CN117471600A - 偏光板 - Google Patents

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CN117471600A CN202310928674.7A CN202310928674A CN117471600A CN 117471600 A CN117471600 A CN 117471600A CN 202310928674 A CN202310928674 A CN 202310928674A CN 117471600 A CN117471600 A CN 117471600A
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Abstract

本发明涉及偏光板。本发明提供用于显示器的显示侧的偏光板，其包含:偏光层，具有吸收轴；及保护层，设置于该偏光层的显示面，该保护层包含双折射基材与该偏光层相邻，该双折射基材具有相互垂直的慢轴与快轴，且双折射率差不大于0.10，以及干涉抵消层设置于该双折射基材的显示侧表面，该干涉抵消层包含漫射层设置于该双折射基材上以及折射率匹配层设置于该漫射层上，其中该保护层总雾度介于30％至75％，且该保护层的反射率满足关系式(RSCI‑RSCE)≦1.0％，以及RSCE/(RSCI‑RSCE)≧1.6，RSCI为该保护层的漫射和镜面平均反射率，RSCE为该保护层的漫射平均反射率。

Description

偏光板
技术领域
本发明是关于一种用于显示装置的偏光板，尤其是一种具有消除因反射光干涉所产生的彩虹纹的显示侧偏光板。
背景技术
已知显示装置皆具备周期性排列的显示面板像素，当显示侧使用透光性高的保护层时，容易因特定波长的显示影像光线或外界环境光穿透显示面板再反射的光线而产生干涉条纹，一般藉由在显示面板的显示面保护层形成粗糙或具有凹凸结构表面，破坏通过光线的周期性即可消除，但其表面光泽度不佳，也容易使显示影像产生白雾感、模糊化等缺陷。此外，由于现行对于显示品质的要求，及液晶显示器(LCD)、有机发光二极管显示器(OLED display)、微米二极管显示器(micro LED display)等显示装置朝高亮度、轻薄化、可挠性的发展趋势，所采用的显示侧光学膜层结构变得复杂化，多个膜层间光学特性匹配需求较高，以同时具备增强显示画质、可薄型化及良好可挠性等，外侧保护层即使用于搭配高透光度偏光板或电激发光显示器用圆偏光板时，其保护能力及光学特性并不可因具备上述功效而牺牲。现行往往采用具有结晶特性的聚酯类材料替代传统不具有面内相位差值(R0≈0nm)的三醋酸纤维素(TAC)作为保护层，以提供较佳的耐水气穿透性及机械强度。但聚酯类材料，例如常见的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)，因其含有苯环结构结晶度较高而具有较高的固有双折射率，随着单轴或双轴延伸制程后形成具有高双折射性及高面内相位差值(R0≧3000nm)的保护层。
由于此类聚酯材料保护层的高固有双折射率及高面内相位差值，与三醋酸纤维素作为保护层趋近为零的面内相位差值不同，使其不但无法应用于偏光板靠近显示面板的内侧保护层，当该高面内相位差值的材料应用于外部显示侧的保护层时，由于聚酯材料与空气的折射率差，使其反射率皆约5.0％以上，故除了因特定波长光线穿透周期性排列的显示面板像素并反射后所形成的明暗干涉条纹外，在外界较强环境光源下，在双折射性保护层二侧界面更容易因不同可见光波长穿透与反射的光程差不一致产生彩虹纹，而影响显示品质。且高固有双折射率的聚酯材料容易因膜层厚度的些微偏差造成面内相位差值的显著变化不均，具有更多形成干涉彩虹纹的条件与区域，而难以如一般干涉条纹经采用粗糙或具有凹凸结构表面破坏光线的周期性后即可消除。
如图1所示，其为已知一种用于显示器的显示侧的偏光板10的示意图。由于偏光板10的偏光层100与保护层110的制作方式一般皆为延伸制程，而具有沿主要延伸方向平行的吸收轴100a与慢轴110a。在此，吸收轴100a以常规的水平显示方向(X轴)配置，慢轴110a以Y轴方向配置为例。外界环境光L例如为户外的阳光或室内的照明光线，通常相对显示装置具有较高的照射角度。当外界环境光L由较低折射率的空气中以不为零的入射角θ入射偏光层100的保护层110时，会形成偏振方向垂直光路平面(即Y-Z平面)的X轴方向s光分量，与偏振方向平行光路平面的p光分量，由于s光分量的光线反射率大于p光分量，尤其是外界环境光L的入射角θ符合布鲁斯特角(Brewster angle)入射时，在保护层110与空气界面的反射光L1将为100％的s光分量偏振光。而折射进入保护层110中经传导的p光分量受到面内相位差延迟后，亦会随着椭圆率增加转变为部分s光分量，使反射光L2具有较多s光分量。因此，保护层110两侧界面的反射光L1与L2同调性高，极易干涉形成不均匀的彩虹纹。
已知解决保护层反射光彩虹纹的方式，例如在中国台湾专利TWI406001中，公开一种光学积层体具有8000nm以上更高延迟(即面内相位差值，R0)的聚酯基材，并藉由底涂层、硬涂层与聚酯基材的折射率搭配，以克服虹不均与干涉条纹的问题。又如中国台湾专利TWI531472中，公开一种偏光板的保护膜具有大于10000nm的平面内延迟(R0)，与10000nm至12000nm的厚度方向延迟(Rth)，以解决虹污点问题。上述的已知技术皆需搭配相当高的面内相位差值。面内相位差值R0可由式(1)R0＝(nx-ny)d计算而得。由式(1)可知面内相位差值R0仅能藉由增加慢轴方向折射率nx与快轴方向折射率ny之差值(nx-ny)，与增加保护层厚度d二方法提升。增加慢轴方向与快轴方向的双折射差值的方式中，包含修饰聚酯材料官能基或提升成膜制程中的延伸倍率以增加分子排列顺向度。然而，这些方式将改变聚酯材料本身刚性，过度延伸聚酯材料使其双折射率差值大幅提升亦可能导致其过于硬脆而丧失可挠性，且官能基修饰与延伸制程改变也增加了整体制造难度。而增加厚度d虽为较直接的方式，但不符合现行显示装置朝轻薄化的发展趋势，且保护层的厚度d增加亦改变了可挠显示器整体的弯曲应力分布，增加显示器其他各膜层搭配性的设计难度。因此，藉由大幅增加聚酯保护层的面内相位差值以避开可见光波段的光线在膜层两侧界面所产生的干涉现象的方式，其效益并不理想，且可能造成预期外的缺陷。
