專利名稱：偏振器和含有該偏振器的液晶顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般而言涉及液晶顯示器的組件，更具體而言涉及偏振器。
背景技術(shù)：
光學(xué)偏振器廣泛用于在諸如液晶顯示器(IXD)之類的產(chǎn)品中提高光學(xué)對比度。對于這些應(yīng)用，最常用的偏振器類型之一是一種二向色偏振器，其吸收一方偏振 的光并透射另一方偏振的光。二向色偏振器可以通過將一種染料納入聚合物基質(zhì)而制得，所述聚合物基質(zhì)至少在一個(gè)方向上拉伸。二向色偏振器也可以通過單軸拉伸聚合物基質(zhì)并將此基質(zhì)用一種二向色染料著色而制得?；蛘?，聚合物基質(zhì)可以用一種取向的二向色染料著色。二向色染料包括蒽醌和偶氮染料，以及碘。許多市售的二向色偏振器使用聚乙烯醇作為染料的聚合物基質(zhì)。偏振器性能的一個(gè)度量是它們的消光比。消光比是偏振器以優(yōu)選地透射的偏振狀態(tài)透射的光與以垂直偏振狀態(tài)透射的光的比值。這兩個(gè)正交態(tài)通常涉及光的兩個(gè)線性偏振。二向色偏振器的消光比根據(jù)它們的具體結(jié)構(gòu)和目標(biāo)應(yīng)用在寬范圍內(nèi)變化。例如，二向色偏振器可以具有的消光比在5:1至3000:1之間。用于顯示器體系中的二向色偏振器通常具有的消光比優(yōu)選地高于100:1，甚至高于500:1。二向色偏振器也可以用于其他光學(xué)設(shè)備，例如其他類型的反射偏振器和反射鏡[參見P. Yeh和C. Gu,Optics of Liquid CrystalDisplays, (Wiley, New York, 1999)]。由于IXD市場的增長,對于偏振器的需求越來越多。特別是隨著顯示器新應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展，對于LCD所有組件的耐久性和機(jī)械強(qiáng)度的要求越來越高。LCD用偏振器的常規(guī)設(shè)計(jì)包括置于偏振板兩側(cè)的保護(hù)基底。所述保護(hù)基底用于改善偏振器的耐久性和機(jī)械穩(wěn)定性。三乙?；w維素(TAC)廣泛用作保護(hù)基底的材料。這種材料具有高透光度和良好的偏振板粘附性。同時(shí)，TAC-基底與其他聚合物基底(例如雙折射基底)相比具有多種缺點(diǎn)。TAC-基底是一種昂貴的組件；其具有低的機(jī)械強(qiáng)度和硬度，高吸水性。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的第一方面，提供一種偏振器，其包括至少一個(gè)由雙折射材料制成的基底和一個(gè)位于該基底上的偏振板。所述基底具有正向A型的各向異性特性并具有平行于基底表面的慢光軸。所述偏振板對可見光譜范圍內(nèi)的至少一個(gè)子區(qū)域的電磁輻射具有各向異性的吸收，并且偏振板的透射軸和基底的慢光軸在方向上基本彼此平行。在本發(fā)明的第二方面，提供一種液晶顯示器，其包括一個(gè)液晶單元以及布置于液晶單元各側(cè)的前部和后部偏振器。所述偏振器具有彼此垂直的透射軸。所述偏振器中的至少一個(gè)包括至少一個(gè)由雙折射材料制成的基底和一個(gè)位于該基底上的偏振板。所述基底具有正向A型的各向異性特性并具有平行于基底表面的慢光軸。所述偏振板對可見光譜范圍內(nèi)的至少一個(gè)子區(qū)域的電磁輻射具有各向異性的吸收，并且偏振板的透射軸和基底的慢光軸在方向上基本彼此平行。


圖I示出了 2，2’ - 二磺基-4，4’ -聯(lián)苯胺對苯二甲酰胺-間苯二甲酰胺共聚物銫鹽的吸收光譜；對苯二甲酰胺/間苯二甲酰胺在該共聚物中的摩爾比為50:50 ;圖2示出了由2，2’ - 二磺基-4，4’ -聯(lián)苯胺對苯二甲酰胺-間苯二甲酰胺共聚物銫鹽在玻璃基底上制得的有機(jī)相位差層的主折射率光譜；對苯二甲酰胺/間苯二甲酰胺在該共聚物中的摩爾比為50:50 ; 圖3示出了 2，2’ - 二磺基-4，4’ -聯(lián)苯胺對苯二甲酰胺-間苯二甲酰胺共聚物銫鹽水溶液的粘度對剪切速率的關(guān)系曲線；對苯二甲酰胺/間苯二甲酰胺在該共聚物中的摩爾比為50:50 ；圖4示意性地示出了本發(fā)明的具有基于PET基底的偏振器的垂直排列模式液晶顯示器。圖5示出了圖4所示液晶顯示器的計(jì)算出的視角性能。圖6示意性地示出了本發(fā)明的具有基于PET基底的偏振器的共面轉(zhuǎn)換(in-planeswitching)模式液晶顯示器。圖7示出了圖6所示液晶顯示器的計(jì)算出的視角性能。
