CN1834726A - 抗反射偏光片及其应用 - Google Patents

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Abstract

一种显示装置的结构，包括了一显示面板、一偏光板以及一宽波带四分之一波板。其中，偏光板配置在显示面板的表面上，宽波带四分之一波板配置在显示面板与偏光板之间且此宽波带四分之一波板包括一二分之一波板与一四分之一波板。此二分之一波板与此四分之一皆波板满足关系式Nz＝(nx－nz)/(nx－ny)＝0.3～0.8，其中的nx、ny为平面主折射率(in－plane main refractive index)，nz为厚度方向的折射率(thickness－wise refractive index)。

Description

抗反射偏光片及其应用
技术领域
本发明是有关于一种光学片及使用此光学片的显示装置。特别地，本发明是有关于一种抗反射偏光片(anti-reflective polarizing plate)、宽波带四分之一波板(broadband quarter wave plate)以及使用这些光学片的广视角抗反射显示装置(wide viewing angle anti-reflective displaydevice)及电子装置。
背景技术
可发光的显示装置包括了有机电致发光(OEL)显示装置、等离子(plasma)显示装置、场发射(field emissive)显示装置以及其它类似的显示装置。另一类的显示装置则是经由透射或是反射光线来显示，像是液晶显示装置及其它类似的装置。对这两类的显示装置，要同时具有高亮度与高对比度是很重要的。所谓的显示对比度是指亮态时光强度与暗态时光强度的比值。在所有的实际情况中，当显示暗态时，由周遭光线(ambient light)反射的光扮演了主要角色。由于观察者会看到叠加在影像上以及由周遭光线反射所产生的影像，因此反射的光线实际上是特别令人感到困扰的。除此以外，反射光线也会形成一层薄雾影像，叠加在所显示的影像上，这将会减低影像对比并且限制了可见灰阶的范围。
图1绘示了现有习知一种显示装置的截面图，在这个显示装置中，一偏光板与一四分之一波板被使用来解决反射光所产生的干扰问题。在图1中，线偏光板104与单光轴的四分之一波板102是层叠在一起且配置在一显示面板100的表面上，其中此显示面板100中具有反射材料。当周遭光线106通过线偏光板104时会被线偏极化，随后偏振光106在穿过单光轴的四分之一波板102时会被圆偏极化。之后，圆偏振光106再从显示面板100的反射材料反射回来并且被反转。被反射回的圆偏振光106会射向单光轴的四分之一波板102并且被线偏光板104吸收，如此一来可以避免周遭光线106反射并且避免被反射回的周遭光线干扰了发自显示面板100的有用光线。利用此一方法，对周遭的绿光具有有效的抗反射性，然而对于红光与周围蓝光的抗反射效果却不佳。
图2是另一现有习知的显示装置的截面图，此装置是使用一偏光板与一宽波带四分之一波板。如图2所示，相较于图1的显示装置，更包括一单光轴的二分之一波板108，其与一线偏光板104以及一单光轴的四分之一波板102层叠在一起，而层叠在一起的二分之一波板108与四分之一波板104又称做宽波带四分之一波板。此方法虽然对于垂直入射的周遭白光106a(红光、绿光、蓝光)具有有效的抗反射性，但是斜向射入显示面板100的光线106b却无法完全地被线偏光板104吸收。这是因为当周遭光线以不同角度入射到显示装置时，单光轴二分之一波板108的光轴与线偏光板104的穿透轴之间的夹角、单光轴四分之一波板102的光轴与线偏光板104的穿透轴之间的夹角皆会改变。不论是图1或是图2的显示装置，对于斜向入射的光线，其抗反射效果都不佳。图3绘示了图1的显示装置的模拟反射情况。图4绘示了图2的显示装置的模拟反射情况。如同图3与图4所显示的，这两种显示装置的抗反射效果都不佳。在图3中，极座标角约在50度、方位角在0、90、180与270度的区域范围，其反射率比0.01大。在图4的相同区域，其反射率亦比0.01大。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的就是在提供一种显示装置，其具有较好的抗反射效果与较佳的广视角。
