专利名称：偏振片、用于液晶显示器的板和包括散射层的液晶显示器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种偏振片、用于液晶显示器的板和包括散射层的显示器。
背景技术：
液晶显示器(LCD)包括设置有薄膜晶体管等(TFT)的下板；设置有滤色器和黑矩阵等的上板；以及设置在所述上下板之间的液晶层。在相应板或单个板上形成多个像素电极，并对这些像素电极供电。该LCD改变施加到单个板和公共电极上的电压，从而改变液晶分子的取向。通过这种方式，LCD可以调整光透射并显示图像。
LCD的液晶材料具有双折射性，即沿着分子长轴和分子短轴方向的反射系数彼此不同。由于这种双折射，光线经历的折射系数取决于LCD的观看方向，因此，在光穿过液晶之后，导致入射光的偏振与线性偏振不同。所以，倾斜方向上的光的色性和光量与正前方的光的色性和光量不同。尤其是，扭曲向列(TN)LCD会出现严重的问题，例如，由于光延滞的改变而出现的有赖于视角的对比度、色移、灰度反转(gray inversion)等。
已经研发出用于解决上述问题的技术，其通过使用相差补偿膜补偿某一个具体方向上的相差。通过使用补偿膜以相反的方式补偿液晶生成的光的相位偏差，这种技术用于解决视角问题。因此，通过使用相差补偿膜可以确保扭曲向列LCD的视角，但是下视角的灰度反转等问题依然存在。为解决上述问题，提出一种将散射层附装到偏振板上以便最小化灰度反转的方法。但是，当表示光散射程度的模糊值(haze value)很高时，产生断开的字符，从而降低显示特性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种偏振片、用于LCD的板和包括能够最小化灰度反转和消除字符断开(character breaking)的散射层的LCD。
为了实现本发明的目的，将填充物在像素区域和像素区域之间的边界区域内以不同的密度分布，该填充物是用于形成散射层的散射颗粒，用于引发能够被指示作模糊值的光散射。
该散射层可以形成在液晶单元的内表面或外表面上，该液晶单元包括以扭曲向列模式布置在两个板的内表面之间的液晶分子。
LCD可以进一步包括分别附装到第一和第二板的外表面上的上下偏振板，该上偏振板优选地包括检偏器和分别附装到该检偏器的上下表面上的第一和第二保护膜。
散射层可以设置在第二板和上偏振板之间，保护膜和检偏器之间，或者在与检偏器相对的第一保护膜上。
所述填充物可以以网状分布，或者优选地在像素区域内沿着对角线方向分布。
图1是示出根据本发明实施例的LCD的概要示意图；图2是示出根据本发明的作为散射层散射颗粒的填充物和红、绿和蓝滤色器的布置的布局图；图3A至3E示出制造根据本发明的包括散射层的偏振板的步骤；以及图4示出通过根据本发明实施例的制造方法生产的偏振板的结构。
具体实施例方式
下文将参照附图详细描述本发明，本发明的优选实施例在附图中示出。但是本发明可以以多种形式体现，而不限于所提出的实施方式。
附图中，清楚起见，层和区域的厚度都被夸大。类似附图标记通篇指代类似的元件。应该理解，当例如层、薄膜、区域、基底或板等的元件被称作位于另一个元件之上时，其可以直接位于后者之上，或者在两者之间有插入元件。相比之下，当一个元件被称为直接位于另一个元件上时，两者之间不具有插入层。
现在参照附图详细描述根据本发明实施例的偏振片、用于LCD的板和包括散射层的LCD。
图1是示出根据本发明实施例的LCD的概要示意图。
如图1所示，根据本发明实施例的LCD包括彼此面对并且包括布置成矩阵形式的像素区域的上板100和下板200，以及设置在两个板之间的液晶层300。液晶层300的介电各向异性系数Δε大于0。液晶层300中的液晶分子具有扭矩向列结构，即液晶分子的长轴平行于板100和200的表面并且在没有电场的条件下从一个板向另一个板螺旋状扭曲，在对液晶层300施加足够强度电场的条件下，液晶分子的取向改变，即液晶分子的长轴垂直于板100和200的表面，并且平行于电场。
