偏光板和包括偏光板的光学显示器

文档序号:1542999 发布日期:2020-01-17 浏览:5次 >En<

阅读说明:本技术 偏光板和包括偏光板的光学显示器 (Polarizing plate and optical display including the same ) 是由 吴泳 李正浩 魏东镐 于 2019-07-10 设计创作,主要内容包括:本发明提供一种偏光板和一种包含偏光板的光学显示器。偏光板包含:偏光膜;第一基础层;以及图案层,第一基础层和图案层依序形成于偏光膜的光出射表面上,其中图案层包含依序形成于第一基础层上的第一层和第二层,第一层比第二层具有更高的折射率,且其中第一层包含形成在其面向第二层的至少一部分处的图案化部分,图案化部分包含至少两个光学图案和彼此相邻的光学图案之间的平坦区间。(The invention provides a polarizing plate and an optical display including the same. The polarizing plate includes: a polarizing film; a first base layer; and a pattern layer, a first base layer and the pattern layer being sequentially formed on the light exit surface of the polarizing film, wherein the pattern layer includes a first layer and a second layer sequentially formed on the first base layer, the first layer having a higher refractive index than the second layer, and wherein the first layer includes a patterned portion formed at least a portion thereof facing the second layer, the patterned portion including at least two optical patterns and a flat zone between the optical patterns adjacent to each other.)

偏光板和包括偏光板的光学显示器

相关申请的交叉引用

本申请案主张2018年7月10日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2018-0080196号的权益,其全部公开内容以引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明涉及一种偏光板和一种包含偏光板的光学显示器。

背景技术

液晶显示器经操作以在从背光单元接收光之后通过液晶面板发射光。由于来自背光单元的光垂直地入射在液晶显示器的屏幕上,因此液晶显示器的屏幕的侧面比屏幕的正面具有更低的对比率(contrast ratio,CR)。因此,能够增大侧面对比率的光学膜的发展持续进行中。

这类光学膜配置成使得来自偏光膜的光可在光从低折射率树脂层进入高折射率树脂层时由形成在低折射率树脂层与高折射率树脂层之间的界面处的图案漫射,由此改善侧面对比率。然而,仅光学膜的这一配置无法充分改善对比率。

为了改善侧面对比率,已提出一种改变图案形状的方法或一种将颗粒并入到低折射率树脂层或高折射率树脂层中的方法。然而,前者具有如下问题:即使图案形状中的细微变化也可导致侧面对比率急剧变化。另外,后者具有如下问题:需要控制颗粒与树脂层之间的折射率差值的额外工艺,以及颗粒的存在可导致光学透明度劣化,例如雾度增大或发光效率减小。

本发明的背景技术公开于日本未审查专利公开案第2006-251659号中。

发明内容

本发明的一个方面是提供一种能够改善光学显示器的侧面对比率的偏光板。

本发明的另一方面是提供一种能够改善光学显示器的正面对比率的偏光板。

本发明的又一方面是提供一种偏光板,其可在不将颗粒并入到图案层中的情况下显著地改善光学显示器的侧面对比率且因此可防止因颗粒的存在而导致的光学透明度降低(例如雾度增大),同时防止因颗粒的存在而导致的偏光的发射受阻,由此提高发光效率。

本发明的又一方面是提供一种包含本发明的偏光板的光学显示器。

根据本发明的一个方面,提供一种偏光板,其包含:偏光膜;第一基础层;以及图案层,第一基础层和图案层依序形成于偏光膜的光出射表面上,其中图案层包括依序形成于第一基础层上的第一层和第二层,第一层比第二层具有更高的折射率,且其中第一层包含形成在其面向第二层的至少一部分处的图案化部分,所述图案化部分包含至少两个光学图案和彼此相邻的光学图案之间的平坦区间。

根据本发明的另一个方面,提供一种包含本发明的偏光板的光学显示器。

本发明提供一种能够改善光学显示器的侧面对比率的偏光板。

本发明提供一种能够改善光学显示器的正面对比率的偏光板。

本发明提供一种偏光板,其可在不将颗粒并入到图案层中的情况下显著地改善光学显示器的侧面对比率且因此可防止因颗粒的存在而导致的光学透明度降低(例如雾度增大),同时防止因颗粒的存在而导致的偏光的发射受阻,由此提高发光效率。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的偏光板的剖面图。

图2是根据实施例的偏光板的图案层的分解透视图。

图3是根据本发明的另一实施例的偏光板的剖面图。

图4是根据比较例2或比较例4的偏光板的剖面图。

具体实施方式

将参考附图详细地描述本发明的实施例以便向本领域的技术人员提供对本发明的透彻理解。应了解,本发明可以用不同方式体现并且不限于以下实施例。在图式中,为清楚起见将省略与描述无关的部分。在本说明书通篇中类似组件将由类似附图标号表示。

本文中,例如“上”和“下”的空间相对术语是参考附图定义的。因此,应理解,术语“上表面”可与术语“下表面”互换使用,且在例如层或膜的元件被称为放置“在”另一元件“上”时,所述元件可直接放置在另一元件上,或可存在中间元件。另一方面,当元件被称为“直接”放置在另一元件“上”时,其间不存在中间元件。

本文中,术语“水平方向”和“垂直方向”分别意指液晶显示器的矩形屏幕的纵向方向和横向方向。本文中,“侧面”是指在由(φ,θ)表示的球形坐标系统中的(0°,60°),其中参考水平方向,“正面”由(0°,0°)表示,左端点由(180°,90°)表示,且右端点由(0°,90°)表示。