发明内容
本发明的一种实施方式是提供一种用于显示器的显示侧的偏光板，其包含:偏光层，具有吸收轴；及保护层，设置于该偏光层的显示面，该保护层包含双折射基材与该偏光层相邻，该双折射基材具有相互垂直的慢轴与快轴，且双折射率差(Δn)不大于0.10，以及干涉抵消层设置于该双折射基材的显示侧表面，其包含漫射层设置于该双折射基材上，以及折射率匹配层设置于该漫射层上，其中该保护层的总雾度介于30％至75％，该保护层的漫射平均反射率RSCE为介于0.8％至2.0％，且反射率满足关系式：(RSCI-RSCE)≦1.0％，及RSCE/(RSCI-RSCE)≧1.6，其中RSCI为该保护层的漫射和镜面平均反射率，RSCE为该保护层的漫射平均反射率。
在本发明又一实施例的偏光板中，该偏光层的吸收轴与显示器的水平视角方向的夹角介于0°至45°
在本发明另一实施例的偏光板中，该双折射基材的双折射率差较佳为介于0.02至0.09，尤以介于0.02至0.08之间为宜。
在本发明另一实施例的偏光板中，该保护层的(RSCI-RSCE)为介于0.1％至1.0％之间。
在本发明另一实施例的偏光板中，该漫射层具有折射率n1，该折射率匹配层具有折射率n2，且该折射率n2小于该折射率n1。
在本发明另一实施例的偏光板中，其中该折射率n1介于1.50至1.70之间，该折射率n2介于1.20至1.50之间。
在本发明另一实施例的偏光板中，该保护层的总雾度为该保护层的表面雾度与该保护层的内部雾度总和，其中该保护层的表面雾度大于25％。
在本发明另一实施例的偏光板中，该漫射层的厚度介于2μm至10μm。
在本发明另一实施例的偏光板中，该折射率匹配层的厚度介于0.1μm至0.3μm。
在本发明另一实施例的偏光板中，该双折射基材的厚度较佳介于10μm至150μm。
在本发明另一实施例的偏光板中，该双折射基材为单轴延伸或双轴延伸的聚酯薄膜。
上述发明内容旨在提供本公开内容的简化摘要，以使阅读者对本公开内容具备基本的理解。此发明内容并非本公开内容的完整概述，且其用意并非在指出本发明实施例的重要/关键元件或界定本发明的范围。在参阅下文实施方式后，本发明所属技术领域中具有通常知识者当可轻易了解本发明的基本精神以及本发明所采用的技术手段与实施方式。
附图说明
图1显示已知一种用于显示器的显示侧的偏光板的示意图；
图2显示本发明的实施例所公开的用于显示器显示侧的偏光板的示意图；
图3显示SCI模式与SCE模式的反射率测量原理的示意图。
【符号说明】
10、20：偏光板
100、200：偏光层
100a、200a：吸收轴
110、210：保护层
110a、211a：慢轴
211：双折射基材
211b：快轴
212：干涉抵销层
2121：漫射层
2122：折射率匹配层
30：光源
40：待测品
50：积分球
60：侦测器
70：光阱
L：外界环境光
L1、L1’、L2、L2’、L4：反射光
L3：光线
L4’：漫射光
θ：入射角
p：p光分量
s：s光分量
具体实施方式
为了使本发明公开内容的叙述更加详尽与完备，下文针对本发明的实施方式与具体实施例提出了说明性的描述；但这并非实施或运用本发明具体实施例的唯一形式。以下所公开的各实施例，在有益的情形下可相互组合或取代，也可在实施例中附加其他的实施例，而无须进一步的记载或说明。
本发明的优点、特征以及实现的技术方法将参照示例性实施例进行更详细地描述而更容易理解，且本发明可以不同形式来实现，故不应理解为仅限于此处所陈述的实施例，相反地，对所属技术领域具有通常知识者而言，所提供的实施例将使本公开更加透彻与全面且完整地传达本发明的范畴，且本发明将仅由所附加的权利要求书所定义。
除非另外定义，所有使用于后文的术语(包含科技及科学术语)与专有名词，在实质上是与本发明所属该领域的技术人士一般所理解的意思相同，例如在一般所使用的字典所定义的那些术语应被理解为具有与相关领域的内容一致的意思，且除非明显地定义于后文，将不以过度理想化或过度正式的意思理解。
再者，在本文中，所谓“(甲基)丙烯酸酯”，是指甲基丙烯酸酯及丙烯酸酯。
请参考图2，在本发明的实施方式中，提供一种用于显示器的显示侧的偏光板20，其包含:偏光层200，具有吸收轴200a；及保护层210，设置于该偏光层200的显示面，该保护层210包含双折射基材211与该偏光层200相邻，该双折射基材211具有相互垂直的慢轴211a与快轴211b，且双折射率差(Δn)不大于0.10，以及干涉抵消层212设置于该双折射基材211的显示侧表面；该干涉抵消层212包含漫射层2121设置于该双折射基材211上，以及折射率匹配层2122设置于该漫射层2121上，其中该保护层210的总雾度介于30％至75％，该保护层210的漫射平均反射率RSCE为介于0.8％至2.0％，且反射率满足关系式：(RSCI-RSCE)≦1.0％，以及RSCE/(RSCI-RSCE)≧1.6，其中RSCI为该保护层210的漫射和镜面平均反射率，RSCE为该保护层210的漫射平均反射率。
