TWI546558B - 偏光板及包含其之顯示裝置 - Google Patents

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朴德雨
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梁亨一
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Ｌｇ化學股份有限公司
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Description

偏光板及包含其之顯示裝置
本申請案主張於2013年6月18日向韓國智慧財產局提出申請的韓國專利申請案第10-2013-0069865號的優先權，將該韓國專利申請案之全部內容以引用方式併入本文中。
本發明係關於一種偏光板，其包括偏光膜和設置在該偏光膜兩側上的保護膜、以及包括該偏光板的顯示裝置。
近年來，隨著資訊技術(IT)產業的顯著發展，在即將發展為高度開發資訊時代的現代工業社會中，作為IT產業核心成員之一的液晶顯示器(LCD)產業也已發展成傳送各種資訊的媒介。
偏光板是平板顯示器(例如LCD或有機EL)的主要元件之一。液晶顯示面板具有偏光膜黏附於液晶單元兩側的結構。圖1示意性圖示偏光板的一般形狀。參照圖1，偏光板1包括中央偏光膜6及藉由黏著層4和5黏附於偏光膜6兩側的保護膜2和3。保護膜2和3位在偏光膜 6的上下側，以防止損傷偏光膜6。
本發明致力於提供一種偏光板以及包括該偏光板的顯示裝置，該偏光板包括：偏光膜；及設置在該偏光膜兩側的保護膜。
本發明的示例性實施例提供一種偏光板，該偏光板包括：偏光膜；設置在該偏光膜之一側上的第一保護膜；以及設置在該偏光膜之另一側上的第二保護膜，其中該第一保護膜與該第二保護膜在至少一方向上的收縮力為每1mm寬度13kgf或更小。
本發明的另一個示例性實施例提供一種包括該偏光板的顯示裝置。
本發明的又一個示例性實施例提供一種包括該偏光板的液晶顯示器。
依據本發明的示例性實施例所具有的優點在於：藉由使用具有低收縮力的保護膜使得包括保護膜的偏光板上的剩餘力是小的。
另外，還有的優點是：當將包括具有低收縮力的保護膜的偏光板與玻璃基板一起使用時，玻璃基板被彎曲的彎曲現象減少了。
1‧‧‧偏光板
2，3‧‧‧保護膜
4，5‧‧‧黏著層
6‧‧‧偏光膜
7‧‧‧壓敏黏著劑
圖1為圖示偏光板之一般形狀的示意圖。
圖2為用於量測本發明之收縮力的應變百分比-負載曲 線圖之實例。
圖3及圖4為分析依據本發明之示例性實施例的偏光板之收縮力(X軸)與彎曲(Y軸)之間的關聯之曲線圖。
以下將詳細描述本發明的示例性實施例。
本發明的示例性實施例提供用於偏光板的保護膜，該保護膜在至少一方向上具有低的收縮力。
在通過一系列製程製造的偏光板中，在製程期間施加的力可能仍存在，導致偏光板收縮的應變可能會在高溫條件或高溫潮濕的條件下發生。特別是，當液晶單元中的元件被薄薄地形成時，所使用的玻璃是較薄的，而且偏光板藉以在液晶單元上收縮的應變力之影響增大，結果，由於液晶單元扭曲所造成的缺陷會增加。因此，需要藉由減少使偏光板收縮和應變的收縮力來減少液晶單元彎曲的彎曲現象。
為了減少高溫或高溫潮濕條件下的彎曲，偏光板公司進行了大量的研究來降低收縮力。然而，在高溫或高溫潮濕的條件下，量化偏光板的收縮力是非常困難的。申請人進行了許多努力來尋找出現收縮力的因素，結果，在室溫朝濕的條件下量測抗張強度並發現到，將單位從kgf/mm2轉換為kgf/mm所獲得的值表示收縮力。
申請人讓黏附於玻璃基板的偏光板停留在80℃的腔室中持續24小時之後進行彎曲實驗，也就是量測彎曲度的實驗，從而獲得圖3的結果。參照圖3，可以看出的 是，當偏光板的收縮力減小時，彎曲現象減少了。
另外，申請人發現，偏光板本身的收縮力與構成偏光板的各個層之個別收縮力的總和成正比。因此，申請人發現，當用於偏光板的保護膜之收縮力減小時，可以減少彎曲現象。
