TWI676055B - 偏光板和包括其的光學顯示裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明揭露一種偏光板及包含其的光學顯示裝置，偏光板包含：偏光膜；以及對比度增強層，形成在偏光膜之光出射表面上，其中對比度增強層包含第一樹脂層及第二樹脂層，第一樹脂層具有包含雕刻圖案及形成於雕刻圖案之間的平坦部分的圖案化部分，第二樹脂層直接形成為與圖案化部分接觸，雕刻圖案具有75°至90°之底角，圖案化部分滿足式1，第一樹脂層之折射率大於第二樹脂層之折射率，第一樹脂層包含具有550奈米至620奈米之最大吸收波長的染料。

Description

偏光板和包括其的光學顯示裝置
本申請案主張2017年5月18日申請的韓國專利申請案10-2017-0061882之權益，所述申請案的全部揭露內容以引用的方式併入本文中。
本發明是關於一種偏光板以及包含其的光學顯示裝置。
藉由將光自背光單元發射穿過液晶面板來操作液晶顯示裝置。因此，液晶顯示裝置中的正面對比度(contrast ratio；CR)相對較佳。然而，液晶顯示裝置的側面對比度相對較低。已試圖藉由改變液晶面板的結構或液晶來增加側面對比度。然而，隨著側面對比度增加，正面對比度往往會降低。因此，需要在增加側面對比度的同時使正面對比度的降低最小化。
可藉由漫射穿過液晶面板及偏光板的聚集的光來防止側面對比度降低。可使用包含珠粒的光學膜來漫射聚集的光。然而，此方法中的漫射效率或可處理性可能較低。
先前技術的一個實例揭露於日本專利特許公開案第2006-251659號中。
本發明之一態樣是提供可降低黑色模式下的正面亮度且增強正面對比度的偏光板。
本發明之另一態樣是提供可藉由相比於白色模式下的亮度劣化而相對地增加黑色模式下的亮度劣化來增強正面對比度的偏光板。
本發明之另一態樣是提供可降低反射率的偏光板。
本發明之另一態樣是提供具有良好外觀同時包含染料的偏光板。
根據本發明之一實施例的偏光板可包含：偏光膜；以及對比度增強層，形成在偏光膜之光出射表面上，其中對比度增強層包含第一樹脂層及第二樹脂層，第一樹脂層具有包含雕刻圖案及形成於雕刻圖案之間的平坦部分的圖案化部分，第二樹脂層直接形成為與圖案化部分接觸，雕刻圖案具有75°至90°之底角，圖案化部分滿足下式1：
Figure TWI676055B_D0001
在上述式1中，P及W如以下實施方式中所定義，第一樹脂層之折射率大於第二樹脂層之折射率，第一樹脂層包含具有550奈米至620奈米之最大吸收波長的染料。
根據本發明之一實施例，染料可具有590奈米至610奈米之最大吸收波長。
根據本發明之一實施例，染料可包括卟啉類(porphyrin- based)染料。
根據本發明之一實施例，在將藉由混合具有1.57之折射率的(甲基)丙烯酸樹脂((meth)acrylic resin)與0.4重量%之染料而製備的組成物塗佈至聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate；PET)膜(厚度：80微米)上至20微米的厚度，繼之以UV固化以及將光自PET膜透射至塗佈層之方向之後所量測染料可在590奈米至610奈米之波長下具有10%至30%之透光度，以及在400奈米至500奈米之波長下及在650奈米至800奈米之波長下具有80%至95%之透光度。
根據本發明之一實施例，染料可以0.05重量%至0.5重量%之量存在於第一樹脂層中。
根據本發明之一實施例，染料可包含於雕刻圖案與相鄰雕刻圖案之間。
根據本發明之一實施例，如在第一樹脂層上所量測，偏光板可具有2.0%或小於2.0%之反射率。
根據本發明之一實施例，雕刻圖案可包括一光學圖案，所述光學圖案包括形成在頂部部分上的第一表面及連接至第一表面的傾斜表面，且其中傾斜表面為平坦表面或彎曲表面。
根據本發明之一實施例，第一樹脂層可具有1.50至1.70之折射率。
根據本發明之一實施例，第二樹脂層不包括染料。
根據本發明之一實施例，第二樹脂層可以是自黏著層。
根據本發明之一實施例，偏光膜、第二樹脂層以及第一樹脂層可依序堆疊。
根據本發明之一實施例，保護層可進一步形成在第一樹脂層之光出射表面上。
根據本發明之一實施例，保護層可具有8,000奈米或大於8,000奈米之面內延遲量(in-plane retardation)Re，如由下式A表示：[式A]Re=(nx-ny)×d
其中在上述式A中，nx及ny是分別在慢軸方向及快軸方向上在550奈米之波長下的折射率，且d為基膜之厚度(單位：奈米)。
根據本發明之一實施例，偏光板可在590奈米至610奈米之波長下具有10%至30%之透光度，以及在400奈米至500奈米之波長下及在650奈米至800奈米之波長下具有80%至95%之透光度。
根據本發明之一實施例的光學顯示裝置可包含根據本發明之一實施例的偏光板。
本發明提供可降低黑色模式下的正面亮度且增強正面對比度的偏光板。
本發明提供可藉由相比於白色模式下的亮度劣化而相對地增加黑色模式下的亮度劣化來增強正面對比度的偏光板。
本發明提供可降低反射率的偏光板。
本發明提供具有良好外觀同時包含染料的偏光板。
10‧‧‧偏光板
