CN102640023B - 偏振器和装备有该偏振器的液晶显示器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了偏振器板和包括所述偏振器板的液晶显示器装置。所述偏振器板包括偏振器、传播由所述偏振器偏振的光且面内相位差(Ro)在500nm至3000nm范围内的薄膜层、以及形成在所述薄膜的一表面上且雾度值在15％至35％范围内的涂层。
Description
技术领域
本发明主要涉及偏振器板和装备有该偏振器板的液晶显示器(LCD)。
背景技术
液晶显示器(LCD)是一种目前广泛使用的平板显示器。液晶显示器(LCD)包括液晶面板，该液晶面板包括两个显示面板，该显示面板包括电场产生电极和介于它们之间的液晶层。液晶显示器通过对电场产生电极施加电压并在液晶层内产生电场，从而确定液晶分子的排列并控制其内进入的光偏振而显示图像。
另一方面，偏振器板装配在液晶面板的外部。偏振器板可使从背光入射并穿过液晶层的光中具有特定方向的光选择性传播，从而控制光偏振。
偏振器板包括能够使光偏振到特定方向上的偏振器和用于支撑和保护偏振器的保护层。该保护层需要具有足够高的机械强度以支撑和保护偏振器，以及高透射率。该保护层可为三乙酰纤维素(TAC)膜。
然而，三乙酰纤维素膜昂贵，从而会提高装配有该膜的液晶显示器(LCD)的价格。因此，目前以多种方法研究三乙酰纤维膜的替代物。
发明内容
本公开的一个方面提供一种包括保护层并代替三乙酰纤维素膜的偏振器板。
本公开的另一个方面提供一种包括所述偏振器板的液晶显示器(LCD)。
根据本公开的一个方面，提供一种偏振器板，包括偏振器、传播由所述偏振器偏振的光且面内相位差(Ro)在约500nm至约3000nm范围内的薄膜、以及设置在所述薄膜的一侧面上且雾度值在约15%至约35%范围内的涂层。
所述液晶显示器(LCD)可包括液晶面板，所述液晶面板包括相互面对的第一基板、第二基板以及设置在第一基板和第二基板之间的液晶层、位于所述液晶面板的背面上并对所述液晶面板提供光的背光部、位于所述液晶面板的前面上的第一偏振器板以及位于所述液晶面板和所述背光部之间的第二偏振器板。所述第一偏振器板可包括偏振器、传播由所述偏振器偏振的光且面内相位差(Ro)在约500nm至约3000nm范围内的薄膜以及设置在所述薄膜的一侧面上且雾度值在约15%至约35%范围内的涂层。
所述薄膜可为聚对苯二甲酸乙二醇酯膜。
所述偏振器板可进一步包括在所述偏振器和所述聚对苯二甲酸乙二醇酯膜之间的粘合剂层。所述粘合剂层可由包括聚乙烯醇和交联剂的粘合剂形成。所述交联剂可包括含有醛基的化合物，且基于聚乙烯醇的量，所述交联剂的量可在约0.5wt%至约1.5wt%的范围内。
所述交联剂可包括聚乙烯亚胺、乙二醛或它们的组合。
所述偏振器板可进一步包括在所述聚对苯二甲酸乙二醇酯膜和所述粘合剂层之间以及所述聚对苯二甲酸乙二醇酯膜和所述涂层之间的至少一个辅助粘合剂层。所述辅助粘合剂层可进一步包括聚酯类树脂、聚乙酸乙烯酯类树脂或它们的组合。
所述聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的厚度可在约25μm至约60μm的范围内。
所述聚对苯二甲酸乙二醇酯膜可进一步包括紫外线(UV)吸收剂，并在约380nm可具有小于约10%的透射率。
所述偏振器板可位于液晶显示器(LCD)中的液晶面板的前面上。
所述液晶显示器(LCD)可具有TN模式。所述TN模式的液晶显示器(LCD)可进一步包括WV补偿膜，所述WV补偿膜包括盘状液晶，并设置在聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的另一侧面上。
所述液晶显示器(LCD)可具有VA模式。所述VA模式的液晶显示器(LCD)可进一步包括设置在所述聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的另一侧面上的拉伸的TAC类补偿膜。
