CN101008690A - 偏振片和具有其的显示设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种偏振片和具有其的显示设备。该偏振片包括偏振元件、第一保护层和第二保护层以及表面处理层。该第一和第二保护层形成在该偏振元件的相对侧。表面处理层形成在第一保护层上并包括至少两种具有彼此不同的折射率的散射材料。散射材料的内部混浊值在约25％到约50％范围。表面处理层的表面处的外部混浊值在约0.1％到约1％范围。

Description

偏振片和具有其的显示设备

技术领域

本发明涉及一种偏振片和具有其的显示设备。更具体而言，本发明涉及一种能够提高颜色再现性和表面硬度的偏振片以及具有该偏振片的显示设备。

背景技术

通常，液晶显示器(LCD)设备包括LCD面板，该面板具有薄膜晶体管基板、滤色器基板和设置在两基板之间的液晶层。

上偏振片和下偏振片分别设置在LCD面板之上和LCD面板之下。下偏振片将入射到LCD面板的光偏振，且上偏振片把从LCD面板出射的光偏振。

表面处理层形成在上偏振片表面上以防止眩光。常规的表面处理层通过在例如丙烯酸脂的树脂上分散并涂布硅石粒子而形成，并具有高混浊值(haze value)以防止从例如荧光灯的光源产生的外部光的反射。然而，高的混浊值降低颜色质量使得图像颜色与原始颜色产生差异。此外，偏振片的表面相对软，为约3H级铅笔硬度。这样的表面可能受外界影响而容易擦伤或损坏。

发明内容

本发明的实施例提供了能够提高颜色再现性和表面硬度的偏振片，以及具有上述偏振片的显示设备。

在本发明的示范性实施例中，偏振片包括偏振元件、第一保护层、第二包含层和表面处理层。第一和第二保护层分别形成在偏振元件的两侧上。表面处理层形成在第一保护层上并包括至少两种具有彼此不同的折射率的散射材料。

散射材料造成的内部混浊值可以在约25％到约50％范围。

此外，表面处理层的表面处的外部混浊值可以在约0.1％到约1％范围。

散射材料可以包括具有第一折射率的散射粒子和具有小于第一折射率的第二折射率的空气泡。例如，每个空气泡可以围绕每个散射粒子。

散射粒子可以包括硅石，且散射粒子的尺寸可以在约3μm到约5μm范围。

表面处理层的厚度可以在约4μm到约6μm范围。

此外，第一和第二保护层可以包括三乙酰纤维素(TAC)膜。

偏振片还可以包括形成在第一保护层和表面处理层之间的静电保护层。

在本发明的示范性实施例中，显示设备包括显示面板、第一偏振片和第二偏振片。显示面板显示图像并包括第一基板、面对第一基板的第二基板和设置在第一基板与第二基板之间的液晶层。第一偏振片设置在第一基板的外表面上。第二偏振片设置在第二基板的外表面上，并包括至少两种具有彼此不同的折射率的散射材料。

附图说明

通过结合附图的详细描述中，可以更详细地理解本发明的示范性实施例，在附图中：

图1是示出根据本发明的实施例的显示设备的平面图；

图2是示出图1的第二偏振片的平面图；

图3是示出根据本发明的实施例的第二偏振片的剖面图；和

图4是示出根据本发明的实施例的第二偏振片的剖面图。

具体实施方式

下面参考附图详细描述了本发明的示范性实施例，在附图中示出了本发明的实施例。然而，本发明可以实施为许多不同形式且不应该理解为局限于此处给出的实施例。应该理解，当称元件或者层是“在...上”、“连接到”或者“耦合到”另一元件或者层的时候，它可以是直接在另一个元件或层上或者直接连接到或者直接耦合到另一个元件或层，或者可以存在中间元件或层或者。空间相对术语，例如“在...之下”、“在...以下”、“下部”、“在...以上”、“上部”等，用在这里是为了描述一个元件或者特征相对于其它元件或者特征的关系的方便，如图中所示的。应该理解，空间关系的词语意在除包括图中绘制的方位外还包括该装置在使用或者操作时的不同的方位。例如，如果图中的装置被翻转，那么描述为“在其它元件或者特征以下”或者“在其它元件或者特征之下”的元件可取向为“在其它元件或者特征以上”的方位。因而，示例性词语“在...以下”可以包括在...以上或者在...以下两个方位。装置可以在其他方向定位(旋转90度或在其他取向)，且此处使用的空间相对描述据此解释。

