专利名称：液晶显示器及双轴补偿膜的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光学膜，且特别是涉及一种双轴补偿膜以及使用此双轴补偿膜 的液晶显示器。
背景技术：
液晶显示器基本上是由液晶显示面板与上下偏光片所组成，并且由背光模块提 供光源。液晶显示器的显像原理是使用电场控制液晶层液晶转向影响通过下偏光片的线 偏光的偏振状态，经过上偏光片的作用后而产生控制出射光强度的变化进而显示出亮暗 来呈现影像。当操作显示成暗态时，在正视角可看到全黑的状态。但是当在侧视角观看 时，由于液晶造成位相延迟，光线在通过上下偏光板时无法有效的被阻绝而产生漏光的 现象，因此一般大都需要外加补偿膜来修正相位延迟的效应。现有补偿膜主流为以外贴的方式贴在液晶显示面板的外侧表面。由于此种外贴 示补偿膜是以拉伸高分子材料的方式制作，其厚度都在数十微米以上，因此无法制作于 液晶显示面板内(in-cell)。另外，有少部分使用液晶涂布工艺制作补偿膜可将其制作于 液晶显示面板内(in-cell)。但此种可制作于液晶显示面板内的补偿膜材料有液晶材料的 耐热性不足以及价格昂贵等问题。
发明内容
本发明提供一种双轴补偿膜，其可以制作于液晶显示面板内也可以以外贴方式 贴附于液晶显示面板外侧。本发明提供一种液晶显示面板，其具有上述的双轴补偿膜。本发明提出一种液晶显示器，其包括液晶显示面板以及双轴补偿膜。液晶显示 面板具有第一表面以及第二表面。双轴补偿膜位于液晶显示面板的第一表面上，其中双 轴补偿膜包括C-板补偿膜以及位于C-板补偿膜上以构成A-板补偿膜的多个纳米结构。本发明提出一种液晶显示器，其包括液晶显示面板以及双轴补偿膜。液晶显示 面板包括第一基板、第二基板以及第一基板与第二基板之间的液晶层。双轴补偿膜位于 液晶层与第一基板之间，其中双轴补偿膜包括C-板(Opiate)补偿膜以及位于C_板补偿 膜上以构成A-板(A-plate)补偿膜的多个纳米结构。本发明提出一种双轴补偿膜，其包括C-板(C-plate)补偿膜以及多个纳米结 构。纳米结构位于C-板补偿膜上以构成A-板(Α-plate)补偿膜。基于上述，由于本发明的双轴补偿膜包括C-板补偿膜以及位于C-板补偿膜上 以作为A-板补偿膜的多个纳米结构。由于此双轴性补偿膜可使用具有耐热性及低成本材 料制成，因此可以将其制作于液晶显示面板内。当然，使用者亦可以以外贴的方式外贴 在液晶显示面板的外侧。为让本发明的上述特征能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说 明如下。
图IA至图IB是根据本发明实施例的双轴补偿膜的制造流程示意图。
图2至图11至根据本发明数个实施例的液晶显示器的剖面示意图。附图标记说明100 基板102, 102a C-板补偿膜102b 纳米结构104:双轴补偿膜150:配向层160:补偿膜200 液晶显示面板202a 第一表面202b 第二表面202 第一基板204 液晶层206 第二基板250a, 250b 双轴补偿膜300a，300b 偏光片W 线宽P 周期
具体实施例方式图IA至图IB是根据本发明实施例的双轴补偿膜的制造流程示意图。请参照图 1A，首先在基板100上形成C-板补偿膜102。形成C-板补偿膜102的方法例如是采用 涂布的方式，且其材料为一般常用于C-板补偿膜102的聚合物材料。此外，基板100可 为空白基板或是已经形成有其他膜层或者是元件的基板。之后，请参照图1B，对上述的C-板补偿膜102进行纳米图案化程序，其中此纳 米图案化程序是对上述的C-板补偿膜102进行局部的图案化，以保留底部部分的C-板 补偿膜102a，并且在C-板补偿膜102a上形成多个纳米结构102b以作为A-板补偿膜。 因此C-板补偿膜102a与由纳米结构102b构成的A-板补偿膜即组成双轴补偿膜。上述 的纳米图案化程序可以采用激光、离子束或电子束来图案化，另外亦可采用光刻蚀刻程 序或纳米压印技术来图案化。在本实施例中，所形成的纳米结构102b为长条状结构，每一纳米结构102b的线 宽W小于200纳米，且每一纳米结构102b的周期P小于250纳米。