显示器

申请号 CN201310258295.8 申请日 2013-06-25 公开(公告)号 CN103293758A 公开(公告)日 2013-09-11
申请人 友达光电股份有限公司; 发明人 叶大为;
摘要 本 发明 提供一种显示器包括 显示面板 、第一偏光片、第二偏光片、第一 相位 补偿膜以及第二相位补偿膜。第一偏光片与第二偏光片设置于显示面板的二侧。第一偏光片具有一第一光吸收轴,且第二偏光片具有一第二光吸收轴。第一相位补偿膜与第二相位补偿膜设置于第一偏光片与第二偏光片之间。第二相位补偿膜满足一第一关系式:其中Rλ1、Rλ2与Rλ3系分别为当穿透第二相位补偿膜的光线的 波长 分别为λ1、λ2与λ3时第二相位补偿膜的 水 平 相位延迟 ,且λ1
权利要求

1.一种显示器,包括:
显示面板,包括一入光面以及一出光面;
一第一偏光片,设置于该显示面板的该入光面上,且该第一偏光片具有一第一光吸收轴;
一第二偏光片,设置于该显示面板的该出光面上,且该第二偏光片具有一第二光吸收轴;
一第一相位补偿膜,设置于该第一偏光片与该第二偏光片之间;以及
一第二相位补偿膜,设置于该第一偏光片与该第二偏光片之间,且该第二相位补偿膜满足一第一关系式: 其中Rλ1、Rλ2与Rλ3系分别为当穿透该第
二相位补偿膜的光线的波长分别为λ1、λ2与λ3时该第二相位补偿膜的相位延迟,且λ1<λ2<λ3。
2.根据权利要求1所述的显示器,其特征在于,该第一相位补偿膜满足一第二关系式:
3.根据权利要求2所述的显示器,其特征在于,该第一相位补偿膜与该第二相位补偿膜设置于该第一偏光片与该显示面板之间,且该第二相位补偿膜设置于该第一相位补偿膜与该显示面板之间。
4.根据权利要求2所述的显示器,其特征在于,该第一相位补偿膜与该第二相位补偿膜设置于该第二偏光片与该显示面板之间,且该第二相位补偿膜设置于该第一相位补偿膜与该显示面板之间。
5.根据权利要求4所述的显示器,其特征在于,该第一相位补偿膜具有一第一慢轴,垂直于该第二光吸收轴,且该第二相位补偿膜具有一第二慢轴,平行于该第二光吸收轴。
6.根据权利要求3所述的显示器,另包括一第三相位补偿膜以及一第四相位补偿膜,设置于该第二偏光片与该显示面板之间,且该第四相位补偿膜设置于该第三相位补偿膜与该显示面板之间。
7.根据权利要求6所述的显示器,其特征在于,该第四相位补偿膜满足一第三关系式:
其中Rλ4、Rλ5与λ6系分别为当穿透该第四相位补偿膜的光
线的波长分别为λ4、λ5与λ6时该第四相位补偿膜的水平相位延迟,且λ4<λ5<λ6。
8.根据权利要求3所述的显示器,其特征在于,该第一相位补偿膜设置于该第一偏光片与该显示面板之间,且该第二相位补偿膜设置于该第二偏光片与该显示面板之间。
9.根据权利要求3所述的显示器,其特征在于,该第一相位补偿膜设置于该第二偏光片与该显示面板之间,且该第二相位补偿膜设置于该第一偏光片与该显示面板之间。
10.根据权利要求1所述的显示器,其特征在于,该第一相位补偿膜于彼此相互垂直之一第一方向、一第二方向与一第三方向上的折射率彼此互不相同。

说明书全文

显示器

【技术领域】

[0001] 本发明系关于一种显示器,尤指一种具有正波长分散性的相位补偿膜的液晶显示器。【背景技术】
[0002] 液晶显示器具有外型轻薄、耗电量少以及无辐射污染等特性,已取代传统桌上型电脑的CRT监视器,而被广泛地应用在笔记型电脑(notebook)、个人数字助理(PDA)等携带式资讯产品上。
[0003] 传统垂直配向液晶显示器系包括上偏光片、下偏光片、上基板、下基板以及设置于上基板与下基板之间的液晶层。上偏光片与下偏光片分别设置于上基板与下基板的外侧,且上偏光片的吸收轴与下偏光片的吸收轴相互垂直。当垂直配向液晶显示器为自然黑(normally black)型液晶显示器,且上基板以及下基板之间未提供电压差时,液晶层的液晶分子因与上基板以及下基板呈一倾斜而不具有相位延迟,因此通过下偏光片的光线在穿透液晶层之后仍具有与上偏光片的吸收轴相互平行的偏振方向,因此显示出暗态。当上基板以及下基板之间提供有一电压差时,液晶层具有二分之一波长的相位延迟,使得通过下偏光片的光线的偏振方向会因受到二分之一波长的相位延迟而与上偏光片的吸收轴垂直,进而显示出亮态。
