TWI571660B

TWI571660B - 偏光板及表嵌式觸控面板

Info

Publication number: TWI571660B
Application number: TW104128304A
Authority: TW
Inventors: 陳仁龍; 張慶宇; 葉春成; 吳秋蕙; 徐維廷
Original assignee: 住華科技股份有限公司
Priority date: 2015-08-28
Filing date: 2015-08-28
Publication date: 2017-02-21
Also published as: TW201708857A

Description

偏光板及表嵌式觸控面板

本發明是關於一種偏光板，且特別是關於具有多層保護層之偏光板。

近年來，由於觸控功能普遍搭載於智慧手持裝置，因此電子產品輕薄短小的要求也同樣加諸於觸控面板上，目前已有單片式觸控面板(One Glass Solution,OGS)、表嵌式觸控面板(On-Cell Touch)與內嵌式觸控面板(In-Cell Touch)等解決方案問世，有效降低電子產品之整體厚度。

本發明一實施例提供一種偏光板，包括：偏光膜；以及複數層保護層，設置於偏光膜之至少一側，其中偏光膜及上述保護層之總厚度為135μm至250μm。

根據本發明一實施例，上述偏光板之整體介電常數為2至4。

根據本發明一實施例，上述偏光板中，保護層之總厚度為110μm至200μm。

根據本發明一實施例，上述偏光板更包括：硬塗層，設置於該些保護層之一表面上，該硬塗層之厚度為10μm至55μm。

10‧‧‧表嵌式觸控面板

10’‧‧‧表嵌式觸控面板

12‧‧‧觸控基板

14‧‧‧線路層

16‧‧‧偏光板

18‧‧‧保護蓋板

30‧‧‧偏光板

161‧‧‧偏光膜

163‧‧‧保護膜

301‧‧‧偏光膜

303a‧‧‧保護層

303‧‧‧第一保護層

305‧‧‧第二保護層

307‧‧‧第三保護層

309‧‧‧硬塗層

311‧‧‧第一感壓膠層

313‧‧‧第二感壓膠層

D‧‧‧偏光板之整體厚度

第1A至1B圖顯示一表嵌式觸控面板之剖面示意圖；第1C圖顯示一表嵌式觸控面板的偏光板之剖面示意圖；第2圖顯示根據本發明一些實施例中，偏光板之剖面示意圖；第3圖顯示根據本發明之第一實施例中，偏光板之剖面示意圖；第4圖顯示根據本發明之第二實施例中，偏光板之剖面示意圖；第5圖顯示根據本發明之第三實施例中，偏光板之剖面示意圖；第6圖顯示根據本發明之第四實施例中，偏光板之剖面示意圖。

以下將配合所附圖式詳述本發明之實施例，應注意的是，以下圖示並未按照比例繪製，事實上，可能任意的放大或縮小元件的尺寸以便清楚表現出本發明的特徵，而在說明書及圖式中，同樣或類似的元件將以類似的符號表示。

以下公開許多不同的實施方法或是例子來實行本發明之不同特徵，以下描述具體的元件及其排列的例子以闡述本發明。當然這些僅是例子且不該以此限定本發明的範圍。例如，在描述中提及第一個元件形成一第二個元件上時，其可以包括第一個元件與第二個元件直接接觸的實施例，也可以包括有其他元件形成於第一個與第二個元件之間的實施例，其中第一個元件與第二個元件並未直接接觸。此外，在不同實施例中可能使用重複的標號或標示，這些重複僅為了簡單清楚地敘述本揭露，不代表所討論的不同實施例及/或結構之間有特定的關係。

此外，其中可能用到與空間相關的用詞，像是“在...之下”、“下方”、“在...之上”、“在...之間”及類似的用詞，這些關係詞係為了便於描述圖示中一個(些)元件或特徵與另一個(些)元件或特徵之間的關係，這些空間關係詞包括使用中或操作中的裝置之不同方位，以及圖示中所描述的方位。裝置可能被轉向不同方位(旋轉90度或其他方位)，則其中使用的空間相關形容詞也可相同地照著解釋。應理解的是，在方法進行之前、當中或之後可能具有額外的操作步驟，且所述的一些操作步驟可能在另一些實施例之方法中被取代或刪除。

