專利名稱：Ips模式或ffs模式液晶顯示元件的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及ー種IPS模式或FFS模式的液晶顯示元件(liquid-crystal displaydevice),其兼具改良的視角對比度(viewing angle contrast)及改良的正向?qū)Ρ榷?frontai-direction contrast)。
背景技術(shù)：
IPS模式及FFS模式液晶顯示元件變得越來越多祥化，例如已用于電視機(TV)顯示器等中。迄今為止，已知含有垂直配向的盤狀液晶化合物(discotic liquid-crystal compound)分子的延遲層(retardation layer)有助于改良IPS模式液晶顯示元件的視角特性(日本專利4253259及日本專利申請案JP-A2005-309382)。在簡單配置的顯示元件中使用延遲層會顯著改良顯示元件的視角對比率(contrast ratio)。

發(fā)明內(nèi)容
然而，TV顯示元件需要具有更優(yōu)異的視角特性。根據(jù)上述IPS模式液晶顯示元件，盡管可改良視角對比度，然而難以進一歩改良沿相對于顯示平面的方向(正向)的對比度(正向?qū)Ρ榷?以滿足市場需求。本發(fā)明的目的是提供ー種IPS模式或FFS模式液晶顯示元件，其不僅視角對比度得到改良，且正向?qū)Ρ榷纫驳玫礁牧?。本發(fā)明的發(fā)明人經(jīng)過專心研究后發(fā)現(xiàn)，使正向?qū)Ρ榷冉档偷末`個可能因素是在形成延遲層過程中盤狀液晶分子的垂直配向出現(xiàn)微小紊亂(micix) disorder)，且根據(jù)該發(fā)現(xiàn)，發(fā)明人進行了進ー步研究并得出本發(fā)明。不僅IPS模式液晶顯示元件可實現(xiàn)本發(fā)明的優(yōu)點，而且同樣分類為水平配向模式的FFS模式液晶顯示元件也可實現(xiàn)本發(fā)明的優(yōu)點。用于實現(xiàn)上述目的的手段如下[I] ー種IPS模式或FFS模式液晶顯示元件,依序包括第一偏光膜，光學補償膜，包括第一延遲區(qū)及相鄰于所述第一延遲區(qū)的第二延遲區(qū)，第一基板液晶層，包含向列液晶材料，以及第二基板，其特征在干所述向列液晶材料的液晶分子在黒色狀態(tài)下是平行于所述ー對基板的表面進行配向，所述第一延遲區(qū)的慢軸正交于所述第二延遲區(qū)的慢軸，所述第一延遲區(qū)在550nm波長處的面內(nèi)延遲Re (550)等于或小于20nm，且所述第一延遲區(qū)在550nm波長處沿厚度方向的延遲Rth (550)為20nm至120nm，所述第二延遲區(qū)包括延遲層，所述延遲層含有垂直配向的盤狀液晶化合物，其中面內(nèi)延遲Re及沿厚度方向的延遲Rth被定義為Re = (nx_ny) X d以及Rth ={(nx+ny)/2-nz} Xd,其中nx及ny分別為面內(nèi)折射率(nx ^ ny) ,nz是厚度方向折射率,且d是所述膜的厚度。 [2]根據(jù)[I]所述的IPS模式或FFS模式液晶顯示元件，其特征在于，依序設置所述第一偏光膜、所述第一延遲區(qū)及所述第二延遲區(qū)。[3]根據(jù)[I]所述的IPS模式或FFS模式液晶顯示元件，其特征在于，依序設置所述第一偏光膜、所述第二延遲區(qū)及所述第一延遲區(qū)。[4]根據(jù)[1]_[3]中的任一項所述的IPS模式或FFS模式液晶顯示元件，其特征在于，所述第二延遲區(qū)的Re (550)為50nm至200nm。[5]根據(jù)[1]_[4]中的任一項所述的IPS模式或FFS模式液晶顯示元件，其特征在于，所述光學補償膜的總Rth (550)的絕對值I Rth (550) |等于或小于40nm。[6]根據(jù)[1]_[5]中的任一項所述的IPS模式或FFS模式液晶顯示元件，其特征在于，所述第二延遲區(qū)在450nm、550nm及650nm波長處的Re即Re (450)、Re (550)及Re (650)滿足 Re (450) /Re (550)等于 I 至 I. 13 以及 Re (650) /Re (550)等于 O. 94 至 I。[7]根據(jù)[1]_[6]中的任一項所述的IPS模式或FFS模式液晶顯示元件，其特征在于，所述第二延遲區(qū)包括多個層，所述多個層中與所述第一延遲區(qū)相鄰的層為配向?qū)?