偏光板20的偏光层200与双折射基材211的制作方式一般皆采用延伸制程且制作为卷料，使偏光层200具有沿主要延伸方向平行的吸收轴200a，双折射基材211则具有沿主要延伸方向平行的慢轴211a与相互为垂直的快轴211b。偏光层200的吸收轴200a与双折射基材211的慢轴211a交错的角度介于0°至90°，而可依照双折射基材211在单轴延伸或双轴延伸制程中所形成的慢轴角度进行调整搭配。且尤其在吸收轴200a与显示器的水平视角方向未完全垂直时，对于外界环境光L进入干涉抵消层212后，除了可藉由具有高雾度的漫射层2121破坏光线的同调性与方向性，在双折射基材211中所产生的s光分量与吸收轴200a方向相同的部分分量还可被偏光层200吸收，进一步减少反射强度。p光分量的偏振方向则即使因通过双折射基材211，使部分偏振方向改变为较强反射的s光分量，亦可被偏光层200吸收，故即使反射后并再次通过干涉抵消层212产生反射光L2’，其强度亦已大幅降低，不致与双折射基材211表面经过干涉抵消层212反射的反射光L1’产生干涉。
在本发明实施例的偏光板中，该偏光层200的吸收轴200a与显示器的水平视角方向的夹角，可依显示器的显示面板种类或不同的显示器应用需求，而选择性介于0°至45°，由于此夹角范围对于从显示器上方照射下的环境光源，因相对吸收轴200a皆具有一定的水平方向投影分量，故皆有足够抵消s光分量反射强度的功效。
已知聚酯材料作为保护层，因其未经过任何表面处理时的反射率皆约大于5.0％，而往往需要具备8000nm以上的面内相位差值R0以及高散射表面或采用厚度较大的聚酯膜材方可减少彩虹纹与干涉条纹现象。然而，本发明的保护层中使用的双折射基材211并不需特别采用极高面内相位差值R0，即不大于8000nm的面内相位差值R0，故厚度介于10μm至150μm之间的双折射基材皆可适用，较佳为介于15μm至100μm之间。
故本发明对于双折射基材211的面内相位差值R0需求的宽容度较佳，优选常规面内相位差值R0为1000nm至6000nm的聚酯材料皆可采用，而不易显现彩虹纹缺陷。然而，并不限定仅可采用此面内相位差值范围的双折射基材211，只要该双折射基材211为在兼具一定机械强度与耐水气穿透性下，以适当结晶度材料及延伸倍率制得双折射率差为不大于0.10的聚酯膜材，搭配干涉抵消层212及偏光层200的吸收轴向以形成偏光板20即可。
此外，本发明对于降低偏光板20的保护层210采用双折射基材211时的彩虹纹与干涉条纹程度，主要为采用同时降低反射光强度和降低反射光同调性、方向性二种方式，以达到即使对于持续朝薄型化且提高透光度的偏光板，仍可具备充分的散射光径并降低反射光强度而达到降低彩虹纹与干涉条纹效果。由式(2)R＝(N2-N1)2/(N2+N1)2可知光线在膜材间界面的反射率R与界面二侧介质的折射率相关。当光线由折射率N1的空气层或膜材入射折射率为N2的双折射基材时，为了使双折射基材的双折射率差增加，往往伴随着平行主要延伸方向的慢轴折射率也会显著提高，这并不利于整体的反射率R降低。故双折射基材的双折射率差应以不大于0.10为佳，且该双折射基材的双折射率差较佳为进一步介于0.02至0.09，尤以介于0.02至0.08之间为宜。
本发明的保护层的干涉抵消层212具有漫射层2121和折射率匹配层2122的复合结构，可同时藉由漫射层2121达到降低反射光同调性，和折射率匹配层2122降低反射光强度的效果。在本发明的保护层210中，该干涉抵消层212的漫射层2121具有折射率n1，该折射率匹配层2122具有折射率n2，且该折射率n2小于该折射率n1，其中折射率n1介于1.50至1.70之间，折射率n2介于1.20至1.50之间。因聚酯材料的高结晶度特性，即使降低双折射率差至小于或等于0.10，其平均折射率亦约1.60以上，故当双折射基材211和外界空气层(折射率约为1.00)之间具有折射率介于1.00至1.60的漫射层2121和折射率匹配层2122时，例如该漫射层2121采用具有折射率n1为1.55的材料，该折射率匹配层2122采用具有折射率n2为1.40的材料，该折射率n2小于该折射率n1，由前述式(2)的计算结果，亦可获得对外界环境光总和反射率更低的效果，而不致改变外界环境光反复穿透漫射层2121后的破坏同调性功效。
反射率测量方式为将保护层210以光学胶贴合于作为替代具有直交偏光板的显示面板的黑色亚克力板上，使用HITACHI U-4150分光光谱仪对该保护层210的显示侧表面在380nm至780nm的可见光波长范围，分别进行SCI(Specular Component Included)模式的漫射和镜面反射平均反射率和SCE(Specular Component Excluded)模式的漫射平均反射率测量。请参考图3，其为SCI模式与SCE模式的测量原理示意图。光源30发出的光线L3以固定角度入射待测品40后，形成直接反射的镜面反射光L4和漫射光L4’，经过积分球50收集后再被侦测器60所接收。当侦测器60接收镜面反射光L4和漫射光L4’所得到的反射率，即定义为SCI模式的漫射和镜面反射平均反射率RSCI，当以光阱70吸收镜面反射光L4后，侦测器60仅接收漫射光L4’所得到的反射率，即定义为SCE模式的漫射平均反射率RSCE。由于漫射光的同调性不佳，因此镜面反射光L4可视为主要形成干涉的成份光，藉由(RSCI-RSCE)即可获得镜面反射光L4的平均反射率，当控制本发明偏光板的保护层的(RSCI-RSCE)小于等于1.0％且整体保护层的漫射光L4’和镜面反射光L4反射率比值RSCE/(RSCI-RSCE)大于等于1.6时，可降低彩虹纹和干涉条纹的形成，或因光强度与对比不足，即使形成彩虹纹和干涉条纹，亦不易被人眼所察觉。此外，该保护层的漫射平均反射率RSCE较佳为小于2.0％，更佳为介于0.8％至2.0％，使保护层维持接近不含干涉抵消层时的视感，避免如同已知采用粗糙表面结构方式使光大幅偏折，造成漫射光与背散射光过多而变得白雾化，且对于显示器所发出的影像光线，穿透该偏光板的保护层后，并不因干涉抵消层212中的漫射层2121而牺牲透光度，或影响保护层表面光泽度。
