广视角膜与应用该广视角膜的液晶显示装置的制作方法

专利名称：广视角膜与应用该广视角膜的液晶显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种广视角膜与应用该广视角膜的液晶显示装置，尤其是一种 能够消除灰度反转现象以及提供全视角显示的扩大视角的膜与应用该种膜的液 晶显示装置。
背景技术：
显示装置作为一种媒体，可以将数字处理单元产生的电信号以图形、文字、 数字等形式直观的表达给用户。显示装置根据驱动方式可以分为数字显示装置 和模拟显示装置，LCD (液晶显示装置)是典型的数字显示装置，CRT (阴极 射线管)型显示装置是典型的模拟显示装置。随着LCD技术的发展，LCD能够 实现大尺寸屏幕、高解析度，并且相比CRT型显示器装置具有体积小、重量轻 的优势，因而LCD被广泛的应用到家用电器、公共场所的显示装置上。然而，众所周知，现有用作液晶材料的高分子化合物存在各向异性，这就 决定了液晶分子空间分布的不同，不同的立体角度光透过率不同，造成显示的 对比度不均匀。而液晶盒的最佳显示效果是按照垂直入射光线设计的，所以在 垂直方向的显示效果最佳，偏离法线越远，对比度下降越严重，甚至有可能出 现暗态透过率大于亮态透过率，发生灰度反转的现象。为了扩大LCD的视角， 一种传统的技术措施是在液晶显示屏上贴光漫射膜和光强补偿膜，使通过液晶屏的光均匀漫射，并补偿某些角度的光强。这种方 法操作简单、成品率很高，但是对于对比度下降现象的改善效果比较有限。申请号为"CN02819517.5"的"透射型液晶显示器"发明专利，公开了一 种设置在偏振片之间的"光学补偿薄片"，该"光学补偿薄片"包括一个透明载 体和一个光学各向异性层，该光学各向异性层含有一种具有盘形平面的盘形化 合物，该盘形平面从载体表面的一个表面以沿光学各向异性层的深度方向变化 的角度倾斜。在实际生产中，该"光学补偿薄片"能够有效的解决LCD的暗态 斜视漏光问题，而达到广视角的目的。然而，该技术仍然存在一些不足(1) 仍然不能避免灰度反转的问题；(2)在不同观察方向，亮度和色度差异大，均 匀性差；(3)增加的视角范围有限，水平视角为±60° ，下视角仍然存在灰度反 转的现象
发明内容
本发明目的在于克服现有技术的不足而提供一种能够解决传统技术的灰度 反转问题并实现全视角显示的广视角膜。为达到上述目的，本发明采用的技术方案是 一种应用于液晶显示装置的广视角膜，包括具有第一折射率w,的第一透光层，所述的第一透光层的一侧表 面具有多个凸起；具有第二折射率"2的第二透光层，所述的第二折射率"2与所 述的第一折射率^不相同，所述的第二透光层的一侧表面具有与所述的多个凸起 表面完全相接合的凹槽；其中，具有入射角a的光穿过所述的第一透光层后， 经过所述的凸起与所述的凹槽的接合部，从所述的第二透光层穿出。所述的第一折射率^与所述的第二折射率"2之间具有差异即可，二者之间的差值优选在0.1至2.5之间范围。所述的入射角a的范围为0°至20°之间。所述的多个凸起表面与所述的多个凹槽表面的接合是通过材料间的分子力 相贴合。所述的凸起的外形为圆台状或正六棱台状或条带状，所述的凸起的侧 面相对于底面的倾角0范围是0°至180°之间，所述的凸起的高度范围是0.1 微米至100微米之间。所述的凸起的底面与侧面的过渡、顶面与侧面的过渡均 为圆角过渡。所述的第一透光层的另一侧表面上贴合有衬底层。所述的第二透光层的另 一侧表面上贴合有具有第三折射率 的扩散层，所述的第三折射率"3与所述的第二折射率 之间具有差异即可，二者之间的差值优选在0.1至2.5之间范围。另外，本发明的目的在于克服现有技术的不足而提供一种能够解决传统技 术的灰度反转问题并实现全视角显示的液晶显示装置。为达到上述目的，本发明采用的技术方案是 一种液晶显示装置，它包括 依次贴合的背光源、第一偏光片、液晶单元、第二偏光片，所述的第二偏光片 包括依次粘结的粘合层、第二支撑层、偏光层、第一支撑层、保护层，所述的 粘合层和所述的液晶单元都分别具有入射光一侧表面和出射光一侧表面，所述 的粘合层的入射光一侧表面贴合在所述的液晶单元的出射光一侧表面上，所述 的第一支撑层与所述的保护层之间贴合有上述的广视角膜，并且所述的广视角 膜的第一透光层贴近所述的第一支撑层、所述的广视角膜的第二透光层贴近所
