專利名稱：液晶顯示器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及帶有補償膜(compensation film)的垂直配向液晶顯示器及
其制造方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在，液晶顯示器廣泛地用作平板顯示器。液晶顯示器具有兩個顯示面 板，其上形成諸如像素電極和公共電極的場發(fā)生電極(field generating electrodes),并且液晶層設(shè)置在這兩個面板之間。在液晶顯示器中，給場發(fā) 生電極施加電壓以在液晶層中產(chǎn)生電場。液晶顯示器的液晶分子的取向由電 場決定。從而，可以控制入射光的偏振而顯示圖像。
根據(jù)所采用的光源，液晶顯示器可以分成背光液晶顯示器、反射液晶顯 示器或透反射液晶顯示器，在背光液晶顯示器中采用設(shè)置在液晶單元背面處 的發(fā)光單元顯示圖像，在反射液晶顯示器中采用外部自然光顯示圖像，在透 反射液晶顯示器中結(jié)合了背光液晶顯示器和反射液晶顯示器的結(jié)構(gòu)。透反射 液晶顯示器可以在沒有外部光源的室內(nèi)或者黑暗的地方以透射模式工作，其 中采用顯示裝置的內(nèi)置光源執(zhí)行圖像顯示，并且可以在戶外高亮度環(huán)境中以 反射模式工作，其中通過反射外部光執(zhí)行圖像顯示。
液晶顯示器可以根據(jù)所采用液晶的特性以垂直配向模式、扭曲向列模式 或者電控雙折射模式工作。
垂直配向模式液晶顯示器的優(yōu)點在于，視角可以足夠?qū)?，以允許從側(cè)面 辨識屏幕圖象而沒有任何灰度反轉(zhuǎn)(gray inversion )。然而，在側(cè)面處會產(chǎn)生 色移，從而會產(chǎn)生光泄漏，并且會降低對比度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供帶有具有不同折射系數(shù)的補償膜的垂直配向液晶顯示器，其 可以在增加對比度的同時減少色移和減少光泄漏。 本發(fā)明還提供制造垂直配向液晶顯示器的方法。本發(fā)明的附加特征將在隨后的描述中闡述，并且將從該描述中部分顯 見，或者可以通過實踐本發(fā)明而知悉。
本發(fā)明揭示的液晶顯示器包括液晶面板，帶有垂直配向液晶層；第一 補償膜，附著到液晶面板的第一基板的薄膜晶體管側(cè)的表面；第一偏振器， 附著到第一補償膜的外表面；第二補償膜，附著到第二基板面對第一基板的 表面；以及第二偏振器，附著到第二補償膜的外表面。第一補償膜和第二補 償膜在厚度和平面內(nèi)相位延遲上彼此不同。
本發(fā)明還揭示制造液晶顯示器的方法，包括制備帶有垂直配向液晶層的 液晶面板，以及將第一補償膜附著到液晶面板的第一基板的薄膜晶體管側(cè)的 表面。其后，將第一偏振器附著到第一補償膜的外表面。將第二補償膜附著 到第二基^反面對第一基板的表面，并且將第二偏振器附著到第二補償膜的外 表面。第 一補償膜和第二補償膜在厚度和平面內(nèi)相位延遲上彼此不同。
應(yīng)當理解的是，前面的總體說明和后面的詳細說明二者都是示范性和說 明性的，并且旨在提供對所要求的本發(fā)明作進一 步的解釋。


包括附圖以提供對本發(fā)明的進一步的理解，附解了本發(fā)明的實施 例，并且被并入且構(gòu)成與本說明書的一部分，其與本說明書一起用于說明本 發(fā)明的原理。
圖l示出了根據(jù)本發(fā)明示范性實施例的液晶顯示器中偏振器和補償膜的 附著關(guān)系；
圖2、圖3和圖4是示出圖1所示的液晶顯示器中光的偏振態(tài)的龐加萊 (Poincare )坐標；
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明另一個示范性實施例的液晶顯示器中的偏振器和 補償膜的附著關(guān)系；
圖6、圖7和圖8是示出圖5所示的液晶顯示器中的光的偏振態(tài)的龐加
萊坐標；
圖9、圖10和圖ll是示出傳統(tǒng)液晶顯示器中光的偏振態(tài)的龐加萊坐標； 圖12示出了示例和比較示例中的延遲Ro和Rth、Nz折射系數(shù)以及總距
離；
圖13是示出在圖12所示的示例中作為Nz折射系數(shù)函數(shù)的總距離的圖線。
具體實施例方式
下面，將參考附圖更加全面地描述本發(fā)明，附圖中示出了本發(fā)明的實施 例。然而本發(fā)明可以以很多不同的形式實施，并且不應(yīng)解釋為限于在此闡述 的實施例。相反，提供這些實施例使得該揭示透徹，并且與本領(lǐng)域的技術(shù)人 員充分傳達本發(fā)明的范圍。在附圖中，為了清楚起見，層和區(qū)域的尺寸和相 對尺寸可能會夸大。附圖中相同的附圖標記表示相同的元件。
