CN105572782A - 偏光片、液晶显示装置及偏光片的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种偏光片、液晶显示装置及偏光片的制备方法，涉及显示技术领域，用于实现使用激光笔在亮度高的液晶显示装置上指示时，观看者能够清晰地看到激光笔所指位置处的光点。其中所述偏光片包括：依次叠加的第一保护层、偏光层和第二保护层，所述偏光片还包括叠加在所述第一保护层远离所述偏光层的一侧上的上转换发光材料层，所述上转换发光材料层在指定光的激发下能够发出可见光。本发明提供的偏光片应用于液晶显示装置中。

Description

偏光片、液晶显示装置及偏光片的制备方法

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种偏光片、液晶显示装置及偏光片的制备方法。

背景技术

在教学、演讲等场合中，演讲者经常会将相关的演示文稿投影在幕布上，并使用激光笔指示投影在幕布上的演示文稿，以增强讲解效果。观看者能够看到激光笔所指位置的大致过程为：激光笔发出的光照射在投影幕布上，在投影幕布表面经光的反射后，进入观看者的视觉中，从而观看者能够在幕布上看到激光笔所指的位置处有一个光点。

随着显示技术的发展，各式各样的显示装置层出不穷，其中，大尺寸的液晶显示装置与幕布相比，液晶显示装置所显示的画面亮度较高，因此画面显示效果更好，从而逐渐被人们青睐和使用。

但不足的是，当使用激光笔指示液晶显示装置的显示区域时，因液晶显示装置所显示的画面本身亮度较高，且显示区域上贴附的偏光片反射率较低，因此，激光笔发出的光经液晶显示装置的显示区域的反射后，在指示位置处的光点的亮度相对较低，从而观看者很难在液晶显示装置上看到光点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种偏光片、液晶显示装置及偏光片的制备方法，以实现使用激光笔在亮度高的液晶显示装置上指示时，观看者能够清晰地看到激光笔所指位置处的光点。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一方面，本发明提供了一种偏光片，包括依次叠加的第一保护层、偏光层和第二保护层，所述偏光片还包括叠加在所述第一保护层远离所述偏光层的一侧上的上转换发光材料层，所述上转换发光材料层在指定光的激发下能够发出可见光。

本发明所提供的偏光片中，在第一保护层远离偏光层的一侧上增设了上转换发光材料层，上转换发光材料层能够在受到低能量光的激发后发出高能量的光，因此可采用能量低于可见光能量的指定光来激发上转换发光材料层，以发出可见光。从而，在使用激光笔指示液晶显示装置的显示区域时，可根据不同的激光笔发出的光不同，来选用合适的激光笔，以使激光笔发出的光照射在液晶显示装置的显示区域时，能够激发贴附在显示区域上的偏光片的上转换发光材料层发出可见光，该可见光进入观看者的视觉里，进而观看者能够在液晶显示装置上清晰地看到激光笔所指位置处的光点。从上述过程可以看出，该偏光片实现了主动发光的功能，从而避免了激光笔发出的光因显示区域的反射，及液晶显示装置所显示画面的亮度高，而导致激光笔在液晶显示装置上所指位置处的光点亮度相对较低的现象，进而给观看者和讲解者带来了方便。

第二方面，本发明提供了一种液晶显示装置，包括显示面板和贴附在所述显示面板的显示面的上偏光片，所述上偏光片为上述偏光片。

本发明所提供的液晶显示装置的有益效果与上述偏光片的有益效果相同，在此不再赘述。

第三方面，本发明提供了一种偏光片的制备方法，包括依次叠加形成第一保护层、偏光层、第二保护层，所述偏光片的制备方法还包括：采用旋涂工艺在所述第一保护层远离所述偏光层的一侧上叠加形成上转换发光材料层，所述上转换发光材料层在指定光的激发下能够发出可见光。

