一种光学膜内贴式偏光板的制作方法

本申请是有关一种偏光板，特别是有关一种光学膜内贴式偏光板。

背景技术：

自从美国的rca公司发表第一个动态散射型的显示器至今，陆续有许多不同类型的液晶显示器被开发出来，其中又以tn型(twistednematic)被最广泛地采用。tn型液晶显示器的显示原理为在两片透明的导电基板中夹入一层液晶物质，其中一片透明基板包含薄膜晶体管(thinfilmtransistor,tft)，另一片则为彩色滤光基板(colorfilter,cf)。而在两片基板内面与液晶接触的表面上，必须涂布一层配向膜。经过特定的处理，使得配向膜上长棒状的液晶分子朝某个特定方向排列。当光由背光源经过一偏光板进入液晶盒后，其偏振方向将只存在相同于偏光板的偏振方向，若未通电压而液晶分子处于关闭状态时，液晶分子将受到配向膜的影响沿着配向方向排列。由于上下两配向膜的配向方向互相垂直，则光会随着液晶分子旋转而改变其偏振方向。在遇到与第一片偏光板垂直的第二片偏光板时将顺利通过，形成外界所见的亮态；若液晶处于通电的开的状态时，液晶分子将受电场影响而沿电场方向排列。光在通过液晶盒后其偏振态将不会改变，因此遇到第二片偏光板时将被阻挡，则外界看到暗态，以达到液晶显示器的显示功能。

由此可知，偏光板是液晶显示设备不可或缺的组件。而目前市面上的偏光板多使用聚乙烯醇(pva)作为偏光子。聚乙烯醇(pva)在染剂溶液中拉伸后，再于pva上下两侧增加保护层，如三醋酸纤维素膜(tac)，用以阻隔水气渗入破坏pva及染剂。而上下两侧的三醋酸纤维素膜保护层与偏光子的贴合,通常是将三醋酸纤维素膜经过碱洗制程后,再以水胶制程进行贴合。因此，传统已知偏光板的最终结构主要包含一层偏光子与分别位于偏光子两侧的两个保护层。另一方面，为了使偏光板具有光学补偿或增亮功能，通常透过黏接胶将高分子拉伸型光学补偿膜或增亮膜贴合固定于保护层上，形成已知的光学膜外贴式的偏光板。其叠构次序为保护层、偏光子、保护层、黏接胶以及光学膜等，还可以包含另一黏接胶和显示器面板，此黏接胶介于光学膜与显示器面板之间。但如此将使得偏光板的整体厚度偏厚，与现行薄型化趋势相矛盾，且对于柔性oled显示器的可挠性发展有所限制。因此利用液晶材料,因为已知液晶分子在不同轴向上具有不同的折射率，即复折射性(birefringence)，使得偏振光在通过液晶分子时，光偏振方向被改变并发生光学延迟现象(opticalretardation)，而产生位相差，即液晶分子的光学异方性(opticalanisotropic)。由于光学异方性所造成的光学延迟现象，使得液晶分子膜层可以应用做为光学补偿膜或位相差板(opticalretarder)。此外，液晶材料中的胆固醇液晶，天生具有螺旋结构(naturallyhelicalstructure)。当自然光进入时，有一半的入射光(即圆偏光)会顺着螺旋结构进入，而另一半的入射光(即圆偏光)则因逆旋而被反射，这就是所谓的(圆)偏光选择性。而应用胆固醇液晶作为增亮膜的关键，是利用一反射背板将原来被反射的圆偏光反转其旋光性，可再次顺向通过而达到增亮的效果。可有效的进行光回收，减少整体的光损失。

由于液晶材料的复折射性远大于一般高分子材料，因此要达到相同的光学延迟或增亮功效，所需的液晶材料厚度将远低于一般高分子材料。基于这一概念，故直接使用液晶型光学膜取代偏光片中的下保护层与高分子拉伸型光学膜的构想便出现。因此液晶型光学膜与偏光子pva层的黏接则变为重要课题。所以，开发出一种厚度较薄且具光学补偿或增亮功能的偏光板以因应薄型化及柔性oled显示器的可挠性发展是有其必要的。

技术实现要素：

本申请提供一种光学膜内贴式偏光板，使得液晶型光学膜层可以无需经过碱洗制程而可直接进行已知偏光板水胶贴合制程技术而与偏光子黏接，除具有较薄的偏光板厚度，也节省了一层偏光板保护层与一层用以黏接偏光板与液晶型光学膜的黏接胶。

