CN103185910A - 偏振板和包括该偏振板的光学显示装置 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了一种偏振板和光学显示装置。该偏振板包括偏振器、粘附于所述偏振器一面的第一保护膜和粘附于所述偏振器另一面的第二保护膜。所述第一保护膜和所述第二保护膜在约25°C至约120°C的温度下在TD和MD上测量的热膨胀系数之间的比例分别在约0.5至约2的范围内。

Description

偏振板和包括该偏振板的光学显示装置
技术领域
本申请涉及一种偏振板和包括该偏振板的光学显示装置。更具体地，本发明涉及一种偏振板和包括该偏振板的光学显示装置，在所述偏振板中粘附于偏振器的上保护膜和下保护膜在轴向（MD）和横向（TD）上具有一定范围的热膨胀系数比，从而防止偏振板的卷曲。
背景技术
偏振板通常包括具有偏振功能的偏振器和粘附于偏振器的一面或两面以保护偏振器的保护膜。根据安装偏振板的光学显示装置的类型，延迟补偿膜、结合层、粘附层、表面处理层等可另外叠置在偏振板的保护膜上。
偏振板通常以半成品而不是成品的形式制造。偏振板通过压敏粘附剂粘附于液晶单元，从而提供完成的光学显示装置。然而，如果在这个过程中出现偏振板的卷曲，就不能有效地进行偏振板向液晶单元的粘附。另外，卷曲的偏振板在向液晶单元的粘附过程中引起了气泡的产生，或造成难以进行自身的粘附过程。而且，因为卷曲是由于粘附到偏振板上表面和下表面的保护膜的收缩而引起的，这种卷曲现象不利地影响了偏振板的耐久性。
由于偏振板是双轴取向膜的特性而出现了偏振板的卷曲，其中根据外部环境取向的聚合物随着时间倾向于回到它的初始状态。然而，粘附于液晶单元的偏振板基本上是由双轴取向膜形成的以获得延迟特性。因此，为了防止双轴取向偏振板的卷曲现象，需要调整粘附偏振器的一面或两面的保护膜的物理性质。
发明内容
本发明的一个方面提供了一种偏振板，所述偏振板包括：偏振器；粘附于所述偏振器一面的第一保护膜；和粘附于所述偏振器另一面的第二保护膜，其中所述第一保护膜和所述第二保护膜的热膨胀系数t1和t2之间的比例在约0.5至约2的范围内，其中t1为所述第一保护膜在约25°C至约120°C的温度下在横向（TD）上测量的热膨胀系数而t2为所述第二保护膜在约25°C至约120°C的温度下在横向（TD）上测量的热膨胀系数，且其中所述第一保护膜和所述第二保护膜的热膨胀系数m1和m2之间的比例在约0.5至约2的范围内，其中m1为所述第一保护膜在约25°C至约120°C的温度下在轴向（MD）上测量的热膨胀系数而m2为所述第二保护膜在约25°C至约120°C的温度时在轴向（MD）上测量的热膨胀系数。
所述第一保护膜和所述第二保护膜在约25°C至约120°C的温度下在横向（TD）上测量的热膨胀系数可在约0.01ppm/°C至约0.04ppm/°C的范围内。
所述第一保护膜和所述第二保护膜在约25°C至约120°C的温度下在轴向（MD）上测量的热膨胀系数可在约0.02ppm/°C至约0.04ppm/°C的范围内。
T/M之比可在约0.5以上至小于约1.0的范围内，或在大于约1.0至约1.5以下的范围内，其中T为在约25°C至约120°C的温度下在横向（TD）上测量的所述第一保护膜和所述第二保护膜的热膨胀系数之比中大于1的值，而M为在约25°C至约120°C的温度下在轴向（MD）上测量的所述第一保护膜和所述第二保护膜的热膨胀系数之比中大于1的值。
所述第一保护膜和所述第二保护膜可由选自由纤维素、聚酯、环烯烃聚合物、聚碳酸酯、聚醚砜、聚砜、聚酰胺、聚酰亚胺、聚烯烃、多芳基化合物、聚乙烯醇、聚氯乙烯和聚偏二氯乙烯膜组成的组中的至少一种材料形成。
所述第一保护膜可由三乙酰纤维素（TAC）膜组成，而所述第二保护膜可由聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）膜或环烯烃聚合物（COP）膜组成。
