专利名称：具有光学补偿件的液晶显示器的制作方法
技术领域：
本发明有关于一种液晶显示器，尤其涉及一种具有增加液晶显示器视角的光学补偿件(optical compensator)的液晶显示器。
背景技术：
近来，各方程式各样的液晶显示器类型(mode)以及补偿膜(compensation film)被提出来增加液晶显示器的视角(viewing angle)。垂直配向(VA)型液晶显示器是其中一种具有广视角的典型范例。垂直配向型液晶显示器是一种使用负液晶材料以及垂直配向薄膜的类型。当无电压供应时，液晶分子排列在一垂直方向而出现黑屏幕显示(black display)。当供给一预先设定的电压时，液晶分子排列在一水平方向而出现白屏幕显示(white display)。相较于扭曲向列型液晶显示器，该垂直配向型液晶显示器提供较高的对比、较快的反应速度并且对黑白显示提供极佳的视野角度特性。然而，在大视角的时候还是会因为暗态漏光而降低对比度，因此有视角不够广或颜色漂移的问题。一般采用外加光学补偿膜可以改善这些特性。
然而，目前所使用的补偿膜仅针对单一波长做最佳化补偿，而并未考虑其它人眼可视波长的补偿效果，因此效果不佳。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种具有光学补偿件的液晶显示器，该液晶显示器的光学补偿件针对三原色，波长为450nm、550nm与650nm做最佳化补偿，可增加液晶显示器的视角，减少暗态漏光，并且增加对比度。
适用于本发明的液晶显示器主要包含一液晶显示单元与第一偏光板以及第二偏光板(各设于该液晶显示单元之外侧)。
为达上述及其它目的，本发明提供一种光学补偿件包含一A膜(A-plate)与C膜(C-plate)，当其各夹设于该第一偏光板或第二偏光板与该液晶显示单元之间，且针对蓝光(450nm)最佳化时，该A膜在波长450nm与550nm的相位延迟(retardation)符合下式(1)0.644＜R0(450)/R0(550)＜1(1)且同时，该C膜的相位延迟符合下式(2)1＜Rth(450)/Rth(550)＜1.35 (2)其中，Rth(450)、Rth(550)分别代表该C膜在波长450nm与550nm的Rth值，其中Rth＝[[nx+ny]/2-nz]×d(nx，ny与nz分别代表C膜在x轴、y轴与z轴的三度空间折射数(three-dimensional refractive index)，d代表C膜的厚度)。
当该A膜与C膜针对红光(650nm)最佳化时，该A膜在波长650nm与550nm的相位延迟符合下式(3)1＜R0(650)/R0(550)＜1.36 (3)且同时，该C膜的相位延迟符合下式(4)0.874＜Rth(650)/Rth(550)＜1 (4)其中Rth(650)与Rth(550)分别代表该C膜在波长650nm与550nm的Rth值。
可以理解的是，当A膜与C膜针对蓝光(450nm)与红光(650nm)同时最佳化时，该A膜在波长450nm、550nm与650nm的相位延迟同时符合方程式(1)以及方程式(3)，且该C膜在波长450nm、550nm与650nm的Rth值同时符合方程式(2)以及方程式(4)。
为达上述及其它目的，本发明另提供一种光学补偿件包含两双轴膜(biaxial plate)，其中当两双轴膜分别设在液晶显示器单元的两边，且针对蓝光(450nm)最佳化时，该双轴膜在波长450nm的相位延迟符合下式(5)以及(6)82.38＜R0(450)+0.41×Rth(450)＜107.35 (5)-910.5＜R0(450)-5.5×Rth(450)＜-690.5 (6)其中R0(450)代表该双轴膜在波长450nm的相位延迟，Rth(450)代表该双轴膜在波长450nm的Rth值，其中Rth＝[[nx+ny]/2-nz]×d(nx，ny与nz分别代表双轴膜在x轴、y轴与z轴的三度空间折射数，d代表双轴膜的厚度)。
当该双轴膜针对红光(650nm)最佳化时，该双轴膜在波长650nm的相位延迟符合下式(7)以及(8)180.872＜R0(650)+0.975×Rth(650)＜206.681 (7)-295.241＜R0(650)-2.51×Rth(650)＜-206.537 (8)其中R0(650)代表该双轴膜在波长650nm的相位延迟，Rth(650)代表该双轴膜在波长650nm的Rth值。
可以理解的是，当该双轴膜针对蓝光(450nm)与红光(650nm)同时最佳化时，该双轴膜在波长450nm、550nm与650nm的相位延迟与Rth值同时符合方程式(5)至方程式(8)。
适用于本发明的液晶显示器，其偏光板可另包含一保护层例如三醋酸纤维素膜，由于三醋酸纤维素膜亦会产生补偿的效果，所以也要考虑这些三醋酸纤维素膜对补偿的贡献。
当液晶显示器采用单边双轴膜补偿结构且三醋酸纤维素膜厚度为80μm时，该双轴膜(针对蓝光(450nm)最佳化时)在波长450nm的相位延迟符合下式(9)以及(10)-1914＜R0(450)-7.56×Rth(450)＜-1311.7 (9)51.17＜R0(450)+0.12×Rth(450)＜93.07 (10)
