TWI834186B - 偏光板和包括偏光板的光學顯示設備 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種偏光板和一種包含偏光板的光學顯示設備。偏光板包含:偏光片;抗反射膜,堆疊在偏光片的一個表面上;以及延遲膜,堆疊在偏光片的另一表面上,其中抗反射膜具有1克/平方米‧天到30克/平方米‧天的水蒸氣穿透率,且延遲膜具有1克/平方米‧天到100克/平方米‧天的水蒸氣穿透率。
Description
相關申請的交叉引用
本申請主張2021年6月10日在韓國智慧財產局申請的韓國專利申請第10-2021-0075457號的權益,所述韓國專利申請的全部公開內容以引入的方式併入本文中。
本發明涉及一種偏光板和一種包含偏光板的光學顯示設備。
歸因於外部光的反射,有機發光二極體顯示器可遭受可見度和對比度劣化。為了解決此問題,可使用包含偏光片和延遲膜的偏光板。偏光板可通過防止反射的外部光洩漏而實現抗反射功能。通常,本領域中開發了將圖案化層添加到偏光板以賦予抗反射效應的技術。然而,將單獨圖案化層添加到偏光板需要額外過程且可能增加偏光板的厚度。
堆疊在面板上的偏光板的抗反射功能可基於用外部光照射時的反射色彩靈敏度來評估。抗反射功能可通過偏光片的偏光性能和偏光板中的延遲膜的延遲來實現。偏光性能可由在高伸長率下單軸拉伸的偏光片賦予。因此,在使偏光片在高溫下和/或在高溫/濕度條件下靜置較長時間段之後,偏光片可能由於其收縮而遭受偏光性能劣化。結果,偏光板無法適當地實現抗反射功能。因此,需要即使在使偏光板在高溫下和/或在高溫/濕度條件下靜置較長時間段之後,通過抑制偏光片的偏光性能變化而具有良好可靠性的偏光板。
韓國專利特許公開公佈第10-2013-0103595號等公開了本發明的背景技術。
本發明的一個目的是提供一種偏光板,所述偏光板在高溫下和/或在高溫/濕度條件下靜置較長時間段之後具有改進的可靠性。
本發明的另一個目的是提供一種偏光板,所述偏光板包含展現正波長色散的延遲膜,且當應用於顯示面板時展現低反射率和良好反射色彩靈敏度。
本發明的一個方面涉及一種偏光板。
1.偏光板包含:偏光片;抗反射膜,堆疊在偏光片的一個表面上;以及延遲膜,堆疊在偏光片的另一表面上,其中抗反射膜具有1克/平方米‧天到30克/平方米‧天的水蒸氣穿透率,且延遲膜具有1克/平方米‧天到100克/平方米‧天的水蒸氣穿透率。
2.在1中,延遲膜可展現正波長色散。
3.在1到2中,延遲膜可具有0.99到1.05的短波長色散和0.98到1.04的長波長色散。
4.在1到3中,延遲膜在550奈米的波長下可具有130奈米到160奈米的平面內延遲。
5.在1到4中,抗反射膜可具有4到10的正(+)反射色彩值a*和-20到-1的負(-)反射色彩值b*。
6.在1到5中,抗反射膜在550奈米的波長下可具有3,000奈米或大於3,000奈米的平面內延遲Re。
7.在1到6中,抗反射膜可包含基層和堆疊在基層上的低反射率層。
8.在7中,低反射率層可具有110奈米到180奈米的厚度。
9.在7到8中,基層可包含選自聚酯樹脂和環烯烴聚合物樹脂中的至少一種。
10.在7到9中,抗反射膜在基層與低反射率層之間可更包含硬塗層和高折射率層中的至少一個。
11.在1到10中,參考偏光板的加工方向(machine direction;MD),偏光片可具有以-1°到+1°的角度傾斜的吸收軸,抗反射膜中的基層可具有以+80°到+100°的角度傾斜的慢軸,且延遲膜可具有以-137°到-133°的角度或以-47°到-43°的角度傾斜的慢軸。
12.在1到11中,偏光板可更包含插入在偏光片與抗反射膜之間的第一接合層,以及插入在偏光片與延遲膜之間的第二接合層,其中第一接合層和第二接合層中的每一個可由光化輻射可固化接合劑形成。
本發明的另一方面涉及一種光學顯示設備。
光學顯示設備可包含根據本發明的偏光板。
在下文中,將參考附圖詳細地描述本發明的示例性實施例,使得發明所屬技術領域具有通常知識者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,為了本發明的清楚描述起見省略與描述無關的組件,且在整個說明書中類似組件將由類似附圖標號表示。儘管為了理解圖式,可放大各種元件的長度、厚度或寬度,但本發明不限於此。
本文中,例如“上部”和“下部”的空間相對術語是參考附圖來定義的。因此,將理解,術語“上部表面”可與術語“下部表面”互換使用。
本文中,“平面內延遲Re”、“平面外延遲Rth”以及“雙軸性度NZ”分別由等式A、等式B以及等式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以及nz分別為在測量波長下對應光學裝置在光學裝置的慢軸方向、快軸方向以及厚度方向上的折射率,且d為光學裝置的厚度(單位:奈米(nm))。在等式A到等式C中,測量波長可為450奈米、550奈米或650奈米。
本文中,抗反射膜、延遲膜或基層的“水蒸氣穿透率(water vapor transmission rate;WVTR)”意指在23℃和99%相對濕度(relative humidity;RH)到100% RH下測量的值。可使用水蒸氣穿透率測試儀(PERMATRAN-W,MODEL 700)測量水蒸氣穿透率。為了測量水蒸氣穿透率,可通過將抗反射膜、延遲膜或基層切割成10釐米×10釐米(長度×寬度)的尺寸來製備樣本。
本文中,“折射率”意指使用折射計在550奈米的波長下測量的值。本文中,“光透射率”和“偏亮度”意指使用分光亮度計在550奈米的波長下測量的值。