應(yīng)當理解的是，當元件或者層被稱為"在"另一個元件或者層"上"或 者"連接到，，另一個元件或者層時，它可以直接在另一個元件或者層上，或 者直接連接到另一個元件或者層，或者可以存在插入元件或者層。相反，當 元件被稱為"直接在"另一個元件或者層"上，，，或者"直接連接到"另一 個元件或者層時，不存在插入元件或者層。
下面，將參考圖1詳細描述#4居本發(fā)明示范性實施例的液晶顯示器。 圖l示出了在根據(jù)本發(fā)明示范性實施例的液晶顯示器中偏振器和補償膜 的附著關(guān)系。
如圖l所示，沖艮據(jù)本發(fā)明示范性實施例的液晶顯示器包括上偏振器22、 上補償膜25、液晶面板300、下補償膜15和下偏振器12。上側(cè)和下側(cè)之間 的辨別這樣進行，上側(cè)對應(yīng)于光入射側(cè)，而下側(cè)對應(yīng)于光出射側(cè)。
首先，將詳細描述液晶面板300。
液晶面板300包括上基板(未示出)、下基板(未示出)和設(shè)置在上基 板與下基板之間的垂直配向液晶層(未示出)。
盡管液晶面板300可以構(gòu)造成各種不同的形式，但是下面描述其有代表 性的結(jié)構(gòu)。
下基板可以包括柵極線、數(shù)據(jù)線和連接到斥冊極線和數(shù)據(jù)線的薄膜晶體 管。柵極線連接到薄膜晶體管的柵極電極，以給薄膜晶體管傳輸掃描信號。 數(shù)據(jù)線連接到薄膜晶體管的源極電極，以給薄膜晶體管傳輸數(shù)據(jù)電壓。薄膜 晶體管的漏極電極連接到像素電極。像素電極以數(shù)據(jù)電壓引起的充電電壓控 制液晶顯示器的配向方向。每個像素電極可以借助于諸如開口或者凸起的域 分隔單元將一個像素區(qū)域分成多個域。像素電極可以用兩個或者多個分開的 電極形成，它們可以彼此結(jié)合成電容器。
8配向?qū)涌梢孕纬稍谙禄褰佑|液晶層的最頂層上。
上基板可以覆設(shè)有具有開口的遮光層(未示出)，并且濾色器(未示出) 可以設(shè)置在遮光層的開口中。遮光層防止光泄漏，并且阻擋在不沿期望方向
取向的區(qū)域中的液晶層。濾色器佳:得可以通過賦予光以色感而顯示顏色，并 且可以包括紅、綠和藍三原色。公共電極形成在濾色器和遮光層上。公共電 極與下基板的像素電極一起產(chǎn)生電場以控制液晶層。與像素電極一樣，在公 共電極上可以形成諸如開口或者凸起的域分隔單元。
配向?qū)涌梢孕纬稍谏匣褰佑|液晶層的最底層上。
作為選擇，遮光層或者濾色器可以形成在下基板上。
補償膜15和25以及偏振器12和22附著到液晶面板300的外表面。 偏振器12和22分別具有吸收軸A，和A以及垂直于吸收軸A，和A的透 射軸。偏振器12和22吸收在吸收軸A，和A方向上偏振的光分量，并且僅 透射在透射軸方向上偏振的光分量。
補償膜15和25分別在x、 y和z軸方向上具有折射系數(shù)nx、 ny和nz。 補償膜15和25在平面內(nèi)x和y軸方向上的折射系數(shù)可以大于垂直于x和y 軸方向的z軸方向上的折射系數(shù)。如果假定補償膜15和25中x軸方向具有 最大的折射系數(shù)，則公式mOny〉nz成立。由于x軸方向上的折射系數(shù)具有 最大值，所以在x軸方向偏振的光變得最慢，因此在下文將x軸方向稱為"慢 軸"。
圖1中，補償膜15和25的慢軸分別由B，和B表示。上偏振器22的吸 收軸A和上補償膜25的慢軸B彼此垂直，下偏振器12的吸收軸A，和下補 償膜15的慢軸B，彼此垂直。
關(guān)于本發(fā)明的示范性實施例，上補償膜25和下補償膜15的在x、 y和z 軸方向上的折射系數(shù)nx、 ny和nz至少之一可以;波此不同。對于各個補償膜 的每一個不方便來表示三個軸向上的相應(yīng)的折射系凄t。出于這樣的原因，如 下定義和采用有代表性的折射系數(shù)(在下文被稱為"Nz折射系數(shù)")來表示 所有三個方向上的折射系數(shù)nx、 ny和nz。 (等式l)
Nz = (nx-nz)/(nx-ny)
對于采用Nz折射系數(shù)，根據(jù)本發(fā)明示范性實施例的上補償膜25和下補 償膜15在Nz折射系數(shù)方面彼此不同，使得上補償膜25的Nz折射系數(shù)小于下補償膜15的Nz折射系數(shù)。
現(xiàn)在，將參考圖2、圖3和圖4詳細描述具有上述識別特征的液晶顯示器。
圖2、圖3和圖4是示出圖1所示液晶顯示器中光的偏振態(tài)的龐加萊坐 標。對于圖2、圖3和圖4所示的示范性實施例，上補償膜25的平面內(nèi)相位 延遲Ro為88nm,厚度方向相位延遲Rth為110 nm, Nz折射系數(shù)為1.76， 而下補償膜15的平面內(nèi)相位延遲Ro為12nm，厚度方向相位延遲Rth為130 nm, Nz折射系數(shù)為10.97。
