CN104749680A - 偏光板 - Google Patents

Abstract

本发明有关于一种偏光板，可用于液晶显示器，其包含偏光层、第一保护层以及第二保护层；其中，第一保护层设置于该偏光层的一表面；第二保护层设置于该偏光层的另一表面，第二保护层中具有复数个量子棒，且该复数个量子棒的长轴垂直于该偏光板的吸收轴。本发明的偏光板使得从背光源所发出的非偏振入射光进入偏光板后，经量子棒转换为偏振光再直接通过偏光层，以增加背光源利用率。

Description

偏光板

技术领域

本发明是有关于一种偏光板，特指一种含有量子棒的整合型偏光板，该偏光板用于液晶显示器，使液晶显示器具有更佳色域及光源利用率。

背景技术

习知液晶显示器所搭配的偏光板，普遍采用吸收型偏光板，背光源所发出的非偏极化光线穿过该偏光板时，在偏光板的吸收轴方向上的分量会被吸收而无法通过，因此，该偏光板对背光源的透光度理论上仅能达50％以下，光线再经过液晶面板的电极层、彩色滤光片、液晶层及玻璃基板等结构后，使用者实际可见显示器的亮度，则仅剩下背光源所发出的光线的10％以下，背光源利用率相当低而造成能源的浪费。

而许多增加背光源效率的方法已被提出，例如增加增亮膜、棱镜片等于背光模组中，以将无法穿过偏光板的光线不断反射回收利用或集中后，再穿过偏光板而达到增亮的目的，但为了不影响视角，往往需要采用多层增亮膜与棱镜片组合搭配，而增加了背光模组厚度。

此外，亦提出了一种解决方案，在背光模组中增加量子棒层，量子棒为纳米级半导体材料，形状属于一维结构，其长轴方向可吸收非偏振光线后激发出比原入射光源波长较长的偏振光线，且因内部量子效率高，故背光源的光线可大量转换为偏振光，经过调整量子棒的长轴配向方向，量子棒所激发的偏振光可易于通过液晶面板上的偏光板的穿透轴，因此相对于未增加量子棒层前的非偏振背光源，理论上可增加光源利用率，但通常此类量子棒的半导体材料容易受环境中的水氧影响而降低使用寿命，故需另行增加封装结构，例如增加阻隔层于其表面，因此，背光源模组的厚度亦相应地增加；另因量子棒层设置于背光源模组中，距离背光源较近，现行显示器的背光源所产生的热量若未经过适当的散热设计或增加隔热结构，亦会使量子棒热衰退而降低荧光效率，且背光源所发出的光线至面板所通过的路径中，需经过背光模组中的导光膜、扩散膜、增亮膜、多组棱镜片以及偏光板外层保护膜等光学膜，若将量子棒层设置于背光模组的光学膜层状结构中，其所激发转换的偏振光源经过光学膜之间多次折射与反射后，与偏光板穿透轴平行的偏振光源的偏振程度与方向性亦会大幅降低，而降低实际可穿透面板的下偏光板的进光量；又若仅将单一量子棒层搭配背光源作为偏振光源，省略各种光学膜或下偏光板，则背光源的偏光效率亦仍不佳，因背光源通过量子棒层的透光度虽优于经过单一偏光板的50％，但因量子棒具有长轴及短轴，长轴方向虽可被背光源激发出偏振光，但短轴方向亦有部分穿透光分量，因此，量子棒层并无法达到如同现行液晶显示器所采用的偏光板具有99％以上偏光度，而造成液晶显示器的对比及饱和度不符使用者需求。

故本发明的发明人提出一种整合型偏光板结构，可在不需变更现行液晶显示器与背光模组的设计下，达到更佳的光源利用率。

发明内容

有鉴于上述习知技术的问题，本发明的目的在于提供一种偏光板，藉由整合于偏光板的保护层结构中的量子棒，以增加穿透偏光板的偏光层的进光量，且所搭配的偏光层仍可提供高偏光度，并以偏光板本身所具有的保护层作为量子棒的阻隔层，几乎不增加现行显示器与背光模组的厚度，且因该偏光板位于背光模组之外，较不易受背光源所发出热量影响，以期克服现有产品的难点。

