CN109960072A - 偏光片及使用该偏光片的液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

一种偏光片，包括至少一第一偏光层，第一偏光层具有第一吸收轴，第一吸收轴为曲线。还提供一种使用该偏光片的显示装置。

Description

偏光片及使用该偏光片的液晶显示装置
技术领域
本发明涉及一种偏光片，还涉及使用该偏光片的液晶显示装置。
背景技术
偏光片(Polarizing Film)是使不具偏极性的自然光偏振化，将其转变成偏振光，从而薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)就可以利用此偏振片，配合液晶分子的扭转特性，来控制光线的通过与否。偏光片一般由多层高分子材料复合形成。其中，发挥偏光功能的偏光层是由聚乙烯醇(PVA)膜片卷用碘离子或染料染色后做单轴延伸形成，偏光层是偏光片的主要部分，也被称为偏光原膜。偏光层决定了偏光片的偏光性能、透过率，同时也会影响偏光片色调和光学耐久性。原本PVA分子为任意角度无规则分布，受力拉伸后分子就逐渐偏转于作用力方向上(沿拉伸方向延伸)，而附着在PVA上的碘离子或染料也随之有具方向性，由于碘离子或染料分子具有很好的起偏性，它可以吸收平行于其排列方向(即，吸收轴)的偏振光，只让垂直于其吸收轴方向的偏振光通过。
然而，在现有技术的TFT-LCD制造过程中，由于摩擦配向以及贴附偏光片对位时的对位震动(或称：偏光片偏贴)容易造成上偏光片的吸收轴与上配向方向不能完全重叠、下偏光片的吸收轴与下配向方向不能完全重叠，从而产生光泄露而导致画面对比度下降。而且，液晶显示装置通常在一定范围的视角内观看效果最佳，以超过该一定范围的视角观看的话观看效果变差。由于摩擦配向以及贴附偏光片对位时的对位震动会进一步缩小该视角的范围；另外，观众在佩戴太阳眼镜观看显示面板时，由于太阳眼镜具有一定偏光效果，若太阳眼镜的偏光轴和偏光片的偏光轴恰好正交，则会呈现黑色，导致无法观看或观看效果不佳。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种能够提高画面对比度的偏光片和偏光片组。
一种偏光片，包括起偏光作用的第一偏光层，所述第一偏光层具有第一吸收轴，所述第一吸收轴为曲线。
本发明还提供一种显示效果较佳，扩大视角，且适用于佩戴太阳眼镜时观看的液晶显示装置。
一种液晶显示装置，包括一偏光片，该偏光片包括起偏光作用的第一偏光层，第一偏光层具有第一吸收轴，第一吸收轴为曲线。
本发明还提供另一种液晶显示装置，其包括第一偏光片和第二偏光片，所述第一偏光片和所述第二偏光片的至少一个具有弯曲的吸收轴。
相较于现有技术，本发明的偏光片的偏光层具有弯曲的吸收轴，可以补偿摩擦配向以及贴附偏光片对位时的对位振动容易造成的对比度下降和视角狭窄，还能解决因佩戴太阳眼镜观看液晶显示面板造成的无法观看或观看效果不佳的问题。
附图说明
图1为本发明第一实施方式的偏光片的结构示意图。
图2为本发明第一实施方式的偏光片的偏光层的示意图。
图3为现有技术中对偏光层进行拉伸的作用力的示意图。
图4为本发明对偏光层进行拉伸的作用力的示意图。
图5为本发明第二实施方式的偏光片的偏光层的分解示意图。
图6为本发明第三实施方式的偏光片的偏光层的分解示意图。
图7为本发明第四实施方式的偏光片组的示意图。
图8为本发明第五实施方式的偏光片组的示意图。
图9为使用了不同的偏光片组的显示器的视角和对比度的对比图。
主要元件符号说明
偏光片 100、200、300
偏光层 10、20、30
吸收轴 101
第一保护层 11
第二保护层 12
粘着层 13
离型膜 14
保护层 15
第一偏光层 21、31
第一吸收轴 211、311、4011、5011
