TWI750774B - 偏振板和包括其的光學顯示裝置 - Google Patents

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TWI750774B TW109128325A TW109128325A TWI750774B TW I750774 B TWI750774 B TW I750774B TW 109128325 A TW109128325 A TW 109128325A TW 109128325 A TW109128325 A TW 109128325A TW I750774 B TWI750774 B TW I750774B
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Abstract

偏振板以及包括此偏振板的光學顯示裝置。所述偏振板包括：偏振器；以及依序堆疊在所述偏振器的下表面上的第一位相差層與第二位相差層的積層物以及第三位相差層，其中所述第一位相差層可具有相對於所述偏振器的吸收軸或透射軸以+40°至+50°的角度傾斜或以-50°至-40°的角度傾斜的慢軸，所述第一位相差層的所述慢軸相對於所述第二位相差層的慢軸以+80°至+100°的角度傾斜或以-100°至-80°的角度傾斜，所述第一位相差層表現出正波長色散並且在550奈米的波長下具有50奈米至100奈米的面內位相差，且所述第二位相差層具有正波長色散或平坦波長色散並且在550奈米的波長下具有180奈米至240奈米的面內位相差。

Description

偏振板和包括其的光學顯示裝置 [相關申請的交叉引用]
本申請案主張2019年8月21日在韓國智慧財產權局提交的韓國專利申請第10-2019-0102529號的優先權和權益，其全部公開內容以引用的方式併入本文中。
本發明是有關於一種偏振板和一種包括偏振板的光學顯示裝置。更具體而言，本發明是有關於一種偏振板以及包括所述偏振板的光學顯示裝置，所述偏振板能夠在包括其側面的所有方向上顯著降低反射率，並同時顯著改善橢圓率。
OLED顯示器需要偏振板，以藉由防止電極反射來改善螢幕品質。為了抗反射功能，偏振板需要圓偏振板功能。為了實施圓偏振板，先前技術中代表性地使用兩種方法，也就是使用正波長色散材料的方法以及使用負波長色散材料的方法。
在一種用於實現圓偏振板的常規方法中，負波長色散λ/4位相差層和正C板依序地堆疊在偏振器的下表面上。此方法具有 如下問題：由於難以藉由卷對卷加工而附著於偏振器，因此加工性差、用作偏振器的下保護膜的位相差層的強度不足、以及反射率和橢圓率的改善受到限制。在另一種方法中，將λ/2位相差層和λ/4位相差層依序地堆疊在偏振器的下表面上。然而，此方法具有在包括偏振板的側面在內的所有方向上的高反射率的問題。另一方面，在圓偏振板中，液晶層可形成為λ/4位相差層、λ/2位相差層或正C板。然而，此方法需要配向層，並且具有以下問題：在塗覆各層之後，需要用於將這些層依序轉移至偏振器的額外程序。
本發明的背景技術揭露於韓國專利公開案第2007-0052254號等中。
本發明的一個目的是提供一種偏振板，所述偏振板在包括其側面在內的所有方向上都表現出非常低的反射率。
本發明的另一個目的是提供一種偏振板，所述偏振板在包括其側面在內的所有方向上都表現出非常高的橢圓率。
本發明的進一步目的是提供一種偏振板，所述偏振板包括偏振器保護膜，所述偏振器保護膜能夠在確保其良好的加工性和機械強度的同時減小偏振板的厚度。
本發明的一個態樣是關於一種偏振板。
1.所述偏振板包括：偏振器；以及依序堆疊在所述偏振器的下表面上的第一位相差層與第二位相差層的積層物以及第三位 相差層，其中所述第一位相差層可具有相對於所述偏振器的吸收軸或透射軸以+40°至+50°的角度傾斜或以-50°至-40°的角度傾斜的慢軸，所述第一位相差層的所述慢軸相對於所述第二位相差層的慢軸以+80°至+100°的角度傾斜或以-100°至-80°的角度傾斜，所述第一位相差層表現出正波長色散並且在550奈米的波長下具有50奈米至100奈米的面內位相差，且所述第二位相差層表現出正波長色散或平坦波長色散並且在550奈米的波長下具有180奈米至240奈米的面內位相差。
2.在1中，所述第一位相差層、所述第二位相差層以及所述第三位相差層可以所述順序依序堆疊在所述偏振器上。
3.在1至2中，所述第二位相差層、所述第一位相差層以及所述第三位相差層可以所述順序依序堆疊在所述偏振器上。
4.在1-3中，所述第三位相差層可為正C板，並且在500奈米的波長下可具有-100奈米至-10奈米的面外位相差。
5.在1至4中，所述第一位相差層可為負A板。
6.在1-5中，所述第二位相差層可為正A板或負B板。
7.在1至6中，所述第一位相差層可滿足關係式1：
Figure 109128325-A0305-02-0005-20
其中Re(450)及Re(550)分別是所述第一位相差層在450奈米的波長下的面內位相差以及在550奈米的波長下的面內位相差。
8.在1至7中，所述第一位相差層在550奈米的波長下可具有-0.5至0的雙軸度。
9.在1至8中，所述第二位相差層可以滿足關係式3：
Figure 109128325-A0305-02-0006-21
其中Re(450)及Re(550)分別是所述第二位相差層在450奈米的波長下的面內位相差以及在550奈米的波長下的面內位相差。
10.在1至9中，所述第二位相差層在550奈米的波長下可具有1.0至1.4的雙軸度。
