CN116940886A - 液晶显示元件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种液晶显示元件,其特征在于,层叠有液晶盒、在上述液晶盒的两面的包含偏振器和第一相位差层的第一偏振板以及包含偏振器和第二相位差层的第二偏振板,上述第一偏振板和第二偏振板分别层叠于上述液晶盒的两面,上述第一相位差层包含正型C层和正型B层,上述正型C层的厚度方向相位差值为‑180nm至‑100nm,上述液晶盒的取向方向与第二偏振板的吸收轴平行。
Description
技术领域
本发明涉及倾斜视角得到改善的液晶显示元件。
背景技术
近年来,利用液晶显示装置(liquid crystal display,LCD)或有机发光显示装置(organic light emitting diode display,OLED)等显示装置的薄型显示装置受到高度关注。特别是,这些薄型显示装置以触摸屏面板(touch screen panel)形式实现,从智能手机(smart phone)、平板(tablet)PC到各种可穿戴设备(wearable device),广泛用于以便携性为特征的各种智能设备(smart device)。
然而,尽管具备许多优异的特性,但视角窄被指出是代表性缺点。液晶显示元件根据液晶的初始排列、电极结构以及液晶的物性而分为不同模式,例如,已知有扭曲向列(Twisted Nematic,TN)模式、垂直取向(VA)模式、面内转换(IPS)模式、边缘场转换(FringeField Switching,FFS)模式等。
根据驱动方法,LCD的像素结构也不同。TN方式、VA方式的LCD的像素中,在一对基板中的一侧形成像素电极,在另一侧形成共用电极,通过在像素电极和共用电极之间形成垂直于2个基板面的电场来控制液晶分子的取向,由此控制像素的透过率。
FFS方式是通过在下部基板内使像素电极与共用电极相向且在其间设置绝缘膜来形成。FFS方式中,通常,共用电极以平面方式设置在下方,像素电极以多个带有狭缝的图案彼此平行的方式形成,由于液晶分子的排列被像素电极和共用电极之间形成的电场(边缘场)控制为与基板几乎平行,因此FFS模式的特征是,视角宽,且透过率因使用透明电极而比IPS高。
但是,IPS或FFS模式液晶显示元件中,液晶分子会随着横向电场在相同平面上旋转,因此可以防止由于液晶分子的折射率各向异性导致的灰阶反转,从而提高上下方向或左右方向的视角特性,但存在画面的对角线方向的视角特性没有得到提高的问题。
韩国公开专利第10-2015-0033623号公开了包含丙烯酸系膜和负型(negative)C板的IPS模式液晶装置用相位差膜以及液晶显示装置。但是,在应用于FFS模式的情况下,存在无法满足本领域要求的倾斜视角的条件的缺点。
发明内容
技术课题
本发明是用于解决如上所述的问题的发明,目的在于,提供倾斜视角优异的液晶显示元件。
解决课题的方法
为了实现上述目的,本发明提供一种液晶显示元件,其特征在于,层叠有液晶盒、包含偏振器和第一相位差层的第一偏振板以及包含偏振器和第二相位差层的第二偏振板,上述第一偏振板和第二偏振板分别层叠于上述液晶盒的两面,上述第一相位差层包含正型C层和正型B层,上述正型C层的厚度方向相位差值(Rth)为-180nm至-100nm,上述液晶盒的取向方向与第二偏振板的吸收轴平行。
发明效果
本发明的液晶显示元件通过调整偏振板的取向角度,从而降低倾斜亮度,同时防止漏光,由此能够提供倾斜视角优异的效果。
附图说明
图1是示出本发明的一例的液晶显示元件的构成的图。
图2是示出本发明的实施例1的漏光图像模拟结果的图。
图3是示出本发明的实施例2的漏光图像模拟结果的图。
图4是示出本发明的比较例1的漏光图像模拟结果的图。
图5是示出本发明的比较例2的漏光图像模拟结果的图。
图6是示出本发明的比较例3的漏光图像模拟结果的图。
图7是示出本发明的比较例4的漏光图像模拟结果的图。
图8是示出本发明的比较例5的漏光图像模拟结果的图。
图9是示出本发明的比较例6的漏光图像模拟结果的图。
上述图中,各附图标记的含义如下:
10:第一偏振板 20:第二偏振板
11:第一相位差层 21:第二相位差层
12:正型C层 24:第二偏振器
13:正型B层 25:第二保护膜
14:第一偏振器 30:液晶盒
15:第一保护膜 40:光源(背光)
具体实施方式
本发明中,当指出某一构件位于另一构件“上”时,其不仅包括某一构件与另一构件直接接触的情况,还包括两个构件之间还存在其他构件的情况。
