CN110537121B - 对比度改善光学膜、包含其的偏光板及液晶显示器件 - Google Patents

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Abstract

提供了一种对比度改善光学膜、包含其的偏光板及包含其的液晶显示器件，其中对比度改善光学膜包含对比度改善层。对比度改善层包括第一树脂层和面对第一树脂层的第二树脂层，其中第二树脂层包括具有光学图案以及在光学图案之间的平坦部分的图案部分。光学图案相对于平坦部分具有至少一个倾斜表面，并且平坦部分或倾斜表面具有形成在其上的光吸收层。对比度改善光学膜具有0.5％或更小的最低反射率。

Description

对比度改善光学膜、包含其的偏光板及液晶显示器件
技术领域
本发明涉及一种对比度改善光学膜(contrast ratio improving optical film，对比度改善的光学膜，对比度提高光学膜，对比度提高的光学膜)、包含其的偏光板(polarizing plate，偏振板)及包含其的液晶显示器件，更具体地，涉及一种用于液晶显示器(LCD)的对比度改善光学膜、包含其的偏光板及包含其的液晶显示器件。
背景技术
液晶显示器经由发射源自背光单元的光通过液晶面板来操作。由于从背光单元发射的光垂直入射在液晶显示器的屏幕上，因此液晶显示器在屏幕的侧面(lateral side)处的对比度(CR)低于在其正面(front side)的对比度。因此，正在研究能够增加侧向(lateral，横向)对比度的对比度改善光学膜。
通常，对比度改善光学膜通过最佳图案改善对比度。例如，可以通过其中交替形成平坦部分(flat part，平坦部)和光学图案的最佳膜来改善对比度。光学图案具有倾斜表面，以通过在倾斜表面上折射和漫射入射光来改善对比度，并且平坦部分可以通过发射到达平坦部分的光来漫射光并保持其亮度。然而，到达平坦部分的光的一部分在紧邻平坦部分的倾斜表面上被全反射，因此可以降低正向对比度。因此，需要一种对比度改善光学膜，其能够在增加侧向对比度的同时使正向(front，正面)对比度的降低最小化。
同时，液晶显示器可以不连续处于驱动状态，而是可以处于非驱动状态。当液晶显示器处于非驱动状态时，诸如太阳光或照明的外部光被发射到液晶显示器的屏幕。在这种情况下，屏幕上可能出现色斑或不均匀，或者可能会分裂反射光。结果，液晶显示器的黑色可视性可能降低，并且其外观将劣化。
因此，需要一种能够在驱动状态下增强侧向对比度和正向对比度两者并且能够消除非驱动状态下的黑色可视性的降低和外观劣化的偏光板。
在日本特许专利号2006-251659中公开了本发明的背景。
发明内容
技术问题
本发明的目的是提供一种对比度改善光学膜，即使在发射诸如太阳光或照明的外部光而不驱动液晶显示器件时，其也能够通过改善黑色可视性来增强外观并且防止彩虹不均匀(rainbow mura)或色斑被识别。
本发明的另一个目的是提供一种对比度改善光学膜，其能够增加侧向对比度并使正向对比度的降低最小化。
本发明的又一个目的是提供一种包括本发明的对比度改善光学膜的偏光板。
技术方案
本发明的对比度改善光学膜可包括对比度改善层(contrast ratio improvinglayer，对比度改善的层，对比度提高层，对比度提高的层)，其中对比度改善层可包括第一树脂层和面对第一树脂层的第二树脂层，第二树脂层可包括具有光学图案和在光学图案之间的平坦部分的图案部分，光学图案可具有相对于平坦部分的至少一个倾斜表面，并且平坦部分或倾斜表面可以具有形成在其上的光吸收层，并且对比度改善光学膜可具有0.5％或更小的最小反射率。
本发明的偏光板可具有依次堆叠的偏光膜和对比度改善光学膜，对比度改善光学膜可具有本发明的对比度改善光学膜，并且本发明的偏光板可具有在下面的等式2中的1.05或更大的对比度增益(gain)：
<等式2>
对比度增益＝侧向相对对比度×正向相对对比度
(在等式2中，正向相对对比度和侧向相对对比度与本发明的详细描述中描述的相同)。
本发明的液晶显示器件可包括本发明的偏光板。
有益效果
根据本发明，可以提供一种对比度改善光学膜，即使在发射诸如太阳光或照明的外部光而不驱动液晶显示器件时，其也能够通过改善黑色可视性来增强外观并且防止彩虹不均匀或色斑被识别。
根据本发明，可以提供一种对比度改善光学膜，其能够增加侧向对比度并使正向对比度的降低最小化。
根据本发明，可以提供一种包括本发明的对比度改善光学膜的偏光板。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施方式的对比度改善膜的截面图。
图2是根据本发明的另一个实施方式的对比度改善膜的截面图。
图3是根据本发明的又一个实施方式的对比度改善膜的截面图。
图4是根据本发明的又另一个实施方式的对比度改善膜的截面图。
图5是根据本发明的一个实施方式的偏光板的截面图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述本发明的示例性实施方式，使得本领域技术人员可以容易地实施它们。本发明可以许多不同的形式实施，并且不应被解释为限于本文描述的实施方式。而且，为了清楚起见，将省略与本发明的描述无关的部分。此外，在整个说明书中，相同或相似的元件由相同的参考标记表示。
在本文，参考附图定义诸如“上部”和“下部”的空间相对术语。因此，根据观察点，术语“上部”和“下部”可以互换使用。另外，当元件被称为在另一元件“之上”时，前者可以直接形成在后者之上或者存在任何中间元件。相反，当元件被称为“直接在...之上”、“直接地上方”、“直接形成在...之上”或“直接邻接…形成”元件时，不存在中间元件。
在本文，“水平方向”和“垂直方向”分别是指液晶显示器的矩形屏幕的纵向和横向。在本文，“正面”和“侧面”是指(0°,0°)和(0°,60°)，其是球坐标系中相对于水平方向的坐标(
