TWI581013B - 偏光板與顯示裝置 - Google Patents

Description

偏光板與顯示裝置

本發明是有關於一種偏光板，且特別是有關於一種具有偏光板的顯示裝置。

背光顯示裝置一般需要使用多張不同作用的光學膜材以得到預期的顯示效果。但膜材各自的厚度與製程阻礙的顯示裝置的薄化趨勢，且提高製程的複雜度與成本。

有鑑於此，本發明提供一種偏光板或使用此偏光板的顯示裝置。偏光板具有額外的光學效果，且製程簡單。使用此偏光板的顯示裝置能減少光學膜材的使用數量，並具有較薄的厚度、簡化的製程且成本低。

根據本發明之一實施例，提出一種偏光板，其包括相對的一膠面與一非膠面。非膠面具有排列的複數個微結構。

根據本發明之另一實施例，提出一種顯示裝置，其包括一背光源、一顯示面板及一偏光板。偏光板包括相對的一膠面與一非膠面。非膠面具有複數個排列的微結構。偏光板配置在 背光源與顯示面板之間。偏光板的微結構是朝向背光源。

為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：

102‧‧‧偏光子

103‧‧‧第一表面

105‧‧‧第一表面

104A、104B‧‧‧保護層

106‧‧‧第一黏著層

108A、108B、108C‧‧‧微結構

110‧‧‧第二黏著層

112‧‧‧光學膜材

400‧‧‧偏光層膜

440‧‧‧移動平台

442‧‧‧噴頭

446‧‧‧光源

500、570、600、670‧‧‧偏光板

550、650‧‧‧背光源

552、652‧‧‧導光板

554‧‧‧第二增亮膜

556‧‧‧第一增亮膜

654‧‧‧增亮膜

558、658‧‧‧擴散膜

560、660‧‧‧顯示面板

D‧‧‧寬度

H‧‧‧高度

第1圖繪示根據一實施例之偏光板的剖面圖。

第2圖繪示根據另一實施例之偏光板的剖面圖。

第3圖繪示根據一實施例之微結構的排列方式。

第4圖繪示根據另一實施例之微結構的排列方式。

第5圖繪示根據又另一實施例之微結構的排列方式。

第6圖繪示根據再另一實施例之微結構的排列方式。

第7圖繪示根據一實施例之偏光板的剖面圖。

第8圖繪示根據一實施例之微結構的排列方式。

第9圖繪示根據一實施例之偏光板的剖面圖。

第10圖繪示根據一實施例之偏光板的製造方法。

第11圖繪示根據一實施例之顯示裝置。

第12圖繪示根據一比較例之顯示裝置。

第13圖繪示根據一實施例之顯示裝置。

第14圖繪示根據一比較例之顯示裝置。

本發明之實施例的偏光板具有微結構，因此除了偏光效果，還能造成其他額外的光學效果，例如增亮效果、擴散效果等，故應用在顯示裝置時，可以減少其他光學膜的使用數量， 光學膜例如可應用在背光模組的增亮膜(Brightness Enhance Film；BEF)或擴散膜(Diffuser Film)等。此整合型的偏光板製造方法簡單，能減少光學膜的數量，達到薄化裝置，降低製造成本之優點。

在以下說明中，相同或類似的元件是以相同或類似的符號標示。

第1圖繪示根據一實施例之偏光板的剖面圖。偏光板可包括一偏光子102、一第一保護層104A、一第二保護層104B與一第一黏著層106。第一保護層104A與第二保護層104B可分別藉由連接層(未繪示)貼附在偏光子102的相對兩表面上。第一黏著層106形成在第一保護層104A的第一表面上103。複數個微結構108A是直接接觸第二保護層104B之第一表面上105，一實施例中，第二保護層104B之第一表面105係一平整表面。在本實施例中，上述第一保護層104A的第一表面103與第二保護層104B之第一表面105不接觸偏光子102。第一黏著層106外露的部分形成偏光板的一膠面，而外露之不具黏著特性且具有微結構108A之表面，形成偏光板的一非膠面。