本发明的再一目的是提供一种偏光片，其具有良好的抗反射效果。
本发明的又一目的是提供一种宽波带四分之一波板，其具有良好的抗反射效果。
本发明的另一目的是提供一种电子装置，其是使用本发明所提供的光学片，因而具有良好的广视角抗反射特性及较佳的显示品质。
基于上述目的或其它目的，本发明提出一种显示装置，此显示装置包括一显示面板、一偏光板以及一宽波带四分之一波板。其中偏光板配置在显示面板的表面上，而宽波带四分之一波板配置在显示面板与偏光板之间。此宽波带四分之一波板是包括一二分之一波板与一四分之一波板，且此二分之一波板与此四分之一波板皆满足关系式Nz＝(nx-nz)/(nx-ny)＝0.3～0.8，nx、ny为平面主折射率，nz为厚度方向的折射率。
依照本发明较佳实施例，上述nx≠ny≠nz。此外，二分之一波板与四分之一波板例如皆满足关系式Nz＝(nx-nz)/(nx-ny)＝0.5。另外，显示装置例如是液晶显示面板、有机电致发光显示面板、等离子显示面板或是场发射显示面板。
依照本发明较佳实施例，上述的偏光板具有一吸收轴，此吸收轴平行于显示面板的水平方向。另外，偏光板的透射轴与二分之一波板的光轴之间有一夹角θ，且偏光板的透射轴与四分之一波板光轴之间有一夹角(2θ+45)。另外，二分之一波板是配置在偏光板与四分之一波板之间，且四分之一波板是配置在二分之一波板与显示面板之间。
本发明另提出一种偏光片(polarizing plate)，此偏光片包括一偏光板及一宽波带四分之一波板，而此宽波带四分之一波板配置在偏光板之上，更包含此宽波带四分之一波板是由一二分之一波板与一四分之一波板所构成，且此二分之一波板与此四分之一波板皆满足关系式Nz＝(nx-nz)/(nx-ny)＝0.3～0.8，nx、ny为平面主折射率、nz为厚度方向的折射率。
依照本发明较佳实施例，上述的nx≠ny≠nz。此外，二分之一波板与四分之一波板例如皆满足关系式Nz＝(nx-nz)/(nx-ny)＝0.5。
依照本发明较佳实施例，上述的偏光板的透射轴与二分之一波板的光轴之间有一夹角θ，且偏光板的透射轴与四分之一波板光轴之间有一夹角(2θ+45)。
本发明又提出一种宽波带四分之一波板，此宽波带四分之一波板是由一二分之一波板与一四分之一波板层叠在一起所构成，且此二分之一波板与此四分之一波板皆满足关系式Nz＝(nx-nz)/(nx-ny)＝0.3～0.8，nx、ny为平面主折射率、nz为厚度方向的折射率。
依照本发明较佳实施例，上述的宽波带四分之一波板，其中nx≠ny≠nz。此外，二分之一波板与四分之一波板例如皆满足关系式Nz＝(nx-nz)/(nx-ny)＝0.5。
本发明另提出一种电子装置，此电子装置包括一显示装置、一控制器以及一输入装置。其中的显示装置与上述所提出的显示装置相同，而控制器电性连接在此显示装置。此外，输入装置电性连接于控制器且用以处理显示装置所显示的影像。
依照本发明较佳实施例，上述的nx≠ny≠nz。此外，二分之一波板与四分之一波板例如皆满足关系式Nz＝(nx-nz)/(nx-ny)＝0.5。
依照本发明较佳实施例，上述的偏光板具有一吸收轴，此吸收轴平行于显示面板的水平方向。另外，偏光板的透射轴与二分之一波板的光轴之间有一夹角θ，且偏光板的透射轴与四分之一波板光轴之间有一夹角(2θ+45)。此外，二分之一波板是配置在偏光板与四分之一波板之间，且四分之一波板是配置在二分之一波板与显示面板之间。
其余的优点将在随后说明中某种程度上地被提出且以某种程度上地显见于说明中，或是可经由本发明的实施而被学习。靠着在专利申请范围所指出的要点或要点的结合，这些优点将可被实现与达成。
需了解的是，前述的概略描述以及下列的详细说明仅是示范性、解释性的，并非本发明的限制，本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。
附图说明
