TWI599804B - 偏光板以及包含該偏光板的液晶顯示器 - Google Patents

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Description

偏光板以及包含該偏光板的液晶顯示器
本發明涉及偏光板和包括該偏光板的液晶顯示器(LCD)。更具體地，本發明涉及偏光板和包括該偏光板的LCD，所述偏光板包括在一定範圍內具有水蒸汽透過率並藉由一定類型的黏合劑連接到起偏器上的保護膜，從而在改善偏光板耐久性的同時，解决了起偏器易受水分影響的問題。
偏光板位於液晶單元的兩側以控制光的振動以便顯現液晶顯示器的顯示圖案。液晶顯示器的應用範圍已經從初始階段的小型裝置不斷擴展到筆記本電腦、LCD監視器、LCD彩色投影儀、LCD電視、汽車導航系統、個人電話、戶外/室內測量儀器等。具體地，在某些應用範圍內，如LCD監視器和LCD電視，經常使用具有高亮度的背光單元。因此，偏光板需要比常規偏光板具有改善的性能。
通常，偏光板包括起偏器和黏附於起偏器兩側的保護膜。起偏器主要由聚乙烯醇膜形成。然而，當聚乙烯醇膜用於起偏器時，聚乙烯醇膜的高吸濕性可引起在圖像品質和偏光板耐久性方面的劣化。因此，為了解决起偏器易受水分影響的問題，需要開發一種堆疊在起偏器上的保護膜。
當用作保護膜時，具有低水分透過率的膜可對聚乙烯醇膜易受水分影響進行補償。然而，藉由在製備偏光板過程中的乾燥無法使常規的水溶性黏合劑組合物進行充分的 水分揮發，因而導致偏光板的耐久性方面的劣化。
本發明的一個方面提供一種偏光板，所述偏光板包括：起偏器；和藉由無溶劑的黏合劑黏附於所述起偏器至少一側的保護膜，其中所述保護膜在40℃的溫度和90%的相對濕度下具有約100g/m2．天或更低的水蒸汽透過率(WVTR)。
在一個實施方式中，所述保護膜包含：藉由黏合劑層黏附於所述起偏器上側的第一保護膜，所述第一保護膜在40℃的溫度和90%的相對濕度下具有約100g/m2．天或更低的WVTR；以及藉由位於液晶面板上的黏合劑層黏附於所述起偏器下側的第二保護膜，所述黏合劑層由無溶劑的黏合劑形成。
在一個實施方式中，所述第二保護膜在40℃的溫度和90%的相對濕度下具有約100g/m2．天或更低的WVTR。
在一個實施方式中，所述WVTR在40℃的溫度和90%的相對濕度下可為約1g/m2．天至約10g/m2．天。
在一個實施方式中，所述保護膜包含選自由纖維素膜、聚酯膜、環狀聚烯烴膜、聚碳酸酯膜、聚醚碸膜、聚碸膜、聚醯胺膜、聚醯亞胺膜、聚烯烴膜、聚芳酯膜、聚乙烯醇膜、聚氯乙烯膜、聚偏二氯乙烯膜及其組合所組成的族群中的至少一種。
在一個實施方式中，所述無溶劑的黏合劑可包含約90wt%至約99wt%的可固化的組合物和約1wt%至約10wt% 的固化劑。此處，所述可固化的組合物可包含選自由氨基甲酸乙酯聚合物、(甲基)丙烯酸單體、氨基甲酸乙酯單體、環氧單體、環氧(甲基)丙烯酸單體、氨基甲酸乙酯(甲基)丙烯酸單體及其混合物所組成的族群中的至少一種。
在一個實施方式中，所述保護膜具有約10μm至約200μm的厚度。在一個實施方式中，所述保護膜在550nm的波長處可具有大於約10,000nm的相位延遲(R0)。
在一個實施方式中，所述第一保護膜包含選自由聚酯膜、環狀聚烯烴膜、聚碳酸酯膜、聚醚碸膜、聚碸膜、聚醯胺膜、聚醯亞胺膜、聚烯烴膜、聚芳酯膜、聚乙烯醇膜、聚氯乙烯膜、聚偏二氯乙烯膜及其組合所組成的族群中的至少一種。
在一個實施方式中，所述偏光板可在400nm至780nm的波長處具有如下列等式1得到的約1%或更低的光傳輸變化率：[等式1]光傳輸變化率(%)=｜B-A｜/A×100，其中A為偏光板的初始光傳輸平均值，B為偏光板置於60℃的溫度和90%的相對濕度下500小時後測量的偏光板的光傳輸平均值。
本發明的另一個方面提供了一種包括所述偏光板的液晶顯示器。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