本文中,“高宽比”是指光学图案的最大高度与其最大宽度的比率(最大高度/最大宽度)。

在本文中,“间距”意指一对相邻光学图案之间的距离,例如一个光学图案的最大宽度W与邻近于其的一个平坦区间的宽度L的总和。

在本文中,“最底部分”是指刻花光学图案中的最低部分,且可以是一个点或一个平面。

本文中,“平面内延迟(Re)”是在550纳米的波长下测量的值且由方程A表示:

Re=(nx-ny)×d,---(A)

其中nx和ny分别是在550纳米的波长下的对应的保护层或基础层的慢轴和快轴的折射率,且d是保护层或基础层的厚度(单位:纳米)。

本文中,术语“(甲基)丙烯基”是指丙烯基和/或甲基丙烯基。

在本文中,“X到Y”指示“X或大于X到Y或小于Y”或“≥X且≤Y”。

本发明的发明人发现:与不包含图案层的典型偏光板相比,其中下文详细描述的第一基础层和图案层依序堆叠于偏光膜的光出射表面上的偏光板可显著地改善光学显示器的侧面对比率同时使正面对比率的降低最小化,且因此完成本发明。另外,本发明的发明人发现:其中下文详细描述的第一基础层和图案层依序堆叠于偏光膜的光出射表面上的偏光板可仅经由控制图案层中的层之间在折射率方面的关系而显著地改善光学显示器的侧面对比率,且因此完成本发明。

在下文中,将参考图1和图2描述根据本发明的一个实施例的偏光板。图1是根据本发明的一个实施例的偏光板的截面图,且图2是图1中所示出的图案层的分解透视图。

参看图1,偏光板10可包含偏光膜100、第一基础层200、图案层300以及第二基础层400。

偏光膜

第一基础层200、图案层300以及第二基础层400依序形成于偏光膜100的光出射表面上。偏光膜100可使从液晶面板(图1中未示出)接收到的光偏振且通过其透射光。来自偏光膜100的偏振光可以所陈述的次序穿过第一基础层200、图案层300以及第二基础层400。

在一个实施例中,偏光膜100可包含偏光片。具体地说,偏光片可包含通过单向地拉伸聚乙烯醇膜而制备的聚乙烯醇类偏光片,或通过使聚乙烯醇膜脱水而制备的多烯类偏光片。偏光片的厚度可以是5微米到40微米,例如5微米、10微米、15微米、20微米、25微米、30微米、35微米或40微米。在这一范围内,偏光片可用于光学显示器中。

在另一实施例中,偏光膜100可进一步包含形成于偏光片的至少一个表面上的基础层。基础层可通过保护偏光片来提高偏光板的可靠性同时增强偏光板的机械强度。基础层可包含光学透明保护膜或光学透明保护涂层中的至少一种。基础层可如下文所描述。

尽管图1中未示出,但前述基础层和粘着层中的至少一个可进一步堆叠于偏光膜100的光入射表面上。粘着层可使偏光板粘附地附着到被粘着物,例如液晶面板、OLED面板等。

第一基础层

第一基础层200形成于图案层300的光入射表面上且可支持图案层300。第一基础层200可直接形成于图案层300的第一层310上,由此减小偏光板10的厚度。在本文中,表达“直接形成于...上”意味着没有粘着层、结合层或粘合剂结合层***于第一基础层200与图案层300之间。然而,应理解,本发明不限于此且第一基础层可经由粘着层、结合层或粘合剂结合层形成于第一层上。

第一基础层200的总透射率可为90%或大于90%,例如90%到100%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%或100%,如在可见区中所测量。在这一范围内,第一基础层可在不影响入射光的情况下透射入射光。

第一基础层200可以是保护膜或保护涂层,其包含光入射表面和与光入射表面相对的光出射表面。优选地,保护膜用作第一基础层以更加稳固地支持图案层。

在第一基础层为保护膜时,第一基础层可包含单层光学透明树脂膜。然而,应理解,本发明不限于此且第一基础层可包含多层光学透明树脂膜。可通过熔融挤出树脂来制备保护膜。可进一步添加拉伸树脂的工艺。树脂可包含以下中的至少一个:纤维素酯树脂,例如三乙酰纤维素(triacetylcellulose,TAC);环状聚烯烃树脂,例如非晶形环状烯烃聚合物(amorphous cyclic olefin polymer,COP);聚碳酸酯树脂;聚酯树脂,例如聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate,PET);聚醚砜树脂;聚砜树脂;聚酰胺树脂;聚酰亚胺树脂;非环状聚烯烃树脂;聚(甲基)丙烯酸酯树脂,例如聚(甲基丙烯酸甲酯)树脂;聚乙烯醇树脂;聚氯乙烯树脂;以及聚偏二氯乙烯树脂。

虽然保护膜可以是非拉伸膜,但保护膜可以是通过用预定方法拉伸树脂而获得的且具有一定范围的延迟的延迟膜或各向同性光学膜。在一个实施例中,保护膜可以是各向同性光学膜,其平面内延迟为60纳米或小于60纳米,具体地说0纳米到60纳米,更具体地说40纳米到60纳米,例如40纳米、41纳米、42纳米、43纳米、44纳米、45纳米、46纳米、47纳米、48纳米、49纳米、50纳米、51纳米、52纳米、53纳米、54纳米、55纳米、56纳米、57纳米、58纳米、59纳米或60纳米。在这一范围内,偏光板可经由视角补偿而提供良好图像质量。在本文中,“各向同性光学膜”是指具有实质上相同的nx、ny以及nz的膜,且表达“实质上相同”不仅包含其中nx、ny以及nz完全相同的情况,而且还包含其中nx、ny与nz之间存在可接受误差容限的情况。另外,保护膜可单向地拉伸以防止保护膜上产生彩虹斑。