平面內(nèi)相位延遲Ro和厚度方向相位延遲Rth通過下面的等式2和3來 確定，其中d表示補償膜的厚度。 (等式2)
Ro == (nx-ny)*d (等式3)
Rth = ((nx+ny)/2-nz)*d
對于龐加萊坐標系，通過坐標上的點來表示偏振態(tài)。參考圖2、圖3和 圖4， A，表示的點代表通過下偏振器12的光的偏振態(tài)，并且E表示的點代 表上偏振器22的吸收軸的偏振態(tài)。由于E點對應(yīng)于上偏振器22的吸收軸， 所以光因靠近E點而不會泄漏。同樣，參考圖2、圖3和圖4， R、 G和B 表示各顏色的偏振態(tài)。色移的程度根據(jù)各R、 G和B點的分散度來確定。 隨著各R、 G和B點間距離的加大，色移增加。
圖2示出了光通過下偏振器12和下補償膜15后的偏振態(tài)，圖3示出了 光通過液晶層后的偏振態(tài)，圖4示出了恰好在通過上補償膜25的光入射到 上偏振器22之前的光的偏振態(tài)。
圖2示出了隨著已經(jīng)通過下偏振器12的紅、綠和藍光線透射通過下補 償膜15而改變的光的偏振態(tài)。當各顏色光線通過下偏振器12的透射軸時， 它們包含A，偏振態(tài)，并且由于它們透射通過下補償膜15，所以其偏振態(tài)根 據(jù)光的波長而變化，如圖2所示。
圖3示出了圖2所示的R、G和B光線透射通過液晶層時變化的偏振態(tài)。
如果沒有電場施加給液晶層使得液晶層處于黑色顯示狀態(tài)(垂直配向狀態(tài))， 則液晶層的平面內(nèi)相位延遲Ro為0,厚度方向相位延遲Rth為320 nm。當 厚度方向相位延遲Rth被確定時，可以根據(jù)所采用的液晶的折射系數(shù)特性而 控制垂直配向液晶層的厚度，并且適合于厚度方向相位延遲Rth。
10圖3示出了在R、 G和B光線通過液晶層時變化的光的偏振態(tài)。 圖4示出了光在圖3所示的R、 G和B光線透射通過上補償膜25時變 化的偏振態(tài)。當R、 G和B各射線處于E偏振態(tài)時，所有的光分量被吸收， 從而顯示黑色。然而，如圖4所示，各顏色光線的偏振態(tài)和吸收軸的偏振態(tài) 之間的坐標存在微小的距離，從而產(chǎn)生光泄漏。在測量圖4所示的龐加萊坐 標上的E點和R、 G和B各色點之間的距離時，到R點的距離為0.12245, 到G點的距離為0.00259，到B點的3巨離為0.19509，而這些距離的和為 0.32013 (在下文，R、 G和B各色點和E點之間的距離將被稱為"單位顏色 距離"，而各單位顏色距離的和稱為"總距離，，)。這樣的距離是龐加萊坐標 上的距離，不會脫離其單位而存在，并且光泄漏會與該距離成比例地發(fā)生。 此外，色移的程度根據(jù)R、 G和B坐標的分散度被確定。
現(xiàn)在，將詳細描述根據(jù)本發(fā)明另一個示范性實施例的液晶顯示器。 圖5示出了在根據(jù)本發(fā)明示范性實施例的液晶顯示器中偏振器和補償膜 的附著關(guān)系。
如圖5所示，根據(jù)本發(fā)明示范性實施例的液晶顯示器包括上偏振器22、 上補償膜25、液晶面板300、下補償膜15和下偏振器12。與圖l所示的示 范性實施例不同在于，在圖5所示的示范性實施例中，下補償膜15的慢軸B， 與下偏振器12的吸收軸A'平行。
與圖1所示的液晶顯示面4反300—樣，圖5所示的液晶面板300具有垂 直配向液晶層，并且可以以各種不同的形式構(gòu)造。
補償膜15和25以及偏振器12和22附著到液晶顯示面板300的外表面。
偏振器12和22分別具有吸收軸A，和A以及垂直于吸收軸A，和A的 透射軸。在吸收軸方向上偏振的光分量被吸收，且僅允許透射通過在垂直于 吸收軸方向的透射軸方向上偏振的光分量。
補償膜15和25分別在x、 y和z軸方向上具有折射系數(shù)nx、 ny和nz。 對于補償膜15和25，在平面內(nèi)x和y軸方向上的折射系數(shù)大于垂直于x和 y軸方向的z軸方向上的折射系數(shù)。如果假定補償膜15和25中x軸方向具 有最大的折射系數(shù)，則公式nx^y〉nz成立。由于x軸方向上的折射系數(shù)具 有最大值，所以在x軸方向上偏振的光是最慢的，并且因此可以將x軸方向 稱為"慢軸"。圖5中，補償膜15和25的慢軸分別由B，和B表示。上偏振 器22的吸收軸A和上補償膜25的慢軸B彼此垂直，并且下偏振器12的吸 收軸A，和下補償膜15的慢軸B，彼此平行。關(guān)于本發(fā)明的示范性實施例，上補償膜25和下補償膜15的在x、 y和z 軸方向上的折射系數(shù)nx、 ny和nz至少之一彼此不同。對于各個補償膜的每 一個不方便來表示三個軸向上的相應(yīng)的折射系數(shù)。出于這樣的原因，如下定 義和采用有代表性的折射系數(shù)(在下文被稱為"Nz折射系數(shù)")來表示所有 三個方向上的4斤射系ltnx、 ny和nz。
