CN114077087A - 光学复合片和包含其的显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光学复合片和包含其的显示装置。在根据实施方案的光学复合片中，结合诸如棱镜片和光扩散层的光学功能元件，并且插入选择性地吸收特定波段的光的光吸收层，因此，与现有技术相比，可以提高光学性能和色域。特别是，通过调整光学复合片的层叠结构来提高色域的同时，可以最大限度地减少由于光吸收层吸收光而导致的亮度降低。

Description

光学复合片和包含其的显示装置
技术领域
实施方案涉及一种具有增强的色域和亮度的光学复合片以及包含该光学复合片的显示装置。
背景技术
在过去，40英寸电视是主流，但是现在很多消费者会购买50英寸甚至60英寸的电视。这样的尺寸竞争已经结束，开始了分辨率竞争。一年前，全高清(FHD)电视是一种高端机型，但是现在超高清(UHD)电视在市场上迅速普及。
最近，显示装置领域正在从增加面积和高分辨率的竞争演变为颜色的竞争。由于此原因，最近出现了制造具有优异颜色的显示装置的竞争。
液晶显示器(LCD)利用液晶的光学特性来显示图像。由于显示图像的液晶显示面板是一种自身不发光的非发光装置，因此它具有包括液晶显示面板和设置在其后侧的背光单元的结构，背光单元为液晶显示面板提供光。液晶显示装置与其他显示装置相比，具有更薄、更轻、功耗低、驱动电压低等优点，但在颜色方面略逊于其他显示装置。
此外，基于国家电视标准委员会(NTSC)，现在正在消失的阴极射线管(CRT)显示装置的色域高达80％，直到最近，NTSC水平为90％的等离子显示面板(PDP)装置也已上市。此外，作为下一代显示装置备受关注的有机发光显示(OLED)装置可以实现高达100％的NTSC水平。然而，液晶电视的NTSC水平为72％。
因此，为了推动显示装置领域的市场，有必要改善液晶显示装置的缺点。特别是，需要一种在不降低其亮度的同时增强传统液晶显示装置的色域的技术。
[现有技术文献]
(专利文献1)韩国专利公开号2012-0072194
发明内容
技术问题
在显示装置的背光单元中使用的光学片执行诸如收集、扩散和反射光等功能。当两个或多个功能结合时，可以补充和最大化各个光学功能。此外，可以将阻止除RGB之外的不需要的波长的滤光功能与光学片结合以增强色域。
作为本发明人的研究结果，通过插入用于选择性地吸收特定波段的光的光吸收层，同时结合诸如棱镜片和光扩散层的光学功能元件，开发出一种光学性能和色域比现有技术增强的光学复合片。特别地，本发明人能够在通过调整光学复合片的层叠结构来增强色域的同时，最大限度地减少由于光吸收层吸收光而导致的亮度降低。
因此，本实施方案的目的是提供一种色域增强但其亮度没有显著降低的光学复合片以及包含该光学复合片的显示装置。
技术问题的解决方案
根据一实施方案，提供了一种光学复合片，其包括反射偏光膜，其中具有彼此不同光学特性的第一树脂层和第二树脂层交替层叠100至2000层；棱镜片，设置在所述的反射偏光膜下方；光扩散层，设置在所述的棱镜片下方；以及光吸收层，设置在所述的反射偏光膜、所述的棱镜片和所述的光扩散层中任一个的一侧，并选择性地吸收特定波段的光。
根据另一实施方案，提供了一种显示装置，其包括光源；显示面板，接收从光源入射的光并显示图像；以及设置在从光源到显示面板的光路中的光学复合片，其中光学复合片包括反射偏光膜，其中具有彼此不同光学特性的第一树脂层和第二树脂层交替层叠100至2000层；棱镜片，设置在所述的反射偏光膜下方；光扩散层，设置在所述的棱镜片下方；以及光吸收层，设置在所述的反射偏光膜、所述的棱镜片和所述的光扩散层中任一个的一侧，并选择性地吸收特定波段的光。
发明的有益效果
根据该实施方案，通过插入用于选择性地吸收特定波段的光的光吸收层，同时结合诸如棱镜片和光扩散层的光学功能元件，与现有技术相比，可以提供具有增强的光学性能和色域的光学复合片。特别是，通过调整光学复合片的层叠结构来增强色域的同时，可以最大限度地减少由于光吸收层吸收光而导致的亮度降低。
因此，根据该实施方案的光学复合片可应用于诸如LCD的显示装置的背光单元以增强其性能。
附图说明
图1显示了根据一实施方案的显示装置的光谱强度和其中使用的光学复合片的光谱透射率的变化。
图2显示了根据CIE 1976色度坐标u'v'计算色域的方法。
图3显示了根据一实施方案的显示装置的分解透视图。
图4显示了根据一实施方案的背光单元的截面图。
图5a、图5b和图5c分别显示了实施例1至3的光学复合片的截面图。
图6显示了对比实施例1的的光学复合片的截面图。
图7a、图7b和图7c是根据一实施方案的光学复合片中使用的棱镜片的截面图。
图8是根据一实施方案的光学复合片中使用的光吸收层的截面图。
图9a和图9b分别是根据实施方案的光学复合片中使用的第一光扩散层和第二光扩散层的截面图。
图10是根据一实施方案的光学复合片中使用的反射偏光膜的截面图。