在一个实施例中,第一基础层的平面内延迟可为15,000纳米或小于15,000纳米,具体地说3,000纳米到15,000纳米,具体地说4,000纳米或大于4,000纳米,更具体地说5,000纳米或大于5,000纳米,又更具体地说6,000纳米到15,000纳米或8,000纳米到15,000纳米,例如8,000纳米、9,000纳米、10,000纳米、11,000纳米、12,000纳米、13,000纳米、14,000纳米或15,000纳米。在这一范围内,图案层可进一步漫射穿过第一基础层的光,由此改善光学显示器的对比率。

保护涂层可由包含光化辐射可固化化合物和聚合起始剂的光化辐射可固化树脂组合物形成。光化辐射可固化化合物可包含阳离子可聚合固化化合物、自由基可聚合固化化合物、氨基甲酸酯树脂以及矽酮树脂中的至少一种。阳离子可聚合固化化合物可以是每分子具有至少一个环氧基的环氧化合物或每分子具有至少一个氧杂环丁烷环的氧杂环丁烷化合物。环氧化合物可包含氢化环氧化合物、链状脂肪族环氧化合物、环状脂肪族环氧化合物以及芳香族环氧化合物中的至少一个。

自由基可聚合可固化化合物的实例可包含每分子具有至少一个(甲基)丙烯酰氧基的(甲基)丙烯酸酯单体和每分子具有至少两个(甲基)丙烯酰氧基的(甲基)丙烯酸酯寡聚物,其可通过使至少两个含有官能团的化合物反应来获得。(甲基)丙烯酸酯单体的实例可包含每分子具有一个(甲基)丙烯酰氧基的单官能(甲基)丙烯酸酯单体、每分子具有两个(甲基)丙烯酰氧基的双官能(甲基)丙烯酸酯单体,以及每分子具有三个或大于三个(甲基)丙烯酰氧基的多官能(甲基)丙烯酸酯单体。(甲基)丙烯酸酯寡聚物的实例可包含氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯寡聚物、聚酯(甲基)丙烯酸酯寡聚物以及环氧基(甲基)丙烯酸酯寡聚物。聚合起始剂可使光化辐射可固化化合物固化。聚合起始剂可包含光学阳离子起始剂和光敏剂中的至少一个。光阳离子起始剂和光敏剂中的每一个可以是本领域中通常已知的任何一个。

第一基础层200的厚度可以是5微米到200微米,具体地说,30微米到120微米。更具体地说,保护膜类型的第一基础层200的厚度可以是30微米到100微米,优选为30微米到90微米,例如30微米、40微米、50微米、60微米、70微米、80微米或90微米,且保护涂层类型的第一基础层200的厚度可以是1微米到50微米,例如1微米、5微米、10微米、20微米、30微米、40微米或50微米。在这一范围内,第一基础层200可用于偏光板中。

第一基础层200于其至少一个表面上可形成有表面处理层,所述表面处理层例如底漆层、硬涂层、防指纹层、抗反射层、防眩光层、低反射率层以及超低反射率层。硬涂层、防指纹层、抗反射层等可提供额外功能给第一基础层、偏光膜等。具体来说,底漆层可改善第一基础层对被粘着物(例如图案层或偏光膜)的结合。

图案层

图案层300可形成于第一基础层200的光出射表面上,且可漫射穿过第一基础层200的光。

图案层300可包含第一层310和与第一层310相对的第二层320。优选地,图案层300仅包含第一层310和第二层320。

第一层310比第二层320具有更高的折射率。第一层310可包含形成在第一层的面向第二层320的至少一部分处的图案化部分,且包含至少两个刻花光学图案311和相邻刻花光学图案311之间的平坦区间312。通过这种方式,偏光板可显著地改善关于来自第一基础层200的光的侧面对比率。本发明的发明人发现:在图案层300的第二层320比第一层310具有更高的折射率或偏光膜100形成在第二层320的旁边处时,改善侧面对比率的效果可显著降低。

第一层310直接形成于第二层320上,且下文详细描述的图案化部分形成在第一层310与第二层320之间的界面处。在图1中,图案化部分示出为形成于第一层310与第二层320之间的整个接触表面上。然而,应理解,本发明不限于此且图案化部分可部分地形成于第一层310与第二层320之间的接触表面上。

图案化部分包含:至少两个刻花光学图案311;以及相邻刻花光学图案311之间的平坦区间312。偏光板包含刻花光学图案311和平坦区间312的重复组合。在本文中,“刻花光学图案”是指朝向第一基础层200的光出射表面突起的光学图案。

图案化部分可满足关系式1。在图案化部分满足关系式1时,偏光板可进一步改善光学显示器的侧面对比率。

<关系式1>

1<C/P≤10,---(1)

其中C代表图案化部分的间距(单位:微米),且P代表光学图案的最大宽度(单位:微米)。

优选地,C/P(C与P的比)的值为1.1到8.0,具体地说1.1到5.0,例如1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3、3.1、3.2、3.3、3.4、3.5、3.6、3.7、3.8、3.9、4、4.1、4.2、4.3、4.4、4.5、4.6、4.7、4.8、4.9或5。

刻花光学图案311具有弯曲表面。来自第一层310的偏振光经由弯曲表面进入第二层320。利用弯曲表面,刻花光学图案可允许已穿过第一基础层200和第一层310的光取决于光入射在刻花光学图案311上的点而在各个方向上进入第二层320。

