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CN112164324B - 具有改变出射光偏振状态的有机发光显示装置 - Google Patents

具有改变出射光偏振状态的有机发光显示装置 Download PDF

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CN112164324B
CN112164324B CN202010926819.6A CN202010926819A CN112164324B CN 112164324 B CN112164324 B CN 112164324B CN 202010926819 A CN202010926819 A CN 202010926819A CN 112164324 B CN112164324 B CN 112164324B
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film
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张文文
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Abstract

一种具有改变出射光偏振状态的有机发光显示装置,该有机发光显示装置包括背光源,用于提供光源;以及偏光板,设置在背光源一侧,包括沿远离背光源一侧依次设置的第一偏振片保护膜、偏振片和第二偏振片保护膜,用于阻隔外界入射光的反射光;其中,所述第二偏振片保护膜的面内延迟值为Re=λ/4+n*λ0,其中λ=(500~600)nm,λ0=550nm,n为自然数。本发明提供的有机发光显示装置在不额外增加组件的情况下,可以有效改变出射光的偏振状态,消除通过偏振元件在不同角度观察时出现的强度变化现象,增大有效的观察角。

Description

具有改变出射光偏振状态的有机发光显示装置
技术领域
本发明涉发光显示领域,具体涉及一种具有改变出射光偏振状态的有机发光显示装置。
背景技术
对于目前显示市场上新型的有机发光显示(OLED)装置而言,其在有机发光层的上方即靠近观察侧的一面会使用1/4波片和偏光板的组合(圆波片)来消除环境中自然光经发光层的电极板反射后光进入显示画面中,影响显示效果。但是这样也会带来一个问题:OLED显示装置中射出的光经过偏光板后是与偏光板中偏振片的偏振方向平行的线偏振光。然而,随着社会信息化程度的加深,OLED装置被广泛应用于手机、电脑、电视、数码相机以及其它交互窗口如汽车导航系统、广告显示面板等各种大、小型,室内外的各种仪器中。人们透过偏振元件如偏光太阳镜、汽车挡风玻璃等去观察手机、广告板、导航版等显示装置的机会大大增加。如当偏光眼镜的透光方向与OLED显示装置出射光的偏振方向垂直时,则会导致视野全暗状态即看不到显示装置上的画面。
现有技术中通过在显示装置偏光板即靠近观察侧的偏光板的外侧额外加上一块1/4波片,这样可以有效地将显示装置发出的偏振光转换成圆偏振光,通过偏振元件观看显示装置时不会出现视野变暗的现象。但是这种方法显然会增加显示装置制作时的工序,增加成本,而且还会大大增大整个显示装置的厚度,无法满足市场对显示装置薄型化的要求。
