CN100464229C

CN100464229C - 具光学色转换功能偏光片及使用该偏光片的液晶显示器

Info

Publication number: CN100464229C
Application number: CNB2006100867816A
Authority: CN
Inventors: 王志源; 张惠喻; 黄梅如
Original assignee: Wintek Corp
Current assignee: Wintek Corp
Priority date: 2006-06-26
Filing date: 2006-06-26
Publication date: 2009-02-25
Anticipated expiration: 2026-06-26
Also published as: CN101097339A

Abstract

一种具光学色转换功能偏光片及使用该偏光片的液晶显示器，主要是在构成液晶显示器的上、下偏光片当中之一，增设有一转色层，该转色层是可吸收背光模块的非白光光源所产生的光谱能量，进而将之转换成所需的白光光谱。

Description

具光学色转换功能偏光片及使用该偏光片的液晶显示器

技术领域

本发明是与液晶显示器的组成有关，更详而言之是指一种具光学色转换功能偏光片及使用该偏光片的液晶显示器。

背景技术

请参阅图1所示，是一般液晶显示器的构造示意图，其揭示于一上偏光片1与一下偏光片2之间设置有一液晶面板3，一背光模块4配置于该下偏光片2下方，该背光模块4提供该液晶面板3显示所需的背光，当背光光线通过下偏光片2时将转变成偏极光，而透过控制液晶面板3的液晶分子产生扭曲与否，得以促使偏极光是否转向并通过上偏光片1，进而达成产生显示效果与否。

上述的液晶显示器为彩色显现时，所需背光以白光为佳，惟，背光颜色决定于背光模块4的光源4a的发光颜色，目前常见以能产生白光的LED灯作为光源4a使用，然而，能产生白光的LED灯价格昂贵，势必增加制作液晶显示器的成本。为改善前述缺点，虽有业者针对背光模块而改良创作，即是以可产生蓝光的LED灯作为光源，再增设一具有光学色转换效果的光学膜，据以将蓝光转换成所需的白光，虽然蓝光LED灯的价格相对白光LED灯为低，但是，此增添光学膜的举，将使得背光模块整体厚度再增加，且徒增成本支出。

有鉴于此，本案发明人乃经详思细索，并积多年从事光学显示器的研究开发经验，终而有本发明的产生。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种具光学色转换功能偏光片及使用该偏光片的液晶显示器，是可降低液晶显示器的制作成本。

缘以达成上述的目的，本发明所提供的一种用于液晶显示器的偏光片，具有一第一表面及相对的一第二表面，其特征在于，该偏光片包含：

一偏光基体；以及

一转色层，位于该第一表面与该偏光基体之间，该转色层包括至少一可吸收光谱能量的色转换材料。

其中该第一表面为一入光面，该第二表面为一出光面。

其中该转色层的色转换材料是可吸收可见光谱能量，其自钇铝石榴石、铽铝石榴石、硫化物、氧化物、含卤化合物、硼酸化合物、硼酸化合物混少量金属元素、钇铝石榴石掺混少量金属元素、铽铝石榴石掺混少量金属元素、硫化物掺混少量金属元素、氧化物掺混少量金属元素、含卤化合物掺混少量金属元素及磷酸化合物掺混少量金属元素所构成的无机发光材料族群中所选出的一种。

其中该转色层的色转换材料是可吸收可见光谱能量，其为萤光颜料或是萤光色料的有机光发光材料。

其中该转色层的色转换材料是可吸收UV光谱能量，其自硫化物、氧化物、含卤化合物、磷酸化合物、硼酸化合物、硼酸化合物混少量金属元素、钇铝石榴石掺混少量金属元素、铽铝石榴石掺混少量金属元素、硫化物掺混少量金属元素、氧化物掺混少量金属元素、含卤化合物掺混少量金属元素及磷酸化合物掺混少量金属元素所构成的无机发光材料族群中所选出的一种。

