TW201928017A - 偏光片及包含彼之液晶顯示裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明關於堆疊型偏光片，其包含：其中經碘及二色性染料中至少一或多者染色之基於聚乙烯醇之偏光片；及膜，其係提供在該基於聚乙烯醇之偏光片的一個表面上且包含吸收具有380 nm至780 nm波長之光的液向性液晶化合物，及關於包含彼之液晶顯示裝置。
Description
本申請案主張在2017年12月26日於韓國智慧財產局(Korean Intellectual Property Office)申請之韓國專利申請案第10-2017-0179581號之優先權及權益，將其完整內容併入本文以供參考。
本發明關於偏光片及包含彼之液晶顯示裝置。
本發明關於偏光片及包含彼之液晶顯示裝置。
最近，因為對資訊顯示器的興趣不斷地增長及對使用可攜式資訊媒體的需求不斷地增加，所以已積極地進行用於取代現有的顯示裝置之陰極射線管(CRT)的輕量型薄膜平板顯示(FPD)裝置之研究和商業化。在FPD裝置之中，液晶顯示(LCD)裝置特別為藉由使用液晶分子之光學各向異性來表現影像之裝置，且由於極佳的解析度、色彩顯示、影像品質及類似者而積極地應用於筆記大小之電腦、桌上型螢幕及類似者。
液晶顯示裝置係由兩個彼等面對的電極及插入該等電極之間的液晶層驅動，且液晶層之液晶分子係由施加電壓至兩個電極而產生之電場驅動。
液晶分子具有偏光性質及光學各向異性，偏光性質係指當液晶分子放入電場時，在液晶分子中的電荷集中在液晶分子的兩個側面上且據此使分子之排列方向根據電場改變的性質，而光學各向異性係指根據入射光以液晶分子薄且長的結構及前述之分子排列方向為基礎之入射方向或偏光狀態而改變發射光之路徑或偏光狀態。
據此，液晶顯示裝置包含由一對以液晶層插入其中而彼此面對且分別包含產生電場之電極的具有表面之透明絕緣基板所組成之液晶面板作為基本構成元件，液晶分子之排列方向係藉由改變在產生電場之電極之間的電場而經人為方式調整，且各種影像係使用在調整排列方向期間改變的光透射率而顯現。
在此情況中，偏光片分別設置在液晶面板的上部位及下部位兩者上，且偏光片係藉由容許與透射軸配向之偏光組件的光通過其透射而根據兩個偏光片之透射軸佈置及液晶之排列特徵來確定光的透射程度。
在相關技術中的液晶顯示裝置通常使用其中碘離子經拉伸且接著以水性聚乙烯醇(PVA)配向的PVA拉伸之偏光片作為偏光片。
液晶顯示裝置係由兩個彼等面對的電極及插入該等電極之間的液晶層驅動，且液晶層之液晶分子係由施加電壓至兩個電極而產生之電場驅動。
液晶分子具有偏光性質及光學各向異性，偏光性質係指當液晶分子放入電場時，在液晶分子中的電荷集中在液晶分子的兩個側面上且據此使分子之排列方向根據電場改變的性質，而光學各向異性係指根據入射光以液晶分子薄且長的結構及前述之分子排列方向為基礎之入射方向或偏光狀態而改變發射光之路徑或偏光狀態。
據此，液晶顯示裝置包含由一對以液晶層插入其中而彼此面對且分別包含產生電場之電極的具有表面之透明絕緣基板所組成之液晶面板作為基本構成元件，液晶分子之排列方向係藉由改變在產生電場之電極之間的電場而經人為方式調整，且各種影像係使用在調整排列方向期間改變的光透射率而顯現。
在此情況中，偏光片分別設置在液晶面板的上部位及下部位兩者上，且偏光片係藉由容許與透射軸配向之偏光組件的光通過其透射而根據兩個偏光片之透射軸佈置及液晶之排列特徵來確定光的透射程度。
在相關技術中的液晶顯示裝置通常使用其中碘離子經拉伸且接著以水性聚乙烯醇(PVA)配向的PVA拉伸之偏光片作為偏光片。
[技術問題]
本發明已致力於提供即使在視角處亦能夠執行偏光功能之偏光片及包含彼之液晶顯示裝置。
[技術手段]
本發明之一例示性實施態樣係提供堆疊型偏光片(stacked polarizing plate)，其包含：
其中經碘及二色性染料中至少一或多者染色之基於聚乙烯醇之偏光片；及
膜，其係提供在基於聚乙烯醇之偏光片的一個表面上且包含吸收具有380 nm至780 nm波長之光的液向性液晶(lyotropic liquid crystal)化合物。
再者，本發明之另一例示性實施態樣係提供用於製造堆疊型偏光片之方法，該方法包含：
藉由將包含吸收具有380 nm至780 nm波長之光的液向性液晶化合物之組成物塗佈在基底材料上來形成膜；及
將其中經碘及二色性染料中至少一或多者染色之基於聚乙烯醇之偏光片附著至膜上。
再者，本發明之又另一例示性實施態樣係提供液晶顯示裝置，其包含：
液晶面板；提供在液晶面板的一個表面上之第一偏光片；及提供在液晶面板的另一個表面上之第二偏光片，
其中第一偏光片及第二偏光片之至少一個偏光片包含堆疊型偏光片。
另外，本發明之再另一例示性實施態樣係提供用於製造液晶顯示裝置之方法，該方法包含：將第一偏光片附著至液晶面板的一個表面，及將第二偏光片附著至液晶面板的另一個表面，且
其中第一偏光片及第二偏光片之至少一個偏光片包含堆疊型偏光片。
[有利的效果]
根據本發明之一例示性實施態樣，有可能提供堆疊型偏光片，其包含：其中經碘及二色性染料中至少一或多者染色之基於聚乙烯醇之偏光片；及膜，其係提供在基於聚乙烯醇之偏光片的一個表面上且包含吸收具有380 nm至780 nm波長之光的液向性液晶化合物。
根據本發明之一例示性實施態樣，液晶顯示裝置的第一偏光片及第二偏光片之至少一個偏光片可包含堆疊型偏光片，藉此提供即使在視角處亦能夠執行偏光功能之液晶顯示裝置。
本發明已致力於提供即使在視角處亦能夠執行偏光功能之偏光片及包含彼之液晶顯示裝置。
[技術手段]
本發明之一例示性實施態樣係提供堆疊型偏光片(stacked polarizing plate)，其包含：
其中經碘及二色性染料中至少一或多者染色之基於聚乙烯醇之偏光片；及
膜，其係提供在基於聚乙烯醇之偏光片的一個表面上且包含吸收具有380 nm至780 nm波長之光的液向性液晶(lyotropic liquid crystal)化合物。
再者，本發明之另一例示性實施態樣係提供用於製造堆疊型偏光片之方法，該方法包含：
藉由將包含吸收具有380 nm至780 nm波長之光的液向性液晶化合物之組成物塗佈在基底材料上來形成膜；及
將其中經碘及二色性染料中至少一或多者染色之基於聚乙烯醇之偏光片附著至膜上。
再者，本發明之又另一例示性實施態樣係提供液晶顯示裝置，其包含：
液晶面板；提供在液晶面板的一個表面上之第一偏光片；及提供在液晶面板的另一個表面上之第二偏光片，
其中第一偏光片及第二偏光片之至少一個偏光片包含堆疊型偏光片。
另外，本發明之再另一例示性實施態樣係提供用於製造液晶顯示裝置之方法，該方法包含：將第一偏光片附著至液晶面板的一個表面，及將第二偏光片附著至液晶面板的另一個表面，且
其中第一偏光片及第二偏光片之至少一個偏光片包含堆疊型偏光片。
[有利的效果]
根據本發明之一例示性實施態樣，有可能提供堆疊型偏光片，其包含：其中經碘及二色性染料中至少一或多者染色之基於聚乙烯醇之偏光片；及膜，其係提供在基於聚乙烯醇之偏光片的一個表面上且包含吸收具有380 nm至780 nm波長之光的液向性液晶化合物。