Figure BDA0002239451960000031
θ)。在这种情况下，最左边的点是(180°,90°)，且最右边的点是(0°,90°)。
在本文，“最上部”是指雕刻的光学图案的最高部分。
在本文，“纵横比(aspect ratio，高宽比)”是指光学图案的最大高度与最大宽度(最大高度/最大宽度)的比。
在本文，“周期性间隔(periodic interval)”是指相邻光学图案之间的距离，例如，一个平坦部分的宽度与一个光学图案的最大宽度之和。
在本文，“面内延迟(in-plane retardation)(Re)”是波长550nm处的值，并且由以下等式A表示：
<等式A>
Re＝(nx-ny)×d
(在等式A中，nx和ny分别是相应保护层或基础层的滞后轴方向和主导轴方向的波长550nm处的折射率，且d是相应保护层或基础层的厚度(以nm为单位))。
在本文，对比度改善光学膜的“最小反射率”是指相对于通过在对比度改善光学膜的第一树脂层的一个表面上层压黑色丙烯酸片材(Nitto Jushi Kogyo,CLAREX)制造的样品，通过测量仪器在反射模式下在320nm 至800nm的波长下测量的反射率的最低值。最小反射率是在对比度改善光学膜的第二树脂层或保护层中测量的值。
在本文，术语最佳图案的弯曲表面的“曲率半径”是指具有弯曲表面作为其一部分的虚圆的半径。
本文中，术语“(甲基)丙烯酰基”是指丙烯酰基和/或甲基丙烯酰基。
下面将参考图1描述根据本发明实施方式的对比度改善光学膜。图1 是根据本发明的一个实施方式的对比度改善光学膜的截面图。
参考图1，对比度改善光学膜(10)可包括对比度改善层(100A)和保护层(200)。
对比度改善光学膜(10)可包括对比度改善层(100A)，其中光吸收层形成在平坦部分或倾斜表面上。因此，对比度改善光学膜(10)可以通过相对于其中未形成对比度改善层的光学膜(仅保护层)增加侧向相对对比度并且还通过保持正向相对对比度或最小化正向相对对比度的降低来增加正向对比度和侧向对比度两者，从而增加以下等式2的对比度增益值。
对比度改善光学膜(10)可具有0.5％或更小的最小反射率。通过在平坦部分或倾斜表面上形成光吸收层可以进一步降低最小反射率。例如，对比度改善光学膜(10)的最小反射率可以是0.3％或更小，小于0.3％，或者在0％到0.3％的范围内。在上述范围内，即使当发射诸如太阳光或照明的外部光时，也可以通过改善黑色可视性并防止识别彩虹不均匀或色斑来增强外观。当在平坦部分上形成光吸收层时，可以显著进一步降低对比度改善光学膜的最小反射率。随着最小反射率降低，可以增加上述外观改善和黑色可视性增强。
对比度改善层
对比度改善层(100A)包括第一树脂层(110A)、面对第一树脂层 (110A)的第二树脂层(120A)、以及形成在第一树脂层(110A)和第二树脂层(120A)之间的光吸收层(130)。
第二树脂层(120A)包括光学图案(121)和在相邻光学图案(121) 之间的平坦部分(122)。光学图案(121)包括相对于平坦部分(122)的一个或多个倾斜表面(123)。光吸收层(130)设置在平坦部分(123)的至少一部分上，并且在倾斜表面(123)上没有设置光吸收层。因此，对比度改善层通过吸收从第一树脂层入射的光的平坦部分的光吸收层防止倾斜表面上的全反射。因此，与不具有光吸收层的对比度改善层相比，可以使正向对比度的降低最小化并且增加侧向对比度。在平坦部分和倾斜表面二者上没有形成光吸收层的对比度改善光学膜由于低的正向对比度而不能获得本发明的有益效果。具有在倾斜表面和平坦部分二者上形成的这种光吸收层的对比度改善光学膜具有低的侧向对比度，因此难以用作具有改善的对比度的光学膜。“倾斜表面”是指相对于平坦部分在底角(base angle)(θ)的范围内倾斜的表面，其将在下面描述，并且直接连接到平坦部分。
第二树脂层
第二树脂层(120A)形成在第一树脂层(110A)上并且形成在第一树脂层(110A)的光出射表面(light exit surface，出光表面)上。第二树脂层(120A)的至少一部分直接形成在第一树脂层(110A)上。第二树脂层(120A)可以通过漫射从第一树脂层(110A)的光出射表面入射的光来增加光漫射。
第二树脂层(120A)包括具有一个或多个光学图案(121)和形成在相邻光学图案(121)之间的平坦部分(122)的图案部分。相应光学图案 (121)包括相对于平坦部分(122)的一个或多个倾斜表面(123)。图1 示出了光学图案(121)是雕刻图案。
图案部分可以满足以下等式1，并且光学图案(121)可以具有范围从 75°至90°的底角(θ)。底角(θ)表示光学图案(121)的倾斜表面(123) 与光学图案(121)的最大宽度(W)的线之间的角度在75°至90°的范围内。在上述范围内，可以增加正面的相对亮度，提高正向对比度和侧向对比度二者，减小正向对比度和侧向对比度之间的差异，并且还增加在相同的侧向视角和相同的正向视角下的对比度。详细地，底角(θ)可以在80°至90°的范围内，并且P/W可以在1.2至8的范围内：
<等式1>
1<P/W≤10
(在等式1中，P是图案部分的周期性间隔(以μm为单位)，且
W是光学图案的最大宽度(以μm为单位))。
图1示出了光学图案的两个底角彼此相等。然而，当底角在75°至90°的范围内时，具有不同底角的图案可以落入本发明的范围内。
光学图案(121)可以是光学图案，其具有形成在最上部的第一表面 (124)和连接到第一表面(124)的一个或多个倾斜表面(123)。图1示出了梯形光学图案，其中两个相邻的倾斜表面(123)通过第一表面(124) 彼此连接，但是本发明不限于此。