100‧‧‧對比度增強層
110‧‧‧第一樹脂層
111‧‧‧雕刻圖案
112‧‧‧平坦部分
113‧‧‧傾斜表面
114‧‧‧第一表面
120‧‧‧第二樹脂層
121‧‧‧填充圖案
200‧‧‧保護層
300‧‧‧偏光膜
A、B‧‧‧寬度
D‧‧‧壁厚度
H‧‧‧最大高度
P‧‧‧間距
W‧‧‧最大寬度
θ‧‧‧底角
圖1是根據本發明之一實施例之偏光板的橫截面圖。
圖2繪示視波長而定之根據本發明之一實施例之染料的透光度。
參看圖式詳細地描述本發明之例示性實施例。應理解，本發明不限於以下實施例且可以不同方式實施。在圖式中，為清楚起見省去與描述無關之部分。在本說明書全文中，類似組件由類似圖式標號表示。
如本文中所使用，參看圖式定義諸如「上部部分」及「下部部分」的空間相對術語。因此，應理解術語「上部部分」可與術語「下部部分」互換地使用。應理解，在諸如層、膜、區域或基底之元件被提及為置放在其他元件「上」時，其可直接置放在另一元件上，或可存在插入層。另一方面，在元件被提及為「直接」置放在其他元件「上」時，兩個元件之間不存在插入層。
如本文中所使用，術語「水平方向」及「垂直方向」分別是指液晶顯示之螢幕的縱向方向及橫向方向。如本文中所使用，術語「側面」是指在球座標系統(φ，θ)中θ範圍介於60°至90°的區域，其中參照水平方向，正面藉由(0°，0°)指示，左端點藉由(180°，90°)指示，且右端點藉由(0°，90°)指示。
如本文中所使用，術語「頂部部分」是指相對於雕刻圖案之最下部部分位於最上部部分之部分。
如本文中所使用，術語「長寬比」是指雕刻圖案之最大 高度與雕刻圖案之最大寬度之比(最大高度/最大寬度)。
如本文中所使用，術語「間距」是指相鄰雕刻圖案之間的距離，諸如一個雕刻圖案之寬度與一個平坦部分之寬度的總和。
如本文中所使用，術語「面內延遲量Re」是在550奈米之波長下的值且由下式A表示：[式A]Re=(nx-ny)×d
其中在上述式A中，nx及ny是分別在慢軸方向及快軸方向上在550奈米之波長下的折射率，且d為對應光學裝置之厚度(單位：奈米)。
如本文中所使用，術語「(甲基)丙烯基」指丙烯基及/或甲基丙烯基。
在下文中，將參看圖1來描述根據本發明之一實施例的偏光板。圖1是根據本發明之一實施例之偏光板的橫截面圖。
參看圖1，偏光板10可包含對比度增強層100、保護層200以及偏光膜300。
對比度增強層100可形成在偏光膜300之光出射表面上且可透射自偏光膜300出射的光。保護膜200可形成在對比度增強層100上(在對比度增強層100之光出射表面上)以支撐對比度增強層100。
對比度增強層100可具有第一樹脂層110及形成在第一樹脂層110上的第二樹脂層120，且第一樹脂層110可包含含有雕刻圖案111及形成於雕刻圖案之間的平坦部分112的圖案化部分。
圖案化部分可滿足下式1，且雕刻圖案111可具有75° 至90°之底角θ。75°至90°之底角θ表示在雕刻圖案111之傾斜表面113與雕刻圖案111之最大寬度W線之間的角可在75°至90°範圍內。如本文中所使用，雕刻圖案111之傾斜表面113可表示直接連接至平坦部分112之表面。在底角之此範圍內，正面對比度與側面對比度之間的差可減小。舉例而言，底角θ可在80°至90°範圍內，且P/W可在1.2至8範圍內：
Figure TWI676055B_D0002
其中在上述式1中，P為圖案化部分之間距(單位：微米)，且W為雕刻圖案之最大寬度(單位：微米)。
圖1說明雕刻圖案之底角均相同之情形。然而，只要底角處於上述75°至90°之範圍內，本發明的範圍內可包含具有兩個不同底角之雕刻圖案。
第一樹脂層110之折射率可大於第二樹脂層120之折射率，且第一樹脂層110可直接形成為與第二樹脂層120接觸。如本文中所使用，術語「直接形成」是指在第一樹脂層110與第二樹脂層120之間沒有形成任意結合層、黏著層及/或其他光學層。因此，自第二樹脂層120出射的光可直接透射至第一樹脂層110。圖1繪示其中第二樹脂層120、第一樹脂層110以及保護層200依序形成在偏光膜300之光出射表面上的結構。
所述第一樹脂層110可包含具有550奈米至620奈米之最大吸收波長的染料。在最大吸收波長之此範圍內，染料可吸收自平坦部分112出射的光的一部分及/或在雕刻圖案111之傾斜表面113處全部經反射的光的一部分以降低黑色模式下的亮度且增強 正面對比度。正面對比度可表示白色模式下的正面亮度與黑色模式下的正面亮度之比率。此相對正面對比度可以是80%或大於80%。特定而言，在使用相對於自偏光膜出射的偏光具有75°至90°之底角的雕刻光學圖案時，染料可吸收能夠增加黑色模式下的亮度的光。
另外，染料可吸收入射在第一樹脂層110上的外部光的一部分以將在第一樹脂層110上量測的反射率降低為2.0%或小於2.0%，例如1.8%或小於1.8%。因此，可改良受外部光反射影響的螢幕品質且無需使用抗反射膜。因此，可獲得薄偏光板。在此實施例中，具有諸如至少1.50、特定言之1.50至1.70之高折射率且包含染料及上述圖案化部分的第一樹脂層的反射率可為2.0%或小於2.0%，例如1.8%或小於1.8%。特定而言，相對於偏光板，染料可將具有1.50或大於1.50之高折射率之第一樹脂層的反射率降低為2.0%或小於2.0%。