其中该转色层的色转换材料是可吸收UV光谱能量，其为萤光颜料或是萤光色料的有机光发光材料。

其中该转色层的色转换材料的微粒子粒径小于1μm。

其中还包括有一位于该偏光基体与该转色层间的阻隔层。

其中该第一表面为一出光面，该第二表面为一入光面。

其中该转色层的色转换材料的微粒子粒径小于1μm。

其中还包括有一位于该偏光基体与该转色层间的阻隔层。

本发明一种液晶显示器，包含：

一上偏光片；

一下偏光片；

一液晶面板是设于该上偏光片与该下偏光片之间；以及

一背光模块用以提供该液晶面板显示所需的背光；

其特征在于：

该背光模块具有一光源，该光源产生光的光谱落于白光光谱之外；

该上偏光片或该下偏光片其中的一者设有一转色层，该转色层包括有一可吸收该光源的光谱能量的色转换材料。

其中该上偏光片包括：

一入光面；

一出光面；

一偏光基体，位于该入光面与该出光面之间；以及

该转色层设于该偏光基体与该出光面之间。

其中该下偏光片包括：

一入光面；

一出光面；

一偏光基体，位于该入光面与该出光面之间；以及

该转色层设于该入光面与该偏光基体之间。

其中该光源产生的光谱能量为蓝色光谱能量。

其中该光源产生的光谱能量为UV光谱能量。

附图说明

为进一步说明本发明的具体技术内容，以下结合实施例及附图详细说明如后，其中：

图1为一般液晶显示器的结构图。

图2为本发明一较佳实施例的偏光片结构图。

图3为本发明上述较佳实施例偏光片的应用示意图。

图4类同图2，揭示省去表面保护层。

图5类同图2，揭示于保护层与转色层之间增设阻隔层。

图6类同图2，揭示于转色层中加入感压胶成分。

图7类同图2，揭示于转色层与表面保护层之间设有感压胶。

图8为本发明另一较佳实施例的偏光片结构图。

图9为本发明上述另一较佳实施例偏光片的应用示意图。

图10类同图8，揭示于转色层与表面保护层之间设有感压胶。

图11类同图10，揭示于转色层与保护层之间设有阻隔层。

具体实施方式

请参阅图2所示，是本发明一较佳实施例的偏光片10，图3进一步揭示该偏光片10(即下偏光片)应用于液晶显示器100，其配置于液晶面板101与背光模块102之间，在本实施例中，背光模块102的光源是采用价格相对白光LED灯便宜的蓝光LED灯102a。

该偏光片10具有一面对背光模块102的入光面10a(第一表面)，以及一面对液晶面板101的出光面10b(第二表面)，其组成包括有一偏光基体12、二保护层14、14’、一感压胶(pressure sensitive adhesive，PSA)16、一分离膜(Release Film)18、一转色层20与一表面保护层22，其中：

该偏光基体12是为透光性良好的薄膜，其能将自然光转换成偏极光，常以聚乙烯醇(Polyvinyl Alcohol，PVA)材料制成；

该二保护层14、14’分别形成于偏光基体12的两侧面，用以作为支撑并保护偏光基体12使用，常以三醋酸纤维素薄膜(Triacetate Cellulose Film，TAC)材料制成；

该感压胶16是设于该保护层14未与偏光基体12接触的一面，其具有粘性，常以EVA是材料制成；

该分离膜18贴设该感压胶16，用以保护感压胶16免于遭异物污染而失粘性，分离膜18常以PET材料制成，如图3所示，在分离膜18被撕去后，感压胶16裸露的一面即构成偏光片10的出光面10b，此时偏光片10并得透过感压胶16而与液晶面板101的下基板101a表面粘贴；

该转色层20是形成于保护层14’未与偏光基体12接触的一面，转色层20是由一可吸收光谱能量的色转换材料20a与粘合剂(binder)20b相混合而制成，于本实施例中，配合蓝光LED灯102a，所选用的色转换材料20a是可吸收蓝色光谱能量，其选自YAG(钇铝石榴石，YttriumAluminum Garnet)、TAG(铽铝石榴石，Terbium AluminumGarnet)、硫化物、氧化物、含卤化合物、硼酸化合物、硼酸化合物混少量金属元素、YAG掺混少量金属元素、TAG掺混少量金属元素、硫化物掺混少量金属元素、氧化物掺混少量金属元素、含卤化合物掺混少量金属元素及磷酸化合物掺混少量金属元素所构成的无机发光材料族群中所选出的一种；另一提的是，色转换材料20a亦可添加萤光颜料(pigment)或是萤光色料(dies)的有机光发光材料，以增加或修正光学色谱分布；前述色转换材料20a的微粒子粒径并小于1μm，以便有益于透光效果的提升；

该表面保护层22形成于该转色层20未与保护层14’接触的一面，用以保护该转色层20，表面保护层22面对背光模块102的一面即构成偏光片10的入光面10a，其常以PE或PET为材料制成。

上述偏光片10是被配置在液晶面板101与背光模块102之间，当蓝光LED灯102a所产生的蓝色光射入背光模块102的导光板102b，据以形成蓝色背光并通过该偏光片10，蓝色光遇到转色层20的色转换材料20a时，其光谱能量因受到色转换材料20a的微粒子所吸收，进而转换成白光的光谱，此白光即为蓝色光的转换光，其通过偏光基体12后维持着具有白色光谱的偏极光。

由于本实施例以偏光片10即可达成光学色转换目的，因此，对于设置在液晶面板101上方的另一偏光片30而言，如图3所示，其组成则不需包括本发明的转色层结构，亦即该另一偏光片30为一般常见的偏光片结构，其包括有一偏光基体30a、二保护层30b、一表面保护层30c与一感压胶30d。