所述液晶显示器(LCD)可为水平电场型。所述水平电场型液晶显示器(LCD)可进一步包括在所述聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的另一侧面上的A板、C板或它们的混合补偿膜。
根据一个实施方式，偏振器板可包括作为保护层的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜，因此可具有与三乙酰纤维素膜相似的透射率和机械强度，但具有低成本。
另外，所述偏振器板可进一步包括调整聚对苯二甲酸乙二醇酯膜相位差并提供预定范围内的雾度值的涂层。所述涂层可防止由于所述聚对苯二甲酸乙二醇酯膜作为保护层而产生的斑点，因此可改善显示特性。
而且，通过改善所述偏振器和所述保护层之间的粘附力，所述偏振器板可具有极好的粘合强度和粘合外观。
附图说明
图1为表示根据一个实施方式的LCD的截面图。
图2为表示根据一个实施方式的前偏振器板的截面图。
图3为表示后偏振器板的截面图。
符号说明
10：液晶面板 11a：前偏振器板
11b：后偏振器板 13：背光部
21：偏振器 23：保护层
22a、22b：粘合剂层
25a、25b：辅助粘合剂层
26：涂层
27：光学补偿膜
28：压敏粘合剂层
30：离型膜
具体实施方式
以下参照附图更完整地说明本发明，附图中示出了示例性实施方式。然而，本发明可以多种形式实施，且不应解释为受限于本文中陈述的示例性实施方式。
在图中，为了清楚，放大了层、膜、板、区域等厚度。在整个说明书中，相似的参考数字表示相似的元件。应理解的是，当元件如层、膜、区域或基板被称为在另一元件“上”时，它可直接在另一个元件上，或者还可存在插入元件。相反，当元件被称为“直接”在另一元件上时，则不存在插入元件。
以下，参照图1详细描述根据一个实施方式的液晶显示器。
图1为表示根据一个实施方式的LCD的截面图。
参照图1，液晶显示器(LCD)包括液晶面板10、在该液晶面板10的背面上的背光部13以及分别附着于该液晶面板10的两侧面的一对偏振器板11和12。
液晶面板10可包括第一基板和第二基板(未示出)和设于其间的液晶层(未示出)。第一基板可包括薄膜晶体管(未示出)和连接该薄膜晶体管的像素电极(未示出)，第二基板可包括彩色滤光器(未示出)和公共电极(未示出)。
背光部13可为液晶面板10提供光，并包括荧光灯、发光元件(LED)等。
偏振器板11设置在液晶面板10的前面上，另一偏振器板12附着于液晶面板10的背面。此处，前偏振器板11和后偏振器板12具有不同的结构。
首先，参照图2说明前偏振器板11。
图2为表示根据一个实施方式的前偏振器板11的截面图。
参照图2，前偏振器板11可包括偏振器21、设置在偏振器21的顶部上的保护层23、设置在偏振器21的下面的光学补偿膜27、使偏振器21粘附于保护层23的粘合剂层22a以及使偏振器21粘附于光学补偿膜27的另一粘合剂层22b。另外，离型膜30设置在光学补偿膜27的下面，且当上偏振器板11附着在液晶面板10的顶部时，该离型膜30应该移除。压敏粘合剂层28设置在光学补偿膜27和离型膜30之间。
偏振器21通常由拉伸的聚乙烯醇(PVA)制成，例如，通过拉伸聚乙烯醇膜，使其吸收碘或不同颜色的染料，用硼酸处理所得的产物并清洗。
保护层23可包括传播由偏振器21偏振的光且面内相位差(Ro)在约500nm至约3000nm范围内的薄膜24、以及设置在该薄膜上的涂层26。
薄膜24可包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)(以下，称作“聚对苯二甲酸乙二醇酯膜”)。该聚对苯二甲酸乙二醇酯膜为以对苯二甲酸乙二醇酯作为主单元的聚合物，且可拉伸，因此可具有方向。另外，聚对苯二甲酸乙二醇酯膜可通过共聚合羧酸单体、二醇类单体以及包含对苯二甲酸乙二醇酯的单体而制备。
