CN114270231A - 偏光板及包括其的光学显示装置 - Google Patents

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Abstract

公开一种偏光板及一种包括其的光学显示装置。偏光板包括偏光器；及第一延迟层及第二延迟层的叠层体，堆叠在偏光器的下表面上。第一延迟层满足方程式1，且第二延迟层满足方程式2。第一延迟层及第二延迟层在550纳米波长下的面内延迟值之和介于100纳米至110纳米的范围内，第一延迟层及第二延迟层在550纳米波长下的面外延迟值之和介于‑30纳米至+10纳米的范围内，且第二延迟层包括芴系延迟层。

Description

偏光板及包括其的光学显示装置
技术领域
本发明涉及一种偏光板及一种包括其的光学显示装置。更具体而言，本发明涉及一种包括在制作偏光板时不会遭遇断裂的延迟层以提供良好的可处理性且具有良好的对角补偿及热稳定性的偏光板以及一种包括其的光学显示装置。
背景技术
液晶显示器包括液晶面板、安装在液晶面板的一个表面上的观察者侧偏光板、以及安装在其另一表面上的光源侧偏光板。液晶面板包括液晶层。尽管前面可见性良好，但包括面内切换(in-plane switching，IPS)液晶层或边缘场切换(fringe field switching，FFS)液晶层的液晶面板在对角处具有差的萤幕可见性。为解决此问题，观察者侧偏光板或光源侧偏光板需要延迟层。
近年来，随着减小偏光板的厚度的趋势，已尝试将液晶层提供给延迟层。然而，液晶层具有易碎性质，因而导致偏光板的耐久性劣化。作为延迟层，特别是作为正B(B+)板，在此项技术中一般使用丙烯酸膜。丙烯酸膜具有容许容易达成正B板的折射率nx、ny及nz的优点。然而，添加添加剂以防止丙烯酸膜断裂会带来诸多问题，例如价格增加及相容性降低。然而，随着偏光板的使用环境变得严格，偏光板需要热稳定性。
在韩国专利注册第10-1937447号中公开了本发明的背景技术。
发明内容
技术挑战
本发明的一个目的是提供一种包括在其制作时不会遭遇断裂的延迟层的偏光板。
本发明的另一目的是提供一种当应用于液晶显示器时具有良好的对角补偿及热稳定性的偏光板。
本发明的进一步的目的是提供一种在厚度减小方面具有良好效果的偏光板。
解决问题的手段
本发明的一个实施例是有关于一种偏光板。
所述偏光板包括偏光器；以及第一延迟层及第二延迟层的叠层体，堆叠在所述偏光器的下表面上，
其中所述第一延迟层满足方程式1，且所述第二延迟层满足方程式2：
[方程式1]
nx>ny>nz，
其中在方程式1中，nx、ny及nz分别是所述第一延迟层在550纳米波长下在其慢轴方向、快轴方向及厚度方向上的折射率，
[方程式2]
nz>nx>ny，
其中在方程式2中，nx、ny及nz分别是所述第二延迟层在550纳米波长下在其慢轴方向、快轴方向及厚度方向上的折射率，
所述第一延迟层及所述第二延迟层在550纳米波长下的面内延迟值之和介于100纳米至110纳米的范围内，
所述第一延迟层及所述第二延迟层在550纳米波长下的面外延迟值之和介于-30纳米至+10纳米的范围内，且
所述第二延迟层包括芴系延迟层。
第二延迟层可直接形成在第一延迟层上。
假设所述第一延迟层具有以0°的角度设置的慢轴，所述第二延迟层可具有以-5°至+5°的角度倾斜的慢轴。
所述第二延迟层在550纳米的波长下可具有50纳米至60纳米的面内延迟值及-150纳米至-120纳米的面外延迟值。
第二延迟层在550纳米的波长下可具有-3至0的双轴度。
第二延迟层可满足1.0≤Re(450)/Re(550)≤1.2且0.85≤Re(650)/Re(550)≤1.0，其中Re(450)、Re(550)及Re(650)分别标示在450纳米、550纳米及650纳米波长下的面内延迟值。
在方程式2中，所述第二延迟层可具有1.59至1.61的nx值、1.59至1.61的ny值及1.61至1.63的nz值。
第二延迟层可包含含芴系环的树脂(fluorene-based ring-containing resin)及芳族热塑性树脂。
假设所述偏光器具有以0°的角度设置的吸收轴，所述第二延迟层可具有以87°至93°的角度倾斜的慢轴。
所述第一延迟层在550纳米的波长下可具有50纳米至60纳米的面内延迟值及120纳米至150纳米的面外延迟值。
第一延迟层可满足以下关系：1.0≤Re(450)/Re(550)≤1.2且0.85≤Re(650)/Re(550)≤1.0，其中Re(450)、Re(550)及Re(650)分别标示在450纳米、550纳米及650纳米波长下的面内延迟值。
第一延迟层可包括环烯烃聚合物膜。
在方程式1中，所述第一延迟层可具有1.50至1.55的nx值、1.48至1.53的ny值及1.48至1.53的nz值。
所述第一延迟层及所述第二延迟层可依序堆叠在所述偏光器上，或者所述第二延迟层及所述第一延迟层可依序堆叠在所述偏光器上。
所述偏光板可还包括堆叠在所述偏光器的上表面上的保护膜。
本发明的另一实施例是有关于一种包括根据本发明的偏光板的光学显示装置。
本发明的效果
本发明提供一种包括在其制作时不会遭遇断裂的延迟层的偏光板。
本发明提供一种当应用于液晶显示器时具有良好的对角补偿及热稳定性的偏光板。
本发明提供一种关于厚度减小具有良好效果的偏光板。
附图说明
图1为根据本发明一个实施例的偏光板的剖面图。
图2为根据本发明一个实施例的光学显示装置的剖面图。
具体实施方式