本發明的示例性實施例提供一種用於偏光板的保護膜，該保護膜在至少一方向上的收縮力為每1mm寬度13kgf。
在本發明中，由於基板彎曲的彎曲現象可以隨著用於偏光板的保護膜之收縮力減小而被進一步減少，故該收縮力之下限並無特別限制，但若需要的話，在至少一個方向上的該收縮力可以是每1mm寬度超過0kgf至13kgf或更小。
用於偏光板的保護膜可以包括環烯烴聚合物(COP)系膜、壓克力系膜、三乙醯纖維素(TAC)系膜、環烯烴共聚物(COC)系膜、聚降冰片烯(PNB)系膜、以及聚對苯二甲酸乙二酯(PET)系膜中之至少一者。
用於偏光板的保護膜可以包括環烯烴聚合物(COP)系膜，該環烯烴聚合物系膜在至少一個方向上的收縮力為每1mm寬度10kgf或更小。
在本發明中，由於基板彎曲的彎曲現象可以隨著用於偏光板的保護膜之收縮力減小而被進一步減少，故該收縮力之下限並無特別的限制，但若需要的話，在至少一個方向上的該收縮力可以為每1mm寬度超過0kgf至 10kgf或更小。
本發明提供一種偏光板，該偏光板包括：偏光膜；設置在該偏光膜之一側上的第一保護膜；以及設置在該偏光膜之另一側上的第二保護膜。
本發明提供一種偏光板，該偏光板包括具有低收縮力的保護膜。
本發明提供一種偏光板，該偏光板包括在吸收軸方向(absorption-axial direction)或傳送軸方向(transmission-axial direction)上具有低收縮力的保護膜。
本發明提供一種偏光板，該偏光板包括偏光膜；設置在該偏光膜之一側上的第一保護膜；以及設置在該偏光膜之另一側上的第二保護膜，其中該第一保護膜與該第二保護膜在至少一方向上的收縮力為每1mm寬度13kgf或更小。在這種情況下，優點在於基板彎曲的彎曲現象可以減少。
換句話說，本發明提供一種偏光板，其中該第一保護膜在至少一方向上的收縮力為每1mm寬度13kgf或更小，並且該第二保護膜在至少一方向上的收縮力為每1mm寬度13kgf或更小。
在本發明中，該「至少一方向」可以包括所有的方向，而且並無特別的限制。
該「至少一方向」可以包括加工方向(machine direction)或垂直於該加工方向的方向(若需要的話)，該加工方向是製造保護膜時移動的方向。
必要時，該「至少一方向」可以包括長度方向或寬度方向，該長度方向為製造保護膜時為了儲存而將保護膜捲繞在輥上的方向，而該寬度方向為垂直於該長度方向的方向。
必要時，該「至少一方向」可以包括偏光板處於比溫度25℃和相對濕度50%的條件更高的溫度和濕度條件下的彎曲方向。
在本發明中，「偏光板的彎曲方向」意指在偏光板邊緣的點中從參考表面向下劃具有最大垂直線長度的點所構成的線之方向。在這種情況下，該線的方向可以是加工方向或垂直於該加工方向的方向，該加工方向包括從參考表面向下劃具有最大垂直線長度的點，垂直於該加工方向的方向包括從參考表面向下劃具有最大垂直線長度的點。
在本發明中，「比溫度25℃和相對濕度50%的條件更高的溫度和濕度條件」並無特別限制，只要溫度和相對濕度分別超過25℃和50%並且偏光板相對於參考表面彎曲。例如，作為本發明的一個實驗例，在溫度80℃的條件下或在溫度60℃和相對濕度90%的條件下量測彎曲量。
若需要的話，該「至少一方向」可以包括該偏光膜之吸收軸方向或該偏光膜之傳送軸方向中之至少一者。
在此，收縮力意指膜藉以扭曲並恢復到原始狀 態的力。因為在實際收縮時很難量測力的大小，故收縮力是藉由量測膜被強制拉伸(拉緊)時所需的力來評估。也就是說，收縮力是藉由抗張強度來表示，並且研究的結果確定，抗張強度可以相當於收縮力。
在這種情況下，收縮力(抗張強度)是藉由以下方法進行量測。
1.在室溫(25℃)和室內濕度(50%)的環境中，將樣品切割成具有10mm的寬度和150mm的長度，然後就長度方向安裝在廣用測試儀上，並拉動兩個固定端中之任一端。
2.在樣品被強制拉伸時，同時量測被施加到膜的應變百分比和負載，以獲得像圖2的應變百分比-負載曲線圖。
3.在應變百分比-負載曲線圖中，藉由切線斜率中的最大斜率來計算收縮力。