本申请的光学膜内贴式偏光板包含：偏光子；保护层，叠构于所述偏光子的一侧；液晶型光学膜层，叠构于所述偏光子之相对于所述保护层的另一侧；以及易黏著层，叠构于所述偏光子与所述液晶型光学膜层之间。

其中，所述偏光子包含碘系偏光子、染料系偏光子、使用碟状液晶、棒状液晶、或胆固醇液晶参杂二色性染料所制作的偏光子，以及以偶氮系(azo)衍生物、喹啉系(quinoline)衍生物、肉桂酸酯系衍生物、苯基苯乙烯基酮系衍生物、马来酰亚胺基系衍生物、双苯亚甲基系衍生物或香豆素酯系衍生物或其组合所制作的偏光子。

其中，所述偏光子的厚度介于50nm至50μm之间。

其中，所述液晶型光学膜层包含液晶型逆分散型四分之一相位延迟膜、液晶型a板相位延迟膜、液晶型o板相位延迟膜、液晶型正型z轴相位延迟膜、液晶型负型z轴相位延迟膜、液晶型双轴相位延迟膜以及胆固醇液晶型增亮膜。

其中，所述液晶型光学膜的厚度介于500nm至25μm之间。

其中，所述易黏着层用以黏接所述偏光子与所述液晶型光学膜。

其中，所述易黏着层的厚度介于10nm至1000nm之间。

其中，所述液晶型光学膜层用以保护所述偏光子。

其中，所述液晶型光学膜层经由所述易黏着层通过已知偏光板水胶贴合制程而与所述偏光子黏接。

其中，包含已知偏光板使用的黏接胶，叠构于所述液晶型光学膜层相对于所述偏光子的另一侧，而与显示器面板相互黏接，其中所述黏接胶介于所述液晶型光学膜层与所述显示器面板之间。

本申请的光学膜内贴式偏光板包含保护层、偏光子、易黏着层以及液晶型光学膜层。保护层叠构于偏光子的一侧。液晶型光学膜层叠构于偏光子相对于保护层的另一侧。易黏着层叠构于偏光子与液晶型光学膜层之间，可以使用已知偏光板水胶贴合制程技术而与偏光子黏接。因此本申请偏光板相较于已知包含一偏光子、分别配置于偏光子两侧的两个保护层、黏接胶以及光学膜的光学膜外贴式的偏光板，除具有较薄的偏光板厚度之外，也节省了一层偏光板保护层与一层用以黏接偏光板与液晶型光学膜的黏接胶。

附图说明

为使熟悉本申请领域的工程技术人员便于暸解本申请揭示之技术，以下配合参阅图式，示例说明本申请光学膜内贴式偏光板如下：

图1是本申请偏光板剖面示意图；

图2是传统已知的光学膜外贴式的偏光板剖面示意图；

图3是本申请偏光板高温耐候条件下光学相位延迟光谱图；

图4是本申请偏光板高温高湿耐候条件下光学相位延迟光谱图；

图5是本申请偏光板高温及高温高湿耐候条件下全光穿透率光谱图；

附图标记：

10：偏光板

100：偏光子

110：液晶型光学膜层

120：易黏着层

130：保护层

140：黏接胶

20：偏光板

200：偏光子

210：光学膜层

230：保护层

240：黏接胶

具体实施方式

为使熟悉本技术领域中的工程技术人员，更易于通过本申请说明书的说明而了解本申请，以下配合图式进一步说明。本领域工程技术人员可了解的是，以下说明内容仅用以示例说明本申请技术，并说明较佳的实施条件范围，并非用以限制本申请的范围。

本申请提出一种光学膜内贴式偏光板，具有较薄的厚度，并节省了一层偏光板保护层与一层用以黏接偏光子与液晶型光学膜的黏接胶。图1为本申请提出的光学膜内贴式的偏光板10具体实施态样剖面示意图。所述光学膜内贴式的偏光板10，其叠构次序为保护层130、偏光子100、易黏着层120以及液晶型光学膜层110，另外，在本实施方式中，所述偏光板10可包含黏接胶140用以与显示器面板相互黏接。图2为传统已知的光学膜外贴式的偏光板之剖面结构，其主要包含一层偏光子与分别位于偏光子两侧的两个保护层。另一方面，为了使偏光板具有光学补偿或增亮功能，通常透过黏接胶将一般高分子拉伸型光学补偿膜或增亮膜贴合固定于保护层上，而形成传统已知的光学膜外贴式的偏光板20，其叠构次序为保护层230、偏光子200、保护层230、黏接胶240以及光学膜210等，其中更可包含另一黏接胶240，可与显示器面板相互黏接，此黏接胶240介于光学膜210与显示器面板之间。由上述可知，本申请所提出的光学膜内贴式的偏光板10与传统已知的光学膜外贴式的偏光板20相比，除了具有较薄的厚度之外，也节省了一层偏光板保护层与一层用以黏接偏光子与液晶型光学膜的黏接胶等功效。