将参考附图详细阐述本发明的实施例，使得本领域技术人员能够容易地实施本发明。应理解，本发明可以诸多不同方式来实施，而不限于以下实施例。在附图中，为清晰起见将省略与本说明无关的部分。在说明书通篇中，相同组件将由相同参考编号来标示。尽管各种组件的长度、厚度或宽度可在附图中夸大以用于理解，但应理解，本发明不限于此。
在本文中，例如“上部”及“下部”等空间相对性用语是参考附图来定义。因此，应理解，用语“上表面(upper surface)”可与用语“下表面(lower surface)”互换使用。
本文中，“面内延迟Re”、“面外延迟Rth”及“双轴度NZ”分别由方程式A、B及C表示：
[方程式A]
Re＝(nx-ny)×d，
[方程式B]
Rth＝((nx+ny)/2-nz)×d，
[方程式C]
NZ＝(nx-nz)/(nx-ny)，
其中nx、ny及nz分别是对应光学器件在测量波长下在所述光学器件的慢轴方向、快轴方向及厚度方向上的折射率，且d为所述光学器件的厚度(单位：纳米)。在方程式A至C中，测量波长可为450纳米、550纳米或650纳米。
本文中，“短波长色散(short wavelength dispersion)”是指Re(450)/Re(550)，而“长波长色散(long wavelength dispersion)”是指Re(650)/Re(550)，其中Re(450)、Re(550)及Re(650)分别是指单个延迟层或延迟层的叠层体在约450纳米、550纳米及650纳米波长下的面内延迟(Re)值。
本文用来表示角度的“+”意指围绕参考点的逆时针方向，且“-”意指围绕参考点的顺时针方向。
本文用来表示特定数值范围的表达“X至Y”意谓“X≤且≤Y”。
本发明的发明人发明了一种通过在偏光器的一个表面上堆叠第一延迟层及第二延迟层、同时控制第一延迟层及第二延迟层的延迟值以及第一延迟层及第二延迟层的延迟值之和而形成的偏光板，其中第二延迟层包括芴系延迟层。通过此种结构，偏光板的延迟层在制作偏光板时不会遭遇断裂，由此改善包括偏光板的光学显示装置的可处理能、对角补偿及萤幕品质以及偏光板或第一延迟层及第二延迟层整体的热稳定性，而没有亮度损失。
本文中，“热稳定性”意谓第一延迟层及第二延迟层整体的面外延迟(Rth)值的变化的绝对值为10纳米或小于10纳米，且当在60℃及95％的相对湿度(relative humidity，RH)下将偏光板或第一延迟层及第二延迟层整体处置500小时时，偏光板在黑色模式中表现出较小的亮度变化。测量的细节将在实例中阐述。
以下，将参考图1来阐述根据本发明的一个实施例的偏光板。
参考图1，偏光板包括偏光器(130)、堆叠在偏光器(130)的上表面上的保护膜(140)、以及依序堆叠在偏光器(130)的下表面上的第一延迟层(110)及第二延迟层(120)。
在一个实施例中，保护膜堆叠在偏光器的光出射表面上，而第一延迟层及第二延迟层堆叠在偏光器的光入射表面上。
在另一实施例中，保护膜堆叠在偏光器的光入射表面上，而第一延迟层及第二延迟层堆叠在偏光器的光出射表面上。
第二延迟层(120)堆叠在偏光器的下表面上，以在改善偏光板的机械性质的同时保护偏光器免受外部环境影响。尽管在图1中未示出，但在第二延迟层的下表面上进一步形成有粘合层、粘结层或粘合/粘结层，使得偏光板可以粘合方式贴合至光学构件(例如：用于液晶显示器等的面板)。粘合层、粘结层或粘合/粘结层可通过熟悉此项技术者已知的典型方法来形成。
第二延迟层(120)包括芴系延迟层，其是非晶体层。“芴系延迟层”意谓形成第二延迟层的基础树脂中的至少一者包括芴系单元。
如本领域技术人员众所已知的，“芴系”意指由式1表示的部分。在式1中，省略取代基。通过芴系延迟层，相较于由典型的丙烯酸膜形成的第二延迟层而言，第二延迟层可在制作偏光板时改善可处理性及经济可行性而不会断裂。
[式1]
Figure BDA0003500075900000041
在一个实施例中，第二延迟层是芴系延迟层，且由单层构成。本文中，“单层”意谓第二延迟层由芴系延迟层组成，且在其一个或两个表面上不包括额外的延迟层。
芴系延迟层可由包含含有上述芴系部分的至少一种基础树脂的组成物形成。
在一个实施例中，芴系延迟层是非丙烯酸延迟层，且可由包含含芴系环的树脂及芳族热塑性树脂的延迟层组成物形成。
芴系延迟层可包含含芴系环的树脂与芳族热塑性树脂的简单混合物(意指未反应状态)或者含芴系环的树脂与芳族热塑性树脂的反应产物。较佳地，芴系延迟层包含所述两种类型树脂的简单混合物，由此通过所述两种类型树脂的稳定相分离来改善第二延迟层的光学透明度。
在一个实施例中，含芴系环的树脂可包括含芴系环的聚酯。含芴系环的聚酯可通过二羧酸与二醇的酯化来形成。二羧酸可包括芴二羧酸，所述芴二羧酸具有通过烃基(例如：亚烷基)偶合至芴系环的9号碳的羧酸基。
在一个实施例中，芴系二羧酸可包括选自式2及式3的群组中的至少一者，但不限于此：
[式2]
Figure BDA0003500075900000051
[式3]
Figure BDA0003500075900000052
其中在式2及式3中，R1及R2各自独立地为单价取代基；k、m及n各自独立地为0至4的整数；且X1及X2各自独立地为二价烃基。
R1及R2可各自独立地为氰基、卤素、C1至C10烷基或C6至C10芳基。X1及X2可各自独立地为直链或支链C1至C10亚烷基。R1、R2、X1及X2可各自独立地被选自C1至C10烷基、C6至C10芳基及C3至C10环烷基的群组中的至少一者取代。
在一个实施例中，芴系二羧酸可包括至少一个9,9-双(羧基C2至C6烷基)芴，例如9,9-双(2-羧乙基)芴、9,9-双(2-羧丙基)芴等。
二羧酸可还包括不含芴系部分的其他二羧酸(非芴系二羧酸)，以不影响本发明的效果。例如，非芴系二羧酸可包括选自芳族二羧酸、多环芳族二羧酸及脂族二羧酸的群组中的至少一者，但不限于此。