当该双轴膜针对红光(650nm)最佳化时，该双轴膜在波长650nm的相位延迟同时符合下式(11)以及(12)时会有最佳的补偿。
157.5＜R0(650)+0.576×Rth(650)＜200.7(11)-143.988＜R0(650)-1.34×Rth(650)＜-68.14 (12)可以理解的是，当该双轴膜针对蓝光(450nm)与红光(650nm)同时最佳化时，该双轴膜在波长450nm、550nm与650nm的相位延迟同时符合方程式(9)至方程式(12)。
当液晶显示器采用单边补偿A膜与C膜的结构且三醋酸纤维素膜厚度为80μm时，A膜(针对蓝光(450nm)最佳化时)在波长450nm与550nm的相位延迟(retardation)符合下式(13)0.5＜R0(450)/R0(550)＜1.198 (13)且同时，该C膜的相位延迟符合下式(14)1.125＜Rth(450)/Rth(550)＜1.583 (14)当针对红光(650nm)最佳化时，该A膜在波长650nm与550nm的相位延迟符合下式(15)1.03＜R0(650)/R0(550)＜1.468 (15)且同时，该C膜的相位延迟符合下式(16)0.72＜Rth(650)/Rth(550)＜0.995 (16)可以理解的是，当A膜与C膜针对蓝光(450nm)与红光(650nm)同时最佳化时，该A膜在波长450nm、550nm与650nm的相位延迟同时符合方程式(13)以及方程式(15)，且该C膜在波长450nm、550nm与650nm的Rth值同时符合方程式(14)以及方程式(16)。
本发明提供的光学补偿件针对三原色，波长为450nm、550nm与650nm做最佳化补偿，并且在大部分视角的暗态漏光皆下降而有较佳的对比。
为了让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显揭示及了解，下文特举本发明较佳实施例，并配合所示附图，作详细说明如下。
图1根据本发明一实施例的液晶显示器的剖视图；图2根据图1的结构，使用现有技术A膜与C膜的液晶显示器的等对比轮廓图；图3根据图1的结构，使用根据本发明最佳化A膜与C膜的液晶显示器的等对比轮廓图；图4根据本发明另一实施例的液晶显示器的剖视图；图5根据图4的结构，使用现有技术A膜与C膜的液晶显示器(三醋酸纤维素膜厚度为80μm)的等对比轮廓图；图6根据图4的结构，使用根据本发明最佳化A膜与C膜的液晶显示器(三醋酸纤维素膜厚度为80μm)的等对比轮廓图；图7根据图4的结构，使用现有技术A膜与C膜的液晶显示器(三醋酸纤维素膜厚度为40μm)的等对比轮廓图；图8根据图4的结构，使用根据本发明最佳化A膜与C膜的液晶显示器(三醋酸纤维素膜厚度为40μm)的等对比轮廓图；图9根据本发明另一实施例的液晶显示器的剖视图；图10根据图9的结构，使用现有技术双轴膜的液晶显示器的等对比轮廓图；图11根据图9的结构，使用本发明最佳化双轴膜的液晶显示器的等对比轮廓图；图12根据本发明另一实施例的液晶显示器的剖视图；图13根据图12的结构，使用现有技术双轴膜的液晶显示器的等对比轮廓图；图14根据图12的结构，使用本发明最佳化双轴膜的液晶显示器的等对比轮廓图；图15根据本发明另一实施例的液晶显示器的剖视图；图16根据图15的结构，使用现有技术A膜与C膜的液晶显示器的等对比轮廓图；以及图17根据图15的结构，使用本发明最佳化A膜与C膜的液晶显示器的等对比轮廓图。
图中符号说明10液晶显示器20液晶显示器100液晶显示器单元112三醋酸纤维素膜 122三醋酸纤维素膜110偏光片 120偏光片130A膜 140C膜150双轴膜具体实施方式
图1所示，为根据本发明一实施例的液晶显示器10，其主要包含一垂直配向(VA)型液晶显示器单元100夹设于两偏光片110以及120之间。偏光片110以及120交叉设置使得其吸收轴彼此垂直。
该液晶显示器单元100与两偏光片110以及120之间嵌入A膜(A-plate)130以及C膜(C-plate)140以减少暗态漏光，并且增加对比度。其中该A膜的光轴(optic axis)须与同侧的偏光片吸收轴夹90度。在此实施例中该偏光片仅包含一吸收层，因此液晶显示器10除了A膜130以及C膜140之外未设有其它有补偿功能的膜。一般现有技术的A膜以及C膜仅针对绿光(550nm)最佳化，因为人眼对于绿色光最敏感。