此外,现有技术中将具有高面内延迟值的聚酯薄膜用在靠近观察侧的偏光板的外侧,通过将取向聚酯薄膜的取向轴与偏光板的偏振片成45°贴附。但是这种方式只能简单地将显示装置中射出的线偏振光转换为椭圆偏振光来消除通过偏振元件观察时的暗态。但是这种方法只能使偏振态达到椭圆偏振态,无法从根本上解决视野变暗的现象。此外,该聚酯薄膜通过简单的异步拉伸会导致纵向上的热收缩和横向上的热收缩的比例不匹配,在后续涂覆加工中或者服役过程中受热时,两个方向上的收缩比例以及产生的内应力是不均衡的,造成较大的延迟值波动,导致功能失效或者显示效果变差。OLED装置中射出的光为线性偏正光,在通过偏振元件观察时,随着观察角度的变化,观察视野会变暗甚至消光出现全暗态。
发明内容
有鉴于此,本发明的主要目的之一在于提出一种具有改变出射光偏振状态的有机发光显示装置,以期至少部分地解决上述技术问题中的至少之一。
为了实现上述目的,本发明提供了一种具有改变出射光偏振状态的有机发光显示装置,包括:
背光源,用于提供光源;以及
偏光板,设置在背光源一侧,包括沿远离背光源一侧依次设置的第一偏振片保护膜、偏振片和第二偏振片保护膜,用于阻隔外界入射光的反射光;
其中,所述第二偏振片保护膜的面内延迟值为Re=λ/4+n*λ0,其中λ=(500~600)nm,λ0=550nm,n为自然数。
基于上述技术方案可知,本发明的具有改变出射光偏振状态的有机发光显示装置相对于现有技术至少具有以下优势之一:
1、本发明提供的有机发光显示装置在不额外增加组件的情况下,可以有效改变出射光的偏振状态,消除通过偏振元件在不同角度观察时出现的强度变化现象,增大有效的观察角;
2、与现有技术相比,本发明中的显示装置靠近观察侧的偏光板在观察侧使用了本发明中所述的具有1/4波片效果的保护膜;显示装置出射光在经过该薄膜后会被转换成圆偏振过或者近似圆偏振光,能够从根本解决上述的显示亮度随观察角度的依赖性问题;
3、本发明中的保护膜在制备过程中,通过所述的特殊的热处理步骤,对薄膜的厚度,热收缩性能进行了精确地调整和控制,解决了上述中薄膜在后加工和使用过程中因工艺原因或外界环境导致的光学性能的波动,保证了光学性能的均匀性、稳定性,增加了显示装置加工、使用的可靠性。
附图说明
图1为本发明实施例中所述有机发光显示装置的结构示意图。
附图标记说明:
100-有机显示装置;20-背光源;21-有机发光层;22-阴极;23-阳极;30-偏光板;31-偏振片;32-第一偏振片保护膜;33-第二偏振片保护膜。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,并参照附图,对本发明作进一步的详细说明。
为了解决上述问题,本发明提供了一种有机发光显示装置,偏振片保护膜及其制备方法。具体而言,所述的有机发光显示装置中的偏光板靠近观察侧的偏振片保护膜具有1/4波片功能。当从偏振片射出的线偏振光再通过表层的具有1/4波片功能的偏振片保护膜时,出射光将从偏振态转换为近似圆偏振态甚至是圆偏振态,这样可以有效地改善通过偏振元件在不同角度观察时出现的视野强度变化的现象。本发明中是赋予偏振片保护膜1/4波片功能,因此不会额外增加显示装置的厚度,此外,为保证所述保护膜的延迟值的精度不受后续加工条件和服役工况的影响,本发明通过对保护膜基膜的拉伸工艺和热收缩性进行研究和控制,从而更好地解决了该偏振片保护膜在加工和服役过程中延迟值波动的问题。
本发明公开了一种有机发光显示装置,包括:
背光源,用于提供光源;以及
偏光板,设置在背光源一侧,包括沿远离背光源一侧依次设置的第一偏振片保护膜、偏振片和第二偏振片保护膜,用于阻隔外界入射光的反射光;