图1是示出根据本发明的示范性实施例的显示设备的平面图。

参考图1，根据本发明的显示设备100包括显示面板200、第一偏振片300和第二偏振片400。显示面板200显示图像，且第一偏振片300设置在显示面板200之下。第二偏振片400设置在显示面板200上。

显示面板200包括第一基板210、面对第一基板210的第二基板220和设置在第一基板210与第二基板220之间的液晶层230。

第一基板210包括具有薄膜晶体管基板，其依次具有绝缘基板212、像素层214和像素电极216。像素层214包括多个设置成矩阵的薄膜晶体管。

第二基板220包括滤色器基板。滤色器基板包括绝缘基板222、位于绝缘基板222上的滤色器224和公共电极226。滤色器224透射具有预定波长的光以显示彩色图像。公共电极226面对第一基板210的像素电极216。作为选择，滤色器224可以形成在第一基板210上。

像素电极216和公共电极226包括透明导电材料以透射来自显示面板200外部的入射光。例如，像素电极216和公共电极226可以包括氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)。

液晶层230包括具有光和电特性例如各向异性折射率、各向异性介电常数等的液晶。液晶层230的液晶可以设置在预定方向。例如，液晶层230可以包括向列液晶。液晶层230的排列被形成在像素电极216与公共电极226之间的电场改变，且液晶排列的改变控制穿过液晶层230的透射率。

第一偏振片300设置在显示面板200下面。例如，第一偏振片300设置在第一基板210的外表面上。第一偏振片300透射在预定偏振轴振动的光，并阻挡在不同方向振动的光。因此，第一偏振片300使从背光组件发射的入射光偏振。背光组件设置在第一偏振片300下面。第一偏振片300可以用粘合剂或粘合带贴附到第一基板210。

第二偏振片400设置在显示面板200上。例如，第二偏振片400位于第二基板220的外表面上。第二偏振片400透射在预定偏振轴振动的光，并阻挡在不同方向振动的光。因此，第二偏振片400使穿过显示面板200的液晶层230的入射光偏振。第二偏振片400可以用粘合剂或粘合带贴附到第二基板220。

第一偏振片300的偏振轴和第二偏振片400的偏振轴可以改变。例如，第一偏振片300的偏振轴和第二偏振片400的偏振轴可以基本彼此垂直。两偏振轴也可以形成锐角，且两偏振轴也可以基本彼此平行。

表面处理层410形成在第二偏振片400的暴露表面上。表面处理层410的混浊值可以增加以防止眩光。然而，当在表面处理层410表面处观察到的混浊值太高时，显示设备100的颜色再现性可能降低。在图1中，表面处理层410的表面粗糙度增加，且外表面的混浊值降低，使得颜色再现性提高。

在图1中，表面处理层410包括至少两种具有不同折射率的散射材料，使得表面处理层410的混浊值可以增加。因此，与使用仅一种散射材料相比，使用至少两种散射材料能够以低的散射材料密度获得高的混浊值。此外，散射材料的密度低，使得表面粗糙度和表面硬度可以提高。

图2是示出图1的第二偏振片的平面图。

参考图2，第二偏振片400包括偏振元件420、第一保护层430、第二保护层440和表面处理层410。偏振元件420设置在第一保护层430与第二保护层440之间，且表面处理层410设置在第一保护层430上。

偏振元件420使入射到偏振元件420的光偏振。例如，偏振元件420可以包括聚乙烯醇(PVA)。聚乙烯醇膜延展并浸入碘(I₂)溶液和二色染料中，使得碘分子和染料分子基本与延展方向平行设置，从而形成偏振元件420。碘分子和染料分子是二色的，从而在延展方向振动的光被吸收且在基本垂直于延展方向的方向振动的光穿过偏振元件420。

偏振元件420在偏振轴方向具有弱的机械强度，且容易被热或湿度收缩。因此，第一保护层430和第二保护层440形成在偏振元件420的两侧以增加强度并防止收缩。第一保护层430和第二保护层440分别贴附到偏振元件420的两侧。

