CN103869399A - 偏振板和包含它的光学显示器 - Google Patents

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Abstract

公开了偏振板。所述偏振板包括λ/2延迟膜、λ/4延迟膜和堆叠在所述λ/2延迟膜与所述λ/4延迟膜之间的粘合剂层，其中，所述λ/2延迟膜与所述λ/4延迟膜分别具有折射率n1和n2，并且所述粘合剂层具有在n1<n<n2或n2<n<n1范围内的折射率n。还公开了包含该偏振板的光学显示器。

Description

偏振板和包含它的光学显示器
技术领域
本发明涉及偏振板和包含它的光学显示器。
背景技术
有机发光二极管（OLED）显示器是指通过荧光有机化合物的电激活而发光的自发光显示器。这样的显示器具有例如在低压运行、薄的厚度等优点。此外，所述OLED显示器解决了典型的液晶显示器在宽视角、快的响应时间等方面的问题，因而近年来受到关注。
通常，OLED显示器包括玻璃基板、形成在所述玻璃基板上的有机电致发光部分、包围并保护所述有机电致发光部分的包封盖和被提供至所述包封盖的水吸收剂。
与液晶显示器不同，由于OLED显示器的自发光特性，它不需要用于屏幕的实现的偏振板。然而，为了补偿由于被OLED的驱动面板的Al板反射的外部光而产生的亮度的劣化，OLED显示器通常包括偏振板。通常，所述偏振板布置在所述玻璃基板的上面。
典型地，本领域中已经使用包括λ/4延迟膜的偏振板。然而，仅使用单个λ/4延迟膜的能够实现圆偏振的偏振板具有低的侧面反射可见性和不足以防止外部光的反射的问题。
发明内容
根据本发明的一个方面，偏振板可包括：λ/2延迟膜、形成在所述λ/2延迟膜的下表面上的粘合剂层和形成在所述粘合剂层的下表面上的λ/4延迟膜，其中，所述λ/2延迟膜具有折射率n1，所述λ/4延迟膜具有折射率n2，并且所述粘合剂层具有在n1<n<n2或n2<n<n1范围内的折射率n。
根据本发明的另一个方面，偏振板可包括：λ/2延迟膜和形成在所述λ/2延迟膜的下表面上的λ/4延迟膜，其中，所述λ/2延迟膜和所述λ/4延迟膜具有对不同符号的双折射。
根据本发明的又一个方面，光学显示器可包括所述偏振板。
附图说明
从结合附图给出的下面实施方式的详细说明中，本发明的上述和其他方面、特征和优点将变得明显，其中：
图1为根据本发明的一个实施方式的偏振板的截面图；
图2为延迟膜的示意图；并且
图3为根据本发明的一个实施方式的有机发光二极管（OLED）显示器的示意图。
具体实施方式
将参照附图详细地说明本发明的实施方式。应理解，本发明可以不同的方式实现，而不限于下面的实施方式。附图中，为了清楚，将省略与所述说明无关的部分。整个说明书中，相同的附图标记将表示相同的元件。如文中使用，参照附图定义术语例如“上面”和“下面”。因此，应理解术语“上面”可和术语“下面”交换地使用。
下文，将参照图1详细地说明根据一个实施方式的偏振板。图1为根据本发明的一个实施方式的偏振板的截面图。
参照图1，根据本发明的一个实施方式的偏振板100可包括：偏振器10；形成在所述偏振器10的上表面上的保护膜20；形成在所述偏振器10的下表面上的λ/2延迟膜30；形成在所述λ/2延迟膜30的下表面上的粘合剂层40；和形成在所述粘合剂层40的下表面上的λ/4延迟膜50，其中，当λ/2延迟膜30具有折射率n1，且λ/4延迟膜50具有折射率n2时，粘合剂层40具有在n1和n2之间的折射率n。因此，偏振板100可在防止由于λ/2延迟膜和λ/4延迟膜的堆叠引起的正面可见性和侧面亮度的劣化的同时，防止由不同类型的延迟膜引起的折射率的差异而产生的光学性质的劣化。