具體實(shí)施例方式已對本發(fā)明進(jìn)行了一般性說明，可以結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方案獲得對其的進(jìn)一步理解，這些實(shí)施方案在本文中僅為示例說明目的而給出，并不意欲限制所附權(quán)利要求的范圍。本發(fā)明說明書和權(quán)利要求中使用的多個(gè)術(shù)語的定義列于以下。術(shù)語“可見光譜范圍”指的是下限大約等于400nm且上限大約等于750nm的光譜范圍。術(shù)語“相位差層(retardation layer)”指的是由三個(gè)主折射率(nx、ny和nz)表征的光學(xué)各向異性層，其中兩個(gè)折射率nx和ny的主方向?qū)儆谂c相位差層的一個(gè)平面重合的xy_面，并且折射率(nz)的主方向與相位差層的法線一致，并且其中至少兩個(gè)主折射率是不同的。術(shù)語“具有正向A型的各向異性特性的基底”是指單軸光學(xué)基底，其折射率nx、ny和nz在可見光譜范圍中符合以下條件nz=ny〈nx。術(shù)語“負(fù)向C型相位差板”指的是單軸光學(xué)相位差板，其折射率nx、ny和nz在可見光譜范圍中符合以下條件nz〈ny=nx。術(shù)語“負(fù)向A型相位差板”指的是單軸光學(xué)相位差板，其折射率nx、ny和nz在可見光譜范圍中符合以下條件nx〈ny=nz。術(shù)語“負(fù)向Ba型相位差板”指的是雙軸光學(xué)相位差板，其折射率nx、ny和nz在可見光譜范圍中符合以下條件nx〈nz〈ny。術(shù)語“厚度相位差Rth”指的是相位差層、相位差基底或相位差板的相位差，其以下面的公式定義Rth=[nz-(nx+ny)/2]*d，其中d是相位差層、相位差基底或相位差板的厚度。術(shù)語“面內(nèi)相位差R?！敝傅氖窍辔徊顚印⑾辔徊罨谆蛳辔徊畎宓南辔徊?，其以下面的公式定義其中d是相位差層、相位差基底或相位差板的厚度。對于所有類型的各向異性層而言，上述定義不隨坐標(biāo)系(實(shí)驗(yàn)室坐標(biāo)系)圍繞著垂直z軸的旋轉(zhuǎn)而變。本發(fā)明還提供上文所公開的偏振器。在本發(fā)明偏振器的一個(gè)實(shí)施方案中，雙折射材料選自聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚氯乙烯(PVC)、聚碳酸酯(PC)、取向聚丙烯(OPP)、聚乙烯(PE)、聚酰亞胺(PI)，以及聚酯。在下表I中，不同雙折射材料與一種TAC材料的特征相比給出表I
權(quán)利要求
1.一種偏振器,包括 至少一個(gè)由雙折射材料制成的基底，和 一個(gè)位于該基底上的偏振板， 其中所述基底具有正向A型的各向異性，并且具有與基底表面平行的慢光軸， 其中所述偏振板對于在可見光譜范圍內(nèi)的至少一個(gè)子區(qū)域的電磁輻射具有各向異性吸收,并且 其中偏振板的透射軸和基底的慢光軸基本彼此平行。
2.權(quán)利要求I的偏振器，其中雙折射材料選自聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚氯乙烯(PVC)、聚碳酸酯(PC)、取向聚丙烯(OPP)、聚乙烯(PE)、聚酰亞胺(PI)，以及聚酯。
3.權(quán)利要求I或2任一項(xiàng)的偏振器，其包括兩個(gè)所述基底，其中偏振板夾在所述基底之間。
4.權(quán)利要求I至3任一項(xiàng)的偏振器，其還包括一個(gè)相位差板，其中相位差板的類型選自負(fù)向C型、負(fù)向A型、以及Ba型。
5.權(quán)利要求I至4任一項(xiàng)的偏振器，其中的偏振板由拉伸聚乙烯醇(PVA)制成。
6.權(quán)利要求4或5任一項(xiàng)的偏振器,其中相位差Ba-板和負(fù)向A-板包括至少一種第一類型的有機(jī)化合物，以及至少一種第二類型的有機(jī)化合物，其中第一類型的有機(jī)化合物具有結(jié)構(gòu)通式I :
