JP2020038370A - 偏光板及びこれを含む液晶表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】集光バックライトユニットを備えた液晶表示装置に適用したとき、正面及び側面での輝度、視野角及び明暗比を向上できる偏光板を提供する。【解決手段】偏光子と、前記偏光子の光出射面に形成された第1樹脂層及び第2樹脂層を含むパターン層と、を含み、前記第1樹脂層と前記第2樹脂層との界面にはパターン部が形成され、前記パターン部は、繰り返し配置された2個以上のパターングループで構成され、前記パターングループは、2個以上の陰刻の光学パターンを含み、前記パターングループ内において、前記2個以上の陰刻の光学パターンのうちの少なくとも2個は、アスペクト比及び底角の全てが互いに異なる偏光板を構成する。【選択図】図1

Description

本発明は、偏光板及びこれを含む液晶表示装置に関する。
液晶表示装置は、バックライトユニットから出る光が光源側偏光板、液晶パネル及び視認側偏光板の順に透過することによって駆動する。光源から出射される光は、バックライトユニットを通過しながら拡散されて出射された後、光源側偏光板に入射される。よって、光源側偏光板、液晶パネル及び視認側偏光板を通過しながら正面から側面に行くほど明暗比が低下し、色偏差が発生するという問題が生じる。前記問題を解消するために、光源側偏光板又は視認側偏光板に位相差フィルムが使用され得る。しかし、位相差フィルムを使用したとしても、正面から側面に行くほど位相差フィルムによる光の補償が完璧に行われず、特に、対角方向では必然的に光漏れが発生してしまう。
そこで、上述した問題を解消するために、集光バックライトユニットを使用する方法が考慮されている(例えば、特許文献1参照。)。集光バックライトユニットは、通常の正プリズム拡散シートの代わりに、逆プリズム集光シートが装着されたものである。正プリズム拡散シートは、シート基材の光出射面にプリズムが形成されるシートで、逆プリズム集光シートは、シート基材の光入射面にプリズムが形成されるシートである。これは、集光バックライトユニットから集光されて出射される光を液晶パネルを介して透過させることによって視野角による明暗比差を最小化し、視認側偏光板では、最外表面で光を散乱させることによって視野角を確保する集光−散乱システム方法である。このために、集光バックライトユニットを考慮した光学素子を開発する必要がある。前記光学素子として視認側偏光板の最外表面に散乱粒子を含有するフィルムを設置する方法があるが、視野角を拡大する程度及び/又は外観改善効果などで限界を示した。
特開2006−251659号公報
本発明の目的は、集光バックライトユニットを備えた液晶表示装置に適用したとき、正面及び側面での輝度、視野角及び明暗比を向上できる偏光板を提供することにある。
本発明の他の目的は、集光バックライトユニットを備えた液晶表示装置に適用したとき、正面明暗比の改善、側面明暗比の改善及び外観改善効果に優れた偏光板を提供することにある。
本発明の更に他の目的は、集光バックライトユニットを備えた液晶表示装置に適用したとき、側面角度によって正面での輝度値に対する側面での輝度値の比率の偏差を低下させ得る偏光板を提供することにある。
本発明の更に他の目的は、集光バックライトユニットを備えており、正面及び側面での輝度、視野角及び明暗比を向上させることができ、側面角度によって正面での輝度値に対する側面での輝度値の比率の偏差を低下させ得る液晶表示装置を提供することにある。
(1)本発明の偏光板は、偏光子と、前記偏光子の光出射面に形成された第1樹脂層及び第2樹脂層を含むパターン層と、を含み、前記第1樹脂層と前記第2樹脂層との界面にはパターン部が形成され、前記パターン部は、繰り返し配置された2個以上のパターングループで構成され、前記パターングループは、2個以上の陰刻の光学パターン(engraved optical pattern)を含み、前記パターングループ内において、前記2個以上の陰刻の光学パターンのうちの少なくとも2個以上は、アスペクト比及び底角の全てが互いに異なる。
(2)(1)において、前記陰刻の光学パターンは、アスペクト比が約0.3以上約3.0以下であってもよい。
(3)(1)〜(2)において、前記パターングループ内において、前記陰刻の光学パターンの最大アスペクト比と最小アスペクト比との差は約0.5以上であってもよい。
(4)(1)〜(3)において、前記陰刻の光学パターンは、底角が約60゜以上約90゜以下であってもよい。
(5)(1)〜(4)において、前記パターングループ内において、前記陰刻の光学パターンの最大底角と最小底角との差は約5゜以上であってもよい。
(6)(1)〜(5)において、前記陰刻の光学パターンは、頂上部に平坦面が形成され、断面がN角形(Nは、4〜10の整数)であるパターンであってもよい。
(7)(1)〜(6)において、前記パターングループ内において、前記2個以上の陰刻の光学パターンの間には、平坦部がなく連続的に形成されてもよい。
(8)(1)〜(7)において、前記パターングループと隣り合うパターングループとの間には、平坦部が形成されなくてもよく、平坦部が形成されてもよい。
(9)(1)〜(8)において、前記陰刻の光学パターンは、前記陰刻の光学パターンの長さ方向にストライプ状の延長された形態に形成されてもよい。
(10)(1)〜(9)において、前記陰刻の光学パターンの長さ方向と前記偏光子の吸収軸とがなす角度は、前記偏光子の吸収軸を0゜としたとき、約−20°以上約20°以下、約70°以上約110°以下、又は約−110°以上約−70°以下であってもよい。
(11)(1)〜(10)において、前記第1樹脂層は、前記第2樹脂層より屈折率が高くてもよい。
(12)(1)〜(11)において、前記第1樹脂層と前記第2樹脂層との間の屈折率差の絶対値は約0.05以上であってもよい。
(13)(1)〜(12)において、前記パターングループ内において、前記陰刻の光学パターンの個数は2個以上10個以下であってもよい。
(14)(1)〜(13)において、前記パターングループは、前記2個以上の陰刻の光学パターンとして第1パターン及び第2パターンで構成され、前記第1パターン及び前記第2パターンは、底角及びアスペクト比が全て異なってもよい。
(15)(1)〜(14)において、前記パターングループは、前記2個以上の陰刻の光学パターンとして第1パターン、第2パターン及び第3パターンで構成され、前記第1パターン、前記第2パターン、及び前記第3パターンの間は、平坦部がなく連続的に形成され、前記第1パターン、前記第2パターン及び前記第3パターンのうち2個以上は、底角及びアスペクト比が全て異なってもよい。
(16)(1)〜(15)において、前記第1樹脂層は、前記陰刻の光学パターンの少なくとも一部を充填する充填部であってもよく、前記充填部を含む層であってもよい。
(17)(1)〜(16)において、前記パターン層の光出射面及び前記パターン層の光入射面のうちの少なくとも1面以上に保護フィルムがさらに積層されてもよい。
(18)(1)〜(17)において、前記保護フィルムの少なくとも一面にハードコーティング層、散乱層、低反射層、超低反射層、プライマー層、耐指紋性層、反射防止層及びアンチグレア層のうち1種以上の表面処理層がさらに形成されてもよい。
(19)本発明の液晶表示装置は、本発明の偏光板を含む。
(20)(19)において、前記液晶表示装置は、バックライトユニット、光源側偏光板、液晶パネル及び前記偏光板が順次配置され、前記バックライトユニットは、逆プリズムシートを備える集光バックライトユニットを含んでもよい。
(21)(19)〜(20)において、前記集光バックライトユニットは、白色モードで正面(0゜)での輝度値(L0゜)に対する側面(30゜又は−30゜)での輝度値(L30゜)の比率(W30゜=L30゜/L0゜)が約0.1以上約0.5以下で、正面(0゜)での輝度値(L0゜)に対する側面(60゜又は−60゜)での輝度値(L60゜)の比率(W60゜=L60゜/L0゜)は約0以上約0.1以下であってもよい。