11.在1至10中，所述第二位相差層的所述慢軸可相對於所述偏振器的所述吸收軸或所述透射軸以+40°至+50°的角度傾斜、以-50°至-40°的角度傾斜、以+130°至+140的角度傾斜、或-140°至-130°的角度傾斜。
12.在1至11中，假設所述偏振器的所述吸收軸設置在0°的角度處，則所述第一位相差層的所述慢軸可以+40°至+50°的角度傾斜並且在所述第一位相差層的所述慢軸與所述第二位相差層的所述慢軸之間界定的角度可在+80°至+100°的範圍內。
13.在1至12中，所述第一位相差層及所述第二位相差層的積層物可在550奈米的波長下具有100奈米至180奈米的面內位相差。
14.在1至13中，所述第一位相差層及所述第二位相差層的積層物可在550奈米的波長下具有-0.2至1.4的雙軸度。
15.在1至14中，所述第一位相差層及第三位相差層中的每一者可為非晶層。
16.在1至15中，所述第一位相差層及所述第三位相差層 中的每一者可包括組成物形成的塗層，所述組成物包括選自由經取代或未經取代的苯乙烯樹脂、經取代或未經取代的(甲基)丙烯腈樹脂、包括(甲基)丙烯酸甲酯在內的經取代或未經取代的(甲基)丙烯酸烷酯樹脂、以及纖維素樹脂組成的群組中的至少一者。
17.在16中，所述組成物可更包括具有芳族基團的添加劑。
18.在1至17中，所述第二位相差層可包括MD單軸拉伸膜或斜向拉伸膜。
19.在1至18中，所述第一位相差層、所述第二位相差層及所述第三位相差層中的每一者在其至少一個表面上可包括底漆層。
本發明的另一態樣是關於一種包括根據本發明的偏振板的光學顯示裝置。
本發明提供一種偏振板，所述偏振板在包括其側面在內的所有方向上都表現出非常低的反射率。
本發明提供一種偏振板，所述偏振板在包括其側面在內的所有方向上都表現出非常高的橢圓率。
本發明提供一種偏振板，所述偏振板包括偏振器保護膜，所述偏振板保護膜能夠在確保良好的加工性和機械強度的同時減小厚度。
110:第一位相差層
110a:第一位相差層的慢軸
120:第二位相差層
120a:第二位相差層的慢軸
130:第三位相差層
140:偏振器
140a:偏振器的吸收軸
α:角度
β:角度
圖1是根據本發明的一個實施例的偏振板的剖面圖。
圖2是示出在圖1所示的偏振板中的偏振器的吸收軸、第一層的慢軸及第二層的慢軸之間界定的角度的圖。
圖3是根據本發明的另一實施例的偏振板的剖面圖。
圖4示出實例1中的反射率的測量結果。
將參照附圖詳細描述本發明的實施例，使得本領域技術人員可容易地實施本發明。應理解，本發明可以不同方式體現且不限於以下實施例。在圖式中，為清楚起見將省略與描述無關的部分。在整篇說明書中，相同組件將由相同參考符號表示。儘管在圖式中為了理解可能會誇大各種組件的長度、厚度或寬度，但是應理解本發明不受其所限。
本文中，諸如「上」及「下」的空間相對術語是參照附圖定義的。因此，應理解，術語「上表面」可與術語「下表面」互換使用。
在本文中，「面內位相差Re」、「面外位相差Rth」及「雙軸度NZ」分別由等式A、B及C表示：Re=(nx-ny) x d，---(A) Rth=((nx+ny)/2-nz) x d，---(B) NZ=(nx-nz)/(nx-ny)，---(C) 其中nx、ny及nz分別表示在光學元件的慢軸方向、快軸方向及厚度方向上相應光學元件在測量波長下的折射率，且d表示光學元件的厚度(單位：奈米)。在等式A至C中，測量波長可為450奈米、550奈米或650奈米。
如本文所使用的表示角度，相對於0°，「+」表示繞參考點的逆時針方向，而「-」表示繞參考點的順時針方向。
如本文所使用的表示特定數值範圍，表述「X至Y」意謂「X
Figure 109128325-A0305-02-0009-22
且
Figure 109128325-A0305-02-0009-23
Y」。
基於以下確認，本發明的發明人完成了本發明：利用其中第一位相差層與第二位相差層的積層物以及第三位相差層依序堆疊在偏振器的一個表面上(特別是在其顯示面板側表面上)的結構，藉由將第一位相差層及第二位相差層中的每一者的波長色散及面內位相差、偏振器的吸收軸與第一位相差層的慢軸之間的角度、以及第一位相差層的慢軸與第二位相差層的慢軸之間的角度控制在本發明的範圍內，偏振板可顯著降低包括其側面在內的所有方向上的反射率，同時顯著改善橢圓率。另外，根據本發明的偏振板在偏振器的一個表面上包括第一位相差層、第二位相差層及第三位相差層，以允許透過卷對卷加工來製造偏振板，從而改進了加工性，同時確保作為偏振器保護膜的層的良好機械強度。
在一個實施例中，偏振板可包括偏振器；以及依序堆疊在所述偏振器的下表面上的第一位相差層、第二位相差層及第三位相差層。
在另一個實施例中，偏振板可包括偏振器；以及依序堆疊在所述偏振器的下表面上的第二位相差層、第一位相差層及第三位相差層。
在下文中，將參照圖1來闡述根據本發明一個實施例的偏振板。
參照圖1，偏振板可包括偏振器140；以及依序堆疊在所述偏振器140的下表面上的第一位相差層110、第二位相差層120及第三位相差層130。
儘管在圖1中未示出，第三位相差層130在其下表面上包括黏合劑層及/或接合層，以將偏振板堆疊在黏著物(例如，包括發光元件面板等的光學顯示面板)上。
在偏振板中，偏振器的吸收軸或透射軸、第一位相差層的慢軸及第二位相差層的慢軸之間滿足一定的角度關係。在下文中，將參照圖2對此進行描述。
參照圖2，第一位相差層110的慢軸110a相對於偏振器140的吸收軸140a以+40°至+50°的角度α或-50°至-40°的角度傾斜，且在第一位相差層110的慢軸110a與第二位相差層120的慢軸120a之間界定的角度β可在+80°至+100°或-100°至-80°的範圍內。如在根據本發明的偏振板中，當包括第一位相差層、第二位相差層及第三位相差層全部的偏振板具有在上述範圍內的角度α及β時，在包括其側面在內的所有方向上的反射率及橢圓率可達成顯著的改善。