优选的是，每一纳 米结构102b的线宽W小于100纳米，且每一纳米结构102b的周期P小于150纳米。此 夕卜，上述的纳米结构102b彼此平行排列，且其延伸方向可与所搭配的偏光片的偏光方向有关。承上所述，在本实施例中，基板100可为空白基板或是已经形成有其他膜层或者是元件的基板。倘若基板100为空白基板，那么形成在空白基板100上的双轴补偿膜104即可以外贴的方式贴附于液晶显示面板上。倘若基板100为已经形成有其他膜层或 者是元件的基板，那么此双轴补偿膜104即为制作于液晶显示面板内(in-cell)的补偿膜。 以下将说明以外贴的方式将补偿膜贴附于液晶显示面板上以及将补偿膜制作于液晶显示 面板内(in-cell)的数个实施例。图2为根据本发明实施例的液晶显示器的剖面示意图。请参照图2，此液晶显示 器包括液晶显示面板200、第一双轴补偿膜250a以及第二双轴补偿膜250b。优选的是， 此液晶显示器还包括第一偏光片300a以及第二偏光片300b。值得一提的是，在一些特殊 模式的液晶显示器中，可以不需使用偏光片，或者是仅需在液晶显示面板的其中一表面 设置偏光片。因此，在本发明的液晶显示器中，偏光片并非必要的组成元件。液晶显示面板200具有第一表面200a以及第二表面200b。更详细而言，液晶 显示面板200包括第一基板202、液晶层204以及第二基板206。第一表面200a为第一 基板202的外表面且第二表面200b为第二基板206的外表面。在本实施例中，第一基板 202为有源元件阵列基板，其具有像素阵列，所述像素阵列包括多条扫描线、多条数据 线、多个薄膜晶体管以及多个像素电极。第一基板202上还包括配向层，其覆盖上述的 像素阵列。第二基板206为彩色滤光基板，其具有彩色滤光层以及覆盖彩色滤光层的电 极层。在其他的实施例中，第二基板206亦可为空白基板或是由空白基板和覆盖于空白 基板上的电极层所组成，且彩色滤光层是设置在第一基板202上。第二基板206上可还 包括配向层。在此，是以第一基板202为有源元件阵列基板且第二基板206为彩色滤光 基板为例来说明。然在其他的实施例中，亦可以是第一基板202为彩色滤光基板且第二 基板206为有源元件阵列基板。在本实施例中，第一双轴补偿膜250a位于液晶显示面板200的第一表面200a 上，第二双轴补偿膜250b位于液晶显示面板200的第二表面200b上。第一双轴补偿膜 250a以及第二双轴补偿膜250b分别为如图1所述的双轴补偿膜104 (由C_板补偿膜102a 与纳米结构102b所构成)，或者是如图1所述的基板100与位于基板100上的双轴补偿膜 104。换言之，第一双轴补偿膜250a以及第二双轴补偿膜250b可分别直接形成在第一基 板202与第二基板206的表面上，且第一 /第二双轴补偿膜250a/250b与第一 /第二基板 202/206之间无须粘着材料与其他基板。另外，第一双轴补偿膜250a以及第二双轴补偿 膜250b亦可为承载在基板(如图1的基板100)上的补偿膜，且其通过粘着材料将此承载 基板与第一 /第二基板202/206而粘着在一起。此外，第一偏光片300a位于第一双轴补偿膜250a上，且第二偏光片300b位于 第二双轴补偿膜250b上。由于本实施例的第一双轴补偿膜250a与第二双轴补偿膜250b 位于液晶显示面板200的外表面上(第一表面200a以及第二表面200b)，因此本实施例的 双轴补偿膜是以外贴的方式或直接涂布方式形成于液晶显示面板200的表面上。上述图2的实施例是在液晶显示面板200的第一表面200a以及第二表面200b分 别以贴附方式或直接涂布方式形成第一双轴补偿膜250a以及第二双轴补偿膜250b。然 而，在其他的实施例中，亦可以仅在液晶显示面板200的其中一表面上以贴附或直接涂 布方式形成双轴补偿膜。如图3与图4所示，图3与图4的实施例与图2的实施例相似， 不同之处在于在图3的实施例中，仅在液晶显示面板200的第一表面200a上以贴附或直接涂布方式形成双轴补偿膜250a。另外，在图4的实施例中，仅在液晶显示面板200的 第二表面200b上以贴附或直接涂布方式形成双轴补偿膜250b。