TWI381217B - 液晶顯示面板 - Google Patents

Description

液晶顯示面板

本發明係關於一種液晶顯示面板。

液晶顯示面板中之液晶本身不具發光特性，其係採用電場控制液晶分子扭轉而實現光之通過或不通過，從而達到顯示之目的。通常，液晶顯示面板之液晶驅動方式為扭轉向列模式，然而其視角範圍比較窄，即在大角度觀看時會有色彩失真及灰階反轉現象，顯示品質較差。為增大扭轉向列模式液晶顯示面板之視角，業界提出多種廣視角技術，其中，使用廣視角補償膜(Wide View Film,WVF)係目前被廣泛應用之一種廣視角技術。

請參閱圖1，係一種先前技術液晶顯示面板之立體分解示意圖。該液晶顯示面板100包括一第一基板110、一與該第一基板110相對設置之第二基板120及一夾於該第一基板110及第二基板120之間之液晶層130。該第一基板110包括沿遠離該液晶層130方向依序設置之一第一配向膜111、一第一補償膜113及一第一偏光片115。該第二基板120包括沿遠離該液晶層130方向依序設置之一第二配向膜121、一第二補償膜123及一第二偏光片125。該第一配向膜111包括一第一配向軸A1，該第二配向膜121包括一第二配向軸A2。該第一補償膜113包括一第一補償軸W1，該第二補償膜123包括一第二補償軸W2。該第一偏光片115包括一第一偏光軸P1，該第二偏光片125包括一 第二偏光軸P2。

請一併參閱圖2，圖2係圖1所示液晶顯示面板100之各元件之軸向示意圖。該第一配向軸A1及第二配向軸A2垂直，該液晶層130之液晶分子在該第一配向膜111及第二配向膜121之作用下呈旋轉角θ 3為90∘之扭轉向列式排列。定義一平行於該液晶顯示面板之水平軸X及一垂直於該液晶顯示面板100之垂直軸Y。該第一配向軸A1及第二配向軸A2與該水平軸之夾角θ 1及θ 2均為45。。該第一補償軸W1與第一配向軸A1重合，該第二補償軸W2與第二配向軸A2重合。該第一偏光軸P1與第一配向軸A1重合，該第二偏光軸P2與第二配向軸A2重合。

其中，該第一補償膜113及第二補償膜123均為碟狀液晶分子膜(Discotic Liquid Crystal Film)，用於增大該液晶顯示面板100之視角及提高對比度。請一併參閱圖3，係碟狀液晶分子膜之結構示意圖。該碟狀液晶分子膜包括複數沿該垂直軸Y依序排列之碟狀液晶分子。在沿該垂直軸Y之方向，該複數碟狀液晶分子與該水平軸X之夾角分別為β₁ 、β₂ 、β₃ ……，且該夾角β₁ 、β₂ 、β₃ ……符合如下規律β₁ <β₂ <β₃ <……。由於該複數碟狀液晶分子可分別對該液晶層130中不同取向之液晶分子進行光學補償，從而該碟狀液晶分子膜可增大該液晶顯示面板100之視角及提高對比度。

通常，衡量該二補償膜113、123之補償特性之主要參數係該二補償膜113、123中所有碟狀液晶分子與該水平軸 X之夾角β₁ 、β₂ 、β₃ ……之平均角β_i 。當β_i 為一標準值β₀ 時，該二補償膜113、123可以對該液晶層130之液晶分子進行最好的光學補償。例如，對於旋轉角θ₃ 為90∘之液晶層130，一般認為當該二補償膜之平均角β_i 為17∘時，該液晶層130將得到最好的光學補償。

然，因製程條件限制，常出現該二補償膜113、123之平均角β_i 不等於該標準值β₀ ，而與該標準值β₀ 存在一偏差，因此，當使用者忽略該偏差而將該液晶顯示面板100之各元件按照上述軸向配置時，θ₁ ＋θ₂ ＋θ₃ ＝180∘，該第一補償膜113及第二補償膜123不能對該液晶層130之液晶分子進行最好的光學補償，導致該第一補償膜113及第二補償膜123對該液晶顯示面板100之視角及對比度之改善有限，該液晶顯示面板100之顯示品質較差。