對于采用Nz折射系數(shù)，上補償膜25和下補償膜15在Nz折射系數(shù)方 面彼此不同，使得上補償膜25的Nz折射系數(shù)小于下補償膜15的Nz折射 系數(shù)。
現(xiàn)在，將參考圖6、圖7和圖8詳細描述具有上述識別特征的液晶顯示器。
圖6、圖7和圖8是示出了根據(jù)本發(fā)明示范性實施例的液晶顯示器中光 的偏振態(tài)的龐加萊坐標。對于圖6、圖7和圖8所示的示范性實施例，上補 償膜25的平面內(nèi)相位延遲Ro為86 nm,厚度方向相4立延遲Rth為109 nm， Nz折射系數(shù)為1.76，而下補償膜15的平面內(nèi)相位延遲Ro為15nm，厚度方 向相位延遲Rth為156 nm,并且Nz折射系數(shù)為10.97。平面內(nèi)相位延遲Ro、 厚度方向相位延遲Rth和Nz折射系數(shù)滿足上述等式1、 2和3。
龐加萊坐標系借助于坐標上的點來表示光的偏振態(tài)。參考圖6、圖7和 圖8， A,表示的點代表通過下偏振器12的光的偏l展態(tài)，E表示的點代表上偏 振器22的吸收軸的偏振態(tài)。由于E點對應(yīng)于上偏振器22的吸收軸，所以光 因靠近E點而不會泄漏。同樣，參考圖6、圖7和圖8， R、 G和B表示各 顏色的偏振態(tài)。色移的程度根據(jù)各R、G和B點的分散度來確定。隨著各R、 G和B點間距離的加大，色移會增加。
圖6示出了光通過下偏振器12和下補償膜15后的偏振態(tài)，圖7示出了 光通過液晶層后的偏振態(tài)，而圖8示出了恰好在通過上補償膜25的光入射 到上偏振器22前的光的偏振態(tài)。
圖6示出了光隨著已經(jīng)通過下偏振器12的紅、綠和藍光線透射通過下 補償膜15而變化的偏振態(tài)。當各顏色通過下偏振器12的透射軸時，它們顯 示出A，偏振態(tài)。隨著光透射通過下補償膜15,其偏振態(tài)根據(jù)光的波長而變 化，如圖6所示。
圖7示出了圖6所示的R、 G和B光線在透過液晶層時改變的偏振態(tài)。 當沒有電場施加給液晶層而處于黑色顯示狀態(tài)(垂直配向狀態(tài))時，液晶層 的平面內(nèi)相位延遲Ro為0,厚度方向相位延遲Rth為320 nm。在厚度方向相位延遲Rth被確定時，可以根據(jù)所采用的液晶的折射系數(shù)特性而控制垂直
配向液晶層的厚度，且可以適合于厚度方向相位延遲Rth。
如圖7所示，當R、 G和B光線通過液晶層時，其偏振態(tài)改變。 圖8示出了圖7所示的R、 G和B光線在透射通過上補償膜25時改變 的偏振態(tài)。當R、 G和B各光線具有E偏振態(tài)時，它們都被吸收，從而顯示 黑色。然而，如圖8所示，各顏色光線的偏振態(tài)和吸收軸的偏振態(tài)之間的坐 標存在微小的距離，并且光被泄漏。如果測量圖8所示的龐加萊坐標上的E 點和R、 G和B各色點之間的單位顏色距離，則R點的距離為0.13204， G 點的距離為0.00364,且B點的距離為0.19433,而其總距離為0.33001。這 樣的距離是龐加萊坐標上的距離，不會脫離其單位而存在，并且光泄漏與該 距離值成比例地發(fā)生。此外，色移的程度可以根據(jù)R、 G和B坐標的分散度 確定。
如上所述，龐加萊坐標基于圖1和圖5所示的本發(fā)明的實施例。與圖2、 圖3和圖4以及圖6、圖7和圖8所示的龐加萊坐標比較，現(xiàn)在將描述有關(guān) 傳統(tǒng)對稱液晶顯示器的龐加萊坐標。
圖9、圖IO和圖11是示出光在傳統(tǒng)對稱液晶顯示器中的偏振態(tài)的龐加
萊坐標。
對于傳統(tǒng)對稱液晶顯示器，上補償膜25和下補償膜15具有相同的Nz值。
圖9、圖10和圖11示出了在如下條件下有關(guān)傳統(tǒng)液晶顯示器的測量結(jié) 果，條件為上補償膜和下補償膜的平面內(nèi)相位延遲Ro為53nm，厚度方向 相位延遲Rth為114nm，而Nz折射系數(shù)為2.67。
參考圖9、圖10和圖11， A，表示的點代表通過下偏振器12的光的偏振 態(tài)，E表示的點代表上偏振器22的吸收軸的偏振態(tài)。由于E點對應(yīng)于上偏 振器22的吸收軸，所以光因靠近E點而不會發(fā)生泄漏。同樣，參考圖9、 圖10和圖11, R、 G和B表示各顏色的偏振態(tài)。色移的程度根據(jù)各R、 G 和B點的分散度來確定。隨著各R、 G和B點間距離的加大，色移會增加。