在一個實施例中，角度α可在+42°至+48°的範圍內，具體而言在+43°至+47°的範圍內，較佳為+45°。在另一個實施例中，角度α可在-48°至-42°的範圍內，特別是在-47°至-43°的範圍內，較佳為-45°。
在一個實施例中，角度β可在+83°至+97°的範圍內，具體而言在+85°至+95°的範圍內，較佳為+90°。在另一個實施例中，角度β可在-97°至-83°的範圍內，特別是在-95°至-85°的範圍內，較佳為-90°。
圖2示出在偏振器的吸收軸與第一位相差層的慢軸之間界定的角度。作為另一選擇，可參照偏振器的透射軸來設定第一位相差層的慢軸的傾斜角。較佳地，第一位相差層的慢軸的傾斜角是參照偏振器的吸收軸來設定。
在一個實施例中，假設偏振器的吸收軸設置在0°的角度處，則第一位相差層的慢軸可相對於偏振器的吸收軸以+40°至+50°的角度α傾斜(例如，+40°、+41°、+42°、+43°、+44°、+45°、+46°、+47°、+48°、+49°、或+50°)，且第一位相差層的慢軸與第二位相差層的慢軸之間的角度β可在+80°至+100°的範圍內(例如，+80°、+85°、+90°、+95°、或+100°)。
在另一個實施例中，假設偏振器的吸收軸設置在0°的角度處，則第一位相差層的慢軸可以-40°至-50°的角度α傾斜並且在第一位相差層的慢軸與第二位相差層的慢軸之間的角度β可在-80°至-100°的範圍內。
另一方面，本發明的發明人確認，當將偏振板應用於光學顯示器時，偏振板可僅透過控制上述三種類型的角度而改善反射率及橢圓率。因此，對於第一位相差層及第二位相差層中的每一者，控制了波長550奈米下的波長色散及面內位相差。尤其，在根據本發明的偏振板中，確認了藉由具有在550奈米的波長下與本領域中已知的λ/2面內位相差及λ/4面內位相差顯著不同範圍的面內位相差的第一位相差層及第二位相差層並同時控制第一位相差層及第二位相差層中的每一者的波長色散，能夠顯著改善偏振板的反射率及橢圓率。
在下文中，將詳細描述偏振板的第一位相差層、第二位相差層、第三位相差層及偏振器。
第一位相差層
第一位相差層110表現出正波長色散並且在550奈米的波長下具有50奈米至100奈米(例如，50奈米、60奈米、70奈米、80奈米、90奈米、或100奈米)的面內位相差。此處，「正波長色散」意指面內位相差隨著波長從450奈米增加到650奈米而逐漸降低。
在一個實施例中，第一位相差層可在450奈米至550奈米的波長下表現出正波長色散。
在一個實施例中，第一位相差層可在550奈米至650奈米的波長下表現出正波長色散或平坦波長色散。
第一位相差層用於改善偏振板在其側面處的橢圓率及反 射率。尤其，第一位相差層110在550奈米的波長下具有與典型的λ/4面內位相差不同的面內位相差，並且表現出正波長色散，從而改善偏振板的反射率及橢圓率。例如，在550奈米的波長下，第一位相差層110可具有50奈米至90奈米，特別是50奈米至80奈米，更特別是50奈米至70奈米的面內位相差。
在一個實施例中，第一位相差層110可滿足以下關係式1：
Figure 109128325-A0305-02-0013-27
其中，Re(450)、Re(550)及Re(650)分別是第一位相差層在450奈米、550奈米及650奈米的波長下的面內位相差值。
當第一位相差層110滿足關係式1時，第一位相差層110可用來改善偏振板在其側面處的橢圓率及反射率。
在一個實施例中，Re(450)/Re(550)的範圍可從1.1到1.4，較佳地從1.2到1.3。在此範圍內，偏振板可表現出良好的抗反射效果。
在一個實施例中，Re(650)/Re(550)的範圍可從0.9到1.0，較佳地從0.93到小於1.0。在此範圍內，偏振板可表現出良好的抗反射效果。
例如，第一位相差層可具有60奈米至90奈米，特別是70奈米至80奈米的Re(450)以及40奈米至70奈米，特別是50奈米至60奈米的Re(650)。在此範圍內，偏振板可表現出良好的 抗反射效果。
作為負A板(-A板)，第一位相差層110可滿足關係式2：nx≒nz>ny，---(2)其中，nx表示第一位相差層在其慢軸方向上的折射率，ny表示第一位相差層在其快軸方向上的折射率，且nz表示第一位相差層在其厚度方向上的折射率。這些折射率是在550奈米的波長下測量的。
當將-A板用作第一位相差層時，偏振板可表現出進一步改善的抗反射效果。
第一位相差層110可在550奈米的波長下具有-100奈米至0奈米，特別是-80奈米至-20奈米，較佳地-60奈米至-30奈米的面外位相差。在此範圍內，偏振板可表現出良好的抗反射效果。
第一位相差層110在550奈米的波長下可具有-0.5至0，特別是-0.4至0的雙軸度。在此範圍內，偏振板可表現出良好的抗反射效果。
第一位相差層110可為膜或塗層。此處，「塗層」意指藉由在第二位相差層或基膜上塗覆第一位相差層組成物並使其固化而形成的層。較佳地，第一位相差層是塗層，以允許減小偏振板的厚度。第一位相差層110可具有30微米或小於30微米的厚度，例如大於0微米至10微米的厚度。在此範圍內，第一位相差層110可用於偏振板中，並且可減小偏振板的厚度。
