專(zhuān)利名稱(chēng)：Va模式液晶顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種正面對(duì)比度(front contrast ratio)得到改良的垂直配向 (vertically aligned, VA)模式液晶Il示器。
背景技術(shù)：
目前，液晶顯示器的對(duì)比度(contrast ratio, CR)正在不斷提高之中。具體而言， VA模式液晶顯示器具有以下優(yōu)勢(shì)其法向CR(在下文中稱(chēng)為“正面CR”)高于其他模式，且現(xiàn)已作出各種研究及開(kāi)發(fā)來(lái)進(jìn)一步增強(qiáng)此優(yōu)勢(shì)。因此，在近6年中，VA模式液晶顯示器的正面CR已自約400增大至約8000，或增加了約20倍。舉例而言，作為一種提高透射率(transmittance)的方式，已知一種彩色濾光器位于陣列上(color filter on array, C0A)結(jié)構(gòu)(例如，專(zhuān)利參考文獻(xiàn)1、2以及3)。在 COA結(jié)構(gòu)中，數(shù)值孔徑(numerical aperture)可較大，因此白色顯示級(jí)別(white level of diaplay)時(shí)的透射率可得到提高。目前，公眾特別高度關(guān)注環(huán)境問(wèn)題，而采用此類(lèi)COA結(jié)構(gòu)來(lái)提高透射率可有助于降低功率消耗且自環(huán)境問(wèn)題的觀(guān)點(diǎn)而言頗為有利。正面CR取決于兩種透射率，即白色顯示級(jí)別時(shí)的透射率與黑色顯示級(jí)別時(shí)的透射率(白色亮度與黑色亮度)，因此無(wú)法僅藉由提高透射率來(lái)改良正面CR。即使可提高白色顯示級(jí)別時(shí)的透射率，但當(dāng)黑色顯示級(jí)別時(shí)的透射率同時(shí)提高時(shí)，便無(wú)法獲得高的CR。為了藉由采用一種能夠改良白色顯示級(jí)別時(shí)的透射率的結(jié)構(gòu)來(lái)提高正面CR，在采用此結(jié)構(gòu)時(shí)控制黑色透射率的增加頗為重要。另一方面，在液晶顯示器中，重要的是不僅正面CR較高，而且斜向CR(在下文中， 此可被稱(chēng)為“視角CR”)亦較高。已提出各種使用延遲膜(retardation film)的技術(shù)來(lái)減少VA模式液晶顯示器中黑色顯示級(jí)別時(shí)的斜向漏光(例如，專(zhuān)利參考文獻(xiàn)4)。一般而言， 于液晶單元(liquid-crystal cell)之前側(cè)與后側(cè)上設(shè)置延遲膜，液晶單元存在于延遲膜之間的中心處，其中此二延遲膜共有為對(duì)顯示器進(jìn)行光學(xué)補(bǔ)償所需的延遲作用。一般而言， 對(duì)此種用于光學(xué)補(bǔ)償?shù)慕M合，采用兩種系統(tǒng)。在一種系統(tǒng)中，各自分別設(shè)置于前側(cè)與后側(cè)上的延遲膜同等地具有相同的延遲作用；且此種系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)在于可在其中使用同一類(lèi)型的薄膜。在另一種系統(tǒng)中，則使設(shè)置于任一側(cè)上的延遲膜具有較大的延遲作用；且就成本而言，此種系統(tǒng)為有利的，乃因其能藉由利用廉價(jià)延遲膜的組合來(lái)達(dá)成光學(xué)補(bǔ)償。在后一種系統(tǒng)中，一般而言，在實(shí)際使用中，使欲設(shè)置于后側(cè)上的延遲膜具有較大延遲作用。一個(gè)原因在于生產(chǎn)成本。關(guān)于此種原因，專(zhuān)利參考文獻(xiàn)5言及如下內(nèi)容“在本發(fā)明的?；w維素膜 (cellulose acylate film)僅用作一個(gè)偏振器(polarizer)的保護(hù)膜(介于液晶單元與偏振膜之間)的情形中，其可位于上偏振器(觀(guān)察者側(cè))或下偏振器(背光側(cè))其中的任一側(cè)上而無(wú)功能問(wèn)題。然而，當(dāng)其用于上偏振器的一側(cè)上時(shí)，功能膜必須被提供于觀(guān)察者側(cè) (上側(cè))上，由此可能會(huì)降低生產(chǎn)力，并且因此，其在很多情形中可能會(huì)被用于下偏振器的一側(cè)上，且此可為一更佳的實(shí)施例?！