本发明利用模拟程序(LCDBench ver5.3和Mathematica ver6.0)计算现有技术A膜(购自Arton(厚度73.5μm))以及C膜(购自PLC(厚度6.73μm))的光学参数，结果列于下表一。该模拟使用如图1结构的液晶显示器10，其中该该液晶显示器单元100的每一像素区分为四区域(domain)(α＝89°；Φ＝45°，135°，225°，315°，α为液晶在边界对垂直于面板法向量的倾角，Φ为四区域液晶的轴向角)。该液晶显示器单元100为一种多域型垂直配向(MVA)液晶显示单元，虽然MVA液晶显示单元的每一像素一般被区分为四区域(domain)(或其它数目的区域)，各区域在暗态的平均倾角可以不为90°，但对各区域的暗态在广视角的补偿(漏光最少)，总合来看，是选择α＝90°不分区域下的补偿最佳化即是各区域平均补偿最佳。液晶显示器单元100的液晶层位相差值为液晶的非寻常折射率ne减掉寻常光折射率no再乘上总体液晶层厚度。偏光片110与120使用购自Sumitomo ChemicalCo.，Ltd.的SQ852(偏光片110的吸收轴为90°，偏光片120的吸收轴为0°，吸收层PVA厚度20μm)。
表一
R0(λ)分别代表A膜在波长λ的相位延迟([nx-ny]×d)，Rth(λ)分别代表该C膜与A膜在波长λ的Rth值，其中Rth＝[[nx+ny]/2-nz]×d(nx，ny与nz分别代表C膜与A膜在x轴、y轴与z轴的三度空间折射数(three-dimensional refractive index)，d代表膜厚)。
本发明接着利用邦加球(Poincare sphere)法找出最佳化后C膜(厚度6.73μm)与A膜(厚度73.5μm)的光学参数，结果列于下表二。R0(λ)与Rth(λ)的定义与前相同。
表二
图2所示，为使用前述现有技术A膜与C膜的液晶显示器(采用图1结构)的等对比轮廓图(equal contrast ratio contour)。图3为使用本发明最佳化A膜与C膜的液晶显示器(采用图1结构)的等对比轮廓图。该同心圆对应于不同的极角Θ(polar angle)，而在0、90、180、270度的线指示方位角Φ(azimuthal angle)。由于现有技术的A膜以及C膜仅针对绿光(550nm)最佳化，因此在极角Θ很大时(例如60度)以及方位角Φ约为45度时，会造成相当大的漏光，使得对比仅有221.019。此外，由图2可知，在任何同心圆(例如极角60度)，现有技术的元件在对角方向的漏光远大于垂直方向(线90-270度)或水平方向(线0-180度)。相对地，使用本发明最佳化A膜与C膜可有效减少液晶显示器在极角Θ为60度以及方位角Φ约为45度的漏光，使得对比大幅增加为509.273。此外，由图3可知，在任何同心圆(例如极角60度)，使用本发明最佳化A膜与C膜的液晶显示器的对比大致相同。
接着本发明进一步找出当采用图1结构的液晶显示器针对蓝光(450nm)最佳化时，A膜在波长450nm与550nm的相位延迟(retardation)符合下式(1)0.644＜R0(450)/R0(550)＜1 (1)且同时，该C膜的相位延迟符合下式(2)1＜Rth(450)/Rth(550)＜1.35 (2)其中，Rth(450)、Rth(550)分别代表该C膜在波长450nm与550nm的Rth值，其中Rth＝[[nx+ny]/2-nz]×d(nx，ny与nz分别代表C膜在x轴、y轴与z轴的三度空间折射数(three-dimensional refractive index)，d代表C膜的厚度)。
当采用图1结构的液晶显示器针对红光(650nm)最佳化时，该A膜在波长650nm与550nm的相位延迟符合下式(3)1＜R0(650)/R0(550)＜1.36(3)该C膜的相位延迟符合下式(4)0.874＜Rth(650)/Rth(550)＜1 (4)其中Rth(650)与Rth(550)分别代表该C膜在波长650nm与550nm的Rth值。
可以理解的是，当A膜与C膜针对蓝光(450nm)与红光(650nm)同时最佳化时，该A膜在波长450nm、550nm与650nm的相位延迟同时符合方程式(1)以及方程式(3)，且该C膜在波长450nm、550nm与650nm的Rth值同时符合方程式(2)以及方程式(4)。
图4所示为根据本发明另一实施例的液晶显示器20，除了偏光板110及120分别包含了一保护层，例如三醋酸纤维素膜112、122临近A膜130与C膜140之外，该液晶显示器20大致与图1所示的液晶显示器10相同，亦即该三醋酸纤维素膜112设于该C膜140与偏光板110之间，且该三醋酸纤维素膜122设于该A膜130与偏光板120之间。由于三醋酸纤维素膜112、122通常亦具有位相差值(其相当于一种C膜)，所以也要考虑这些三醋酸纤维素膜对补偿的贡献。
若该三醋酸纤维素膜厚度为80μm时，本发明利用邦加球(Poincarésphere)法找出最佳化后C膜(厚度4.93μm)与A膜(厚度51.9μm)的光学参数，结果列于下表三。
表三
由表三可知，针对蓝光(450nm)作最佳化时，该A膜在波长450nm与550nm的相位延迟比R0(450)/R0(550)若为0.842，且该C膜在波长450nm与550nm的相位延迟比Rth(450)/Rth(550)为1.292，则会对液晶显示器20(三醋酸纤维素膜厚度为80μm)提供最佳的补偿。针对红光(650nm)作最佳化时，该A膜在波长650nm与550nm的相位延迟比R0(650)/R0(550)若为1.205，且该C膜在波长650nm与550nm的相位延迟比Rth(650)/Rth(550)为0.861，则会对液晶显示器20(三醋酸纤维素膜厚度为80μm)提供最佳的补偿。