當第一位相差層110是膜時，可藉由拉伸光學透明的未 拉伸樹脂膜來形成第一位相差層110，使得樹脂膜表現出包括面內位相差等的上述特性。此處，拉伸可包括單軸拉伸、雙軸拉伸或斜向拉伸。例如，樹脂膜可包括選自由包括聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二酯及聚萘二甲酸乙二酯等的聚酯樹脂、聚醯胺樹脂、聚芳酯樹脂、聚醯亞胺樹脂、諸如聚乙烯及聚丙烯等的聚烯烴樹脂、以及環狀烯烴聚合物(COP)組成的群組中的至少一者。
當第一位相差層110是塗層時，第一位相差層110可包括由包含用於塗層的單體、低聚物或樹脂的組成物形成的塗層。
在一個實施例中，第一位相差層110可為非晶層。當第一位相差層由液晶形成時，需要形成配向層以將液晶配向在特定角度下，並且會產生異物。
用於塗層的單體、低聚物或樹脂可包括選自由經取代或未經取代的苯乙烯樹脂、經取代或未經取代的(甲基)丙烯腈樹脂、包括(甲基)丙烯酸甲酯在內的經取代或未經取代的(甲基)丙烯酸烷酯樹脂、及纖維素樹脂組成的群組中的至少一者，較佳為經取代或未經取代的纖維素樹脂，例如，纖維素酯樹脂。纖維素酯樹脂藉由在第二位相差層膜上塗覆第一位相差層組成物之後，將第一位相差層膜及第二位相差層膜皆拉伸，從而容易實施根據本發明的第一位相差層，並且容易形成第一位相差層及第二位相差層的堆疊。在本文中，取代意指至少一個氫原子被鹵素原子、直鏈或支鏈C1至C20烷基、C6至C20芳基、含有直鏈或支鏈C1至C20烷基的醯基、或含有C6至C20芳基的醯基取代，但不限於此。
在一個實施例中，第一位相差層可由包括纖維素酯化合物的組成物形成。
在另一個實施例中，第一位相差層可由包括纖維素酯化合物及含芳族稠環的化合物的組成物形成。
纖維素酯化合物可包括選自由纖維素酯樹脂、纖維素酯低聚物及纖維素酯單體組成的群組中的至少一者。
纖維素酯化合物是指藉由纖維素酯上的羥基與羧酸的羧酸基之間的反應而得到的縮合產物。纖維素酯化合物可被區域選擇性地取代或無規地取代。區域選擇性可藉由碳13 NMR確定纖維素酯上的C6、C3及C2位置處的相對取代度來測量。
纖維素酯化合物可藉由纖維素溶液與至少一C1-C20醯化劑之間接觸足夠的接觸時間的典型方法來製備以提供具有期望的取代度及期望的聚合度的纖維素酯。較佳地，醯化劑包括至少一種直鏈或支鏈C1至C20烷基或芳基羧酸酐、羧酸鹵化物、二酮或乙醯乙酸酯。羧酸酐的實例可包括乙酸酐、丙酸酐、丁酸酐、異丁酸酐、戊酸酐、己酸酐、2-乙基己酸酐、壬酸酐、月桂酸酐、棕櫚酸酐、硬脂酸酐、苯甲酸酐、經取代的苯甲酸酐、鄰苯二甲酸酸酐及間苯二甲酸酐。羧酸鹵化物的實例可包括乙醯氯、丙醯氯、丁醯氯、己醯氯、2-乙基己醯氯、月桂醯氯、棕櫚醯氯、苯甲醯氯、經取代的苯甲醯氯及硬脂醯氯。乙醯乙酸酯的實例可包括乙醯乙酸甲酯、乙醯乙酸乙酯、乙醯乙酸丙酯、乙醯乙酸丁酯及乙醯乙酸三級丁酯。最佳地，醯化劑可包括直鏈或支鏈C2至C9 烷基羧酸酐，例如乙酸酐、丙酸酐、丁酸酐、2-乙基己酸酐、壬酸酐及硬脂酸酐。
較佳地，纖維素酯化合物包括，例如，乙酸纖維素(CA)、乙酸丙酸纖維素(CAP)及乙酸丁酸纖維素(CAB)，但不限於此。
在一個實施例中，纖維素酯化合物可包括至少兩個醯基取代基。醯基中的至少一者可包括芳族取代基，且在纖維素酯化合物中，相對取代度(relative degree of substitution，RDS)可以C6>C2>C3的順序設置。C6意指纖維素酯中6號碳位置處的取代度，C2意指纖維素酯中2號碳位置處的取代度，且C3意指纖維素酯中3號碳位置處的取代度。芳族化合物可包括苯甲酸酯或經取代的苯甲酸酯。
在另一個實施例中，纖維素酯化合物可包括具有(a)多個發色團-醯基取代基及(b)多個三甲基乙醯基取代基的區域選擇性取代的纖維素酯化合物。
纖維素酯化合物可具有約0.1至約1.2的羥基取代度及約0.4至約1.6的發色團-醯基取代度；纖維素酯化合物中2號碳處的發色團-醯基取代度與纖維素酯化合物中3號碳處的發色團-醯基取代度的總和與纖維素酯化合物中6號碳處的發色團-醯基取代度之間的差的範圍可為約0.1至約1.6；並且發色團-醯基可選自(i)、(ii)、(iii)、及(iv)：(i)(C6-C20)芳基-醯基，其中芳基未經取代或經1-5個R1取代；(ii)雜芳基，其中雜芳基是具有1至4個選自N、O及S的 雜原子的5至10員環，且未經取代或經1至5個R1取代；
Figure 109128325-A0305-02-0018-2
其中Aryl為C1-C6芳基且未經取代或經1-5個R1取代；及
Figure 109128325-A0305-02-0018-3
其中Heteroaryl是具有1至4個選自N、O及S的雜原子的5至10員環，且未經取代或經1至5個R1取代；R1各自獨立地為硝基、氰基、(C1-C6)烷基、鹵代(C1-C6)烷基、(C6-C20)芳基-CO2-、(C6-C20)芳基、(C1-C6)烷氧基、鹵代(C1-C6)烷氧基、鹵素、具有1-4個選自N、O及S的雜原子的五至十員雜芳基或
Figure 109128325-A0305-02-0018-5
在一個實施例中，發色團-醯基可為未經取代或經取代的苯甲醯基或者未經取代或經取代的萘基。
在一個實施例中，發色團-醯基可選自由以下組成的群組：
Figure 109128325-A0305-02-0019-6
Figure 109128325-A0305-02-0020-18
 及
Figure 109128325-A0305-02-0020-19
 其中*表示發色團-醯基取代基與纖維素酯的氧的連接位點。
第一位相差層可更包括含芳族稠環的添加劑。
含芳族稠環的添加劑用於調節第一位相差層的位相差表現率(retardation exhibition rate)及波長色散。