本文中,“反射率”意指在550奈米的波長下,使用反射計在SCI反射模式(光源:C光源,光源孔徑:Φ4mm,測量視角:2°)下,在通過經由丙烯酸粘合劑將黑色丙烯醯基片層壓在抗反射膜的基層上製備的樣本上測量的值。反射計可以是分光亮度計CM-2600d(柯尼卡美能達(Konica Minolta)),但不限於此。
本文中,“短波長色散”是指Re(450)/Re(550),且“長波長色散”是指Re(650)/Re(550)。Re(450)、Re(550)以及Re(650)分別是指在約450奈米、550奈米以及650奈米的波長下的單一延遲層或延遲層的層壓體的平面內延遲(Re)。
如本文中所使用,為表示角度,“+”意指圍繞參考點的逆時針方向,且“-”意指圍繞參考點的順時針方向。
本文中,抗反射膜或偏光板的反射色彩值a*和反射色彩值b*分別意謂CIE坐標系統中的色彩值a*和色彩值b*。可從CIE坐標系統獲得反射色彩值a*和反射色彩值b*,其中指示a*值的x軸與指示b*值的y軸正交。色彩隨著正方向上a*的絕對值增大而變紅且隨著負方向上a*的絕對值增大而變綠,且色彩隨著正方向上b*的絕對值增大而變黃且隨著負方向上b*的絕對值增大而變藍。根據CIE L*a*b*色彩座標標準來評估反射色彩值“a*”和反射色彩值“b*”。
可在以與使用CM-2600d(柯尼卡美能達)分光亮度計在SCI反射模式(光源:C光源,光源孔徑:Φ4mm,測量視角:2°)下測量反射率相同的方式製備的樣本上測量抗反射膜的反射色彩值a*和反射色彩值b*。可在堆疊在面板(例如,OLED TV面板)上的偏光板上使用CM-2600d(柯尼卡美能達)分光亮度計在SCI反射模式(光源:C光源,光源孔徑:Φ4mm,測量視角:2°)下通過向偏光板發射光來測量偏光板的反射色彩值a*和反射色彩值b*,其中面板處於打開狀態。
反射率和反射色彩值可通過兩種測量方法測量。一種測量方法為包含鏡面反射分量(specular component included;SCI)方式,其中測量包含前反射光分量的反射光,且另一測量方法為不包含鏡面反射分量(specular component excluded;SCE)方式,其中測量不包含前反射光分量的反射光。本文中,抗反射膜的反射色彩值以SCI方式測量,且組裝到OLED面板的偏光板的反射色彩值以SCE方式測量。一般來說,由於人類忽略從前側反射的光並感知反射色彩,因此SCE方式主要用於如在人類感知到色彩的情況下的反射色彩的測量。
本文中,術語“(甲基)丙烯醯基”是指丙烯醯基和/或甲基丙烯醯基。
如本文中所使用,為了表示特定數值範圍,表述“X到Y”意指“大於或等於X且小於或等於Y(X≤且≤Y)”。
本發明的發明人發明了一種偏光板,所述偏光板包含展現正波長色散的延遲膜,當應用於例如OLED面板的面板時可改進反射色彩靈敏度,且當在高溫下和在高溫/濕度條件下靜置時展現良好的可靠性。
當堆疊在OLED面板上時,偏光板可實現1.5%或小於1.5%,例如0%到1.5%的反射率、小於20的反射色彩值a*以及大於-25的反射色彩值b*,如在550奈米的波長下所測量。在這一範圍內,當應用於OLED面板時,偏光板可通過確保良好的反射色彩靈敏度來確保良好的螢幕品質(黑色可見度)。黑色可見度是顯示設備的螢幕看起來是黑色的。因此,偏光板可用作發光二極體顯示設備(例如,有機發光二極體顯示設備)中用於抗反射的偏光板。本發明降低在高溫下或在高溫/濕度條件下的偏光變化率,同時確保特定反射色彩值a*和反射色彩值b*在上述範圍內。具體來說,偏光板可具有10、11、12、13、14、15、16、17、18或19的反射色彩值a*和-24、-23.5、-23、-22.5、-22、-21.5、-21、-20.5、-20、-19.5、-19、-18.5、-18、-17、-16、-15、-14或-13的反射色彩值b*。舉例來說,偏光板可具有12到19的反射色彩值a*和-24到-16的反射色彩值b*。
偏光板可具有如通過等式1計算的-0.4%到0%的偏亮度的變化率,以及如通過等式2計算的-0.1%到0%的偏亮度的變化率。在這一範圍內,偏光板可確保包含所述偏光板的光學顯示設備的良好可靠性。
偏亮度的變化率= [(A - B)/B] x 100, --- 1
其中B為偏光板的初始偏亮度(單位:%),且
A為偏光板的偏亮度,如在偏光板在85℃下靜置1,000小時之後所測量(單位:%)。
偏亮度的變化率= [(C - B)/B] x 100, --- 2
其中B為偏光板的初始偏亮度(單位:%),且
C為偏光板的偏亮度,如在偏光板在60℃和95% RH下靜置1,000小時之後所測量(單位:%)。
另外,根據本發明的偏光板在其前側處具有低反射率以改進前側處的黑色可見度,即使偏光片的下部表面上沒有圖案化層也是如此。
根據本發明的偏光板包含偏光片、堆疊在偏光片的一個表面上的抗反射膜以及堆疊在偏光片的另一表面上的延遲膜,其中抗反射膜具有1克/平方米‧天到30克/平方米‧天的水蒸氣穿透率,且延遲膜具有1克/平方米‧天到100克/平方米‧天的水蒸氣穿透率。
接著,將參考圖1描述根據本發明的一個實施例的偏光板。
參考圖1,根據實施例的偏光板包含偏光片110、第一接合層120、抗反射膜130、第二接合層140以及延遲膜150。第一接合層120和抗反射膜130可依序堆疊在偏光片110的上部表面上,且第二接合層140和延遲膜150可依序堆疊在偏光片110的下部表面上。
偏光片