具体地，当所述λ/2延迟膜和λ/4延迟膜各自具有折射率n1和n2时，所述粘合剂层可具有在n1<n<n2或n2<n<n1范围内的折射率n。
所述偏振器10由聚乙烯醇树脂形成，并为本领域中通常使用的任一种。具体地，所述偏振器可为线性偏振器，所述线性偏振器通过吸附并定向二色性材料到聚乙烯醇树脂上，从而吸收具有特定方向的振荡面的线偏振光，并传输具有与特定方向正交的方向的振荡面的线偏振光。所述二色性材料为碘或二色性有机染料。
典型地，可通过单轴地拉伸聚乙烯醇树脂膜，然后用二色性材料染色所述聚乙烯醇树脂膜，并用硼酸处理而获得偏振器。
偏振器10可具有约20μm至约30μm的厚度。在这个范围内，偏振器10可用于光学显示器。
偏振器10可通过结合层（图1中未显示）堆叠在保护膜20和λ/2延迟膜30之间。所述结合层可由用于偏振板的结合剂，具体地为水基结合剂或压敏结合剂形成。所述结合层可具有约10nm至约20nm的厚度。
所述保护膜20为布置在所述偏振器的一个表面上的透明保护层，并保护所述偏振器。
保护膜20可具有约20μm至约1,000μm，优选约40μm至约80μm的厚度。在这个范围内，当在所述偏振器上堆叠时，保护膜20可应用于偏振板上。
保护膜20可无限制地为通常用作偏振器的保护层中的任一种。保护膜20可为纤维素膜、聚酯膜、环状聚烯烃膜、聚碳酸酯膜、聚醚砜膜、聚砜膜、聚酰胺膜、聚酰亚胺膜、聚烯烃膜、聚丙烯酸酯膜、聚乙烯醇膜、聚氯乙烯膜和聚偏二氯乙烯膜中的任一种。
虽然图1中未显示，偏振板可包括在所述保护膜20的上面上的功能层。所述功能层可为硬涂层等。在一个实施方式中，所述功能层可具有约10μm至约50μm的厚度。
可通过调节光学性能而调节延迟膜的相位差或改善视角。根据一个实施方式，所述偏振板可同时包括λ/2延迟膜和λ/4延迟膜。因此，所述偏振板可解决低的侧面反射可见性和不足以防止反射的问题，而这些问题出现在仅使用单个λ/4延迟膜实现圆偏振的偏振板中。
所述λ/2延迟膜和λ/4延迟膜通过分别把λ/2和λ/4相位差赋予平行于延迟膜的光轴并彼此正交的偏振光的两个部分，而用于将线偏振光转变成圆偏振光，或将圆偏振光转变成线偏振光。所述延迟膜将从有机发光二极管显示器发出的内部光由圆偏振光转变成线偏振光，或将来自外面的外部光从线偏振光转变成圆偏振光。
所述λ/2延迟膜和λ/4延迟膜可具有对不同符号的双折射。因此，偏振板通过取消平面外延迟（Rth）而可呈现侧面视角的改善的补偿。
例如，所述λ/2延迟膜可具有正的双折射，并且λ/4延迟膜可具有负的双折射，或λ/2延迟膜可具有负的双折射，并且λ/4延迟膜可具有正的双折射。
如文中使用，术语“正的双折射”意思是当光入射到单轴定向的膜时，在定向方向上的光的折射率大于与该定向方向正交的方向上的光的折射率，并且术语“负的双折射”意思是当光入射到单轴定向的膜时，在定向方向上的光的折射率小于与该定向方向正交的方向上的光的折射率。
所述λ/2延迟膜和λ/4延迟膜在550nm的波长处可具有约0nm至约300nm的相位差（Ro）。在这个范围内，所述偏振板可防止侧面反射可见性的劣化。