第1A及1B圖分別顯示表嵌式觸控面板10之剖面示意圖。如第1A圖所示，表嵌式觸控面板10一般包含觸控基板12、線路層14、偏光板16以及保護蓋板(cover lens)18。保護蓋板18設置於偏光板16之上，作為觸控面板10的操作介面並提供表面之保護，用以避免觸控面板受到外力破壞。在一實施例中，上述線路層14可為一透明氧化導電層，如氧化銦錫(indium tin oxide,ITO)層。在一實施例中，上述保護蓋板18可為一玻璃層。

近年來為了降低成本取消保護蓋板，使得觸控面板之偏光板外露於環境。然而，現有之偏光板並無法擁有與保護蓋板同等的機械特性，例如：抗刮性、硬度等。另外，取消保護蓋板會使得觸控面板之整體厚度降低，進而影響到觸控模組的作動靈敏度。此外，厚度不足之偏光板亦導致觸控電路的線路層14容易受水氣或外力影響進而腐蝕。

本發明乃為了解決上述問題，而提出以下設計。如第1B圖所示，部份表嵌式觸控面板10’可省略保護蓋板18，因而將偏光板16暴露於環境下。第1C圖進一步顯示偏光板16之詳細結構。在一實施例中，如第1C圖所示，表嵌式觸控面板10’使用之偏光板16可不具有補償膜，偏光板16包含：偏光膜161以及形成於偏光膜161兩側之保護膜163，例如，三醋酸纖維素(triacetyl cellulose,TAC)。而偏光板16之整體厚度約為130至140um。

然而，偏光板16並無法擁有與保護蓋板同等的機械特性，如抗刮性、硬度等。另外，取消外層保護蓋板會使得表嵌式觸控面板10’整體厚度降低，進而影響到觸控模組的作動靈敏度。

為解決上述問題，本發明提供一種偏光板，其具有多層保護層，使得偏光板之整體厚度增加，例如，介於135至250μm，因而改善表嵌式觸控面板之觸控功能。再者，本發明之偏光板亦可藉由對偏光板之表面進行處理，提升其表面的硬度及抗刮性。在一實施例中，本發明偏光板之硬度可達6H。在一實施例中，本發明之偏光板之表面處理粗糙度可小於50nm，因此可達成不影響觸控模組的作動靈敏度，並且可降低觸控筆於操作時對光學元件表面所造成之摩擦損傷。

以下將詳細說明本案之偏光板。第2圖顯示根據本發明一些實施例中，偏光板30之剖面示意圖。如第2圖所示，偏光板30包含：偏光膜301以及複數層保護層303a，例如，兩層以上之保護層303a。上述保護層303a可設置於偏光膜301之至少一側。在一實施例中，保護層303a設置於偏光膜301之兩側。

在一實施例中，偏光板30之整體厚度D，即，偏光膜301以及複數層保護層303a之總厚度可為135μm至250μm，例如，150μm至200μm或150μm至230μm。特別地，若偏光板之整體厚度D過薄，可能使得線路層14易受水氣或外力影響而腐蝕，進而影響觸控模組的作動靈敏度。反之，若偏光板之整體厚度D過厚，亦會導致觸控功能失效。

在一實施例中，偏光膜301之厚度可為5μm至40μm，例如，20μm至35μm。在一實施例中，保護層303a 之總厚度可為110μm至200μm，例如，130μm至180μm。再者，在一實施例中，保護層303a之各別厚度可為30μm至100μm，例如，40μm至90μm。應注意的是，複數層保護層303a彼此之間的厚度及材料皆可為相同或不同，只要總厚度達110μm至200μm即可。

再者，上述偏光板30之整體介電常數(dielectric constant)，即，偏光膜301以及複數層保護層303a之整體介電常數可為2至4。偏光板30之整體電容值介於9*10^-8至8*10^-10法拉。

承前述，偏光膜301為偏光板的主要偏光基體，可將光線由非偏極光轉換為偏極光。偏光膜301可為吸附配向之二色性色素之聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)薄膜或由液晶材料摻附具吸收染料分子所形成。聚乙烯醇可藉由皂化聚乙酸乙烯酯而形成。在一些實施例中，聚乙酸乙烯酯可為乙酸乙烯酯之單聚物或乙酸乙烯酯及其它單體之共聚物等。上述其它單體可為不飽和羧酸類、烯烴類、不飽和磺酸類或乙烯基醚類等。在另一些實施例中，聚乙烯醇可為經改質的聚乙烯醇，例如，經醛類改質的聚乙烯甲醛、聚乙烯乙醛或聚乙烯丁醛等。

