抗反射偏振片和包括其的图像显示装置 |
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| 申请号 | CN201480040191.2 | 申请日 | 2014-05-28 | 公开(公告)号 | CN105378521A | 公开(公告)日 | 2016-03-02 |
| 申请人 | 东友精细化工有限公司; | 发明人 | 赵廷敏; 徐龙源; 崔柄哲; | ||||
| 摘要 | 公开了偏振片和包括所述偏振片的图像显示装置。所述偏振片包括起偏器、和设置在起偏器下侧的1/4波片(QWP)膜层和+C(正C) 片层 ，其中所述起偏器、1/4波片膜层和+C片层的总折射率比Nz为0.1至0.8，从而在屏幕的斜方向以及其前方向上显示出优异的抗反射效果。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种偏振片包括： |
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| 说明书全文 | 抗反射偏振片和包括其的图像显示装置技术领域[0001] 本发明涉及抗反射偏振片和包括其的图像显示装置，更具体地涉及在屏幕的斜方向和其前方向上有最大抗反射效果的偏振片以及包括所述偏振片的图像显示装置如液晶显示(LCD)装置、有机发光二极管(OLED)等。 背景技术[0002] 偏振片是只在一个方向上产生光振动的与显示相关的部件。一般地，偏振片具有其中将透明保护膜用粘合剂层叠在由聚乙烯醇(PVA)树脂制成的起偏器的两表面上的结构。在此，所述透明保护膜可以视其目由有延迟补偿功能的膜所代替。 [0003] 有上述结构的偏振片广泛用于图像显示装置中。例如，一般来说，视其目的，两个偏振片用于控制从液晶显示(LCD)装置中的背光发射的光量，而一个偏振片用于控制入射至有机发光二极管(OLED)中的面板上的光的反射率。 [0004] 图像显示装置中一个非常重要的问题是改善其对比度，其表示屏幕的最亮的部分和最暗的部分之间在亮度上的差异。作为增强对比度的一个方法，可以考虑简单增加光源的亮度。然而，这种方法存在问题：增加了消耗在LCD的背光或OLED的有机发光材料中的电量，从而高应力被施加到所述装置。 [0005] 此外，还提出了一种通过在图像显示装置的表面上层叠功能层如抗反射膜来增加外部光的反射率的方法。这种方法存在如下问题：如材料选择局限性、薄膜均匀制造难和需要额外的制造工艺等。 [0006] 为了解决上述问题，韩国公开专利第2003-89500号公开了一种偏振片，包括分别含有聚合或玻璃化的各向异性材料的并且设置于起偏器下侧的半波片和1/4波片。当将偏振片用在图像显示装置如液晶显示(LCD)装置，有机发光二极管(OLED)等中时，虽然其在屏幕的前方向上显示出优秀的抗反射效果，但由于在屏幕的斜方向上的抗反射效果差使其在应用中有局限性。 [0007] 现有技术文献 [0008] 专利文献 [0009] 专利文献1：韩国公开专利第2003-89500号 发明内容[0010] 技术问题 [0011] 因此，本发明的一目的是提供在屏幕的斜方向和前方向上都具有最大化抗反射效果和提高的反射色感的偏振片。 [0012] 本发明的另一目的是提供包括在屏幕的斜方向和前方向上都有最大化抗反射效果和提高的反射色感的偏振片的图像显示装置，如液晶显示(LCD)装置、有机发光二极管(OLED)等。 [0013] 解决问题技术方案 [0014] 本发明上述目的将通过以下特征实现： [0015] (1)偏振片包括：起偏器；和设置在所述起偏器下侧的1/4波片(QWP)膜层和+C(正C)片层，其中所述起偏器、1/4波片膜层和+C片层的总折射率比Nz为0.1至0.8。 [0016] (2)根据上述(1)所述的偏振片，其中所述1/4波片膜层具有反向波长色散(dispersion)特性，且所述总折射率比为0.1至0.8。 [0017] (3)根据上述(1)所述的偏振片，其中所述1/4波片膜层具有反向波长色散特性，且所述总折射率比为0.5至0.7。 [0018] (4)根据上述(1)所述的偏振片，其中所述1/4波片膜层具有平(flat)波长色散特性，且所述总折射率比为0.1至0.8。 [0019] (5)根据上述(1)所述的偏振片，其中所述1/4波片膜层具有平波长色散特性，且所述总折射率比为0.3至0.6。 [0020] (6)根据上述(1)所述的偏振片，其中所述1/4波片膜层具有正常波长色散特性，其总折射率比为0.4至0.8。 [0021] (7)根据上述(1)所述的偏振片，其中所述1/4波片膜层具有正常波长色散特性，其总折射率比为0.5至0.7。 [0022] (8)根据上述(1)所述的偏振片，其中所述+C片层具有-6或更小的折射率比Nz。 [0023] (9)根据上述(1)所述的偏振片，其中所述+C片层在厚度方向具有-190至-10nm的延迟值Rth。 [0024] (10)根据上述(1)所述的偏振片，其中所述1/4波片膜层在厚度方向上具有40至180nm的延迟值Rth。 [0025] (11)根据上述(1)所述的偏振片，其中所述1/4波片膜层具有110至180nm的前延迟值Ro。 [0026] (12)根据上述(1)所述的偏振片，还包括设置在所述起偏器的至少一个表面上的保护膜。 [0027] (13)根据上述(1)所述的偏振片，还包括设置在所述+C片层的一个表面上的零延迟膜。 [0028] (14)图像显示装置，包括根据上述(1)至(13)任一项所述的偏振片。 [0029] (15)根据上述(14)的所述的图像显示装置，包括有机发光二极管(OLED)或液晶显示(LCD)装置。 [0030] 有益效果 [0031] 包括本发明偏振片的图像显示装置在屏幕的斜方向和其前方向上具有低反射率并且在斜方向上具有色感无失真的优异反射色感。 [0033] 从以下结合附图的详细的描述中可以更加清楚地理解本发明的上述和其它目的、特征和其它优势，其中 [0034] 图1是说明在x、y和z方向上折射率nx、ny和nz的关系的示意图；和 [0035] 图2至图5分别是图示出根据本发明的实施方式的层叠体结构的视图。 具体实施方式[0036] 本发明公开一种偏振片，其包括起偏器、设置在所述起偏器的下侧的1/4波片(QWP)膜层和+C(正C)片层，其中所述起偏器、所述1/4波片膜层和所述+C片层的总折射率比Nz为0.1至0.8，从而在屏幕的斜方向和其前方向上显示优异的抗反射效果，以及包括其的图像显示装置。 [0037] 在本发明中，折射率比Nz由下述式1定义。 [0038] [式1] [0039] Nz＝(nx-nz)/(nx-ny)＝Rth/Ro+0.5 [0040] 其中，nx和ny表示膜的面内折射率，特别地，当将面内折射率最大的振动方向设为x方向时，在这个方向上光振动的折射率为nx，nx与ny相互垂直并且nx≥ny，并且nz表示在垂直于由nx和ny折射率限定的平面的方向(膜的厚度方向)上的折射率。图1图示地说明了在x、y和z方向上折射率nx、ny和nz的关系。 [0041] 上述式1中，Rth为厚度方向上的延迟值，其表示厚度方向的折射率相对于面内平均折射率的差异，由下述式2定义。其中，Ro为前延迟值，即当光以膜的法线方向(垂直方向)通过层叠体时获得的实际延迟值，由下述式3定义。 [0042] [式2] [0043] Rth＝[(nx+ny)/2–nz]×d [0044] 其中，nx和ny表示膜的面内折射率，特别地，当面内折射率最大的振动方向设为x方向时，在这个方向上光振动的折射率为nx，nx与ny相互垂直并且nx≥ny，并且nz表示在垂直于由nx和ny折射率限定的平面的方向(膜的厚度方向)上的折射率，并且d表示膜的厚度。 [0045] [式3] [0046] Ro＝(nx-ny)×d [0047] 其中，nx和ny表示膜的面内折射率，特别地，当面内折射率最大的振动方向设为x方向时，在这个方向上光振动的折射率为nx，nx与ny相互垂直并且nx≥ny，并且d表示膜的厚度。 [0048] 此外，通常，如下述有三种延迟片：1)A片，其中，当光在特定的方向上行进时，在光行进方向上所有的振动方向的折射率彼此相同，因此光轴(相对于在光行进方向上光的行进没有相位差的光的行进方向)存在于面内方向；2)C片，其中，光轴存在于平面的垂直方向；3)B片，其中，存在两个光轴。根据折射率比Nz和折射率nx、ny和nz的大小关系，更具体的分类如下。 [0049] (1)Nz＝-∞:+C片(正C片),nz>nx＝ny [0050] (2)Nz<0:+B片(正B片),nz>nx>ny [0051] (3)Nz＝0:-A片(负A片),nx＝nz>ny [0052] (4)0 [0053] (5)Nz＝1:+A片(正A片),nx>ny＝nz [0054] (6)1 [0055] (7)Nz＝∞:-C片(负C片),nx＝ny>nz [0056] 然而，上述定义是理论性的，并且实质上很难制得与上述定义完全匹配的片A、B和C。因此，如需要，通常在不脱离上述定义的范围内通过将如折射率比和前延迟等值设置为预定范围来对A、B和C片进行分类。 [0057] 在这一方面，在本发明中折射率比Nz为-6或更小的也被确定为是+C片。 [0058] 以下，对本发明更详细地描述。 [0059] 本发明的偏振片包括起偏器、和设置在起偏器的下侧的1/4波片(QWP)膜层和+C(正C)片层。在本发明中，所述起偏器的下侧表示与可见侧相反的侧。例如，如果本发明的起偏器设置在显示面板上，所述起偏器的下侧就是基于所述起偏器的显示面板侧。 [0060] 起偏器 [0062] 形成起偏器的聚合物膜的种类并无特别限定，只要其可用二色性材料如碘染色，且可包括，例如，亲水性聚合物膜如聚乙烯醇膜、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物膜、乙烯-乙烯醇共聚物膜、纤维素膜和/或其部分皂化膜，或多烯取向膜如脱水的聚乙烯醇膜和脱氯化氢的聚乙烯醇膜等。这些中，聚乙烯醇膜在增强面内极性均匀性的优异效果和对二色性材料的优秀的染色亲和性方面是优选的。 [0063] 更优选地，可使用由聚醋酸乙烯酯树脂的皂化制备的聚乙烯醇膜。这种聚醋酸乙烯酯树脂可包括作为醋酸乙烯酯的均聚物的聚醋酸乙烯酯，以及醋酸乙烯酯和可与其共聚的其它单体的共聚物。可与醋酸乙烯酯共聚的单体可包括，例如，不饱和羧酸单体、不饱和磺酸单体、烯烃单体、乙烯醚单体和含铵基的丙烯酰胺单体等。 [0064] 此外，所述聚乙烯醇树脂可包括改性树脂，例如，可列举用醛改性的聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯醇缩乙醛等。聚乙烯醇树脂的皂化值一般为85-100摩尔％的范围，优选为98摩尔％或更多。而且，所述聚乙烯醇树脂的聚合度一般为1,000-10,000且优选为1,500-5,000。 [0065] 上述的聚乙烯醇树脂可形成膜，该膜可用作起偏器的圆盘状膜(disc film)。使用聚乙烯醇树脂形成膜的方法并无特别限定，但可以使用相关技术中已知的任何方法。而且，圆盘状膜的厚度并无特别限定，但是，例如，可以是10-150μm的范围。 [0066] 所述起偏器具有由相关技术中已知的任何方法制造的圆盘状膜。例如，所述起偏器的圆盘状膜可由溶胀、染色、交联、拉伸等工序制造，并且工序的顺序和数量并无特别限定。最终总拉伸比可以是在原尺寸的4.5至7.0倍的范围，优选5.0至6.5倍的范围。 [0067] 如需要，根据本发明的偏振片可进一步包括在起偏器的至少一个表面上的起偏器保护膜。 [0068] 所述保护膜可包括任何具有良好的透明性、机械强度、热稳定性、水分阻隔性、各向同性等的膜。特别地，该膜可使用热塑性树脂制备，该热塑性树脂包括，例如：聚酯树脂如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚间苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等；纤维素树脂如二乙酰基纤维素、三乙酰基纤维素等；聚碳酸酯树脂；丙烯酸树脂如聚(甲基)丙烯酸甲酯、聚(甲基)丙烯酸乙酯等；苯乙烯树脂如聚苯乙烯、丙烯腈-苯乙烯共聚物等；聚烯烃树脂如聚乙烯、聚丙烯、具有降冰片烯结构的聚烯烃或环聚烯烃，乙烯-丙烯共聚物等；氯乙烯树脂；聚酰亚胺树脂如尼龙、芳香族聚酰亚胺；酰亚胺树脂；聚醚磺酸树脂；磺酸树脂；聚醚酮树脂；聚苯硫醚树脂；乙烯醇树脂；偏二氯乙烯树脂；乙烯醇缩丁醛树脂；烯丙基化树脂；聚甲醛树脂；环氧树脂等。进一步地，可使用用上述热塑性树脂的至少一种的混合物形成的膜。另外也可使用用基于(甲基)丙烯酸酯、氨基甲酸酯、丙烯酸氨基甲酸酯、环氧、硅等的热固性树脂或UV固化性树脂形成的膜。 [0069] 相对于保护膜的总重量，保护膜的热塑性树脂的含量可以为50-100wt.％，优选为50-99wt.％，更优选为60-98wt.％，最优选为70-97wt.％。如果热塑性树脂的含量小于50wt.％，热塑性树脂固有的高透明度不可充分表现。 [0072] 1/4波片 [0073] 本发明的1/4波片膜层(λ/4片)的功能是防止反射光。 [0074] 本发明的1/4波片膜层(λ/4片)可通过如单轴定向或双轴定向或相关技术中已知的任何其它合适的方式定向而获得。 [0075] 形成聚合物膜的聚合物化合物种类并无特别限制。然而，为了合适地用在图像显示装置中，优选具有高透明度的聚合物化合物用于该聚合物膜。该化合物可包括聚碳酸酯化合物、聚酯化合物、聚砜化合物、聚醚砜化合物、聚苯乙烯化合物、聚烯烃化合物、聚乙烯醇化合物、醋酸纤维素化合物、聚甲基丙烯酸甲酯化合物、聚氯乙烯化合物、聚丙烯酸酯聚氯乙烯化合物、聚酰胺聚氯乙烯化合物等。 [0076] 可选地，1/4波片膜层(λ/4片)可通过将可聚合的向列的或近晶的，优选向列的相液晶材料在同一反应体系中聚合而制成。作为具体例，1/4波片膜层(λ/4片)可通过如下制备：在衬底上涂覆可聚合的液晶材料，将其以平面取向定向，然后暴露在热或UV射线中以聚合。 [0077] 如需要，根据本发明的偏振片中包括的1/4波片膜层根据需要可有各种波长色散特性。例如，所述1/4波片膜层可有反向波长色散特性、平波长色散特性或正常波长色散特性。 [0078] 当所述1/4波片膜层具有反向波长色散特性时，Ro(450nm)/Ro(550nm)的值为大于等于0.7且小于0.99。 [0079] 当所述1/4波片膜层具有平波长色散特性时，Ro(450nm)/Ro(550nm)的值为大于等于0.99且小于1.01。 [0080] 当所述1/4波片膜层具有正常波长色散特性时，Ro(450nm)/Ro(550nm)的值为大于等于1.01且小于等于2。 [0081] 根据本发明，能够使抗反射效果和反射色感最大化的总折射率比的范围可根据包括在偏振片中的1/4波片膜层的波长色散特性而变化，将在下文中描述。 [0082] 根据本发明的1/4波片膜层在满足本发明偏振片的总折射率比范围即从0.1至0.8的范围的范围内可有不同的延迟值。例如，在厚度方向上的延迟值Rth可为40至180nm，并且前延迟值Ro可为110至180nm。所述偏振片可以容易地满足上述范围内的本发明的总折射率比的范围，以有效表现抗反射效果。然而，上述范围仅仅是一个实例，只要满足本发明的偏振片的总折射率比的范围，所述1/4波片膜层可以具有另一个范围的延迟值。 [0083] +C片层 [0084] 一般来说，当偏振片仅包括膜层时，在斜方向(在屏幕可视侧的前方向上从右，左，上，下看的方向)上的反射率特性趋向减小。 [0085] 鉴于此，为了提高斜方向上的反射色感和提高图像质量，本发明的偏振片还包括+C片层。 [0086] 根据本发明的+C片层可通过以下制造：以相关技术中已知的任何合适方式来定向聚合物膜或将可聚合的胆甾型液晶化合物施用于衬底的一个表面，在预定的方向上定向，然后将其固化。 [0087] 当使用可聚合的胆甾型液晶化合物时，可用零延迟膜作为衬底。在本发明中，零延迟膜是指即使有光透过该膜其中也不会产生实质相位差的膜。 [0088] 理想地，根据本发明的+C片层具有负无穷大的折射率比Nz，但其基本包括具有-6或更小的折射率比Nz的情况。因此，所述+C片层在厚度方向上可具有各种延迟值Rth的值和具有在满足本发明的偏振片的总折射率比的范围内的前延迟值Ro。例如，在厚度方向上的延迟值Rth可为-190至-10nm。如果第一延迟层的折射率比超过-6，或在厚度方向上的延迟值Rth小于-190nm或超过-10nm，反射色感的改善效果可极小。此外，前延迟值Ro理想地应为0nm，但在本发明中也包括基本上可认为是0nm的范围。例如，前延迟值Ro可以为-1至1nm。然而，上述范围仅仅是一个实例，只要满足本发明的偏振片的总折射率比范围，所述1/4波片膜层可以有另一个范围的延迟值。 [0089] 偏振片 [0090] 本发明的偏振片包括起偏器、设置在所述起偏器的下侧的1/4波片膜层和+C片层，其中其总折射率比Nz为0.1至0.8。如果总折射率比Nz小于0.1或超过0.8，反射色感差异增加从而可视性降低。 [0091] 由于本发明的偏振片包括所述起偏器、1/4波片膜层和+C片层，所以在满足上述总折射率比的范围内每一层的延迟值可具有各种值。1/4波片膜层和+C片层的延迟值的实例与上述一样。此外，当零延迟膜进一步用作起偏器的保护膜或+C片层的基底时，考虑到保护膜或零延迟膜的折射率或延迟值，所述起偏器、1/4波片膜层和+C片层的延迟值可适当调整以满足偏振片总折射率的上述范围。因此，各层延迟值的上述范围只是优选的实例，且由于总折射率比是从其上层叠有各层的总体结构而得，所以上述所示的延迟值可被再分为各层的多个值并根据特定情况对其应用。 [0092] 例如，当在1/4波片膜层厚度方向上的延迟值为大于等于40nm且小于65nm时，在+C片层厚度方向上的延迟值可为-130nm至-10nm。 [0093] 此外，当在1/4波片膜层厚度方向上的延迟值为大于等于65nm且小于80nm时，在+C片层厚度方向上的延迟值可为-130nm至-30nm或更小。 [0094] 进一步地，当1/4波片膜层厚度方向上的延迟值为大于等于80nm且小于100nm时，在+C片层厚度方向上的延迟值可为-180nm至-50nm。 [0095] 此外，当在1/4波片膜层厚度方向上的延迟值为大于等于100nm且小于180nm时，在+C片层厚度方向上的延迟值可为-180nm至-80nm或更小。 [0096] 根据1/4波片膜层的波长色散特性，本发明的偏振片可具有在更有限范围内的总折射率以减小反射率和反射色感的变化。 [0097] 作为本发明的一个实施方式，当所述1/4波片膜层具有反向波长色散特性时，总折射率比可为0.1至0.8，优选为0.5至0.7。在上述范围内，可以最小化反射率和反射色感的变化。 [0098] 作为本发明的另一个实施例，当所述1/4波片膜层有平波长色散特性时，总折射率比可为0.1至0.8，优选为0.3至0.6。在上述范围内，可以最小化反射率和反射色感的变化。 [0099] 作为本发明的另一个实施例，当所述1/4波片膜层具有正常波长色散特性时，总折射率比可为0.4至0.8，优选为0.5至0.7。在上述范围内，可以最小化反射率和反射色感的变化。 [0100] 图2至图5分别示意性地说明了根据本发明的偏振片各种实施方式。