CN117950222A - 使用相位差补偿膜的平面转换液晶显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种使用相位差补偿膜的平面转换液晶显示装置，本装置通过使用双侧补偿的位相差延迟膜，双侧位相差延迟膜分别是+A plate+(+C plate)和（‑B plate）+(+C plate)，从而改善了大视角的暗态漏光和色偏效果，且极大提升了显示器的对比度；使得面板呈现更好的大视角下的显示特性，使面板具有更宽广、更佳的视角表现。本装置分别设置于液晶单元的上下两侧，实现双侧相位补偿的作用；一侧相位延迟装置设置于第一偏光板与液晶单元之间，另外一侧相位延迟装置设置于第二偏光板与液晶单元之间；不同于传统的单侧补偿的效果，双侧补偿可以更好的补偿大视角的暗态漏光，使得大视角对比度极大的提升，且双侧补偿的薄膜光学和架构设计也更加灵活。
Description
技术领域
本发明具体涉及一种液晶显示装置，具体涉及一种使用相位差补偿膜的平面转换液晶显示装置。
背景技术
目前主流的宽视角补偿膜有负双轴膜和+C单轴宽视角补偿膜结合，放置于液晶盒和偏振片之间以改善在正面和在倾斜角度上的对比特性，且使色彩偏移最小化。然而，此方案在对角线方向上对比度仍然不能满足车规的对比度要求。因此提出一种使用相位差补偿膜的平面转换液晶显示装置以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种使用相位差补偿膜的平面转换液晶显示装置，该使用相位差补偿膜的平面转换液晶显示装置可以很好地解决上述问题。
为达到上述要求，本发明采取的技术方案是：提供一种使用相位差补偿膜的平面转换液晶显示装置，该使用相位差补偿膜的平面转换液晶显示装置包括一次排列的第一偏光板、液晶单元及第二偏光板；所述第一偏光板和所述液晶单元之间依次设有第一相位差延迟膜和第二相位差延迟膜；所述液晶单元和所述第二偏光板之间依次设有第三相位差延迟膜，第四相位差延迟膜；第二偏光板的相邻侧设有背光源。
该使用相位差补偿膜的平面转换液晶显示装置具有的优点如下：
1、IPS-LCD双侧补偿：双侧相位补偿的薄膜使得平面转换显示装置（IPS-LCD）的大视角相位差补偿效果更优，补偿大视角漏光及色偏，并大大提升了大视角的对比度。
2、多层相位差补偿膜：+C plate的作用在于控制显示面板大视角的色偏，使面板呈现更好的大视角下的显示特性，使面板具有更宽广、更佳的视角表现；+A plate的作用在于补偿平面内的相位差；而-B plate在nx，ny，nz三个方向上的折射率都不同，所以在所有方位角内，尤其45°，135°，225°和315°的倾角处的对比特性，同时调节光轴和延迟值；结合+A plate+（+C plate）和（-B plate）+（+C plate）/（+A plate）的相位差补偿膜的作用，可以在各个方向上进行漏光的补偿。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，在这些附图中使用相同的参考标号来表示相同或相似的部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1示意性地示出了根据本申请一个实施例的使用相位差补偿膜的平面转换液晶显示装置的示意图。
图2示意性地示出了根据本申请一个实施例的使用相位差补偿膜的平面转换液晶显示装置的示意图。
图3示意性地示出了根据本申请一个实施例的使用相位差补偿膜的平面转换液晶显示装置的示意图。
图4示意性地示出了根据本申请一个实施例的使用相位差补偿膜的平面转换液晶显示装置的示意图。
图5示意性地示出了根据本申请一个实施例的使用相位差补偿膜的平面转换液晶显示装置的示意图。
图6示意性地示出了根据本申请一个实施例的使用相位差补偿膜的平面转换液晶显示装置的示意图。
图7示意性地示出了根据本申请一个实施例的使用相位差补偿膜的平面转换液晶显示装置的光学效果示意图。
图8示意性地示出了根据本申请一个实施例的使用相位差补偿膜的平面转换液晶显示装置色相示意图。
图9示意性地示出了根据本申请一个实施例的使用相位差补偿膜的平面转换液晶显示装置的示意图。