为达到上述目的，本发明提供一种偏光板，在一较佳实施态样中，其包含：偏光层，其具有吸收轴；第一保护层，其设置于偏光层的一表面；以及第二保护层，其设置于偏光层的另一表面，且该第二保护层包含复数个量子棒，该复数个量子棒的长轴排列方向垂直于偏光层的吸收轴，亦即平行于偏光层的穿透轴。

在一实施例的偏光板中，第二保护层的相反于该偏光层的一侧为入射光的入光侧，且第一保护层的相反于该偏光层的一侧为出光侧。

在又一实施例的偏光板中，入射光的波长为300nm至495nm，以激发第二保护层中的该复数个量子棒。

在另一实施例的偏光板中，形成该复数个量子棒的半导体材料选自III-V族、II-VI族、IV-VI族及/或其组合的化合物。

在另一实施例的偏光板中，偏光层为吸收型偏光层、反射型偏光层、染色型偏光层、涂布型偏光层、光栅型偏光层或其组合。

在另一实施例的偏光板中，该复数个量子棒分散于第二保护层的材料中。

在另一实施例的偏光板中，第一保护层与第二保护层的材料包含三醋酸纤维素、对苯二甲酸乙二酯聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯聚合物、环烯烃聚合物、硅酮聚合物或包含金属氧化物的有机/无机复合薄膜或其组合。

在另一实施例的偏光板中，第一保护层为补偿膜。

在另一实施例的偏光板中，第一保护层与偏光层之间，以及偏光层与第二保护层之间，分别选择性地具有封装胶层；封装胶层的材料包含聚甲基丙烯酸甲酯聚合物、环氧树脂、聚硅氧烷聚合物、氟树脂聚合物或共聚物或其组合。

与现有技术相比，本发明的偏光板几乎不会增加现行显示器与背光模组的厚度，同时较不易受背光源所发出热量影响，提高了背光源的利用率。

附图说明

图1a至1b为本发明的偏光板一实施态样的示意图。

具体实施方式

为使本发明的发明特征、内容与优点及其所能达成的功效更易了解，兹将本发明配合附图，并以实施例的表达形式详细说明如下，而其中所使用的附图，其主旨仅为示意及辅助说明书之用，未必为本发明实施后的真实比例与精准配置，故不应就附图的比例与配置关系解读、局限本发明于实际实施上的权利范围，合先叙明。

以下将参照相关图式，说明依本发明的偏光板的实施例，为使便于理解，下述实施例中的相同元件以相同的符号标示来说明。

请配合参看图1a至图1b所示，其为本发明所提供一较佳实施态样的偏光板1的示意图；偏光板1包含：偏光层2，其具有吸收轴2a；第一保护层3，其设置于偏光层2的一表面；以及第二保护层4，其设置于偏光层2的另一表面，其中该一表面与该另一表面相对设置，且第二保护层4包含复数个量子棒41，该复数个量子棒41的长轴41a排列方向垂直于偏光层2的吸收轴2a。

在一实施例的偏光板中，第二保护层4的相反于偏光层2的一侧为入射光L1的入光侧，且第一保护层3的相反于偏光层2的一侧为出光侧，非偏振的入射光L1可先经量子棒41转换为与偏光层的吸收轴2a方向垂直的偏振光，而通过偏光层2的穿透轴方向。

在又一实施例的偏光板中，入射光L1的波长介于紫外光至蓝光范围，较佳为300nm至495nm，以激发量子棒放出长于入射光L1波长的激发光，并可藉由选择性调整不同尺寸的量子棒以调控激发光的颜色，如以CdSe量子棒为例，在460nm的蓝光光源激发下，当其长轴为30nm至40nm，短轴为5nm至10nm时可发出波长约630nm的红光；当其长轴为20nm至30nm，短轴为2nm至5nm时可发出波长约550nm的绿光，经调整不同尺寸的量子棒含量，即可控制穿透的蓝光与激发出的红光、绿光比例，混合成白光作为显示器的光源，并因量子棒材料的激发光谱具有较窄的半高宽(FWHM，full width at half maximum)，故可使得显示器所能表现的色域(Gamut)面积更广。