偏光子102可為聚乙烯醇(PVA)樹脂膜，其可藉由皂化聚醋酸乙烯樹脂製得。聚醋酸乙烯樹脂的例子包括醋酸乙烯之單聚合物，即聚醋酸乙烯，以及醋酸乙烯之共聚合物和其他能與醋酸乙烯進行共聚合之單體。其他能與醋酸乙烯進行共聚合之單體的例子包括不飽和羧酸(例如丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸乙酯、正丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸甲酯)、烯烴(例如乙烯、丙烯、 1-丁烯、2-甲丙烯)、乙烯醚(例如乙基乙烯醚、甲基乙烯醚、正丙基乙烯醚、異丙基乙烯醚)、不飽和磺酸(例如乙烯基磺酸、乙烯基磺酸鈉)等等。

第一保護層104A、第二保護層104B的材料可分別選自由聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate，PMMA)、三聚醋酸纖維素(Triacetyl Cellulose，TAC)、丙烯酸樹脂膜、聚芳香羥樹脂膜、聚醚樹脂膜、環聚烯烴樹脂膜(例如聚冰片烯樹脂膜)、聚酯(Polyethylene Terephthalate，PET)、聚丙稀(Polypropylene，PP)、環烯烴聚合物(Cyclo Olefin Polymer，COP)、聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)以及上述任意組合所組成的一族群。

第2圖與第1圖的差異主要在於，偏光板更包括一光學膜材112，其可藉由第二黏著層110黏著在第二保護層104B上，而微結構108A是直接接觸在光學膜材112之平整的表面上。一實施例中，光學膜材112是指對光學之增益、配向、補償、轉向、直交、擴散、保護、防黏、耐刮、抗眩、反射抑制、高折射率等有所助益的層，可例如為具有控制視角補償或雙折射(birefraction)等特性的配向液晶層、易接合處理層、硬塗層、抗反射層、防黏層、擴散層、防眩層等各種表面處理層。一實施例中，光學膜材112可為具有增亮效果之光學膜。其他與第1圖相同或類似的元件是以相同的符號標示，於此不再贅述。

請參照第1圖與第2圖，微結構108A是具有半圓形狀。實施例中，具有此微結構108A的偏光板可額外造成聚光 準直作用，達到擴散效果。各個微結構108A的寬度D或高度H是介於10^-9公尺至10^-3公尺，較佳是介於10^-6公尺至10^-4公尺。或者，各個微結構108A可具有微米等級的尺寸，且寬度D對高度H的比值(D/H)是介於0.1至1。

本發明之偏光板的層膜並不限於第1圖與第2圖所示之結構。其他實施例中亦可使用額外的薄膜，或刪減部分的薄膜。一實施例中，舉例來說，偏光板的層膜並不具有如第1圖所示的第二保護層104B，且微結構108A是直接形成在偏光子102之表面上。

第3圖繪示根據一實施例之微結構的排列方式。從上視圖來看，一維排列之微結構108A具有往彼此平行之方向延伸的柱形狀。

第4圖繪示根據一實施例之微結構的排列方式，其與第3圖所示之實施例的差異在於，二維排列的微結構108A可以交錯型的方式排列。

第5圖繪示根據一實施例之微結構的排列方式，其與第4圖所示之實施例的差異在於，二維排列的微結構108A可以棋盤型的方式排列。

第6圖繪示根據一實施例之微結構的排列方式，其與第4圖所示之實施例的差異在於，微結構108A可以從大尺寸逐漸縮小之漸進型的方式排列。其他實施例亦可以其他種不均勻的方式排列，以達到特定方向/非對稱式的增亮/擴散等效果。