<参考数字的说明>
1：显示装置 10：背光单元
11：光学复合片(实施例)
11'：光学复合片(对比实施例)
20：显示面板 30：盖窗
51：上层框架 52：下层框架
100：光吸收层 110：光吸收剂
120：粘合剂树脂 200：棱镜片
201：基层 202：图案层
202a：第一图案 202b：第二图案
210：第一棱镜片 220：第二棱镜片
310：第一光扩散层 311：珠子
312：粘合剂树脂 320：第二光扩散层
321：珠子 322：粘合剂树脂
350：基膜
400：反射偏光膜 500：缓冲膜
600、610、620、630：粘合剂层 601：弯月面
700：导光板 800：反射板
M：层叠板 S1、S2：表层
T1：基层厚度 T2：图案层厚度
Ta：第一图案的高度 Tb：第二图案的高度
CG：全色域 CG0：重叠色域
CG1：第一色域 CG2：第二色域
R：红色 G：绿色 B：蓝色
本发明最佳的实施方式
在以下实施方案的描述中，在提及一元件形成在另一元件“上”或“下”的情况下，不仅意味着一元件直接形成在另一元件“上”或“下”，而且意味着一元件间接形成在另一元件之上或之下，而其他元件介于它们之间。
此外，关于每个元件上或下的术语可以参考附图。为便于说明，附图中各个元件的尺寸被夸大的描述，并且它们可以不同于实际尺寸。
在本说明书中，当一部分称为“包含/包括”元件时，应理解为可以包含/包括其它元件，而不是排除其它元件，除非另有特别说明。
此外，除非另有说明，所有表示本文中使用元件的物理特性、尺寸等的数字都应理解为由术语“约”修饰。
在本说明书中，除非另有说明，单数表达应理解为包含在上下文中解释的单数或复数表达。
显示装置
根据实施方案的显示装置包括光源、显示面板和光学复合片。显示面板接收从光源入射的光并显示图像。光学复合片可以设置在从光源到显示面板的光路中。因此，显示装置可以包括光源；光学复合片，其上入射来自光源的光；以及显示面板，其上入射来自光学复合片的光。当来自光源的光通过光学复合片时，其特性被增强，并且显示面板使用具有增强特性的光来显示图像。
具体地，参照图3，显示装置(1)可以包括背光单元(10)；以及显示面板(20)，其设置在背光单元(10)上。背光单元(10)可以包括光学复合片(11)；以及扩散板或导光板(700)，还可以包括光源(900)。
光源可以设置在导光板的侧面或扩散板的下方。扩散板或导光板(700)设置在光学复合片(11)下方，用于将光源(900)产生的光传输至显示面板(20)。导光板(700)用于边缘型光源的情况，在这种情况下，可以在导光板(700)下方设置反射板(800)以减少光损失。扩散板用于直射光源的情况下，也可以使用LED面光源来提高光效。
参照图3，光源(900)产生的光入射到导光板(700)的侧面，并被反射板(800)反射进入光学复合片(11)的底部。以这种方式入射的光垂直穿过光学复合片(11)并从其顶部出射。从光学复合片(11)顶部发出的光入射到显示面板(20)上。因此，可以在显示面板的屏幕上显示图像。
光源可以是白光源。例如，光源可以具有连续的发射光谱。具体地，光源可以是白光LED。更具体地，光源可以包括蓝色氮化镓(GaN)发光芯片和黄色钇铝石榴石(YAG，Y3Al5O12)磷光体。此外，光源可以包括蓝色氮化镓(GaN)发光芯片和r、g磷光体，或者可以包括r磷光体和红色KSF(K2SiF6:Mn)磷光体。
显示面板(20)可以包括液晶盒和一个或多个偏光板。作为具体示例，显示面板(20)可以具有第一偏光板、液晶盒和第二偏光板层叠的结构，其中可以在偏光板和液晶盒之间形成粘合剂层。
显示装置(1)还可以包括设置在显示面板(20)上的盖窗(30)，盖窗可以由透明聚酰亚胺薄膜或超薄玻璃(UTG)形成。此外，显示装置(1)还可以包括连接到显示面板(20)的电极和基板。此外，显示装置(1)可以包括围绕并保护这些组件的框架(51、52)。
光学复合片的构成层
该光学复合片包括棱镜片、光扩散层和光吸收层。此外，还可以包括基膜、反射偏光膜、缓冲膜和粘合剂层。
该光学复合片可包括棱镜片；光扩散层，其设置在所述棱镜片下方；光吸收层，其设置在所述棱镜片上方、所述棱镜片与所述光扩散层之间或所述光扩散层下方。
所述棱镜片、所述光扩散层和所述光吸收层可以设置在从光源到显示面板的光路中。所述棱镜片、所述光扩散层和所述光吸收层可以彼此结合。基于光路，所述光吸收层可以设置为比所述棱镜片更靠近光源。此外，基于光路，所述光扩散层可以设置为比所述光吸收层更靠近光源。
以下，对各构成层进行详细说明。
棱镜片
棱镜片通过利用棱镜图案界面处的折射率的差异收集光来提高亮度。
参照图7a，棱镜片(200)包括基层(201)和形成在基层上的图案层(202)。图案层的图案形状没有特别限制。例如，它可以具有长三角柱形状，从而在界面处折射光。