对于所述λ/2延迟膜和所述λ/4延迟膜，在550nm的波长处，平面内延迟（Re）、平面外延迟（Rth）和双轴性（Nz）分别由等式1至3表示：
<等式1>
Re=(nx-ny)×d
<等式2>
Rth=((nx+ny)/2-nz)×d
<等式3>
Nz=(nx-nz)/(nx-ny)
其中，nx、ny和nz分别为在所述延迟膜的x轴、y轴和z轴方向上的折射率，并且d为所述位延迟膜的厚度（单位：nm）。
图2为延迟膜的示意图。参照图2，延迟膜300可具有对应于它的长度方向（MD方向）的x轴方向、对应于它的宽度方向（TD方向）的y轴方向和对应于它的厚度方向的z轴方向，并且x轴、y轴和z轴是彼此正交的。
为了在550nm的波长处形成圆偏振光，所述λ/2延迟膜和λ/4延迟膜具有彼此不同的相位差（Ro）。
在一个实施方式中，λ/2延迟膜在550nm的波长处可具有约250nm至约280nm的平面内延迟（Re）、约220nm至约240nm的平面外延迟（Rth）和约1.52至约1.54双轴性（Nz）。在另一个实施方式中，λ/4延迟膜在550nm的波长处可具有约130nm至约150nm的平面内延迟（Re）、约-100nm至约-130nm的面外延迟（Rth）和约1.48至约1.50的双轴性（Nz）。
所述λ/2延迟膜和λ/4延迟膜可无限制地为通常使用在偏振板中的任何膜，并具有相延迟功能。例如，所述λ/2延迟膜和λ/4延迟膜可由包括环烯烃聚合物（COP）膜的烯烃膜、丙烯酸膜、纤维素膜或它们的混合物制备。优选地，所述λ/2延迟膜为烯烃膜，并且λ/4延迟膜为丙烯酸膜。
所述延迟膜中的每一个可具有约10μm至约100μm的厚度。在这个范围内，所述延迟膜在用在所述偏振板中时可提供光学补偿和圆偏振。优选地，所述延迟膜中的每一个可具有约10μm至约60μm的厚度。
在一个实施方式中，λ/2延迟膜可具有约40μm至约50的厚度，并且λ/4延迟膜可具有约45μm至约55μm的厚度。
由于低的侧面反射可见性，仅使用单个λ/4延迟膜实现圆偏振的偏振板具有不足以地防止反射的缺点。为了解决这样的问题，所述λ/2延迟膜和λ/4延迟膜可以两者之间具有特定的角度结合。在一个实施方式中，所述λ/2延迟膜和λ/4延迟膜可以θλ/4=2×θλ/2+45°的关系布置。这里，θλ/4为λ/4延迟膜的光轴相对于参照的角度，并且θλ/2为λ/2延迟膜的光轴相对于参照的角度，所述参照可为偏振器的吸收轴或透射轴。
所述λ/2延迟膜和λ/4延迟膜可通过粘合剂层彼此结合。当所述偏振板同时包含具有不同折射率的λ/2延迟膜和λ/4延迟膜时，偏振板的光学性能可劣化。因此，为了解决这样的问题，将λ/2延迟膜和λ/4延迟膜彼此结合的粘合剂层具有调节的折射率。
当所述λ/2延迟膜和λ/4延迟膜分别具有折射率n1和n2时，所述粘合剂层可具有在n1<n<n2或n2<n<n1范围内的折射率n。具体地，n1和n2可根据延迟膜的材料而变化，并且n1可从约1.50至约1.55，例如约1.50、1.51、1.52、1.53、1.54或1.55，并且n2可从约1.45至约1.55，例如约1.45、1.46、1.47、1.48、1.49、1.50、1.51、1.52、1.53、1.54或1.55。
