CN114675352A - 用于改善对比度及视角的光学膜、偏光板及液晶显示装置 - Google Patents

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CN114675352A CN202111555111.5A CN202111555111A CN114675352A CN 114675352 A CN114675352 A CN 114675352A CN 202111555111 A CN202111555111 A CN 202111555111A CN 114675352 A CN114675352 A CN 114675352A
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Abstract

本发明公开了一种用于改善对比度及视角的光学膜、偏光板及液晶显示装置，包括光学层，上述光学层包括：矩阵；以及多个聚合物分散体，在相互垂直的x轴、y轴及z轴中，x轴方向成为长度方向，上述多个聚合物分散体沿着y轴及z轴方向在上述矩阵中随机排列，上述多个聚合物分散体包含光吸收剂，在作为y‑z平面的光学层切割面中，上述聚合物分散体的宽度为300nm以下。本发明可以提高对比度，尤其，同时提高正面对比度和侧面对比度，由此可提高可视性，并且并不降低亮度特性，可在提高对比度的同时提高视角。

Description

用于改善对比度及视角的光学膜、偏光板及液晶显示装置
技术领域
本发明涉及光学膜，更详细地，涉及用于改善显示装置的对比度和视角的光学膜、偏光板及液晶显示装置。
背景技术
液晶显示装置通过如下的方式进行工作，即，从背光单元发射的光通过液晶面板射出。因此，在液晶显示装置的画面中，正面的对比度(contrast ratio，CR)优秀，但侧面侧的对比度通常相对于正面不佳。
为了解决上述问题，尝试改变液晶面板或液晶结构来提高侧面的对比度。但是，随着侧面对比度的提高，正面对比度不可避免地下降。因此，需要在提高侧面对比度的同时使正面对比度的减少最小化。
另外，作为提高视角的方法，具有使光扩散的方法，为此，可采用包含珠的光学膜。但是，包含珠的光学膜难以确保足够的视角，或者，即使确保足够的视角，也可降低亮度，几乎没有对比度改善效果。进而，这种光学膜难以加工成表达所目的的物性。
为了解决如上所述的问题，通过各种方法研究在构成液晶显示装置的光学膜上加工树脂折射率差和微细光学图案的方法等。但是，在液晶显示装置逐渐大面积化的情况下，难以在大面积化的光学膜形成微细光学图案。尤其，实质上不可能在大面积上均匀形成几十纳米至几十微米之间的微细图案，在确保可商业上量产的收率的同时以大面积实现是非常困难的问题。
发明内容
技术问题
本发明为了解决如上所述的问题而提出，其目的在于，提供如下的光学膜、包括其的偏光板及液晶显示装置：提高对比度，尤其，同时提高正面对比度和侧面对比度，由此可提高可视性。
并且，本发明的另一目的在于，提供如下的光学膜、包括其的偏光板及液晶显示装置：并不降低亮度特性，可在提高对比度的同时提高视角。
解决问题的方案
为了解决如上所述的问题，本发明提供一种用于改善对比度及视角的光学膜，其包括光学层，上述光学层包括：矩阵；以及多个聚合物分散体，在相互垂直的x轴、y轴及z轴中，x轴方向成为长度方向，上述多个聚合物分散体沿着y轴及z轴方向在上述矩阵中随机排列，上述多个聚合物分散体包含黑色颜料，在作为y-z平面的光学层切割面中，上述聚合物分散体的宽度为300nm以下。
在本发明的一实施例中，在上述矩阵和上述聚合物分散体中，对于相互正交的3个轴中的任意2个轴方向的折射率差可以为0.05以下，对于剩余1个轴方向的折射率差可以为0.1以上。
并且，相对于矩阵及聚合物分散体的总重量，可包含35重量％至65重量％的上述聚合物分散体。
并且，相对于聚合物分散体的总重量，可包含2重量％至60重量％的上述光吸收剂。
并且，在作为y-z平面的切割面中，所有聚合物分散体中的作为z轴方向的聚合物分散体的厚度为250nm以下的聚合物分散体的数量可以为95％以上。
并且，在作为y-z平面的切割面中，所有聚合物分散体中的作为z轴方向的聚合物分散体的厚度为120nm以下的聚合物分散体的数量可以为60％以上。
并且，在作为y-z平面的切割面中，所有聚合物分散体中的作为z轴方向的聚合物分散体的厚度小于50nm的聚合物分散体的数量可以为10％以下。
并且，在作为y-z平面的光学层切割面中，上述聚合物分散体的宽度可以为200nm以下。