[0004] 不过,由于靠近上基板与下基板表面的液晶分子会因为上基板与下基板表面的摩刷而产生强大的锚定(anchoring force),即上基板与下基板的内表面上存在有配向方向的配向膜,因此即使在未提供电压差的情况下,靠近上基板与下基板表面的液晶分子仍会处于平躺的状态而无法站立。在此状况下,靠近上基板与下基板表面附近平躺的液晶分子会影响通过偏振光的相位差,而使得在暗态下观看者在由大视角的方向观看画面时会观看到漏光。并且,在大视角的方向观看画面时上偏光片的吸收轴与下偏光片的吸收轴并不呈现垂直,因此观看者亦容易看到漏光,进而影响液晶显示器的对比度。另外,由于液晶分子系垂直于上基板或下基板,因此从大视角的方向观看液晶分子时,液晶分子并不呈现出单一折射率,而具有不均匀的折射率,因此光线沿着大视角的方向通过液晶分子时会产生不同的相位差,而亦容易产生漏光问题。
[0005] 虽然目前已有通过于上基板或下基板的外侧设置相位补偿膜来降低液晶显示器的对比度,但由单一材料所构成的相位补偿膜仅能针对单一波段的光线所产生的相位差做补偿,因此以仅能补偿波长接近550纳米的光线所产生的相位差而言,短波长例如:波长为450纳米,与长波长例如:波长为730纳米的光线则仍会有漏光的情况发生。
[0006] 另外,由于通过液晶分子的光线的波长越短系具有越大的相位差,因此目前用于补偿液晶显示器的相位补偿膜一般系朝其材料具有负波长分散性的方向设计。也就是说,波长越短的光线穿透具有负波长分散性的相位补偿膜系具有越小的相位差,以补偿光线通过液晶分子所产生的相位差。然而,具有负波长分散性的材料在设计上并不容易,且欲将其制作出来更具有一定的复杂性。所以,欲以目前具有负波长分散性的相位补偿膜来补偿所有可见光波段的光线所产生的相位差并不容易,且容易大幅增加液晶显示器的制作成本。
[0007] 有鉴于此,提供一种新颖的液晶显示器,以降低在大视角的方向上的漏光,实为业界努力的目标。【发明内容】
[0008] 本发明的主要目的之一在于提供一种显示器,以降低在大视角的方向上的漏光。
[0009] 为达上述的目的,本发明提供一种显示器,其包括显示面板、第一偏光片、第二偏光片、第一相位补偿膜以及第二相位补偿膜。显示面板包括一入光面以及一出光面。第一偏光片设置于显示面板的入光面上,且第一偏光片具有一第一光吸收轴。第二偏光片设置于显示面板的出光面上,且第二偏光片具有一第二光吸收轴。第一相位补偿膜设置于第一偏光片与第二偏光片之间。第二相位补偿膜设置于第一偏光片与第二偏光片之间,且第二相位补偿膜满足一第一关系式: 其中Rλ1、Rλ2与Rλ3系分别为当穿透第二相位补偿膜的光线的波长分别为λ1、λ2与λ3时第二相位补偿膜的平相位延迟,且λ1<λ2<λ3。
[0010] 本发明的显示器通过设置满足第一关系式: 的第二相位补偿膜来搭配第一相位补偿膜,以有效补偿不同波长的光线在大视角的方向上的相位差,使得显示器在大视角的方向上的漏光可有效地被解决。
附图说明】
[0011] 图1与图2为本发明第一实施例的显示器的示意图。图3为本实施例的第一相位补偿膜与第二相位补偿膜的归一化水平相位延迟与光线波长的关系示意图。
图4为本实施例的第二相位补偿膜的水平相位延迟与光线波长的关系示意图。
图5为本实施例的显示器对应图4的不同关系线的穿透率与光线波长的关系示意图。
图6绘示了本实施例的显示器在视角为70度时的方位角与穿透率的关系示意图。
图7绘示了本实施例的显示器于暗态模式下不同波长的光线于庞加莱球(poincare sphere)上的偏振方向的变化。
图8为本发明第二实施例的显示器的示意图。
图9绘示了本实施例的显示器于暗态模式下不同波长的光线于庞加莱球上的偏振方向的变化。
图10为本发明第三实施例的显示器的示意图。
图11为本发明第四实施例的显示器的示意图。
图12绘示了本实施例的显示器于暗态模式下不同波长的光线于庞加莱球上的偏振方向的变化。
图13为本发明第五实施例的显示器的示意图。
【符号说明】
[0012]100、200、300、400、500 显示器
102 显示面板
102a 入光面
102b 出光面
104 第一偏光片
104a 第一光吸收轴
104b 第一线偏振方向
106 第二偏光片
106a 第二光吸收轴
106b 第二线偏振方向
108、302、402、502 第一相位补偿膜
