TWI386732B - 液晶顯示器以及雙軸補償膜 - Google Patents

Description

液晶顯示器以及雙軸補償膜

本發明是有關於一種光學膜，且特別是有關於一種雙軸補償膜以及使用此雙軸補償膜之液晶顯示器。

液晶顯示器基本上是由液晶顯示面板與上下偏光片所組成，並且由背光模組提供光源。液晶顯示器之顯像原理是使用電場控制液晶層液晶轉向影響通過下偏光片之線偏光的偏振狀態，經過上偏光片的作用後而產生控制出射光強度的變化進而顯示出亮暗來呈現影像。當操作顯示成暗態時，在正視角可看到全黑的狀態。但是當在側視角觀看時，由於液晶造成位相延遲，光線在通過上下偏光板時無法有效的被阻絕而產生漏光的現象，因此一般大都需要外加補償膜來修正相位延遲的效應。

現有補償膜主流為以外貼的方式貼在液晶顯示面板的外側表面。由於此種外貼示補償膜是以拉伸高分子材料的方式製作，其厚度都在數十微米以上，因此無法製作於液晶顯示面板內(in-cell)。另外，有少部分使用液晶塗佈製程製作補償膜可將其製作於液晶顯示面板內(in-cell)。但此種可製作於液晶顯示面板內的補償膜材料有液晶材料的耐熱性不足以及價格昂貴等問題。

本發明提供一種雙軸補償膜，其可以製作於液晶顯示面板內也可以以外貼方式貼附於液晶顯示面板外側。

本發明提供一種液晶顯示面板，其具有上述之雙軸補償膜。

本發明提出一種液晶顯示器，其包括一液晶顯示面板以及一雙軸補償膜。液晶顯示面板具有一第一表面以及一第二表面。雙軸補償膜位於液晶顯示面板的第一表面上，其中雙軸補償膜包括一C-板補償膜以及位於C-板補償膜上之多個奈米結構以構成一A-板補償膜。

本發明提出一種液晶顯示器，其包括一液晶顯示面板以及一雙軸補償膜。液晶顯示面板包括一第一基板、一第二基板以及第一基板與第二基板之間的一液晶層。雙軸補償膜位於液晶層與第一基板之間，其中雙軸補償膜包括一C-板(C-plate)補償膜以及位於C-板補償膜上之多個奈米結構以構成一A-板(A-plate)補償膜。

本發明提出一種雙軸補償膜，其包括一C-板(C-plate)補償膜以及多個奈米結構。奈米結構位於C-板補償膜上以構成一A-板(A-plate)補償膜。

基於上述，由於本發明之雙軸補償膜包括C-板補償膜以及位於C-板補償膜之多個奈米結構以作為A-板補償膜。由於此雙軸性補償膜可使用具有耐熱性及低成本材料製成，因此可以將其製作於液晶顯示面板內。當然，使用者亦可以以外貼的方式外貼在液晶顯示面板的外側。

為讓本發明之上述特徵能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1A至圖1B是根據本發明一實施例之雙軸補償膜之製造流程示意圖。請參照圖1A，首先在基板100上形成一C-板補償膜102。形成C-板補償膜102的方法例如是採用塗佈的方式，且其材質為一般常用於C-板補償膜102的聚合物材料。此外，基板100可為空白基板或是已經形成有其他膜層或者是元件之基板。

之後，請參照圖1B，對上述之C-板補償膜102進行奈米圖案化程序，其中此奈米圖案化程序是對上述之C-板補償膜102進行局部的圖案化，以保留底部部分的C-板補償膜102a，並且於C-板補償膜102a上形成多個奈米結構102b以作為A-板補償膜。因此C-板補償膜102a與由奈米結構102b構成的A-板補償膜即組成一雙軸補償膜。上述之奈米圖案化程序可以採用雷射、離子束或電子束來圖案化，另外亦可採用微影蝕刻程序或奈米壓印技術來圖案化。

在本實施例中，所形成的奈米結構102b為長條狀結構，每一奈米結構102b的線寬W小於200奈米，且每一奈米結構102b的週期P小於250奈米。較佳的是，每一奈米結構102b的線寬W小於100奈米，且每一奈米結構102b的週期P小於150奈米。此外，上述之奈米結構102b彼此平行排列，且其延伸方向可與所搭配的偏光片的偏光方向有關。

