(57)【要約】【課題】  光学均一性質を具えた偏光板構造及びその形成方法の提供。【解決手段】  偏光板構造の表面上に拡散粘着層を形成し、並びにこの拡散粘着層仲の複数のナノ粒子と樹脂を異なる屈折係数を具備するものとすることにより、入射光線を均一に拡散及び分散させて、表示装置のコントラストを向上し、並びにその視野角を増す。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示装置のコントラストと視野角を増す偏光板構造において、
偏光層と、
該偏光層の上方表面に形成され、これにより偏光板構造を形成し、接着性を具備し且つ複数のナノ粒子及び樹脂を含有する拡散粘着層と、
を具え、該偏光板構造が表示装置中に配置されて該表示装置のコントラストと視野角を増すことを特徴とする、偏光板構造。
【請求項２】
請求項１記載の偏光板構造において、複数のナノ粒子と樹脂が異なる屈折係数を具えたことを特徴とする、偏光板構造。
【請求項３】
請求項１記載の偏光板構造において、複数のナノ粒子の材料が、二酸化チタン、酸化亜鉛、二酸化シリコン、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリエチレン、塩化ビニルより選択されることを特徴とする、偏光板構造。
【請求項４】
請求項１記載の偏光板構造において、半透明樹脂層が偏光層の下方表面に形成されたことを特徴とする、偏光板構造。
【請求項５】
請求項４記載の偏光板構造において、透明基板が半透明樹脂層の下方表面に直接接合されたことを特徴とする、偏光板構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光学均一性質を具えた偏光板構造及びその形成方法に係り、特に、偏光板構造の表面上に拡散粘着層を形成し、入射光線を均一に拡散及び分散させて、表示装置のコントラストを向上し、並びにその視野角を増すようにした、光学均一性質を具えた偏光板構造及びその形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
偏光板（Ｐｏｌａｒｉｚｅｒ）は偏光膜（Ｐｏｌａｒｉｚｉｎｇ  Ｆｉｌｍ）とも称され、その主要な機能は特定光波の偏振方向を制御して、そのうち一部分の光波を通過させ、別の部分の光波を遮蔽することとされ、これにより液晶ディスプレイの必要とする表示特性を提供し、並びにその黒白コントラストを増す。偏光板の応用範囲は相当に広く、液晶ディスプレイのほか、サングラス、カメラのフィルタレンズ、防眩眼鏡、自動車のフロントの防眩処理及び光量調節器にも用いられ、そのほか、偏光顕微鏡と特殊医療用眼鏡等の用途も有している。
【０００３】
偏光板はその光学機能により一般汎用型、高コントラスト型及び超高コントラスト型に分けられる。一般汎用型偏光板の多くはねじれネマティック（ＮＴ）ディスプレイ、例えば、計算機、腕時計等に使用されている。高コントラスト型偏光板の多くは超ねじれネマティック（ＳＴＮ）ディスプレイ、例えば携帯電話、ＰＤＡ等に用いられている。超高コントラスト型偏光板の多くは薄膜トランジスタ液晶ディスプレイ（ＴＦＴ−ＬＣＤ）型ディスプレイ、例えばノートブック型コンピュータ及びデスクトップ型モニタ等に使用されている。
【０００４】
偏光板は生産原料により分類すると、ヨウ素系列及び染料系列に分けられ、その原理はヨウ素イオン（Ｉ3 - 及びＩ5 - ）或いは染料分子を高分子薄膜層内に拡散させ、ヨウ素イオン或いは染料分子にこの高分子薄膜層内で規則性の配列を形成させ、これによりその配列方向に平行な光ベクトルを吸収し、垂直方向の光ベクトルのみを通過させ、並びに分極特性を有する偏光膜を生成する、というものである。
【０００５】
図１は周知の偏光板構造の断面図である。まず、偏光層１０１（ｐｏｌａｒｉｚｉｎｇ  ｌａｙｅｒ）を提供し、偏光層１０１は少なくとも、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）薄膜層（図示せず）と、ＰＶＡ薄膜層の上方と下方の表面とトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）薄膜層（図示せず）を具えている。そのうち、このＰＶＡ層仲には複数の二色性材料、例えばヨウ素イオン（Ｉ3 - 及びＩ5 - ）或いは染料分子が含有される。
