CN105388662A - 显示面板及偏振片 - Google Patents

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Abstract

本发明的显示面板设置有第一偏光层、第二偏光层和设置于第一偏光层和第二偏光层之间的半波片，此半波片能够将大于一特定波长的可见光的偏振方向偏转90度，而对小于该特定波长的可见光的偏振方向的偏转角度小于90度，此特定波长为蓝色或紫色可见光波长。举例来说，此半波片能够有效改变430～780nm波段光线的偏振方向，而低效率的改变380～430nm低波段光线的偏振方向，从而使第二偏光层能够有效阻挡380～430nm低波段光线的透过，成功地阻挡了有害的蓝光波段。本发明的显示面板具有低蓝光健康护眼的有益效果。

Description

显示面板及偏振片
技术领域
本发明涉及一种显示技术，特别涉及一种显示面板及偏振片。
背景技术
随着显示技术的不断发展，人们对显示器的要求也越来越高。除了显示器的画质和性能外，人们也越来越重视显示产品对人眼的危害。就显示屏幕发出的蓝光而言，其仅次于紫外线的能量，轻易便可穿透眼球直达视网膜，对主导视力及色彩辨识力的黄斑部造成损伤。因此，消费者对具备护眼功能的显示产品的需求也越来越高。
目前，现有的具有护眼功能的显示产品是从其背光源进行改良，采用长波长蓝光为发光源，其能量较低，亮度较暗，也难以符合用户需求；现有的具有护眼功能的显示产品也有采用屏幕外贴防蓝光保护膜的方式，过滤掉400纳米(nm)以下有害部分，但不能完全过滤掉蓝光(亦即，低波段的蓝色和紫色可见光)，否则无法显示蓝色(或紫色)，且采用滤光模式会导致辉度降低，对于显示辉度会有一定影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种显示面板及偏振片，以使传统的显示面板具有低蓝光健康护眼的有益效果。
为实现上述目的，本发明一方面提供一种显示面板，包含：一第一基板；一第二基板；一液晶层，夹置于所述第一基板和所述第二基板之间；一第一偏振片，设置于所述第一基板那一侧；以及一第二偏振片，设置于所述第二基板那一侧，所述第二偏振片包含一第一偏光层、一半波片及一第二偏光层，所述第一偏光层的透光轴与所述第二偏光层的透光轴相互垂直，所述半波片的快慢轴与所述第一偏光层的透光轴呈45度夹角；其中所述半波片将来自于所述第一偏光层的波长大于一特定波长的可见光的偏振方向偏转90度，而对来自于所述第一偏光层的波长小于所述特定波长的可见光的偏振方向的偏转角度小于90度，且其中所述特定波长为蓝色或紫色可见光波长。
本发明另一方面提供一种显示面板，包含：一偏振片，所述偏振片包含一第一偏光层、一半波片及一第二偏光层，所述第一偏光层的透光轴与所述第二偏光层的透光轴相互垂直，所述半波片的快慢轴与所述第一偏光层的透光轴呈45度夹角；其中所述半波片将来自于所述第一偏光层的波长大于一特定波长的可见光的偏振方向偏转90度，而对来自于所述第一偏光层的波长小于所述特定波长的可见光的偏振方向的偏转角度小于90度，且其中所述特定波长为蓝色或紫色可见光波长。
本发明再一方面提供一种偏振片，包含：一第一偏光层；一第二偏光层，所述第二偏光层的透光轴与所述第一偏光层的透光轴相互垂直；以及一半波片，设置于所述第一偏光层和所述第二偏光层之间，所述半波片的快慢轴与所述第一偏光层的透光轴呈45度夹角；其中所述半波片将来自于所述第一偏光层的波长大于一特定波长的可见光的偏振方向偏转90度，而对来自于所述第一偏光层的波长小于所述特定波长的可见光的偏振方向的偏转角度小于90度，且其中所述特定波长为蓝色或紫色可见光波长。