钡诙€(gè)原因在于自耐沖擊性(impact resistance)以及耐受環(huán)境變化(包括溫度變化以及濕度變化)的觀(guān)點(diǎn)而言，較佳將具有較大延遲作用的薄膜配置于后側(cè)上。[現(xiàn)有技術(shù)參考文獻(xiàn)][專(zhuān)利參考文獻(xiàn)][專(zhuān)利參考文獻(xiàn) 1] JP-A2005-99499[專(zhuān)利參考文獻(xiàn) 2] JP-A2005-258004[專(zhuān)利參考文獻(xiàn) 3]JP_A2005_3733[專(zhuān)利參考文獻(xiàn) 4] JP-A2006-184640[專(zhuān)利參考文獻(xiàn) 5] JP-A2006-241293,

發(fā)明內(nèi)容
[本發(fā)明欲解決的問(wèn)題]本發(fā)明人已試圖藉由在VA模式液晶顯示器中采用COA結(jié)構(gòu)來(lái)改良正面CR，但已得知正面CR無(wú)法藉由此舉而得到改良。作為進(jìn)一步研究的結(jié)果，本發(fā)明人已得知，一個(gè)原因是存在有助于減少VA模式液晶顯示器的黑色顯示級(jí)別時(shí)在斜向發(fā)生的漏光(亦即有助于改良顯示器的視角CR)的延遲膜。具體而言，已得知，倘若在具有上述一般構(gòu)造(其中具有高延遲作用級(jí)別的延遲膜被設(shè)置于后側(cè)上)的VA模式液晶顯示器中合并有COA結(jié)構(gòu)，則不僅正面CR得不到改良，而且其反而變得更糟。據(jù)本發(fā)明人所知，可以說(shuō)在此以前在具有延遲膜的VA模式液晶顯示器中采用COA結(jié)構(gòu)時(shí)尚不了解所述問(wèn)題。具體而言，本發(fā)明的一目標(biāo)在于，當(dāng)在具有延遲膜的VA模式液晶顯示器中采用 COA結(jié)構(gòu)時(shí)解決所述問(wèn)題。具體而言，本發(fā)明的一目標(biāo)在于提供一種其正面對(duì)比度得到改良的具COA結(jié)構(gòu)的VA模式液晶顯示器。[解決所述問(wèn)題的方法]如上所述，作為刻苦研究的結(jié)果，本發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)，當(dāng)采用COA結(jié)構(gòu)時(shí)，數(shù)值孔徑擴(kuò)大，且因此白色顯示級(jí)別時(shí)的透射率可提高，但另一方面，黑色顯示級(jí)別時(shí)的漏光亦會(huì)增力口。具體而言，已發(fā)現(xiàn)，倘若在其中后側(cè)上設(shè)置有具有高延遲作用級(jí)別的延遲膜的VA模式液晶顯示器中采用COA結(jié)構(gòu)，則不僅正面CR得不到改良，而且正面CR反而較不具有COA結(jié)構(gòu)時(shí)下降更多。為解決所述問(wèn)題，本發(fā)明人已作出各種研究，結(jié)果已發(fā)現(xiàn)，當(dāng)設(shè)置于后側(cè)上的延遲膜的總Rth處于預(yù)定范圍內(nèi)時(shí)，則可大幅改良具COA結(jié)構(gòu)的VA模式液晶顯示器的正面CR，由此完成本發(fā)明。亦即，達(dá)成上述目標(biāo)的手段如下所述。[1] 一種VA模式液晶顯示器，包含前側(cè)偏振元件、后側(cè)偏振元件、設(shè)置于前側(cè)偏振元件與后側(cè)偏振元件之間的液晶層以及設(shè)置于液晶層與后側(cè)偏振元件之間的彩色濾光器，其中設(shè)置于后側(cè)偏振元件與彩色濾光層之間的一或多個(gè)延遲層(在下文中，設(shè)置于后側(cè)偏振元件與彩色濾光層之間的一或多個(gè)延遲層的整體被稱(chēng)為“后側(cè)延遲區(qū)”)整體上滿(mǎn)足下式⑴(I) I Rth (590) I ( 90 納米，其中Rth(X)指在λ納米波長(zhǎng)下在厚度方向上的延遲值(納米)。[2]如[1]的VA模式液晶顯示器，其中液晶層夾于陣列基板與對(duì)向基板之間，陣列基板具有黑色矩陣，此黑色矩陣分隔具有彩色濾光層的像素，對(duì)向基板則被設(shè)置成面向陣列基板。