【０００６】
続いて、この偏光層１０１の下方表面上に、半透明層１０３（ｓｅｍｉ−ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ  ｌａｙｅｒ）を形成する。この半透明層１０３は該半透明層１０３内に分散した複数の半透明粒子１０４を含有し、且つ第１接着剤１０３’でこの半透明層１０３が偏光層１０１の下方表面に接着され、この複数の半透明粒子１０４の材料は雲母（ｍｉｃａ）とされる。このほか、偏光層１０１の上方表面に離型膜１０７が形成され、この離型膜１０７は偏光層１０１を保護する用途を提供し、且つ第２接着材１０７’で該離型膜１０７が偏光層１０１の上方表面上に接合される。このほか、半透明層１０３の下方表面上に基材１０５が提供され、並びに第３接着剤１０５’で半透明層１０３と接合される。
【０００７】
液晶表示装置は自己発光不能であり、このため、有効に外在或いは内在の光源を使用する必要がある。図２に示されるように、光線１０９が提供され並びに周知の偏光板構造を通過する時、半透明層１０３中の複数の半透明粒子１０４の孔径サイズが不一致であり、及び半透明層１０３中の分布が不均一である（粒径が比較的大きいものと比較的小さいものの分布数量は比較的少なく、粒径サイズが中間であるものの分布数量は比較的多い）ため、光線１０９が粒径が比較的大きい半透明粒子１０４及び半透明粒子１０４の分布密度が比較的低い半透明層１０３を通過する時、その光線１０９の透過率は比較的高くなる。反対に、光線１０９が粒径が比較的小さい半透明粒子１０４及び半透明粒子１０４の分布密度が比較的高い半透明層１０３を通過する時、その光線１０９の透過率は比較的低くなる（以上から、図３に示される光線１０９Ａから光線１０９Ｅにあって、光線の輝度分布が１０９Ａ＞１０９Ｂ＞１０９Ｃ＞１０９Ｄ＞１０９Ｅとなる）、ゆえに光線１０９がこの周知の偏光板構造を通過した後の輝度分布は不均一となり、表示装置のコントラスト及び視野角が不良となる。そのうち、最も明るい情況ではその表示装置が表示する光波長の黄光成分が比較的多くなり、ゆえにその表示装置の背景色は暗黄色に偏り、並びに表示が必要な文字情報と背景色のコントラストの良好な表現ができなくなる。
【０００８】
これにより、表示装置のコントラストと視野角を向上した偏光板構造及びその形成方法により、周知の偏光板の問題の改善が待たれている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述の発明の背景を鑑みると、周知の偏光板には多くの欠点がある。このため、本発明は周知の偏光板の構造及びその形成方法の研究改革に人力し、遂に生れたものである。
【００１０】
本発明の目的は一種の偏光板構造を提供することにあり、それは偏光層の表面上に拡散粘着層が形成されて偏光板の光学均一性が高められ、並びに表示装置のコントラストと視野角を向上できる構造であるものとする。
【００１１】
本発明の別の目的は均一に分散したナノ粒子を含有する拡散粘着層を提供し、入射光を均一に分散及び拡散する目的を達成することにある。
【００１２】
本発明のまた別の目的は、一種の偏光板構造を提供することにあり、それは光学透過特性を有する拡散粘着層を提供し、並びにこれにより高い透過率を有する偏光板構造を提供するものとする。
【００１３】
本発明の更に別の目的は一種の偏光板の形成方法を提供することにあり、この偏光板の形成方法は工程が簡単で且つ形成される偏光板は重量が軽い特性を有し、偏光板の表示装置中での占有空間を縮小でき、並びにその製造コストを低減できる方法であるものとする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
請求項１の発明は、表示装置のコントラストと視野角を増す偏光板構造において、
偏光層と、
該偏光層の上方表面に形成され、これにより偏光板構造を形成し、接着性を具備し且つ複数のナノ粒子及び樹脂を含有する拡散粘着層と、
を具え、該偏光板構造が表示装置中に配置されて該表示装置のコントラストと視野角を増すことを特徴とする、偏光板構造としている。
請求項２の発明は、請求項１記載の偏光板構造において、複数のナノ粒子と樹脂が異なる屈折係数を具えたことを特徴とする、偏光板構造としている。