聚对苯二甲酸乙二醇酯膜可补偿相位差并调整拉伸比例等，因此可具有上述的面内相位差。
聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的厚度可在约25μm至约60μm的范围内。
因为聚对苯二甲酸乙二醇酯膜包括在保护层内，所以保护层具有与三乙酰纤维素膜相似的透射率和机械强度，但具有低成本，它可代替三乙酰纤维素膜。
聚对苯二甲酸乙二醇酯膜可包括紫外线(UV)吸收剂以防止偏振器板劣化。紫外线(UV)吸收剂防止外部进入的紫外线(UV)射线到达偏振器和液晶面板，从而防止紫外线(UV)射线造成的偏振器劣化。
另外，聚对苯二甲酸乙二醇酯膜在波长约380nm处的透射率可为约10%或更低。
当聚对苯二甲酸乙二醇酯膜包括紫外线(UV)吸收剂时，其仅在约380nm或更短的短波长区域会具有透射率降低。因此，由于紫外线(UV)吸收剂，它在包括可见光区域的大部分波长区域不会具有透射率降低。
相反，作为传统偏振膜的三乙酰纤维素膜在约380nm或更长的波长区域内会具有透射率降低，因此由于紫外线(UV)吸收剂，它在包括可见光区域的大部分波长区域会具有透射率降低，通常降低液晶显示器(LCD)的透射率。
涂层26设置在薄膜24的顶部，且具有雾度值在约15%至约35%范围内的防闪光性能。雾度值的范围在前述薄膜的面内相位差(Ro)的范围内，也就是说，在约500nm至约3000nm的范围内，不会产生斑点。
具体地，当液晶面板在前面上包括作为保护层的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜时，该聚对苯二甲酸乙二醇酯膜可改变通过液晶面板10和偏振器21偏振的光的相位差。然而，光会从侧部泄漏，从而产生斑点，结果劣化显示器的特性。根据一个实施方式，可通过包括在面相位差(Ro)在约500nm至约3000nm范围内的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜上涂布雾度值在约15%至约35%范围内的涂层而防止光泄漏。因此，来自侧部的光泄漏可扩散，且不能在外部探测到，从而防止显示特性劣化。
涂布具有雾度值在上述范围内的防闪光性能的涂层26的方法可包括在涂层26的表面上形成凸起和凹陷的方法、将包括无机材料、有机材料或它们的组合的防闪光颗粒与树脂混合的方法、形成多层薄膜的方法等。在此，树脂可为透明树脂，例如光固化树脂或热固化树脂。
当防闪光颗粒和树脂混合时，雾状颗粒可为单一透明聚合物树脂、或两种或更多种具有不同折射率的透明聚合物树脂的混合物。
当两种或更多种具有不同折射率的透明聚合物树脂混合在一起时，通过调整其折射率差和粒径，可控制两种或更多种防闪光颗粒的防闪光性能。
根据该实施方式，两种或更多种防闪光颗粒可具有约0.04或更高的折射率差，而在另一个实施方式中，其折射率差在约0.04至约0.1的范围内。当它们具有上述范围内的折射率差时，涂层可减少光泄漏，但仍有效地具有在前述范围内的雾度值。
多层薄膜可包括两层或更多层的折射率不同的层。此处，具有低和高折射率的薄膜可具有约0.05或更高的折射率差，从而确保雾度值在前述范围内。具体地，高折射率的薄膜可由折射率在约1.55至约2.40范围内的材料制成，低折射率的薄膜可由折射率在约1.35至约1.50范围内的材料制成。另外，高折射率的薄膜可包括高折射率的无机氧化物颗粒。低折射率的薄膜可由含羟基的氟树脂制成。
粘合剂层22a可设置在偏振器21和薄膜24之间，该薄膜24为聚对苯二甲酸乙二醇酯膜。考虑到与作为聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的薄膜24的粘附力，粘合剂层22a可由水溶性粘合剂形成。