第一表面(124)形成在最上部，使得到达第二树脂层(120A)的光可以进一步被第一表面(124)漫射，因此光学显示器件可以改善视角和亮度。因此，偏光板可以增加光漫射并因此使亮度损失最小化。
第一表面(124)可以是平坦表面，以促进制造对比度改善光学膜的过程。然而，第一表面(124)可以具有凹凸部分或者可以是弯曲的。当第一表面形成为弯曲时，可以形成透镜状透镜图案。
第一表面(124)可与平坦部分(122)、第一树脂层(110A)的最下表面和第二树脂层(120A)的最上表面中的一个或多个平行地形成。图1 示出了光学图案(121)的第一表面(124)、平坦部分(122)、第一树脂层(110A)的最下表面和第二树脂层(120A)的最上表面彼此平行。
第一表面(124)可以具有范围为0.5μm至30μm并且具体地2μm 至20μm的宽度(A)。图1示出了雕刻图案，其具有形成在最上部的一个平坦表面、形成为平坦的倾斜表面、以及形成为梯形形状的部分(例如，其中三角形棱柱的上部被切断的切割棱柱形状)。然而，具有形成在最上部的第一表面和形成为弯曲的倾斜表面(例如，其中透镜状透镜图案的上部被切断的切割透镜状透镜，或者其中微透镜图案的上部被切断的切割微透镜)的雕刻图案可以落入本发明的范围内。可替代地，光学图案的截面可以是具有N个角度的多边形(在本文，N是范围从3到20的整数)，例如矩形或正方形。
光学图案(121)可以具有范围从0.3至3.0、具体地为0.4至2.8或 0.4至2.7、且更具体地为0.4至2.5的纵横比(H/W)。在上述范围内，光学显示器件可以改善对比度和在侧面的视角。
光学图案(121)可以具有40μm或更小的最大高度(H)，具体地为 30μm或更小，并且更具体地为3μm至20μm或3μm至15μm。在上述范围内，可以提高对比度、视角和亮度，并且还可以防止摩尔纹(moiré) 等。图1示出了图案部分的光学图案具有相同的最大高度。然而，光学图案可以具有不同的高度，或者相邻光学图案中的至少一个可以具有不同的高度。
光学图案(121)可以具有80μm或更小的最大宽度(W)，具体地为 50μm或更小，并且更具体地为5μm至20μm或10μm至30μm。在上述范围内，可以提高对比度、视角和亮度，并且还可以防止摩尔纹等。
图1示出了图案部分的光学图案具有相同的最大宽度。然而，雕刻的光学图案可以具有不同的最大宽度，或者相邻图案中的至少一个可以具有雕刻图案的不同的最大宽度。
平坦部分(122)提供在光学图案(121)和相邻光学图案(121)之间形成的空间，以形成光吸收层(130)。光吸收层(130)直接形成在平坦部分(122)上。
光学图案(121)的最大宽度(W)与平坦部分(122)的宽度(L) 的比(W/L)可以是9或更小，具体地0.1至3，且更具体地0.15至2.5。在上述范围内，可以增加正面的相对亮度，减小正向对比度和侧向对比度之间的差异，并且还增加在相同的侧向视角和相同的正向视角下的对比度。此外，可以防止摩尔纹。
平坦部分(122)可以具有范围为1μm至300μm并且具体地3μm至 50μm的宽度(L)。在上述范围内，可以增加正向亮度。
一个光学图案(121)的最大宽度(W)和直接相邻的平坦部分(122) 形成一个周期性间隔(P)。
周期性间隔(P)的范围可以是5μm至500μm，并且具体地，10μm 至50μm。在上述范围内，可以在防止摩尔纹的同时增强亮度并提高对比度。图1示出了相邻的光学图案具有相同的周期性间隔。然而，光学图案可以具有不同的周期性间隔，或者相邻图案中的至少一个可以具有不同的周期性间隔。
图1示出了光学图案是雕刻图案。然而，光学图案可以是压花图案。
尽管未在图1中示出，但光学图案形成为以条纹形状延伸，但光学图案可以形成为点状。“点”是指填充图案和光学图案的组合的分布。
第二树脂层(120A)具有比第一树脂层(110A)更高的折射率。因此，对比度改善层(100A)漫射从第一树脂层(110A)的光进入表面入射的光并发射漫射光。因此，可以增加正面的相对亮度，提高正向对比度和侧向对比度两者，最小化正向对比度的降低同时增加侧向对比度，减小正向对比度和侧向对比度之间的差异，并且还增加在相同的侧向视角和相同的正向视角下的对比度。而且，可以降低最小反射率以及在第二树脂层和第一树脂层之间形成的光吸收层。
第二树脂层(120A)和第一树脂层(110A)之间的折射率差异(第二树脂层的折射率-第一树脂层的折射率)可以在0.05至0.20的范围内，具体地在0.06至0.15的范围内。在上述范围内，可以增加收集的光的漫射并提高对比度。特别地，具有0.06至0.15的折射率差的对比度改善层在光学显示器件中具有优异的偏振漫射，因此即使在相同的视角下也可以增加亮度。
第二树脂层(120A)可以具有1.50或更大的折射率，具体地，1.50 至1.70或1.50至1.60。在上述范围内，光漫射可以是优异的。第二树脂层(120A)可由紫外(UV)可固化组合物或含有一种或多种(甲基)丙烯酸类树脂、聚碳酸酯类树脂、硅酮类树脂和环氧基树脂的热固性组合物形成，但是本发明不限于此。
光吸收层
光吸收层(130)形成在平坦部分(122)的至少一部分上。
图1示出了光吸收层(130)形成在整个平坦部分(122)上。然而，光吸收层(130)可以形成在平坦部分(122)的一部分上。光吸收层(130) 可以形成为占平坦部分(122)的总面积的50％至100％，并且例如占60％至100％。在上述范围内，可以使正向对比度的降低最小化。图1示出了光吸收层(130)连续地形成在平坦部分(122)上。然而，光吸收层(130) 可以不连续地形成在平坦部分(122)上。
光吸收层(130)不连续地形成在面对具有不同折射率的第一树脂层和第二树脂层的表面的一部分上。因此，可以将对比度改善膜的最小反射率确保为0.5％或更低，并进一步降低最小反射率。当在平坦部分上形成光吸收层时，与在倾斜表面上形成光吸收层时相比，可以进一步降低最小反射率。