在本發明中，優點在於：藉由使用具有較低收縮力的保護膜，使得偏光板收縮與玻璃的彎曲現象因殘存在保護膜上的殘餘力而減少。
偏光膜的材料和製造方法並無特別限制，而且可以使用本技術領域中習知的一般材料和製造方法。
在本發明的示例性實施例中，偏光膜可以是聚乙烯醇系偏光膜。
有一個優點在於，偏光膜的收縮力愈小，則偏光板的收縮力愈小。有一個優點在於，隨著偏光膜的收縮 力減小，偏光板的收縮和玻璃的彎曲現象減少了。
在本發明的示例性實施例中，既然基板彎曲的彎曲現象可以隨著在偏光膜之吸收軸方向上的收縮力減小而進一步減少，因此收縮力的範圍並無特別限制，但在偏光膜之吸收軸方向上的收縮力可以是每1mm寬度超過0kgf至70kgf或更小。若需要的話，在偏光膜之吸收軸方向上的收縮力可以是每1mm寬度25至45kgf。
在本發明的示例性實施例中，既然基板彎曲的彎曲現象可以隨著在偏光膜之傳送軸方向上的收縮力減小而進一步減少，因此收縮力的範圍並無特別限制，但在偏光膜之傳送軸方向上的收縮力可以是每1mm寬度超過0kgf至40kgf或更小。若需要的話，在偏光膜之傳送軸方向上的收縮力可以是每1mm寬度5至15kgf。
申請人發現的是，通過依據厚度的收縮力實驗，壓縮力會隨著膜的厚度減小而減小。
因此，既然隨著偏光膜的厚度減小，收縮力可以減小並且基板彎曲的彎曲現象可以進一步減少，因此偏光膜厚度的尺寸範圍並無特別限制。偏光膜的厚度可以是超過0μm至小於50μm，而且在這種情況下，優點在於基板彎曲的彎曲現象可以減少。必要時，保護膜的厚度可以是5至40μm，而且若需要的話可以是10至30μm。
第一保護膜並無特別限制，只要該第一保護膜具有在本發明範圍內的收縮力，並且可以使用本技術領域中習知的一般材料和製造方法。
在本發明的示例性實施例中，該第一保護膜可以包括一種或更多種膜，而且可以藉由環烯烴聚合物(COP)系膜、壓克力系膜、三乙醯纖維素(TAC)系膜、環烯烴共聚物(COC)系膜、聚降冰片烯(PNB)系膜、以及聚對苯二甲酸乙二酯(PET)系膜中之至少一者製造。在本發明的示例性實施例中，該第一保護膜可以包括一種或更多種膜，而且若需要的話可以包括環烯烴聚合物(COP)系膜，該環烯烴聚合物(COP)系膜之收縮力為每1mm寬度10kgf或更小。
可包括設於該第一保護膜上的壓敏黏著層。此處，該「在該第一保護膜上」意指該第一保護膜上具有偏光膜的側之相對側。
設置該壓敏黏著層，以便被應用於顯示裝置，例如液晶顯示裝置。
例如，具有壓敏黏著層的表面被黏附於液晶顯示裝置的液晶單元，以被施加於顯示裝置。在這種情況下，黏附於液晶單元的第一保護膜可以具有用於視角補償的特定相位差。
若需要的話，第一保護膜可以包括一種或更多種添加劑，該添加劑選自UV吸收劑、防黏劑、潤滑劑、抗靜電劑、以及穩定劑。
若需要的話，可以在第一保護膜之上表面或下表面上另外包括抗反射層、低反射塗層、UV吸收層、增亮層、抗靜電塗層、抗眩層、液晶塗層、以及硬塗層中之一 種或更多種層。
第一保護膜和偏光膜可以藉由水性或非水性黏著劑彼此黏附。
在本發明的示例性實施例中，第二保護膜可以包括一種或更多種膜，而且可以藉由環烯烴聚合物(COP)系膜、壓克力系膜、三乙醯纖維素(TAC)系膜、環烯烴共聚物(COC)系膜、聚降冰片烯(PNB)系膜、以及聚對苯二甲酸乙二酯(PET)系膜中之至少一者來製造。在本發明的示例性實施例中，該第二保護膜可以包括一種或更多種膜，而且若需要的話，可以包括環烯烴聚合物(COP)系膜，該環烯烴聚合物(COP)系膜之收縮力為每1mm寬度10kgf或更小。
若需要的話，第二保護膜可以包括一種或更多種選自UV吸收劑、防黏劑、潤滑劑、抗靜電劑、以及穩定劑的添加劑。
若需要的話，可以在第二保護膜之上表面或下表面上另外包括抗反射層、低反射塗層、UV吸收層、增亮層、抗靜電塗層、抗眩層、液晶塗層、以及硬塗層中之一種或更多種層。
第二保護膜和偏光膜可以藉由水性或非水性黏著劑彼此黏附。