下板100包括多个以矩阵形式形成在像素区域上的执行显示操作用的像素电极、多个彼此交叉以限定出像素区域并且传递扫描信号和图像信号的栅极线和数据线、多个与栅极线和数据线电连接并且响应于来自栅极线的扫描信号控制来自数据线的图像信号的TFT，等。下板100被称为TFT阵列板。下偏振板420附装到下板100的外表面上。
上板200包括防止像素区域之间的光泄漏并具有对应于像素区域的开口的黑矩阵；多个红、绿和蓝滤色器，其顺序地布置在像素区域内；以及，公共电极，其由例如ITO(铟锡氧化物)或IZO(铟锌氧化物)的透明导电材料制成，并且被供应预定电压，从而与像素电极一起驱动液晶分子。上偏振板410被附装到两个板100和200的上板200的外表面上，用于偏振穿过该偏振板的光。
其中，附装到两个板100和200的外表面上的偏振板410和420的透射轴可以彼此平行或垂直。
补偿膜510和520分别附装到上偏振板410和下偏振板420与液晶单元100、200和300之间，该补偿膜510和520补偿液晶层300中的相位改变，从而确保较宽的视角。
下偏振板420包括偏振片或具有PVA(聚乙烯醇)和碘的检偏器；分别附装到偏振片的上下表面上的保护膜(TAC三醋酸纤维素)。此外，上偏振片410包括具有PVA和碘的检偏器；以及，分别附装到检偏器412的上下表面上的保护膜411和413。此外，在上偏振板410的上保护膜413上形成散射层414，该散射层包括被称为填充物的散射颗粒。
该散射层414可以形成在下保护膜411之上或之下、上板200和上补偿膜510之间或者上保护膜和检偏器412之间。
其中，散射层414将穿过液晶单元100、200和300的光向所有方向散射，从而将其均等化。优选地，该散射层414的模糊值等于或大于50。这是因为，如果散射层414的模糊值等于或大于50，那么可以有效地改进下方向上的灰度反转。
但是，如果散射层414的模糊值等于或大于50，则会由于产生字符断开而使显示特性劣化。根据本发明用于解决所述问题的实施例，在像素区域和相邻像素区域之间的边界区域内以不同的密度分布填充物，该填充物是散射层414的散射颗粒。具体地，像素区域之间的边界区域内的颗粒密度小于像素区域内的颗粒密度。然后，在相邻像素区域之间的边界区域散射的光被最小化，这样，可以通过采用等于或大于50的模糊值使灰度反转最小化，并消除字符断开现象。现在参照附图详细描述这种结构。
图2是示出根据本发明一实施例的填充物和红、绿和蓝像素的布置的布局图，其中填充物是散射层的散射颗粒。
如图2所示，根据本发明的一个实施例，多个红、绿和蓝滤色器R、G和B顺序布置在液晶单元100、200和300(如图1所示)的像素区域内。其中，散射层414的散射颗粒、即填充物423以网状高密度地分布，网状填充物的对角线的相交部分优选地设置在像素区域之间的边界区域上，从而使得像素区域之间的边界区域内的填充物423的密度低于像素区域内的填充物密度。尽管填充物以网状高密度地分布，但是填充物可以以各种不同的方式加以设置。
在根据本发明的LCD中，被附装到下板100上的下偏振板420线性偏振的光在其穿过液晶层300时改变其偏振。该光被附装到上板200上的上偏振板410再次线性偏振，然后被散射层414向各方向散射。所以，光的光量和色性不取决于视角，因此可以最小化例如色移、灰度反转等的负面现象。而且，由于像素之间的边界区域内的填充物423的密度小于分布在像素区域内的填充物的423的密度，因此可以使在像素区域之间的边界区域内散射的光最小化，从而消除字符断开。
通过以下方式形成散射膜414将散射膜附装到对着液晶单元10和20的偏振板410的外表面上，本发明采用这种方式；当将偏振板410附装到上板200上时，应用具有散射功能的光扩散粘结剂；或者，在滤色器上形成由包括微分散颗粒的树脂制成的光散射层，该光散射层可以通过对上偏振板410的上保护膜413进行表面处理而形成。现在参照附图对其进行详细描述。
图3A至3E顺序地示出了制造根据本发明实施例的、包括散射层的偏振板的方法的步骤，图4A示出由根据本发明实施例的制造方法制造的偏振板的结构。
