本發(fā)明關(guān)于一種偏光膜，尤指一種可降低各視角的光澤度(gloss)的偏光膜，以及包含前述偏光膜的顯示器。

背景技術(shù)：

偏光膜可使光線偏極化而產(chǎn)生平行于偏光膜光軸方向的偏極光，因此，在現(xiàn)今的顯示技術(shù)中，仍為多數(shù)顯示器不可或缺的構(gòu)成元件之一，以液晶顯示器為例，當(dāng)偏光膜應(yīng)用于液晶顯示器時，液晶顯示器就能利用此偏極光，加上液晶分子本身的扭轉(zhuǎn)特性，來達到控制光線的通過與否。

由于在顯示器的使用中不可避免的會被外界的環(huán)境光所照射，因此，設(shè)置于顯示器最外側(cè)的偏光膜會使用表面處理的方法降低光澤度(gloss)，以抑制環(huán)境光照射顯示器所造成的眩光，然而，在市面上的表面處理中(例如日東電工制造的AGS1、AG150，或是蛾眼(moth-eye)結(jié)構(gòu))，其抗眩光的能力會隨著環(huán)境光的入射角增大而降低，使得光澤度也隨之增加，特別是較大的入射角(例如約85度至約90度)，其光澤度會大幅增加，造成使用者在各個視角所觀看到的亮度產(chǎn)生差異，進而影響使用者觀看顯示器的視覺品質(zhì)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的之一在于提供一種偏光膜，其通過于偏光膜表面設(shè)置粒徑大于等于10微米的粒子，使得環(huán)境光照射偏光膜表面的鏡面反射減少，以降低各視角的光澤度，以及包含前述偏光膜的顯示器。

本發(fā)明的一實施例提供一種偏光膜，包括黏著層、第一保護層、基體層、第二保護層以及表面保護膜。第一保護層設(shè)置于黏著層上，基體層設(shè)置于第一保護層上，第二保護層設(shè)置于基體層上，表面保護膜設(shè)置于第二保護層上，其中表面保護膜包括多個第一粒子，且第一粒子具有第一粒徑，第一粒徑大于等于10微米。

本發(fā)明的另一實施例提供一種顯示器，包括第一基板、第二基板、顯示介質(zhì)層、上偏光片。第一基板具有多個子像素，每個子像素具有至少一主動元件、至少一像素電極與至少一信號線，像素電極電性連接主動元件與信號線。第二基板與第一基板相對設(shè)置，顯示介質(zhì)層設(shè)置于第一基板與第二基板之間，上偏光片設(shè)置于第二基板上，其中上偏光片包括如上所述的偏光膜的結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的偏光膜的表面保護膜由于具有第一粒子，因此，不論環(huán)境光的入射角角度為何，皆具有降低光澤度的效果，使得使用者在各個視角所觀看到的環(huán)境反射光亮度降低，進而提升使用者在觀看上的視覺品質(zhì)。

附圖說明

圖1繪示本發(fā)明一實施例的偏光膜的剖面示意圖。

圖2繪示具有多個粒徑為1微米的粒子的表面保護膜利用有限時域差分法(finite-difference time-domain,FDTD)模擬入射光的入射角為60度時反射光的雙向反射分布函數(shù)(bidirectional reflectance distribution function,BRDF)的模擬圖。

圖3繪示具有多個粒徑為5微米的粒子的表面保護膜利用有限時域差分法模擬入射光的入射角為60度時反射光的雙向反射分布函數(shù)的模擬圖。

圖4繪示具有多個粒徑為15微米的粒子的表面保護膜利用有限時域差分法模擬入射光的入射角為60度時反射光的雙向反射分布函數(shù)的模擬圖。

圖5繪示表1中實例的入射角角度為85度時光澤度與偏光膜的表面保護膜的粒子的最大粒徑的關(guān)系圖。

圖6繪示表1中實例的入射角角度為85度時光澤度與偏光膜的表面保護膜的第一粒子所占面積比的關(guān)系圖。

圖7繪示本發(fā)明一實施例的顯示器的剖面示意圖。

其中，附圖標(biāo)記：

100 偏光膜

102 黏著層

104 第一保護層

106 基體層

108 第二保護層

120 表面保護膜

120a 上表面

122 第一粒子

124 第二粒子

200 顯示器

202 第一基板

204 顯示介質(zhì)層

206 第二基板

208 背光模塊

210 下偏光片

220 上偏光片

具體實施方式

為使熟悉本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的一般技藝者能更進一步了解本發(fā)明，下文特列舉本發(fā)明的較佳實施例，并配合所附圖式，詳細說明本發(fā)明的構(gòu)成內(nèi)容及所欲達成的功效。

