偏光板、其制造方法以及包含上述的液晶显示装置的制造方法
偏光板、其制造方法以及包含上述的液晶显示装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明是有关于偏光板、其制造方法以及包含上述的光学显示装置。
【背景技术】
[0002] 为了控制光的振荡方向以便显现液晶显示装置的显示图案而在液晶单元内部及 外部使用偏光板。偏光板包含偏光器及保护膜，保护膜形成于偏光器的至少一侧面上。通 常，尽管保护膜为三乙酰基纤维素(TAC)膜，但TAC膜比典型聚合物膜更昂贵。因此，将包含 聚对苯二甲酸乙二酯(PET)膜的低价聚合物膜用以替代TAC膜。
[0003] 常见PET膜为以某一拉伸比在MD(Machine Direction)及/或TD(Transverse Direction)上拉伸以便改良良率并具有相位差亦即延迟的范围的PET膜。然而，在MD及/或 TD上拉伸的常见PET膜具有高分子定向角，且因此在偏光器的吸收轴与PET膜的光学轴之间 存在大的偏差。因此，偏光板的偏光度及屏幕的亮度可减少。此外，归因于此，液晶显示装置 的对比率(contrast ratio,CR)可能恶化。更进一步，当长时间暴露在高温下时，常见PET膜 可减少偏光器的偏光度及偏光板的透射率且使虹斑更糟。此外，当拉伸PET膜时，PET膜的一 部分，特定而言末端部分，可能因为在并入偏光板中时的其不对称分子定向而遭受光学性 质的恶化，且因此其使用受到限制。此外，因为PET膜为经拉伸膜，所以膜可在用于液晶显示 装置中时遭受虹斑。
[0004] 在韩国专利公开第2011-0014515号中描述本发明的先前技术。
【发明内容】
[0005] 技术问题
[0006] 本发明的一个目标是提供可抑制虹斑，保证视角，改良图像品质的偏光板。
[0007] 本发明的另一个目标是提供可改良偏光器的偏光度及透射率，借此具有极佳光学 性质及高对比率的偏光板。
[0008] 本发明的再一个目标是提供即使偏光板暴露于高温，其偏光度仍可不会恶化，或 能够最小化恶化，且因此可抑制虹斑的偏光板。
[0009] 本发明的再一个目标是通过在所有定向上使用经拉伸聚酯膜用作偏光板的保护 膜而提供具有高经济可行性的偏光板。
[0010] 技术手段
[0011] 本发明的态样是有关于偏光板，其包括偏光器及形成于偏光器的上侧面上的聚酯 膜，其中聚酯膜具有约10°或更小的最大热收缩角，及约1.65或更大的在550nm的波长下的X 轴方向的折射率nx及在550nm的波长下的y轴方向的折射率ny中的任一者。
[0012] 本发明的另一态样是有关于偏光板，其包括偏光器及形成于偏光器的上侧面上的 聚酯膜，其中聚酯膜具有约5°或更小的分子定向角（Θ Γ)的绝对值。
[0013] 在特定实例中，ηχ和ny的差的绝对值可为约〇 · 1至约〇 · 2〇
[0014] 在特定实例中，聚酯膜可具有约0.8%或更小的最大热收缩率。
[0015] 在特定实例中，聚酯膜可具有约0°至约5°的基于TD的聚酯分子的分子定向角（0r) 的绝对值。
[0016] 在特定实例中，聚酯膜可具有约25μπι至约115μπι的厚度，及在550nm波长下的约5， OOOnm至约15 ,OOOnm的前延迟(Ro)。
[0017] 在特定实例中，前延迟(Ro)可为约10，100nm至约12,000nm。
[0018] 在特定实例中，聚酯膜可为TD拉伸膜。
[0019] 在特定实例中，聚酯膜可具有在550nm的波长下的约1.8或更小的双轴度(NZ)，如 由等式1所表不：
[0020] [等式 1]
[0021] NZ =(ηχ-nz)/(ηχ-ny)
[0022](其中，nx、ny以及nz分别为在550nm的波长下的聚酯膜的X轴方向、y轴方向以及z 轴方向上的折射率(refractive index))。
[0023] 在特定实例中，聚酯膜可具有在550nm的波长下的约15,000nm或更小的厚度方向 延迟(Rth )，如由等式2所量测：
[0024] [等式2]
[0025] Rth= ((nx+ny)/2~nz) Xd
[0026](其中，nx、ny以及nz分别为在550nm的波长下的聚酯膜的X轴方向、y轴方向以及z 轴方向上的折射率;且d为聚酯膜的厚度(单位:nm))。
[0027] 在特定实例中，聚酯膜可为由聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚萘二 甲酸乙二醇酯及聚萘二甲酸丁二醇酯中的至少一者形成的膜。
[0028] 在特定实例中，光学膜可更形成至偏光器的下侧面。
[0029] 在特定实例中，光学膜可具有在550nm波长下的约40nm至约60nm的前延迟(Ro)。
[0030] 在特定实例中，光学膜可为由纤维素、聚酯、环状聚烯烃、聚碳酸酯、聚醚砜、聚砜、 聚酰胺、聚酰亚胺、聚烯烃、聚丙烯酸酯、聚乙烯醇、聚氯乙烯、及聚偏二氯乙烯树脂中的至 少一者形成的膜。
[0031] 在特定实例中，偏光板可具有约99.99 %或更大的偏光度，及约40 %或更大的透射 率。
[0032]本发明的另一态样是有关于制造偏光板的方法，包括:仅在TD上以约2至约10的拉 伸比拉伸经熔融挤压的聚酯树脂，并在约l〇〇°C至约300°C下热稳定经拉伸的聚酯树脂以制 造聚酯膜；以及将聚酯膜结合至偏光器的一侧面。
[0033]在特定实例中，方法还包括将光学膜结合至偏光器的另一侧面。
[0034]本发明的另一态样是有关于包括偏光板的液晶显示装置。
[0035]技术效果
[0036]本发明提供一种偏光板、其制造方法以及包含上述的液晶显示装置，偏光板可抑 制虹斑，保证视角，改良图像品质且改良偏光器的偏光度及透射率，借此具有极佳光学性质 及高对比率。另外，本发明提供一种偏光板、其制造方法以及包含上述的液晶显示装置，即 使偏光板暴露于高温，其偏光度仍可不会恶化，或能够最小化恶化，且因此偏光板可抑制虹 斑。再进一步，本发明提供一种偏光板、其制造方法以及包含上述的液晶显示装置，通过在 所有定向上使用经拉伸聚酯膜用作偏光板的保护膜，偏光板具有高经济可行性。
【附图说明】
[0037]图1为根据本发明的一实施例的偏光板的横截面图。
[0038]图2为根据本发明的另一实施例的偏光板的横截面图。
[0039] 图3为根据本发明的一实施例的液晶显示装置的横截面图。
[0040] 图4为本发明中的热收缩率的概念图。
【具体实施方式】
[0041] 现将较详细地描述本发明的某些实施例，使得本发明的某些实施例可易于由本发 明所属领域中具通常知识的一般者参看随附图式制作。本发明可以不同方式来体现且不限 于以下实施例。在图式中，为清楚起见将省略无关于本发明的实施例的描述的元件。通篇图 式及说明将使用相同参考数字以指代相同或类似构成元件。
[0042] 如本文中所使用，参看随附图式界定诸如"上侧面"及"下侧面"的术语。因此，应理 解当自不同角度检视时术语"上侧面"可与术语"下侧面"互换地使用或术语"下侧面"可与 术语"上侧面"互换地使用。
[0043] 如本文中所使用，参看图4,术语'热收缩率'可为自I B-A I/A X 100获得的值，其中 在MD上长度为约200mm及TD上长度为约200mm的正方形聚酯膜样本（10)中，基于样本（10)的 中心点绘制具有半径A(0<A ^ 150mm，例如100mm)的圆（10a)，自圆的平行于MD的半径（IOb) 以在某一范围中的相同角α(0°<α< 10°，特定而言约5°)将圆（IOa)的周边均等地划分成多 个区段，以进一步绘制连接周边上的一点与圆心的多个线（l〇c)，并在将样本（10)或圆 (IOa)留在选自i)在约85°C下持续约30分钟、ii)在约100°C下持续约30分钟、iii)在约120 °〇下持续约30分钟，以及iv)在约150°C下持续约30分钟中的任一条件下的后量测线（IOc) 的长度B。如本文中所使用，术语'最大热收缩率'意谓经量测热收缩率当中的最大值。
[0044] 如本文中所使用，术语'最大热收缩角'意谓当使用聚酯膜样本（10)根据沿角α均 等地划分的周边上的一点将图4中的角α与图4中量测的热收缩率描绘至彼此时在圆的平行 于MD的半径（IOb)与指示最大热收缩率的直线的间的角。作为描绘的结果，可获得具有花生 形的描绘结果。
[0045]如本文中所使用，除非特别提及，否则'nx'、'ny'及'nz'分别为在550nm的波长下 的聚酯膜的 三维座标系统（X轴方向、y轴方向及z轴方向（厚度方向））中的折射率 (refractive index)。举例而言，X轴方向可为MD，或y轴方向可为TD。