請求項３の発明は、請求項１記載の偏光板構造において、複数のナノ粒子の材料が、二酸化チタン、酸化亜鉛、二酸化シリコン、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリエチレン、塩化ビニルより選択されることを特徴とする、偏光板構造としている。
請求項４の発明は、請求項１記載の偏光板構造において、半透明樹脂層が偏光層の下方表面に形成されたことを特徴とする、偏光板構造としている。
請求項５の発明は、請求項４記載の偏光板構造において、透明基板が半透明樹脂層の下方表面に直接接合されたことを特徴とする、偏光板構造としている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は光学均一性質を具えた偏光板構造及びその形成方法を提供し、それによると、偏光板構造の表面上に拡散粘着層を形成し、並びにこの拡散粘着層仲の複数のナノ粒子と樹脂を異なる屈折係数を具備するものとすることにより、入射光線を均一に拡散及び分散させて、表示装置のコントラストを向上し、並びにその視野角を増している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明は一種の偏光板構造及びその形成方法を提供する。それは、少なくとも、偏光層を提供し、この偏光層はポリエチレン薄膜層を包含する。その後、偏光層の上方と下方の表面に拡散粘着層と半透明樹脂層を形成する。そのうち、複数のナノ粒子と樹脂を樹脂中に加えてこの拡散粘着層を形成し、このナノ粒子は有機或いは無機材料とする。この偏光層の上方表面に拡散粘着層を形成する方法は、コーティングの方式を利用し、この薄膜層を偏光層の上方表面上にコーティングする。このほか、半透明樹脂層は複数の半透明粒子と溶剤を樹脂中に加えて、接着性を具えた半透明樹脂層を偏光層の下方表面上に形成する。その後、拡散粘着層及び半透明樹脂層に硬化工程を実行し、その包含する溶剤を除去し、並びに拡散粘着層と半透明樹脂層に良好な接着性を具備させる。
【実施例１】
【００１７】
本発明の提供する偏光板構造及びその形成方法によると、偏光層の上方表面に、複数のナノ粒子を含有し且つ光学透過特性を有する拡散粘着層を形成する。複数の半透明粒子を含有する半透明樹脂層を偏光層の下方表面上に形成する。拡散粘着層中には複数の均一に分散したナノ粒子と樹脂は光学透過性を有し且つ異なる屈折係数を有するため、入射光を透過させ且つ均一に分散及び拡散させる。
【００１８】
図４と図５は本発明の好ましい実施例の偏光板形成フローチャート及びその構造図である。これについて以下に詳細に説明する。
【００１９】
図４に示されるように、まず、厚さが数十μｍ（マイクロメーター）の偏光層を提供する（ステップ２０１）。この偏光層は高分子材料で形成した薄膜層であり、例えばポリビニルアルコール（ＰＶＡ）薄膜とされる。この高分子薄膜層は浸透の方式で複数の二色性材料（Ｄｉｃｈｒｏｉｃ  Ｓｕｂｓｔａｎｃｅ）例えばヨウ素イオン或いは染料分子が加入されている。このほか、高分子薄膜層の上表面及び下表面にそれぞれトリアセチルセルロース薄膜層を形成し、高分子薄膜層を支持並びに保護し且つ高分子薄膜層が外在環境中の湿気及び高温により損傷するのを防止する。
【００２０】
続いて、厚さが約２０−４０μｍの拡散粘着層を偏光層の上方表面に提供する（ステップ２０３）。この拡散粘着層は複数のナノ粒子及び光学透過性を有する樹脂が溶剤と均一に混合されてなる。複数のナノ粒子と樹脂は異なる屈折係数を有し、且つこの複数のナノ粒子は均一にランダムに拡散粘着層中に分散し、これにより、入射光を提供し並びに本発明の偏光板構造を透過させる時、有効に入射光を拡散させ、並びに偏光板の光学均一性を高める。また、ナノ粒子及び樹脂の光学透過性により、入射光が本発明の拡散粘着層を通過した後、その光線の透過率に影響が生じず、これにより、偏光板構造が高い透過率の特性を具備する。
【００２１】