請參考圖1，圖1繪示本發(fā)明一實施例的偏光膜的剖面示意圖。如圖1所示，本實施例的偏光膜100包括黏著層102、第一保護層104、基體層106、第二保護層108以及表面保護膜120，以下將依序介紹上述元件的結(jié)構(gòu)以及彼此的相對設(shè)置關(guān)系。藉由黏著層102將偏光膜100黏著于顯示器或其他需要偏光膜100的產(chǎn)品上。換言之，黏著層102做為偏光膜100的最底層。黏著層102舉例而言可為具有受到壓力施加而產(chǎn)生黏著性質(zhì)的粘膠，其材料，例如：感壓膠、熱固性有黏性的膠膜(Polyethylene vinylacetate,EVA)、壓克力聚合物、硅類聚合物、聚酯、聚氨酯、聚酰胺、聚醚、氟類或橡膠類聚合物的透明聚合物或其他合適的材料。第一保護層104設(shè)置于黏著層102上，在本實施例中，第一保護層104可具有光學(xué)補償?shù)男再|(zhì)，以減少在大視角情況下的漏光現(xiàn)象，但不以此為限，第一保護層104具有支撐與保護偏光膜100的作用即可。基體層106設(shè)置于第一保護層104上，用以使穿透過基體層106的光線產(chǎn)生偏極化，具有偏光機制。第二保護層108設(shè)置于基體層106上，其中，由于基體層106設(shè)置于第一保護層104與第二保護層108之間，因此，基體層106可藉由第一保護層104以及第二保護層108而受到保護，以減少脆裂、收縮并阻隔水氣的影響。表面保護膜120設(shè)置于第二保護層108上，以作為偏光膜100的最外層結(jié)構(gòu)，精確而言，表面保護膜120具有上表面120a，且表面保護膜120的上表面120a為本實施例的偏光膜100的表面。此外，在本實施例中，第一保護層104的材料可包括三醋酸纖維(triacetate cellulose film,TAC)或環(huán)烯聚合物(cyclo-olefin polymer flim,COP)等有機樹脂，基體層106的材料可包括聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)，第二保護層108以及表面保護膜120的材料可包括三醋酸纖維、聚酯膜(polyester film,PET)或壓克力等有機樹脂，但皆不以此為限。第一保護層104、第二保護層108以及表面保護膜120的材料可以選自相同或不相同的材料。

表面保護膜120包括多個第一粒子122，精確而言，第一粒子122突出于表面保護膜120的上表面120a上，使得表面保護膜120的上表面120a崎嶇不平，以提升表面保護膜120的霧度(haze)并降低光澤度(gloss)，須說明的是，在本發(fā)明中，霧度定義為“散射光強度對于總出射光強度的比例”，單位為百分比(％)，光澤度定義為“物體對于一入射角度的環(huán)境光所產(chǎn)生鏡面反射的能力”，舉例而言，當(dāng)環(huán)境光的入射角為80度時，其產(chǎn)生反射角為80度的反射光的能力，單位為光澤度單位(Gloss Unit,GU)。其中，光線或環(huán)境光以可見光為范例。詳細而言，第一粒子122具有第一粒徑，且第一粒徑大于等于10微米(μm)，在本實施例中，各第一粒子122的第一粒徑可為不同的尺寸，例如表面保護膜120中的各第一粒子122的第一粒徑的范圍為約10微米至約15微米，但不以此為限，在變化實施例中，所有的第一粒子122的第一粒徑可皆相同。另外，在本實施例中，第一粒子122的材料可包括硅、二氧化硅、壓克力或其他適合的材料，并且，第一粒子122的折射率為約1.49至約1.59，單位：無，也就是說，第一粒子122的折射率接近于玻璃的折射率，以降低用以顯示畫面的光線在顯示器的玻璃基板與第一粒子122之間的反射現(xiàn)象。