圖9示出了光通過下偏振器12和下補償膜15后的偏振態(tài)，而圖10示 出了光通過液晶層后的偏振態(tài)。圖11示出了恰好在通過上補償膜'25的光入 射到上偏振器22之前的光的偏振態(tài)。
圖9示出了隨著已經(jīng)通過下偏振器12的紅、綠和藍光線透射通過下補 償膜15而變化的光的偏振態(tài)。已經(jīng)通過下偏振器12的透射軸的各顏色顯示出A，偏振態(tài)，并且當它們透射通過下補償膜15,其偏振態(tài)根據(jù)光的波長而 變化，如圖9所示。
圖10示出了圖9所示的R、 G和B光線透射通過液晶層時變化的光的 偏振態(tài)。當液晶層沒有被施加電場而處于黑色顯示狀態(tài)時，液晶層的平面內(nèi) 相位延遲Ro為0，厚度方向相位延遲Rth為320 nm。隨著厚度方向相位延 遲Rth的確定，垂直配向的液晶層的厚度可以根據(jù)所采用的液晶的折射系數(shù) 特性而控制，并且適合于厚度方向相位延遲Rth。
如圖10所示，當R、 G和B射線通過液晶層時，其偏振態(tài)改變。
圖11示出了在圖IO所示的R、 G和B光線透射通過上補償膜25時變 化的光的偏振態(tài)。當R、 G和B各光線具有E偏振態(tài)時，所有的光分量都被 吸收，從而顯示黑色。然而，如圖11所示，各顏色光線的偏振態(tài)和吸收軸 的偏振態(tài)之間的坐標存在微小的距離，并且光^C泄漏。當在圖11所示的龐 加萊坐標上測量E點和R、 G和B各點之間的單位顏色距離時，R點的距離 為0.12250, G點的距離為0.00874， B點的距離為0.23380,而總距離，即 距離總和為0.36504。這樣的距離是龐加萊坐標上的距離，不會脫離其單位 而存在，并且光泄漏會與該距離值成比例地發(fā)生。此外，色移的程度根據(jù)R、 G和B坐標的分散度確定。
表1 一起列出了圖4、圖8和圖11所示的補償膜的折射系數(shù)以及到E 點的距離。
(表l)
種類圖1的示范性 實施例圖5的示范性實 施例傳統(tǒng)顯示裝置
上補償膜Ro (nm)888653
上補償膜Rth (nm)110109114
上補償膜Nz1.761.762.67
下補償膜Ro(nm)121553
下補償膜RthCnm)130156114
下補償膜Nz10.9710.972.67
R單位顏色距離0.122450.132040.12250
G單位顏色距離0.002590扁640.00874
B單位顏色距離0.195090.194330.23380
J巨"0.320130.330010.36504
14從表1可以清楚地看出，圖1和圖5所示的本發(fā)明的示范性實施例與傳 統(tǒng)顯示器不同。
對于圖1和圖5所示的示范性實施例，R、 G和B各點和E點之間的單 位顏色距離與傳統(tǒng)顯示裝置相比相對較短。圖5的示范性實施例中R的單位 顏色距離略大于傳統(tǒng)液晶顯示器的R單位顏色距離乂人而導(dǎo)致光泄漏，但是G 和B的單位顏色距離可以減小從而降低光泄漏的總量。就是說，上補償膜和 下補償膜在Nz折射系數(shù)上彼此不同，使得上補償膜25的Nz折射系數(shù)可以 小于下補償膜15,由此減少光泄漏。
此外，當R、 G和B各點之間的距離通過圖4、圖8和圖11的R、 G和 B各光線的單位顏色距離而區(qū)別時，對于傳統(tǒng)液晶顯示器，其產(chǎn)生的G和B 光線之間的距離最大，并且隨之導(dǎo)致j:嚴重的色移。
因此，如圖1和圖5所示，上補償膜25和下補償膜15在Nz折射系數(shù) 上彼此不同，由此改善顯示特性。
上補償膜25和下補償膜15在Nz折射系數(shù)方面彼此不同使得上補償膜 25的Nz折射系數(shù)小于下補償膜15的Nz折射系數(shù)的這樣的結(jié)構(gòu)可以借助于 平面內(nèi)相位延遲Ro和厚度方向相位延遲Rth表示。
上補償膜25的平面內(nèi)相位延遲Ro大于下補償膜15的平面內(nèi)相位延遲 Ro，并且上補償膜25的厚度方向相位延遲Rth小于下補償膜15的厚度方向 相位延遲Rth。
就是說，當已經(jīng)通過下偏振器12的光透射通過下補償膜15時，平面內(nèi) 相位延遲Ro的減少使得可以防止R、 G和B點在龐加萊坐標上左右*, 而厚度方向相位延遲Rth的增加使得可以防止R、 G和B點在龐加萊坐標上 上下分散。這樣的特性即使在光通過液晶層后也保持有效。已經(jīng)通過液晶層 的光入射在上補償膜25上。為了使已經(jīng)通過上補償膜25的光聚集到對應(yīng)于 上偏振器22的吸收軸的E點，與下補償膜15相比，上偏振器22構(gòu)造為使 得其平面內(nèi)相位延遲Ro加大，而其厚度方向相位延遲Rth可以減少。因此， 當光通過液晶層時，R、 G和B各點在四個方向上沒有分散以致減少色移， 并且顏色光線易于通過上補償膜聚集到上偏振器22的吸收軸以減少光的泄 漏。當光泄漏被減少時，黑色變得更深，并且因此可以改善對比度(CR)。