述的保护层。另外，本发明的目的还在于克服现有技术的不足而提供另 一种能够解决传 统技术的灰度反转问题并实现全视角显示的液晶显示装置。为达到上述目的，本发明采用的技术方案是 一种液晶显示装置，它包括 依次贴合的背光源、第一偏光片、液晶单元、第三偏光片，所述的第三偏光片 具有入射光一侧表面和出射光一侧表面，所述的第三偏光片的出射光一侧表面 贴合有上述的广视角膜，并且所述的广视角膜的第一透光层贴近所述的第三偏 光片的出射光一侧表面。由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点该广视角 膜与应用该广视角膜的液晶显示装置，可以有效的解决传统技术中的灰度反转 问题，提供全视角显示，并且在全视角范围内可以看到均匀的显示效果(包括 均匀的色度和对比度等)。


图1为本发明的广视角膜主视全剖图； 图2为本发明图1的光路原理图； 图3为本发明图1的第一实施例图； 图4为本发明图1的第二实施例图； 图5为本发明图1的第三实施例图；图6为本发明的应用图1广视角膜的第二偏光片原理图；图7为本发明的一种应用图1广视角膜的液晶显示装置的原理图；图8为本发明的另一种应用图1广视角膜的液晶显示装置的原理图。其中，100、广视角膜，200、衬底层，300、第一透光层，301、凸起，400、第二透光层，401、凹槽，500、扩散层，101、保护层，102、第一粘着剂层，103、第二粘着剂层，104、第一支撑层，105、偏光层，106、第二支撑层、107、第三粘着剂层，108、粘合层，109、第二偏光片，110、液晶单元，111、第一偏光片，112、背光源，113、第三偏光片，114、 第四粘着剂层。
具体实施例方式
下面对本发明的具体实施方式
进行说明参见图l， 一种应用于液晶显示装置的广视角膜100，包括 具有第一折射率",的第一透光层300，所述的第一透光层300的一侧表面具有多个凸起301;具有第二折射率"2的第二透光层400，所述的第二折射率 与所述的第一折射率",不相同，所述的第二透光层400的一侧表面具有与所述的多个凸起301表面完全相接合的凹槽401;其中，具有入射角a的光穿过所述的第 一透光层300后，经过所述的凸起301与所述的凹槽401的接合部，从所述的 第二透光层400穿出。为了使光路在经过所述的凸起301与所述的凹槽401的接合部时更好的发 生折射，所述的第一折射率^与所述的第二折射率《2只要有差异即可，在实际的实施方式中，二者之间的差值优选在在0.1至2.5之间范围。所述的入射角a (如图2所示)是指入射光线与显示平面的法线方向之间 的夹角，考虑到实际的应用场合，所述的入射角a的范围为0°至20°之间，即 入射到所述的第一透光层300的光的视角范围是±20° ，所述的广视角膜100 应当参考该入射角a范围进行设计。所述的多个凸起301表面与所述的多个凹槽401表面的接合是通过材料间 的分子力相贴合，或者也可以是通过粘合剂将二者紧密粘合。所述的第一透光 层300由具有流体材料和有条件凝固材料两种属性的材料构成，可以与所述的 第二透光层400表面充分贴合；所述的第二透光层400为具有硬度的膜，可以 保持所述的广视角膜100的形状。当然，所述的凸起301表面与所述的凹槽401表面之间还存在另一种接合 方式，即二表面之间并非完全接合，而是存在一定的空隙，光路从所述的凸起 301表面出射后在所述的凸起301表面发生偏折、穿过所述的空隙、入射到所述 的凹槽401表面并在所述的凹槽401表面发生偏折。该接合方式也能够实现对 光路的偏折，然而存在一个很大的弊端，即所述的凸起301表面与所述的凹槽 401表面之间的空隙加工困难并且大小难以控制，实用性差。参见图3、图4、图5，所述的凸起301的外形为圆台状或正六棱台状或条 带状，其中圆台状、正六棱台状可以将视角扩大到各个视角方向，条带状主要 是将视角扩大到与宽边相垂直的视角方向，并且这些视角方向能够获得较大的
