专利名称：具有改进的视角特性的lcd器件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种液晶显示(LCD)器件，以及更具体涉及包括均匀定向的液晶(LC)层和具有改进视角特性的LCD器件。本发明还涉及一种用于这种LCD器件的偏振膜对。
背景技术：
横向电场模式的LCD器件如面内切换模式(IPS-模式)LCD器件是公知的技术，其中在LC层中，像素电极和公共电极在其间产生横向电场。IPS模式的LCD器件比常规的TN模式LCD器件具有更宽视角特性的优点。IPS模式LCD器件通常包括LC单元，该LC单元包括第一和第二基板和其间夹有的LC层，以及分别粘附在LC单元的第一和第二基板外表面上的第一和第二偏振膜。
在由横向电场限定的LC层中，第一和第二基板具有使LC分子的定向变化可视化的功能。通过在偏振层上层叠透明保护膜如三醋酸纤维素(TAC)膜来配置偏振膜。偏振层将入射光分为互相垂直的两个偏振光分量，以及使一个偏振光分量通过，该偏振光分量具有平行于偏振层的透射轴的振荡面，同时吸收或散射另一偏振光分量，该偏振光分量具有平行于偏振层的吸收轴的振荡面。
在LCD器件中，LC层的“偏振膜对”和初始定向通常被设计为当电极在其间不产生电场时，LCD器件表现出黑色状态，而当电极在其间产生特定的电场时，该LCD器件表现出明亮状态。在明亮状态下，LC层中的LC分子被定向为从LC分子的初始定向偏离λ/2的角度。
通常，LCD器件具有均匀定向的LC层，如透射型IPS模式的LCD器件，该LCD器件包括沿其厚度方向上观察时在其间夹有LC单元的偏振膜对。该偏振膜对的两个偏振膜被布置为这两个偏振膜的透射轴互相垂直。这种偏振膜在技术上被称为正交偏振器。众所周知，正交偏振器具有不期望的视角依赖性，其中在相对倾斜方向上，正交偏振器上入射的光改变了偏振膜的透射轴的方向。
因此，正交偏振器被布置为偏振层的两个透射轴以直角交叉，该正交偏振器允许光沿倾斜方向并通过第一偏振膜入射到LC单元上，由于交叉角相对直角的偏移，因此具有平行于第二偏振膜透射轴的不期望的光分量。在LCD器件中显示黑色状态时，该不期望的光分量导致泄漏光穿过第二偏振膜。
如上所述的正交偏振器的视角依赖性导致视角的减小，所述视角即，在LCD器件的屏幕上很好地欣赏图像的亮度、对比度和色彩的可视范围。有鉴于此，为了在LCD器件中实现更宽的视角范围，有必要开发一种能够减小正交偏振器的视角依赖性的光学补偿偏振膜，用以防止泄漏光并增加视角范围。专利公开JP-2001-242462A，例如，描述了一种用在均匀定向的IPS模式LCD器件中的技术，其中作为光学补偿膜的双轴延迟膜对正交偏振器进行补偿，以使得平行于第二偏振膜的透射轴的倾斜入射光的光分量朝着透射轴的垂直方向改变，倾斜的入射光沿倾斜的视角方向并穿过第一偏振膜入射到LC单元上。
在上述公开中所描述的LCD器件中，仅仅增加具有类似于LC层的波长依赖性的光学补偿膜并不能在整个波长范围内对正交偏振器进行光学补偿，尽管在特定波长范围内该补偿是有效的。这导致了在其它波长范围内的泄漏光，并且因此对取决于观察方向的方位角的图像色彩产生影响。此外，由于偏振膜的透明保护层具有取决于透明保护膜厚度的延迟，因此倾斜入射光(该倾斜入射光一旦经由光入射侧的偏振层就转变为线性偏振光)经由透明保护层再次被转变为椭圆形偏振光，并经由LC层被附加地作出偏振，由此增加了不期望的泄漏光和发射光的着色。
发明内容
鉴于常规技术中的上述问题，本发明的目的是提供一种偏振膜对和LCD器件，在显示黑色状态时，能够减小沿倾斜观察方向上的泄漏光，而基本上不会产生色度变化(shift)。