第二偏光层 22、32
第二吸收轴 221、321、4021、5012
基准轴 23
偏光片组 400、500
第一偏光片 401、501
第二偏光片 402、502
第三吸收轴 5021
第四吸收轴 5022
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
本发明提供的偏光片适用于各种液晶显示装置，包括横向电场型液晶显示装置，如IPS(面内开关型)、FFS(边缘场切换型)液晶显示装置，和纵向电场型液晶显示装置，如TN(扭转向列型)、MVA(多畴垂直取向)、PVA(垂直取向)液晶显示装置等，其可以作为上偏光片、下偏光片或组合成偏光片组使用。
本发明的偏光片包括一个或多个起偏光作用的偏光层，该一个或多个偏光层的吸收轴均为曲线。
第一实施方式
请参阅图1，本发明第一实施方式中的偏光片100包括偏光层10、分别设置于偏光层10两个相对表面的第一保护层11、第二保护层12、设置于第一保护层11远离偏光层10表面的粘着层13、贴附于粘着层13表面的离型膜14、设置于第二保护层12远离偏光层10表面的保护层15。
偏光层10在偏光片100中起偏光作用，偏光层10的基体为聚乙烯醇(PVA)膜，该PVA膜经染色后吸附具有二向吸收功能的碘分子或染料分子，通过从PVA膜两侧进行拉伸使碘分子在PVA膜上有序排列，形成具有均匀二向吸收性能的偏光层10，在本实施方式中，通过拉伸形成弯曲的吸收轴101。在本实施方式中，偏光层10具有弯曲的吸收轴101可以指在偏光层10上所有位置都具有弯曲方向相同且曲度一致的吸收轴101，在本发明的其他实施方式中，也可以是偏光层10的不同位置具有弯曲方向一致但曲度不同的吸收轴101。
请参考图3，现有技术的偏光层的制造过程中，对PVA膜施加对称且平均的力，即从PVA膜两侧相同位置施加相同的拉力进行拉伸以使PVA膜形成直线吸收轴X。再参考图4，本案的偏光层10在制造过程中，对PVA膜施加不对称的作用力，即施加于PVA膜两侧的拉伸力不在同一直线上进行拉伸以使PVA膜上形成弯曲的吸收轴。在本实施方式中，吸收轴的曲率为1度。可以理解，附图2中绘出的吸收轴仅表示其弯曲的状态，并不代表其实际曲度。其外，吸收轴101的弯曲方向并没有特别限制，其可以配合需要补偿的偏差进行设计。
第一保护层11、第二保护层12、粘着层13、离型膜14以及离型膜14可以使用现有技术中的材料，可以是以下例子，但不限定于以下。
第一保护层11和第二保护层12可以为三醋酸纤维素膜，其具有优异的支撑性、光学均匀性和高透明性，耐酸碱、耐紫外线特性。第一保护层11和第二保护层12一方面作为PVA膜的支撑体，保证延伸的PVA膜不会回缩，另一方面保护PVA膜不受水汽、紫外线及其他外界物质的损害，保证偏光片100的环境耐候性。
粘着层13用于将偏光片100去掉离型膜14后贴合在显示面板上，其决定了偏光片100的粘着性能及贴片加工性能。粘着层13可以为压敏胶。
离型膜14用于在偏光片100贴合到显示面板之前，保护粘着层13不受损伤，避免产生贴合气泡。离型膜14为单侧涂布硅涂层的PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)膜。将偏光片100贴合到显示面板时，离型膜14被剥离去掉。
保护层15用于贴合在偏光片上以保护偏光片100本体不受外力损伤。
可以理解，偏光片100还可以包括反射膜、补偿膜等常用的光学膜片。
相较于现有技术，本发明第一实施方式的偏光片100的偏光层10吸收轴101具有一定曲度，因此可以在一定范围内补偿吸收轴方向与配向方向(如，上偏光片的吸收轴与上配向方向、下偏光片的吸收轴与下配向方向)的偏离，从而减少光泄露，提高对比度，进而提升液晶显示装置性能。另外在佩戴太阳眼镜观看具有本发明第一实施方式的偏光片100的液晶显示面板时，造成的无法观看或者观看效果不佳的问题。