[0046] 下文中，将参看图1详细地描述根据本发明的一实施例的偏光板。
[0047] 参看图1，根据本发明的一实施例的偏光板（100)可包含偏光器（110)以及形成于 偏光器（110)的上侧面上的聚酯膜（120)，其中聚酯膜（120)可具有约10°或更小的最大热收 缩角，及约1.65或更大的nx及ny中的任一者。
[0048]液晶显示装置中的偏光板可长时间暴露于高温。在此状况下，偏光板的偏光度可 能减少，因此恶化液晶显示装置的光学性质。根据本发明的一实施例的偏光板可包含具有 约10°或更小的最大热收缩角的聚酯膜（120)，因此即使偏光板暴露于高温，仍不会减少其 偏光度及透射率。聚酯膜的最大热收缩角可特定为约0°至约10°，更特定为约0°至约9°，再 特定为约0°至约7°，例如，0°、1°、2°、3°、4°、5°、6°、7°、8°、9°或10°、且更佳较接近于0°。
[0049] -般而言，习知聚酯膜在拉伸制程期间具有结晶行为。因此，使用聚酯膜的偏光板 可能遭受虹斑，因此恶化图像品质。若聚酯膜的nx及ny两者皆小于约1.65,或nx及ny两者皆 为约1.65或更大，则具有作为保护膜的聚酯膜的偏光器可由于归因于延迟的变化(取决于 入射角及波长)的双折射而遭受虹斑。然而，根据本发明的实施例，偏光板中的聚酯膜(120) 的nx及ny中的任一者为约1.65或更大，使得其可显著地抑制虹斑。
[0050] 在一实施例中，nx可为约1.65或更大，特定言之约1.67至约1.75，且ny可小于约 1.65,特定言之约1.45至约1.60。在另一特定实例中，ny可为约1.65或更大，特定言之约 1.67至约1.72,更特定言之约1.69至约1.72,且nx可小于约1.65,特定言之约1.45至约 1.60。本文中，nx和ny的差的绝对值（I nx-ny I )可为约0.1至约0.2,特定言之约0.1至约 0.18，例如，0.1、0.11、0.12、0.13、0.14、0.15、0.16、0.17或0.18。借此，聚酯膜可改良视角 且亦抑制虹斑。
[0051 ]聚酯膜（120)可具有约0.8%或更小的最大热收缩率，特定言之约0至约0.8%，更 特定言之约〇至约0.6%，例如，0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%或 0.8%，且更佳较接近于0%。在此范围内，在偏光板持续长时间周期暴露于高温时，不会因 为偏光板的透射率减少而发生液晶显示装置的光学性质的恶化问题。在一实施例中，聚酯 膜可具有基于图4的圆在整个定向（约0°至约360°)上的约0至约0.8%的热收缩率。在此范 围内，聚酯膜可具有改良的光学性质。
[0052]聚酯膜（120)因为以高拉伸比拉伸其而具有超高延迟，使得在将偏光板并入液晶 显示装置中时聚酯膜可抑制虹斑以防止偏光板使图像品质恶化。在特定实例中，聚酯膜 (120)可具有约25μπι至约115μπι的厚度，及在550nm波长下的约5,000腦至约15,00011111，特定 言之约10, IOOnm至约12 ,OOOnm的前延迟(Ro)。在所述范围内，当聚酯膜用作偏光器的保护 膜时，其可抑制虹斑。此外，其可抑制自侧面泄漏光的光泄漏现象，且更抑制取决于入射角 的延迟的变化以借此防止延迟差增加。
[0053] 聚酯膜（120)可具有在550nm的波长下的约1.8或更小，特定言之，约1.0至约1.8的 双轴度(NZ)，如等式1所表示。在此范围内，聚酯膜可具有控制由于双折射的虹斑的作用。
[0054] [等式 1]
[0055] NZ= (nx-nz)/(nx-ny)
[0056](其中，nx、ny以及nz分别为在550nm的波长下的聚酯膜的X轴方向、y轴方向以及z 轴方向上的折射率）。
[0057] 聚酯膜（120)可具有在550nm的波长下的约15，OOOnm或更小，例如，约10，OOOnm至 约13,000nm的厚度方向延迟(Rth)，如等式2所量测。在此范围内，聚酯膜可具有控制由于双 折射的虹斑的作用。
[0058] [等式2]
[0059] Rth= ((nx+ny)/2~nz) Xd
[0000](其中，nx、ny以及nz分别为在550nm的波长下的聚酯膜的X轴方向、y轴方向以及z 轴方向上的折射率，且d为膜的厚度(单位:nm))。
[0061 ] 聚酯膜（120)可具有约5°或更小，特定言之，约0至约5°，例如，0°、1 °、2°、3°、4°或 5°的聚酯分子中基于TD的分子定向角（ΘΓ)的绝对值。在此范围内，其可改良偏光板的偏光 度及屏幕的亮度，借此增加其对比率，且即使持续长时间周期暴露于高温，仍可进一步防止 偏光板的偏光度恶化。分子定向角可通过任何典型方法，例如，通过使用K0BRA-WX100 (王子 (Oji)有限公司）及AX0SCAN(艾索度量(AXOMetrics)有限公司）量测。
[0062]聚酯膜(120)可为由聚酯树脂形成的任何透明膜而无限制性。在实施例中，聚酯膜 可为由聚对苯二甲酸乙二酯树脂、聚对苯二甲酸丁二酯树脂、聚萘二甲酸乙二醇酯树脂及 聚萘二甲酸丁二醇酯树脂中的至少一者形成的膜。
[0063] 聚酯膜（120)可具有约25μπι至约115μπι的厚度。在此范围内，当膜堆叠于偏光器上 时，所获得的产物可用作偏光板。
[0064]尽管图1中未展示，聚酯膜（120)可包含在其上侧面上的功能涂布层，例如，硬涂布 层、抗反射层或抗指纹层以赋予功能性。功能涂布层可具有约Ιμπι至约ΙΟμπι的厚度。在此范 围内，当膜堆叠于偏光器上时，所获得的产物可用作偏光板。
[0065]另外，尽管图1中未展示，聚酯膜（120)可更包含在其下侧面上的侧涂布层。聚酯膜 具有疏水性表面。详言之，当聚对苯二甲酸乙二酯用作保护膜时，保护膜展现较高疏水性。 为将此膜应用于偏光板，膜经历表面改质以将其表面自疏水性表面转换成亲水性表面。当 使用氢氧化钠(其用于现有纤维素膜)的表面改质用于保护膜的表面改质时，保护膜的表面 可不充分地改质或可被损坏。为解决此等问题，包含具有疏水性及亲水性官能基团的高黏 接性底涂剂的表面涂布层可形成于保护膜上。具有疏水性及亲水性官能基团的底涂剂可包 含但不限于聚酯树脂、聚乙酸乙烯酯树脂或其混合物。可通过添加表面涂布层而最大化保 护膜的机械性质及低水蒸气渗透性，借此赋予偏光板对严苛外部条件的高抵抗力。另外，表 面涂布层可形成于保护膜与偏光板之间以改良保护膜与偏光器之间的黏结。
[0066]因为偏光器（110)具有在特定方向上对准的分子，所以偏光器在并入液晶显示装 置中时仅透射特定方向的光。可通过以碘或二向色染料来对聚乙烯醇膜染色，继之以在某 一方向上拉伸其来制造偏光器。特定言之，通过膨胀、染色、拉伸及交联制程来制造偏光器。 每一制程可通过所属领域中具通常知识者大体上已知的方法来执行。
[0067] 偏光器（110)可具有约5μηι至约30μηι的厚度。在此范围内，偏光器可用于液晶显示 装置的偏光板。
[0068] 又，偏光板（100)可具有约25μηι至约500μηι的厚度。在此范围内，偏光板可用作用于 液晶显示装置的偏光板。偏光板可具有约99.99%或更大的偏光度，例如，约99.99%至约 99.999 %。此外，偏光板可具有约40 %或更大，例如，约40 %至约80 %的透射率(例如，如在 可见光范围，亦即，550nm的波长下量测）。在此范围内，当偏光板并入液晶显示装置中时，液 晶显示装置可不遭受光学性质的恶化。
[0069] 尽管图1中未展示，但用于偏光板的黏结层可形成于偏光器（110)与聚酯膜（120) 之间以改良偏光板的机械强度。黏结层可包括任何典型黏结剂，例如，水基黏结剂、压敏黏 结剂及可光致固化黏结剂中的至少一者。另外，尽管图1中未展示，但结合剂层可更形成于 偏光器（110)的下侧面上，借此将偏光板堆叠于液晶显示面板上。结合剂可包含但不限于压 敏结合剂。
[0070] 下文中，将参看图2描述根据本发明的另一实施例的偏光板。
[0071] 参看图2,根据本发明的另一实施例的偏光板(200)可包含:偏光器（110);形成于 偏光器（110)的上侧面上的聚酯膜（120);以及形成于偏光器（110)的下侧面上的光学膜 (130)。聚酯膜（120)可具有约10°或更小的最大热收缩角，及约1.65或更大的nx及ny中的任 一者。除还包含光学膜（I 30)外，偏光板与根据本发明的第一实施例的偏光板实 质上相同。 以此方式，偏光板可更包含光学膜，借此增强其机械强度并最小化黏结剂层对偏光器的影 响。就此而言，下文中将描述光学膜。