在一些實施例中，染料可具有590奈米至610奈米之最大吸收波長。在此範圍內，白色模式中的亮度劣化可降至最低且正面對比度可進一步增強。
術語「最大吸收波長」是指其中染料表示最大吸收峰值的波長，換言之，表示吸光度曲線中最大吸光度值的波長。可藉由本領域的技術人員已知之方法來量測最大吸收波長。
在一些實施例中，染料可安置於第一樹脂層110中的雕刻圖案111與相鄰雕刻圖案111之間。出於此目的，第一樹脂層110可具有10微米或小於10微米、例如5微米或小於5微米、特定言之0微米之壁厚度D，使得染料實質上安置於雕刻圖案111與 相鄰雕刻圖案111之間。如本文中所使用，術語「壁厚度」是指雕刻圖案之第一表面114與保護層200之間的最小距離。
若包含染料的膜或層形成在偏光膜300之光入射表面上，則偏光板外觀可能不佳。
在例示性實施例中，染料可在590奈米至620奈米之波長下具有30%或小於30%(例如10%至30%)之透光度。在此範圍內，可增強正面對比度同時可不影響側面對比度。在例示性實施例中，染料可在400奈米至500奈米之波長及650奈米至800奈米之波長下具有80%或大於80%(例如80%至95%)之透光度。在此範圍內，可增強相對亮度。
圖2繪示視波長而定之根據本發明之一實施例之第一樹脂層之染料的透光度。參看圖2，染料之透射率隨著波長在500奈米至550奈米之間增加而降低，且染料之透射率隨著波長在620奈米周圍增加而增加。藉由此，相對亮度及正面對比度均可提高。
如本文中所使用，可在將藉由混合具有1.57之折射率的(甲基)丙烯酸樹脂(例如SSC-5710，希納T&C(Shina T&C))與0.4重量%之對應染料而製備的組成物塗佈至聚對苯二甲酸乙二酯(PET)膜(厚度：80微米，TA044，東洋紡株式會社(Toyobo Co.,Ltd.))上至20微米的厚度，繼之以UV固化以及將光自PET膜透射至塗佈層之方向之後量測「透光度」。
染料可以是有機染料其包含卟啉類染料。在例示性實施例中，卟啉染料可包含四氮雜卟啉類(tetraazaporphyrin-based)染料。在例示性實施例中，卟啉類染料可包含含銅染料或不含銅染料中之至少一種。藉由此，染料可僅吸收特定波長下的光。
染料可以0.05重量%至0.5重量%、特定言之0.1重量%至0.3重量%、更特定言之0.1重量%至0.2重量%之量存在於第一樹脂層中。在此範圍內，正面對比度可增強且反射率可降低，同時側面對比度與正面對比度之間的差減小。
染料可以液態形式存在，但不限於此。
第一樹脂層110之折射率與第二樹脂層120之折射率之間的差可以是0.20或小於0.20，特定言之0.10至0.20，更特定言之0.10至0.15。在此範圍內，可增強所彙集之光之漫射及對比度。特定言之，在具有0.10至0.15之折射率差的光學顯示裝置中，偏光之漫射可以是良好的，且可以在相同視角下增強亮度。
第一樹脂層110可具有1.50或大於1.50(例如1.50至1.70)之折射率。在此範圍內，光漫射效應可以是極佳的。第一樹脂層110可由包含染料及(甲基)丙烯酸樹脂的UV可固化組成物或熱可固化組成物形成，但不限於此。
雕刻圖案111可以是雕刻光學圖案，其包含形成在頂部部分上的第一表面114以及連接至第一表面114的至少一個傾斜表面113。雕刻圖案111可包含直接連接至雕刻圖案111之平坦部分112的傾斜表面113。
第一表面114可形成在頂部部分上，且可漫射到達光學顯示裝置之第二樹脂層120的光以增大視角以及增強亮度。圖1說明第一表面114是平坦的且形成為與平坦部分112平行的情形。然而，第一表面114可具有小的凹凸形或可以是彎曲表面。在第一表面是彎曲表面時，可形成雙凸透鏡圖案。第一表面114可具有0.5微米至30微米、特定言之2微米至20微米之寬度A。
參看圖1，雕刻圖案111具有梯形橫截面形狀，其中一個平坦表面形成在其最上部表面處且傾斜表面為平坦表面(例如：具有截頭三角形橫截面的截頭稜鏡圖案，亦即截頭稜鏡形狀)。替代地，在一些實施例中，雕刻圖案111可具有其中第一表面形成在其最上部表面處且傾斜表面為彎曲表面的形狀(例如：截頭雙凸透鏡圖案或截頭微透鏡圖案)。
雕刻圖案111可具有0.3至3.0、特定言之0.4至2.5、更特定言之0.4至1.5之長寬比。在此範圍內，可提高光學顯示裝置之側面對比度及視角。雕刻圖案111可具有40微米或小於40微米、特定言之30微米或小於30微米、更特定言之5微米至15微米之最大高度H。在此範圍內，可增強對比度、視角以及亮度，同時遏制波紋現象(Moire phenomenon)。雕刻圖案111可具有80微米或小於80微米、特定言之50微米或小於50微米、更特定言之5微米至20微米或10微米至30微米之最大寬度W。在此範圍內，可增強對比度、視角以及亮度，同時遏制波紋現象。
平坦部分112可出射到達平坦部分112的光且可漫射光以維持正面對比度及亮度。雕刻圖案111之最大寬度W與平坦部分112之寬度B之W/B比可以是9或小於9，特定言之0.1至5，更特定言之0.15至3。在此範圍內，可增強正面相對亮度，且可減小正面對比度與側面對比度之間的差，同時增強在相同側面視角及相同正面視角下的對比度且遏制波紋現象。平坦部分112之寬度可以是1微米至300微米，特定言之3微米至50微米。在此範圍內，可增強正面亮度。