图5所示，为使用前述现有技术A膜与C膜的液晶显示器(采用图4结构，且该三醋酸纤维素膜厚度为80μm)的等对比轮廓图(equalcontrast ratio contour)。图6为使用本发明最佳化A膜与C膜的液晶显示器(采用图4结构，且该三醋酸纤维素膜厚度为80μm)的等对比轮廓图。由图5以及图6可知，使用现有技术A膜以及C膜的液晶显示器，在极角Θ＝60度以及方位角Φ＝45度，对比仅有179.704，而使用本发明最佳化后A膜以及C膜的液晶显示器，对比增为510.911。
若该三醋酸纤维素膜厚度为40μm时，本发明利用邦加球(Poincarésphere)法找出最佳化后C膜(厚度5.93μm)与A膜(厚度61.76μm)的光学参数，结果列于下表四。
表四
由表四可知，针对蓝光(450nm)作最佳化时，该A膜在波长450nm与550nm的相位延迟比R0(450)/R0(550)若为0.826，且该C膜在波长450nm与550nm的相位延迟比Rth(450)/Rth(550)为1.21，则会对液晶显示器20(三醋酸纤维素膜厚度为40μm)提供最佳的补偿。针对红光(650nm)作最佳化时，该A膜在波长650nm与550nm的相位延迟比R0(650)/R0(550)若为1.195，且该C膜在波长650nm与550nm的相位延迟比Rth(650)/Rth(550)为0.9，则会对液晶显示器20(三醋酸纤维素膜厚度为40μm)提供最佳的补偿。
图7所示为使用现有技术A膜与C膜的液晶显示器(采用图4结构，且该三醋酸纤维素膜厚度为40μm)的等对比轮廓图(equalcontrast ratio contour)。图8为使用本发明最佳化A膜与C膜的液晶显示器(采用图4结构，且该三醋酸纤维素膜厚度为40μm)的等对比轮廓图。由图7以及图8可知，使用现有技术A膜以及C膜的液晶显示器，在极角Θ＝60度以及方位角Φ＝45度，对比仅有189.11，而使用本发明最佳化后A膜以及C膜的液晶显示器，对比增为505.228。
图9所示为根据本发明另一实施例的液晶显示器30。除了该液晶显示器单元100与两偏光片110以及120之间分别嵌入一双轴膜(biaxialplate)150之外，该显示器20大致与图1所示的显示器10相同。在本实施例中，该双轴膜150一方面作补偿用，一方面充当保护层。一般现有技术的双轴膜仅针对绿光最佳化，因为人眼对于绿色光最敏感。
本发明利用模拟程序(LCDBench ver5.3和Mathematica ver6.0)计算现有技术双轴膜(以TAC为基材作改良及延伸(厚度86.8μm))的光学参数，结果列于下表五。该模拟使用如图9结构的液晶显示器30，其中该液晶显示器单元100的每一像素区分为四区域(domain)(α＝89°；Φ＝45°，135°，225°，315°)，偏光片110与120使用购自Sumitomo Chemical Co.，Ltd.的SQ852(偏光片110的吸收轴为90°，偏光片120的吸收轴为0°，吸收层PVA厚度20μm)。
表五
R0(λ)分别代表双轴膜在波长λ的相位延迟([nx-ny]×d)，Rth(λ)分别代表该双轴膜在波长λ的Rth值，其中Rth＝[[nx+ny]/2-nz]×d(nx，ny与nz分别代表双轴膜在x轴、y轴与z轴的三度空间折射数(three-dimensional refractive index)，d代表膜厚)。
本发明接着利用邦加球(Poincare sphere)法找出本发明的最佳化后双轴膜(厚度86.8μm)的光学参数，结果列于下表六。R0(λ)与Rth(λ)的定义与前相同。
表六
图10所示为使用现有技术双轴膜的液晶显示器(采用图9结构)的等对比轮廓图(equal contrast ratio contour)。图11为使用本发明的最佳化双轴膜的液晶显示器(采用图9结构)的等对比轮廓图。由于现有技术的双轴膜仅针对绿光(550nm)最佳化，因此在极角Θ很大时(例如60度)以及方位角Φ约为45度时，会造成相当大的漏光，使得对比仅有206.025。此外，由图5可知，在任何同心圆(例如极角60度)，现有技术元件在对角方向的漏光远大于垂直方向(线90-270度)或水平方向(线0-180度)。相对地，使用本发明的最佳化双轴膜可有效减少液晶显示器在极角Θ为60度以及方位角Φ约为45度的漏光，使得对比大幅增加为598.527。
接着本发明进一步找出针对蓝光(450nm)最佳化时双轴膜的光学参数范围如下该双轴膜在波长450nm的相位延迟符合下式(5)以及(6)82.38＜R0(450)+0.41×Rth(450)＜107.35 (5)-910.5＜R0(450)-5.5×Rth(450)＜-690.5 (6)其中R0(450)代表该双轴膜在波长450nm的相位延迟，Rth(450)代表该双轴膜在波长450nm的Rth值，其中Rth＝[[nx+ny]/2-nz]×d(nx，ny与nz分别代表双轴膜在x轴、y轴与z轴的三度空间折射数，d代表双轴膜的厚度)。