并且，上述光学膜的雾度可以为20％以下，上述光学层的厚度可以为100μm以下。
并且，上述光学膜还可包括表层，上述表层一体地形成在上述光学层的至少一面上。
并且，本发明提供一种偏光板，配置于作为观看侧的液晶面板上部，其包括：吸收偏光片；以及本发明的光学膜，配置于上述吸收偏光片的光出射面上。
并且，本发明提供一种液晶显示装置，其包括：液晶单元；以及本发明的偏光板，至少配置于上述液晶单元的光出射面上。
发明的效果
本发明的光学膜可在亮度并未降低或使亮度降低最小化的状态下，提高对比度，尤其，可同时提高正面对比度和侧面对比度，由此可提高可视性。并且，与此同时，可与亮度特性一同提高视角。同时，本发明一实施例的光学膜可防止为了表达这种效果而设置的聚合物分散体被识别，还可防止亮线可见现象或漏光等的副作用，因此，可广泛用作如光源组件的液晶显示装置的部件，除此之外，可应用于玻璃窗、各种偏光照明产业。
附图说明
图1为本发明一实施例的光学膜中光学层的扫描电子显微镜(SE M)照片。
图2及图3为本发明一实施例的光学膜的剖视图及截面放大图。
图4为例示本发明一实施例的在光学膜中的光学层设置的聚合物分散体的长度方向排列的示意图。
图5a至图5c为为了定义本发明一实施例的在光学膜中的光学层设置的聚合物分散体的纵横比、宽度及厚度而例示的示意图。
图6为本发明一实施例的偏光板的剖视图。
图7为本发明一实施例的液晶显示装置的剖视图。
图8至图10为用于制造本发明的比较例的制造装置的示意图和所制造的光学膜的剖面示意图。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的实施例，使得本发明所属技术领域的普通技术人员容易实施。本发明能够以各种不同实施方式实现，并不限定于在此说明的实施例。在附图中，为了明确说明本发明，省略了与说明无关的部分，在说明书全文中，对于相同或相似的结构要素赋予相同的附图标记。并且，本发明并不局限于在附图中所示的一结构的大小、形状。作为一例，需要明确的是，在图2及图3所示的多个聚合物分散体的数量和各自的大小仅为用于说明本发明的例示，并不是以完全符合本发明的聚合物分散体的厚度等的方式示出。并且，在图3的一侧面示出的虚线仅简要说明聚合物分散体的长度方向，并不意味着未图示的矩阵内部的聚合物分散体的长度。
参照图2至图3，本发明一实施例的光学膜1000包括光学层100，上述光学层100包括：矩阵110；以及多个聚合物分散体120，位于上述矩阵中。
上述多个聚合物分散体120可呈如沿着一方向长长的杆形或纤维形的形状。由此，在多个聚合物分散体120中，作为分散体120的长度方向主轴与垂直于上述主轴的横截面的横轴长度之间的比例的纵横比可大于10，作为另一例，可大于100、大于1000、大于10000、大于100000。当上述截面的形状为圆时，上述横轴长度是指圆的直径，当截面并不是圆时，上述横轴长度是指连接周围的两个线段中长度最长的线段的长度。并且，如图5a所示，在以作为光学层100的y-z平面的切割面为基准的聚合物分散体120的截面中，作为短轴长度b与长轴长度a之比(a/b)的截面纵横比也可大于1。其中，当将垂直等分长轴的轴称为短轴时，短轴长度b是指上述短轴的长度。
另外，多个聚合物分散体120以使相互垂直的三个x轴、y轴及z轴中的x轴方向成为长度方向的方式排列在上述矩阵110中。但是，如在图2中简要示出，其中，以将x轴方向成为长度方向的方式排列并不是指所有聚合物分散体120的长度方向以与x轴平行的方式排列，而是指成为聚合物分散体120的长度方向的主轴的方向与y轴、z轴相比更靠近x轴方向。
对此，参照图4具体说明，在光学层100的x-z平面中，第一聚合物分散体123以长度方向与x轴方向平行的方式排列，第二聚合物分散体121及第三聚合物分散体122能够以长度方向朝向z轴方向倾斜规定角度的方式排列。并且，虽未在图4示出，但需明确的是，聚合物分散体还可朝向y轴方向倾斜规定角度来排列。但，作为一例，在此的规定角度可小于(±)45°、小于(±)35°、小于(±)25°、小于(±)15°、小于(±)10°、小于(±)5°、小于(±)3°、小于(±)1°。
并且，多个聚合物分散体120以y轴及z轴方向为基准随机排列。即，在光学层100的y轴及z轴方向截面中，多个聚合物分散体120的位置与聚合物分散体的截面大小、形状无关地随机排列。