在本发明另一实施例的偏光板中，该保护层的(RSCI-RSCE)较佳为介于0.1％至1.0％之间。以在不影响干涉抵消功效的前提，仍具备一定的保护层表面光泽度，避免使用者视感不佳。
在本发明另一实施例的偏光板中，该保护层210的总雾度为该保护层210的表面雾度与该保护层210的内部雾度总和，藉由调控总雾度大于30％以改变外界环境光线进入干涉抵消层212内部的漫射层2121中的传导方向与同调性，而不仅仅依靠保护层210表面粗糙度改变反射光方向。在本发明之一较佳实施例中，该保护层210具有大于25％的表面雾度。由于外界环境光线进入保护层210后，其光路最先接触干涉抵消层212的表面而后穿透双折射基材211并反射，故干涉抵消层212内部的漫射层2121的内部雾度、表面雾度皆可在单位厚度内提供外界环境光线较长的往复穿透光径，而不须过度提高整体干涉抵消层212的厚度(例如可小于或等于10μm)，即可增加光径及扩散效益，避免造成显示影像模糊或降低显示影像光线穿透强度。并且对于斜向视角更易观察到的彩虹纹问题，也可因膜层内部侧向入射散射光径更长，而提供更多抵消彩虹纹功效。
在本发明另一实施例的偏光板的干涉抵消层212中，在该漫射层2121只需介于2μm至10μm的厚度下，较佳为3μm至8μm，即足以提供可破坏外界环境光同调性的扩散光径，该折射率匹配层2122的厚度远小于该漫射层2121的厚度，例如约介于0.1μm至0.3μm，即具有降低外界环境可见光波长的反射效果。本发明的保护层210的干涉抵消层212的漫射层2121与折射率匹配层2122的综合功效远优于已知将双折射率差为0.10以上的聚酯材料厚度提升至80μm以上，以获得8000nm以上的面内相位差值，方可改善干涉条纹与彩虹纹的功效。
在本发明另一实施例的偏光板中，该保护层210所使用的双折射基材211为单轴延伸或双轴延伸且具有90％以上的光穿透率的聚酯薄膜，例如，聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)或聚萘二甲酸乙二酯(PEN)。在本发明的偏光板中，该光学膜可使用含紫外(UV)光吸收剂的双折射基材。
在本发明的偏光板中，该保护层210的干涉抵消层211的漫射层2121包含丙烯酸系黏结剂树脂及多个无定形的二氧化硅微粒子，并可依需要加入有机微粒子。
在本发明偏光板20的保护层210中，适用于漫射层2121中的无定形的二氧化硅微粒子为具有雷射法平均粒径大小为介于3.0μm至10μm之间，且BET比表面积为介于60m2/g至100m2/g之间。该无定形的二氧化硅微粒子的使用量相对于每百重量份的该丙烯酸系黏结剂树脂为介于6重量份至25重量份之间。
在本发明偏光板20的保护层210中，该漫射层2121中可选择性的加入有机微粒子，该漫射层2121中的有机微粒子为单分散且平均粒径小于该无定形二氧化硅微粒子的平均粒径，适用的有机微粒子为具有雷射法平均粒径大小介于2.0μm至8.0μm之间的那些。在漫射层2121中，相对于每百重量份的该丙烯酸系黏结剂树脂，该有机微粒子的使用量为介于6重量份至40重量份之间。
适用于漫射层2121的有机微粒子可为聚甲基丙烯酸甲酯树脂微粒子、聚苯乙烯树脂微粒子、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物微粒子、聚乙烯树脂微粒子、三聚氰胺微粒子、环氧树脂微粒子、聚硅氧树脂微粒子、聚偏二氟乙烯树脂或聚氟乙烯树脂微粒子。适用的有机微粒子的折射率为介于1.40至1.70之间。
本发明偏光板20的保护层210的漫射层2121中，相对于每百重量份的该丙烯酸系黏结剂树脂，无定形二氧化硅微粒子与有机微粒子在该丙烯酸系黏结剂树脂中的使用量总量为介于15重量份至50重量份。且，该有机微粒子与该无定形二氧化硅微粒子的使用量的重量份比为不小于0.3且不大于5。
本发明偏光板20的保护层210中，该漫射层2121使用的丙烯酸系黏结剂树脂包含(甲基)丙烯酸酯组合物及引发剂，其中该丙烯酸系黏结剂树脂中的该(甲基)丙烯酸酯组合物包含35至50重量份的官能度为6至15之间的聚氨酯(甲基)丙烯酸酯寡聚物，12至20重量份的官能度为3至6的(甲基)丙烯酸酯单体及1.5至12重量份的官能度小于3的(甲基)丙烯酸酯单体，其中该官能度为6至15之间的聚氨酯(甲基)丙烯酸酯寡聚物分子量介于1,500至4,500之间的脂肪族聚氨酯(甲基)丙烯酸酯寡聚物为宜。
在丙烯酸系黏结剂树脂中，适用的官能度为3至6的(甲基)丙烯酸酯单体为分子量低于800的(甲基)丙烯酸酯单体，例如季戊四醇三丙烯酸酯(pentaerythritoltriacrylate，PETA)、二季戊四醇六丙烯酸酯(dipentaerythritol hexaacrylate，DPHA)、二季戊四醇五丙烯酸酯(dipentaerythritol pentaacrylate，DPPA)其中之一或其组合为宜，但不限于此。适用的官能度小于3的(甲基)丙烯酸酯单体可为具有1或2官能度的(甲基)丙烯酸酯单体，其分子量为低于500的(甲基)丙烯酸酯单体，例如1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、环三烃甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯(CTFA)、2-苯氧基乙基丙烯酸酯(PHEA)或丙烯酸异冰片酯(IBOA)其中之一或其组合为宜，但不限于此。
在本发明偏光板20的保护层210中，该干涉抵消层212的漫射层2121使用的丙烯酸系黏结剂树脂中适合的引发剂可采用在此技术领域中已知可使用的那些，并无特别限制，例如可采用苯乙酮类引发剂、二苯基酮类引发剂、苯丙酮类引发剂、二苯甲酰类引发剂、双官能基α-羟基酮引发剂或酰基氧化膦类引发剂等。前述引发剂可单独使用或混合使用。