图5为根据本发明实施例的液晶显示器的剖面示意图。请参照图5，此液晶显示 器包括液晶显示面板200以及第一偏光片300a与第二偏光片300b。液晶显示面板200除 了包括第一基板202、第二基板206以及液晶层204之外，还包括了第一双轴补偿膜250a 以及第二双轴补偿膜250b。换言之，在图5的实施例中，第一双轴补偿膜250a以及第二 双轴补偿膜250b形成在液晶显示面板200的内部。更详细而言，第一基板202为有源元件阵列基板，其具有像素阵列，所述像素 阵列包括多条扫描线、多条数据线、多个薄膜晶体管以及多个像素电极。第一双轴补偿 膜250a覆盖在上述的像素阵列上。因此第一双轴补偿膜250a位于第一基板202的像素 阵列与液晶层204之间。在本实施例中，第一双轴补偿膜250a直接形成在像素阵列上， 因此第一双轴补偿膜250a即同如图1的双轴补偿膜104。由于第一双轴补偿膜250a设置 在邻接液晶层204之处，且第一双轴补偿膜250a上具有作为A-板补偿膜的纳米结构，此 纳米结构可同时对液晶层204的液晶分子产生配向的作用。因此，本实施例将第一双轴 补偿膜250a设置于液晶显示面板200内可同时具有配向层的功能，因而可以省去传统配 向层的制作。第二基板206为彩色滤光基板，其具有彩色滤光层以及覆盖彩色滤光层的电极 层。在其他的实施例中，第二基板206亦可为空白基板或是由空白基板和覆盖于空白基 板上的电极层所组成，且彩色滤光层设置在第一基板202上。第二双轴补偿膜250b覆盖 在上述的第二基板206上。因此第二双轴补偿膜250b位于第二基板206与液晶层204之 间。在本实施例中，第二双轴补偿膜250b直接形成在第二基板206上，因此第二双轴补 偿膜250b即同如图1的双轴补偿膜104。类似地，由于第二双轴补偿膜250b设置在邻 接液晶层204之处，且第二双轴补偿膜250b上具有作为A-板补偿膜的纳米结构，此纳米 结构可同时对液晶层204的液晶分子产生配向的作用。因此，本实施例将第二双轴补偿 膜250b设置于液晶显示面板内可同时具有配向层的功能，因而可以省去传统配向层的制 作。同样地，此液晶显示器还可包括第一偏光片300a以及第二偏光片300b，第一偏 光片300a位于液晶显示面板200的第一表面200a上，且第二偏光片300b位于液晶显示 面板200的第二表面200b上。值得一提的是，在一些特殊模式的液晶显示器中，可以不 需使用偏光片，或者是仅需在液晶显示面板的其中一表面设置偏光片。因此，在本发明 的液晶显示器中，偏光片并非必要的组成元件。 上述图5的实施例是在液晶显示面板200的第一基板202以及第二基板206上分 别形成第一双轴补偿膜250a以及第二双轴补偿膜250b。然而，在其他的实施例中，亦 可以仅在液晶显示面板200的其中一基板上形成双轴补偿膜。如图6与图7所示，图6 与图7的实施例与图5的实施例相似，不同之处在于在图6的实施例中，仅在液晶显示面 板200的第一基板202上形成双轴补偿膜250a，此双轴补偿膜250a可同时作为第一基板 202的配向层之用，因此在第二基板206上可另外形成传统配向层150。另外，在图7的 实施例中，仅在液晶显示面板200的第二基板206上形成双轴补偿膜250b，此双轴补偿 膜250b可同时作为第二基板206的配向层之用，因此在第一基板202上可另外形成传统配向层150。图8为根据本发明实施例的液晶显示器的剖面示意图。图8的实施例与图6的实施例相似，也就是，其仅在第一基板202上设置第一双轴补偿膜250a，且在第二基板206 上设置配向层150，而两者不同之处在于图8的实施例还在第二基板200上设置传统补偿 膜160，其位于配向层150与第二基板206之间。换言之，在图8的实施例中，第一基板 202上是采用本发明的具有配向功能的双轴补偿膜250a，而第二基板206上则是设置传统 的配向层以及传统的补偿膜。图9为根据本发明实施例的液晶显示器的剖面示意图。图9的实施例与图7的实 施例相似，也就是，其仅在第二基板206上设置第二双轴补偿膜250b，且在第一基板202 上设置配向层150，而两者不同之处在于图9的实施例还在第一基板200上设置传统补偿 膜160，其位于配向层150与第一基板202之间。