[3]如[1]或[2]的VA模式液晶顯示器，其中后側(cè)延遲區(qū)滿(mǎn)足下式(II)(II) I Re (590) I 彡 20 納米，其中ReU)指在λ納米波長(zhǎng)下的平面內(nèi)延遲值(納米)。[4]如[1]至[3]中任一項(xiàng)的VA模式液晶顯示器，其中設(shè)置于前側(cè)偏振元件與液晶層之間的一或多個(gè)延遲層(在下文中，設(shè)置于前側(cè)偏振元件與液晶層之間的一或多個(gè)延遲層的整體被稱(chēng)為“前側(cè)延遲區(qū)”)整體上滿(mǎn)足下式(III)以及(IV)(III) 30 納米彡 Re (590) ( 90 納米，(IV) 150 納米彡 Rth(590) ( 300 納米。[5]如[1]至[4]中任一項(xiàng)的VA模式液晶顯示器，其中后側(cè)延遲區(qū)滿(mǎn)足下式 (Ia)(Ia) I Rth (590) | ( 20 納米。[6]如[5]的VA模式液晶顯示器，其中前側(cè)延遲區(qū)滿(mǎn)足下式(IIIa)以及(IVa)(IIIa) 30 納米彡 Re (590) ( 90 納米，(IVa) 180 納米彡 Rth(590) ( 300 納米。[7]如[1]至[4]中任一項(xiàng)的VA模式液晶顯示器，其中后側(cè)延遲區(qū)滿(mǎn)足下式 (Ib)(Ib) 20 納米< Rth(590) ( 90 納米。[8]如[7]的VA模式液晶顯示器，其中前側(cè)延遲區(qū)滿(mǎn)足下式(IIIb)以及(IVb)(IIIb) 30 納米彡 Re (590) ( 90 納米，(IVb) 150 納米彡 Rth(590) ( 270 納米。[9]如[1]至[8]中任一項(xiàng)的VA模式液晶顯示器，其中后側(cè)延遲區(qū)是由?；w維素膜形成或包含?；w維素膜。[10]如[1]至[9]中任一項(xiàng)的VA模式液晶顯示器，其中后側(cè)延遲區(qū)是由丙烯酸聚合物膜形成或包含丙烯酸聚合物膜。[11]如[10]的VA模式液晶顯示器，其中后側(cè)延遲區(qū)是由含有丙烯酸聚合物的丙烯酸聚合物膜形成或包含此類(lèi)型的丙烯酸聚合物膜，所述丙烯酸聚合物含有至少一個(gè)選自?xún)?nèi)酉旨環(huán)單元(lactone ring unit)、順丁烯二酸酐單元(maleic anhydride unit)以及戊二酸Sf單元(glutaric anhydride unit)白勺單元。[12]如[1]至[10]中任一項(xiàng)的VA模式液晶顯示器，其中后側(cè)延遲區(qū)是由環(huán)烯烴聚合物膜(cycloolefin polymer film)形成或包含環(huán)烯烴聚合物膜。[13]如[1]至[12]中任一項(xiàng)的VA模式液晶顯示器，其中前側(cè)延遲區(qū)是由一個(gè)雙軸聚合物膜(biaxial polymer film)形成或包含一個(gè)雙軸聚合物膜。[14]如[1]至[13]中任一項(xiàng)的VA模式液晶顯示器，其中前側(cè)延遲區(qū)包含一個(gè)單軸聚合物膜(monoaxial polymer film)。[15]如[13]或[14]的VA模式液晶顯示器，其中雙軸聚合物膜或單軸聚合物膜為?；w維素膜。[16]如[13]或[14]的VA模式液晶顯示器，其中雙軸聚合物膜或單軸聚合物膜為環(huán)烯烴聚合物膜。
[17]如[1]至[16]中任一項(xiàng)的VA模式液晶顯示器，其中后側(cè)延遲區(qū)的Re以及 Rth在可見(jiàn)光波長(zhǎng)區(qū)域內(nèi)具有逆波長(zhǎng)分散延遲特性或無(wú)論波長(zhǎng)如何均為恒定的。[本發(fā)明的效果]根據(jù)本發(fā)明，可提供一種其正面對(duì)比度得到改良的具COA結(jié)構(gòu)的VA模式液晶顯示
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圖1為本發(fā)明的VA模式液晶顯示器的一個(gè)實(shí)例的示意性橫截面圖。圖2為非COA結(jié)構(gòu)的VA模式液晶顯示器的一個(gè)實(shí)例的示意性橫截面圖，在本文中給出此非COA結(jié)構(gòu)的VA模式液晶顯示器供參考。元件符號(hào)的說(shuō)明10液晶層12彩色濾光層14陣列構(gòu)件16后側(cè)基板18前側(cè)基板20后側(cè)延遲區(qū)22前側(cè)延遲區(qū)24后側(cè)偏振元件26前側(cè)偏振元件28 背光LC COA結(jié)構(gòu)的VA模式液晶單元PLl后側(cè)偏振器PL2前側(cè)偏振器