現(xiàn)在，將借助于下面的示例描述在形成上補償膜25和下補償膜15中 Nz折射系數(shù)的范圍。圖12示出了示例和比較示例中的相位延遲Ro和Rth、Nz折射系數(shù)和總 距離，而圖13是示出關(guān)于圖12的示例作為Nz折射系數(shù)函數(shù)的總距離的圖線。
對于圖12所示的示例1、 2和3的每一個，上補償膜25具有固定的Nz 值，而利用延遲Ro和Rth改變下補償膜15的Nz值，由此測量總距離。 關(guān)于圖12所示的比較示例，示例了具有最短總距離的傳統(tǒng)對稱液晶顯示器。
對于圖12和圖13所示的示例，液晶的厚度方向相位延遲Rth為320nm (基于黑色顯示狀態(tài))，并且面板溫度為約50度。
對于示例1，上補償膜25的平面內(nèi)相位延遲Ro為103nm,厚度方向相 位延遲Rth為82nm, Nz折射系數(shù)為1.3。其后，改變下補償膜15的平面內(nèi) 相位延遲Ro、厚度方向相位延遲Rth和Nz折射系數(shù)，并且測量其總距離。 與傳統(tǒng)液晶顯示器中的總距離相比，下補償膜15的Nz折射系數(shù)為8.04或 者更大時總距離變?yōu)橄鄬^短。與包含最短總距離的傳統(tǒng)液晶顯示器相比， 可以確定，當下補償膜15具有6或者更大的Nz值時，在示例1中獲得實質(zhì) 上改善的顯示特性。
對于示例2，上補償膜25的平面內(nèi)相位延遲Ro為94nm，厚度方向相 位延遲Rth為94nm， Nz折射系數(shù)為1.5。當下補償膜15的平面內(nèi)相位延遲 Ro、厚度方向相位延遲Rth和Nz折射系數(shù)變化時測量總距離。與涉及傳統(tǒng) 技術(shù)的總距離比較，下補償膜15的Nz折射系數(shù)為7.04或者更大時總距離 變?yōu)橄鄬Χ?。與包含最短總距離的傳統(tǒng)技術(shù)相比，可以確定，當下補償膜15 的Nz值為6或者更大時，示例2中獲得實質(zhì)上改善的顯示特性。
此外，對于示例3，上補償膜25的平面內(nèi)相位延遲Ro為88nm，厚度 方向相位延遲Rth為llOnm, Nz折射系數(shù)為1.76。當下補償膜15的平面內(nèi) 相位延遲Ro、厚度方向相位延遲Rth和Nz折射系數(shù)變化時測量總距離。與 傳統(tǒng)技術(shù)相關(guān)的總距離比較，下補償膜15的Nz折射系數(shù)為7.04或者更大 時總距離相對較短。與包含最短總距離的傳統(tǒng)技術(shù)相比，可以確定，當下補 償膜15的Nz值為6或者更大時，示例3中獲得實質(zhì)上改善的顯示特性。
概括地講，當上補償膜25的Nz折射系數(shù)的范圍為l至2時，下補償膜 15的Nz折射系數(shù)優(yōu)選設(shè)定為6或者更大。然而，當Nz折射系數(shù)超過30時， 平面內(nèi)相位延遲Ro變?yōu)檫^分小的值，可能導(dǎo)致需要處理的問題。因此，下補償膜15的Nz折射系數(shù)的范圍可以為6至30。
對于圖12和圖13所示的示例，在液晶的厚度方向相位延遲Rth為320nm 時進行測量。參考圖12，當垂直配向液晶的厚度方向相位延遲Rth的范圍為 260nm至340nm時，可以加大圖12的上下限范圍。只于于這一點，上補償膜 25的厚度方向相位延遲Rth的范圍可以是80至115，平面內(nèi)相位延遲Ro的 范圍可以是80至110。此外，下補償膜15的厚度方向相位延遲Rth的范圍 可以是130至155，平面內(nèi)相位延遲Ro的范圍可以是5至35。
同樣，上補償膜25和下補償膜15的厚度方向相位延遲Rth之和的范圍 可以是200nm至300nm,上補償膜25和下補償膜15的平面內(nèi)相位延遲Ro 之和的范圍可以是80nm至150nm。當基于液晶層的厚度方向相位延遲Rth 分析補償膜15和25的厚度方向相位延遲Rth之和和平面內(nèi)湘位延遲Ro之 和時，下補償膜15和上補償膜25的厚度方向相位延遲Rth之和的范圍為液 晶層的厚度方向相位延遲Rth的0.6至0.94倍，并且平面內(nèi)相位延遲Ro之 和的范圍為液晶層的厚度方向相位延遲Rth的0.25至0.5倍。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當理解的是，在本發(fā)明中可以進行各種修改和變 化，而不脫離本發(fā)明的精神或者范圍。因此，本發(fā)明旨在覆蓋所提供的落在 所附權(quán)利要求及其等同方案的范圍內(nèi)的各種修改和變化。