在本發明的一個方面中，偏光板包括：起偏器；和藉由黏合劑層黏附於起偏器至少一側的保護膜，其中保護膜在40℃的溫度和90%的相對濕度下具有約100g/m2．天或更低的水蒸汽透過率(WVTR)，且其中黏合劑層可由無溶劑的黏合劑組成。
保護膜可黏附於起偏器的一側或兩側。
保護膜在40℃和90RH%下24小時後在膜厚度方向測量時可具有約100g/m2．天或更低的WVTR。在WVTR的這個範圍內，藉由對起偏器易受水分影響進行補償，偏光板可改善耐久性。而且，無溶劑的黏合劑可防止如水分蒸發的問題。優選地，保護膜具有約1g/m2．天至約10g/m2．天的WVTR。
保護膜的WVTR可在約10μm至約200μm的厚度限定範圍內進行測量。例如，WVTR可藉由，但不限於，MOCON測試進行測量，該測試在40℃的溫度、90%的相對濕度和760mmHg的壓力下利用氮作為載氣進行。
保護膜可以由選自由纖維素、聚酯、環狀聚烯烴、聚碳酸酯、聚醚碸、聚碸、聚醯胺、聚醯亞胺、聚烯烴、聚芳酯、聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯及其混合物所組成的族群中的原料製成，但不限於此。優選地，使用由聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)組成的聚酯膜、環烯烴聚合物(COP)膜或含三醋酸纖維素(TAC)的纖維素膜。
保護膜可具有約10μm至約200μm的厚度，優選為約30μm至約120μm。
當偏光板包括黏附於起偏器上側的第一保護膜和黏附於起偏器下側的第二保護膜時，根據WVTR、原料、厚度等第一保護膜和第二保護膜可彼此相同或不同。優選地，第一保護膜在40℃和90RH%下具有約100g/m2．天或更低的WVTR。更優選地，第一保護膜和第二保護膜在40℃和90RH%下都具有約100g/m2．天或更低的WVTR。
保護膜在550nm的波長處具有大於約10,000nm的相位延遲(R0)。在該範圍內，利用偏光板可避免虹型光反射模式。優選地，相位延遲(R0)在約10,100nm至約50,000nm的範圍內。
不考慮起偏器的製備方法，起偏器可由任何類型的聚乙烯醇膜組成。例如，起偏器可由部分縮甲醛化的的聚乙烯醇膜、改性的聚乙烯醇膜(如乙醯乙醯基改性的聚乙烯醇膜)等。
聚乙烯醇膜優選具有約1,700至約4,000的聚合度。在該範圍內，聚乙烯醇膜可用作偏光材料並在用於偏光膜時提供令人滿意的光學特性。
可藉由用碘或二色性染料對聚乙烯醇膜染色，接著在一定方向上拉伸染色後的聚乙烯醇膜而製造起偏器。具體地，可以藉由溶脹、染色和拉伸製造起偏器。每個步驟都為本領域具通常知識者普遍所知。
起偏器可具有約15μm至約50μm的厚度，但不限於此。
保護膜藉由黏合劑層堆疊於起偏器上。
黏合劑層可以由無溶劑的黏合劑組成，該黏合劑不含 溶劑，特別是水。無溶劑的黏合劑可含有可光固化的組合物或可熱固化的組合物以及固化劑。
可固化的組合物的實施例包括氨基甲酸乙酯聚合物、(甲基)丙烯酸酯、氨基甲酸乙酯、環氧樹脂、環氧(甲基)丙烯酸酯、氨基甲酸乙酯(甲基)丙烯酸酯單體及其混合物，但不限於此。優選地，可固化的組合物包括含諸如乙烯基的可固化基團的(甲基)丙烯酸酯單體。這種可固化的組合物可為含有C1-C15直鏈或支鏈烷基的(甲基)丙烯酸酯、含有C5-C15脂環族基的(甲基)丙烯酸酯、含有C6-C20芳基的(甲基)丙烯酸酯、含有C7-C20芳烷基的(甲基)丙烯酸酯或其混合物。優選地，可固化的組合物可包括選自由(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸新戊酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸苯酯和(甲基)丙烯酸苯甲酯所組成的族群中的至少一種，但不限於此。
固化劑可以為可光固化的固化劑或可熱固化的固化劑，如異氰酸酯固化劑。