光吸收层(130)可以形成为占面对第一树脂层和第二树脂层的表面的总面积的10％至50％，并且例如15％至40％。在上述范围内，可以增加侧向对比度并且还可以使正向对比度的降低最小化。
通过光吸收层(130)吸收从第一树脂层(110A)到达平坦部分(122) 的光以防止光学图案(121)的倾斜表面(123)上的全反射，与其中没有形成光吸收层的对比度改善层相比，可以增加侧向对比度同时使正向对比度的降低最小化。
光吸收层(130)可具有1.3至2.0的折射率，例如1.4至1.7。在上述范围内，可以提高正向对比度。
光吸收层(130)可以具有5μm或更小的厚度，并且例如，1μm至4 μm。在上述范围内，光吸收层可以用在对比度改善膜中，并且可以防止对比度和/或亮度由于过厚而降低。
光吸收层(130)可包含光吸收材料。光吸收材料可包括本领域技术人员已知的常规光吸收材料。例如，光吸收材料可包括炭黑、黑色颜料等。光吸收层(130)可以由包含光吸收材料的树脂组合物形成。树脂没有特别限制，只要其与第一树脂层和第二树脂层相比能够提供本发明的最小反射率即可。例如，可以使用丙烯酸类树脂。
第一树脂层
第一树脂层(110A)可以通过根据入射位置在各个方向上折射从光学显示器件的下表面入射的光来漫射光。第一树脂层(110A)的至少一部分可以形成为与第二树脂层(120A)直接接触。
第一树脂层(110A)可包括用于填充光学图案(121)的至少一部分的填充图案(111)。“填充至少一部分”包括完全填充光学图案或部分填充光学图案。当填充图案部分地填充光学图案时，剩余部分可以填充有空气或具有预定折射率的树脂。详细地，树脂可以具有大于或等于第一树脂层并且小于或等于第二树脂层的折射率。
第一树脂层(110A)可以是包含填充图案(111)的层。然而，第一树脂层可以仅包含填充图案(111)，如图4所示。
第一树脂层(110A)的折射率可以小于1.52，具体地，1.35至1.50。在上述范围内，可以增加光漫射，容易地进行制造，并且可以提高偏振光漫射和对比度。第一树脂层(110A)可由UV可固化组合物或包含透明树脂的热固性组合物形成。详细地，树脂可包括(甲基)丙烯酸类树脂、聚碳酸酯类树脂、硅酮类树脂和环氧基树脂中的一种或多种，但是本发明不限于此。透明树脂在固化后可具有90％或更高的透光率。
对比度改善层(100A)的厚度可为5μm至100μm，具体地为10μm 至60μm，并且更具体地为20μm至45μm。在上述范围内，对比度改善层可以用于光学显示器件。
对比度改善层(100A)可以堆叠在保护层(100)上。
在一个具体实例中，第二树脂层可以是没有粘性的非粘性层。在这种情况下，可以在第二树脂层(120A)和保护层(100)之间形成一个或多个粘性层、粘合剂层或粘性粘合剂层。在另一具体实例中，第二树脂层可以是自粘的。在这种情况下，第二树脂层(120A)可以直接形成在保护层 (100)上。当第二树脂层是自粘时，第二树脂层可由丙烯酸类树脂、环氧树脂和聚氨酯树脂中的一种或多种形成。
保护层
保护层(200)可以形成在对比度改善层(100A)上，以支撑对比度改善层(100A)并从对比度改善层(100A)发射光。保护层(200)形成在对比度改善层(100A)的光出射表面上。
保护层(200)可以包含光学透明的保护膜和保护涂层中的一种或多种。
当保护层是保护膜类型时，保护层可以包含由光学透明树脂形成的保护膜。可以通过熔融和挤出树脂来形成保护膜。如果需要，可以进一步进行拉伸过程。树脂可包含纤维素酯类树脂(包括三乙酰纤维素)、环状聚烯烃类树脂(包括无定形环状聚烯烃(环状烯烃聚合物(COP)))、聚碳酸酯类树脂、聚酯类树脂(包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET))、聚醚砜类树脂、聚砜类树脂、聚酰胺类树脂、聚酰亚胺类树脂、无环聚烯烃类树脂、聚丙烯酸酯类树脂(包括聚甲基丙烯酸甲酯树脂)、聚乙烯醇类树脂、聚氯乙烯类树脂和聚偏二氯乙烯类树脂中的一种或多种。
保护膜可以是未拉伸膜，但是可以是具有预定延迟范围的延迟膜或各向同性光学膜，其通过以预定方法拉伸树脂而获得。在一个具体实例中，保护膜可具有8,000nm或更大，具体地为10,000nm或更大，更具体地为大于10,000nm，甚至更具体地为10,100nm至15,000nm的延迟Re。在上述范围内，可以防止彩虹色斑被识别，并且还可以增加通过对比度改善层的光漫射。在具体实例中，保护膜可以是具有60nm或更小，具体地为 0nm至60nm，且更具体地为40nm至60nm的延迟Re的各向同性光学膜。在上述范围内，可以通过补偿视角来提高图像质量。术语“各向同性光学膜”是指具有彼此基本相同的nx、ny和nz的膜，且术语“基本相同”包括其中存在少量误差的情况以及其中它们完全相同的情况。
尽管在图1中未示出，保护膜可包括基础膜和形成在基础膜的至少一个表面上的底漆层。底漆层的折射率与基础膜的折射率之比(底漆层的折射率/基础膜的折射率)可为1.0或更小，具体地为0.6至1.0，更具体地为 0.69至0.95，更具体地为0.7至0.9，且甚至更具体地为0.72至0.88。在上述范围内，可以增加第一基础层的透射率。基础膜的折射率范围为1.3 至1.7，具体地为1.4至1.6。在上述范围内，可以使用基础膜作为第一基础层的基础膜，容易地控制相对于底漆层的折射率，并且增加第一基础层的透射率。基础膜可包括由上述树脂形成的膜。底漆层的折射率范围可为 1.0至1.6，具体地为1.1至1.6，且更具体地为1.1至1.5。在上述范围内，与基础膜相比，底漆层可具有适当的折射率，因此可以增加基础层的透射率。底漆层的厚度可为1nm至200nm，具体地为60nm至200nm。在上述范围内，底漆层可以用于光学膜中，并且与基础膜相比，可以具有合适的折射率。因此，可以增加基础层的透射率并消除“脆性”现象。底漆层可以是不含聚氨酯基团的非聚氨酯类底漆层。详细地，底漆层可由包含单体或树脂如聚酯和丙烯酸类的底漆层组合物形成。可以通过控制这些单体的混合比(例如，摩尔分数)来提供折射率。底漆层组合物还可含有一种或多种类型的添加剂，如UV吸收剂、抗静电剂、消泡剂、表面活性剂等。