108a、302a、402a、502a 第一慢轴
108b 第一快轴
110、304、404、504 第二相位补偿膜
110a、304a、404a、504a 第二慢轴
110b 第二快轴
112 背光
114 薄膜晶体管基板
116 彩色滤光片基板
118 液晶层
118a 液晶分子
120 第一偏光层
122 第一保护膜
124 第二偏光层
126 第二保护膜
128 第一方向
130 第二方向
132 第三方向
134 第三相位补偿膜
134a 第三慢轴
134b 第三快轴
136 第四相位补偿膜
136a 第四慢轴
136b 第四快轴
C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9 曲线
L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7 关系线
P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8、P9、 点
P10、P11、P12、P13、P14、P15、P16、
P17、P18、P19、P20、P21、P22、P23、
P24、P25、P26、P27、P28、P29
θ 视角
ψ 方位角
【具体实施方式】
[0013] 为使熟习本发明所属技术领域的通常知识者能更进一步了解本发明,下文特列举本发明的数个较佳实施例,并配合所附图式,详细说明本发明的构成内容及所欲达成的功效。
[0014] 请参考图1与图2,图1与图2为本发明第一实施例的显示器的示意图,其中图2绘示了本实施例的显示器的各膜层的慢轴或吸收轴的相对关系的示意图。如图1所示,本实施例的显示器100包括显示面板102、第一偏光片104、第二偏光片106、第一相位补偿膜108以及第二相位补偿膜110。在本实施例中,显示面板102可例如为液晶显示面板,但不限于此。当显示面板102为液晶显示面板时,显示器100为液晶显示器,且另包括一背光模块112,但本发明并不限于此。以下显示面板102系以液晶显示面板为例来做描述,但不以此为限。显示面板102可包括薄膜晶体管基板114、彩色滤光片基板116以及液晶层118。
液晶层118设置于薄膜晶体管基板114与彩色滤光片基板116之间,且包括多个液晶分子
118a填充于薄膜晶体管基板114与彩色滤光片基板116之间。较佳而言,本实施例的液晶层118可为垂直配向(vertical aligned)液晶层,且液晶分子118a可为单轴(uniaxial)晶体材料。举例来说,在薄膜晶体管基板114与彩色滤光片基板116之间未提供电压差时,垂直配向液晶层118的液晶分子118a可受到彩色滤光片基板116与薄膜晶体管基板114的凸块、突起物或配向膜的影响而与薄膜晶体管基板114或彩色滤光片基板116呈一预倾角,接近90度,使垂直配向液晶层118在垂直方向上不具相位延迟,但本发明并不限于此,而液晶分子118a亦可利用其他方式达到垂直配向。其中,薄膜晶体管基板114面对背光模块
112的一侧,即薄膜晶体管基板114的外表面,系为入光面102a,而彩色滤光片基板116相对于薄膜晶体管基板114的另一侧,即薄彩色滤光片基板116的外表面,则为出光面102b。
第一偏光片104设置于显示面板102的入光面102a上,且第二偏光片106设置于显示面板
102的出光面102b上。第一相位补偿膜108与第二相位补偿膜110设置于第一偏光片104与第二偏光片106之间。于本实施例中,第一相位补偿膜108与第二相位补偿膜110设置于第一偏光片104与显示面板102之间,且第二相位补偿膜110系设置于第一相位补偿膜
108与显示面板102之间,但本发明并不限于此。
[0015] 于本实施例中,第一偏光片104可包括一第一偏光层120以及一第一保护膜122,且第一偏光层120设置于第一保护膜122与显示面板102的入光面102a之间。第一偏光层120系用于偏极化通过第一偏光层120的光线,且第一偏光层120材料可包括聚乙烯醇(polyvinyl Alcohol,PVA)为范例,但不限于此。第一保护膜122可用于保护第一偏光层120,且第一保护膜122材料包括三醋酸纤维素(Triacetyl cellulose,TAC)为范例,但不限于此。第二偏光片106亦可包括一第二偏光层124以及一第二保护膜126,且第二偏光层