在本发明偏光板20的保护层210中，该漫射层2121中还可加入流平剂使涂面的披覆或平整性良好。在本发明偏光板20的保护层210的漫射层2121中可使用氟系、(甲基)丙烯酸酯系或有机硅系流平剂。
在本发明偏光板20的保护层210中，该干涉抵消层211的折射率匹配层2122为涂覆于漫射层2121的膜面上。该折射率匹配层2122包含黏结剂树脂、多个中空状二氧化硅纳米粒子以及包含具有全氟聚醚官能基的(甲基)丙烯酰改性的有机硅化合物的流平剂，其中该中空状二氧化硅纳米粒子的平均一次粒径介于50nm至100nm之间。
本发明偏光板20的保护层210中，该干涉抵消层212的折射率匹配层2122使用的黏结剂树脂可为(甲基)丙烯酸系树脂或经氟和丙烯酸酯改性的聚硅氧烷树脂。本发明偏光板20的保护层210的折射率匹配层2122的实施例中，该折射率匹配层2122可使用的(甲基)丙烯酸系树脂可以是季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、二三羟甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯的至少之一或其组合。当采用(甲基)丙烯酸系树脂为折射率匹配层2122的黏结剂树脂时，折射率匹配层2122的中空状二氧化硅纳米粒子的使用量相对于每百重量份的前述(甲基)丙烯酸系树脂为介于60重量份至130重量份之间。
在本发明偏光板20的保护层210的另一实施例中，该干涉抵消层212的该折射率匹配层2122中可使用的经氟和丙烯酸酯改性的聚硅氧烷树脂为具有硅氧烷主链、含有氟烷基的支链以及含有丙烯酸酯官能基的支链的聚硅氧烷树脂，适用的经氟和丙烯酸酯改性的聚硅氧烷树脂可例如但不限于市售的硅氧烷树脂，如X-12-2430C(购自信越化学工业，日本)。当采用经氟和丙烯酸酯改性的聚硅氧烷树脂为折射率匹配层2122的黏结剂树脂时，折射率匹配层2122的中空状二氧化硅纳米粒子的使用量相对于每百重量份的经氟和丙烯酸酯改性的聚硅氧烷树脂为介于90重量份至350重量份间。
在本发明偏光板20的保护层210的实施例中，该干涉抵消层212的折射率匹配层2122可包含流平剂。适合的流平剂可以是全氟聚醚官能基的(甲基)丙烯酰改性的有机硅化合物。适合的全氟聚醚官能基的(甲基)丙烯酰改性的有机硅化合物的流平剂例如但不限于如市售的X-71-1203E、KY-1203、KY-1211或KY-1207(购自信越化学工业，日本)。该流平剂的使用量随使用的黏结剂树脂种类变化。当使用(甲基)丙烯酸系树脂为折射率匹配层2122的黏结剂树脂时，流平剂的使用量相对于每百重量份的(甲基)丙烯酸系树脂为介于5重量份至20重量份之间。当使用经氟和丙烯酸酯改性的聚硅氧烷树脂为折射率匹配层2122的黏结剂树脂时，相对于每百重量份的经氟和丙烯酸酯改性的聚硅氧烷树脂，折射率匹配层2122中流平剂的使用量为介于1重量份至45重量份之间。
适合本发明偏光板20的保护层210的干涉抵消层212的折射率匹配层2122使用的引发剂例如但不限于如市售商品，例如购自荷兰商IGM Resins B.V.的Esacure KIP-160、Esacure One、Omnirad 184、Omnirad 907、Omnirad TPO、购自中国香港商强力新材料有限公司的TR-PPI-ONE等。
本发明还提供一种偏光板的制备方法，其包含制备漫射层涂液涂布于双折射基材上，将此漫射层涂布涂液的双折射基材干燥，再经辐射或电子束固化后在该双折射基材上形成漫射层再制备折射率匹配层涂液，将折射率匹配层涂液涂布于该漫射层上，干燥去除溶剂，再经辐射固化或电子束固化后以在该漫射层上形成折射率匹配层。此制得的保护膜可采用双折射基材的慢轴与偏光层的吸收轴夹角介于0°至90°方式贴合，且本发明的偏光板的偏光层的吸收轴与显示器的水平视角方向的夹角介于0°至45°
本发明的漫射层涂液的制备包含将(甲基)丙烯酸酯组合物中的官能度为6至15之间的聚氨酯(甲基)丙烯酸酯寡聚物、至少官能度为3至6的(甲基)丙烯酸酯单体、至少官能度小于3的(甲基)丙烯酸酯单体及引发剂与适当溶剂混合均匀后形成丙烯酸系黏结剂树脂溶液；在该丙烯酸系黏结剂树脂溶液中加入多个无定形二氧化硅微粒子、流平剂与有机溶剂，混合均匀形成漫射层涂液。在本发明的另一实施中，在漫射层涂液中可选择再加入多个有机微粒子。
本发明的折射率匹配层涂液的制备包含将黏结剂树脂、多个中空状二氧化硅纳米粒子、引发剂、流平剂以及适当的溶剂混合均匀后形成。
在本发明的其他实施例中，在制备前述漫射层涂液或折射率匹配层涂液中还可视需求添加抗静电剂、着色剂、阻燃剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂、表面改性剂、抗菌剂或消泡剂等添加剂，以提供不同的功能性质。
前述本发明的制备方法中使用的溶剂可为此技术领域中广泛使用的有机溶剂，例如酮类、脂族或环脂族烃类、芳香族烃类、醚类、酯类或醇类等。在丙烯酸酯组合物、漫射层涂液及折射率匹配层涂液中皆可使用一种或一种以上的有机溶剂，适用的溶剂可例如是丙酮、丁酮、环己酮、甲基异丁基酮、己烷、环己烷、二氯甲烷、二氯乙烷、甲苯、二甲苯、丙二醇甲醚、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、异丙醇、正丁醇、异丁醇、环己醇、二丙酮醇、丙二醇甲醚醋酸酯或四氢呋喃等或其类似物，但不限于此。
前述涂布涂液的方法可采用，例如辊式涂布法、刮刀式涂布法、浸涂法、滚轮涂布法、旋转涂布法、喷涂法、狭缝式涂布法等此技术领域广泛使用的涂布方法。