当保护层是保护涂层类型时，可以增加与第二树脂层的粘附、透明度、机械强度、热稳定性、防潮性和耐久性。在一个具体实例中，保护涂层可由含有活性能量射线可固化化合物和聚合引发剂的活性能量射线可固化树脂组合物形成。
活性能量射线可固化化合物可包括可阳离子聚合的可固化化合物、可自由基聚合的可固化化合物、聚氨酯树脂和硅酮类树脂中的一种或多种。可阳离子聚合的可固化化合物可以是分子中具有至少一个环氧基的环氧基化合物和分子中具有至少一个氧杂环丁烷环的氧杂环丁烷类化合物。可自由基聚合的可固化化合物可以是分子中具有至少一个(甲基)丙烯酰氧基的(甲基)丙烯酸类化合物。
环氧基化合物可包括氢化环氧基化合物、链脂族环氧基化合物、脂环族环氧基化合物和芳族环氧基化合物中的一种或多种。
可自由基聚合的可固化化合物可以实现具有优异的硬度和机械强度以及高耐久性的保护涂层。可自由基聚合的可固化化合物可包括分子中具有至少一个(甲基)丙烯酰氧基的(甲基)丙烯酸酯单体和通过使两种或更多种含官能团的化合物反应获得并且在分子中具有至少两个(甲基)丙烯酰氧基的(甲基)丙烯酸酯低聚物。(甲基)丙烯酸酯单体可包括分子中具有一个 (甲基)丙烯酰氧基的单官能(甲基)丙烯酸酯单体、分子中具有两个(甲基) 丙烯酰氧基的双官能(甲基)丙烯酸酯单体、和分子中具有三个或更多个(甲基)丙烯酰氧基的多官能(甲基)丙烯酸酯单体。(甲基)丙烯酸酯低聚物可包括聚氨酯(甲基)丙烯酸酯低聚物、聚酯(甲基)丙烯酸酯低聚物、环氧(甲基) 丙烯酸酯低聚物等。
聚合引发剂可以固化活性能量射线可固化化合物。聚合引发剂可包括光阳离子引发剂、光敏剂等中的一种或多种。光阳离子引发剂可以是本领域技术人员通常已知的。详细地，光阳离子引发剂可以使用含有正离子和负离子的鎓盐。详细地，正离子可包括二芳基碘鎓，如二苯基碘鎓、4-甲氧基二苯基碘鎓、双(4-甲基苯基)碘鎓、双(4-叔丁基苯基)碘鎓、双(十二烷基苯基)碘鎓和(4-甲基苯基)[(4-(2-甲基丙基)苯基)碘鎓，三芳基锍如三苯基锍和二苯基-4-硫代苯氧基苯基锍、双[4-(二苯基锍基)苯基]硫化物等。详细地，负离子可包括六氟磷酸根(PF6-)、四氟硼酸根(BF4-)、六氟锑酸根(SbF6-)、六氟砷酸根(AsF6-)、六氯锑酸根(SbCl6-)等。光敏剂可以是本领域技术人员通常已知的。详细地，光敏剂可以使用噻吨酮类试剂、磷基试剂、三嗪类试剂、苯乙酮类试剂、二苯甲酮类试剂、苯偶姻类试剂和肟类试剂中的一种或多种。
活性能量射线可固化树脂组合物可进一步包括常规添加剂，如硅酮类流平剂、UV吸收剂、抗静电剂等。
保护层(200)可具有范围从5μm至200μm，具体地为30μm至120 μm的厚度。当保护层是保护膜类型时，厚度可在20μm至100μm的范围内，并且当保护层是保护涂层类型时，厚度可在5μm至50μm的范围内。在上述范围内，保护层可以用于发光显示器件。
可以在保护层的至少一个表面上进一步形成功能涂层，如底漆层、硬涂层、防指纹层和抗反射层。底漆层可以增强偏光器和保护层之间的粘附。硬涂层、防指纹层、抗反射层等可以为保护层、偏光膜等提供附加功能。
对比度改善光学膜(10)可具有范围从30μm至250μm的厚度，例如，50μm至200μm。在上述范围内，可以提高正向对比度。
对比度改善光学膜(10)可以通过本领域技术人员已知的常规方法制造。例如，可以通过用第二树脂层特定树脂涂覆保护层，施加光学图案和平坦部分，并进行固化以形成第二树脂层，通过转移光学吸收层等的方法将光吸收层转移到平坦部分，用第一树脂层特定树脂填充和涂覆光学图案，然后进行固化来形成对比度改善光学膜，但是本发明不限于此。
下面将参考图2描述根据本发明的另一实施方式的对比度改善膜。图 2是根据本发明的另一个实施方式的对比度改善膜的截面图。
参考图2，对比度改善膜(20)与根据本发明的实施方式的对比度改善膜(10)基本相同，不同之处在于对比度改善膜(20)包括其中光吸收层(130)形成在光学图案的倾斜表面上并且在平坦部分上没有形成光吸收层的对比度改善层(100B)。通过在倾斜表面上形成光吸收层(130)并且在平坦部分上没有形成光吸收层，可以防止亮度降低并且进一步最小化正向对比度的降低。
光吸收层(130)形成在倾斜表面的至少一部分上。例如，光吸收层可以形成为占倾斜表面的10％至100％。在上述范围内，从平坦部分入射到倾斜表面上的光被光吸收层吸收并被全反射，因此可以使正向对比度的降低最小化。优选地，光吸收层可以形成为占倾斜表面的50％至100％。在上述范围内，可以使光能够在倾斜表面上折射，以进一步改善侧向对比度并增强可视性。
光吸收层(130)可以具有5μm或更小的厚度，例如，1μm至4μm。在上述范围内，可以防止由于倾斜表面上的光吸收层引起的亮度损失。
对比度改善光学膜(20)可以通过常规方法制造。例如，除了以软模制方法形成光吸收层之外，对比度改善光学膜(20)可以与对比度改善光学膜(10)基本相同的方法形成。
下面将参考图3描述根据本发明的又一实施方式的对比度改善膜。图 3是根据本发明的又一个实施方式的对比度改善膜的截面图。
参考图3，对比度改善光学膜(30)可以与根据本发明的实施方式的对比度改善膜(10)基本相同，不同之处在于对比度改善光学膜(30)包括其中光吸收层(130)形成在倾斜表面(123)上并且在平坦部分上没有形成光吸收层的对比度改善层(100C)，并且对比度改善层包括第二树脂层(120C)，其包括具有形成为弯曲的第一表面(124C)的光学图案(121C)；和面向第二树脂层(120C)的第一树脂层(110C)。
