偏光板的製作方法

2023-09-22 17:13:45

專利名稱：偏光板的製作方法
技術領域：
本發明是有關於一種偏光板，特別是指一種利用光選擇反射性薄膜以及一雙折射性薄膜組合而形成的一種偏光板。
背景技術：
傳統的液晶顯示器是利用兩片正交偏光板來產生明暗的變化，液晶顯示器的背光源產生的非偏極光在通過設置於液晶面板的後偏光板時，有一半以上的光源會被吸收，使得光的利用效率變得很差。
為了解決這個問題，產生了利用具有圓偏光二向性(circular dichroism)的偏光板技術，例如由日本夏普(SHARP)所提出的U.S.Pat.No.6,160,595的應用於側光式液晶顯示器的具有圓偏光二向性(circular dichroism)的偏光板技術。請參閱圖1所示，該圖為現有技術液晶顯示器的具有圓偏光二向性的偏光板動作示意圖。該液晶顯示器9是依序由一側光式(edge-lit)背光源91、偏光板92、一四分之一波長板93以及液晶面板94所構成。當該背光源91所投射出的光源經由該偏光板92分成左旋以及右旋偏極光，左旋偏極光可以通過該四分之一波長板93而形成線性偏極光，而直接到達該液晶面板94，而右旋偏極光可經過反射之後形成左旋偏極光，然後再進入該四分之一波長板93而形成可用的線性偏極光，如此可以增加背光源的利用性。
然而此一方式雖可以使該液晶顯示器的亮度以及廣視角提高，但是卻會產生在大視角觀看會偏紅的問題。請繼續參閱圖2所示，該圖為光通過具有圓偏光二向性的偏光板的穿透率(transmission)以及波長(wavelength)的關係圖。標示1代表著視角垂直於該具有圓偏光二向性的偏光板時的光穿透率以及波長關係曲線，在正常狀態下(視角垂直於出光面)時，可見光的波長範圍(450納米至750納米)的穿透率幾乎相同，因此可以得到良好的亮度。但是當觀測者以一視角α來觀看時，此時曲線1會向左平移(shifting)而形成如曲線2的狀態，在曲線2的狀態下可以發現紅色光的波長(620納米至750納米)範圍的穿透率大於其它色光，造成於大視角時紅色光波長範圍的光反射率降低，使得紅色光穿透量增加，而產生偏紅的現象。
因為這個問題，會減少消費者的接受程度，因此相關領域的技術紛紛投入例如U.S.Pat.No.5,731,886所揭露的技術包括具有圓偏光二向性的一光學層以及一補償層，該補償層包括一單軸膜(uniaxial film)，該單軸膜的光軸是和該膜的表面垂直。
又如歐洲專利申請案EP 0860717 A2所揭露者為一種補償膜，其包括兩層結構，第一層是靠近具有圓偏光二向性的偏光板且具有正雙折射性層(positivebirefringence)，而第二層則為負雙折射性層。這兩層結構可以設置於該偏光板的前、後或者是兩者。
又如有現有技術利用兩層補償膜，其中一層補償膜其折射係數的特性為nx＞ny＝nz，另一層補償膜其折射係數的特性為nx＝xy＞nz，其中nz為該補償膜厚度方向的折射係數，nx以及ny為平行於該補償膜方向的折射係數。利用此兩層補償膜組合解決顏色偏移的問題。
然而利用上述方式所需要的成本太高，因此，亟需一種偏光板來解決現有技術的問題。

發明內容
本發明的一主要目的在於提供一種偏光板，利用光選擇反射性薄膜以及雙折射性薄膜組合而形成，以達到簡單、製造容易以及降低成本的目的。
本發明的一次要目的在於提供一種偏光板，利用光選擇反射性薄膜以及雙折射性薄膜組合而形成，將該偏光板與液晶顯示面板結合達到降低於大視角觀看液晶顯示面板時，顏色偏紅的問題。
為了達到上述的目的，本發明提供一種偏光板。該偏光板包括一光選擇反射性薄膜以及一雙折射性薄膜。該雙折射性薄膜形成於該光選擇反射性薄膜之上。