根據本發明之一例示性實施態樣，液晶顯示裝置的第一偏光片及第二偏光片之至少一個偏光片可包含堆疊型偏光片，藉此提供即使在視角處亦能夠執行偏光功能之液晶顯示裝置。
在下文說明本發明之較佳的例示性實施態樣。然而，可將本發明之例示性實施態樣修飾成各種其他形式，且本發明之範圍不限於下文說明之例示性實施態樣。再者，提供本發明之例示性實施態樣而對一般熟習此項技術者更完整解釋本發明。
當一個部分「包含」本說明書中的一個構成元件，除非另有特定的說明，否則這不意指排除另外的構成元件，而是意指可能進一步包含另一個構成元件。
已將液晶顯示(LCD)裝置用於各種裝置中，諸如TV、螢幕、行動電話和平板PC。液晶顯示裝置的性能係使用所謂的對比比率(CR)之數值來表示，其指示以白色正面亮度(開啟狀態)對黑色正面亮度(關閉狀態)之比率作為展現性能的一個數值，且CR越高，則評估的裝置越好。
然而，液晶顯示裝置開始應用於其中液晶顯示裝置以往未應用過的技術開發及人類方便性之領域，且已引入車用液晶顯示裝置，諸如車用儀表板和導航設備。在車用液晶顯示裝置的情況中，屏幕在大部分如現有的液晶顯示裝置(TV、行動電話及類似者)的情況中係自側面而不是正面觀看。據此，在本發明中，引入所謂的區域CR之數值，其係用於定量在除了正面CR以外之視角處的液晶顯示裝置之性能，以指示液晶顯示裝置之性能。在本發明中，確定區域CR展現在40度視角以上20度及以下10度之CR。
然而，在相關技術中的基於聚乙烯醇之偏光片展現其中正面CR極佳，但是區域CR非常不好的性能。在相關技術中的偏光片之情況中，偏光片在視角處的功能喪失，因為上/下偏光片僅形成顯示器的同平面吸收軸(X & Y軸)。因此，本發明意欲提供能夠解決上述問題且即使在視角處亦能夠執行偏光功能之偏光片，及包含彼之液晶顯示裝置。
根據本發明之一例示性實施態樣的堆疊型偏光片包含：其中經碘及二色性染料中至少一或多者染色之基於聚乙烯醇之偏光片；及膜，其係提供在基於聚乙烯醇之偏光片的一個表面上且包含吸收具有380 nm至780 nm波長之光的液向性液晶化合物。
再者，根據本發明之一例示性實施態樣的液晶顯示裝置包含液晶面板；提供在液晶面板的一個表面上之第一偏光片；及提供在液晶面板的另一個表面上之第二偏光片，其中第一偏光片及第二偏光片之至少一者包含堆疊型偏光片。
根據本發明之一例示性實施態樣的堆疊型偏光片旨在改進用於液晶顯示裝置中之相關技術中的偏光片之視角的低CR。更特定言之，在相關技術中的偏光片具有僅於液晶顯示裝置的X & Y軸之同平面吸收，而根據本發明之一例示性實施態樣的堆疊型偏光片為除了X & Y軸以外另具有Z軸吸收之偏光片。當使用具有Z軸吸收之偏光片時，則有可能獲得其中即使在視角處亦維持呈交叉狀態之偏光的效應。
包含相關技術中的偏光片之液晶顯示裝置的偏光功能係以示意圖例證於下列圖1中，及包含根據本發明之一例示性實施態樣的堆疊型偏光片之液晶顯示裝置的偏光功能係以示意圖例證於下列圖2中。如下列圖1中，包含相關技術中的偏光片之液晶顯示裝置可在正面表面上獲得呈交叉狀態之偏光效應，但是交叉在視角處瓦解。然而，如圖2中，與相關技術相比，在包含根據本發明之一例示性實施態樣的堆疊型偏光片之液晶顯示裝置中，可看出藉由在偏光片(polarizing plate)/偏光片(polarizer)3中包含堆疊型偏光片而有可能在Z軸方向上的吸收軸獲得即使在視角處亦呈交叉狀態之偏光效應。
在本發明之一例示性實施態樣中，液向性液晶化合物可經直列式定向。在本發明中，直列式定向係指其中光學軸實質上與膜平面垂直之膜。再者，液向性液晶化合物可為呈盤形式直列式定向之液晶化合物。呈盤形式直列式定向之液晶可形成兩個吸收軸，其在y軸方向(其為平面的一個方向)上吸收光及在與y軸垂直之z軸方向上吸收光。
盤形式可被認為是硬幣形狀且為其中硬幣係經直列式定向之形式，且據此有可能具有在硬幣的x軸和y軸的一個方向上吸收及同平面吸收。在本發明之一例示性實施態樣中，當液向性液晶化合物不呈盤形式時，亦即以通用的+C板之直列式定向(鉛筆形狀)，則僅展現z軸吸收，或不展現x軸或y軸吸收。
在相關技術中通用的直列式定向及根據本發明之一例示性實施態樣的呈盤形式之直列式定向係以示意圖例證於下列圖16中。如下列圖16中，當液向性液晶化合物不呈盤形式時，則在平面上的x軸或y軸中僅一個軸係呈棒形式存在，所以當液向性液晶化合物係如其中液向性液晶化合物不呈盤形式的情況經直列式定向時，則僅展現z軸吸收。另外，在如本發明之一例示性實施態樣的盤形式之情況中，有平面上的x軸和y軸及垂直方向上的z軸之吸收軸的存在，所以在呈盤形式之直列式定向的情況中，展現x軸、y軸和z軸吸收。
在本發明之一例示性實施態樣中，包含液向性液晶化合物的膜可包含基底材料及提供在基底材料上的液向性液晶化合物層。再者，本發明之一例示性實施態樣可另外包含在基底材料與液向性液晶化合物層之間的定向層。
基底材料可由透明材料(諸如玻璃或塑料)或透明膜所組成。另外，定向層可包含基於聚醯亞胺之材料、基於聚醯胺之材料、基於丙烯酸酯之材料、基於降莰烯之材料及類似者之材料中之一或多者，但該材料不限於此。定向層可以諸如塗佈棒、狹縫式模具塗佈機、凹版印刷、絹網版印刷(silk screen printing)和間隙式塗佈機之方法形成於基底材料上。當定向處理(諸如光定向或摩擦)係在定向層上執行時，則可在整個定向層上形成許多沿著固定方向的微溝槽。
在包含液向性液晶化合物的膜中，基於丙烯酸酯之硬塗層可提供在液向性液晶化合物層上，或保護膜(諸如TAC、丙烯酸系保護膜、COP和PET)可堆疊在塗層上，以便於保護液向性液晶化合物層。
此外，液向性液晶化合物的實例包含基於偶氮之化合物、基於蒽醌之化合物、基於苝之化合物、基於喹啉黃之化合物、基於萘醌之化合物、基於部花青素之化合物及類似者中之一或多者，但不限於此。液向性液晶化合物展現液向性液晶性且可以溶液狀態展現吸收二色性。
在本發明之一例示性實施態樣中，吸收具有380 nm至780 nm波長之光的液向性液晶化合物於分子中具有共軛長度，其比不吸收具有380 nm至780 nm波長之光的液向性液晶化合物之共軛長度更長，且當共軛長度變長時，則有可能吸收具有共長波長之光。
根據本發明之一例示性實施態樣的堆疊型偏光片係以示意圖例證於下列圖14和15中。
在本發明之一例示性實施態樣中，基於聚乙烯醇之偏光片可包含在基於聚乙烯醇之偏光片的至少一個表面上之保護膜。保護膜的實例包含TAC、丙烯酸系保護膜、COP、PET及類似者，但不限於此。
據此，根據本發明之一例示性實施態樣的堆疊型偏光片可具有下列結構：諸如硬塗層/LLC層/基底材料/TAC/PVA/TAC、TAC/LLC層/基底材料/TAC/PVA/TAC、LLC層/基底材料/TAC/PVA/TAC、基底材料/LLC層/硬塗層/TAC/PVA/TAC、基底材料/LLC層/TAC/PVA/TAC、硬塗層/LLC層/基底材料/PVA/TAC、TAC/LLC層/基底材料/PVA/TAC、LLC層/基底材料/PVA/TAC、基底材料/LLC層/硬塗層/PVA/TAC和基底材料/LLC/PVA/TAC，但該結構不限於此。