所述第一保护膜和所述第二保护膜可由聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）膜组成。
所述第一保护膜和所述第二保护膜可具有约10μm至约100μm的厚度。
所述偏振板可通过粘附所述第一保护膜和所述第二保护膜至所述偏振器而制造。
本发明的另一个方面提供了一种光学显示装置，所述光学显示装置包括根据本发明的所述偏振板。
附图说明
图1为根据本发明一个实施方式的偏振板的截面图。
具体实施方式
在本发明的一个方面，偏振板可包括偏振器；粘附于偏振器一面的第一保护膜；和粘附于偏振器另一面的第二保护膜。
图1说明了根据本发明一个实施方式的偏振板。参见图1，偏振板100可包括偏振器110、粘附于偏振器110上面的第一保护膜120a和粘附于偏振器110下面的第二保护膜120b。
假定在约25°C至约120°C的温度下在横向（TD，保护膜的宽度方向）上测量时t1为第一保护膜的热膨胀系数而t2为第二保护膜的热膨胀系数，热膨胀系数t1和t2之间的比例可在约0.5至约2的范围内。如果该比例小于0.5或大于2，偏振板上会发生严重的卷曲，从而在面板上叠置的过程中引起缺陷，如分离和气泡形成、翘边等。
如文中所使用的，在横向上热膨胀系数之间的比例可定义为t2/t1或t1/t2。
当t2>t1时，该比例可定义为t2/t1，而当t1>t2时，该比例可定义为t1/t2，其中该比例可在约1.1至约1.8的范围内。
假定在约25°C至约120°C的温度下在轴向（MD，保护膜的长度方向）上测量时m1为第一保护膜的热膨胀系数而m2为第二保护膜的热膨胀系数，热膨胀系数m1和m2之间的比例可在约0.5至约2的范围内。如果该比例小于0.5或大于2，偏振板上会发生严重的卷曲，从而在面板上叠置的过程中引起缺陷，如分离和气泡形成、翘边等。
如文中所使用的，在轴向上热膨胀系数之间的比例可定义为m1/m2或m2/m1。
当m2>m1时，该比例可定义为m2/m1，而当m1>m2时，该比例可定义为m1/m2，其中该比例可在约1.1至约1.8的范围内。
第一保护膜和第二保护膜的热膨胀系数可通过本领域通常使用的任何方法测量。例如，热膨胀系数可通过将保护膜从约25°C以5°C/min的升温速率加热至约120°C时测量保护膜的长度变化，并计算膜长度的最大变化和膜的初始长度之比，再根据热机械分析法（TMA）而计算。
第一保护膜和第二保护膜在约25°C至约120°C的温度下在轴向上测量的热膨胀系数m1和m2可在约0.01ppm/°C至约0.08ppm/°C的范围内。在这个范围内，当粘附于偏振器时，保护膜即使在高温时也能对偏振器提供保护并可防止卷曲现象。第一保护膜和第二保护膜在轴向上的热膨胀系数优选在约0.02ppm/°C至约0.04ppm/°C的范围内，更优选在0.022ppm/°C至约0.037ppm/°C的范围内。
第一保护膜和第二保护膜在约25°C至约120°C的温度下在横向上测量的热膨胀系数t1和t2可在约0.01ppm/°C至约0.04ppm/°C的范围内。在这个范围内，当粘附于偏振器时，保护膜即使在高温时也能保护偏振器并可防止卷曲。第一保护膜和第二保护膜在横向上的热膨胀系数优选为约0.01ppm/°C至约0.025ppm/°C，更优选为约0.012ppm/°C至约0.021ppm/°C。
假定T为在约25°C至约120°C的温度下在横向（TD）上测量的第一保护膜和第二保护膜的热膨胀系数之比中大于1的值，而M为在约25°C至约120°C的温度下在轴向（MD）上测量的第一保护膜和第二保护膜的热膨胀系数之比中大于1的值，T/M之比可在约0.5以上至小于约1.0的范围内，或在大于约1.0至约1.5以下的范围内。在这个范围内，由于保护膜的热膨胀系数之差引起的卷曲可由于在MD和TD上热膨胀系数之间的抵销而减少。优选地，该比例可在约0.5至约0.99的范围内，或在约1.01至约1.30的范围内。
第一保护膜和第二保护膜可具有约10μm至约100μm的厚度。
