增加可视角度的偏光板结构及形成方法技术

本发明专利技术提供一种偏光板的结构以及形成方法。此偏光板结构包含由黑色染料所形成的一黑色染料层，此黑色染料层位于一保护层之上，且此黑色染料层可吸收来自一高分子薄膜层所放射的光，更者，此黑色染料层的厚度决定于所吸收的饱和度。通过本发明专利技术的偏光板结构，可提高显示装置的可视角。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种偏光板结构，特别是关于一种可增加显示装置可视角度的偏光板结构及形成方法。
技术介绍
偏光板(Polarizer)亦称偏光膜(Polarizing Film)，其作用主要是将不具偏极性的自然光产生偏极化，并形成一偏极光。偏极光的产生大致上利用下列几种方式(1)利用特定物质中的二色性(Dichroism)的特性，例如碘离子化合物或染料分子等；(2)利用物质的双折射性，例如镍(Nicol)晶石或格蓝-汤姆生(Glan-Thomson)晶体等；(3)利用两物质界面的反射性及折射性，其中，将数层不同厚度的透明材料(例如玻璃)做堆栈，当自然光以适当的角度入射这些玻璃叠层时，光线亦会被一层层的筛除，因此，出射的光线就会得到一定的消光比(Extinction Ratio)且得到部分偏光(Partially Polarized Light)。偏光膜大致可区分为吸收式及反射式两种形式，其中吸收式的偏光膜又可区分为O型、E型、金属栅型、碘及染料偏光膜。而染料(DyeType Polarizing Film)及碘偏光膜(Iodine Type Polarizing Film)利用碘离子(I3-及I5-)或染料分子扩散渗入一高分子薄膜层中，例如聚乙烯醇(Polyvinyl Alcohol，PVA)薄膜层，通过碘离子或染料分子在此高分子薄膜层中做规则性的排列，因此，可吸收平行于其排列方向的光分量，而只让垂直方向的光分量通过，并产生一具有偏极光特性的偏光膜。一般薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)使用的偏光膜即使用染料或碘偏光膜，在延伸成数十毫米(millimeter，mm)厚的聚乙烯醇薄膜层的上下侧分别形成一保护层，例如三醋酸纤维(triacetyl-cellulose，TAC)薄膜层，因此，聚乙烯醇及三醋酸纤维薄膜层即可构成一类似三明治结构的偏光膜结构。光的偏极化现象最常见的在液晶显示装置(Liquid Crystal Display，LCD)的应用中，例如笔记型计算机、桌上型监视器、个人数字助理及手机等，而偏光板在液晶显示装置内扮演的角色如同光的过滤器，当不施加电压时，液晶分子会随着上下两偏光板上配位膜的配位方向呈扭转90°水平排列，而光线通过下片偏光板后形成偏极光，且由于液晶分子的光学异向性，此偏极光会沿着液晶分子扭转90°并通过上片偏光板，因此，液晶显示装置的面板呈现亮的状态。但施加电压后，原来平行旋转90°的液晶分子变为垂直排列，因此，通过下片偏光板后的偏极光会维持原方向并受到上片偏光板的遮蔽，所以，液晶显示装置的面板呈现亮的状态，以此原理即可控制(switch)液晶显示装置面板上亮/暗的显示状况。现今液晶显示装置已渐渐成为市场的主流，但液晶显示的装置仍有部分技术亟待改进，例如视角上的限制、动态反应速度及显示装置的亮度表现。液晶显示装置的显示原理是利用液晶分子旋转偏极光方向与双折射率的特性来达到显示明暗的效果，此特性与入射光的角度有关，因此液晶显示装置本质上就有视角的问题，随着观赏者角度不同而有不同的显示品质，视角愈大所看到的对比愈低，随着液晶显示装置大型化的发展，广视角技术(Wide-Viewing Angle，WVA)则愈显的重要。图1为已知的偏光板结构于液晶显示装置的截面示意图。首先，参阅图1，提供一上偏光板101及一下偏光板101′的结构于一液晶显示装置中，在上偏光板101中包含一高分子薄膜层103及复数层保护层105，在下偏光板101′中包含一高分子薄膜层103′及复数层保护层105′，其中，保护层105、105′分别形成于高分子薄膜层103、103′的上下两侧。