本発明は、集光バックライトユニットを備えた液晶表示装置に適用したとき、正面及び側面での輝度、視野角及び明暗比を向上できる偏光板を提供することができる。
本発明は、集光バックライトユニットを備えた液晶表示装置に適用したとき、正面明暗比の改善、側面明暗比の改善及び外観改善効果に優れた偏光板を提供することができる。
本発明は、集光バックライトユニットを備えた液晶表示装置に適用したとき、側面角度によって正面での輝度値に対する側面での輝度値の比率の偏差を低下させ得る偏光板を提供することができる。
本発明は、集光バックライトユニットを備えており、正面及び側面での輝度、視野角及び明暗比を向上させることができ、側面角度によって正面での輝度値に対する側面での輝度値の比率の偏差を低下させ得る液晶表示装置を提供することができる。
本発明の一実施例に係る偏光板の断面図である。 図1の偏光板におけるパターングループの断面図である。 本発明の他の実施例に係る偏光板におけるパターングループの断面図である。 本発明の更に他の実施例に係る偏光板におけるパターングループの断面図である。 本発明の更に他の実施例に係る偏光板の断面図である。 本発明の更に他の実施例に係る偏光板の断面図である。 本発明の更に他の実施例に係る偏光板におけるパターングループの断面図である。 集光バックライトユニット及び通常のバックライトユニットからそれぞれ出射される光に対して白色モードで正面(0゜)での輝度値(L0゜)に対する側面での輝度値の比率を示した輝度プロファイルである。 本発明の一実施例に係る集光バックライトユニットの断面図である。 比較例4の偏光板の断面図である。 集光バックライトユニットの規格化された(normalized)輝度プロファイル(実線)、及び集光バックライトユニットに実施例の偏光板を適用したときの規格化された輝度プロファイル(1点鎖線)を示した図である。 集光バックライトユニットの規格化された輝度プロファイル(実線)、及び集光バックライトユニットに実施例の偏光板を適用したときの規格化された輝度プロファイル(1点鎖線)を示した図である。 集光バックライトユニットの規格化された輝度プロファイル(実線)、及び集光バックライトユニットに実施例の偏光板を適用したときの規格化された輝度プロファイル(1点鎖線)を示した図である。 集光バックライトユニットの規格化された輝度プロファイル(実線)、及び集光バックライトユニットに実施例の偏光板を適用したときの規格化された輝度プロファイル(1点鎖線)を示した図である。 集光バックライトユニットの規格化された輝度プロファイル(実線)、及び集光バックライトユニットに実施例の偏光板を適用したときの規格化された輝度プロファイル(1点鎖線)を示した図である。 集光バックライトユニットの規格化された輝度プロファイル(実線)、及び集光バックライトユニットに実施例の偏光板を適用したときの規格化された輝度プロファイル(1点鎖線)を示した図である。 集光バックライトユニットの規格化された輝度プロファイル(実線)、及び集光バックライトユニットに実施例の偏光板を適用したときの規格化された輝度プロファイル(1点鎖線)を示した図である。 集光バックライトユニットの規格化された輝度プロファイル(実線)、及び集光バックライトユニットに実施例の偏光板を適用したときの規格化された輝度プロファイル(1点鎖線)を示した図である。 集光バックライトユニットの規格化された輝度プロファイル(実線)、及び集光バックライトユニットに比較例の偏光板を適用したときの規格化された輝度プロファイル(1点鎖線)を示した図である。 集光バックライトユニットの規格化された輝度プロファイル(実線)、及び集光バックライトユニットに比較例の偏光板を適用したときの規格化された輝度プロファイル(1点鎖線)を示した図である。 集光バックライトユニットの規格化された輝度プロファイル(実線)、及び集光バックライトユニットに比較例の偏光板を適用したときの規格化された輝度プロファイル(1点鎖線)を示した図である。 集光バックライトユニットの規格化された輝度プロファイル(実線)、及び集光バックライトユニットに比較例の偏光板を適用したときの規格化された輝度プロファイル(1点鎖線)を示した図である。 通常のバックライトユニットから出射される光に対して正面での輝度値に対する側面角度での規格化された輝度値の比率(実線)、及び実施例4の偏光板を通常のバックライトユニットに適用したときの規格化された輝度プロファイル(1点鎖線)を示した図である。
添付の図面を参考にして、実施例に対して本発明の属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。本発明は、様々な異なる形態に具現可能であり、ここで説明する実施形態に限定されることはない。図面において、本発明を明確に説明するために説明と関係のない部分は省略し、明細書全体にわたって同一又は類似する構成要素に対しては同一の図面符号を付した。
本明細書において、「上部」及び「下部」のような相対的な空間を示す用語は添付の図面を基準にして定義したものであって、「上部」が「下部」に、「下部」が「上部」に変更されてもよく、「上(on)」と称されるものは、直上のみならず、中間に他の構造を介在した場合も含み得る。その一方で、「直接上(directly on)」、「直上」、「直接形成」又は「直接接して形成」と称されるものは、中間に他の構造を介在しないことを意味する。
本明細書において、「水平方向」及び「垂直方向」は、それぞれ直四角形の液晶表示装置画面の長手方向及び短手方向を意味する。本明細書において、「正面」及び「側面」は、水平方向を基準にして、正面は(0゜)で、左側端地点を(−90゜)、右側端地点を(90゜)としたとき、側面は(−30°)、(−45°)、(−60°)、(30゜)、(45゜)又は(60゜)であることを意味する。
本明細書において、「陰刻の光学パターン」とは、凹凸を含む光学パターンであって、特に、凹面を含む光学パターンをいう。
本明細書において、「頂上部(top part)」は、陰刻の光学パターンのうち最も高い部分を意味する。
本明細書において、「アスペクト比(aspect ratio)」は、陰刻の光学パターンの最大幅に対する最大高さの比(最大高さ/最大幅)を意味する。
本明細書において、「底角」は、光学パターンの最大幅と、光学パターンの最大幅と直接連結される傾斜面とが互いになす角を意味する。例えば、図2を参照すると、光学パターン230Aの最大幅W1と、光学パターン230Aの最大幅W1と直接連結される傾斜面231とが互いになす角α1を意味する。例えば、図3を参照すると、光学パターン240Aの最大幅W1と、光学パターン240Aの最大幅W1と直接連結される傾斜面241とが互いになす角α1を意味する。
本明細書において、「面方向位相差(Re)」は、波長550nmでの値で、下記の式Aで表される:
<式A>
Re=(nx−ny) × d
(前記式Aにおいて、nx、nyは、波長550nmでのそれぞれ保護フィルムの遅相軸方向及び進相軸方向の屈折率で、dは、保護フィルムの厚さ(単位:nm)である。)
本明細書において、「(メタ)アクリル」は、アクリル及び/又はメタクリルを意味する。
本明細書で特に言及していない限り、側面30゜は、側面30゜及び側面−30゜のうち一つ以上を意味し、側面45゜は、側面45゜及び側面−45゜のうち一つ以上を意味し、側面60゜は、側面60゜及び側面−60゜のうち一つ以上を意味し得る。
図8は、集光バックライトユニットから出射される光に対して白色モードで正面(0゜)での輝度値(L0゜)に対する側面での輝度値の比率(図8で1点鎖線)、及び通常のバックライトユニットから出射される光に対して白色モードで正面(0゜)での輝度値(L0゜)に対する側面での輝度値の比率(図8で実線)を示した図である。
集光バックライトユニットの場合、白色モードで正面(0゜)での輝度値(L0゜)に対する側面(30゜又は−30゜)での輝度値(L30゜)の比率(W30゜=L30゜/L0゜)は、約0.1以上0.5以下、具体的に0.1以上0.15以下、さらに具体的に0.11になってもよく、正面(0゜)での輝度値(L0゜)に対する側面(60゜又は−60゜)での輝度値(L60゜)の比率(W60゜=L60゜/L0゜)は、約0以上約0.1以下、具体的に約0以上約0.05以下、さらに具体的に約0になってもよい。