其中,所述第二偏振片保护膜的面内延迟值为Re=λ/4+n*λ0,其中λ=(500~600)nm,λ0=550nm,n为自然数。
在本发明的一些实施例中,所述第二偏振片保护膜的慢轴方向与偏振片吸光轴夹角为30~50度。
在本发明的一些实施例中,所述第二偏振片保护膜在130~160℃放置10~40分钟后,慢轴方向和快轴方向的热收缩率均小于5%。
在本发明的一些实施例中,所述第二偏振片保护膜在波长小于385nm波长下的光透过率小于10%。
在本发明的一些实施例中,所述第二偏振片保护膜在快轴方向的热收缩率与慢轴方向上的热收缩率的比值为0.8~1.2。
在本发明的一些实施例中,所述第二偏振片保护膜的厚度为10~300um;
在本发明的一些实施例中,所述第二偏振片保护膜的厚度均匀性D小于5%;
在本发明的一些实施例中,D=(dmax-dmin)/d*100%,dmax为第二偏振片保护膜厚度的最大值,dmin为第二偏振片保护膜的厚度最小值,d为第二偏振片保护膜的厚度平均值。
在本发明的一些实施例中,所述第二偏振片保护膜的面内延迟值的计算公式为:
Re=Δn*d,其中Δn为第二偏振片保护膜平面内慢轴方向与快轴方向的折射率的差值,d为第二偏振片保护膜的厚度。
在本发明的一些实施例中,所述第二偏振片保护膜的制备方法,包括:
将聚合物原料制备铸片;
对铸片纵向拉伸,得到第一取向膜;
对第一取向膜进行横向拉伸,得到第二取向膜;
将第二取向膜热定型,得到所述第一偏振片保护膜。
在本发明的一些实施例中,所述纵向拉伸温度为Tg~Tg+30℃,纵向拉伸倍率为1~5倍,其中,Tg为原料的玻璃化转变温度;
在本发明的一些实施例中,所述横向拉伸温度为Tg+10℃~Tg+50℃,横向拉伸倍率为2~6倍,其中,Tg为原料的玻璃化转变温度;
在本发明的一些实施例中,所述热定型温度为200℃~250℃。
在本发明的一些实施例中,所述原料包括聚酯;
在本发明的一些实施例中,所述聚酯包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯、对苯二甲酸双酚A酯以及上述衍生物的共聚物中的至少一种。
以下通过具体实施例结合附图对本发明的技术方案做进一步阐述说明。需要注意的是,下述的具体实施例仅是作为举例说明,本发明的保护范围并不限于此。
下述实施例中使用的化学药品和原料均为市售所得或通过公知的制备方法自制得到。
如图1所示,本实施例的有机发光显示装置100包括背光源20和偏光板30;偏光板30包括第一偏振片保护膜32、偏振片31和第二偏振片保护膜33。
其中,第二偏振片保护膜33的面内延迟值为Re=λ/4+n*λ0,其中λ=(500~600)nm,λ0=550nm,n为自然数。
其中,第一偏振片保护膜32的面内延迟值可以为Re=λ/4+n*λ0,其中λ=(500~600)nm,λ0=550nm,n为自然数,也可以为普通透明保护膜,不做限制。
其中,背光源20为有机发光层21、阴极22和阳极23所构成,其中对于有机发光层如可以是有机发光小分子化合物或者是以共轭高分子为发光材料。
其中,偏光板30是由2张偏振片保护膜及其中间加持的偏振片构成。偏振片可以由公知的方法制的。如聚乙烯醇薄膜经过膨润,碘染色,水洗,进而在硼酸中拉伸取向,再经过碘化钾溶液进行补色,再通过烘箱烘干等工艺而制备。