偏光片110可通過在某一方向上的線性偏光將自然光或偏振光轉換成偏振光來提供抗反射功能。
偏光片110在550奈米的波長下可具有約40%或大於40%,例如約40%到約45%的光透射率,以及約99%或大於99%,例如約99%到約100%的偏亮度。在這一範圍內,偏光片可通過與延遲層組合而改進偏光板的抗反射性能。
偏光片110可具有約2微米到約30微米,具體來說約4微米到約25微米的厚度。在這一範圍內,偏光片可用於偏光板中。
偏光片110可由主要由聚乙烯醇樹脂組成的聚合物膜製造。具體來說,偏光片110可通過用碘或二色性染料對聚合物膜進行染色,隨後在加工方向(MD)上單軸拉伸所述膜來製造。具體來說,偏光片可通過洗滌、溶脹、染色、拉伸以及交聯來製造。另外,可進一步執行著色過程。可通過發明所屬技術領域具有通常知識者眾所周知的典型方法執行洗滌、溶脹、染色、拉伸、交聯以及著色,且關於這些過程的細節,參考本領域中與用於生產偏光片的方法相關的文件。
由於偏光片110通過在MD上單軸拉伸聚合物膜來製造,因此偏光片可在拉伸方向上具有吸收軸。參考偏光板的MD,偏光片可具有以-1°到+1°,具體來說0°的角度傾斜的吸收軸。“偏光板的MD”是在以輥對輥方法製造偏光板時偏光片移動的方向,且定義為與偏光片的MD基本上相同的方向。
在一個實施例中,偏光片可通過在MD上以約5倍到約7倍,具體來說約5.5倍到約6.5倍,更具體來說約6.0倍的總伸長率單軸拉伸聚合物膜來製造。利用此總伸長率,偏光片可製造為具有高偏亮度。由於偏光片通過拉伸到此總伸長率來製造,因此當在高溫下和/或在高溫/濕度條件下靜置較長時間段時,偏光板可能由於收縮而遭受偏亮度顯著劣化。本發明通過解決偏亮度劣化的問題來改進偏光板的可靠性。
抗反射膜
抗反射膜130可堆疊在偏光片110的上部表面上以保護偏光片110。
抗反射膜130可具有1克/平方米‧天到30克/平方米‧天的水蒸氣穿透率。在這一範圍內,抗反射膜130可在與具有下文所描述的水蒸氣穿透率的延遲膜一起使用時實現等式1和等式2的偏光變化率。具體來說,抗反射膜130可具有1克/平方米‧天、2克/平方米‧天、3克/平方米‧天、4克/平方米‧天、5克/平方米‧天、6克/平方米‧天、7克/平方米‧天、8克/平方米‧天、9克/平方米‧天、10克/平方米‧天、11克/平方米‧天、12克/平方米‧天、13克/平方米‧天、14克/平方米‧天、15克/平方米‧天、16克/平方米‧天、17克/平方米‧天、18克/平方米‧天、19克/平方米‧天、20克/平方米‧天、21克/平方米‧天、22克/平方米‧天、23克/平方米‧天、24克/平方米‧天、25克/平方米‧天、26克/平方米‧天、27克/平方米‧天、28克/平方米‧天、29克/平方米‧天或30克/平方米‧天,例如15克/平方米‧天到25克/平方米‧天的水蒸氣穿透率。在這一範圍內,抗反射膜允許容易地調節水蒸氣穿透率和反射率。
抗反射膜可包含基層、堆疊在基層的上部表面上的硬塗層以及堆疊在硬塗層的上部表面上的低反射率層。
低反射率層具有比基層或硬塗層或插入在基層與低反射率層之間的高折射率層更低的折射率,以降低抗反射膜的反射率。在一個實施例中,抗反射膜的可具有1%或小於1%,具體來說0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%或1%,例如0%到0.5%的反射率。在這一範圍內,低反射率層可改進反射色彩靈敏度。
抗反射膜可具有460奈米或大於460奈米,具體來說460奈米、465奈米、470奈米、475奈米、480奈米、485奈米、490奈米、495奈米、500奈米、505奈米、510奈米、515奈米、520奈米、525奈米、530奈米、535奈米或540奈米,例如480奈米到540奈米的最小反射波長。在這一範圍內,抗反射膜在與下文所描述的延遲膜組合時對反射色彩的靈敏度的改進是有效的。此處,“最小反射波長”意指在各種波長下測量反射率時抗反射膜展現最低反射率的波長。
低反射率層可具有110奈米到180奈米,具體來說110奈米、115奈米、120奈米、125奈米、130奈米、135奈米、140奈米、145奈米、150奈米、155奈米、160奈米、165奈米、170奈米、175奈米或180奈米,例如110奈米到160奈米的厚度。在這一範圍內,低反射率層允許容易地實現上述範圍內的水蒸氣穿透率以及色彩值a*和色彩值b*。
低反射率層可具有1.10到1.60,具體來說1.10、1.20、1.30、1.40、1.50或1.60,例如1.20到1.50的折射率。在這一範圍內,低反射率層可降低抗反射膜的反射率,同時允許容易地實現下文所描述的色彩值a*和色彩值b*。
低反射率層可包含選自以下各者中的至少一種:低折射率無機顆粒;低折射率有機顆粒;以及在固化之後具有低折射率的單體、其低聚物或其聚合物。這些可通過降低低反射率層的折射率來幫助改進反射色彩靈敏度。
低折射率無機顆粒可具有1.10到1.60,具體來說1.25到1.45的折射率,且可包含例如中空二氧化矽顆粒。低折射率有機顆粒可具有1.10到1.60,具體來說1.25到1.45的折射率,且可包含用氟進行表面處理的有機顆粒和/或用含氟單體聚合的顆粒。在固化之後具有低折射率的單體、其低聚物或聚合物在固化之後可具有1.10到1.60,具體來說1.25到1.45的折射率,且可包含含氟可固化單體、其低聚物或其聚合物。