7.權(quán)利要求4或5任一項(xiàng)的偏振器，其中相位差負(fù)向C-板包括至少一種結(jié)構(gòu)通式III的有機(jī)聚合化合物R1_1R2m2R3ni3R^wiI ■ ■ ， IlII Core1-G1-(Core2-G2)t2-(Core3-G3)0-(Core4-G4)M- _」n 其包括n個(gè)有機(jī)單元，其中數(shù)字n是5至1000范圍內(nèi)的一個(gè)整數(shù)，其中有機(jī)單元包括能夠形成剛性棒狀大分子的共軛有機(jī)組分Corel、Core2、Core3和Core4，并且其中G1、G2、G3和 G4 為間隔基，選自-C(0)-NH-、-NH-C(O)-, -N=(C(O))2=, -0-NH-、直鏈和支鏈的(C1-C4)亞燒基、直鏈和支鏈的(C1-C4)亞稀基、-O-CH2-> -CH2-O-> -CH=CH-> -CH=CH-C (0) O-、-0 (0)C-CH=CH-、_C (0) -CH2-、_0C (0) _0_、_0C (0)_、_C = C_、_C(0)_S_、_S_、_S_C(0)_、_0_、_NH_、-N(CH3)- ;R1、R2、R3和R4是親液的側(cè)基，提供有機(jī)聚合化合物或其鹽在合適溶劑中的溶解性，對于水或與水混溶的溶劑，它們相同或不同，獨(dú)立地選自-C00M、-S03M、-HMPO3和-M2PO3,其中抗衡離子 M 選自 H+、Na+、K+、Li+、Cs+、Ba2+、Ca2+、Mg2+、Sr2+、Pb2+、Zn2+、La3+、Ce3+、Y3+、Yb3+、Gd3+、Zr4+和NH4_kQk+，其中Q獨(dú)立地選自直鏈和支鏈的(C1-C20)烷基、(C2-C20)烯基、(C2-C20)炔基，以及(C6-C20)芳烷基，并且k為O、1、2、3或4 ;對于有機(jī)溶劑，Q獨(dú)立地選自直鏈和支鏈的(C1-C20)烷基、(C2-C20)烯基，以及(C2-C20)炔基；ml、m2、m3和m4是親液側(cè)基Rl、R2、R3和R4在相應(yīng)共軛有機(jī)組分Corel、Core2、Core3和Core4中的數(shù)目，其總和m=ml+m2+m3+m4等于O、1、2、3、4、5、6、7或8 ;t2、t3和t4是獨(dú)立地等于0或I的數(shù)字，并且其中固體光學(xué)相位差層是對于可見光譜范圍內(nèi)的電磁輻射基本可穿透的負(fù)向C型或Ac型板。
8.—種液晶顯不器,包括 一個(gè)液晶單元，和 布置于所述液晶單元各側(cè)的前部和后部偏振器， 其中所述偏振器具有彼此垂直的透射軸， 至少一個(gè)所述偏振器包括至少一個(gè)由雙折射材料制成的基底和位于該基底上的偏振板， 所述基底具有正向A型的各向異性特性并且具有平行于基底表面的慢光軸， 所述偏振板對于在可見光譜范圍內(nèi)的至少一個(gè)子區(qū)域的電磁輻射具有各向異性吸收，并且 偏振板的透射軸和基底的慢光軸基本彼此平行。
9.權(quán)利要求8的液晶顯示器，其中基底雙折射材料選自聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚氯乙烯(PVC)、聚碳酸酯(PC)、取向聚丙烯(OPP)、聚乙烯(PE)、聚酰亞胺(PI)，以及聚酯。
10.權(quán)利要求8或9任一項(xiàng)的液晶顯示器，其中至少一個(gè)所述偏振器包括兩個(gè)基底，并且其中偏振板夾在這些基底之間。
11.權(quán)利要求8至10任一項(xiàng)的液晶顯示器，其中至少一個(gè)所述偏振器包括一個(gè)相位差板，其中相位差板的類型選自負(fù)向C型、負(fù)向A型、以及Ba型。
12.權(quán)利要求11的液晶顯示器，其中液晶單元是一種垂直排列模式的液晶單元，并且前部偏振器包括負(fù)向C型的相位差板。
13.權(quán)利要求11的液晶顯示器，其中液晶單元是一種共面轉(zhuǎn)換模式的液晶單元，并且前部偏振器包括Ba型的相位差板或負(fù)向A型的相位差板。
14.權(quán)利要求8至13任一項(xiàng)的液晶顯示器，其中至少一個(gè)偏振器包括基于拉伸聚乙烯醇(PVA)的偏振板。
全文摘要
所公開的偏振器包括至少一個(gè)由雙折射材料制成的基底，以及一個(gè)位于該基底上的偏振板。所述基底具有正向A型的各向異性，并且具有平行于基底表面的慢光軸。所述偏振板對于在可見光譜范圍內(nèi)的至少一個(gè)子區(qū)域的電磁輻射具有各向異性吸收，并且偏振板的透射軸和基底的慢光軸在方向上基本彼此平行。
文檔編號G02B5/30GK102763009SQ201080060976
公開日2012年10月31日 申請日期2010年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月7日
發(fā)明者帕維爾·拉扎列夫 申請人:克萊索普提克斯株式會社, 帕維爾·拉扎列夫