其中,从改变线性偏振光的偏振态的角度而言,第二偏振片保护膜33面内延迟值优选为Re=λ/4+n*λ0,其中λ=(500~600)nm,λ0=550nm,n为自然数其中优选λ0=(510~590)nm,n为自然数;因为人眼对550nm波长的光最为敏感,并且通过材料的可见光随着波长是有分散性的(遵循柯西分布);当λ0<500nm时或λ0>600nm,本发明中光源侧保护膜所具有的1/4波片功能损失,不能有效地把线偏振光转换成圆偏振光,影响反射光的抑制效果。所述偏振片保护膜的延迟值可由商用仪器直接测量或者是其它能够测试薄膜延迟值的仪器。本发明中使用的是大冢公司的RETS-100L系列的相位差测试仪。
第二偏振片保护膜33的厚度在不影响本发明的效果外没有特别的限制,根据目前显示市场的需求,通常为10~300um,更优选为20~100um,因为当薄膜的厚度低于10um时,样品后的均匀性将极难保证,而且薄膜的力学性能包括拉伸强度,撕裂性能及热稳定性能将会显著下降。特别优选的当厚度下限为30um。另一方面,如果第二偏振片保护膜33的厚度超过300um时将会大大增加整个偏光板的厚度,使整个显示面板当厚度增加,因此也不优选。从实际使用的性能角度出发,优选的厚度区间为30~100um。
第二偏振片保护膜33的面内延迟值由厚度和面内双折射共同决定,即Re=Δn*d,其中Δn为拉伸聚酯膜平面内慢轴方向与快轴方向的折射率的差值,d为薄膜的厚度。为了减小因厚度误差带来的面内延迟值Re的变化,厚度均匀性优选为5%以下,进一步优选为4%以下,特别优选为3%以下,更为优选的是1%以下。厚度均匀性使用D表示即D=(dmax-dmin)/dx 100%,D为厚度均匀性的量度,dmax和dmin分别为厚度的最大值和最小值,d为厚度平均值。具体测试方法是将该保护膜沿加工方向,每隔2cm取一个点,总计取80~100个点,并采用螺旋测微计或者其它精度能够达到0.001mm的厚度测量工具进行厚度测量。
原则上来说,本发明中对于第二偏振片保护膜33材料没有严格的要求,因为本发明所述的方案具有普适性,只要是可用于拉伸加工工艺的延迟值可调的热塑性材料都可以。对于聚酯树脂的种类没有特别的限制,可以使用使二羧酸与二醇缩合而得到的任意的聚酯树脂。作为聚酯树脂的制造中可使用的二羧酸成分,例如为:对苯二甲酸、壬二酸、二聚酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、1,4-萘二羧酸、2,5-萘二羧酸、2,6-萘二羧酸、1,5-萘二羧酸、二苯基羧酸、二苯氧基乙烷二羧酸、二苯基砜羧酸、蒽二羧酸、1,3-环戊烷二羧酸、1,3-环己烷二羧酸、1,4-环己烷二羧酸、六氢间苯二甲酸、丙二酸、二甲基丙二酸、琥珀酸、3,3-二乙基琥珀酸、六氢对苯二甲酸、戊二酸、2,2-二甲基戊二酸、三甲基己二酸、己二酸、2-甲基己二酸、庚二酸、癸二酸、辛二酸、十二烷二羧酸等。
作为聚酯树脂的制造中可使用的二醇成分,例如为:乙二醇、丙二醇、1,2-环己烷二甲醇、六亚甲基二醇、新戊二醇、1,4-环己烷二甲醇、十亚甲基二醇、1,4-丁二醇、1,3-丙二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、2,2-双(4-羟基苯基)丙烷、双(4-羟基苯基)砜等。
对于构成聚酯树脂的二羧酸成分和二醇成分,可以使用任意1种或2种以上。作为构成聚酯薄膜的适宜的聚酯树脂,例如可以为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等,更优选:聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯,聚萘二甲酸丁二醇酯等,这些也可以进一步含有其他共聚成分。