棱镜片可以包括多个彼此高度不同的棱镜图案。参照图7b，棱镜图案可以由彼此高度不同的第一图案(202a)和第二图案(202b)组成。第二图案的高度(Tb)与第一图案的高度(Ta)的比率(Tb/Ta)可以是0.5至0.99或0.8至0.95。
参照图7c，第一图案(202a)顶端的顶点穿入粘合剂层(600)并与之粘合。在这种情况下，形成弯月面(601)，从而降低了光收集性能。因此，使第二图案(202b)的高度与第一图案的高度不同以保持顶端的形状，由此可以抑制光收集性能的降低。
因此，图案层(220)包括多个第一图案(202a)和多个第二图案(202b)。这里，第一图案(202a)的高度(或间距)可以大于第二图案(202b)的高度(或间距)，并且仅第一图案(202a)顶端的顶点可以粘附到粘合剂层(600)。
作为布置的示例，第一图案(202a)和第二图案(202b)混合布置使得它们可以周期性地重复布置。例如，可以在排列的第一图案(202a)之间周期性地排列1至50个第二图案(202b)。
基层和图案层可以由彼此相同的材料形成。例如，基层和图案层可以整体地制备。或者，基层和图案层可以由不同的材料形成。例如，一旦准备好基层，就可以在其上形成图案层。
具体地，用于基层的材料的实例包括聚酯树脂、聚醚砜树脂、丙烯酸树脂、聚醚酰亚胺树脂、聚苯硫醚树脂、聚芳酯树脂、聚酰亚胺树脂、聚碳酸酯树脂、三乙酸纤维素树脂、乙酸丙酸纤维素树脂等。更具体地，用于基层的材料可以是聚酯树脂，特别是聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂或聚萘二甲酸乙二醇酯树脂。
此外，用于图案层的材料可以是紫外线固化树脂。其实例包括丙烯酸酯树脂如环氧丙烯酸酯和氨基甲酸酯丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯树脂和环氧树脂。
参照图7a，棱镜片基层的厚度(T1)可以为30μm至300μm，具体是50μm至200μm，图案层的厚度(T2)可以为10μm至100μm，具体是20μm至60μm。
所述的光学复合片可以包括两个或多个棱镜片。具体地，它可以包括第一棱镜片和第二棱镜片。
所述的第一棱镜片和所述的第二棱镜片的图案可以彼此相同或彼此不同。
例如，所述的棱镜片可以包括第一棱镜片，其包括沿第一方向延伸的第一棱镜图案；和第二棱镜片，其包括沿与第一方向相交的第二方向延伸的第二棱镜图案。
具体地，所述的第一棱镜片和所述的第二棱镜片可以在它们的图案的纹理方向上彼此垂直。更具体地，所述的第一棱镜片可以是水平棱镜片，所述的第二棱镜片可以是垂直棱镜片，反之亦然。
另外，所述的第一棱镜片的图案层和所述的第二棱镜片的图案层可以朝向相同的方向，也可以朝向不同的方向。
棱镜片的制备方法
所述的棱镜片可以通过卷对卷的方法将形成在圆柱形母辊上的图案转移到聚合物膜上来制备。首先，母辊的外表面(即圆柱体的圆周表面)可以用咬合或激光切割在母辊上雕刻图案。此后，可以在母辊上涂覆原料粗液(或UV漆)，将原料粗液的涂层转移到基膜上，并照射紫外线使其固化，从而制备出具有图案的棱镜片。或者，可通过挤出加热熔融塑料原料，在液态塑料平板固化的同时转印母辊的图案，从而制备具有图案的棱镜片。
用于制备不同高度的图案的棱镜片的母辊可以通过例如用金刚石工具切割来制备。作为一个具体的例子，当由硬铜等材料制成的圆柱辊旋转时，金刚石工具沿横向移动，沿着辊的圆周进行螺纹切割，从而形成连续的凹槽图案。在这种情况下，可以调整金刚石工具的移动速度以改变棱柱图案的间距、金刚石工具在圆柱辊中的穿透深度、金刚石工具与辊表面之间的水平/垂直角度，也可以调整圆柱辊的转速，使棱镜图案的规格更多样化、更具体。
光扩散层
所述的光扩散层可以通过扩散光来遮盖棱镜片等的图案。所述的光学复合片还可包括一层、两层或多层光扩散层。
参照图4、图9a和图9b，所述的光扩散层可以包括第一光扩散层(310)和第二光扩散层(320)，每层都具有珠子(311、321)和粘合剂树脂(312、322)。所述的第一光扩散层(310)和所述的第二光扩散层(320)可以分别形成在光学片的下部和上部。
所述珠子可以是有机珠子。特定材料可以是从由丙烯酸酯类树脂、聚苯乙烯树脂、尼龙树脂和硅树脂(silicone resin)组成的组中选择的一种或多种。更具体地，它可以是硬的丙烯酸酯类树脂。珠子的形状没有特别限定，例如可以是球状。此外，从遮盖力、亮度和防止与相邻层磨削的观点来看，珠子具有5μm至20μm的平均粒径是有利的。更具体地，它可以是0.5μm至10μm或0.8μm至6μm。粘合剂树脂可以是热固性树脂和光固化性树脂中的至少一种。
所述的第一光扩散层可具有60％至99％的雾度，更具体地，60％至98％的雾度。当雾度在上述优选范围内时，具有足够遮盖力的高亮度的优点。
所述的第二光扩散层可以具有3％至30％的雾度，更具体地，7％至17％的雾度。当雾度在上述优选范围内时，具有充分的防磨削性能的高亮度的优点。