本发明的显示面板中，设置有第一偏光层、第二偏光层和设置于第一偏光层和第二偏光层之间的半波片，第一偏光层的透光轴与第二偏光层的透光轴相互垂直，半波片的快慢轴与第一偏光层或第二偏光层的透光轴呈45度夹角，此半波片能够将大于一特定波长的可见光的偏振方向偏转90度，而对小于该特定波长的可见光的偏振方向的偏转角度小于90度，此特定波长为蓝色或紫色可见光波长。举例来说，此半波片能够有效改变波长范围基本上为430～780nm波段光线的偏振方向，而低效率的改变波长范围基本上为380～430nm低波段光线的偏振方向，从而使第二偏光层能够有效阻挡380～430nm低波段光线的透过，成功地阻挡了有害的蓝光波段(低波段的蓝色和紫色可见光)，因此本发明的显示面板具有低蓝光健康护眼的有益效果。
为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：
附图说明
图1A显示本发明第一实施例的显示面板的架构示意图。
图1B显示本发明的偏光结构中偏光层的透光轴方向的示意图。
图1C显示光通过本发明的偏光结构时偏振方向变化的示意图。
图2显示本发明第二实施例的显示面板的架构示意图。
图3显示本发明第三实施例的显示面板的架构示意图。
图4显示本发明第四实施例的显示面板的架构示意图。
图5显示几种半波片材料的特性图。
图6显示图2的显示面板与传统的显示面板的透光率—波长曲线比较图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，本发明说明书所使用的词语“实施例”意指用作实例、示例或例证，并不用于限定本发明。并且，在所附图式中，结构、功能相似或相同的元件是以相同的元件标号来表示。
本发明提出一种偏光结构，此偏光结构可以广泛应用于各类型的显示器，此偏光结构具有降低低波段蓝光(低波段的蓝色和紫色可见光)透过率的作用，例如波长范围基本上为380～430纳米(nm)之低波段蓝光，可以有效降低高能量之低波段蓝光对人眼的伤害。
图1A显示本发明第一实施例的显示面板的架构示意图。本发明第一实施例的显示面板包含一第一基板(如薄膜晶体管阵列基板)31、一第二基板(如彩膜基板)32和设置于第一基板31和第二基板32之间的液晶层30。在第一基板31那一侧设置有一第一偏振片33，在第二基板32那一侧设置有一第二偏振片34。在某些实施例中，第一偏振片33可以设置于第一基板31的外侧表面，第二偏振片34可以设置于第二基板32的外侧表面。第一偏振片33中包含有一偏光层330，第二偏振片34中包含有一第一偏光层341、一第二偏光层342以及设置于第一偏光层341和第二偏光层342之间的一1/2λ波片或半波片343，背光模组(未图式)设置于第一基板31和第一偏振片33上方，也就是说，背光模组发出的光会从第一基板31那一侧入射。
图1B显示本发明的偏光结构中偏光层的透光轴方向的示意图。图1C显示光通过本发明的偏光结构时偏振方向变化的示意图。请一并参阅图1A、图1B和图1C，在第二偏振片34中，第一偏光层341的透光轴与第二偏光层342的透光轴是相互垂直，例如第一偏光层341的透光轴为水平方向，第二偏光层342的透光轴为垂直方向，如图1B所示；并且，半波片343的快慢轴与第一偏光层341的透光轴呈45度夹角，可以知道的是半波片343的快慢轴与第二偏光层342的透光轴也呈45度夹角。另外，于一实施例中，第一偏振片33的偏光层330的透光轴与第二偏振片34的第一偏光层341的透光轴是相互垂直，例如若如先前提到的，第二偏振片34的第一偏光层341的透光轴为水平方向，那么第一偏振片33的偏光层330的透光轴为垂直方向。于另一实施例中，也可采用与前述实施例不同特性的液晶层，那么第一偏振片33的偏光层330的透光轴与第二偏振片34的第一偏光层341的透光轴也可以是相互平行的，这样，与前述实施例不同的，此实施例中，第一偏振片33的偏光层330的透光轴为水平方向。