承上所述，在本實施例中，基板100可為空白基板或是已經形成有其他膜層或者是元件之基板。倘若基板100為空白基板，那麼形成在空白基板100上之雙軸補償膜104即可以外貼的方式貼附於液晶顯示面板上。倘若基板100為已經形成有其他膜層或者是元件之基板，那麼此雙軸補償膜104即為製作於液晶顯示面板內(in-cell)之補償膜。以下將說明以外貼的方式將補償膜貼附於液晶顯示面板上以及將補償膜製作於液晶顯示面板內(in-cell)的數個實施例。

圖2為根據本發明一實施例之液晶顯示器之剖面示意圖。請參照圖2，此液晶顯示器包括一液晶顯示面板200、一第一雙軸補償膜250a以及一第二雙軸補償膜250b。較佳的是，此液晶顯示器更包括第一偏光片300a以及第二偏光片300b。值得一提的是，在一些特殊模式之液晶顯示器中，可以不需使用偏光片，或者是僅需在液晶顯示面板的其中一表面設置一偏光片。因此，在本發明之液晶顯示器中，偏光片並非必要的組成元件。

液晶顯示面板200具有一第一表面200a以及一第二表面200b。更詳細而言，液晶顯示面板200包括一第一基板202、一液晶層204以及一第二基板206。第一表面200a為第一基板202的外表面且第二表面200b為第二基板206之外表面。在本實施例中，第一基板202為主動元件陣列基板，其具有一畫素陣列，所述畫素陣列包括多條掃描線、多條資料線、多個薄膜電晶體以及多個畫素電極。第一基板202上更包括一配向層，其覆蓋上述之畫素陣列。第二基板206為彩色濾光基板，其具有一彩色濾光層以及覆蓋彩色濾光層之一電極層。在其他的實施例中，第二基板206亦可為一空白基板或是由一空白基板覆蓋於空白基板上之一電極層所組成，且彩色濾光層是設置在第一基板202上。第二基板206上可更包括一配向層。在此，是以第一基板202為一主動元件陣列基板且第二基板206為一彩色濾光基板為例來說明。然在其他的實施例中，亦可以是第一基板202為一彩色濾光基板且第二基板206為一主動元件陣列基板。

在本實施例中，第一雙軸補償膜250a位於液晶顯示面板200之第一表面200a上，第二雙軸補償膜250b位於液晶顯示面板200之第二表面200b上。第一雙軸補償膜250a以及第二雙軸補償膜250b分別為如圖1所述之雙軸補償膜104(由C-板補償膜102a與奈米結構102b所構成)，或者是如圖1所述之基板100與位於基板100上之雙軸補償膜104。換言之，第一雙軸補償膜250a以及第二雙軸補償膜250b可分別直接形成在第一基板202與第二基板206的表面上，且第一/第二雙軸補償膜250a/250b與第一/第二基板202/206之間無須黏著材料與其他基板。另外，第一雙軸補償膜250a以及第二雙軸補償膜250b亦可為承載在一基板(如圖1之基板100)上之補償膜，且其透過黏著材料將此承載基板與第一/第二基板202/206而黏著在一起。

此外，第一偏光片300a位於第一雙軸補償膜250a上，且第二偏光片300b位於第二雙軸補償膜250b上。由於本實施例之第一雙軸補償膜250a與第二雙軸補償膜250b是位於液晶顯示面板200之外表面(第一表面200a以及第二表面200b)，因此本實施例之雙軸補償膜是以外貼的方式或直接塗佈方式形成於液晶顯示面板200之表面上。

上述圖2之實施例是在液晶顯示面板200的第一表面200a以及第二表面200b分別以貼附方式或直接塗佈方式形成第一雙軸補償膜250a以及第二雙軸補償膜250b。然而，在其他的實施例中，亦可以僅在液晶顯示面板200的其中一表面上以貼附或直接塗佈方式形成雙軸補償膜。如圖3與圖4所示，圖3與圖4之實施例與圖2之實施例相似，不同之處在於在圖3之實施例中，僅於液晶顯示面板200之第一表面200a上以貼附或直接塗佈方式形成雙軸補償膜250a。另外，在圖4之實施例中，僅於液晶顯示面板200之第二表面200b上以貼附或直接塗佈方式形成雙軸補償膜250b。

圖5為根據本發明一實施例之液晶顯示器之剖面示意圖。請參照圖5，此液晶顯示器包括一液晶顯示面板200以及第一偏光片300a與第二偏光片300b。液晶顯示面板200除了包括第一基板202、第二基板206以及液晶層204之外，還包括了第一雙軸補償膜250a以及第二雙軸補償膜250b。換言之，在圖5之實施例中，第一雙軸補償膜250a以及第二雙軸補償膜250b是形成在液晶顯示面板200的內部。