本发明提供了一种偏振膜对，包括第一和第二偏振膜，该第一和第二偏振膜分别包括第一和第二偏振层，所述第一偏振膜与布置在所述第一偏振层和所述第二偏振膜之间的第一延迟膜相关，所述第一延迟膜具有双折射特性、0至10nm的面内延迟和0至35nm的厚度方向上的延迟，所述第二偏振膜与布置在所述第二偏振层和所述第一偏振膜之间的第二和第三延迟膜相关，所述第二延迟膜具有双折射特性、35至245nm的面内延迟、沿第一面内光轴的第一折射率(n1)和沿第二面内光轴的第二折射率(n2)，其中n1＜n2，所述第二光轴平行或垂直于所述第二偏振层的吸收轴，所述第三延迟膜具有双折射特性、0至15nm的面内延迟、50至123nm的厚度方向上的延迟、正单轴光学特性以及垂直于所述第二偏振层的光轴。
本发明还提供了一种液晶显示(LCD)器件，包括均匀定向的液晶(LC)层；在其间夹有LC层以形成LC单元的第一和第二基板；以及在其间夹有LC单元并分别包括第一和第二偏振层的第一和第二偏振膜，该第一偏振膜包括在接近第二偏振膜的第一偏振层表面上的第一延迟膜，所述第一偏振膜与布置在所述第一偏振层和所述第二偏振膜之间的第一延迟膜相关，所述第一延迟膜具有双折射特性、0至10nm的面内延迟和0至35nm的厚度方向上的延迟，所述第二偏振膜与布置在所述第二偏振层和所述第一偏振膜之间的第二和第三延迟膜相关，所述第二延迟膜具有双折射特性、35至245nm的面内延迟、沿第一面内光轴的第一折射率(n1)和沿第二面内光轴的第二折射率(n2)，其中n1＜n2，所述第二光轴平行或垂直于所述第二偏振层的吸收轴，所述第三延迟膜具有双折射特性、0至15nm的面内延迟、50至123nm的厚度方向上的延迟、正单轴光学特性以及垂直于所述第二偏振层的光轴。
根据本发明的偏振膜对和LCD器件，第一至第三延迟膜的特定组合提供了这样的特点在显示黑色状态时，减小了沿倾斜观察方向上的泄漏光，而基本上不发生色度变化。
更具体地说，在本发明的优选实施例中，第一延迟膜改变了穿过第一偏振层的光的偏振状态，而第二和第三延迟膜改变了穿过第一延迟膜和LC层的光的偏振状态。从而在第一偏振层的位置处提供了穿过第二和第三延迟膜的光的较低散射，由此减小了沿倾斜观察方向上的泄漏光，而基本上不会发生色度变化。
第一和第二偏振膜的每一个都可以布置在LCD单元的光入射侧或发光侧，只要另一个偏振膜相对于LCD单元与前者相对布置即可。
从下面的描述，参考附图将使本发明的上述及其他目的、特点和优点更明显。
图1是根据本发明第一实施例的LCD器件的像素的剖面图。
图2A和2B分别与相关光学膜相结合地示出了滤色(CF)基板和薄膜晶体管(TFT)基板的详细剖面图。
图3示出了延迟膜的延迟定义的透视图。
图4示出了延迟膜的厚度方向的延迟和标准化的透射系数之间的关系曲线图。
图5示出了延迟膜的厚度方向的延迟和标准化的透射系数之间的关系曲线图。
图6示出了在显示黑色状态时实现泄漏光减小的延迟范围的曲线图。
图7示出了延迟膜的厚度方向的延迟和标准化的色度变化之间的关系曲线图。
图8示出了实现0.5或0.5以下的标准化透射系数以及1或1以下的标准化色度变化的延迟范围的曲线图。
图9A和9B分别与相关光学膜相结合地示出了用在本发明第二实施例中的CF基板和TFT基板的详细剖面图。
图10A和10B分别与相关光学膜相结合地示出了用在本发明第三实施例中的CF基板和TFT基板的详细剖面图。
图11A和11B分别示出了来自图2A和2B的CF基板和TFT基板的第一变型的详细剖面图。
图12A和12B分别示出了来自图2A和2B的CF基板和TFT基板的第二变型的详细剖面图。
图13A和13B分别示出了来自图2A和2B的CF基板和TFT基板的第三变型的详细剖面图。
图14A和14B分别示出了来自图2A和2B的CF基板和TFT基板的第四变型的详细剖面图。