前述方法制得的保护层较佳可以卷对卷方式进行连续式贴合。在实施例中，本发明的偏光板当贴合至显示器显示侧时以偏光层吸收轴与显示器的水平视角方向的夹角为介于0°至45°的方式贴合。
下列实施例是用来进一步说明本发明，本发明的内容并不受其限制。
实施例
制备实施例1：丙烯酸酯系黏结剂树脂的制备
将42重量份的聚氨酯丙烯酸酯寡聚物(官能度6，分子量约1,600，黏度约36,000cps(25℃)，购自IGM，中国台湾)、4.5重量份的季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)、12重量份的二季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA)、3重量份的环三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯(CTFA)、4重量的光引发剂(Chemcure-481，购自恒桥产业，中国台湾)、24.5重量份的乙酸乙酯(EAC)以及10重量份的乙酸正丁酯(nBAC)混合搅拌1小时后形成丙烯酸酯系黏结剂树脂。
实施例1
154.5重量份的制备实施例1制得的丙烯酸系黏结剂树脂、9.3重量份的无定形二氧化硅微粒子(SS-50B，平均粒径4μm，折射率1.45～1.47，购自东曹硅化工株式会社，日本)、1.7重量份的分散剂(DisperBYK-2150，固含量为5％，溶剂为乙酸乙酯和丙二醇甲醚醋酸酯，购自BYK，德国)、30.9重量份的聚醚改性丙烯酸酯共聚物流平剂(BYK-UV3535，固含量为10％，溶剂为乙酸乙酯，购自BYK，德国)、7重量份的二氧化硅纳米粒子分散溶胶(NanoBYK-3650，平均一次粒径为20nm，固含量为31％，溶剂为丙二醇甲醚醋酸酯/丙二醇甲醚，购自BYK，德国)、38.6重量份的乙酸乙酯(EAC)和108.1重量份的乙酸正丁酯(nBAC)混合搅拌至均匀分散后，形成第一涂液。将此第一涂液涂布于50μm的双折射率差(Δn)为0.043且在强度较高的可见光550nm波长下所测量面内相位差值R0(550nm)为2136nm的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)(商品名：O321E，购自三菱化学株式会社，日本)基材上，干燥后，在氮气环境下以298mJ/cm2辐射剂量的UV灯进行光固化，在PET基材上形成厚度为5.5μm的漫射层。
将35重量份的经氟和丙烯酸酯改性的聚硅氧烷树脂(X-12-2430C，购自信越化工，日本)、2重量份的光引发剂(KIP-160，购自IGM Resin，荷兰)、22重量份的具有全氟聚醚官能基的(甲基)丙烯酰改性的有机硅化合物的混合物(X-71-1203E，固含量为20％，溶剂为丁酮，购自信越化工，日本)、187重量份的中空二氧化硅纳米粒子分散溶胶(Thrulya 4320，固含量为20％，平均一次粒径为60nm，溶剂为甲基异丁酮，购自日挥触媒化成，日本)、1377重量份的乙酸乙酯(EAC)和1377重量份的丙二醇甲醚醋酸酯(PGMEA)混合搅拌10分钟后形成第二涂液。接着将第二涂液涂布至漫射层上，再将涂布第二溶液的膜材在80℃的烘箱内干燥，在氮气环境下以350mJ/cm2辐射剂量的UV灯进行光固化，以在漫射层上得到厚度约为0.13μm的折射率匹配层。依此，可得到用于偏光板的具有干涉抵消层的保护层。
实施例1得到的保护层进行下列光学分析，结果列于表1中。
雾度的测量：使用NDH-2000(日本电色Nippon Denshoku Corp.)，根据JIS K7136的描述评价雾度。
内部和表面雾度的测量：在保护层的表面，使用透明光学黏着胶贴上40μm的TAC膜(富士胶片FujiFilm公司制，T40UZ)，藉此使保护层的凹凸表面变为平坦，在此状态下，使用NDH-2000(日本电色Nippon Denshoku Corp.)，根据JIS K7136的描述评价雾度，从而求得内部雾度值，然后，从整体总雾度值减去内部雾度值，从而求得表面雾度值。
穿透率的测量：使用NDH-2000(日本电色Nippon Denshoku Corp.)，根据JISK7361的描述评价穿透率。
光泽度的测量：将保护层经由透明光学黏着胶而贴合于作为替代具有直交偏光板的显示面板的黑色亚克力板上，使用BYK micro-gloss光泽度计，根据JIS Z 8741的描述进行测量，选取20、60和85度角光泽度数值。
清晰度的测量：将保护层裁成5x8 cm2大小，使用SUGA ICM-IT图像清晰度仪，根据JIS K7374的描述进行测量，将0.125mm、0.25mm、0.50mm、1.00mm和2.00mm狭缝测量的数值加总。
反射率测量：同样地，将保护层胶合于作为替代具有直交偏光板的显示面板的黑色亚克力板上，使用HITACHI U-4150分光光谱仪在380至780nm波长范围内，对保护层进行SCI模式的漫射和镜面反射的平均反射率和SCE模式的漫射平均反射率的测量。
彩虹纹程度的评价：将保护层经由透明光学黏着胶而贴合于已移除表面保护层的8K液晶显示器(SHARP,AQUOS LC-70X500T)上，在液晶显示器亮态L255阶以0度与60度视角来评价用于偏光板的保护层的彩虹纹程度，若皆无明显彩虹纹，评价为“极其优异”(◎)，若具有轻微彩虹纹，但使用上无问题，评价为“优异”(〇)，若具有明显彩虹纹，评价为“差”(×)。
白雾感的评价：将保护膜经由透明光学黏着胶而贴合于黑色亚克力板上，以0度与60度视角来评价光学膜的白雾感，若无明显白雾感，评价为“极其优异”(◎)，若具有轻微白雾感，但使用上无问题，评价为“优异”(〇)，若具有明显白雾感，评价为“差”(×)。
实施例2