第二偏振片保护膜33与偏振片贴附时优选靠近观察侧的侧偏振片保护膜(即第二偏振片保护膜33)的慢轴与偏振片的吸光轴的夹角为30°-50°。因为即使是该保护膜具有1/4波片的功能,但是如果要把线偏振光转换成圆偏振状态,也需要波片的光轴与偏振片的光轴方向夹角为45°。因此,优选靠近光源侧第二偏振片保护膜33与偏振片贴附时保护膜的慢轴与偏振片的吸光轴的夹角为40°-50°,更优选为43°-47°,因为在该角度范围内,偏振光经过具有1/4波片功能的保护膜后已几乎接近于圆偏振光;如果将保护膜慢轴与偏振片的吸光轴夹角严格限定为45°,这将为该保护膜与偏振片间的贴合工艺造成极大的挑战,不利于批量化生产。其中偏振片及偏振片保护膜的光轴方向可由大冢公司的RETS-100L相位差仪测试得到。
第二偏振片保护膜33优选具有在150℃下放置30分钟具有小于5%的热收缩率,具体而言,在慢轴方向和快轴方向的热收缩率均小于5%,更优选小于2%。因为如果热收缩超过5%时,保护膜在后续中与偏振片的贴合或者是在其它功能涂覆过程中会受热发生收缩,基膜会翘曲,影响延迟值的均匀性,进而影响显示效果。
从使用的角度出发,第二偏振片保护膜33优选控制快轴方向上的热收缩与慢轴方向上的热收缩的比为0.8~1.2,更优选为0.85~1.1.因为当该比值小于0.8时,在进行后期涂覆加工和与偏振片的贴合加工中,即使当热收缩率小于2%即不会使基膜发生翘曲,但是涂覆热固化阶段仍然会因为快轴和慢轴两个方向上的热收缩比例不同而造成的因内应力而发生的双折射的改变,这样会导致1/4波片功能失效,无法改变出射光的线偏振状态。
第二偏振片保护膜32的制备方法如下:
(1)铸片的制备方法
以聚对苯二甲酸乙二醇酯为例说明具体的制备方法。本发明的聚酯铸片为ABA三层结构构成,具体而言,至少在A层添加少量的开口剂(爽滑剂)以提高熔体铸片与挤出口模之间的剥离性。在不影响本发明的效果的情况下,对于所述的开口剂没有特别的限制,可以是有机的也可以是无机的。可以列举的有机的如油酸酰胺,可以列举的无机的开口剂有滑石粉,硅藻,二氧化硅。出于抑制铸片端部发黄的角度,优选二氧化硅开口剂。
对于所述的开口剂的大小,优选颗粒度为1~10um,更优选与小于1.5~5个um。因为虽然开口剂颗粒度增大有助于增加爽滑效果,但是同时也会增加表面雾度。然而当颗粒度小于1.5um时,则不能保证爽滑效果。
在含有开口剂的表层中,优选开口剂浓度优选500~9000ppm,更优选为800~6000ppm。因为开口剂在薄膜中的含量也以ppm计算,如果开口剂的含量太高,会影响薄膜的光学性能以及力学性能;但如果含量太低,则不能解决薄膜的粘连问题。
对于开口剂的添加方式而言,可以在聚酯合成中添加,制备成聚酯母料,也可以将固定浓度的开口剂与聚酯切片进行物理混合后在双螺杆挤出造粒机中进行再次造粒获得。
对于ABA三层的铸片的B层而言,优选在B层中添加一定量的紫外吸收剂以获得优秀的紫外阻隔性能。由于偏振片通常是由聚乙烯醇(pva)薄膜碘染后拉伸而成,因此出于对偏振片偏振性能的保护,所述的偏振片保护膜具有在在390nm波长下的透过率为10%以下。因为小于390nm的紫外会破坏对偏振片内的聚碘离子的结构,最终使偏光板失效,因此对于第二偏振片保护膜33最好优选在390nm波长下的透光率为5%以下。390nm波长下的透光率可由紫外分光光度计测量。