水溶性粘合剂可包括聚乙烯醇化合物、交联剂和水。
聚乙烯醇化合物可包括例如含羧酸基的聚乙烯醇化合物或含胺基的聚乙烯醇化合物，但不限于此。基于100重量份的水，聚乙烯醇化合物的量在约0.1至约20重量份的范围内。
交联剂可为含亲水性醛基的化合物，例如聚乙烯亚胺、乙二醛或它们的组合。
此处，基于聚乙烯醇化合物(以固体为基准计)的量，交联剂的量在约0.5wt%至约1.5wt%的范围内。当其含量在此范围内时，可改善对聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的初始粘附力，并同时提高粘合剂的耐久性。
另外，辅助粘合剂层25a和25b分别设置在作为聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的薄膜24和涂层26之间以及作为聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的薄膜24和粘合剂层22a之间。
辅助粘合剂层25a和25b可包括与聚对苯二甲酸乙二醇酯膜具有相似性能的材料，例如聚酯类树脂、聚乙酸乙烯酯类树脂或它们的组合。
辅助粘合剂层25a起到在作为聚对苯二甲酸乙二醇酯膜薄膜24上固定而非使涂层26松散的作用。因此，它可防止由于松散的涂层而引起薄膜24上的涂层26的显示特性劣化。另外，辅助粘合剂层26a使粘合剂层22b均匀地设置在薄膜24上，该薄膜24为聚对苯二甲酸乙二醇酯膜。
光学补偿膜27设置在偏振器21的下面。光学补偿膜27可由例如丙烯酸类化合物、纤维素化合物、烯烃化合物等制成，并可调节穿过液晶面板10的光的光学特性，从而调整相位差或改善视角。
另一粘合剂层22b设置在偏振器21及光学补偿膜27之间。考虑到与作为聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的薄膜24的粘附力，粘合剂层22b可由与前述粘合剂层22a相同的水溶性粘合剂形成。
离型膜30设置在光学补偿膜27的下面，且当偏振器板11附着于液晶面板10时被移除。然而，离型膜30未显示在图1提供的液晶显示器(LCD)中。
压敏性粘合剂层28设置在光学补偿膜27和离型膜30之间，并使光学补偿膜27和离型膜30粘附在一起。当前偏振器板11附着在液晶面板10上时，在移除离型膜30后可直接附着于液晶面板10。
参照图3说明了后偏振器板12。
图3为表示后偏振器板的截面图。
参照图3，后偏振器板12可包括偏振器41、在偏振器41上的光学补偿膜43、在偏振器21的下面的保护层47、使偏振器41粘合光学补偿膜43的粘合剂层42a以及使偏振器21粘合保护层47的粘合剂层42b。另外，当后偏振器板12附着于液晶面板10的背面时，离型膜50设置在光学补偿膜43上。压敏性粘合剂层48设置在光学补偿膜43和离型膜50之间。
偏振器41、光学补偿膜43、离型膜50和压敏性粘合剂层48可基本上与前述前偏振器板11的偏振器、光学补偿膜、离型膜和压敏性粘合剂层同样形成。保护层47可由三乙酰纤维素(TAC)、乙酸丙酸纤维素、WV-TAC(宽视角-TAC)和/或相似物形成。
根据一个实施方式，与前偏振器板11不同，后偏振器板12可不包括作为保护层的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜。因为与前偏振器板11的保护层23不同，后偏振器板12的保护层47直接接收从背光部进入的光，所以会具有斑点。
具体地，因为前偏振器板11的保护层23接收穿过液晶面板10和偏振器21的光，即偏振光，所以在前方向上不具有斑点，但具有可在侧向上形成的斑点。因此，根据一个实施方式的保护层可包括调整聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的相位差并具有预定范围内的雾度值的涂层，从而不会具有在侧向上形成的斑点。