間距P可在5微米至500微米、特定言之10微米至50 微米範圍內。在此範圍內，可增強亮度及對比度，同時遏制波紋現象。
第二樹脂層120可藉由取決於入射位置在各個方向上折射及出射自偏光膜300入射的光來漫射光。
第二樹脂層120可包含面對第一樹脂層110的表面，及至少一個填充圖案121。填充圖案121可填充雕刻圖案111之至少一部分。如本文中所使用，術語「填充至少一部分」包含填充圖案完全地填充雕刻圖案111的結構及填充圖案部分地填充雕刻圖案111的結構兩者。在填充圖案部分地填充雕刻圖案111的結構中，雕刻圖案之其餘部分或未填充部分可用空氣或具有預定折射率的樹脂來填充。特定言之，樹脂的折射率可與第二樹脂層之折射率相同或比第二樹脂層之折射率高且與第一樹脂層之折射率相同或比第一樹脂層之折射率低。
雖然圖1中未展示，但是填充圖案及雕刻圖案可形成為在縱向方向上延伸且具有上述橫截面的條帶形狀。替代地，填充圖案及雕刻圖案可形成為點形狀。如本文中所使用，術語「點」意謂填充圖案與經雕刻圖案的組合被分散。在一些實施例中，填充圖案及雕刻圖案可形成為條帶形狀之延伸形式。
第二樹脂層120可具有小於1.52、特定言之至少1.35且小於1.50之折射率。在此範圍內，第二樹脂層120可提供高光漫射且可易於製備。第二樹脂層120可由包含含有透明樹脂之UV可固化樹脂或熱可固化樹脂的組成物形成。舉例而言，樹脂可包含(甲基)丙烯酸樹脂、聚碳酸酯類樹脂、矽酮類樹脂以及環氧基樹脂中的至少一者，但不限於此。在固化之後所量測，透明樹脂可具有 90%或大於90%之透光度。
第二樹脂層120可以是非黏著的但可具有自黏著特性，以促進層之間的結合或避免在層之間使用結合層/黏著層來製造薄偏光板。自黏著樹脂可包含丙烯酸樹脂、環氧樹脂以及胺基甲酸酯樹脂中之至少一者。在例示性實施例中，第二樹脂層可由包含自黏著樹脂且視情況更包含固化劑、矽烷偶合劑以及添加劑中之至少一者的熱可固化黏著劑組成物形成。可使用本領域中已知的固化劑、矽烷偶合劑以及添加劑。
第二樹脂層120不包含染料(非染料基樹脂層)。與將染料添加至第一樹脂層110相比，在第二樹脂層120包含染料時，對比度可能不會提高。
雖然圖1中未展示，但是第一樹脂層及第二樹脂層中之至少一者可更包含光漫射劑。光漫射劑可進一步增強光學膜之漫射。光漫射劑可包含本領域的技術人員已知的有機光漫射體、無機光漫射體、有機-無機混合光漫射體中之至少一者。
對比度增強層100可具有10微米至100微米、特定言之20微米至60微米、更特定言之20微米至45微米的厚度。在此範圍內，對比度增強層100可由基膜充分支撐，且可用於光學顯示裝置中。
對比度增強層100可在590奈米至610奈米之波長下具有10%至30%之透光度，以及在400奈米至500奈米之波長及650奈米至800奈米之波長下具有80%至95%之透光度。在此範圍內，黑色模式下的亮度將降低以增強對比度及亮度。
保護層200可直接形成在對比度增強層100上。術語 「直接形成」是指在對比度增強層與保護層之間沒有形成任意光學層、結合層或黏著層。
保護層200及對比度增強層100可以經整合。術語「整合」意謂保護層與對比度增強層並不彼此獨立地分隔開。
圖1繪示其中形成保護層200的情形。然而，可省去保護層200。出於方便起見，保護層200可被稱作第一保護層。
保護層可以是具有預定範圍之延遲的延遲膜或等向性光學膜。在例示性實施例中，保護層可具有8,000奈米或大於8,000奈米、特定言之10,000奈米或大於10,000奈米、更特定言之大於10,000奈米、更特定言之10,100奈米至15,000奈米之面內延遲量Re。在此範圍內，虹斑(rainbow spots)可變得不可見，且藉由對比度增強層漫射的光可進一步漫射。在另一實施例中，基膜可以是一等向性光學膜，其具有60奈米或小於60奈米、特定言之0奈米至60奈米、更特定言之40奈米至60奈米之面內延遲量Re。在此範圍內，視角可以經補償以改良影像品質。術語「等向性光學膜」意謂具有實質上相同nx、ny以nz的膜，且術語「實質上相同」包含完全地相同的情形以及具有一些誤差的情形。
在例示性實施例中，保護層可包含光學透明樹脂之單軸拉伸膜或雙軸向拉伸膜。特定言之，樹脂可包含下述中之至少一者：聚酯，包含聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚對苯二甲酸伸丁酯(polybutylene terephthalate)、聚萘二甲酸乙二酯(polyethylene naphthalate)、聚萘二甲酸伸丁酯(polybutylene naphthalate)以及其類似物；纖維素酯，包含丙烯基、環烯烴聚合物(環烯烴聚合物；COP)、三乙醯纖維素(triacetyl cellulose；TAC)以及其類似物； 聚乙酸乙烯酯(polyvinyl acetate)；聚氯乙烯(polyvinyl chloride；PVC)；聚降冰片烯(polynorbornene)；聚碳酸酯(polycarbonate；PC)；聚醯胺(polyamide)；聚縮醛(polyacetal)；聚苯醚(polyphenylene ether)；聚苯硫醚(polyphenylene sulfide)；聚碸；聚醚碸(聚醚碸)；聚芳酯(polyarylate)；以及聚醯亞胺。保護層可包含上文所提及之樹脂的改性膜。此等改性可包含共聚、分支、交聯或分子末端之改性以及其類似物。