以二羧酸的总量计，芴系二羧酸可以10摩尔％或大于10摩尔％、较佳地90摩尔％至100摩尔％的量存在。在此范围内，芴系二羧酸可确保本发明的有利效果。
二醇可包括含9,9-双芳基芴环的二醇，其中醇基通过烃基(例如：亚芳基)偶合至芴环的9号碳。含9,9-双芳基芴环的二醇可由式4表示，但不限于此：
[式4]
Figure BDA0003500075900000061
其中在式4中，Z是芳族烃基；R3及R4各自独立地为单价取代基；p是0至4的整数；R5是亚烷基；且q及r各自独立地为0或1或大于1的整数。
在式4中，Z标示单环芳族烃基，例如苯基等；及多环芳族烃基，例如萘基、蒽基、联苯基等。R3可为氰基、卤素、C1至C10烷基或C6至C10芳基；且R4是卤素、直链或支链C1至C10烷基、C6至C20芳基、C7至C20芳基烷基、C1至C10烷氧基、C1至C10烷基硫基、C6至C10芳基硫基、C2至C10酰基、硝基、氰基、胺基等，但不限于此。R5可为直链或支链C2至C10亚烷基。
在一个实施例中，含9,9-双芳基芴环的二醇可包括以下中的至少一者：9,9-双(羟基-烷基苯基)芴，例如9,9-双(羟基苯基)芴、9,9-双(羟甲基苯基)芴、9,9-双(羟基异丙基苯基)芴、9,9-双(羟基二甲基苯基)芴等；9,9-双(羟基芳基苯基)芴，例如9,9-双(羟基苯基苯基)芴等；以及9,9-双(羟基萘基)芴，但不限于此。
二醇可还包括至少一种类型的不含芴基的二醇(非芴系二醇)，以不影响本发明的效果。例如，非芴系二醇可包括烷二醇、亚烷基二醇及聚亚烷基二醇中的至少一者，但不限于此。
含芴系环的聚酯可通过二羧酸与二醇的酯化来制备。酯化可通过本领域技术人员已知的酸与醇的酯化来执行。
芳族热塑性树脂可包括选自芳族聚醚、芳族聚酯、芳族聚碳酸酯及芳族聚酰胺中的至少一者，较佳为芳族聚碳酸酯。较佳地，芳族热塑性树脂包括芳族聚碳酸酯，以改善与含芴系环的二羧酸的相容性。
以总计100重量份的含芴系环的树脂及芳族热塑性树脂计，含芴环的树脂可以50重量份至90重量份的量存在，且芳族热塑性树脂可以10重量份至50重量份的量存在。在该些范围内，含芴环的树脂及芳族热塑性树脂可高效地达成根据本发明的第二延迟层的期望的稳定性及延迟。
例如，以100重量份的含芴系环的树脂及芳族热塑性树脂计，含芴环的树脂可以50重量份、51重量份、52重量份、53重量份、54重量份、55重量份、56重量份、57重量份、58重量份、59重量份、60重量份、61重量份、62重量份、63重量份、64重量份、65重量份、66重量份、67重量份、68重量份、69重量份、70重量份、71重量份、72重量份、73重量份、74重量份、75重量份、76重量份、77重量份、78重量份、79重量份、80重量份、81重量份、82重量份、83重量份、84重量份、85重量份、86重量份、87重量份、88重量份、89重量份或90重量份的量存在。
除了含芴系环的树脂及芳族热塑性树脂之外，延迟层组成物可还包含典型添加剂，例如塑化剂、稳定剂、阻燃剂、抗静电剂、填料、发泡剂、消泡剂、润滑剂、脱模剂等。
第二延迟层可具有10微米至60微米、较佳地20微米至40微米的厚度。在此范围内，第二延迟层容许减小偏光板的厚度，可用于偏光板中，且可确保膜中的均匀延迟。
第二延迟层可由延迟层组成物形成。下面将详细阐述第二延迟层的形成。
根据本发明，相较于现有技术中其中液晶层或丙烯酸膜用作第二延迟层的情况而言，第二延迟层包括芴系延迟层，以防止第二延迟层的脆化及断裂，且控制第一延迟层及第二延迟层中的每一者以及第一延迟层及第二延迟层整体的延迟值，以在显著改善偏光板的总体热稳定性的同时改善偏光板的对角补偿功能。接下来，将详细阐述第一延迟层及第二延迟层中的每一者的延迟。
第一延迟层(110)堆叠在偏光器的下表面上，以在改善偏光板的机械性质的同时保护偏光器免受外部环境影响。
第一延迟层(110)是负B板，且可满足方程式1，以与第二延迟层一起改善偏光板的对角补偿功能，同时有助于防止亮度损失：
[方程式1]
nx>ny>nz，
其中在方程式1中，nx、ny及nz分别是第一延迟层在550纳米波长下在其慢轴方向、快轴方向及厚度方向上的折射率。
在方程式1中，第一延迟层可具有1.50至1.55、较佳为1.51至1.54的nx值，1.48至1.53、较佳为1.49至1.52的ny值，以及1.48至1.53、较佳为1.49至1.52的nz值。在此范围内，第一延迟层可确保侧向对比度的改善。
例如，在方程式1中，第一延迟层可具有1.50、1.51、1.52、1.53、1.54或1.55的nx值。例如，在方程式1中，第一延迟层可具有1.48、1.49、1.50、1.51、1.52或1.53的ny值。例如，在方程式1中，第一延迟层可具有1.48、1.49、1.50、1.51、1.52或1.53的nz值。
第一延迟层(110)在550纳米的波长下可具有50纳米至60纳米的面内延迟值及120纳米至150纳米的面外延迟值。在此范围内，第一延迟层及芴系延迟层的叠层体可容易地达成根据本发明的面内延迟值之和及面外延迟值之和。较佳地，第一延迟层具有52纳米至57纳米的面内延迟值及120纳米至135纳米的面外延迟值。例如，第一延迟层在550纳米的波长下可具有50纳米、51纳米、52纳米、53纳米、54纳米、55纳米、56纳米、57纳米、58纳米、59纳米或60纳米的面内延迟值。例如，第一延迟层在550纳米的波长下可具有120纳米、121纳米、122纳米、123纳米、124纳米、125纳米、126纳米、127纳米、128纳米、129纳米、130纳米、131纳米、132纳米、133纳米、134纳米、135纳米、136纳米、137纳米、138纳米、139纳米、140纳米、141纳米、142纳米、143纳米、144纳米、145纳米、146纳米、147纳米、148纳米、149纳米或150纳米的面外延迟值。