用於製造根據本發明之一例示性實施態樣的堆疊型偏光片之方法包含：藉由將包含吸收具有380 nm至780 nm波長之光的液向性液晶化合物之組成物塗佈在基底材料上來形成膜；及將其中經碘及二色性染料中至少一或多者染色之基於聚乙烯醇之偏光片附著至膜上。在此情況中，在基於聚乙烯醇之偏光片中，保護膜可以基於水之黏合劑或UV黏合劑黏合至PVA之至少一個表面。再者，保護膜可為具有相位差之膜。
另外，液晶面板及第一偏光片或第二偏光片可藉由使用基於水之黏合劑或可UV固化之黏合劑彼此附著，且亦可藉由使用PSA黏著劑彼此附著。
此外，用於製造根據本發明之另一例示性實施態樣的堆疊型偏光片之方法包含：藉由將包含吸收具有380 nm至780 nm波長之光的液向性液晶化合物之組成物塗佈在基底材料上來形成膜；製備其中經碘及二色性染料中至少一或多者染色之基於聚乙烯醇之偏光片；及將包含液向性液晶化合物的膜附著至基於聚乙烯醇之偏光片的一個表面，及將保護膜附著至基於聚乙烯醇之偏光片的另一個表面。在此情況中，附著方法可藉由使用基於水之黏合劑或可UV固化的黏合劑執行，且亦可藉由使用PSA黏著劑執行。再者，保護膜可為具有相位差之膜。
在本發明之一例示性實施態樣中，堆疊型偏光片的基於聚乙烯醇之偏光片可提供在液晶面板與包含液向性液晶化合物的膜之間。更特定言之，第一偏光片包含堆疊型偏光片，及第二偏光片可為其中經碘或二色性染料中至少一或多者染色之基於聚乙烯醇之偏光片。再者，第二偏光片包含堆疊型偏光片；及第一偏光片可為其中經碘或二色性染料中至少一或多者染色之基於聚乙烯醇之偏光片。
另外，第一偏光片及第二偏光片兩者亦可包含堆疊型偏光片。
在本發明之一例示性實施態樣中，可使用在相關技術中通用的基於聚乙烯醇之偏光片作為其中經碘及二色性染料中至少一或多者染色之基於聚乙烯醇之偏光片。
有可能使用包含下列之方法作為用於製造基於聚乙烯醇之偏光片之方法的實例：製備其中經碘及/或二色性染料染色之基於聚乙烯醇之偏光片，及將保護膜堆疊在偏光片的一個表面上。例如，該方法不限於此，但是製備基於聚乙烯醇之偏光片可通過將基於聚乙烯醇之聚合物膜以碘及/或二色性染料染色、將基於聚乙烯醇之膜與染料交聯、及拉伸基於聚乙烯醇之膜來進行。
首先，染色步驟是為了將碘分子及/或二色性染料染色在基於聚乙烯醇之膜上，且碘分子及/或二色性染料分子可藉由吸收在偏光片的拉伸方向上振動之光及容許在垂直方向上振動之光通過而能夠獲得具有特定的振動方向之偏光。在此情況中，染色可例如藉由將基於聚乙烯醇之膜浸漬於含有碘溶液及/或含有二色性染料之溶液的加工浴中來進行。
在此情況中，通常使用水作為染色步驟之溶液中所使用的溶劑，但是可適量添加與水具有相容性之有機溶劑。而且，碘及/或二色性染料的使用量可為以100重量份溶劑為基礎的0.06重量份至0.25重量份。理由在於當包含在上述範圍內的二色性材料(諸如碘)時，則在拉伸後所製造之偏光片的透射率可滿足40.0%至47.0%之範圍。
而且，當使用碘作為二色性材料時，則較佳的是另外含有輔助劑(諸如碘化物化合物)以便於改進染色效率，且輔助劑可以100重量份溶劑為基礎的0.3重量份至2.5重量份之比使用。在此情況中，添加輔助劑(諸如碘化物化合物)的理由是為了增加碘對水的溶解度，因為碘對水具有低溶解度。而且，經摻合之碘與碘化物化合物之比較佳為以重量為基礎計的1：5至1：10。
在此情況中，可於本發明添加之碘化物化合物的特定實例包含碘化鉀、碘化鋰、碘化鈉、碘化鋅、碘化鋁、碘化鉛、碘化銅、碘化鋇、碘化鈣、碘化錫、碘化鈦或彼之混合物，但不限於此。
而且，較佳的是加工浴之溫度係維持在25℃至40℃。當加工浴之溫度低於下限的25℃時，則可使染色效率下降，而當溫度超過40℃時，其為太高的溫度，則使大量的碘昇華，所以可能增加碘的使用量。
在此情況中，基於聚乙烯醇之膜沉浸在加工浴的時間較佳為30秒至120秒。理由在於當沉浸時間少於30秒時，則基於聚乙烯醇之膜不可能均勻地染色，而當沉浸時間超過120秒時，則使染色飽和且結果不再需要沉浸基於聚乙烯醇之膜。
而且，交聯步驟是為了容許碘及/或二色性染料吸附在聚乙烯醇聚合物基質上，通常使用浸入方法，其係藉由將基於聚乙烯醇之膜浸入含有水性硼酸溶液及類似者之交聯浴中來進行交聯，但是該方法不限於此，且交聯步驟亦可以塗覆方法或噴霧方法進行，其中將包含交聯劑之溶液塗覆或噴霧在基於聚乙烯醇之膜上。
在此情況中，通常使用水作為交聯浴之溶液中所使用的溶劑，但是可適量添加與水具有相容性之有機溶劑，且交聯劑的添加量可為以100重量份溶劑為基礎的0.5重量份至5.0重量份。在此情況中，當交聯劑的含量少於0.5重量份時，則在基於聚乙烯醇之膜中的交聯不充分，所以可能降低基於聚乙烯醇之膜的強度，而當交聯劑的含量超過5.0重量份時，則過度形成交聯，所以基於聚乙烯醇之膜的拉伸性可能變差。再者，交聯劑的特定實例包含硼化合物(諸如硼酸和硼酸鈉)、乙二醛、戊二醛及類似者，且該等化合物可單獨或以彼之組合使用。
而且，交聯浴之溫度可取決於交聯劑的量及拉伸率而改變，且不限於此，但是通常較佳為45℃至60℃。通常當交聯劑的量增加時，則調整交聯浴之溫度至高的溫度條件，以便於改進基於聚乙烯醇之膜鏈的移動性，而當交聯劑的量少時，則調整交聯浴之溫度至相對低的溫度條件。然而，因為本發明為其中執行5倍或更多倍拉伸之方法，所以交聯浴之溫度必須保持在45℃或更高，以便於改進基於聚乙烯醇之膜的拉伸性。而且，基於聚乙烯醇之膜沉浸在交聯浴中的時間較佳為30秒至120秒。理由在於當沉浸時間少於30秒時，則基於聚乙烯醇之膜不可能均勻地交聯，而當沉浸時間超過120秒時，則使交聯飽和且結果不再需要沉浸基於聚乙烯醇之膜。
而且，在拉伸步驟中，拉伸是為了使基於聚乙烯醇之膜的聚合物鏈定向在固定的方向上，拉伸法可分成濕式拉伸法及乾式拉伸法，乾式拉伸法再分成輥間(inter-roll)拉伸法、熱輥(heating roll)拉伸法、壓縮拉伸法、拉幅(tenter)拉伸法及類似者，而濕式拉伸法再分成拉幅拉伸法、輥間拉伸方法及類似者。
在此情況中，關於拉伸步驟，較佳的是基於聚乙烯醇之膜係以4倍至10倍的拉伸率拉伸。這是因為必須使基於聚乙烯醇之膜的聚合物鏈定向，以便賦予於基於聚乙烯醇之膜的偏光性能，且在低於4倍的拉伸率下可能不足以發生鏈之定向，而在超過10倍的拉伸率下可能使基於聚乙烯醇之膜的鏈斷裂。
在此情況中，較佳的是拉伸係在45℃至60℃之拉伸溫度下執行。拉伸溫度可取決於交聯劑的含量而改變，且理由在於在低於45℃之溫度下，拉伸效率可能由於基於聚乙烯醇之膜鏈的移動性變差而降低，而當拉伸溫度超過60℃時，則強度可能由於基於聚乙烯醇之膜軟化而變弱。而且，拉伸步驟亦可與染色步驟或交聯步驟同時或分開進行。
而且，拉伸可藉由使用單獨的基於聚乙烯醇之膜來執行，且可藉由將基底膜堆疊在基於聚乙烯醇之膜上及接著一起拉伸基於聚乙烯醇之膜與基底膜之方法來執行。當拉伸具有薄厚度的基於聚乙烯醇之膜(例如具有60 μm或更薄厚度的PVA膜)時，則使用後者方法，以便於防止基於聚乙烯醇之膜在拉伸過程期間破裂，且可使用後者方法，以便於製造具有10 μm或更薄厚度的薄PVA 偏光片。
