專利名稱：延遲器及包括延遲器的液晶顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及液晶顯示器的零件，更具體地涉及包括雙折射基板的延遲器。
背景技術(shù)：
延遲器被用于改變穿過它們的偏光的相對相，因此，很適合用于需要控制偏光的應(yīng)用上。例如，光學(xué)延遲器被用于補償由其他光學(xué)設(shè)計的元件所引入的偏光的兩種組分之間的相位差。光學(xué)延遲層的一種特別重要的應(yīng)用是為液晶顯示器(IXD)面板提供偏光補償。LCD面板被廣泛用在手表和時鐘、照相機、技術(shù)儀器、計算機、平板電視、投影屏、控制板及大面積的信息提供設(shè)備。許多LCD面板中的信息以一排數(shù)字或符號的形式給出，這些數(shù)字或符號由排列成圖案的許多分段電極生成。驅(qū)動電壓被用于分段電極的組合并控制了通過該分段電極組合傳輸?shù)墓狻Ｒ部赏ㄟ^像素矩陣實現(xiàn)圖表信息，所述像素矩陣由兩套垂直的導(dǎo)體之間的X-Y連續(xù)編址方案所連接。更先進的編址方案采用薄膜晶體管列陣控制單個像素中的驅(qū)動電壓。這種方案被用于平面內(nèi)開關(guān)模式液晶顯示器以及高性能版本的垂直-配向模式的液晶顯示器。理想的顯示器應(yīng)該顯示出相等的對比度和顯色性同時能夠在偏離垂直觀察方向的不同角度下觀看。然而，基于向列型液晶的不同種類的顯示器具有對比度的角度依賴性。這意味 著在偏離垂直的觀察方向的角度處，對比度降低，信息的可見性減小。在向列型LCD中常用的材料為正光性單向雙折射的，這意味著非尋常折射率ne比尋常折射率n。更大；An=n6-n()>0。在斜角下顯示器的可見性可通過使用負雙折射率(An<0)的光學(xué)補償器而進行改善。對比度的損失也是由在大視角下通過黑態(tài)像素元件(black state pixelelement)的光泄露造成的。在彩色液晶顯示器中，這種滲漏也會對飽和及灰度級著色劑造成嚴重的色差。這些限制在用于航空器應(yīng)用中的控制面板的顯示器上尤為重要，此時副飛行員觀看飛行員的顯示器是很重要的。提供一種能夠在寬視野下提供高質(zhì)量、高對比度的圖像的液晶顯示器將會是本領(lǐng)域的一個重要的進步。用于補償器的化合物應(yīng)該在工作的光譜波長范圍內(nèi)是透明的。大多數(shù)LCD設(shè)備適合于人眼，對于這些設(shè)備，工作范圍是可見光譜范圍。尤其是隨著顯示器的新應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展，對于LCD的所有組件的耐久性和機械強度的要求正變得更高。保護基板被用于改善偏光片的耐久性和機械穩(wěn)定性。三乙酰纖維素(TAC)被廣泛用作保護基板的材料。這種材料具有高的透明度和對起偏振片的良好的粘附力。同時，TAC基板與其他聚合物基板相比具有多種缺點。TAC基板是一種昂貴的組分，具有低機械強度和硬度，以及高的吸水率。本發(fā)明所公開的延遲器具有比市場上的延遲器更高的機械強度和硬度，更低的吸水率，以及更低的價格
發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的第一方面，提供了一種包括至少一個基板，以及涂布在所述基板上的至少一個延遲層的延遲器。所述基板具有正A-型的各向異性特性，并且所述延遲層在可見光譜范圍內(nèi)對電磁輻射基本透明。延遲層的最低折射率的光軸和基板的最大折射率的光軸基本上彼此平行。在本發(fā)明的第二方面，提供了一種液晶顯示器，包括液晶盒、設(shè)置在液晶盒的每側(cè)上的第一及第二偏光片，以及位于所述偏光片之間的至少一個延遲器。所述延遲器包括至少一個基板和涂布在所述基板上的至少一個延遲層。所述基板具有正A-型的各向異性特性，延遲層在可見光譜范圍內(nèi)對電磁輻射基本上透明，延遲層的最低折射率的光軸和基板的最大折射率的光軸基本上彼此平行。


圖1示出了 Ba-型的延遲層的主折射率譜。圖2示出了 PP-基板(I)、延遲層(2 )和延遲器(3 )的平面內(nèi)延遲譜。圖3示出了在中央波長為550nm處的IPS設(shè)計的視角性能(對比度)。圖4P0M示出了三級固溶(triple solution)的影像。
具體實施例方式已經(jīng)對本發(fā)明進行了大體的描述，通過參考具體的優(yōu)選實施方案可得到進一步的理解，在本說明書中給出的這些實施方案僅用于說明的目的，并非打算限制所附權(quán)利要求的范圍。在本發(fā)明的說明書及權(quán)利要求書中使用的各種術(shù)語的定義在下文中列出。術(shù)語“可見的光譜范圍”指的是下限大約等于400nm，上限大約等于750nm的光譜范圍。術(shù)語“延遲層”指的是光學(xué)各向異性層，其特征為三個主折射率(nx、ny和nz)，其中折射率的兩個主方向IijJPny屬于與延遲層的平面一致的xy-平面，折射率的一個主方向Uz)與延遲層的正垂線一致，其中至少兩個主折射率是不同的。術(shù)語“具有正A-型的各向異性特性的基板”指的是折射率nx、ny和nz在可見的光譜范圍中遵從下列條件的單軸的光學(xué)基板:nz=ny〈nx。術(shù)語“負A-型的延遲板”指的是折射率nx、ny和nz在可見的光譜范圍中遵從下列條件的單軸的光學(xué)延遲板:nx〈ny=nz。術(shù)語“負Ba-型的延遲板”指的是折射率nx、ny和nz在可見的光譜范圍中遵從下列條件的雙軸的光學(xué)延遲板:nx〈nz〈ny。術(shù)語“厚度延遲Rth”指的是延遲層、基板或板的延遲，由下列數(shù)學(xué)式所確定:Rth=[nz-(nx+ny)/2]*d,其中d為延遲層、基板或板的厚度。術(shù)語“平面內(nèi)延遲R?！敝傅氖茄舆t層、基板或板的延遲，由下列數(shù)學(xué)式所確定:RfO^-nyhd,其中d為延遲層、基板或板的厚度。上述定義相對于沿各種類型的各向異性層的垂直的z軸旋轉(zhuǎn)的(實驗室的)坐標系是不變的。