在第一保護膜藉由形成在該第一保護膜上的壓敏黏著層黏附於液晶單元的情況下，第二保護膜被相對定位於外側。如此一來，該第二保護膜可以包括設置於該 第二保護膜之上表面或下表面上的UV吸收劑或UV吸收層。
在偏光板被設置於液晶單元之兩側上的情況下，硬塗層、低反射塗層、及抗眩層中之至少一層可以被另外設置於上偏光板的第二保護膜(位於最外側的保護膜)之上表面或下表面上，基於該液晶單元，該上表面或下表面係相對遠離地面者。
在偏光板被設置於液晶單元之兩側上的情況下，增亮層可以被另外設置於下偏光板的第二保護膜(位於最外側的保護膜)之上表面或下表面上，基於該液晶單元，該上表面或下表面係相對靠近地面者。
申請人發現的是，通過依據厚度的收縮力實驗，壓縮力會隨著膜的厚度減小而減小。
在本發明中，既然隨著保護膜的厚度減小，基板彎曲的彎曲現象可以進一步減少，因此保護膜厚度的尺寸範圍並無特別限制。保護膜的厚度可以是超過0μm至小於60μm，而且在這種情況下，優點在於基板彎曲的彎曲現象可以減少。
必要時，保護膜的厚度可以是15至45μm，而且若有需要，可以是20至30μm。
藉由壓克力系膜或TAC系膜製造的保護膜之厚度可以是15μm至45μm。在這種情況下，藉由壓克力系膜或TAC系膜製造的保護膜之收縮力可以是每1mm寬度13kgf或更小，而且優點在於基板彎曲的彎曲現象可以 減少。
本發明的另一個示例性實施例提供一種包括該偏光板的顯示裝置。
顯示裝置可以是觸摸面板、發光二極體(LED)、有機發光二極體(OLED)、液晶顯示器(LCD)、及薄膜電晶體液晶顯示器(LCD-TFT)中之一者。
顯示裝置中設置的玻璃基板之厚度可為0.1mm至0.7mm，而且可以依據所應用的元件來選擇。
本發明的又一個示例性實施例提供一種包括該偏光板的液晶顯示器。
液晶顯示器可以包括液晶單元和設置在該液晶單元之一側或兩側上的偏光板。
在這種情況下，液晶單元和偏光板可以藉由設置在該偏光板之第一保護膜上的壓敏黏著層彼此黏附。
以下將參照實施例和比較例來更詳細說明本發明。然而，實施例和比較例只是為了舉例說明本發明，而不是要將本發明限制於該等實施例和比較例。
[實施例]
[實施例1]
使用厚度23μm、COP系膜作為第一保護膜，並將厚度1μm的液晶塗層形成在第一保護膜之一側上。在形成有液晶塗層、COP系膜中，在吸收軸方向上的收縮力是每1mm寬度6kgf，而在傳送軸方向上的收縮力是每1mm寬度7kgf。將厚度22μm的壓敏黏著層形成在該液晶塗層上。
另外，使用厚度40μm、COP系膜作為第二保護膜，並將厚度7μm的硬塗層形成在第二保護膜之一側上。在形成有硬塗層、COP系膜中，在吸收軸方向上的收縮力是每1mm寬度6kgf，而在傳送軸方向上的收縮力是每1mm寬度6kgf。
之後，就像類似表1的結構，藉由使用非水性黏著劑將第一保護膜和第二保護膜分別黏附於聚乙烯醇偏光膜(厚度為12μm)的兩側來製造偏光板。
[比較例1]
使用厚度23μm、COP系膜作為第一保護膜，並將厚度1μm的液晶塗層形成在第一保護膜之一側上。在形成有液晶塗層、COP系膜中，在吸收軸方向上的收縮力是每1mm寬度6kgf，而在傳送軸方向上的收縮力是每1mm寬度7kgf。將厚度22μm的壓敏黏著層形成在該液晶塗層上。
另外，使用厚度40μm、壓克力系膜作為第二保護膜，並將厚度5μm的硬塗層形成在第二保護膜之一側上。在形成有硬塗層、壓克力系膜中，在吸收軸方向上的收縮力是每1mm寬度20kgf，而在傳送軸方向上的收縮力是每1mm寬度19kgf。
之後，就像類似表2的結構，藉由使用非水性黏著劑將第一保護膜和第二保護膜分別黏附於聚乙烯醇偏光膜(厚度為12μm)的兩側來製造偏光板。
[比較例2]
形成厚度40μm、壓克力系膜作為第一保護膜。在壓克力系膜中，在吸收軸方向上的收縮力是每1mm寬度16kgf，而在傳送軸方向上的收縮力是每1mm寬度17kgf。
將厚度22μm的壓敏黏著層形成在該第一保護膜之一側上。