在此情況中，可使用在20℃至85℃之溫度條件下具有5倍或更多倍的最大拉伸率之聚合物膜作為基底膜，且例如有可能使用高密度聚乙烯膜、聚胺甲酸酯膜、聚丙烯膜、聚烯烴膜、基於酯之膜、低密度聚乙烯膜、高密度聚乙烯與低密度聚乙烯共擠壓膜、其中乙烯乙酸乙烯酯內含在高密度聚乙烯內的共聚物樹脂膜、丙烯酸系膜、聚對酞酸乙二酯膜、基於聚乙烯醇之膜、基於纖維素之膜及類似者。而且，最大拉伸率意指剛於破裂發生前的拉伸率。
再者，堆疊基底膜及基於聚乙烯醇之膜的方法沒有特別的限制。例如，基底膜及基於聚乙烯醇之膜亦可透過黏合劑或黏著劑堆疊，且亦可藉由將基於聚乙烯醇之膜放置在基底膜上而沒有單獨的介質之方法堆疊。再者，堆疊可藉由將形成基底膜之樹脂與形成基於聚乙烯醇之膜的樹脂共擠壓之方法執行，或藉由將基於聚乙烯醇之樹脂塗佈在基底膜上之方法執行。而且，當完成拉伸時，基底膜可藉由與偏光片分離而移除，但是下一步驟亦可以不移除基底膜來執行。在此情況中，基底膜可用作為下述之偏光片保護膜及類似者。
接下來，當基於聚乙烯醇之偏光片係通過前述方法製備時，則進行保護膜堆疊在基於聚乙烯醇之偏光片的一個表面上。
在此情況中，保護膜為保護具有厚度非常薄的偏光片之膜且係指附著至偏光片的一個表面之透明膜，且有可能使用機械強度、熱穩定性、防潮性質、各向同性及類似者極佳的膜。例如，有可能使用基於乙酸酯之樹脂膜(諸如三乙醯基纖維素(TAC))、基於聚酯之樹脂膜、基於聚醚碸之樹脂膜、基於聚碳酸酯之樹脂膜、基於聚醯胺之樹脂膜、基於聚醯亞胺之樹脂膜、基於聚烯烴之樹脂膜、基於環烯烴之樹脂膜、基於聚胺甲酸酯之樹脂膜、丙烯酸系樹脂膜及類似者，但是該膜不限於此。
再者，保護膜可為各向同性膜，可為賦予光學補償功能(諸如相位差)的各向異性膜，且亦可由一種片材所組成或亦可為藉由附著二或更多片材所獲得的各向異性膜。另外，保護膜可為未經拉伸或經單軸或雙軸拉伸之膜，且可具有通常1 μm至500 μm，且較佳為1 μm至300 μm之厚度。
在此情況中，保護膜對基於聚乙烯醇之偏光片之黏合強度可較佳為1 N/2 cm或更大，且更佳為2 N/2 cm或更大。特定言之，黏合強度意指在保護膜附著至其中經碘及二色性染料中至少一或多者染色之基於聚乙烯醇之偏光片後藉由使用紋理分析機(texture analyzer)以90度剝離強度所測量之黏合強度。當黏合強度滿足上述範圍時，則有可能抑制保護膜及基於聚乙烯醇之偏光片膨脹且使製造過程期間發生的捲曲及缺陷減至最低。
而且，堆疊保護膜在基於聚乙烯醇之偏光片的一個表面上係使保護膜附著至偏光片，且保護膜可藉由使用黏合劑附著至偏光片。在此情況中，堆疊可通過層壓本技術熟知的膜之方法來進行且可藉由使用本技術熟知的黏合劑來進行，諸如基於水之黏合劑(諸如基於聚乙烯醇之黏合劑)、熱固型黏合劑(諸如基於胺甲酸酯之黏合劑)、光-陽離子可固化黏合劑(諸如基於環氧基之黏合劑)及光自由基可固化黏合劑(諸如丙烯酸系黏合劑)。
根據本發明之一例示性實施態樣的液晶顯示裝置可另外包含背光單元。背光單元適合於供給光至液晶面板，且有可能施加諸如冷陰極螢光燈(CCFL)、外部電極螢光燈(EEFL)及熱冷螢光燈(HCFL)或發光二極體(LED)的螢光燈之一作為背光單元的光源。
在本發明之一例示性實施態樣中，液晶面板可為同平面切換(IPS)模式液晶面板、垂直配向(VA)模式液晶面板、邊緣場切換(FFS)模式液晶面板或扭轉向列(TN)模式液晶面板，但不限於此。
此外，構成液晶顯示裝置之其他配置，例如上基板和下基板的類型(例如濾色器基板或陣列基板)亦沒有特別的限制，且可採用本技術公開已知的配置而沒有限制。
再者，用於製造根據本發明之一例示性實施態樣的液晶顯示裝置之方法包含：將第一偏光片附著至液晶面板的一個表面，且將第二偏光片附著至液晶面板的另一個表面，其中第一偏光片及第二偏光片之至少一個偏光片包含堆疊型偏光片。
在本發明之一例示性實施態樣中，該方法包含將堆疊型偏光片附著至液晶面板，其中堆疊型偏光片的基於聚乙烯醇之偏光片可經附著以便於提供在液晶面板與包含液向性液晶化合物的膜之間。
[本發明之模式]
本發明將於下文通過實施例更詳細說明。下列的實施例旨在幫助理解本發明，且本發明不藉此受到限制。
〈實施例〉
〈實施例1〉
在製備LGD IPS導航面板之LC盒(型號名稱LA080WV5)之後，將偏光片使用黏著劑附著至LC盒上。所製造之液晶顯示裝置的結構係如下列圖3。更特定言之，液晶顯示裝置具有基於PVA之上偏光片/液晶面板/基於PVA之下偏光片/基於萘醌之LLC膜(吸收具有380 nm至780 nm波長之光)的結構。
〈實施例2〉
該方法係與實施例1相同的方式進行，除了液晶顯示裝置的結構係如下列圖4製造以外。更特定言之，液晶顯示裝置具有基於萘醌之LLC膜(吸收具有380 nm至780 nm波長之光)/基於PVA之上偏光片/液晶面板/基於PVA之下偏光片的結構。
〈比較例1〉
該方法係與實施例1相同的方式進行，除了液晶顯示裝置的結構係如下列圖5製造以外。更特定言之，液晶顯示裝置具有基於PVA之上偏光片/液晶面板/基於PVA之下偏光片的結構。
〈比較例2〉
該方法係與實施例1相同的方式進行，除了液晶顯示裝置的結構係如下列圖6製造以外。更特定言之，液晶顯示裝置具有基於PVA之上偏光片/液晶面板/基於萘醌之LLC膜(吸收具有380 nm至780 nm波長之光)的結構。
〈比較例3〉
該方法係與實施例1相同的方式進行，除了液晶顯示裝置的結構係如下列圖7製造以外。更特定言之，液晶顯示裝置具有基於萘醌之LLC膜(吸收具有380 nm至780 nm波長之光)/液晶面板/基於PVA之下偏光片的結構。
〈比較例4〉
該方法係與實施例1相同的方式進行，除了液晶顯示裝置的結構係如下列圖8製造以外。更特定言之，液晶顯示裝置具有基於PVA之上偏光片/液晶面板/基於PVA之下偏光片/基於PVA之下偏光片的結構。
〈比較例5〉
該方法係與實施例1相同的方式進行，除了液晶顯示裝置的結構係如下列圖9製造以外。更特定言之，液晶顯示裝置具有基於PVA之上偏光片/基於PVA之上偏光片/液晶面板/基於PVA之下偏光片的結構。
〈比較例6〉
該方法係與實施例1相同的方式進行，除了液晶顯示裝置的結構係如下列圖10製造以外。更特定言之，液晶顯示裝置具有基於PVA之上偏光片/液晶面板/基於PVA之下偏光片/基於PVA之下偏光片/基於PVA之下偏光片的結構。
〈比較例7〉
該方法係與實施例1相同的方式進行，除了液晶顯示裝置的結構係如下列圖11製造以外。更特定言之，液晶顯示裝置具有基於PVA之上偏光片/基於PVA之上偏光片/基於PVA之上偏光片/液晶面板/基於PVA之下偏光片的結構。
〈比較例8〉
該方法係與實施例1相同的方式進行，除了液晶顯示裝置的結構係如下列圖12製造以外。更特定言之，液晶顯示裝置具有基於PVA之上偏光片/液晶面板/基於PVA之下偏光片/基於偶氮之LLC膜(不吸收具有380 nm至780 nm波長之光，由LGC Ltd.製造的基於偶氮之LLC)的結構。