具体实施例方式
为了更好的理解本发明，在描述优选实施例之前将先描述本发明的原理。这里假定在LCD单元的光入射侧上布置了第一偏振膜，而在LCD单元的发光侧上布置了第二偏振膜，当从光入射侧朝发光侧观察时，第二偏振膜依次具有(或与它们相关)第三和第二延迟膜。在本发明的偏振膜对或LCD器件的情况下，在第一偏振层的接近LCD单元的表面上布置了第一延迟膜，该第一延迟膜可以用作第一偏振层的保护层。
为了防止沿倾斜方向入射到LCD单元中的LC层上的光转变为椭圆形的偏振光，第一延迟膜具有较低的厚度方向上的延迟，优选小于17nm。这抑制了由依赖于波长的LC层所引起的光的相位变化，从而在基本上呈线性偏振光的状态下，允许入射光穿过LC层。
第三延迟膜将基本上呈线性偏振的光一度转变为椭圆形的偏振光，其中该第三延迟膜被布置在发光侧上，并具有正单轴光学特性和垂直于第一或偏振层的光轴。具有面内延迟如n1＜n2的第二延迟膜将椭圆形的偏振光再次转变为线性偏振光。由穿过LCD单元的线性偏振光的偏振轴与由穿过第二延迟膜的线性偏振光的偏振轴具有不同的方向。通过将第二和第三延迟膜的厚度方向上的延迟分别设计在35nm到245nm之间和50nm到123nm之间的范围内，可以补偿该偏振膜对的视角依赖性。
如果单个双轴延迟膜用于朝向单一方向的光学补偿，那么该单个延迟膜的延迟的波长依赖性将呈现出原来的色度变化。另一方面，在本发明中使用两个正单轴延迟膜的组合在两个方向上影响光学补偿，由此在发光侧面可以消除了该波长依赖性，从而减小了色度变化。
因此，三个延迟膜的组合补偿了LC层和各偏振层的延迟的波长依赖性，由此减小了显示黑色状态时倾斜观察方向上的泄漏光，而基本上不会发生色度变化。如果分别在发光侧和光入射侧布置第一偏振膜和第二偏振膜，那么可以获得类似的结果。
现在，参考附图更具体地描述本发明，其中在整个附图中相同的组成元件由相同的参考数字表示。
图1示出了根据本发明第一实施例的IPS模式LCD器件的像素。通常由数字100表示的LCD器件包括光入射侧偏振膜101、TFT(薄膜晶体管)基板102、LC层103、CF(滤色器)基板104和发光侧偏振膜105，上述部件是从LCD器件的光入射侧朝着发光侧连续地布置的。在TFT基板102的接近LC层103的表面上形成第一定向膜111，而在CF基板104的接近LC层103的表面上形成第二定向膜113。TFT基板102包括玻璃基板体106，其上形成绝缘膜107、TFT 108、像素电极109以及公共电极110。
TFT 108控制施加到像素电极109的电位。在该LCD器件100中，像素电极109和公共电极110形成在TFT基板102上，用以将横向电场施加到LC层103中的LC分子112上。绝缘膜107可以包括氮化硅。CF基板104包括在其上形成滤色器114和光屏蔽膜115的玻璃基板体116。每个滤色器114提供包括红、绿和蓝的三基色当中的一种颜色。光屏蔽膜115为TFT 108、数据线(未示出)等等遮光。如果LCD是单色LCD器件，那么滤色器114可以被省略。
图2A和2B分别示出了CF基板104和TFT基板102的玻璃基板体的外侧细节。CF基板104的玻璃基板体116在其上连续地安装了延迟膜(nc)117、延迟膜(na)118以及包括偏振层120和保护层124的偏振膜105。TFT基板102的玻璃基板体106在其上连续地安装了延迟膜(ni)119和包括偏振层120和保护层121的偏振膜101。偏振层120由聚乙烯醇(PVA)制成，而保护层121和124由TAC制成。
延迟膜(第一延迟膜ni)119、延迟膜(第二延迟膜na)118以及延迟膜(第三延迟膜nc)117分别具有特定的光学特性。当从光入射侧观察时，这些延迟膜119、118、117可以由依次粘附的薄膜材料制成，或由涂敷玻璃基板体的敷层材料制成。