その一方で、通常のバックライトユニットの場合、白色モードで、正面(0゜)での輝度値(L0゜)に対する側面(30゜又は−30゜)での輝度値(L30゜)の比率(W30゜=L30゜/L0゜)は、約0.5以上0.6以下、例えば、0.5超過0.6以下になってもよく、正面(0゜)での輝度値(L0゜)に対する側面(60゜又は−60゜)での輝度値(L60゜)の比率(W60゜=L60゜/L0゜)は約0.1以上0.2以下になってもよい。
このように、図8に見られるように、集光バックライトユニットは、通常のバックライトユニットとは全く異なる輝度プロファイルを示す。前記「通常のバックライトユニット」は、逆プリズム集光シートを備えていないバックライトユニット、具体的に正プリズム拡散シートを備えたバックライトユニットを意味する。
本発明の発明者は、逆プリズムを備える集光バックライトユニットから出射される光を出射させる視認側偏光板は偏光子、及び前記偏光子の光出射面に形成されたパターン層を備えており、前記パターン層は第1樹脂層及び第2樹脂層を備えており、後述するパターングループが前記第1樹脂層と前記第2樹脂層との界面に繰り返し形成されているパターン部を備えることによって、集光バックライトユニットを備えた液晶表示装置に適用したときの正面及び側面での輝度、視野角及び明暗比を向上させることができ、側面角度によって正面での輝度値に対する側面での輝度値の比率の偏差を低下させ得ることを確認し、本発明を完成するに至った。
前記パターングループは、2個以上の陰刻の光学パターンを備えており、前記陰刻の光学パターンのうち2個以上は、アスペクト比及び底角の全てが互いに異なる。
以下、本発明の一実施例に係る偏光板を図1及び図2を参考にして説明する。図1は、本発明の一実施例に係る偏光板の断面図で、図2は、図1の偏光板におけるパターングループの断面図である。
図1を参照すると、偏光板10は、偏光子100、偏光子100の光出射面(上部面)に順次形成されたパターン層200及び保護フィルム300を含んでもよい。
偏光板の製造工程の単純化及び偏光板の薄型化を目的として保護フィルム300を排除することによって、保護フィルム300は形成されず、偏光子100の上部面にパターン層200のみが形成された偏光板も本発明の範囲に含まれ得る。
また、保護フィルム300が偏光子100とパターン層200との間に形成された偏光板も本発明の範囲に含まれ得る。すなわち、偏光板における保護フィルムの位置は特に制限されない。
[パターン層]
パターン層200は、偏光子100と保護フィルム300との間に形成され、偏光子100から入射される偏光を保護フィルム300に出射させる。
パターン層200は、第1樹脂層210、及び第1樹脂層210と対向する第2樹脂層220で構成される。一実施形態において、パターン層200は、第1樹脂層210と第2樹脂層220とが互いに直接接触し、第1樹脂層210及び第2樹脂層220のみで構成されてもよい。
第1樹脂層210は、第2樹脂層220の光入射面に形成されている。第1樹脂層210と第2樹脂層220との界面には、後述するパターン部が形成されている。
パターン部は、繰り返し配置された2個以上のパターングループ230で構成されている。パターン部において、パターングループ230は互いに同一であってもよく、互いに異なってもよい。
図1は、パターングループ230とパターングループ230との間に平坦部がない偏光板を示した図であるが、パターングループ230とパターングループ230との間に平坦部が形成されてもよい。これに対しては後で詳細に説明する。
パターングループ230には、2個以上の陰刻の光学パターンが、平坦部がなく連続的に形成されており、前記陰刻の光学パターンのうち2個以上は、アスペクト比及び底角が互いに異なる。陰刻の光学パターンのうち2個以上において底角は互いに異なり、アスペクト比が同一である場合は、側面30゜、45゜、60゜の全てで視野角の改善が低下し、もしくは特定の角度で異常に輝度が高く又は低くなるので、側面から観察したときに画質にムラが見えるという問題があり得る。陰刻の光学パターンのうち2個以上においてアスペクト比は互いに異なり、底角が互いに同一である場合にも前記のような問題が発生し得る。
図2を参照すると、パターングループ230は、第1パターン230A、第2パターン230B及び第3パターン230Cの合計3個の光学パターンからなり、これらの間には、平坦部がなく連続的に形成されている。第1パターン230A、第2パターン230B及び第3パターン230Cのうち2個以上は、底角及びアスペクト比が互いに異なる。
このとき、前記「底角」は、図2に示すように、第1パターン230A、第2パターン230B及び第3パターン230Cのそれぞれにおいて両底角が互いに同一である場合は関係ないが、互いに異なる場合は両底角のうち大きい角と定義する。
図1及び図2は、パターングループ内の陰刻の光学パターン間に平坦部がなく連続的に形成された場合を示した図である。しかし、パターングループ内の陰刻の光学パターン間に平坦部がさらに形成されてもよく、これについては後で詳細に説明する。
一実施形態において、第1パターン、第2パターン及び第3パターンは、底角及びアスペクト比が全て互いに異なってもよい。
他の実施形態において、第1パターン及び第2パターンは、底角及びアスペクト比が互いに異なってもよい。
更に他の実施形態において、第1パターン及び第3パターンは、底角及びアスペクト比が互いに異なってもよい。
更に他の実施形態において、第2パターン及び第3パターンは、底角及びアスペクト比が互いに異なってもよい。
一実施形態において、パターングループ内において、光学パターンは、底角が増加する順に連続的に形成されていてもよい。すなわち、図2を参照すると、第1パターン230Aの底角α1<第2パターン230Bの底角α2<第3パターン230Cの底角α3になってもよい。このとき、一実施形態において、第1パターン230Aのアスペクト比<第2パターン230Bのアスペクト比で、第3パターン230Cのアスペクト比≦第2パターン230Bのアスペクト比で、第1パターン230Aのアスペクト比≦第3パターン230Cのアスペクト比であってもよい。
図2は、パターングループ230が3個の陰刻の光学パターンで形成された場合を示した図であるが、パターングループ内における光学パターンの個数は、集光バックライトから出射される光の集光程度、輝度、偏光板の厚さなどによって調節することができる。例えば、パターングループ内における陰刻の光学パターンの個数は、約2個以上約10個以下、具体的には2個以上5個以下、さらに具体的には2個以上3個以下になってもよい。
一実施形態において、パターングループ内におけるそれぞれの陰刻の光学パターンである第1パターン230A、第2パターン230B及び第3パターン230Cは、これらの境界点が互いに接触し、同一の直線上にあってもよい。
第1パターン230A、第2パターン230B及び第3パターン230Cのそれぞれのアスペクト比又はパターングループ内におけるパターンのアスペクト比の平均値は、約0.3以上約3.0以下であり、具体的には約0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3.0であり、具体的には約1.0以上約3.0以下、さらに具体的には約1.0以上約2.0以下であってもよい。前記範囲で、偏光板は、改善された視野角を有し、及び均一な側面輝度を示すことができる。
一実施形態において、パターングループ内の陰刻の光学パターン、すなわち、第1パターン、第2パターン及び第3パターンにおいて、最大アスペクト比と最小アスペクト比との差は、約0.5以上、 具体的には約0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5であり、好ましくは約0.5以上約2.5以下であり、さらに好ましくは約0.5以上約1.0以下であってもよい。前記範囲で、偏光板は、視野角が改善され、側面輝度が均一化され得る。