〈比較例9〉
該方法係與實施例1相同的方式進行，除了液晶顯示裝置的結構係如下列圖13製造以外。更特定言之，液晶顯示裝置具有基於偶氮之LLC膜(不吸收具有380 nm至780 nm波長之光，由LGC Ltd.製造的基於偶氮之LLC)/基於PVA之上偏光片/液晶面板/基於PVA之下偏光片的結構。
〈實驗實施例〉
評估在實施例及比較例中的液晶顯示裝置之物理性質且顯示於以下表1中。
所使用之上/下POL無機性質：Ts 42.5%，DOP 99.995%
在實施例1和2中所使用之LLC無機性質 - DR 20，Ts 70%(1)、42.5%(2)、30%(3)
在比較例2和3中所使用之LLC無機性質 - DR 20，Ts 42.5%
評估無機性質(Ts、DOP、DR及類似者)之裝置：JASCO(v7100)
在實施例中，正面CR類似於比較例中的正面CR，而在區域CR(40度視角，向上20度及下向10度)的情況中，實施例與比較例相比而展現顯著良好的CR(改進約30%)。進行比較例4至7以便於測定根據LLC之厚度方向的效應是否可由許多基於PVA之偏光片的片材來實施。
如上文的結果，根據本發明之一例示性實施態樣，液晶顯示裝置的第一偏光片及該第二偏光片之至少一個偏光片可包含堆疊型偏光片，藉此提供即使在視角處亦能夠執行偏光功能之液晶顯示裝置。
當一個部分「包含」本說明書中的一個構成元件，除非另有特定的說明，否則這不意指排除另外的構成元件，而是意指可能進一步包含另一個構成元件。
已將液晶顯示(LCD)裝置用於各種裝置中，諸如TV、螢幕、行動電話和平板PC。液晶顯示裝置的性能係使用所謂的對比比率(CR)之數值來表示，其指示以白色正面亮度(開啟狀態)對黑色正面亮度(關閉狀態)之比率作為展現性能的一個數值，且CR越高，則評估的裝置越好。
然而，液晶顯示裝置開始應用於其中液晶顯示裝置以往未應用過的技術開發及人類方便性之領域，且已引入車用液晶顯示裝置，諸如車用儀表板和導航設備。在車用液晶顯示裝置的情況中，屏幕在大部分如現有的液晶顯示裝置(TV、行動電話及類似者)的情況中係自側面而不是正面觀看。據此，在本發明中，引入所謂的區域CR之數值，其係用於定量在除了正面CR以外之視角處的液晶顯示裝置之性能，以指示液晶顯示裝置之性能。在本發明中，確定區域CR展現在40度視角以上20度及以下10度之CR。
然而，在相關技術中的基於聚乙烯醇之偏光片展現其中正面CR極佳，但是區域CR非常不好的性能。在相關技術中的偏光片之情況中，偏光片在視角處的功能喪失，因為上/下偏光片僅形成顯示器的同平面吸收軸(X & Y軸)。因此，本發明意欲提供能夠解決上述問題且即使在視角處亦能夠執行偏光功能之偏光片，及包含彼之液晶顯示裝置。
根據本發明之一例示性實施態樣的堆疊型偏光片包含：其中經碘及二色性染料中至少一或多者染色之基於聚乙烯醇之偏光片；及膜，其係提供在基於聚乙烯醇之偏光片的一個表面上且包含吸收具有380 nm至780 nm波長之光的液向性液晶化合物。
再者，根據本發明之一例示性實施態樣的液晶顯示裝置包含液晶面板；提供在液晶面板的一個表面上之第一偏光片；及提供在液晶面板的另一個表面上之第二偏光片，其中第一偏光片及第二偏光片之至少一者包含堆疊型偏光片。
根據本發明之一例示性實施態樣的堆疊型偏光片旨在改進用於液晶顯示裝置中之相關技術中的偏光片之視角的低CR。更特定言之，在相關技術中的偏光片具有僅於液晶顯示裝置的X & Y軸之同平面吸收，而根據本發明之一例示性實施態樣的堆疊型偏光片為除了X & Y軸以外另具有Z軸吸收之偏光片。當使用具有Z軸吸收之偏光片時，則有可能獲得其中即使在視角處亦維持呈交叉狀態之偏光的效應。
包含相關技術中的偏光片之液晶顯示裝置的偏光功能係以示意圖例證於下列圖1中，及包含根據本發明之一例示性實施態樣的堆疊型偏光片之液晶顯示裝置的偏光功能係以示意圖例證於下列圖2中。如下列圖1中，包含相關技術中的偏光片之液晶顯示裝置可在正面表面上獲得呈交叉狀態之偏光效應，但是交叉在視角處瓦解。然而，如圖2中，與相關技術相比，在包含根據本發明之一例示性實施態樣的堆疊型偏光片之液晶顯示裝置中，可看出藉由在偏光片(polarizing plate)/偏光片(polarizer)3中包含堆疊型偏光片而有可能在Z軸方向上的吸收軸獲得即使在視角處亦呈交叉狀態之偏光效應。
在本發明之一例示性實施態樣中，液向性液晶化合物可經直列式定向。在本發明中，直列式定向係指其中光學軸實質上與膜平面垂直之膜。再者，液向性液晶化合物可為呈盤形式直列式定向之液晶化合物。呈盤形式直列式定向之液晶可形成兩個吸收軸，其在y軸方向(其為平面的一個方向)上吸收光及在與y軸垂直之z軸方向上吸收光。
盤形式可被認為是硬幣形狀且為其中硬幣係經直列式定向之形式，且據此有可能具有在硬幣的x軸和y軸的一個方向上吸收及同平面吸收。在本發明之一例示性實施態樣中，當液向性液晶化合物不呈盤形式時，亦即以通用的+C板之直列式定向(鉛筆形狀)，則僅展現z軸吸收，或不展現x軸或y軸吸收。
在相關技術中通用的直列式定向及根據本發明之一例示性實施態樣的呈盤形式之直列式定向係以示意圖例證於下列圖16中。如下列圖16中，當液向性液晶化合物不呈盤形式時，則在平面上的x軸或y軸中僅一個軸係呈棒形式存在，所以當液向性液晶化合物係如其中液向性液晶化合物不呈盤形式的情況經直列式定向時，則僅展現z軸吸收。另外，在如本發明之一例示性實施態樣的盤形式之情況中，有平面上的x軸和y軸及垂直方向上的z軸之吸收軸的存在，所以在呈盤形式之直列式定向的情況中，展現x軸、y軸和z軸吸收。
在本發明之一例示性實施態樣中，包含液向性液晶化合物的膜可包含基底材料及提供在基底材料上的液向性液晶化合物層。再者，本發明之一例示性實施態樣可另外包含在基底材料與液向性液晶化合物層之間的定向層。
基底材料可由透明材料(諸如玻璃或塑料)或透明膜所組成。另外，定向層可包含基於聚醯亞胺之材料、基於聚醯胺之材料、基於丙烯酸酯之材料、基於降莰烯之材料及類似者之材料中之一或多者，但該材料不限於此。定向層可以諸如塗佈棒、狹縫式模具塗佈機、凹版印刷、絹網版印刷(silk screen printing)和間隙式塗佈機之方法形成於基底材料上。當定向處理(諸如光定向或摩擦)係在定向層上執行時，則可在整個定向層上形成許多沿著固定方向的微溝槽。
在包含液向性液晶化合物的膜中，基於丙烯酸酯之硬塗層可提供在液向性液晶化合物層上，或保護膜(諸如TAC、丙烯酸系保護膜、COP和PET)可堆疊在塗層上，以便於保護液向性液晶化合物層。
此外，液向性液晶化合物的實例包含基於偶氮之化合物、基於蒽醌之化合物、基於苝之化合物、基於喹啉黃之化合物、基於萘醌之化合物、基於部花青素之化合物及類似者中之一或多者，但不限於此。液向性液晶化合物展現液向性液晶性且可以溶液狀態展現吸收二色性。
在本發明之一例示性實施態樣中，吸收具有380 nm至780 nm波長之光的液向性液晶化合物於分子中具有共軛長度，其比不吸收具有380 nm至780 nm波長之光的液向性液晶化合物之共軛長度更長，且當共軛長度變長時，則有可能吸收具有共長波長之光。