通常使用的典型偏振膜被夹在一对保护(TAC)膜之间。但是，在本实施例中，在偏振膜101的靠近玻璃基板体106的表面上布置延迟膜(ni)119，以及偏振层120被夹在保护层121和延迟膜(ni)119之间，由此对于第一偏振膜101的偏振层120来说，延迟膜119具有保护层功能。类似地，在偏振膜105的靠近玻璃基板体116的表面上布置延迟膜(nc)117和延迟膜(na)118，由此对于第二偏振膜105的偏振层120来说，延迟膜117和118具有保护层功能。
每个保护层121、124具有负的单轴延迟膜的功能，该单轴延迟膜具有垂直于偏振膜101、105的表面的光轴。保护层121、124分别具有取决于其厚度的延迟；但是，由于配置在偏振层120的外表面上，因此对图像没有影响。如果延迟膜119具有0nm的厚度方向上的延迟，即在厚度方向上具有0nm的延迟，那么延迟膜119不改变偏振光的相位。因此，其中在玻璃基板体106上直接粘附第一偏振膜101的结构相当于图2B所示的延迟膜119具有0nm的厚度方向上的延迟的结构。
将用于LCD器件100以及图2A和2B所示的光学补偿偏振膜对进行模拟，以获得为了实现期望结果的延迟膜117、118、119所应当满足的条件，在该期望结果中，在LCD器件中显示黑色状态时的泄漏光被减小到LCD器件的观察者几乎不会注意到泄漏光的程度。在该模拟之前，通过将背光源的亮度从最大亮度向减小的亮度改变，从而在倾斜的观察方向上试验性地研究背光亮度的哪一级别几乎不会影响IPS模式LCD器件的显示质量。该研究揭示了，在显示黑色状态时，背光源的普通最大亮度级的一半可以使得倾斜观察方向上的泄漏光几乎不影响LCD器件的显示质量，以及普通最大亮度的四分之一可以使得泄漏光基本上不影响显示质量。
鉴于上述研究结果，观察者几乎不会注意到泄漏光的级别被确定为基准泄漏光的一半，该基准泄漏光等于在倾斜观察方向上从正交偏振器观察到的泄漏光。此外，使用光学补偿时，在不导致色度降低的正观察方向和倾斜观察方向之间所观察到的色度级别变化被用作基准色度变化。该基准泄漏光和基准色度变化被用于确定所希望的延迟膜的延迟范围。该模拟中使用的倾斜观察方向是距偏振膜对的光轴呈45度的方位角和距基板表面的平面呈45度极角。
图3示出了对延迟膜117，118，119的折射率分量的方向的定义，其中，n1和n2是面内折射率分量，以及nz是延迟膜的厚度方向上的折射率分量。延迟膜的面内延迟由(n1-n2)×d的绝对值来定义，其中“d”是以例如纳米为单位的延迟膜的厚度。
厚度方向上的延迟由[{(n1+n2)/2}-nz]×d的绝对值来定义。
在上述模拟中，假定延迟膜117具有(n1-n2)0的单轴光学特性，其中n1＜nz且n2＜nz，延迟膜119具有(n1-n2)0的单轴光学特性，其中n1≥nz且n2≥nz，以及延迟膜118具有n1＜n2的光学特性。将该轴布置成延迟膜118的光轴垂直于偏振膜120的光轴(慢轴n2)、延迟膜117和119的光轴垂直于偏振层120、以及LC层103的初始定向与延迟膜118的光轴对准。应当注意，无论LC层的初始定向是平行或者是垂直于偏振膜对的光轴，都不显著地影响光学补偿效果，这是因为在这两个方向上都抑制了LC层的相位变化。
图4示出了在显示黑色状态过程中，延迟膜119的厚度方向上的延迟和标准化的透射系数之间获得的模拟结果，其中在不使用光学补偿的情况下，对延迟膜119的每次延迟获得的透射系数被该光学透射系数标准化。所述的不使用光学补偿的情况是各个延迟膜117、119都被80μm厚度的TAC层所取代，以及在其中没有设置延迟膜118的情况。