，所述第一延遲區(qū)包括含有至少ー種盤狀液晶化合物及含有配向控制劑的組合物，且所述配向控制劑具有減小所述盤狀液晶化合物的指向矢(director)在空氣界面?zhèn)壬系膬A角的效果。[8]根據(jù)[1]_[7]中的任一項所述的IPS模式或FFS模式液晶顯示元件，其特征在于，所述IPS模式或FFS模式液晶顯示元件在所述第二基板的更外側(cè)上具有第二偏光膜。[9]根據(jù)[8]所述的IPS模式或FFS模式液晶顯示元件，其特征在于，所述IPS模式或FFS模式液晶顯示元件在所述第二偏光膜與所述第二基板之間具有聚合物膜。[10]根據(jù)[9]所述的IPS模式或FFS模式液晶顯示元件，其特征在干，所述聚合物膜在550nm波長處的面內(nèi)延遲Re (550)的絕對值| Re (550) |等于或小于10nm，且所述聚合物膜在同一波長處沿所述厚度方向的延遲Rth (550)的絕對值I Rth (550) |等于或小于30nmo[11]根據(jù)[9]或[10]所述的IPS模式或FFS模式液晶顯示元件，其特征在干，所述聚合物膜的I Re (400)-Re (700) |等于或小于10nm，且所述聚合物膜的
Rth (400) -Rth (700) | 等于或小于 35nm。[12]根據(jù)[9]_[11]中的任一項所述的IPS模式或FFS模式液晶顯示元件，其特征在于，所述聚合物膜的厚度為10 μ m至90 μ m。[13]根據(jù)[9]-[12]中的任一項所述的IPS模式或FFS模式液晶顯示元件，其特征在于，所述聚合物膜為?；w維素膜、環(huán)烯烴聚合物膜、或丙烯酸聚合物膜。[14]根據(jù)[13]所述的IPS模式或FFS模式液晶顯示元件，其特征在于，所述丙烯酸聚合物膜含有丙烯酸聚合物，所述丙烯酸聚合物包含至少ー個選自內(nèi)酯環(huán)單元、馬來酸酐單元及戍ニ酐單元的單元。根據(jù)本發(fā)明，可提供ー種IPS模式或FFS模式液晶顯示元件，其不僅視角對比度得到改良，且正向?qū)Ρ榷纫驳玫礁牧肌?br>

圖I是本發(fā)明的IPS模式或FFS模式液晶顯示元件的一個實例的示意性剖視圖。圖2是本發(fā)明的IPS模式或FFS模式液晶顯示元件的另ー實例的示意性剖視圖。圖3是本發(fā)明的IPS模式或FFS模式液晶顯示元件的又一實例的示意性剖視圖。圖4是本發(fā)明的IPS模式或FFS模式液晶顯示元件的再一實例的示意性剖視圖。圖5是顯示適用于本發(fā)明的像素區(qū)域的實例的圖式。圖6是在龐加萊球(Poincare sphere)上顯示進入本發(fā)明液晶顯示元件的光的偏振狀態(tài)的軌跡的ー個實例的圖式。[符號的說明]2，3:電極4:摩擦方向5a, 5b :液晶分子配向方向6a，6b:方向10 :液晶層IOa :液晶層10的慢軸12，14:基板16 :第一偏光膜16a:吸光軸18 :第二偏光膜18a:吸光軸20 :第一延遲區(qū)20a :第一延遲區(qū)20的慢軸22 :第二延遲區(qū)22a :第二延遲區(qū)22的慢軸24 :保護膜26 :背光燈F :光學補償膜P0L1，P0L2 :偏光板LC :液晶單元
具體實施例方式以下，將詳細說明本發(fā)明液晶顯示元件的實施例及其構(gòu)件。在本說明中，措詞“某一數(shù)量至另ー數(shù)量”所表達的數(shù)值范圍是指如下范圍所述范圍處于由表示范圍下限的前一數(shù)量與表示范圍上限的后一數(shù)量之間。在本說明中，各光軸之間的關(guān)系包括在本發(fā)明所屬技術(shù)領域中可接受的誤差。具 體而言，“平行”及“正交”是指處于比嚴格角度(strict angle) ±10°小的范圍內(nèi)，優(yōu)選地處于比嚴格角度±5°小的范圍內(nèi)，更優(yōu)選地處于比嚴格角度±3°小的范圍內(nèi)?！按怪迸湎颉笔侵赶鄬τ趪栏翊怪苯嵌忍幱谛∮凇?0°的范圍內(nèi)，優(yōu)選地處于小于±15°的范圍內(nèi)，更優(yōu)選地處于小于±10°的范圍內(nèi)。“慢軸”是指折射率最大的方向。除另有具體說明外，測量折射率時的波長在可見光區(qū)域中為λ = 550nm。
