CN110869840B - 液晶面板及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及液晶面板及其制造方法，根据本发明的一个方面，提供了液晶面板，其包括具有第一表面和与第一表面相反的第二表面的液晶单元、设置在第一表面上的第一偏光板和设置在第二表面上的第二偏光板，其中第一偏光板和第二偏光板各自包括起偏振器层和结合至起偏振器层的低透湿性基材层，并且通过调节第一偏光板和第二偏光板的收缩力来控制第一偏光板与第二偏光板之间的挠曲平衡。

Description

液晶面板及其制造方法
技术领域
本发明涉及液晶面板及其制造方法。
本申请要求基于2017年7月14日提交的韩国专利申请第10-2017-0089485号和2018年7月16日提交的韩国专利申请第10-2018-0081996号的优先权的权益，其公开内容通过引用整体并入本文。
背景技术
液晶显示装置是由于液晶的转换效应而使偏振光可视化的显示器，其用于各种类别，从中小尺寸显示器例如计算机、笔记本电脑、电子表和便携式终端到大尺寸TV。
目前已经大量生产并实际用于显示装置的大量偏光板是通过将光学透明并且还具有机械强度的保护膜结合至偏光膜(起偏振器)的两侧或一侧而获得的偏光板，所述偏光膜(起偏振器)通过用碘或二色性材料例如二色性染料将基于聚乙烯醇的膜染色，并使膜与硼化合物交联，然后进行拉伸和取向而形成。
然而，拉伸的基于聚乙烯醇的膜具有在耐久性条件例如高温和高湿度下容易发生收缩变形的问题。如果起偏振器变形，则应力影响保护膜和液晶单元而引起翘曲，并因此产生如下问题：例如包括其的偏光板的物理特性变化以及液晶显示装置中的漏光现象。
发明内容
技术问题
本发明要解决的问题是提供可以通过调节偏光板的收缩力来调节上/下偏光板的挠曲平衡的液晶面板及其制造方法。
技术方案
为了解决上述问题，提供了液晶面板，其包括具有第一表面和与第一表面相反的第二表面的液晶单元；设置在第一表面上的第一偏光板；和设置在第二表面上的第二偏光板，其中第一偏光板和第二偏光板各自包括起偏振器层和结合至起偏振器层的低透湿性基材层，并且所述液晶面板满足以下方程式1。
[方程式1]
|αMD-αTD|≤1
在方程式1中，αMD为通过方程式2确定的值，αTD为通过方程式3确定的值：
[方程式2]
αMD＝(作用在第一偏光板的各层上的吸收轴向弯矩(absorption axial bendingmoment)之和)/(作用在第二偏光板的各层上的透射轴向弯矩(transmission axialbending moment)之和)
[方程式3]
αTD＝(作用在第一偏光板的各层上的透射轴向弯矩之和)/(作用在第二偏光板的各层上的吸收轴向弯矩之和)
在方程式2和3中，作用在各层上的吸收轴向弯矩通过从液晶面板的中心到相关层的中心的距离与作用在相关层上的吸收轴向收缩力的乘积来确定，以及
作用在各层上的透射轴向弯矩通过从液晶面板的中心到相关层的中心的距离与作用在相关层上的透射轴向收缩力的乘积来确定。
有益效果
如上所述，与本发明的至少一个实施方案有关的液晶面板及其制造方法具有以下效果。
可以通过调节偏光板的收缩力来调节上/下偏光板的挠曲平衡。
此外，可以防止偏光板的裂纹，并且可以防止液晶显示装置的漏光现象。
附图说明
图1是示出液晶面板的示意性截面图。
图2示出了偏光板的弯曲评估结果。
图3是用于说明方程式1和2的概念图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细地描述根据本发明的一个实施方案的液晶面板及其制造方法。
此外，无论附图标记如何，相同或相似的附图标记被给予相同或相应的部件，将省略其冗余的说明，并且为了便于说明，所示的每个组成构件的尺寸和形状可以被放大或缩小。
图1是示出液晶面板10的示意性截面图。
此外，图2示出了偏光板的弯曲评估结果，图3是用于说明方程式1和2的概念图。
参照图1，与本发明的一个实施方案有关的液晶面板10包括具有第一表面101和与第一表面101相对的第二表面102的液晶单元100、设置在第一表面101上的第一偏光板200和设置在第二表面102上的第二偏光板300。