具體實(shí)施例方式[實(shí)施本發(fā)明的方式]下文中將詳細(xì)描述本發(fā)明。應(yīng)注意，在本專(zhuān)利說(shuō)明書(shū)中，任何呈
“......至......”的形式的數(shù)值用語(yǔ)皆將用于指示一范圍，此范圍包括分別以“至”之前
及之后給出的數(shù)字表示的下限及上限。首先，將解釋在本說(shuō)明書(shū)中所用的術(shù)語(yǔ)。(延遲、Re 以及 Rth)在本說(shuō)明書(shū)中，Re(A)以及Rth(X)分別為在λ波長(zhǎng)下的平面內(nèi)延遲值(納米) 以及沿厚度方向的延遲值(納米)。Re(A)是藉由使用KOBRA 2IADH或WR (由王子計(jì)測(cè)機(jī)器株式會(huì)社(Oji Scientific Instruments)制造)將波長(zhǎng)為λ納米的光沿樣品(諸如薄膜)的法向施加于樣品來(lái)量測(cè)。KOBRA的標(biāo)準(zhǔn)波長(zhǎng)為590納米。當(dāng)欲以單軸或雙軸指數(shù)橢球體分析樣品時(shí)，則薄膜的Rth ( λ )如下計(jì)算。利用KOBRA 2IADH或WR，基于六個(gè)ReU)值、一假定平均折射率值以及一作為薄膜厚度值輸入的值計(jì)算Rth(X)，此六個(gè)Re(X)值是在六個(gè)方向上對(duì)波長(zhǎng)為λ納米的入射光所測(cè)出，此六個(gè)方向是使用由KOBRA 21ADH確定的平面內(nèi)慢軸(in-plane slow axis)作為傾斜軸(旋轉(zhuǎn)軸；若薄膜不具有平面內(nèi)慢軸，則界定于任意平面內(nèi)方向上)相對(duì)于樣品薄膜的法向以10°之間距(st印)自0°旋轉(zhuǎn)至50°而確定出。在上文中，當(dāng)欲分析的薄膜在作為旋轉(zhuǎn)軸且偏離法向的平面內(nèi)慢軸周?chē)哂惺寡舆t值在某一傾斜角下為0的方向時(shí)，則在大于給出零延遲值的傾斜角的傾斜角下的延遲值變?yōu)樨?fù)數(shù)，然后利用KOBRA 2IADH或WR計(jì)算薄膜的Rth ( λ )。在作為薄膜的傾斜角(旋轉(zhuǎn)角)的慢軸(當(dāng)薄膜不具有慢軸時(shí)，則其旋轉(zhuǎn)軸可處于薄膜的任意平面內(nèi)方向上)周?chē)?，在任何所期望的兩個(gè)傾斜方向上量測(cè)延遲值，且基于這些數(shù)據(jù)、平均折射率估算值以及所輸入的薄膜厚度值，可根據(jù)下式(X)及(XI)計(jì)算Rth:(X)
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崎)；ι= χ-α
Lsm(sm -1Csuic^3)-對(duì) + —。φη-Γ ⑷))” ⑶咖-乂^^))
"Μηχπχηχ(XI)Rth = ηΧ^ηΥ——ηζ χ d
___其中Re( θ )表示在自法向傾斜θ角度的方向上的延遲值；nx表示在平面內(nèi)慢軸方向上的折射率；ny表示在垂直于nx的平面內(nèi)方向上的折射率；且nz表示在垂直于nx以及ny的方向上的折射率。而且“d”為樣品厚度。當(dāng)欲分析的樣品(諸如薄膜)不以單軸或雙軸指數(shù)橢球體表示時(shí)，或亦即，當(dāng)薄膜不具有光軸時(shí)，則薄膜的Rth(X)可如下計(jì)算在作為平面內(nèi)傾斜軸(旋轉(zhuǎn)軸)的慢軸(由KOBRA 2IADH或WR確定)周?chē)鄬?duì)于薄膜法向自-50度直至+50度以10度之間隔，在總計(jì)11個(gè)點(diǎn)處用在傾斜方向上施加的波長(zhǎng)為λ納米的光來(lái)量測(cè)薄膜的ReU)；且基于如此測(cè)得的延遲值、平均折射率估算值以及所輸入的薄膜厚度值，可利用K0BRA21ADH或WR來(lái)計(jì)算薄膜的Rth ( λ )。在上述量測(cè)中，平均折射率的假定值可獲自聚合物手冊(cè)(Polymer Handbook)約翰威立國(guó)際出版公司(John Wiley & Sons，Inc.)中各種光學(xué)膜的目錄中所列的值。