图1为现有习知一种显示装置的截面图。
图2为现有习知另一种显示装置的截面图。
图3为图1的显示装置的模拟反射情况。
图4为图2的显示装置的模拟反射情况。
图5为依照本发明较佳实施例的广视角抗反射显示装置的截面图。
图6A为依照本发明较佳实施例的偏光板透射轴、四分之一波板光轴以及二分之一波板光轴三者间的方位关系，此方位关系是以正向观察显示装置而得到的结果。
图6B是依照本发明较佳实施例的偏光板透射轴、四分之一波板光轴以及二分之一波板光轴三者间的方位关系，此方位关系是以斜向观察显示装置而得到的结果。
图7是图5的显示装置的模拟反射情况。
图8是依照本发明较佳实施例的电子装置的示意图。
100：显示装置
102、302：四分之一波板
104：偏光板
106、106a：垂直入射周遭光线
106b：斜向入射周遭光线
108、304：二分之一波板
300：宽波带四分之一波板
400：偏光板的透射轴
402：二分之一波板的光轴
404：四分之一波板的光轴
802：控制器
804：显示装置
806：输入装置
具体实施方式
参考资料将被详细地制作以揭示现有的实施例，这些实施例可配合所附图示举例说明。参考编号将被使用在图示中以标示相同或相似的部分。
图5绘示了依照本发明较佳实施例的广视角抗反射显示装置的截面图。如图5所示，此广视角抗反射显示装置至少由一显示面板100、一偏光板104以及一宽波带四分之一波板300所构成，而此宽波带四分之一波板300包括四分之一波板302与一二分之一波板304。偏光板104是配置在显示面板100的表面上，且宽波带四分之一波板300是配置在偏光板104与显示面板100之间。在一实施例中，二分之一波板304是配置在偏光板104与四分之一波板302之间。
显示面板100中具有反射材料，这反射材料例如是金属线(例如：讯号线、扫瞄线等)、电极(例如：闸极电极、源极/汲极电极、储存电容等)或是其它反射薄膜(例如半导体薄膜)。
显示面板100例如可以是液晶显示器面板、有机电致发光显示面板、等离子显示面板、场发射显示面板或是其它类似的显示面板。
偏光板104例如是线偏光板。四分之一波板302例如是双光轴四分之一波板。二分之一波板304例如是双光轴二分之一波板。特别是，二分之一波板304与四分之一波板302两者都满足关系式Nz＝(nx-nz)/(nx-ny)＝0.3～0.8，较佳的是，Nz是介于0.3至0.6的范围。其中，nx、ny是平面主折射率，nz是厚度方向的折射率，而且nx、ny、nz三者皆不相同。在一实施例中，二分之一波板304与四分之一波板302例如满足关系式Nz＝(nx-nz)/(nx-ny)＝0.5，则在显示上可得到较好的抗反射效果和较佳的广视角。
如图5所示，当周围垂直入射光106a进入线偏光板104时，会被线偏极化。然后当线偏振光106a进入宽波带四分之一波板300时，线偏振光106a会被宽波带四分之一波板300改变成圆偏振光，其例如是左旋圆偏振光，并且射向显示面板100。之后，左旋圆偏振光会被显示面板的反射材料(例如是金属线、电极或反射薄膜)反射且反转为右旋圆偏振光。同样地，在上述实施例中，若原先的偏振光是右旋圆偏振光，在被反射后则变为左旋圆偏振光。右旋圆偏振光会被反射向宽波带四分之一波板300并且再次地被圆偏极化以变成线偏振光，而其偏振轴近乎垂直于线偏光板104的透射轴。线偏振光的偏振轴与线偏光板104的透射轴之间的角度例如是介于85至90度为佳。因此，右旋圆偏振光与左旋圆偏振光都会在显示面板100中传输与反射的期间被吸收，所以不致干扰自显示面板100发出的光讯号。
斜向入射的周遭光线106b也会如同垂直入射周遭光线在显示面板100里传输与反射的期间以相同的模式穿透。这是因为组成宽波带四分之一波板300的二分之一波板304与四分之一波板302皆满足关系式Nz＝(nx-nz)/(nx-ny)＝0.3～0.8，较佳的是Nz是介于0.3至0.6的范围(nx、ny、nz皆不相同)，因此即使光线是斜向入射到显示装置，其偏振轴仍可固定在相同方向。详细的说明如下。