第7圖繪示根據一實施例之偏光板的剖面圖，其與第1圖所示之實施例的差異在於，微結構108B具有三角形狀。其他實施例中，三角形狀的微結構108B亦可應用至其他偏光層膜，如第2圖所示之情況。一實施例中，舉例來說，三角形的微結構108B在最凸出的尖端部分具有10~170度的頂度，最佳為具有80~100度的頂度，具有此微結構108B的偏光板可額外造成光準直增量之效果，而達到增亮效果。

第8圖繪示根據一實施例之微結構108B的排列方式。從上視圖來看，一維排列的三角形微結構108B具有往彼此平行之方向延伸的柱形狀。在其他實施例中，微結構108B亦可以二維的方式排列，如第4圖至第6圖所示，此時微結構108B具有從下至上逐漸收縮的鋸齒形狀。

第9圖繪示根據一實施例之偏光板的剖面圖，其與第1圖所示之實施例的差異在於，微結構108C具有雙凸形狀，可類似微透鏡之效果。具有此微結構108C的偏光板可額外造成聚光準直作用，達到擴散效果。其他實施例中，雙凸形狀的微結構108C亦可應用至其他種類的偏光層膜，如第2圖所示之情況。微結構108C的排列方式可類似第3圖至第6圖所述，於此不再贅述。

本發明並不限於以上實施例，可針對實際的產品需求使用其他適當的設計。例如其他實施例中，尺寸/形狀/排列方式可適當改變或整合以得到預期的光學效果(如單獨的增亮、擴散 效果，或整合增亮與擴散效果)。偏光以外的光學效果(如增亮、擴散效果)程度可透過調整微結構的分佈密度改變。

第10圖繪示以噴印方式形成偏光板的微結構。偏光層膜400，例如以第1圖所示之第一保護層104A、偏光子102、第二保護層104B與第一黏著層106構成之偏光層膜，或以如第2圖所示之第一保護層104A、偏光子102、第二保護層104B、第一黏著層106、第二黏著層110與光學膜材112構成之偏光層膜，放置在移動平台440上，噴頭442射出特定折射率之材料至偏光層膜，如第1圖的第二保護層104B、偏光子102或第2圖的光學膜材112的表面上，並利用UV光源446照射硬化墨水材料，藉此形成具有直接黏附在偏光層膜之微結構的偏光板。噴頭442的開口尺寸/排列方式可依微結構的尺寸/排列方式適當調整。

本發明並不限於使用噴印方式，亦可以黃光微影蝕刻方式、物理沖壓、物理轉印、滴製等方式成形微結構。微結構的材料可例如包括UV壓克力樹脂、高分子材料、矽凝膠、乙烯對苯二甲酸酯(PET)等。

第11圖繪示根據一實施例的顯示裝置，包括液晶顯示面板560、背光源550、與配置在顯示面板560與背光源550之間的偏光板570、第一增亮膜556、第二增亮膜554與導光板552。偏光板570具有微結構，且微結構是朝面對背光源550的方向。一實施例中，具有微結構之偏光板570是額外具有擴散光源的效果，因此所示之顯示裝置比起一般的設計少用了額外一層 的擴散膜。

第12圖繪示根據一比較例的顯示裝置，其與第11圖所示之實施例的顯示裝置之間的差異在於，不具有微結構之偏光板500僅具有偏光效果，因此還需要額外堆疊擴散膜558。擴散膜558為一平面膜材上具有微結構的層膜。一般而言，偏光板500是直接堆疊在擴散膜558，即偏光板500與擴散膜558之間並未使用黏著層黏合，且偏光板500與擴散膜558之間有空氣間隙。

比起第11圖的實施例，第12圖之比較例的擴散膜558其微結構以外的平面膜材造成額外的層膜厚度，因此顯示裝置較厚；且擴散膜558需以額外的製程形成，因此複雜化顯示裝置的製程及成本。

