TWI676054B - 偏光片、使用該偏光片的偏光片組及顯示裝置 - Google Patents
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Abstract
一種偏光片,包括至少一第一偏光層,第一偏光層具有第一吸收軸,第一吸收軸為曲線。還提供一種使用該偏光片的顯示裝置。
Description
本發明涉及一種偏光片,還涉及使用該偏光片的偏光片組與顯示裝置。
偏光片(Polarizing Film)是使不具偏極性的自然光偏振化,將其轉變成偏振光,從而薄膜電晶體液晶顯示器(TFT-LCD)就可以利用此偏振片,配合液晶分子的扭轉特性,來控制光線的通過與否。偏光片一般由多層高分子材料複合形成。其中,發揮偏光功能的偏光層是由聚乙烯醇(PVA)膜片卷用碘離子或染料染色後做單軸延伸形成,偏光層是偏光片的主要部分,亦被稱為偏光原膜。偏光層決定了偏光片的偏光性能、透過率,同時亦會影響偏光片色調和光學耐久性。原本PVA分子為任意角度無規則分佈,受力拉伸後分子就逐漸偏轉於作用力方向上(沿拉伸方向延伸),而附著在PVA上的碘離子或染料亦隨之有具方向性,由於碘離子或染料分子具有很好的起偏性,它可以吸收平行於其排列方向(即,吸收軸)的偏振光,只讓垂直於其吸收軸方向的偏振光通過。
然,在習知技術的TFT-LCD製造過程中,由於摩擦配向以及貼附偏光片對位時的對位震動(或稱:偏光片偏貼)容易造成上偏光片的吸收軸與上配向方向不能完全重疊、下偏光片的吸收軸與下配向方向不能完全重疊,從而產生光洩露而導致畫面對比度下降。而且,液晶顯示裝置通常在一定範圍的視角內觀看效果最佳,以超過該一定範圍的視角觀看的話觀看效果變差。由於摩擦配向以及貼附偏光片對位時的對位震動會進一步縮小該視角的範圍;另外,觀眾在佩戴太陽眼鏡觀看顯示面板時,由於太陽眼鏡具有一定偏光效果,若太陽
眼鏡的偏光軸和偏光片的偏光軸恰好正交,則會呈現黑色,導致無法觀看或觀看效果不佳。
有鑑於此,有必要提供一種能夠提高畫面對比度的偏光片和偏光片組。
一種偏光片,包括起偏光作用的第一偏光層,所述第一偏光層具有第一吸收軸,所述第一吸收軸為曲線。
本發明還提供一種顯示效果較佳,擴大視角,且適用於佩戴太陽眼鏡時觀看的液晶顯示裝置。
一種液晶顯示裝置,包括一偏光片,該偏光片包括起偏光作用的第一偏光層,第一偏光層具有第一吸收軸,第一吸收軸為曲線。
本發明還提供另一種液晶顯示裝置,其包括第一偏光片和第二偏光片,所述第一偏光片和所述第二偏光片的至少一個具有彎曲的吸收軸。
相較於習知技術,本發明的偏光片的偏光層具有彎曲的吸收軸,可以補償摩擦配向以及貼附偏光片對位時的對位振動容易造成的對比度下降和視角狹窄,還能解決因佩戴太陽眼鏡觀看液晶顯示面板造成的無法觀看或觀看效果不佳的問題。
100‧‧‧偏光片
10、20、30‧‧‧偏光層
101‧‧‧吸收軸
11‧‧‧第一保護層
12‧‧‧第一保護層
13‧‧‧黏著層
14‧‧‧離型膜
15‧‧‧保護層
21‧‧‧第一偏光層
211、311、411、511‧‧‧第一吸收軸
22‧‧‧第一偏光層
221、321、421、512‧‧‧第二吸收軸
23‧‧‧基準軸
400‧‧‧偏光片組
41、51‧‧‧第一偏光片
42、52‧‧‧第一偏光片
412、512‧‧‧第一基準軸
422、523‧‧‧第二基準軸
521‧‧‧第三吸收軸
522‧‧‧第四吸收軸
圖1為本發明第一實施方式的偏光片的結構示意圖。
圖2為本發明第一實施方式的偏光片的偏光層的示意圖。
圖3為習知技術中對偏光層進行拉伸的作用力的示意圖。
圖4為本發明對偏光層進行拉伸的作用力的示意圖。