上述偏光膜301的形成方法並無特別限制，可選用任意合適的習知方法製作。一般而言，偏光膜301的形成方法可包括：膨潤處理、染色處理、交聯處理及洗淨處理等，並於交聯處理中或交聯處理之前進行薄膜之拉伸處理，而最後將薄膜進行乾燥處理。

再者，複數層保護層303a可保護偏光膜301之光學性質以及防止偏光膜301回縮且亦提供偏光板30最外層之保護。保護層303a的材料可為聚酯樹脂、烯烴樹脂、乙酸纖維素樹脂、聚碳酸酯樹脂、丙烯酸樹脂、環烯烴樹脂或上述之組合，但不限於此。

在一些實施例中，保護層303a的材料可為三醋酸纖維素(triacetyl cellulose,TAC)、二醋酸纖維素(diacetyl cellulose,DAC)、聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate,PET)、環烯烴聚合物(cyclic olefin polymer,COP)、聚甲基丙烯酸甲酯(Poly(methyl methacrylate)、環烯烴共聚合物(cyclic olefin copolymer,COC)、聚碳酸酯樹脂、聚醚碸、聚亞醯胺、聚碸、聚乙烯樹脂、聚氯乙烯樹脂、二醋酸纖維素、或上述之組合，但不限於此。

再者，保護層303a亦可含有紫外線吸收劑(例如，二苯基酮化合物或苯并三唑化合物等)或含有塑化劑(例如，苯基磷酸酯化合物或鄰苯二甲酸酯化合物等)。

此外，亦可進一步對上述保護層實行表面處理，例如，抗眩光處理、抗反射處理、硬塗處理、帶電防止處理或抗污處理等。上述表面處理之厚度可大於10μm，硬度可達6H，且具有高耐刮傷性、高防汙性、低透濕度之特性，因此可取代保護蓋板。

在一些實施例中，偏光板30可包含設置於保護層303a表面上之硬塗層(未繪示)。硬塗層可大幅提升偏光板30表面的硬度及抗刮性。在一實施例中，硬塗層之厚度可為10μm至55μm，例如，15μm至50μm。上述硬塗層之材料可為丙烯酸樹脂、胺基甲酸酯樹脂、三聚氰胺樹脂、有機矽酸鹽化合物、聚矽氧樹脂、金屬氧化物或上述之組合，但不限於此。

上述保護層303a及硬塗層的形成方法並無特別限制，可選用任意合適的習知方法製作。例如，蒸鍍、濺鍍、塗佈或是藉由合適的接合劑直接貼合於偏光膜之上。

此外，偏光板30亦可視需要包含設置於保護層303a表面上之一或多層感壓膠(pressure sensitive adhesive,PSA)層(未繪示)。感壓膠層可用來提供保護層303a及偏光膜301之間的貼合、複數保護層303a間之貼合，且亦可用來提供偏光板30及觸控基板之間的貼合。感壓膠層係指輕壓即可黏著於物體表面之黏著劑，是由彈性體、增黏樹脂、增塑劑和填充料調配而成。感壓膠層之性能係隨著所使用單體、聚合的方式、所控制膠體之分子量或玻璃轉化溫度而有不同。感壓膠層可為天然橡膠、苯乙烯丁二烯橡膠(Styrene Butadiene Rubber,SBR)、壓克力樹脂(例如，丙烯酸酯共聚物)或上述之組合，但不限於此。

值得注意的是，由於表嵌式觸控面板的結構會使線路層14直接接觸到感壓膠層，為避免感壓膠層中單體及聚寡物所含之酸根腐蝕線路層14，以及感壓膠層中所含之抗靜電劑對線路層14之電性干涉。本案使用之感壓膠層最好不含酸價以及抗靜電劑，以避免腐蝕線路層14及產生電性干擾。在一實施例中，感壓膠層之阻值為10¹³歐姆。

在另一實施例中，感壓膠層內亦可摻雜導電粒子，例如，透明金屬氧化物、奈米粒子、導電高分子或導電金屬如鎳(Ni)、金(Au)或上述之組合，以達到抗靜電之功能。在一實施例中，感壓膠層之阻值為10⁷~10⁹歐姆。