当该双轴膜针对红光(650nm)最佳化时，该双轴膜在波长650nm的相位延迟符合下式(7)以及(8)180.872＜R0(650)+0.975×Rth(650)＜206.681 (7)-295.241＜R0(650)-2.51×Rth(650)＜-206.537(8)其中R0(650)代表该双轴膜在波长650nm的相位延迟，Rth(650)代表该双轴膜在波长650nm的Rth值。
可以理解的是，当该双轴膜针对蓝光(450nm)与红光(650nm)同时最佳化时，该双轴膜在波长450nm、550nm与650nm的相位延迟与Rth值同时符合方程式(5)至(8)。
图12所示为根据本发明另一实施例的液晶显示器40，除了偏光板110及120分别包含了一80μm厚保护层例如三醋酸纤维素膜112、122以及在该液晶显示器单元100与偏光片120之间的双轴膜150被移除之外，该液晶显示器40大致与图9所示的液晶显示器30相同。值得注意的是，液晶显示器40采用单边双轴膜补偿结构。
本发明利用模拟程序(LCDBench ver5.3和Mathematica ver6.0)计算上述的现有技术双轴膜(厚度100μm))的光学参数，结果列于下表七。该模拟使用如图12结构的液晶显示器40，其中该液晶显示器单元100的每一像素区分为四区域(domain)(α＝89°；Φ＝45°，135°，225°，315°)，偏光片110与120使用购自Sumitomo Chemical Co.，Ltd.的SQ852(偏光片110的吸收轴为90°，偏光片120的吸收轴为0°，吸收层PVA厚度20μm)。
表七
本发明接着利用邦加球(Poincarésphere)法找出最佳化后双轴膜(厚度100μm)的光学参数，结果列于下表八。
表八
图13所示为使用现有技术双轴膜的液晶显示器(采用图12结构)的等对比轮廓图(equal contrast ratio contour)。图14为使用本发明最佳化双轴膜的液晶显示器(采用图12结构)的等对比轮廓图。由于现有技术的双轴膜仅针对绿光(550nm)最佳化，因此在极角Θ很大时(例如60度)以及方位角Φ约为45度时，会造成相当大的漏光，使得对比仅有184.082。相对地，使用本发明最佳化双轴膜可有效减少液晶显示器在极角Θ为60度以及方位角Φ约为45度的漏光，使得对比大幅增加为496.303。
接着本发明进一步找出采用图12结构的液晶显示器针对蓝光(450nm)最佳化时，该双轴膜在波长450nm的相位延迟同时符合下式(9)以及(10)时会有最佳的补偿。
-1914＜R0(450)-7.56×Rth(450)＜-1311.7(9)51.17＜R0(450)+0.12×Rth(450)＜93.07 (10)当该双轴膜针对红光(650nm)最佳化时，该双轴膜在波长650nm的相位延迟同时符合下式(11)以及(12)时会有最佳的补偿。
157.5＜R0(650)+0.576×Rth(650)＜200.7 (11)-143.988＜R0(650)-1.34×Rth(650)＜-68.14(12)可以理解的是，当该双轴膜针对蓝光(450nm)与红光(650nm)同时最佳化时，该双轴膜在波长450nm、550nm与650nm的相位延迟同时符合方程式(9)至方程式(12)。
图15所示为根据本发明另一实施例的液晶显示器50，除了该A膜130被设置于该液晶显示单元100与该C膜140间之外，该液晶显示器50大致与图4所示的液晶显示器20相同。如图所示，两偏光片110以及120皆各含一80μm厚保护层例如三醋酸纤维素膜112、122分别临近该C膜140与该液晶显示单元100，亦即该三醋酸纤维素膜112设于该C膜140与偏光板110之间，且该三醋酸纤维素膜122设于该偏光板120与该液晶显示单元100之间。值得注意的是，虽然在本实施例中该A膜130被设置于该液晶显示单元100与该C膜140之间，然而该A膜130与C膜140的位置可以彼此对换使得该A膜130被设置于该C膜140与该三醋酸纤维素膜112之间。值得注意的是，液晶显示器50采用单边补偿A膜与C膜的结构。
本发明利用模拟程序(LCDBench ver5.3和Mathematica ver6.0)计算现有技术A膜(购自Arton(厚度80μm))以及C膜(购自PLC(厚度5μm))的光学参数，结果列于下表九。该模拟使用如图15结构的液晶显示器50，其中该该液晶显示器单元100的每一像素区分为四区域(domain)(α＝89°；Φ＝45°，135°，225°，315°)。偏光片110与120使用购自Sumitomo Chemical Co.，Ltd.的SQ852(偏光片110的吸收轴为90°，偏光片120的吸收轴为0°，吸收层PVA厚度20μm)。
表九
本发明接着利用邦加球(Poincarésphere)法找出最佳化后C膜与A膜的光学参数，结果列于下表十。
表十