在图4中，在对从0至50nm变化的延迟膜119的厚度方向上的延迟的模拟中计算透射系数，其中由正方形点构成的曲线(i)表示具有50nm的厚度方向上的延迟的相关延迟膜117的情况，以及其中由菱形点构成的曲线(ii)表示具有80nm的厚度方向上的延迟的相关延迟膜的情况。如上所述的，在相对于正交偏振器的倾斜观察方向的情况下，计算透射系数。
如由图4理解的，对于延迟膜119所采用的厚度方向上的延迟的整个范围来说，计算的标准化透射系数低于0.5，这揭示了改进的更宽视角特性。图4的细节表明，为了在显示黑色状态时获得更高的光学补偿效果和实现更低的透射系数，延迟膜117应该具有超过50nm的厚度方向上的延迟以及延迟膜119应该具有低于50nm的厚度方向上的延迟。
图5示出了在显示黑色状态时，在延迟膜117的厚度方向上的延迟和标准化的透射系数之间的模拟中所获得的关系，类似于图4对延迟膜119所示的那样。在该模拟中，延迟膜118具有130nm的面内延迟，以及延迟膜119具有0nm的厚度方向上的延迟。如由图5理解的，对于具有50nm至123nm的厚度方向上的延迟的延迟膜118的情况，标准的透射系数低于1。
图6示出了在延迟膜118的面内延迟和标准化透射系数之间的在模拟过程中获得的关系。在该模拟中，延迟膜117和延迟膜119的厚度方向上的延迟分别被固定在80nm和0nm。如由图6理解的，对于35nm到245nm之间的延迟膜118的厚度方向上的延迟的范围，标准化的透射系数等于或低于0.5。因此，在显示黑色状态时，在45度的方位角和45度的极角处，倾斜观察方向上的泄漏光被减小至观察者基本上不会注意到该泄漏光的级别。
图7示出了在模拟过程中所获得的在延迟膜119的厚度方向上的延迟和标准化色度改变之间的关系。在该模拟中，对于延迟膜117具有50nm(图形(i))和80nm(图形(ii))的厚度方向上的延迟的情况，延迟膜119的厚度方向上的延迟在0nm和50nm之间变化，延迟膜118的面内延迟被固定在130nm，以及沿正面观察和沿倾斜观察中所测得的色度结果，以获得色度变化。
如由图7理解的，对于具有50nm的厚度方向上的延迟的延迟膜117的情况，在延迟膜119的厚度方向上的延迟的0nm和50nm之间的整个范围中，标准化的色度变化低于1，由此表明在正面观察和倾斜观察之间没有出现色度变化的退化。另一方面，对于具有80nm的厚度方向上的延迟的延迟膜117的情况，如果延迟膜119的厚度方向上的延迟低于35nm，那么标准化色度变化可以保持低于1，以及如果延迟膜119的厚度方向上的延迟低于17nm，那么还可保持低于0.5。
图8示出了延迟膜117、119的厚度方向上的延迟的组合和标准化色度变化之间的关系。如上所述，由于色度变化取决于延迟膜117的厚度方向上的延迟，因此对延迟膜117厚度方向上的延迟的50nm到123nm之间的范围进行另一模拟，这对亮度减小是有效的。在该模拟中，获得了延迟膜117和119的厚度延迟的组合，该组合实现了标准化色度变化为1。
图8示出模拟的结果。在同一图中，选择了这样一个延迟范围，该延迟范围实现了0.5的标准化透射系数和低于1的色度变化，并且该延迟范围被显示为由粗线的矩形包围。该范围被定义为0nm到35nm之间的延迟膜119的厚度方向上的延迟以及50nm到123nm之间的延迟膜117的厚度方向上的延迟。此外，在图8中，还选择另一延迟范围作为更优选的延迟范围，该延迟范围实现了低于0.5的透射系数和低于0.5的色度变化。通过以下关系，利用延迟膜117的厚度方向上的延迟(nc1)和延迟膜119的厚度方向上的延迟(ni1)来定义所述的延迟范围57.0-0.23×ni1+0.11×ni12≤nc1≤120.0-0.42×ni1-0.08×ni12，其中ni1在0至17nm的范围内。