亮度。所述的凸起301的侧面相对于底面的倾角g范围是0°至180°之间，所 述的凸起301的高度范围是0.1微米至100微米之间。所述的凸起301的底面与侧面的过渡、顶面与侧面的过渡均为圆角过渡， 以使得光路扩散更加均匀。所述的第一透光层300的另一侧表面上贴合有衬底层200，可以保护所述的 第一透光层300，以及方便将所述的广视角膜100贴合到其它部件上去。所述的第二透光层400的另一侧表面上贴合有具有第三折射率^的扩散层500，所述的扩散层500在所述的第二透光层400的另一侧表面上厚度不均匀分布。所述的第三折射率《3与所述的第二折射率"2之间的存在差异即可，二者之间的差值优选在0.1至2.5之间范围，所述的扩散层500将光路进一步均匀扩散， 可以增加所述的广视角膜100的视角扩大效果。参见图2，本发明广视角膜100的光路原理解释如下。光路从所述的衬底层 200出射，以0°至20°之间的入射角a入射到所述的第一透光层300;因为所 述的第一透光层300与所述的第二透光层400具有不同的折射率，因此光路从 所述的第一透光层300出射、入射到所述的第二透光层400时会在所述的凸起 301表面与所述的凹槽401表面的接合部发生偏折；经过第一次偏折的光路从所 述的第二透光层400出射、入射到所述的扩散层500时，因为所述的第二透光 层400与所述的扩散层500具有不同的折射率，因此光路会在所述的第二透光 层400与所述的扩散层500的接合部又发生偏折；经过两次偏折的光路从所述 的扩散层500出射时，如果所述的扩散层500与和它相接合的物体(保护层、 粘合层等固体或者空气等气体)具有不同的折射率时，光路将在二者的接合部 发生第三次偏折。所述的第一透光层300与所述的第二透光层400之间之所以 要做成凹凸互嵌的结构而非平面接合、所述的扩散层500之所以要做成厚度不 均匀而非厚度均匀的形状，都是为了使得在两个相互接触的表面之间(所述的 第一透光层300与所述的第二透光层400之间或者所述的扩散层500与和它相 接合的物体之间)具有多法线方向，那么即使是方向原本比较单一的光路(入射 角a的范围为0°至20°之间)也能够在相互接触的表面之间得到最大限度的多 方向的偏折，这也是本发明的要点所在。参见图7， 一种液晶显示装置，它包括依次贴合的背光源112、第一偏光片
111、液晶单元lio、第二偏光片109。所述的第二偏光片109的结构参见图6， 它包括依次粘结的粘合层108、第二支撑层106、偏光层105、第一支撑层104、 保护层IOI,所述的粘合层108与所述的第二支撑层106之间通过第三粘着剂层 107相粘合。所述的粘合层108具有入射光一侧表面108a和出射光一侧表面 108b，所述的液晶单元IIO也具有入射光一侧表面110a和出射光一侧表面110b。 所述的粘合层108的入射光一侧表面108a贴合在所述的液晶单元110的出射光 一侧表面110b上。其中，所述的支撑层(第一支撑层104和第二支撑层106)是指三醋酸纤维 层(英文縮写为TAC)，可以对所述的偏光层105进行支撑、保护及防止回縮； 所述的偏光层105是指具有偏光机制的聚乙烯醇层(英文縮写为PVA);所述的 粘合层108是指丙烯酸树脂层(英文縮写为PSA)，用于所述的液晶单元110与 所述的第二偏光片109之间的粘合。所述的第一支撑层104与所述的保护层101之间贴合有上述的广视角膜 100.并且所述的广视角膜100的第一透光层300贴近所述的第一支撑层104、 所述的广视角膜100的第二透光层400贴近所述的保护层101。所述的广视角膜 100与所述的第一支撑层104之间通过第二粘着剂层103相粘合，所述的广视角 膜100与所述的保护层101之间通过第一粘着剂层102相粘合。实际生产制造过程中，将所述的广视角膜IOO粘压到所述的第二偏光片109 中，其它生产流程相对现有的液晶显示装置不变，可以以简化的流程生产出全 视角显示的液晶显示装置。该液晶显示装置的光路原理是光线从所述的背光源112中出射，穿过所 述的第一偏光片111和所述的液晶单元110，从所述的液晶单元110的出射光一 侧表面110b出射，入射到所述的第二偏光片109的粘合层108的入射光一侧表 面108a，穿过所述的粘合层108、第二支撑层106、偏光层105、第一支撑层104， 光路再穿过所述的广视角膜100并在此处得到广视角偏折并扩散到各个方向， 最后光路从所述的保护层101出射。参见图8，另外一种液晶显示装置，它包括依次贴合的背光源112、第一偏 光片111、液晶单元110、第三偏光片113，所述的第三偏光片113具有入射光 一侧表面113a和出射光一侧表面113b，所述的第三偏光片113的出射光一侧表 面113b贴合有上述的广视角膜100，所述的广视角膜100的第一透光层300贴