含芳族稠環的添加劑可包括萘、蒽、菲、芘、式1表示的化合物或式2表示的化合物。含芳族稠環的添加劑可包括苯甲酸2-萘酯、由式3表示的2,6-萘二羧酸二酯、萘及由式4表示的 松脂酸酯，但不限於此：
Figure 109128325-A0305-02-0021-8
Figure 109128325-A0305-02-0021-9
Figure 109128325-A0305-02-0021-10
(在式3中，R為C1至C20烷基或C6至C20芳基，且n為0至6的整數。)
Figure 109128325-A0305-02-0021-11
(在式4中，R為C1至C20烷基或C6至C20芳基。)
較佳地，含芳族稠環的添加劑包括具有芳族環的添加劑，例如，選自以下中的至少一種：萘、蒽、菲、芘、苯甲酸2-萘酯及由式3表示的2,6-萘二羧酸二酯。
在第一位相差層中，含芳族稠環的添加劑的含量可為0.1重量%至30重量%，較佳為10重量%至30重量%。在此範圍內，添加劑可改善組成物的熱穩定性及每厚度的偏振板的位相差，並且可調節波長色散。
第一位相差層110可進一步包括本領域技術人員已知的至少一種典型的添加劑，例如，選自以下中的至少一者：紫外線吸收劑、波長色散調節劑、聚合抑製劑、抗氧化劑、熱穩定劑、增塑劑、防黏連劑、增滑劑、潤滑劑及位相差增強劑，但不限於此。
第一位相差層110可由單層或多層構成。
儘管在圖1中未示出，可在第一位相差層110的至少一個表面上形成底漆層。底漆層用於增強第一位相差層與偏振器之間或第一位相差層與第二位相差層之間的黏合強度或接合強度。底漆層可由本領域技術人員已知的樹脂形成，例如，丙烯酸樹脂、聚氨酯樹脂、丙烯酸聚氨酯樹脂、酯樹脂及乙烯亞胺樹脂，但不限於此。底漆層的厚度可在不影響偏振板的厚度減小及其黏合強度的範圍內調節。例如，底漆層可具有10奈米至500奈米的厚度，特別是50奈米至300奈米的厚度。
第一位相差層110可直接形成在第二位相差層120上而 沒有黏合劑層或接合層，或者可經由黏合劑層(例如，PSA(壓敏黏合劑)層)或接合層形成在第二位相差層120上。在本文中，表達「直接形成於」意指在第一位相差層與第二位相差層之間不存在黏合劑層或接合層。
第二位相差層
第二位相差層120表現出正波長色散或平坦波長色散且在550奈米的波長下具有180奈米至240奈米(例如，180奈米、190奈米、200奈米、210奈米、220奈米、230奈米或240奈米)的面內位相差。「正波長色散」與上述相同。「平坦波長色散」意指面內位相差不隨著波長從450奈米增加到650奈米而實質增加或減少。
第二位相差層120用於改善偏振板在其側面處的橢圓率及反射率。尤其，第二位相差層120在550奈米的波長下具有與典型的λ/2面內位相差不同的面內位相差，並且表現出正波長色散或平坦波長色散，從而改善偏振板的反射率及橢圓率。例如，在550奈米的波長下，第二位相差層120可具有180奈米至230奈米，特別是180奈米至220奈米的面內位相差。
在一個實施例中，第二位相差層120可滿足以下關係式3：
Figure 109128325-A0305-02-0023-12
其中，Re(450)、Re(550)及Re(650)分別是第二位相差層在450奈米、550奈米及650奈米的波長下的面內位相差值。
當第二位相差層120滿足關係式3時，第二位相差層120可用來改善偏振板在其側面處的橢圓率及反射率。
在一個實施例中，Re(450)/Re(550)的範圍可從0.95到1.03，較佳地從0.97到1.03。在此範圍內，偏振板可表現出良好的抗反射效果。
在一個實施例中，Re(650)/Re(550)的範圍可從0.95到1.03，較佳地從0.97到1.03。在此範圍內，偏振板可表現出良好的抗反射效果。
例如，第二位相差層可具有180奈米至240奈米，特別是200奈米至230奈米的Re(450)以及180奈米至240奈米，特別是190奈米至230奈米的Re(650)。
作為正A板(+A板)或負B板(-B板)，第二位相差層120可滿足關係式4或5：nx>ny≒nz，---(4) nx>ny>nz，---(5)其中，nx表示第二位相差層在其慢軸方向上的折射率，ny表示第二位相差層在其快軸方向上的折射率，且nz表示第二位相差層在其厚度方向上的折射率。這些折射率是在550奈米的波長下測量的。
當將+A板或-B板用作第二位相差層時，偏振板可表現出 進一步改善的抗反射效果。
第二位相差層120可在550奈米的波長下具有50奈米至250奈米，特別是80奈米至200奈米，較佳地100奈米至180奈米的面外位相差。在此範圍內，偏振板可表現出良好的抗反射效果。
第二位相差層120在550奈米的波長下可具有1.0至1.4(例如，1.1、1.2、1.3或1.4)，特別是大於1.0至1.4的雙軸度。在此範圍內，偏振板可表現出良好的抗反射效果。
相對於偏振器的吸收軸或透射軸，第二位相差層120可具有以+40°至+50°的角度(例如，+40°、+41°、+42°、+43°、+44°、+45°、+46°、+47°、+48°、+49°、或+50°)傾斜的慢軸、以-50°至-40°的角度(例如，-50°、-49°、-48°、-47°、-46°、-45°、-44°、-43°、-42°、-41°、或-40°)傾斜的慢軸、以+130°至+140°的角度(例如，+131°、+132°、+133°、+134°、+135°、+136°、+137°、+138°、+139°、或140°)傾斜的慢軸、或以-140°至-130°的角度(例如，-140°、-139°、-138°、-137°、-136°、-135°、-134°、-133°、-132°、-131°、或-130°)傾斜的慢軸。