可使用 Abbe折射計(jì)(refract meter)量測(cè)平均折射率未知的光學(xué)膜。一些主要光學(xué)膜的平均折射率如下所列?；w維素(1.48)、環(huán)烯烴聚合物(1.52)、聚碳酸酯(1. 59)、聚甲基丙烯酸甲酯 (1.49)以及聚苯乙烯(1.59)。在輸入這些平均折射率的假定值以及薄膜厚度后，KOBRA 2IADH或WR計(jì)算nx、ny 以及nz?；谌绱擞?jì)算出的nx、ny以及nz，進(jìn)一步計(jì)算出阪=(nx-nz)/(nx-ny)。在本說(shuō)明書(shū)中，根據(jù)用量測(cè)裝置在三或更多個(gè)不同波長(zhǎng)(例如，λ = 479.2、 546. 3,632. 8或745. 3納米)下測(cè)得的Re以及Rth的數(shù)據(jù)計(jì)算Re ( λ )以及Rth ( λ )的值， 諸如 Re (450)、Re (550)、Re (630)、Rth (450)、Rth (550)以及 Rth (630)。具體而言，以柯西公式(Cauchy' s formula)(最高至第三項(xiàng)，Re = Α+Β/ λ 2+C/ λ 4)近似表示測(cè)得值，以確定值
8A、B以及C。以此方式，對(duì)Re以及Rth在波長(zhǎng)λ下的數(shù)據(jù)重新作圖，由此可確定在波長(zhǎng)λ 下的IteU )以及RthU)。在本說(shuō)明書(shū)中，延遲膜以及其他者的“慢軸”指最大折射率所處的方向?！翱梢?jiàn)光區(qū)域”為380納米至780納米。除非在本說(shuō)明書(shū)中另外明確指出，否則量測(cè)波長(zhǎng)為590納米。 波長(zhǎng)590納米為本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)在控制薄膜的物理數(shù)據(jù)時(shí)一般采用的波長(zhǎng)。在本說(shuō)明書(shū)中，應(yīng)作如下解釋表示諸如延遲區(qū)、延遲膜、液晶層等構(gòu)成構(gòu)件的光學(xué)性質(zhì)的數(shù)值數(shù)據(jù)、數(shù)值范圍以及定性用語(yǔ)(例如，“等效”、“等同”或類(lèi)似的用語(yǔ))應(yīng)為關(guān)于液晶顯示器及其構(gòu)成構(gòu)件的包括一般可接受的誤差的數(shù)值數(shù)據(jù)、數(shù)值范圍以及定性用語(yǔ)。在本說(shuō)明書(shū)中，延遲膜指設(shè)置于液晶單元與偏振元件之間的自支撐薄膜 (self-supporting film),與其延遲作用級(jí)另Ij 無(wú)關(guān)。延遲膜片(retardation membrane)、延遲層、延遲膜具有相同含義。延遲區(qū)為設(shè)置于液晶單元與偏振元件之間的一或多個(gè)延遲膜層的通用術(shù)語(yǔ)。在本說(shuō)明書(shū)中，“前側(cè)”指面板側(cè)；而“后側(cè)”指背光(backlight)側(cè)。在本說(shuō)明書(shū)中，“正面(或前面)”指面板表面的法向；且“正面對(duì)比度(CR) ”指根據(jù)在面板表面的法向測(cè)得的白色亮度與黑色亮度計(jì)算出的對(duì)比度；且“視角對(duì)比度(CR) ”指根據(jù)在相對(duì)于面板表面的法向傾斜的傾斜方向上(例如，在相對(duì)于面板表面以45°的方位方向(azimuth direction)以及60°的極角方向(polar angle direction)界定的方向上)測(cè)得的白色亮度與黑色亮度計(jì)算出的對(duì)比度。本發(fā)明涉及一種具有COA結(jié)構(gòu)的VA模式液晶顯示器。圖1顯示本發(fā)明的液晶顯示器的一個(gè)實(shí)例的示意性橫截面圖；且圖2顯示非COA結(jié)構(gòu)的VA模式液晶顯示器的示意性橫截面圖，在本文中給出此非COA結(jié)構(gòu)的VA模式液晶顯示器供參考。圖1所示的本發(fā)明的VA模式液晶顯示器包含前側(cè)偏振元件沈、后側(cè)偏振元件M、 設(shè)置于前側(cè)偏振元件26與后側(cè)偏振元件對(duì)之間的液晶層10、設(shè)置于液晶層10與后側(cè)偏振元件M之間的彩色濾光層12、設(shè)置于后側(cè)偏振元件M與彩色濾光層12之間的后側(cè)延遲區(qū) 20以及設(shè)置于前側(cè)偏振元件沈與液晶顯示層10之間的前側(cè)延遲區(qū)22。