光板1的内部保護膜係由COP所構成。第二偏光板2的内部保護膜係由延伸之TAC膜所構成。使用如此的視角補償膜時，相對於全方位角’傾斜角70。之最小對比值的模擬結果為1 5〇 : 1。 (範例4 ) 第2表中所示之IPS_LCD，係由填充29//111的晶隔間 • 距，3預傾角，介電異向性△ ε = +7，雙折射率△々的液晶之ips液晶胞所構成。而負雙軸相位差膜丨2係由延伸之TAC膜所構成，其面内相位差值77nm、膜厚方向相位差值Rth= _165nm。+ 〇板12為uv硬化之垂直配向液晶膜，其相位差值Rth= 305nm。第一偏光板1的内部㈣膜係由COP所構成。第二偏光板2的内部保護琪係由 8〇/zm的TAC膜所構成，其骐厚方向相位差值Rth = -65nm。使用如此的視角補償膜時，相對於全方位角，傾斜 22 I3〇586〇角7 0 °之最小對比值的模擬結果為9 5 : 1。 (範例5 )

第2表中所示之IPS-LCD ’係由填充2.9 " m的晶隔間距’3。預傾角，介電異向性△ ε = +7’雙折射率△ 0 = 〇.1 的液晶之IPS液晶胞所構成。而負雙軸相位差膜12係由延伸之TAC膜所構成，其面内相位差值Rin=r 77nm、膜厚方向相位差值Rth s-MSnm。第· HC-板11為UV硬化之垂直配向液晶膜，其相位差值Rth = 420nm。第—偏光板1的内邹保護膜係由COP所構成°第二偏光板2的内部保護膜係由具有負的膜厚方向相位差值之PNB所構成’其膜厚方向相位差值Rth = - 1 60nm。使用如此的視角補償膜時’相對於全方位角，傾斜角7 〇。之最小對比值的模擬結果為8 6 ·· 1。 (範例6 ) 第2表中所示之IPS-LCD’係由填充2.9//m的晶隔間距，3。預傾角’介電異向性△ ε二+ 7 ’雙折射率△ D = 〇. 1 的液晶之ips液晶胞所構成°而負雙轴相位差膜12係由延伸之TAC膜所構成，其面内相位差值Rin = 74nm、膜厚方向相位差值Rth= _162nm。+ C-板1 1為UV硬化之垂直配向液晶膜，其相位差值Rth== 23〇nm。第一偏光板1的内部保護膜係由C〇P所構成。第二偏光板2的内部保護膜係由 COP所構成。使用如此的視角補償膜時，相對於全方位角，傾斜角7〇。之最小對比值的模擬結果為1 00 : 1。 (範例7 ) 23 1305860 第3表中所示之Ips_LCD ’係由填充2 瓜的晶隔間距，3。預傾角，介電異向性△ ε = + 7 ,雙折射率△ π = 的液ΒΒ之IPS液晶胞所構成。而負雙軸相位差膜12係由延伸之TAC膜所構成，其面内相位差值Rin= 92nm、膜厚方向相位差值_1 〇2nm。第二+ C-板1 1為UV硬化之垂直配向液晶膜，其相位差值llOnm。第一 + C-板12 為uv硬化之垂直配向液晶膜，其相位差值Rth= 215nm。第一偏光板1的内部保護膜係由80 μ in的TAC所構成，其膜厚方向相位差值= _65nm。第二偏光板2的内部保護膜係由C 0 P所構成。使用如此的視角補償膜時，相對於全方位角4員斜角7 〇。之最小對比值的模擬結果為1 3 6 : 1。 (範例8 ) 第3表中所示之IPS_LCD，係由填充2.9/z m的晶隔間預傾角’介電異向性△ ε = +7，雙折射率Α π = 〇.! 的液晶之ips液晶胞所構成。而負雙軸相位差膜12係由延伸之TAC.膜所構成，其孕内相位差值Ίη = 92nm、膜厚方向相位差值Rth= -102nm。第二+ C-板1 1為UV硬化之垂直配向液晶骐，其相位差值220nm。第一 + C-板14 為UV硬化之垂直配向液晶膜，其相位差值Rt)l= 215nm。第一偏光板1的内部保護膜係由PNB所構成，其膜厚方向相位罢插 p m Kth=-I60nm。第二偏光板2的内部保護膜係由 C0P所構成。使用如此的視角補償膜時，相對於全方位角，傾斜角7 〇之最小對比值的模擬結果為丨2 5 : 1。 24 1305860 (範例9 ) 第4表中所示之IPS-LCD ’係由填充2 9 a m的晶隔間距，3 °預傾角，介電異向性Δ ε = + 7，雙折射率△ π = 〇.工的液晶之ips液晶胞所構成。而負雙軸相位差膜12係由延伸之TAC膜所構成，其面内相位差值Rin：= 88nm、膜厚方向相位差值Rth = _65nm。第二+ C-板11為uv硬化之垂直配向液晶膜·’其相位差值Rth==110nm。第一 + C-板14為 uv硬化之垂直配向液晶膜，其相位差值Rth= 163nm。第一偏光板1的内部保護膜係由8 0 # m的τ AC所構成，其膜厚方向相位差值Rth=_65nm。第二偏光板2的内部保護膜係由COP所構成。使用如此的視角補償膜時，相對於全方位角，傾斜角70°之最小對比值的模擬結果為ι5〇 :丄。 (範例_ 1 0 ) 第4表中所示之；IPS —LCD，係由填充2 m的晶隔間距，3°預傾角，介電異向性△ ε = + 7，雙折射率△ 〇 = 的液晶之..IP S液晶胞所構成。而負：雙軸相位差膜·丨2係由延伸之TAC膜所構成，其面内相位差值Rin== 88nm、膜厚方向相位差值Rth = - 65nra。第二+ C-板1 1為UV硬化之垂直配向液晶膜’其相位差值Rth= 220nm。第一 + C-板14為 UV硬化之垂直配向液晶膜，其相位差值Rth= 163ηιη。第一偏光板1的内部保護膜係由PNB所構成，其膜厚方向相位差值Rth = _160nm。第二偏光板2的内部保護膜係由c〇p 所構成。使用如此的視角補償膜時’相對於全方位角，傾 25 1305860 斜角7 0 °之最小對比值的模擬結果為1 4 0 : 1。由上述本發明之各實施例可知，應用本發明具有下列優點：利用負雙軸相位差膜與+ C-板改善IPS液晶顯示器的正面與傾斜角之對比特性，使暗狀態下視角的色偏最小化。【圖式簡單說明】