有鑑於此，提供一種顯示品質較佳之液晶顯示面板實為必要。

一種液晶顯示面板，其包括一第一基板、一與該第一基板相對設置之第二基板及一夾於該第一基板及第二基板之間之液晶層，該第一基板包括一第一補償膜，該第二基板包括一第二補償膜，該二補償膜之偏差為φ，φ≠0，定義一水平軸，該第一補償膜之補償軸與該水平軸之夾角為θ 1，該第二補償膜之補償軸與該水平軸之夾角為θ 2，該液晶層之液晶分子之旋轉角為θ 3，其中，θ 1＋θ 2＋θ 3＝180∘＋φ' ，φ' 為一修正項，0∘<|φ' |≦|2φ|。

一種液晶顯示面板，其包括一液晶層及一補償膜，該液晶層包括複數液晶分子，該補償膜之偏差為φ，φ≠0，定義一水平軸，該補償膜與該水平軸之夾角為θ 1，該液晶層之液晶分子之旋轉角為θ 3，其中，θ 1＋θ 3＝135∘＋φ' ，φ' 為一修正項，0∘<|φ' |≦|2φ|。

相較於先前技術，本發明液晶顯示面板中，當其補償膜存在偏差φ時，藉由該修正項φ' 調整補償膜與水平軸之夾角或/及該液晶層之液晶分子之旋轉角對該偏差φ進行補償，使得該補償膜可對該液晶層之液晶分子進行較好之光學補償，該液晶顯示面板之顯示品質較高。

請參閱圖4，係本發明液晶顯示面板第一實施方式之立體分解示意圖。該液晶顯示面板200包括一第一基板210、一與該第一基板210相對設置之第二基板220及一夾於該第一基板210及第二基板220之間之液晶層230。該第一基板210包括沿遠離該液晶層230方向依序設置之一第一配向膜211、一第一補償膜213及一第一偏光片215。該第二基板220包括沿遠離該液晶層230方向依序設置之一第二配向膜221、一第二補償膜223及一第二偏光片225。該液晶層230包括複數液晶分子(圖未示)。

該第一補償膜213及第二補償膜223均為碟狀液晶分子膜，用於增大該液晶顯示面板200之視角及提高對比度，其均包括複數碟狀液晶分子。請參閱圖5，係碟狀液晶分子膜之示意圖。定義一平行於該液晶顯示面板200之 水平軸X及一垂直於該液晶顯示面板200之垂直軸Y。該碟狀液晶分子膜包括複數沿該垂直軸Y依序排列之碟狀液晶分子。該複數碟狀液晶分子與該水平軸X之夾角分別為β₁ 、β₂ 、β₃ ……，且該夾角β₁ 、β₂ 、β₃ ……符合如下規律β₁ <β₂ <β₃ <……。

設該二補償膜213、223中所有碟狀液晶分子與該水平軸X之夾角β₁ 、β₂ 、β₃ ……之平均角為β_i 。定義一標準值β₀ ，其視為可以對旋轉角為90∘之液晶層進行最好光學補償之補償膜之平均角。根據該標準值β₀ ，定義該二補償膜213、223之偏差φ為該標準值β₀ 與該平均角β_i 之差β₀ －β_i ，其中，－5∘≦φ≦5∘，且φ≠0。因當φ＝0時，代表該二補償膜213、223無偏差。

舉例來說，當該標準值β₀ 為17∘，該二補償膜213、223之平均角β_i 為16∘時，則該二補償膜213、223之偏差φ＝β₀ －β_i ＝1∘；當該標準值β₀ 為17。，該二補償膜213、223之平均角β_i 為18∘時，則該二補償膜213、223之偏差φ＝β₀ －β_i －1∘。

該第一配向膜211包括一第一配向軸A1，該第二配向膜221包括一第二配向軸A2。該第一補償膜213包括一第一補償軸W1，該第二補償膜223包括一第二補償軸W2。該第一偏光片215包括一第一偏光軸P1，該第二偏光片225包括一第二偏光軸P2。

請一併參閱圖6，係圖4所示液晶顯示面板200之各元件之軸向示意圖。該第一補償軸W1與該水平軸X之夾 角(指銳角)為θ₁ ，該第二補償軸W2與該水平軸X之夾角(指銳角)為θ₂ 。該第一配向軸A1與第二配向軸A2之配向夾角為θ₃ ，即該液晶層230之液晶分子在該第一配向膜211及第二配向膜221之作用下呈旋轉角為θ₃ 之扭轉向列式排列。