换言之，在图9的实施例中，第二基板 206上是采用本发明的具有配向功能的双轴补偿膜250b，而第一基板202上则是设置传统 的配向层以及传统的补偿膜。上述图2至图4的实施例是以外贴或直接涂布方式将本发明的双轴补偿膜形成于 液晶显示面板的外表面。另外上述图5至图9的实施例是将本发明的双轴补偿膜制作于 液晶显示面板内。然，本发明不限于上述实施例，在其他的实施例中，亦可以是将外贴 或直接涂布方式与制作于液晶显示面板内的方式两者合并在一起，如下所述。图10是根据本发明实施例的液晶显示面板的剖面示意图。请参照图10，在图 10的实施例中，第一双轴补偿膜250a设置在液晶显示面板200的第一表面200a上，且第 二双轴补偿膜250b位于第二基板206与液晶层204之间。换言之，第一双轴补偿膜250a 以外贴或直接涂布方式形成于液晶显示面板200的外表面，而第二双轴补偿膜250b则制 作于液晶显示面板200的内部。由于第二双轴补偿膜250b制作于液晶显示面板200的内 部，且其与液晶层204邻接，因此第二双轴补偿膜250b可以同时作为第二基板206的配 向层之用。然而，因为第一双轴补偿膜250a是以外贴或直接涂布方式形成于液晶显示面 板200的第一基板202的外表面，因此第一基板202与液晶层204之间可另外设置传统配 向层150。类似地，在此实施例中，液晶显示器亦可包括第一偏光片300a以及第二偏光 片300b，第一偏光片300a位于第一双轴补偿膜250a上，且第二偏光片300b位于液晶显 示面板200的第二表面200b上(第二基板206的表面上)。图11是根据本发明实施例的液晶显示面板的剖面示意图。请参照图11，在图11 的实施例中，第一双轴补偿膜250a设置在第一基板202与液晶层204之间，且第二双轴 补偿膜250b位于液晶显示面板200的第二表面200b上。换言之，第一双轴补偿膜250a 制作于液晶显示面板200的内部，而第二双轴补偿膜250b则以外贴或直接涂布方式形成 于液晶显示面板200的外表面。由于第一双轴补偿膜250a制作于液晶显示面板200的内 部，且其与液晶层204邻接，因此第一双轴补偿膜250a可以同时作为第一基板202的配 向层之用。然而，因为第二双轴补偿膜250b以外贴或直接涂布方式形成于液晶显示面板 200的第二基板206的外表面，因此第二基板206与液晶层204之间可另外设置传统配向 层150。类似地，在此实施例中，液晶显示器亦可包括第一偏光片300a以及第二偏光片 300b，第一偏光片300a位于液晶显示面板200的第一表面200a上(第一基板202的表面 上)，且第二偏光片300b位于第二双轴补偿膜250b上。
综上所述，由于本发明的双轴补偿膜包括C-板补偿膜以及位于C-板补偿膜上 的多个纳米结构以作为A-板补偿膜。由于此双轴性补偿膜可使用具有耐热性及低成本材 料制成，因此可以将其制作于液晶显示面板内。当然，使用者亦可以以外贴或直接涂布 方式形成于液晶显示面板的外侧。虽然本发明已以实施例披露如上，然其并非用 以限定本发明，任何所属技术领 域中普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本 发明的保护范围当视所附的权利要求所界定为准。
权利要求
1.一种液晶显示器，包括液晶显示面板，其具有第一表面以及第二表面；第一双轴补偿膜，位于该液晶显示面板的该第一表面上，其中该第一双轴补偿膜包 括第一 C-板补偿膜以及位于该第一 C-板补偿膜上以构成第一 A-板补偿膜的多个第一纳 米结构。
2.如权利要求1所述的液晶显示器，其中每一第一纳米结构的线宽小于200纳米，且 每一第一纳米结构的周期小于250纳米。
3.如权利要求1所述的液晶显示器，其中每一第一纳米结构的线宽小于100纳米，且 每一第一纳米结构的周期小于150纳米。
4.如权利要求1所述的液晶显示器，还包括第一偏光片，位于该第一双轴补偿膜上；以及第二偏光片，位于该液晶显示面板的该第二表面上。