再者，本发明中，半波片343改变光的偏振方向的能力是相依於波长的。如图1C所示，半波片343能够将来自于第一偏光层341的波长大于一特定波长的可见光的偏振方向偏转90度，而对来自于第一偏光层341的波长小于该特定波长的可见光的偏振方向的偏转角度小于90度。在本发明中，该特定波长为蓝色或紫色可见光波长。该特定波长可以为约420、430、440或450nm。在一般性定义中，蓝色可见光波长介于440～475nm，而紫色可见光波长介于380～440nm。举例来说，如图1C下方所示的光路径中，针对波长范围基本上为430～780nm的光来说，经过第一偏光层341后，其偏振方向为水平方向，半波片343能够将这个波长范围的光转为垂直方向，使其能够通过第二偏光层342；如图1C上方所示的光路径中，针对波长范围基本上为380～430nm的光来说，半波片343对380～430nm的低波段蓝光离其有效作用范围较远，因此半波片343对这个波长范围的光的偏振方向的偏转无法达到90度的偏转角度，因而大部分蓝光被第二偏光层342阻挡。
如下以第一偏振片33的偏光层330和第二偏振片34的第一偏光层341相互垂直为例，针对光在本发明第一实施例的显示面板中的偏振方向变化来作说明。光的行进方向依序通过第一偏振片33的偏光层330、第一基板31、液晶层30、第二基板32以及第二偏振片34的第一偏光层341、半波片343和第二偏光层342，如前所述，假定第一偏光层341的透光轴为水平方向、第二偏光层342的透光轴为垂直方向、第一偏振片33的偏光层330的透光轴为垂直方向，来自于背光模组的光经由第一偏振片33的偏光层330后偏振方向为垂直方向，其经液晶层30再次进行偏转后形成具有各个偏振方向的光，只有偏振方向与第二偏振片34的第一偏光层341的透光轴方向(即水平方向)相同的光，才可能通过第一偏光层341，之后才可能入射到人眼中。此具有各个偏振方向的光经过第二偏振片34的第一偏光层341后偏振方向为水平方向，举例来说，波长范围基本上为430～780nm的光经半波片343后从偏振方向从水平方向转为垂直方向，因而能够通过第二偏光层342；而波长范围基本上为380～430nm的光经半波片343后因偏转角度不足，被第二偏光层342阻挡。在此过程中，低波段的蓝光(即，波长范围基本上为380～430nm)已被滤除。
本发明的显示面板中，设置有第一偏光层341、第二偏光层342和设置于第一偏光层341和第二偏光层342之间的半波片343，第一偏光层341的透光轴与第二偏光层342的透光轴相互垂直，半波片343的快慢轴与第一偏光层341或第二偏光层342的透光轴呈45度夹角，此半波片343能够将大于一特定波长的可见光的偏振方向偏转90度，而对小于该特定波长的可见光的偏振方向的偏转角度小于90度，此特定波长为蓝色或紫色可见光波长。举例来说，此半波片343能够有效改变波长范围基本上为430～780nm波段光线的偏振方向，而低效率的改变波长范围基本上为380～430nm低波段光线的偏振方向，从而使第二偏光层342能够有效阻挡380～430nm低波段光线的透过，成功地阻挡了有害的蓝光波段(低波段的蓝色和紫色可见光)，因此本发明的显示面板具有低蓝光健康护眼的有益效果。
图2显示本发明第二实施例的显示面板的架构示意图。本发明第二实施例的显示面板中，是将具有滤除蓝光波段之功能的偏光结构设置于第一基板(如薄膜晶体管阵列基板)31那一侧，这样也能达到与本发明第一实施例相同或类似的技术效果。如图2所示，设置于第一基板31那一侧的第一偏振片33具有一第一偏光层331、一第二偏光层332以及设置于第一偏光层331和第二偏光层332之间的一1/2λ波片或半波片333；设置于第二基板(如彩膜基板)32那一侧的第二偏振片34具有一偏光层340。于一实施例中，第一偏振片33的第二偏光层332的透光轴与第二偏振片34的偏光层340的透光轴相互垂直。与先前提及的概念相同的，于另一实施例中，第一偏振片33的第二偏光层332的透光轴也可以与第二偏振片34的偏光层340的透光轴相互平行。通过第一偏振片33的第一偏光层331后的各个波段的光，再依序经由半波片333和第二偏光层332进行蓝光波段的滤除动作，其原理与本发明第一实施例类似，而不再赘述。