第1パターン230A、第2パターン230B及び第3パターン230Cのそれぞれの底角α1、α2、α3又はパターングループ内におけるパターンの底角の平均値は、約60゜以上約90゜以下、具体的には約60゜、約65゜、約70゜、約75゜、約80゜、約85゜、約90゜、具体的には約60゜以上約90゜未満、さらに具体的には約75゜以上約85゜以下であってもよい。前記範囲で、偏光板は、視野角が改善され、側面輝度が均一化され得る。
一実施形態において、パターングループ内の光学パターン、すなわち、第1パターン、第2パターン及び第3パターンにおける最大底角と最小底角との差は、約5゜以上、具体的に約5°、6°、7°、8°、9°、10°、11°、12°、13°、14°、15°、16°、17°、18°、19°、20°、21°、22°、23°、24°、25°、具体的に約5゜以上約25゜以下、さらに具体的に約5゜以上約10゜以下になってもよい。前記範囲で、偏光板は、視野角が改善され、側面輝度が均一化され得る。
第1パターン、第2パターン及び第3パターンのそれぞれにおいて、両底角は互いに同一であってもよく、互いに異なってもよい。好ましくは、第1パターン、第2パターン及び第3パターンのそれぞれにおいて、両底角は互いに同一である。
第1パターン230A、第2パターン230B及び第3パターン230Cのそれぞれの最大幅W1、W2、W3は、互いに同一であってもよく、互いに異なってもよい。例えば、前記最大幅W1、W2、W3は、それぞれ約1μm以上約50μm以下、例えば、約1μm以上約20μm以下になってもよい。前記範囲で、偏光板は、視野角が改善され、かつ、側面輝度が均一化されることができ、液晶パネルでのピクセルモアレ現象を避けることができる。
第1パターン230A、第2パターン230B及び第3パターン230Cのそれぞれの最大高さh1、h2、h3は、互いに同一であってもよく、互いに異なってもよい。例えば、前記最大高さh1、h2、h3は、それぞれ約1μm以上約50μm以下、例えば、約1μm以上約20μm以下になってもよい。前記範囲で、偏光板は、視野角が改善され、かつ、側面輝度が均一化されることができ、液晶パネルでのピクセルモアレ現象を避けることができる。
図2は、第1パターン230A、第2パターン230B及び第3パターン230Cとして、それぞれが、傾斜面231、232、233が頂上部の平坦面によって連結された台形の断面形状であるパターンを示した図である。しかし、本発明がこれに制限されることはない。前記平坦面に凹凸がさらに形成されてもよく、前記平坦面は曲面に変更されてもよいが、平坦面である方が好ましい。
陰刻の光学パターンは、傾斜面が平面又は角張っている平面であって、三角形の断面形状のみならず、頂上部に平坦面が形成された台形の断面形状などを含むN角形(Nは、4〜10の整数)の断面形状であるパターンであってもよい。これについては後で詳細に説明する。好ましくは、光学パターンは、台形の断面形状であるパターンであってもよい。
パターングループ内におけるそれぞれの光学パターンは、形状が同一であってもよく、互いに異なってもよい。好ましくは、光学パターンの形状を同一にすることによって偏光板の製造工程を容易に行うことができる。
図2において、第1パターン230A、第2パターン230B及び第3パターン230Cの前記平坦面の幅は、それぞれ互いに同一であってもよく、互いに異なってもよく、約0μm超過約50μm以下、例えば、約1μm以上約20μm以下、約1μm以上約10μm以下になってもよい。前記範囲で、偏光板は、視野角が改善され、かつ側面輝度が均一化されることができ、液晶パネルでのピクセルモアレ現象を避けることができる。
再び図1を参照すると、パターン部は、繰り返し形成されたパターングループ230で構成される。図1は、それぞれのパターングループ内における第1パターン、第2パターン及び第3パターンの配列順序が互いに同一である場合を示した図である。しかし、隣り合うパターングループを比較したとき、パターングループ内における光学パターンの配列順序は同一であってもよく、異なってもよい。
図1には示していないが、パターングループ内のそれぞれの光学パターンは、光学パターンの長さ方向にストライプ状の延長された形態に形成されてもよい。これを通じて、左右の視野角改善効果を得ることができる。前記「光学パターンの長さ方向」は、前記光学パターンの最大幅方向と異なる方向、例えば、直交する方向を意味する。
一実施形態において、光学パターンの長さ方向と偏光子100の吸収軸とがなす角度は、偏光子の吸収軸を0゜としたとき、約−20゜以上約20゜以下、約70°以上約110°以下、又は約−110゜以上約−70゜以下になってもよい。前記範囲で、偏光板は、液晶パネルでのピクセルモアレ現象を避けることができ、前記角度は、好ましくは、約90゜又は約−90゜になってもよい。
第1樹脂層210は、第2樹脂層220より屈折率が高い高屈折率パターン層であってもよい。
第1樹脂層210と第2樹脂層220との間の屈折率差の絶対値は、約0.05以上、具体的には約0.1以上、さらに具体的には約0.1以上約0.3以下、約0.1以上約0.2以下、約0.15以上約0.2以下であってもよい。前記範囲で、偏光板は、視野角の良好な改善が達成され得る。
第1樹脂層210は、屈折率が約1.50以上約1.70以下、具体的には約1.55以上約1.70以下、さらに具体的には約1.60以上約1.70以下であってもよい。前記範囲で、光拡散効果が大きく、製造が容易になり、偏光の拡散及び視野角の改善が達成され得る。
第1樹脂層210は、前記陰刻の光学パターンの少なくとも一部を充填する充填部又は前記充填部を有する層になってもよい。好ましくは、充填部は、陰刻の光学パターンを完全に充填することができる。充填部が陰刻の光学パターンの一部を充填する場合、残余部分は空気で充填され得る。
第1樹脂層210は、硬化性樹脂を含む第1樹脂層用組成物で形成されてもよい。前記硬化性樹脂は、UV硬化性樹脂及び熱硬化性樹脂のうち1種以上を含んでもよいが、これに制限されることはない。第1樹脂層用組成物は、開始剤及び添加剤のうち1種以上をさらに含んでもよい。開始剤は、光硬化開始剤及び熱硬化開始剤のうち1種以上を含んでもよいが、これに制限されることはない。添加剤は、当業者に知られている通常の添加剤を含んでもよい。例えば、添加剤は、レベリング剤、表面調節剤、酸化防止剤、消泡剤、紫外線吸収剤及び光安定剤のうち1種以上を含んでもよいが、これに制限されることはない。第1樹脂層用組成物は、組成物の塗布性のために通常の溶媒、例えば、エタノール、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどを含んでもよいが、これに制限されない。
一実施形態において、第1樹脂層210は、粘着性がない非粘着性であってもよい。第1樹脂層210が非粘着性である場合、パターン層は、被着体である偏光子に粘着剤、接着剤、又は粘接着剤によって積層されてもよい。
他の実施形態において、第1樹脂層210が粘着性であってもよい。第1樹脂層210が粘着性である場合、パターン層は、被着体に追加的な粘着剤、接着剤、又は粘接着剤を用いることなく積層され得るので、偏光板の薄型化を図ることができる。
第2樹脂層220は、上部面が保護フィルム300と接触した平面であってもよく、下部面には前記パターングループに対応する上述した陰刻の光学パターンが形成されてもよい。
第2樹脂層220は、屈折率が約1.3以上約1.50未満、具体的に約1.3以上約1.49以下である低屈折率パターン層であってもよい。前記範囲で、視野角の良好な改善が達成され得る。
第2樹脂層220は、硬化性樹脂を含む第2樹脂層用組成物で形成されてもよい。前記硬化性樹脂は、UV硬化性樹脂及び熱硬化性樹脂のうち1種以上を含んでもよいが、これに制限されることはない。第2樹脂層用組成物も、上述した開始剤、添加剤及び溶剤のうち1種以上を含んでもよい。