根据本发明的偏振板可采用任何膜作为第一保护膜和第二保护膜而无限制，只要该膜满足上述范围内的热膨胀系数之比。
第一保护膜和第二保护膜可由选自由纤维素、聚酯、环烯烃聚合物、聚碳酸酯、聚醚砜、聚砜、聚酰胺、聚酰亚胺、聚烯烃、多芳基化合物、聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯膜及其混合物组成的组中的至少一种而形成。
在一个实施方式中，第一保护膜可由三乙酰纤维素（TAC）膜组成，而第二保护膜可由聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）膜或环烯烃聚合物（COP）膜组成。
在另一个实施方式中，第一保护膜和第二保护膜可由聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）膜组成。
保护膜可为表面处理后的保护膜。为了对保护膜提供功能性可进行表面处理如抗反射工艺、防眩工艺、眩光减少工艺和硬涂工艺。
偏振器为校直穿过延迟膜的光线方向的膜，以便将入射光束分解成彼此正交的两个偏振分量，因此使只有一个分量穿过偏振器而吸收或散射另一个分量。
在本发明中，可以使用本领域中通常用于偏振板制造的任何偏振器而无限制。通过用碘或二色性染料将聚乙烯醇膜染色，随后在一定方向上拉伸已染色的聚乙烯醇膜可以制造偏振器。具体地，通过溶胀、染色、拉伸和交联可制造偏振器。通常每个过程对本领域技术人员来说都是已知的。
偏振器可具有约20μm至约100μm的厚度，但不限于此。
将保护膜粘附于偏振器的方法没有特别的限制。例如，保护膜可通过粘附层粘附于偏振器上。粘附层可使用典型的粘附剂如水性粘附剂和压敏粘附剂而形成。
保护膜可为表面处理后的保护膜。为了对保护膜提供功能性而提供表面处理如抗反射工艺、防眩工艺、眩光减少工艺和硬涂工艺。
偏振板可包括根据本申请的延迟膜、结合层和粘附层。
延迟膜可具有通过调节穿过液晶显示面板的光线的光学性质而调节相位差或改善视角的功能。延迟膜为λ/4延迟膜，并可通过诱导两个偏振的分量之间的λ/4相位差将圆偏振光变为线偏振光或将线偏振光变为圆偏振光，上述两个偏振的分量平行于延迟膜的光轴且彼此正交。延迟膜可将从有机发光显示器发出的圆偏振光变为线偏振光，或将线偏振光变为圆偏振光。
取决于保护膜的材料，对于典型的TAC膜，延迟补偿膜可具有约0至约50的相位差。如果保护膜由不同的材料形成，则相位差会有很大程度的改变。
在本发明中，可使用通常用于本领域的任何延迟膜而无限制，只要它对相位差提供补偿的功能。延迟膜可由选自由环烯烃聚合物（COP）膜、丙烯酸膜、纤维素膜、烯烃膜及其混合物组成的组中的至少一种膜组成。优选地，延迟补偿膜由环烯烃聚合物膜组成。
延迟膜可具有约10μm至约100μm的厚度。在这个范围内，延迟膜可对偏振板提供光学补偿效果。具体地，偏振板表面的光干涉或莫尔纹（moiré）或虹现象可减轻。优选地，延迟补偿膜可具有约10μm至约40μm的厚度。
本发明的另一方面提供了一种光学显示装置，该光学显示装置可包括根据本发明的偏振板。光学显示装置可包括有机发光二极管显示器或液晶显示器但不限于此。偏振板可粘附于光学显示装置的上面和下面中的一面或两面。
接下来，将参考以下实施例更详细地阐释本发明的结构和功能。应该理解这些实施例仅为说明性目的而提供，而不应解释为任何限制本发明的方式。
本文省略了对本领域技术人员显而易见的细节描述。
实施例和对比例使用的组件的详细说明如下：
（A）偏振板：聚乙烯醇膜（VF-PS6000。Kuraray有限公司，厚度：60μm）
（B）保护膜：
（B1）保护膜1（Fuji TAC，TAC，Fuji有限公司，厚度：80μm）；
（B2）保护膜2（Konica TAC，TAC，Konica有限公司，厚度：40μm）；
（B-3）保护膜3（TA-016，PET，Toyobo有限公司，厚度：100μm）；
（B-4）保护膜4（PET，SKC公司，厚度：75μm）