低折射率無機顆粒和低折射率有機顆粒中的每一個可具有比低反射率層的厚度小的平均粒徑(D50),具體來說20奈米到100奈米,具體來說20奈米、25奈米、30奈米、35奈米、40奈米、45奈米、50奈米、55奈米、60奈米、65奈米、70奈米、75奈米、80奈米、85奈米、90奈米、95奈米或100奈米,例如40奈米到100奈米的平均粒徑(D50)。在這一範圍內,低折射率無機顆粒和低折射率有機顆粒可含於低反射率層中,同時降低低反射率層的表面粗糙度。
在低反射率層中,選自低折射率無機顆粒;低折射率有機顆粒;以及在固化之後具有低折射率的單體、其低聚物或其聚合物中的至少一種可以0.2重量%到2.0重量%,具體來說0.2重量%、0.3重量%、0.4重量%、0.5重量%、0.6重量%、0.7重量%、0.8重量%、0.9重量%、1.0重量%、1.1重量%、1.2重量%、1.3重量%、1.4重量%、1.5重量%、1.6重量%、1.7重量%、1.8重量%、1.9重量%或2.0重量%,例如0.5重量%到1.5重量%的量存在。在這一範圍內,低反射率層可具有低折射率,從而降低抗反射膜的反射率。
選自低折射率無機顆粒;低折射率有機顆粒;以及在固化之後具有低折射率的單體、其低聚物或其聚合物中的至少一種可嵌入在低反射率層的基質中以分散於其中。基質可由可通過允許選自低折射率無機顆粒;低折射率有機顆粒;以及在固化之後具有低折射率的單體、其低聚物或其聚合物中的至少一種充分分散於其中來降低抗反射膜的混濁度的組合物形成。
用於基質的組合物可包含光可固化單體,例如(甲基)丙烯酸酯單體和/或乙烯基單體。(甲基)丙烯酸酯單體可具有1到10個,優選地1到6個(甲基)丙烯酸酯基團。舉例來說,(甲基)丙烯酸酯單體可包含衍生自具有C
1到C
10烷基或C
1到C
10伸烷基的單醇或多元醇的單官能到十官能(甲基)丙烯酸酯。具體來說,(甲基)丙烯酸酯單體可包含選自己二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇以及六(甲基)丙烯酸酯中的至少一種,但不限於此。
低反射率層可由用於低反射率層的組合物和用於基質的組合物形成,所述用於低反射率層的組合物包含選自低折射率無機顆粒;低折射率有機顆粒;以及在固化之後具有低折射率的單體、其低聚物或其聚合物中的至少一種。用於低反射率層的組合物可更包含選自用於固化組合物的光引發劑和熱引發劑中的至少一種,以及各種添加劑,例如表面活性劑、分散劑、抗氧化劑、熱穩定劑等。下文將描述用於形成低反射率層的方法。
基層可堆疊在低反射率層的下部表面上以支撐低反射率層。
基層可包含由光學透明樹脂或包含其的組合物形成的塗層或膜。在一個實施例中,基層可包含選自聚酯樹脂(例如聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯以及聚萘二甲酸丁二醇酯)和環烯烴聚合物樹脂中的至少一種。
優選地,基層包含選自聚酯樹脂和環烯烴聚合物樹脂中的至少一種,更優選聚酯樹脂,最優選聚對苯二甲酸丁二醇酯。這些化合物可幫助降低抗反射膜的水蒸氣穿透率,同時實現抗反射膜的a*和b*的值。
基層可具有1克/平方米‧天到30克/平方米‧天,具體來說1克/平方米‧天、2克/平方米‧天、3克/平方米‧天、4克/平方米‧天、5克/平方米‧天、6克/平方米‧天、7克/平方米‧天、8克/平方米‧天、9克/平方米‧天、10克/平方米‧天、11克/平方米‧天、12克/平方米‧天、13克/平方米‧天、14克/平方米‧天、15克/平方米‧天、16克/平方米‧天、17克/平方米‧天、18克/平方米‧天、19克/平方米‧天、20克/平方米‧天、21克/平方米‧天、22克/平方米‧天、23克/平方米‧天、24克/平方米‧天、25克/平方米‧天、26克/平方米‧天、27克/平方米‧天、28克/平方米‧天、29克/平方米‧天或30克/平方米‧天的水蒸氣穿透率。在這一範圍內,基層可幫助降低抗反射膜的水蒸氣穿透率。
在一個實施例中,基層在550奈米的波長下可具有20,000奈米或小於20,000奈米,例如0奈米到20,000奈米,具體來說5,000奈米到15,000奈米的平面內延遲。在這一範圍內,基層可防止由於基層或含於基層中的樹脂的折射率而引起的螢幕品質劣化。
當基層經拉伸以具有特定平面內延遲時,基層可在平面內方向上具有慢軸,且基層的慢軸可相對於偏光板的MD以+80°到+100°,具體來說+80°、+81°、+82°、+83°、+84°、+85°、+86°、+87°、+88°、+89°、+90°、+91°、+92°、+93°、+94°、+95°、+96°、+97°、+98°、+99°或+100°,例如+83°到+97°,更具體來說+90°的角度傾斜。在這一範圍內,基層可抑制彩虹斑的產生,同時確保反射色彩的改進。
基層可具有約30微米到約150微米,具體來說約60微米到約100微米的厚度。在這一範圍內,基層可用於抗反射膜中。
抗反射膜可包含硬塗層和/或基層與低反射率層之間的高折射率層。
硬塗層可改進抗反射膜的硬度,從而在將偏光板應用於光學顯示設備的最外側時改進抗衝擊性。
硬塗層的折射率可適當地設定為大於低反射率層的折射率。具體來說,硬塗層可具有1.4到1.6,更具體來說1.45到1.55的折射率。在這一範圍內,硬塗層可幫助降低抗反射膜的反射率。
硬塗層可由發明所屬技術領域具有通常知識者眾所周知的典型光可固化組合物和/或典型熱固性組合物形成。舉例來說,硬塗層可以是(甲基)丙烯酸酯、氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯或環氧(甲基)丙烯酸酯基塗層。硬塗層可更包含無機顆粒和/或有機顆粒,以便改進抗反射膜的硬度。有機顆粒可以是丙烯酸或苯乙烯顆粒,且無機顆粒可以是選自二氧化矽、氧化鋯、二氧化鈦、氧化鋅以及氧化錫顆粒中的至少一種,但不限於此。