图1示出弯曲表面为非球形表面且刻花光学图案311为双凸透镜图案的偏光板。然而,应理解,本发明不限于此且弯曲表面可以是球形的、抛物面的、椭球形的、双曲面的或无定形的弯曲表面。虽然刻花光学图案示出为具有平整的弯曲表面,但刻花光学图案可具有不平坦性以进一步改善光漫射。

作为双凸透镜图案的替代方案,刻花光学图案311可以是:包含形成在其最底部分处的一个平坦表面以及平坦倾斜表面且具有梯形剖面的图案(例如具有三角形剖面(切棱柱形状)的截顶棱柱形状);包含形成在其最底部分处的一个平坦表面以及弯曲的倾斜表面的刻花图案(例如通过截断图1的双凸透镜图案的底部而获得的切双凸透镜图案或截底微透镜(切微透镜)图案);或具有例如矩形剖面或正方形剖面的N面多边形剖面(N为3到20的整数)的图案。

刻花光学图案311的高宽比可大于0且小于或等于3.0,具体地说0.4到3.0,更具体地说0.7到3.0,例如0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9或3.0。在这一范围内,偏光板可改善光学显示器的侧面对比率和侧面视角。

刻花光学图案311的最大宽度P可大于0微米且小于或等于15微米,具体地说2微米到15微米,例如2微米、3微米、4微米、5微米、6微米、7微米、8微米、9微米、10微米、11微米、12微米、13微米、14微米或15微米。刻花光学图案311的最大高度H可大于0微米且小于或等于50微米,具体地说1微米到45微米,例如1微米、5微米、10微米、15微米、20微米、25微米、30微米、35微米、40微米或45微米。在这些最大宽度和最大高度的范围内,刻花光学图案可提供光漫射。

刻花光学图案311的最大宽度的总和与第一层310的总宽度的比的值可为40%到60%,具体地说45%到55%,例如45%、46%、47%、48%、49%、50%、51%、52%、53%、54%或55%。在这一范围内,偏光板可改善光学显示器的侧面对比率和侧面视角。刻花光学图案311可以预定间距C排列以进一步漫射聚合的光。刻花光学图案311可以间距C排列,所述间距C大于0微米且为60微米或小于60微米,具体地说5微米到60微米,例如5微米、10微米、15微米、20微米、25微米、30微米、35微米、40微米、45微米、50微米、55微米或60微米,在这一范围内,偏光板可提供进一步改善的光聚合和漫射。

刻花光学图案311的最大宽度P与平坦区间312的宽度L的比的值可大于0且小于或等于9,具体地说0.1到3,更具体地说0.15到2,例如0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45、0.5、0.55、0.6、0.65、0.7、0.75、0.8、0.85、0.9、0.95、1.0、1.05、1.1、1.15、1.2、1.25、1.3、1.35、1.4、1.45、1.5、1.55、1.6、1.65、1.7、1.75、1.8、1.85、1.9、1.95或2。在这一范围内,偏光板可减小光学显示器的正面对比率与侧面对比率之间的差,同时改善给定侧面视角处的和给定正面视角处的光学显示器的对比率。另外,偏光板可防止波纹(Moiré)现象。

刻花光学图案311与第一基础层200之间的最小距离,即刻花光学图案311的最底部分与第一基础层200之间的最小距离D(也被称作“壁厚度”)的值可大于0微米且小于或等于30微米,具体地说1微米到20微米,例如1微米、2微米、3微米、4微米、5微米、6微米、7微米、8微米、9微米、10微米、11微米、12微米、13微米、14微米、15微米、16微米、17微米、18微米、19微米或20微米。在这一范围内,可确保膜硬度和涂层厚度的均匀性。

刻花光学图案311的最大高度H与图案层300的最上表面与刻花光学图案311的最底部分之间的距离A的比(H/A)的值可大于0且小于或等于1,具体地说0.3到1.0,例如0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9或1.0。在这一范围内,可确保膜硬度和涂层厚度的均匀性。

在图案层300的剖面面积中,第二层320的填充图案321的剖面面积的总和与第一层310的总剖面面积的比的值可为40%到60%,优选为45%到55%,例如45%、46%、47%、48%、49%、50%、51%、52%、53%、54%或55%。在这一范围内,偏光板可改善光学显示器的侧面可见度。

第二层320包含形成在与第一层310的界面处且填充刻花光学图案311的至少一部分的填充图案321。填充图案321可完全地填充光学图案,或部分地填充光学图案。优选地,填充图案321完全地填充刻花光学图案311。

虽然在图1中,偏光板示出为包含具有相同高宽比、最大宽度、最大高度以及间距的刻花光学图案,但应理解,本发明不限于此且偏光板可包含具有不同高宽比、最大宽度、最大高度以及间距的刻花光学图案。

平坦区间312可形成在相邻刻花光学图案311之间。平坦区间312使得来自第一层310的偏振光通过其直接进入第二层320,由此改善光学显示器的正面对比率和正面亮度。

来自第一基础层200的偏振光从第一层310透射到第二层320,且刻花光学图案311的突起部面向第一基础层200。平坦区间312的宽度L可大于0微米且小于或等于50微米,具体地说大于0微米且小于或等于30微米,例如1微米、2微米、3微米、4微米、5微米、6微米、7微米、8微米、9微米、10微米、11微米、12微米、13微米、14微米、15微米、16微米、17微米、18微米、19微米、20微米、21微米、22微米、23微米、24微米、25微米、26微米、27微米、28微米、29微米或30微米。在这一范围内,偏光板可提供光聚合和漫射。