本申請要求2008年8月26日提交的韓國專利申請No. 10-2008-0083301 的優(yōu)先權(quán)，因此為了這里全面闡述的所有目的在此一并作為參考。
1權(quán)利要求
1、一種液晶顯示器，包括液晶面板，包括垂直配向液晶層；第一補償膜，附著到所述液晶面板的第一基板的表面，所述第一基板包括薄膜晶體管；第一偏振器，附著到所述第一補償膜的外表面；第二補償膜，附著到第二基板面對所述第一基板的表面；以及第二偏振器，附著到所述第二補償膜的外表面，其中所述第一補償膜和所述第二補償膜在厚度方向相位延遲和平面內(nèi)相位延遲上彼此不同。
2、 如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其中所述第一偏振器和所述第二 偏振器的每個都具有吸收軸，并且所述第一偏振器的吸收軸和所述第二偏振 器的吸收軸彼此垂直。
3、 如權(quán)利要求2所述的液晶顯示器，其中所述第一補償膜和所述第二 補償膜的每個都具有慢軸，并且所述第一補償膜的所述慢軸垂直于所述第一 偏振器的所述吸收軸，所述第二補償膜的所述慢軸垂直于所述第二偏振器的 所述吸收軸。
4、 如權(quán)利要求3所述的液晶顯示器，其中所述第一補償膜和所述第二 補償膜的每個都具有厚度方向相位延遲Rth和平面內(nèi)相位延遲Ro,且所述 第一補償膜和所述第二補償膜在所述平面內(nèi)相位延遲Ro和所述厚度方向相 位延遲Rth上都彼此不同。
5、 如權(quán)利要求4所述的液晶顯示器，其中所述第一補償膜的所述平面 內(nèi)相位延遲Ro小于所述第二補償膜的所述平面內(nèi)相位延遲Ro。
6、 如權(quán)利要求2所述的液晶顯示器，其中所述第一補償膜和所述第二 補償膜的每個都具有慢軸，并且所述第一補償膜的所述慢軸平行于所述第一 偏振器的所述吸收軸，而且所述第二補償膜的所述慢軸垂直于所述第二偏振 器的所述吸收軸。
7、 如權(quán)利要求6所述的液晶顯示器，其中所述第一補償膜和所述第二 補償膜的每個都具有厚度方向相位延遲Rth和平面內(nèi)相位延遲Ro,并且所 述第一補償膜和所述第二補償膜在所述平面內(nèi)相位延遲Ro和所述厚度方向相位延遲Rth上都彼此不同。
8、 如權(quán)利要求7所述的液晶顯示器，其中所述第一補償膜的所述平面 內(nèi)相位延遲Ro小于所述第二補償膜的所述平面內(nèi)相位延遲Ro。
9、 如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其中如果假定所述液晶顯示器的 光入射側(cè)為第二側(cè)，則所述第一補償膜和所述第二補償膜的每個都具有Nz 折射系數(shù)，并且所述第一補償膜的所述Nz折射系數(shù)大于所述第二補償膜的 所述Nz折射系數(shù)。
10、 如權(quán)利要求9所述的液晶顯示器，其中所述第二補償膜的所述Nz 折射系數(shù)的范圍為1至2。
11、 如權(quán)利要求IO所述的液晶顯示器，其中所述第一補償膜的所述Nz 折射系數(shù)的范圍為6至30。
12、 如權(quán)利要求11所述的液晶顯示器，其中當所述液晶顯示器被垂直 配向時，所述液晶層的所述厚度方向相位延遲Rth的范圍為260nrn至340nm。
13、 如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其中所述第一補償膜的所述厚度 方向相位延遲Rth大于所述第二補償膜的所述厚度方向相位延遲Rth。
14、 如權(quán)利要求13所述的液晶顯示器，其中所述液晶層的所述厚度方 向相位延遲Rth的范圍為260nm至340nrn。
15、 如權(quán)利要求14所述的液晶顯示器，其中所述第二補償膜的所述厚 度方向相位延遲Rth的范圍為80nm至115nm,所述第二補償膜的所述平面 內(nèi)相位延遲Ro的范圍為80nm至110nm。
16、 如權(quán)利要求15所述的液晶顯示器，其中所述第一補償膜的所述厚 度方向相位延遲Rth的范圍為130nm至T55nm,并且所述第一補償膜的所述 平面內(nèi)相^f立延遲Ro的范圍為5nm至35nm。
17、 如權(quán)利要求14所述的液晶顯示器，其中所述第一補償膜和所述第 二補償膜的所述厚度方向相位延遲Rth之和的范圍是所述液晶層的所述厚度 方向相位延遲Rth的0.6至0.94倍。
18、 如權(quán)利要求17所述的液晶顯示器，其中所述第一補償膜和所述第 二補償膜的所述平面內(nèi)相位延遲Ro之和的范圍是所述液晶層的所述厚度方 向相位延遲Rth的0.25至0.5倍。