[0072]光学膜（130)形成于液晶显示面板的一侧面上且可具有预定范围的相位差，借此 补偿视角。在一实施例中，光学膜可具有在550nm波长下的约40nm至约60nm的前延迟(Ro)。 在此范围内，光学膜可展现最佳化图像品质。光学膜130可具有约25μπι至约500μπι的厚度，特 定言之，约25μπι至约50μπι的厚度。在此范围内，光学膜可用于液晶显示装置的偏光板。
[0073]光学膜（130)为透明光学膜，且可为包含聚萘二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸丁二醇 酯及其类似者的聚酯膜，或非聚酯膜。非聚酯膜的实例可包含:纤维素，包含三乙酰基纤维 素及其类似者;环状聚烯烃树脂、聚碳酸酯树脂;聚醚砜树脂;聚砜树脂;聚酰胺树脂;聚酰 亚胺树脂;聚烯烃树脂;聚丙烯酸酯树脂;聚乙烯醇树脂;聚氯乙烯树脂；以及聚偏二氯乙烯 树脂。
[0074] 尽管图2中未展示，但用于偏光板的黏结剂层可形成于偏光器（110)与光学膜 (130)之间以改良偏光板的机械强度。黏结剂层可包含任何典型黏结剂，例如，水基黏结剂、 压敏黏结剂及可光致固化黏结剂中的至少一者。另外，尽管图2中未展示，但用于偏光板的 结合剂层可更形成于光学膜（130)的下侧面上，借此将偏光板堆叠在液晶显示面板上。结合 剂可包含(但不限于)压敏结合剂。
[0075] 下文中，将描述制造根据本发明的偏光板的方法。
[0076]制造根据本发明的一实施例的偏光板的方法可包含仅在TD上以约2至约10的拉伸 比拉伸经熔融挤压的聚酯树脂、热稳定经拉伸的聚酯树脂以制造聚酯膜以及将聚酯膜结合 至偏光器的一侧面。
[0077] 可通过单独在TD上拉伸而不在MD上拉伸来制造聚酯膜。因此，聚酯膜可具有约2至 约10的TD拉伸比，及约1至约1.1的纵向拉伸比。此处，"约1至约1.1的MD拉伸比"意谓除当拉 伸膜同时在MD上移动膜时由于膜的机械运动而不可避免地被拉伸外没有额外拉伸制程的 状态。详言之，拉伸比1意谓非拉伸状态。如聚酯膜中使用的术语'拉伸比'可意谓拉伸后膜 的长度与拉伸前膜的长度的比。当以约2至约10的拉伸比分别在MD及TD两者上拉伸膜时，其 分子定向角可超过约5°或延迟可能太低，使得可能产生虹斑。
[0078]若TD拉伸比约小于2,则聚酯膜具有低延迟，使得聚酯膜可在应用于液晶显示装置 时遭受虹斑，且由于物理性质的恶化而易于被撕破。另一方面，若TD拉伸比约大于10,则聚 酯膜可能在拉伸制程中破裂。举例而言，TD拉伸比可为约3至约8。
[0079] 可使用干式拉伸及湿式拉伸中的至少一者来执行拉伸。拉伸温度可为基于聚酯树 脂的Tg的约(Tg-20)°至约（Tg+50)°，特定言之，约70°C至约150°C，更特定言之，约80°C至约 13〇°C，再特定言之，约90°C至约120°C。在此范围内，可制造具有上文提及的超高延迟、约 0.8%或更小的最大热收缩率以及约10°或更小的最大热收缩角的聚酯膜。
[0080] 方法可更包含在拉伸聚酯膜后热稳定经拉伸的聚酯树脂。以高拉伸比拉伸的聚酯 膜倾向具有将膜恢复至其初始状态的恢复力。热稳定步骤可控制对聚酯膜的恢复力的应 力，借此维持膜的热稳定。结果，可制造具有约0.8%或更小的最大热收缩率、约10°或更小 的最大热收缩角以及约5°或更小的分子定向角的聚酯膜。
[0081] 热稳定步骤可包含在固定聚酯膜的两个TD末端的同时加热经拉伸聚酯膜以及在 MD上移动膜。本文中，与拉伸步骤的拉伸比相比，以一相对较低拉伸比来拉伸聚酯膜。TD拉 伸比可大于约O至约3或更小，特定言之约0.1至约2,更特定言之，约0.1至约1。仅在足以防 止膜由于高拉伸比而恢复的程度上执行在TD上膜的固定。不存在对聚酯膜的实质TD拉伸作 用(拉紧-松弛）。
[0082]可在约100°C至约300°C下执行在热稳定步骤中的加热。在此范围内，可制造具有 约0.8%或更小的最大热收缩率、约10°或更小的最大热收缩角以及约5°或更小的分子定向 角的聚酯膜。加热可持续执行约1秒至约2小时。
[0083]可通过以碘或二向色染料来对聚乙烯醇膜染色，继之以在某一方向上拉伸膜来制 造偏光器。执行此等步骤的方法可为所属领域中具通常知识者大体上已知的。
[0084] 可使用典型黏结剂将聚酯膜结合至偏光器。黏结剂可包含水基黏结剂、压敏黏结 剂以及可光致固化黏结剂中的至少一者。
[0085] 根据本发明的一实施例的制造方法可更包含将光学膜结合至偏光器的另一侧面。 用于结合光学膜的黏结剂可包含水基黏结剂、压敏黏结剂以及可光致固化黏结剂中的至少 一者。
[0086]本发明的液晶显示装置可包含用于包括根据本发明的实施例的偏光板的液晶显 示装置的模组。参看图3,用于根据本发明的一实施例的液晶显示装置的模组(300)可包含： 液晶显示面板(310);形成于液晶显示面板(310)的上侧面上的第一偏光板(320);形成于液 晶显示面板(310)的下侧面上的背光单元(340);及形成于液晶显示面板(310)的下侧面上 并置放于液晶显示面板(310)与背光单元(340)之间的第二偏光板(330)，其中第一偏光板 (320)可包含根据本发明的一实施例的偏光板。
[0087]液晶显示面板(310)可包含包括密封于第一基板与第二基板之间的液晶单元层的 液晶面板。在一实施例中，第一基板可为彩色滤光片(CF)基板(上部基板），且第二基板可为 TFT(Thin Film Transistor)基板（下部基板）。
[0088]第一基板及第二基板可为相同或不同的，且为玻璃基板或塑胶基板，塑胶基板可 包含PET (po lye thy Iene terephthalate )、PC (polycarbonate )、PI (polyimide)、PEN (polyethylene naphthalate)、PES(polyether sulfone)、PAR(polyacrylate)以及COC (cycloolefin copolymer)基板，其可应用于(但不限于)可烧性(flexible)显示器。液晶单 元层可为包含VA(Vertical Alignment)模式、IPS(In Place Switching)模式、FFS(Fringe Field Switching)模式以及TN(Twisted Nematic)模式液晶的液晶层。
[0089]第二偏光板(330)可为常见偏光板且可为例如包括聚酯膜的偏光板，聚酯膜为具 有小于约10°的最大热收缩角的聚酯膜、具有小于约1.65的在550nm波长下的X轴方向折射 率nx及在550nm波长下的y轴方向折射率ny中的任一者的聚酯膜，或具有大于约5°的分子定 向角的绝对值的聚酯膜。
[0090] 图3展不第一偏光板为根据本发明的第一实施例的偏光板的状况。然而，第二偏光 板可为根据本发明的一实施例的偏光板，或第一偏光板及第二偏光板两者可皆为根据本发 明的实施例的偏光板。因此，所有此等状况可包含于本发明的范畴中。
[0091] 第一偏光板(320)及第二偏光板(330)可通过结合剂层（图3中未展示)分别形成于 液晶显示面板的一侧面上。结合剂层可为任何典型结合剂，例如，压敏结合剂。
[0092]背光单元(340)为习知地用于液晶显示装置中的背光单元且可包含光源、波导板、 反射板、漫射板等等。
[0093] 发明的模式
[0094] 下文中，将参考本发明的较佳实例更详细地描述本发明的构造及功能性。然而，应 注意此等实例是提供用于本发明的较佳说明，且不应以任何方式解释为限制本发明。
[0095] 用于实例及比较实例中的组件的细节如下：
[0096] (1)偏光器的材料：聚乙烯醇膜(VF-PS6000,日本可乐丽(Kuraray)有限公司，厚 度:60μηι)
[0097] (2)聚对苯二甲酸乙二酯膜:聚对苯二甲酸乙二酯膜具有表1中所示的nx、ny、最大 热收缩率、最大热收缩角及分子定向角
[0098] (3)光学膜:三乙酰基纤维素膜(KC4DR-1，日本富士有限公司，厚度:40μπι)
[0099] 实例1至实例4
[0100] 聚乙烯醇膜在60°C下经拉伸至3的拉伸比，将碘吸附于聚乙烯醇膜上，继的以在40 °C的硼酸溶液中拉伸至2.5的拉伸比，借此制造偏光器。接着，使用黏结剂（Z - 2 0 0，日本 Goshei有限公司）而将三乙酰基纤维素膜堆叠于偏光器的一侧面上，且将表1中展示的聚对 苯二甲酸乙二酯膜使用黏结剂而堆叠于偏光器的另一侧面上，借 此制造偏光板。