この拡散粘着層内の複数のナノ粒子の材料は無機材料或いは有機材料を包含し、そのうち、無機材料は、二酸化シリコン（ＳｉＯ2 ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、二酸化チタン（ＴｉＯ2 ）、シリカ、アルミナ、酸化インジウム、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ガラスビーズ等とされうる。有機材料は、異なる種類の橋かけ結合（ｃｒｏｓｓ−ｌｉｎｋａｇｅ）高分子化合物或いは非橋かけ結合（ｃｒｏｓｓ−ｌｉｎｋａｇｅ）高分子化合物、例えばポリエチレン、ポリメチルメタクリル酸エステル、塩化ビニル樹脂或いはスチレン樹脂等とされうる。更に、この拡散粘着層中に包含される溶剤はトルエン、エチルアセテート（ＥＡ）、メチルエチルケトン、ケトン類、エステル類、或いはアルコール類とされうる。樹脂はアクリル樹脂、ポリウレタン、ポリメチルメタクリレート、或いはポリシリカ酸（ｐｏｌｙｓｉｌｉｃａ  ａｃｉｄ；ＰＳＡ）等とされうる。このような溶剤に樹脂を混合した後の拡散粘着層は適当な接着性を具備する。
【００２２】
続いて図４に示されるように、この拡散粘着層を第１コーティング工程で偏光層の上方表面に形成する（ステップ２０５）。そのうち、第１コーティング工程にはダイコーティング（ｄｉｅ  ｃｏａｔｉｎｇ）の方法を使用しうる。
【００２３】
続いて、半透明樹脂層を提供する（ステップ２０７）。この半透明樹脂層は樹脂、複数の半透明粒子及び溶剤を均一に混合してなる。そのうち、この複数の半透明粒子の材料は、雲母（ｍｉｃａ）とされうる。樹脂の材料はポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリエステル或いはポリウレタン等とされうる。溶剤はトルエン、エチルアセテート（ＥＡ）、メチルエチルケトン、エステル類、ケトン類、或いはアルコール類とされうる。この半透明樹脂層は溶剤に樹脂材料を混合してなり、これにより、この半透明樹脂層は適当な接着性を具備する。
【００２４】
続いて、この半透明樹脂層に対して第２コーティング工程を実行する（ステップ２０９）。この第２コーティング工程には例えば、サンディング（ｓａｎｄｉｎｇ）、マイクロ凹版印刷コーティング（ｍｉｃｒｏ−ｇｒａｖｕｒｅ  ｃｏａｔｉｎｇ）の方法、或いは基材張力コーティング（ｗｅｂ  ｔｅｎｓｉｏｎ  ｃｏａｔｉｎｇ）の方法が使用される。この半透明樹脂層を偏光層の下方表面にコーティングする。その後、この半透明樹脂層及び拡散粘着層に対して硬化工程を実行する（ステップ２１１）。例えば、摂氏１００度で２分間、熱硬化（ｔｈｅｒｍｏｃｕｒｅｉｎｇ）する方式で、半透明樹脂層及び拡散粘着層内の溶剤を除去し、これにより、拡散粘着層及び半透明樹脂層に接着性を具備させる。説明すべきことは以下のことである。即ち、この加熱硬化の工程の後、半透明樹脂層及び拡散粘着層と偏光層は一体とされるほか、半透明樹脂層と拡散粘着層は硬化前よりも良好な接着特性を具備し、その接着係数（ａｄｈｅｓｉｖｅ  ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）範囲は８００〜２５００であり、このほか、この拡散粘着層はガラス遷移温度（Ｔｇ）を有し、そのガラス遷移温度範囲は摂氏３０−１００度である。最後に、この半透明樹脂層の表面に透明基材、例えばポリエステル（ＰＥＴ）基材を提供し、本発明の偏光板を保護する。
【００２５】
以上により、本発明の偏光板の形成方法中、この偏光板は良好な光学特性を有するほか、半透明樹脂層と拡散粘着層の硬化前後の接着特性を利用し、周知の偏光板中の接着剤による半透明樹脂層と偏光層の接着を排除し、また、拡散粘着層についても他の接着材料を利用して偏光層と接合する必要をなくし、これにより、複数の接合の材料と製造時間を省略でき、更に製造コストを削減できる。
【００２６】
続いて、図５に示されるのは本発明の偏光板構造の断面図である。この偏光板は透明基板２２５、偏光層２１７、該偏光層２１７の上方表面に形成されて複数のナノ粒子２１８を具えた拡散粘着層２１９、及びこの偏光層２１７の下方表面に形成されて複数の半透明粒子２２０を具えた半透明樹脂層２２１を具えている。この偏光板構造に入射光２２３を提供し並びに本発明の拡散粘着層２１９を通過させる時、拡散粘着層２１９内の複数のナノ粒子２１８は樹脂と異なる屈折係数を有し且つ均一に拡散粘着層２１９中に分散するため、入射光２２３はナノ粒子２１９の表面で屈折と反射を形成し、複数回の屈折と反射により散乱（ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ）の効果を発生し、ゆえに有効に入射光２２３が拡散し、並びに本発明の偏光板構造が良好な光学均一特性を具備する。
【００２７】