請參考圖2至圖4，圖2繪示具有多個粒徑為1微米的粒子的表面保護膜利用有限時域差分法(finite-difference time-domain,FDTD)模擬入射光的入射角為60度時反射光的雙向反射分布函數(shù)(bidirectional reflectance distribution function,BRDF)的模擬圖，圖3繪示具有多個粒徑為5微米的粒子的表面保護膜利用有限時域差分法模擬入射光的入射角為60度時反射光的雙向反射分布函數(shù)的模擬圖，圖4繪示具有多個粒徑為15微米的粒子的表面保護膜利用有限時域差分法模擬入射光的入射角為60度時反射光的雙向反射分布函數(shù)的模擬圖，其中入射光的入射角定義為入射光的行進方向與表面保護膜的法線方向的夾角，且圖中的圓心至圓周表示為視角由0度至90度。其中，log(反射光強度)＝0可視為較亮，log(反射光強度)＝-19可視為較暗，而log(反射光強度)于0～-19之間可視為不同的亮暗程度。如圖2至圖4所示，當(dāng)粒子的粒徑約為1微米時，其反射光線明顯的集中于一處(如圖2，較亮的白點)，也就是說，此表面保護膜120的上表面120a對于入射角為60度的環(huán)境光具有較強的鏡面反射特性，故光澤度較大。而當(dāng)粒子的粒徑增加約為5微米或15微米時，其反射光線隨著粒徑大小的提升而更加分散(如圖3以及圖4)，換句話說，此表面保護膜120的上表面120a對于入射角為60度的環(huán)境光的光澤度隨著粒徑大小的提升而降低，因此，藉由有限時域差分法的模擬計算得知光澤度會隨著表面保護膜120所具有的粒子的粒徑大小的提升而降低。另一方面，在圖2至圖4中，不論粒子的粒徑大小為何，當(dāng)粒子折射率的范圍為約1.49至約1.59時，折射率的變化對于反射光線的分散程度的影響并不明顯，也就是說，本實施例的第一粒子122的折射率變化并不明顯影響反射光線的分散程度，進而降低影響光澤度的效果。

請再參考圖1，在本實施例中，偏光膜100的表面保護膜120可選擇性的包括多個第二粒子124，而第二粒子124具有第二粒徑，且第二粒徑小于第一粒徑。詳細而言，由于第二粒子124的第二粒徑小于第一粒子122的第一粒徑且大于0微米，因此，第二粒子124可填充第一粒子122之間的縫隙，以更加提升表面保護膜120的霧度以及上表面120a的崎嶇程度，使得環(huán)境光的反射更加分散，進而更降低光澤度。在本實施例中，第二粒子124的第二粒徑可為多種尺寸，較佳的，第二粒子124的第二粒徑小于約10微米且大于0微米，但不以此為限。另外，在本實施例中，第二粒子124的材料可包括二氧化硅、壓克力或其他適合的材料，并且，第二粒子124的折射率為約1.49至約1.59。

另外，本發(fā)明另提供表面保護膜120的制作方法，且以包含多個第一粒子122和多個第二粒子124為范例，但不限于此。首先，提供一個非固化的有機樹脂，并與多個第一粒子122和多個第二粒子124充分混合，再涂布于第二保護層108上，接著，進行固化制程，將有機樹脂固化，以形成表面保護膜120。須注意的是，由于有機樹脂、第一粒子122以及第二粒子124充分混合，因此，在固化制程后，第一粒子122與第二粒子124會位于表面保護膜120中，且因粒子密度高會有部分的第一粒子122或第二粒子124較鄰近于表面保護膜120的上表面120a而使得上表面120a崎嶇不平，進而提升偏光膜100表面的崎嶇程度(如圖1所示)。

請參考表1，表1為本發(fā)明實例E1～E4的偏光膜的表面保護膜與對照實例E5～E7的偏光膜的表面保護膜的霧度、粒子的粒徑、第一粒子所占面積比以及光澤度對照表，其中對照實例E5至E7的偏光膜的表面保護膜不具有第一粒子，也就是說，對照實例E5至E7的偏光膜的表面保護膜的粒子的粒徑皆小于10微米，而霧度可藉由表面保護膜所具有的粒子多寡調(diào)整。如表1所示，在本發(fā)明的實例E1至E3中，由于表面保護膜120具有粒徑大于或等于10微米的第一粒子122以及較高的霧度，因此，不論光線的入射角角度為何，其光澤度皆小于等于5GU且大于0GU，甚至小于等于紙張的光澤度(紙張光澤度為約4.1GU)，因此可提供像紙張一樣的顯示器，使用者于任何視角下其光澤度變化較小，且本發(fā)明實例E1～E4的可見光穿透度仍可讓使用者看到顯示器所顯示的文字或圖案，則可維持顯示器的辨識度與視覺品質(zhì)。相較之下，在對照實例E5至E7中，由于表面保護膜120不具有粒徑大于或等于10微米的第一粒子122，因此，雖然對照實例E5、E6相較于本發(fā)明實例E1至E3具有更高的霧度，但當(dāng)光線的入射角角度較大時(例如85度)，其光澤度仍為本發(fā)明實例E1至E3的光澤度的數(shù)倍，故當(dāng)表面保護膜120具有第一粒子122時，可有效的降低光澤度。再者，由表一可知表面保護膜120混入第一粒子122與第二粒子124為范例，則表面保護膜120具有粒徑大于或等于10微米，且小于等于25微米的第一粒子122，也具有粒徑大于0微米，且小于10微米的第二粒子124。本發(fā)明以粒徑大于或等于2微米，且小于10微米的第二粒子124為范例。另外，由于本發(fā)明實例E4的霧度較低，故當(dāng)光線的入射角角度較大時，其光澤度的下降程度相較于實例E1至E3較為有限，但值得一提的是，在本發(fā)明實例E4與對照實例E7中，雖然本發(fā)明實例E4的霧度遠低于對照實例E7的霧度，但由于本發(fā)明實例E4的表面保護膜120具有第一粒子122，因此，本發(fā)明實例E4的各角度的光澤度仍低于對照實例E7的各角度的光澤度。