5.如权利要求1所述的液晶显示器，还包括第二双轴补偿膜，位于该液晶显示面板的 该第二表面上，其中该第二双轴补偿膜包括第二 C-板补偿膜以及位于该第二 C-板补偿 膜上以构成第二 A-板补偿膜的多个第二纳米结构。
6.如权利要求4所述的液晶显示器，其中每一第二纳米结构的线宽小于200纳米，且 每一第二纳米结构的周期小于250纳米。
7.如权利要求4所述的液晶显示器，其中每一第二纳米结构的线宽小于100纳米，且 每一第二纳米结构的周期小于150纳米。
8.如权利要求1所述的液晶显示器，其中该液晶显示面板包括第一基板；第二基板；以及液晶层，位于该第一基板与该第二基板之间，其中该第一双轴补偿膜位于该第一基 板的表面上。
9.如权利要求8所述的液晶显示器，还包括第二双轴补偿膜，位于该液晶层与该第二 基板之间，其中该第二双轴补偿膜包括第二 C-板补偿膜以及位于该第二 C-板补偿膜上 以构成第二 A-板补偿膜的多个第二纳米结构。
10.如权利要求9所述的液晶显示器，其中每一第二纳米结构的线宽小于200纳米， 且每一第二纳米结构的周期小于250纳米。
11.如权利要求9所述的液晶显示器，还包括配向层，位于该第一基板与该液晶层之间。
12.如权利要求1所述的液晶显示器，其中该第一基板与该第二基板其中之一为有源 元件阵列基板，且另一为彩色滤光阵列基板。
13.—种液晶显示器，包括液晶显示面板，其包括第一基板、第二基板以及该第一基板与该第二基板之间的液 晶层；以及第一双轴补偿膜，位于该液晶层与该第一基板之间，其中该第一双轴补偿膜包括第 一 C-板补偿膜以及位于该第一 C-板补偿膜上以构成第一 A-板补偿膜的多个第一纳米结 构。
14.如权利要求13所述的液晶显示器，其中每一第一纳米结构的线宽小于200纳米， 且每一第一纳米结构的周期小于250纳米。
15.如权利要求13所述的液晶显示器，其中每一第一纳米结构的线宽小于100纳米， 且每一第一纳米结构的周期小于150纳米。
16.如权利要求13所述的液晶显示器，还包括 第一偏光片，位于该第一基板的表面上；以及 第二偏光片，位于该第二基板的表面上。
17.如权利要求13所述的液晶显示器，还包括第二双轴补偿膜，位于该液晶层与该第 二基板之间，其中该第二双轴补偿膜包括第二 C-板补偿膜以及位于该第二 C-板补偿膜 上以构成第二 A-板补偿膜的多个第二纳米结构。
18.如权利要求17所述的液晶显示器，其中每一第二纳米结构的线宽小于200纳米， 且每一第二纳米结构的周期小于250纳米。
19.如权利要求17所述的液晶显示器，其中每一第二纳米结构的线宽小于100纳米， 且每一第二纳米结构的周期小于150纳米。
20.如权利要求13所述的液晶显示器，还包括配向层，位于该液晶层与该第二基板之间。
21.如权利要求13所述的液晶显示器，还包括 配向层，位于该液晶层与该第二基板之间；以及 补偿膜，位于该配向层与该第二基板之间。
22.—种双轴补偿膜，包括 C-板补偿膜；以及多个纳米结构，位于该C-板补偿膜上以构成A-板补偿膜。
23.如权利要求22所述的双轴补偿膜，其中每一纳米结构的线宽小于200纳米，且每 一纳米结构的周期小于250纳米。
24.如权利要求22所述的双轴补偿膜，其中该C-板补偿膜的材料与所述纳米结构的 材料相同。
25.如权利要求22所述的双轴补偿膜，其中每一纳米结构的线宽小于100纳米，且每 一纳米结构的周期小于150纳米。
全文摘要
本发明公开了一种液晶显示器及双轴补偿膜。该液晶显示器包括液晶显示面板以及双轴补偿膜。液晶显示面板具有第一表面以及第二表面。双轴补偿膜位于液晶显示面板的第一表面上，其中双轴补偿膜包括C-板补偿膜以及位于C-板补偿膜上以构成A-板补偿膜的多个纳米结构。由于此双轴性补偿膜可使用具有耐热性及低成本材料制成，因此可以将其制作于液晶显示面板内。
文档编号G02F1/13363GK102023413SQ20091017475
公开日2011年4月20日 申请日期2009年9月17日 优先权日2009年9月17日
发明者刘韦志 申请人:中华映管股份有限公司, 友达光电股份有限公司, 台湾薄膜电晶体液晶显示器产业协会, 奇美电子股份有限公司, 瀚宇彩晶股份有限公司, 财团法人工业技术研究院