また一方で、複数のナノ粒子２１８及び樹脂が光学透過特性を有するため、入射光２２３がこの拡散粘着層２１９を通過した後、その光線の透過率に影響が生じず、言い換えると、入射光強度は出射光強度に相当し、これにより、本発明の偏光板構造は高い透過率の性質を有する。更に、本発明の拡散粘着層２１９及び半透明樹脂層２２１は接着の特性を具備し、これにより周知の技術における余分の接着剤いよる偏光層２１７及びその他の薄膜層との接合が不要で、ゆえにその製造時間と製造コストを節約できる。
【００２８】
このほか、本発明の偏光層構造は表示装置中に応用され、そのうち、入射光が本発明の偏光板を通過した後、その光線は均一に拡散し、これにより、表示装置のコントラスト及び視野角がいずれも有効に向上される。続いて、関係する図面（図６により説明する）。図６に示されるように、表示装置、例えば液晶ディスプレイ装置を提供し、この表示装置は少なくとも、複数の液晶分子を具えた液晶セル２２７、光源２２３、及び液晶セル２２７の上方及び下方表面上に位置する上偏光板２２６’及び下偏光板２２６を具えている。そのうち、下偏光板２２６は光源２２３の入射側に位置し、このほか、液晶セル２２７、上偏光板２２６’及び下偏光板２２６の組合せはこの表示装置中の液晶パネル２２９を形成する。強調すべきことは以下のことである。即ち、本発明の偏光板構造はこの表示装置中にあって、その放置の位置は上偏光板２２６’及び下偏光板２２６とされうるが、下偏光板２２６に放置すると良好な光学性質が得られ、上偏光板２２６’及び下偏光板２２６のいずれにも本発明の偏光板構造を使用すると、表示装置の視野角及びコントラストの性質が更に向上する。
【００２９】
液晶パネル２２９中の上偏光板２２６’及び下偏光板２２６、特に下偏光板２２６は光学均一性質を有する拡散粘着層（図示せず）を具え、そのうち、の拡散粘着層は複数のナノ粒子と樹脂を含有する。この表示装置に入射光２２３を提供し並びにこの液晶パネル２２９を通過させる時、複数のナノ粒子と樹脂が異なる屈折係数を有するため、入射光２２３が均一に拡散し、且つ完全に液晶パネル２２９を透過する。これにより、その高い透過率及び高い光学均一性質の特性により表示装置の現出する色は白色に接近し、ゆえに表示装置の文字色と背景色のコントラストが高くなり、並びに視野角が増す。
【００３０】
以上は本発明の好ましい実施例の説明であって、本発明の請求範囲を限定するものではなく、本発明に基づきなしうる細部の修飾或いは改変は、いずれも本発明の請求範囲に属するものとする。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】周知の偏光板構造の断面図である。
【図２】周知の半透明層中の半透明粒子の粒径分布座標図である。
【図３】周知の半透明層を通過後の光線強度表示図である。
【図４】本発明の好ましい実施例の偏光板形成フローチャートである。
【図５】本発明の好ましい実施例の偏光板構造の断面図である。
【図６】本発明の偏光板構造を表示装置に応用した構造の断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０１  偏光層
１０３  半透明層
１０３’  第１接着剤
１０４  半透明粒子
１０５  基板
１０５’  第３接着剤
１０７  離型膜
１０７’  第２接着剤
１０９  光線
２１０  偏光層を提供
２０３  拡散粘着層を提供
２０５  コーティング工程を実行
２０７  半透明樹脂層を提供
２０９  第２コーティング工程を実行
２１１  硬化工程を実行
２１３  透明基材を提供
２１５  偏光層
２１７  ナノ粒子
２１８  拡散粘着層
２１９  半透明粒子
２２１  半透明樹脂層
２２３  入射光
２２５  透明基板
２２６’  上偏光板
２２６  下偏光板
２２７  液晶セル
２２９  液晶パネル
【図１】
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【図２】
2005301213.tif 000004
【図３】
2005301213.tif 000005
【図４】
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【図５】
2005301213.tif 000007
【図６】
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