第1圖係IPS-LCD的基本構造示意圖；第2圖係第1圖所示基本構造中，偏光板的吸收軸與 IPS-LCD面板的液晶的光轴配置示意圖；第3圖係相位差膜的折射率示意圖；第4圖係本發明之第一較佳實施例，包含視角補償膜之IPS-LCD的構造示意圖；第5圖係本發明之第二較佳實施例，包含視角補償膜之IPS-LCD的構造示意圖；第6圖係本發明之第三較佳實施例，包含視角補償膜之IPS-LCD的構造示意圖；以及第7圖係本發明之第四較佳實施例，包含視角補償膜之IPS-LCD的構造示意圖。【主要元件符號說明】 1 :第一偏光板 2 :第二偏光板 3 :液晶胞 4 :吸收軸 26 1305860 5 :吸收軸 7 :液晶分子 9 : Y軸折射率 11:第一 + C-板 1 3 :光軸 6 光轴 8 : X軸折射率 1 0 : Z軸折射率 12 :負雙軸相位差膜 14:第二 + C-板 27

Claims

1305860 十、申請專利範圍： 1. 一種IPS液晶顯示器，包含：一第一偏光板；一液晶胞，其係水平配向，且以具有正介電異向性的液晶（A e > 0 )或具有負介電異向性的液晶（△ e < 0 ) 來填充之；以及

一第二偏光板，其中該液晶胞内液晶之光軸係配置於與該等偏光板平行的一平面中，該第一偏光板的吸收軸垂直於該第二偏光板的吸收轴，該液晶胞内的液晶的光軸平行於相鄰之該第一偏光板的吸收抽；以及至少一負雙軸相位差膜（nx > ny > nz )以及至少一+C-板（nx = ny < nz )，用以補償視角，該負雙軸相位差膜與該 + C-板係位於該偏光板與該液晶胞之間，其中，該負雙軸相位差膜的光軸係配置成（a )與相鄰於負雙軸相位差膜之偏光板的吸收轴垂直，或（b )若負雙軸相位差膜與該液晶胞相鄰時，與相鄰於該液晶胞之偏光板的吸收轴互相垂直；上述之nx、ny係面内折射率，nz係薄膜的膜厚方向折射率，負雙軸相位差膜包含負的膜厚方向相位差值（Rth, biaxui=dx(nz— ny) ’ d係膜的厚度）與正的面内相位差值 (Rin, biaxia1=dx(nx — ny) ，d 係膜的厚度），+C -板包含旗厚方向相位差值Rth, + c- plate=dx(nz— ny)。 28