图6A绘示了依照本发明较佳实施例的偏光板透射轴、四分之一波板的光轴以及二分之一波板的光轴三者之间的方位关系，此方位关系是以正向观察显示装置而得到的结果。如图6A所示，在线偏光板的透射轴402与二分之一波板的光轴400之间有一夹角θ，线偏光板的透射轴402与四分之一波板的光轴404之间则夹有一角度(2θ+45)，以致垂直入射的周遭光线可以有效地被吸收。因此，由线偏光板104、四分之一波板302以及二分之一波板304(如显示于图3)层叠成的光学片具有良好的抗反射效果。
图6B绘示了依照本发明较佳实施例的偏光板透射轴、四分之一波板光轴以及二分之一波板光轴三者间的方位关系，此方位关系是以斜向观察显示装置而得到的结果。因为显示装置包括满足关系式Nz＝(nx-nz)/(nx-ny)＝0.3～0.8的二分之一波板与四分之一波板，即使周遭光线是斜向入射到显示装置，线偏光板的透射轴402与二分之一波板的光轴400之间夹了一个角度θ，而线偏光板的透射轴402与四分之一波板的光轴404之间夹一角度(2θ+45)。
应该注意到的是，线偏光板104的吸收轴(如图5所示)大致上是平行于显示面板的水平方向，且具备太阳眼镜良好可见度(sunglassvisibility)的优点。因为此显示装置具有良好的抗反射效果以及良好的太阳眼镜的可见度，因此，此显示装置能够在户外环境中使用。
图7绘示了图5的显示装置的模拟反射情况。如图7所示，在极座标角约为50度且方位角在0、90、180、270度的区域，反射率比0.01小，相较于图1与图2现有习知的显示装置，本发明中所揭示的显示装置具有良好的抗反射效果，其平均反射率的最大值约0.01。
因此，本发明提出一种抗反射偏光片，其包括一偏光板与一宽波带四分之一波板，而宽波带四分之一波板包括一二分之一波板与一四分之一波板，且两波板皆满足关系式Nz＝(nx-nz)/(nx-ny)＝0.3～0.8。此抗反射偏光片可提供优良的广视角抗反射效果，因而能应用在显示装置或其它需要抗反射效果的设备。
图8绘示了依照本发明较佳实施例的电子装置。此电子装置可包括一显示装置804、一控制器802与一输入装置806。显示装置804是类似于图5的广视角抗反射显示装置，在此省略说明。控制器802是电性连接于显示装置804。控制器802包括了一源极和闸极驱动电路(未绘出)以控制显示装置804依据输入讯号而输出影像。输入装置806是电性连接于控制器802并且包含了一处理器或类似装置，以输入讯号至控制器802来处理显示在显示装置804上的影像。
另外，宽波带四分之一波板包括了皆满足关系式Nz＝(nx-nz)/(nx-ny)＝0.3～0.8的一二分之一波板与一四分之一波板。对于宽波带四分之一波板，当光线以任意角度穿透此宽波带四分之一波板时，其偏振轴方向可被固定。这是一种新的宽波带四分之一波板。若此宽波带四分一波板与一线偏光板被层叠在一起，将能提供良好的抗反射特性。
基于前述，本发明的显示装置与电子装置包括一双光轴四分之一波板与一双光轴二分之一波板，而此双光轴四分之一波板与此双光轴二分之一波板皆满足关系式Nz＝(nx-nz)/(nx-ny)＝0.3～0.8，以使以任意角度入射至显示装置中的周遭光线能有效地被由双光轴四分之一波板、双光轴二分之一波板以及线偏光板层叠而成的光学片所吸收。换言之，本发明的显示装置与电子装置具备有广视角抗反射特性。
另外，因为显示装置与电子装置具备有广视角抗反射特性，所以也具备有较强的对比以致可改善显示品质。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，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，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (20)

1、一种显示装置，其特征在于其包括：
一显示面板；
一偏光板，配置在该显示面板的表面上；以及
一宽波带四分之一波板，配置在该显示面板与该偏光板之间，其中该宽波带四分之一波板包括一二分之一波板与一四分之一波板，且该二分之一波板与该四分之一波板皆满足关系式Nz＝(nx-nz)/(nx-ny)＝0.3～0.8，其中的nx、ny为平面主折射率，nz为厚度方向的折射率。