更詳細而言，第一基板202為主動元件陣列基板，其具有一畫素陣列，所述畫素陣列包括多條掃描線、多條資料線、多個薄膜電晶體以及多個畫素電極。第一雙軸補償膜250a覆蓋在上述之畫素陣列上。因此第一雙軸補償膜250a是位於第一基板202之畫素陣列與液晶層204之間。在本實施例中，第一雙軸補償膜250a是直接形成在畫素陣列上，因此此第一雙軸補償膜250a即同如圖1之雙軸補償膜104。由於第一雙軸補償膜250a是設置在鄰接液晶層204之處，且第一雙軸補償膜250a上具有作為A-板補償膜之奈米結構，此奈米結構可同時對液晶層204之液晶分子產生配向的作用。因此，本實施例將第一雙軸補償膜250a設置於液晶顯示面板200內可同時具有配向層之功能，因而可以省去傳統配向層的製作。

第二基板206為彩色濾光基板，其具有一彩色濾光層以及覆蓋彩色濾光層之一電極層。在其他的實施例中，第二基板206亦可為一空白基板或是由一空白基板覆蓋於空白基板上之一電極層所組成，且彩色濾光層是設置在第一基板202上。第二雙軸補償膜250b覆蓋在上述之第二基板206上。因此第二雙軸補償膜250b是位於第二基板206與液晶層204之間。在本實施例中，第二雙軸補償膜250b是直接形成在第二基板206上，因此此第二雙軸補償膜250b即同如圖1之雙軸補償膜104。類似地，由於第二雙軸補償膜250b是設置在鄰接液晶層204之處，且第二雙軸補償膜250b上具有作為A-板補償膜之奈米結構，此奈米結構可同時對液晶層204之液晶分子產生配向的作用。因此，本實施例將第二雙軸補償膜250b設置於液晶顯示面板內可同時具有配向層之功能，因而可以省去傳統配向層的製作。

同樣地，此液晶顯示器更可包括第一偏光片300a以及第二偏光片300b，第一偏光片300a位於液晶顯示面板200之第一表面200a上，且第二偏光片300b位於液晶顯示面板200之第二表面200b上。值得一提的是，在一些特殊模式之液晶顯示器中，可以不需使用偏光片，或者是僅需在液晶顯示面板的其中一表面設置一偏光片。因此，在本發明之液晶顯示器中，偏光片並非必要的組成元件。

上述圖5之實施例是在液晶顯示面板200的第一基板202以及第二基板206上分別形成第一雙軸補償膜250a以及第二雙軸補償膜250b。然而，在其他的實施例中，亦可以僅在液晶顯示面板200的其中一基板上形成雙軸補償膜。如圖6與圖7所示，圖6與圖7之實施例與圖5之實施例相似，不同之處在於在圖6之實施例中，僅於液晶顯示面板200之第一基板202上形成雙軸補償膜250a，此雙軸補償膜250a可同時作為第一基板202之配向層之用，因此在第二基板206上可另外形成一傳統配向層150。另外，在圖7之實施例中，僅於液晶顯示面板200之第二基板206上形成雙軸補償膜250b，此雙軸補償膜250b可同時作為第二基板206之配向層之用，因此在第一基板202上可另外形成一傳統配向層150。

圖8為根據本發明一實施例之液晶顯示器的剖面示意圖。圖8之實施例與圖6之實施例相似，也就是，其僅在第一基板202上設置第一雙軸補償膜250a，且於第二基板206上設置配向層150，而兩者不同之處在於圖8之實施例更在第二基板200上設置一傳統補償膜160，其位於配向層150與第二基板206之間。換言之，在圖8之實施例中，第一基板202上是採用本發明之具有配向功能的雙軸補償膜250a，而第二基板206上則是設置傳統的配向層以及傳統的補償膜。

圖9為根據本發明一實施例之液晶顯示器的剖面示意圖。圖9之實施例與圖7之實施例相似，也就是，其僅在第二基板206上設置第二雙軸補償膜250b，且於第一基板202上設置配向層150，而兩者不同之處在於圖9之實施例更在第一基板200上設置一傳統補償膜160，其位於配向層150與第一基板202之間。換言之，在圖9之實施例中，第二基板206上是採用本發明之具有配向功能的雙軸補償膜250b，而第一基板202上則是設置傳統的配向層以及傳統的補償膜。

上述圖2至圖4之實施例是以外貼或直接塗佈方式將本發明之雙軸補償膜形成於液晶顯示面板的外表面。另外上述圖5至圖9之實施例是將本發明之雙軸補償膜製作於液晶顯示面板內。然，本發明不限於上述實施例，在其他的實施例中，亦可以是將外貼或直接塗佈方式與製作於液晶顯示面板內的方式兩者合併在一起，如下所述。