光吸收层
所述的光吸收层选择性地吸收特定波段的光。
所述的光吸收层可以具有在可见光波段内的主吸收波长。然而，光吸收层的主吸收波长可以属于可见光波段内不包括纯RGB波长的波段。因此，光吸收层可以通过阻挡除从光源发射的纯RGB波长之外的不需要的波长来增强色域。例如，光吸收层的主吸收波长可以落在470nm至520nm或550nm至620nm之间。具体地，光吸收层的主吸收波长可以落在480nm至510nm、560nm至610nm或580nm至620nm之间。
此外，光吸收层还可以具有吸收率比主吸收波长低的补充吸收波长。补充吸收波长也可以落入可见光波段内。例如，补充吸收波长也可以属于除可见光波段内纯RGB波长之外的波段。或者，补充吸收波长可以属于与主吸收波长不同的纯RGB波段。例如，补充吸收波长可以属于510nm至560nm或530nm至570nm。
作为具体示例，光吸收层可以具有580nm至620nm的主吸收波长和530nm至570nm的补充吸收波长。在上述范围内，可以更有效地增强色域。
图8是根据一实施方案的光学复合片中使用的光吸收层的截面图。参照图8，光吸收层(100)可以包括至少一种光吸收剂(110)和粘合剂树脂(120)。
光吸收剂可具有如上所示的主吸收波长。例如，光吸收剂可以是染料或颜料，和有机材料或无机材料。具体地，它可以是有机染料或无机颜料。
作为具体实例，光吸收剂可以是选自由吡咯烯类(pyrrolemethines)、罗丹明类(rhodamines)、硼二吡咯烯类(borondipyrromethenes)、四氮杂卟啉类(tetraazaporphyrins)、方酸类(squarines)和花青类(cyanines)组成的组中的至少一种。
基于光吸收层的重量，至少一种光吸收剂的总含量可以为0.01重量％至10重量％，具体地为0.05重量％至7重量％。
粘合剂树脂可以由适合涂覆或粘合的组分组成。例如，它可以是选自由聚酯树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、三聚氰胺树脂、环氧树脂、硅树脂(silicone resin)、聚乙烯醇树脂和噁唑啉树脂组成的组中的一种或多种。
光吸收层还可以包括紫外线阻挡剂。紫外线阻挡剂的实例包括羟基苯并三唑类(hydroxybenzotriazole-based)紫外线阻挡剂、三间苯二酚-三嗪生色团类(tris-resorcinol-triazine chromophore-based)紫外线阻挡剂和基于羟基苯基-苯并三唑生色团类(hydroxyphenyl-benzotriazole chromophore-based)紫外线阻挡剂。它可以单独使用或两种以上结合使用。基于光吸收层的重量，紫外线阻挡剂的含量可以为0.01重量％至10重量％，具体地为0.05重量％至7重量％。
光吸收层可具有至少一定水平的透光率。例如，对于590nm的波长，光吸收层可具有30％以上、45％以上、50％以上或70％以上，具体地，30％至90％或50％至90％的透光率。
基膜
根据一实施方案的光学复合片还可以包括涂覆有光扩散层的基膜。即，光扩散层可以涂覆在基膜上。
基膜的材料例如可以是聚酯树脂，具体可以是聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂。
反射偏光膜
根据一实施方案的光学复合片包括反射偏光膜以增强亮度。
反射偏光膜是指通过层叠多个薄膜而产生所期望的光学效果的膜。其实例包括双增亮膜(DBEF)。
具体地，反射偏光膜可以包括以层叠形式具有彼此不同光学特性的两种或更多种类型的薄膜。
如图10所示，反射偏光膜可以在两个表层(S)之间具有多个薄膜的层叠板(M)。在这种情况下，薄膜的不同光学特性可以是折射率或延迟。
具体地，反射偏光膜是将光学特性彼此不同的第一树脂层和第二树脂层交替层叠100至2000层而成的反射偏光膜。
缓冲膜
光学复合片还可包括缓冲膜以保护反射偏光膜的表层。具体地，如图4所示，当棱镜片(210)设置在反射偏光膜(400)下方时，棱镜片(210)的图案可能会影响反射偏光膜的薄膜，从而降低其亮度增强性能。因此，缓冲膜(500)可以插入在反射偏光膜(400)和棱镜片(210)之间以防止亮度降低。
缓冲膜的材料可以是例如聚酯树脂，具体地，可以是聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂。
粘合剂层
光学复合片可以包括在其构成元件(棱镜片、基膜、反射偏光膜、缓冲膜等)之间的粘合剂层。