124设置于第二保护膜126与显示面板102的出光面102b之间。第二偏光层124系用于偏极化通过第二偏光层124的光线,且第二偏光层124材料可包括聚乙烯醇,但不限于此。第二保护膜126可用于保护第二偏光层124,且第一保护膜124材料包括三醋酸纤维素为范例,但不限于此。
[0016] 如图2所示,第一偏光片104具有第一光吸收轴104a,沿着第一方向128设置,其中具有实质上平行于第一光吸收轴104a的偏振方向的光线无法通过第一偏光片104,且第一偏光片104允许具有实质上垂直于第一光吸收轴104a的第一线偏振方向104b的光线通过。第二偏光片106具有第二光吸收轴106a,沿着第二方向130设置,其中第二偏光片106允许具有实质上垂直于第二光吸收轴106a的第二线偏振方向106b的光线通过。于本实施例中,第一方向128实质上垂直于第二方向130,且第一方向128与第二方向130实质上平行于入光面102a或出光面102b,因此第一光吸收轴104a实质上垂直于第二光吸收轴106a,且显示器100为自然黑(normally black)型液晶显示器。但本发明并不限于此,且本发明的第一光吸收轴与第二光吸收轴亦可实质上相互平行,而显示器则为自然白(normally white)型液晶显示器。并且,本发明的视角θ系定义为视角方向与显示器100的法线方向的夹角,即倾斜角,且方位角ψ系定义为视角方向投影至显示器100的表面上的方向与显示器100的侧边的夹角。
[0017] 此外,第一相位补偿膜108为双轴薄膜(biaxial film),因此第一相位补偿膜108于第一方向128、第二方向130与实质上垂直于第一方向128与第二方向130的第三方向132上的折射率彼此互不相同,且第一相位补偿膜108具有第一慢轴108a与第一快轴108b,实质上彼此相互垂直,并位于实质上平行于入光面102a的平面上。慢轴定义为相位补偿膜于预定轴向上的折射率为最大值,且快轴定义为相位补偿膜于另一预定轴向上的折射率为最小值。第二相位补偿膜110亦为双轴薄膜,因此第二相位补偿膜110于第一方向
128、第二方向130与实质上垂直于第一方向128与第二方向130的第三方向132上的折射率彼此互不相同,且第二相位补偿膜110具有第二慢轴110a与第二快轴110b。第二慢轴
110a与第二快轴110b实质上彼此相互垂直,且位于实质上平行于入光面102a的平面上。
于本实施例中,第一慢轴108a沿着第二方向130设置,而约略垂直于第一光吸收轴104a,且第二慢轴110b沿着第一方向128设置,而约略平行于第一光吸收轴104a。
[0018] 于本实施例中,显示器100可另包括第三相位补偿膜134与第四相位补偿膜136,设置于第二偏光片106与显示面板102之间,且第四相位补偿膜136设置于第三相位补偿膜134与显示面板102之间。并且,第三相位补偿膜134可与第一相位补偿膜108由实质上相同材料所构成,而具有实质上相同的水平相位延迟与波长的关系。第四相位补偿膜136可与第二相位补偿膜110由实质上相同材料所构成,而具有实质上相同的水平相位延迟与波长的关系。举例来说,第三相位补偿膜134与第四相位补偿膜136亦为双轴薄膜,因此第三相位补偿膜134于第一方向128、第二方向130与实质上垂直于第一方向128与第二方向130的第三方向132上的折射率彼此互不相同,且第四相位补偿膜136于第一方向128、第二方向130与实质上垂直于第一方向128与第二方向130的第三方向132上的折射率彼此互不相同。第三相位补偿膜134具有第三慢轴134a与第三快轴134b,实质上彼此相互垂直,并位于实质上平行于入光面102a的平面上。第四相位补偿膜136具有第四慢轴136a与第四快轴136b,实质上彼此相互垂直,并位于实质上平行于入光面102a的平面上。在本实施例中,第三慢轴134a沿着第一方向128设置,而约略垂直于第二光吸收轴106b,且第四慢轴136a沿着第二方向130设置,而约略平行于第二光吸收轴106b。