是以，本发明用以达成光学色转换目的的技术，是以既有偏光片的组成为基础，适当增设该转色层20，不仅保有偏光机制，更兼具光学色转换的效果，此结构除了可搭配价格较低的蓝光LED灯102a使用，据以降低制作成本外，更因不需另行增设其它的光学转色膜片，以便可减少背光模块102的整体厚度。

在上述实施例中，因背光模块102的光源是选用可产生可见光谱的蓝光LED灯102a，故而相对选择以可吸收可见光谱能量的材料作为色转换材料20a；反之，当光源是选择以冷阴极管或UV型LED灯，所产生具短波长的UV光作为背光，据以提高光源效益时，则适合作为转色层的色转换材料是改选自硫化物、氧化物、含卤化合物、磷酸化合物、硼酸化合物、硼酸化合物混少量金属元素、YAG掺混少量金属元素、TAG掺混少量金属元素、硫化物掺混少量金属元素、氧化物掺混少量金属元素、含卤化合物掺混少量金属元素及磷酸化合物掺混少量金属元素所构成的无机发光材料族群中所选出的一种，亦或添加萤光颜料(pigment)或是萤光色料(dies)的有机光发光材料。

另请再配合图4至图7所示，是本发明用以配置于液晶面板101与背光模块102之间的偏光片结构变化，该些偏光片主要包括有具偏光机制的偏光基体12，以及具有做为吸收光谱能量使用的转色层20结构，其余组成结构大致相同，于后仅就各偏光片结构的不同处简要叙述，其中：

图4的偏光片是省去该表面保护层22，而以转色层20做为光学转色兼具表面保护使用。

图5的偏光片是在保护层14’与转色层20之间增设一阻隔层24，该阻隔层24的作用在于避免制作转色层20时，损及偏光基体12的偏光机制。

图6所揭示偏光片的转色层20’，是还包括有感压胶(PSA)的成分。

图7的偏光片结构于转色层20与表面保护层22之间再增设一感压胶26。

以上所述各偏光片结构，为本发明的较佳可行实施例而已，凡是等效结构的变化，理应包含在本发明的专利范围内。

请再参阅图8所示的本发明另一较佳实施例的偏光片40，图9揭示该偏光片40(即上偏光片)是配置在液晶显示器200的液晶面板201上方位置，而配置于液晶面板201与背光模块202间的偏光片60则为一般常用的偏光片结构，换言之，本实施例是改以偏光片40来达成光学色转换目的，为达成该目的，该偏光片40的组成须包括有一偏光基体42、二保护层44、44’、一感压胶46、一分离膜48、一转色层50与一表面保护层52，而偏光片60则不具有光学色转换的结构，以避免重复吸收光谱能量。

如图8所示，偏光片40的该二保护层44、44’分设于偏光基体42的两侧面，感压胶46设于保护层44未与偏光基体42接触的一面，分离膜48平时是覆盖该感压胶46(参照图8)，在撕去分离膜48后，得以感压胶46裸露的一面粘贴于液晶面板201的上基板201a表面，该裸露一面即为偏光片40的入光面40a(第二表面)，而该转色层50是设于保护层44’未与偏光基体42接触的一面，该表面保护层52用以保护转色层50，且表面保护层52的外表面即为偏光片40的出光面40b(第一表面)，而转色层50的色转换材料50a因应液晶显示器200所使用光源202a为蓝光LED灯或是可产生UV光的冷阴极管或是UV光LED灯，相对选用的材料亦不同，关于色转换材料50a的选用标准，于前述一较佳实施例中已有揭露，于此恕不再赘述，另外，色转换材料50a的微粒子粒径亦以小于1μm为佳，再者，转色层50中亦可适当地加入些许感压胶成分，而图10所揭露的偏光片仍以图8结构为基础，再于转色层50与表面保护层52之间增设一感压胶54，甚者，可再于转色层50与保护层44’之间设置一阻隔层56(参照图11)。

以上所述仅为本发明的较佳可行实施例而已，凡是应用本发明说明书及申请专利范围所为的等效结构变化，理应包含在本发明的专利范围内。

Claims

1.一种用于液晶显示器的偏光片，具有一第一表面及相对的一第二表面，其特征在于，该偏光片包含：

一偏光基体；以及

2.如权利要求1所述的用于液晶显示器的偏光片，其特征在于，其中该第一表面为一入光面，该第二表面为一出光面。

3.如权利要求2所述的用于液晶显示器的偏光片，其特征在于，其中该转色层的色转换材料具有可吸收可见光谱能量的性质，该转色层的色转换材料自钇铝石榴石、铽铝石榴石、硫化物、氧化物、含卤化合物、硼酸化合物、硼酸化合物混少量金属元素、钇铝石榴石掺混少量金属元素、铽铝石榴石掺混少量金属元素、硫化物掺混少量金属元素、氧化物掺混少量金属元素、含卤化合物掺混少量金属元素及磷酸化合物掺混少量金属元素所构成的无机发光材料族群中所选出的一种。