常用的热固性树脂和紫外线固化树脂可用作粘合剂层的材料。例如，可以使用丙烯酸类(acrylic-based)树脂、氨基甲酸酯类(urethane-based)树脂、环氧类(epoxy-based)树脂、乙烯类(vinyl-based)树脂、聚酯类(polyester-based)树脂、聚酰胺类(polyamide-based)树脂或它们的混合物。丙烯酸类树脂的实例包括具有甲基丙烯酸甲酯(methyl methacrylic)、甲基丙烯酸(methacrylic)、乙基丙烯酸(ethylacrylic)、丁基丙烯酸(butylacrylic)、芳基丙烯酸(arylacrylic)、己基丙烯酸(hexylacrylic)、异丙基甲基丙烯酸(isopropylmethacrylic)、苄基丙烯酸(benzylacrylic)、乙烯基丙烯酸(vinylacrylic)或2-甲氧基乙基丙烯酸(2-methoxyethylacrylic)树脂作为重复单元的均聚物或具有两种或更多种上述组分的共聚物。
粘合剂层的材料的优选实例包括(甲基)丙烯酸酯树脂、不饱和聚酯树脂、聚酯(甲基)丙烯酸酯树脂、硅氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯树脂(silicone urethane(meth)acrylate resins)、硅聚酯(甲基)丙烯酸酯树脂(silicone polyester(meth)acrylateresins)、氟氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯树脂(fluorine urethane(meth)acrylateresins)，以及它们的混合物。
光学复合片每层厚度
上述光学复合片的各构成层的厚度可以在一定范围内调整。
棱镜片的厚度可以为50μm以上或80μm以上，并且300μm以下或200μm以下。
光扩散层的厚度可以为3μm以上或5μm以上，并且30μm以下或20μm以下。
光吸收层的厚度可以为1μm以上、2μm以上或3μm以上、并且100μm以下、25μm以下、15μm以下、10μm以下或5μm以下。
基膜的厚度可以为50μm以上或70μm以上，并且200μm以下或150μm以下。
反射偏光膜的厚度可以为50μm以上或70μm以上，并且200μm以下或150μm以下。
缓冲膜的厚度可以为50μm以上或70μm以上，并且200μm以下或150μm以下。
作为具体示例，反射偏光膜的厚度可以为50μm至200μm，缓冲膜的厚度可以为50μm至200μm，棱镜片的厚度可以为50μm至350μm，光扩散层的厚度可以为3μm至30μm，并且光吸收层的厚度可以为1μm至100μm。
光学复合片的层叠结构
上述光学复合片的构成层(棱镜片、光扩散层、光吸收层、反射偏光膜、缓冲膜等)可以设置在光路中。
另外，光学复合片的构成层可以相互结合。该结合可以是直接结合或通过粘合剂层等间接结合。因此，光学复合片可以包括其中构成层直接或间接结合的层叠板。
作为示例，光吸收层可以与棱镜片和光扩散层中的至少一个结合。具体地，光吸收层可以设置在棱镜片和光扩散层中的至少一个的一侧。
作为另一示例，棱镜片、光扩散层和光吸收层可以彼此结合。具体地，棱镜片包括基层和形成在基层一侧的图案层，基层的另一侧设置有光吸收层，光扩散层可以设置在光吸收层的表面。
作为又一示例，反射偏光膜、棱镜片、光扩散层和光吸收层可以直接或间接地彼此结合。
光学复合片可以包括反射偏光膜、设置在反射偏光膜下方的棱镜片；光扩散层，其设设置在棱镜片下方；光吸收层，其设置在反射偏光膜、棱镜片和光扩散层中的任一个的一侧。
此外，光学复合片还可以包括位于反射偏光膜与棱镜片之间的缓冲膜，其中反射偏光膜、缓冲膜、棱镜片、光扩散层和光吸收层可以直接或间接地彼此结合。
此外，光学复合片还可包括设置在棱镜片上的缓冲膜、设置在缓冲膜上的反射偏光膜；以及设置在反射偏光膜上的附加光扩散层，其中反射偏光膜可以包括以层叠形式的彼此具有不同光学特性的两个或更多个薄膜，并且缓冲膜可以包括聚酯树脂。
作为一具体示例，如图5a所示，第一光扩散层(310)、反射偏光膜(400)、缓冲膜(500)、第一棱镜片(210)、第二棱镜片(220)、光吸收层(100)和第二光扩散层(320)可以依次层叠在光学复合片(11)中，并且可以在它们之间形成粘合剂层(610、620、630)。
作为另一具体示例，如图5b所示，第一光扩散层(310)、反射偏光膜(400)、缓冲膜(500)、第一棱镜片(210)、光吸收层(100)、第二棱镜片(220)和第二光扩散层(320)可以依次层叠在光学复合片(11)中，并且可以在它们之间形成粘合剂层(610、620、630)。
作为又一具体示例，如图5c所示，第一光扩散层(310)、反射偏光膜(400)、缓冲膜(500)、光吸收层(100)、第一棱镜片(210)，第二棱镜片(220)和第二光扩散层(320)可以依次层叠在光学复合片(11)中，并且可以在它们之间形成粘合剂层(610、620、630)。
可以调整光吸收层在光学复合片中的位置(特别是其相对于其他构成层的位置)以增强光学性能。