通过在光学图案(121C)的倾斜表面(123)上形成光吸收层(130) 并且在平坦部分上没有形成光吸收层，可以防止亮度降低并且进一步最小化正向对比度的降低。
弯曲表面在光学图案(121C)的最外部分上在其中对比度改善光学膜中发光方向上形成为凸形(convex shape)。因此，通过最终使用弯曲表面进一步漫射和发射入射光，可以进一步提高可视性改进。
弯曲表面的曲率半径可以在1μm至50μm的范围内，并且例如在2 μm至25μm的范围内。在上述范围内，可以提高可视性。
光学图案(121C)可以由下述构成：由第一表面(124C)形成或包括其的第一子光学图案和包括连接到第一子光学图案的两个倾斜表面 (123)的第二子光学图案。图3示出了由第一表面(124C)和直接连接到第一表面(124C)的倾斜表面(123)构成的光学图案。图3示出了第一表面(124C)是半球形(半圆形)，但是本发明不限于此。
第一子光学图案可以具有20μm或更小的高度(H1)，例如，2μm至 10μm。在上述范围内，可以提高可视性。在图3中，第二子光学图案的高度由H2表示，且光学图案(121C)的总高度由H1+H2表示。
第一子光学图案可具有范围从1μm至30μm的最大宽度(W1)，例如，2μm至20μm。在上述范围内，可以提高可视性。第一子光学图案的最大宽度(W1)可以与第二子光学图案的最大宽度相同或不同。
第一子光学图案的高度(H1)与最大宽度(W1)的比可以在0.2至5 的范围内，并且例如为0.5至3。在上述范围内，可以提高可视性。
图3示出了光吸收层形成在光学图案的倾斜表面上，并且在平坦部分上没有形成光吸收层。然而，如图1所示，其中在平坦部分上形成光吸收层而在倾斜表面上没有形成光吸收层的情况可以落入本发明的范围内。
下面将参考图4描述根据本发明的又一实施方式的对比度改善光学膜。图4是根据本发明的又一个实施方式的对比度改善光学膜的截面图。
参考图4，对比度改善光学膜(40)与根据本发明的实施方式的对比度改善光学膜(10)基本相同，不同之处在于对比度改善光学膜(40)包括其中光学图案(121)的最大高度与第一树脂层(110D)的厚度相同的对比度改善层(100D)。图4示出了第一树脂层(110D)仅由填充图案(111) 构成。
图4示出了在平坦部分上形成光吸收层，并且在倾斜表面上没有形成光吸收层。然而，其中在倾斜表面上形成光吸收层而在平坦部分上没有形成光吸收层的情况可以落入本发明的范围内。
下面将参考图5描述根据本发明的实施方式的偏光板。图5是根据本发明的一个实施方式的偏光板的截面图。
参考图5，偏光板(50)可包括偏光膜(300)、对比度改善层(100A) 和保护层(200)。
由于偏光板(50)包括对比度改善层(100A)，因此可以通过光吸收层抑制从平坦部分入射的光的全反射，从而使正向对比度的降低最小化。而且，由于偏光板(50)通过光学图案漫射从第一树脂层入射的光，因此可以获得侧向对比度的增加。在下面的等式2中，偏光板可以具有1.05 或更大的对比度增益，例如，1.05至1.8。在上述范围内，通过增加侧向对比度和降低正向对比度，可以增加液晶显示器件中的正面和侧面的可视性。
<等式2>
对比度增益＝侧向相对对比度×正向相对对比度，
(在等式2中，正向相对对比度是包括对比度改善层的偏光板的正向对比度与不包括对比度改善层的偏光板的正向对比度的比，和
侧向相对对比度是包括对比度改善层的偏光板的侧向对比度与不包括对比度改善层的偏光板的侧向对比度的比。)
偏光板(50)可以用作液晶显示器件中的观察者侧偏光板。因此，当不驱动液晶显示器件时，偏光板(50)受到诸如太阳光或照明的外部光的影响。偏光膜(300)和对比度改善层(100A)依次堆叠在偏光板(50) 上，并且对比度改善层(100A)可以具有0.5％或更小的最小反射率。因此，当外部光入射到偏光板而不驱动液晶显示器件时，偏光板(50)防止外部光通过光学图案分散或分布在第一树脂层和第二树脂层中，以防止在液晶显示器件的屏幕上出现不均匀或色斑或防止屏幕分裂。因此，即使在非驱动状态下，也可以增强外观或增强黑色可视性。随着最小反射率降低，上述外观改善和黑色可视性增强可能增加。
特别地，通过使用堆叠的偏光膜(300)和对比度改善层(100A)，偏光板(50)可以在不驱动液晶显示器件时抑制由于外部光引起的外观损坏，并且可以在驱动液晶显示器件时由于对比度改善层(100A)而改善可视性。因此，可以在驱动状态和非驱动状态下获得提高。
偏光膜
偏光膜(300)可以使从液晶面板入射的光偏振并透射光。偏光膜(300) 形成在对比度改善层(100A)的光入射表面上。
偏光膜(300)可包括偏光器。详细地，偏光器可包括通过单轴拉伸聚乙烯醇类膜制造的聚乙烯醇类偏光器或通过使聚乙烯醇类膜脱水制造的多烯类偏光器。偏光器可以具有5μm至40μm的厚度。在上述范围内，偏光器可以用于光学显示器件。
偏光膜(300)可以包括偏光器和形成在偏光器的至少一个表面上的保护层。保护层可以保护偏光器以增加偏光板的可靠性和偏光板的机械强度。保护层与用于对比度改善层的上述保护层基本相同。优选地，保护层可以是聚酯保护膜(例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯膜)，其具有范围从8,000 nm或更大，具体地为10,000nm或更大，更具体地大于10,000nm，且甚至更具体地10,100nm至15,000nm的延迟Re。
对比度改善层(100A)可以形成在偏光膜(300)上。