第一延迟层(110)在550纳米的波长下可具有1至4、较佳地1.03至3的双轴度。在此范围内，第一延迟层(110)可确保侧向对比度的改善。例如，第一延迟层(110)可具有1、1.5、2、2.5、3、3.5或4的双轴度。
第一延迟层(110)可包括保护涂层，所述保护涂层是通过将光化辐射可固化组成物涂布至离型膜上、然后固化而形成。然而，为有利于形成第二延迟层，第一延迟层可为由光学透明树脂形成的膜。
在一个实施例中，第一延迟层可包括通过对含光学透明树脂的组成物进行熔融挤出、然后进行拉伸而形成的经拉伸的膜。例如，聚合物树脂可包括聚碳酸酯树脂、包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等的聚酯树脂、聚酰胺树脂、聚芳酯树脂、聚酰亚胺树脂、聚乙烯树脂、包括聚丙烯等的聚烯烃树脂及环烯烃聚合物(cyclic olefinpolymer，COP)中的至少一者。较佳地，聚合物树脂包括环烯烃聚合物，以在评价耐久性时减小延迟变化的同时确保偏光板的前侧上的稳定延迟均匀性。所述组成物可还包含本领域技术人员已知的典型添加剂，例如紫外线(ultraviolet，UV)稳定剂、抗氧化剂等。
第一延迟层(110)可通过对通过组成物的熔融挤出而制作的未拉伸的膜进行单轴或双轴拉伸来形成。在单轴或双轴拉伸中，未拉伸的膜可被拉伸以确保第一延迟层的伸长率。例如，未拉伸的膜的单轴拉伸可通过机器方向(machine direction，MD)单轴拉伸至其初始长度的1.5倍至3倍、较佳地1.8倍至2倍的伸长率来执行。未拉伸的膜的双轴拉伸可通过在MD及横向方向(transverse direction，TD)上依序或同时拉伸至1.3倍至4倍的MD伸长率及1.3倍至4倍的TD伸长率来执行。
第一延迟层(110)是在其平面中具有慢轴及快轴的经拉伸的膜。在一个实施例中，假设第一延迟层的MD为0°，第一延迟层可具有以-5°至+5°、较佳地-1°至+1°的角度倾斜的慢轴。在此范围内，第一延迟层(110)可确保前对比度(front contrast ratio)的改善。例如，第一延迟层(110)的慢轴可以-3°、-2°、-1°、0°、+1°、+2°或+3°的角度倾斜。
在第一延迟层(110)及第二延迟层的叠层体中，第一延迟层(110)容许通过一起调整波长色散及延迟来调整黑色萤幕上的可见性。
在一个实施例中，第一延迟层可具有满足以下关系的短波长色散Re(450)/Re(550)：1.0≤Re(450)/Re(550)≤1.2，较佳地1.0≤Re(450)/Re(550)≤1.1。在一个实施例中，第一延迟层可具有满足以下关系的长波长色散Re(650)/Re(550)：0.85≤Re(650)/Re(550)≤1.0，较佳地0.90≤Re(650)/Re(550)≤1.0。在此范围内，第一延迟层可进一步改善黑色萤幕上的可见性。
例如，第一延迟层可具有1.0、1.01、1.02、1.03、1.04、1.05、1.06、1.07、1.08、1.09、1.1、1.11、1.12、1.13、1.14、1.15、1.16、1.17、1.18、1.19或1.2的短波长色散(Re(450)/Re(550))。
例如，第一延迟层可具有0.85、0.86、0.87、0.88、0.89、0.90、0.91、0.92、0.93、0.94、0.95、0.96、0.97、0.98、0.99或1.0的长波长色散(Re(650)/Re(550))。
第一延迟层(110)可具有10微米至50微米、较佳地15微米至40微米的厚度。在此范围内，第一延迟层(110)可用于偏光板中，且可确保膜中的均匀延迟。例如，第一延迟层可具有10微米、11微米、12微米、13微米、14微米、15微米、16微米、17微米、18微米、19微米、20微米、21微米、22微米、23微米、24微米、25微米、26微米、27微米、28微米、29微米、30微米、31微米、32微米、33微米、34微米、35微米、36微米、37微米、38微米、39微米、40微米、41微米、42微米、43微米、44微米、45微米、46微米、47微米、48微米、49微米或50微米的厚度。
在一个实施例中，第一延迟层可不含一或多种热稳定剂。
第二延迟层(120)是负B板，且可满足方程式2，以与第一延迟层一起改善偏光板的对角补偿功能，同时有助于防止亮度损失：
[方程式2]
nz>nx>ny，
其中在方程式2中，nx、ny及nz分别是第二延迟层在550纳米波长下在其慢轴方向、快轴方向及厚度方向上的折射率。
在方程式2中，第二延迟层(120)可具有1.59至1.61、较佳为1.60至1.61的nx值，1.59至1.61、较佳为1.60至1.61的ny值，以及1.61至1.63、较佳为1.61至1.62的nz值。在此范围内，第二延迟层(120)可抑制在黑色模式中的亮度。例如，在方程式2中，第二延迟层可具有1.59、1.591、1.592、1.593、1.594、1.595、1.596、1.597、1.598、1.599、1.600、1.601、1.602、1.603、1.604、1.605、1.606、1.607、1.608、1.609或1.61的nx值。例如，在方程式2中，第二延迟层可具有1.59、1.591、1.592、1.593、1.594、1.595、1.596、1.597、1.598、1.599、1.600、1.601、1.602、1.603、1.604、1.605、1.606、1.607、1.608、1.609、或1.61的ny值。例如，在方程式2中，第二延迟层可具有1.61、1.611、1.612、1.613、1.614、1.615、1.616、1.617、1.618、1.619、1.62、1.621、1.622、1.623、1.624、1.625、1.626、1.627、1.628、1.629、或1.63的nz值。