在本实施例中，在由粗线矩形图定义的范围内，对延迟膜117和119的厚度方向上的延迟的组合进行选择，此外，在实现了图6中的0.5的标准化透射系数的范围内选择延迟膜118的延迟。在显示黑色状态时，这实现了将泄漏光减小至观察者几乎不会注意到泄漏光的级别，而基本上不会使正面观察和倾斜观察之间的色度变化发生退化。该结果被认为是由于这样的事实，所述事实是，对于处在上述范围内的延迟膜117，118，119的组合允许延迟膜117、118抑制由LC层103和CF基板104引起的光的散射，且因此，在偏振层120的位置处获得较低的散射条件，其中该下偏振层120构成了布置在LCD器件发光侧的第二偏振膜105。
在本实施例中，使用延迟膜(ni)119作为偏振层120的保护层，该偏振层120布置在光入射侧第一偏振膜101的接近LC层103的表面上，延迟膜119具有较小的厚度方向上的延迟，优选等于或低于17nm，用于抑制在倾斜方向上入射到LC层103上的光被保护层转换成椭圆形偏振光。这抑制了光的取决于波长的相位变化，如在常规LCD器件的LC层103中遇到的，由此将光作为几乎线性偏振的光传送。另一方面，在LCD器件的发光侧中，延迟膜(nc)117具有正单轴光学特性和垂直于偏振层120表面的光轴，该延迟膜将穿过LC层103的线性偏振光一度变为椭圆形偏振光，然后延迟膜118将来自延迟膜(nc)117的椭圆形偏振光再次变为线性偏振光，其中该延迟膜118具有这样的光学特性，其中沿其光轴的面内折射率n1和n2具有n1＜n2的关系。
穿过LC层103的偏振光的偏振轴方向不同于穿过延迟膜118的偏振光的偏振轴方向。在35至245nm范围内设计的延迟膜(na)118的面内延迟和在50至123nm的范围内设计的延迟膜117的厚度方向上的延迟消除了正交偏振器的视角依赖性，其中对于倾斜的入射光，交叉角偏转了直角。亦即，由此设计的延迟膜117和118将倾斜入射光的偏振轴朝着第二偏振膜105发光侧的吸收轴的方向改变。
如果单个双轴延迟膜用于朝着一个方向进行光学补偿，即，用于线性补偿，那么单个延迟膜的双折射的波长依赖性表现为照原样色散。另一方面，在本实施例中，两个正单轴延迟膜的组合光学地补偿了朝向两个方向的入射光。这允许具有更高波长依赖性的波长较短的光分量在较大程度上绕过该光学路径，由此在发光侧消除了波长依赖性并减小了色散。
因此，LC层103和包括延迟膜117、118的光学补偿膜的双折射的波长依赖性可以被抑制，由此抑制了在显示黑色状态时的倾斜观察方向上的泄漏光，并且在更宽的波长范围中提供了光学补偿，而不会导致色度改变。本实施例提高了视角特性且因此提高了LCD器件的显示质量。
在某些LCD器件中，在偏振膜的表面上进行雾化处理，以提高图像的清晰度。在这种LCD器件中，在显示黑色状态时，如果在倾斜方向上导致了更大的泄漏光，则由于偏振膜的雾化处理，倾斜方向中发射的光可以朝正面观察方向发射，由此降低了正面观察方向中的对比度。在本实施例中，使用延迟膜117、118、119的光学补偿减小了在显示黑色状态时的倾斜方向上的泄漏光，由此抑制了由表面处理引起的正面泄漏光。因此，本实施例减小了在显示黑色状态时的正面亮度，由此提高了正面观察方向中的对比度并提供了更高分辨率的图像。
类似于图2，图9A和9B分别示出了根据本发明的第二实施例的LCD器件中的CP基板和TFT基板的玻璃基板体的外侧细节。除了延迟膜的布置之外，本实施例的LCD器件类似于图1所示的第一实施例的LCD器件。更具体地说，在本实施例中，在玻璃基板体116上连续地形成延迟膜118和117。延迟膜117具有保护发光侧第二偏振膜105的偏振层120的功能。
