具光学色转换功能偏光片及使用该偏光片的液晶显示器的制作方法

专利名称：具光学色转换功能偏光片及使用该偏光片的液晶显示器的制作方法
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
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
不于一上偏光片1与一下偏光片2之间设置有 一 液晶面板3 ，
北 冃光模块4配置于该下偏光片2下方，该背光模块4提供该
液曰 曰曰面板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4 a的发光颜色，目前 常见以能产生白光的LED灯作为光源4 a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、含卤化合物惨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1 ^ m。
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1 " m。 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；
液曰 曰曰面板是设于该上偏光片与该下偏光片之间；以及
背光模块用以提供该液晶面板显示所需的背光；
特征在于:
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。


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-■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
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
图11类同图1 0 ,揭示于转色层与保护层之间设有阻隔
具体实施例方式
请参阅图2所示，是本发明 一 较佳实施例的偏光片1 0 ， 图3进 一 步揭示该偏光片1 0 (即下偏光片)应用于液晶显示 器1 0 0 ，其配置于液晶面板1 0 1与背光模块1 Q 2之间，
在本实施例中，背光模块1 Q 2的光源是采用价格相对白光
LED灯便宜的蓝光LED灯1 0 2 a。
该偏光片1 0具有 一 面对背光模块1 0 2的入光面1 0 a (第 一 表面)，以及一面对液晶面板1 Q 1的出光面1 0 b (第 二表面)，其组成包括有一偏光基体l 2、 二保护层l 4、 1 4'、 一感压胶(pressure sensitive adhesive, PSA) 1 6、 一分离膜(Release Film) 1 8 、 一转色层2 0与一表面保护 层2 2 ，其中
该偏光基体l 2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1 4 、 1 4 '分别形成于偏光基体1 2的两侧 面，用以作为支撑并保护偏光基体1 2使用，常以三醋酸纤维 素薄膜(Triacetate Cellulose Film, TAC)材料制成；
该感压胶1 6是设于该保护层1 4未与偏光基体1 2接 触的一面，其具有粘性，常以EVA是材料制成；
该分离膜1 S贴设该感压胶1 6 ，用以保护感压胶1 6免 于遭异物污染而失粘性，分离膜1 8常以PET材料制成，如图 3所示，在分离膜1 8被撕去后，感压胶1 6裸露的 一 面即构 成偏光片1 0的出光面1 0 b ，此时偏光片1 Q并得透过感压 胶1 6而与液晶面板1 0 1的下基板1 Q 1 a表面粘贴；
该转色层2 0是形成于保护层1 4 '未与偏光基体1 2 接触的 一 面，转色层2 0是由 一 可吸收光谱能量的色转换材料
2 Oa与粘合剂(binder) 2 Ob相混合而制成，于本实施例 中，配合蓝光LED灯1 0 2 a，所选用的色转换材料2 0 a是 可吸收蓝色光谱能量，其选自YAG(钇铝石榴石，Yttrium Aluminum Garnet ) 、 TAG (试铅石槽石，Terbium Aluminum Garnet )、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、含卣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2 0a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2 Q a的微粒子粒径并小于1 P m，以便 有益于透光效果的提升；
该表面保护层2 2形成于该转色层2 0未与保护层1 4 '接触的一面，用以保护该转色层2 0 ，表面保护层2 2面 对背光模块1 0 2的一面即构成偏光片1 0的入光面1 0 a， 其常以PE或PET为材料制成。
上述偏光片1 0是被配置在液晶面板1 Q 1与背光模块 1 0 2之间，当蓝光LED灯1 0 2 a所产生的蓝色光射入背光 模块1 Q 2的导光板1 0 2 b，据以形成蓝色背光并通过该偏 光片1 Q ，蓝色光遇到转色层2 Q的色转换材料2 0 a时，其
光谱能量因受到色转换材料2 Q a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1 Q即可达成光学色转换目的，因
此，对于设置在液晶面板1 Q 1上方的另 一 偏光片3 0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
另偏光片3 0为一般常见的偏光片结构，其包括有一偏光基
体30a 、 二二保护层3 Q b、 一表面保护层3 Q c与一感压胶3
0 d。
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2 Q ，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1 0 2 a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1 0 2的 整体厚度。