本发明中,当指出某一部分“包含”某一构成要素时,除非存在特别相反的记载,否则意味着可以进一步包含其他构成要素而不是排除其他构成要素。
本发明中,空间上相对的术语“下方”、“底面”、“下部”、“上方”、“上面”、“上部”等正如附图中所图示的那样可以为了容易地描述一个层等的构成要素与其他层等的构成要素的相关关系而使用。空间上相对的术语应当被理解为除了附图中所图示的方向之外还包括在使用时或操作时元件彼此不同的方向的术语。例如,在附图中所图示的元件被翻转的情况下,被描述为在其他元件的“下方”或“下部”的元件可以放置在其他元件的“上方”或“上面”。因此,例示性术语“下方”可以包括下方和上方这两者。元件也可以朝向其他方向取向,因此空间上相对的术语可以根据取向来解释。
以下,更加详细地说明本发明。
<液晶显示元件>
本发明的液晶显示元件包含在具有特定相位差值的正型C层上层叠正型B层而形成的结构,通过调节偏振板的取向角度来降低倾斜亮度,同时防止漏光,从而具有倾斜视角优异的效果。
具体而言,本发明的液晶显示元件可以是具有以下特征的液晶显示元件:层叠有液晶盒、包含偏振器和第一相位差层的第一偏振板以及包含偏振器和第二相位差层的第二偏振板,上述第一偏振板和第二偏振板分别层叠于上述液晶盒的两面,上述第一相位差层包含正型C层和正型B层,上述正型C层的厚度方向相位差值(Rth)为-180nm至-100nm,上述液晶盒的取向方向与第二偏振板的吸收轴平行。
<液晶盒>
本发明的液晶盒可以无特别限制地使用本领域通常使用的液晶盒。例如,可以包含配置在一对基板之间的作为显示介质的液晶层。
具体而言,可以在一侧基板(滤色器基板)上具备滤色器和黑矩阵,并且可以在另一侧基板(有源矩阵基板)上具备用于控制液晶的光电特性的开关元件(代表性的是TFT)、用于向开关元件提供栅极信号的扫描线、用于向开关元件提供源极信号的信号线、以及像素电极和对电极。上述滤色器也可以设置在有源矩阵基板侧。上述基板之间的间隔(盒间隙)可以通过间隔物来控制,在基板的与液晶层接触的一侧也可以设置比如由聚酰亚胺构成的取向膜。
本发明的液晶盒中所包含的液晶分子可以在摩擦方向上排列。上述摩擦是用于使液晶在一个方向上排列的基板表面处理方式,是在用布等在某一方向上对液晶盒基板进行摩擦时,使液晶分子的长轴沿着摩擦方向进行整齐排列的方法。
本发明的液晶盒的特征在于,在从可见侧进行观察时,第二偏振器的吸收轴与液晶盒内的液晶分子的取向方向、即摩擦方向平行,第一偏振器的吸收轴与液晶盒内的液晶分子的取向方向垂直。但是,在上述第二偏振器的吸收轴与液晶盒内的液晶分子的取向方向垂直而非平行的情况下,由于光路原因,视角补偿效率会相对降低,因而不优选。
本发明的液晶盒的厚度为1至7μm,更优选为2至4μm。
作为上述液晶盒的驱动模式,可以无特别限制地采用任意适当地驱动模式,例如,可以举出超扭曲向列(Super Twisted Nematic,STN)模式、扭曲向列(Twisted Nematic,TN)模式、面内转换(In-Plane Switching,IPS)模式、垂直对准(Vertical Aligned,VA)模式、光学对准双折射(Optically Aligned Biregringence,OCB)模式、轴对称对准微单元(Axially Symmetric Aligned Microcell,ASM)模式、边缘场转换(Fringe-FieldSwitching,FFS)模式等。根据本发明的一实施方式,在使用边缘场转换(Fringe-FieldSwitching,FFS)模式的情况下,可以期待更加有效的倾斜视角改善效果,因而优选。
<偏振板>
本发明中,第一偏振板和第二偏振板可以分别层叠在上述液晶盒的两面,上述第一偏振板和第二偏振板各自可以包含偏振器和第一相位差层、以及偏振器和第二相位差层。本发明的“第一”和“第二”是为了明确构成上的差异而进行的区分,优选地,第一偏振板可以配置在可见侧,第二偏振板可以配置在光源侧。
第一相位差层
本发明中,第一偏振板所包含的第一相位差层可以层叠在上述液晶盒的一面,可以存在于上述液晶盒与第一偏振器之间而起到改变光的偏振状态的作用。
本发明的上述第一相位差层的特征在于,包含正型C层和正型B层。
通过第一相位差层包含正型C层和正型B层,从而能够起到改变偏振后的光的路径的作用,尤其在FFS模式液晶显示元件中,能够起到防止倾斜面的漏光的作用,因而优选。
另外,上述正型B层在本发明中可以采用双轴膜制作工序,容易控制厚度方向的相位差,因此从形成适当的相位差方面考虑是优选的。