定義：該第一配向軸A1與該水平軸X之夾角為θ 4(圖未示)，該第二配向軸A2與該水平軸X之夾角(指銳角)為θ₅ (圖未示)；該第一配向軸A1與第一補償軸W1為夾角(指銳角)θ₆ (圖未示)，該第二配向軸A2與第一補償軸W2為夾角(指銳角)θ₇ (圖未示)。

其中，40∘≦θ 1≦50∘；40∘≦θ₂ ≦50∘；85∘≦θ₃ ≦95∘；85∘≦θ₁ ＋θ₂ ≦95∘；40∘≦θ₄ ≦50∘；40∘≦θ₅ ≦50∘；0∘≦θ₆ ≦10∘；0∘≦θ₇ ≦10∘；θ₄ ＋θ₅ ＝θ₃ 。該θ₁ 、θ₂ 、θ₃ 滿足如下公式：θ₁ ＋θ₂ ＋θ₃ ＝180∘＋φ' ，φ' 定義為一修正項，當φ為負值時，2 φ<φ' <0；當φ為正值時，0<φ' <2 φ，即0∘<|φ' |≦|2φ|，優選的：當φ為負值時，φ<φ' <0；當φ為正值時，0<φ' <φ，即0∘<|φ' |≦|φ|。

於本實施例中，θ₁ 、θ₂ 、θ₄ 均為45∘，θ₆ 為0∘，θ₇ 為1∘，φ' ＝φ＝－1∘，根據上述公式可知，θ₃ ＝180∘＋φ－(θ₁ ＋θ₂ )＝90∘＋φ＝89∘，該θ₅ ＝θ₃ －θ₄ ＝＝44∘。

該第一偏光軸P1與第二偏光軸P2垂直，且該第一偏光軸P1及第二偏光軸P2與該水平X軸之夾角均為45∘。 因此，該第一偏光軸P1與該第一補償軸W1及該第一配向軸A1重合。該第二偏光軸P2與該第二補償軸W2重合。

相較於先前技術，本發明液晶顯示面板200中，當該二補償膜213、223存在－1∘之偏差φ時，將該第一配向軸A1及第二配向軸A2之配向夾角θ₃ (即該液晶層230之液晶分子之旋轉角θ₃ )對應設置為90∘＋φ＝89∘，由於該液晶層230之液晶分子之旋轉角θ₃ 改變從而對該偏差φ進行補償，使得該二補償膜213、223可對該液晶層230之液晶分子進行較好之光學補償，提高該液晶顯示面板200之顯示品質。

請參閱圖7，係本發明液晶顯示面板第二實施方式之各元件之軸向示意圖。該實施方式之液晶顯示面板與第一實施方式之液晶顯示面板200之區別在於：液晶層之液晶分子之旋轉角θ₃ 為90∘，第二配向軸A2與水平軸X之夾角θ₂ 為45∘，第一配向軸A1與水平軸X之夾角θ₁ ＝180∘＋φ' －(θ₂ ＋θ₃ )＝＝180∘＋φ－(θ₂ ＋θ₃ )，即各參數滿足公式θ₁ ＋θ₃ ＝135∘＋φ' ＝135∘＋φ；θ₁ ＝45∘＋φ＝44∘。

相較於先前技術，本實施方式之液晶顯示面板藉由改變該第一補償軸W1與該水平軸X之夾角θ₁ 對該偏差φ進行對應之補償，使得二補償膜可對該液晶層之液晶分子進行較好之光學補償，該液晶顯示面板之顯示品質較高。

請參閱圖8，係本發明液晶顯示面板第三實施方式之各元件之軸向示意圖。該實施方式之液晶顯示面板與第一 實施方式之液晶顯示面板200之區別在於：液晶層之液晶分子之旋轉角θ₃ 為90∘，第一配向軸A1與水平軸X之夾角θ₁ 為45∘，第二配向軸A2與水平軸X之夾角θ₂ ＝180∘＋φ' －(θ₁ ＋θ₃ )＝180∘＋φ－(θ₁ ＋θ₃ )，即各參數滿足公式θ₂ ＋θ₃ ＝135∘＋φ' ＝135∘＋φ；θ₂ ＝45∘＋φ＝44∘。

相較於先前技術，本實施方式之液晶顯示面板藉由改變第二補償軸W2與該水平軸X之夾角θ₂ 對該偏差φ進行對應之補償，使得二補償膜可對該液晶層之液晶分子進行較好之光學補償，該液晶顯示面板之顯示品質較高。

