[发明专利]用于液晶显示装置的起偏振器

说明书

本发明专利申请是国际申请号为PCT/US02/11962，国际申请日为2002年 4月17日，进入中国国家阶段的申请号为02813453.2，发明名称为“用于液 晶显示装置的起偏振器”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及液晶显示装置，更具体地说，涉及用于液晶显示装置的起偏振器。

背景技术

液晶显示装置是用于如下装置，如便携式电脑、手握式计算器和数字式手表 的光学显示装置。一般的液晶显示装置包括一液晶显示元件层和一设置在一对吸光 起偏振器之间的电极基质。所述液晶显示元件层包含，例如扭转向列或超扭转向列 的分子。在该液晶显示装置中，液晶显示元件层的一些部分的光学状态通过使用电 极基质施加的电场而改变。这样就产生了通过液晶显示元件层的光的光学衬比，导 致了液晶显示装置上出现偏振光的象素。

一般的液晶显示装置包括一前起偏振器和一后起偏振器。这些起偏振器可以 是平面起偏振器，它们对具有某一种偏振取向的光的吸收要强于对具有与之垂直的 偏振取向的光的吸收。在液晶显示装置中，所述前起偏振器的传输轴通常与后起偏 振器的传输轴相交。这些传输轴的相交角度可从0度变到90度。

一般来说，非偏振的环境光波沿许多方向振动，不具有单一的特征电磁辐射 向量。与此不同，平面偏振光由沿单一的电磁辐射向量方向振动的光波构成。而且， 圆偏振光在光传播通过空间时，其振动方向沿着旋转的电磁辐射向量振动。偏振光 在电光设备中有许多用途，比如使用平面和圆偏振滤光器减小显示装置的眩光。

此外，许多商业目的是开发和改进平板显示装置，尤其是薄的小型平板显示 装置。制造塑料平板显示装置中碰到的一个问题是“黑斑”的产生，它是由于渗过 塑料显示材料的气体在液晶材料中形成气泡引起的。另一个与塑料平板显示装置有 关的问题是液晶显示元件层的湿气污染。在常规的液晶显示装置中，这些问题可以 通过使用低渗透率的玻璃基片代替塑料而避免发生。对于塑料平板显示装置，这些 问题通过向液晶显示装置和/或塑料基片加入附加的气体和湿气阻挡层来解决。但 是，增加这些气体和湿气阻挡层增加了显示装置的厚度、重量和成本。

合成起偏振膜形式的起偏振器较易制造和处理，并且较易装入光电装置，如 平板显示装置中。一般地，基于透射膜介质的各向异性，平面起偏振膜具有选择性 地通过沿一给定的电磁辐射向量振荡的辐射，并吸收沿另一电磁辐射向量振动的电 磁辐射的性能。平面起偏振膜包括二向色性的起偏振器，它们是利用吸收入射光波 向量各向异性的吸收平面起偏振器。术语“二向色性”是指根据成分光波的振动方 向对入射光的成分进行区别吸收的性能。进入二向色性平面起偏振膜的光，在两个 横向平面上有两个不同的吸收系数，一个系数高，另一个系数低。由二向色膜射出 的光主要在低吸收系数的平面上振动。

二向色平面起偏振膜包括H型(碘)起偏振器和染料起偏振器。例如，H型 起偏振器是一个包括聚乙烯醇-碘络合物的合成二向色片状起偏振器。该化学络合 物被称为发色团。H型起偏振器的基料是水溶性高分子量物质，所得的膜具有较低 的耐湿性和耐热性，并且当暴露在周围大气条件下时会卷曲、剥落或以其它方式扭 曲。此外，H型起偏振器本身不稳定，需要在起偏振器的两面上具有保护覆盖层， 例如三乙酸纤维素层，以防止在正常的工作环境，如液晶显示装置中起偏振器的破 坏。

内在起偏振器和具有薄的覆盖层或包裹起来的起偏振器与H型起偏振器和其 它类似的合成二向色的平面起偏振器不同。内在起偏振器是由于用来形成起偏振器 的基料的固有的化学结构而使光偏振。这些内在起偏振器一般也是薄且耐用的。内 在起偏振器的例子是K型起偏振器。具有薄的覆盖层或包裹起来的起偏振器可以 是，例如，一个碘起偏振器，其两面均有聚合物涂层(各个涂层的厚度仅约为5微 米)，并且也是薄且耐用的。

K型起偏振器是基于具有平衡浓度的吸光发色团的分子取向的聚乙烯醇 (PVA)片或膜的合成二向色的平面起偏振器。K型起偏振器的二向色性产生于其 基质的吸光性质，而不是由染料添加剂、着色剂、或悬浮的晶体物质的吸光性质产 生。这样，K型起偏振器可具有良好的偏振效率以及良好的耐热和耐湿性能。K型 起偏振器也可以不是彩色的。