除在本說明中另有具體說明外,“偏光板(polarizing plate) ”旨在既包括長的偏光板、也包括被切割成適于包含入液晶元件中的大小的偏光板。在本說明中，“切割”旨在包括“切斷(blanking)”及“切ロ(cutting out) ”等等。在本說明中，“偏光膜”及“偏光板”相互區(qū)分地使用，其中“偏光板”是指在“偏光膜”的至少ー個側(cè)上具有用以保護偏光膜的透明保護膜的積層體。在下述實施例的說明中，“分子的對稱軸” g在當分子具有旋轉(zhuǎn)對稱軸時，表示此對稱軸，然而此術(shù)語并不要求分子在所述措詞的嚴格意義上滿足旋轉(zhuǎn)對稱。一般而言，在盤狀液晶化合物中，分子的對稱軸對應于垂直于盤面并穿過盤面中心的軸線。此可被稱為指向矢。 在本說明中，Re(A)及Rth ( λ )分別是在波長為λ時的面內(nèi)延遲(nm)及沿厚度方向的延遲(nm)。Re(A)是通過利用KOBRA 21ADH或WR(由王子計測機器株式會社(Oji Scientific Instruments)制造)在膜的法向(normal direction)上對膜施加波長為ληπι的光來測量。測量波長的選取可由程序根據(jù)波長選擇性濾光片(wavelength-selective-filter)的人工交換或根據(jù)測量值的交換來進行。當所要分析的膜是由單軸或雙軸率橢球(monoaxial or biaxial index ellipsoid)來表示時，膜的Rth(A)按下述方式進行計算。此種測量方法可局部地用于測量光學各向異性層中的盤狀液晶分子在配向?qū)咏缑婊蛳喾唇缑嫣幍钠骄鶅A角。Rth(A)是由KOBRA 21ADH或WR根據(jù)六個Re ( λ )值、假想的平均折射率值以及作為膜的厚度值而輸入的值來計算，其中這六個ReO )值是在六個方向上針對波長為ληπι的入射光而測得，這六個方向是利用由KOBRA 21ADH所決定的面內(nèi)慢軸作為傾斜軸(旋轉(zhuǎn)軸；如果膜不具有面內(nèi)慢軸，則定義于任意面內(nèi)方向上)相對于樣本膜的法向從0°至50°以10°為步長而決定得出。在上文中，當所要分析的膜以相對于法向而圍繞面內(nèi)慢軸且在某ー傾斜角下延遲值為O的方向作為旋轉(zhuǎn)軸時，則在大于使延遲值為O的所述傾斜角的傾斜角下，延遲值變?yōu)樨撝?，并進而由KOBRA 2IADH或WR計算膜的Rth ( λ )。圍繞作為膜的傾斜軸(旋轉(zhuǎn)軸)的慢軸(當膜不具有慢軸吋，則其旋轉(zhuǎn)軸可處于膜的任意面內(nèi)方向上)，在任兩個所需的傾斜方向上測量延遲值，并且根據(jù)這些數(shù)據(jù)、平均折射率估計值以及所輸入的膜厚度值，可根據(jù)公式(11)及(12)來計算Rth (11)
權(quán)利要求
1.一種IPS模式或FFS模式液晶顯示元件,依序包括 第一偏光膜， 光學補償膜，包括第一延遲區(qū)及相鄰于所述第一延遲區(qū)的第二延遲區(qū)， 第一基板 液晶層，包含向列液晶材料，以及 第二基板，其特征在于 所述向列液晶材料的液晶分子在黑色狀態(tài)下是平行于所述一對基板的表面進行配向， 所述第一延遲區(qū)的慢軸正交于所述第二延遲區(qū)的慢軸， 所述第一延遲區(qū)在550nm波長處的面內(nèi)延遲Re (550)等于或小于20nm,且所述第一延遲區(qū)在550nm波長處沿厚度方向的延遲Rth (550)為20nm至120nm， 所述第二延遲區(qū)包括延遲層，所述延遲層含有垂直配向的盤狀液晶化合物， 其中面內(nèi)延遲Re及沿厚度方向的延遲Rth被定義為Re = (nx-ny) Xd以及Rth ={(nx+ny)/2-nz} Xd,其中nx及ny分別為面內(nèi)折射率(nx ^ ny) ,nz是厚度方向折射率,且d是所述膜的厚度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的IPS模式或FFS模式液晶顯示元件，其特征在于，依序設置所述第一偏光膜、所述第一延遲區(qū)及所述第二延遲區(qū)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的IPS模式或FFS模式液晶顯示元件，其特征在于，依序設置所述第一偏光膜、所述第二延遲區(qū)及所述第一延遲區(qū)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的IPS模式或FFS模式液晶顯示元件，其特征在于，所述第二延遲區(qū)的 Re (550)為 50nm 至 200nm。