硬塗層可具有約5微米到約10微米,具體來說約6微米到約9微米的厚度。在這一範圍內,硬塗層可包含在抗反射膜中。
高折射率層可通過進一步降低抗反射膜的反射率來進一步改進偏光板的反射色彩靈敏度。
高折射率層的折射率可適當地設定為大於低反射率層的折射率。具體來說,高折射率層可具有約1.0到約3.0,更具體來說約1.5到約2.8的折射率。在這一範圍內,高折射率層可幫助降低抗反射膜的反射率。
高折射率層可由任何組合物形成,只要組合物可確保上述折射率即可。優選地,高折射率層可由包含含芳族基的光可固化或熱固性單體、其低聚物或其樹脂的組合物形成。組合物可更包含高折射率顆粒,例如選自二氧化矽、氧化鋯以及二氧化鈦顆粒中的至少一種,其具有約1.5到約2.8的折射率。
高折射率層可具有10奈米到300奈米,具體來說30奈米到200奈米的厚度。在這一範圍內,高折射率層可包含在抗反射膜中。
抗反射膜130可具有約50微米到約100微米,具體來說約60微米到約90微米的厚度。在這一範圍內,抗反射膜可包含在偏光板中。
抗反射膜130可通過以下方式來製造:將用於低反射率層的組合物沉積到用於基層的非拉伸膜上達到預定厚度,隨後固化所述組合物以在非拉伸膜上形成低反射率層。替代地,抗反射膜130可通過以下方式來製造:將用於低反射率層的組合物塗布在用於基層的非拉伸膜上達到預定厚度,固化所述組合物以在非拉伸膜上形成用於低反射率層的塗層,且拉伸整個非拉伸膜和用於低反射率層的塗層,隨後進行熱處理。替代地,抗反射膜130可通過以下方式來製造:拉伸用於基層的非拉伸膜以形成基層且將用於低反射率層的組合物塗布在基層上達到預定厚度,隨後固化所述組合物。優選地,抗反射膜130通過以下方式來製造:在非拉伸膜上形成用於低反射率層的塗層且拉伸整個非拉伸膜和用於低反射率層的塗層,隨後進行熱處理。
用於低反射率層的塗層通過將用於低反射率層的組合物塗布在硬塗層的上部表面上,隨後固化來形成。通過在非拉伸膜的MD上單軸拉伸所製造的非拉伸膜、用於硬塗層的塗層以及用於低反射率層的塗層的層壓體,隨後對層壓體進行熱處理,抗反射膜130在550奈米的波長下可具有約90%或大於90%,具體來說90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、100%,例如90%到97%的光透射率。在這一範圍內,抗反射膜130可在應用於偏光板的最外側時說明改進螢幕品質。
抗反射膜130可具有4到10,具體來說4、4.2、4.4、4.6、4.8、5、5.2、5.4、5.6、5.8、6、6.2、6.4、6.6、6.8、7、7.2、7.4、7.6、7.8、8、8.2、8.4、8.6、8.8、9、9.2、9.4、9.6、9.8、10,例如5到10,更具體來說5到8的正(+)反射色彩值a*,和-20到-1,具體來說-20、-19、-18、-17、-16、-15、-14、-13、-12、-11、-10、-9、-8、-7、-6、-5、-4、-3、-2、-1,例如-15到-1,更具體來說-12到-1的負(-)反射色彩值b*。在這一範圍內,抗反射膜130可在將包含在偏光片的下部表面上展現正波長色散的延遲膜的偏光板應用於光學顯示設備時改進反射色彩靈敏度。選擇抗反射膜130的反射顏色值a*和反射色彩值b*中的每一個以改進偏光板的反射色彩靈敏度,所述偏光板包含在偏光片的下部表面上展現正波長色散的延遲膜。
如下文所描述,正波長色散意指短波長色散(Re(450)/Re(550))高於長波長色散(Re(650)/Re(550))。負波長色散通常通過液晶層來實現,從而導致製造成本增加。正波長色散有利地解決負波長色散的問題。本文中,“負色散”意指短波長色散小於長波長色散。
反射色彩值a*和反射色彩值b*可通過上文所描述的抗反射膜來實現。本發明的發明人證實,包含低反射率層的抗反射膜可通過控制低反射率層的厚度來實現色彩值a*和色彩值b*,同時實現水蒸氣穿透率。此處,對於包含基層和低反射率層的抗反射膜,抗反射膜的水蒸氣穿透率隨著基層的水蒸氣穿透率降低而降低,從而有助於抗反射膜的製造。反射色彩值a*和反射色彩值b*可通過控制抗反射膜中的低反射率層的厚度來實現。
抗反射膜130在550奈米的波長下可具有1.2或大於1.2,具體來說1.2、1.25、1.3、1.35、1.4、1.45、1.5、1.55、1.6、1.65、1.7、1.75、1.8、1.85、1.9、1.95或2.0,例如1.5到2.0,更具體來說1.5到1.8的雙軸性度。在這一範圍內,抗反射膜可抑制彩虹斑的產生。
抗反射膜130在550奈米的波長下可具有3,000奈米或大於3,000奈米,具體來說3,000奈米、4,000奈米、5,000奈米、6,000奈米、7,000奈米、8,000奈米、9,000奈米、10,000奈米、11,000奈米、12,000奈米、13,000奈米、14,000奈米、15,000奈米、16,000奈米、17,000奈米、18,000奈米或20,000奈米,例如5,000奈米到20,000奈米,更具體來說5,000奈米到18,000奈米的平面內延遲。在這一範圍內,抗反射膜可抑制彩虹斑的產生。
延遲膜
延遲膜150可堆疊在偏光片110的下部表面上以改進偏光板的反射色彩靈敏度。