第2樹脂層220の最大厚さは、約0μm超過約50μm以下、例えば、約0μm超過約30μm以下になってもよい。前記範囲で、偏光板は、カール(curl)などの反り発生を防止することができる。
第2樹脂層220の最大厚さ−パターングループ内の光学パターンの最大高さ(「肉厚」ともいう)は、約0μm超過約30μm以下、例えば、約0μm超過約20μm以下、約0μm超過約10μm以下になってもよい。前記範囲で、第2樹脂層220は、表面硬度を高める効果を提供することができ、保護フィルムとの十分な密着性を示すことができる。
[保護フィルム]
保護フィルム300は、パターン層200の光出射面に形成され、パターン層200を通過した光が保護フィルム300を介して出射される。保護フィルム300は、パターン層200を支持することができる。
一実施形態において、保護フィルム300は、パターン層200における第2樹脂層220に直接形成され、偏光板10を薄型化させることができる。前記「直接形成」は、保護フィルム300とパターン層200との間に任意の粘着層、接着層、又は粘接着層が介在していないことを意味する。
保護フィルム300は、可視光線領域で全光線透過率が90%以上、例えば、90%以上100%以下であってもよい。前記範囲で、保護フィルムは、入射光に影響を与えることなく光を透過させることができる。
保護フィルム300は、光入射面、及び光入射面と対向する光出射面を備える光学的に透明な樹脂フィルムを含んでもよい。保護フィルムは、単一層の樹脂フィルムからなってもよいが、樹脂フィルムが複数個積層されてもよい。前記樹脂は、トリアセチルセルロース(TAC)などを含むセルロースエステル系樹脂、非晶性環状ポリオレフィン(COP)などを含む環状ポリオレフィン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)などを含むポリエステル系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、非環状−ポリオレフィン系樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂などを含むポリアクリレート系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂及びポリ塩化ビニリデン系樹脂のうち1種以上を含んでもよいが、これに制限されることはない。
保護フィルム300は、無延伸フィルムであってもよいが、前記樹脂を所定の方法で延伸させ、所定範囲の位相差を有する位相差フィルム又は等方性光学フィルムであってもよい。一実施形態において、保護フィルムは、Reが約0nm以上約60nm以下、具体的に約40nm以上約60nm以下の等方性光学フィルムになってもよい。前記範囲で、視野角を補償し、画像品質を良好にすることができる。前記「等方性光学フィルム」は、nx、ny、nz(nzは、波長550nmでの厚さ方向屈折率を意味する)が実質的に同一であるフィルムを意味し、前記「実質的に同一である」とは、完全に同一である場合のみならず、少しの誤差を含む場合を全て含む。他の具体例において、保護フィルムは、Reが約60nm以上である位相差フィルムであってもよい。例えば、保護フィルムは、Reが約60nm以上約500nm以下、約60nm以上約300nm以下であってもよい。例えば、保護フィルムは、Reが6,000nm以上、8,000nm以上、具体的に約10,000nm以上、さらに具体的には約10,000nm超過、さらに具体的には約10,100nm以上約30,000nm以下、約10,100nm以上約15,000nm以下であってもよい。前記範囲で、保護フィルムは、虹ムラが視認されることを防止することができ、明暗比改善層によって拡散された光をさらに拡散し得る。
保護フィルム300の厚さは、約5μm以上約200μm以下、例えば、約30μm以上約120μm以下であってもよい。前記範囲で、保護フィルム300が偏光板に使用可能である。
図1には示していないが、保護フィルム300の少なくとも一面(上部面及び下部面のうち1種以上)には、ハードコーティング層、散乱層、低反射層、超低反射層、プライマー層、耐指紋性層、反射防止層、アンチグレア層などの表面処理層がさらに形成されてもよい。表面処理層は、偏光板に追加的な機能を提供することができる。
偏光板10は、偏光子の上部面にパターン層を付加したとしても、上述したパターン層を含むことによって、全光線透過率が約40%以上、具体的には約40%以上約50%以下になり、偏光度が約95%以上、具体的には約95%以上約100%以下になり得る。前記範囲で、前記偏光板10が液晶表示装置で適切に使用可能である。
[偏光子]
偏光子100は、液晶パネルから入射された光を偏光させ、パターン層200に透過させることができる。偏光子100は、パターン層200の光入射面に形成されている。
偏光子100は、ポリビニルアルコール系フィルムの1軸延伸によって製造されるポリビニルアルコール系偏光子、又はポリビニルアルコール系フィルムを脱水して製造されるポリエン系偏光子を含んでもよい。偏光子100は、厚さが約5μm以上約40μm以下であってもよい。前記範囲で、偏光子100が光学表示装置に使用可能である。
偏光板は、偏光子、及び偏光子の少なくとも一面に形成された保護フィルムを含んでもよい。保護フィルムは、偏光子を保護し、偏光板の信頼性を高め、偏光板の機械的強度を高めることができる。保護フィルムは、上述した保護フィルム300で羅列した樹脂を含むフィルムを含んでもよい。
図1には示していないが、偏光子100の下部面に粘着層がさらに形成されることによって、偏光板を液晶パネルなどに粘着させることができる。
一実施形態において、偏光板は、集光バックライトユニットに適用したとき、下記の式1及び式2を満足させることによって、側面での視野角を改善しながら、輝度の均一性を確保することができる。
<式1>
30゜>W45゜>W60゜
<式2>
60゜>0.2
(前記式1及び式2において、
30゜は、白色モードで正面(0゜)での輝度値(L0゜)に対する側面(30゜又は−30゜)での輝度値(L30゜)の比率で、
45゜は、白色モードで正面(0゜)での輝度値(L0゜)に対する側面(45゜又は−45゜)での輝度値(L45゜)の比率で、
60゜は、白色モードで正面(0゜)での輝度値(L0゜)に対する側面(60゜又は−60゜)での輝度値(L45゜)の比率である。)
以下、本発明の他の実施形態に係る偏光板について図3を参照して説明する。図3は、本発明の他の実施形態に係る偏光板におけるパターングループの断面図である。
図3を参照すると、偏光板は、パターングループ230の代わりに、パターングループ240が繰り返し配置されたパターン部を備えるという点を除いては、図1の偏光板と実質的に同一である。
パターングループ240は、第1パターン240A及び第2パターン240Bの合計2個の陰刻の光学パターンからなり、これらの間には平坦部がなく連続的に形成されている。第1パターン240A及び第2パターン240Bは、底角及びアスペクト比が全て異なる。
図3を参照すると、第1パターン240A及び第2パターン240Bとして、それぞれが、傾斜面241、242が頂上部の平坦面によって連結された台形パターンを示した図である。しかし、本発明がこれに制限されることはなく、上述したN角形の陰刻の光学パターンを備えてもよい。
第1パターン240Aの形状、底角α1、最大幅W1、最大高さh1、材質などは、図1及び図2を参照して説明した通りに変更されてもよい。また、第2パターン240Bの形状、底角α2、最大幅W2、最大高さh2、材質などは、図1及び図2を参照して説明した通りに変更されてもよい。
以下、本発明の更に他の実施形態に係る偏光板について図4を参照して説明する。図4は、本発明の更に他の実施形態に係る偏光板におけるパターングループの断面図である。
図4を参照すると、偏光板は、パターングループ230の代わりにパターングループ250が繰り返し配置されたパターン部を備えるという点を除いては、図1の偏光板と実質的に同一である。