在例示性實施例中，保護層可包含基膜及形成於基膜之至少一個表面上的底塗膜。基膜可支撐保護層且相對於底塗膜具有在預定範圍內的折射率比，以增強保護層之透射率。特定言之，底塗膜之折射率與基膜之折射率之比(底塗膜之折射率/基膜之折射率)是1.0或小於1.0，特定言之0.6至1.0，更特定言之0.69至0.95，更特定言之0.7至0.9，更特定言之自0.72至0.88。在此範圍內，保護層之透射率可增加。基膜可具有1.3至1.7、特定言之1.4至1.6之折射率。在此範圍內，所述膜可用作保護層之基膜，且易於控制折射率以及底塗膜以增強保護層之透射率。基膜可包含由如上文所描述之樹脂形成的膜。底塗膜可增強基膜與偏光件之間的黏著力。底塗膜可具有1.0至1.6、特定言之1.1至1.6、更特定言之1.1至1.5之折射率。在此範圍內，底塗膜可用作光學膜且相對於基膜具有適當之折射率以提高保護層之透射率。底塗膜可具有1奈米至200奈米、特定言之60奈米至200奈米的厚度。在此範圍內，底塗膜可用作光學膜且相對於基膜具有適當之折射率以提高保護層之透射率同時減少易脆現象。底塗膜可以是不包含胺基甲酸乙酯基團的非胺基甲酸乙酯類底塗膜。特定言之，底塗 膜可由包含諸如聚酯、丙烯基以及其類似物質的單體或樹脂之底塗膜組成物形成。可藉由控制此等單體之混合比率(例如莫耳比率)來提供上文所提及之折射率。底塗膜的組成物可更包含至少一種添加劑，諸如UV吸收劑、抗靜電劑、消泡劑、界面活性劑以及其類似者。
保護層可具有30微米至120微米、特定言之55微米至105微米的厚度。在此範圍內，保護層可用於光學顯示裝置中。在可見光區域中，保護層可具有80%或大於80%、特定言之85%至95%之透光度。在此範圍內，保護層可用於光學顯示裝置中。
對比度增強層100及保護層200之堆疊結構可在590奈米至610奈米之波長下具有10%至30%之透光度，以及在400奈米至500奈米之波長下及在650奈米至800奈米之波長下具有80%至95%之透光度。在此範圍內，黑色模式下的亮度將降低且對比度及亮度可提高。
對比度增強層100及保護層200之堆疊結構可具有50微米至200微米的厚度。在此範圍內，堆疊結構可漫射光。
雖然圖1中未展示，但是功能層可形成在保護層200之其他表面上(亦即面對第一樹脂層的表面)。功能層可形成於獨立於保護層的層中或可與保護層一體地形成。功能層可向第一保護層提供下述功能中之至少一種：防反射、低反射、硬塗佈、防光眩、防指紋、防污染、漫射以及折射。
雖然圖1中未展示，但是偏光膜300可黏附於液晶面板之光出射表面以極化及透射來自液晶面板的光。
偏光膜300可包含偏光件。偏光件可極化入射光，且可 使用本領域的技術人員已知的習知偏光件。特定言之，偏光件可包含藉由單軸拉伸聚乙烯醇膜製備的聚乙烯醇偏光件，或藉由使聚乙烯醇膜脫水製備的多烯偏光件。偏光件可具有5微米至40微米的厚度。在此範圍內，偏光件可用於光學顯示裝置中。
偏光件單獨可用作偏光膜300，或保護層可形成在偏光件之至少一個表面上。保護層可向偏光膜提供額外光學功能或可增加偏光膜之機械強度。出於方便起見，將形成在偏光件之光出射表面上的保護層稱為第二保護層，且將形成在偏光件之光入射表面上的保護層稱為第三保護層。
保護層可保護及支撐偏光件。
在一個實施例中，保護層可具有與第一保護層相同的形狀。
在另一實施例中，保護層可以是保護塗佈層。保護塗佈層可提高對偏光件的黏著力、透明度、機械強度、熱穩定性、防濕層特性以及耐久性。在例示性實施例中，保護塗佈層可由包含活性能量射線可固化化合物及聚合起始劑之活性能量射線固化樹脂組成物形成。活性能量射線可固化化合物可包含陽離子可聚合可固化化合物、自由基可聚合可固化化合物、胺基甲酸酯樹脂以及矽酮樹脂中之至少一者。陽離子可聚合可固化化合物可以是分子中具有至少一個環氧基之環氧化合物，或分子中具有至少一個氧雜環丁烷環之氧雜環丁烷化合物。自由基可聚合可固化化合物可以是分子中具有至少一個(甲基)丙烯醯氧基((meth)acryloyloxy group)之(甲基)丙烯酸化合物。環氧化合物可以是經氫化環氧化合物、鏈狀脂族環氧化合物、環狀脂族環氧化合物以及芳香族環氧化合物 中之至少一者。自由基可聚合可固化化合物可提供具有極佳硬度、機械強度以及耐久性的保護塗佈層。自由基可聚合可固化化合物可藉由使兩種或更多種類型的分子中具有至少一個(甲基)丙烯醯氧基的(甲基)丙烯酸酯單體與具有官能基的化合物反應來獲得，且具有至少兩個(甲基)丙烯醯氧基的(甲基)丙烯酸酯寡聚物可作為一實例提及。(甲基)丙烯酸酯單體之實例可包含分子中具有一個(甲基)丙烯醯氧基之單官能(甲基)丙烯酸酯單體、分子中具有兩個(甲基)丙烯醯氧基之雙官能(甲基)丙烯酸酯單體，以及分子中具有三個或更多個(甲基)丙烯醯氧基之多官能(甲基)丙烯酸酯單體。(甲基)丙烯酸酯寡聚物之實例可包含胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯寡聚物、聚酯(甲基)丙烯酸酯寡聚物、環氧(甲基)丙烯酸酯寡聚物以及其類似者。聚合起始劑可固化活性能量射線可固化化合物。聚合起始劑可包含光陽離子聚合起始劑及感光劑中的至少一者。可使用本領域的技術人員已知的聚合起始劑。