对于第二偏振片保护膜33紫外吸收功能的获取,优选在制备未拉伸铸片时添加紫外吸收剂,具体而言,将紫外吸收剂与树脂颗粒完全混合后送入挤出机进行熔融混合,再制备成未拉伸铸片以赋予拉伸后薄膜以紫外吸收功能。此外,也可以通过在双向拉伸后的薄膜表面涂覆含有紫外吸收物质的涂覆液然后进固化而赋予偏振片保护膜紫外吸收功能。
对于本发明而言,对于能赋予薄膜所述紫外吸收的功能效果的紫外吸收剂没有特别的限制。可以是无机的,也可以是有机的。从薄膜的透光率的角度出发,紫外吸收剂优选为有机紫外吸收剂。对于有机紫外吸收剂,可为水杨酸酯类、二苯甲酮类、苯并三唑类、三嗪类、三甲氧基苯甲酸酯类、对氨基苯甲酸类、肉桂酸苯酯类、樟脑衍生物、苯甲脒类、苯并恶嗪类等。
对于二苯甲酮类紫外线吸收剂、苯并三唑类紫外线吸收剂和丙烯腈类紫外线吸收剂,例如为:二羟基-4,4’-二甲氧基二苯甲酮、2-[2’-羟基-5’-(甲基丙烯酰氧基乙基)苯基]-2H-苯并三唑、2,2’-2,2’,2-[2’-羟基-5’-(甲基丙烯酰氧基甲基)苯基]-2H-苯并三唑、2-[2’-羟基-5’-(甲基丙烯酰氧基丙基)苯基]-2H-苯并三唑、4,4’-四羟基二苯甲酬、2,4-二叔丁基5-氯苯并三唑-2-基)苯酷、2-(2’-轻基-3’-叔丁基甲基苯)-5-氯苯并三哇、2-(5-氯(2H)-苯并三唑-2-基)-4-甲基-6-(叔丁基)苯酚、2,2’-亚甲基双(4-(1,1,3,3-四甲基丁基)-6-(2H-苯并三唑-2-基)苯酚等。作为苯并恶嗪类紫外线吸收剂,例如为:2,2’-(1,4-亚苯基)双(4化3,1-苯并噁嗪-4-酮)、1-苯并噁嗪-4-酮、2-甲基-3,2-丁基-3,1-苯并噁嗪-4-酮、2-苯基-3,1-苯并噁嗪-4-酮等。
此外,除了紫外线吸收剂以外,在不妨碍本发明的效果的范围含有各种磷化合物、抗静电剂、耐光剂、阻燃剂、热稳定剂、抗氧化剂、抗胶凝剂、表面活性剂等添加剂以增加薄膜的紫外吸收效果以及光稳定性。
具体而言,对于上述ABA三层结构的铸片的制造可以采取以下方式获得。不限制干燥形式,将含有紫外吸收剂的聚对苯二甲酸乙二醇酯切片的B层用料和含有开口剂聚对苯二甲酸乙二醇酯切片的A层用料的水含量降低至500ppm以下,为了保证后续熔融挤出过程稳定且聚酯不会降解,更优选将聚酯切片水含量降至200ppm以下,更优选将聚酯切片水含量降至100ppm以下。
将上述干燥后的聚酯切片通过挤出机熔融挤出,这里不限制使用何种形式的挤出机,熔融挤出可以使用单螺杆挤出机、双螺杆挤出以及基于它们的各种衍生的熔融挤出,通过分配器,以ABA的形式将A层熔体和B层熔体分配进模头复合,并通过冷却辊进行骤冷铸片。
以常规的单螺杆挤出机为例,具体而言,加料段温度为Tm±30℃,Tm为聚酯原料的熔融温度,压缩段温度为Tm~Tm+35℃,均化段温度为Tm~Tm+35℃;口模温度为Tm~Tm+30℃;更优选为加料段温度为Tm±20℃,压缩段温度为Tm~Tm+15℃,均化段温度为Tm+15~Tm+30℃;口模温度为Tm+15~Tm+30℃;因为加料段温度如果低于Tm,那么单螺杆挤出机将不能提供足够的向前的推动力使物料进入压缩段,如果加料段温度高于Tm+30℃,那么聚酯切片会因为温度过高而在加料段融化,无法进入压缩段。压缩段温度如果低于Tm,那么物料在压缩段不能不能完全塑化,如果温度高于Tm+35℃,那么很容易溶体破裂,导致前段压力不稳。对于均化段与口模温度设置的原则与上述相同。
为了过滤掉原料中的异物以及一些未塑化完全的颗粒物,优选在熔融挤出中在挤出机中添加高精度过滤网。优选的过滤精度是小于50um以下。但是为了尽可能减小杂质点对薄膜显示效果以及力学性能的影响,更优选的过滤精度为10um及以下。