本发明所提供的偏光片的制备方法的有益效果与上述偏光片以及液晶显示装置的有益效果均相同，在此不再赘述。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例一所提供的偏光片的截面结构图；

图2为本发明实施例一中所涉及的激光笔指示液晶显示装置的一种作用原理图；

图3为本发明实施例一中所涉及的激光笔指示液晶显示装置的另一种作用原理图。

附图标记：

10-偏光片；11-偏光层；12-第一保护层；

13-第二保护层；14-上转换发光材料层；15-表层保护膜；

151-二氧化硅颗粒；20-激光笔发出的光；30-可见光；

40-第一光；50-第二光；60-彩色滤光片；

70-第三光；80-第四光。

具体实施方式

为使本发明所提出的技术方案的目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合附图，对本发明所提出的技术方案的实施例进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是所提出的技术方案的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，均属于本发明保护的范围。

需要说明的是，液晶显示装置包括显示面板，显示面板由阵列基板、彩色滤光片、及位于阵列基板和彩色滤光片之间的液晶层构成；液晶显示装置还包括上偏光片和下偏光片，其中，上偏光片贴附在显示面板的显示面上，也就是彩色滤光片上，下偏光片贴附在显示面板的与显示面相对的一面上，也就是阵列基板上。液晶显示装置进行画面显示时，光依次经过下偏光片、显示面板和上偏光片，从而完成画面的显示。这里称液晶显示装置上与显示面板的显示面相对应的区域，也就是液晶显示装置上显示画面的区域，为显示区域。

实施例一

参见图1，本发明实施例所提供的偏光片10包括起偏光作用的偏光层11，同时，为了保护偏光层11，以防止偏光层11破裂等，偏光片10还包括分别叠加在偏光层11两侧的第一保护层12和第二保护层13，在此基础上，本偏光片10还包括上转换发光材料层14，该上转换发光材料层14叠加在第一保护层12远离偏光层11的一侧上，上转换发光材料层14在指定光的激发下能够发出可见光。

参见图2，上转换发光材料层14能够在低能量光的激发下发出高能量光，即可实现上转换发光，根据这一性质，在本实施例中，可通过能量低于可见光的指定光激发上转换发光材料层14，使上转换发光材料层14发出可见光，从而实现上转换发光材料层14主动发光的功能。因此，将上述包括上转换发光材料层14的偏光片10应用在液晶显示装置中，也就是将偏光片10贴附在显示面板的显示面上，使用激光笔指示液晶显示装置的显示区域时，可根据不同的激光笔发出的光不同，来选用合适的激光笔，以使激光笔发出的光20照射在液晶显示装置的显示区域上，能够激发偏光片10的上转换发光材料层14发出可见光30，该可见光30进入观看者的视觉里，从而观看者能够在液晶显示装置上清晰地看到激光笔所指位置处的光点。

参见图3，为了提高液晶显示装置所显示画面的亮度、对比度等，以提高液晶显示装置的显示品质，贴附在显示面板的显示面上的偏光片通常具有较高的透过率和较低的反射率，其中，透过率可达到45％，反射率则低于小于4％，因此，若偏光片10无法实现主动发光的功能，则激光笔发出的光20经显示区域的反射后，光量会明显减少，且有一部分光还会透过偏光片10，光量又会进一步减少，从而液晶显示装置所显示画面的亮度就会远远高于观看者视觉里所呈现的光的亮度，进而观看者很难看到激光笔所指位置处的光点。而本实施例中的偏光片10采用主动发光的方式，发出的可见光30亮度高，即使在液晶显示装置高亮度的显示画面下，观看者也很容易看到激光笔所指位置处的光点。

为了便于理解激光笔指示液晶显示装置的作用原理，在图3中，将激光笔发出的光20经显示区域的反射后形成的光，称为第一光40，将激光笔发出的光20中透过偏光片10的那部分，称为第二光50。