并且，根据本发明的一实施例，上述矩阵110与包含在矩阵内部的聚合物分散体120之间可形成双折射界面，由此，有利于实现提高对比度的效果。为此，上述矩阵110与聚合物分散体120需形成双折射界面，因此，当上述矩阵110具有光学各向同性时，聚合物分散体120可具有双折射性，相反，当上述矩阵110在光学上具有双折射性时，聚合物分散体120可具有光学各向同性。具体地，当上述聚合物分散体120的x轴方向的折射率为nX1、y轴方向的折射率为nY1及z轴方向的折射率为nZ1且矩阵110的折射率为nX2、nY2及nZ2时，可发生nX1与nY1之间的面内双折射。更优选地，矩阵110和聚合物分散体120的X轴、Y轴、Z轴折射率中的至少一个可不同，更优选地，当聚合物分散体的长度方向为X轴时，对于Y轴及Z轴方向的折射率差可以为0.05以下，对于X轴方向的折射率差可以为0.1以上。若所有轴中的折射率差为0.05以下，则难以实现对比度改善及视角提高的效果。并且，除X轴之外，当在其他两个轴中的至少一个轴的折射率差也为0.1以上时，可发生线性莫尔问题，在发生这种问题的部分中，可降低透光率，由此具有导致亮度降低的风险。
优选地，矩阵110可具有光学各向同性，聚合物分散体120可具有双折射性，由此，具有可减少通过光学层100的透射光的失真并使颜色变化最小化或防止颜色变化的优点。
上述矩阵110可无限制地使用通常用于光学膜的材料，优选地，可使用聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、共聚萘二甲酸乙二醇酯(co-PE N)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、聚碳酸酯合金、聚苯乙烯(PS)、耐热聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚氨酯(PU)、聚酰亚胺(PI)、聚氯乙烯(PVC)、苯乙烯丙烯晴(SAN)、乙烯醋酸乙烯(EVA)、聚酰胺(PA)、聚缩醛(POM)、苯酚、环氧(EP)、尿素(UF)、黑色素(MF)、不饱和聚酯(UP)、硅(SI)及环烯烃聚合物，作为一例，可以为聚碳酸酯合金。
并且，上述聚合物分散体120也可无限制地使用通常用于光学膜的材料，优选地，可单独使用或混合使用聚萘二甲酸乙二醇酯、共聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚碳酸酯合金、聚苯乙烯、耐热聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚丙烯、聚乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚氨酯、聚酰亚胺、聚氯乙烯、苯乙烯丙烯晴、乙烯醋酸乙烯、聚酰胺、聚缩醛、苯酚、环氧、尿素、黑色素、不饱和聚酯、硅及环烯烃聚合物，作为一例，可使用聚萘二甲酸乙二醇酯。
并且，以矩阵110和聚合物分散体120的总重量为基准，可包含35重量％至65重量％的包含在光学层100的聚合物分散体120，更优选地，可包含40重量％至65重量％的包含在光学层100的聚合物分散体120。若包含低于35重量％的聚合物分散体，则光学层100中的聚合物分散体的密度减少，难以将聚合物分散体的大小控制在本发明的范围内。并且，若包含大于65重量％的聚合物分散体，则可发生矩阵与聚合物分散体之间的反转，当矩阵为光学各向同性物质时，可根据反转，具有双折射性的聚合物分散体成为矩阵，由此，因透射光的双折射性而增加光输出的失真。并且，当透射光学层100的光为通过滤色器等的颜色转换层的光时，在大视角方面可发生颜色反转、颜色变化问题。
并且，如图5b所示，以作为y-z平面的光学层100切割面为基准，聚合物分散体120的宽度W1、W2、W3、W4可以为300nm以下，优选为200nm以下，由此，可使沿着z轴方向透射光学层100的透射光的光损失最小化来防止亮度降低，可防止聚合物分散体被肉眼识别。其中，聚合物分散体120的宽度是指在z轴方向观察聚合物分散体120时在二维上投影的宽度W1、W2、W3、W4，需要明确的是，在作为y-z平面的光学层100切割面中有别于聚合物分散体的长轴长度。