(2)拉伸工艺
本发明中第二偏振片保护膜33采用的聚酯类保护膜可以由异步双向拉伸拉伸工艺制备,也可以使用单轴拉伸工艺方式制备,和斜向拉伸制备。更优选为采用异步双向拉伸制备,因为单轴拉伸的薄膜在纵向上的力学性能会非常差,斜向拉伸工艺对于设备的要求太高。因此出于对力学性能的要求和对减少成本,实现产业化的角度来说,优选为异步双向拉伸。
具体而言所述的异步拉伸包括预热后的纵向拉伸和随后的横向拉伸。所述的纵向拉伸和横向拉伸对拉伸形式没有要求,可以采用包括任何形式的已知的单点拉伸,两点拉伸,夹具拉伸等。
纵向拉伸
具体而言,所述的纵拉前预热温度在Tg(聚酯原料的玻璃化转变温度)附近。优选为Tg-10℃~Tg+10℃。所述的纵向拉伸温度优选为Tg~Tg+30℃,更优选为Tg+10~Tg+20℃。所述的纵向拉伸对于拉伸速度没有要求,可以根据产线的实际生产水平进行设定。所述的纵向拉伸倍率优选为1~5,更优选为1.2~4。因为如果拉伸比太小,则不能使铸片中的结构在后续横向拉伸中很难被均匀拉伸,如果纵向拉伸倍率太大,则会导致在纵向拉伸中发生结晶,会使得样品在横向拉伸中应力太难,结构很难被拉伸均匀,而且还会较容易的导致破膜现象。因此,纵向拉伸倍率优选为1.2~3.5。
纵拉后热处理
为了保证纵向方向与横向热收缩率的比值在0.8~1.2范围内,在本发明中优选在纵向拉伸后进行热处理。所优选的热处理温度为Tg-20℃~Tg+20℃,更优选的是Tg-10℃~Tg+10℃。当热处理温度小于Tg-20℃时,被拉伸薄膜内的分子链将会快速地被冻结,不能使分子链在拉伸方向得到足够的松弛。当温度大于Tg+20℃时,则温度太高,分子链的运动能力太强,会导致在拉伸方向上过度松弛,从而导致在该方向上的拉伸强度的降低。
对于所述的热处理时间,优选的是15~60秒。其时间热处理时间的选择原则与上述温度选择的原则相似。热处理时间段,分子链不能得到足够的松弛。热处理时间长,分子链会过度松弛。因此热处理时间更优选为20~40秒。
横向拉伸
从结构均匀性以及可加工性方面,优选在纵向拉伸后及横向拉伸前进行横拉前预热处理。具体而言,预热温度优选为Tg~Tg+50℃,更优选为Tg+10℃~Tg+40℃,因为在经过纵向拉伸后,薄膜的Tg略有上升,因此优选的预热下限温度是Tg+10℃。但是预热的问题也不能太高,如果预热温度太高容易导致纵拉后的膜发生冷结晶(受热结晶现象),冷结晶不仅容易导致薄膜发白,影响透光率,还会导致变脆,不能进行横向拉伸,因此优选的预热温度上限是Tg+30℃。
从控制结构均匀性以及延迟值的角度,横向拉伸温度优选Tg+10℃~Tg+50℃,更优选的是Tg+15℃~Tg+35℃,在该温度区域内可以保证横向拉伸开始时样品处于其玻璃化转变温度以上的橡胶态,在这种状态下拉伸,薄膜内的分子取向与拉伸比具有类似于线性的关系,这利于对薄膜的取向及延迟值进行精准地调控。
从提高薄膜横向力学性能的观点,横向拉伸倍率优选为2~6倍,更优选为3~5.5倍。因为拉伸方向的拉伸强度与拉伸比呈单调正相关,为了提高横向方向的强度,横向方向的拉伸倍率下限不低于3倍。此外,如果横向拉伸倍率越大,相对来说就会减小纵向方向上的力学性能,因此,为了得到纵向和横向都兼备的较好的力学性能,横向方向上的拉伸倍率上限不超过5.5倍。
横拉后热定型