在一个具体实例中，第一树脂层可以是没有粘性的非粘性层。在这种情况下，可以在第一树脂层(110A)和偏光膜(300)之间形成一个或多个粘性层、粘附层或粘性粘附层。在另一具体实例中，第一树脂层可以是自粘的。在这种情况下，第一树脂层(110A)可以直接形成在偏光膜(300) 上。当第一树脂层是自粘时，第二树脂层可由丙烯酸类树脂、环氧树脂和聚氨酯树脂中的一种或多种形成。
尽管在图5中未示出，但在偏光膜(300)的下表面上形成粘性层，以将偏光板附着到液晶面板。
尽管在图5中未示出，但由于粘性层，可以在对比度改善层(300) 的光出射表面上进一步堆叠一个或多个保护层、抗反射膜等。
本发明的液晶显示器件可包括本发明的偏光板。在一个具体实例中，可以包括相对于液晶面板在观察者侧的偏光板作为偏光板。“观察者侧偏光板”与屏幕侧相对设置，即相对于液晶面板的光源侧。
在一个具体实例中，背光单元、第一偏光板、液晶面板和第二偏光板依次堆叠在液晶显示器件上，且第二偏光板可包括本发明的偏光板。液晶面板可以采用垂直对齐(VA)模式、IPS模式、图案化垂直对齐模式(PVA) 或超图案化垂直对齐(S-PVA)模式，但是本发明不限于此。
在另一个具体实例中，可以包括相对于液晶面板在光源侧的偏光板作为偏光板。“光源侧偏光板”相对于液晶面板设置在光源侧。
在又一个具体实例中，观察者侧偏光板和相对于液晶面板的光源侧偏光板可包括本发明的偏光板。优选地，相对于液晶面板在光源侧的偏光板可包括本发明的偏光板，其中光吸收层不形成在平坦部分上而是形成在倾斜表面上，并且偏光板在相对于液晶面板的观察者侧可以包括本发明的偏光板，其中光吸收层不形成在倾斜表面上而是形成在光吸收层上。因此，通过降低朝向光源发射的光的全反射程度，可以通过液晶面板以增加的光利用效率发射光。而且，通过在观察者侧漫射光，可以增强可视性。
在下文中，将结合本发明的配置和动作详细描述本发明的优选实施方式。然而，提供以下实施方式以帮助理解本发明，并且本发明的范围不限于以下实施方式。
实施方式1
通过用UV可固化树脂(SSC-5760,SHIN-A T&C)涂覆保护层-特定的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜(Toyobo，厚度＝80μm，且在波长550nm下的Re＝14,000nm)的一个表面，使用具有包括光学图案和在这些光学图案之间形成的平坦部分的图案部分的膜将雕刻图案和平坦部分施加到涂层上，所述光学图案在两端具有相同底角，然后进行固化，如下表1所示形成第二树脂层(具有1.57的折射率)，其包括具有平坦部分和在两端具有相同底角的雕刻图案(其截面是图1的梯形雕刻图案)的图案部分。
通过使具有包括炭黑和丙烯酸类树脂的光吸收层的转移片(transfer sheet)与平坦部分接触，在整个平坦部分上形成光吸收层。在雕刻图案的倾斜表面上没有形成光吸收层。
通过用UV可固化树脂(SSC-4560,SHIN-A T&C)完全填充雕刻图案，将UV可固化树脂(SSC-4560,SHIN-A T&C)施加到光吸收层上至预定厚度，然后执行固化后，制造具有第一树脂层(折射率为1.47)的对比度改善光学膜，该第一树脂层具有填充图案以完全填充雕刻图案。
通过在60℃下将聚乙烯醇膜拉伸3倍，将碘吸附到聚乙烯醇膜上，然后在40℃下的硼酸水溶液中将聚乙烯醇膜拉伸2.5倍，制造偏光器。
通过在偏光器的一个表面上形成粘性层并附着粘性层的对比度改善光学膜的第一树脂层，制造偏光板。
实施方式2
在实施方式1中，通过形成具有下表1的平坦部分和光学图案的图案部分并在平坦部分上形成光吸收层，制造对比度改善光学膜。使用所制造的对比度改善光学膜，以与实施方式1中所述相同的方法制造偏光板。
实施方式3
在实施方式1中，通过形成具有下表1的平坦部分和光学图案的图案部分并在整个倾斜表面上形成光吸收层，制造没有光吸收层形成在平坦部分上的对比度改善光学膜。光吸收层以软模塑方法制造。使用所制造的对比度改善光学膜，以与实施方式1中所述相同的方法制造偏光板。
实施方式4至6
在实施方式1中，通过形成具有下表2的平坦部分和光学图案的图案部分并在整个倾斜表面上形成光吸收层，制造没有光吸收层形成在平坦部分上的对比度改善光学膜。光吸收层以软模塑方法制造。使用所制造的对比度改善光学膜，以与实施方式1中所述相同的方法制造偏光板。
比较例1
除了在平坦部分和倾斜表面两者中都没有形成光吸收层之外，以与实施方式1中所述相同的方法制造对比度改善光学膜和偏光板。
比较例2
除了在平坦部分和倾斜表面两者中形成光吸收层之外，以与实施方式 1中所述相同的方法制造对比度改善光学膜和偏光板。
比较例3
除了没有形成光吸收层之外，以与实施方式4中所述相同的方法制造对比度改善光学膜和偏光板。
比较例4
除了在平坦部分和倾斜表面两者中形成光吸收层之外，以与实施方式 4中所述相同的方法制造对比度改善光学膜和偏光板。
参照1
除了没有形成对比度改善层之外，以与实施方式1中所述相同的方法制造偏光板。
如下表1和表2评价实施方式和比较例的对比度改善光学膜和偏光板的物理性质。结果如下表1和表2所示。
(1)最小反射率：通过在70℃下在实施方式和比较例的每个对比度改善光学膜的第一树脂层的下表面上层压黑色丙烯酸片(Nitto Jushi Kogyo,CLAREX)来制造样品。通过使用反射测量仪器(Perkin Elmer的 UV/VIS光谱仪Lambda 1050)在反射模式下在360nm至740nm的波长下测量最小反射率。在保护层侧测量最小反射率。
(2)正向亮度、相对亮度、正向对比度和侧向对比度：用以下方法制造和评价用于液晶显示器件的模块。
制造实施例1：第一偏光板的制造
通过在60℃下将聚乙烯醇膜拉伸3倍，将碘吸附到聚乙烯醇膜上，然后在40℃下的硼酸水溶液中将聚乙烯醇膜拉伸2.5倍，制造第一偏光器。通过使用偏光板粘合剂(Z-200,Nippon Goshei)将三乙酰基纤维素膜 (具有80μm的厚度)作为基础层粘附到第一偏光器的两个表面来制造第一偏光板。