120.3重量份的制备实施例1制得的丙烯酸系黏结剂树脂、9.6重量份的聚苯乙烯微粒子(XX-40IK，平均粒径3μm，折射率1.59，购自积水化成品公司，日本)、9.6重量份的无定形二氧化硅微粒子(SS-50B)、2.6重量份的分散剂(DisperBYK-2150)、8.1重量份的聚醚改性丙烯酸酯共聚物流平剂(BYK-UV3535)、5.4重量份的二氧化硅纳米粒子分散溶胶(NanoBYK-3650)、48.1重量份的乙酸乙酯(EAC)和96.2重量份的乙酸正丁酯(nBAC)混合搅拌1小时使其均匀分散后，形成第一涂液。将此第一涂液涂布于50μm的双折射率差(Δn)为0.043且面内相位差值R0(550nm)为2136nm的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)(商品名：O321E，购自三菱化学株式会社，日本)基材上，干燥后，在氮气环境下以298mJ/cm2辐射剂量的UV灯进行光固化，在PET基材上形成厚度为5.5μm的漫射层。
同实施例1制备第二涂液，将第二涂液涂布至漫射层上，再将涂布第二溶液的膜材在80℃的烘箱内干燥，在氮气环境下以350mJ/cm2辐射剂量的UV灯进行光固化，以在漫射层上得到厚度约为0.13μm的折射率匹配层。依此，可得到用于偏光板的具有干涉抵消层的保护层。
实施例2得到的保护层依实施例1的检测方法进行光学性分析，结果列于表1中。
实施例3
100重量份的制备实施例1制得的丙烯酸系黏结剂树脂、7.5重量份的无定形二氧化硅微粒子(SS-50B，平均粒径4μm，折射率1.45～1.47，购自东曹硅化工株式会社，日本)、2.06重量份的分散剂(DisperBYK-2150)、6.7重量份的聚醚改性丙烯酸酯共聚物流平剂(BYK-UV3535)、4.5重量份的二氧化硅纳米粒子分散溶胶(NanoBYK-3650)、80重量份的乙酸乙酯(EAC)和20.2重量份的乙酸正丁酯(nBAC)，混合搅拌1小时使其均匀分散后，形成第一涂液。将此第一涂液涂布于与实施例1、2相同的50μm双折射率差(Δn)为0.043且面内相位差值R0(550nm)为2136nm的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)(商品名：O321E，购自三菱化学株式会社，日本)基材上，干燥后，在氮气环境下以298mJ/cm2辐射剂量的UV灯进行光固化，在PET基材上形成厚度为5.2μm的漫射层。
将18.3重量份的经氟和丙烯酸酯改性的聚硅氧烷树脂(X-12-2430C)、6.1重量份的6官能度的氟化聚氨酯寡聚物(LR6000，购自Miwon，韩国)、1.6重量份的光引发剂(KIP-160)、15重量份的具有全氟聚醚官能基的(甲基)丙烯酰改性的有机硅化合物的混合物(X-71-1203E)、160重量份的中空二氧化硅纳米粒子分散溶胶(Thrulya 4320)和2144重量份的乙酸乙酯(EAC)混合搅拌10分钟后形成第二涂液。接着将该第二涂液涂布至漫射层上，再将涂布第二涂液的膜材在80℃的烘箱内干燥，再在氮气环境下以350mJ/cm2辐射剂量的UV灯进行光固化。以在漫射层上得到厚度约为0.13μm的折射率匹配层。依此，可得到用于偏光板的具有干涉抵消层的保护层。
实施例3得到的保护层依实施例1的检测方法进行光学性分析，结果列于表1中。
实施例4
同实施例1制备保护层，除了使用75μm的双折射率差(Δn)为0.049且面内相位差值R0(550nm)为3654nm的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)(商品名：O321E，购自三菱化学株式会社，日本)基材。在PET基材上形成厚度为4μm的漫射层，及在漫射层上涂布得到厚度约为0.13μm的折射率匹配层。依此，可得到用于偏光板的具有干涉抵消层的保护层。
实施例4得到的保护层依实施例1的检测方法进行光学性分析，结果列于表1中。
实施例5
同实施例2制备保护层，除了使用75μm的双折射率差(Δn)为0.049且面内相位差值R0(550nm)为3654nm的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)(商品名：O321E，购自三菱化学株式会社，日本)基材制备。在PET基材上形成厚度为7μm的漫射层，及在漫射层上涂布得到厚度约为0.13μm的折射率匹配层。依此，可得到用于偏光板的具有干涉抵消层的保护层。
实施例5得到的保护层依实施例1的检测方法进行光学性分析，结果列于表1中。
比较例1及2
取未涂覆任何涂液的50μm双折射率差(Δn)为0.043且面内相位差值R0(550nm)为2136nm的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)(商品名：O321E，购自三菱化学株式会社，日本)基材，及75μm的双折射率差(Δn)为0.049且面内相位差值R0(550nm)为3654nm的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)(商品名：O321E，购自三菱化学株式会社，日本)基材分别依实施例1的检测方法进行穿透率、雾度、SCI漫射和镜面平均反射率(RSCI,％)及SCE漫射平均反射率(RSCE,％)分析，结果列于表1中。
表1实施例1至5及比较例1至2的光学检测结果
实施例6
同实施例1制备保护层，除了使用100μm的双折射率差(Δn)为0.052且面内相位差值R0(550nm)为5168nm的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)(商品名：O321E，购自三菱化学株式会社，日本)基材。在PET基材上形成厚度为5.0μm的漫射层，及在漫射层上涂布得到厚度约为0.13μm的折射率匹配层。依此，可得到用于偏光板的具有干涉抵消层的保护层。