較佳者，該光選擇反射性薄膜為具有周期性螺旋狀的液晶材料。
較佳者，該雙折射性薄膜的Nz＝(nx-nz)/(nx-ny)值介於-0.1至-5.0之間，nx為該雙折射性薄膜的慢軸折射係數，ny為該雙折射性薄膜的快軸折射係數，nz為該雙折射性薄膜厚度方向的折射係數。
較佳者，該雙折射性薄膜可選擇為聚碳酸脂、三醋酸纖維素、金屬茂環烯烴共聚物以及高分子發泡材料其中之一。其中該高分子發泡材料可選擇為聚乙烯以及聚丙烯材料其中之一。


圖1為現有技術液晶顯示器的具有圓偏光二向性的偏光板動作示意圖；圖2為光通過具有圓偏光二向性的偏光板的穿透率(transmission)以及波長(wavelength)的關係圖；圖3A為本發明一種偏光板的較佳實施例示意圖；圖3B為本發明的雙折射性薄膜折射率方向示意圖；圖4為本發明的另一較佳實施例改善色偏的偏光板與液晶面板組合示意圖。
圖號標號說明1曲線；2曲線；3偏光板；31光選擇反射性薄膜；32雙折射性薄膜；41偏光板；411光選擇反射性薄膜；412雙折射性薄膜；42四分之一波長板；43液晶面板；431後偏光板；44背光源；9液晶顯示器；91背光源；92偏光板；93四分之一波長板；94液晶面板。
具體實施例方式
為能對本發明的特徵、目的及功能有更進一步的認知與了解，特將本發明裝置的相關細部結構以及設計的理念原由進行說明，可以了解本發明的特點，詳細說明陳述如下請參閱圖3A所示，該圖為本發明一種偏光板的較佳實施例示意圖。該偏光板3包括有一光選擇反射性薄膜31以及一雙折射性薄膜32。該雙折射性薄膜32形成於該光選擇反射性薄膜31之上。該光選擇反射性薄膜31為具有螺旋狀的液晶材料。該雙折射性薄膜32的Nz＝(nx-nz)/(nx-ny)值介於-0.1至-5.0之間。該雙折射性薄膜可吸收一定波長範圍的光，在本實施例中，該波長範圍為紅光的波長範圍。其中，如圖3B所示，在Nz定義中，nxnx為該雙折射性薄膜32具有最大面折射係數(in-plane refractive index)的方向，也就是指該雙折射性薄膜32的慢軸(extraordinary axis)折射係數(refractive index)，ny為與nx正交方向的面折射係數，也就是指該雙折射性薄膜32的快軸折射係數，nz為該雙折射性薄膜厚度方向的折射係數。具有上述Nz值特性的雙折射性薄膜可以同時具有折射係數的特性為nx＞ny＝nz的補償膜以及折射係數的特性為nx＝xy＞nz的補償膜的雙重特性。另言之，具有nx＞ny＝nz的膜其慢軸是與該膜的面垂直，而nx＝ny＞nz的膜其慢軸是與該膜平面平行。
該雙折射性薄膜32可選擇為聚碳酸脂(Polycarbonate)、三醋酸纖維素(Triacetyl cellulose，TAC)、金屬茂環烯烴共聚物(metallocene cycloolefincopolymer，mCOC)以及高分子發泡材料其中之一。該高分子發泡材料可選擇聚乙烯(poly-ethylene，PE)材料以及聚丙烯(polypropylene，PP)材料其中之一。
請繼續參閱圖4所示，該圖為本發明的另一較佳實施例改善色偏的偏光板與液晶面板組合示意圖。該組合包括一偏光板41、一四分之一波長板42(本發明所用四分之一波長板為本領域常用之材料)、一液晶面板43以及一背光源44。該偏光板41包括一光選擇反射性薄膜411以及一雙折射性薄膜412。該雙折射性薄膜412形成於該光選擇反射性薄膜411上。該偏光板41設置於該背光源44與該液晶面板43的後偏光板431之間。該四分之一波長板42設置於液晶面板的後偏光板431與該偏光板41之間。該光選擇反射性薄膜411為具有螺旋狀的液晶材料且可將該背光源44所產生的非偏極光分成兩道不同旋向的圓偏極光之，其中一道圓偏極光會反射，而另一道圓偏極光會穿透該光選擇反射性薄膜411。