根據本發明之一例示性實施態樣的堆疊型偏光片係以示意圖例證於下列圖14和15中。
在本發明之一例示性實施態樣中，基於聚乙烯醇之偏光片可包含在基於聚乙烯醇之偏光片的至少一個表面上之保護膜。保護膜的實例包含TAC、丙烯酸系保護膜、COP、PET及類似者，但不限於此。
據此，根據本發明之一例示性實施態樣的堆疊型偏光片可具有下列結構：諸如硬塗層/LLC層/基底材料/TAC/PVA/TAC、TAC/LLC層/基底材料/TAC/PVA/TAC、LLC層/基底材料/TAC/PVA/TAC、基底材料/LLC層/硬塗層/TAC/PVA/TAC、基底材料/LLC層/TAC/PVA/TAC、硬塗層/LLC層/基底材料/PVA/TAC、TAC/LLC層/基底材料/PVA/TAC、LLC層/基底材料/PVA/TAC、基底材料/LLC層/硬塗層/PVA/TAC和基底材料/LLC/PVA/TAC，但該結構不限於此。
用於製造根據本發明之一例示性實施態樣的堆疊型偏光片之方法包含：藉由將包含吸收具有380 nm至780 nm波長之光的液向性液晶化合物之組成物塗佈在基底材料上來形成膜；及將其中經碘及二色性染料中至少一或多者染色之基於聚乙烯醇之偏光片附著至膜上。在此情況中，在基於聚乙烯醇之偏光片中，保護膜可以基於水之黏合劑或UV黏合劑黏合至PVA之至少一個表面。再者，保護膜可為具有相位差之膜。
另外，液晶面板及第一偏光片或第二偏光片可藉由使用基於水之黏合劑或可UV固化之黏合劑彼此附著，且亦可藉由使用PSA黏著劑彼此附著。
此外，用於製造根據本發明之另一例示性實施態樣的堆疊型偏光片之方法包含：藉由將包含吸收具有380 nm至780 nm波長之光的液向性液晶化合物之組成物塗佈在基底材料上來形成膜；製備其中經碘及二色性染料中至少一或多者染色之基於聚乙烯醇之偏光片；及將包含液向性液晶化合物的膜附著至基於聚乙烯醇之偏光片的一個表面，及將保護膜附著至基於聚乙烯醇之偏光片的另一個表面。在此情況中，附著方法可藉由使用基於水之黏合劑或可UV固化的黏合劑執行，且亦可藉由使用PSA黏著劑執行。再者，保護膜可為具有相位差之膜。
在本發明之一例示性實施態樣中，堆疊型偏光片的基於聚乙烯醇之偏光片可提供在液晶面板與包含液向性液晶化合物的膜之間。更特定言之，第一偏光片包含堆疊型偏光片，及第二偏光片可為其中經碘或二色性染料中至少一或多者染色之基於聚乙烯醇之偏光片。再者，第二偏光片包含堆疊型偏光片；及第一偏光片可為其中經碘或二色性染料中至少一或多者染色之基於聚乙烯醇之偏光片。
另外，第一偏光片及第二偏光片兩者亦可包含堆疊型偏光片。
在本發明之一例示性實施態樣中，可使用在相關技術中通用的基於聚乙烯醇之偏光片作為其中經碘及二色性染料中至少一或多者染色之基於聚乙烯醇之偏光片。
有可能使用包含下列之方法作為用於製造基於聚乙烯醇之偏光片之方法的實例：製備其中經碘及/或二色性染料染色之基於聚乙烯醇之偏光片，及將保護膜堆疊在偏光片的一個表面上。例如，該方法不限於此，但是製備基於聚乙烯醇之偏光片可通過將基於聚乙烯醇之聚合物膜以碘及/或二色性染料染色、將基於聚乙烯醇之膜與染料交聯、及拉伸基於聚乙烯醇之膜來進行。
首先，染色步驟是為了將碘分子及/或二色性染料染色在基於聚乙烯醇之膜上，且碘分子及/或二色性染料分子可藉由吸收在偏光片的拉伸方向上振動之光及容許在垂直方向上振動之光通過而能夠獲得具有特定的振動方向之偏光。在此情況中，染色可例如藉由將基於聚乙烯醇之膜浸漬於含有碘溶液及/或含有二色性染料之溶液的加工浴中來進行。
在此情況中，通常使用水作為染色步驟之溶液中所使用的溶劑，但是可適量添加與水具有相容性之有機溶劑。而且，碘及/或二色性染料的使用量可為以100重量份溶劑為基礎的0.06重量份至0.25重量份。理由在於當包含在上述範圍內的二色性材料(諸如碘)時，則在拉伸後所製造之偏光片的透射率可滿足40.0%至47.0%之範圍。
而且，當使用碘作為二色性材料時，則較佳的是另外含有輔助劑(諸如碘化物化合物)以便於改進染色效率，且輔助劑可以100重量份溶劑為基礎的0.3重量份至2.5重量份之比使用。在此情況中，添加輔助劑(諸如碘化物化合物)的理由是為了增加碘對水的溶解度，因為碘對水具有低溶解度。而且，經摻合之碘與碘化物化合物之比較佳為以重量為基礎計的1：5至1：10。
在此情況中，可於本發明添加之碘化物化合物的特定實例包含碘化鉀、碘化鋰、碘化鈉、碘化鋅、碘化鋁、碘化鉛、碘化銅、碘化鋇、碘化鈣、碘化錫、碘化鈦或彼之混合物，但不限於此。
而且，較佳的是加工浴之溫度係維持在25℃至40℃。當加工浴之溫度低於下限的25℃時，則可使染色效率下降，而當溫度超過40℃時，其為太高的溫度，則使大量的碘昇華，所以可能增加碘的使用量。
在此情況中，基於聚乙烯醇之膜沉浸在加工浴的時間較佳為30秒至120秒。理由在於當沉浸時間少於30秒時，則基於聚乙烯醇之膜不可能均勻地染色，而當沉浸時間超過120秒時，則使染色飽和且結果不再需要沉浸基於聚乙烯醇之膜。
而且，交聯步驟是為了容許碘及/或二色性染料吸附在聚乙烯醇聚合物基質上，通常使用浸入方法，其係藉由將基於聚乙烯醇之膜浸入含有水性硼酸溶液及類似者之交聯浴中來進行交聯，但是該方法不限於此，且交聯步驟亦可以塗覆方法或噴霧方法進行，其中將包含交聯劑之溶液塗覆或噴霧在基於聚乙烯醇之膜上。
在此情況中，通常使用水作為交聯浴之溶液中所使用的溶劑，但是可適量添加與水具有相容性之有機溶劑，且交聯劑的添加量可為以100重量份溶劑為基礎的0.5重量份至5.0重量份。在此情況中，當交聯劑的含量少於0.5重量份時，則在基於聚乙烯醇之膜中的交聯不充分，所以可能降低基於聚乙烯醇之膜的強度，而當交聯劑的含量超過5.0重量份時，則過度形成交聯，所以基於聚乙烯醇之膜的拉伸性可能變差。再者，交聯劑的特定實例包含硼化合物(諸如硼酸和硼酸鈉)、乙二醛、戊二醛及類似者，且該等化合物可單獨或以彼之組合使用。
而且，交聯浴之溫度可取決於交聯劑的量及拉伸率而改變，且不限於此，但是通常較佳為45℃至60℃。通常當交聯劑的量增加時，則調整交聯浴之溫度至高的溫度條件，以便於改進基於聚乙烯醇之膜鏈的移動性，而當交聯劑的量少時，則調整交聯浴之溫度至相對低的溫度條件。然而，因為本發明為其中執行5倍或更多倍拉伸之方法，所以交聯浴之溫度必須保持在45℃或更高，以便於改進基於聚乙烯醇之膜的拉伸性。而且，基於聚乙烯醇之膜沉浸在交聯浴中的時間較佳為30秒至120秒。理由在於當沉浸時間少於30秒時，則基於聚乙烯醇之膜不可能均勻地交聯，而當沉浸時間超過120秒時，則使交聯飽和且結果不再需要沉浸基於聚乙烯醇之膜。
而且，在拉伸步驟中，拉伸是為了使基於聚乙烯醇之膜的聚合物鏈定向在固定的方向上，拉伸法可分成濕式拉伸法及乾式拉伸法，乾式拉伸法再分成輥間(inter-roll)拉伸法、熱輥(heating roll)拉伸法、壓縮拉伸法、拉幅(tenter)拉伸法及類似者，而濕式拉伸法再分成拉幅拉伸法、輥間拉伸方法及類似者。