[0019] 为了使第一相位补偿膜108与第二相位补偿膜110的组合可补偿光线沿着大视角θ,例如:视角θ为约60度或约70度,的方向通过液晶层118、第一偏光片104与第二偏光片106所产生的相位差,第二相位补偿膜110可满足第一关系式:其中Rλ1、Rλ2与Rλ3系分别表示当穿透第二相位补偿膜110的光线的波长分别为λ1、λ2与λ3时第二相位补偿膜110的水平相位延迟,且λ1<λ2<λ3。水平相位延迟系定义为各相位补偿膜于慢轴上的折射率nx与于快轴上的折射率ny的差值与各相位补偿膜于第三方向132上的厚度d的乘积,可表示为(nx-ny)×d。并且,第一相位补偿膜108可满足第二关系式: 且λ1<λ2<λ3。于本实施例中,波长λ1、λ2与λ3可分
别为约440纳米(nm)、约550nm和约650nm,但本发明不限于此。并且,第一相位补偿膜108可包括高分子聚合材料,例如:环烯聚合物(Cyclo Olefin Polymer,COP),但不限于此。
另外,第四相位补偿膜136可满足第三关系式: 其中Rλ4、Rλ5
与Rλ6系分别为当穿透第四相位补偿膜136的光线的波长分别为λ4、λ5与λ6时第四相位补偿膜136的水平相位延迟,且λ4<λ5<λ6。并且,第三相位补偿膜134可满足第四关系式: 于本实施例中,第三相位补偿膜134可包括高分子聚合材料,例
如:环烯烃聚合物(Cyclo Olefin Polymer,COP),但不限于此。并且,本实施例的波长λ4、λ5与λ6亦可分别为约440纳米(nm)、约550nm和约650nm,但本发明不限于此。举例来说,针对光线波长约为440nm,第二相位补偿膜110与第四相位补偿膜136的水平相位延迟与垂直相位延迟可分别为约19.5nm与约33.15nm。针对光线波长约为550nm,第二相位补偿膜110与第四相位补偿膜136的水平相位延迟与垂直相位延迟可分别为约10.6nm与约
18.2nm,且第一相位补偿膜108与第三相位补偿膜134的水平相位延迟与垂直相位延迟可分别为约73.3nm与约124.61nm。针对光线波长为约650nm,第二相位补偿膜110与第四相位补偿膜136的水平相位延迟与垂直相位延迟可分别为约3.3nm与约5.69nm。其中,垂直相位延迟可表示为 其中nz系为相位补偿膜于第三方向132上的
折射率,即其厚度方向上的折射率,但本发明并不限于此。
[0020] 由于本实施例的第一相位补偿膜108与第三相位补偿膜134由实质上相同材料所构成,且第二相位补偿膜110与第四相位补偿膜136由实质上相同材料所构成,因此以下以第一相位补偿膜108与第二相位补偿膜110为例来说明其特性,但不限于此,且本发明的第一相位补偿膜与第三相位补偿膜亦可由不同材料所构成,且第二相位补偿膜与第四相位补偿膜亦可由不同材料所构成。请参考图3,图3为本实施例的第一相位补偿膜与第二相位补偿膜的归一化水平相位延迟与光线波长的关系示意图,其中归一化水平相位延迟系为将对应各光线波长的水平相位延迟除以对应波长为约550nm的水平相位延迟。其中,此示意图及下述示意图的归一化水平相位延迟的单位:无。如图3所示,关系线L1系代表第一相位补偿膜的归一化水平相位延迟与光线波长的关系,即第二关系式:关系线L2代表第二相位补偿膜的归一化水平相位延迟与光线波长的关系,即第一关系式:
由此可知,对波长小于约550nm的光线而言,第二相位补偿膜110
相较于第一相位补偿膜108具有较大的水平相位延迟,且随着波长越小,水平相位延迟越大,而对波长大于约550nm的光线而言,第二相位补偿膜110相较于第一相位补偿膜108具有较小的相位延迟,且随着波长越小,相位延迟越小。也就是说,第二相位补偿膜110的水平相位延迟随着光线波长增加而其减少量大于第一相位补偿膜108的水平相位延迟的减少量,因此关系线L2的斜率值为负。较佳而言,第二相位补偿膜110可具有正波长分散性(normal dispersion)。并且,通过将第一慢轴108a与第二慢轴110a彼此垂直设置,使得第一相位补偿膜108与第二相位补偿膜110可用于补偿不同波长的光线穿透液晶层118时所产生的相位差,藉此可降低在大视角的方向上的漏光。