第一保护层430和第二保护层440包括三乙酰纤维素(TAC)膜。第一保护层430和第二保护层440提高耐热性和机械强度。此外，第一保护层430和第二保护层440可以吸收破坏液晶的紫外光。

表面处理层410防止在第一保护层430的暴露表面上的眩光。表面处理层410包括至少两种具有不同折射率的散射材料，使得表面处理层410的混浊值增加。表面处理层410通过在第一保护层430上涂覆聚合物树脂膜而形成。至少两种散射材料分散在聚合物树脂膜中。例如，聚合物树脂膜可以包括丙稀酸树脂。

散射材料包括散射粒子412和空气泡414。散射粒子412具有第一折射率，且空气泡具有第二折射率。空气泡414围绕散射粒子412。因此，表面处理层410具有两种散射材料，它们具有不同的折射率，从而虽然散射材料的密度降低但混浊值增加。

散射粒子412包括具有与聚合物树脂膜基本相同的折射率的聚合物树脂。例如，散射粒子412可以包括硅石，且散射粒子的尺寸在约3μm到约5μm范围。

表面处理层410的厚度可以在约4μm到约6μm范围。具有在约3μm到约5μm范围的尺寸的散射粒子412以低密度分散在聚合物树脂膜中，从而表面处理层410的表面粗糙度提高。

表面处理层410的散射材料导致的内部混浊值根据散射粒子412和空气泡414的尺寸和密度而改变。表面处理层410的表面处观察到的外部混浊值由表面粗糙度决定。

表1代表眩光、与表面处理层的内部混浊值和外部混浊值之间的关系。

表1

内部混浊值(％)	外部混浊值(％)	眩光
			5	0.5	强
8	0.5	强
			12	0.5	强
15	0.5	强
			18	0.5	弱
21	0.5	稍弱
			25	0.5	无
28	0.5	无
			35	0.5	无

在表1中，外部混浊值固定在约0.5％水平以通过在表面处理层表面处的散射减少从黑色到灰色的灰度变化，并提高眩光效果。通过改变内部混浊值而测量了眩光。

参考表1，当外部混浊值固定在约0.5％且内部混浊值高于约25％时，没有探测到眩光。因此，可以在超过约25％水平处形成表面处理层410。然而，当内部混浊值太高时，亮度降低，从而内部混浊值形成在约25％到50％之间。

如上所述，表面处理层410的内部混浊值根据散射材料的尺寸和密度而改变。具有彼此不同的折射率的散射粒子412和空气泡414同时形成，从而散射材料的密度可以降低。

随着散射材料密度的降低，表面处理层410的表面粗糙度提高，且外部混浊值减小。外部混浊值可以小于约1％以最小化表面处理层410表面的光散射。然而，当外部混浊值小于约0.1％时，表面处的反射增加且显示质量降低。

因此，表面处理层410可以形成在约0.1％到约1％范围。通过降低外部混浊值而最小化光散射，从而可以提高颜色再现性。

此外，散射材料的密度降低，从而表面处理层410的表面粗糙度增加。表面处理层410的表面硬度可以提高到约铅笔硬度的4H水平。

图1的第一偏振片300基本与第二偏振片400相同，除了表面处理层410以外。

图3是示出根据本发明的示范性实施例的第二偏振片的剖面图。图3的第二偏振片500与图2相同，除了表面处理层以外。

参考图3，表面处理层550形成在第一保护层530上。具有彼此不同的折射率的第一散射材料552和第二散射材料554在表面处理层550中形成并彼此分开。例如，第一散射材料552可以包括硅石，且第二散射材料554可以包括空气泡，其具有小于第一散射材料552的较小折射率。具有空气泡的第二散射材料554的尺寸小于具有硅石的第一散射材料552。第二散射材料554在第一散射材料552之间均匀分布。

第二散射材料554可以由具有比硅石小的折射率的聚合物材料形成。

图4是示出根据本发明的示范性实施例的第二偏振片的剖面图。图4的第二偏振片600与图2相同，除了防静电层以外。因此，相同的参考标号将用于指代与图2所述的相同或相似的部分。