图16所示为使用现有技术A膜与C膜的液晶显示器(采用图15结构)的等对比轮廓图(equal contrast ratio contour)。图17为使用本发明最佳化A膜与C膜的液晶显示器(采用图15结构)的等对比轮廓图。由图16以及图17可知，使用现有技术A膜以及C膜的液晶显示器，在极角Θ＝60度以及方位角Ф＝45度，对比仅有182而使用最佳化后A膜以及C膜的液晶显示器，对比增为449。
接着本发明进一步找出当采用图15结构的液晶显示器针对蓝光(450nm)最佳化时，A膜在波长450nm与550nm的相位延迟(retardation)符合下式(13)0.5＜R0(450)/R0(550)＜1.198 (13)且同时，该C膜的相位延迟符合下式(14)1.125＜Rth(450)/Rth(550)＜1.583 (14)当采用图15结构的液晶显示器针对红光(650nm)最佳化时，该A膜在波长650nm与550nm的相位延迟符合下式(15)1.03＜R0(650)/R0(550)＜1.468(15)且同时，该C膜的相位延迟符合下式(16)0.72＜Rth(650)/Rth(550)＜0.995 (16)可以理解的是，当A膜与C膜针对蓝光(450nm)与红光(650nm)同时最佳化时，该A膜在波长450nm、550nm与650nm的相位延迟同时符合方程式(13)以及方程式(15)，且该C膜在波长450nm、550nm与650nm的Rth值同时符合方程式(14)以及方程式(16)。
本发明提供的光学补偿件A膜/C膜与双轴膜，针对三原色，波长为450nm、550nm与650nm做最佳化补偿，并且在大部分视角的暗态漏光皆下降而有较佳的对比。
虽然本发明已以前述较佳实施例揭示，然而并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作各种的更动与修改。本发明的保护范围当视所述的权利要求范围所界定者为准。
权利要求
1.一种具有光学补偿件的液晶显示器，其包含一液晶显示单元；第一偏光板以及第二偏光板，其各设于液晶显示单元之外侧；一A膜与一C膜，其各夹设于该第一偏光板或第二偏光板与该液晶显示单元之间，其特征是，该A膜的相位延迟符合下式(1)0.644＜R0(450)/R0(550)＜1 (1)该C膜的相位延迟符合下式(2)1＜Rth(450)/Rth(550)＜1.35(2)其中R0(450)与R0(550)分别代表该A膜在波长450nm与550nm的相位延迟，Rth(450)与Rth(550)分别代表该C膜在波长450nm与550nm的Rth值，其中R0＝[nx-ny]×d且Rth＝[[nx+ny]/2-nz]×d(nx，ny与nz分别代表A膜或C膜在x轴、y轴与z轴的三度空间折射数，d代表A膜或C膜的厚度)。
2.如权利要求1所述的具有光学补偿件的液晶显示器，其特征是，该A膜的相位延迟符合下式(3)1＜R0(650)/R0(550)＜1.36 (3)该C膜的相位延迟符合下式(4)0.874＜Rth(650)/Rth(550)＜1 (4)其中R0(650)与R0(550)分别代表该A膜在波长650nm与550nm的相位延迟，Rth(650)与Rth(550)分别代表该C膜在波长650nm与550nm的Rth值。
3.如权利要求1所述的具有光学补偿件的液晶显示器，其特征是，包含两层厚度为80μm的三醋酸纤维素膜，其各设于该A膜或C膜与相邻的偏光板之间，且该A膜在波长450nm与550nm的相位延迟比R0(450)/R0(550)为0.842，该C膜在波长450nm与550nm的相位延迟比Rth(450)/Rth(550)为1.292。
4.如权利要求1所述的具有光学补偿件的液晶显示器，其特征是，包含两层厚度为80μm的三醋酸纤维素膜，其各设于该A膜或C膜与相邻的偏光板之间，且该A膜在波长650nm与550nm的相位延迟比R0(650)/R0(550)为1.205，该C膜在波长650nm与550nm的相位延迟比Rth(650)/Rth(550)为0.861。
5.如权利要求1所述的具有光学补偿件的液晶显示器，其特征是，包含两层厚度为40μm的三醋酸纤维素膜，其各设于该A膜或C膜与相邻的偏光板之间，且该A膜在波长450nm与550nm的相位延迟比R0(450)/R0(550)为0.826，该C膜在波长450nm与550nm的相位延迟比Rth(450)/Rth(550)为1.21。
6.如权利要求1所述的具有光学补偿件的液晶显示器，其特征是，包含两层厚度为40μm的三醋酸纤维素膜，其各设于该A膜或C膜与相邻的偏光板之间，且该A膜在波长650nm与550nm的相位延迟比R0(650)/R0(550)为1.195，该C膜在波长650nm与550nm的相位延迟比Rth(650)/Rth(550)为0.9。
7.如权利要求1或2或3或4或5或6所述的具有光学补偿件的液晶显示器，其特征是，该液晶显示器置于一观察者前时，该A膜比C膜更靠近观察者。
8.如权利要求7所述的液晶显示器，其特征是，该液晶显示器并未设有其它有补偿功能的膜。