例如，相对于入射到光学复合片上的光从其出射的前侧而言，光吸收层可以设置在棱镜片的后侧。具体地，棱镜片包括第一棱镜片和第二棱镜片，其中光吸收层可以相对于入射光出射的前侧设置在第一棱镜片或第二棱镜片的后侧。
此外，光吸收层可以在第一棱镜片和第二棱镜片之间形成。作为具体示例，棱镜片可以包括第一棱镜片，其括沿第一方向上延伸的第一棱镜图案；第二棱镜片包括沿与第一方向相交的第二方向延伸的第二棱镜图案，其中第二棱镜片可设置在第一棱镜片下方，光吸收层可以设置在第一棱镜片与第二棱镜片之间。
此外，第二棱镜片可以设置在相对于第一棱镜片前侧的后侧，第二棱镜片可以包括基层和形成在基层一侧的图案层，以及光吸收层可以形成在基层的另一侧。这里，光扩散层可以形成在光吸收层的表面上。
参照图3和图4，入射到光学复合片(11)底部的光从其顶部出射，并且光吸收层(100)可以设置在棱镜片(210、220)下方。根据这种设置，由于从光源入射的光在穿过整个棱镜片之前穿过光吸收层，因此可以最小化根据视角的颜色偏差。
具体地，棱镜片、光扩散层和光吸收层可以彼此结合，基于光路，光吸收层可以设置为比棱镜片更靠近光源，并且基于光路，光扩散层可以设置为比光吸收层更靠近光源。
更具体地，棱镜片可包括第一棱镜片，其包括沿第一方向延伸的第一棱镜图案；第二棱镜片，其包括沿与第一方向相交的第二方向延伸的第二棱镜图案，其中第二棱镜片可设置在第一棱镜片下方，光吸收层可设置在第二棱镜片下方。此外，光扩散层可以形成在光吸收层之下。
色域
与常规显示装置相比，包含根据实施方案的光学复合片的显示装置可以增强色域。
色域是指每种介质在整个光域中所能再现的色域。一般而言，对任何介质的色域的评价都是通过在CIE(国际照明委员会)色度坐标中获得由三个RGB点组成的三角形，并与NTSC(国家电视系统委员会)或DCI(数字电影倡议)标准的RGB三角形比较来进行的。
色度是指除亮度外的颜色特征，CIE 1976色度坐标u'v'是一种最接近人类感知颜色的表示方法。
图2显示了根据CIE 1976色度坐标u'v'计算色域的方法。如图2所示，在色度坐标的整个色域(CG)内绘制第一色域(CG1)作为参考，并以从样本测得的红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)坐标作为顶点绘制第二色域(CG2)。
然后，得到它们之间重叠色域(CG0)的面积。此后，可以通过计算这些色域的面积之间的比率来测量样本的色域。
例如，在色度坐标(CIE 1931色度坐标xy或CIE 1976色度坐标u'v')中绘制DCI色域的三角形(第一色域)作为参考，之后绘制从样本测量的色域的三角形(第二色域)。然后，计算第二色域的面积与第一色域的面积的百分比(％)可以得到DCI面积比。另外，一旦获得了两个色域的重叠色域，计算重叠色域的面积与第一色域的面积的百分比(％)可以得到DCI重叠率。
例如，包含该光学复合片的显示装置在CIE 1931色度坐标xy中可具有80％以上，具体地，85％以上，90％以上，或95％以上的DCI面积比。
此外，包含该光学复合片的显示装置在CIE 1976色度坐标u'v'中可具有80％以上，具体地，85％以上，90％以上，或95％以上的DCI重叠率。
作为具体示例，包含该光学复合片的显示装置可以在CIE 1931色度坐标xy中具有90％以上的DCI面积比和在CIE 1976色度坐标u'v'中90％以上的DCI重叠比。
光谱强度和透射率
图1显示了根据一实施方案的光学复合片的光谱透射率曲线(粗实线)、应用该光学复合片的显示装置的光谱强度曲线(细实线)以及未应用光学复合片的显示装置的光谱强度曲线(细虚线)。
本实施方案的光学复合片的光谱透射率曲线可以在可见光波长范围内具有一个或多个吸收峰。具体地，光学复合片的光谱透射率曲线可以在纯RGB波长以外的波长处具有主吸收峰(最深谷形状中的峰)。在图1中，虽然其具有580nm至620nm范围内的主吸收峰，但不限于此。或者，它可以在480nm至510nm范围内具有主吸收峰。此外，光学复合片的光谱透射率曲线除主吸收峰外还可具有一个或多个附加吸收峰。附加吸收峰也可能存在于纯RGB波长之外的波段。或者，光学复合片的光谱透射率曲线可以在纯RGB波长内具有附加吸收峰。例如，如图1所示，它可以在530nm和570nm或420nm和480nm之间有附加吸收峰。
由于根据本实施方案的光学复合片中的光吸收层吸收特定波长，因此光学复合片的光谱透射率可以解释为光吸收层的光谱透射率。更具体地，它可以解释为光吸收层中光吸收剂的光谱透射率。另外，光学复合片的光谱透射率曲线中的主吸收峰的波长可以理解为光吸收层的主吸收波长。更具体地，它可以解释为光吸收层中光吸收剂的主吸收波长。