另外，使用厚度40μm、壓克力系膜作為第二保護膜，並將厚度5μm的抗眩層形成在第二保護膜之一側上。在形成有抗眩層、壓克力系膜中，在吸收軸方向上的收縮力是每1mm寬度19kgf，而在傳送軸方向上的收縮力是每1mm寬度21kgf。
之後，就像類似表3的結構，藉由使用非水性黏著劑將第一保護膜和第二保護膜分別黏附於聚乙烯醇偏光膜(厚度為12μm)的兩側來製造偏光板。
[實驗例1]
在耐熱條件下的彎曲實驗(80℃，24小時)
藉由切割實施例和比較例中製造的偏光板來製造大小為200mm×150mm的樣品。在這種情況下製造出樣品，使得在吸收軸方向上的長度是長的，也就是說，在吸收軸方向上的長度為200mm。
藉由將所製造的、大小為200mm×150mm的偏光板黏附於大小為210mm×160mm(厚度為0.4mm)的玻璃基板中心來製造樣品。之後，將黏附於玻璃基板的樣品留在80℃的腔室中持續24小時。留在腔室中24小時之後移出樣品，然後在室溫(25℃，濕度50%)下停留24小時，並量測彎曲。
在這種情況下，彎曲度的量測是藉由將樣品放在平坦花崗岩板上(將玻璃基板放置成面對花崗石板)，並像下圖藉由在下列位置1至8使用尺量測從花崗岩板向上提升的度數，或藉由使用3D量測機來量測。遠離花崗岩板的最大距離值被定義為偏光板的彎曲量。將基於彎曲量分析收縮力(X軸)與彎曲方向上的彎曲量(Y軸)之間的關聯之曲線圖圖示於圖3。
[實驗例2]
在耐熱和耐濕條件下的彎曲實驗(60℃，濕度90%，24小時)
實驗例2與實驗例1相同，不同之處僅在於讓黏附於玻璃基板的樣品停留在60℃和濕度90%的腔室中持續24小時。將結果列於下表5並將基於結果分析收縮力(X軸)與彎曲方向上的彎曲量(Y軸)之間的關聯之曲線圖圖示於圖4。
上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。

Claims (8)

  1. 一種偏光板，包含：一偏光膜；一設置在該偏光膜之一側上的第一保護膜；以及一設置在該偏光膜之另一側上的第二保護膜，其中該第一保護膜與該第二保護膜在至少一方向上的一收縮力為每1mm寬度13kgf或更小，且該偏光膜在至少一方向上的一收縮力為每1mm寬度超過0kgf至每1mm寬度45kgf或更小。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之偏光板，其中該偏光膜為一聚乙烯醇系偏光膜。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之偏光板，其中每個該第一保護膜和該第二保護膜包括一環烯烴聚合物(COP)系膜、一壓克力系膜、一三乙醯纖維素(TAC)系膜、一環烯烴共聚物(COC)系膜、一聚降冰片烯(PNB)系膜、以及一聚對苯二甲酸乙二酯(PET)系膜中之至少一者。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之偏光板，其中該第一保護膜和該第二保護膜中之至少一者包括一環烯烴聚合物(COP)系膜，且該環烯烴聚合物(COP)系膜之一收縮力為每1mm寬度10kgf或更小。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之偏光板，進一步包含：一壓敏黏著層，位於該第一保護膜上，其中該第二保護膜包括一種或更多種選自一UV吸收劑、一防黏劑、一潤滑劑、一抗靜電劑、以及一穩定劑的添 加劑。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之偏光板，其中在該第一保護膜和該第二保護膜中之至少一者上另外包括一種或更多種選自一抗反射層、一低反射塗層、一UV吸收層、一增亮層、一抗靜電塗層、一抗眩光層、一液晶塗層、以及一硬塗層的層。
  7. 一種顯示裝置，包括如申請專利範圍第1至6項中任一項所述之偏光板。
  8. 一種液晶顯示器，包括如申請專利範圍第1至6項中任一項所述之偏光板。
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