TWI591391B - 偏光板 - Google Patents
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Description
本發明是有關於一種用於液晶顯示器之偏光板，特指一種含有量子棒的整合型偏光板，使液晶顯示器具有更佳色域及光源利用率。
習知液晶顯示器所搭配之偏光板，普遍採用吸收型偏光板，背光源所發出之非偏極化光線穿過該偏光板時，在偏光板的吸收軸方向上的分量會被吸收而無法通過，因此，該偏光板對背光源之透光度理論上僅能達50%以下，光線再經過液晶面板之電極層、彩色濾光片、液晶層及玻璃基板等結構後，使用者實際可見顯示器之亮度，則僅剩下背光源所發出的10%以下，背光源利用率相當低而造成能源的浪費。
而現行存在許多增加背光源效率的方法已被提出，例如增加增亮膜、稜鏡片等於背光模組中，以將無法穿過偏光板之光線不斷反射回收利用或集中後，再穿過偏光板而達到增亮的目的，但為了不影響視角，往往需要採用多層增亮膜與稜鏡片組合搭配，而增加了背光模組厚度。
此外，亦提出了一種解決方案，在背光模組中增加一量子棒層，量子棒為一奈米級半導體材料，形狀屬於一維結
構，其長軸方向可吸收非偏振光線後激發出比原入射光源波長較長之偏振光線，且因內部量子效率高，故背光源之光線可大量轉換為偏振光，經過調整量子棒其長軸配向方向，所激發之偏振光可易於通過液晶面板上之偏光板之穿透軸，因此相對於未增加量子棒層前之非偏振背光源，理論上可增加光源利用率，但通常此類量子棒之半導體材料容易受環境中之水氧影響而降低使用壽命，故需另行增加封裝結構，例如增加阻隔層於其表面，因此，背光源模組之厚度亦相應地增加；另因量子棒層設置於背光源模組中，距離背光源較近，現行顯示器之背光源所產生之熱量若無經過適當之散熱設計或增加隔熱結構，亦會使量子棒熱衰退而降低螢光效率，且背光源所發出的光線至面板所通過的路徑中，需經過背光模組中的導光膜、擴散膜、增亮膜、多組稜鏡片以及偏光板外層保護膜等光學膜，若將量子棒層設置於背光模組之光學膜層狀結構中，其所激發轉換之偏振光源經過光學膜之間多次折射與反射後，與偏光板穿透軸平行之偏振光源之偏振程度與方向性亦會大幅降低，而降低實際可穿透面板之下偏光板的進光量；又若僅將單一量子棒層搭配背光源做為偏振光源，省略各種光學膜或下偏光板，則背光源之偏光效率亦仍不佳，因背光源通過量子棒層之透光度雖優於經過單一偏光板的50%，但因量子棒具有長軸及短軸，長軸方向雖可被背光源激發出偏振光，而短軸方向亦有部分穿透光分量，因此，量子棒層並無法達到如同現行液晶顯示器所採用之偏光板具有99%以上偏光度，而造成液晶顯示器之對比及飽和度不符使用者需求。
故本發明之發明人提出一種整合型偏光板結構，可在不需變更現行液晶顯示器與背光模組之設計下，達到更佳的光
源利用率。
有鑑於上述習知技藝之問題，本發明之目的在於提供一種具備新穎性、進步性及產業利用性等專利要件之偏光板，藉由整合於偏光板之保護層結構中之量子棒，以增加穿透偏光板之偏光層之進光量，且所搭配之偏光層仍可提供高偏光度，並以偏光板本身所具有之保護層做為量子棒之阻隔層，使幾乎不增加現行顯示器與背光模組之厚度，且因該偏光板位於背光模組之外，較不易受背光源所發出熱量影響，以期克服現有產品之難點。
為達到上述目的，本發明提供一種偏光板，在一較佳實施態樣中，其包含：偏光層，其具有吸收軸；第一保護層，其設置於偏光層之一表面；以及第二保護層，其設置於偏光層之另一表面，且包含複數個量子棒，該些量子棒之長軸排列方向係垂直於偏光層之吸收軸，亦即平行於偏光層之穿透軸。