进一步的，根据上转换发光材料层14的性质，优选的，可选择能量低于可见光能量的红外光作为指定光。因远红外光的能量较低，不易被上转换发光材料层14吸收，这里的指定光更优选为近红外光，波长约为980nm。值得一提的是，红外光为非可见光，当激光笔发出的近红外光照射在液晶显示装置上时，在激光笔和液晶显示装置之间不会有光束干扰显示区域的显示效果，同时，因近红外光的能量相比于紫外线等能量较低，当其照射在液晶显示装置上时，对偏光片10及液晶显示装置内部的液晶和半导体器件造成的损伤较小。

上转换发光材料层14可由上转换发光材料形成，特别的，为了使上转换发光材料能够均匀地分布在第一保护层12上，以使指定光能够激发上转换发光材料层14的每一个位置，上转换发光材料层14可由纳米颗粒状的上转换发光材料形成。

进一步的，上转换发光材料包括主体材料、敏化剂和激活剂。其中，主体材料为发生上转化发光的基质材料，主要为掺杂稀土离子的化合物；敏化剂用于吸收照射在上转换发光材料层14上的光，并将吸收的光传递给主体材料，以使主体材料受到吸收光的激发；激活剂用于促进上转换发光中所涉及的反应过程，以发出可见光，提高了上转换效率。

根据选用的主体材料、敏化剂和激活剂的具体成分不同，形成的上转换发光材料也不相同，因而在近红外光的激发下发出的可见光也有所不同。优选的，主体材料可选用上转换发光效率较高的氟化钇钠，敏化剂可选用镱，激活剂可选用铒，其中，氟化钇钠、镱、铒的质量比可为75:23:2，这些成分制成的上转换发光材料在近红外光的激发下能够发出绿光，绿光的颜色鲜明，从而当使用激光笔指示液晶显示装置的显示区域时，观看者很容易看到激光笔所指位置处的绿色光点。当然，也可选用由其它成分组成的上转换发光材料，以在受到近红外光的激发下发出其它颜色的可见光，例如，可使上转换发光材料受到近红外光的激发下发出蓝光等。

本实施例中，在偏光片10中增设了上转换发光材料层14，若将上转换发光材料层14的厚度设计得太厚，不仅会影响到偏光层10的偏光作用，还无法满足液晶显示装置的轻薄化的要求，从而影响液晶显示装置的显示效果；而将该上转换发光材料层14的厚度设计得太薄，又会影响近红外光对上转换发光材料层14的激发效果，从而影响上转换发光效率。因此，上转换发光材料层14的厚度优选的可为2μm～10μm。更优选的，可取上述范围值的中间值作为最优选方案，即上转换发光材料层14的厚度的可为6μm。

针对于上转换发光材料层14由纳米颗粒状的上转换发光材料形成的方案，纳米级的上转换发光材料颗粒可紧密排列在第一保护层12上，以形成2μm～10μm厚度的上转换发光材料层14，从而使得形成的上转换发光材料层14的结构稳定，更加利于上转换发光材料层14接受近红外光的激发。

参见图1和图2，本实施例中，为了保护上转换发光材料层14，以防止外界对上转换发光材料层14造成损坏，例如造成污染或者划损等，从而保证上转换发光材料层14的正常使用和使用寿命，偏光片10还可包括表层保护膜15，该表层保护膜15叠加在上转换发光材料层14上，以对上转换发光材料层14进行保护。可选的，表层保护膜15的材料可选用二氧化硅，以形成玻璃材质的表层保护膜15，对上转换发光材料层14进行有效保护，同时不影响液晶显示装置的观看效果。

参见图2，进一步，可将表层保护膜15远离上转换发光材料层14的一面的加工成凹凸面，偏光片10贴附在显示面板上时，表层保护膜15远离上转换发光材料层14的一面也就是是面对观看者的一面，这里称该面为表层保护膜15的表面。当光照射在表层保护膜15的表面时，因表面为凹凸面，光就会在凹凸面上发生不同角度的反射现象，从而避免了光直射入眼睛，有效减小了偏光片10的反射率，防止眩光现象的发生，让观看者享受到更佳的视觉效果，提高了液晶显示装置的显示效果。可选的，可对表层保护膜15的表面进行微细凹凸加工处理，以形成凹凸面。