具体而言,本发明的上述第一相位差层可以包含在正型C层上层叠正型B层而成的结构或在正型B层上层叠正型C层而成的结构。
另外,在按照液晶盒/正型C层/正型B层的顺序在正型C层上层叠正型B层的情况下,液晶盒的取向方向与正型B层的光轴需要平行,
在按照液晶盒/正型B层/正型C层的顺序在正型B层上层叠正型C层的情况下,以液晶盒的取向方向与正型B层的光轴垂直(90°)为特征。
由于根据上述层叠顺序来满足液晶盒和光轴的方向,从而能够通过控制相位差来更加有效地降低倾斜亮度,同时防止漏光而提供倾斜视角优异的效果。
相位差层或相位差膜可以分为单轴膜(uniaxial film)和双轴膜(biaxialfilm)。单轴膜是仅具有一个光学轴的非各向同性双折射膜,双轴膜是具有两个光学轴的非各向同性双折射膜。这样的相位差膜中,单轴膜可以根据光学轴的方向和大小而被分类为A层膜和C层膜,双轴膜被分类为B层膜。
A层膜的特征在于,y轴方向的折射率(ny)与z轴方向的折射率(nz)彼此相同(ny=nz),x轴方向的折射率(nx)与y轴方向的折射率(ny)和z轴方向的折射率(nz)不同(nx≠ny=nz)。另外,对于A层膜而言,在x轴方向的折射率(nx)大于y轴方向的折射率(ny)的情况下,可以被分类为正型A层膜或阳性A层膜(nx>ny=nz),如果x轴方向的折射率(nx)小于y轴方向的折射率(ny),则可以被分类为负型A层膜或阴性A层膜(nx<ny=nz)。
B层膜的特征在于,x轴方向的折射率(nx)、y轴方向的折射率(ny)以及z轴方向的折射率(nz)具有彼此不同的值。另外,对于B层膜而言,根据x轴方向的折射率(nx)、y轴方向的折射率(ny)以及z轴方向的折射率(nz)的大小,可以被分类为正型(阳性)B层膜、负型(阴性)B层膜和Z轴拉伸B层膜。正型(阳性)B层膜具有nz>nx>ny的折射率值,负型(阴性)B层膜具有nx>ny>nz的折射率值以及Z轴拉伸B层膜具有nx>nz>ny的折射率值。
C层膜的特征在于,x轴方向的折射率(nx)与y轴方向的折射率(ny)彼此相同(nx=ny),z轴方向的折射率(nz)与x轴方向的折射率(nx)和y轴方向的折射率(ny)不同(nx=ny≠nz)。另外,对于C层膜而言,在x轴方向的折射率(nx)和y轴方向的折射率(ny)小于z轴方向的折射率(nz)的情况下,可以被分类为正型C层膜或阳性C层膜(nx=ny<nz),在x轴方向的折射率(nx)和y轴方向的折射率(ny)大于z轴方向的折射率(nz)的情况下,可以被分类为负型C层膜或阴性C层膜(nx=ny>nz)。
另外,对于相位差层或相位差膜的相位差值而言,可以通过折射率(nx)以及y轴方向的折射率(ny)和z轴方向的折射率(nz)来确定,可以指由以下数学式1和2计算得到的值。
[数学式1]
Re=(nx-ny)×d
上述数学式1中,Re为水平方向上的相位差值(retadation value),nx≥ny,d为膜的厚度。
[数学式2]
Rth=[{(nx+ny)/2}-nz]×d
上述数学式2中,Rth为厚度方向上的相位差值,nx≥ny,d为膜的厚度。
具体而言,通常,在没有提及光源的波长的情况下,nx、ny和nz折射率值是以能够最容易获得的相对于589nm的光特性为基准,上述数学式1的Re是指,在光通过相位差膜的法线方向(垂直方向)时作为实际相位差的正面或水平方向上的相位差值,上述数学式2的Rth是指,示出厚度方向的折射率(nz)与面内平均折射率(nx和ny)的差异的厚度方向上的相位差值。
对于本发明的第一相位差层中所包含的上述正型C层膜而言,水平方向相位差值(Re)可以为-5至5nm,优选可以为-2至2nm。另外,上述正型C层膜的厚度方向相位差值(Rth)可以为-180至-100nm,优选可以为-160至-130nm。
在满足上述范围的情况下,可以通过偏振后的光路的补偿特性来防止倾斜面上的漏光。另一方面,在脱离上述范围的情况下,可能产生倾斜面上发生漏光的问题。
本发明的第一相位差层中所包含的上述正型C层膜的厚度可以为0.3至1.0μm。在满足上述厚度范围的情况下,能够实现显示器的薄型化,因而优选。
对于本发明的第一相位差层中所包含的上述正型B层而言,水平方向相位差值(Re)可以为80至160nm,优选可以为100至140nm。另外,厚度方向相位差值(Rth)可以为70至145nm,优选可以为90至120nm。在满足上述范围的情况下,具有通过偏振后的光路变化来防止倾斜面上的漏光的优点。另一方面,在脱离上述范围的情况下,可能产生倾斜面上发生漏光的问题。