以下更具體描述本發明之一些實施例，以更詳細說明本案之偏光板。

第3圖顯示根據本發明之第一實施例中，偏光板30之剖面示意圖。在此實施例中，偏光板30包含偏光膜301以及三層保護層，其分別為第一保護層303、第二保護層305以及第三保護層307。如第3圖所示，第一保護層303形成於偏光膜301之下，而第二保護層305及第三保護層307形成於偏光膜301之上。

在此實施例中，偏光膜301例如由聚乙烯醇所形成，第一保護層303及第二保護層305例如由三醋酸纖維素所形成，而第三保護層307則例如由環烯烴聚合物所形成。再者，偏光膜301之厚度為15至35μm，例如，25μm；第一保護層303之厚度為50至70μm，例如，60μm；第二保護層305之厚度為30至50μm，例如，40μm；第三保護層307之厚度為40至60μm，例如，52μm。在一實施例中，上述第二保護層305及第三保護層307之間可選擇性的包括一感壓膠層(未繪示)。

第4圖顯示根據本發明之第二實施例中，偏光板30之剖面示意圖。在此實施例中，偏光板30亦包含偏光膜301以及三層保護層，其分別為第一保護層303、第二保護層305以及第三保護層307。如第4圖所示，此實施例之第一保護層303以及第三保護層307形成於偏光膜301之下，而第二保護層305形成於偏光膜301之上。

在此實施例中，偏光膜301例如由聚乙烯醇所形成，第一保護層303及第二保護層305例如由三醋酸纖維素所形成，而第三保護層307則例如由聚甲基丙烯酸甲酯(Poly(methyl methacrylate)所形成。再者，偏光膜301之厚度為15至35μm，例如，25μm；第一保護層303之厚度為30至50μm，例如，40μm；第二保護層305之厚度為30至50μm，例如，40μm；第三保護層307之厚度為70至90μm，例如，82μm。在一實施例中，上述第一保護層303以及第三保護層307之間可選擇性的包括一感壓膠層(未繪示)。

第5圖顯示根據本發明之第三實施例中，偏光板30之剖面示意圖。在此實施例中，偏光板30包含偏光膜301以及兩層保護層(第一保護層303及第二保護層305)以及硬塗層309。如第5圖所示，在此實施例中，第一保護層303以及第二保護層305分別形成於偏光膜301之兩側，而硬塗層309形成於第二保護層305之上。

在此實施例中，偏光膜301例如由聚乙烯醇所形成，第一保護層303及第二保護層305例如由三醋酸纖維素所形成，硬塗層309則例如由壓克力樹脂所形成。再者，偏光膜301之厚度為20至40μm，例如，30μm；第一保護層303之厚度為50至70μm，例如，60μm；第二保護層305之厚度為20至40μm，例如，30μm；硬塗層309之厚度為50至 60μm，例如，55μm。

第6圖顯示根據本發明之第四實施例中，偏光板30之剖面示意圖。在此實施例中，偏光板30包含偏光膜301三層保護層(第一保護層303、第二保護層305及第三保護層307)、第一感壓膠層311及第二感壓膠層313。如第6圖所示，在此實施例中，第一保護層303、第二保護層305以及第三保護層307分別形成於偏光膜301之兩側，而第一感壓層311形成於第二保護層305之下，第二感壓層313形成於第一保護層303及第二保護層305之間。

在此實施例中，偏光膜301例如由聚乙烯醇所形成，第一保護層303、第二保護層305及第三保護層307例如由三醋酸纖維素所形成，第一感壓膠層311及第二感壓膠層313係指輕壓即可黏著於物體表面之黏著劑，是由彈性體、增黏樹脂、增塑劑和填充料調配而成。第一感壓膠層311及第二感壓膠層313之性能係隨著所使用單體、聚合的方式、所控制膠體之分子量或玻璃轉化溫度而有不同。第一感壓膠層311及第二感壓膠層313可為天然橡膠、苯乙烯丁二烯橡膠(Styrene Butadiene Rubber,SBR)、壓克力樹脂(例如，丙烯酸酯共聚物)或上述之組合，但不限於此。

在一實施例中，上述第一感壓膠層311及第二感壓膠層313中可摻雜了導電粒子，使得第一感壓膠層311及第二感壓膠層313之阻值為10⁷至10⁹歐姆。在一實施例中，上述導電粒子可包括：透明金屬氧化物、奈米粒子、導電高分子或導電金屬如可為鎳(Ni)、金(Au)或上述之組合。