表1

請參考圖5至圖6，并同時參考表1，圖5繪示表1中實例的入射角角度為85度時光澤度(下文與圖式皆以85度光澤度稱的)與偏光膜的表面保護膜的粒子的最大粒徑的關(guān)系圖，圖6繪示表1中實例的入射角角度為85度時光澤度(下文與圖式皆以85度光澤度稱的)與偏光膜的表面保護膜的第一粒子所占面積比的關(guān)系圖，其中圖5所繪示的實例為E1、E2、E3、E5、E6的粒子的最大粒徑的關(guān)系圖，圖6所繪示的實例為E1、E2、E3、E5的所占面積比的關(guān)系圖。如表1與圖5所示，在對照實例E5、E6中，由于E5中粒子的最大粒徑大于E6中粒子的最大粒徑，因此，E5的85度光澤度低于E6的85度光澤度，同樣的，在本發(fā)明實例E1至E3中，由于粒子的最大粒徑由大至小依序為E1、E2、E3，因此，E1的85度光澤度低于E2的85度光澤度，而E2的85度光澤度低于E3的85度光澤度。另一方面，如表1與圖6所示，在實例E1、E2、E3、E5中，由于第一粒子122所占的面積百分比由大至小依序為E1、E2、E3，而實例E5不具有第一粒子122，并且，實例E1、E2、E3、E5皆具有高霧度，因此，E1的85度光澤度低于E2的85度光澤度，E2的85度光澤度低于E3的85度光澤度，E3的85度光澤度低于E5的85度光澤度。因此，由圖5至圖6可知，當(dāng)偏光膜100的表面保護膜120的粒子的最大粒徑增大或是第一粒子122所占的面積百分比提升時，會使大入射角的光澤度降低，故在本發(fā)明的實例E1、E2、E3中，表面保護膜120的霧度大于等于85％且小于等于95％，且第一粒子122于表面保護膜120的上表面120a所占的面積百分比大于等于15.8％。在本發(fā)明的較佳實施例中，表面保護膜120的霧度大于等于85％且小于等于95％，第一粒子122于表面保護膜120的上表面120a所占的面積百分比范圍為約15.8％至約78.5％，其中78.5％為第一粒子122具有相同粒徑時所能占據(jù)的最大面積百分比。詳細而言，面積百分比測量是以光學(xué)顯微鏡所測量面積下第一粒子122所占面積除以光學(xué)顯微鏡所測量面積下的面積百分比，舉例而言光學(xué)顯微鏡所測量面積為220微米乘上180微米，其中放大倍率為五倍下測量而得。然本領(lǐng)域技術(shù)人員，可依照實際光學(xué)顯微鏡測量條件選擇測量面積以及放大倍率。

由上述可知，由于偏光膜100的表面保護膜120具有第一粒子122，因此，不論環(huán)境光的入射角角度為何，皆具有降低光澤度的效果，并且，可同時藉由提升表面保護膜120的霧度、粒子的最大粒徑以及第一粒子122所占的面積百分比而使光澤度更為降低，使得使用者在各個視角所觀看到的環(huán)境反射光亮度降低，進而提升使用者在觀看上的視覺品質(zhì)。