在本实施方式光学膜内贴式偏光板中，所述偏光子100可以是任何熟悉本技术领域中的工程技术人员所熟知的任一型偏光子，且可以透过任何熟悉本技术领域中的工程技术人员所熟知的任一种方式来制作。所述偏光子100可使用在含有碘或二色性染料之染剂溶液中拉伸聚乙烯醇膜来制作。此外，也可使用碟状液晶、棒状液晶、以及胆固醇液晶参杂二色性染料，并经过湿式精密涂布与液晶配向制程来实现。或者，也可使用具二色性染料官能机之偶氮系(azo)衍生物、喹啉系(quinoline)衍生物、肉桂酸酯系衍生物、苯基苯乙烯基酮系衍生物、马来酰亚胺基系衍生物、双苯亚甲基系衍生物或香豆素酯系衍生物或其组合，以照射偏极化紫外光的光配向制程来制作偏光子。在本实施方式之光学膜内贴式偏光板中，所述偏光子100的厚度介于50nm至50μm之间。

在本实施方式光学膜内贴式偏光板中，所述液晶型光学膜层110可以是任何熟悉本技术领域中的工程技术人员所熟知的任一种液晶型光学膜层。例如，所述液晶型光学膜层110可包含但不限制于：液晶型逆分散型四分之一相位延迟膜、液晶型a板相位延迟膜、液晶型o板相位延迟膜、液晶型正型z轴相位延迟膜、液晶型负型z轴相位延迟膜、液晶型双轴相位延迟膜以及胆固醇液晶型增亮膜及其组合。液晶型相位延迟膜的材料分别可包含棒状液晶、碟状液晶、胆固醇液晶或掺有掌性分子的棒状液晶，其中掌性分子的添加量为固含量的0.01～20％。

在本实施方式光学膜内贴式偏光板中，当所述液晶型光学膜层110为液晶型逆分散型四分之一相位延迟膜时，此液晶型逆分散型四分之一相位延迟膜可包含一个具有逆分散特性的液晶型a板相位延迟膜、一个具有逆分散特性的液晶型o板相位延迟膜，以及一个具有逆分散特性的液晶型双轴相位延迟膜；或彼此叠构的两个具有正分散特性的液晶型a板相位延迟膜、两个具有正分散特性的液晶型o板相位延迟膜、一个具有正分散特性的液晶型a板相位延迟膜与一个具有正分散特性的液晶型o板相位延迟膜、一个具有正分散特性的液晶型a板相位延迟膜与一个液晶型正型z轴相位延迟膜、一个具有正分散特性的液晶型a板相位延迟膜与一个液晶型负型z轴相位延迟膜、一个具有正分散特性的液晶型a板相位延迟膜与一个具有正分散特性的液晶型双轴相位延迟膜以及其他组合。在本实施方式中，所述液晶型光学膜层110的厚度介于500nm至25μm之间。

在本实施方式光学膜内贴式偏光板中，所述易黏着层120叠构于所述偏光子100与所述液晶型光学膜层110之间。所述易黏着层120能透过已知偏光板水胶贴合制程而同时黏着所述偏光子100及所述液晶型光学膜层110。因此，透过叠构于所述偏光子100与所述液晶型光学膜层110之间的所述易黏着层120，所述偏光板10可同时具备光学补偿或增亮功能以及较佳的结构稳定性等多功能性的表现。然而，所述液晶型光学膜层110通常为亲油性，为使亲水性的所述偏光子100与所述光学膜层110间具有良好的黏着力，所述易黏着层120具有同时与亲油性表面及亲水性表面产生良好黏着力的功能。故上述的所述易黏着层120可用以取代已知偏光板使用的黏接胶以黏接所述偏光子100及所述液晶型光学膜层110。