圖5為本發明第二實施方式的偏光片的偏光層的分解示意圖。
圖6為本發明第三實施方式的偏光片的偏光層的分解示意圖。
圖7為本發明第四實施方式的偏光片組的示意圖。
圖8為本發明第五實施方式的偏光片組的示意圖。
圖9為使用了不同的偏光片組的顯示器的視角和對比度的對比圖。
本發明提供的偏光片適用於各種液晶顯示裝置,包括橫向電場型液晶顯示裝置,如IPS(面內開關型)、FFS(邊緣場切換型)液晶顯示裝置,和縱向電場型液晶顯示裝置,如TN(扭轉向列型)、MVA(多疇垂直取向)、PVA(垂直取向)液晶顯示裝置等,其可以作為上偏光片、下偏光片或組合成偏光片組使用。
本發明的偏光片包括一個或多個起偏光作用的偏光層,該一個或多個偏光層的吸收軸均為曲線。
第一實施方式
請參閱圖1,本發明第一實施方式中的偏光片100包括偏光層10、分別設置於偏光層10兩個相對表面的第一保護層11、第二保護層12、設置於第一保護層11遠離偏光層10表面的黏著層13、貼附於黏著層13表面的離型膜14、設置於第二保護層12遠離偏光層10表面的保護層15。
偏光層10在偏光片100中起偏光作用,偏光層10的基體為聚乙烯醇(PVA)膜,該PVA膜經染色後吸附具有二向吸收功能的碘分子或染料分子,藉由從PVA膜兩側進行拉伸使碘分子在PVA膜上有序排列,形成具有均勻二向吸收性能的偏光層10,在本實施方式中,藉由拉伸形成彎曲的吸收軸101。在本實施方式中,偏光層10具有彎曲的吸收軸101可以指在偏光層10上所有位置都具有彎曲方向相同且曲度一致的吸收軸101,在本發明的其他實施方式中,亦可為偏光層10的不同位置具有彎曲方向一致但曲度不同的吸收軸101。
請參考圖3,習知技術的偏光層的製造過程中,對PVA膜施加對稱且平均的力,即從PVA膜兩側相同位置施加相同的拉力進行拉伸以使PVA膜形成直
線吸收軸X。再參考圖4,本案的偏光層10在製造過程中,對PVA膜施加不對稱的作用力,即施加於PVA膜兩側的拉伸力不在同一直線上進行拉伸以使PVA膜上形成彎曲的吸收軸。在本實施方式中,吸收軸的曲率為1度。可以理解,附圖2中繪出的吸收軸僅表示其彎曲的狀態,並不代表其實際曲度。其外,吸收軸101的彎曲方向並沒有特別限制,其可以配合需要補償的偏差進行設計。
第一保護層11、第二保護層12、黏著層13、離型膜14以及離型膜14可以使用習知技術中的材料,可以是以下例子,但不限定於以下。
第一保護層11和第二保護層12可以為三醋酸纖維素膜,其具有優異的支撐性、光學均勻性和高透明性,耐酸堿、耐紫外線特性。第一保護層11和第二保護層12一方面作為PVA膜的支撐體,保證延伸的PVA膜不會回縮,另一方面保護PVA膜不受水汽、紫外線及其他外界物質的損害,保證偏光片100的環境耐候性。
黏著層13用於將偏光片100去掉離型膜14後貼合在顯示面板上,其決定了偏光片100的粘著性能及貼片加工性能。黏著層13可以為壓敏膠。
離型膜14用於在偏光片100貼合到顯示面板之前,保護黏著層13不受損傷,避免產生貼合氣泡。離型膜14為單側塗布矽塗層的PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)膜。將偏光片100貼合到顯示面板時,離型膜14被剝離去掉。
保護層15用於貼合在偏光片上以保護偏光片100本體不受外力損傷。
可以理解,偏光片100還可以包括反射膜、補償膜等常用的光學膜片。
相較於習知技術,本發明第一實施方式的偏光片100的偏光層10吸收軸101具有一定曲度,因此可以在一定範圍內補償吸收軸方向與配向方向(如,上偏光片的吸收軸與上配向方向、下偏光片的吸收軸與下配向方向)的偏離,從而減少光洩露,提高對比,進而提升液晶顯示裝置性能。另外在佩戴太陽眼鏡