此外，第一偏光板200和第二偏光板300分别包括起偏振器层210、310和结合至起偏振器层210、310的低透湿性基材层220、320。此外，在第一偏光板200和第二偏光板300中，起偏振器层210、310和低透湿性基材层220、320可以经由UV粘合剂层230、330结合。当将第一偏光板200和第二偏光板300结合至液晶单元100时，将第一偏光板200和第二偏光板300各自结合至液晶单元100使得与低透湿性基材层220、320相比，起偏振器层210、310与液晶单元100相邻。
在该文献中，MD方向表示吸收轴方向，TD方向表示透射轴方向。
此外，第一偏光板200和第二偏光板300可以各自包括保护层240、340和粘合剂层250、350。偏光板200、300各自可以经由粘合剂层250、350结合至液晶单元100。此外，在液晶面板10中，低透湿性基材层220、320位于外侧上。第一偏光板200和第二偏光板300各自的厚度可以为200μm或更小。
此外，起偏振器层210、310可以各自具有第一表面和与第一表面相反的第二表面。在此，第一表面表示面向液晶单元100的表面。UV粘合剂层230、330各自设置在起偏振器层210、310的第二表面上，低透湿性基材层220、320设置在UV粘合剂层230、330上。此外，保护层240、340各自设置在起偏振器层210、310的第一表面上，压敏粘合剂层250、350设置在保护层240、340上。
此外，低透湿性基材层220、320可以由透射率为90％或更大的树脂材料形成，可以具有100μm或更小的厚度，并且可以具有50g/m2天或更小的透湿性。透湿性意指由一定的外部环境每单位时间和单位面积通过的湿气的量，其通常可以在40℃下在其中膜的内部与外部之间的湿度差为90％的环境中测量，本文描述的透湿性是通过来自Labthink的WVTR仪器(仪器名称：WVTR TSY-T3)测量的结果。仪器具有其中将称放置在封闭的室中的结构，并且室中的环境保持在40℃和10％的湿度下。此外，将水倒入透湿杯中，然后在其上覆盖并固定低透湿性基材膜。由于充满水，透湿杯内部的湿度为100％，使得透湿杯的内部与外部之间的湿度差变为90％。在24小时之后，可以测量透湿杯的重量以通过与初始重量的差来计算蒸发的水的量。
此外，低透湿性基材层220、320可以由聚酯(PET)形成。此外，低透湿性基材层220、320可以具有3N至10N的TD方向收缩力，并且可以具有大于3N且小于10N的TD方向收缩力。
另一方面，收缩力可以通过来自TA Corporation的DMA测量仪器来测量。例如，测量仪器不具有温度加速条件，在25℃开始，在3分钟之后达到75℃，在7分钟之后稳定在80℃。测量时间为2小时(120分钟)，并且在80℃下稳定之后的120分钟测量值。在测量方法中，将样品夹至夹具，拉动并固定以在0.01N的预负载下保持应变0.1％，然后测量在高温下保持应变0.1％时施加的收缩力。将样品制成具有约5.3mm的宽度和约15mm的长度，将样品在纵向方向上的两端固定至测量仪器的夹具，然后测量收缩力。在此，15mm的样品长度是排除固定至夹具的部分的长度。
参照图2以及表1和2，基材A至C构成低透湿性基材层，所述基材是仅TD热收缩特性不同并且其他特性相同的低透湿性基材。此时，收缩力是使用来自TA Corporation的DMA测量仪器在80℃下测量2小时的数据。
在表和图2的类别1至5中使用的起偏振器层和低透湿性基材层如下。在类别1至5中，起偏振器层全部相同，并且低透湿性基材层仅在TD方向收缩力上具有差异。
对于偏光板(上偏光板和下偏光板)，使用基于环氧化合物的可紫外固化的粘合剂(厚度：2μm至3μm)将作为低透湿性基材层的PET膜(MD收缩力：0N至1N，TD收缩力：4N至12N(类别1至5)，厚度：80μm)附接至作为起偏振器层的PVA偏光膜(MD收缩力：8N，厚度：17μm)的一侧。在附接时，将PET膜的TD方向和PVA偏光膜的MD方向(吸收轴方向)附接以使彼此基本垂直。随后，使用包含环氧化合物和氧杂环丁烷化合物的材料在PVA偏光膜的未附接PET膜的表面上，将硬涂层形成为约5μm至7μm的厚度。此后，在硬涂层的下部中形成厚度为约25μm的丙烯酸类压敏粘合剂层以生产偏光板。