本發(fā)明也提供了一種如在上文中公開的延遲器。在延遲器的一個實施方案中，基板的材料是雙折射的并選自含如下的列表: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)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚酰亞胺(PI)和聚酯。在如下所示的表I中，給出了不同的雙折射材料與TAC材料比較的特性。表I
權(quán)利要求
1.一種延遲器，包括 至少一個基板，以及 涂布在所述基板上的至少一個延遲層， 其中所述基板具有正A-型的各向異性特性， 其中所述延遲層在可見光譜范圍內(nèi)對電磁輻射基本透明，以及 其中延遲層的最低折射率的光軸和基板的最大折射率的光軸基本上彼此平行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的延遲器，其特征在于，所述基板的材料是雙折射的并選自含如下的列表: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)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚酰亞胺(PI)和聚酯。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的延遲器，其特征在于，所述延遲層的類型選自包括負A-型和Ba-型的列表。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的延遲器，其特征在于，Ba-型和負A-型的延遲層包括至少一種第一類型的有機化合物或其鹽，以及至少一種第二類型的有機化合物， 其中所述第一類型的有機化合物具有通用結(jié)構(gòu)式I
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的延遲器，其特征在于，所述第一類型的有機化合物選自結(jié)構(gòu)I到29:
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的延遲器，其特征在于，所述第一類型的有機化合物進一步包括獨立地選自含如下的列表的其他側(cè)基:直鏈和支鏈的(C1-C2tl)烷基、(C2-C20)烯基和(C2-C20)炔基。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的延遲器，其特征在于，至少一個其他的側(cè)基通過選自含如下的列表中的橋連基A而與共軛的有機單元核心連接:-C(0)-、- C(O)O-、-C(O)-NH-、-(SO2)NH-、-O-、-CH2O-、-NH-、>N~ 及其任意組合。
8.根據(jù)權(quán)利要求4到7中任一項所述的延遲器，其特征在于，所述第一類型的有機化合物的鹽選自含銨和堿金屬鹽的列表。
9.根據(jù)權(quán)利要求4到8中任一項所述的延遲器，其特征在于，所述第二類型的有機化合物具有選自通式30到44的結(jié)構(gòu)的至少部分共軛的基本上平面的多環(huán)分子系統(tǒng)Sys:
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的延遲器，其特征在于，所述第二類型的有機化合物選自結(jié)構(gòu).45到53，其中分子系統(tǒng)Sys選自結(jié)構(gòu)30和37到44，取代基為磺基-SO3H，并且ml、pi和vl等于O:
11.根據(jù)權(quán)利要求4到10中任一項所述的延遲器，其特征在于，所述第二類型的有機化合物進一步包括選自含如下的列表中的至少一種取代基:CH3、C2H5, Cl、Br、NO2, F、CF3> CN、OH、OCH3、OC2H5、OCOCH3、OCN、SCN 和 NHCOCH3。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的延遲器，其特征在于，所述基板包括非雙折射層和正A-型的延遲層。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的延遲器，其特征在于，所述非雙折射層的材料選自包括如下的列表:三乙酰纖維素(TAC)、環(huán)化烯烴聚合物(C0P)、丙烯酸和Z-TAC。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的延遲器，其特征在于，所述正A-型的延遲層包括選自結(jié)構(gòu)1-29的有機化合物:
15.—種液晶顯不器,包括 液晶盒， 設(shè)置在所述液晶盒的每側(cè)上的第一及第二偏光片，以及 位于所述偏光片之間的至少一個延遲器， 其中所述延遲器包括至少一個基板，以及 涂布在所述基板上的至少一個延遲層， 其中所述基板具有正A-型的各向異性特性，所述延遲層在可見光譜范圍內(nèi)對電磁輻射基本 透明，以及 所述延遲層的最低折射率的光軸和所述基板的最大折射率的光軸基本上彼此平行。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的液晶顯示器，其特征在于，所述液晶盒為平面內(nèi)開關(guān)模式的液晶盒。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的液晶顯示器，其特征在于，所述液晶盒為垂直-配向模式的液晶盒。
18.根據(jù)權(quán)利要求15到17中任一項所述的液晶顯示器，其特征在于，所述延遲器位于所述液晶盒內(nèi)部。
19.根據(jù)權(quán)利要求15到17中任一項所述的液晶顯示器，其特征在于，所述延遲器位于所述液晶盒外部。
20.根據(jù)權(quán)利要求15到19中任一項所述的液晶顯示器，其特征在于，所述基板的材料是雙折射的并選自含如下的列表: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)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚酰亞胺(PI)和聚酯。
21.根據(jù)權(quán)利要求15到20中任一項所述的液晶顯示器，其特征在于，所述延遲層的類型選自包括負A-型和Ba-型的列 表。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的液晶顯示器，其特征在于，Ba-型和負A-型的延遲層包括至少一種第一類型的有機化合物或其鹽，以及至少一種第二類型的有機化合物， 其中所述第一類型的有機化合物具有通用結(jié)構(gòu)式I
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的液晶顯示器，其特征在于，所述第一類型的有機化合物選自結(jié)構(gòu)I到29:
24.根據(jù)權(quán)利要求22或23所述的液晶顯示器，其特征在于，所述第一類型的有機化合物進一步包括獨立地選自含如下的列表的其他側(cè)基:直鏈和支鏈的(C1-C2tl)烷基、(C2-C2tl)烯基和(C2-C20)炔基。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的液晶顯示器，其特征在于，至少一個其他的側(cè)基通過選自含如下的列表中的橋連基A而與共軛的有機單元核心連接:-C(0)-、-C(O)O-、-C (0) -NH-、- (SO2) NH-、-O-、-CH2O-、-NH-、>N-及其任意組合。
26.根據(jù)權(quán)利要求22到25中任一項所述的液晶顯示器，其特征在于，所述第一類型的有機化合物的鹽選自含銨和堿金屬鹽的列表。
27.根據(jù)權(quán)利要求22到26中任一項所述的延遲器，其特征在于，所述第二類型的有機化合物具有選自通式30到44的結(jié)構(gòu)的至少部分共軛的基本上平面的多環(huán)分子系統(tǒng)Sys:
28.根據(jù)權(quán)利要求22所述的延遲器，其特征在于，所述第二類型的有機化合物選自結(jié)構(gòu)45到53，其中分子系統(tǒng)Sys選自結(jié)構(gòu)30和37到44，取代基為磺基_ SO3H,并且ml、pi和vl等于0:
29.根據(jù)權(quán)利要求22到28中任一項所述的延遲器，其特征在于，所述第二類型的有機化合物進一步包括選自含如下的列表中的至少一種取代基:CH3、C2H5、Cl、Br、N02、F、CF3、CN、OH、OCH3、OC2H5、OCOCH3、OCN、SCN 和 NHCOCH3。
30.根據(jù)權(quán)利要求15所述的延遲器，其特征在于，所述基板包括非雙折射層和正A-型的延遲層。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的延遲器，其特征在于，所述非雙折射層的材料選自包括如下的列表:三乙酰纖維素(TAC)、環(huán)化烯烴聚合物(COP)、丙烯酸和Z-TAC。
32.根據(jù)權(quán)利要求30或31所述的延遲器，其特征在于，所述正A-型的延遲層包括選自結(jié)構(gòu)1-29的有機化合物:
全文摘要
本發(fā)明總體上涉及液晶顯示器的組分，更具體地涉及包括雙折射材料的延遲器。所公開的延遲器包括至少一個基板以及涂布在所述基板上的延遲層。所述基板具有正A-型的各向異性特性。所述延遲層在可見光譜范圍內(nèi)對電磁輻射基本上透明，延遲層的最低折射率的光軸和基板的最大折射率的光軸基本上彼此平行。
文檔編號G02B1/04GK103238088SQ201180058548
公開日2013年8月7日 申請日期2011年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月21日
發(fā)明者A·蓋萬多夫, S·帕爾托 申請人:克里斯奧普提克斯株式會社