并且，根据本发明的一实施例，为了实现进一步提高的对比度及视角改善效果，以作为y-z平面的光学层100切割面为基准，所有聚合物分散体中的z轴方向的聚合物分散体的厚度为250nm以下的聚合物分散体的数量可以为95％以上。通过光学膜1000的下部透射的光在矩阵110与多个聚合物分散体120之间的界面发生反射、透射等的光调制，具有反射、透射的互不相同的光学路径的光之间发生相长干涉、相消干涉，由此，一部分光透射光学膜的上部来射出，另一部分光通过相消干涉消失，剩余光可朝向光学膜的下部面或侧面射出。因此，从光学膜1000的下方入射的光难以100％朝向上方射出，由此可降低对比度、视角、亮度，但通过厚度为250nm以下的聚合物分散体的数量满足95％以上来有利于防止这种对比度、视角、亮度的降低。若厚度为250nm以下的聚合物分散体的数量小于95％，换言之，若厚度大于250nm的聚合物分散体的数量大于5％，则亮度、对比度及视角改善效果可以微乎其微，反而，具有可降低亮度、对比度和/或视角的风险。
其中，聚合物分散体的厚度的含义如下，即，当在y-z平面的光学层100切割面中观察聚合物分散体的截面时，连接与z轴方向平行的上述聚合物分散体截面的周围的线段中的最长线段的长度，上述z轴方向与光学层100的厚度方向相对应。参照图5c说明其，第四聚合物分散体124的厚度为d1，第五聚合物分散体125的厚度为d2，第六聚合物分散体126的厚度为d3，第七聚合物分散体127的厚度为d4。
并且，优选地，厚度为120nm以下的聚合物分散体的数量可以为60％以上，更优选为65％以上，更加优选为70％以上，进而选为80％以上，由此有利于实现进一步提高的对比度及视角改善效果及亮度特性提高。若厚度为120nm以下的聚合物分散体的数量小于60％，则具有亮度显著降低的风险，对于特定波段的光的相消干涉过多而具有光学膜表面发红等显示出特定颜色等的问题。并且，在可见光波长范围内，反射特性降低，由此可具有对比度或视角降低的风险。
并且，更优选地，当厚度为120nm以下的聚合物分散体的数量为60％以上时，厚度小于50nm的聚合物分散体为10％以下为佳，若厚度小于50nm的聚合物分散体大于10％，则厚度为50nm以上的聚合物分散体的数量相对减少，由此具有对比度及视角改善效果减少的风险。并且，具有雾度特性增加而减少亮度的风险。并且，厚度小于50nm的聚合物分散体的数量增加不仅具有厚度为50nm以上的聚合物分散体的数量减少的风险，还具有这些聚合物分散体之间的距离增加而进一步减少对比度及视角改善效果的风险。
并且，厚度为50nm以上至120nm以下的聚合物分散体的数量可以为50％以上，更优选为60％以上，更加优选为70％以上、80％以上、90％以上，由此具有进一步提高的对比度及视角改善效果，同时，使通过滤色器的透射光的颜色变化最小化或防止颜色变化，由此具有进一步提高颜色再现性的优点。
并且，更优选地，厚度为50nm以上至90nm以下的聚合物分散体所占的比例越大，有助于改善对比度及视角、改善颜色再现性，作为一例，包含45％以上、55％以上、60％以上、70％以上为佳。
并且，设置于光学层的多个聚合物分散体120分别包含光吸收剂来着色，由此，可进一步提高本发明所目的的对比度改善效果。上述光吸收剂可使用碘、Herapathit等的色素或二色性物质或碳黑。以聚合物分散体的总重量为基准，可包含2重量％至60重量％的上述光吸收剂，当包含小于2重量％的上述光吸收剂时，对比度改善效果微乎其微，当包含大于60重量％的上述光吸收剂时，相对于对比度改善效果，透射的光量迅速减少，由此具有亮度降低的风险。
并且，除光吸收剂之外，聚合物分散体120还可包含具有光吸收功能的公知的颜料。上述颜料可以为有机颜料，作为一例，可以为卟啉类颜料，由此，可示出仅在特定波段中吸收光的效果。
另外，如图2及图3所示，本发明一实施例的光学膜1000还可包括配置于光学层100的两侧面的表层211、212。上述表层211、212弥补光学层100的机械强度，具有从外部因素保护光学层100的功能。在此情况下，在上述光学层100与表层211、212之间还可设置有单独的粘结层，但优选地，上述表层211、212可在没有单独的粘结层的状态下与光学层100一同共挤压而形成为一体。结果，不仅可防止粘结层引起的光学物性的降低，还有利于实现进一步薄型化的光学膜。
进而，与以往的拉伸光学层后与未拉伸的表层后粘合的情况不同，包含在本发明一实施例的表层211、212与光学层100同时共挤压后执行拉伸工序，因此，可以为沿着至少一个轴方向拉伸。由此，与未拉伸的表层相比，表面硬度得以提高，并可改善耐划性并提高耐热性。
为了执行光学膜的支撑功能，上述表层211、212可以为通常使用的表层的材料，优选地，可单独使用或混合使用聚萘二甲酸乙二醇酯、共聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚碳酸酯合金、聚苯乙烯、耐热聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚丙烯、聚乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚氨酯、聚酰亚胺、聚氯乙烯、苯乙烯丙烯晴、乙烯醋酸乙烯、聚酰胺、聚缩醛、苯酚、环氧、尿素、黑色素、不饱和聚酯、硅及环烯烃聚合物，更优选地，可使用与如上所述的矩阵110的成分相同的材料。