在此情況中，關於拉伸步驟，較佳的是基於聚乙烯醇之膜係以4倍至10倍的拉伸率拉伸。這是因為必須使基於聚乙烯醇之膜的聚合物鏈定向，以便賦予於基於聚乙烯醇之膜的偏光性能，且在低於4倍的拉伸率下可能不足以發生鏈之定向，而在超過10倍的拉伸率下可能使基於聚乙烯醇之膜的鏈斷裂。
在此情況中，較佳的是拉伸係在45℃至60℃之拉伸溫度下執行。拉伸溫度可取決於交聯劑的含量而改變，且理由在於在低於45℃之溫度下，拉伸效率可能由於基於聚乙烯醇之膜鏈的移動性變差而降低，而當拉伸溫度超過60℃時，則強度可能由於基於聚乙烯醇之膜軟化而變弱。而且，拉伸步驟亦可與染色步驟或交聯步驟同時或分開進行。
而且，拉伸可藉由使用單獨的基於聚乙烯醇之膜來執行，且可藉由將基底膜堆疊在基於聚乙烯醇之膜上及接著一起拉伸基於聚乙烯醇之膜與基底膜之方法來執行。當拉伸具有薄厚度的基於聚乙烯醇之膜(例如具有60 μm或更薄厚度的PVA膜)時，則使用後者方法，以便於防止基於聚乙烯醇之膜在拉伸過程期間破裂，且可使用後者方法，以便於製造具有10 μm或更薄厚度的薄PVA 偏光片。
在此情況中，可使用在20℃至85℃之溫度條件下具有5倍或更多倍的最大拉伸率之聚合物膜作為基底膜，且例如有可能使用高密度聚乙烯膜、聚胺甲酸酯膜、聚丙烯膜、聚烯烴膜、基於酯之膜、低密度聚乙烯膜、高密度聚乙烯與低密度聚乙烯共擠壓膜、其中乙烯乙酸乙烯酯內含在高密度聚乙烯內的共聚物樹脂膜、丙烯酸系膜、聚對酞酸乙二酯膜、基於聚乙烯醇之膜、基於纖維素之膜及類似者。而且，最大拉伸率意指剛於破裂發生前的拉伸率。
再者，堆疊基底膜及基於聚乙烯醇之膜的方法沒有特別的限制。例如，基底膜及基於聚乙烯醇之膜亦可透過黏合劑或黏著劑堆疊，且亦可藉由將基於聚乙烯醇之膜放置在基底膜上而沒有單獨的介質之方法堆疊。再者，堆疊可藉由將形成基底膜之樹脂與形成基於聚乙烯醇之膜的樹脂共擠壓之方法執行，或藉由將基於聚乙烯醇之樹脂塗佈在基底膜上之方法執行。而且，當完成拉伸時，基底膜可藉由與偏光片分離而移除，但是下一步驟亦可以不移除基底膜來執行。在此情況中，基底膜可用作為下述之偏光片保護膜及類似者。
接下來，當基於聚乙烯醇之偏光片係通過前述方法製備時，則進行保護膜堆疊在基於聚乙烯醇之偏光片的一個表面上。
在此情況中，保護膜為保護具有厚度非常薄的偏光片之膜且係指附著至偏光片的一個表面之透明膜，且有可能使用機械強度、熱穩定性、防潮性質、各向同性及類似者極佳的膜。例如，有可能使用基於乙酸酯之樹脂膜(諸如三乙醯基纖維素(TAC))、基於聚酯之樹脂膜、基於聚醚碸之樹脂膜、基於聚碳酸酯之樹脂膜、基於聚醯胺之樹脂膜、基於聚醯亞胺之樹脂膜、基於聚烯烴之樹脂膜、基於環烯烴之樹脂膜、基於聚胺甲酸酯之樹脂膜、丙烯酸系樹脂膜及類似者，但是該膜不限於此。
再者，保護膜可為各向同性膜，可為賦予光學補償功能(諸如相位差)的各向異性膜，且亦可由一種片材所組成或亦可為藉由附著二或更多片材所獲得的各向異性膜。另外，保護膜可為未經拉伸或經單軸或雙軸拉伸之膜，且可具有通常1 μm至500 μm，且較佳為1 μm至300 μm之厚度。
在此情況中，保護膜對基於聚乙烯醇之偏光片之黏合強度可較佳為1 N/2 cm或更大，且更佳為2 N/2 cm或更大。特定言之，黏合強度意指在保護膜附著至其中經碘及二色性染料中至少一或多者染色之基於聚乙烯醇之偏光片後藉由使用紋理分析機(texture analyzer)以90度剝離強度所測量之黏合強度。當黏合強度滿足上述範圍時，則有可能抑制保護膜及基於聚乙烯醇之偏光片膨脹且使製造過程期間發生的捲曲及缺陷減至最低。
而且，堆疊保護膜在基於聚乙烯醇之偏光片的一個表面上係使保護膜附著至偏光片，且保護膜可藉由使用黏合劑附著至偏光片。在此情況中，堆疊可通過層壓本技術熟知的膜之方法來進行且可藉由使用本技術熟知的黏合劑來進行，諸如基於水之黏合劑(諸如基於聚乙烯醇之黏合劑)、熱固型黏合劑(諸如基於胺甲酸酯之黏合劑)、光-陽離子可固化黏合劑(諸如基於環氧基之黏合劑)及光自由基可固化黏合劑(諸如丙烯酸系黏合劑)。
根據本發明之一例示性實施態樣的液晶顯示裝置可另外包含背光單元。背光單元適合於供給光至液晶面板，且有可能施加諸如冷陰極螢光燈(CCFL)、外部電極螢光燈(EEFL)及熱冷螢光燈(HCFL)或發光二極體(LED)的螢光燈之一作為背光單元的光源。
在本發明之一例示性實施態樣中，液晶面板可為同平面切換(IPS)模式液晶面板、垂直配向(VA)模式液晶面板、邊緣場切換(FFS)模式液晶面板或扭轉向列(TN)模式液晶面板，但不限於此。
此外，構成液晶顯示裝置之其他配置，例如上基板和下基板的類型(例如濾色器基板或陣列基板)亦沒有特別的限制，且可採用本技術公開已知的配置而沒有限制。
再者，用於製造根據本發明之一例示性實施態樣的液晶顯示裝置之方法包含：將第一偏光片附著至液晶面板的一個表面，且將第二偏光片附著至液晶面板的另一個表面，其中第一偏光片及第二偏光片之至少一個偏光片包含堆疊型偏光片。
在本發明之一例示性實施態樣中，該方法包含將堆疊型偏光片附著至液晶面板，其中堆疊型偏光片的基於聚乙烯醇之偏光片可經附著以便於提供在液晶面板與包含液向性液晶化合物的膜之間。
[本發明之模式]
本發明將於下文通過實施例更詳細說明。下列的實施例旨在幫助理解本發明，且本發明不藉此受到限制。
〈實施例〉
〈實施例1〉
在製備LGD IPS導航面板之LC盒(型號名稱LA080WV5)之後，將偏光片使用黏著劑附著至LC盒上。所製造之液晶顯示裝置的結構係如下列圖3。更特定言之，液晶顯示裝置具有基於PVA之上偏光片/液晶面板/基於PVA之下偏光片/基於萘醌之LLC膜(吸收具有380 nm至780 nm波長之光)的結構。
〈實施例2〉
該方法係與實施例1相同的方式進行，除了液晶顯示裝置的結構係如下列圖4製造以外。更特定言之，液晶顯示裝置具有基於萘醌之LLC膜(吸收具有380 nm至780 nm波長之光)/基於PVA之上偏光片/液晶面板/基於PVA之下偏光片的結構。
〈比較例1〉
該方法係與實施例1相同的方式進行，除了液晶顯示裝置的結構係如下列圖5製造以外。更特定言之，液晶顯示裝置具有基於PVA之上偏光片/液晶面板/基於PVA之下偏光片的結構。
〈比較例2〉
該方法係與實施例1相同的方式進行，除了液晶顯示裝置的結構係如下列圖6製造以外。更特定言之，液晶顯示裝置具有基於PVA之上偏光片/液晶面板/基於萘醌之LLC膜(吸收具有380 nm至780 nm波長之光)的結構。
〈比較例3〉
該方法係與實施例1相同的方式進行，除了液晶顯示裝置的結構係如下列圖7製造以外。更特定言之，液晶顯示裝置具有基於萘醌之LLC膜(吸收具有380 nm至780 nm波長之光)/液晶面板/基於PVA之下偏光片的結構。
〈比較例4〉
該方法係與實施例1相同的方式進行，除了液晶顯示裝置的結構係如下列圖8製造以外。更特定言之，液晶顯示裝置具有基於PVA之上偏光片/液晶面板/基於PVA之下偏光片/基於PVA之下偏光片的結構。
〈比較例5〉
該方法係與實施例1相同的方式進行，除了液晶顯示裝置的結構係如下列圖9製造以外。更特定言之，液晶顯示裝置具有基於PVA之上偏光片/基於PVA之上偏光片/液晶面板/基於PVA之下偏光片的結構。