然而，由于本公开附图仅仅用于说明本发明的优选实施方式并且起到容易理解本发明技术精神的作用，所以不应解释为限制在图中所释的本说明书。 [0101] 如图2中所示，本发明的偏振片在起偏器的至少一个表面上提供有保护膜。通常，在起偏器的两个表面上都提供有保护膜，然而，如图3中所示，在起偏器的设置有1/4波片(QWP)膜层和+C片层的下侧可不提供有保护膜。 [0102] 本发明的偏振片包括设置在其下侧的1/4波片(QWP)膜层和+C片层，然而，1/4波片(QWP)膜层和+C片层的层叠顺序并无特定限制。因此，通过保护膜，如图2和图3中所示，1/4波片(QWP)膜层和+C片层可以以这种顺序层叠在起偏器的下侧，且如图4所示，+C片层和1/4波片(QWP)膜层可以以这种顺序层叠在起偏器的下侧。 [0103] 图5示出了其中+C片层在其一个表面上还包括零(0)延迟膜的实施方式。当+C片层由可聚合的液晶化合物的聚合形成时，零延迟膜可用作可聚合的液晶化合物的衬底。虽然图5示出了其中设置零延迟膜以面向1/4波片膜层的结构，可设置+C片层以面向1/4波片膜层。 [0104] 当本发明的偏振片被配置为包括起偏器、设置在起偏器下侧的半波片、和设置在半波片下侧的1/4波片时，所述起偏器还可包括按顺序设置在其上侧的透明保护膜、附加的延迟片、硬质涂层、触摸板等。 [0105] 根据本发明的偏振片可用于显示装置中，具体地，在：扭曲向列(TN)、高扭曲向列(HTN)或超扭曲向列(STN)模式显示器；有源矩阵驱动的TN(AMD-TN)显示器；面内切换(IPS)模式显示器；或向列取向相变形(DAP)或垂直取向(VA)模式显示器中，例如：电控双折射(ECB)、彩色超垂直配向(CSH)、垂直取向向列或胆甾型(VAN或VAC)显示器；多域垂直取向(MVA)模式显示器；或弯曲取向模式或混合取向模式显示器，如光学补偿弯曲(OCB)单元或光学补偿双折射(OCB)、反射OCB(R-OCB)、混合取向向列(HAN)或Pi-单元显示器；或有机发光二极管(OLED)中。 [0106] 具体地说，根据本发明的偏振片可优选用在有机发光二极管(OLED)中，或反射型或透射型LCD中，以提高光学和抗反射特性。作为使用的实例，根据本发明的偏振片可设置在有机发光二极管(OLED)的阴极(反射层)上侧，以减少在前和斜方向上入射到面板上的光的反射率，同时保持斜方向上的优异的反射色感。 [0107] 除了用根据本发明的偏振片代替常用的偏振片，在本发明中可使用用于图像显示装置如有机发光二极管(OLED)、液晶显示器(LCD)等领域的其它常用配置。 [0108] 在下文中，提出优选的实施方式以更加具体地描述本发明。然而，下文中给出的实施例只用来说明本发明并且本领域的技术人员能明显地理解在本发明的范围和精神内的各种变化和修改是可以的。这样的变化和修改充分包括在所附的权利要求中。 [0109] 实施例 [0110] 实施例1至19和比较例1至10 [0111] 将具有图2结构的偏振片粘附至OLED的阴极上。将TAC保护膜(Rth和Ro都为0)设置在PVA起偏器的两个表面上，将1/4波片膜层和+C片层设置在设置于起偏器下侧的TAC保护膜上以制备具有下文表1中描述的配置的偏振片。然而，作为起偏器的保护膜，TAC膜用于确保1/4波片膜层的正常波长色散特性的情况下，聚碳酸酯(PC)膜用于确保反向波长色散特性的情况下，COP膜用于确保平波长色散特性的情况下。 [0112] 在实施例17至19中，零延迟膜(Ro和Rth都为0)进一步设置在1/4波片膜层和+C片层之间。 [0114] 【表1】 [0115] [0116] [0117] 根据表1可以看出本发明偏振片的ΔE*值为21或更小，从而呈现出反射色感的小变化，而在比较例的情况下具有本发明范围以外的折射率比。 |
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