应用本实施方案的光学复合片的显示装置的光谱强度曲线可以是相对于未应用光学复合片的显示装置的光谱强度曲线在特定波长处强度降低的曲线。具体地，强度降低的波长可以对应于光学复合片的吸收峰的波长。尤其是在光学复合片的主吸收峰波长处，强度可以最大程度地降低。更具体地，强度降低的波长覆盖了除纯RGB波长以外的波长，从而增强了显示装置的色域。
同时，如图1所示，由于光学复合片吸收特定波长，因此不可避免地会降低显示装置的亮度。然而，根据实施方案的光学复合片可以通过使用反射偏光膜来补偿亮度的降低。它可以通过额外调整光吸收层的位置来最小化亮度的降低。
作为示例，包含光学复合片的显示装置在CIE 1976色度坐标u'v'中可以具有90％以上的DCI重叠率且具有170cd/m2以上的白光亮度。
颜色透过率
光学复合片可以在特定波段内具有最低的颜色透射率值。
颜色透射率可以通过以下步骤获得。首先，将光学复合片设置在具有连续发射光谱的白色表面光源上，测量通过光学复合片(例如，图5a至5c的片)发射的光的光谱强度(L1)。此后，通过从光学复合片上去除光吸收层来制备参考片(例如，图6的片)，将参考片设置在表面光源上。以与L1相同的方式和相同的位置测量通过参考片发射的光的光谱强度(L0)。颜色透射率是将通过光学复合片发射的光的光谱强度(L1)除以通过参考片发射的光的光谱强度(L0)所得的值(L1/L0)。
用于表面光源的光源可以是上述光源。此外，表面光源可以包括光源和导光板。光学复合片和参考片可以设置在导光板的上侧，光源可以设置在导光板的侧面。
此外，表面光源可以来自大型液晶电视。作为示例，表面光源可以通过从大型液晶电视去除液晶显示面板和除导光板以外的各种光学片而获得。作为另一示例，表面光源可以通过从液晶电视的背光单元去除棱镜片和反射偏光膜而获得。作为又一示例，表面光源可以通过从根据实施方案的显示装置去除显示面板和光学复合片而获得。
例如，光学复合片在580nm至610nm的波段范围内可以具有最低的颜色透射率值，并且颜色透射率的最低值可以为0.6以下。这里，为了测量颜色透射率，准备发射具有连续发射光谱的白光的光源，当光源发出的光穿过光学复合片时测量来自光学复合片的光的光谱强度(L1)，通过从光学复合片上去除光吸收层来制备参考片，当光源发出的光穿过参考片时，测量来自光学复合片的光的光谱强度(L0)，L1除以L0所得的值为颜色透射率。
如果在580nm至610nm的波段内颜色透射率的最低值为0.6以下，则可以进一步增强应用该颜色透射率的显示装置的色域。具体地，可以为0.5以下、多0.4以下或0.3以下。
在根据该实施方案的光学复合片中，结合诸如棱镜片和光扩散层的光学功能元件，并且插入选择性地吸收特定波段的光的光吸收层，因此，与现有技术相比，可以增强光学性能和色域。特别是，通过调整光学复合片的层叠结构来增强色域的同时，可以最大限度地减少由于光吸收层吸收光而导致的亮度降低。
因此，根据实施方案的光学复合片可应用于如LCD的显示装置的背光单元以增强其性能。
具体实施方式
在下文中，通过以下实施例更详细地解释实施方案。但本发明的范围不仅限于此。
光学复合片的制备实例
实施例1
(A)为了制备用于光吸收层的组合物，将0.05重量份的光吸收剂(PANAX NEC584，Ukseung Chemical)和1.0重量份的UV阻挡剂(TinuvinTM 928，BASF)加入到100重量份的溶液中，溶液由丙烯酸粘合剂树脂(AOF-2914，Aekyung)和丙二醇甲醚(PGME)以30:70的重量比混合。
(B)在厚度为100μm的基膜(PET)的一侧涂覆可UV固化的树脂以形成约40μm厚的棱镜图案，从而制备下棱镜片。使用Mayer棒将用于光吸收层的组合物涂覆在基膜的另一侧，干燥固化形成3μm厚的光吸收层。制备其中混合15重量份聚甲基丙烯酸丁酯(PBMA)珠粒、35重量份聚氨酯丙烯酸树脂和50重量份甲基乙基酮(MEK)作为溶剂的组合物。将其涂覆在光吸收层的表面上，干燥形成5μm厚的下光扩散层。
(C)在厚度为100μm的基膜(PET)的一侧涂覆可UV固化的树脂以形成约40μm厚的棱镜图案，从而制备上棱镜片。使用Mayer棒在基膜的另一侧涂覆0.5至1.0μm厚度的可UV固化的粘合剂树脂。将其粘附到预先制备的下棱镜片上并进行UV固化获得复合片。
(D)使用Mayer棒在厚度为100μm的缓冲膜(PET)的一侧涂覆0.5至1.0μm厚的可UV固化的粘合剂树脂。将其粘附在上述步骤(C)中制备的复合片上并进行UV固化。
(E)制备其中混合15重量份聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)珠粒、35重量份丙烯酸粘合剂树脂和50重量份甲基乙基酮(MEK)作为溶剂的组合物。将该组合物涂覆在厚度为95μm的双增亮膜(DBEF、Qv2、3M)的一侧，并干燥形成厚度为10μm的上光扩散层。使用Mayer棒在双增亮膜的另一侧涂覆10μm的厚度的可UV固化的粘合剂树脂。将其粘附在上述步骤(D)中制备的复合片的缓冲膜表面并进行UV固化，得到最终的光学复合片(见图5a)。