保护膜的热膨胀系数可通过将保护膜从约25°C以5°C/min的升温速率加热至约120°C时测量每个保护膜的长度变化，并计算膜的长度最大变化（或尺寸的最大变化）与每个膜的初始长度之比，再根据热机械分析法（TMA）而计算。结果示于下表1中。
表1
在MD上的热膨胀系数（ppm/°C) 在TD上的热膨胀系数(ppm/°C）
保护膜1 0.024 0.072
保护膜2 0.037 0.012
保护膜3 0.022 0.021
保护膜4 0.026 0.014
实施例和对比例
通过染色、拉伸等制造偏振器。具体地，将聚乙烯醇膜在150°C时拉伸至两倍的初始长度，随后用碘吸附。然后将碘吸附后的膜在40°C的硼酸水溶液中再拉伸至其前述伸长的2.5倍，从而制备偏振器。然后，将表2中所示的保护膜用粘附剂粘附于偏振器的两面，从而制备偏振板。
测量偏振板的卷曲现象和卷曲的方向。对于放置在底部的具有100mm×100mm尺寸的100至300μm厚的偏振板，通过从底部测量该偏振板的每个角的高度中的最大高度而评价卷曲。
表2
Figure BDA00002680326000061
如表2所示，在MD和TD上具有热膨胀系数比为0.5至2的偏振板呈现出低的卷曲程度。相反地，在MD和TD上的热膨胀系数比不在0.5至2范围内的对比例1和2的偏振板呈现出高的卷曲程度。
尽管本文公开了一些实施方式，但是应该理解这些实施方式仅是通过说明的方式提供的，并且可以进行各种修改、变更和替换而不背离本发明的精神和范围。因此，本发明的范围应该仅由所附的权利要求及其等效方案所限定。

Claims (9)

1.一种偏振板，所述偏振板包含：偏振器；粘附于所述偏振器一面的第一保护膜；和粘附于所述偏振器另一面的第二保护膜，
其中所述第一保护膜和所述第二保护膜的热膨胀系数t1和t2之间的比例t2/t1或t1/t2在0.5至2的范围内，其中t1为所述第一保护膜在25°C至120°C的温度下在横向上测量的热膨胀系数而t2为所述第二保护膜在25°C至120°C的温度下在横向上测量的热膨胀系数，且
其中所述第一保护膜和所述第二保护膜的热膨胀系数m1和m2之间的比例m2/m1或m1/m2在0.5至2的范围内，其中m1为所述第一保护膜在25°C至120°C的温度下在轴向上测量的热膨胀系数而m2为所述第二保护膜在25°C至120°C的温度下在轴向上测量的热膨胀系数。
2.根据权利要求1所述的偏振板，其中所述第一保护膜和所述第二保护膜在25°C至120°C的温度下在横向上测量的热膨胀系数在0.01ppm/°C至0.04ppm/°C的范围内。
3.根据权利要求1所述的偏振板，其中所述第一保护膜和所述第二保护膜在25°C至120°C的温度下在轴向上测量的热膨胀系数在0.02ppm/°C至0.04ppm/°C的范围内。
4.根据权利要求1所述的偏振板，其中T和M之间的比例T/M在0.5以上至小于1.0的范围内，或在大于1.0至1.5以下的范围内，其中T为在25°C至120°C的温度下在横向上测量的所述第一保护膜和所述第二保护膜的热膨胀系数之比中大于1的值，而M为在25°C至120°C的温度下在轴向上测量的所述第一保护膜和所述第二保护膜的热膨胀系数之比中大于1的值。
5.根据权利要求1所述的偏振板，其中所述第一保护膜和所述第二保护膜由选自由纤维素、聚酯、环烯烃聚合物、聚碳酸酯、聚醚砜、聚砜、聚酰胺、聚酰亚胺、聚烯烃、多芳基化合物、聚乙烯醇、聚氯乙烯和聚偏二氯乙烯膜组成的组中的至少一种材料形成。
6.根据权利要求1所述的偏振板，其中所述第一保护膜由三乙酰纤维素膜组成，而所述第二保护膜由聚对苯二甲酸乙二醇酯膜或环烯烃聚合物膜组成。
7.根据权利要求1所述的偏振板，其中所述第一保护膜和所述第二保护膜由聚对苯二甲酸乙二醇酯膜组成。
8.根据权利要求1所述的偏振板，其中所述第一保护膜和所述第二保护膜具有10μm至100μm的厚度。
9.一种包含根据权利要求1至8中任一项所述的偏振板的光学显示装置。
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