在上述的光学膜1000中，矩阵110的厚度可以为100μm以下，更优选为80μm以下，更加优选为60μm以下，进而优选为50μm以下，进而更优选为15μm至50μm。若矩阵110的厚度大于100μm，在分散具有如上所述的理想的大小分布的聚合物分散体的情况下，对比度及视角改善效果微乎其微。
同时，上述表层的厚度可以为5μm至20μm，但并不局限于此。
并且，上述光学膜1000的雾度可以为20％以下。若雾度大于20％，则会发生亮度降低等难以实现本发明的目的。
以下，说明上述的光学膜1000的制造方法。本发明一实施例的光学膜1000可通过如下的步骤制造：向挤压部供给矩阵成分、光吸收剂及聚合物分散体成分的步骤；以使包含在矩阵内部的聚合物分散体成分随机排列的方式在流动控制部中诱导扩散的步骤；冷却及平滑化步骤；将冷却及平滑化的膜拉伸的步骤；以及将拉伸的上述膜热固定的步骤。
首先，作为步骤(1)，可执行向挤压部供给矩阵成分、光吸收剂及聚合物分散体成分的步骤。这些各个成分先混合后向单一的挤压部供给，或者，各个成分可单独的向独立的多个挤压部供给，在此情况下，挤压部可由2个以上构成。但是，优选地，在这些各个成分向挤压部供给之前，通过充足的搅拌混合后，可向单一的挤压部供给。在此情况下，上述挤压部可以为挤出机，其还可包括加热手段等来将固相的所供给的聚合物成分转换为液相。
另外，为了在矩阵成分的内部排列聚合物分散体成分，矩阵成分与聚合物分散体成分之间存在流动性差异为佳，为此，以两种成分之间具有粘度差异的方式设计，优选地，以矩阵成分的流动性优于聚合物分散体成分的方式设计为佳。矩阵成分和聚合物分散体成分可在通过混合区和筛网过滤区的同时使得矩阵成分中的聚合物分散体成分通过粘性差随机排列。
上述的聚合物分散体120的厚度大小调节可第一次通过步骤(1)的工序调节来进行，具体地，由向挤压部投入各个成分之前是否通过充足的搅拌以混合两种成分的状态下向挤压部投入或者挤压时的排出量等来，可调节聚合物分散体的厚度大小或分散性。
接着，作为本发明的步骤(2)，能够以使位于矩阵内部的聚合物分散体成分随机排列的方式在流动控制部中诱导扩散。上述流动控制部可利用公知的流动控制部，作为一例，可利用衣架模。可通过上述步骤(2)的借助流动控制部诱导扩散来第二次调节聚合物分散体厚度或分散性。
之后，作为本发明的步骤(3)，可执行进行冷却及平滑化的步骤。作为在流动控制部中将移送的膜进行冷却及平滑化的步骤，以在通常的光学膜的制造过程中利用的条件进行冷却并固化，之后，可通过浇注辊工序等执行平滑化步骤。
接着，作为本发明的步骤(4)，可执行将冷却及平滑化的膜拉伸的步骤。上述拉伸可通过通常在光学膜中执行的拉伸工序执行，由此，诱发矩阵成分与聚合物分散体成分之间的折射率差，由此可在界面中诱发光调制现象。上述拉伸可执行单轴拉伸或双轴拉伸，更优选地，可执行单轴拉伸。在单轴拉伸的情况下，作为一例，拉伸方向可以为x轴方向。并且，拉伸比可以为3倍至12倍。
之后，作为本发明的步骤(5)，可执行将拉伸的上述膜热固定的步骤。可通过常规的方法进行上述热固定，优选地，可在180℃至200℃的温度下通过红外线(IR)加热器执行0.1分钟至3分钟。
参照图6说明，通过上述的制造方法制造的本发明一实施例的光学膜1000可用于实现偏光板4000，尤其，适合用作下部偏光板和上部偏光板中的上部偏光板，上述下部偏光板以与位于液晶面板的下方的背光单元相向的方式配置于液晶面板的光入射面上，上述上部偏光板配置于上述液晶面板的光出射面上。当将本发明一实施例的光学膜1000配置于上部偏光板的偏光片光出射面上时，具有通过内部光的对比度改善效果显著、视角增大、可实现优秀的亮度特性的优点。
上述偏光板4000包括吸收偏光片2000以及配置于上述吸收偏光片2000的上部的用于改善对比度及视角的光学膜1000来实现。
上述吸收偏光片2000为具有相互正交的振动面的第一偏光及第二偏光中的使第一偏光(或第二偏光)透射并吸收第二偏光(或第一偏光)的偏光片，设置有具有这种光学功能的公知的偏光层2100，作为例示，上述偏光层2100可以为聚乙烯醇等的基材膜被碘成分或二向色性颜料染色的。并且，作为染色在上述基材的颜料之一的上述碘成分可以为碘和/或如碘化钾的碘基化合物。并且，上述二向色性颜料可无限制地使用如下的公知的二向色性颜料，即，在分子的长轴方向的广泛的波长中具有大的吸光度，短轴方向的吸光度极其小，而且，对于作为基材的膜的亲和性佳，还可在结晶区域染色，当拉伸基材时，容易一同定向，颜色清晰，视觉对比度高，因此，本发明并不特别限定其，并省略具体说明。