本发明的第一相位差层中所包含的上述正型B层的厚度可以为20至70μm。在满足上述厚度范围的情况下,具有能够抑制在耐久性条件下偏振器的收缩或膨胀行为所导致的变化而持续维持倾斜面上的漏光防止效果的优点,因而优选。
本发明的第一相位差层中所包含的上述正型C层膜只要满足本发明公开的相位差值等光学特性,则其种类没有特别限定,例如,可以通过包含选自由三乙酰纤维素(TAC)、环烯烃聚合物(COP)、环烯烃共聚物(COC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯(PP)、聚碳酸酯(PC)、聚砜(PSF)以及聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)组成的组中的一种以上来制造。
另外,上述第一相位差层可以利用拉伸型膜来制造,相位差层的拉伸方法可以分为固定端拉伸和自由端拉伸。固定端拉伸是在膜的拉伸工序中使拉伸方向以外的其他方向上的长度固定的方法,而自由端拉伸是在膜的拉伸工序中对拉伸方向以外的其他方向赋予自由度的方法。通常,如果对膜进行拉伸,则拉伸方向以外的其他方向会发生收缩,但对于Z轴取向膜而言,除了拉伸以外,可能还需要单独的收缩工序。
将拉伸时辊(Roll)状的膜展开的方向称为MD方向(Machine Direction,机器方向),将与其垂直的方向称为TD方向(Transverse Direction,横向方向)。自由端拉伸时沿MD方向拉伸,而固定端拉伸是指沿TD方向拉伸。
根据拉伸方法(其中,仅采用一次工序时),nz值可以发生改变,此外,除一次拉伸外,相位差层也可以通过应用二次拉伸以及添加物等追加工序来控制迟相轴(Slow Axis)的方向、相位差值以及nz值等光学特性,因此这是为了满足本发明的构成而可以多样化应用的事项,作为可以应用本领域已知的一般工序的内容,本发明中不会具体限定该内容。
另外,视需要,可以在上述正型C层膜和正型B层膜之间或上下部进一步包含粘接剂层或取向膜。
本发明的第一相位差层中所包含的上述正型B层膜优选为环烯烃聚合物(COP)。在为环烯烃聚合物膜的情况下,容易调节相位差,因而优选。
第二相位差层
本发明的上述第二相位差层是相对于第一偏振板而附着于液晶盒的另一面的第二偏振板中所包含的层,设置在上述液晶盒和第二偏振器之间而起到改变光的偏振状态的作用,可以与上述第一相位差层的膜构成相同或不同。
上述第二相位差层的构成和相位差值没有特别限制,优选可以包含双轴拉伸型膜,从补偿光路方面考虑,第二相位差层的Re和Rth各自优选为-5至5nm。
偏振器
如上所述,本发明的液晶显示元件包含第一偏振板和第二偏振板,上述第一偏振板和第二偏振板各自包含第一偏振器和第二偏振器。
本发明的第一和第二偏振器是起到将入射的自然光转换为期望的单一偏振状态(线性偏振状态)的作用的光学膜,可以是对偏振器形成用膜实施包括溶胀、染色、交联、拉伸、水洗、干燥等步骤在内的工序而制造的本领域通常使用的偏振器。
作为上述第一和第二偏振器,只要是能够被二色性物质、即碘染色的膜,则其种类没有特别限定,例如,可以举出聚乙烯醇(PVA)膜、经脱水处理的聚乙烯醇膜、经脱氯化氢处理的聚乙烯醇膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物膜、乙烯-乙烯醇共聚物膜、纤维素膜、这些膜经部分皂化而成的膜等。其中,从提高面内偏振度的均匀性的效果优异以及对于碘的染色亲和性优异方面考虑,优选为聚乙烯醇系膜。
构成上述偏振器的聚乙烯醇系树脂可以通过将聚乙酸乙烯酯系树脂皂化来制造。上述聚乙烯醇系树脂的皂化度可以为85至100摩尔%,优选可以为90摩尔%以上,更优选可以为98至100摩尔%。
作为聚乙酸乙烯酯系树脂的例子,可以举出乙酸乙烯酯的均聚物即聚乙酸乙烯酯、或乙酸乙烯酯与能够与其共聚的其他单体的共聚物等。作为上述能够与乙酸乙烯酯共聚的其他单体的具体例,可以举出不饱和羧酸类、不饱和磺酸类、烯烃类、不饱和胺类、乙烯基醚类、具有铵基的丙烯酰胺类等。
另外,聚乙烯醇系树脂也可以被改性,例如,可以使用用醛类改性的聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯醇缩乙醛或聚乙烯醇缩丁醛等。
上述聚乙烯醇系树脂的聚合度可以为1,000至10,000,优选为1,500至5,000。