参见图2，优选的，表层保护膜50可由颗粒状的二氧化硅151形成，从而可以通过表面部分的二氧化硅颗粒151的分布规律来形成凹凸不平的表面，且表面以下的二氧化硅颗151可均匀分布在上转换发光材料层14上，以实现对上转换发光材料层14的全面保护。可选的，二氧化硅颗粒151的直径在10μm～20μm之间，且形成同一表层保护膜15的二氧化硅颗粒151可包括不同直径的二氧化硅颗粒151，以保证形成表层保护膜15的稳定性。

需要说明的是，在图2和图3中，附图标记60所指的是彩色滤光片；附图标记70所指的是从彩色滤光片透过的光，称为第三光70；附图标记80所是指第三光70透过偏光片10后形成的光，称为第四光80。

参见图2和图3，第三光70透过偏光片10时，在表层保护膜15的表面，经凹凸面的作用，会从不同角度透过偏光片10，从而形成不同角度的第四光80，进而增大了显示区域的观看视角。

实施例二

本发明实施例提供了一种液晶显示装置，该液晶显示装置包括显示面板和上偏光片，上偏光片贴附在显示面板的显示面上，特别的是，该上偏光片为实施例一中所述的偏光片10。

本实施例提供的液晶显示装置应用了实施例一中包括上转换发光材料层14的偏光片10，因此，当使用激光笔指示该液晶显示装置的显示区域时，可选用合适的激光笔，以使其发出的光照射在显示区域上时，能够激发显示面上的上偏光片的上转换发光材料层14发出可见光，可见光进入观看者的视觉中，从而观看者能够在高亮度的液晶显示装置上清晰地看到激光笔所指位置处的光点，给讲解者和观看者带来了方便。

优选的，可选择近红外光激光笔指示液晶显示装置的显示区域，并根据上转换发光材料层14的形成材料的不同成分组成，使上转换发光材料层14在受到的近红外光的激发时发出蓝光或者绿光等。

实施例三

本发明实施例提供了一种偏光片的制备方法，该制备方法包括：

依次叠加形成第一保护层、偏光层和第二保护层；

采用旋涂工艺在第一保护层远离偏光层的一侧上叠加形成上转换发光材料层，上转换发光材料层在指定光的激发下能够发出可见光。

本实施例中提供的偏光片的制备方法，在第一保护层远离偏光层的一侧上形成上转换发光材料层，该上转换发光材料层在指定光的激发下能够发出可见光，因此，若液晶显示装置应用了通过上述方法制备成的偏光片，当使用指定激光笔指示该液晶显示装置时，激光笔发出的指定光照射在液晶显示装置的显示区域上，能够激发显示面上偏光片的上转换发光材料层发出可见光，可见光进入观看者的视觉中，从而观看者能够在高亮度的液晶显示装置上清晰地看到激光笔所指位置处的光点。同时，本实施例中，采用旋涂工艺将上转换发光材料层的形成材料涂覆在第一保护层上，使上转换发光材料层的形成材料均匀地分布在第一保护层上，从而指定光可以激发上转换发光材料层的任一位置。

进一步地，为了保护上转换发光材料层，上述偏光片的制备方法还包括：采用喷涂工艺在上转换发光材料层上叠加形成表层保护膜，表层保护膜的材料为二氧化硅。

在上述方案中，采用喷涂工艺将形成表层保护膜的材料(二氧化硅)涂覆在上转换发光材料层上，使二氧化硅均匀地分布在上转换发光材料层上，从而形成的玻璃表层保护膜能够对上转换发光材料层进行全面地保护，以避免上转换发光材料层被外界污染或者划损，进而保证了上转换发光材料层的正常使用以及偏光片的使用寿命。