無溶劑的黏合劑可包含約90wt%至約99wt%的可固化的組合物和約1wt%至約10wt%的固化劑。優選地，無溶劑的黏合劑可包含約95wt%至99wt%的可固化的組合物和約1wt%至約5wt%的固化劑。
圖1顯示了根據本發明一個實施方式的偏光板。
參照圖1，保護膜101、102藉由黏合劑層(未顯示)黏附在起偏器100的兩側。假如黏附於起偏器上側的保護膜是第一保護膜101而黏附於起偏器下側的保護膜是第二 保護膜102，第一保護膜優選在40℃和90RH%下具有約不大於100g/m2．天的WVTR。優選地，WVTR為約1g/m2．天至約10g/m2．天。例如，第一保護膜可由包含聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)的聚酯、環狀聚烯烴、聚碳酸酯、聚醚碸、聚碸、聚醯胺、聚醯亞胺、聚烯烴、聚芳酯、聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯及其混合物組成，但不限於此。
此外，第一保護膜在550nm的波長處可具有大於約10,000nm的相位延遲(R0)，優選為約10,100nm至約50,000nm。
第二保護膜在40℃和90%的相對濕度下可具有約100g/m2．天或更低的WVTR或大於約100g/m2．天的WVTR。優選地，第二保護膜在40℃和90RH%下可具有不大於約100g/m2．天的WVTR。更優選地，WVTR為約1g/m2．天至約10g/m2．天。
偏光板可由任何普通方法製造。例如，製造方法可包括用無溶劑的黏合劑將保護膜黏附於已經過染色、拉伸等的聚乙烯醇膜，並藉由光固化或熱固化法固化無溶劑的黏合劑。
偏光板可具有如下列等式1得到的約1%或更低的光傳輸變化率：[等式1]光傳輸變化率(%)=｜B-A｜/A×100，其中A為偏光板的初始光傳輸平均值，B為偏光板置於60℃和90RH%下500小時後測量的偏光板的光傳輸平 均值。
在該範圍內，偏光板可具有改善的耐久性。優選地，光傳輸變化率在約0.1%至約1%的範圍內。
光傳輸率的變化可藉由光傳輸值求平均計算，該光傳輸值是在約400nm至約780nm的波長以2nm的間隔測量具有約60μm至約220μm厚度的偏光板得到的，但不限於此。
本發明的另一個方面提供一種包括上述偏光板的液晶顯示器。
具體地，在液晶顯示器中，該偏光板可用作置於液晶顯示器面板前側的前偏光板和置於液晶顯示器面板後側的後偏光板中的一個或兩個，也就是，在背光單元和液晶面板之間。
接下來，參考以下實施例將更詳細地解釋本發明的構造和功能。應該理解這些實施例僅為了說明性目的而提供，並非以任何方式解釋限制本發明。對於本領域具通常知識者顯而易見的細節說明將在本文中省略。
實施例和對比例中所用的組分說明如下。
第一保護膜和第二保護膜選自如下說明的膜。為便於說明，黏附於偏光板上側的保護膜稱作“第一保護膜”，黏附於偏光板下側並設於液晶面板上的保護膜稱作“第二保護膜”。
(A)在40℃和90RH%下具有100g/m2．天或更低的WVTR的膜：
(a1)具有8g/m2．天WVTR和80μm厚度的PET膜(COSMOSHINE，Toyobo Co.，Ltd.)
(a2)具有5g/m2．天WVTR和80μm厚度的COP膜(ZEONOR，Zeon Co.，Ltd.)
(B)在40℃和90RH%下具有大於100g/m2．天的WVTR的膜：
(b1)具有800g/m2．天WVTR和80μm厚度的TAC膜(FujiTAC，Fuji Co.，Ltd.)
(b2)藉由在TAC膜上塗覆硬質塗料或抗反射塗料製備的具有180g/m2．天WVTR和85μm厚度的LR-膜(LR-膜，Toppan Co.，Ltd.)
(C)藉由向95重量份的氨基甲酸乙酯聚合物和反應性(甲基)丙烯酸單體溶液中加入5重量份的異氰酸酯固化劑(三羥甲基丙烷的甲苯二異氰酸酯加合物；AK-75，Aekyung Chemical Co.，Ltd.)製備的無溶劑的黏合劑。
(D)無可固化的組合物的水溶性黏合劑(POVAL，Kuraray Co.，Ltd.)