可以使上述聚乙烯醇系树脂形成为膜而用作偏振器。聚乙烯醇系树脂的膜形成方法没有特别限制,可以利用本领域公知的多种方法。例如,可以通过以下工序来制造:将聚乙烯醇系树脂膜进行单轴拉伸的工序;用二色性色素对拉伸后的膜进行染色而使其吸附上述色素的工序;用硼酸水溶液对吸附有色素的膜进行处理的工序;以及水洗的工序。
单轴拉伸可以在用色素染色前进行,也可以与染色同时进行,还可以在染色后进行。在染色后进行单轴拉伸的情况下,可以在硼酸处理前进行单轴拉伸,也可以在硼酸处理中进行,还可以在硼酸处理后进行。另外,可以在多个步骤中进行单轴拉伸。作为单轴拉伸方法,可以将原盘膜在不同的辊之间进行单轴拉伸,或者利用热辊进行单轴拉伸。另外,可以通过在大气中进行拉伸的干式拉伸来进行,也可以通过在用溶剂溶胀的状态下进行拉伸的湿式拉伸来进行。上述单轴拉伸过程中,拉伸倍率通常为3至8倍。
为了用二色性色素对聚乙烯醇系膜进行染色,可以根据公知的方法来进行,例如,可以通过在含有二色性色素的水溶液中浸渍聚乙烯醇系膜来染色。作为二色性色素,具体可以利用碘或二色性染料。另外,优选在染色处理前将聚乙烯醇系树脂膜在水中进行浸渍处理。
在利用碘作为二色性色素的情况下,通常可以通过在含有碘和碘化钾的水溶液中浸渍聚乙烯醇系树脂膜进行染色的方法来实施。上述水溶液中,碘的含量可以是每100重量份水为0.01至1重量份,碘化钾的含量通常可以是每100重量份水为0.5至20重量份。用于染色的水溶液的温度可以为20至40℃,上述水溶液中的浸渍时间可以为20至1,800秒。
在利用二色性染料作为二色性色素的情况下,可以通过在包含水溶性二色性染料的水溶液中浸渍聚乙烯醇系树脂膜进行染色的方法等来实施。上述水溶液中,二色性染料的含量可以是每100重量份水为1X10-4至10重量份,优选可以为1X10-3至1重量份。上述水溶液可以进一步含有硫酸钠等无机盐作为染色助剂。用于染色的染料水溶液的温度可以为20至80℃,上述水溶液中的浸渍时间可以为10至1,800秒。
利用二色性色素染色后的硼酸处理通过将染色后的聚乙烯醇系树脂膜浸渍在含有硼酸的水溶液中来进行。含有硼酸的水溶液中,硼酸的含量可以是每100重量份水为2至15重量份,优选可以为5至12重量份。
在利用碘作为二色性色素的情况下,上述含有硼酸的水溶液优选含有碘化钾。上述碘化钾的含量可以是每100重量份水为0.1至15重量份,优选可以为5至12重量份,含有硼酸的水溶液中的浸渍时间可以为60至1,200秒,优选可以为150至600秒,更优选可以为200至400秒。上述含有硼酸的水溶液的温度可以为50℃以上,优选可以为50至85℃,更优选可以为60至80℃。
硼酸处理后的聚乙烯醇系树脂膜可以被水洗处理。上述水洗处理例如通过将硼酸处理后的聚乙烯醇系树脂膜浸渍在水中来进行。水洗处理中,优选的水的温度为5至40℃,浸渍时间为1至120秒。
水洗后通过干燥处理可以获得偏振器。上述干燥处理可以利用热风干燥机或远红外线加热器。干燥处理的温度为30至100℃,优选为50至80℃,干燥处理的时间为60至600秒,优选为120至600秒。
本发明的偏振器的厚度可以为5至50μm,优选可以为10至35μm。在偏振器的厚度小于5μm的情况下,存在偏振器拉伸工序时工序性和量产性不足的问题,在大于50μm的情况下,存在无法实现偏振板的薄型化的问题。
根据本发明的一实施方式的特征在于,在从可见侧进行观察时,第二偏振器的吸收轴与液晶盒内的液晶分子的取向方向、即摩擦方向平行,第一偏振器的吸收轴与液晶盒内的液晶分子的取向方向垂直。
即,上述第一偏振器和第二偏振器的吸收轴可以彼此正交配置。
本发明中,所谓正交,不仅指两个吸收轴彼此为90°的情况,还包括以上述90°为基准误差范围达到±10°的情况。
保护膜层
根据本发明的一实施方式,上述第一偏振板和第二偏振板各自可以进一步包含保护膜层。此时,保护膜的位置在本发明中没有特别限定,根据一实施方式,可以位于各自所包含的偏振器中朝向液晶盒的面的另一面。
此时,保护膜层中所层叠的各构成例如可以举出保护膜、形成于保护膜上的表面处理层以及表面保护膜等。这些保护膜层中所包含的构成是为了保护偏振器等层而可以进一步附加的构成,只要是透明性、机械强度、热稳定性、防潮性、各向同性等优异的树脂膜层就没有特别限制。