第二延迟层(120)在550纳米的波长下可具有50纳米至60纳米的面内延迟值及-150纳米至-120纳米的面外延迟值。在此范围内，第一延迟层及第二延迟层的叠层体可容易地达成根据本发明的面内延迟值之和及面外延迟值之和。较佳地，第二延迟层具有53纳米至58纳米的面内延迟值及-135纳米至-115纳米的面外延迟值。
例如，第二延迟层在550纳米的波长下可具有50纳米、51纳米、52纳米、53纳米、54纳米、55纳米、56纳米、57纳米、58纳米、59纳米或60纳米的面内延迟值。例如，第二延迟层在550纳米的波长下可具有-150纳米、-149纳米、-148纳米、-147纳米、-146纳米、-145纳米、-144纳米、-143纳米、-142纳米、-141纳米、-140纳米、-139纳米、-138纳米、-137纳米、-136纳米、-135纳米、-134纳米、-133纳米、-132纳米、-131纳米、-130纳米、-129纳米、-128纳米、-127纳米、-126纳米、-125纳米、-124纳米、-123纳米、-122纳米、-121纳米或-120纳米的面外延迟值。
第二延迟层在550纳米的波长下可具有-3至0、较佳地-2.6至-1.8、-2至-0.1的双轴度。在此范围内，第二延迟层可确保侧向对比度的改善。例如，第二延迟层在550纳米的波长下可具有-3、-2.9、-2.8、-2.7、-2.6、-2.5、-2.4、-2.3、-2.2、-2.1、-2.0、-1.9、-1.8、-1.7、-1.6、-1.5、-1.4、-1.3、-1.2、-1.1、-1.0、-0.9、-0.8、-0.7、-0.6、-0.5、-0.4、-0.3、-0.2、-0.1或0的双轴度。
通过控制偏光板的延迟及波长色散，第二延迟层可与第一延迟层一起改善偏光板的对角补偿功能。
在一个实施例中，第二延迟层可具有满足以下关系的短波长色散Re(450)/Re(550)：1.0≤Re(450)/Re(550)≤1.2，较佳地1.1≤Re(450)/Re(550)≤1.18。在一个实施例中，第二延迟层可具有满足以下关系的长波长色散Re(650)/Re(550)：0.85≤Re(650)/Re(550)≤1.0，较佳地0.90≤Re(650)/Re(550)≤0.95。在此范围内，第二延迟层可确保最大的前黑色可见性。
例如，第二延迟层可具有1.0、1.01、1.02、1.03、1.04、1.05、1.06、1.07、1.08、1.09、1.1、1.11、1.12、1.13、1.14、1.15、1.16、1.17、1.18、1.19或1.2的短波长色散Re(450)/Re(550)。
例如，第二延迟层可具有0.85、0.86、0.87、0.88、0.89、0.90、0.91、0.92、0.93、0.94、0.95、0.96、0.97、0.98、0.99或1.0的长波长色散Re(650)/Re(550)。
第二延迟层具有在其平面中存在的慢轴及快轴。在一个实施例中，假设第二延迟层的机器方向(MD)以0°的角度设置，第二延迟层的慢轴可以87°至93°、较佳地89°至91°的角度倾斜。在此范围内，第二延迟层可确保前对比度的改善。例如，第二延迟层的慢轴以87°、88°、89°、90°、91°、92°或93°的角度倾斜。
在一个实施例中，假设第一延迟层的慢轴以0°的角度设置，第二延迟层的慢轴可以-5°至+5°、较佳地-3°至+3°的角度倾斜。在此范围内，第二延迟层可改善所有方位角的对比度。例如，第二延迟层的慢轴可以-5°、-4°、-3°、-2°、-1°、0°、+1°、+2°、+3°、+4°或+5°的角度倾斜。
在一个实施例中，第二延迟层可不含一种或多种热稳定剂。
在第一延迟层及第二延迟层的叠层体中，第一延迟层在550纳米波长下的面内延迟值与第二延迟层在550纳米波长下的面内延迟值之和可介于100纳米至110纳米的范围内，且第一延迟层在550纳米波长下的面外延迟值与第二延迟层在550纳米波长下的面外延迟值之和可介于-30纳米至+10纳米的范围内。当满足面内延迟值之和及面外延迟值之和二者时，当应用于光学显示装置时，所述偏光板可在改善偏光板的热稳定性的同时确保偏光板的良好的对角补偿功能。
例如，在第一延迟层及第二延迟层的叠层体中，第一延迟层在550纳米波长下的面内延迟值与第二延迟层在550纳米波长下的面内延迟值之和可为100纳米、101纳米、102纳米、103纳米、104纳米、105纳米、106纳米、107纳米、108纳米、109纳米或110纳米。
例如，在第一延迟层及第二延迟层的叠层体中，第一延迟层在550纳米波长下的面外延迟值与第二延迟层在550纳米波长下的面外延迟值之和可为-30纳米、-29纳米、-28纳米、-27纳米、-26纳米、-25纳米、-24纳米、-23纳米、-22纳米、-21纳米、-20纳米、-19纳米、-18纳米、-17纳米、-16纳米、-15纳米、-14纳米、-13纳米、-12纳米、-11纳米、-10纳米、-9纳米、-8纳米、-7纳米、-6纳米、-5纳米、-4纳米、-3纳米、-2纳米、-1纳米、0纳米、+1纳米、+2纳米、+3纳米、+4纳米、+5纳米、+6纳米、+7纳米、+8纳米、+9纳米或+10纳米。