为了提高液晶显示装置的画面显示品质，优选的可对表层保护膜远离上转换发光材料层的一面做低反射处理或者防眩光处理。

可选的，上述制备偏光片的方法具体可包括：

步骤S1：通过粘结剂粘结依次叠加形成第一保护层、偏光层、第二保护层；其中，偏光层可由聚乙烯醇等常规材料构成，用于将穿过其的光转换为特定偏振方向的线偏振光，起到偏光作用，第一保护层和第二保护层可由三醋酸纤维素等材料形成等常规材料构成，用于保护偏光层，以防止偏光层破裂；

步骤S2：采用旋涂工艺将上转换发光材料涂覆在第一保护层远离偏光层的一侧上，形成上转换发光材料层，其中，上转换发光材料层用于将在指定光的激发下发出可见光，实现偏光片的主动发光功能，从而可发出的高亮度的可见光，以容易被观看者识别；

步骤S3：采用喷涂工艺将二氧化硅涂覆在上转换发光材料层上，以保护上转换发光材料层；

步骤S4：通过粘结剂粘结依次在第二保护层上叠加形成粘合剂层和离型膜，在进行将偏光片贴附在显示面板上的操作时，首先将离型膜从偏光片上剥离，并将粘合剂层贴附在显示面板的显示面上。

需要说明的是，本实施例中所提供的偏光片的制备方法，优选的适用于上偏光片的制备方法。而下偏光片的制备方法中可不包括上转换发光材料层的形成步骤，同时，下偏光片的表层保护膜的表面做清洁处理即可。

需要说明的是，本实施例所提供的液晶显示装置可以液晶面板、电子纸、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种偏光片，包括依次叠加的第一保护层、偏光层和第二保护层，其特征在于，所述偏光片还包括叠加在所述第一保护层远离所述偏光层的一侧上的上转换发光材料层，所述上转换发光材料层在指定光的激发下能够发出可见光。

2.根据权利要求1所述的偏光片，其特征在于，所述上转换发光材料层由纳米颗粒状的上转换发光材料形成。

3.根据权利要求1所述的偏光片，其特征在于，所述上转换发光材料包括主体材料、敏化剂和激活剂，其中，所述主体材料为氟化钇钠，所述敏化剂为镱，所述激活剂为铒。

4.根据权利要求1所述的偏光片，其特征在于，所述上转换发光材料层的厚度为2μm～10μm。

5.根据权利要求4所述的偏光片，其特征在于，所述上转换发光材料层的厚度为6μm。

6.根据权利要求1～5任一项所述的偏光片，其特征在于，所述偏光片还包括叠加在所述上转换发光材料层上的表层保护膜，所述表层保护膜的材料为二氧化硅。

7.根据权利要求6所述的偏光片，其特征在于，所述表层保护膜远离所述上转换发光材料层的一面为凹凸面。

8.根据权利要求7所述的偏光片，其特征在于，所述表层保护膜由颗粒状的二氧化硅形成，且二氧化硅颗粒的直径在10μm～20μm之间。

9.一种液晶显示装置，包括显示面板和贴附在所述显示面板的显示面的上偏光片，其特征在于，所述上偏光片为权利要求1～8任一项所述的偏光片。

10.一种偏光片的制备方法，包括依次叠加形成第一保护层、偏光层、第二保护层，其特征在于，所述偏光片的制备方法还包括：

采用旋涂工艺在所述第一保护层远离所述偏光层的一侧上叠加形成上转换发光材料层，所述上转换发光材料层在指定光的激发下能够发出可见光。

11.根据权利要求10所述的偏光片的制备方法，其特征在于，所述偏光片的制备方法还包括：采用喷涂工艺在所述上转换发光材料层上叠加形成表层保护膜，所述表层保护膜的材料为二氧化硅。