作为上述保护膜,只要是具有透明性的塑料膜就没有特别限制。作为上述保护膜,例如,可以从具有降冰片烯或多环降冰片烯系单体之类的含有环烯烃的单体的单元的环烯烃系衍生物;二乙酰纤维素、三乙酰纤维素、乙酰纤维素丁酸酯、异丁酯纤维素、丙酰纤维素、丁酰纤维素、乙酰丙酰纤维素等纤维素化合物;乙烯乙酸乙烯酯共聚物、聚酯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚醚酰亚胺、聚丙烯酸、聚酰亚胺、聚醚砜、聚砜、聚乙烯、聚丙烯、聚甲基戊烯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩乙醛、聚醚酮、聚醚醚酮、聚醚砜、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚氨酯以及聚环氧树脂中选择使用,并且可以使用未拉伸、单轴或双轴拉伸膜。
上述保护膜的厚度没有特别限制,可以为8至1,000μm,优选可以为40至100μm。如果上述保护膜的厚度小于8μm,则可能膜的强度下降而加工性变差,如果大于1000μm,则可能发生透明性下降或偏振板的重量增加的问题。
上述表面处理层可以通过将表面处理性涂布组合物涂布于上述保护膜来形成,上述表面处理性涂布组合物可以包含透光性树脂、透光性粒子、光聚合引发剂以及溶剂。
上述透光性树脂为光固化型树脂,上述光固化型树脂可以包含光固化型(甲基)丙烯酸酯低聚物和/或单体。作为上述光固化型(甲基)丙烯酸酯低聚物,通常使用环氧(甲基)丙烯酸酯、氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯等,优选为氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯。上述单体可以无限制地使用通常使用的单体,优选为在分子内具有(甲基)丙烯酰基、乙烯基、苯乙烯基、烯丙基等不饱和基团作为光固化型官能团的单体,其中,优选为具有(甲基)丙烯酰基的单体。
上述透光性粒子是本技术领域中使用的透光性粒子,只要是能够赋予表面处理性的粒子就可以没有特别限制地使用。作为上述透光性粒子,例如,可以使用二氧化硅粒子、硅树脂粒子、三聚氰胺系树脂粒子、丙烯酸系树脂粒子、苯乙烯系树脂粒子、丙烯酸-苯乙烯系树脂粒子、聚碳酸酯系树脂粒子、聚乙烯系树脂粒子、氯乙烯系树脂粒子等。上述例示的透光性粒子各自可以单独使用或将两者以上混合使用。
上述透光性粒子的平均粒径优选为1至10μm,在上述透光性粒子的平均粒径小于1μm的情况下,可能不易在表面处理层表面形成凹凸而表面处理性降低,在大于10μm的情况下,可能发生表面处理层的表面变得粗糙而可见性变差的问题。
上述光聚合引发剂可以无限制地使用本技术领域中使用的光聚合引发剂。作为上述光聚合引发剂,例如,可以使用选自由2-甲基-1-[4-(甲基硫基)苯基]2-吗啉丙酮-1、二苯基酮苄基二甲基缩酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-酮、4-羟基环苯基酮、二甲氧基-2-苯基苯乙酮、蒽醌、芴、三苯基胺、咔唑、3-甲基苯乙酮、4-氯苯乙酮、4,4-二甲氧基苯乙酮、4,4-二氨基二苯甲酮、1-羟基环己基苯基酮以及二苯甲酮组成的组中的至少一种。
上述溶剂只要是本技术领域中已知的溶剂就可以无限制地使用。作为上述溶剂,例如,可以使用选自由醇系(甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、1-甲氧基-2-丙醇、丙二醇单甲基醚等)、酮系(甲基乙基酮、甲基丁基酮、甲基异丁基酮、二乙基酮、二丙基酮、环己酮等)、己烷系(己烷、庚烷、辛烷等)、苯系(苯、甲苯、二甲苯等)组成的组中的至少一种。
上述表面处理性涂布组合物除了上述成分以外可以进一步包含本技术领域中通常使用的成分,例如,抗氧化剂、UV吸收剂、光稳定剂、热聚合抑制剂、流平剂、表面活性剂、润滑剂、防污剂等。
上述表面处理层可以通过将上述表面处理性涂布组合物涂布于保护膜的一面或两面且干燥后使其进行UV固化而形成。
上述表面处理性涂布组合物可以通过适当地使用模涂机、气刀、逆转辊、喷雾、刮刀、流延、凹版印刷、微凹版印刷、旋涂等公知的方式而涂装(Coating Process)于保护膜。
在将上述表面处理性涂布组合物涂布于保护膜后,在30至150℃的温度下使挥发物蒸发10秒至1小时、优选30秒至30分钟而干燥后,照射UV光使其固化。上述UV光的照射量具体可以为约0.01至10J/cm2,更具体可以为0.1至2J/cm2。此时,所形成的表面处理层的厚度具体可以为1至30μm,更具体可以为1.5至10μm。
本发明的一实施方式中,上述表面保护膜层叠在上述表面处理层上,由此起到防止上述表面处理层暴露于外部而阻挡外部的物理冲击的作用。