制造实施例2：液晶显示器件的模块的制造
通过依次组装制造实施例1的第一偏光板、在每个实施方式和比较例中制造的偏光板和液晶面板(PVA模式)，制造用于液晶显示器件的模块。组装观察者侧偏光板作为在实施方式和比较例中制造的偏光板，并且在观察者侧的最外侧设置抗反射膜。
通过组装LED光源、导光板和用于液晶显示器的模块来制造液晶显示器件，其包括单侧边缘型发光器件LED光源(除了用于实施方式和比较例的液晶显示器件的模块的配置之外，其具有与三星LED TV (UN32H5500)相同的配置)。
使用EZCONTRAST X88RC(EZXL-176R-F422A4、ELDIM)在球坐标系中在(0°,0°)下以白色模式测量正向亮度值。通过{(实施方式或比较例中的正向亮度值)/(参照1的正向亮度值)}×100计算相对亮度。
使用EZCONTRAST X88RC(EZXL-176R-F422A4,ELDIM)在球坐标系中在(0°,0°)和(0°,60°)下以白色模式和黑色模式测量亮度值。在球坐标系中在(0°,0°)下使用白色模式下的亮度值与黑色模式下的亮度值的比来计算正向对比度。在球坐标系中在(0°,60°)下使用白色模式下的亮度值与黑色模式下的亮度值的比来计算侧向对比度。通过(实施方式或比较例的正向对比度/参照1的正向对比度)计算正向相对对比度。通过(实施方式或比较例的侧向对比度/参照1的侧向对比度)计算侧向相对对比度。
[表1]
Figure BDA0002239451960000201
[表2]
Figure BDA0002239451960000211
*光学图案：如图3所示，具有两个半球形侧面的光学图案，倾斜表面(平坦表面)直接连接到该半球形侧面。
如表1和表2所示，根据本实施方式的对比度改善光学膜可以增加侧向对比度和正向对比度二者。而且，即使在不驱动液晶显示器件的同时发射诸如太阳光或照明的外部光，也可以由于小的最小反射率而通过改善黑色可视性并防止识别出彩虹不均匀或色斑来增强外观。通过如表1所示在平坦部分或倾斜表面上形成光吸收层，可以降低最小反射率并且还可以增加正向对比度和侧向对比度两者。
本领域技术人员可以容易地进行本发明的简单修改或改变，并且所有这些修改或改变都可以视为落入本发明的范围内。

Claims (19)

1.一种对比度改善光学膜，包括对比度改善层，
其中，
所述对比度改善层包括第一树脂层和面对所述第一树脂层的第二树脂层，
所述第二树脂层包括具有光学图案和在所述光学图案之间的平坦部分的图案部分，
所述光学图案具有相对于所述平坦部分的至少一个倾斜表面，
所述平坦部分或所述倾斜表面具有在其上形成的光吸收层，所述光吸收层形成在所述第一树脂层的光出射表面和所述第二树脂层之间，并且
所述对比度改善光学膜具有0.5%或更小的最小反射率。
2. 根据权利要求1所述的对比度改善光学膜，其中，所述图案部分满足以下等式1，并且所述光学图案具有在75°至90°范围内的底角，
<等式1>
1 < P/W ≤ 10
在等式1中，P是所述图案部分的以μm为单位的周期性间隔，并且W是所述光学图案的以μm为单位的最大宽度。
3.根据权利要求1所述的对比度改善光学膜，其中，所述光学图案具有梯形、矩形或正方形截面，其中，两个相邻的倾斜表面通过第一表面连接。
4.根据权利要求1所述的对比度改善光学膜，其中，所述光学图案具有在0.3至3.0范围内的纵横比H/W，其中所述纵横比H/W是指所述光学图案的最大高度与最大宽度的比。
5.根据权利要求1所述的对比度改善光学膜，其中，所述第二树脂层与所述第一树脂层具有在0.05至0.20范围内的折射率差。
6.根据权利要求1所述的对比度改善光学膜，其中，所述光吸收层形成在所述平坦部分上。
7.根据权利要求1所述的对比度改善光学膜，其中，所述光吸收层形成在所述倾斜表面上。
8.根据权利要求1所述的对比度改善光学膜，其中，所述光吸收层具有在1.3至2.0范围内的折射率。
9.根据权利要求1所述的对比度改善光学膜，其中，所述光吸收层含有黑色颜料。
10.根据权利要求9所述的对比度改善光学膜，其中，所述黑色颜料是炭黑。
11.根据权利要求1所述的对比度改善光学膜，其中，所述第一树脂层和所述第二树脂层中的一个或多个是自粘的。
12.根据权利要求1所述的对比度改善光学膜，还包括保护层。
13.根据权利要求12所述的对比度改善光学膜，其中，所述保护层包括保护膜和保护涂层中的一种或多种。
14.根据权利要求1所述的对比度改善光学膜，其中，所述光学图案包括在发光方向上具有凸形的弯曲表面。
15.根据权利要求14所述的对比度改善光学膜，其中，所述弯曲表面具有在1 μm至50 μm范围内的曲率半径。
16.根据权利要求14所述的对比度改善光学膜，其中，所述光吸收层形成在所述光学图案的倾斜表面上。
17.一种偏光板，在所述偏光板上依次堆叠偏光膜和对比度改善光学膜，
其中，
所述对比度改善光学膜包括根据权利要求1至16中任一项所述的对比度改善光学膜，并且
在以下等式2中，所述偏光板具有1.05或更大的对比度增益：
<等式2>
对比度增益 = 侧向相对对比度 × 正向相对对比度，
其中，所述正向相对对比度是包括所述对比度改善层的偏光板的正向对比度与不包括所述对比度改善层的偏光板的正向对比度之比，并且所述侧向相对对比度是包括所述对比度改善层的偏光板的侧向对比度与不包括所述对比度改善层的偏光板的侧向对比度之比。
18.根据权利要求17所述的偏光板，其中，
在所述偏光膜的光出射表面上形成所述对比度改善光学膜，并且
在所述对比度改善光学膜的光出射表面上进一步形成保护层和抗反射膜中的一种或多种。
19.一种液晶显示器件，包括权利要求17所述的偏光板。
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