图3显示本发明第三实施例的显示面板的架构示意图。本发明第三实施例的显示面板中，第一基板(如薄膜晶体管阵列基板)31那一侧和第二基板(如彩膜基板)32那一侧皆设有具有滤除蓝光波段之功能的偏光结构，这样也能达到与本发明第一实施例相同或类似的技术效果。如图3所示，设置于第二基板32那一侧的第二偏振片34具有一第一偏光层341、一第二偏光层342以及设置于第一偏光层341和第二偏光层342之间的一1/2λ波片或半波片343；设置于第一基板31那一侧的第一偏振片33具有一第三偏光层331、一第四偏光层332以及设置于第三偏光层331和第四偏光层332之间的一另一1/2λ波片或半波片333。于一实施例中，第一偏振片33的第四偏光层332的透光轴与第二偏振片34的第一偏光层341的透光轴相互垂直。与先前提及的概念相同的，于另一实施例中，第一偏振片33的第四偏光层332的透光轴也可以与第二偏振片34的第一偏光层341的透光轴相互平行。通过第一偏振片33和第二偏振片34，进行了两次蓝光滤除动作，可以更好的滤过低波段光线，更确保低波段蓝光不会进到人眼中。具体来说，第二偏振片34的半波片343将来自于第一偏光层341的波长大于一特定波长的可见光的偏振方向偏转90度，而对来自于第一偏光层341的波长小于该特定波长的可见光的偏振方向的偏转角度小于90度；并且，第一偏振片33的另一半波片333也将来自于第三偏光层331的波长大于一另一特定波长的可见光的偏振方向偏转90度，而对来自于第三偏光层331的波长小于该另一特定波长的可见光的偏振方向的偏转角度小于90度。于一实施例中，该特定波长与该另一特定波长可为相同之波长，且皆为蓝色或紫色可见光波长。于另一实施例中，该特定波长与该另一特定波长为不同之波长，可依据进入第二偏振片34之第一偏光层341的光的特性来决定该特定波长，该特定波长和该另一特定波长皆为为蓝色或紫色可见光波长。
图4显示本发明第四实施例的显示面板的架构示意图。本发明第四实施例的显示面板可以应用为反射式显示面板或有机发光显示面板(OLED面板)，这些类型的显示面板配置有一或多个偏振片，通过将这类型的显示面板的一或多个偏振片改变为具有本发明之偏光结构，也可使这类型的显示面板具有低蓝光健康护眼的功能。如图4所示，以OLED面板为例，其具有一偏振片43，可相对于有机发光堆层(OLEDstack)40来作配置，偏振片43具有一第一偏光层431、一第二偏光层432以及设置于第一偏光层431和第二偏光层432之间的一1/2λ波片或半波片433，此偏振片43滤除蓝光波段之原理如上所述，而不再赘述。
图5显示几种半波片材料的特性图。图5中例示了分别以改性PC(改性聚碳酸酯)、PC(聚碳酸酯)、COC(环烯共聚物)、TAC(三醋酸纤维素)、COP(环烯聚合物)、PMMA+LC(丙烯酸树脂类+液晶涂布)制成的半波片，其归一化的Δnd/(Δn589)d(Δnd代表相位延迟，(Δn589)d代表于波长589nm时的相位延迟)与波长的关系。其中，从改性PC材料的特性来看，Y轴随波长增大而逐渐增大；从PMMA+LC材料的特性来看，Y轴随波长增大而逐渐减小。具有与改性PC材料一样特性的材料称之为逆波长分散材料；而具有与PMMA+LC材料一样特性的材料称之为顺波长分散材料。本发明中，半波片的材料优选地采用PMMA+LC这类顺波长分散材料。如图5中圈中区域中曲线越上扬(380～430nm)，顺波长分散性越好，在图1C中波长范围基本上为430～780nm的光透过率越大，同时对波长范围基本上为380～430nm的光的阻挡吸收作用越大。