为了研究延迟膜117、118、119的光学特性的条件进行了如下模拟，以实现在显示黑色状态时将泄漏光减小至观察者几乎不会注意到该泄漏光的级别。模拟中的条件类似于第一实施例进行的模拟中的条件。在本实施例的模拟中，延迟膜118具有的光轴垂直于偏振层120的光轴。
该模拟结果类似于图4至8所示。因此，延迟膜117和118的布置顺序不影响该结果，延迟膜117具有单轴光学特性，其中n1＜nz且n2＜nz，延迟膜118具有n1＜n2的光学特性。如前所述，具有与第一实施例相关的范围的延迟膜117、118、119的延迟组合在本实施例中也是有效的。
类似于图2，图10A和10B分别示出了根据本发明第三实施例的LCD器件中的CF基板和TFT基板的玻璃基板体的外侧细节。除了本实施例中的两个延迟膜123和125构成了第二实施例中的延迟膜117之外，本实施例的LCD器件类似于第二实施例的LCD器件。
每个延迟膜123、125由单轴延迟膜配置成，该单轴延迟膜具有垂直于偏振膜105的偏振表面的光轴。延迟膜123、125的其中之一由TAC制成，通常用于构成保护层，以及延迟膜123、125的另一个由这样一种材料制成，该材料对由TAC膜提供的延迟的过量或不足进行补偿，由此延迟膜123、125的组合具有类似于延迟膜117的光学特性，如在厚度方向上的延迟。
在上述实施例中，在LCD器件100的光入射侧上布置了第一偏振膜101和延迟膜119，而在发光侧上布置了第二偏振膜105和延迟膜117、118。但是，可以在发光侧上布置第一偏振膜101和延迟膜119，而可以在光入射上布置第二偏振膜105和延迟膜117、118。此外，入射光的方向可以与图1相反，以及可以入射到第二偏振膜105上，以实现本发明的优点。延迟膜117、118、119不必粘附在偏振层上，并且只要其它薄膜或玻璃基板体不改变偏振光的偏振状态，也可以将其它薄膜或玻璃基板体布置在该延迟膜和该偏振层之间。
图11A和11B分别示出了CF基板和TFT基板的剖面图，它是根据由图2A和2B所示结构的第一变型。在该第一变型中，TFT基板101类似于第一实施例中的TFT基板102，而CF基板104仅仅包括第四延迟膜(n1)119，该延迟膜(n1)119具有位于玻璃基板体116和第二偏振膜105之间的保护层的功能。将第二和第三延迟膜(na，nc)118、117布置在CF基板104的玻璃基板体116和第一偏振膜101之间。
图12A和12B分别是CF基板和TFT基板的剖面图，它是根据由图2A和2B所示的CF基板和TFT基板的第二变型。在该第二变型中，TFT基板102类似于第一实施例中的TFT基板102，而第二偏振膜105包括在偏振层120和玻璃基板体116之间的第二延迟膜(na)118。在CF基板104的玻璃基板体116和第一偏振膜101之间布置了第三延迟膜(nc)117。
图13A和13B分别示出了CF基板和TFT基板的剖面图，它是根据由图2A和2B所示的CF基板和TFT基板的第三变型。在第三变型中，TFT基板102类似于第一实施例中的TFT基板102，然而CF基板104仅仅包括在偏振层120和玻璃基板体116之间的第二延迟膜(na)118。将第三延迟膜(nc)117布置在CF基板104的玻璃基板体116和第一偏振膜101之间。
图14A和14B分别示出了CF基板和TFT基板的剖面图，它是根据由图2A和2B所示的CF基板和TFT基板的第四变型。在第四变型中，TFT基板类似于第一实施例中的TFT基板102，然而CF基板104包括了在偏振层120和玻璃基板体116之间的第三延迟膜(nc)117的一部分，用于保护偏振层120。将第二延迟膜(na)118和第三延迟膜(nc)117的另一部分布置在CF基板104的玻璃基板体116和第一偏振膜101之间。