虽然在图1中,偏光板示出为包含具有相同宽度的平坦区间,但应理解,本发明不限于此且偏光板可包含具有不同宽度的平坦区间。

参看图2,刻花光学图案311可在其纵向方向上以条带形状延伸。通过这种方式,偏光板可增大光学显示器的侧面视角。或者,刻花光学图案可形成为点形状。在本文中,术语“点”意味着光学图案为分散的。

第一层310比第二层320具有更高的折射率。本发明的发明人发现:可通过使得来自偏光膜100的偏振光经由第一层310透射到第二层320且使得第一层310包含朝向偏光膜100突起的刻花光学图案311来显著地改善光学显示器的侧面对比率。第一层310与第二层320之间的折射率差的值可为0.05或大于0.05,具体地说0.05到0.3,更具体地说0.05到0.2,例如0.1到0.2。在这一范围内,偏光板可进一步改善光学显示器的侧面对比率。

第一层310的折射率可为1.50或大于1.50,具体地说1.50到1.70,更具体地说1.50到1.65。在这一范围内,偏光板可改善光学显示器的侧面对比率。第二层320的折射率可大于0且小于1.50,具体地说大于或等于1.3且小于1.50,更具体地说大于或等于1.35且小于1.50。在这一范围内,偏光板可改善光学显示器的侧面对比率。

第一层310可由包含能够满足前述折射率范围的树脂的组合物形成。举例来说,第一层可包含UV可固化或热可固化树脂,例如(甲基)丙烯酸树脂、环氧树脂、氨基甲酸酯树脂以及矽酮树脂中的至少一种,但不限于此。本文中,组合物可进一步包含各种添加剂,例如促进树脂的固化的起始剂。

在一个实施例中,第一层可以是无颗粒树脂层。通常,为了改善光学显示器的侧面对比率,已提出一种将高折射率颗粒(比第一层具有更高的折射率)并入到高折射率层中的方法,所述高折射率颗粒例如光漫射剂、光吸收剂等,根据本发明,通过相对于偏光膜的光出射表面和刻花光学图案的突起方向调节第一层与第二层之间的堆叠关系,可在不将这些颗粒并入到第一层中的情况下显著地改善侧面对比率且因此可进一步改善光学显示器的光学透明度和发光效率。偏光板的雾度可为0%到30%,具体地说0%到25%,例如0%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%、21%、22%、23%、24%或25%。

第二层320可由包含能够满足前述折射率范围的树脂的组合物形成。举例来说,第二层可包含UV可固化或热可固化树脂,例如(甲基)丙烯酸树脂、环氧树脂、氨基甲酸酯树脂以及矽酮树脂中的至少一种,但不限于此。本文中,组合物可进一步包含各种添加剂,例如促进树脂的固化的起始剂。

在一个实施例中,第二层可以是无颗粒树脂层。通常,为了改善光学显示器的侧面对比率,已提出一种将颗粒并入到第二层中的方法,所述颗粒例如光漫射剂、光吸收剂等。根据本发明,通过相对于偏光膜的光出射表面和刻花光学图案的突起方向调节第一层与第二层之间的堆叠关系,可在不将这些颗粒并入到第二层中的情况下显著地改善侧面对比率。

在一个实施例中,第二层可由固化之后呈现结合特性的结合剂组合物形成以具有结合特性。因此,第二层可直接结合到第二基础层,由此减小偏光板的厚度。第二层可相对于第二基础层(特别是聚酯膜)具有良好结合特性。

图案层300的厚度可大于0微米且小于或等于200微米,具体地说10微米到150微米,例如10微米、20微米、30微米、40微米、50微米、60微米、70微米、80微米、90微米、100微米、110微米、120微米、130微米、140微米或150微米。在这一范围内,图案层可用于偏光板中。

第二基础层

第二基础层400可形成于图案层300的光出射表面上以通过其透射来自图案层300的光。第二基础层400可直接形成于图案层300的第二层320上,由此减小偏光板10的厚度。在本文中,表达“直接形成于...上”意味着没有粘着层、结合层或粘合剂结合层***于第二基础层400与图案层300之间。然而,应理解,本发明不限于此且第二基础层可经由粘着层、结合层或粘合剂结合层形成于第二层上。

第二基础层400的材料、厚度、折射率以及延迟可与第一基础层200的材料、厚度、折射率以及延迟相同或不同。

在一个实施例中,第二基础层的平面内延迟可为15,000纳米或小于15,000纳米,具体地说3,000纳米到15,000纳米,更具体地说4,000纳米或大于4,000纳米,又更具体地说5,000纳米或大于5,000纳米,又更具体地说6,000纳米到15,000纳米或8,000纳米到15,000纳米,例如8,000纳米、9,000纳米、10,000纳米、11,000纳米、12,000纳米、13,000纳米、14,000纳米或15,000纳米。在这一范围内,偏光板可进一步漫射经由对比度改善层漫射的光,由此进一步改善光学显示器的对比率。在一个实施例中,在第一基础层和第二基础层的平面内延迟值在前述范围内时,偏光板可进一步改善光学显示器的对比率。

虽然图1中未示出,但功能层可进一步形成于第二基础层400的光出射表面上。功能层可向偏光板提供额外功能。举例来说,功能层可包含以下中的至少一个:底漆层、硬涂层、防指纹层、抗反射层、防眩光层、低反射率层以及超低反射率层,但不限于此。

虽然偏光板示出为包含形成于图1中的图案层上的第二基础层400,但应理解,本发明不限于此且可省略第二基础层。在这种情况下,第二层的最上表面可充当功能层。在本文中,表达“充当功能层”意味着第二层的最上表面充当以下中的至少一个:底漆层、硬涂层、防指纹层、抗反射层、防眩光层、低反射率层以及超低反射率层。本文中,第二层可通过在其形成期间经历表面处理等来充当功能层。