上述表面保护膜包含基材膜和位于上述基材膜上的粘着剂层。上述基材膜没有特别限制,可以使用具有透明性的纤维素、聚碳酸酯或聚对苯二甲酸乙二醇酯之类的聚酯系膜、聚醚砜之类的聚醚系膜、聚乙烯、聚丙烯、具有环或降冰片烯结构的聚烯烃、或乙烯丙烯共聚物之类的聚烯烃系膜等。为了提高基材与粘着剂的密合性,可以对上述基材膜的一面或两面实施表面处理或进行底漆处理,也可以设置抗静电层、防污层等。
在如上所述的基材膜上形成粘着剂层的方法没有特别限制,例如,可以采用使用棒涂机等在基材膜表面直接涂布粘着剂并使其干燥的方法;将粘着剂涂布于剥离性基材表面并使其干燥后,将形成于上述剥离性基材表面的粘着剂层转印至基材膜表面并使其熟化的方法等。上述粘着剂可以由高分子粘合剂、交联剂等构成。上述高分子粘合剂可以使用聚氨酯系树脂、聚酯系树脂、丙烯酸系树脂、聚醚系树脂、纤维素系树脂、聚乙烯醇系树脂、环氧系树脂、聚乙烯吡咯烷酮系树脂、聚苯乙烯系树脂、聚乙二醇系树脂、季戊四醇系树脂等之类的有机系粘合剂或硅酸盐之类的无机系粘合剂,它们可以单独使用或将两种以上组合使用。其中,特别优选为聚氨酯系树脂、聚酯系树脂、丙烯酸系树脂。最优选使用丙烯酸系树脂。上述交联剂与羧基或羟基等反应而起到提高粘着剂的凝集力的作用。上述交联剂可以使用异氰酸酯系化合物、环氧系化合物、氮丙啶系化合物或金属螯合物系化合物等。上述粘着剂视需要可以进一步包含抗静电剂、硅烷系偶联剂或增粘性树脂。
上述表面保护膜的厚度可以为20至100μm,优选可以为30至80μm,在满足上述厚度范围的情况下,能够实现优异的偏振板外观品质。
粘接剂
粘接剂或粘着剂(Adhesives)可以为了本发明的液晶盒、相位差层、偏振器以及保护膜层等各构成间的接合或结合而使用。
作为上述粘接剂,只要是本领域中使用的通常的粘接剂就没有特别限制,优选可以使用水系粘接剂。
作为上述水系粘接剂,可以例示异氰酸酯系粘接剂、聚乙烯醇系粘接剂、明胶系粘接剂、乙烯系乳胶、水系聚酯、水系二液型氨基甲酸酯系乳液粘接剂等。水系粘接剂通常作为由水溶液构成的粘接剂来使用,通常含有0.5至60重量%的固体成分。其中,优选为去离子水或聚乙烯醇系树脂水溶液。
用作粘接剂的聚乙烯醇系树脂包括将作为乙酸乙烯酯的均聚物的聚乙酸乙烯酯进行皂化处理而获得的乙烯醇均聚物,以及将乙酸乙烯酯与能够与其共聚的其他单体的共聚物进行皂化处理而获得的乙烯醇系共聚物、对它们的羟基部分改性而成的改性聚乙烯醇系聚合物等。另外,上述水系粘接剂中可以添加多元醛、水溶性环氧化合物、三聚氰胺系化合物、氧化锆化合物、锌化合物等添加剂。
上述粘接剂的粘度可以为5至100cP。在按照上述范围来包含的情况下,能够确保偏振器表面上的铺展性而确保狭缝式涂布机、狭缝式模涂机等中的工序性。
上述粘接剂的厚度没有特别限制,优选可以为10nm至200nm。
利用粘接剂进行的各构成间的结合方法没有特别限定,例如,可以举出通过流延法、迈耶棒涂布法、凹版涂布法、模涂法、浸涂法、喷雾法等在偏振器和/或保护膜的粘着面涂布粘接剂,并使两者重叠的方法,为了提高粘接效率,也可以在利用粘接剂进行结合前对涂布粘接剂的面实施等离子体处理、电晕处理、紫外线照射处理、底涂处理等改质处理。
本发明的第一偏振板和第二偏振板可以采用本领域中通常使用的工艺方法来制造,本发明中对其方法不做具体限定,例如,可以应用辊对辊(Roll to Roll)工序、片对片(Sheet to Sheet)等。通常,考虑到收率和制造工序上的效率等,优选可以应用辊对辊(Roll to Roll)工序。
图1是示出本发明的一例的液晶显示元件的构成的图。
参照图1,本发明的液晶显示元件的结构例如可以为将光源40、第二偏振板20、液晶盒30、第一偏振板10依次层叠而成的结构。
上述第一偏振板10和第二偏振板20各自可以为从液晶盒30开始将相位差层11、21、偏振器14、24以及保护膜层15、25依次层叠而成的结构,第一相位差层11可以包含正型C层12和正型B层13。
另外,液晶盒30的取向方向或摩擦(Rubbing)方向与第二偏振器24的吸收轴以彼此平行为特征。
实施方式
以下,为了具体说明本发明,例举实施例来进行详细说明。但是,本发明的实施例可以变形为各种各样的其他形态,不应解释为本发明的范围受到以下详细描述的实施例的限定。本发明的实施例是为了向本领域的一般技术人员更加完整地说明本发明而提供的。以下的实施例和比较例中,除非特别提及,则表示含量的“%”和“份”为重量基准。
实施例