由于仅仅举例描述了上述各实施例，因此本发明不局限于上述各实施例，并且在不脱离本发明的保护范围的条件下，所属领域的技术人员可以由此容易地进行各种改进或变化。
权利要求
1.一种偏振膜对，包括第一和第二偏振膜，该第一和第二偏振膜分别包括第一和第二偏振层，所述第一偏振膜与布置在所述第一偏振层和所述第二偏振膜之间的第一延迟膜相关，所述第一延迟膜具有双折射特性、0至10nm的面内延迟和0至35nm的厚度方向上的延迟，所述第二偏振膜与布置在所述第二偏振层和所述第一偏振膜之间的第二和第三延迟膜相关，所述第二延迟膜具有双折射特性、35至245nm的面内延迟、沿第一面内光轴的第一折射率(n1)和沿第二面内光轴的第二折射率(n2)，其中n1＜n2，所述第二光轴平行或垂直于所述第二偏振层的吸收轴，所述第三延迟膜具有双折射特性、0至15nm的面内延迟、50至123nm的厚度方向上的延迟、正单轴光学特性以及垂直于所述第二偏振层的光轴。
2.根据权利要求1的偏振膜对，其中所述第一延迟膜具有0至7nm的面内延迟和0至17nm的厚度方向上的延迟(ni1)，所述第三延迟膜具有0至10nm的面内延迟和厚度方向上的延迟(nc1)，并保持以下关系57.0-0.23×ni1+0.11×ni12≤nc1≤120.0-0.42×ni1-0.08×ni12。
3.根据权利要求1的偏振膜对，其中所述第一偏振膜具有第一保护层、在其间夹有所述第一偏振层的所述第一延迟膜和所述第一保护层，以及所述第二偏振膜具有第二保护层、所述第二和第三延迟膜以及所述第二保护层，在它们之间夹有所述第二偏振层。
4.根据权利要求1的偏振膜对，其中所述第二延迟膜被布置为比所述第三延迟膜更接近于所述第一偏振膜。
5.根据权利要求1的偏振膜对，其中所述第二延迟膜被布置为比所述第三延迟膜更远离所述第一偏振膜。
6.一种液晶显示(LCD)器件，包括均匀定向的液晶(LC)层；在其间夹有所述LC层以形成LC单元的第一和第二基板；以及在其间夹有所述LC单元并分别包括第一和第二偏振层的第一和第二偏振膜，所述第一偏振膜与布置在所述第一偏振层和所述第二偏振膜之间的第一延迟膜相关，所述第一延迟膜具有双折射特性、0至10nm的面内延迟和0至35nm的厚度方向上的延迟，所述第二偏振膜与布置在所述第二偏振层和所述第一偏振膜之间的第二和第三延迟膜相关，所述第二延迟膜具有双折射特性、35至245nm的面内延迟、沿第一面内光轴的第一折射率(n1)和沿第二面内光轴的第二折射率(n2)，其中n1＜n2，所述第二光轴平行或垂直于所述第二偏振层的吸收轴，所述第三延迟膜具有双折射特性、0至15nm的面内延迟、50至123nm的厚度方向上的延迟、正单轴光学特性以及垂直于所述第二偏振层的光轴。
7.根据权利要求6的LCD器件，其中所述第二延迟膜的所述第一面内光轴平行或垂直于所述均匀定向的LC层的光轴。
8.根据权利要求6的LCD器件，其中所述第二延迟膜被布置为比所述第三延迟膜更接近于所述第一偏振膜，以及所述第二延迟膜的所述第一面内光轴垂直于所述均匀定向的LC层的所述光轴。
9.根据权利要求6的LCD器件，其中所述第二延迟膜被布置为比所述第三延迟膜更远离所述第一偏振膜，以及所述第二延迟膜的所述第一面内光轴平行于所述均匀定向的LC层的所述光轴。
全文摘要
本发明涉及一种LCD器件，包括在其间夹有LC单元的一对偏振膜。光入射侧的偏振膜包括偏振层和第一延迟膜，而发光侧的偏振膜包括偏振层以及第二和第三延迟膜。第一和第三延迟膜的特定组合提供了光学补偿，该光学补偿用于在LCD器件中显示黑色状态时实现更低的泄漏光和更低的色度变化。
文档编号G02F1/13GK1932561SQ20061015342
公开日2007年3月21日 申请日期2006年9月14日 优先权日2005年9月14日
发明者永井博 申请人:Nec液晶技术株式会社