[0101]表1中展示的聚对苯二甲酸乙二酯膜是在表1中列出的条件下，通过熔融挤压聚对 苯二甲酸乙二酯树脂，在使用滚筒在MD上机械地移动膜的同时在TD上而非在MD上将熔融挤 压的膜拉伸至6.1的拉伸比，继之以拉紧-松弛处理而制造。聚对苯二甲酸乙二酯膜具有80μ m的厚度。
[0102] 聚对苯二甲酸乙二酯膜的最大热收缩率及最大热收缩角是根据图4使用IM-6600 (基恩士 (Keyence)有限公司）来量测。此处，将MD上长度为200mm及TD上长度为200mm的正方 形聚酯膜样本用作膜样本。通过绘制圆（半径：100mm，使其中心与样本的中心对准）、均等地 划分圆的周边以获得5°的α，以及接着将经划分的圆留在100°C下持续30分钟而对样本量测 最大热收缩率及最大热收缩角。使用AX0SCAN(AX0Metrics有限公司）在550nm的波长下量测 聚对苯二甲酸乙二酯膜的Ro。聚对苯二甲酸乙二酯膜的分子定向角是使用K0BRA-WX100 (Oji有限公司）及AX0SCAN(AX0Metrics有限公司）来量测。
[0103] 比较实例1至比较实例3
[0104] 除使用具有表1中列出的nx、最大热收缩率、最大热收缩率及分子定向角的聚对苯 二甲酸乙二酯膜外，以与实例1相同的方式制造偏光板。通过熔融挤压聚对苯二甲酸乙二酯 树脂、在表1中列出的条件下拉伸经挤压的树脂，继的以结晶及稳定处理来制造表1中的聚 对苯二甲酸乙二酯膜。
[0105] 在横向上而非在MD上将比较实例1至2中的膜拉伸至6.1的拉伸比。分别在TD及MD 两者上将比较实例3中的膜拉伸至3的拉伸比。聚对苯二甲酸乙二酯膜具有80μπι的厚度。
[0106] 表1
[0107] [表 1]
[0108]
[0110] 关于以下性质评估实例及比较实例中制造的偏光板。表2中展示结果。
[0111] 表2
[0112] [表 2]
[0113]
[0114] (I)透射率及偏光度:使用贾斯科(JASCO)有限公司的V7100量测偏光板的透射率 及偏光度。此外，在将偏光板长时间留在高温下(例如，85°C下持续120小时)之后，以与上文 提及的方法相同的方法评估透射率及偏光度。本文中，在波长550nm下执行量测。
[0115] (2)虹斑:分别将偏光板移置于液晶显示面板的上侧面上、VA模式液晶的液晶显示 面板的下侧面上、以及液晶显示面板与背光单元之间，以将其组装。使用光谱辐射计（SR-3A，拓普康(TOP⑶N)有限公司），观测是否产生虹斑。当没有虹斑时，其经评估为X，且当存 在虹斑时，其被评估为?。另外，在将偏光板长时间留在高温下(例如，85°C下持续120小时） 之后，以与上述方法相同的方式评估是否产生虹斑。
[0116] (3)对比度:分别将偏光板移置于液晶显示面板的上侧面上、VA模式液晶（型号名） 的液晶显示面板的下侧面上、以及液晶显示面板与背光单元的间，以将其组装，继之以使用 亮度计(SR-3A，Topc 〇n有限公司）来量测对比率(CR)。又，将比较实例1(其具有最低对比率） 的样本的对比率取作CRO。因此，对比率(CR/CR0)经计算为CR与CRO的百分比。
[0117] 如表2中所不，本发明的偏光板不遭受虹斑，且包含偏光度及透射率的光学性质是 良好的。此外，甚至在长时间留在高温下之后，偏光板仍不遭受虹斑，且包含偏光度及透射 率的光学性质不改变。
[0118] 相反，在比较实例1中，膜在TD上经拉伸至6.1的拉伸比，不拉紧-松弛，且具有大于 10°的最大热收缩角。因此，比较实例1不遭受虹斑，但具有不良的偏光度。更进一步，甚至在 长时间留在高温下之后，与本发明相比，比较实例1中的偏光板的偏光度及透射率减少。
[0119] 此外，在比较实例2中，膜在TD上经拉伸至6.1的拉伸比，但在拉紧-松弛中的温度 范围不在本发明的范围中，且膜的nx及ny中的任一者并非1.65或更大。因此，比较实例2遭 受虹斑，并具有较差的偏光度。甚至在长时间留在高温下之后，与本发明相比，比较实例2中 的偏光板具有较差偏光度。
[0120] 更进一步，在比较实例3中，膜在TD及MD两者上经拉伸至3的拉伸比，且膜的nx及ny 中的任一者并非1.65或更大。因此，比较实例3遭受虹斑。此外，甚至在长时间留在高温下之 后，比较实例3中的偏光板仍遭受虹斑。
[0121]本发明的简单修改或改变可易于由所属领域中具通常知识者执行。因此，可认为 此等修改或改变包含于本发明的范畴中。
【主权项】
1. 一种偏光板，包括： 偏光器；以及 聚酯膜，形成于所述偏光器的上侧面上， 其中所述聚酯膜具有约10°或更小的最大热收缩角，及约1.65或更大的在550nm的波长 下X轴方向的折射率nx及550nh的波长下y轴方向的折射率ny中的任一者。2. -种偏光板，包括： 偏光器；以及 聚酯膜，形成于所述偏光器的上侧面上， 其中所述聚酯膜具有约5°或更小的分子定向角（ΘΓ)的绝对值。3. 根据权利要求1所述的偏光板，其中nx和ny的差的绝对值为约0.1至约0.2。4. 根据权利要求1所述的偏光板，其中所述聚酯膜具有约0.8%或更小的最大热收缩 率。5. 根据权利要求1所述的偏光板，其中所述聚酯膜具有约0°至约5°的基于TD的聚酯分 子的分子定向角（Qr)的绝对值。6. 根据权利要求1或2所述的偏光板，其中所述聚酯膜具有约25μπι至约115μπι的厚度，及 在550nm波长下的约5，000nm至约15，000nm的前延迟(Ro)。7. 根据权利要求6所述的偏光板，其中所述前延迟(Ro)为约10，100nm至约12,000nm〇8. 根据权利要求1或2所述的偏光板，其中所述聚酯膜为TD拉伸膜。9. 根据权利要求1或2所述的偏光板，其中所述聚酯膜具有在550nm的波长下的约1.8或 更小的双轴度(NZ)，由等式1所表示： [等式1] ΝΖ= (ηχ-ηζ)/(ηχ-ny) (其中，nx、ny以及ηζ分别为在550nm的波长下的所述聚酯膜的χ轴方向、y轴方向以及ζ轴方向上的折射率(refractiveindex))。10. 根据权利要求1或2所述的偏光板，其中所述聚酯膜具有在550nm的波长下的约15， OOOnm或更小的厚度方向延迟(Rth)，由等式2所量测： [等式2] Rth= ((nx+ny)/2-nz)Xd (其中，nx、ny以及ηζ分别为在550nm的波长下的所述聚酯膜的χ轴方向、y轴方向以及ζ轴方向上的折射率;且d为所述聚酯膜的厚度(单位:nm)。11. 根据权利要求1或2所述的偏光板，其中所述聚酯膜为由聚对苯二甲酸乙二酯、聚对 苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸乙二醇酯以及聚萘二甲酸丁二醇酯中的至少一者形成的膜。12. 根据权利要求1或2所述的偏光板，其中光学膜更形成至所述偏光器的下侧面。13. 根据权利要求12所述的偏光板，其中所述光学膜具有在550nm波长下的约40nm至约 60nm的前延迟(Ro)。14. 根据权利要求12所述的偏光板，其中所述光学膜为由纤维素、聚酯、环状聚烯烃、聚 碳酸酯、聚醚砜、聚砜、聚酰胺、聚酰亚胺、聚烯烃、聚丙烯酸酯、聚乙烯醇、聚氯乙烯、以及聚 偏二氯乙烯树脂中的至少一者形成的膜。15. 根据权利要求1或2所述的偏光板，其中所述偏光板具有约99.99%或更大的偏光 度，及约40%或更大的透射率。16. -种制造偏光板的方法，包括： 仅在TD上以约2至约10的拉伸比拉伸经熔融挤压的聚酯树脂，并在约100°C至约300°C下热稳定经拉伸的所述聚酯树脂以制造聚酯膜；以及 将所述聚酯膜结合至偏光器的一侧面。17. 根据权利要求16所述的制造偏光板的方法，还包括将光学膜结合至所述偏光器的 另一侧面。18. -种液晶显示装置，包括根据权利要求1或2所述的偏光板。
【专利摘要】本发明是有关于偏光板、其制造方法以及包含上述的液晶显示装置，偏光板包含偏光器及形成于偏光器的上表面上的聚酯膜，其中聚酯膜具有约10°或更小的最大热收缩角，及约1.65或更大的在550nm的波长下的x轴方向的折射率nx及在550nm的波长下的y轴方向的折射率ny中的任一者。
【IPC分类】G02B5/30, C08J5/18, G02F1/1335, B32B27/38
【公开号】CN105492936
【申请号】CN201480047525
【发明人】申光浩, 朴银洙, 申东允, 郑海龙
【申请人】三星Sdi株式会社
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年8月12日