在一實施例之偏光板中，第二保護層之該側係為一入射光之入光側，且第一保護層之該側係為出光側。
在又一實施例之偏光板中，入射光之波長係介於300nm至495nm，以激發第二保護層中之量子棒。
在另一實施例之偏光板中，形成量子棒之半導體材料係選自III-V族、II-VI族、IV-VI族及/或其組合的化合物。
在另一實施例之偏光板中，偏光層係為吸收型偏光層、反射型偏光層、染色型偏光層、塗佈型偏光層、光柵型偏光層或其組合。
在另一實施例之偏光板中，量子棒係分散於第二保護層之材料中。
在另一實施例之偏光板中，第一保護層與第二保護層之材料包含三醋酸纖維素、對苯二甲酸乙二酯聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯聚合物、環烯烴聚合物、矽酮聚合物或包含金屬氧化物之有機/無機複合薄膜。
在另一實施例之偏光板中，第一保護層係為補償膜。
在另一實施例之偏光板中，第一保護層與偏光層之間，以及偏光層與第二保護層之間，分別選擇性地具有封裝膠層；封裝膠層之材料包含聚甲基丙烯酸甲酯聚合物、環氧樹脂、聚矽氧烷聚合物、氟樹脂聚合物或共聚物。
1‧‧‧偏光板
2‧‧‧偏光層
2a‧‧‧吸收軸
3‧‧‧第一保護層
4‧‧‧第二保護層
41‧‧‧量子棒
41a‧‧‧長軸
L1‧‧‧入射光
第1a至1b圖：係為本發明之偏光板一實施態樣之示意圖。
為使本發明之發明特徵、內容與優點及其所能達成之功效更易瞭解，茲將本發明配合附圖，並以實施例之表達形式詳細說明如下，而其中所使用之圖式，其主旨僅為示意及輔助說明書之用，未必為本發明實施後之真實比例與精準配置，故不應就所附之圖式的比例與配置關係解讀、侷限本發明於實際實施上的權利範圍，合先敘明。
以下將參照相關圖式，說明依本發明之偏光板之實施例，為使便於理解，下述實施例中之相同元件係以相同之符號
標示來說明。
請配合參看第1a圖及第1b圖所示，其為本發明所提供一較佳實施態樣之偏光板1之示意圖；偏光板1包含：偏光層2，其具有吸收軸2a；第一保護層3，其設置於偏光層2之一表面；以及第二保護層4，其設置於偏光層2之另一表面，且包含複數個量子棒41，該些量子棒41之長軸41a排列方向係垂直於偏光層2之吸收軸2a。
在一實施例之偏光板中，第二保護層4之該側係為入射光L1之入光側，且第一保護層3之該側係為出光側，使非偏振之入射光L1可先經量子棒41轉換為與偏光層之吸收軸2a方向垂直之偏振光，而通過偏光層2之穿透軸方向。
在又一實施例之偏光板中，入射光之波長係介於紫外光至藍光範圍，較佳為300nm至495nm，以激發量子棒放出較長於入射光波長之激發光，並可藉由選擇性調整不同尺寸之量子棒以調控激發光之顏色，如以CdSe量子棒為例，在460nm的藍光光源激發下，當其長軸為30nm至40nm，短軸為5nm至10nm時可發出波長約630nm之紅光；當其長軸為20nm至30nm，短軸為2nm至5nm時可發出波長約550nm之綠光，經調整不同尺寸之量子棒含量，即可控制穿透之藍光與激發出之紅光、綠光比例，混合成白光作為顯示器之光源，並因量子棒材料之激發光譜具有較窄之半高寬(FWHM)，故可使得顯示器所能表現之色域(Gamut)面積更廣。
在另一實施例之偏光板中，形成量子棒之半導體材料係選自III-V族、II-VI族、IV-VI族及其組合的化合物所組成
之群組；例如包括但不限於下列化合物：AlN、AlP、AlAs、AlSb、GaN、GaP、GaAs、GaSb、InN、InP、InSb、ZnO、ZnS、ZnSe、ZnTe、CdS、CdSe、CdTe、HgSe、HgTe、PbS、PbSe或PbTe。