通过压敏粘合剂层将上偏光板附接至普通32英寸LCD(液晶显示)面板(液晶单元，厚度：约400μm)的上表面，通过压敏粘合剂层将下偏光板附接至下表面。
随后，将LCD面板引入在60℃的温度下的室中持续72小时，取出，测量在2小时的经过时间和24小时的经过时间时的面板变化量并总结于下表中，图2中描述了该结果(在24小时之后的平整度(flatness))。在下表中，术语平整度是液晶面板的朝向上偏光板(例如，第一偏光板)最弯曲的部分与朝向下偏光板(例如，第二偏光板)最弯曲的部分之差，并且该平整度可以通过使用已知的三维测量机(Dukin Co.,Ltd.)来确定。
[表1]
Figure GDA0002360891390000051
[表2]
干燥条件
α X
β Tg+20℃
γ Tg+30℃
在[表2]中，干燥条件的α表示不进行干燥的情况，β表示在Tg+20℃的温度下进行干燥的情况，γ表示在Tg+30℃的温度下进行干燥的情况。即，当低透湿性基材层在设备中运行时，其可以在上述温度下干燥以调节TD方向收缩力(透射轴向收缩力)。
总之，平整度的形状根据低透湿性基材层的具有不同TD热收缩特性的基材而变化，其中可以确定当通过改变干燥温度条件进一步控制TD热收缩特性时，平整度得到改善。
此外，起偏振器层210、310可以具有小于25μm的厚度、99％或更大的偏振度和40％或更大的透射率，并且可以由PVA形成。此外，起偏振器层210、310的MD方向收缩力可以为5N至9N。此外，起偏振器层210、310的MD方向收缩力可以大于5N且小于9N。起偏振器层210、310通过在MD方向上将其拉伸而设置，当MD方向收缩力具有大于上述范围的值时，存在产生耐热裂纹的高可能性。
另一方面，UV粘合剂层230、330的厚度可以为1μm至4μm，保护层240、340的厚度可以为3μm至9μm。
在本文件中，MD方向(吸收轴方向)表示机器方向，TD方向(透射轴方向)表示横向方向，并且MD方向和TD方向彼此正交。
此外，在将第一偏光板200和第二偏光板300分别附接至液晶单元100的两个表面的状态下，第一偏光板200的MD方向与第二偏光板的TD方向相同，并且第一偏光板200的TD方向与第二偏光板的MD方向相同。
此外，分别构成第一偏光板200和第二偏光板300的层的数量可以相同。例如，第一偏光板200和第二偏光板300可以具有相同的层结构。
或者，分别构成第一偏光板200和第二偏光板300的层的数量可以不同。例如，第一偏光板200和第二偏光板300可以具有不同的层结构。此外，第一偏光板200和第二偏光板300还可以具有不同的厚度。
参照图3，液晶面板10满足以下方程式1。
[方程式1]
|αMD-αTD|≤1
在方程式1中，αMD为通过方程式2确定的值，αTD为通过方程式3确定的值：
[方程式2]
αMD＝(作用在第一偏光板的各层上的吸收轴向弯矩之和)/(作用在第二偏光板的各层上的透射轴向弯矩之和)
[方程式3]
αTD＝(作用在第一偏光板的各层上的透射轴向弯矩之和)/(作用在第二偏光板的各层上的吸收轴向弯矩之和)
在方程式2和3中，作用在各层上的吸收轴向弯矩通过从液晶面板的中心到相关层的中心的距离(单位：μm)与作用在相关层上的吸收轴向收缩力(单位：N)的乘积来确定。
此外，作用在各层上的透射轴向弯矩通过从液晶面板的中心到相关层的中心的距离(单位：μm)与作用在相关层上的透射轴向收缩力(单位：N)的乘积来确定。
在该文献中，液晶面板的中心意指液晶单元100、第一偏光板200和第二偏光板300的总厚度的中心。例如，当第一偏光板200和第二偏光板300具有相同的厚度时，液晶面板的中心可以为液晶单元的中心，如图3(a)所示。或者，当第一偏光板200和第二偏光板300具有不同的厚度时，液晶面板的中心与液晶单元的中心不一致。
此外，由方程式2和3定义的αMD和αTD各自为0.8至1.2。
即，对于每个正交的方向(MD、TD)，作用在第一偏光板200上的弯矩与作用在第二偏光板300上的弯矩之比可以各自为0.8至1.2。因此，可以控制液晶面板10的挠曲平衡。
此外，优选地，αMD和αTD各自为0.85至1.15，并且优选地，αMD和αTD各自为1。