圖10是根據本發明一實施例之液晶顯示面板的剖面示意圖。請參照圖10，在圖10之實施例中，第一雙軸補償膜250a是設置在液晶顯示面板200的第一表面200a上，且第二雙軸補償膜250b是位於第二基板206與液晶層204之間。換言之，第一雙軸補償膜250a是以外貼或直接塗佈方式形成於液晶顯示面板200的外表面，而第二雙軸補償膜250b則是製作於液晶顯示面板200的內部。由於第二雙軸補償膜250b是製作於液晶顯示面板200的內部，且其與液晶層204鄰接，因此第二雙軸補償膜250b可以同時作為第二基板206之配向層之用。然而，因為第一雙軸補償膜250a是以外貼或直接塗佈方式形成於液晶顯示面板200之第一基板202的外表面，因此第一基板202與液晶層204之間可另外設置一傳統配向層150。類似地，在此實施例中，液晶顯示器亦可包括第一偏光片300a以及第二偏光片300b，第一偏光片300a位於第一雙軸補償膜250a上，且第二偏光片300b位於液晶顯示面板200之第二表面200b上(第二基板206之表面上)。

圖11是根據本發明一實施例之液晶顯示面板的剖面示意圖。請參照圖11，在圖11之實施例中，第一雙軸補償膜250a是設置在第一基板202與液晶層204之間，且第二雙軸補償膜250b是位於液晶顯示面板200的第二表面200b上。換言之，第一雙軸補償膜250a是製作於液晶顯示面板200的內部，而第二雙軸補償膜250b則是以外貼或直接塗佈方式形成於液晶顯示面板200的外表面。由於第一雙軸補償膜250a是製作於液晶顯示面板200的內部，且其與液晶層204鄰接，因此第一雙軸補償膜250a可以同時作為第一基板202之配向層之用。然而，因為第二雙軸補償膜250b以是外貼或直接塗佈方式形成於液晶顯示面板200之第二基板206的外表面，因此第二基板206與液晶層204之間可另外設置一傳統配向層150。類似地，在此實施例中，液晶顯示器亦可包括第一偏光片300a以及第二偏光片300b，第一偏光片300a位於液晶顯示面板200之第一表面200a上(第一基板202之表面上)，且第二偏光片300b位於第二雙軸補償膜250b上。

綜上所述，由於本發明之之雙軸補償膜包括C-板補償膜以及位於C-板補償膜之多個奈米結構以作為A-板補償膜。由於此雙軸性補償膜可使用具有耐熱性及低成本材料製成，因此可以將其製作於液晶顯示面板內。當然，使用者亦可以以外貼或直接塗佈方式形成於液晶顯示面板的外側。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100．．．基板

102,102a．．．C-板補償膜

102b．．．奈米結構

104．．．雙軸補償膜

150．．．配向層

160．．．補償膜

200．．．液晶顯示面板

202a．．．第一表面

202b．．．第二表面

202．．．第一基板

204．．．液晶層

206．．．第二基板

250a,250b．．．雙軸補償膜

300a,300b．．．偏光片

W．．．線寬

P．．．週期

圖1A至圖1B是根據本發明一實施例之雙軸補償膜之製造流程示意圖。

圖2至圖11至根據本發明數個實施例之液晶顯示器之剖面示意圖。

100．．．基板

102a．．．C-板補償膜

102b．．．奈米結構

104．．．雙軸補償膜

Claims (25)