参考图4，第二偏振片600还可以包括防静电层660以防止来自外部的静电波和静电注入导致的图像质量降低。

防静电层660形成在第一保护层430与表面处理层410之间。防静电层660还可以形成在偏振元件420与第一保护层430之间。

防静电层660包括具有金属粉末的有机材料。例如，防静电层660可以包括氧化锑锡(ATO)或氧化铟锡(ITO)。

防静电层660减少静电波并消除静电电荷，从而改善例如污点或波纹的显示恶化。

根据偏振片和具有偏振片的显示设备，至少两种具有不同折射率的散射材料应用到表面处理层，从而虽然散射材料密度降低但内部混浊值增加。因此，可以降低眩光。

此外，表面处理层的外部混浊值降低，从而可以提高颜色再现性。

此外，表面处理层的表面粗糙度增加，从而表面硬度增加到约铅笔硬度的4H水平。

虽然参考附图描述了本发明的示范性实施例，但应该理解本发明不限于这些精确的示范性实施例且本领域技术人员可以对其进行各种其他变化和改进，而不脱离本发明的精神和范畴。本发明旨在包括落入所附权利要求所限定的本发明范畴内的所有这些变化和改进。

Claims (19)

1、一种偏振片，包括：

偏振元件；

形成在第一侧上的第一保护层和形成在与所述偏振元件的第一侧相对的第二侧上的第二保护层；和

表面处理层，形成在第一保护层上，且所述表面处理层包括至少两种具有彼此不同的折射率的散射材料。

2、根据权利要求1所述的偏振片，其中所述散射材料的内部混浊值在约25％到约50％范围。

3、根据权利要求2所述的偏振片，其中所述表面处理层表面处的外部混浊值在约0.1％到约1％范围。

4、根据权利要求1所述的偏振片，其中所述散射材料包括具有第一折射率的散射粒子和具有小于所述第一折射率的第二折射率的空气泡。

5、根据权利要求4所述的偏振片，其中每个所述空气泡围绕每个散射粒子。

6、根据权利要求4所述的偏振片，其中所述散射粒子包括硅石。

7、根据权利要求4所述的偏振片，其中每个所述散射粒子的尺寸在约3μm到约5μm范围。

8、根据权利要求1所述的偏振片，其中所述表面处理层的厚度在约4μm到约6μm范围。

9、根据权利要求1所述的偏振片，其中所述第一和第二保护层包括三-乙酰纤维素膜。

10、根据权利要求1所述的偏振片，还包括形成在所述第一保护层和表面处理层之间的静电保护层。

11、一种显示设备，包括：

显示面板，包括第一基板、面对所述第一基板的第二基板和设置在第一基板与第二基板之间的液晶层；

第一偏振片，设置在所述第一基板的外表面上；和

第二偏振片，设置在所述第二基板的外表面上，并包括至少两种具有彼此不同的折射率的散射材料。

12、根据权利要求11所述的显示设备，其中所述第二偏振片包括第二偏振元件，以及形成在第二偏振元件的两侧的第一和第二保护层，

且所述表面处理层形成在第一保护层上。

13、根据权利要求12所述的显示设备，其中所述第二偏振片的内部混浊值在约25％到约50％范围。

14、根据权利要求13所述的显示设备，其中所述表面处理层表面处的外部混浊值在约0.1％到约1％范围。

15、根据权利要求12所述的显示设备，其中所述散射材料包括具有第一折射率的散射粒子和具有小于第一折射率的第二折射率的空气泡。

16、根据权利要求15所述的显示设备，其中每个空气泡围绕每个散射粒子。

17、根据权利要求15所述的显示设备，其中每个散射粒子的尺寸在约3μm到约5μm范围。

18、根据权利要求12所述的显示设备，其中所述第一偏振片包括第一偏振元件，且第三和第四保护层形成在所述第一偏振元件的相对侧。

19、根据权利要求11所述的显示设备，其中所述第一基板包括薄膜晶体管基板，所述薄膜晶体管基板包括薄膜晶体管阵列和像素电极，且所述第二基板包括滤色器基板，所述滤色器基板包括滤色器和公共电极。

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