再者，偏光膜301之厚度為5至40μm，例如，25μm；第一保護層303之厚度為50至70μm，例如，60μm；第二保護層305之厚度為50至100μm，例如，82μm；第三保護層之厚度307之厚度為40至100μm，例如，45μm；第一感壓膠層311及第二感壓膠層313之厚度5至20μm，例如，5μm。

綜上所述，本發明提供之偏光板，其具有多層保護層，使得偏光板之整體厚度介於135至250μm，較傳統使用於表嵌式觸控面板之偏光板厚，可改善表嵌式觸控面板之觸控模組的作動靈敏度。再者，本發明之偏光板亦藉由對偏光板進行表面處理，提升偏光板表面的硬度及抗刮性，藉此可有效地替代現有表嵌式觸控面板外層之保護蓋板。

前述內文概述了許多實施例的特徵，使本技術領域中具有通常知識者可以更清楚地了解本發明的各個面向。本技術領域中具有通常知識者可以輕易地以本發明為基礎來設計或修飾其它製程及結構，並以此達到相同的目的及/或達到與本發明實施例相同的優點。本技術領域中具有通常知識者也應該了解這些均等的結構並不會背離本發明的發明精神與範圍，而可以作各種改變、置換與修改。

雖然本發明已以數個較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作任意之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

30‧‧‧偏光板

301‧‧‧偏光膜

303a‧‧‧保護層

D‧‧‧偏光板之整體厚度

Claims

一種偏光板，包括：一偏光膜；以及複數層保護層，設置於該偏光膜之至少一側，其中該偏光膜及該些保護層之總厚度為135μm至250μm，其中該些保護層係由三層保護層所組成，分別為第一保護層、第二保護層及第三保護層，該第一保護層設置於該偏光膜之一側，該第二保護層及該第三保護層設置於該偏光膜之另一側。
如申請專利範圍第1項所述之偏光板，其中該偏光膜之厚度為10μm至40μm，及/或該些保護層之總厚度為110μm至200μm，及/或該些保護層之各別厚度為30μm至100μm。
如申請專利範圍第1項所述之偏光板，其中該些保護層包括：三醋酸纖維素(triacetyl cellulose,TAC)、二醋酸纖維素(diacetyl cellulose,DAC)、聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate,PET)、環烯烴聚合物(cyclic olefin polymer,COP)、環烯烴共聚合物(cyclic olefin copolymer,COC)或上述之組合。
如申請專利範圍第1項所述之偏光板，更包括：一硬塗層，設置於該些保護層之一表面上，其中該硬塗層之厚度為10μm至55μm，及/或該硬塗層之材料包括：丙烯酸樹脂、胺基甲酸酯樹脂、三聚氰胺樹脂、有機矽酸鹽化合物、聚矽氧樹脂、金屬氧化物或上述之組合。
如申請專利範圍第1項所述之偏光板，更包括：至少一感壓膠層，設置於該些保護層之一表面上或該些保護層之間，該感壓膠層之厚度為10μm至30μm。
如申請專利範圍第5項所述之偏光板，其中該感壓膠層中可包含一導電粒子，及/或該感壓膠層之阻值為10⁷至10⁹歐姆，及/或該感壓膠層不含酸價以及抗靜電劑。
如申請專利範圍第1項所述之偏光板，其中該第一保護層及該第二保護層係由三醋酸纖維素所形成，該第三保護層係由環烯烴聚合物或聚甲基丙烯酸甲酯所形成。
如申請專利範圍第1項所述之偏光板，其中該第二保護層係緊鄰該偏光膜，且該第一保護膜及該第三保護膜係由三醋酸纖維素所形成，第二保護層係由環烯烴共聚合物所形成。
如申請專利範圍第1項所述之偏光板，其中該偏光板之整體介電常數為2至4，及/或該偏光板之整體電容值介於9*10^-8至8*10^-10法拉，及/或該偏光板之硬度為6H，及/或該偏光板之表面處理粗糙度小於50nm。
一種表嵌式觸控面板，包括：一觸控基板；如申請專利範圍第1至9項任一項所述之偏光板，設置於該觸控基板之上；以及一線路層，設置於該偏光板及該觸控基板之間，其中該偏光板係暴露於環境下。