再者，采用如图1A的结构，半波片为PMMA+LC材料，模拟了液晶显示面板的频谱，即透光率—波长曲线，如图6中圈中区域所示：采用本发明图1A的结构(其透光率—波长曲线如图6中的实线曲线)要比传统结构(其透光率—波长曲线如图6中的虚线曲线)在380～430nm波段的蓝光透过率大大降低了，因此本发明的显示面板具有低蓝光健康护眼的有益效果。
综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种显示面板，其特征在于，包含：
一第一基板；
一第二基板；
一液晶层，夹置于所述第一基板和所述第二基板之间；
一第一偏振片，设置于所述第一基板那一侧；以及
一第二偏振片，设置于所述第二基板那一侧，所述第二偏振片包含一第一偏光层、一半波片及一第二偏光层，所述第一偏光层的透光轴与所述第二偏光层的透光轴相互垂直，所述半波片的快慢轴与所述第一偏光层的透光轴呈45度夹角；
其中所述半波片将来自于所述第一偏光层的波长大于一特定波长的可见光的偏振方向偏转90度，而对来自于所述第一偏光层的波长小于所述特定波长的可见光的偏振方向的偏转角度小于90度，且其中所述特定波长为蓝色或紫色可见光波长。
2.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于：所述特定波长基本上为420、430、440和450纳米之其中一者。
3.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于：所述第一偏振片设置于所述第一基板的外侧表面，所述第二偏振片设置于所述第二基板的外侧表面。
4.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于：所述第一基板为薄膜晶体管阵列基板，所述第二基板为彩膜基板。
5.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于：所述第一基板为彩膜基板，所述第二基板为薄膜晶体管阵列基板。
6.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于：所述第一偏振片包含一第三偏光层、一另一半波片及一第四偏光层，所述第三偏光层的透光轴与所述第四偏光层的透光轴相互垂直，所述另一半波片的快慢轴与所述第三偏光层的透光轴呈45度夹角。
7.根据权利要求6所述的显示面板，其特征在于：所述另一半波片将来自于所述第三偏光层的波长大于一另一特定波长的可见光的偏振方向偏转90度，而对来自于所述第三偏光层的波长小于所述另一特定波长的可见光的偏振方向的偏转角度小于90度，且其中所述另一特定波长为蓝色或紫色可见光波长。
8.根据权利要求7所述的显示面板，其特征在于：所述另一特定波长基本上为420、430、440和450纳米之其中一者。
9.一种显示面板，其特征在于，包含：
一偏振片，所述偏振片包含一第一偏光层、一半波片及一第二偏光层，所述第一偏光层的透光轴与所述第二偏光层的透光轴相互垂直，所述半波片的快慢轴与所述第一偏光层的透光轴呈45度夹角；
其中所述半波片将来自于所述第一偏光层的波长大于一特定波长的可见光的偏振方向偏转90度，而对来自于所述第一偏光层的波长小于所述特定波长的可见光的偏振方向的偏转角度小于90度，且其中所述特定波长为蓝色或紫色可见光波长。
10.一种偏振片，其特征在于，包含：
一第一偏光层；
一第二偏光层，所述第二偏光层的透光轴与所述第一偏光层的透光轴相互垂直；以及
一半波片，设置于所述第一偏光层和所述第二偏光层之间，所述半波片的快慢轴与所述第一偏光层的透光轴呈45度夹角；
其中所述半波片将来自于所述第一偏光层的波长大于一特定波长的可见光的偏振方向偏转90度，而对来自于所述第一偏光层的波长小于所述特定波长的可见光的偏振方向的偏转角度小于90度，且其中所述特定波长为蓝色或紫色可见光波长。
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