1. 一種液晶顯示器，包括：一液晶顯示面板，其具有一第一表面以及一第二表面；一第一雙軸補償膜，位於該液晶顯示面板的該第一表面上，其中該第一雙軸補償膜包括一第一C-板(C-plate)補償膜以及位於該第一C-板補償膜上之多個第一奈米結構以構成一第一A-板(A-plate)補償膜，其中所述第一A-板補償膜的該些第一奈米結構與所述第一C-板補償膜接觸，且所述第一A-板補償膜的該些第一奈米結構的材料與所述第一C-板補償膜的材料相同。
2. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示器，其中每一第一奈米結構的線寬小於200奈米，且每一第一奈米結構的週期小於250奈米。
3. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示器，其中每一第一奈米結構的線寬小於100奈米，且每一第一奈米結構的週期小於150奈米。
4. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示器，更包括：一第一偏光片，位於該第一雙軸補償膜上；以及一第二偏光片，位於該液晶顯示面板之該第二表面上。
5. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示器，更包括一第二雙軸補償膜，位於該液晶顯示面板的該第二表面 上，其中該第二雙軸補償膜包括一第二C-板(C-plate)補償膜以及位於該第二C-板補償膜上之多個第二奈米結構以構成一第二A-板(A-plate)補償膜。
6. 如申請專利範圍第4項所述之液晶顯示器，其中每一第二奈米結構的線寬小於200奈米，且每一第二奈米結構的週期小於250奈米。
7. 如申請專利範圍第4項所述之液晶顯示器，其中每一第二奈米結構的線寬小於100奈米，且每一第二奈米結構的週期小於150奈米。
8. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示器，其中該液晶顯示面板包括：一第一基板；一第二基板；以及一液晶層，位於該第一基板與該第二基板之間，其中該第一雙軸補償膜位於該第一基板之一表面上。
9. 如申請專利範圍第8項所述之液晶顯示器，更包括一第二雙軸補償膜，位於該液晶層與該第二基板之間，其中該第二雙軸補償膜包括一第二C-板(C-plate)補償膜以及位於該第二C-板補償膜上之多個第二奈米結構以構成一第二A-板(A-plate)補償膜。
10. 如申請專利範圍第9項所述之液晶顯示器，其中每一第二奈米結構的線寬小於200奈米，且每一第二奈米結構的週期小於250奈米。
11. 如申請專利範圍第9項所述之液晶顯示器，更包 括一配向層，位於該第一基板與該液晶層之間。
12. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示器，其中該第一基板與該第二基板其中之一為一主動元件陣列基板，且另一為一彩色濾光陣列基板。
13. 一種液晶顯示器，包括：一液晶顯示面板，其包括一第一基板、一第二基板以及該第一基板與該第二基板之間的一液晶層；以及一第一雙軸補償膜，位於該液晶層與該第一基板之間，其中該第一雙軸補償膜包括一第一C-板(C-plate)補償膜以及位於該第一C-板補償膜上之多個第一奈米結構以構成一第一A-板(A-plate)補償膜，其中所述第一A-板補償膜的該些第一奈米結構與所述第一C-板補償膜接觸，且所述第一A-板補償膜的該些第一奈米結構的材料與所述第一C-板補償膜的材料相同。
14. 如申請專利範圍第13項所述之液晶顯示器，其中每一第一奈米結構的線寬小於200奈米，且每一第一奈米結構的週期小於250奈米。
15. 如申請專利範圍第13項所述之液晶顯示器，其中每一第一奈米結構的線寬小於100奈米，且每一第一奈米結構的週期小於150奈米。
16. 如申請專利範圍第13項所述之液晶顯示器，更包括一第一偏光片，位於該第一基板之一表面上；以及一第二偏光片，位於該第二基板之一表面上。
17. 如申請專利範圍第13項所述之液晶顯示器，更包括一第二雙軸補償膜，位於該液晶層與該第二基板之間，其中該第二雙軸補償膜包括一第二C-板(C-plate)補償膜以及位於該第二C-板補償膜上之多個第二奈米結構以構成一第二A-板(A-plate)補償膜。
18. 如申請專利範圍第17項所述之液晶顯示器，其中每一第二奈米結構的線寬小於200奈米，且每一第二奈米結構的週期小於250奈米。
19. 如申請專利範圍第17項所述之液晶顯示器，其中每一第二奈米結構的線寬小於100奈米，且每一第二奈米結構的週期小於150奈米。
20. 如申請專利範圍第13項所述之液晶顯示器，更包括一配向層，位於該液晶層與該第二基板之間。
21. 如申請專利範圍第13項所述之液晶顯示器，更包括：一配向層，位於該液晶層與該第二基板之間；以及一補償膜，位於該配向層與該第二基板之間。
22. 一種雙軸補償膜，包括：一C-板(C-plate)補償膜；以及多個奈米結構，位於該C-板補償膜上以構成一A-板(A-plate)補償膜，其中所述A-板補償膜的該些奈米結構與所述C-板補償膜接觸，且所述A-板補償膜的該些奈米結構的材料與所述C-板補償膜的材料相同。
23. 如申請專利範圍第22項所述之雙軸補償膜，其中 每一奈米結構的線寬小於200奈米，且每一奈米結構的週期小於250奈米。
24. 如申請專利範圍第22項所述之雙軸補償膜，其中該C-板補償膜的材質與該些奈米結構的材質相同。
25. 如申請專利範圍第22項所述之雙軸補償膜，其中每一奈米結構的線寬小於100奈米，且第二奈米結構的週期小於150奈米。