因此，在以上方程式1中，优选地，|αMD–αTD|的值可以为0.4或更小，更优选地，|αMD–αTD|的值可以为0.3或更小。
此外，αMD和αTD可以具有相同的值。
[表3]
Figure GDA0002360891390000081
表3基于在60℃下持续72小时之后的室温数据得出，当起偏振器层的弯矩恒定时，其表示通过控制低透湿性基材层(基材1至4)的TD方向弯矩而调节使得αMD和αTD分别接近1的结果(参见基材3和4)。特别地，相应的数据与在80℃下持续2小时的实验结果类似，其可以代替相应的结果。
此外，液晶面板可以满足以下方程式4。
[方程式4]
(αMD-1)(αTD-1)≤0
通过满足以上方程式4，可以防止扭曲风险。
此外，作用在各层上的MD方向弯矩可以通过从液晶面板的中心到各层的中心的距离(z1至z4，单位：μm)与作用在相关层上的MD方向收缩力(单位：N)的乘积来确定，作用在各层上的TD方向弯矩可以通过从液晶面板的中心到各层的中心的距离(z1至z4，单位：μm)与作用在相关层上的TD方向收缩力(单位：N)的乘积来确定。
例如，参照图3，αMD和αTD可以通过如下方程式5和6来确定。
[方程式5]
αMD＝(第一偏光板中的起偏振器层的MD方向收缩力*z1+第一偏光板中的低透湿性基材层的MD方向收缩力*z2)/(第二偏光板中的起偏振器层的TD方向收缩力*z3+第二偏光板中的低透湿性基材层的TD方向收缩力*z4)
[方程式6]
αTD＝(第一偏光板中的起偏振器层的TD方向收缩力*z1+第一偏光板中的低透湿性基材层的TD方向收缩力*z2)/(第二偏光板中的起偏振器层的MD方向收缩力*z3+第二偏光板中的低透湿性基材层的MD方向收缩力*z4)
z1可以为从液晶面板10的中心到第一偏光板200中的起偏振器层210的中心的距离，z2可以为从液晶面板10的中心到第一偏光板200中的低透湿性基材层220的中心的距离。z3可以为从液晶面板10的中心到第二偏光板300中的起偏振器层310的中心的距离，z4可以为从液晶面板10的中心到第二偏光板中的低透湿性基材层320的中心的距离。在该文献中，中心也意指厚度方向上的中心。因此，距离z1至z4可以通过调节各层的厚度来调节。即，如果相关层的厚度增加，则距离液晶面板的中心的距离可以增加，如果层的厚度减小，则距离液晶面板的中心的距离可以减小。
作为方程式2和3的实例，仅考虑起偏振器层和低透湿性基材层的弯矩(收缩力)，但在方程式2和3中，构成偏光板的各个层可以全部或替代地包括在内。
此外，收缩力可以基于收缩率来确定。即，可以用基于收缩率的方程式代替基于收缩力的方程式。
总之，在分别附接有第一偏光板(上偏光板)和第二偏光板(下偏光板)的液晶面板10中，由于调节第一偏光板200和第二偏光板300的特定层的弯矩，因此可以调节挠曲平衡，可以防止裂纹，并且可以防止漏光现象。此时，作为控制弯矩的方法，还可以调节构成第一偏光板和第二偏光板的各层的收缩力，例如，可以通过仅调节第一偏光板和第二偏光板的低透湿性基材层的弯矩来调节挠曲平衡。低透湿性基材层的弯矩的调节可以通过控制TD方向(透射轴向)收缩力来实现。
此外，与本发明的一个实施方案有关的用于制造液晶面板10的方法是用于通过将第一偏光板200和第二偏光板300分别附接至液晶单元100的两个表面来制造液晶面板10的方法。
如上所述，第一偏光板200和第二偏光板300分别包括起偏振器层210、310和结合至起偏振器层的低透湿性基材层220、320。
此外，所述方法包括生产第一偏光板和第二偏光板以满足以下方程式1的步骤。
[方程式1]
|αMD-αTD|≤1
在方程式1中，αMD为通过方程式2确定的值，αTD为通过方程式3确定的值：
[方程式2]
αMD＝(作用在第一偏光板的各层上的吸收轴向弯矩之和)/(作用在第二偏光板的各层上的透射轴向弯矩之和)
[方程式3]
αTD＝(作用在第一偏光板的各层上的透射轴向弯矩之和)/(作用在第二偏光板的各层上的吸收轴向弯矩之和)
在方程式2和3中，作用在各层上的吸收轴向弯矩通过从液晶面板的中心到相关层的中心的距离与作用在相关层上的吸收轴向收缩力的乘积来确定，以及
作用在各层上的透射轴向弯矩通过从液晶面板的中心到相关层的中心的距离与作用在相关层上的透射轴向收缩力的乘积来确定。