該雙折射性薄膜412可選擇為聚碳酸脂(Polycarbonate)、三醋酸纖維素(Triacetyl cellulose，TAC)、金屬茂環烯烴共聚物(metallocene cycloolefincopolymer，mCOC)以及高分子發泡材料其中之一。該高分子發泡材料可選擇聚乙烯(poly-ethylene，PE)材料以及聚丙烯(polypropylene，PP)材料其中之一。藉由上述的材料以形成Nz＝(nx-nz)/(nx-ny)值介於-0.1至-5.0的雙折射性薄膜。其中，該雙折射性薄膜可吸收一波長範圍的光，在本實施例中，該波長範圍為紅光的波長範圍。
由於在大視角觀看液晶顯示裝置的時候，由於紅色光波長範圍的光反射率降低，使得紅色光穿透量增加，而產生偏紅的現象。這是因為該液晶面板43內的液晶材料對於入射光所造成的相位延遲效應(phase retardation effect)會隨著入射光的角度而改變，因此當觀測者的觀看的視角增加時，會導致較差的影像效果。因此本發明藉由於該光選擇反射性薄膜411上形成該雙折射性薄膜412，可以補正以改善液晶顯示器於大視角觀看時，偏紅的問題。
以上所述，僅為本發明的較佳實施例，不能以之限制本發明範圍。即凡依本發明權利要求所做的均等變化及修飾，仍將不失本發明的要義所在，亦不脫離本發明的精神和範圍，都應視為本發明的進一步實施狀況。
權利要求
1.一種偏光板，其特徵在於包括一光選擇反射性薄膜；以及一雙折射性薄膜，其形成於該光選擇反射性薄膜之上。
2.如權利要求1所述的偏光板，其中該光選擇反射性薄膜為具有周期性螺旋狀的液晶材料。
3.如權利要求1所述的偏光板，其中該雙折射性薄膜的Nz＝(nx-nz)/(nx-ny)值介於-0.1至-5.0之間，其中nx為該雙折射性薄膜的慢軸折射係數，ny為該雙折射性薄膜的快軸折射係數，nz為該雙折射性薄膜厚度方向的折射係數。
4.如權利要求1所述的偏光板，其中該雙折射性薄膜可選擇聚碳酸脂、三醋酸纖維素、金屬茂環烯烴共聚物以及高分子發泡材料其中之一。
5.如權利要求4所述的偏光板，其中該高分子發泡材料可選擇為聚乙烯材料以及聚丙烯材料其中之一。
6.如權利要求1所述的偏光板，其可以設置於液晶顯示面板的後偏光板與背光源之間，可以改善該液晶顯示面板於大視角觀看時色度偏紅的問題。
7.如權利要求6所述的偏光板，其中該光選擇反射性薄膜為可將非偏極光分成兩道不同旋向的圓偏極光的液晶材料，其中一道圓偏極光會反射，而另一道圓偏極光會穿透該光選擇反射性薄膜。
8.如權利要求7所述的偏光板，其與該後偏光板之間還設置有一四分之一波長板。
9.如權利要求1所述的偏光板，其中該雙折射性薄膜可吸收一波長範圍的光。
10.如權利要求9所述的偏光板，其中該波長範圍為紅光的波長範圍。
全文摘要
一種偏光板，包括一光選擇反射性薄膜以及一雙折射性薄膜；該雙折射性薄膜形成於該光選擇反射性薄膜之上；該雙折射性薄膜可選擇Nz＝(nx－nz)/(nx－ny)值介於－0.1至－5.0之間，其中nx為該雙折射性薄膜的慢軸折射係數，ny為該雙折射性薄膜的快軸折射係數，nz為該雙折射性薄膜厚度方向的折射係數。該雙折射性薄膜可選擇聚碳酸脂、三醋酸纖維素、金屬茂環烯烴共聚物以及高分子發泡材料其中之一形成。藉由本發明的偏光板，可以改善液晶顯示器於大視角觀看時偏紅的問題。
文檔編號G02B5/30GK1825181SQ20051000870
公開日2006年8月30日 申請日期2005年2月23日 優先權日2005年2月23日
發明者李恆賢, 李東龍, 吳龍海 申請人:力特光電科技股份有限公司