1305860 袁 I 2.如申請專利範圍第1項所述之IPS液晶顯示器，該負雙軸相位差膜與該+ C -板係位於該液晶胞與該第光板之間，該+ C -板係位於該負雙軸相位差膜與該液之間，該負雙軸相位差膜的光軸垂直於相鄰之該第二板的吸收軸。 3.如申請專利範圍第1項所述之IP S液晶顯示器，該負雙軸相位差膜與該+ C -板係位於該液晶胞與該第光板之間，該負雙軸相位差膜係位於該+ C -板與該液之間，該負雙軸相位差膜的光軸平行於相鄰之該第二板的吸收軸。 4.如申請專利範圍第1項所述之IPS液晶顯示器，該負雙軸相位差膜與第一 + C -板係位於該第二偏光板液晶胞之間，第二+ C -板係位於該第一偏光板與該液之間，該第一 + C -板係位於該負雙軸相位差膜與該液之間，該負雙轴相位差膜的光軸垂直於相鄰之該第二板的吸收軸。 5 .如申請專利範圍第1項所述之IP S液晶顯示器’ 該負雙軸相位差膜與第一 + C -板係位於該第二偏光板液晶胞之間，第二+ C -板係位於該第一偏光板與該液之間，該第一 + C -板係位於該負雙軸相位差膜與該第其中二偏晶胞偏光其中二偏晶胞偏光其中與該晶胞晶胞偏光其中與該晶胞二偏 29 1305860 % I 光板之間，該負雙軸相位差膜的光軸平行於該第二偏光板的吸收軸。 6.如申請專利範圍第1至5項任一項所述之IP S液晶顯示器，其中該液晶胞在波長5 5 0 n m時的相位差值係2 0 0〜 3 5 Onm 〇

7.如申請專利範圍第1至5項任一項所述之IPS液晶顯示器，其中該+ c -板的膜厚方向相位差值大於負雙轴相位差膜的膜厚方向相位差的絕對值（（Rth ) + C - plate > I Rth， biaxial I )。 8.如申請專利範圍第1至5項任一項所述之IP S液晶顯示器，其中該+ C-板於波長5 50nm時膜厚方向相位差值係介於50〜500nm的範圍。

9.如申請專利範圍第1至5項任一項所述之IP S液晶顯示器，其中該負雙轴相位差膜於波長5 5 Onm時，面内相位差值為20〜200nm，膜厚方向相位差值於波長5 50nm時為 —50 〜一300nm 〇 1 〇.如申請專利範圍第2項所述之IPS液晶顯示器，其中該負雙軸相位差膜與該+ C-板的膜厚方向相位差值在 30 1305860 5 5 0 n m時的總和為+ 5 0〜+ 3 0 0 n m。 1 1 ·如申請專利範圍第2項所述之IP S液晶顯示器，其中該負雙軸相位差膜於波長 5 5 Onm時面内相位差值至多 1 5 Onm。

12.如申請專利範圍第1至5項任一項所述之IP S液晶顯示器，其中該負雙軸相位差膜係由單軸延伸之三醋酸酯纖維素、單軸延伸之聚冰片烯、雙軸延伸之聚碳酸酯或UV 硬化形液晶膜所成者。 13. 如申請專利範圍第1至5項任一項所述之IP S液晶顯示器，其中該+ C -板係作為偏光板的保護膜。 14. 如申請專利範圍第1至5項任一項所述之IPS液晶顯示器，其中該第一偏光板的内部保護膜與該第二偏光板的内部保護膜中至少一者或兩者係〇或負的膜厚方向相位差值。 1 5 .如申請專利範圍第1至5項任一項所述之IP S液晶顯示器，其中該第一偏光板或該第二偏光板的内部保護膜製作材料，係選自由未延伸之環烯、4 0 // m之三醋酸酯纖維素、8 0 /z m之三醋酸酯纖維素以及聚冰片烯所成之群組 31 1305860 中 ο 16.如申請專利範圍第1至5項任一項所述之IP S液晶顯示器，其中該負雙轴相位差膜係作為偏光板的内部保護膜。

1 7.如申請專利範圍第1至5項任一項所述之IP S液晶顯示器，其中該+ C-板係由聚合物材料或UV硬化型液晶膜所製成者。

32 1305860 七 t曰定本本明說。單圖簡 4號第符 ••表為代圖件表元 :代之圖定圖表指表 ^案代

膜板率率差f 光射射位+C 偏軸折Ϊ相二二收軸軸車軸I 第吸光XZ雙第 1 :第一偏光板 3 ·液晶胞 5 :吸收軸 7 :液晶分子 9 : Y轴折射率 11:第一 +C -板 1 3 :光軸

八、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式：無

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