9.一种具有光学补偿件的液晶显示器，其包含一液晶显示单元；第一偏光板以及第二偏光板，其各设于该液晶显示单元之外侧；一A膜与一C膜，其各夹设于该第一偏光板或第二偏光板与该液晶显示单元之间，其特征是该A膜的相位延迟符合下式(3)1＜R0(650)/R0(550)＜1.36(3)该C膜的相位延迟符合下式(4)0.874＜Rth(650)/Rth(550)＜1 (4)其中R0(650)与R0(550)分别代表该A膜在波长650nm与550nm的相位延迟，Rth(650)与Rth(550)分别代表该C膜在波长650nm与550nm的Rth值，其中R0＝[nx-ny]×d且Rth＝[[nx+ny]/2-nz]×d(nx，ny与nz分别代表A膜或C膜在x轴、y轴与z轴的三度空间折射数，d代表A膜或C膜的厚度)。
10.如权利要求9所述的具有光学补偿件的液晶显示器，其特征是，包含两层厚度为80μm的三醋酸纤维素膜，其各设于该A膜或C膜与相邻的偏光板之间，且该A膜在波长450nm与550nm的相位延迟比R0(450)/R0(550)为0.842，该C膜在波长450nm与550nm的相位延迟比Rth(450)/Rth(550)为1.292。
11.如权利要求9所述的具有光学补偿件的液晶显示器，其特征是，包含两层厚度为80μm的三醋酸纤维素膜，其各设于该A膜或C膜与相邻的偏光板之间，且该A膜在波长650nm与550nm的相位延迟比R0(650)/R0(550)为1.205，该C膜在波长650nm与550nm的相位延迟比Rth(650)/Rth(550)为0.861。
12.如权利要求9所述的具有光学补偿件的液晶显示器，其特征是，包含两层厚度为40μm的三醋酸纤维素膜，其各设于该A膜或C膜与相邻的偏光板之间，且该A膜在波长450nm与550nm的相位延迟比R0(450)/R0(550)为0.826，该C膜在波长450nm与550nm的相位延迟比Rth(450)/Rth(550)为1.21。
13.如权利要求9所述的具有光学补偿件的液晶显示器，其特征是，包含两层厚度为40μm的三醋酸纤维素膜，其各设于该A膜或C膜与相邻的偏光板之间，且该A膜在波长650nm与550nm的相位延迟比R0(650)/R0(550)为1.195，该C膜在波长650nm与550nm的相位延迟比Rth(650)/Rth(550)为0.9。
14.如权利要求9或10或11或12或13所述的具有光学补偿件的液晶显示器，其特征是，当该液晶显示器置于一观察者前时，该A膜比C膜更靠近观察者。
15.如权利要求14所述的具有光学补偿件的液晶显示器，其特征是，该液晶显示器除了A膜以及C膜之外并未设有其它有补偿功能的膜。
16.一种具有光学补偿件的液晶显示器，其包含一液晶显示单元；第一偏光板以及第二偏光板，其各设于该液晶显示单元之外侧；两双轴膜，其各夹设于该第一偏光板或第二偏光板与该液晶显示单元之间，其特征是该双轴膜在波长450nm的相位延迟符合下式(5)以及(6)82.38＜R0(450)+0.41×Rth(450)＜107.35(5)-910.5＜R0(450)-5.5×Rth(450)＜-690.5(6)其中R0(450)代表该双轴膜在波长450nm的相位延迟，Rth(450)代表该双轴膜在波长450nm的Rth值，其中R0＝[nx-ny]×d且Rth＝[[nx+ny]/2-nz]×d(nx，ny与nz分别代表双轴膜在x轴、y轴与z轴的三度空间折射数，d代表双轴膜的厚度)。
17.如权利要求16所述的具有光学补偿件的液晶显示器，其特征是该双轴膜在波长650nm的相位延迟符合下式(7)以及(8)180.872＜R0(650)+0.975×Rth(650)＜206.681(7)-295.241＜R0(650)-2.51×Rth(650)＜-206.537 (8)
18.一种具有光学补偿件的液晶显示器，其包含一液晶显示单元；第一偏光板以及第二偏光板，其各设于该液晶显示单元之外侧；两双轴膜，其各夹设于该第一偏光板或第二偏光板与该液晶显示单元之间，其特征是该双轴膜在波长650nm的相位延迟符合下式(7)以及(8)180.872＜R0(650)+0.975×Rth(650)＜206.681(7)-295.241＜R0(650)-2.51×Rth(650)＜-206.537 (8)其中R0(650)代表该双轴膜在波长650nm的相位延迟，Rth(650)代表该双轴膜在波长650nm的Rth值，其中R0＝[nx-ny]×d且Rth＝[[nx+ny]/2-nz]×d(nx，ny与nz分别代表双轴膜在x轴、y轴与z轴的三度空间折射数，d代表双轴膜的厚度)。
19.一种具有光学补偿件的液晶显示器，其包含一液晶显示单元；第一偏光板以及第二偏光板，其各设于该液晶显示单元之外侧；一双轴膜，其夹设于该第一偏光板与该液晶显示单元之间；两层厚度为80μm的三醋酸纤维素膜，其各设于该第一偏光板与该双轴膜之间以及该第二偏光板与该液晶显示单元之间，其特征是该双轴膜在波长450nm的相位延迟符合下式(9)以及(10)-1914＜R0(450)-7.56×Rth(450)＜-1311.7 (9)51.17＜R0(450)+0.12×Rth(450)＜93.07(10)其中R0(450)代表该双轴膜在波长450nm的相位延迟，Rth(450)代表该双轴膜在波长450nm的Rth值，其中R0＝[nx-Uny]×d且Rth＝[[nx+ny]/2-nz]×d(nx，ny与nz分别代表双轴膜在x轴、y轴与z轴的三度空间折射数，d代表双轴膜的厚度)。