在另一實施例中，保護層可包含液晶膜或液晶塗佈層。
保護層可具有30微米至120微米、特定言之55微米至105微米的厚度。在此範圍內，保護層可用於光學顯示裝置中。在可見光區域中，保護層可具有80%或大於80%、特定言之85%至95%之透光度。在此範圍內，保護層可用於光學顯示裝置中。
保護層可直接形成在偏光件上或可由結合層結合。結合層可由水性黏結劑、熱可固化黏結劑、光可固化黏結劑以及壓敏黏結劑中之至少一者形成。
偏光板10可具有150微米至400微米的厚度。在此範圍內，偏光板10可用於光學顯示裝置中。
偏光板10可在590奈米至610奈米之波長下具有10%至30%之透光度，以及在400奈米至500奈米之波長下及在650奈米至800奈米之波長下具有80%至95%之透光度。在此範圍內，黑色模式下的亮度可降低且對比度及亮度可提高。
根據本發明之另一實施例的偏光板與根據本發明之一實施例的偏光板實質上相同，不同之處在於結合層/黏著層進一步形成在偏光膜之下部表面上，即光入射表面。
結合層/黏著層可形成在偏光膜之下部表面上，使得偏光板可黏附於光學元件(例如液晶面板)以及其類似物。結合層/黏著層可僅包含黏著層、僅包含結合層，或包含其中結合層與黏著層堆疊的結構。結合層/黏著層可由本領域的技術人員已知的習知黏結劑形成。舉例而言，結合層可包含熱可固化黏結劑或光可固化黏結劑。特定言之，結合層可包含(甲基)丙烯醯基類化合物、環氧化物類化合物、氰基丙烯酸酯類化合物(cyanoacrylate-based compound)、異氰酸酯類化合物以及其類似物。黏著層可以是壓敏黏著劑且可包含(甲基)丙烯醯基類黏著樹脂、環氧樹脂、胺基甲酸酯樹脂以及其類似物。
根據本發明之一實施例的光學顯示裝置可包含根據本發明之一實施例的偏光板。光學顯示裝置可包含液晶顯示裝置，且背光單元、光源側偏光板、液晶面板以及觀察者側偏光板可依序堆疊。觀察者側偏光板可包含根據本發明之一實施例的偏光板。液晶面板可使用垂直對準(vertical alignment；VA)模式、IPS模式、圖案化垂直對準(patterned vertical alignment；PVA)模式或超圖案化垂直對準(super-patterned vertical alignment；S-PVA)模式， 但不限於此。觀察者側偏光板可安置及形成在液晶面板之光出射表面上以提高對比度且降低反射率。光源側偏光板可安置於背光單元與液晶面板之間且可安置在液晶面板之光入射表面上。可使用本領域的技術人員已知的偏光板。
在下文中，將參考一些實例更詳細地描述本發明。應理解，此等實例僅為了說明而提供，且不應以任何方式理解為限制本發明。
實例
實例1
製備用於第一樹脂層的包含UV可固化樹脂(SSC-5760，希納T&C)及染料NEC-594(旭成化學有限公司(Ukseung Chemical Co.,Ltd.))的組成物。
將用於第一樹脂層的組成物塗佈至作為第一保護層之PET膜(東洋紡株式會社，厚度：80微米，在550奈米之波長下Re=14,000奈米)的一個表面上。使用具有圖案化部分的膜，所述圖案化部分包含具有兩個相同底角的壓花圖案以及形成於壓花圖案之間的平坦部分，使雕刻圖案及平坦部分形成在塗佈層上，繼之以固化以製備第一樹脂層，所述第一樹脂層包含具有含有如下表1中所示的兩個相同底角的雕刻圖案(具有圖1中示出的橫截面的梯形雕刻圖案)的圖案化部分以及平坦部分。
作為第二樹脂層，丙烯醯基類黏著劑(PL-8540，賽登化工有限公司(Saiden Chemical Industry Co.,Ltd.))經塗佈至第一樹脂層上以製備對比度增強層。對比度增強層中的第二樹脂層具有完全填充第一樹脂層之雕刻圖案的填充圖案。
藉由以下操作來製備偏光件：在60℃下將聚乙烯醇膜拉伸至其初始長度的3倍，且將碘吸附至經拉伸的膜，隨後在40℃下在硼酸之水溶液中將所得膜拉伸至膜經拉伸長度的2.5倍。
將用於偏光板的黏結劑(Z-200，日本高西有限公司(Nippon Goshei Co.,Ltd.))塗佈至偏光件之兩個表面上，隨後與作為第二保護膜之PET膜(東洋紡株式會社，厚度：80微米)結合且與作為第三保護膜之COP膜(瑞翁株式會社(ZEON Corporation))結合以製備偏光膜。
藉由將對比度增強層之第二樹脂層黏附至如上文所製備之偏光膜的第二保護膜來製備偏光板(第二樹脂層具有黏著特性且不使用額外黏著劑)，其中COP膜、結合層、偏光件、結合層、PET膜、第二樹脂層、第一樹脂層、PET膜依序形成。第二樹脂層直接黏附於PET膜。
實例2至實例4
以與實例1中相同的方式來製備實例2至實例4之偏光板中的每一個，不同之處在於使用如表2中所列的染料替代染料NEC-594(旭成化學有限公司)且染料之含量如表3中所列而改變。