具体而言，第一延迟层及第二延迟层堆叠在偏光器的一个表面上，使得第一延迟层及第二延迟层整体可达成对角补偿功能。为此，不仅需要调整与面内延迟及面外延迟相关的第二延迟层在慢轴方向及快轴方向上的折射率，且亦需要调整其厚度。此外，可调整第二延迟层的厚度以改善热稳定性。本发明的发明人确认，即使在其中第二延迟层包括芴系延迟层的结构中，当第一延迟层及第二延迟层的面内延迟值之和及其面外延迟值之和不处于本发明的范围内时，偏光板会遭遇对角补偿功能及热稳定性的劣化。
在一个实施例中，偏光板中的第一延迟层及第二延迟层的叠层体可具有由方程式3计算的10纳米或小于10纳米、例如0纳米至10纳米的面外延迟值变化的绝对值，由此改善偏光板的热稳定性：
[方程式3]
面外延迟值变化的绝对值＝│Rth(0小时)–Rth(500小时)│，
其中在方程式3中，Rth(0小时)标示偏光板中的第一延迟层及第二延迟层的叠层体在550纳米波长下的面外延迟值(单位：纳米)，且
Rth(500小时)标示在将偏光板置于60℃及95％RH下500小时后测量的偏光板中的第一延迟层及第二延迟层的叠层体在550纳米波长下的面外延迟值(单位：纳米)。
例如，叠层体可具有由方程式3计算的0纳米、1纳米、2纳米、3纳米、4纳米、5纳米、6纳米、7纳米、8纳米、9纳米或10纳米的面外延迟值变化的绝对值。
较佳地，面内延迟值之和介于105纳米至110纳米的范围内，且面外延迟值之和介于-30纳米至+5纳米、-25纳米至+0纳米、-20纳米至-5纳米或者-10纳米至+10纳米、更佳地-10纳米至-5纳米的范围内。
接下来，将阐述第一延迟层及第二延迟层的叠层体的制造。
根据本发明，第二延迟层直接堆叠在第一延迟层上，其之间没有粘合层，由此能够在容易达成上述面内延迟值之和及面外延迟值之和且改善热稳定性的同时，减小偏光板的厚度。
在一个实施例中，第一延迟层及第二延迟层的叠层体可通过以下方式来制造：在用于第一延迟层的未拉伸的膜或部分拉伸的膜上将第二延迟层组成物涂布至预定厚度，随后对未拉伸的膜或部分拉伸的膜及用于第二延迟层的涂层整体进行拉伸(使得在偏光器的吸收轴与第一延迟层的慢轴之间界定的角度变得相同于在偏光器的吸收轴与第二延迟层的慢轴之间界定的角度)。
在另一实施例中，第一延迟层及第二延迟层的叠层体可通过以下方式来制造：在用于第二延迟层的未拉伸的膜或部分拉伸的膜上将第一延迟层组成物涂布至预定厚度，随后对未拉伸的膜或部分拉伸的膜及用于第一延迟层的涂层整体进行拉伸(使得在偏光器的吸收轴与第一延迟层的慢轴之间界定的角度变得相同于在偏光器的吸收轴与第二延迟层的慢轴之间界定的角度)。
在另一实施例中，偏光板可通过以下方式来制作：在TD上拉伸第一延迟层，将经拉伸的第一延迟层贴合至偏光器，使得第一延迟层的慢轴相对于偏光器的吸收轴以直角倾斜，在MD(例如：以90°倾斜的慢轴)上拉伸第二延迟层，且通过辊对辊制程将第二延迟层贴合至第一延迟层。
作为另一选择，偏光板可通过以下方式来制作：在MD上拉伸第二延迟层，将经拉伸的第二延迟层贴合至偏光器，使得第二延迟层的慢轴相对于偏光器的吸收轴以直角倾斜，在TD(例如：以90°倾斜的慢轴)上拉伸第一延迟层，且通过辊对辊制程将第一延迟层贴合至第二延迟层。
偏光器(130)用于通过在特定方向上的线偏光将自然光或经偏光的光转换成经偏光的光，且可由基本上含有聚乙烯醇树脂的聚合物膜来生产。具体而言，偏光器(130)可通过用碘或二色性染料对聚合物膜进行染色，然后在MD上拉伸所述膜来生产。具体而言，偏光器可通过溶胀、染色、拉伸及交联来生产。
偏光器(130)可具有约43％或大于43％、例如约43％至约50％的总透光率以及约99％或大于99％、例如约99％至约100％的偏光度。在此范围内，偏光器可结合第一延迟层及第二延迟层来改善偏光板的抗反射效能。
偏光器(130)可具有约2微米至约30微米、具体而言约4微米至约25微米的厚度。在此范围内，偏光器可用于偏光板中。
在一个实施例中，假设偏光器的吸收轴以0°的角度设置，第一延迟层可具有以87°至93°、较佳地89°至91°的角度倾斜的慢轴。在此范围内，偏光板可改善前对比度。例如，第一延迟层的慢轴可以87°、88°、89°、90°、91°、92°或93°的角度倾斜。
在另一实施例中，假设偏光器的吸收轴以0°的角度设置，第二延迟层可具有以87°至93°、较佳地89°至91°的角度倾斜的慢轴。在此范围内，偏光板可执行对角补偿功能(降低侧向黑色观察时的亮度)。例如，第二延迟层的慢轴可以87°、88°、89°、90°、91°、92°或93°的角度倾斜。
在一个实施例中，在偏光器的吸收轴与第一延迟层的慢轴之间界定的轴可相同于在偏光器的吸收轴与第二延迟层的慢轴之间界定的轴。
保护膜(140)形成在偏光器的上表面上，以在改善偏光板的机械强度的同时保护偏光器免受外部环境影响。
保护膜(140)用于保护偏光器免受外部环境影响，且可为由例如选自以下中的至少一种树脂形成的光学透明膜：包括三乙酰基纤维素(triacetylcellulose，TAC)等的纤维素树脂、包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate，PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸丁二醇酯等的聚酯树脂、环状聚烯烃树脂、聚碳酸酯树脂、聚醚砜树脂、聚砜树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、聚烯烃树脂、聚芳酯树脂、聚乙烯醇树脂、聚氯乙烯树脂及聚偏二氯乙烯树脂。具体而言，保护膜可为TAC膜或PET膜。