[0021] 并且,本发明的第二相位补偿膜的第二关系线的斜率值较佳越大。请参考图4与图5。图4为本实施例的第二相位补偿膜的水平相位延迟与光线波长的关系示意图,且图5为本实施例的显示器对应图4的不同关系线的穿透率与光线波长的关系示意图。如图4与图5所示,关系线L3、L4、L5、L6、L7系表示不同实施态样的第二相位补偿膜110的水平相位延迟与光线波长的关系。曲线C1、C2、C3、C4、C5系代表以视角θ为约60度且方位角ψ为约45度的视角方向观看不同实施态样的显示器100在显示暗态时的光线波长与穿透率的关系。曲线C6系代表显示器不具有第二相位补偿膜以及第四相位补偿膜时的穿透率与光线波长的关系。其中,关系线L3系对应曲线C1,关系线L4系对应曲线C2,关系线L5系对应曲线C3,关系线L6系对应曲线C4,且关系线L7系对应曲线C5。由此可知,当关系线的负斜率值越大时,显示器100对应短波长的光线与长波长的光线的穿透率越低。也就是说,第二相位补偿膜110的水平相位延迟随着光线波长越短而越大时,显示器100的漏光程度越低。并且,当显示器100包含有第二相位补偿膜110与第四相位补偿膜136时,显示器100的漏光程度更小于显示器不具有第二相位补偿膜与第四相位补偿膜时的漏光程度。因此,本实施例的显示器100通过设置具有正波长分散性的第二相位补偿膜110与第四相位补偿膜136来搭配第一相位补偿膜108与第三相位补偿膜134,可有效地补偿第一相位补偿膜108与第三相位补偿膜134对不同波长的光线所产生的相位差,进而可降低漏光。
[0022] 请参考图6,图6绘示了本实施例的显示器在视角为70度时的方位角与穿透率的关系示意图。如图6所示,曲线C7系代表光线波长为约440nm的方位角与穿透率的关系,曲线C8系代表光线波长为约550nm的方位角ψ与穿透率的关系,且曲线C9系代表光线波长为约650nm的方位角ψ与穿透率的关系。其中,方位角的单位:度,穿透率的单位:无。由此可知,不管光线的波长多少,本实施例的显示器100可在方位角ψ为约45度、约135度、约225度与约315度的视角方向有效地降低光线穿透,亦即降低显示器100于显示暗态时在不同视角方向的漏光。
[0023] 以下将进一步说明本实施例的显示器100利用第一相位补偿膜108、第二相位补偿膜110、第三相位补偿膜134与第四相位补偿膜136补偿不同波长的光线的相位差的方式。请参考图7,且一并参考图1与图2。图7绘示了本实施例的显示器于暗态模式下不同波长的光线于庞加莱球(poincare sphere)上的偏振方向的变化。如图1、图2与图7所示,当使用者从视角θ为约零度的方向观看显示器100时,背光模块112所发出的自然光在通过第一偏光片104后会被转换成具有第一线偏振方向104b的光线,而与第二偏光片106的第二线偏振方向106b实质上垂直。在大视角θ(例如为约θ>60度)的方向观看显示器时,第一线偏振方向104b会倾斜,而转变为点P1的偏振方向,且第二线偏振方向106b亦会倾斜,而转变为点P2的偏振方向。并且,点P1的偏振方向与点P2的偏振方向的锐角夹角约小于90度。随后,当光线穿透第一相位补偿膜108时,光线的偏振方向会以第一慢轴108a为轴心在庞加莱球上移动,且移动的距离系取决于第一相位补偿膜108针对不同波长的光线的相位延迟量。光线包含有波长为λ1、λ2与λ3的光线,且λ1<λ2<λ3,例如:
蓝光、绿光与红光。以下的不同波长的光线系以蓝光、绿光与红光为例来做说明,但本发明并不以此为限。当具有点P1的偏振方向的光线穿透第一相位补偿膜108时,蓝光的偏振方向会从点P1移到点P3,绿光的偏振方向会从点P1移到点P4,且红光的偏振方向会从点P1移到点P5。接着,当光线穿透第二相位补偿膜110时,光线的偏振方向会以第二慢轴110a为轴心在庞加莱球上移动,且移动的距离系取决于第二相位补偿膜110针对不同波长的光线的相位延迟量。由于第一慢轴108a与第二慢轴110a彼此实质上垂直设置,因此光线的偏振方向在庞加莱球上移动的方向不同。当光线穿透第二相位补偿膜110时,蓝光的偏振方向会从点P3移到点P6,绿光的偏振方向会从点P4移到点P7,红光的偏振方向会从点P5移到点P8。再者,由于液晶分子118a于大视角θ(例如为约θ>60度)的方向上亦会对光线的相位延迟,因此当光线穿透液晶层118时,蓝光的偏振方向会从点P6移到点P9,绿光的偏振方向会从点P7移到点P10,红光的偏振方向会从点P8移到点P11。