在本实施方式光学膜内贴式偏光板中，不特别限定所述易黏着层120的材质，只需能同时与所述偏光子100及所述液晶型光学膜层110具有良好的黏接性能之材质即可。例如但不限于压克力系材料、硅系材料、环氧树脂材料、聚氨酯材料、聚乙烯醇材料或硅烷偶合剂材料及其组合。在本实施方式中，所述易黏着层120的厚度介于10nm至1000nm之间。

在本实施方式光学膜内贴式偏光板中，所述液晶型光学膜层110可用于保护所述偏光子100。也就是说，在本实施方式中，所述液晶型光学膜层110除了能提供光学补偿或增亮的功能，还具备所述保护层130的功能。

在本实施方式光学膜内贴式偏光板中，所述液晶型光学膜层110经由所述易黏着层120与已知偏光板水胶贴合制程而与所述偏光子100黏接。也就是说，在本实施方式中，所述液晶型光学膜层110经由其表面上的所述易黏着层120可直接与已知偏光板惯用之水胶达成黏着的功效，而无须将所述液晶型光学膜层110经过传统的碱洗处理程序之后，再使用偏光板惯用之水胶来进行贴合，可节省一道碱洗处理程序。

由于在显示器的应用中必须将所述偏光板10黏接至显示器面板上，因此所述偏光板10可包含一黏接胶140，所述黏接胶140叠构于所述液晶型光学膜110一侧，而所述液晶型光学膜110介于所述易黏着层120与所述黏接胶140之间。在本实施方式中，所述黏接胶140的厚度介于5μm至100μm之间。

在本实施方式光学膜内贴式偏光板中，所述偏光子100介于所述保护层130与所述液晶型光学膜110之间，亦即所述保护层130叠构于所述偏光子100相对于所述液晶型光学膜层110的另一侧。在本实施方式中，所述保护层130可以是任何熟悉本技术领域中的工程技术人员所熟知的偏光板使用的任一种保护层。所述保护层130的材质可包含但不限制于：三醋酸纤维素(tac)、环状烯烃聚合物(cop)、压克力(acryl)、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)、聚对苯二甲酸乙二酯(pet)或聚碳酸酯(pc)及其组合。在本实施方式中，所述保护层130的厚度可介于15μm至100μm之间。

在本实施方式光学膜内贴式偏光板中，所述偏光板10各层的叠构次序为所述保护层130、所述偏光子100、所述易黏着层120以及所述液晶型光学膜层110，与已知的保护层、偏光子、保护层、黏接胶以及光学膜等叠构次序的光学膜外贴式的偏光板相比较可发现，所述偏光板10的叠构层数较少，因此具有较薄的厚度，也节省了一层保护层与一层用以黏接偏光板与液晶型光学膜的黏接胶。由此，所述液晶型光学膜层110的角色为具备多重功能的膜层，其功效为光学补偿、增亮以及保护所述偏光子100，而所述易黏着层120可取代一层用以黏接偏光板与液晶型光学膜的黏接胶。综上所述，在本实施方式光学膜内贴式偏光板中，所述偏光板10叠构次序为所述保护层130、所述偏光子100、所述易黏着层所述120以及所述液晶型光学膜层110。其整体厚度可降低，其制作程序还能与已知之偏光板水胶贴合生产制程互通。

在本实施方式光学膜内贴式偏光板中，所述偏光板10各层的叠构次序为所述保护层130、所述偏光子100、所述易黏着层120、所述液晶型光学膜层110以及所述黏接胶140，将所述黏接胶140分别黏接至光学测试的玻璃板及拉力试机的钢板上，经由以下实验来测试所述偏光板10在经历耐候测试后的光学特性以及各层间的黏接力大小，以验证所述液晶型光学膜层110除了具有光学补偿或增亮功能，也具备如同所述保护层130保护所述偏光子100的功效，且所述偏光板10各层间具备良好的黏接性能而保持其结构稳定性，使得所述偏光板10能具够有良好的光学稳定性以及结构稳定性，因而当应用于显示器时，能够确保产品的质量。

实验1

为测试所述偏光板10于高温耐候条件下光学相位延迟值的变化，本实验分别对在80℃高温烘箱中环测500小时之后的所述偏光板10、在90℃高温烘箱中环测500小时之后的所述偏光板10、以及未经高温烘箱环测的所述偏光板10进行光学相位延迟值量测。量测设备为相位差量测仪(由王子计测公司制造，型号：kobra-wpr)，波长范围为400奈米至780奈米，结果如图3所示。