請參考圖7，圖7繪示本發(fā)明一實施例的顯示器的剖面示意圖。如圖7所示，本實施例的顯示器200包括第一基板202、顯示介質(zhì)層204、第二基板206、下偏光片210、上偏光片220，以下將依序介紹上述元件的結(jié)構(gòu)以及彼此的相對設(shè)置關(guān)系。第一基板202可為陣列基板，因此，可于第一基板202上設(shè)置主動元件、像素電極、共用電極等控制畫面顯示的元件。舉例而言，第一基板202具有多個子像素，每個子像素具有至少一主動元件、至少一像素電極與至少一信號線，像素電極電性連接主動元件與信號線，其中信號線包含掃描線、數(shù)據(jù)線或是其它線路。第二基板206與第一基板202相對設(shè)置。顯示介質(zhì)層204設(shè)置于第一基板202與第二基板206之間。下偏光片210，設(shè)置于第一基板202上，可選擇設(shè)置于第一基板202的內(nèi)表面或外表面，圖式僅為示意。其中，下偏光片210可為一般的膜片或線柵偏光片(wire-grid polarizer)。上偏光片220，設(shè)置于第二基板206上，可選擇設(shè)置于第二基板206的內(nèi)表面或外表面，圖式僅為示意。其中，上偏光片220是位于使用者觀看的一側(cè)，下偏光片210是位于遠離使用者，且上偏光片220位于使用者與下偏光片210之間。此外，顯示介質(zhì)層204包括液晶層，其中液晶層包括多個液晶分子。顯示介質(zhì)層204也可包括有機發(fā)光二極管搭配液晶層或量子點搭配液晶層。當(dāng)顯示介質(zhì)層204僅為發(fā)光層(包含有機或/及無機)或量子點時，可不存在下偏光片210。圖7僅繪示顯示介質(zhì)層204以液晶層為范例，而圖7所繪示的顯示器200以液晶顯示器為例，但不以此為限。詳細而言，舉例來說，下偏光片210設(shè)置于第一基板202上并位于第一基板202相反于顯示介質(zhì)層204的一側(cè)，上偏光片220設(shè)置于第二基板206上并位于第二基板206相反于顯示介質(zhì)層204的一側(cè)，亦即第一基板202與第二基板206皆位于下偏光片210與上偏光片220之間，其中上偏光片220包括如圖1所示的偏光膜100的結(jié)構(gòu)。更進一步說明，本實施例的顯示器200更包括背光模塊208，而下偏光片210設(shè)置于背光模塊208與第一基板202之間，因此，下偏光片210相較于上偏光片220較為接近背光模塊208。除此之外，本實施例的顯示器200可另包括彩色濾光層、黑色矩陣層或其他適合的膜層或結(jié)構(gòu)，以提供更佳的畫面顯示效果。此外，在本實施例中，第一基板202與第二基板206可為透明基板例如玻璃基板、塑膠基板、石英基板、藍寶石基板或其它適合的硬質(zhì)基板或可撓式基板。除此之外，在變化實施例中，顯示器200可為雙面液晶顯示器，也就是說，顯示器200可具有兩個下偏光片210以及兩個上偏光片220，同樣的，下偏光片210相較于上偏光片220較為接近背光模塊208，且上偏光片220皆包括如圖1所示的偏光膜100的結(jié)構(gòu)。

在本實施例中，由于顯示器200的上偏光片220包括如圖1所示的偏光膜100的結(jié)構(gòu)，因此，當(dāng)環(huán)境光照射于顯示器200的上偏光片220時，不論環(huán)境光的入射角角度為何，皆具有降低光澤度的效果，使得使用者在各個視角所觀看到的環(huán)境反射光亮度降低，進而提升使用者觀看顯示器200的視覺品質(zhì)。

綜上所述，本發(fā)明的偏光膜的表面保護膜由于具有粒徑大于或等于10微米的第一粒子，因此，不論環(huán)境光的入射角角度為何，皆具有降低光澤度的效果，并且，可同時藉由提升表面保護膜的霧度、粒子的最大粒徑以及第一粒子所占的面積百分比而使光澤度更為降低，使得使用者在各個視角所觀看到的環(huán)境反射光亮度降低，進而提升使用者在觀看上的視覺品質(zhì)。另一方面，本發(fā)明的顯示器的上偏光片由于具有上述的偏光膜的結(jié)構(gòu)，因此，當(dāng)環(huán)境光照射于顯示器的上偏光片時，不論環(huán)境光的入射角角度為何，皆具有降低光澤度的效果，使得使用者在各個視角所觀看到的環(huán)境反射光亮度降低，進而提升使用者觀看顯示器的視覺品質(zhì)。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。