【公告号】US20160209568
【技术领域】
[0001] 本发明是有关于偏光板、其制造方法以及包含上述的光学显示装置。
【背景技术】
[0002] 为了控制光的振荡方向以便显现液晶显示装置的显示图案而在液晶单元内部及 外部使用偏光板。偏光板包含偏光器及保护膜，保护膜形成于偏光器的至少一侧面上。通 常，尽管保护膜为三乙酰基纤维素(TAC)膜，但TAC膜比典型聚合物膜更昂贵。因此，将包含 聚对苯二甲酸乙二酯(PET)膜的低价聚合物膜用以替代TAC膜。
[0003] 常见PET膜为以某一拉伸比在MD(Machine Direction)及/或TD(Transverse Direction)上拉伸以便改良良率并具有相位差亦即延迟的范围的PET膜。然而，在MD及/或 TD上拉伸的常见PET膜具有高分子定向角，且因此在偏光器的吸收轴与PET膜的光学轴之间 存在大的偏差。因此，偏光板的偏光度及屏幕的亮度可减少。此外，归因于此，液晶显示装置 的对比率(contrast ratio,CR)可能恶化。更进一步，当长时间暴露在高温下时，常见PET膜 可减少偏光器的偏光度及偏光板的透射率且使虹斑更糟。此外，当拉伸PET膜时，PET膜的一 部分，特定而言末端部分，可能因为在并入偏光板中时的其不对称分子定向而遭受光学性 质的恶化，且因此其使用受到限制。此外，因为PET膜为经拉伸膜，所以膜可在用于液晶显示 装置中时遭受虹斑。
[0004] 在韩国专利公开第2011-0014515号中描述本发明的先前技术。
【发明内容】
[0005] 技术问题
[0006] 本发明的一个目标是提供可抑制虹斑，保证视角，改良图像品质的偏光板。
[0007] 本发明的另一个目标是提供可改良偏光器的偏光度及透射率，借此具有极佳光学 性质及高对比率的偏光板。
[0008] 本发明的再一个目标是提供即使偏光板暴露于高温，其偏光度仍可不会恶化，或 能够最小化恶化，且因此可抑制虹斑的偏光板。
[0009] 本发明的再一个目标是通过在所有定向上使用经拉伸聚酯膜用作偏光板的保护 膜而提供具有高经济可行性的偏光板。
[0010] 技术手段
[0011] 本发明的态样是有关于偏光板，其包括偏光器及形成于偏光器的上侧面上的聚酯 膜，其中聚酯膜具有约10°或更小的最大热收缩角，及约1.65或更大的在550nm的波长下的X 轴方向的折射率nx及在550nm的波长下的y轴方向的折射率ny中的任一者。
[0012] 本发明的另一态样是有关于偏光板，其包括偏光器及形成于偏光器的上侧面上的 聚酯膜，其中聚酯膜具有约5°或更小的分子定向角（Θ Γ)的绝对值。
[0013] 在特定实例中，ηχ和ny的差的绝对值可为约〇 · 1至约〇 · 2〇
[0014] 在特定实例中，聚酯膜可具有约0.8%或更小的最大热收缩率。
[0015] 在特定实例中，聚酯膜可具有约0°至约5°的基于TD的聚酯分子的分子定向角（0r) 的绝对值。
[0016] 在特定实例中，聚酯膜可具有约25μπι至约115μπι的厚度，及在550nm波长下的约5， OOOnm至约15 ,OOOnm的前延迟(Ro)。
[0017] 在特定实例中，前延迟(Ro)可为约10，100nm至约12,000nm。
[0018] 在特定实例中，聚酯膜可为TD拉伸膜。
[0019] 在特定实例中，聚酯膜可具有在550nm的波长下的约1.8或更小的双轴度(NZ)，如 由等式1所表不：
[0020] [等式 1]
[0021] NZ =(ηχ-nz)/(ηχ-ny)
[0022](其中，nx、ny以及nz分别为在550nm的波长下的聚酯膜的X轴方向、y轴方向以及z 轴方向上的折射率(refractive index))。
[0023] 在特定实例中，聚酯膜可具有在550nm的波长下的约15,000nm或更小的厚度方向 延迟(Rth )，如由等式2所量测：
[0024] [等式2]
[0025] Rth= ((nx+ny)/2~nz) Xd
[0026](其中，nx、ny以及nz分别为在550nm的波长下的聚酯膜的X轴方向、y轴方向以及z 轴方向上的折射率;且d为聚酯膜的厚度(单位:nm))。
[0027] 在特定实例中，聚酯膜可为由聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚萘二 甲酸乙二醇酯及聚萘二甲酸丁二醇酯中的至少一者形成的膜。
[0028] 在特定实例中，光学膜可更形成至偏光器的下侧面。
[0029] 在特定实例中，光学膜可具有在550nm波长下的约40nm至约60nm的前延迟(Ro)。
[0030] 在特定实例中，光学膜可为由纤维素、聚酯、环状聚烯烃、聚碳酸酯、聚醚砜、聚砜、 聚酰胺、聚酰亚胺、聚烯烃、聚丙烯酸酯、聚乙烯醇、聚氯乙烯、及聚偏二氯乙烯树脂中的至 少一者形成的膜。
[0031] 在特定实例中，偏光板可具有约99.99 %或更大的偏光度，及约40 %或更大的透射 率。
[0032]本发明的另一态样是有关于制造偏光板的方法，包括:仅在TD上以约2至约10的拉 伸比拉伸经熔融挤压的聚酯树脂，并在约l〇〇°C至约300°C下热稳定经拉伸的聚酯树脂以制 造聚酯膜；以及将聚酯膜结合至偏光器的一侧面。
[0033]在特定实例中，方法还包括将光学膜结合至偏光器的另一侧面。
[0034]本发明的另一态样是有关于包括偏光板的液晶显示装置。
[0035]技术效果
[0036]本发明提供一种偏光板、其制造方法以及包含上述的液晶显示装置，偏光板可抑 制虹斑，保证视角，改良图像品质且改良偏光器的偏光度及透射率，借此具有极佳光学性质 及高对比率。另外，本发明提供一种偏光板、其制造方法以及包含上述的液晶显示装置，即 使偏光板暴露于高温，其偏光度仍可不会恶化，或能够最小化恶化，且因此偏光板可抑制虹 斑。再进一步，本发明提供一种偏光板、其制造方法以及包含上述的液晶显示装置，通过在 所有定向上使用经拉伸聚酯膜用作偏光板的保护膜，偏光板具有高经济可行性。
【附图说明】
[0037]图1为根据本发明的一实施例的偏光板的横截面图。
[0038]图2为根据本发明的另一实施例的偏光板的横截面图。
[0039] 图3为根据本发明的一实施例的液晶显示装置的横截面图。
[0040] 图4为本发明中的热收缩率的概念图。
【具体实施方式】
[0041] 现将较详细地描述本发明的某些实施例，使得本发明的某些实施例可易于由本发 明所属领域中具通常知识的一般者参看随附图式制作。本发明可以不同方式来体现且不限 于以下实施例。在图式中，为清楚起见将省略无关于本发明的实施例的描述的元件。通篇图 式及说明将使用相同参考数字以指代相同或类似构成元件。
[0042] 如本文中所使用，参看随附图式界定诸如"上侧面"及"下侧面"的术语。因此，应理 解当自不同角度检视时术语"上侧面"可与术语"下侧面"互换地使用或术语"下侧面"可与 术语"上侧面"互换地使用。
[0043] 如本文中所使用，参看图4,术语'热收缩率'可为自I B-A I/A X 100获得的值，其中 在MD上长度为约200mm及TD上长度为约200mm的正方形聚酯膜样本（10)中，基于样本（10)的 中心点绘制具有半径A(0<A ^ 150mm，例如100mm)的圆（10a)，自圆的平行于MD的半径（IOb) 以在某一范围中的相同角α(0°<α< 10°，特定而言约5°)将圆（IOa)的周边均等地划分成多 个区段，以进一步绘制连接周边上的一点与圆心的多个线（l〇c)，并在将样本（10)或圆 (IOa)留在选自i)在约85°C下持续约30分钟、ii)在约100°C下持续约30分钟、iii)在约120 °〇下持续约30分钟，以及iv)在约150°C下持续约30分钟中的任一条件下的后量测线（IOc) 的长度B。如本文中所使用，术语'最大热收缩率'意谓经量测热收缩率当中的最大值。
[0044] 如本文中所使用，术语'最大热收缩角'意谓当使用聚酯膜样本（10)根据沿角α均 等地划分的周边上的一点将图4中的角α与图4中量测的热收缩率描绘至彼此时在圆的平行 于MD的半径（IOb)与指示最大热收缩率的直线的间的角。作为描绘的结果，可获得具有花生 形的描绘结果。
[0045]如本文中所使用，除非特别提及，否则'nx'、'ny'及'nz'分别为在550nm的波长下 的聚酯膜的 三维座标系统（X轴方向、y轴方向及z轴方向（厚度方向））中的折射率 (refractive index)。举例而言，X轴方向可为MD，或y轴方向可为TD。
[0046] 下文中，将参看图1详细地描述根据本发明的一实施例的偏光板。