作为一例，上述偏光层2100的厚度可以为10μm至200μm，但并不局限于此，可根据目的变更。
并且，为了支撑保护偏光层2100，上述吸收偏光片2000可在一侧面或两侧面设置保护膜2210、2220。上述保护膜2210、2220可无限制地使用在通常的吸收偏光膜中使用的保护膜，可优选采用透明性或机械强度、热稳定性或防潮性等优秀的聚合物等。作为一例，上述保护膜2210、2220可使用如三醋酸纤维素(TAC)的醋酸酯树脂、聚酯类树脂、聚醚砜树脂、聚碳酸酯树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、聚烯烃树脂、丙烯酸树脂、聚降冰片烯树脂等。作为一例，上述保护膜可考虑光学特性而使用三醋酸纤维素膜。或者，从耐热性、耐湿性方面考虑，可以为聚酯膜，作为具体一例，可以为聚对苯二甲酸乙二醇酯膜。上述聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的面内相位差可以为8000nm以上，或者，可以为10000nm至15000nm。并且，上述保护膜2210、2220的厚度可以为50μm至150μm，但并不局限于此。
并且，在上述的吸收偏光片2000与光学膜1000之间的界面，可设置单独的粘结层(未图示)来接合为一体。上述粘结层用于光学膜之间的附着，可使用并不降低光学特性的公知的粘结成分来实现，作为一例，可单独使用由包含乙烯醇类聚合物的粘结成分，或者，硼酸、硼、戊二醛、三聚氰胺、二乙酸等乙烯醇类聚合物的水溶性交联剂的至少一种与粘结成分组合使用的粘结剂形成。并且，上述粘结剂可配合其他添加剂或酸等的催化剂。
并且，偏光板4000还可在光学膜1000上设置功能层3000。上述功能层3000可以为底漆层、硬涂层、抗指纹层、抗反射层、防眩层、低反射层、超低反射层等。并且，为了发挥复合功能，上述功能层3000可通过层叠多个层来实现。上述功能层3000的厚度可考虑所设置的功能层的种类和层叠数来适当变更，因此，本发明对此并无特殊限制。
并且，如图7所示，本发明一实施例的偏光板4000可与配置于液晶面板5000下方的背光单元7000相向来配置于液晶面板5000上方，即，液晶显示装置8000的可见侧，具体地，随着配置于吸收偏光片上部来提高从背光单元7000发射后通过作为下部偏光板的吸收偏光片2000、液晶面板5000、上部偏光板中的吸收偏光片的内部光的对比度，尤其，执行在可提高侧面对比度的同时防止正面对比度的减少或者使正面对比度的减少最小化的作用。同时，可提高液晶显示装置8000的视角。
具体地，液晶显示装置8000能够以背光单元7000、作为下部偏光板的吸收偏光片2000、液晶面板5000、颜色转换层5300及作为上部偏光板的偏光板4000的顺序配置来实现。
上述背光单元7000可以为在通常的液晶显示器(LCD)中采用的，作为一例，可由光源、反射膜、导光板、光扩散膜、聚光膜、反射偏光膜等公知的结构构成。
并且，上述液晶面板5000包括：液晶层5100；以及支撑板5210、5220，支撑上述液晶层5100的上部和下部，还可包括电极线等公知的结构。并且，液晶面板5000可采用垂直配向(VA，vertical alignme nt)模式、IPS模式、图案化垂直配向(PVA，patterned verticalalign ment)模式或超图案化垂直配向(S-PVA，super-patterned vertical ali gnment)模式，但并不局限于此。
另外，在本发明中，以液晶显示装置为中心说明了光学膜的用途，但并不限定于此，可广泛用于投影显示、等离子显示、电场发射显示、有机发光二极管(OLED)显示等平板显示技术，并不局限于此，还可广泛应用于玻璃窗、需要偏光的工作照明等。
通过下述实施例更加具体地说明本发明，但下述实施例并不限制本发明的范围，这应解释为帮助理解本发明。
实施例1