請參閱圖9，係本發明液晶顯示面板第四實施方式之各元件之軸向示意圖。該實施方式之液晶顯示面板與第一實施方式之液晶顯示面板200之區別在於：φ＝φ' ＝1∘，θ₁ ＝θ₂ ＝46∘，θ₃ ＝89∘，θ 4＝45∘，θ₄ ＝＝44∘，θ₆ ＝1∘，θ₇ ＝1∘。

相較於先前技術，本實施方式之液晶顯示面板中，θ₁ 、θ₂ 、θ₃ 符合公式：θ₁ ＋θ₂ ＋θ₃ ＝180∘＋φ' ，且其係藉由改變θ₁ 、θ₂ 、θ₃ 三參數對該偏差φ進行對應之補償，使該液晶顯示面板之顯示品質提高。

請參閱圖10，係本發明液晶顯示面板第五實施方式之立體分解示意圖。該液晶顯示面板600與第一實施方式之液晶顯示面板200之區別在於：第一偏光軸P1與第二補償軸W1重合，第二偏光軸P2與第一補償軸W2重合。

本發明液晶顯示面板亦可具其他多種變更設計，如： 當該θ₁ 、θ₂ 、θ₃ 在可取範圍內，且其符合公式θ₁ ＋θ₂ ＋θ₃ ＝180∘＋φ' ，調整該θ₁ 、θ₂ 、θ₃ 中任意二參數或者該θ₁ 、θ₂ 、θ₃ 三個參數都可以對該偏差φ進行補償，以提高液晶顯示面板之顯示品質；另，對於僅使用一補償膜且該補償膜之偏差為φ之液晶顯示面板，可藉由調整該補償膜之補償軸與水平軸之夾角θ₁ 及該液晶層之液晶分子之旋轉角θ₃ 補償該偏差φ，使其滿足公式：θ₁ ＋θ₃ ＝135∘＋φ' ；又，需要說明是，當φ' ＝φ時，該修正項φ'完全補償該偏差φ，進而液晶顯示面板可達到最好之補償效果，然，該修正項φ'亦可不等於φ，而係符合“當φ為負值時，2 φ<φ' <0；當φ為正值時，0<φ' <2 φ”之條件，使得該修正項φ'亦可在一定程度上部份補償或者部份過補償該偏差φ，相較於先前技術之液晶顯示面板，其顯示品質仍有提高。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，本發明之範圍並不以上述實施例為限，該舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

液晶顯示面板‧‧‧200、600

第一基板‧‧‧210

第二基板‧‧‧220

液晶層‧‧‧230

第一配向膜‧‧‧211

第一補償膜‧‧‧213

第一偏光片‧‧‧215

第二配向膜‧‧‧221

第二補償膜‧‧‧223

第二偏光片‧‧‧225

圖1係一種先前技術液晶顯示面板之立體分解示意圖。

圖2係圖1所示液晶顯示面板之各元件之軸向示意圖。

圖3係碟狀液晶分子膜之結構示意圖。

圖4係本發明液晶顯示面板第一實施方式之立體分解示意圖。

圖5係碟狀液晶分子膜之結構示意圖。

圖6係圖4所示液晶顯示面板之各元件之軸向示意圖。

圖7係本發明液晶顯示面板第二實施方式之各元件之軸向示意圖。

圖8係本發明液晶顯示面板第三實施方式之各元件之軸向示意圖。

圖9係本發明液晶顯示面板第四實施方式之各元件之軸向示意圖。

圖10係本發明液晶顯示面板第五實施方式之立體分解示意圖。

液晶顯示面板‧‧‧200

第一基板‧‧‧210

第二基板‧‧‧220

液晶層‧‧‧230

第一配向膜‧‧‧211

第一補償膜‧‧‧213

第一偏光片‧‧‧215

第二配向膜‧‧‧221

第二補償膜‧‧‧223

第二偏光片‧‧‧225

Claims (23)