在另一实施例的偏光板中，形成量子棒的半导体材料选自III-V族、II-VI族、IV-VI族及其组合的化合物所组成的群组；例如包括但不限于下列化合物：AlN、AlP、AlAs、AlSb、GaN、GaP、GaAs、GaSb、InN、InP、InSb、ZnO、ZnS、ZnSe、ZnTe、CdS、CdSe、CdTe、HgSe、HgTe、PbS、PbSe或PbTe。

在另一实施例的偏光板中，偏光层依显示器的应用可采用包含吸收型偏光层、反射型偏光层、染色型偏光层、涂布型偏光层、光栅型偏光层或其组合。

在另一实施例的偏光板中，量子棒均匀分散于未固化的第二保护层的材料中，其包含熔融的聚合物或聚合物溶液，经过挤出或浇铸成膜，并可藉由电场驱动、延伸法或刷摩配向法等，使其中的量子棒在材料未完全固化前，其长轴可沿电场方向或应力方向而呈单一方向排列，再经过热固化或光固化后以形成第二保护层；第一保护层与第二保护层的材料包含三醋酸纤维素、对苯二甲酸乙二酯聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯聚合物、环烯烃聚合物、硅酮聚合物或包含金属氧化物的有机/无机复合薄膜或其组合。

在另一实施例的偏光板中，第一保护层为补偿膜，例如用于改善液晶显示器的视角或色偏的广视角膜。

在另一实施例的偏光板中，第一保护层与偏光层之间，以及偏光层与第二保护层之间所使用的粘着层，可分别选择性地采用封装胶层，以进一步保护第二保护层中的量子棒，且隔绝环境中的水气、氧气等，增加量子棒使用寿命；封装胶层的材料包含聚甲基丙烯酸甲酯聚合物、环氧树脂、聚硅氧烷聚合物、氟树脂聚合物或共聚物或其组合。

以上所述的实施例仅为说明本发明的技术思想及特点，其目的在使本领域技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，当不能以之限定本发明的专利范围，即大凡依本发明所揭示的精神所作的均等变化或修饰，仍应涵盖在本发明的专利范围内。

Claims (10)

1.一种偏光板，其特征在于该偏光板包含：

偏光层，其具有吸收轴；

第一保护层，其设置于该偏光层的一表面；以及

第二保护层，其设置于该偏光层的另一表面，该一表面与该另一表面相对，且该第二保护层包含复数个量子棒，该复数个量子棒的长轴排列方向垂直于该偏光层的吸收轴。

2.如权利要求1所述的偏光板，其特征在于该第二保护层的相反于该偏光层的一侧为入射光的入光侧，该第一保护层的该相反于该偏光层的一侧为出光侧。

3.如权利要求2所述的偏光板，其特征在于该入射光的波长为300nm至495nm，以激发该第二保护层中的该复数个量子棒。

4.如权利要求1所述的偏光板，其特征在于形成该复数个量子棒的半导体材料选自III-V族、II-VI族、IV-VI族及其组合的化合物所组成的群组。

5.如权利要求1所述的偏光板，其特征在于该偏光层包含吸收型偏光层、反射型偏光层、染色型偏光层、涂布型偏光层、光栅型偏光层或其组合。

6.如权利要求1所述的偏光板，其特征在于该复数个量子棒分散于该第二保护层的材料中。

7.如权利要求1所述的偏光板，其特征在于该第一保护层与该第二保护层的材料包含三醋酸纤维素、对苯二甲酸乙二酯聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯聚合物、环烯烃聚合物、硅酮聚合物或包含金属氧化物的有机/无机复合薄膜或其组合。

8.如权利要求1所述的偏光板，其特征在于该第一保护层为补偿膜。

9.如权利要求1所述的偏光板，该其特征在于第一保护层与该偏光层之间，以及该偏光层与该第二保护层之间，分别选择性地具有封装胶层。

10.如权利要求9所述的偏光板，其特征在于该封装胶层的材料包含聚甲基丙烯酸甲酯聚合物、环氧树脂、聚硅氧烷聚合物、氟树脂聚合物或共聚物或其组合。