4.如权利要求2所述的用于液晶显示器的偏光片，其特征在于，其中该转色层的色转换材料具有可吸收可见光谱能量的性质，该转色层的色转换材料为萤光颜料或是萤光色料的有机光发光材料。

5.如权利要求2所述的用于液晶显示器的偏光片，其特征在于，其中该转色层的色转换材料具有可吸收可见光谱能量的性质，该转色层的色转换材料自硫化物、氧化物、含卤化合物、磷酸化合物、硼酸化合物、硼酸化合物混少量金属元素、钇铝石榴石掺混少量金属元素、铽铝石榴石掺混少量金属元素、硫化物掺混少量金属元素、氧化物掺混少量金属元素、含卤化合物掺混少量金属元素及磷酸化合物掺混少量金属元素所构成的无机发光材料族群中所选出的一种。

6.如权利要求2所述的用于液晶显示器的偏光片，其特征在于，其中该转色层的色转换材料具有可吸收可见光谱能量的性质，该转色层的色转换材料为萤光颜料或是萤光色料的有机光发光材料。

7.如权利要求2所述的用于液晶显示器的偏光片，其特征在于，其中该转色层的色转换材料的微粒子粒径小于1μm。

8.如权利要求2所述的用于液晶显示器的偏光片，其特征在于，其中还包括有一位于该偏光基体与该转色层间的阻隔层。

9.如权利要求1所述的用于液晶显示器的偏光片，其特征在于，其中该第一表面为一出光面，该第二表面为一入光面。

10.如权利要求9所述的用于液晶显示器的偏光片，其特征在于，其中该转色层的色转换材料具有可吸收可见光谱能量的性质，该转色层的色转换材料自钇铝石榴石、铽铝石榴石、硫化物、氧化物、含卤化合物、硼酸化合物、硼酸化合物混少量金属元素、钇铝石榴石掺混少量金属元素、铽铝石榴石掺混少量金属元素、硫化物掺混少量金属元素、氧化物掺混少量金属元素、含卤化合物掺混少量金属元素及磷酸化合物掺混少量金属元素所构成的无机发光材料族群中所选出的一种。

11.如权利要求9所述的用于液晶显示器的偏光片，其特征在于，其中该转色层的色转换材料具有可吸收可见光谱能量的性质，该转色层的色转换材料为萤光颜料或是萤光色料的有机光发光材料。

12.如权利要求9所述的用于液晶显示器的偏光片，其特征在于，其中该转色层的色转换材料具有可吸收可见光谱能量的性质，该转色层的色转换材料自硫化物、氧化物、含卤化合物、磷酸化合物、硼酸化合物、硼酸化合物混少量金属元素、钇铝石榴石掺混少量金属元素、铽铝石榴石掺混少量金属元素、硫化物掺混少量金属元素、氧化物掺混少量金属元素、含卤化合物掺混少量金属元素及磷酸化合物掺混少量金属元素所构成的无机发光材料族群中所选出的一种。

13.如权利要求9所述的用于液晶显示器的偏光片，其特征在于，其中该转色层的色转换材料具有可吸收可见光谱能量的性质，该转色层的色转换材料为萤光颜料或是萤光色料的有机光发光材料。

14.如权利要求9所述的用于液晶显示器的偏光片，其特征在于，其中该转色层的色转换材料的微粒子粒径小于1μm。

15.如权利要求9所述的用于液晶显示器的偏光片，其特征在于，其中还包括有一位于该偏光基体与该转色层间的阻隔层。

16.一种液晶显示器，包含：

一上偏光片；

一下偏光片；

一液晶面板是设于该上偏光片与该下偏光片之间；以及

一背光模块用以提供该液晶面板显示所需的背光；

其特征在于：

17.如权利要求16所述的液晶显示器，其特征在于，其中该上偏光片包括：

一入光面；

一出光面；

一偏光基体，位于该入光面与该出光面之间；以及

该转色层设于该偏光基体与该出光面之间。

18.如权利要求16所述的液晶显示器，其特征在于，其中该下偏光片包括：

一入光面；

一出光面；

一偏光基体，位于该入光面与该出光面之间；以及

该转色层设于该入光面与该偏光基体之间。

19.如权利要求16所述的液晶显示器，其特征在于，其中该光源产生的光谱能量为蓝色光谱能量。

20.如权利要求16所述的液晶显示器，其特征在于，其中该光源产生的光谱能量为UV光谱能量。