圖1的VA模式液晶顯示器所具有的液晶單元LC為COA結(jié)構(gòu)的液晶單元，其中液晶層10夾于前側(cè)基板18與后側(cè)基板16之間，且陣列構(gòu)件14與彩色濾光層12位于同一基板上，亦即，位于后側(cè)基板16 上。液晶單元LC可具有黑色矩陣(black matrix)(未顯示)，且其可位于后側(cè)基板16或前側(cè)基板18上。圖2作為參考實(shí)例，其為具有非COS結(jié)構(gòu)的液晶單元LC'的VA模式液晶顯示器的一個(gè)實(shí)例的示意性橫截面圖。在圖2中，液晶單元LC'為非COS結(jié)構(gòu)的液晶單元，其包含夾于前側(cè)基板58與后側(cè)基板56之間的液晶層50，且包含彩色濾光層52，彩色濾光層52設(shè)置于前側(cè)基板58上，前側(cè)基板58不同于上面設(shè)置有陣列構(gòu)件M的基板。以下，就黑色顯示級(jí)別時(shí)正面方向上的透射率增大(亦即，漏光增大)的原因，說(shuō)明圖1以及圖2的VA模式液晶顯示器。一般而言，在VA模式液晶顯示器中，在黑色顯示級(jí)別時(shí)，液晶層(10或50)呈垂直配向狀態(tài)，因此，對(duì)于已穿過(guò)后側(cè)偏振元件( 或64)且沿法向行進(jìn)的線(xiàn)性偏振光，其偏振狀態(tài)甚至在其穿過(guò)液晶層(10或50)之后亦不發(fā)生改變，且原則上，其全部被前側(cè)偏振元件(26或66)的吸收軸吸收。具體而言，原則上，可稱(chēng)在黑色顯示級(jí)別時(shí)無(wú)漏光。然而，VA模式液晶顯示器在黑色顯示級(jí)別時(shí)的正面透射率不為零。已知，一個(gè)原因是因?yàn)橐壕?10 或50)中的液晶分子有波動(dòng)，且在液晶層中行進(jìn)的入射光由于所述波動(dòng)而在某種程度上被散射。倘若在液晶層(10或50)中行進(jìn)的入射光更徹底地僅含有將被前側(cè)偏振元件(26或 66)的吸收軸吸收的線(xiàn)性偏振光分量，則其影響可更大且正面漏光趨于增加。換言之，倘若設(shè)置于后側(cè)上的延遲區(qū)(20或60)的延遲作用更大且當(dāng)以更高的橢圓偏振程度使入射光轉(zhuǎn)換為橢圓偏振光時(shí)，則可更大地減少由于波動(dòng)所致的正面漏光。然而，如上所述，本發(fā)明人的研究已清楚顯示，除了液晶層中液晶分子的波動(dòng)以夕卜，設(shè)置于后側(cè)偏振元件(24或64)與液晶層(10或60)之間的延遲膜(20或60)的延遲作用亦為促成上述現(xiàn)象的另一原因。當(dāng)來(lái)自背光(28或68)的定向光(directional light) 已穿過(guò)后側(cè)偏振元件(24或64)且在傾斜方向上進(jìn)入延遲膜(20或60)中時(shí)，線(xiàn)性偏振光由于延遲作用而轉(zhuǎn)換為橢圓偏振光。橢圓偏振光被液晶單元中的陣列構(gòu)件(14或54)及彩色濾光層(12或52)繞射或散射，且其至少一部分變成在正面方向上行進(jìn)的光。由于橢圓偏振光含有無(wú)法被前側(cè)偏振元件(26或66)的吸收軸阻擋的線(xiàn)性偏振光分量，因此甚至在黑色顯示級(jí)別時(shí)亦仍在正面方向上存在漏光，此為致使正面CR降低的一原因。因光通過(guò)陣列構(gòu)件(TFT陣列或類(lèi)似者)或彩色濾光層而發(fā)生的光學(xué)現(xiàn)像是例如由以下原因引起陣列構(gòu)件以及彩色濾光器的表面并非完全平坦及光滑，而是在某種程度上為粗糙的；且所述構(gòu)件可能含有散射因素或類(lèi)似者。因光通過(guò)陣列構(gòu)件以及彩色濾光層而發(fā)生的光學(xué)現(xiàn)象對(duì)正面方向的漏光的影響大于上文所述液晶層中液晶分子的波動(dòng)對(duì)其的影響。此外，本發(fā)明人的研究已清楚顯示，端視光可在進(jìn)入液晶層之前通過(guò)所述構(gòu)件還是光可在已通過(guò)液晶層之后通過(guò)所述構(gòu)件而定，已因通過(guò)延遲膜而變成橢圓偏振光的光在通過(guò)液晶單元中的預(yù)定構(gòu)件時(shí)所應(yīng)經(jīng)歷的光學(xué)現(xiàn)象(繞射、散射或類(lèi)似現(xiàn)象)在其狀態(tài)方面有所不同，進(jìn)而對(duì)正面方向的漏光產(chǎn)生影響。