[0047] 参看图1，根据本发明的一实施例的偏光板（100)可包含偏光器（110)以及形成于 偏光器（110)的上侧面上的聚酯膜（120)，其中聚酯膜（120)可具有约10°或更小的最大热收 缩角，及约1.65或更大的nx及ny中的任一者。
[0048]液晶显示装置中的偏光板可长时间暴露于高温。在此状况下，偏光板的偏光度可 能减少，因此恶化液晶显示装置的光学性质。根据本发明的一实施例的偏光板可包含具有 约10°或更小的最大热收缩角的聚酯膜（120)，因此即使偏光板暴露于高温，仍不会减少其 偏光度及透射率。聚酯膜的最大热收缩角可特定为约0°至约10°，更特定为约0°至约9°，再 特定为约0°至约7°，例如，0°、1°、2°、3°、4°、5°、6°、7°、8°、9°或10°、且更佳较接近于0°。
[0049] -般而言，习知聚酯膜在拉伸制程期间具有结晶行为。因此，使用聚酯膜的偏光板 可能遭受虹斑，因此恶化图像品质。若聚酯膜的nx及ny两者皆小于约1.65,或nx及ny两者皆 为约1.65或更大，则具有作为保护膜的聚酯膜的偏光器可由于归因于延迟的变化(取决于 入射角及波长)的双折射而遭受虹斑。然而，根据本发明的实施例，偏光板中的聚酯膜(120) 的nx及ny中的任一者为约1.65或更大，使得其可显著地抑制虹斑。
[0050] 在一实施例中，nx可为约1.65或更大，特定言之约1.67至约1.75，且ny可小于约 1.65,特定言之约1.45至约1.60。在另一特定实例中，ny可为约1.65或更大，特定言之约 1.67至约1.72,更特定言之约1.69至约1.72,且nx可小于约1.65,特定言之约1.45至约 1.60。本文中，nx和ny的差的绝对值（I nx-ny I )可为约0.1至约0.2,特定言之约0.1至约 0.18，例如，0.1、0.11、0.12、0.13、0.14、0.15、0.16、0.17或0.18。借此，聚酯膜可改良视角 且亦抑制虹斑。
[0051 ]聚酯膜（120)可具有约0.8%或更小的最大热收缩率，特定言之约0至约0.8%，更 特定言之约〇至约0.6%，例如，0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%或 0.8%，且更佳较接近于0%。在此范围内，在偏光板持续长时间周期暴露于高温时，不会因 为偏光板的透射率减少而发生液晶显示装置的光学性质的恶化问题。在一实施例中，聚酯 膜可具有基于图4的圆在整个定向（约0°至约360°)上的约0至约0.8%的热收缩率。在此范 围内，聚酯膜可具有改良的光学性质。
[0052]聚酯膜（120)因为以高拉伸比拉伸其而具有超高延迟，使得在将偏光板并入液晶 显示装置中时聚酯膜可抑制虹斑以防止偏光板使图像品质恶化。在特定实例中，聚酯膜 (120)可具有约25μπι至约115μπι的厚度，及在550nm波长下的约5,000腦至约15,00011111，特定 言之约10, IOOnm至约12 ,OOOnm的前延迟(Ro)。在所述范围内，当聚酯膜用作偏光器的保护 膜时，其可抑制虹斑。此外，其可抑制自侧面泄漏光的光泄漏现象，且更抑制取决于入射角 的延迟的变化以借此防止延迟差增加。
[0053] 聚酯膜（120)可具有在550nm的波长下的约1.8或更小，特定言之，约1.0至约1.8的 双轴度(NZ)，如等式1所表示。在此范围内，聚酯膜可具有控制由于双折射的虹斑的作用。
[0054] [等式 1]
[0055] NZ= (nx-nz)/(nx-ny)
[0056](其中，nx、ny以及nz分别为在550nm的波长下的聚酯膜的X轴方向、y轴方向以及z 轴方向上的折射率）。
[0057] 聚酯膜（120)可具有在550nm的波长下的约15，OOOnm或更小，例如，约10，OOOnm至 约13,000nm的厚度方向延迟(Rth)，如等式2所量测。在此范围内，聚酯膜可具有控制由于双 折射的虹斑的作用。
[0058] [等式2]
[0059] Rth= ((nx+ny)/2~nz) Xd
[0000](其中，nx、ny以及nz分别为在550nm的波长下的聚酯膜的X轴方向、y轴方向以及z 轴方向上的折射率，且d为膜的厚度(单位:nm))。
[0061 ] 聚酯膜（120)可具有约5°或更小，特定言之，约0至约5°，例如，0°、1 °、2°、3°、4°或 5°的聚酯分子中基于TD的分子定向角（ΘΓ)的绝对值。在此范围内，其可改良偏光板的偏光 度及屏幕的亮度，借此增加其对比率，且即使持续长时间周期暴露于高温，仍可进一步防止 偏光板的偏光度恶化。分子定向角可通过任何典型方法，例如，通过使用K0BRA-WX100 (王子 (Oji)有限公司）及AX0SCAN(艾索度量(AXOMetrics)有限公司）量测。
[0062]聚酯膜(120)可为由聚酯树脂形成的任何透明膜而无限制性。在实施例中，聚酯膜 可为由聚对苯二甲酸乙二酯树脂、聚对苯二甲酸丁二酯树脂、聚萘二甲酸乙二醇酯树脂及 聚萘二甲酸丁二醇酯树脂中的至少一者形成的膜。
[0063] 聚酯膜（120)可具有约25μπι至约115μπι的厚度。在此范围内，当膜堆叠于偏光器上 时，所获得的产物可用作偏光板。
[0064]尽管图1中未展示，聚酯膜（120)可包含在其上侧面上的功能涂布层，例如，硬涂布 层、抗反射层或抗指纹层以赋予功能性。功能涂布层可具有约Ιμπι至约ΙΟμπι的厚度。在此范 围内，当膜堆叠于偏光器上时，所获得的产物可用作偏光板。
[0065]另外，尽管图1中未展示，聚酯膜（120)可更包含在其下侧面上的侧涂布层。聚酯膜 具有疏水性表面。详言之，当聚对苯二甲酸乙二酯用作保护膜时，保护膜展现较高疏水性。 为将此膜应用于偏光板，膜经历表面改质以将其表面自疏水性表面转换成亲水性表面。当 使用氢氧化钠(其用于现有纤维素膜)的表面改质用于保护膜的表面改质时，保护膜的表面 可不充分地改质或可被损坏。为解决此等问题，包含具有疏水性及亲水性官能基团的高黏 接性底涂剂的表面涂布层可形成于保护膜上。具有疏水性及亲水性官能基团的底涂剂可包 含但不限于聚酯树脂、聚乙酸乙烯酯树脂或其混合物。可通过添加表面涂布层而最大化保 护膜的机械性质及低水蒸气渗透性，借此赋予偏光板对严苛外部条件的高抵抗力。另外，表 面涂布层可形成于保护膜与偏光板之间以改良保护膜与偏光器之间的黏结。
[0066]因为偏光器（110)具有在特定方向上对准的分子，所以偏光器在并入液晶显示装 置中时仅透射特定方向的光。可通过以碘或二向色染料来对聚乙烯醇膜染色，继之以在某 一方向上拉伸其来制造偏光器。特定言之，通过膨胀、染色、拉伸及交联制程来制造偏光器。 每一制程可通过所属领域中具通常知识者大体上已知的方法来执行。
[0067] 偏光器（110)可具有约5μηι至约30μηι的厚度。在此范围内，偏光器可用于液晶显示 装置的偏光板。
[0068] 又，偏光板（100)可具有约25μηι至约500μηι的厚度。在此范围内，偏光板可用作用于 液晶显示装置的偏光板。偏光板可具有约99.99%或更大的偏光度，例如，约99.99%至约 99.999 %。此外，偏光板可具有约40 %或更大，例如，约40 %至约80 %的透射率(例如，如在 可见光范围，亦即，550nm的波长下量测）。在此范围内，当偏光板并入液晶显示装置中时，液 晶显示装置可不遭受光学性质的恶化。
[0069] 尽管图1中未展示，但用于偏光板的黏结层可形成于偏光器（110)与聚酯膜（120) 之间以改良偏光板的机械强度。黏结层可包括任何典型黏结剂，例如，水基黏结剂、压敏黏 结剂及可光致固化黏结剂中的至少一者。另外，尽管图1中未展示，但结合剂层可更形成于 偏光器（110)的下侧面上，借此将偏光板堆叠于液晶显示面板上。结合剂可包含但不限于压 敏结合剂。
[0070] 下文中，将参看图2描述根据本发明的另一实施例的偏光板。
[0071] 参看图2,根据本发明的另一实施例的偏光板(200)可包含:偏光器（110);形成于 偏光器（110)的上侧面上的聚酯膜（120);以及形成于偏光器（110)的下侧面上的光学膜 (130)。聚酯膜（120)可具有约10°或更小的最大热收缩角，及约1.65或更大的nx及ny中的任 一者。除还包含光学膜（I 30)外，偏光板与根据本发明的第一实施例的偏光板实 质上相同。 以此方式，偏光板可更包含光学膜，借此增强其机械强度并最小化黏结剂层对偏光器的影 响。就此而言，下文中将描述光学膜。