パターングループ250は、パターングループ内の陰刻の光学パターン230A、230B、230C間にそれぞれ平坦部251、252がさらに形成されている。平坦部251、252は、正面輝度の低下を減少させ、透過率を高める機能を有することができる。
平坦部251、252が形成された場合、パターングループ内における周期(すなわち、一つの平坦部の最大幅と、平坦部と直ぐ隣り合う陰刻の光学パターンの最大幅との和)は、約1μm以上約100μm以下、具体的には約3μm以上約50μm以下であってもよい。前記範囲で、偏光板は、液晶パネルでのピクセルモアレ現象を回避することができる。
パターングループにおける陰刻の光学パターンの最大幅の総和(W1+W2+W3)に対する平坦部の最大幅の総和の比は、約0以上約2以下であり、具体的には約0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0であり、具体的には約0超過約2以下であり、さらに具体的には約0超過約1以下であってもよい。前記範囲で、偏光板は、側面視野角の改善が達成され得る。
平坦部251、252の最大幅は、約1μm以上約20μm以下であり、具体的には約1μm以上約10μm以下であってもよい。前記範囲で、光学パターンの形成を容易に行うことができ、適切な透過率及び視野角の改善を確保することができる。
図4は、陰刻の光学パターン230Aと陰刻の光学パターン230Bとの間、陰刻の光学パターン230Bと陰刻の光学パターン230Cとの間にそれぞれ平坦部251、252が形成された場合を示した図であるが、平坦部は、これらのうちいずれか一つにのみ形成されてもよい。
以下、本発明の更に他の実施形態に係る偏光板について図5を参照して説明する。図5は、本発明の更に他の実施形態に係る偏光板の断面図である。
図5を参照すると、偏光板20は、パターン層200の代わりにパターン層260が形成された点を除いては、本発明の一実施形態に係る偏光板と実質的に同一である。
パターン層260において、パターングループ230と隣り合うパターングループ230との間には平坦部261、262がそれぞれ形成されている。平坦部261、262は、パターンの成形を容易にし、適切な透過率を確保することができる。
パターングループ230内の陰刻の光学パターンの最大幅の総和(W1+W2+W3)又はパターングループ230の全体幅(230の全体幅)に対する平坦部261、262の幅Lの比率は、約0以上約1以下であり、具体的には約0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1であり、具体的には約0超過約1以下であってもよい。前記範囲で、平坦部261、262は、パターンの成形を容易にし、適切な透過率を確保することができる。
一実施形態において、平坦部261、262は、それぞれ最大幅Lが約0μm超過約200μm以下であり、具体的には約0μm超過約100μm以下であってもよい。前記範囲で、平坦部261、262は、パターンの成形を容易にし、適切な透過率を確保することができる。
以下、本発明の更に他の実施形態に係る偏光板について図6を参照して説明する。図6は、本発明の更に他の実施形態に係る偏光板の断面図である。
図6を参照すると、偏光板30は、パターン層200の代わりにパターン層270が形成された点を除いては、本発明の一実施形態に係る偏光板と実質的に同一である。
パターン層270は、第1樹脂層が陰刻の光学パターンの少なくとも一部を充填する充填部を有する層である点を除いては、本発明の一実施形態に係る偏光板と実質的に同一である。よって、第1樹脂層の最大厚さは、パターングループにおける陰刻の光学パターンの最大値より大きい。
以下、本発明の更に他の実施形態に係る偏光板について図7を参照して説明する。図7は、本発明の更に他の実施形態に係る偏光板におけるパターングループの断面図である。
図7を参照すると、パターングループ280は、第1パターン280A、第2パターン280B及び第3パターン280Cの合計3個の光学パターンからなり、これらの間には平坦部がなく連続的に形成されている。第1パターン280A、第2パターン280B及び第3パターン280Cのうち2個以上は、底角α1、α2、α3及びアスペクト比(h1/W1、h2/W2、h3/W3)が互いに異なる。
第1パターン280A、第2パターン280B及び第3パターン280Cは、それぞれ、頂上部及び最大幅に連結される傾斜面が2個の平面からなり、平面は互いに角張っている。図7は、断面が6角形である陰刻のパターンを示した図であるが、本発明がこれに制限されることはない。
図7には示していないが、図7の偏光板においても、パターングループ間に又はパターングループ内に上述した平坦部がさらに形成されてもよい。
以下、本発明の更に他の実施形態に係る偏光板を説明する。
本実施形態の偏光板は、第1樹脂層が、第2樹脂層より屈折率が低い低屈折率パターン層である点を除いては、本発明の一実施形態に係る偏光板と実質的に同一である。屈折率については図1を参照して説明した通りである。
本発明の液晶表示装置は、本発明の偏光板を含む。
一実施形態において、本発明の液晶表示装置は、液晶パネルに対して視認側偏光板を含んでもよい。前記「視認側偏光板」は、液晶パネルに対して画面側、すなわち、光源側とは対向して配置される偏光板である。
一実施形態において、液晶表示装置には、集光バックライトユニット、光源側偏光板、液晶パネル及び視認側偏光板が順次積層され、視認側偏光板は本発明の偏光板を含んでもよい。前記「光源側偏光板」は光源側に配置される偏光板である。
集光バックライトユニットは、光源、導光板及び集光シートからなってもよい。一実施形態において、図9を参照すると、集光バックライトユニット600は、光源610、導光板620及び集光シート630からなってもよい。
光源610及び導光板620は、液晶表示装置で通常的に使用されるものであってもよい。集光シート630は、基材フィルム、及び基材フィルムの光入射面に形成された逆プリズム(inverted prism)を含んでもよい。逆プリズムは、パターンの形状によって導光板から出射される光を全反射させることによって光の効率を高めることができる。集光シートは、液晶表示装置における光源側偏光板に粘着されることによって一体に形成されてもよい。
図9には示していないが、導光板620の下部面に反射シートがさらに形成されることによって光効率をさらに高めることができる。
液晶パネルは、VA(vertical alignment)モード、IPSモード、PVA(patterned vertical alignment)モード又はS−PVA(super−patterned vertical alignment)モードを採用可能であるが、これに制限されることはない。
以下、本発明の好ましい実施例を通じて本発明の構成及び作用をさらに詳細に説明する。但し、下記の実施例は、本発明の理解を促進するためのものであって、本発明の範囲が下記の実施例に限定されることはない。
[実施例1]
屈折率1.62の紫外線硬化型樹脂(SHIN−A T&C CO.,LTD.)を含む組成物で第1樹脂層(高屈折率層)を形成した。また、屈折率1.47の紫外線硬化型樹脂(SHIN−A T&C CO.,LTD.)を含む組成物で第2樹脂層(低屈折率層)を形成した。
保護フィルムとして、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(東洋紡株式会社、TA044、厚さ:80μm)の一面(光入射面)に第2樹脂層用組成物を所定の厚さで塗布することによってコーティング層を形成した。光学パターンが形成されたフィルムを用いて前記コーティング層に光学パターンを当てて、UV 500mJ/cmの光量でUV硬化させることによって第2樹脂層を形成した。前記製造した第2樹脂層の一面に前記第1樹脂層用組成物をコーティングし、UV 500mJ/cmの光量でUV硬化させることによって第1樹脂層を形成した。前記第1樹脂層の一面(光入射面)にPET/PVA/COPの3層構造からなる偏光子を連結することによって偏光板を製造した。