在圖1以及圖2的任一構(gòu)造中，光在進(jìn)入液晶層(10或50)之前先通過(guò)陣列構(gòu)件(14或54)。另一方面，在圖1所示的COA結(jié)構(gòu)中，光在通過(guò)液晶層(10)之前先通過(guò)彩色濾光層(12)；但在圖2所示的非COA結(jié)構(gòu)中，光則在通過(guò)液晶層(50)之后通過(guò)彩色濾光層(52)。倘若橢圓偏振程度較小的橢圓偏振光進(jìn)入陣列構(gòu)件以及彩色濾光層中，則因光通過(guò)相應(yīng)構(gòu)件而引起的光學(xué)現(xiàn)象對(duì)正面方向的漏光的影響可相應(yīng)地減低更多。因此，為了減少由于陣列構(gòu)件中的光學(xué)現(xiàn)象所引起的漏光，具有較小橢圓偏振程度的橢圓偏振光應(yīng)進(jìn)入所述構(gòu)件中；且在COA結(jié)構(gòu)的情形中，可由此同時(shí)減少由于彩色濾光層中的光學(xué)現(xiàn)象所引起的漏光。在光進(jìn)入液晶層中之前所通過(guò)的構(gòu)件中，入射光的橢圓偏振程度取決于光先前所通過(guò)之后側(cè)延遲區(qū)(20或60)的延遲作用。另一方面，在光在進(jìn)入液晶層中之后所通過(guò)的構(gòu)件中，除后側(cè)延遲區(qū)(20或60)的延遲作用以外，入射光的橢圓偏振程度還取決于液晶層的延遲作用。在VA模式液晶顯示器的情形中，當(dāng)慮及白色級(jí)別顯示與黑色級(jí)別顯示之間的切換時(shí)，一般而言，液晶層的Δικ1(590)被限定為大約介于280納米與350納米之間。其中，d指液晶層的厚度(納米)，Δη(λ)指液晶層在L波長(zhǎng)下的折射率向異性(refractive index anisotropy)，且Δ nd ( λ )指Δ η ( λ )與d的積。在非COA結(jié)構(gòu)的情形中，即使后側(cè)延遲區(qū)的延遲作用被限定成能減少經(jīng)陣列構(gòu)件所發(fā)生的漏光，通過(guò)液晶層的橢圓偏振光的橢圓偏振程度亦可能反而相反地增加，且因此，由因光通過(guò)彩色濾光器或類(lèi)似物而引起的光學(xué)現(xiàn)象所造成的漏光會(huì)增加。后側(cè)延遲區(qū)(20或60)的延遲作用級(jí)別、光通過(guò)構(gòu)成構(gòu)件對(duì)正面方向漏光的影響趨勢(shì)以及影響程度概括于下表中。表 權(quán)利要求
1.一種VA模式液晶顯示器，包含前側(cè)偏振元件、后側(cè)偏振元件、設(shè)置于所述前側(cè)偏振元件與所述后側(cè)偏振元件之間的液晶層以及設(shè)置于所述液晶層與所述后側(cè)偏振元件之間的彩色濾光器，其中設(shè)置于所述后側(cè)偏振元件與所述彩色濾光層之間的一或多個(gè)延遲層 (在下文中，設(shè)置于所述后側(cè)偏振元件與所述彩色濾光層之間的一或多個(gè)延遲層的整體被稱(chēng)為“后側(cè)延遲區(qū)”)整體上滿(mǎn)足下式(I)(I) I Rth (590) I 彡 90 納米，其中Rth(X)表示在λ納米波長(zhǎng)下在厚度方向上的延遲值(納米)。
2.如權(quán)利要求1所述的VA模式液晶顯示器，其中所述液晶層夾于陣列基板與對(duì)向基板之間，所述陣列基板具有黑色矩陣，所述黑色矩陣分隔具有所述彩色濾光層的像素，所述對(duì)向基板被設(shè)置成面向所述陣列基板。
3.如權(quán)利要求1或2所述的VA模式液晶顯示器，其中所述后側(cè)延遲區(qū)滿(mǎn)足下式(II)(II)Re (590) | 彡 20 納米，其中ReU)表示在λ納米波長(zhǎng)下的平面內(nèi)延遲值(納米)。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的VA模式液晶顯示器，其中設(shè)置于所述前側(cè)偏振元件與所述液晶層之間的一或多個(gè)延遲層(在下文中，設(shè)置于所述前側(cè)偏振元件與所述液晶層之間的一或多個(gè)延遲層的整體被稱(chēng)為“前側(cè)延遲區(qū)”)整體上滿(mǎn)足下式(III)以及(IV)(III)30 納米彡 Re (590) ( 90 納米，(IV)150 納米彡 Rth (590) ( 300 納米。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的VA模式液晶顯示器，其中所述后側(cè)延遲區(qū)滿(mǎn)足下式(Ia)(Ia) I Rth (590) | 彡 20 納米。