图10示意性地示出了根据本申请一个实施例的使用相位差补偿膜的平面转换液晶显示装置的示意图。
图11示意性地示出了根据本申请一个实施例的使用相位差补偿膜的平面转换液晶显示装置的示意图。
图12示意性地示出了根据本申请一个实施例的使用相位差补偿膜的平面转换液晶显示装置的光学效果示意图。
图13示意性地示出了根据本申请一个实施例的使用相位差补偿膜的平面转换液晶显示装置的示意图。
图14示意性地示出了根据本申请一个实施例的使用相位差补偿膜的平面转换液晶显示装置的光学效果示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图及具体实施例，对本申请作进一步地详细说明。
在以下描述中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”、“示例”等等的引用表明如此描述的实施例或示例可以包括特定特征、结构、特性、性质、元素或限度，但并非每个实施例或示例都必然包括特定特征、结构、特性、性质、元素或限度。另外，重复使用短语“根据本申请的一个实施例”虽然有可能是指代相同实施例，但并非必然指代相同的实施例。
为简单起见，以下描述中省略了本领域技术人员公知的某些技术特征。
首先对本领域现有技术进行如下阐述：
平面转换液晶显示装置（IPS-LCD）：具有初始平行于玻璃基板且对于电极以预定的角度取向的液晶，和平行于玻璃基板取向的磁场。IPS-LCD显示出液晶折射率随视角的变化较小，且与液晶是垂直取向的扭曲排列向列模式相比具有更宽阔的视角。IPS-LCD具有平行方向取向的液晶，因此显示的折射率随视角的变化很小。但是，从侧面观察时，IPS-LCD具有不对称排列的液晶，从而发生左右两边的色彩偏移。此外，IPS-LCD在倾斜角度显示出较低的对比度。
mode模式：IPS-LCD的液晶排列方向与下偏阵片的吸收轴方向垂直；
Mode模式：IPS-LCD的液晶排列方向与下偏阵片的吸收轴方向平行；
位相差薄膜：也称为相位差膜，相位延迟膜或者宽视角补偿膜，可以包含+A，-A，+C，-C，+B，-B等多种不同类型的薄膜，薄膜的材质可以为拉伸型聚合物薄膜，也可以为液晶薄膜；
负双轴位相差延迟膜（-B）：折射率满足：nx＞ny＞nz（Nz＞1），各个方向的折射率均不一致；在双轴方向拉伸聚合膜制备的。TAC（三乙酰纤维素），COP（环烯烃聚合物）均可以用作此聚合膜作为拉伸膜。
+C plate：折射率满足：nx=ny＜nz的+C 液晶薄膜，竖直方向排列的棒状液晶，在厚度方向上具有相位延迟作用；
+A plate：折射率满足：nx>ny=nz的+A 液晶薄膜，水平方向排列的棒状液晶，在面内具有相位延迟作用；
面内延迟计算公式：Re=（nx-ny）×d；（d为薄膜厚度）；
厚度方向延迟计算公式：Rth=（(nx+ny)/2-nz）×d；（d为薄膜厚度）；
Nz=（nx-nz）/(nx-ny)。
根据本申请的一个实施例，提供一种使用相位差补偿膜的平面转换液晶显示装置，包括一次排列的第一偏光板、液晶单元及第二偏光板；所述第一偏光板和所述液晶单元之间依次设有第一相位差延迟膜和第二相位差延迟膜；所述液晶单元和所述第二偏光板之间依次设有第三相位差延迟膜，第四相位差延迟膜；第二偏光板的相邻侧设有背光源。所述液晶单元为水平排列，且被正介电各向异性或负介电各向异性的液晶填充。所述液晶单元内填充的液晶光轴在平面内与所述第一偏光板和所述第二偏光板平行排列。所述液晶单元为平面内转换液晶显示器，且Δn=0.1，厚度为3.1um，且为正性液晶，慢轴90°方向设置，即竖直方向设置为90°。
以下实施例中，+A板、+C板、-B板均满足如下条件：
+A板，其折射率nx＞ny=nz，所述+A板为液晶相位差薄膜或拉伸聚合物薄膜，液晶位相差薄膜包括但不限于正分散液晶，逆分散液晶。
+C板，其折射率nx=ny＜nz，所述+C板为液晶相位差薄膜或拉伸聚合物薄膜，液晶位相差薄膜包括但不限于正分散液晶，逆分散液晶。
-B板，即负双轴相位延迟膜，其折射率nx＞ny＞nz，Nz>1；所述-B板为液晶相位差薄膜或拉伸聚合物薄膜，液晶相位差薄膜包括但不限于正分散液晶，逆分散液晶。以下四个实施例为O-mode模式的架构方案：具体综合见表1所示；