觀看具有本發明第一實施方式的偏光片100的液晶顯示面板時,造成的無法觀看或者觀看效果不佳的問題。
第二實施方式
請參閱圖5,本發明第二實施方式的偏光片的結構與第一實施方式的偏光片結構類似,其區別僅在於,第二實施方式的偏光片的偏光層20包括層疊設置的第一偏光層21與第二偏光層22,第一偏光層21具有第一吸收軸211,第二偏光層22具有第二吸收軸221,第一吸收軸211與第二吸收軸221朝向相同方向彎曲,且彎曲程度,即曲率不同。在本實施方式中,第一吸收軸211的曲率為1度,第二吸收軸221的曲率為2度。
本發明第二實施方式的偏光片藉由層疊兩層彎曲方向相同曲率不同的吸收軸的偏光層,由於條光吸收軸的共同作用,可以有效避免由於摩擦配向以及貼付偏光片的對位誤差造成的漏光及對比度下降,從而提高顯示品質。
第三實施方式
請參閱圖6,本發明第三實施方式的偏光片的結構與第二實施方式的偏光片結構類似,其區別僅在於,第三實施方式的偏光片的偏光層30的第一偏光層31的第一吸收軸311與第二偏光層32的第二吸收軸321朝向相反方向彎曲。在本實施方式中,第一吸收軸311的曲率為1,第二吸收軸321的曲率為-1,即第一吸收軸311與第二吸收軸321彎曲的程度相同。本發明中曲率的正負並非絕對,而是根據所選取的參考系改變,實際上曲率的正負僅用來表示彎曲方向是相同或不同。在本發明其他實施方式中,第一吸收軸311與第二吸收軸321可以是彎曲方向不同,但彎曲程度不同,即曲率的絕對值不相等。
本發明第三實施方式的偏光片藉由層疊兩層具有彎曲方向不同的吸收軸的偏光層,對由於摩擦配向以及貼付偏光片的對位誤差造成的漏光及對比度下降具有更好的補償效果。
本發明第一實施方式至第三實施方式的偏光片都可以獨立作為上偏光片或下偏光片使用,亦可與其他偏光片組合,例如與吸收軸為直線的偏光片組合,或與吸收軸同為曲線的偏光片進行組合作為顯示裝置中的偏光片組使用獲得與上述實施方式相同的技術效果。
第四實施方式
本發明第四實施方式提供一種偏光片組,將本發明第一實施方式中的兩個偏光片進行組合,作為顯示裝置的偏光組使用。請參閱圖7,偏光片組400包括第一偏光片401與第二偏光片402,本實施例的第一偏光片401與第二偏光片402結構與第一實施例的偏光片100相同,因此不再對第一偏光片401與第二偏光片402進行結構分解。第一偏光片401包括一第一偏光層(圖未示),第一偏光層具有彎曲的第一吸收軸4011,第二偏光片42包括一第二偏光層(圖未示),第二偏光層具有彎曲的第二吸收軸4021,第一吸收軸4011與第二吸收軸4021大致垂直。
第五實施方式
本發明第五實施方式提供一種偏光片組,其組合兩個本發明第二實施方式中的偏光片進行組合,作為顯示裝置的偏光組使用。請參閱圖8,偏光片組500包括第一偏光片501與第二偏光片502,本實施例的第一偏光片501與第二偏光片502結構與第二實施例的偏光片200相同,因此不再對第一偏光片501與第二偏光片502進行結構分解。第一偏光片501包括一第一偏光層(圖未示)以及與第一偏光層層疊設置的第二偏光層(圖未示),第一偏光層具有第一吸收軸511,第二偏光層具有一第二吸收軸512。第二偏光片502包括一第三偏光層(圖未示)以及與第三偏光層層疊設置的第四偏光層(圖未示),第三偏光層具有第三吸收軸521,第四偏光層具有第四吸收軸522。第一吸收軸511與第二吸收軸521與第三吸收軸521與第四吸收軸522大致垂直。在本實施方式中,第一吸收軸511與