在另一實施例之偏光板中，偏光層依顯示器之應用可採用包含吸收型偏光層、反射型偏光層、染色型偏光層、塗佈型偏光層、光柵型偏光層或其組合。
在另一實施例之偏光板中，量子棒係均勻分散於未固化之第二保護層之材料中，其包含熔融之聚合物或聚合物溶液，經過擠出或澆鑄成膜，並可藉由電場驅動、延伸法或刷摩配向法等，使其中之量子棒在材料未完全固化前，其長軸可沿電場方向或應力方向而呈單一方向排列，再經過熱固化或光固化後以形成第二保護層；第一保護層與第二保護層之材料包含三醋酸纖維素、對苯二甲酸乙二酯聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯聚合物、環烯烴聚合物、矽酮聚合物或包含金屬氧化物之有機/無機複合薄膜。
在另一實施例之偏光板中，第一保護層係為補償膜，例如用於改善液晶顯示器之視角或色偏之廣視角膜。
在另一實施例之偏光板中，第一保護層與偏光層之間，以及偏光層與第二保護層之間所使用之黏著層，可分別選擇性地採用封裝膠層，以進一步保護第二保護層中之量子棒，且隔絕環境中的水氣、氧氣等，增加量子棒使用壽命；封裝膠層之材料包含聚甲基丙烯酸甲酯聚合物、環氧樹脂、聚矽氧烷聚合物、氟樹脂聚合物或共聚物。
以上所述之實施例僅係為說明本發明之技術思想及
特點，其目的在使熟習此項技藝之人士能夠瞭解本發明之內容並據以實施，當不能以之限定本發明之專利範圍，即大凡依本發明所揭示之精神所作之均等變化或修飾，仍應涵蓋在本發明之專利範圍內。
1‧‧‧偏光板
2‧‧‧偏光層
3‧‧‧第一保護層
4‧‧‧第二保護層
L1‧‧‧入射光
Claims (10)
- 一種偏光板，其包含：一偏光層，其具有一吸收軸；一第一保護層，其設置於該偏光層之一表面；以及一第二保護層，其設置於該偏光層之另一表面，且包含複數個量子棒，該些量子棒之長軸排列方向係垂直於該偏光層之吸收軸；其中，該偏光板設置於一液晶面板之背光源側。
- 如申請專利範圍第1項所述之偏光板，其中該第二保護層之該側係為一入射光之入光側，該第一保護層之該側係為出光側。
- 如申請專利範圍第2項所述之偏光板，其中該入射光之波長係介於300nm至495nm，以激發該第二保護層中之量子棒。
- 如申請專利範圍第1項所述之偏光板，其中形成該量子棒之半導體材料係選自III-V族、II-VI族、IV-VI族及其組合的化合物所組成之群組。
- 如申請專利範圍第1項所述之偏光板，其中該偏光層包含吸收型偏光層、反射型偏光層、染色型偏光層、塗佈型偏光層、光柵型偏光層或其組合。
- 如申請專利範圍第1項所述之偏光板，其中該些量子棒係分散於該第二保護層之材料中。
- 如申請專利範圍第1項所述之偏光板，其中該第一保護層與該第二保護層之材料包含三醋酸纖維素、對苯二甲酸乙二酯聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯聚合物、環烯烴聚合物、矽酮聚合物或包含金屬氧化物之有機/無機複合薄膜。
- 如申請專利範圍第1項所述之偏光板，該第一保護層係為一補償膜。
- 如申請專利範圍第1項所述之偏光板，該第一保護層與該偏光層之間，以及該偏光層與該第二保護層之間，分別選擇性地具有封裝膠層。
- 如申請專利範圍第9項所述之偏光板，該封裝膠層之材料包含聚甲基丙烯酸甲酯聚合物、環氧樹脂、聚矽氧烷聚合物、氟樹脂聚合物或共聚物。
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