在一个实施方式中，当n1为1.53，并且n2为1.45时，n可在1.45<n<1.53的范围内。优选地，n为约1.46至约1.52，更优选为约1.47至约1.52，例如约1.46、1.47、1.48、1.49、1.50、1.51或1.52。
可使用本领域中已知的典型的粘合剂形成所述粘合剂层，例如包含(甲基)丙烯酸共聚物作为粘合剂树脂的粘合剂和例如压敏粘合剂（PSA）的固化剂。可通过典型的方法调节所述粘合剂层的折射率。例如，可通过调节包含在所述(甲基)丙烯酸共聚物中的(甲基)丙烯酸单体的成分和比例，包含在所述粘合剂中的固化剂的含量等，而改变所述粘合剂层的折射率。例如，所述(甲基)丙烯酸共聚物可由包括本领域中已知的具有烷基的(甲基)丙烯酸单体、具有羟基的(甲基)丙烯酸单体、具有脂环基的(甲基)丙烯酸单体、具有杂脂环基的(甲基)丙烯酸单体和具有羧酸基的(甲基)丙烯酸单体及具有芳族基的(甲基)丙烯酸单体中的至少一种的单体混合物的聚合得到。例如，所述单体混合物可包括约60至99wt%的具有烷基的(甲基)丙烯酸单体、约0至5wt%的具有羟基的(甲基)丙烯酸单体、约0至5wt%的具有脂环基的(甲基)丙烯酸单体、约0至5wt%的具有杂脂环基的(甲基)丙烯酸单体、约0至5wt%的具有羧酸基的(甲基)丙烯酸单体和约1至30wt%的具有芳族基的(甲基)丙烯酸单体。所述固化剂可为异氰酸酯固化剂，并且基于100重量份的(甲基)丙烯酸共聚物，可使用约0.1至5重量份的所述固化剂。
所述粘合剂可具有约-50℃至约-40℃，例如约-50℃、-49℃、-48℃、-47℃、-46℃、-45℃、-44℃、-43℃、-42℃、-41℃或-40℃的玻璃化转变温度（Tg）。在这个范围内，所述粘合剂可应用于所述粘合剂层。所述粘合剂层可具有约10μm至约20μm的厚度，但不限于此。在这个范围内，所述偏振板可应用于光学显示器。
偏振板100可具有约120μm至约170μm的厚度。所述偏振板可应用与液晶显示
虽然图1中未显示，偏振板100可通过第二粘合剂层堆叠在OLED面板等的上面。所述第二粘合剂层由粘合剂形成，这里，所述粘合剂可选自能够呈现光学膜的粘合剂所需要的透明性、耐久性、可再加工性等的任何粘合剂，但不限于此。例如，所述粘合剂可包含(甲基)丙烯酸共聚物为作为粘合剂树脂的粘合剂。这里，“第二粘合剂层”与所述第一粘合剂层的区别在于形成在所述λ/2延迟膜和λ/4延迟膜之间的粘合剂层被称为第一粘合剂层。
取决于所述粘合剂层的折射率，所述第二粘合剂层可具有在例如约1.48至约1.55的范围内变化的，例如约1.48、1.49、1.50、1.51、1.52、1.53、1.54或1.55的折射率。
所述第二粘合剂层可具有约10μm至约20的厚度，但不限于此。在这个范围内，所述偏振板可应用于光学显示器。
根据一个实施方式，光学显示器可包括所述偏振板。所述光学显示器可包括有机发光二极管（OLED）显示器，但不限于此。
图3为根据本发明的一个实施方式的有机发光二极管（OLED）显示器的示意图。参照图3，根据本发明的一个实施方式的有机发光二极管（OLED）显示器200可包括：基板15、形成在基板15上的用于OLED的装置25、形成在装置25上的透明导体35、形成在透明导体35上的偏振板45和形成在偏振板45上的视窗55，其中，偏振板45可为根据本发明的一个实施方式的偏振板。
下文，参照一些实施例更详细地说明本发明。然后，应注意仅为说明的目的提供这些实施例，而不应以任何方式解释为限制本发明的。