高分子薄膜层103、103′可为一聚乙烯醇(Polyvinyl Alcohol，PVA)薄膜，再者，于此高分子薄膜层103、103′中并加入复数个二色性材料(图上未示)，例如碘离子(I3-及I5-)或染料分子。由于碘离子或染料分子在此高分子薄膜层103、103′中为规则性的排列，因此，可吸收平行于其排列方向的光向量，并只让垂直方向的光向量通过，亦即上偏光板101及下偏光板101′的结构具有使不具偏极性的光转换为偏极光的功能。另外，在上偏光板101中的高分子薄膜层103、在下偏光板101′中的高分子薄膜层103′的上下两侧分别形成一保护层105、105′，例如三醋酸纤维(triacetyl-cellulose，TAC)薄膜层、酪醋酸纤维(CelluloseAceto Butyrate，CAB)层及丙烯酸酯(Acrylic)树脂层。在上偏光板101中的保护层105、在下偏光板101′中的保护层105′作为保护高分子薄膜层103、103′以防止来自于外在环境的机械性、湿度及热的损害，此外，保护层105、105′必须具有高透光的性质，以避免干扰光的偏极化。接着，将此上偏光板101及下偏光板101′的结构应用于一液晶显示装置中。此液晶显示装置包含一液晶盒(LC cell)107、一上偏光板101及一下偏光板101′，其中，此液晶盒107中包含复数个液晶分子，例如向列扭转型(Twisted Nematic，TN)液晶分子。此外，上偏光板101与下偏光板101′呈相互正交的90°配置，而液晶盒107中的液晶分子亦随着上偏光板101与下偏光板101′呈90°扭曲(twist)且平行地排列。由于液晶分子的光学异向性，当不具偏极性的光线通过下偏光板101′时，会被偏极化成一偏极光，且此偏极光会沿着液晶盒107中的液晶分子行进，并到达上偏光板101。但当对此液晶显示装置施加一电压时，液晶盒107中的液晶分子的排列方向会呈垂直排列，且与通过下偏光板101′的偏极光方向一致，更者，由于上偏光板101及下偏光板101′呈90°配置，因此，偏极化的光线会无法由下偏光板101′透过上偏光板101。依此原理，透过电压调控液晶分子旋转的方向，即可改变液晶显示装置面板上的光线明暗变化。为了使液晶分子有序性的排列在上偏光板101及下偏光板101′上，上偏光板101及下偏光板101′必须进行表面配向的步骤，经由表面的配向(rubbing)，可以控制液晶分子在单一区域的均一排列，其中，将上偏光板101及下偏光板101′表面先做定向的处理，使其形成一层配向膜(图上未示)，配向膜与液晶分子间会有凡得瓦力、偶极间引力、氢键等相互作用力存在，而使得液晶分子可以被有秩序的定向。对此液晶显示装置施加电压后，由于靠近上偏光板101及下偏光板101′两侧的液晶分子会受到偏光板上配向的影响无法呈垂直排列，亦即有一预倾角(Pretilt Angle)，因此仍会有一些偏极化的光线可以穿过液晶分子并到达上偏光板101，所以，使用者在显示状态为暗状态时仍可看到亮点，即为暗态漏光的现象。由于一个显示模式的对比度(Contrast Ration，CR)的定义为穿透光强度在液晶显示装置的亮状态与暗状态的比值(对比度亮态辉度/暗态辉度)，因此暗态漏光的现象会影响液晶显示装置的暗态辉度值，并进而影响液晶显示装置在对比度上的表现，又其对比度与可视角度有关，因此，暗态漏光的现象会影响液晶显示装置的可视角度，此即液晶显示装置中可视角度不佳原因之一。另外，由于高分子薄膜层103及103′包含复数个二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种增加可视角度的偏光板形成方法，其特征在于，包括：提供一高分子薄膜层，该高分子薄膜层包含复数个二色性材料；形成一保护层，该保护层分别位于该高分子薄膜层的一上表面及一下表面；及至少形成一黑色染料层于该保护层之上，以吸 收该复数个二色性材料所放射的光，而该黑色染料层通过有机溶剂而将一树脂与一黑色染料混合而成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐荣鸿，吴龙海，
申请(专利权)人：力特光电科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]