20.如权利要求19所述的具有光学补偿件的液晶显示器，其特征是该双轴膜在波长650nm的相位延迟符合下式(11)以及(12)157.5＜R0(650)+0.576×Rth(650)＜200.7 (11)-143.988＜R0(650)-1.34×Rth(650)＜-68.14 (12)其中R0(650)代表该双轴膜在波长650nm的相位延迟，Rth(650)代表该双轴膜在波长650nm的Rth值。
21.一种具有光学补偿件的液晶显示器，其包含一液晶显示单元；第一偏光板以及第二偏光板，其各设于该液晶显示单元之外侧；一双轴膜，其夹设于该第一偏光板与该液晶显示单元之间；两层厚度为80μm的三醋酸纤维素膜，其各设于该第一偏光板与该双轴膜之间以及该第二偏光板与该液晶显示单元之间，其特征是，该双轴膜在波长650nm的相位延迟符合下式(11)以及(12)157.5＜R0(650)+0.576×Rth(650)＜200.7 (11)-143.988＜R0(650)-1.34×Rth(650)＜-68.14 (12)其中R0(650)代表该双轴膜在波长650nm的相位延迟，Rth(650)代表该双轴膜在波长650nm的Rth值，其中R0＝[nx-ny]×d且Rth＝[[nx+ny]/2-nz]×d(nx，ny与nz分别代表双轴膜在x轴、y轴与z轴的三度空间折射数，d代表双轴膜的厚度)。
22.一种具有光学补偿件的液晶显示器，其包含一液晶显示单元；第一偏光板以及第二偏光板，其各设于该液晶显示单元之外侧；两层厚度为80μm的三醋酸纤维素膜，其各夹设于该第一偏光板或第二偏光板与该液晶显示单元之间；一A膜与一C膜，其夹设于该两层三醋酸纤维素膜的一与该液晶显示单元之间，其特征是该A膜的相位延迟符合下式(13)0.5＜R0(450)/R0(550)＜1.198 (13)该C膜的相位延迟符合下式(14)1.125＜Rth(450)/Rth(550)＜1.583 (14)其中R0(450)与R0(550)分别代表该A膜在波长450nm与550nm的相位延迟，Rth(450)与Rth(550)分别代表该C膜在波长450nm与550nm的Rth值，其中R0＝[nx-ny]×d且Rth＝[[nx+ny]/2-nz]×d(nx，ny与nz分别代表A膜或C膜在x轴、y轴与z轴的三度空间折射数，d代表A膜或C膜的厚度)。
23.如权利要求22所述的具有光学补偿件的液晶显示器，其特征是该A膜的相位延迟符合下式(15)1.03＜R0(650)/R0(550)＜1.468 (15)该C膜的相位延迟符合下式(16)0.72＜Rth(650)/Rth(550)＜0.995 (16)其中R0(650)与R0(550)分别代表该A膜在波长650nm与550nm的相位延迟，Rth(650)与Rth(550)分别代表该C膜在波长650nm与550nm的Rth值。
24.一种具有光学补偿件的液晶显示器，其包含一液晶显示单元；第一偏光板以及第二偏光板，其各设于该液晶显示单元之外侧；两层厚度为80μm的三醋酸纤维素膜，其各夹设于该第一偏光板或第二偏光板与该液晶显示单元之间；一A膜与一C膜，其夹设于该两层三醋酸纤维素膜的一与该液晶显示单元之间，其特征是该A膜的相位延迟符合下式(15)1.03＜R0(650)/R0(550)＜1.468 (15)该C膜的相位延迟符合下式(16)0.72＜Rth(650)/Rth(550)＜0.995(16)其中R0(650)与R0(550)分别代表该A膜在波长650nm与550nm的相位延迟，Rth(650)与Rth(550)分别代表该C膜在波长650nm与550nm的Rth值，其中R0＝[nx-ny]×d且Rth＝[[nx+ny]/2-nz]×d(nx，ny与nz分别代表A膜或C膜在x轴、y轴与z轴的三度空间折射数，d代表A膜或C膜的厚度)。
全文摘要
本发明涉及一种具有光学补偿件的液晶显示器，该液晶显示器的光学补偿件包含一A膜与C膜，其各夹设于第一偏光板或第二偏光板与液晶显示单元之间；本发明提供的光学补偿件还包含双轴膜(biaxial plate)和三醋酸纤维素膜。其中双轴膜，其各夹设于该第一偏光板或第二偏光板与该液晶显示单元之间。三醋酸纤维素膜，其各设于该A膜或C膜与相邻的偏光板之间。本发明提供的光学补偿件针对三原色，波长为450nm、550nm与650nm做最佳化补偿，可增加液晶显示器的视角，减少暗态漏光，并且增加对比度。
文档编号G02F1/133GK1760728SQ200410088109
公开日2006年4月19日 申请日期2004年10月15日 优先权日2004年10月15日
发明者林宗贤, 谢明峰 申请人:奇美电子股份有限公司