将将97.0重量％的折射率为1.65的聚萘二甲酸乙二醇酯、与3重量％的作为光吸收剂的碳黑混合的分散体成分和作为矩阵成分的折射率为1.58的聚碳酸酯合金进行第一次分散并投入至第一挤压部，上述聚碳酸酯合金包含38重量％的将对苯二酸酯与乙基乙二醇和环己烷二甲醇以1∶2的摩尔比聚合反应的聚对苯二甲酸亚环己基二亚甲酯(polycyclohexylene dimethylene terephthalate，PCTG)、60重量％的聚碳酸酯及2.0重量％的包含磷酸盐的热稳定剂。作为表层成分，将包含与矩阵成分相同的成分的原料投入至第二挤压部，第二挤压部通过使用流路机进行制备，使得表层以相同的厚度设置在矩阵上部及下部表层上。
将矩阵成分和分散体成分的挤出温度设为245℃，利用Cap.Rheo meter确认，以使两种成分的I.V.差成为0.013的方式校正聚合物流动，以分散体通过应用FilterationMixer的流路来随机分散在矩阵成分内部的方式进行诱导，之后，在矩阵成分的两侧面贴合表层成分。之后，诱导聚合物来使其在校正流速及压力梯度的衣架模中扩散。具体地，模具入口的宽度为200mm、厚度为10mm，模具出口的宽度为1260m m、厚度为0.75mm，流速为1.0m/分钟。之后，在冷却及浇注辊中执行平滑化工序，朝向纵向(MD)拉伸6倍。接着，在180℃的温度下，通过加热器腔室执行2分钟的热固定，从而制造了具有如图2的截面结构的分散体随机分散在矩阵内部的光学层的如下述表1的光学膜，在上述光学膜中，矩阵厚度为60μm，在上述矩阵的主表面的两侧面设置有厚度为30.25μm的表层，即光学膜的总厚度为125μm。在制造的光学膜中，分散体成分的折射率为(nx：1.88，ny：1.58，nz：1.58)，矩阵成分的折射率为1.58。
实施例2至3
通过与实施例1相同时方式实施来制造，通过调整产品上的挤出温度及粘度来制造如下述表1的聚合物分散体的厚度得以变更的光学膜。
实施例4至6
通过与实施例2相同的方式实施来制造，通过变更所制造的光学层的厚度来制造如下述表1的光学膜。
实施例7至8
通过与实施例3相同的方式实施来制造，通过调整碳黑含量来制造如下述表1的光学膜。
比较例1
制造了聚合物分散体并未随机排列的光学膜。具体地，将作为聚合物分散体成分(以下，称为第一成分)的折射率为1.65的聚萘二甲酸乙二醇酯、作为矩阵成分(以下，称为第二成分)的折射率为1.58的聚碳酸酯合金及作为表层成分的与矩阵成分相同的成分分别投入至图8的第一挤压部220、第二挤压部221及第三挤压部222，上述聚碳酸酯合金包含38重量％的将对苯二酸酯与乙基乙二醇和环己烷二甲醇以1∶2的摩尔比聚合反应的聚对苯二甲酸亚环己基二亚甲酯、60重量％地聚碳酸酯及2重量％的包含磷酸盐的热稳定剂。将第一成分和第二成分的挤出温度设为295℃，利用Cap.Rheometer确认，通过I.V.调整校正聚合物流动，对表层在280℃的温度下执行挤出工序。将上述第一成分移送至第一加压单元230(川崎齿轮泵)，将第二成分也移送至第二加压单元231(川崎齿轮泵)。第一加压单元的排出量按照顺序分别为8.9kg/h，第二加压单元的排出量为8.9kg/h。排出的第一成分和第二成分被移送到海岛型挤出喷嘴223，此时，作为海岛型挤出喷嘴223，利用如图9的海岛型挤出喷嘴制造海岛型复合材料。具体地，海岛型挤出喷嘴由总共五个喷嘴分配板(S1、S2、S3、S4、S5)，第一成分通过第一喷嘴分配板S1的第一成分供应路50被投入，第二成分通过第二成分供应路51被投入，然后顺次经过第二喷嘴分配板S2至第四喷嘴分配板S4被分歧并移送，在第五喷嘴分配板S5中第二成分渗透到第一成分之间，以形成在第二成分内部分散有第一成分的海岛型复合材料，之后通过第六喷嘴分配板S6的排出口70被排出。此时，第四喷嘴分配板T4的岛成分层数为400个，岛成分供给路的喷嘴孔的直径为0.17mm，岛成分供给路的数量分别为25000个。第六喷嘴分配板S6的排出口70的直径为15mm×15mm。在3层结构的进料块224中，表层成分从上述第三挤压部通过流路流进并在上述海岛型复合流(矩阵聚合物)的上表面及下表面形成表层。以使海岛型复合流的纵横比成为1/30295的方式在校正流速及压力梯度的衣架模225中诱导形成有上述表层的基材层聚合物的扩散。具体地，模具入口的宽度为200mm、厚度为20mm，模具出口的宽度为960mm、厚度为2.4mm，流速为1m/分钟。之后，在冷却及浇注辊中执行平滑化工序，朝向纵向拉伸6倍。结果，第一成分在长度方向截面的长轴长度并无变化，但短轴长度减少。之后，在180℃的温度下通过红外线加热器执行2分钟的热固定，由此制造了如图10的包含分散有板状聚合物分散体的光学层的光学膜。所制造的光学膜中的聚合物分散体成分的折射率为(nx：1.88，ny：1.58，nz：1.58)，矩阵成分的折射率为1.58，聚合物的纵横比约为1/180000，层数为400层，厚度为84nm，长轴长度为15.5mm。在此情况下，所制造的光学层的厚度为100μm，在两侧面包括表层，由此，光学膜的总厚度为125μm。