第二位相差層120可為膜或塗層。較佳地，第二位相差層是有助於在偏振板中形成第一位相差層及第三位相差層的膜。第二位相差層120可具有60微米或小於60微米的厚度，例如，大於0微米至50微米的厚度。在此範圍內，第二位相差層120可用於偏振板中，並且可用作偏振板的下保護膜。
當第二位相差層120是膜時，可藉由拉伸光學透明的未拉伸樹脂膜來形成第二位相差層120，使得樹脂膜表現出包括面內位相差等的上述特性。此處，拉伸可包括單軸拉伸、雙軸拉伸或斜向拉伸。較佳地，樹脂膜可包括包含環烯烴聚合物(COP)的樹脂膜。較佳地，第二位相差層是MD單軸拉伸膜或斜向拉伸膜。
在一個實施例中，第二位相差層120可具有大於或等於5奈米/微米的位相差表現率(第二位相差層的面內位相差的變化與第二位相差層的厚度的變化的比率)，較佳為大於5奈米/微米，例如，5奈米/微米至20奈米/微米。在此範圍內，第二位相差層可具有薄的厚度，從而能夠減小偏振板的厚度。
第二位相差層120可進一步包括本領域技術人員已知的至少一種典型的添加劑，例如，選自以下中的至少一者：紫外線吸收劑、波長色散調節劑、聚合抑製劑、抗氧化劑、熱穩定劑、及增塑劑，但不限於此。
第二位相差層120可由單層或多層構成。
第一位相差層110與第二位相差層120的積層物在550奈米的波長下可具有100奈米至180奈米(例如，100奈米、110奈米、120奈米、130奈米、140奈米、150奈米、160奈米、170奈米、或180奈米)，特別是120奈米至160奈米的面內位相差。在此範圍內，所述積層物可進一步有效地實現本發明的有利效果。
第一位相差層110與第二位相差層120的積層物在550奈米的波長下可具有50奈米至120奈米，特別是50奈米至110奈 米的面外位相差。在此範圍內，所述積層物可進一步有效地實現本發明的有利效果。
第一位相差層110與第二位相差層120的積層物在550奈米的波長下可具有-0.2至1.4，特別是-0.1至1.3的雙軸度。在此範圍內，所述積層物可進一步有效地實現本發明的有利效果。
儘管在圖1中未示出，但可在第二位相差層120的至少一個表面上形成底漆層。底漆層與上述者相同。
第二位相差層120可直接形成在第三位相差層130上而沒有黏合劑層或接合層，或者可經由黏合劑層(例如，PSA(壓敏黏合劑)層)或接合層形成在第三位相差層130上。在本文中，表達「直接形成於」意指在第二位相差層與第三位相差層之間不存在黏合劑層或接合層。
第三位相差層
第三位相差層130在550奈米的波長下具有與第一位相差層110及第二位相差層120不同的面內位相差及/或面外位相差。
第三位相差層130形成在第二位相差層120的下表面上，從而顯著降低了在偏振板側面處的反射率並同時改善橢圓率。確認了在圖1所示的偏振板的結構中缺少第3位相差層導致反射率及橢圓率上的效果均變差。
第三位相差層130在550奈米的波長下可具有-100奈米至-10奈米(例如，-100奈米、-90奈米、-80奈米、-70奈米、-60奈米、-50奈米、-40奈米、-30奈米、-20奈米或-10奈米)的面外 位相差。在此範圍內，第三位相差層130可與第一位相差層及第二位相差層一起改善側面處的反射率及橢圓率。較佳地，第三位相差層130在550奈米的波長下具有-90奈米至-30奈米，更佳為-80奈米至-40奈米的面外位相差。
作為正C板(+C板)，第三位相差層130可滿足關係式6：nz>nx≒ny，---(6)其中，nx表示第三位相差層在其慢軸方向上的折射率，ny表示第三位相差層在其快軸方向上的折射率，且nz表示第三位相差層在其厚度方向上的折射率。這些折射率是在550奈米的波長下測量的。
當將+C板用作第三位相差層時，偏振板可在其側面處表現出進一步改善的抗反射效果。
第三位相差層130在550奈米的波長下可具有10奈米或小於10奈米，例如，0奈米至10奈米的面內位相差。
第三位相差層130可表現出正波長色散、負波長色散或平坦波長色散。
第三位相差層130可為膜或塗層。較佳地，第三位相差層是塗層，從而能夠減小偏振板的厚度。第三位相差層130可具有30微米或小於30微米的厚度，例如大於0微米至10微米的厚度。 在此範圍內，第三位相差層130可用於偏振板中，並且可減小偏振板的厚度。
當第三位相差層130是膜時，可藉由拉伸光學透明的未拉 伸樹脂膜來形成第三位相差層130，使得樹脂膜表現出包括面內位相差等的上述特性。此處，拉伸可包括單軸拉伸、雙軸拉伸或斜向拉伸。
當第三位相差層130是塗層時，第三位相差層130可為非晶層。當第三位相差層130由液晶形成時，需要形成配向層以將液晶配向在特定角度下，並且會產生異物。
塗層可由任何材料形成，只要所述塗層可實現面外位相差及正C板即可。例如，所述塗層可包括選自由經取代或未經取代的苯乙烯樹脂、經取代或未經取代的(甲基)丙烯腈樹脂、包括(甲基)丙烯酸甲酯在內的經取代或未經取代的(甲基)丙烯酸烷酯樹脂、及纖維素樹脂組成的群組中的至少一者，較佳為經取代或未經取代的纖維素樹脂，例如，纖維素酯樹脂。纖維素酯樹脂允許容易地實施第三位相差層。
在一個實施例中，第一位相差層、第二位相差層及第三位相差層可與彼此一體形成。在本文中，「一體」意指其中第一位相差層及第三位相差層堆疊在第二位相差層上而其間沒有黏合劑層或接合層的三層積層物。
在下文中，將描述三層積層物的製造。
可藉由以下方式製造第一位相差層及第二位相差層的積層物：將第一位相差層組成物以預定厚度塗覆在用於第二位相差層的未拉伸或部分拉伸的膜的上表面上，然後同時拉伸所述未拉伸或部分拉伸的膜以及用於第一位相差層的塗層。此處，拉伸可 為MD單軸拉伸或斜向拉伸，但不限於此。之後，可藉由在第二位相差層的下表面上塗覆第三位相差層組成物，然後乾燥及/或固化來製造三層積層物。