（1）偏振器：聚乙烯醇膜（PS60，日本Kuraray有限公司，厚度：60μm）。
（2）保护膜：HC TAC（日本KONICA有限公司，厚度：47μm）。
（3）λ/2延迟膜：环烯烃聚合物（COP）膜（日本ZEON有限公司，在550nm的波长处，Re：250nm至280nm，Rth：220nm至240nm，Nz：1.52至1.54，厚度：40μm至50μm，折射率：1.53，正的双折射）。
（4）λ/4延迟膜：丙烯酸（PMMA）膜（日本OKURA有限公司，在550nm的波长处，Re：130nm至150nm，Rth：-100nm至-130nm，Nz：1.48至1.50，厚度：45μm至55μm，折射率：1.45，负的双折射）。
（5）粘合剂层：(甲基)丙烯酸粘合剂。
实施例1和2
通过染色用于偏振器的材料，然后拉伸等制备偏振器。具体地，在50℃拉伸聚乙烯醇膜至它最初长度的2倍的长度之后，使碘吸附到拉伸后的聚乙烯醇膜上，然后在40℃于硼酸溶液中拉伸膜至所述拉伸后的膜的长度的2.5倍的长度，从而制备偏振器（厚度：22μm）。
通过结合剂（Z-320，Daiichi Kigenso Kagaku Kogyo有限公司）分别在所述偏振器的上面和下面堆叠保护膜和λ/2延迟膜。使用具有如表1中列出的折射率的每种粘合剂，将λ/4延迟膜堆叠在λ/2延迟膜的下面，从而制备偏振板。所述粘合剂层具有15μm的厚度。
对比例1和2
除了如表1改变粘合剂层的折射率以外，以与实施例1相同的方式制备偏振板。
对比例3
除了使用λ/2延迟膜代替λ/4延迟膜以外，以与实施例1相同的方式制备偏振板。
使用实施例和对比例中制备的偏振板组装有机发光二极管，并评价如下性能。表1中显示了结果。
（1）透射率（Ts）和偏振度（P.E）：使用V-7100（日本JASCO有限公司）测量制备的每一个偏振板的透射率（Ts）和偏振度（P.E）。
（2）反射亮度和色差（Δa*b*）：使用EZ-对比3D测试仪（法国Eldim有限公司）以65°的外侧角（lateral angle）测量反射亮度和色差（Color shift）的变化。
<表1>
粘合剂层的折射率 透射率(%) 偏振度(%) 反射亮度(%) 色差
实施例1 1.49 45.8 99.991 17.8 9.4
实施例2 1.51 45.8 99.990 17.9 9.4
对比例1 1.58 45.0 99.980 17.9 9.5
对比例2 1.30 45.0 99.970 17.9 9.5
对比例3 1.49 44.9 99.979 18.7 10.3
如表1显示，根据本发明的偏振板呈现良好的正面可见性、侧面亮度以及良好的光学性能例如透射率和偏振度。因此，根据本发明的偏振板可防止外部光的反射，并防止正面可见性、侧面亮度和光学性能的劣化。
相反，其中的粘合剂层具有在λ/2延迟膜和λ/4延迟膜的折射率之间的范围之外的对比例1至2的偏振板呈现差的透射率和偏振度。此外，虽然其中堆叠了具有相同折射率的两个λ/2延迟膜的对比例3的偏振板呈现良好的正面可见性和侧面亮度，但是对比例3的偏振板呈现差的透射率和偏振度。
应理解本领域技术人员在不背离本发明精神和范围下可做出各种修改、变化、更改和等价实施方式。

Claims (17)

1.一种偏振板，包括：
偏振器；
保护膜，所述保护膜形成在所述偏振器的上表面上；