以下四个实施例为O-mode模式的架构方案：具体综合见表1所示；
第一偏光板的吸收轴为0°方向（水平方向设置为0°），第二偏光板的吸收轴垂直于第一偏光板的吸收轴，吸收轴为90°方向（竖直方向设置为90°）。
表1：
实施例
根据本申请的一个实施例，该使用相位差补偿膜的平面转换液晶显示装置的第一相位延迟膜和第二相位延迟膜放置于第一偏光板与IPS-LCD之间，第三相位延迟膜和第四相位延迟膜放置于第二偏光板与IPS-LCD之间；其中第一相位延迟膜为+C板，Δn=0.1~0.2；膜厚d=0.1~1um，延迟值Rth=-154nm；其中第二相位延迟膜为+A板，Δn=0.02~0.1；慢轴轴角为0°，膜厚d=1~3um，延迟值Re=142nm，Rth=71nm；其中第三相位延迟膜为-B板（负双轴相位延迟膜），Δn=0.003~0.005；拉伸型薄膜，厚度为20~40um，延迟值Re=115nm，Rth=80nm，轴角为90°；其中第四相位延迟膜为+C板，Δn=0.1~0.2；膜厚d=0.1~1um，延迟值Rth=-46nm；具体如图1所示；可实现的最大漏光值为0.01%~0.1%。
实施例
根据本申请的一个实施例，如图2所示，该使用相位差补偿膜的平面转换液晶显示装置的第一相位延迟膜和第二相位延迟膜放置于第一偏光板与IPS-LCD之间，第三相位延迟膜和第四相位延迟膜放置于第二偏光板与IPS-LCD之间；其中第一相位延迟膜为+A板，Δn=0.02~0.1；慢轴轴角为90°，膜厚d=1~3um，延迟值Re=199nm，Rth=100nm；其中第二相位延迟膜为为+C板，Δn=0.1~0.2；膜厚d=0.1~1um，延迟值Rth=-70nm；其中第三相位延迟膜·为+C板，Δn=0.1~0.2；膜厚d=0.1~1um，延迟值Rth=-132nm；其中第四相位延迟膜为-B板（负双轴相位延迟膜），Δn=0.003~0.005；拉伸型薄膜，厚度为20~40um，延迟值Re=115nm，Rth=80nm，轴角为0°。
实施例
根据本申请的一个实施例，如图3所示，该使用相位差补偿膜的平面转换液晶显示装置的第一相位延迟膜和第二相位延迟膜放置于第一偏光板与IPS-LCD之间，第三相位延迟膜和第四相位延迟膜放置于第二偏光板与IPS-LCD之间；其中第一相位延迟膜为+A板，Δn=0.02~0.1；慢轴轴角为90°，膜厚d=1~3um，延迟值Re=199nm，Rth=100nm；其中第二相位延迟膜为+C板，Δn=0.1~0.2；膜厚d=0.1~1um，延迟值Rth=-83nm；其中第三相位延迟膜为-B板（负双轴相位延迟膜），Δn=0.003~0.005；拉伸型薄膜，厚度为20~40um，延迟值Re=115nm，Rth=80nm，轴角为90°；其中第四相位延迟膜为+C板，Δn=0.1~0.2；慢轴轴角为0°，膜厚d=0.1~1um，延迟值Rth=-77nm。
实施例
根据本申请的一个实施例，如图4所示，该使用相位差补偿膜的平面转换液晶显示装置的第一相位延迟膜和第二相位延迟膜放置于第一偏光板与IPS-LCD之间，第三相位延迟膜和第四相位延迟膜放置于第二偏光板与IPS-LCD之间；其中第一相位延迟膜为+C板，Δn=0.1~0.2；膜厚d=0.1~1um，延迟值Rth=-100nm；其中第二相位延迟膜为+A板，Δn=0.02~0.1；慢轴轴角为0°，膜厚d=1~3um，延迟值Re=131nm，Rth=65nm；其中第三相位延迟膜为+C板，Δn=0.1~0.2；慢轴轴角为0°，膜厚d=0.1~1um，延迟值Rth=-28nm；其中第四相位延迟膜为-B板（负双轴相位延迟膜），Δn=0.003~0.005；拉伸型薄膜，厚度为20~40um，延迟值Re=115nm，Rth=80nm，轴角为0°。
以下四个实施例为E-mode模式的架构方案：具体综合见表2所示；
第一偏光板的吸收轴为90°方向（竖直方向设置为90°），第二偏光板的吸收轴垂直于第一偏光板的吸收轴，吸收轴为0°方向（水平方向设置为0°）。
表2：
实施例