接下来,将参考图3描述根据本发明的另一实施例的偏光板。

参看图3,根据这一实施例的偏光板20可包含图案层300A。根据这一实施例的偏光板20与根据上述实施例的偏光板10实质上相同,不同之处在于形成图案层300A而非图案层300。

图案层300A包含第一层310A;以及直接形成于第一层310A上的第二层320A,其中以下在下文详细描述的图案化部分形成在第一层310A与第二层320A之间的界面处。

图案化部分包含至少两个刻花光学图案311A;以及相邻刻花光学图案311A之间的平坦区间312A。偏光板包含第一层310A与第二层320A之间的界面处的刻花光学图案311A和平坦区间312A的重复组合。在本文中,“刻花光学图案”是指朝向第一基础层200突起的光学图案。

图案化部分可满足关系式1,且刻花光学图案311A可具有60°到90°的底角θ。本文中,底角θ是指形成在刻花光学图案311A的倾斜表面与刻花光学图案311A的最大宽度P1之间的角度。本文中,倾斜表面313A是指直接连接到平坦区间312A的刻花光学图案311A的倾斜表面。在图案化部分满足关系式1且刻花光学图案的底角在前述范围内时,偏光板可改善光学显示器的侧面对比率同时增大给定侧面视角处的光学显示器的对比率。具体地说,刻花光学图案的底角θ的值可为70°到90°,且C1/P1(C1与P1的比)的值可为1.1到8.0,例如1.1到5.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3、3.1、3.2、3.3、3.4、3.5、3.6、3.7、3.8、3.9、4、4.1、4.2、4.3、4.4、4.5、4.6、4.7、4.8、4.9或5。

<关系式1>

1<C1/P1≤10,---(1)

其中C1代表图案化部分的间距(单位:微米),且P1代表光学图案的最大宽度(单位:微米)。

虽然刻花光学图案311A示出为在图3中在其两侧处具有相同的底角,但刻花光学图案可具有不同的底角,只要底角如上文所描述在60°到90°的范围内即可。

刻花光学图案311A可以是包含形成在其最底部分处的第一表面314A和连接到第一表面314A的至少一个倾斜表面313A的刻花光学图案。虽然在图3中,刻花光学图案示出为两个相邻倾斜表面313A由第一表面314A连接的梯形光学图案,但应理解,本发明不限于此且刻花光学图案可以是具有矩形剖面或正方形剖面的光学图案。

第一表面314A形成在刻花光学图案的最底部分处,且可通过进一步漫射达到第一层310A的光来改善光学显示器的视角和亮度。因此,根据这一实施例的偏光板可改善光漫射,由此最小化亮度损失。第一表面314A可为平坦的,以允许偏光板的简易制造。然而,应理解,本发明不限于此且第一表面314A可具有细微的不平坦性或可以是弯曲表面。

第一表面314A可平行于以下中的至少一个:平坦区间312A、第一层310A的最下表面以及第二层320A的最上表面。

第一表面314A的宽度可为0.5微米到30微米,具体地说1微米到15微米,例如1微米、2微米、3微米、4微米、5微米、6微米、7微米、8微米、9微米、10微米、11微米、12微米、13微米、14微米或15微米。在这一范围内,偏光板可用于光学显示器中且可改善光学显示器的对比率。

刻花光学图案311A的高宽比可为大于0且小于或等于3.0,具体地说0.4到3.0,更具体地说0.7到3.0,例如0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9或3.0。在这一范围内刻花光学图案可改善光学显示器的侧面对比率和侧面视角。

刻花光学图案311A的最大高度H1可大于0微米且小于或等于50微米,具体地说1微米到45微米,例如1微米、5微米、10微米、15微米、20微米、25微米、30微米、35微米、40微米或45微米。在这一范围内,偏光板可改善光学显示器的对比率、视角以及亮度,同时防止波纹现象。

刻花光学图案311A的最大宽度P1可大于0微米且小于或等于15微米,具体地说2微米到15微米,例如2微米、3微米、4微米、5微米、6微米、7微米、8微米、9微米、10微米、11微米、12微米、13微米、14微米或15微米。在这一范围内,偏光板可改善光学显示器的对比率、视角以及亮度,同时防止波纹现象。

刻花光学图案311A与第一基础层200之间的最小距离,即刻花光学图案311A的最底部分与第一基础层200之间的最小距离D1(也被称作“壁厚度”)的值可为0微米到30微米,具体地说1微米到20微米,例如1微米、2微米、3微米、4微米、5微米、6微米、7微米、8微米、9微米、10微米、11微米、12微米、13微米、14微米、15微米、16微米、17微米、18微米、19微米或20微米。在这一范围内,可确保膜硬度和涂层厚度的均匀性。

刻花光学图案311A的最大宽度的总和与第一层310A的总宽度的比的值可为40%到60%,具体地说45%到55%,例如45%、46%、47%、48%、49%、50%、51%、52%、53%、54%或55%。在这一范围内,偏光板可改善光学显示器的侧面对比率和侧面视角。

刻花光学图案311A的最大高度H1与图案层300A的最上表面与刻花光学图案311A的最底部分之间的距离A1的比(H1/A1)的值可大于0且小于或等于1,具体地说0.3到1.0,例如0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9或1.0。在这一范围内,可确保膜硬度和涂层厚度的均匀性。在图3中,图案化部分示出为包含具有相同底角、第一表面的宽度、最大高度以及最大宽度的刻花光学图案。然而,应理解,图案化部分可包含具有不同底角、第一表面的宽度、最大高度以及最大宽度的刻花光学图案。