換句話說，在本發明的實施例中，使用具有微結構的偏光板能造成偏光以外的光學效果，因此能減少顯示裝置中光學膜的數量，而達到薄化顯示裝置、簡化製程、降低成本之優勢。

第13圖繪示根據一實施例的顯示裝置，包括液晶顯示面板660、背光源650、與配置在顯示面板660與背光源650之間的偏光板600、增亮膜654、與導光板652。偏光板600具有微結構，且微結構是朝向面對背光源650的方向。一實施例中，具有微結構之偏光板600是額外具有擴散光源的效果，因此所示之顯示裝置比起一般的設計少用了額外一層的擴散膜。

第14圖繪示根據一比較例的顯示裝置，其與第13 圖所示之實施例的顯示裝置之間的差異在於，不具有微結構之偏光板670僅具有偏光效果，因此還需要額外配置擴散膜658。

比起第13圖的實施例，第14圖之比較例的擴散膜658其微結構以外的平面膜材造成額外的層膜厚度，因此顯示裝置較厚；且擴散膜658需以額外的製程形成，因此複雜化顯示裝置的製程及成本。換句話說，在本發明的實施例中，使用具有微結構的偏光板能造成偏光以外的光學效果，因此能減少顯示裝置中光學膜的數量，而達到薄化顯示裝置、簡化製程、降低成本之優勢。

以上是以具有擴散效果之偏光板說明本案之優點。然其他實施例中，顯示裝置亦可使用其他光學效果之偏光板，而刪減掉對應之光學膜，達到本案之優點。當然，當偏光板具有更多不同光學效用時，便能對應刪減更多數量的光學膜，而達到更高程度的裝置薄化效果、製程簡化、及低的成本。

根據以上實施例，本發明之具有微結構的偏光板同時具有偏光以外的光學效果。因此使用此偏光板的顯示裝置能減少光學膜的數量、具有較薄之厚度，且製程簡單、成本低。

綜上所述，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明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，當可作各種之更動與潤飾。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。

102‧‧‧偏光子

103‧‧‧第一表面

105‧‧‧第一表面

104A、104B‧‧‧保護層

106‧‧‧第一黏著層

108A‧‧‧微結構

D‧‧‧寬度

H‧‧‧高度

Claims (9)

1. 一種偏光板，包括相對的一膠面與一非膠面，其中該非膠面具有排列的複數個微結構，該偏光板包括：一偏光子；一第一保護層與一第二保護層，分別貼附在該偏光子的相對表面上，其中該第二保護層具有該非膠面，該些微結構是直接形成在該第二保護層之該非膠面的表面上；以及一第一黏著層，黏著在該第一保護層的表面上，以形成該膠面。
2. 一種偏光板，包括相對的一膠面與一非膠面，其中該非膠面具有排列的複數個微結構，該偏光板包括：一偏光子；一第一保護層與一第二保護層，分別貼附在該偏光子的相對表面上；一第一黏著層，黏著在該第一保護層的表面上，以形成該膠面；以及一光學膜材，黏著在該第二保護層上，並具有該非膠面，其中該些微結構是直接形成在該光學膜材之該非膠面的表面上。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之偏光板，其中該些微結構包括雙凸形狀、半圓形狀、鋸齒形狀、柱形狀、三角形狀。
4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之偏光板，其中該些微結構的排列方式包括交錯型、棋盤型、漸進型。
5. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之偏光板，其中該些微結構使得該偏光板具有增亮效果及/或擴散效果。
6. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之偏光板，其中該些微結構的寬度或高度是介於10^-9公尺至10^-3公尺。
7. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之偏光板，其中該些微結構的寬度或高度是介於10^-6公尺至10^-4公尺。
8. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之偏光板，該些微結構具有微米等級的尺寸，及/或該些微結構之寬度對高度的比值是介於0.1至1。
9. 一種顯示裝置，包括：一背光源；一顯示面板；及如申請專利範圍第1項或第2項所述之偏光板，配置在該背光源與該顯示面板之間，該偏光板的該些微結構是朝向該背光源。