在上述实施例中，因背光模块1 Q 2的光源是选用可产生 可见光谱的蓝光LED灯1 0 2 a，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2 0a;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1 Q 1与背光模块1 Q 2之伺的偏光片结构变化，该些偏光 片主要包括有具偏光机制的偏光基体1 2 ，以及具有做为吸收 光谱能量使用的转色层2 0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2 2 ，而以转色层2 0 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1 4 '与转色层2 0之间增设 一阻隔层2 4 ，该阻隔层2 4的作用在于避免制作转色层2 0 时，损及偏光基体1 2的偏光机制。
图6所揭示偏光片的转色层2 0，，是还包括有感压胶 (PSA)的成分。
图7的偏光片结构于转色层2 0与表面保护层2 2之间
再增设一感压胶2 6 。
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4
0 ，图9揭示该偏光片4 Q (即上偏光片)是配置在液晶显示 器2 0 Q的液晶面板2 Q 1上方位置，而配置于液晶面板2 0 1与背光模块2 0 2间的偏光片6 0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4 0来达成光学色转换 目的，为达成该目的该偏光片4 0的组成须包括有 一 偏光基 体4 2 、 二保护层4 4 、 4 4'、 一感压胶4 6 、 一分离膜4 8 、 一转色层5 0与一表面保护层5 2 ，而偏光片6 Q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4 Q的该二保护层4 4 、 4 4 ，分设 于偏光基体4 2的两侧面，感压胶4 6设于保护层4 4未与偏 光基体4 2接触的一面，分离膜4 8平时是覆盖该感压胶4 6 (参照图8 )，在撕去分离膜4 8后，得以感压胶4 6裸露的 一面粘贴于液晶面板2 0 1的上基板2 0 1 a表面，该裸露一 面即为偏光片4 0的入光面4 Qa(第二表面)，而该转色层5 0是设于保护层4 4 '未与偏光基体4 2接触的 一 面，该表面 保护层5 2用以保护转色层5 Q ，且表面保护层5 2的外表面 即为偏光片4 Q的出光面4 Ob(第一表面)，而转色层5 0的 色转换材料5 0 a因应液晶显示器2 0 0所使用光源2 0 2 a 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5 Q a的选用标准，
于前述一较佳实施例中己有揭露，于此恕不再赘述，另外，色 转换材料5 0 a的微粒子粒径亦以小于1 u m为佳，再者，转 色层5 Q中亦可适当地加入些许感压胶成分，而图l Q所揭露 的偏光片仍以图8结构为基础，再于转色层5 Q与表面保护层 5 2之间增设 一 感压胶5 4 ，甚者，可再于转色层5 Q与保护 层4 4 '之间设置 一 阻隔层5 6 (参照图1 1 )。
以上所述仅为本发明的较佳可行实施例而己，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。
权利要求
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。
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。
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。
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是可吸收UV光谱能量， 其自硫化物、氧化物、含卣化合物、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。
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1 y m。
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、含卣化合物掺混 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。
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。
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。
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1" m。
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，包含上偏光片；下偏光片；液晶面板是设于该上偏光片与该下偏光片之间；以及背光模块用以提供该液晶面板显示所需的背光；特征在于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。
17、如权利要求1 6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1 6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1 6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1 6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。
全文摘要
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。
文档编号G02B5/30GK101097339SQ20061008678
公开日2008年1月2日 申请日期2006年6月26日 优先权日2006年6月26日
发明者张惠喻, 王志源, 黄梅如 申请人:胜华科技股份有限公司