2、根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于其中nx≠ny≠nz。
3、根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于其中所述的二分之一波板与该四分之一波板皆满足关系式Nz＝(nx-nz)/(nx-ny)＝0.5。
4、根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于其中所述的显示面板是选自一液晶显示面板、一有机电致发光显示面板、一等离子显示面板或是一场发射显示面板。
5、根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于其中所述的偏光板具有一吸收轴，且该吸收轴平行于该显示面板的水平方向。
6、根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于其中所述的偏光板的一透射轴与该二分之一波板的一光轴之间有一夹角θ，且该偏光板的该透射轴与该四分之一波板的一光轴之间有一夹角(2θ+45)。
7、根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于其中所述的二分之一波板是配置在该偏光板与该四分之一波板之间，且该四分之一波板是配置在该二分之一波板与该显示面板之间。
8、一种偏光片，其特征在于其包括：
一偏光板；以及
一宽波带四分之一波板，配置在该偏光板之上，
其中该宽波带四分之一波板包括一二分之一波板与一四分之一波板，且该二分之一波板与该四分之一波板皆满足关系式Nz＝(nx-nz)/(nx-ny)＝0.3～0.8，其中的nx、ny为平面主折射率，nz为厚度方向的折射率。
9、根据权利要求8所述的偏光片，其特征在于其中nx≠ny≠nz。
10、根据权利要求8所述的偏光片，其特征在于其中所述的二分之一波板与该四分之一波板皆满足关系式Nz＝(nx-nz)/(nx-ny)＝0.5。
11、根据权利要求8所述的偏光片，其特征在于其中所述的偏光板的一透射轴与该二分之一波板的一光轴之间有一夹角θ，且该偏光板的该透射轴与该四分之一波板的一光轴之间有一夹角(2θ+45)。
12、一种宽波带四分之一波板，其特征在于其包括：
一二分之一波板与一四分之一波板层叠在一起，其中该二分之一波板与该四分之一波板皆满足关系式Nz＝(nx-nz)/(nx-ny)＝0.3～0.8，其中的nx、ny为平面主折射率，nz为厚度方向的折射率。
13、根据权利要求12所述的宽波带四分之一波板，其特征在于其中nx≠ny≠nz。
14、根据权利要求12所述的宽波带四分之一波板，其特征在于其中所述的二分之一波板与该四分之一波板皆满足关系式Nz＝(nx-nz)/(nx-ny)＝0.5。
15、一种电子装置，其特征在于其包括：
权利要求1所述的一显示装置；
一控制器，其与该显示装置电性连接；以及
一输入装置，其与该控制器电性连接，并用以处理显示在该显示装置上的影像。
16、根据权利要求15所述的电子装置，其特征在于其中nx≠ny≠nz。
17、根据权利要求15所述的电子装置，其特征在于其中所述的二分之一波板与该四分之一波板皆满足关系式Nz＝(nx-nz)/(nx-ny)＝0.5。
18、根据权利要求15所述的电子装置，其特征在于其中所述的偏光板具有一吸收轴，且该吸收轴平行于该显示面板的水平方向。
19、根据权利要求15所述的电子装置，其特征在于其中所述的偏光板的一透射轴与该二分之一波板的一光轴之间有一夹角θ，且该偏光板的该透射轴与该四分之一波板的一光轴之间有一夹角(2θ+45)。
20、根据权利要求15所述的电子装置，其特征在于其中所述的二分之一波板配置在该偏光板与该四分之一波板之间，且该四分之一波板配置在该二分之一波板与该显示面板之间。
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