[0072]光学膜（130)形成于液晶显示面板的一侧面上且可具有预定范围的相位差，借此 补偿视角。在一实施例中，光学膜可具有在550nm波长下的约40nm至约60nm的前延迟(Ro)。 在此范围内，光学膜可展现最佳化图像品质。光学膜130可具有约25μπι至约500μπι的厚度，特 定言之，约25μπι至约50μπι的厚度。在此范围内，光学膜可用于液晶显示装置的偏光板。
[0073]光学膜（130)为透明光学膜，且可为包含聚萘二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸丁二醇 酯及其类似者的聚酯膜，或非聚酯膜。非聚酯膜的实例可包含:纤维素，包含三乙酰基纤维 素及其类似者;环状聚烯烃树脂、聚碳酸酯树脂;聚醚砜树脂;聚砜树脂;聚酰胺树脂;聚酰 亚胺树脂;聚烯烃树脂;聚丙烯酸酯树脂;聚乙烯醇树脂;聚氯乙烯树脂；以及聚偏二氯乙烯 树脂。
[0074] 尽管图2中未展示，但用于偏光板的黏结剂层可形成于偏光器（110)与光学膜 (130)之间以改良偏光板的机械强度。黏结剂层可包含任何典型黏结剂，例如，水基黏结剂、 压敏黏结剂及可光致固化黏结剂中的至少一者。另外，尽管图2中未展示，但用于偏光板的 结合剂层可更形成于光学膜（130)的下侧面上，借此将偏光板堆叠在液晶显示面板上。结合 剂可包含(但不限于)压敏结合剂。
[0075] 下文中，将描述制造根据本发明的偏光板的方法。
[0076]制造根据本发明的一实施例的偏光板的方法可包含仅在TD上以约2至约10的拉伸 比拉伸经熔融挤压的聚酯树脂、热稳定经拉伸的聚酯树脂以制造聚酯膜以及将聚酯膜结合 至偏光器的一侧面。
[0077] 可通过单独在TD上拉伸而不在MD上拉伸来制造聚酯膜。因此，聚酯膜可具有约2至 约10的TD拉伸比，及约1至约1.1的纵向拉伸比。此处，"约1至约1.1的MD拉伸比"意谓除当拉 伸膜同时在MD上移动膜时由于膜的机械运动而不可避免地被拉伸外没有额外拉伸制程的 状态。详言之，拉伸比1意谓非拉伸状态。如聚酯膜中使用的术语'拉伸比'可意谓拉伸后膜 的长度与拉伸前膜的长度的比。当以约2至约10的拉伸比分别在MD及TD两者上拉伸膜时，其 分子定向角可超过约5°或延迟可能太低，使得可能产生虹斑。
[0078]若TD拉伸比约小于2,则聚酯膜具有低延迟，使得聚酯膜可在应用于液晶显示装置 时遭受虹斑，且由于物理性质的恶化而易于被撕破。另一方面，若TD拉伸比约大于10,则聚 酯膜可能在拉伸制程中破裂。举例而言，TD拉伸比可为约3至约8。
[0079] 可使用干式拉伸及湿式拉伸中的至少一者来执行拉伸。拉伸温度可为基于聚酯树 脂的Tg的约(Tg-20)°至约（Tg+50)°，特定言之，约70°C至约150°C，更特定言之，约80°C至约 13〇°C，再特定言之，约90°C至约120°C。在此范围内，可制造具有上文提及的超高延迟、约 0.8%或更小的最大热收缩率以及约10°或更小的最大热收缩角的聚酯膜。
[0080] 方法可更包含在拉伸聚酯膜后热稳定经拉伸的聚酯树脂。以高拉伸比拉伸的聚酯 膜倾向具有将膜恢复至其初始状态的恢复力。热稳定步骤可控制对聚酯膜的恢复力的应 力，借此维持膜的热稳定。结果，可制造具有约0.8%或更小的最大热收缩率、约10°或更小 的最大热收缩角以及约5°或更小的分子定向角的聚酯膜。
[0081] 热稳定步骤可包含在固定聚酯膜的两个TD末端的同时加热经拉伸聚酯膜以及在 MD上移动膜。本文中，与拉伸步骤的拉伸比相比，以一相对较低拉伸比来拉伸聚酯膜。TD拉 伸比可大于约O至约3或更小，特定言之约0.1至约2,更特定言之，约0.1至约1。仅在足以防 止膜由于高拉伸比而恢复的程度上执行在TD上膜的固定。不存在对聚酯膜的实质TD拉伸作 用(拉紧-松弛）。
[0082]可在约100°C至约300°C下执行在热稳定步骤中的加热。在此范围内，可制造具有 约0.8%或更小的最大热收缩率、约10°或更小的最大热收缩角以及约5°或更小的分子定向 角的聚酯膜。加热可持续执行约1秒至约2小时。
[0083]可通过以碘或二向色染料来对聚乙烯醇膜染色，继之以在某一方向上拉伸膜来制 造偏光器。执行此等步骤的方法可为所属领域中具通常知识者大体上已知的。
[0084] 可使用典型黏结剂将聚酯膜结合至偏光器。黏结剂可包含水基黏结剂、压敏黏结 剂以及可光致固化黏结剂中的至少一者。
[0085] 根据本发明的一实施例的制造方法可更包含将光学膜结合至偏光器的另一侧面。 用于结合光学膜的黏结剂可包含水基黏结剂、压敏黏结剂以及可光致固化黏结剂中的至少 一者。
[0086]本发明的液晶显示装置可包含用于包括根据本发明的实施例的偏光板的液晶显 示装置的模组。参看图3,用于根据本发明的一实施例的液晶显示装置的模组(300)可包含： 液晶显示面板(310);形成于液晶显示面板(310)的上侧面上的第一偏光板(320);形成于液 晶显示面板(310)的下侧面上的背光单元(340);及形成于液晶显示面板(310)的下侧面上 并置放于液晶显示面板(310)与背光单元(340)之间的第二偏光板(330)，其中第一偏光板 (320)可包含根据本发明的一实施例的偏光板。
[0087]液晶显示面板(310)可包含包括密封于第一基板与第二基板之间的液晶单元层的 液晶面板。在一实施例中，第一基板可为彩色滤光片(CF)基板(上部基板），且第二基板可为 TFT(Thin Film Transistor)基板（下部基板）。
[0088]第一基板及第二基板可为相同或不同的，且为玻璃基板或塑胶基板，塑胶基板可 包含PET (po lye thy Iene terephthalate )、PC (polycarbonate )、PI (polyimide)、PEN (polyethylene naphthalate)、PES(polyether sulfone)、PAR(polyacrylate)以及COC (cycloolefin copolymer)基板，其可应用于(但不限于)可烧性(flexible)显示器。液晶单 元层可为包含VA(Vertical Alignment)模式、IPS(In Place Switching)模式、FFS(Fringe Field Switching)模式以及TN(Twisted Nematic)模式液晶的液晶层。
[0089]第二偏光板(330)可为常见偏光板且可为例如包括聚酯膜的偏光板，聚酯膜为具 有小于约10°的最大热收缩角的聚酯膜、具有小于约1.65的在550nm波长下的X轴方向折射 率nx及在550nm波长下的y轴方向折射率ny中的任一者的聚酯膜，或具有大于约5°的分子定 向角的绝对值的聚酯膜。
[0090] 图3展不第一偏光板为根据本发明的第一实施例的偏光板的状况。然而，第二偏光 板可为根据本发明的一实施例的偏光板，或第一偏光板及第二偏光板两者可皆为根据本发 明的实施例的偏光板。因此，所有此等状况可包含于本发明的范畴中。
[0091] 第一偏光板(320)及第二偏光板(330)可通过结合剂层（图3中未展示)分别形成于 液晶显示面板的一侧面上。结合剂层可为任何典型结合剂，例如，压敏结合剂。
[0092]背光单元(340)为习知地用于液晶显示装置中的背光单元且可包含光源、波导板、 反射板、漫射板等等。
[0093] 发明的模式
[0094] 下文中，将参考本发明的较佳实例更详细地描述本发明的构造及功能性。然而，应 注意此等实例是提供用于本发明的较佳说明，且不应以任何方式解释为限制本发明。
[0095] 用于实例及比较实例中的组件的细节如下：
[0096] (1)偏光器的材料：聚乙烯醇膜(VF-PS6000,日本可乐丽(Kuraray)有限公司，厚 度:60μηι)
[0097] (2)聚对苯二甲酸乙二酯膜:聚对苯二甲酸乙二酯膜具有表1中所示的nx、ny、最大 热收缩率、最大热收缩角及分子定向角
[0098] (3)光学膜:三乙酰基纤维素膜(KC4DR-1，日本富士有限公司，厚度:40μπι)
[0099] 实例1至实例4
[0100] 聚乙烯醇膜在60°C下经拉伸至3的拉伸比，将碘吸附于聚乙烯醇膜上，继的以在40 °C的硼酸溶液中拉伸至2.5的拉伸比，借此制造偏光器。接着，使用黏结剂（Z - 2 0 0，日本 Goshei有限公司）而将三乙酰基纤维素膜堆叠于偏光器的一侧面上，且将表1中展示的聚对 苯二甲酸乙二酯膜使用黏结剂而堆叠于偏光器的另一侧面上，借 此制造偏光板。