根据本申请的一个实施例，如图5所示，该使用相位差补偿膜的平面转换液晶显示装置的第一相位延迟膜和第二相位延迟膜放置于第一偏光板与IPS-LCD之间，第三相位延迟膜和第四相位延迟膜放置于第二偏光板与IPS-LCD之间；其中第一相位延迟膜为-B板（负双轴相位延迟膜），Δn=0.003~0.005；拉伸型薄膜，厚度为20~40um，延迟值Re=115nm，Rth=80nm，轴角为0°；其中第二相位延迟膜为+C板，Δn=0.1~0.2；膜厚d=0.1~1um，延迟值Rth=-110nm；其中第三相位延迟膜为+C板，Δn=0.1~0.2；慢轴轴角为0°，膜厚d=0.1~1um，延迟值Rth=-46nm；其中第四相位延迟膜为+A板，Δn=0.02~0.1；慢轴轴角为90°，膜厚d=1~3um，延迟值Re=198nm，Rth=99nm。
实施例
本实施例为最优实施例，该使用相位差补偿膜的平面转换液晶显示装置的第一相位延迟膜和第二相位延迟膜放置于第一偏光板与IPS-LCD之间，第三相位延迟膜和第四相位延迟膜放置于第二偏光板与IPS-LCD之间；其中第一相位延迟膜为+C板，Δn=0.1~0.2；膜厚d=0.1~1um，延迟值Rth=-15.4 nm；其中第二相位延迟膜为-B板（负双轴相位延迟膜），Δn=0.003~0.005；拉伸型薄膜，厚度为20~40um，延迟值Re=115nm，Rth=80nm，轴角为90°；其中第三相位延迟膜为+C板，Δn=0.1~0.2；慢轴轴角为0°，膜厚d=0.1~1um，延迟值Rth=-93nm；其中第四相位延迟膜为+A板，Δn=0.02~0.1；慢轴轴角为90°，膜厚d=1~3um，延迟值Re=136nm，Rth=68nm；具体架构如图6所示；所能达到的全视角的最大漏光值为0.088，具体如图7所示；色相：45°和60°极角下的色相整体偏色轻微，大部分视角主要集中在白色区域，有部分区域在蓝紫色相的区域，具体如图8所示。
实施例
根据本申请的一个实施例，如图9所示，补偿膜的平面转换液晶显示装置的第一相位延迟膜和第二相位延迟膜放置于第一偏光板与IPS-LCD之间，第三相位延迟膜和第四相位延迟膜放置于第二偏光板与IPS-LCD之间；其中第一相位延迟膜为-B板（负双轴相位延迟膜），Δn=0.003~0.005；拉伸型薄膜，厚度为20~40um，延迟值Re=115nm，Rth=80nm，轴角为90°；其中第二相位延迟膜为+C板，Δn=0.1~0.2；膜厚d=0.1~1um，延迟值Rth=-94nm；其中第三相位延迟膜为+A板，Δn=0.02~0.1；慢轴轴角为0°，膜厚d=1~3um，延迟值Re=136nm，Rth=68nm，慢轴轴角为0°；其中第四相位延迟膜为+C板，Δn=0.1~0.2；膜厚d=0.1~1um，延迟值Rth=-98.5nm。
实施例
根据本申请的一个实施例，如图10所示，补偿膜的平面转换液晶显示装置的第一相位延迟膜和第二相位延迟膜放置于第一偏光板与IPS-LCD之间，第三相位延迟膜和第四相位延迟膜放置于第二偏光板与IPS-LCD之间；其中第一相位延迟膜为+C板，Δn=0.1~0.2；膜厚d=0.1~1um，延迟值Rth=-65nm；其中第二相位延迟膜为-B板（负双轴相位延迟膜），Δn=0.003~0.005；拉伸型薄膜，厚度为20~40um，延迟值Re=115nm，Rth=80nm，轴角为90°；其中第三相位延迟膜为+A板，Δn=0.02~0.1；慢轴轴角为0°，膜厚d=1~3um，延迟值Re=173nm，Rth=86.5nm，慢轴轴角为0°；其中第四相位延迟膜为+C板，Δn=0.1~0.2；膜厚d=0.1~1um，延迟值Rth=-163nm。
以下是对比实施例的架构模式：
第一偏光板的吸收轴为0°方向（水平方向设置为0°），第二偏光板的吸收轴垂直于第一偏光板的吸收轴，吸收轴为90°方向（竖直方向设置为90°）；平面内转换液晶显示器（IPS-LCD）：Δn=0.1，厚度3.1um，正性液晶，慢轴90°方向（竖直方向设置为90°）。
对比实施例1：