6.如權(quán)利要求5所述的VA模式液晶顯示器，其中所述前側(cè)延遲區(qū)滿(mǎn)足下式(IIIa)以及(IVa)(IIIa) 30 納米彡 Re (590) ( 90 納米，(IVa) 180 納米彡 Rth (590) ( 300 納米。
7.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的VA模式液晶顯示器，其中所述后側(cè)延遲區(qū)滿(mǎn)足下式(Ib)(Ib) 20 納米< Rth (590) ( 90 納米。
8.如權(quán)利要求7所述的VA模式液晶顯示器，其中所述前側(cè)延遲區(qū)滿(mǎn)足下式(IIIb)以及(IVb)(IIIb) 30 納米彡 Re (590) ( 90 納米，(IVb) 150 納米彡 Rth(590) ( 270 納米。
9.如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的VA模式液晶顯示器，其中所述后側(cè)延遲區(qū)是由?；w維素膜形成或包含酰化纖維素膜。
10.如權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的VA模式液晶顯示器，其中所述后側(cè)延遲區(qū)是由丙烯酸聚合物膜形成或包含丙烯酸聚合物膜。
11.如權(quán)利要求10所述的VA模式液晶顯示器，其中所述后側(cè)延遲區(qū)是由含有丙烯酸聚合物的丙烯酸聚合物膜形成或包含上述類(lèi)型的丙烯酸聚合物膜，所述丙烯酸聚合物含有至少一個(gè)選自?xún)?nèi)酯環(huán)單元、順丁烯二酸酐單元以及戊二酸酐單元的單元。
12.如權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的VA模式液晶顯示器，其中所述后側(cè)延遲區(qū)是由環(huán)烯烴聚合物膜形成或包含環(huán)烯烴聚合物膜。
13.如權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的VA模式液晶顯示器，其中所述前側(cè)延遲區(qū)是由一個(gè)雙軸聚合物膜形成或包含一個(gè)雙軸聚合物膜。
14.如權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的VA模式液晶顯示器，其中所述前側(cè)延遲區(qū)包含一個(gè)單軸聚合物膜。
15.如權(quán)利要求13或14所述的VA模式液晶顯示器，其中所述雙軸聚合物膜或所述單軸聚合物膜為酰化纖維素膜。
16.如權(quán)利要求13或14所述的VA模式液晶顯示器，其中所述雙軸聚合物膜或所述單軸聚合物膜為環(huán)烯烴聚合物膜。
17.如權(quán)利要求1至16中任一項(xiàng)所述的VA模式液晶顯示器，其中所述后側(cè)延遲區(qū)的 Re以及Rth在可見(jiàn)光波長(zhǎng)區(qū)域內(nèi)具有逆波長(zhǎng)分散延遲特性或在任何波長(zhǎng)下均為恒定的。
全文摘要
一種VA模式液晶顯示器，包含前側(cè)偏振元件(26)、后側(cè)偏振元件(24)、設(shè)置于前側(cè)偏振元件與后側(cè)偏振元件之間的液晶層(10)以及設(shè)置于液晶層與后側(cè)偏振元件之間的彩色濾光器(12)，其中設(shè)置于后側(cè)偏振元件與彩色濾光層之間的一或多個(gè)延遲層(20)整體上滿(mǎn)足Rth(590)90納米，其中Rth＝((nx+ny)/2-n2)d。
文檔編號(hào)G02F1/13363GK102472920SQ201080032790
公開(kāi)日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2010年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月23日
發(fā)明者石黑誠(chéng) 申請(qǐng)人:富士膠片株式會(huì)社