此外，所述方法可以包括生产第一偏光板和第二偏光板使得由以下方程式2和3定义的αMD和αTD各自为0.8至1.2的步骤。
此外，优选地，αMD和αTD各自为0.85至1.15，并且优选地，αMD和αTD各自为1。
此外，优选地，生产第一偏光板和第二偏光板的步骤满足以下方程式4。
[方程式4]
(αMD-1)(αTD-1)≤0
此外，在生产第一偏光板和第二偏光板的步骤中，可以调节起偏振器层的MD方向(吸收轴向)收缩力以满足方程式2和3，其中MD方向收缩力可以为5N至9N。优选地，MD方向收缩力可以大于5N且小于9N。
此外，在生产第一偏光板和第二偏光板的步骤中，可以调节低透湿性基材层的TD方向(透射轴向)收缩力以满足方程式2和3，其中TD方向收缩力可以为3N至10N，优选地，TD方向收缩力可以大于3N且小于10N。
出于示例性目的公开了如上所述的本发明的优选实施方案，其中具有本发明的普通知识的本领域技术人员可以在本发明的构思和范围内做出各种修正、修改和添加，并且这样的修正、修改和添加应被认为落入所附权利要求的范围内。
工业适用性
根据与本发明的至少一个实施方案有关的液晶面板及其制造方法，通过调节偏光板的收缩力，可以调节上/下偏光板的挠曲平衡，可以防止偏光板的裂纹并且可以防止液晶显示装置的漏光现象。

Claims (14)

1.一种液晶面板的制造方法，其特征在于，将第一偏光板和第二偏光板分别附接至液晶单元的两个表面；
其中所述第一偏光板和所述第二偏光板各自包括起偏振器层和结合至所述起偏振器层的低透湿性基材层，以及
所述方法包括生产所述第一偏光板和所述第二偏光板以满足以下方程式1的步骤：
[方程式1]
Figure DEST_PATH_IMAGE001
在方程式1中，αMD为通过方程式2确定的值，以及αTD为通过方程式3确定的值：
[方程式2]
αMD=(作用在所述第一偏光板的各层上的吸收轴向弯矩之和)/(作用在所述第二偏光板的各层上的透射轴向弯矩之和)
[方程式3]
αTD=(作用在所述第一偏光板的各层上的透射轴向弯矩之和)/(作用在所述第二偏光板的各层上的吸收轴向弯矩之和)
在方程式2和3中，所述作用在各层上的吸收轴向弯矩通过从所述液晶面板的中心到相关层的中心的距离与作用在所述相关层上的吸收轴向收缩力的乘积来确定，以及
所述作用在各层上的透射轴向弯矩通过从所述液晶面板的中心到相关层的中心的距离与作用在所述相关层上的透射轴向收缩力的乘积来确定。
2.根据权利要求1所述的用于制造液晶面板的方法，
其中αMD和αTD各自为0.8至1.2。
3.根据权利要求2所述的用于制造液晶面板的方法，
其中αMD和αTD各自为0.85至1.15。
4.根据权利要求1所述的用于制造液晶面板的方法，
其中αMD和αTD各自为1。
5.根据权利要求1所述的用于制造液晶面板的方法，
满足以下方程式4：
[方程式4]
Figure 432563DEST_PATH_IMAGE002
。
6.根据权利要求1所述的用于制造液晶面板的方法，
其中当将所述起偏振器层在80℃下保持2小时时，所述起偏振器层的吸收轴向收缩力为5 N至9 N。
7.根据权利要求1所述的用于制造液晶面板的方法，
其中当将所述低透湿性基材层在80℃下保持2小时时，所述低透湿性基材层的透射轴向收缩力为3 N至10 N。
8.一种液晶面板，根据权利要求1所述的方法制得。
9.根据权利要求8所述的液晶面板，其中αMD和αTD各自为0.8至1.2。
10.根据权利要求8所述的液晶面板，其中αMD和αTD各自为0.85至1.15。
11.根据权利要求8所述的液晶面板，其中αMD和αTD各自为1。
12.根据权利要求8所述的液晶面板，满足以下方程式4：
[方程式4]
Figure 805776DEST_PATH_IMAGE002
。
13.根据权利要求8所述的液晶面板，其中当将所述起偏振器层在80℃下保持2小时时，所述起偏振器层的吸收轴向收缩力为5 N至9 N。
14.根据权利要求8所述的液晶面板，其中当将所述低透湿性基材层在80℃下保持2小时时，所述低透湿性基材层的透射轴向收缩力为3 N至10 N。
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