偏振器
偏振器140用於將自然光或偏振光轉換成偏振光。偏振器140具有吸收軸及與吸收軸正交的透射軸。吸收軸及透射軸分別沿一個方向設置。
偏振器可由主要由聚乙烯醇樹脂組成的聚合物膜製成。具體而言，可藉由用碘或二色性染料將聚合物膜染色，然後在機械方向(MD)上拉伸染色的膜來製造偏振器。具體而言，可藉由溶脹、染色、拉伸及交聯程序來製造偏振器。
偏振器140可具有42%或大於42%，例如，42%至50%的總透光率，以及99%或大於99%，例如99%至100%的偏振度。在這些範圍內，藉由與第一位相差層、第二位相差層及第三位相差層組合，偏振器可提高偏振板的抗反射性能。
偏振器140可具有0.1微米至30微米，特別是1微米至約25微米的厚度。在此範圍內，偏振器可用於偏振板中。
儘管在圖1中未示出，可在偏振器140的上表面上形成保護膜。
形成在偏振器的上表面上的保護膜用於保護偏振器免受外部環境的影響，同時提高偏振板的機械強度。保護膜可為由例如以下中選出的至少一種樹脂形成的光學透明膜：包括三乙醯纖 維素(TAC)等的纖維素樹脂、包括聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚對苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸乙二酯及聚萘二甲酸丁二酯等的聚酯樹脂、環狀聚烯烴樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚醚碸樹脂、聚碸樹脂、聚醯胺樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚烯烴樹脂、聚芳酯樹脂、聚乙烯醇樹脂、聚氯乙烯樹脂及聚偏二氯乙烯樹脂。具體而言，保護膜可為TAC膜或PET膜。
保護膜可具有約5微米至約70微米，特別是約15微米至約45微米的厚度。在此範圍內，保護膜可用於偏振板中。
可在保護膜的上表面上進一步形成功能性塗層，以向偏振板提供額外功能。例如，功能性塗層可包括硬塗層、抗指紋層及抗反射層。這些功能性塗層可單獨堆疊或以其組合堆疊。保護膜可經由接合層附接到偏振器。接合層可由水系或UV可固化的接合劑形成，但不限於此。
接下來，將參考圖3描述根據本發明的另一實施例的偏振板。
參照圖3，除了偏振器140、第二位相差層120、第一位相差層110及第三位相差層130以所述順序依序堆疊之外，根據此實施例的偏振板與圖1所示的偏振板實質上相同。參照圖1描述的偏振器、第一位相差層、第二位相差層及第三位相差層的細節也可適用於根據此實施例的偏振板。
接下來，將描述根據本發明的光學顯示裝置。
根據本發明的光學顯示裝置可包括根據本發明的實施例 的偏振板。例如，光學顯示裝置可包括包含有機液晶顯示器的發光顯示裝置及液晶顯示裝置等。在一個實施例中，在偏振板中，第一位相差層可被設置為比偏振器更靠近顯示裝置的面板。
接下來，將參照實例更詳細地描述本發明。然而，應注意，提供這些實例僅為了說明，且不應以任何方式理解為限制本發明。
實例1
在55℃的碘水溶液中，將聚乙烯醇膜(PS # 60，預拉伸厚度：60微米，日本庫拉雷有限公司(Kuraray Co.,Ltd.))拉伸至其初始長度的6倍，從而製備透射率為45%的12微米厚的偏振器。
作為用於第二位相差層的樹脂，將環狀聚烯烴膜(COP)[JSR]擠出並拉伸。將用於第一位相差層的(含纖維素的)組成物塗覆在經拉伸膜的上表面上至預定厚度、乾燥並與用於第二位相差層的經拉伸膜一起拉伸，從而製備第一位相差層及第二位相差層的積層物。此處，可藉由調整拉伸倍率及拉伸方向來調整第一位相差層的慢軸與第二位相差層的慢軸之間的角度以及第一位相差層及第二位相差層的特性。
藉由將(含纖維素的)第三位相差層組成物[伊士曼有限公司(Eastman Co.,Ltd.)]塗覆在第二位相差層的下表面上形成第三位相差層，然後乾燥所述組成物，從而製造第一位相差層、第二位相差層及第三位相差層的積層物。
然後，藉由將第一位相差層、第二位相差層及第三位相差層依序堆疊在偏振器的下表面上來製造偏振板。
所製造的偏振板的詳細規格如表1所示。
實例2至實例5
除了改變第一位相差層、第二位相差層及第三位相差層的性質及角度以外，以與實施例1相同的方式製造每個偏振板。
比較例1
以與實例1相同的方式製造偏振板，不同之處在於：負波長色散膜(+A板，慢軸相對於偏振器的吸收軸傾斜+45°，在550奈米的波長下的面內相位差：135奈米)以及正C板(在550奈米的波長下的面外相位差：-50奈米)依序堆疊在偏振器的下表面上。
比較例2至比較例11
除了改變第一位相差層、第二位相差層及第三位相差層的性質及角度以外，以與實施例1相同的方式製造每個偏振板。
對實例及比較例中製造的偏振板的側面(@ 60°)處的反射率及橢圓率進行了評價，結果示於表1至表3中。
為了評價側面處的反射率及橢圓率，使用DMS藉由比較在60°角處的平均方位角來評價反射率，並且藉由使用AXOSCAN比較在方位角處的最小值來評價橢圓率。
較低的反射率及較高的橢圓率指示包括相應的偏振板的顯示裝置的更好的螢幕品質。要求反射率為1.3%或小於1.3%，橢圓率為75%或大於75%。
表1
Figure 109128325-A0305-02-0034-13
Figure 109128325-A0305-02-0035-14
Figure 109128325-A0305-02-0035-15