〈比較例6〉
該方法係與實施例1相同的方式進行，除了液晶顯示裝置的結構係如下列圖10製造以外。更特定言之，液晶顯示裝置具有基於PVA之上偏光片/液晶面板/基於PVA之下偏光片/基於PVA之下偏光片/基於PVA之下偏光片的結構。
〈比較例7〉
該方法係與實施例1相同的方式進行，除了液晶顯示裝置的結構係如下列圖11製造以外。更特定言之，液晶顯示裝置具有基於PVA之上偏光片/基於PVA之上偏光片/基於PVA之上偏光片/液晶面板/基於PVA之下偏光片的結構。
〈比較例8〉
該方法係與實施例1相同的方式進行，除了液晶顯示裝置的結構係如下列圖12製造以外。更特定言之，液晶顯示裝置具有基於PVA之上偏光片/液晶面板/基於PVA之下偏光片/基於偶氮之LLC膜(不吸收具有380 nm至780 nm波長之光，由LGC Ltd.製造的基於偶氮之LLC)的結構。
〈比較例9〉
該方法係與實施例1相同的方式進行，除了液晶顯示裝置的結構係如下列圖13製造以外。更特定言之，液晶顯示裝置具有基於偶氮之LLC膜(不吸收具有380 nm至780 nm波長之光，由LGC Ltd.製造的基於偶氮之LLC)/基於PVA之上偏光片/液晶面板/基於PVA之下偏光片的結構。
〈實驗實施例〉
評估在實施例及比較例中的液晶顯示裝置之物理性質且顯示於以下表1中。
所使用之上/下POL無機性質：Ts 42.5%，DOP 99.995%
在實施例1和2中所使用之LLC無機性質 - DR 20，Ts 70%(1)、42.5%(2)、30%(3)
在比較例2和3中所使用之LLC無機性質 - DR 20，Ts 42.5%
評估無機性質(Ts、DOP、DR及類似者)之裝置：JASCO(v7100)
在實施例中，正面CR類似於比較例中的正面CR，而在區域CR(40度視角，向上20度及下向10度)的情況中，實施例與比較例相比而展現顯著良好的CR(改進約30%)。進行比較例4至7以便於測定根據LLC之厚度方向的效應是否可由許多基於PVA之偏光片的片材來實施。
如上文的結果，根據本發明之一例示性實施態樣，液晶顯示裝置的第一偏光片及該第二偏光片之至少一個偏光片可包含堆疊型偏光片，藉此提供即使在視角處亦能夠執行偏光功能之液晶顯示裝置。
10‧‧‧液晶面板
20‧‧‧基於PVA之上偏光片
30‧‧‧基於PVA之下偏光片
40‧‧‧包含呈盤形式直列式定向之液向性液晶化合物的膜
50‧‧‧背光單元
60‧‧‧基於PVA之偏光片
70‧‧‧基底材料
80‧‧‧呈盤形式直列式定向之液向性液晶化合物層
90‧‧‧基於偶氮之LLC膜(不吸收具有380 nm至780 nm波長之光)
圖1為以示意圖例證包含相關技術中的偏光片之液晶顯示裝置的偏光功能之圖。
圖2為以示意圖例證包含根據本發明之一例示性實施態樣的堆疊型偏光片之液晶顯示裝置的偏光功能之圖。
圖3為以示意圖例證根據本發明之實施例1的液晶顯示裝置之堆疊結構的圖。
圖4為以示意圖例證根據本發明之實施例2的液晶顯示裝置之堆疊結構的圖。
圖5為以示意圖例證根據本發明之比較例1的液晶顯示裝置之堆疊結構的圖。
圖6為以示意圖例證根據本發明之比較例2的液晶顯示裝置之堆疊結構的圖。
圖7為以示意圖例證根據本發明之比較例3的液晶顯示裝置之堆疊結構的圖。
圖8為以示意圖例證根據本發明之比較例4的液晶顯示裝置之堆疊結構的圖。
圖9為以示意圖例證根據本發明之比較例5的液晶顯示裝置之堆疊結構的圖。
圖10為以示意圖例證根據本發明之比較例6的液晶顯示裝置之堆疊結構的圖。
圖11為以示意圖例證根據本發明之比較例7的液晶顯示裝置之堆疊結構的圖。
圖12為以示意圖例證根據本發明之比較例8的液晶顯示裝置之堆疊結構的圖。
圖13為以示意圖例證根據本發明之比較例9的液晶顯示裝置之堆疊結構的圖。
圖14和15分別為以示意圖例證根據本發明之一例示性實施態樣的堆疊型偏光片之圖。
圖16為以示意圖例證根據本發明之一例示性實施態樣的呈盤形式之直列式定向的圖。
Claims (15)
- 一種堆疊型偏光片(stacked polarizing plate)，其包含： 其中經碘及二色性染料中至少一或多者染色之基於聚乙烯醇之偏光片；及 膜，其係提供在該基於聚乙烯醇之偏光片的一個表面上且包含吸收具有380 nm至780 nm波長之光的液向性液晶(lyotropic liquid crystal)化合物。
- 根據申請專利範圍第1項之堆疊型偏光片，其中該液向性液晶化合物係呈盤形式直列式定向。
- 根據申請專利範圍第1項之堆疊型偏光片，其中包含該液向性液晶化合物之膜包含基底材料及提供在該基底材料上的液向性液晶化合物層。
- 根據申請專利範圍第3項之堆疊型偏光片，其進一步包含在該基底材料與該液向性液晶化合物層之間的定向層。
- 根據申請專利範圍第4項之堆疊型偏光片，其中該定向層包含基於聚醯亞胺之材料、基於聚醯胺之材料、基於丙烯酸酯之材料和基於降莰烯之材料中之一或多者。
- 根據申請專利範圍第3項之堆疊型偏光片，其中將硬塗層或保護膜係經進一步提供在該液向性液晶化合物層上。
- 一種用於製造堆疊型偏光片之方法，該方法包含： 藉由將包含吸收具有380 nm至780 nm波長之光的液向性液晶化合物之組成物塗佈在基底材料上來形成膜；及 將其中經碘及二色性染料中至少一或多者染色之基於聚乙烯醇之偏光片附著至該膜上。
- 根據申請專利範圍第7項之方法，其中該液向性液晶化合物係呈盤形式直列式定向。
- 一種液晶顯示裝置，其包含： 液晶面板； 提供在該液晶面板之一個表面上的第一偏光片；及 提供在該液晶面板之另一個表面上的第二偏光片， 其中該第一偏光片及該第二偏光片之至少一個偏光片包含根據申請專利範圍第1至6項中任一項之堆疊型偏光片。
- 根據申請專利範圍第9項之液晶顯示裝置，其中該堆疊型偏光片的基於聚乙烯醇之偏光片係提供在該液晶面板與包含該液向性液晶化合物的膜之間。
- 根據申請專利範圍第9項之液晶顯示裝置，其中該第一偏光片及該第二偏光片之一個偏光片包含該堆疊型偏光片，及 該另一個偏光片為其中經碘及二色性染料中至少一或多者染色之基於聚乙烯醇之偏光片。
- 根據申請專利範圍第9項之液晶顯示裝置，其中該第一偏光片及該第二偏光片兩者包含該堆疊型偏光片。
- 根據申請專利範圍第9項之液晶顯示裝置，其中該液晶面板為同平面切換(IPS)模式液晶面板、垂直配向(VA)模式液晶面板、邊緣場切換(FFS)模式液晶面板或扭轉向列(TN)模式液晶面板。
- 一種用於製造液晶顯示裝置之方法，該方法包含：將第一偏光片附著至該液晶面板的一個表面，及將第二偏光片附著至該液晶面板的另一個表面， 其中該第一偏光片及該第二偏光片之至少一個偏光片包含包含根據申請專利範圍第1至6項中任一項之堆疊型偏光片。
- 根據申請專利範圍第14項之方法，其包含將該堆疊型偏光片附著至該液晶面板， 其中該堆疊型偏光片的該基於聚乙烯醇之偏光片經附著以便於提供在該液晶面板與該包含液向性液晶化合物的膜之間。
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