1. 一種液晶顯示面板，其包括：一第一基板、一與該第一基板相對設置之第二基板及一夾於該第一基板及第二基板之間之液晶層，該第一基板包括一第一補償膜以及一第一偏光片，該第二基板包括一第二補償膜以及一第第二偏光片，該二補償膜之偏差為φ，φ≠0，定義一平行該液晶顯示面板之水平軸，該第一補償膜之補償軸與該水平軸之夾角為θ₁ ，該第二補償膜之補償軸與該水平軸之夾角為θ₂ ，該液晶層之液晶分子之旋轉角為θ₃ ，其中，θ₁ +θ₂ +θ₃ =180°+φ' ，φ' 為一修正項，0°<| φ' |<|2 φ |；其中，該第一偏光片之偏光軸與該第二偏光片之偏光軸垂直，且該第一偏光片之偏光軸及第二偏光片之偏光軸與該水平軸之夾角均為45°。
2. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示面板，其中，當φ為負值時，2 φ<φ' <0；當φ為正值時，0<φ' <2 φ。
3. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示面板，其中，當φ為負值時，φ≦φ' <0；當φ為正值時，0<φ' ≦φ。
4. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示面板，其中，φ' =φ。
5. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示面板，其中，0°≦θ₁ ≦50°，40°≦θ₂ ≦50°，85°≦θ₃ ≦95°。
6. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示面板，其中，φ' =φ=-1°，θ₁ =θ₂ =45°，θ₃ =89°。
7. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示面板，其中，φ'=φ=1°，θ₁ =θ₂ =46°，θ₃ =89°。
8. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示面板，其中，該第一基板進一步包括一第一配向膜，該第二基板進一步包括一第二配向膜，用於該液晶層之液晶分子配向。
9. 如申請專利範圍第8項所述之液晶顯示面板，其中，該第一配向膜之配向軸與該水平軸之夾角為θ₄ ，該第二配向膜之配向軸與該水平軸之夾角為θ₅ ，該旋轉角θ₃ =θ₄ +θ₅ 。
10. 如申請專利範圍第9項所述之液晶顯示面板，其中，0°≦θ₄ ≦50°，40°≦θ₅ ≦50°。
11. 如申請專利範圍第9項所述之液晶顯示面板，其中，該第一配向膜之配向軸與第一補償膜之補償軸為夾角θ₆ ，0°≦θ₆ ≦10°。
12. 如申請專利範圍第9項所述之液晶顯示面板，其中，該第二配向膜之配向軸與第二補償膜之補償軸為夾角θ₇ ，0°≦θ₇ ≦10°。
13. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示面板，其中，該第一補償膜及第二補償膜均為碟狀液晶分子膜。
14. 一種液晶顯示面板，其包括一液晶層、一補償膜、一第一偏光片及一第二偏光片，該液晶層包括複數液晶分 子，該補償膜之偏差為φ，φ≠0，定義一與該液晶顯示面板平行之水平軸，該補償膜與該水平軸之夾角為θ₁ ，該液晶層之液晶分子之旋轉角為θ₃ ，其中，θ₁ +θ₃ =135°+φ' ，φ' 為一修正項，0°<| φ' |<|2 φ |；其中，該第一偏光片之偏光軸與該第二偏光片之偏光軸垂直，且該第一偏光片之偏光軸及第二偏光片之偏光軸與該水平軸之夾角均為45°。
15. 如申請專利範圍第14項所述之液晶顯示面板，其中，當φ為負值時，2 φ<φ' <0；當φ為正值時，0<φ' <2 φ。
16. 如申請專利範圍第14項所述之液晶顯示面板，其中，當φ為負值時，φ≦φ' <0；當φ為正值時，0<φ' ≦φ。
17. 如申請專利範圍第14項所述之液晶顯示面板，其中，φ' =φ。
18. 如申請專利範圍第14項所述之液晶顯示面板，其中，0°≦θ₁ ≦50°，85°≦θ₃ ≦95°。
19. 如申請專利範圍第14項所述之液晶顯示面板，其進一步包括一第一配向膜及一第二配向膜，用於該液晶層之液晶分子配向。
20. 如申請專利範圍第19項所述之液晶顯示面板，其中，該第一配向膜之配向軸與該水平軸之夾角為θ₄ ，該第二配向膜之配向軸與該水平軸之夾角為θ₅ ，該旋轉角θ₃ =θ₄ +θ₅ 。
21. 如申請專利範圍第20項所述之液晶顯示面板，其中，40°≦θ₄ ≦50°，40°≦θ₅ ≦50°。
22. 如申請專利範圍第20項所述之液晶顯示面板，其中，該第一配向膜之配向軸與補償膜之補償軸為夾角θ₆ ，0°≦θ₆ ≦10°。
23. 如申請專利範圍第14項所述之液晶顯示面板，其中，該補償膜為碟狀液晶分子膜。