随后,当光线穿透第四相位补偿膜136时,光线的偏振方向会以第四慢轴136a为轴心在庞加莱球上移动,因此蓝光的偏振方向会从点P9移到点P12,绿光的偏振方向会从点P10移到点P13,红光的偏振方向会从点P11移到点P14。接着,当光线穿透第三相位补偿膜136时,光线的偏振方向会以第三慢轴136a为轴心在庞加莱球上移动,因此蓝光的偏振方向会从点P12移到点P15或接近点P15,绿光的偏振方向会从点P13移到点P15或接近点P15,红光的光线的偏振方向会从点P14移到点P15或接近点P15。由于点P15与点P2系与庞加莱球的中心点位于同一直线上,因此点P15的偏振方向系与点P2的偏振方向垂直,使得具有点P15的偏振方向的光线不会通过具有点P2的偏振方向的第二偏光片106。藉此,在大视角θ(例如为约θ>60度)的方向的光线并不会穿透显示器100,或大部分大视角θ的方向的光线可被第二偏光片106吸收,因此显示器100的漏光可被降低或解决。由于光线在庞加莱球上的移动距离系对应第一相位补偿膜108、第二相位补偿膜110、第三相位补偿膜134与第四相位补偿膜136的相位延迟量,因此本发明补偿在大视角方向上的光线的相位差并不限于上述方式,而亦可根据实际需求来调整第一相位补偿膜、第二相位补偿膜、第三相位补偿膜与第四相位补偿膜的相位延迟量,以达到补偿在大视角方向上的光线的相位差,进而避免漏光。
[0024] 由上述可知,本实施例的显示器100通过设置具有正波长分散性的第二相位补偿膜110与第四相位补偿膜136来搭配第一相位补偿膜108与第三相位补偿膜134,以有效补偿不同波长的光线在大视角θ(例如为约θ>60度)的方向上的相位差,使得不同波长的光线在大视角θ的方向上经过第一相位补偿膜108、第二相位补偿膜110、液晶层118、第四相位补偿膜136与第三相位补偿膜134之后仍可具有相同的线偏振方向,且实质上垂直于从大视角θ的方向上观看到的第二偏光片106的线偏振方向。因此,本实施例的显示器100在大视角θ的方向上的漏光可有效地被解决。
[0025] 本发明的显示器并不以上述实施例为限。下文将继续揭示本发明的其它实施例或变化形,然为了简化说明并突显各实施例或变化形之间的差异,下文中使用相同标号标注相同元件,并不再对重复部分作赘述。
[0026] 请参考图8,图8为本发明第二实施例的显示器的示意图。如图8所示,相较于第一实施例,本实施例的显示器200并不包括第三相位补偿膜与第四相位补偿膜。也就是说,本实施例的显示器200仅利用第一相位补偿膜108与第二相位补偿膜110来补偿在大视角方向上的光线通过第一偏光片104、显示面板104与第二偏光片106所产生的相位差。其中,本实施例的显示器200的基板116外表面(即出光面102b)的上方仅有第二偏光片106。
[0027] 以下将进一步说明本实施例的显示器利用第一相位补偿膜与第二相位补偿膜补偿不同波长的光线的相位差的方式。请参考图9,且一并参考图8。图9绘示了本实施例的显示器于暗态模式下不同波长的光线于庞加莱球上的偏振方向的变化。如图8与图9所示,当具有点P1的偏振方向的光线穿透第一相位补偿膜108时,蓝光的偏振方向会从点P1移到点P16,绿光的偏振方向会从点P1移到点P17,且红光的偏振方向会从点P1移到点P18。接着,当光线穿透第二相位补偿膜110时,光线的偏振方向会以第二慢轴110a为轴心在庞加莱球上移动。由于第一慢轴108a与第二慢轴110a彼此垂直设置,因此光线的偏振方向在庞加莱球上移动的方向不同。当光线穿透第二相位补偿膜110时,蓝光的偏振方向会从点P16移到点P19,绿光的偏振方向会从点P17移到点P20,红光的偏振方向会从点P18移到点P21。再者,由于液晶分子于大视角的方向上亦会对光线的相位延迟,且其对波长越小的光线的相位延迟越小,因此当光线穿透液晶层时,蓝光的偏振方向可从点P19移到点P22,绿光的偏振方向会从点P20移到点P22,红光的偏振方向会从点P21移到点P22。由此可知,本实施例的显示器200亦可仅通过调整第一相位补偿膜108与第二相位补偿膜110的相位延迟量来达到补偿在大视角θ(例如为约θ>60度)方向上的光线的相位差,藉此本实施例的显示器200可减少第三相位补偿膜与第四相位补偿膜的设置。