延遲膜150可具有1克/平方米‧天到100克/平方米‧天的水蒸氣穿透率。在這一範圍內,延遲膜可在與具有上述範圍內的水蒸氣穿透率的抗反射膜一起使用時實現等式1和等式2的偏光變化率。具體來說,延遲膜150可具有1克/平方米‧天、2克/平方米‧天、3克/平方米‧天、4克/平方米‧天、5克/平方米‧天、6克/平方米‧天、7克/平方米‧天、8克/平方米‧天、9克/平方米‧天、10克/平方米‧天、20克/平方米‧天、30克/平方米‧天、40克/平方米‧天、50克/平方米‧天、60克/平方米‧天、70克/平方米‧天、80克/平方米‧天、90克/平方米‧天或100克/平方米‧天,例如1克/平方米‧天到50克/平方米‧天,優選地1克/平方米‧天到10克/平方米‧天的水蒸氣穿透率。
可取決於用於延遲膜的樹脂和/或用於使用用於延遲膜的組合物製造延遲膜的製程來調節延遲膜的水蒸氣穿透率。用於延遲膜的組合物可更包含用於降低水蒸氣穿透率的添加劑以進一步降低水蒸氣穿透率。
延遲膜150可為展現正波長色散的膜。此處,“正波長色散”意指短波長色散(Re(450)/Re(550))高於長波長色散(Re(650)/Re(550))。本發明通過將具有上述反射色彩值a*和反射色彩值b*的抗反射膜堆疊在應用於面板的偏光板中展現正波長色散的延遲膜150上來改進反射色彩靈敏度。正波長色散可通過製造延遲膜的過程來調節。
在一個實施例中,延遲膜150可具有0.99到1.05,具體來說0.99、1.00、1.01、1.02、1.03、1.04或1.05,例如大於1到1.02的短波長色散,和0.98到1.04,具體來說0.98、0.99、1.00、1.01、1.02、1.03或1.04,例如0.99到1.01的長波長色散。
延遲膜150可包含由能夠實現水蒸氣穿透率和正波長色散的光學透明樹脂或包含其的組合物形成的膜。
在一個實施例中,延遲膜為非液晶層且可由選自以下各者中的至少一種樹脂形成:聚酯樹脂,包含聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯(polybutylene terephthalate;PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸丁二醇酯等;環狀聚烯烴(cyclic polyolefin;COP)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;聚氯乙烯樹脂以及聚偏二氯乙烯樹脂。優選地,樹脂為環烯烴聚合物樹脂。
延遲膜可具有正(+)雙折射。此處,“正(+)雙折射”意指具有通過拉伸賦予的雙折射特性的透明膜在拉伸方向上展現折射率增加。正(+)雙折射有助於延遲膜的製造,從而改進偏光板的生產率。
延遲膜150在550奈米的波長下可具有130奈米到160奈米,具體來說130奈米、135奈米、140奈米、145奈米、150奈米、155奈米或160奈米,例如140奈米到150奈米的平面內延遲。在這一範圍內,延遲膜可有助於改進偏光板的抗反射性能。
延遲膜150在550奈米的波長下可具有0.9到1.4,具體來說0.9、1.0、1.1、1.2、1.3或1.4,例如1.0到1.3的雙軸性度。在這一範圍內,延遲膜可降低傾斜表面上的反射率。
延遲膜150為單片(單層)型延遲膜,且可具有約30微米到約60微米,具體來說約40微米到約50微米的厚度。在這一範圍內,延遲膜150可應用於偏光板且可容易地實現上述平面內延遲。
延遲膜150可通過拉伸通過擠出前述樹脂或包含前述樹脂的組合物製備的非拉伸膜來製造。在一個實施例中,延遲膜可通過非拉伸膜的MD-單軸拉伸、TD-單軸拉伸、MD和TD雙軸拉伸或斜拉伸到預定伸長率來製造。拉伸可通過發明所屬技術領域具有通常知識者已知的典型方法執行。
延遲膜150可通過拉伸以在平面內方向上具有慢軸來製造。參考偏光板的MD,延遲膜具有以-137°到-133°,具體來說-137°、-136°、-135°、-134°或-133°,例如-136°到-134°,更具體來說-135°或-47°到-43°,具體來說-47°、-46°、-45°、-44°、-43°,例如-46°到-44°,更具體來說-45°傾斜的慢軸。在這一範圍內,延遲膜可改進反射色彩。
儘管圖1中未繪示,但偏光板可更包含延遲膜150的下部表面上的粘合劑層。粘合劑層用以將偏光板以粘附方式附接到顯示面板。粘合劑層可由發明所屬技術領域具有通常知識者眾所周知的典型粘合劑組合物形成,例如,(甲基)丙烯酸、矽酮或環氧類粘合劑組合物,但不限於此。
第一接合層
第一接合層120可插入在偏光片110與抗反射膜130之間以將偏光片110接合到抗反射膜130。
優選地,第一接合層120由光化輻射可固化粘合劑組合物形成。光化輻射可固化粘合劑組合物可包含環氧化合物、(甲基)丙烯酸類化合物以及光引發劑。環氧化合物可包含選自脂環族環氧化合物、芳香族環氧化合物、脂族環氧化合物以及氫化芳香族環氧化合物中的至少一種,這是發明所屬技術領域具有通常知識者是眾所周知的。(甲基)丙烯酸類化合物含有至少一個(甲基)丙烯酸酯基且可選自發明所屬技術領域具有通常知識者眾所周知的典型(甲基)丙烯酸類化合物。光引發劑可包含選自光陽離子聚合引發劑和光自由基聚合引發劑中的至少一種,這是發明所屬技術領域具有通常知識者眾所周知的。
第一接合層120可具有0.5微米到2.5微米,具體來說1微米到2微米的厚度。在這一範圍內,第一接合層可確保偏光片與抗反射膜之間足夠的接合強度且可用於偏光板中。
第二接合層
第二接合層140可插入在偏光片110與延遲膜150之間以將偏光片110接合到延遲膜150。