下記の表1は、第1樹脂層と第2樹脂層との界面に形成されたパターン部のうち1個のパターングループを示したものである。パターン部には、前記パターングループが、図1に示すように平坦部がなく繰り返し形成されている。
下記の表1を参考にすると、パターングループは、第1パターン、第2パターン及び第3パターンの合計3個のパターンからなり、これらの間には平坦部がなく第1パターン、第2パターン及び第3パターンの順に形成されている。第1パターン、第2パターン及び第3パターンは、それぞれ断面が台形である陰刻の光学パターンである。第1パターン、第2パターン及び第3パターンは、それぞれ下記の表1の底角及びアスペクト比を有する。第1パターン、第2パターン及び第3パターンのそれぞれにおいて、両底角は互いに同一である。
[実施例2]及び[実施例3]
実施例1において、パターングループが第1パターン、第2パターン及び第3パターンの3個のパターンからなり、これらの間には平坦部がなく第1パターン、第2パターン及び第3パターンの順に連続的に形成され、第1パターン、第2パターン及び第3パターンはそれぞれ台形である陰刻の光学パターンで、下記の表1の底角及びアスペクト比を有する点を除いては、実施例1と同一の方法で偏光板を製造した。
[実施例4]
実施例1において、パターングループが第1パターン及び第2パターンの2個のパターンからなり、これらの間には平坦部がなく第1パターン及び第2パターンの順に連続的に形成され、第1パターン及び第2パターンはそれぞれ台形である陰刻の光学パターンで、下記の表1の底角及びアスペクト比を有する点を除いては、実施例1と同一の方法で偏光板を製造した。
[実施例5]
実施例1において、パターングループ内の陰刻の光学パターン間に平坦部が形成された点を除いては、実施例1と同一の方法で偏光板を製造した。平坦部の幅は5μmであった。
[実施例6]
実施例1において、パターングループ間に平坦部が形成された点を除いては、実施例1と同一の方法で偏光板を製造した。平坦部の幅は5μmであった。
[実施例7]
実施例1において、パターングループ内の陰刻の光学パターン間に平坦部(平坦部の幅は5μm)が形成され、パターングループ間に平坦部(平坦部の幅は5μm)が形成され、第1樹脂層と第2樹脂層との間の屈折率を下記の表1のように変更した点を除いては、実施例1と同一の方法で偏光板を製造した。
[実施例8]
実施例7において、第1樹脂層及び第2樹脂層の屈折率を下記の表1のように変更したことを除いては、実施例7と同一の方法で偏光板を製造した。
[比較例1]及び[比較例2]
実施例1において、パターングループが第1パターン、第2パターン及び第3パターンの3個のパターンからなり、これらの間には平坦部がなく第1パターン、第2パターン及び第3パターンの順に連続的に形成され、第1パターン、第2パターン及び第3パターンはそれぞれ台形である陰刻の光学パターンで、下記の表1の底角及びアスペクト比を有する点を除いては、実施例1と同一の方法で偏光板を製造した。
比較例1は、第1パターン、第2パターン及び第3パターンにおいて、アスペクト比が全て1.0と同一であり、底角は互いに異なる。比較例2は、第1パターン、第2パターン及び第3パターンにおいて、底角が全て80゜と同一であり、アスペクト比は互いに異なる。
[比較例3]
実施例1において、平坦部がなく、第1樹脂層と第2樹脂層との界面にアスペクト比が1.0で、底角が85゜の台形である陰刻の光学パターンで形成された点を除いては、実施例1と同一に偏光板を製造した。
[比較例4]
屈折率1.47の紫外線硬化型樹脂(SHIN−A T&C CO.,LTD.)を含む組成物で第1樹脂層(低屈折率層)を形成した。また、屈折率1.62の紫外線硬化型樹脂(SHIN−A T&C CO.,LTD.)を含む組成物で第2樹脂層(高屈折率層)を形成した。
実施例1において、第1樹脂層と第2樹脂層との界面にアスペクト比が1.0で、底角が85゜の台形である陰刻の光学パターンと平坦部とが交互に形成された点を除いては、実施例1と同一に偏光板を製造した。台形である陰刻の光学パターンのそれぞれのアスペクト比及び底角はそれぞれ同一である。図10は、比較例4で製造した偏光板の模式図である。図10を参照すると、偏光板は、偏光子100、第1樹脂層420及び第2樹脂層410を備えるパターン層400、並びに保護フィルム300が順次形成され、第1樹脂層420と第2樹脂層410との界面に台形である陰刻の光学パターンと平坦部とが交互に形成されたものである。
実施例及び比較例で製造した偏光板に対して視野角測定用モデルを作製し、下記の表1の側面角度で視野角特性を評価した。
[光源側偏光板]
ポリビニルアルコールフィルムを60℃で3倍延伸し、ヨウ素を吸着させた後、40℃のホウ酸水溶液で2.5倍延伸することによって偏光子を製造した。偏光子の両面に基材層としてトリアセチルセルロースフィルム(厚さ80μm)を偏光板用接着剤(Z−200、日本合成化工株式会社)で接着することによって偏光板を製造した。製造した偏光板を光源側偏光板として使用した。
[視認側偏光板]
視認側偏光板として、実施例及び比較例で製造した偏光板を使用した。
[液晶表示装置用モジュール]
液晶パネルの下部面に前記光源側偏光板を接着し、液晶パネルの上部面に前記視認側偏光板を接着した。このとき、視認側偏光板における保護フィルムを液晶パネルの上部面から最外表面に位置させた。前記光源側偏光板の下部に逆プリズム光学シートが備えられた集光バックライトユニットを配置させることによって液晶表示装置用モジュールを製造した。前記集光バックライトユニットから出射する光に対して、白色モードにおいて、正面(0゜)での輝度値に対する側面での輝度値の比率を計算してグラフ化すると、図8の1点鎖線のような輝度プロファイルを得ることができる。図8を参照すると、正面(0゜)での輝度値に対する側面(30゜)での輝度値の比率W30゜の百分率値は11%で、正面(0゜)での輝度値に対する側面(60゜)での輝度値の比率W60゜の百分率値は0%である。
EZCONTRAST X88RC(EZXL−176R−F422A4、ELDIM CO.,LTD.)を用いた白色モードにおいて、球面座標系の正面(0゜)から右側面(90゜)及び左側面(−90゜)までの輝度値を測定した。
白色モードにおいて、正面(0゜)での輝度値に対する側面での輝度値の比率を計算し、その結果を図11及び図22に示した。
白色モードにおいて、正面(0゜)での輝度値に対する側面(30゜)での輝度値の比率W30゜の百分率値、正面(0゜)での輝度値に対する側面(45゜)での輝度値の比率W45゜の百分率値、正面(0゜)での輝度値に対する側面(60゜)での輝度値の比率W60゜の百分率値を計算し、その結果を下記の表1に示した。
Figure 2020038370
(注)表1において、底角の単位は゜で、視野角特性の単位は%である。
前記表1、図11〜図18に示すように、本発明の偏光板は、集光バックライトユニットを備えた液晶表示装置に適用したとき、側面30゜、側面45゜、側面60゜の全てで視野角特性が改善され、側面30゜、側面45゜、側面60゜での視野角特性偏差も低かった。
その一方で、パターングループ内のそれぞれのパターンのうち2個以上において、底角は互いに異なるが、アスペクト比が全て同一である比較例1は、表1及び図19に示すように、側面30゜、側面45゜、側面60゜の全てで視野角特性が改善されなかった。また、パターングループ内のそれぞれのパターンのうち2個以上において、アスペクト比は互いに異なるが、底角が全て同一である比較例2は、表1及び図20に示すように側面60゜で視野角特性が改善されておらず、側面30゜及び側面45゜に比べて側面60゜での視野角特性偏差が大きかった。
また、パターングループ内にそれぞれのパターンにおいて底角及びアスペクト比が互いに同一である比較例3は、表1及び図21に示すように、側面30゜、側面45゜、側面60゜の全てで視野角特性が改善されておらず、特に、側面60゜では輝度値が全くなかった。また、パターングループ内のそれぞれのパターンにおいて底角及びアスペクト比が互いに同一であり、パターン間に平坦部が備えられた比較例4は、表1及び図22に示すように、側面30゜、側面45゜、側面60゜の全てで視野角特性が改善されておらず、特に、側面60゜では輝度値が全くなかった。