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的IPS模式或FFS模式液晶顯示元件，其特征在于，所述光學補償膜的總Rth (550)的絕對值Rth (550) |等于或小于40nm。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的IPS模式或FFS模式液晶顯示元件，其特征在于，所述第二延遲區(qū)在 450nm、550nm 及 650nm 波長處的 Re 即 Re (450) 'Re (550)及 Re (650)滿足 Re (450) /Re (550)等于 I 至 I. 13 以及 Re (650) /Re (550)等于 0. 94 至 I。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的IPS模式或FFS模式液晶顯示元件，其特征在于，所述第二延遲區(qū)包括多個層，所述多個層中與所述第一延遲區(qū)相鄰的層為配向?qū)?，所述第一延遲區(qū)包括含有至少一種盤狀液晶化合物及含有配向控制劑的組合物，且所述配向控制劑具有減小所述盤狀液晶化合物的指向矢在空氣界面?zhèn)壬系膬A角的效果。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的IPS模式或FFS模式液晶顯示元件，其特征在于，所述IPS模式或FFS模式液晶顯示元件在所述第二基板的更外側(cè)上具有第二偏光膜。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的IPS模式或FFS模式液晶顯示元件，其特征在于，所述IPS模式或FFS模式液晶顯示元件在所述第二偏光膜與所述第二基板之間具有聚合物膜。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的IPS模式或FFS模式液晶顯示元件，其特征在于，所述聚合物膜在550nm波長處的面內(nèi)延遲Re (550)的絕對值| Re (550) |等于或小于10nm，且所述聚合物膜在同一波長處沿所述厚度方向的延遲Rth (550)的絕對值I Rth (550) |等于或小于30nmo
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的IPS模式或FFS模式液晶顯示元件，其特征在于，所述聚合物膜的Re (400) -Re (700) |等于或小于10nm，且所述聚合物膜的Rth (400) -Rth (700) |等于或小于35nm。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的IPS模式或FFS模式液晶顯示元件，其特征在于，所述聚合物膜的厚度為1011111至9011111。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的IPS模式或FFS模式液晶顯示元件，其特征在于，所述聚合物膜為?；w維素膜、環(huán)烯烴聚合物膜、或丙烯酸聚合物膜。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的IPS模式或FFS模式液晶顯示元件，其特征在于，所述丙烯酸聚合物膜含有丙烯酸聚合物，所述丙烯酸聚合物包含至少一個選自內(nèi)酯環(huán)單元、馬來酸酐單元及戍二酐單元的單元。
全文摘要
本發(fā)明提供一種IPS模式或FFS模式液晶顯示元件，其包括光學補償膜，所述光學補償膜包括第一延遲區(qū)及與第一延遲區(qū)相鄰的第二延遲區(qū)，其中第一延遲區(qū)的慢軸正交于第二延遲區(qū)的慢軸，第一延遲區(qū)在550nm波長處的面內(nèi)延遲Re(550)等于或小于20nm，且第一延遲區(qū)在550nm波長處沿厚度方向的延遲Rth(550)為20nm至120nm，第一延遲區(qū)包括含有垂直配向的盤狀液晶化合物的延遲層。
文檔編號G02F1/139GK102629024SQ20121002188
公開日2012年8月8日 申請日期2012年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月1日
發(fā)明者海鉾洋行 申請人:富士膠片株式會社