優選地,第二接合層150由光化輻射可固化粘合劑組合物形成,但不限於此。光化輻射可固化粘合劑組合物的細節與第一接合層的細節基本上相同。
第二接合層140可具有0.5微米到2.5微米,具體來說1微米到2微米的厚度。在這一範圍內,第二接合層可實現偏光片與抗反射膜之間足夠的接合強度且可用於偏光板中。
偏光板在550奈米的波長下可具有99.5%或大於99.5%,例如99.9%或大於99.9%的偏亮度,和45%或大於45%,例如45%到50%的光透射率。
根據本發明的光學顯示設備可包含根據本發明的實施例的偏光板。舉例來說,光學顯示設備可包含有機發光二極體(organic light emitting diode;OLED)顯示器和液晶顯示器。
在一個實施例中,OLED顯示設備可包含:包含柔性襯底的OLED面板;和堆疊在OLED面板上的根據本發明的偏光板。
在另一實施例中,OLED顯示設備可包含:包含非柔性襯底的OLED面板;和堆疊在OLED面板上的根據本發明的偏光板。
接著,將參考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
製造偏光片
使用水洗滌過的聚乙烯醇膜(PS#60,預拉伸厚度:45微米,日本可樂麗株式會社(Kuraray Co., Ltd., Japan))在30℃下在溶脹浴中用水溶脹。
此後,使聚乙烯醇膜在30℃下在填充有含有3重量%的碘化鉀的水溶液的染色浴中靜置200秒。接著,使聚乙烯醇膜在30℃下通過填充有含有3重量%的硼酸的水溶液的濕式交聯浴。接著,在50℃下,在填充有含有3重量%的硼酸及3重量%的碘化鉀的水溶液的濕式拉伸浴中,將聚乙烯醇膜拉伸到其初始長度的6倍的總伸長率。
接著,將聚乙烯醇膜在20℃下浸沒於含有3重量%的硼酸和3重量%的碘化鉀的色彩校正浴中100秒,隨後進行洗滌和乾燥,從而製備偏光片(厚度:17微米)。
製造抗反射膜
通過熔融擠出包括聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)樹脂的組合物製造非拉伸膜。通過在非拉伸膜的上部表面上沉積包括丙烯酸酯樹脂的組合物,隨後固化所述組合物來形成用於硬塗層的塗層。接著,通過在硬塗層的上部表面上沉積含有中空二氧化矽顆粒的組合物,隨後固化來形成用於低反射率層的塗層。通過在非拉伸膜的MD上單軸拉伸非拉伸膜、用於硬塗層的塗層以及用於低反射率層的塗層的層壓體,隨後對層壓體進行熱處理來製造抗反射膜1。抗反射膜1的詳細規格繪示於表1中。
製造延遲膜
通過熔融擠出包括環烯烴聚合物(COP)樹脂的組合物製造非拉伸膜。通過在相對於MD的傾斜方向上拉伸非拉伸膜來製造延遲膜。
製造偏光板
製備粘合劑組合物,所述粘合劑組合物包括60重量份的雙官能脂環族環氧化合物(CELLOXIDE 2021P,大賽璐(Daicel))、40重量份的(甲基)丙烯酸酯化合物(三環癸烷二甲醇二丙烯酸酯,M-262,美源商事(Miwon SC))、2重量份的二苯基-4-(苯硫基)苯基鋶六氟磷酸鹽以及1重量份的1-羥基-環己基苯基酮。
接著,將所製備組合物沉積在偏光片的上部表面和下部表面的每一個上達到預定厚度,將抗反射膜1接合到偏光片的上部表面,且將延遲膜接合到偏光片的下部表面,隨後在400毫瓦/平方釐米和1000毫焦/平方釐米的金屬鹵化物燈下固化所述組合物,從而製造偏光板,其中抗反射膜1、第一接合層(厚度:1.5微米)、偏光片、第二接合層(厚度:1.5微米)以及延遲膜以所述次序依序堆疊。參考偏光板的MD,偏光片具有以0°傾斜的吸收軸,抗反射膜的基層具有以+90°傾斜的慢軸,且延遲膜具有以-45°傾斜的慢軸。
實例 2
以與實例1相同的方式製造偏光板,不同之處在於通過降低染色浴中碘的濃度,偏光片的透射率比實例1高0.8%。
實例 3 和實例 4
以與實例1相同的方式製造偏光板,不同之處在於如表3中所列改變抗反射膜。
比較例 1
以與實例1相同的方式製造偏光板,不同之處在於如表3中所列改變抗反射膜。
表1
反射率 (%,在550奈米下) | 反射色彩值a* | 反射色彩值b* | 基層 | 低反射率層的厚度(奈米) | 水蒸氣穿透率 (克/平方米‧天) | |
抗反射膜1 | 0.5 | 5.4 | -8.1 | PET | 130 | 20 |
抗反射膜2 | 0.5 | 5.3 | -4.0 | PET | 119 | 20 |
抗反射膜3 | 0.5 | 5.4 | -11.5 | PET | 140 | 20 |
抗反射膜4 | 1.0 | 3.4 | 2.7 | TAC | 100 | 350 |
在表1中,除低反射率層的厚度以外,基本上以與實例1相同的方式製造抗反射膜2到抗反射膜3。在表1中,除改變低反射率層和基層的厚度以外,基本上以與實例1相同的方式製造抗反射膜4。圖2展示各種波長下的抗反射膜的反射率。參考圖2,可看出抗反射膜1到抗反射膜3具有460奈米或大於460奈米,具體來說480奈米到540奈米的最小反射波長。相反地,可看出抗反射膜4具有450奈米的最小反射波長。
表2
材料 | 短波長色散 | 長波長色散 | 波長色散 | 水蒸氣穿透率 (克/平方米‧天) | Re (在550奈米下) | |
延遲膜 | COP | 1.01 | 1.00 | 正波長 色散 | 3 | 142 |
使用AxoScan偏光儀(艾克度量有限公司(AxoMetric Co., Ltd.))測量延遲膜的平面內延遲和波長色散。
關於以下特性評估實例和比較例的偏光板,且結果展示於表3和圖3中。