另一方面，后偏振器板12的保护层23接收从背光部直接进入而未偏振的光。此处，未偏振的光可能会泄漏许多，因为当它在通过聚对苯二甲酸乙二醇酯保护层时会被偏振，然后再通过偏振器时会通过偏振而扭曲。该光泄漏可在外部作为色斑而发现，从而可导致较差的显示特性。
根据一个实施方式，通过在前偏振器板11中包括具有聚对苯二甲酸乙二醇酯膜24的保护层23可防止此色斑。保护层也可降低成本。后偏振器板12可包括能够防止上述色斑的保护层47。
前述的液晶显示器(LCD)可具有多种模式，例如，TN(扭曲向列)模式、VA(垂直阵列)模式、以及诸如IPS(平面内切换)及FFS(边缘场切换)的共平面电极(CE)模式。
TN模式的液晶显示器(LCD)可进一步包括位于聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜24的另一侧面上且包括盘状液晶的WV(宽视角)补偿膜。
VA模式的液晶显示器(LCD)可进一步包括在聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜24另一侧面上拉伸的TAC类补偿膜。
共平面电极(CE)模式的液晶显示器(LCD)可进一步包括在聚对苯二甲酸乙二醇酯膜24另一侧面上的A板、C板或它们的混合补偿膜。此处，A板可为包括具有特别和普通轴的正双折射液晶材料的光学延迟层。该特别轴平行于该层的平面侧。普通轴垂直排列于该层的平面。C板可为包括具有单一特殊轴的正双折射液晶材料的光学延迟层。特殊轴垂直排列于该层的平面，也就是说，与垂直进入其中的光平行。
以下，将参照实施例更详细地说明本发明。然而，它们只是示例性的实施方式，本发明并不限于此。
<偏振器的制造>
在一起搅拌的同时，将1mol的聚乙烯醇和80mol的水混合，并在90°C下以1小时完全溶解。将溶液在40°C下真空干燥40小时，从而制备膜。该膜在150°C下拉伸两倍，且其内吸收碘。所得的产物在40°C硼酸水溶液内拉伸2.5倍，从而制备偏振器。
<偏振器板的制备>
利用粘合剂将包括聚对苯二甲酸乙二醇酯膜和涂层的保护层粘附在前述方法中制备的偏振器的一侧面上，且光学补偿膜粘附在偏振器的另一侧面上。
以下表1中提供了聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的多种相位差、涂层的多种雾度值以及粘合剂内的交联剂浓度。
(表1)
此处，使用Axo metrics测量相位差，并使用NHD-2000(日本DenshokuKogyo公司)测量雾度值。
<性能评价-1>
检测编号1至21的偏振器板的耐久性和粘合外观。耐久性通过在热恒湿室内，在85°C的耐热条件或60°C和95%RH的耐热耐湿条件下存放偏振器板来评价，并随着时间经过检查其粘合外观。粘合外观通过检查是否具有较差的粘附力或松散表面来评价。
<性能评价-2>
通过从市场销售的液晶显示器(LCD)上移除前偏振器板并将编号1至21的偏振器板分别贴装在其上而制作用于测试的液晶显示器(LCD)。
通过对液晶显示器(LCD)施加电压来操作液晶显示器(LCD)，然后检查能否以肉眼发现斑点。
<性能评价-3>
检查编号1至21的偏振器板的强度和涂层上的紧密接触性能、外观状态以及斑点。表面处理的涂层强度通过使用刀子以交叉形划刻涂层10次，然后检查涂层是否松散来评价。
表2提供了性能结果。
(表2)
*粘合强度/粘合外观:◎好，X差
*是否存在斑点：-×无斑点，△弱斑点，○中等斑点，☆强斑点
*涂层紧密接触性能：◎极好，△好，×差
Claims (14)
1.一种偏振器板，包括：
偏振器；
薄膜层，传播由所述偏振器偏振的光，并具有在约500nm至约3000nm内的面内相位差(Ro)；和