比较例2
通过与实施例1相同的方式实施来执行，制造了在聚合物分散体中未包含碳黑的光学膜。
实验例1
对于在实施例及比较例中制造的光学膜，测量下述物性并在下述表1示出其结果。
1.雾度
利用雾度及透光度测量仪(日本电色工业株式会社(Nippon Den shoku KogyoCo.)产品)分析设备来测量雾度。
2.聚合物分散体的厚度
当实施例及比较例的光学膜的伸长方向为x轴、厚度方向为z轴时，以使y-z平面成为切割面的方式垂直切割后，对于切割的面拍摄扫描电子显微镜照片。在拍摄的扫描电子显微镜照片中，测量位于5μm×5μm区域内的聚合物分散体的厚度。
实验例2
对于在实施例及比较例中制造的光学膜，对上部面进行低折射涂敷加工。制造了将准备的光学膜贴合在吸收偏光片的上部面、在吸收偏光片的下部面设置有三醋酸纤维素的偏光板，将制造的偏光板与市售的液晶显示器的液晶面板上部的偏光板更换后，以此为对象测量正面及侧面方向的亮度和对比度，并在下述表1示出。
在此情况下，亮度以如下的方式标记，即，以并未利用实施例及比较例的设置有光学膜的偏光板更换上部偏光板的在相应液晶显示器中测量的亮度为100％的基准，以相对百分比表示利用实施例及比较例的偏光板更换后测量的亮度。
表1
Figure BDA0003418398910000171
Figure BDA0003418398910000181
如可通过表1确认，与比较例1及比较例2的光学膜相比，在实施例的情况下，可知正面及侧面对比度改善效果有很大提高。但是，在实施例中，包含过少的光吸收剂的实施例7的对比度改善效果微乎其微，在实施例8的情况下，包含过多的光吸收剂，由此可知亮度显著降低。

Claims (12)

1.一种用于改善对比度及视角的光学膜，其特征在于，包括光学层，上述光学层包括：矩阵；以及多个聚合物分散体，在相互垂直的x轴、y轴及z轴中，x轴方向成为长度方向，上述多个聚合物分散体沿着y轴及z轴方向在上述矩阵中随机排列，
上述多个聚合物分散体包含光吸收剂，在作为y-z平面的光学层切割面中，上述聚合物分散体的宽度为300nm以下。
2.根据权利要求1所述的用于改善对比度及视角的光学膜，其特征在于，在上述矩阵和上述聚合物分散体中，对于y轴及z轴方向的折射率差为0.05以下，对于x轴方向的折射率差为0.1以上。
3.根据权利要求1所述的用于改善对比度及视角的光学膜，其特征在于，相对于矩阵及聚合物分散体的总重量，包含35重量％至65重量％的上述聚合物分散体。
4.根据权利要求1所述的用于改善对比度及视角的光学膜，其特征在于，相对于聚合物分散体的总重量，包含2重量％至60重量％的上述光吸收剂。
5.根据权利要求1所述的用于改善对比度及视角的光学膜，其特征在于，在作为y-z平面的光学层切割面中，所有聚合物分散体中的作为z轴方向的聚合物分散体的厚度为250nm以下的聚合物分散体的数量为95％以上。
6.根据权利要求1所述的用于改善对比度及视角的光学膜，其特征在于，在作为y-z平面的光学层切割面中，所有聚合物分散体中的作为z轴方向的聚合物分散体的厚度为120nm以下的聚合物分散体的数量为60％以上。
7.根据权利要求1所述的用于改善对比度及视角的光学膜，其特征在于，在作为y-z平面的光学层切割面中，所有聚合物分散体中的作为z轴方向的聚合物分散体的厚度小于50nm的聚合物分散体的数量为10％以下。
8.根据权利要求1所述的用于改善对比度及视角的光学膜，其特征在于，在作为y-z平面的光学层切割面中，聚合物分散体的宽度为200nm以下。
9.根据权利要求1所述的用于改善对比度及视角的光学膜，其特征在于，上述光学膜的雾度为20％以下，上述光学层的厚度为100μm以下。
10.根据权利要求1所述的用于改善对比度及视角的光学膜，其特征在于，上述光学膜还包括表层，上述表层一体地形成在上述光学层的至少一面上。
11.一种偏光板，配置于作为观看侧的液晶面板上部，其特征在于，上述偏光板包括：
吸收偏光片；以及
权利要求1至10中任一项所述的光学膜，配置于上述吸收偏光片的光出射面上。
12.一种液晶显示装置，其特征在于，包括：
液晶单元；以及
权利要求11所述的偏光板，至少配置于上述液晶单元的光出射面上。
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