图3A示出在上保护膜413(图1和图2所示)上形成散射层414的步骤，该步骤是制造根据本发明实施例的包括散射层的偏振板的方法的步骤中的一步。通过使用第一支持件600和第二支持件700在箭头所示方向上移动上保护膜413。涂布有包括填充物和粘结剂或丙烯酸的散射材料的第三辊500转动并且接触上保护膜413，从而在上保护膜413上形成散射层414，通过UV(紫外)线硬化该散射层414。
为了如图2所示地在散射层414中得到高密度的网状填充物423，首先，通过图3B所示步骤A使得填充物423在水平方向上的密度变大，然后通过如图3C所示步骤B使得填充物423在垂直方向上的密度变大。然后，如图3D所示，得到包括散射层414的上保护膜413，该散射层包括在水平方向和垂直方向上密度均匀分布的填充物423。
对具有填充物和粘结剂或丙烯酸的散射层414进行涂布，从而使其具有网状的突起，这样，填充物423、即散射颗粒的密度沿着线变大。因此，填充物颗粒在粘结剂或丙烯酸突起中高密度集中，同时在其他部分中稀疏分布或几乎没有。填充物423、即散射颗粒具有高折射系数，同时粘结剂具有低折射系数。然后，所述突起用作凹透镜，入射光线被填充物径向散射。
然后沿着与上保护膜413的边缘成45度角的线切割上保护膜413，从而将其附装到液晶单元100、200和300上，如图3E所示。最终，制得如图4所示的上保护膜413(图2所示)，其具有光散射层414，该光散射层包括沿着对角线方向在像素区域内分布的填充物423。
如上所述，本发明散射颗粒的密度在像素区域之间的边界区域内变小，光散射层包括该散射颗粒，从而引起散射以最小化灰度反转，进而消除灰度反转和防止字符断开，以改进显示设备的显示特性。
权利要求
1.一种用于液晶显示器的板，包括多个以矩阵形式布置的像素区域；以及散射层，其包括用于引发被指示为模糊值的光散射的填充物，其中，所述填充物的密度分布为像素区域内的密度值与像素区域之间的边界区域内的密度值不同。
2.如权利要求1所述的板，其中，所述填充物的密度在边界区域内大于在像素区域内。
3.一种用于液晶显示器的偏振板，该偏振板包括上保护膜，其包括用于引发被指示为模糊值的光散射的填充物，该填充物的密度分布在像素区域内和在像素区域之间的边界区域内不同；检偏器，具有第一表面和与该第一表面相对的第二表面，所述上保护膜附装到该第一表面上；以及下保护膜，其附装到所述检偏器的第二表面上。
4.如权利要求3所述的偏振板，其中，所述填充物的密度在边界区域内大于在像素区域内。
5.一种液晶显示器，包括彼此相对并具有以矩阵形式布置的像素区域的第一板和第二板；设置在所述第一板和所述第二板之间的液晶层；以及散射层，其形成在所述第一板和第二板的至少一个的外表上，包括用于引发被指示为模糊值的光散射的填充物，该填充物的密度在像素区域内和在像素区域之间的边界区域内不同。
6.如权利要求5所述的液晶显示器，其中，所述填充物的密度在边界区域内小于在像素区域内。
7.如权利要求6所述的液晶显示器，还包括分别附装到所述第一和第二板的外表面上的上下偏振板。
8.如权利要求7所述的液晶显示器，其中，所述上偏振板包括检偏器以及分别附装到所述检偏器的上下表面上的第一和第二保护膜。
9.如权利要求8所述的液晶显示器，其中，所述散射层设置在第二板和上偏振板之间、第一保护膜和检偏器之间或者与检偏器相对的第一保护膜上。
10.如权利要求5所述的液晶显示器，其中，所述散射层的填充物以网状分布。
11.如权利要求10所述的液晶显示器，其中，所述填充物沿着像素区域的对角线方向分布。
全文摘要
根据本发明，红、绿和蓝滤色器顺序布置在LCD的像素区域中。作为散射层的散射颗粒的填充物以网状分布，并沿着对角线方向分布，从而使得填充物的密度在像素区域之间的边界区域内小于在像素区域内。
文档编号G02B5/30GK1668965SQ02829595
公开日2005年9月14日 申请日期2002年9月19日 优先权日2002年8月9日
发明者宋荣九, 洪权三, 李翰柱, 严允成 申请人:三星电子株式会社