保护膜(140)可具有约5微米至约70微米、具体而言约15微米至约45微米的厚度。在此范围内，保护膜可用于偏光板中。
尽管在图1中未示出，但可在保护膜的上表面上进一步形成功能涂层，以向偏光板提供额外的功能。例如，功能涂层可包括硬涂层、抗指纹层及抗反射层。该些功能涂层可单独堆叠或以其组合形式堆叠。保护膜可经由粘结层贴合至偏光器。粘结层可由水系或UV可固化粘结剂形成，但不限于此。
此外，尽管在图1中未示出，可在偏光器(130)与第一延迟层(110)之间进一步形成保护膜或保护涂层。
此外，尽管在图1中未示出，但在第一延迟层及第二延迟层中的每一者的一个表面上进一步形成底漆层，以改善延迟层之间的粘合。
接下来，将阐述根据本发明另一实施例的偏光板。
根据此实施例，偏光板包括偏光器、堆叠在偏光器的上表面上的保护膜、堆叠在偏光器的下表面上的第二延迟层以及堆叠在第二延迟层的下表面上的第一延迟层。除了第一延迟层及第二延迟层的堆叠顺序之外，根据此实施例的偏光板实质上相同于图1所示的偏光板。
接下来，将阐述根据本发明的光学显示装置。
根据本发明的光学显示装置可包括根据本发明实施例的偏光板，且可包括例如液晶显示器。液晶显示器可包括液晶面板、堆叠在液晶面板的光出射表面上的观察者侧偏光板、以及堆叠在液晶面板的光入射表面上的光源侧偏光板。根据本发明的偏光板可用作观察者侧偏光板或光源侧偏光板，较佳地位于液晶单元与偏光板之间，所述偏光板设置在与液晶单元中的液晶的配向方向相同的方向上。当用作光源侧偏光板时，根据本发明的偏光板可在黑色模式中达成亮度的进一步降低。
参考图2，将阐述根据本发明一个实施例的光学显示装置。
参考图2，光学显示装置包括液晶面板(210)、光源侧偏光板(220)及观察者侧偏光板(230)。尽管在图2中未示出，但光学显示装置可包括背光单元，所述背光单元设置在光源侧偏光板下方且包括光源。
液晶面板可采用包括上部基板、液晶层及下部基板的典型结构。液晶层可包括面内切换(IPS)液晶层及边缘场切换(FFS)液晶层，但不限于此。
光源侧偏光板包括根据本发明实施例的偏光板。尽管在图2中未示出，但可在液晶面板上依序堆叠第二延迟层、第一延迟层、偏光器及保护膜。作为另一选择，第一延迟层、第二延迟层、偏光器及保护膜可依序堆叠在液晶面板上。
观察者侧偏光板可包括本领域技术人员众所已知的偏光板。例如，偏光板可包括偏光器及堆叠在偏光器的一个或两个表面上的保护膜。
实施本发明的方式
接下来，将参考实例来更详细地阐述本发明。然而，应注意提供该些实例仅用于说明，且不应被理解为以任何方式限制本发明。
实例1
将聚乙烯醇膜(PS#60，预拉伸厚度：60微米，日本可乐丽有限公司(Kuraray Co.,Ltd.,Japan))在55℃的碘水溶液中拉伸至其初始长度的6倍，由此制备具有45％的透射率的12微米厚的偏光器。
使用环状聚烯烃膜(RX4500，JSR)作为形成第一延迟层的膜。制备了第二延迟层组成物(OKP，大阪气体化学有限公司(Osaka Gas Chemicals Co.,Ltd.))，以100重量份的所述层组成物计，所述层组成物包含50重量份的含芴系环的树脂及50重量份的芳族聚碳酸酯。
将第二延迟层组成物在第一延迟层的一个表面上涂布至预定厚度，随后进行干燥及拉伸，由此形成包括直接形成在第一延迟层上的第二延迟层的叠层体。使用艾可斯堪(AxoScan)偏光计(艾可迈提克斯有限公司(Axometrics Co.,Ltd.))测量了第一延迟层及第二延迟层中的每一者的Re、Rth、NZ(在550纳米下)、短波长色散及长波长色散。
作为保护膜，将PET膜粘结至偏光器的上表面，且将第一延迟层及第二延迟层的叠层体堆叠在偏光器的下表面上，由此制造偏光板。在偏光板中，第一延迟层及第二延迟层依序堆叠在偏光器上。此处，第一延迟层的慢轴平行于第二延迟层的慢轴。
实例2
除了使用含有含芴系环的树脂及芳族聚碳酸酯的膜(OKP，大阪气体化学有限公司)之外，通过与实例1相同的制程形成了第二延迟层，且除了使用含有环烯烃聚合物树脂(RX，JSR)的组成物之外，通过与实例1相同的制程形成了第一延迟层。
将第一延迟层组成物在第二延迟层的一个表面上涂布至预定厚度，随后进行干燥及拉伸，由此形成包括直接形成在第一延迟层上的第二延迟层的叠层体。使用艾可斯堪偏光计(艾可迈提克斯有限公司)测量了第一延迟层及第二延迟层中的每一者的Re、Rth、NZ(在550纳米下)、短波长色散及长波长色散。
实例3
除了第一延迟层及第二延迟层中的每一者的延迟及波长色散如表1中所列进行改变之外，通过与实例1相同的制程制作了偏光板。
实例4
除了将第二延迟层及第一延迟层依序堆叠在偏光器上之外，通过与实例1相同的制程制作了偏光板。
比较例1及2
除了第二延迟层的延迟及波长色散如表2中所列进行改变之外，通过与实例1相同的制程制作了偏光板。
比较例3
除了使用丙烯酸膜(I-膜，OPTES，Re：55纳米，Rth：-135纳米，NZ：-2.0，nz>nx>ny，Re(450)/Re(550)：1.1，Re(650)/Re(550)：0.95)形成了第二延迟层，且将其堆叠在第一延迟层上之外，通过与实例1相同的制程制作了偏光板。
针对以下性质对实例及比较例的偏光板进行了评价，且结果示于表1及2中。
(1)延迟层的断裂：对在实例及比较例中制作的偏光板的断裂进行了评价。将第一延迟层及第二延迟层的叠层体切割成大小为10厘米×10厘米(长度×宽度)的立方体形状，且将粘合带(米其邦(Ichibang)，日东有限公司(Nitto Co.,Ltd.))贴合至偏光板中的延迟层的一个表面。在第一延迟层及第二延迟层的叠层体上绘制10条垂直线及10条水平线，以通过将叠层体切割至延迟层的深度而将叠层体分成总计100片。移除粘合带后，对偏光板上剩余的片数进行了计数。片数越少指示延迟层的断裂越少。