近所述的第三偏光片113的出射光一侧表面113b,并且所述的广视角膜100与 所述的第三偏光片113的出射光一侧表面113b之间通过第四粘着剂层114相粘合o实际使用过程中，在现有的液晶显示装置的第三偏光片113出射光一侧表 面113b,用所述的第四粘着剂层114将所述的广视角膜100粘合上去，即可使 原有的液晶显示装置全视角显示，不破坏原有产品，工艺简单、效果显著。相 比现有的液晶显示装置，光路仍然从所述的背光源112中出射，穿过所述的第 一偏光片111、液晶单元110、第三偏光片113，从所述的第三偏光片113出射 光一侧表面113b入射到所述的广视角膜100并在此处得到广视角偏折并扩散到 各个方向，构成了本发明的具有视角扩大特征的液晶显示装置的光路原理。综上所述，虽然本发明已以优选实施例披露如上，然而其并非用以限定本 发明。本发明所属技术领域普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内， 应当可以进行各种等效替换和修改。因此，本发明的保护范围应当以所附的权 利要求所界定的范围为准。
权利要求
1、一种应用于液晶显示装置的广视角膜，其特征在于包括具有第一折射率n1的第一透光层，所述的第一透光层的一侧表面具有多个凸起；具有第二折射率n2的第二透光层，所述的第二折射率n2与所述的第一折射率n1不相同，所述的第二透光层的一侧表面具有与所述的多个凸起表面完全相接合的凹槽；其中，具有入射角α的光穿过所述的第一透光层后，经过所述的凸起与所述的凹槽的接合部，从所述的第二透光层穿出。
2、 根据权利要求1所述的广视角膜，其特征在于所述的第一折射率"i与所述的第二折射率 之间的差值在0.1至2.5之间范围。
3、 根据权利要求1或2所述的广视角膜，其特征在于所述的入射角ci的 范围为0°至20°之间。
4、 根据权利要求3所述的广视角膜，其特征在于所述的多个凸起表面与 所述的多个凹槽表面的接合是通过材料间的分子力相贴合。
5、 根据权利要求3所述的广视角膜，其特征在于所述的凸起的外形为圆 台状或正六棱台状或条带状，所述的凸起的侧面相对于底面的倾角e范围是 0°至180°之间，所述的凸起的高度范围是0.1微米至100微米之间。
6、 根据权利要求3所述的广视角膜，其特征在于所述的凸起的底面与侧 面的过渡、顶面与侧面的过渡均为圆角过渡。
7、 根据权利要求3所述的广视角膜，其特征在于所述的第一透光层的另 一侧表面上贴合有衬底层。
8、 根据权利要求3所述的广视角膜，其特征在于所述的第二透光层的另 一侧表面上贴合有具有第三折射率/73的扩散层，所述的第三折射率"3与所述的第二折射率"2之间的差值在0.1至2.5之间。
9、 一种液晶显示装置，它包括依次贴合的背光源、第一偏光片、液晶单元、 第二偏光片，所述的第二偏光片包括依次粘结的粘合层、第二支撑层、偏光层、 第一支撑层、保护层，所述的粘合层和所述的液晶单元都分别具有入射光一侧 表面和出射光一侧表面，所述的粘合层的入射光一侧表面贴合在所述的液晶单元的出射光一侧表面上，其特征在于所述的第一支撑层与所述的保护层之间 贴合有根据权利要求1记载的广视角膜。
10、 一种液晶显示装置，它包括依次贴合的背光源、第一偏光片、液晶单 元、第三偏光片，所述的第三偏光片具有入射光一侧表面和出射光一侧表面， 其特征在于所述的第三偏光片的出射光一侧表面贴合有根据权利要求1记载 的广视角膜。
全文摘要
本发明涉及一种广视角膜与应用该广视角膜的液晶显示装置，包括具有第一折射率n₁的第一透光层，所述的第一透光层的一侧表面具有多个凸起；具有第二折射率n₂的第二透光层，所述的第二折射率n₂与所述的第一折射率n₁不相同，所述的第二透光层的一侧表面具有与所述的多个凸起表面完全相接合的凹槽；其中，具有入射角α的光穿过所述的第一透光层后，经过所述的凸起与所述的凹槽的接合部，从所述的第二透光层穿出。该广视角膜与应用该广视角膜的液晶显示装置，可以有效的解决传统技术中的灰度反转问题，提供全视角显示，并且在全视角范围内可以看到均匀的显示效果(包括均匀的色度和对比度等)。
文档编号G02F1/1335GK101158778SQ20071019030
公开日2008年4月9日 申请日期2007年11月14日 优先权日2007年11月14日
发明者王孝林 申请人:友达光电(苏州)有限公司