第二实施方式
请参阅图5，本发明第二实施方式的偏光片的结构与第一实施方式的偏光片结构类似，其区别仅在于，第二实施方式的偏光片的偏光层20包括层叠设置的第一偏光层21和第二偏光层22，第一偏光层21具有第一吸收轴211，第二偏光层22具有第二吸收轴221，第一吸收轴211与第二吸收轴221朝向相同方向弯曲，且弯曲程度，即曲率不同。在本实施方式中，第一吸收轴211的曲率为1度，第二吸收轴221的曲率为2度。
本发明第二实施方式的偏光片通过层叠两层弯曲方向相同曲率不同的吸收轴的偏光层，由于条光吸收轴的共同作用，可以有效避免由于摩擦配向以及贴付偏光片的对位误差造成的漏光和对比度下降，从而提高显示质量。
第三实施方式
请参阅图6，本发明第三实施方式的偏光片300的结构与第二实施方式的偏光片结构类似，其区别仅在于，第三实施方式的偏光片的偏光层30的第一偏光层31的第一吸收轴311与第二偏光层32的第二吸收轴321朝向相反方向弯曲。在本实施方式中，第一吸收轴311的曲率为1，第二吸收轴321的曲率为-1，即第一吸收轴311与第二吸收轴321弯曲的程度相同。本发明中曲率的正负并非绝对，而是根据所选取的参考系改变，实际上曲率的正负仅用来表示弯曲方向是相同或不同。在本发明其他实施方式中，第一吸收轴311与第二吸收轴321可以是弯曲方向不同，但弯曲程度不同，即曲率的绝对值不相等。
本发明第三实施方式的偏光片通过层叠两层具有弯曲方向不同的吸收轴的偏光层，对由于摩擦配向以及贴付偏光片的对位误差造成的漏光和对比度下降具有更好的补偿效果。
本发明第一实施方式至第三实施方式的偏光片都可以独立作为上偏光片或下偏光片使用，也可以与其他偏光片组合，例如与吸收轴为直线的偏光片组合，或与吸收轴同为曲线的偏光片进行组合作为显示装置中的偏光片组使用获得与上述实施方式相同的技术效果。
第四实施方式
本发明第四实施方式提供一种偏光片组400，将本发明第一实施方式中的两个偏光片进行组合，作为显示装置的偏光组使用。请参阅图7，偏光片组400包括第一偏光片401和第二偏光片402，本实施例的第一偏光片401和第二偏光片402结构与第一实施例的偏光片100相同，因此不再对第一偏光片401和第二偏光片402进行结构分解。第一偏光片401包括一第一偏光层(图未示)，第一偏光层具有弯曲的第一吸收轴4011，第二偏光片402包括一第二偏光层(图未示)，第二偏光层具有弯曲的第二吸收轴4021，第一吸收轴4011与第二吸收轴4021大致垂直。
第五实施方式
本发明第五实施方式提供一种偏光片组，其组合两个本发明第二实施方式中的偏光片，该两个偏光片分别作为显示装置的上下偏光组使用。请参阅图8，偏光片组500包括第一偏光片501和第二偏光片502，本实施例的第一偏光片501和第二偏光片502结构与第二实施例的偏光片200相同，因此不再对第一偏光片501和第二偏光片502进行结构分解。第一偏光片501包括一第一偏光层(图未示)以及与第一偏光层层叠设置的第二偏光层(图未示)，第一偏光层具有第一吸收轴5011，第二偏光层具有一第二吸收轴5012。第二偏光片502包括一第三偏光层(图未示)以及与第三偏光层层叠设置的第四偏光层(图未示)，第三偏光层具有第三吸收轴5021，第四偏光层具有第四吸收轴5022。第一吸收轴5011和第二吸收轴5012与第三吸收轴5021与第四吸收轴5022大致垂直。在本实施方式中，第一吸收轴5011和第二吸收轴5012弯曲的方向相同，弯曲的程度不同，第三吸收轴5021与第四吸收轴5022弯曲的方向相同，弯曲的程度不同。当然，在其他实施方式中，第一吸收轴5011和第二吸收轴5012弯曲的方向可以不同，第三吸收轴5021与第四吸收轴5022弯曲的方向也可以不同。