Figure 109128325-A0305-02-0035-16
Figure 109128325-A0305-02-0036-17
**在表1、2及3中，角度α是指第一位相差層的慢軸相對於偏振器的吸收軸(0°)的角度(單位：°)
角度β是指在第一位相差層的慢軸與第二位相差層的慢軸之間界定的角度(單位：°)
如表1所示，根據本發明的偏振板具有非常低的反射率及非常高的橢圓率。
相反，相較於實例的偏振板，不使用根據本發明的偏振板結構的比較例1的偏振板的反射率及橢圓率較差。另外，儘管未在表1中示出，但是此偏振板具有諸如難以藉由卷對卷加工將第一位相差層及第三位相差層附接到偏振器，以及作為偏振器的下部保護膜，位相差層的機械強度不足等問題。
此外，比較例2至11的偏振板不滿足以下條件：角度α、角度β、第一位相差層的波長色散及面內位相差以及第二位相差的波長色散及面內位相差，且相較於實例的偏振板，比較例2至11的偏振板具有遠較差的反射率及橢圓率。
儘管本文已經描述了一些實施例，但是應理解，本領域技術人員可在不脫離本發明的精神及範圍的情況下做出各種修改、變化、更改以及等效實施例。
110:第一位相差層
120:第二位相差層
130:第三位相差層
140:偏振器

Claims (20)

  1. 一種偏振板，包括：偏振器；以及依序堆疊在所述偏振器的下表面上的第一位相差層與第二位相差層的積層物以及第三位相差層，其中所述第一位相差層具有相對於所述偏振器的吸收軸或透射軸以+40°至+50°的角度傾斜或以-50°至-40°的角度傾斜的慢軸，所述第一位相差層的所述慢軸相對於所述第二位相差層的慢軸以+80°至+100°的角度傾斜或以-100°至-80°的角度傾斜，所述第一位相差層表現出正波長色散並且在550奈米的波長下具有50奈米至100奈米的面內位相差，且所述第二位相差層表現出正波長色散或平坦波長色散並且在550奈米的波長下具有180奈米至240奈米的面內位相差，所述第一位相差層與所述第二位相差層的所述積層物在550奈米的波長下具有50奈米至120奈米的面外位相差。
  2. 如請求項1所述的偏振板，其中所述第一位相差層、所述第二位相差層以及所述第三位相差層以所述順序依序堆疊在所述偏振器上。
  3. 如請求項1所述的偏振板，其中所述第二位相差層、所述第一位相差層以及所述第三位相差層以所述順序依序堆疊在所述偏振器上。
  4. 如請求項1所述的偏振板，其中所述第三位相差層為正C板，並且在550奈米的波長下具有-100奈米至-10奈米的面外位相差。
  5. 如請求項1所述的偏振板，其中所述第一位相差層為負A板。
  6. 如請求項1所述的偏振板，其中所述第二位相差層為正A板或負B板。
  7. 如請求項1所述的偏振板，其中所述第一位相差層滿足關係式1：
    Figure 109128325-A0305-02-0040-25
     其中Re(450)及Re(550)分別是所述第一位相差層在450奈米的波長下的面內位相差以及在550奈米的波長下的面內位相差。
  8. 如請求項1所述的偏振板，其中所述第一位相差層在550奈米的波長下具有-0.5至0的雙軸度。
  9. 如請求項1所述的偏振板，其中所述第二位相差層滿足關係式3：
    Figure 109128325-A0305-02-0040-26
     其中Re(450)及Re(550)分別是所述第二位相差層在450奈米的波長下的面內位相差以及在550奈米的波長下的面內位相差。
  10. 如請求項1所述的偏振板，其中所述第二位相差層在550奈米的波長下具有1.0至1.4的雙軸度。
  11. 如請求項1所述的偏振板，其中所述第二位相差層的所述慢軸相對於所述偏振器的所述吸收軸或所述透射軸以+40°至+50°的角度傾斜、以-50°至-40°的角度傾斜、以+130°至+140的角度傾斜、或-140°至-130°的角度傾斜。
  12. 如請求項1所述的偏振板，其中假設所述偏振器的所述吸收軸設置在0°的角度處，則所述第一位相差層的所述慢軸以+40°至+50°的角度傾斜並且在所述第一位相差層的所述慢軸與所述第二位相差層的所述慢軸之間界定的角度可在+80°至+100°的範圍內。
  13. 如請求項1所述的偏振板，其中所述第一位相差層與所述第二位相差層的所述積層物在550奈米的波長下具有100奈米至180奈米的面內位相差。
  14. 如請求項1所述的偏振板，其中所述第一位相差層與所述第二位相差層的所述積層物在550奈米的波長下具有-0.2至1.4的雙軸度。
  15. 如請求項1所述的偏振板，其中所述第一位相差層及所述第三位相差層中的每一者為非晶層。
  16. 如請求項1所述的偏振板，其中所述第一位相差層及所述第三位相差層中的每一者包括組成物形成的塗層，所述組成物包括選自由經取代或未經取代的苯乙烯樹脂、經取代或未經取代的(甲基)丙烯腈樹脂、包括(甲基)丙烯酸甲酯在內的經取代或未 經取代的(甲基)丙烯酸烷酯樹脂、以及纖維素樹脂組成的群組中的至少一者。
  17. 如請求項16所述的偏振板，其中所述組成物還包括含芳族基團的添加劑。
  18. 如請求項1所述的偏振板，其中所述第二位相差層包括MD單軸拉伸膜或斜向拉伸膜。
  19. 如請求項1所述的偏振板，其中所述第一位相差層、所述第二位相差層及所述第三位相差層中的每一者在其至少一個表面上包括底漆層。
  20. 一種光學顯示裝置，包括如請求項1到請求項19中任一項所述的偏振板。
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