第二吸收軸521彎曲的方向相同,彎曲的程度不同,第三吸收軸521與第四吸收軸522彎曲的方向相同,彎曲的程度不同。當然,在其他實施方式中,第一吸收軸511與第二吸收軸521彎曲的方向可以不同,第三吸收軸521與第四吸收軸522彎曲的方向亦可不同。
本發明第四實施方式與第五實施方式提供一種偏光片組藉由具有彎曲的吸收軸的上下偏光層對配向與對位誤差進行補償。
請參見下表1,表1示出了使用本發明的偏光片組的IPS型液晶顯示面板實施例1~3的對比度與習知技術的IPS型液晶顯示面板比較例1的對比度。
其中,比較例1與實施例1~3的其他結構均相同,不同之處在於:比較例1的顯示面板使用了吸收軸均為直線的上、下偏光片,實施例1的顯示面板使用了上偏光片吸收軸曲率為2,下偏光片吸收軸為直線的偏光片組,實施例2的顯示面板使用了下偏光片吸收軸曲率為2,上偏光片吸收軸為直線的偏光片組,實施例3的顯示面板使用了上、下偏光片吸收軸曲率均為2的偏光片組。
從表1可以看出,實施例1與實施例2由於使用了一片具有彎曲吸收軸的偏光片,其相較於比較例1的顯示裝置具有較高的對比度,實施例3由於是使用了兩片具有彎曲吸收軸的偏光片,其相較於比較例1與實施例1~3均具有較高的對比度。
請參見下表2,表2示出了使用本發明的偏光片組的TN型液晶顯示面板實施例4~6的對比度與習知技術的TN型液晶顯示面板比較例2的對比度。
其中,比較例2與實施例4~6的其他結構均相同,不同之處在於:比較例2的使用了吸收軸均為直線的上、下偏光片,實施例4的顯示面板使用了上偏光片吸收軸曲率為2,下偏光片吸收軸為直線的偏光片組,實施例5的顯示面板使用了下偏光片吸收軸曲率為2,上偏光片吸收軸為直線的偏光片組,實施例6的顯示面板使用了上、下偏光片吸收軸曲率均為2的偏光片組。
從表2可以看出,實施例4與實施例5由於使用了一片具有彎曲吸收軸的偏光片,其相較於比較例2的顯示裝置具有較高的對比度,實施例6由於是使用了兩片具有彎曲吸收軸的偏光片,其相較於比較例2與實施例4~5均具有較高的對比度。
從表1與表2還可以看出,藉由在顯示裝置中使用吸收軸為曲線的偏光片組,可以將中心對比度提高10%以上。
請參見圖9,圖9顯示的實施例7~10的灰度在0與255情況下使用不同的偏光片組的顯示裝置的顯示狀況。實施例7的顯示裝置的上、下偏光片均包括具有彎曲吸收軸的單層偏光層,實施例8的顯示裝置的上偏光片包括具有彎曲吸收軸的單層偏光層,下偏光片包括具有彎曲吸收軸的雙層偏光層,實施例9的顯示
裝置的下偏光片包括具有彎曲吸收軸的單層偏光層,上偏光片包括具有彎曲吸收軸的雙層偏光層,實施例10的顯示裝置的上、下偏光片均包括具有彎曲吸收軸的雙層偏光層。從圖9可以看出,上、下偏光片均包括具有彎曲吸收軸的雙層偏光層的顯示效果最優。
Claims (6)
- 一種偏光片,包括起偏光作用的第一偏光層和與所述第一偏光層層疊設置的起偏光作用的第二偏光層,其改良在於:所述第一偏光層具有第一吸收軸,所述第一吸收軸為曲線,所述第二偏光層具有第二吸收軸,所述第二吸收軸亦為曲線。
- 如請求項1所述的偏光片,其中,所述第一吸收軸與所述第二吸收軸向相反方向彎曲。
- 如請求項1所述的偏光片,其中,所述第一吸收軸與所述第二吸收軸向相同方向彎曲。
- 如請求項3所述的偏光片,其中,所述第一吸收軸與所述第二吸收軸的曲率不同。
- 一種液晶顯示裝置,其改良在於:包括如請求項1~4任意一項所述的偏光片。
- 一種液晶顯示裝置,其改良在於:包括第一偏光片與第二偏光片,所述第一偏光片與所述第二偏光片的至少其中之一者為如請求項1~4任意一項所述的偏光片。
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