[0101]表1中展示的聚对苯二甲酸乙二酯膜是在表1中列出的条件下，通过熔融挤压聚对 苯二甲酸乙二酯树脂，在使用滚筒在MD上机械地移动膜的同时在TD上而非在MD上将熔融挤 压的膜拉伸至6.1的拉伸比，继之以拉紧-松弛处理而制造。聚对苯二甲酸乙二酯膜具有80μ m的厚度。
[0102] 聚对苯二甲酸乙二酯膜的最大热收缩率及最大热收缩角是根据图4使用IM-6600 (基恩士 (Keyence)有限公司）来量测。此处，将MD上长度为200mm及TD上长度为200mm的正方 形聚酯膜样本用作膜样本。通过绘制圆（半径：100mm，使其中心与样本的中心对准）、均等地 划分圆的周边以获得5°的α，以及接着将经划分的圆留在100°C下持续30分钟而对样本量测 最大热收缩率及最大热收缩角。使用AX0SCAN(AX0Metrics有限公司）在550nm的波长下量测 聚对苯二甲酸乙二酯膜的Ro。聚对苯二甲酸乙二酯膜的分子定向角是使用K0BRA-WX100 (Oji有限公司）及AX0SCAN(AX0Metrics有限公司）来量测。
[0103] 比较实例1至比较实例3
[0104] 除使用具有表1中列出的nx、最大热收缩率、最大热收缩率及分子定向角的聚对苯 二甲酸乙二酯膜外，以与实例1相同的方式制造偏光板。通过熔融挤压聚对苯二甲酸乙二酯 树脂、在表1中列出的条件下拉伸经挤压的树脂，继的以结晶及稳定处理来制造表1中的聚 对苯二甲酸乙二酯膜。
[0105] 在横向上而非在MD上将比较实例1至2中的膜拉伸至6.1的拉伸比。分别在TD及MD 两者上将比较实例3中的膜拉伸至3的拉伸比。聚对苯二甲酸乙二酯膜具有80μπι的厚度。
[0106] 表1
[0107] [表 1]
[0108]
[0110] 关于以下性质评估实例及比较实例中制造的偏光板。表2中展示结果。
[0111] 表2
[0112] [表 2]
[0113]
[0114] (I)透射率及偏光度:使用贾斯科(JASCO)有限公司的V7100量测偏光板的透射率 及偏光度。此外，在将偏光板长时间留在高温下(例如，85°C下持续120小时)之后，以与上文 提及的方法相同的方法评估透射率及偏光度。本文中，在波长550nm下执行量测。
[0115] (2)虹斑:分别将偏光板移置于液晶显示面板的上侧面上、VA模式液晶的液晶显示 面板的下侧面上、以及液晶显示面板与背光单元之间，以将其组装。使用光谱辐射计（SR-3A，拓普康(TOP⑶N)有限公司），观测是否产生虹斑。当没有虹斑时，其经评估为X，且当存 在虹斑时，其被评估为?。另外，在将偏光板长时间留在高温下(例如，85°C下持续120小时） 之后，以与上述方法相同的方式评估是否产生虹斑。
[0116] (3)对比度:分别将偏光板移置于液晶显示面板的上侧面上、VA模式液晶（型号名） 的液晶显示面板的下侧面上、以及液晶显示面板与背光单元的间，以将其组装，继之以使用 亮度计(SR-3A，Topc 〇n有限公司）来量测对比率(CR)。又，将比较实例1(其具有最低对比率） 的样本的对比率取作CRO。因此，对比率(CR/CR0)经计算为CR与CRO的百分比。
[0117] 如表2中所不，本发明的偏光板不遭受虹斑，且包含偏光度及透射率的光学性质是 良好的。此外，甚至在长时间留在高温下之后，偏光板仍不遭受虹斑，且包含偏光度及透射 率的光学性质不改变。
[0118] 相反，在比较实例1中，膜在TD上经拉伸至6.1的拉伸比，不拉紧-松弛，且具有大于 10°的最大热收缩角。因此，比较实例1不遭受虹斑，但具有不良的偏光度。更进一步，甚至在 长时间留在高温下之后，与本发明相比，比较实例1中的偏光板的偏光度及透射率减少。
[0119] 此外，在比较实例2中，膜在TD上经拉伸至6.1的拉伸比，但在拉紧-松弛中的温度 范围不在本发明的范围中，且膜的nx及ny中的任一者并非1.65或更大。因此，比较实例2遭 受虹斑，并具有较差的偏光度。甚至在长时间留在高温下之后，与本发明相比，比较实例2中 的偏光板具有较差偏光度。
[0120] 更进一步，在比较实例3中，膜在TD及MD两者上经拉伸至3的拉伸比，且膜的nx及ny 中的任一者并非1.65或更大。因此，比较实例3遭受虹斑。此外，甚至在长时间留在高温下之 后，比较实例3中的偏光板仍遭受虹斑。
[0121]本发明的简单修改或改变可易于由所属领域中具通常知识者执行。因此，可认为 此等修改或改变包含于本发明的范畴中。
【主权项】
1. 一种偏光板，包括： 偏光器；以及 聚酯膜，形成于所述偏光器的上侧面上， 其中所述聚酯膜具有约10°或更小的最大热收缩角，及约1.65或更大的在550nm的波长 下X轴方向的折射率nx及550nh的波长下y轴方向的折射率ny中的任一者。2. -种偏光板，包括： 偏光器；以及 聚酯膜，形成于所述偏光器的上侧面上， 其中所述聚酯膜具有约5°或更小的分子定向角（ΘΓ)的绝对值。3. 根据权利要求1所述的偏光板，其中nx和ny的差的绝对值为约0.1至约0.2。4. 根据权利要求1所述的偏光板，其中所述聚酯膜具有约0.8%或更小的最大热收缩 率。5. 根据权利要求1所述的偏光板，其中所述聚酯膜具有约0°至约5°的基于TD的聚酯分 子的分子定向角（Qr)的绝对值。6. 根据权利要求1或2所述的偏光板，其中所述聚酯膜具有约25μπι至约115μπι的厚度，及 在550nm波长下的约5，000nm至约15，000nm的前延迟(Ro)。7. 根据权利要求6所述的偏光板，其中所述前延迟(Ro)为约10，100nm至约12,000nm〇8. 根据权利要求1或2所述的偏光板，其中所述聚酯膜为TD拉伸膜。9. 根据权利要求1或2所述的偏光板，其中所述聚酯膜具有在550nm的波长下的约1.8或 更小的双轴度(NZ)，由等式1所表示： [等式1] ΝΖ= (ηχ-ηζ)/(ηχ-ny) (其中，nx、ny以及ηζ分别为在550nm的波长下的所述聚酯膜的χ轴方向、y轴方向以及ζ轴方向上的折射率(refractiveindex))。10. 根据权利要求1或2所述的偏光板，其中所述聚酯膜具有在550nm的波长下的约15， OOOnm或更小的厚度方向延迟(Rth)，由等式2所量测： [等式2] Rth= ((nx+ny)/2-nz)Xd (其中，nx、ny以及ηζ分别为在550nm的波长下的所述聚酯膜的χ轴方向、y轴方向以及ζ轴方向上的折射率;且d为所述聚酯膜的厚度(单位:nm)。11. 根据权利要求1或2所述的偏光板，其中所述聚酯膜为由聚对苯二甲酸乙二酯、聚对 苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸乙二醇酯以及聚萘二甲酸丁二醇酯中的至少一者形成的膜。12. 根据权利要求1或2所述的偏光板，其中光学膜更形成至所述偏光器的下侧面。13. 根据权利要求12所述的偏光板，其中所述光学膜具有在550nm波长下的约40nm至约 60nm的前延迟(Ro)。14. 根据权利要求12所述的偏光板，其中所述光学膜为由纤维素、聚酯、环状聚烯烃、聚 碳酸酯、聚醚砜、聚砜、聚酰胺、聚酰亚胺、聚烯烃、聚丙烯酸酯、聚乙烯醇、聚氯乙烯、以及聚 偏二氯乙烯树脂中的至少一者形成的膜。15. 根据权利要求1或2所述的偏光板，其中所述偏光板具有约99.99%或更大的偏光 度，及约40%或更大的透射率。16. -种制造偏光板的方法，包括： 仅在TD上以约2至约10的拉伸比拉伸经熔融挤压的聚酯树脂，并在约100°C至约300°C下热稳定经拉伸的所述聚酯树脂以制造聚酯膜；以及 将所述聚酯膜结合至偏光器的一侧面。17. 根据权利要求16所述的制造偏光板的方法，还包括将光学膜结合至所述偏光器的 另一侧面。18. -种液晶显示装置，包括根据权利要求1或2所述的偏光板。
【专利摘要】本发明是有关于偏光板、其制造方法以及包含上述的液晶显示装置，偏光板包含偏光器及形成于偏光器的上表面上的聚酯膜，其中聚酯膜具有约10°或更小的最大热收缩角，及约1.65或更大的在550nm的波长下的x轴方向的折射率nx及在550nm的波长下的y轴方向的折射率ny中的任一者。
【IPC分类】G02B5/30, C08J5/18, G02F1/1335, B32B27/38
【公开号】CN105492936
【申请号】CN201480047525
【发明人】申光浩, 朴银洙, 申东允, 郑海龙
【申请人】三星Sdi株式会社
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年8月12日
【公告号】US20160209568
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