19、 一種制造液晶顯示器的方法，包括 4是供具有垂直配向液晶層的液晶面板；將第一補償膜附著到所述液晶面板的第一基板的表面，所述第一基板包 括薄膜晶體管；將第一偏振器附著到所述第一補償膜的外表面；將第二補償膜附著到第二基板面對所述第一基板的表面；以及 將第二偏振器附著到所述第二補償膜的外表面，其中所述第 一補償膜和所迷第二補償膜在厚度方向相位延遲和平面內(nèi) 相位延遲上4皮此不同。
20、 如權(quán)利要求19所述的方法，其中所述第一偏振器和所述第二偏振器的每個都具有吸收軸，并且所述第一偏振器和所述第二偏振器的所述吸收壽由4皮jt匕l(fā)jL。
21、 如權(quán)利要求20所述的方法，其中所述第一補償膜和所述第二補償 膜的每個都具有慢軸，并且所述第一補償膜的所述慢軸平行于所述第一偏振 器的所述吸收軸，且所述第二補償膜的所述慢軸垂直于所述第二偏振器的所 述吸收軸。
22、 如權(quán)利要求21所述的方法，其中所述第一補償膜和所述第二補償 膜的每個都具有厚度方向相位延遲Rth和平面內(nèi)相位延遲Ro,并且所述第 一補償膜和所述第二補償膜在所述平面內(nèi)相位延遲Ro和所述厚度方向相位 延遲Rth 二者上彼此不同。
23、 如權(quán)利要求22所述的方法，其中所述第一補償膜的所述平面內(nèi)相 位延遲Ro小于所述第二補償膜的所述平面內(nèi)相位延遲Ro。
24、 如權(quán)利要求19所述的方法，其中所述第一補償膜和所述第二補償 膜的每個都具有慢軸，并且所述第一補償膜的所述慢軸垂直于所述第一偏振 器的所述吸收軸，而且所述第二補償膜的所述慢軸垂直于所述第二偏振器的 所述吸收軸。
25、 如權(quán)利要求24所述的方法，其中所述第一補償膜和所述第二補償 膜的每個都具有厚度方向相位延遲Rth和平面內(nèi)相位延遲Ro，并且所述第 一補償膜和所述第二補償膜在所述平面內(nèi)相位延遲Ro和所述厚度方向相位 延遲Rth 二者上4皮此不同。
26、 如權(quán)利要求25所述的方法，其中所述第一補償膜的所述平面內(nèi)相 位延遲Ro小于所述第二補償膜的所述平面內(nèi)相位延遲Ro。
27、 如權(quán)利要求19所述的方法，其中如果假定所述液晶顯示器的光入射側(cè)為第二側(cè)，則所述第一補償膜和所述第二補償膜的每個都具有Nz折射 系數(shù)，并且所述第一補償膜的所述Nz折射系數(shù)大于所述第二補償膜的所述 Nz折射系數(shù)。
28、 如權(quán)利要求27所述的方法，其中所述第二補償膜的所述Nz折射系 數(shù)的范圍為1至2。
29、 如權(quán)利要求28所述的方法，其中所述第一補償膜的所述Nz折射系 數(shù)的范圍為6至30。
30、 如權(quán)利要求29所述的方法，其中如果所述液晶顯示器被垂直配向， 則所述液晶層的所述厚度方向相位延遲Rth的范圍為260nm至340nm。
31、 如權(quán)利要求19所述的方法，其中所述第一補償膜的所述厚度方向 相位延遲Rth大于所述第二補償膜的所述厚度方詢相位延遲Rth。
32、 如權(quán)利要求19所述的方法，其中所述液晶層的所述厚度方向相位 延遲Rth的范圍為260nm至340nm。
33、 如權(quán)利要求32所述的方法，其中所述第二補償膜的所述厚度方向 相位延遲Rth的范圍為80nm至115nm,并且所述第二補償膜的所述平面內(nèi) 相位延遲Ro的范圍為80nm至110nm。
34、 如權(quán)利要求33所述的方法，其中所述第一補償膜的所述厚度方向 相位延遲Rth的范圍為130nm至155nm,并且所述第一補償膜的所述平面內(nèi) 相位延遲Ro的范圍為5nm至35nm。
35、 如權(quán)利要求32所述的方法，其中所述第一補償膜和所述第二補償 膜的所述厚度方向相位延遲Rth之和的范圍是所述液晶層的所述厚度方向相 位延遲Rth的0.6至0.94倍。
36、 如權(quán)利要求35所述的方法，其中所述第一補償膜和所述第二補償 膜的平面內(nèi)相位延遲Ro之和的范圍是所述液晶層的所述厚度方向相位延遲 Rth的0.25至0.5倍。
全文摘要
本發(fā)明提供一種液晶顯示器及其制造方法。本發(fā)明涉及一種垂直配向液晶顯示器的補償膜。上補償膜和下補償膜在折射系數(shù)方面彼此不對稱地不同。
文檔編號G02F1/133GK101661175SQ200910157778
公開日2010年3月3日 申請日期2009年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月26日
發(fā)明者姜聲敏, 李承喜, 申旗澈, 都熙旭, 金智訓(xùn) 申請人:三星電子株式會社