(1)実施例4の偏光板を用いて、前記表1において視野角測定と同一の方法で液晶表示装置用モジュールを製造した。EZCONTRAST X88RC(EZXL−176R−F422A4、ELDIM CO.,LTD.)を用いて球面座標系の正面(0゜)で白色モード及び黒色モードのそれぞれにおける輝度値を測定した。黒色モードでの輝度に対する白色モードでの輝度の比(A1)を計算した。
光源側偏光板を液晶パネルの両面に接着したことを除いては同一の方法で液晶表示装置用モジュールを製造し、前記と同一の方法で黒色モードでの輝度に対する白色モードでの輝度の比(A2)を計算した。
A2に対するA1の比率の百分率値(明暗比)を計算し、その結果を下記の表2に示した。
正面(0゜)で測定する代わりに側面(30゜)及び側面(60゜)で測定し、A2に対するA1の比率の百分率値を計算し、その結果を下記の表2に示した。
(2)実施例4の偏光板を用いて前記表1と同一の方法で液晶表示装置用モジュールを製造し、前記光源側偏光板の下部に正プリズム光学シートが備えられた通常のバックライトユニットを配置させることによって液晶表示装置用モジュールを製造した。前記通常のバックライトユニットから出る光に対して、白色モードにおいて、正面(0゜)での輝度値に対する側面での輝度値の比率を計算してグラフ化すると、図8の実線のような輝度プロファイルを得ることができる。図8を参照すると、正面(0゜)での輝度値に対する側面30゜での輝度値の比率W30゜の百分率値は約52%で、正面(0゜)での輝度値に対する側面60゜での輝度値の比率W60゜の百分率値は約13%である。
前記表1と同一の方法でW30゜、W45゜、W60゜を計算し、その結果を下記の表2及び図23に示した。
(1)と同一の方法で正面(0゜)、側面(30゜)、側面(60゜)でA2に対するA1の比率の百分率値を計算し、その結果を下記の表2に示した。
下記の表3には、集光バックライト及び通常のバックライトでのW30゜、W60゜のそれぞれの百分率値を示した。
Figure 2020038370
Figure 2020038370
前記表3に示すように、集光バックライトユニット及び通常のバックライトユニットは、側面30゜、60゜で全く異なる輝度プロファイルを示すことが分かる。
前記表2に示すように、本発明の偏光板を集光バックライトユニットを備えた液晶表示装置に適用したとき、側面30゜、側面45゜、側面60゜の全てで視野角特性が改善され、正面明暗比及び側面明暗比が全て改善された。
その一方で、表2及び図23に示すように、本発明の偏光板を通常のバックライトユニットを備えた液晶表示装置に適用したとき、正面明暗比の減少が大きく、側面明暗比改善効果が集光バックライトユニットを使用した場合に比べて小さかった。これは、本発明の偏光板が、集光バックライトユニットを備えた液晶表示装置に適用したときに効果的に作動していることを意味する。
本発明の単純な変形及び変更は、本分野で通常の知識を有する者によって容易に実施可能であり、このような変形や変更は、いずれも本発明の領域に含まれるものと見なすことができる。
10 偏光板
100 偏光子
200 パターン層
210 第1樹脂層
220 第2樹脂層
230 パターングループ
300 保護フィルム

Claims (21)

  1. 偏光子と、
    前記偏光子の光出射面に順次形成された第1樹脂層及び第2樹脂層を含むパターン層と、を含み、
    前記第1樹脂層と前記第2樹脂層との界面にはパターン部が形成され、
    前記パターン部は、繰り返し配置された2個以上のパターングループで構成され、
    前記パターングループは、2個以上の陰刻の光学パターンを含み、
    前記パターングループ内において、前記2個以上の陰刻の光学パターンのうちの少なくとも2個は、アスペクト比及び底角の全てが互いに異なる、偏光板。
  2. 前記陰刻の光学パターンは、アスペクト比が約0.3以上約3.0以下である、請求項1に記載の偏光板。
  3. 前記パターングループ内において、前記陰刻の光学パターンの最大アスペクト比と最小アスペクト比との差は約0.5以上である、請求項1に記載の偏光板。
  4. 前記陰刻の光学パターンは、底角が約60゜以上約90゜以下である、請求項1に記載の偏光板。
  5. 前記パターングループ内において、前記陰刻の光学パターンの最大底角と最小底角との差は約5゜以上である、請求項1に記載の偏光板。
  6. 前記陰刻の光学パターンは、頂上部に平坦面が形成され、断面がN角形(Nは4〜10の整数)であるパターンである、請求項1に記載の偏光板。
  7. 前記パターングループ内において、前記2個以上の陰刻の光学パターンの間には平坦部がなく連続的に形成される、請求項1に記載の偏光板。
  8. 前記パターングループと隣り合うパターングループとの間に平坦部が形成されないか、又は平坦部が形成される、請求項1に記載の偏光板。
  9. 前記陰刻の光学パターンは、前記陰刻の光学パターンの長さ方向にストライプ状の延長された形態に形成された、請求項1に記載の偏光板。
  10. 前記陰刻の光学パターンの長さ方向と前記偏光子の吸収軸とがなす角度は、前記偏光子の吸収軸を0゜としたとき、約−20°以上約20°以下、約70°以上約110°以下、又は約−110°以上約−70°以下である、請求項1に記載の偏光板。
  11. 前記第1樹脂層は、前記第2樹脂層より屈折率が高い、請求項1に記載の偏光板。
  12. 前記第1樹脂層と前記第2樹脂層との間の屈折率差の絶対値は約0.05以上である、請求項1に記載の偏光板。
  13. 前記パターングループ内において、前記陰刻の光学パターンの個数は2個以上10個以下である、請求項1に記載の偏光板。
  14. 前記パターングループは、前記2個以上の陰刻の光学パターンとして第1パターン及び第2パターンで構成され、
    前記第1パターン及び前記第2パターンは、底角及びアスペクト比が全て異なる、請求項1に記載の偏光板。
  15. 前記パターングループは、前記2個以上の陰刻の光学パターンとして第1パターン、第2パターン及び第3パターンで構成され、
    前記第1パターン、前記第2パターン、及び前記第3パターンの間は、平坦部がなく連続的に形成され、
    前記第1パターン、前記第2パターン及び前記第3パターンのうち2個以上は、底角及びアスペクト比が全て異なる、請求項1に記載の偏光板。
  16. 前記第1樹脂層は、前記陰刻の光学パターンの少なくとも一部を充填する充填部であるか、又は前記充填部を含む層である、請求項1に記載の偏光板。
  17. 前記パターン層の光出射面及び前記パターン層の光入射面のうちの少なくとも1面以上に保護フィルムが積層された、請求項1に記載の偏光板。
  18. 前記保護フィルムの少なくとも一面にハードコーティング層、散乱層、低反射層、超低反射層、プライマー層、耐指紋性層、反射防止層及びアンチグレア層のうち1種以上の表面処理層が形成された、請求項17に記載の偏光板。
  19. 請求項1から18のいずれか一項に記載の偏光板を含む液晶表示装置。
  20. 前記液晶表示装置は、バックライトユニット、光源側偏光板、液晶パネル及び前記偏光板が順次配置され、前記バックライトユニットは、逆プリズムシートを備える集光バックライトユニットを含む、請求項19に記載の液晶表示装置。
  21. 前記集光バックライトユニットは、白色モードで正面(0゜)での輝度値(L0゜)に対する側面(30゜又は−30゜)での輝度値(L30゜)の比率(W30゜=L30゜/L0゜)が約0.1以上約0.5以下で、正面(0゜)での輝度値(L0゜)に対する側面(60゜又は−60゜)での輝度値(L60゜)の比率(W60゜=L60゜/L0゜)は約0以上約0.1以下である、請求項20に記載の液晶表示装置。
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