涂层，设置在所述薄膜的一侧面上，并具有在约15％至约35％范围内的雾度值，
其中所述薄膜为聚对苯二甲酸乙二醇酯膜，
在所述偏振器和所述聚对苯二甲酸乙二醇酯膜之间进一步设置粘合剂层，
在所述聚对苯二甲酸乙二醇酯膜和所述粘合剂层之间以及所述聚对苯二甲酸乙二醇酯膜和所述涂层之间设置至少一层辅助粘合剂层，且
所述辅助粘合剂层包括聚酯类树脂、聚乙酸乙烯酯类树脂或它们的组合。
2.如权利要求1所述的偏振器板，其中所述粘合剂层由包括聚乙烯醇和交联剂的粘合剂形成；
所述交联剂包括含醛基的化合物；且
基于所述聚乙烯醇的量，所述交联剂的量为约0.5wt％至约1.5wt％。
3.如权利要求2所述的偏振器板，其中所述交联剂包括聚乙烯亚胺、乙二醛或它们的组合。
4.如权利要求1所述的偏振器板，其中所述聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的厚度在约25μm至约60μm的范围内。
5.如权利要求1所述的偏振器板，其中所述聚对苯二甲酸乙二醇酯膜包括紫外线(UV)吸收剂，并在约380nm具有小于约10％的透射率。
6.如权利要求1所述的偏振器板，其中所述偏振器板设置在液晶显示器(LCD)中的液晶面板的前面上。
7.一种液晶显示器(LCD)，包括：
液晶面板，包括相互面对的第一基板和第二基板以及设置在所述第一基板和第二基板之间的液晶层；
背光部，位于所述液晶面板的背面上，并对所述液晶面板提供光；
位于所述液晶面板的前面上的第一偏振器，和
位于所述液晶面板和所述背光部之间的第二偏振器；
其中所述第一偏振器板包括：
偏振器；
薄膜，具有在约500nm至约3000nm范围内的面内相位差(Ro)；和
涂层，设置在所述薄膜一侧面上，并具有在约15％至约35％范围内的雾度值，
其中所述薄膜为聚对苯二甲酸乙二醇酯膜，
在所述偏振器和所述聚对苯二甲酸乙二醇酯膜之间进一步设置粘合剂层，
在所述聚对苯二甲酸乙二醇酯膜和所述粘合剂层之间以及所述聚对苯二甲酸乙二醇酯膜和所述涂层之间设置至少一层辅助粘合剂层，且
所述辅助粘合剂层包括聚酯类树脂、聚乙酸乙烯酯类树脂或它们的组合。
8.如权利要求7所述的液晶显示器(LCD)，其中所述粘合剂层由包括聚乙烯醇和交联剂的粘合剂形成；且
所述交联剂包括含醛基的化合物，且基于所述聚乙烯醇的量，所述交联剂的量为约0.5wt％至约1.5wt％。
9.如权利要求8所述的液晶显示器(LCD)，其中交联剂包括聚乙烯亚胺、乙二醛或它们的组合。
10.如权利要求7所述的液晶显示器(LCD)，其中所述聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的厚度在约25μm至约60μm的范围内。
11.如权利要求7所述的液晶显示器(LCD)，其中所述聚对苯二甲酸乙二醇酯膜包括紫外线(UV)吸收剂，并在约380nm具有小于约10％的透射率。
12.如权利要求7所述的液晶显示器(LCD)，所述液晶显示器具有TN模式，且进一步包括位于所述聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的另一侧面上并包括盘状液晶的WV补偿膜。
13.如权利要求7所述的液晶显示器(LCD)，所述液晶显示器具有VA模式，且进一步包括位于所述聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的另一侧面上的拉伸的TAC类补偿膜。
14.如权利要求7所述的液晶显示器(LCD)，所述液晶显示器为水平电场型，且进一步包括在所述聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的另一侧面上的A板、C板或它们的混合补偿膜。
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