實施例1-3
將75μm厚的聚乙烯醇膜(聚合度：2400，皂化度：99%或更高)在25℃的水溶液中溶脹，在染缸內的30℃的染色溶液中染色。然後，將染色後的聚乙烯醇膜再在55℃的硼酸溶液中拉伸，從而製備具有最終伸長率為其初始伸長率6倍的聚乙烯醇膜。然後，將聚乙烯醇膜在50℃的腔室內乾燥3分鐘，製備20μm厚的起偏器。然後，用 無溶劑的黏合劑將具有表1所列組合物的第一保護膜和第二保護膜黏附於起偏器上，接著用UV固化法固化黏合劑，從而製備偏光板。
對比例1-4
除了第一保護膜和第二保護膜具有如表1所列的組合物以及用水溶性黏合劑代替無溶劑的黏合劑不同以外，用與實施例1-3相同的方法製備偏光板。
實驗例：偏光板物理性質的評估
用分光計V-7100(Jasco Co.，Ltd.)在約400nm至780nm的波長以2nm的間隔對各實施例和對比例製備的180μm厚的偏光板測量光傳輸值，將測量的光傳輸值求平均。然後，用等式1計算光傳輸變化率：[等式1]光傳輸變化率(%)=｜B-A｜/A×100，其中A為偏光板的初始光傳輸平均值，B為偏光板置於60℃和90RH%下保持500小時後測量的偏光板的光傳輸平均值。
如表1所示，實施例1-3中製備的偏光板顯示了低的光傳輸變化率，在該偏光板中保護膜的WVTR為100g/m2．天或更低且黏合劑為無溶劑的黏合劑。因此，可見這些偏光板具有改善的耐久性。然而，對比例1-4中製備的偏光板顯示了高的光傳輸變化率，在該偏光板中保護膜的WVTR為大於100g/m2．天且黏合劑為水溶性黏合劑組合物。因此，可見這些偏光板具有降低的耐久性。
儘管本文公開了一些實施方式，但是應該理解這些實施方式僅是以說明的方式提供的，且可以作出各種修改、變化、改動而不背離本發明的精神和範圍。因此，本發明的範圍應該僅受到所附申請專利範圍及其等效範圍的限制。
100‧‧‧起偏器
101、102‧‧‧保護膜
圖1說明了根據本發明一個實施方式的偏光板。
100‧‧‧起偏器
101、102‧‧‧保護膜

Claims (7)

  1. 一種偏光板，所述偏光板包括：起偏器；第一保護膜，其藉由第一黏合劑層黏附於所述起偏器上側，所述第一保護膜在40℃的溫度和90%的相對濕度(RH)下具有1g/m2．天至10g/m2．天的水蒸汽透過率(WVTR)，所述第一保護膜包括聚酯膜、環狀聚烯烴膜、聚碳酸酯膜、聚醚碸膜、聚碸膜、聚醯胺膜、聚醯亞胺膜、聚烯烴膜、聚芳酯膜、聚乙烯醇膜、聚氯乙烯膜或聚偏二氯乙烯膜；以及第二保護膜，其藉由位於液晶面板上的第二黏合劑層黏附於所述起偏器下側，所述第一黏合劑層與所述第二黏合劑層由無溶劑的黏合劑形成，其中所述偏光板在400nm至780nm的波長處具有1%或更低的光傳輸變化率，所述光傳輸變化率由等式1得到：[等式1]光傳輸變化率(%)=｜B-A｜/A×100，其中A為所述偏光板的初始光傳輸平均值，B為所述偏光板置於60℃和90RH%下保持500小時後測量的所述偏光板的光傳輸平均值。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之偏光板，其中所述第二保護膜在40℃的溫度和90%的相對濕度下具有100 g/m2．天或更低的水蒸汽透過率。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之偏光板，其中所述第二保護膜包括選自由纖維素膜、聚酯膜、環狀聚烯烴膜、聚碳酸酯膜、聚醚碸膜、聚碸膜、聚醯胺膜、聚醯亞胺膜、聚烯烴膜、聚芳酯膜、聚乙烯醇膜、聚氯乙烯膜、聚偏二氯乙烯膜及其組合所組成的族群中的至少一種。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之偏光板，其中所述無溶劑的黏合劑包括90wt%至99wt%的可固化的組合物和1wt%至10wt%的固化劑，所述可固化的組合物包括選自由氨基甲酸乙酯聚合物、(甲基)丙烯酸單體、氨基甲酸乙酯單體、環氧單體、環氧(甲基)丙烯酸單體、氨基甲酸乙酯(甲基)丙烯酸單體及其組合所組成的族群中的至少一種。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之偏光板，其中所述第一保護膜或所述第二保護膜具有10μm至200μm的厚度。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之偏光板，其中所述第一保護膜在550nm的波長處具有大於10,000nm的相位延遲(R0)。
  7. 一種液晶顯示器，包括如申請專利範圍第1項至第6項中的任一項所述之偏光板。
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