λ/2延迟膜，所述λ/2延迟膜形成在所述偏振器的下表面上；
粘合剂层，所述粘合剂层形成在所述λ/2延迟膜的下表面上；和
λ/4延迟膜，所述λ/4延迟膜形成在所述粘合剂层的下表面上，
其中，所述λ/2延迟膜具有折射率n1，所述λ/4延迟膜具有折射率n2，并且所述粘合剂层具有折射率n，所述折射率n在n1<n<n2或n2<n<n1范围内。
2.一种偏振板，包括：
偏振器；
保护膜，所述保护膜形成在所述偏振器的上表面上；
λ/2延迟膜，所述λ/2延迟膜形成在所述偏振器的下表面上；和
λ/4延迟膜，所述λ/4延迟膜形成在所述λ/2延迟膜的下表面上；
其中，所述λ/2延迟膜和λ/4延迟膜具有不同符号的双折射。
3.根据权利要求2所述的偏振板，进一步包括：在所述λ/2延迟膜和所述λ/4延迟膜之间的粘合剂层。
4.根据权利要求3所述的偏振板，其中，所述λ/2延迟膜具有折射率n1，所述λ/4延迟膜具有折射率n2，且所述粘合剂层具有折射率n，所述折射率n在n1<n<n2或n2<n<n1范围内。
5.根据权利要求1所述的偏振板，其中，所述λ/2延迟膜和所述λ/4延迟膜具有不同符号的双折射。
6.根据权利要求1所述的偏振板，其中，所述λ/2延迟膜具有正的双折射，并且所述λ/4延迟膜具有负的双折射。
7.根据权利要求1或4所述的偏振板，其中，n1为大于或等于1.5且小于或等于1.55，并且n2为大于或等于1.45且小于或等于1.55。
8.根据权利要求1或4所述的偏振板，其中，n在1.46至1.52的范围内。
9.根据权利要求1或2所述的偏振板，其中，所述λ/2延迟膜和所述λ/4延迟膜中的每一个在550nm的波长处具有0nm至300nm的相位差Ro。
10.根据权利要求1或2所述的偏振板，其中，所述λ/2延迟膜在550nm的波长处具有由等式1表示的220nm至240nm的平面外延迟Rth，并且所述λ/4延迟膜在550nm的波长处具有由等式1表示的-100nm至-130nm的平面外延迟Rth:
[等式1]
Rth=((nx+ny)/2-nz)×d
其中，nx、ny和nz分别为在所述延迟膜的x轴、y轴和z轴方向上的折射率，并且d为所述位延迟膜的厚度，单位：nm。
11.根据权利要求1或2所述的偏振板，其中，所述λ/2延迟膜和所述λ/4延迟膜为环烯烃聚合物膜、丙烯酸膜和纤维素膜中的至少一种。
12.根据权利要求1或2所述的偏振板，其中，所述λ/2延迟膜和所述λ/4延迟膜以θλ/4=2×θλ/2+45°的关系布置，其中，θλ/4为所述λ/4延迟膜的光轴相对于参照的角度，并且θλ/2为所述λ/2延迟膜的光轴相对于参照的角度，并且所述参照为所述偏振器的吸收轴或透射轴。
13.如权利要求1或2所述的偏振板，其中，所述λ/2延迟膜和所述λ/4延迟膜中的每一个具有10μm至100μm的厚度。
14.如权利要求1或3所述的偏振板，其中，所述粘合剂层包括(甲基)丙烯酸共聚物树脂和固化剂。
15.如权利要求1或2所述的偏振板，进一步包括：在所述保护膜的上表面上的硬涂层。
16.如权利要求1或2所述的偏振板，进一步包括：在所述λ/4延迟膜的下表面上的具有1.48至1.55的折射率的粘合剂层。
17.一种光学显示器，包括如权利要求1至16中任一项所述的偏振板。
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