实施例6得到的保护层依实施例1的检测方法进行光学性分析，结果列于表2中。
实施例7
同实施例1制备保护层，除了使用50μm的双折射率差(Δn)为0.071且面内相位差值R0(550nm)为3526nm的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)(商品名：V7610，购自鲜京化学股份有限公司，韩国)基材制备。在PET基材上形成厚度为6.6μm的漫射层，及在漫射层上涂布得到厚度约为0.13μm的折射率匹配层。依此，可得到用于偏光板的具有干涉抵消层的保护层。
实施例7得到的保护层依实施例1的检测方法进行光学性分析，结果列于表2中。
实施例8
同实施例1制备保护层，除了使用75μm的双折射率差(Δn)为0.034且面内相位差值R0(550nm)为2514nm的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)(商品名：V7610P，购自鲜京化学股份有限公司，韩国)基材制备。在PET基材上形成厚度为6.0μm的漫射层，及在漫射层上涂布得到厚度约为0.13μm的折射率匹配层。依此，可得到用于偏光板的具有干涉抵消层的保护层。
实施例8得到的保护层依实施例1的检测方法进行光学性分析，结果列于表2中。
实施例9
同实施例2制备保护层，除了使用75μm的双折射率差(Δn)为0.034且面内相位差值R0(550nm)为2514nm的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)(商品名：V7610P，购自鲜京化学股份有限公司，韩国)基材制备。在PET基材上形成厚度为6.4μm的漫射层，及在漫射层上涂布得到厚度约为0.13μm的折射率匹配层。依此，可得到用于偏光板的具有干涉抵消层的保护层。
实施例9得到的保护层依实施例1的检测方法进行光学性分析，结果列于表2中。
比较例3
取未涂覆任何涂液的50μm双折射率差(Δn)为0.071且面内相位差值R0(550nm)为3526nm的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)(商品名：V7610，购自鲜京化学股份有限公司，韩国)基材依实施例1的检测方法进行穿透率、雾度、SCI漫射和镜面平均反射率(RSCI,％)及SCE漫射平均反射率(RSCE,％)分析，结果列于表2中。
表2实施例6至9及比较例3的光学检测结果
由表1与表2的测量数据，皆可看出当搭配双折射率差小于0.10的聚酯基材，且其反射率符合关系式(RSCI-RSCE)≦1.0％，以及RSCE/(RSCI-RSCE)≧1.6时，实施例的总雾度介于30％至75％，而不论其雾度为内部雾度或表面雾度所贡献，皆可改善外界环境光因低R0(550nm)的双折射基材干涉造成的彩虹纹现象，即使所使用的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)的R0(550nm)仅约为2000nm，亦未观察到彩虹纹现象，使双折射基材的应用性较不受面内相位差的限制，不须选用面内相位差R0(550nm)较高的特制品。而且对于保护层的透光度、与外观视感，皆可维持与不具备干涉抵消层的比较例相当的效果，且不易发现白雾感。
虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种更动与修饰，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求书所界定者为准。

Claims (12)

1.一种偏光板，其包含:
偏光层，具有吸收轴；及
保护层，设置于该偏光层的显示面，该保护层包含：
双折射基材，该双折射基材与该偏光层相邻，并具有相互垂直的慢轴与快轴，且其双折射率差不大于0.10；以及
干涉抵消层，设置于该双折射基材的显示侧表面，其包含漫射层设置于该双折射基材上，以及折射率匹配层设置于该漫射层上；
其中，该保护层的总雾度介于30％至75％，该保护层的漫射平均反射率RSCE为介于0.8％至2.0％，且反射率满足关系式：
(RSCI-RSCE)≦1.0％，以及RSCE/(RSCI-RSCE)≧1.6，其中RSCI为该保护层的漫射和镜面平均反射率，RSCE为该保护层的漫射平均反射率。
2.根据权利要求1所述的偏光板，其中该偏光层的该吸收轴与显示器的水平视角方向的夹角介于0°至45°。
3.根据权利要求1所述的偏光板，其中该双折射基材的该双折射率差介于0.02至0.09。
4.根据权利要求1所述的偏光板，其中该保护层的(RSCI-RSCE)为介于0.1％至1.0％之间。
5.根据权利要求1所述的偏光板，其中该漫射层具有折射率n1，该折射率匹配层具有折射率n2，且该折射率n2小于该折射率n1。
6.根据权利要求5所述的偏光板，其中该折射率n1介于1.50至1.70之间，该折射率n2介于1.20至1.50之间。
7.根据权利要求1所述的偏光板，其中该保护层的该漫射平均反射率RSCE为介于0.8％至2.0％。
8.根据权利要求1所述的偏光板，其中该保护层的该总雾度为该保护层的表面雾度与该保护层的内部雾度总和，其中该保护层的表面雾度大于25％。
9.根据权利要求1所述的偏光板，其中该漫射层的厚度介于2μm至10μm。
10.根据权利要求1所述的偏光板，其中该折射率匹配层的厚度介于0.1μm至0.3μm。
11.根据权利要求1所述的偏光板，其中该双折射基材的厚度介于10μm至150μm。
12.根据权利要求1所述的偏光板，其中该双折射基材为单轴延伸或双轴延伸的聚酯薄膜。
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