由图3可知，与未经高温烘箱环测的所述偏光板10相比，经过80℃及90℃高温烘箱中环测500小时之后的所述偏光板10的相位延迟值皆无太大变化，即经历高温耐候测试，本申请的所述偏光板10的光学相位延迟值仍旧维持不变。

实验2

为测试所述偏光板10于高温高湿耐候条件下光学相位延迟值的变化，本实验分别对在60℃，90％rh(相对湿度)高温高湿烘箱中环测500小时之后的所述偏光板10、在65℃，95％rh(相对湿度)高温高湿烘箱中环测500小时之后的所述偏光板10、以及未经高温高湿烘箱环测的所述偏光板10进行光学相位延迟值量测。量测设备为相位差量测仪(由王子计测公司制造，型号：kobra-wpr)，波长范围为400奈米至780奈米，结果如图4所示。

由图4可知，与未经高温高湿烘箱环测的所述偏光板10相比，经过60℃，90％rh及65℃，95％rh高温高湿烘箱中环测500小时之后的所述偏光板10的相位延迟值皆无太大变化，即经历高温高湿耐候测试，本申请的所述偏光板10的光学相位延迟值仍旧维持不变。

实验3

为测试所述偏光板10于高温及高温高湿耐候条件下全光穿透率的变化，本实验分别对在90℃高温烘箱中环测500小时之后的所述偏光板10、在65℃，95％rh(相对湿度)高温高湿烘箱中环测500小时之后的所述偏光板10、以及未经任何处理的所述偏光板10进行全波段穿透率的量测，量测设备为uv/vis分光光谱仪(hitachi制造，型号：u4100)，波长范围为400奈米至750奈米，结果如图5所示。

由图5可知，与未经任何处理的所述偏光板10相比，不论是在90℃高温烘箱中环测500小时之后的所述偏光板10，还是在65℃，95％rh(相对湿度)高温高湿烘箱中环测500小时之后的所述偏光板10，其全波段穿透率皆无太大变化，即经历高温及高温高湿耐候测试，本申请的所述偏光板10的全波段穿透率仍旧维持不变。

实验4

本实验依据iso527-1的规范，量测所述偏光板10各层间的黏着力，以测试所述偏光板10结构的稳定性，量测设备为单柱拉伸试验机(型号：instron3342，制造商：instron)，其中所述偏光板10各层的叠构次序为所述保护层130、所述偏光子100、所述易黏着层120、所述液晶型光学膜层110以及所述黏接胶140，而所述黏接胶140黏接至测试机附属部件的钢板上。

测试结果为:所述黏接胶140与钢板之界面处开始被剥离时所测得之拉力值介于1.0kg至1.2kg之间，亦即本申请所述偏光板10中的各膜层间的黏着力至少大于1.0kg。

由上述的实验结果可知，所述液晶型光学膜层110除了膜材本身的光学稳定性佳，也可取代一层保护层进而保护所述偏光子100通过耐候性测试，而所述易黏着层120能同时与所述偏光子100及所述液晶型光学膜层110具有良好的黏着力，且所述偏光板10的制作还能与已知偏光板水胶贴合制程兼容，因此将各层的叠构次序为所述保护层130、所述偏光子100、所述易黏着层120以及所述液晶型光学膜层110的所述偏光板10与已知光学膜外贴式偏光板20相比，所述偏光板10具有较薄的厚度，当应用于显示器时，能够满足薄型化及柔性oled显示器的可挠性发展的要求。此外，所述偏光板10除了具有极佳之光学及结构稳定性，其制作还能与已知偏光板水胶贴合制程兼容，因此也具备了产业利用性。

综上所述，本申请的光学膜内贴式偏光板与已知的光学膜外贴式的偏光板相比，本申请的光学膜内贴式偏光板可省去一层保护层与一层用以黏接偏光板与液晶型光学膜的黏接胶，因而达成降低整体厚度的优势。当应用于显示器时，能够满足薄型化及柔性oled显示器的可挠性发展的要求。此外，本申请的光学膜内贴式偏光板除了具有极佳之光学及结构稳定性，其制作还能与已知偏光板水胶贴合制程兼容，因此也具备了产业利用性。

虽然本申请已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本申请，任何熟悉此技艺者，在不脱离本申请之精神和范围内，当可作各种之更动与润饰，因此本申请之保护范围当视申请专利范围所界定者为准。