以下实施例和比较例是通过在LCD光学模拟程序TECH WIZ LCD 1DPOLAR(SanayiSystem,韩国)中实施模拟来确认宽视角效果。
实施例1
按照以下图1所示的结构将本发明的各偏振板、液晶盒以及光源层叠在TECH LCD1D(Sanayi System,韩国)上。
此时,上述液晶盒30使用应用于BOE公司面板(32”)的液晶盒,并且没有考虑滤色器的吸收。作为光源40,使用LOOK 320ADS U-Care(M3293)、JC Hyun System Co.,Ltd.中搭载的实测数据。
另一方面,本发明的实施例1中使用的各个构成层(光学膜)使用具有如下光学物性的膜。
首先,第一偏振板10和第二偏振板20的偏振器14、24使用PE-4500(可乐丽公司)。将液晶盒30的取向方向设为0°,并且将第一偏振器14的吸收轴设为90°,将第二偏振器24的吸收轴设为0°后使用。
由于各膜的方向所导致的内部折射率差异而产生的光学特性是以光源550nm为基准,作为第一相位差层11的正型B层13,使用水平方向相位差值(Re)为115nm且厚度方向相位差值(Rth)为104nm的膜,正型C层12使用厚度方向相位差值(Rth)为-150nm的膜。
另外,位于第一偏振板10的外侧部分的保护膜15使用住友公司的丙烯酸系基材,位于第二偏振板20的外侧部分的保护膜25使用住友公司的丙烯酸系基材,由此制造液晶显示元件。
图2是示出实施例1的漏光图像模拟结果的图。参照图2,可以确认到45度倾斜面上的漏光少。另外,相对于没有相位差补偿的偏振板100%基准,侧面亮度比率显示为7%,由此可以确认45度倾斜面上的漏光得到补偿。
实施例2
与上述实施例1同样地实施,由于膜的方向所导致的内部折射率差异而产生的光学特性是以光源550nm为基准,作为第一相位差层11的正型B层13,使用水平方向相位差值(Re)为130nm且厚度方向相位差值(Rth)为118nm的膜,正型C层12使用厚度方向相位差值(Rth)为-140nm的膜,由此制造液晶显示装置。
图3是示出实施例2的漏光图像模拟结果的图。参照图3,可以确认到45度倾斜面上的漏光少。侧面亮度比率测定结果显示为6%,由此可以确认45度倾斜面上的漏光得到补偿。
比较例1至6的制造
与上述实施例1同样地实施,将各构成的值设为以下表1的值,由此制造比较例1至6的液晶显示装置。
[表1]
上述比较例1至6的漏光图像模拟结果如以下表2所示。侧面亮度比率是以比较例1为基准,由相对于比较例1的侧面亮度比率显示。
[表2]
侧面亮度比率 | 漏光图像 | |
比较例1 | 100% | 图4 |
比较例2 | 53% | 图5 |
比较例3 | 39% | 图6 |
比较例4 | 65% | 图7 |
比较例5 | 79% | 图8 |
比较例6 | 300% | 图9 |
根据上述表2和图4至9,在液晶盒的取向方向与第二偏振器的吸收轴不平行或者脱离本发明的正型C层和B层的相位差值的情况下,可以确认到侧面亮度比率过高而倾斜视角不良。
产业上的可利用性
本发明的液晶显示元件通过调整偏振板的取向角度,从而降低倾斜亮度,同时防止漏光,由此能够提供倾斜视角优异的效果。
Claims (7)
1.一种液晶显示元件,其特征在于,层叠有液晶盒、包含偏振器和第一相位差层的第一偏振板以及包含偏振器和第二相位差层的第二偏振板,所述第一偏振板和所述第二偏振板分别层叠于所述液晶盒的两面,
所述第一相位差层包含正型C层和正型B层,
所述正型C层的厚度方向相位差值Rth为-180nm至-100nm,
所述液晶盒的取向方向与第二偏振板的吸收轴平行。
2.根据权利要求1所述的液晶显示元件,其特征在于,所述第二相位差层的水平方向相位差值Re为-5nm至5nm,厚度方向相位差值Rth为-5nm至5nm。
3.根据权利要求1所述的液晶显示元件,其特征在于,所述第一偏振器与第二偏振器的吸收轴彼此正交。
4.根据权利要求1所述的液晶显示元件,其特征在于,所述第一相位差层中所包含的正型B层的水平方向相位差值Re为80nm至160nm,厚度方向相位差值Rth为70至145nm。
5.根据权利要求1所述的液晶显示元件,其特征在于,所述第一偏振板与第二偏振板各自进一步包含保护膜层。
6.根据权利要求1所述的液晶显示元件,其特征在于,所述液晶盒为边缘场转换模式液晶盒。
7.根据权利要求1所述的液晶显示元件,其特征在于,侧面亮度比率为10%以下。
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