实施例2
重复实施例1的步骤(A)-(E)，得到最终的光学复合片，条件是步骤(B)中下棱镜片基膜的另一侧不形成光吸收层；而是在步骤(C)中，在上棱镜片的另一侧形成光吸收层，在光吸收层的表面涂覆粘合剂树脂，其粘附在下棱镜片上，然后进行后续步骤(见图5b)。
实施例3
重复实施例1的步骤(A)-(E)，得到最终的光学复合片，条件是步骤(B)中下棱镜片基膜的另一侧不形成光吸收层；而是在步骤(D)中，在缓冲膜的一侧形成光吸收层，并在光吸收层的表面涂覆粘合剂树脂，其粘附在上棱镜片上，然后进行后续步骤(见图5c)。
对比实施例1
重复实施例1的步骤(A)-(D)，得到最终的光学复合片，条件是步骤(B)中下棱镜片基膜的另一侧不形成光吸收层，然后进行后续步骤(见图6)。
显示装置的应用实施例
在液晶显示装置(55英寸LED直下型，220V，LG电子)中，去除位于液晶显示面板背面的光学膜(反射偏光膜、棱镜片等)，将光学复合片放置在那里。
色域测量实施例
将光学复合片应用于显示装置。使用光谱辐射计(SR-3，TOPCON，工作距离：660毫米，视场规格：0.2D)测量每种颜色的亮度，CIE 1931色度坐标xy和CIE 1976色度坐标u'v'。然后，由此计算色域面积和DCI重叠率。结果如下表所示。
光吸收层的透光率
重复实施例1步骤(a)的步骤制备光吸收层用组合物，将其涂覆在厚度为100μm的PET膜的一侧，干燥、固化形成厚度为3μm的光吸收层。使用分光光度计测量波长为590nm的光的透光率。结果如下表所示。
表1
Figure BDA0003218164860000161
Figure BDA0003218164860000171
由上表可知，应用了对比实施例1的光学复合片的显示装置的白光亮度高，但DCI重叠率低，低于90％。因此，颜色再现性被评价为低。相反，应用了根据实施例1至3的光学复合片的显示装置具有90％以上的优异DCI重叠率，并且具有至少一定水平的白光亮度。

Claims (10)

1.一种光学复合片，其包括：
反射偏光膜，其中具有彼此不同光学特性的第一树脂层和第二树脂层交替层叠100至2000层；
棱镜片，其设置在所述的反射偏光膜下方；
光扩散层，其设置在所述的棱镜片下方；和
光吸收层，其设置在所述的反射偏光膜、所述的棱镜片和所述的光扩散层中任一个的一侧，并选择性地吸收特定波段的光。
2.如权利要求1所述的光学复合片，其还包括位于所述的反射偏光膜和所述的棱镜片之间的缓冲膜，其中，所述的反射偏光膜、所述的缓冲膜、所述的棱镜片、所述的光扩散层和所述的光吸收层直接或间接相互结合。
3.如权利要求2所述的光学复合片，其中，所述的反射偏光膜的厚度为50μm至200μm，
所述的缓冲膜的厚度为50μm至200μm，
所述的棱镜片的厚度为50μm至350μm，
所述的光扩散层的厚度为3μm至30μm，并且
所述的光吸收层的厚度为10μm至100μm。
4.如权利要求1所述的光学复合片，其中，所述的棱镜片包括多个彼此不同高度的棱镜图案。
5.如权利要求1所述的光学复合片，其中，入射到所述的光学复合片底部的光线从其顶部出射，所述的光吸收层设置在所述的棱镜片下方。
6.如权利要求1所述的光学复合片，其中，所述的棱镜片包括基层和形成在基层一侧的图案层，
所述的光吸收层设置在基层的另一侧，和
所述的光扩散层设置在所述的光吸收层的表面。
7.如权利要求1所述的光学复合片，其在580nm至610nm的波段范围内具有最低颜色透射率值，其中颜色透射率最低值为0.6以下，且
为了测量颜色透射率，准备发射具有连续发射光谱的白光的光源，当所述的光源发出的光穿过所述的光学复合片时，测量来自所述的光学复合片的光的光谱强度L1，
通过从所述的光学复合片上去除所述的光吸收层来制备参考片，当来自所述的光源的光穿过所述的参考片时测量来自所述的光学复合片的光的光谱强度L0，和
颜色透射率是L1除以L0所得的值。
8.如权利要求1所述的光学复合片，其中，所述的光吸收层包含至少一种光吸收剂和粘合剂树脂。
9.一种显示装置，其包括：光源；
显示面板，接收从所述的光源入射的光并显示图像；和
光学复合片，设置在从所述的光源到所述的显示面板的光路中，
其中，所述的光学复合片包括反射偏光膜，其中具有彼此不同光学特性的第一树脂层和第二树脂层交替层叠100至2000层；
棱镜片，其设置在所述的反射偏光膜下方；
光扩散层，其设置在所述的棱镜片下方；和
光吸收层，其设置在所述的反射偏光膜、所述的棱镜片和所述的光扩散层中的任一个的一侧，并选择性地吸收特定波段的入射光。
10.如权利要求9所述的显示装置，其在CIE 1976色度坐标u'v'中具有90％以上的DCI重叠率且具有170cd/m2以上的白光亮度。
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