(1)偏光板的光透射率和偏亮度(單位:%):在550奈米的波長下使用UV可見分光亮度計V730(日本分光株式會社(JASCO))測量相對於偏光板的光透射率和偏亮度。
(2)偏亮度的變化率(單位:%):將實例和比較例的偏光板中的每一個切割成尺寸為10釐米×10釐米的樣本,隨後通過上述方法測量偏亮度。此後,使一些樣本在85℃下靜置1,000小時,隨後測量偏亮度以根據等式1計算偏光變化率。使其它樣本在60℃和95% RH下靜置1,000小時,隨後測量偏亮度以根據等式2計算偏光變化率。
(3)面板上的偏光板相對於外部光的反射色彩值a*和反射色彩值b*:通過將實例和比較例的偏光板中的每一個附接到有機發光二極體面板的上部表面來製造用於光學顯示設備的模組。對於用於光學顯示設備的模組,根據CIE 1976 a*b*標準,使用CM-2600d(柯尼卡美能達)分光亮度計在SCE反射模式(光源:C光源,光源孔徑:Φ4mm,測量視角:2°)下測量從偏光板和有機發光二極體面板反射和洩漏的光以獲得前側(0°)的色彩值a*和色彩值b*。
表3
抗反射膜 | 延遲膜 | 光透射率 | 偏亮度 | 等式1 | 等式2 | 反射色彩值a* | 反射色彩值b* | |
實例1 | 抗反射膜1 | 延遲膜 | 45.2 | 99.985 | -0.05% | -0.02% | 15.6 | -23.1 |
實例2 | 抗反射膜1 | 延遲膜 | 46.0 | 99.587 | -0.27% | -0.08% | 16.2 | -23.3 |
實例3 | 抗反射膜2 | 延遲膜 | 45.2 | 99.985 | -0.05% | -0.02% | 13.5 | -19.1 |
實例4 | 抗反射膜3 | 延遲膜 | 45.3 | 99.982 | -0.06% | -0.03% | 15.3 | -23.6 |
比較例1 | 抗反射膜4 | 延遲膜 | 45.6 | 99.868 | -0.83% | -0.43% | 11.8 | -18.1 |
如表3和圖3所展示,根據本發明的偏光板在高溫下和/或在高溫/濕度條件下靜置較長時間段之後具有改進的可靠性。如表3中所展示,本發明提供一種偏光板,所述偏光板包含延遲膜,所述延遲膜展現正波長色散且當應用於顯示面板時具有低反射率和改進的反射色彩靈敏度。
相反地,比較例1的偏光板未能實現本發明的所有效果。如圖3所繪示,比較例的偏光板在高溫下和/或在高溫/濕度條件下靜置較長時間段之後,展現比實例的偏光板差得多的可靠性。
儘管本文中已經描述了一些實施例,但應理解,可在不脫離本發明的精神和範圍的情況下由發明所屬技術領域具有通常知識者作出各種修改、改變、更改以及等效實施例。
110:偏光片
120:第一接合層
130:抗反射膜
140:第二接合層
150:延遲膜
圖1是根據本發明的一個實施例的偏光板的截面視圖。
圖2是描繪在實例和比較例中製備的抗反射膜的反射率的圖,其中X軸指示波長(單位:奈米)且Y軸指示反射率(單位:%)。
圖3是描繪在實例和比較例中製備的偏光板在高溫下的偏亮度(A)的變化率和偏光板在高溫/濕度條件下的偏亮度(B)的變化率的圖,其中X軸指示時間(單位:小時)且Y軸指示偏光變化率(單位:%)。在圖3中,
表示比較例1,
表示實例1,且
表示實例2。
110:偏光片
120:第一接合層
130:抗反射膜
140:第二接合層
150:延遲膜
Claims (12)
- 一種偏光板,包括:偏光片;抗反射膜,堆疊在所述偏光片的一個表面上;以及延遲膜,堆疊在所述偏光片的另一表面上,其中所述抗反射膜具有1克/平方米.天到30克/平方米.天的水蒸氣穿透率,且所述延遲膜具有1克/平方米.天到100克/平方米.天的水蒸氣穿透率,且其中所述抗反射膜具有4到10的正反射色彩值a*和-20到-1的負反射色彩值b*。
- 如請求項1所述的偏光板,其中所述延遲膜展現正波長色散。
- 如請求項1所述的偏光板,其中所述延遲膜具有0.99到1.05的短波長色散和0.98到1.04的長波長色散。
- 如請求項1所述的偏光板,其中所述延遲膜在550奈米的波長下具有130奈米到160奈米的平面內延遲。
- 如請求項1所述的偏光板,其中所述抗反射膜在550奈米的波長下具有3,000奈米或大於3,000奈米的平面內延遲。
- 如請求項1所述的偏光板,其中所述抗反射膜包括基層和堆疊在所述基層上的低反射率層。
- 如請求項6所述的偏光板,其中所述低反射率層具有110奈米到180奈米的厚度。
- 如請求項6所述的偏光板,其中所述基層包括選自聚酯樹脂和環烯烴聚合物樹脂中的至少一種。
- 如請求項6所述的偏光板,其中所述抗反射膜在所述基層與所述低反射率層之間更包括:選自硬塗層和高折射率層中的至少一個。
- 如請求項1所述的偏光板,其中,參考所述偏光板的加工方向,所述偏光片具有以-1°到+1°的角度傾斜的吸收軸,包含在所述抗反射膜中的基層具有以+80°到+100°的角度傾斜的慢軸,且所述延遲膜具有以-137°到-133°的角度或以-47°到-43°的角度傾斜的慢軸。
- 如請求項1所述的偏光板,更包括:第一接合層,插入在所述偏光片與所述抗反射膜之間;以及第二接合層,插入在所述偏光片與所述延遲膜之間,所述第一接合層和所述第二接合層中的每一個由光化輻射可固化接合劑形成。
- 一種光學顯示設備,包括如請求項1到請求項11中任一項所述的偏光板。
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