(2)对角补偿功能(单位：尼特)将在实例及比较例中制作的偏光板中的每一者安装在IPS液晶面板(LTM270HL02，三星电子有限公司(Samsung Electronics Co.,Ltd.))的光出射表面上。此处，偏光板被安装在IPS液晶面板的光出射表面上，使得第一延迟层及第二延迟层被放置在其上。将包括TAC-偏光器-TAC的叠层体的偏光板安装在IPS液晶面板的光入射表面上。在60°的相同极角下在黑色模式(黑暗状态)中测量了在30°方位角下的亮度。在表1中，较低的值指示较佳的对角补偿功能。
(3)热稳定性(单位：纳米)：将第一延迟层及第二延迟层的叠层体在60℃及95％RH的条件下置留了500小时，然后根据方程式3计算面外延迟值的变化│Rth(0小时)–Rth(500小时)│。
[表1]
Figure BDA0003500075900000141
[表2]
Figure BDA0003500075900000151
*在表1及2中，面内延迟值之和指示第一延迟层的面内延迟值+第二延迟层值的面内延迟。
*在表1及2中，面外延迟值之和指示第一延迟层的面外延迟值+第二延迟层的面外延迟值。
*在表1及2中，第一延迟层满足nx>ny>nz，且第二延迟层满足nz>nx>ny。
如表1所示，当应用于液晶显示器时，根据本发明的偏光板没有遭遇延迟层的断裂，且确保了良好的对角补偿功能及热稳定性。
相反，如表2所示，相较于实例的偏光板而言，未能满足根据本发明的第一延迟层及第二延迟层的面内延迟值之和的比较例1及2的偏光板遭遇了对角补偿功能的显著劣化；且相较于实例的偏光板而言，包括丙烯酸延迟层作为第二延迟层的比较例3的偏光板遭遇了延迟层的显著断裂及对角补偿功能的劣化，并且具有差的热稳定性。
尽管本文中已阐述了一些实施例，但应理解，在不背离本发明的精神及范围的条件下，本领域技术人员可做出各种修改、改变、变更及等效实施例。

Claims (17)

1.一种偏光板，包括：
偏光器；以及
第一延迟层及第二延迟层的叠层体，堆叠在所述偏光器的下表面上，
其中所述第一延迟层满足方程式1，且所述第二延迟层满足方程式2：
[方程式1]
nx>ny>nz，
(其中在方程式1中，nx、ny及nz是所述第一延迟层在550纳米波长下在其慢轴方向、快轴方向及厚度方向上的折射率)，
[方程式2]
nz>nx>ny，
(其中在方程式2中，nx、ny及nz是所述第二延迟层在550纳米波长下在其慢轴方向、快轴方向及厚度方向上的折射率)；
所述第一延迟层及所述第二延迟层在550纳米波长下的面内延迟值之和介于100纳米至110纳米的范围内，
所述第一延迟层及所述第二延迟层在550纳米波长下的面外延迟值之和介于-30纳米至+10纳米的范围内，且
所述第二延迟层包括芴系延迟层。
2.根据权利要求1所述的偏光板，其中所述第二延迟层直接形成在所述第一延迟层上。
3.根据权利要求1所述的偏光板，其中假设所述第一延迟层具有以0°的角度设置的慢轴(slow axis)，所述第二延迟层具有以-5°至+5°的角度倾斜的慢轴。
4.根据权利要求1所述的偏光板，其中所述第二延迟层在550纳米的波长下具有50纳米至60纳米的面内延迟值及-150纳米至-120纳米的面外延迟值。
5.根据权利要求1所述的偏光板，其中所述第二延迟层在550纳米的波长下具有-3至0的双轴度。
6.根据权利要求1所述的偏光板，其中所述第二延迟层满足以下关系：1.0≤Re(450)/Re(550)≤1.2且0.85≤Re(650)/Re(550)≤1.0，其中Re(450)、Re(550)及Re(650)分别标示在450纳米、550纳米及650纳米波长下的面内延迟值。
7.根据权利要求1所述的偏光板，其中在方程式2中，所述第二延迟层具有1.59至1.61的nx值、1.59至1.61的ny值及1.61至1.63的nz值。
8.根据权利要求1所述的偏光板，其中所述第二延迟层包含含芴系环的树脂及芳族热塑性树脂。
9.根据权利要求1所述的偏光板，其中假设所述偏光器具有以0°的角度设置的吸收轴，所述偏光器具有以87°至93°的角度倾斜的慢轴。
10.根据权利要求1所述的偏光板，其中所述第一延迟层在550纳米的波长下具有50纳米至60纳米的面内延迟值及120纳米至150纳米的面外延迟值。
11.根据权利要求1所述的偏光板，其中所述第一延迟层满足以下关系：1.0≤Re(450)/Re(550)≤1.2且0.85≤Re(650)/Re(550)≤1.0，其中Re(450)、Re(550)及Re(650)分别标示在450纳米、550纳米及650纳米波长下的面内延迟值。
12.根据权利要求1所述的偏光板，其中所述第一延迟层包含环烯烃聚合物膜。
13.根据权利要求1所述的偏光板，其中在方程式1中，所述第一延迟层具有1.50至1.55的nx值、1.48至1.53的ny值及1.48至1.53的nz值。
14.根据权利要求1所述的偏光板，其中所述第一延迟层及所述第二延迟层依序堆叠在所述偏光器上，或者所述第二延迟层及所述第一延迟层依序堆叠在所述偏光器上。
15.根据权利要求1所述的偏光板，还包括：
堆叠在所述偏光器的上表面上的保护膜。
16.一种光学显示装置，包括如权利要求1至15中任一项所述的偏光板。
17.根据权利要求16所述的光学显示装置，包括：
液晶面板；及
堆叠在所述液晶面板的光入射表面上的所述偏光板。
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