平坦区间312A允许穿过第一层310A的光通过其进入第二层320A,由此改善光学显示器的正面亮度。

刻花光学图案311A的最大宽度P1与平坦区间312A的宽度L1的比的值可大于0且小于或等于9,具体地说0.1到3,更具体地说0.15到2,例如0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45、0.5、0.55、0.6、0.65、0.7、0.75、0.8、0.85、0.9、0.95、1.0、1.05、1.1、1.15、1.2、1.25、1.3、1.35、1.4、1.45、1.5、1.55、1.6、1.65、1.7、1.75、1.8、1.85、1.9、1.95或2。在这一范围内,光学显示器的正面对比率与侧面对比率之间的差可减小,同时改善给定侧面视角处的和给定正面视角处的光学显示器的对比率。另外,可防止波纹现象。

平坦区间312A的宽度L1可大于0微米且小于或等于50微米,具体地说大于0微米且小于或等于30微米,例如1微米、2微米、3微米、4微米、5微米、6微米、7微米、8微米、9微米、10微米、11微米、12微米、13微米、14微米、15微米、16微米、17微米、18微米、19微米、20微米、21微米、22微米、23微米、24微米、25微米、26微米、27微米、28微米、29微米或30微米。在这一范围内,偏光板可改善光学显示器的正面亮度。

一个刻花光学图案311A和邻近于其的一个平坦区间312A的最大宽度形成间距(C1)。刻花光学图案可以间距C1排列,所述间距C1大于0微米且小于或等于60微米,具体地说5微米到60微米,例如5微米、10微米、15微米、20微米、25微米、30微米、35微米、40微米、45微米、50微米、55微米或60微米。在这一范围内,偏光板可改善光学显示器的对比率,同时防止波纹现象。

在图案层300A的剖面面积中,第二层312A的填充图案321A的剖面面积的总和与第一层311A的总剖面面积的比的值可为40%到60%,具体地说45%到55%,例如45%、46%、47%、48%、49%、50%、51%、52%、53%、54%或55%。在这一范围内,偏光板可改善光学显示器的侧面可见度。

虽然在图3中,图案化部分示出为包含具有相同间距和最大宽度的刻花光学图案,但图案化部分可包含具有不同间距和最大宽度的刻花光学图案。

根据本发明的光学显示器可包含根据本发明的偏光板。在一个实施例中,光学显示器可以是液晶显示器或发光装置显示器。

在一个实施例中,偏光板10可用作液晶显示器中的观察者侧偏光板。在本文中,术语“观察者侧偏光板”意指相对于液晶面板安置于观察者侧处且与光源相对的偏光板。

在一个实施例中,液晶显示器包含背光单元、第一偏光板、液晶面板以及第二偏光板,且以所陈述的次序堆叠,其中第二偏光板可包含根据本发明的偏光板。液晶面板可以采用垂直配向(vertical alignment,VA)模式、IPS模式、图案化垂直配向(patternedvertical alignment,PVA)模式或超图案化垂直配向(super-patterned verticalalignment,S-PVA)模式,但不限于此。在另一实施例中,根据本发明的偏光板可用作光源侧偏光板。在本文中,术语“光源侧偏光板”是指相对于液晶面板安置于光源侧处的偏光板。在另一实施例中,根据本发明的偏光板可用作相对于液晶面板的观察者侧偏光板和光源侧偏光板。

接下来,将参考一些实例更详细地描述本发明。然而,应注意,这些实例仅为了说明而提供且不应以任何方式理解为限制本发明。

实例1

树脂(SSC-6000,韩国新安公司(SHIN-A T&C Co.,Ltd.))用作高折射率层组合物(不含颗粒)。本文中,高折射率层组合物可进一步包含预定溶剂。

树脂(SSC-4000,韩国新安公司)用作低折射率层组合物(不含颗粒)。本文中,低折射率层组合物可进一步包含预定溶剂。

将用于第一基础层的高折射率层组合物涂布到透明PET膜(超双折射膜(SRF),东洋纺株式会社(Toyobo Co.,Ltd.),厚度:80微米,平面内延迟=8,000纳米)的上表面上至预定厚度。随后,将具有交替地形成于其上的图案和平坦区间的膜涂覆到涂层以将图案转印到涂层,随后经由UV辐射固化,由此形成包含如表1中所示出的图案化部分的第一层,其中刻花光学图案和平坦区间交替地排列。将低折射率层组合物涂布到第一层上以完全地填充刻花光学图案。

随后,在用于第二基础层的透明PET膜(SRF,东洋纺株式会社,厚度:80微米,平面内延迟=8,000纳米)的一个表面上层压涂层,随后经由UV辐射固化,由此在图案层上形成第二基础层,所述透明PET膜具有形成于其另一表面上的抗反射层。

通过以下方式制造偏光片:在60℃下将聚乙烯醇膜拉伸成其初始长度的3倍,并且将碘吸附到拉伸后的膜上,随后在40℃下在硼酸水溶液中将膜拉伸成膜拉伸长度的2.5倍。

通过使用UV可固化结合剂将偏光片结合到用于第一基础层的透明PET膜的下表面来制造偏光板。

所制造的偏光板具有如下结构:其中第一基础层、第一层(高折射率层)、第二层(低折射率层)以及第二基础层依序堆叠于偏光片的光出射表面上且刻花光学图案朝向第一基础层突起。