[0028] 请参考图10。图10为本发明第三实施例的显示器的示意图。如图10所示,相较于第一实施例,本实施例的显示器300并不包括第一实施例的第一相位补偿膜与第二相位补偿膜。也就是说,本实施例的显示器300的第一相位补偿膜302与第二相位补偿膜304分别为第一实施例的第三相位补偿膜134与第四相位补偿膜136,且设置于第二偏光片106与显示面板102之间。其中,本实施例的显示器300的基板114外表面(即入光面102a)的下方仅有第一偏光片104。并且,第二相位补偿膜304设置于第一相位补偿膜302与显示面板102之间。第一相位补偿膜302的第一慢轴302a沿着第一方向128设置,而实质上垂直于第二光吸收轴106a,且第二相位补偿膜304的第二慢轴304a沿着第二方向130设置,而实质上平行于第二光吸收轴106a。于本实施例中,补偿在大视角θ(例如为约θ>60度)方向上的光线的相位差的方式系与第一实施例的第三相位补偿膜与第四相位补偿膜的补偿方式相似,其差异仅在于本实施例的第一相位补偿膜302与第二相位补偿膜304的相位延迟值系与第一实施例的第三相位补偿膜与第四相位补偿膜的相位延迟值不相同,因此在此不再赘述。
[0029] 请参考图11。图11为本发明第四实施例的显示器的示意图。如图11所示,相较于第一实施例,本实施例的显示器400并不包括第一实施例的第二相位补偿膜与第三相位补偿膜。也就是说,本实施例的显示器的第一相位补偿膜402与第二相位补偿膜404分别为第一实施例的第一相位补偿膜108与第四相位补偿膜136。其中,仅有第一相位补偿膜402设置于第一偏光片104与显示面板102之间,而第一偏光片104与显示面板102之间不存在其它的相位补偿膜,且仅有第二相位补偿膜404设置于第二偏光片106与显示面板102之间,而第二偏光片106与显示面板102之间不存在其它的相位补偿膜。并且,第一相位补偿膜402的第一慢轴402a沿着第二方向130设置,而实质上垂直于第一光吸收轴104a,且第二相位补偿膜404的第二慢轴404a沿着第二方向130设置,而实质上平行于第二光吸收轴106a。
[0030] 以下将进一步说明本实施例的显示器400利用第一相位补偿膜402与第二相位补偿膜404补偿不同波长的光线的相位差的方式。请参考图12,且一并参考图11。图12绘示了本实施例的显示器于暗态模式下不同波长的光线于庞加莱球上的偏振方向的变化。如图11与图12所示,当具有点P1的偏振方向的光线穿透第一相位补偿膜402时,蓝光的偏振方向会从点P1移到点P23,绿光的偏振方向会从点P1移到点P24,且红光的偏振方向会从点P1移到点P25。接着,当光线穿透显示面板102时,蓝光的偏振方向可从点P23移到点P26,绿光的偏振方向会从点P24移到点P27,红光的偏振方向会从点P25移到点P28。然后,当光线穿透第二相位补偿膜404时,蓝光的偏振方向会从点P26移到点P29,绿光的偏振方向会从点P27移到点P29,红光的偏振方向会从点P28移到点P29。由此可知,本实施例的显示器400亦可达到补偿在大视角方向上的光线的相位差,以降低漏光。
[0031] 请参考图13。图13为本发明第五实施例的显示器的示意图。如图13所示,相较于第一实施例,本实施例的显示器500并不包括第一实施例的第一相位补偿膜与第四相位补偿膜。也就是说,本实施例的显示器500的第一相位补偿膜502与第二相位补偿膜504分别为第一实施例的第三相位补偿膜134与第二相位补偿膜110。其中,仅有第一相位补偿膜502设置于第二偏光片106与显示面板102之间,而第二偏光片106与显示面板102之间不存在其它的相位补偿膜,且仅有第二相位补偿膜504设置于第一偏光片104与显示面板102之间,而第一偏光片104与显示面板102之间不存在其它的相位补偿膜。并且,第一相位补偿膜502的第一慢轴502a沿着第一方向128设置,而实质上垂直于第二光吸收轴106a,且第二相位补偿膜504的第二慢轴504a沿着第一方向128设置,而实质上平行于第一光吸收轴104a。
[0032] 综上所述,本发明的显示器通过设置满足第一关系式:的第二相位补偿膜来搭配第一相位补偿膜,以有效补偿不同
波长的光线在大视角的方向上的相位差,使得显示器在大视角的方向上的漏光可有效地被解决。
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