比較實例1
以與實例1中相同的方式製備比較實例1之偏光板，不同之處在於用於第一樹脂層的組成物中不包含染料NEC-594(旭成化學有限公司)。
比較實例2
以與實例1中相同的方式製備比較實例2之偏光板，不 同之處在於使用0.2重量%之黑色顏料CIM400(阪田INX株式會社(Sakata INX Corporation))替代用於第一樹脂層的組成物中的染料NEC-594(旭成化學有限公司)。相比於表2之NEC-594及NEC-597，黑色顏料CIM400不具有590奈米之最大吸收率，且黑色顏料CIM400在整個可見光波長範圍中吸收相似吸收水平的光。
參考實例1
以與實例1中相同的方式製備參考實例1之偏光板，不同之處在於不使用對比度增強層。
參考實例2
以與實例1中相同的方式製備參考實例2之偏光板，不同之處在於染料NEC-594(旭成化學有限公司)之含量如表3中所示而改變。
參考實例3
以與實例1中相同的方式製備參考實例3之偏光板，不同之處在於染料NEC-594(旭成化學有限公司)之含量如表3中所示而改變。
圖2是示出取決於波長的光之透射率的圖，如藉由將藉由混合具有1.57之折射率的(甲基)丙烯酸樹脂(產品名稱：SSC-5710，由希納T&C製造)與0.4重量%之染料NEC-594而獲得的組成物塗佈至聚對苯二甲酸乙二酯(PET)膜(厚度：80微米，產 品名稱：TA044，由東洋紡株式會社製造)上至20微米的厚度，繼之以UV固化以及將光自PET膜透射至塗佈層之方向所量測。
表2中示出實例中所使用之染料的詳細規格。在表2中，以圖2中與相同的方式評估在590奈米之波長下的最大吸收波長及透光度。
使用實例之偏光板及比較實例之偏光板分別製備用於液晶顯示的每一模組。
製備實例1：製備複合光學薄片
製備一種組成物，其包含35重量%的環氧丙烯酸酯、15重量%的丙烯酸胺基甲酸酯寡聚物、36重量%的鄰苯基酚乙氧基化丙烯酸酯、10重量%的三羥甲基丙烷9-乙氧基化丙烯酸酯以及4重量%的光起始劑。將所述組成物塗佈至PET膜(T910E，厚度：125微米，三菱有限公司(Mitsubishi Co.,Ltd.))的一個表面上以形成塗佈層。將稜鏡圖案(三角形橫截面，高度：12微米，寬度：24微米，頂角：90°)自具有對應於稜鏡圖案的壓花圖案的圖案輥轉印至塗佈層，繼之以固化，以形成上面形成有第一稜鏡圖案的第一光學薄片。將所述組成物塗佈至PET膜(T910E，厚度：125微米，三菱有限公司)的一個表面上以形成塗佈層。將稜鏡圖案(三角形橫截面，高度：12微米，寬度：24微米，頂角：90°，長寬比：0.5)自具有對應於稜鏡圖案的壓花圖案的圖案輥轉印至塗佈層，繼之以固化，以形成上面形成有第二稜鏡圖案的第二光學薄片。藉 由以下操作製備複合光學薄片：將第二光學薄片堆疊在第一光學薄片上，使得第一稜鏡圖案的縱向方向正交於第二稜鏡圖案的縱向方向。
製備實例2：製備光源側偏光板
藉由以下操作來製備偏光件：在60℃下將聚乙烯醇膜拉伸至其初始長度的3倍，且將碘吸附至經拉伸的膜，隨後在40℃下在硼酸之水溶液中將所得膜拉伸至膜經拉伸長度的2.5倍。
藉由用於偏光板的黏結劑(Z-200，日本高息有限公司)將PET膜(東洋紡株式會社，厚度：80微米)結合至偏光件之光入射表面且將COP膜(瑞翁株式會社)結合至偏光件之光出射表面，以製備觀察者側偏光板。
製備實例3：製備液晶顯示模組
依序組裝合製備實例1之複合光學薄片、製備實例2之光源側偏光板、液晶面板(PVA模式)以及作為觀察者側偏光板的實例及比較實例之偏光板中的每一個以製備液晶顯示模組。在實例及比較實例之偏光板中的每一個中，對比度增強層安置在偏光件之光出射表面上。
表3展示上文製備的液晶顯示模組之示意性組態。相對於實例及比較實例中製備的液晶顯示模組來評估以下特性，且結果展示於下表3中。
(1)亮度及相對亮度：組裝LED光源、導光板以及液晶顯示模組以製備液晶顯示裝置，所述液晶顯示裝置在其一側包含側光型LED光源(具有與三星(Samsung)LED TV(55吋，UN55KS8000F)相同的組態)，不同之處在於在實例及比較實例中 製備的液晶顯示模組的組態。使用EZCONTRAST X88RC(EZXL-176R-F422A4，ELDIM)量測在球座標系統之正面(0°，0°)處白色模式及黑色模式下的亮度。藉由{(實例、比較實例或參考實例之亮度)/(參考實例1之亮度)}×100來計算相對亮度。
(2)對比度及相對對比度：以與(1)中相同的方式製備液晶顯示，且使用EZCONTRAST X88RC(EZXL-176R-F422A4，ELDIM)量測在球座標系統中的正面(0°，0°)及側面(0°，60°)處的對比度。藉由{(實例、比較實例或參考實例之對比度)/(參考實例1之亮度)}×100來計算相對對比度。
(3)反射率：實例及比較實例中製備的偏光板中的每一個分別黏附於液晶面板。此時，作為偏光板之第一保護層的PET膜安置於液晶面板的頂部處。使用簡單色差儀(CM-2600d，柯尼卡美能達公司(Konica Minolta Co.,Ltd.))來量測反射率而無需對液晶面板供電。