实例2

树脂(SSC-5500,韩国新安公司)用作高折射率层组合物(不含颗粒)。本文中,高折射率层组合物可进一步包含预定溶剂。

树脂(SSC-4500,韩国新安公司)用作低折射率层组合物(不含颗粒)。本文中,低折射率层组合物可进一步包含预定溶剂。

以与实例1相同的方式制造偏光板,不同之处在于使用高折射率层组合物和低折射率层组合物改变第一层和第二层的折射率,如表2中所示出。

实例3

以与实例1相同的方式制造偏光板,不同之处在于刻花光学图案和平坦区间发生改变,如表1中所示出。

实例4

以与实例3相同的方式制造偏光板,不同之处在于使用实例2中使用的高折射率层组合物和低折射率层组合物改变第一层和第二层的折射率,如表2中所示出。

比较例1

通过以下方式制备偏光片:在60℃下将聚乙烯醇膜拉伸成其初始长度的3倍,并且将碘吸附到拉伸后的膜上,随后在40℃下在硼酸水溶液中将膜拉伸成膜拉伸长度的2.5倍。通过使用UV可固化结合剂将用于第一基础层的透明PET膜(SRF,东洋纺株式会社,厚度:80微米,平面内延迟=14,000纳米)结合到所制备偏光片的上表面来制造偏光板。

比较例2

用于第二基础层的透明PET膜(SRF,东洋纺株式会社,厚度:80微米,平面内延迟=8,000纳米)的一个表面涂布有预定厚度的实例1的高折射率层组合物,所述透明PET膜具有形成于其另一表面上的抗反射层。随后,将具有交替地形成于其上的图案和平坦区间的膜涂覆到涂层以将图案转印到涂层,随后经由UV辐射固化,由此形成高折射率层,其中如表1中所列出的刻花光学图案和平坦区间交替地排列。随后,将实例1的低折射率层组合物涂布到高折射率层上以完全地填充刻花光学图案。

随后,在用于第一基础层的透明PET膜(SRF,东洋纺株式会社,厚度:80微米,平面内延迟=8,000纳米)的上表面上层压涂层,随后固化。随后,通过以下方式来制造偏光板:使用UV可固化结合剂将实例1的偏光片结合到用于第一基础层的透明PET膜的下表面,随后固化。

图4为比较例2的偏光板的截面图。参看图4,比较例2的偏光板包含:偏光片100、第一基础层200、低折射率层510、高折射率层520以及第二基础层400,其中第一基础层、低折射率层、高折射率层以及第二基础层依序堆叠于偏光片100的光出射表面上。

比较例3

以与实例1相同的方式制造偏光板,不同之处在于第一层和第二层的折射率发生改变,如表2中所列出。

比较例4

以与比较例2相同的方式制造偏光板,不同之处在于第一层和第二层的折射率发生改变,如表2中所列出,且将氧化锆作为高折射率颗粒添加到高折射率层。

表1

Figure BDA0002124770660000191

由根据实例和比较例所制造的偏光板中的每一个以下列特性评估。结果在表2中示出。

光源侧偏光板的制造

通过以下方式制备偏光片:在60℃下将聚乙烯醇膜拉伸成其初始长度的3倍,并且将碘吸附到拉伸后的膜上,随后在40℃下在硼酸水溶液中将膜拉伸成膜拉伸长度的2.5倍。作为基础层,使用用于偏光板(Z-200,日本高申株式会社(Nippon Goshei Co.,Ltd.))的结合剂将三乙酰纤维素膜(厚度:80微米)结合到偏光片的两个表面,由此制造偏光板。所制造的偏光板用作光源侧偏光板。

液晶显示模块的制造

通过以下方式来制造液晶显示模块:将所制造的光源侧偏光板、液晶面板(PVA模式)以及实例和比较例中制造的偏光板中的每一个依序组装。本文中,进行组装使得偏光板的第二基础层定位于最外部。

LED光源、导光板以及液晶显示模块组装到液晶显示器中,所述液晶显示器包含单边型LED光源(具有与三星(Samsung)TV(55英寸UHD TV(2016机型),型号:UN55KS8000F)相同的配置,不同之处在于使用实例和比较例中制造的偏光板中的每一个来制造液晶显示模块)。

使用亮度测试仪EZCONTRAST X88RC(EZXL-176R-F422A4,ELDIM)在球形坐标系统中在正面(0°,0°)和侧面(0°,60°)处测量白色模式中的亮度和黑色模式中的亮度。

正面对比率经计算为如在球形坐标(0°,0°)中所测量的白色模式中的亮度值与黑色模式中的亮度值的比。侧面对比率经计算为如在球形坐标(0°,60°)中所测量的白色模式中的亮度值与黑色模式中的亮度值的比。

在表2中,1/2视角是指具有正面亮度的1/2的亮度的视角。

在表2中,1/3视角是指具有正面亮度的1/3的亮度的视角。

光学透明度:在实例和比较例中制造的偏光板中的每一个上测量光学透明度。在测试的偏光板具有0%到30%的雾度时,偏光板评估为“半透明”,且在测试的偏光板具有大于30%的雾度时,偏光板评估为“不透明”。

表2

Figure BDA0002124770660000201

*在表2中,圆括号中的数值是指根据实例和比较例的液晶显示器中的每一个的对比率与根据比较例1的液晶显示器的对比率的百分比。

如表2中所示出,根据本发明的偏光板可显著地改善侧面对比率,同时使正面对比率的降低最小化。另外,根据本发明的偏光板具有良好光学透明度。

相反地,与根据本发明的偏光板相比,不含颗粒且具有与根据本发明的偏光板不同的结构的比较例2到比较例3的偏光板使得正面对比率降低,同时提供显著较差的侧面对比率改善。另外,比较例4的偏光板在透明度和亮度的均匀性方面呈现较差特性。

应理解,本领域的技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改、变化、更改以及等效实施例。

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