本发明第四实施方式和第五实施方式提供一种偏光片组通过具有弯曲的吸收轴的上下偏光层对配向和对位误差进行补偿。
请参见下表1，表1示出了使用本发明的偏光片组的IPS型液晶显示面板实施例1～3的对比度与现有技术的IPS型液晶显示面板比较例1的对比度。
表1
中心对比度
比较例1 855.1
实施例1 888.8
实施例2 878.2
实施例3 942.2
其中，比较例1与实施例1～3的其他结构均相同，不同之处在于：比较例1的显示面板使用了吸收轴均为直线的上、下偏光片，实施例1的显示面板使用了上偏光片吸收轴曲率为2，下偏光片吸收轴为直线的偏光片组，实施例2的显示面板使用了下偏光片吸收轴曲率为2，上偏光片吸收轴为直线的偏光片组，实施例3的显示面板使用了上、下偏光片吸收轴曲率均为2的偏光片组。
从表1可以看出，实施例1和实施例2由于使用了一片具有弯曲吸收轴的偏光片，其相较于比较例1的显示装置具有较高的对比度，实施例3由于是使用了两片具有弯曲吸收轴的偏光片，其相较于比较例1和实施例1～3均具有较高的对比度。
请参见下表2，表2示出了使用本发明的偏光片组的TN型液晶显示面板实施例4～6的对比度与现有技术的TN型液晶显示面板比较例2的对比度。
表2
显示面板编号 中心对比度
比较例2 738
实施例4 814
实施例5 799
实施例6 856
其中，比较例2与实施例4～6的其他结构均相同，不同之处在于：比较例2的使用了吸收轴均为直线的上、下偏光片，实施例4的显示面板使用了上偏光片吸收轴曲率为2，下偏光片吸收轴为直线的偏光片组，实施例5的显示面板使用了下偏光片吸收轴曲率为2，上偏光片吸收轴为直线的偏光片组，实施例6的显示面板使用了上、下偏光片吸收轴曲率均为2的偏光片组。
从表2可以看出，实施例4和实施例5由于使用了一片具有弯曲吸收轴的偏光片，其相较于比较例2的显示装置具有较高的对比度，实施例6由于是使用了两片具有弯曲吸收轴的偏光片，其相较于比较例2和实施例4～5均具有较高的对比度。
从表1和表2还可以看出，通过在显示装置中使用吸收轴为曲线的偏光片组，可以将中心对比度提高10％以上。
请参见图9，图9显示的实施例7～10的灰度在0和255情况下使用不同的偏光片组的显示装置的显示状况。实施例7的显示装置的上、下偏光片均包括具有弯曲吸收轴的单层偏光层，实施例8的显示装置的上偏光片包括具有弯曲吸收轴的单层偏光层，下偏光片包括具有弯曲吸收轴的双层偏光层，实施例9的显示装置的下偏光片包括具有弯曲吸收轴的单层偏光层，上偏光片包括具有弯曲吸收轴的双层偏光层，实施例10的显示装置的上、下偏光片均包括具有弯曲吸收轴的双层偏光层。从图9可以看出，上、下偏光片均包括具有弯曲吸收轴的双层偏光层的显示效果最优。

Claims (7)

1.一种偏光片，包括起偏光作用的第一偏光层，其特征在于：所述第一偏光层具有第一吸收轴，所述第一吸收轴为曲线。
2.如权利要求1所述的偏光片，其特征在于：所述偏光片还包括与所述第一偏光层层叠设置的起偏光作用的第二偏光层，所述第二偏光层具有第二吸收轴，所述第二吸收轴也为曲线。
3.如权利要求2所述的偏光片，其特征在于：所述第一吸收轴与所述第二吸收轴向相反方向弯曲。
4.如权利要求2所述的偏光片，其特征在于：所述第一吸收轴与所述第二吸收轴向相同方向弯曲。
5.如权利要求4所述的偏光片，其特征在于：所述第一吸收轴与所述第二吸收轴的曲率不同。
6.一种液晶显示装置，其特征在于：包括如权利要求1～5任意一项所述的偏光片。
7.一种液晶显示装置，其特征在于：包括第一偏光片和第二偏光片，所述第一偏光片和所述第二偏光片的至少一个具有弯曲的吸收轴。
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