第一相位延迟膜和第二相位延迟膜放置于第一偏光板与IPS-LCD之间；其中第一相位延迟膜为+A板，Δn=0.1~0.2；膜厚d=0.1~1um，延迟值Re=126nm；其中第二相位延迟膜为+C板，+C板，Δn=0.1~0.2；膜厚d=0.1~1um，延迟值Rth=-108nm；具体如图11所示；可实现的光学效果为图12所示；光学效果差于双侧补偿的光学效果的。
对比实施例2：
第一相位延迟膜和第二相位延迟膜放置于第一偏光板与IPS-LCD之间；第一相位延迟膜为-B板（负双轴相位延迟膜），Δn=0.003~0.005；拉伸型薄膜，厚度为20~40um，延迟值Re=115nm，Rth=80nm，轴角为0°；其中第二相位延迟膜为+C板，+C板，Δn=0.1~0.2；膜厚d=0.1~1um，延迟值Rth=-31nm；具体如图13所示；可实现的光学效果为图14所示；光学效果远远差于双侧补偿的光学效果的。
根据本申请的一个实施例，该使用相位差补偿膜的平面转换液晶显示装置的双侧补偿膜的架构还可以设置：（+A）+（+C）和（+B）+（-C）；O-mode和E-mode共计8种架构。
根据本申请的一个实施例，该使用相位差补偿膜的平面转换液晶显示装置的双侧补偿膜的架构还可以设置：（+A）+（+C）和（+B）+（-B）；O-mode和E-mode共计8种架构。
以上所述实施例仅表示本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明保护范围。因此本发明的保护范围应该以所述权利要求为准。
Claims (9)
1.一种使用相位差补偿膜的平面转换液晶显示装置，其特征在于：包括一次排列的第一偏光板、液晶单元及第二偏光板；
所述第一偏光板和所述液晶单元之间依次设有第一相位差延迟膜和第二相位差延迟膜；
所述液晶单元和所述第二偏光板之间依次设有第三相位差延迟膜，第四相位差延迟膜；
第二偏光板的相邻侧设有背光源。
2.根据权利要求1所述的使用相位差补偿膜的平面转换液晶显示装置，其特征在于：所述液晶单元为水平排列，且被正介电各向异性或负介电各向异性的液晶填充。
3.根据权利要求1所述的使用相位差补偿膜的平面转换液晶显示装置，其特征在于：所述液晶单元内填充的液晶光轴在平面内与所述第一偏光板和所述第二偏光板平行排列。
4.根据权利要求1所述的使用相位差补偿膜的平面转换液晶显示装置，其特征在于：所述液晶单元为平面内转换液晶显示器，且Δn=0.1，厚度为3.1um，且为正性液晶，慢轴90°方向设置，即竖直方向设置为90°。
5.根据权利要求1所述的使用相位差补偿膜的平面转换液晶显示装置，其特征在于：
所述第一偏振板的吸收轴为90°方向，即竖直方向设置为90°，第二偏振板的吸收轴垂直于第一偏振板的吸收轴，吸收轴为0°方向，即水平方向设置为0°；
所述第一相位延迟膜为+C板，第二相位延迟膜为-B板即负双轴相位延迟膜，第三相位延迟膜为+C板，第四相位延迟膜为+A板。
6.根据权利要求1所述的使用相位差补偿膜的平面转换液晶显示装置，其特征在于：
所述第一偏振板的吸收轴为0°方向，即水平方向设置为0°，第二偏振板的吸收轴垂直于第一偏振板的吸收轴，吸收轴为90°方向，即竖直方向设置为90°；
所述第一相位延迟膜为+C板或+A板或-B板，第二相位延迟膜为+A板或-B板或+C板，第三相位延迟膜为-B板（负双轴相位延迟膜）或+A板或+C板，第四相位延迟膜为+C板或+A板或-B板。
7.根据权利要求6所述的使用相位差补偿膜的平面转换液晶显示装置，其特征在于：所述+A板，其折射率nx＞ny=nz，所述+A板为液晶相位差薄膜或拉伸聚合物薄膜，液晶位相差薄膜包括正分散液晶，逆分散液晶。
8.根据权利要求6所述的使用相位差补偿膜的平面转换液晶显示装置，其特征在于：所述+C板，其折射率nx=ny＜nz，所述+C板为液晶相位差薄膜或拉伸聚合物薄膜，液晶位相差薄膜包括正分散液晶，逆分散液晶。
9.根据权利要求6所述的使用相位差补偿膜的平面转换液晶显示装置，其特征在于：所述-B板，即负双轴相位延迟膜，其折射率nx＞ny＞nz，Nz>1；所述-B板为液晶相位差薄膜或拉伸聚合物薄膜，液晶相位差薄膜包括正分散液晶，逆分散液晶。
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