如表3中所示，根據本發明之實施例的偏光板包含圖案化部分及染料以增強側面對比度。另外，黑色模式下的亮度降低且正面對比度亦提高。此外，根據本發明之實施例的偏光板將反射率降低至2.0%或小於2.0%，使得製造薄偏光板不必單獨使用防反射膜。
相反地，不使用染料的比較實例1之偏光板展示正面對比度沒有提高且反射率沒有降低。使用黑色顏料替代染料的比較實例2之偏光板展示低反射率，然而正面對比度沒有提高很多。
在說明及描述本發明的某些實施例時，應理解，本領域的技術人員可在不脫離如隨附申請專利範圍所定義的本發明的精神及範圍的情況下作出各種修改、變化、更改以及等效實施例。應理解，本領域的技術人員可在不脫離本發明之精神及範範圍之情況下作出各種修改、變化、更改以及等效實施例。

Claims (16)

  1. 一種觀察者側偏光板，包括：偏光膜；以及對比度增強層，形成在所述偏光膜之光出射表面上，其中所述對比度增強層包括第一樹脂層及第二樹脂層，所述第一樹脂層具有圖案化部分，所述圖案化部分包含雕刻圖案及形成於所述雕刻圖案之間的平坦部分，所述第二樹脂層直接形成為與所述圖案化部分接觸，所述雕刻圖案具有75°至90°之底角，所述圖案化部分滿足以下式1：
    Figure TWI676055B_C0001
    其中在上述式1中，P為所述圖案化部分之間距(單位：微米)，且W為所述雕刻圖案之最大寬度(單位：微米)，所述第一樹脂層之折射率大於所述第二樹脂層之折射率，所述第一樹脂層包括具有550奈米至620奈米之最大吸收波長的染料。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的觀察者側偏光板，其中所述染料具有590奈米至610奈米之最大吸收波長。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的觀察者側偏光板，其中所述染料包括卟啉類染料。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的觀察者側偏光板，其中如在將藉由混合具有1.57之折射率的(甲基)丙烯酸樹脂與0.4重量%之所述染料而製備的組成物塗佈至聚對苯二甲酸乙二酯(PET)膜(厚度：80微米)上至20微米的厚度，繼之以UV固化以及將光自所述聚對苯二甲酸乙二酯膜透射至塗佈層之方向之後所量測，所述染料在590奈米至610奈米之波長下具有10%至30%之透光度，以及在400奈米至500奈米之波長下及在650奈米至800奈米之波長下具有80%至95%之透光度。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的觀察者側偏光板，其中所述染料以0.05重量%至0.5重量%之量存在於所述第一樹脂層中。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的觀察者側偏光板，其中所述染料包含於雕刻圖案與相鄰雕刻圖案之間。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的觀察者側偏光板，其中如在所述第一樹脂層上所量測，所述觀察者側偏光板具有2.0%或小於2.0%之反射率。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的觀察者側偏光板，其中所述雕刻圖案包括光學圖案，所述光學圖案包括形成在頂部部分上的第一表面及連接至所述第一表面的傾斜表面，且其中所述傾斜表面為平坦表面或彎曲表面。
  9. 如申請專利範圍第7項所述的觀察者側偏光板，其中所述第一樹脂層具有1.50至1.70之折射率。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的觀察者側偏光板，其中所述第二樹脂層不包括所述染料。
  11. 如申請專利範圍第1項所述的觀察者側偏光板，其中所述第二樹脂層為自黏著層。
  12. 如申請專利範圍第1項所述的觀察者側偏光板，其中所述偏光膜、所述第二樹脂層以及所述第一樹脂層依序堆疊。
  13. 如申請專利範圍第12項所述的觀察者側偏光板，其中保護層進一步形成在所述第一樹脂層之光出射表面上。
  14. 如申請專利範圍第13項所述的觀察者側偏光板，其中所述保護層包括基膜，且所述保護層具有8,000奈米或大於8,000奈米之面內延遲量Re，如由以下式A表示：[式A]Re=(nx-ny)×d其中在上述式A中，nx及ny是分別在慢軸方向及快軸方向上在550奈米之波長下的折射率，且d為基膜之厚度(單位：奈米)。
  15. 如申請專利範圍第1項所述的觀察者側偏光板，其中所述觀察者側偏光板在590奈米至610奈米之波長下具有10%至30%之透光度，以及在400奈米至500奈米之波長下及在650奈米至800奈米之波長下具有80%至95%之透光度。
  16. 一種光學顯示裝置，包括：光源側偏光板；液晶面板；以及如申請專利範圍第1項至第15項中任一項所述的觀察者側偏光板，其中所述光源側偏光板、所述液晶面板以及所述觀察者側偏光板依序堆疊。
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