为了提高薄膜的尺寸稳定性,降低薄膜的热收缩性,在上述拉伸温度和拉伸倍率下,优选在横向拉伸后进行热定型处理。热定型处理温度优选为200℃~250℃。当热定型温度低于200℃时,热定型阶段的结晶不完善,从提高薄膜尺寸稳定性的角度是不利的。当热定型温度高于250℃时,结晶较快,热定型时容易导致薄膜内应力较大,影响薄膜面内延迟值的均匀性。
从较小热定型时薄膜的内应力的角度,优选在热定型时在幅宽方向上进行0.1%~10%的收缩处理。
(3)功能改性
底涂处理
为了增加偏振片保护膜与所述偏振片保护膜之间的粘接性,上述拉伸工艺中的薄膜进的至少一面进行亲水性处理。因为偏振片与偏振片保护膜的粘接一般是通过pva(聚乙烯醇)水分散性溶液进行粘接的,如果偏振片保护膜表面太光滑或者是亲水性不好,偏振片和偏振片保护膜之间的粘接可能不充分,即粘接不牢。具体而言,可以使用公知的表面处理通过电晕的方式对薄膜表面进行处理,如可以采取电晕,氧化处理,火焰处理以及溶剂处理以及底涂处理等处理方法对其表面进行改性处理,提高其表面的易粘接性。
从改性效果的时效性已经工业化连续生产的角度,优选对所述进行底涂处理以增加其易粘接性。具体而言,优选在薄膜经过纵向拉伸后对其至少一面进行底涂处理。所述的底涂是指薄膜经纵向拉伸后,至少一面被涂覆上有机溶剂以增加其易粘接性。具体而言,优选具有以聚酯树脂、聚氨酯树脂或聚丙烯酸(酯)树脂中的至少一种为主要成分的涂覆液。在这里“主要成分”是指构成涂覆液固体成分中占据50%质量以上的组份。所述的涂布液优选为含有水溶性或水分散性的共聚聚酯树脂、丙烯酸(酯)树脂和聚氨酯树脂中的至少一种的水性涂布液。作为这些涂布液,例如为:日本特许第3567927号公报、日本特许第3589232号公报、日本特许第3589233号公报、日本特许第3900191号公报、日本特许第4150982号公报等中公开的水溶性或水分散性共聚聚酯树脂溶液、丙烯酸(酯)树脂溶液、聚氨酯树脂溶液等。从调节薄膜的透光率出发,优选该树脂溶液的折射率为1.5~1.7。如果该涂覆液的折射率如果和聚酯基膜的折射率相差较大,则可能造成基膜表面雾化,雾度提升且透光率下降,因此优选折涂覆液的折射率与基膜接近。对于折射率的调控,可以通过向上述的涂覆液中添加适当的有机或无机粒子。
作为涂布液的方法,可以使用公知方法。例如为逆转辊涂布法、凹版涂布法、吻合式涂布法、辊刷法、喷涂法、刀涂布法、绕线棒涂布法、管式刮刀(pipedoctor)法等,这些方法可以单独或者组合进行涂布。
功能表面处理
此外,为了赋予所述的偏振片保护膜功能保护硬涂层,可以按照公知方法对上述拉伸后的薄膜进行具有抗静电,防污染,防反射,抗划伤,防眩晕中的一种或多种功能的涂层。
实施例1
显示效果的评价
以有机发光光源作为显示装置发光光源(深圳市集康电子有限公司,12864-130),在由被拉伸的PVA和碘构成的偏振片的靠近观察侧的一侧贴附下述的方法制备的聚酯薄膜(即第二偏振片保护膜33),在其相反的一侧贴附TAC薄膜(即第一偏振片保护膜32,中国乐凯集团有限公司制造,厚度60um)制作靠近观察侧使用的偏光板。其中聚酯薄膜的慢轴方向与偏振片的吸收轴方向呈下述角度贴附。在显示装置的观察侧,在点亮的情况下隔着一块偏振片,分别是偏振片的吸收方向与液晶显示装置中靠近观察侧的偏光板中的偏振片的吸光轴呈不同角度观察,并按照下述标准对液晶显示装置进行评价。
出色光亮度的评价:
○:显示装置出射光亮度随着观察角度改变亮度不变;
▲:液晶显示装置出射光亮亮度随观察角度改变亮度也发生略微改变;
×:液晶显示装置射出光亮随观察角度变化发生明显改变;
热收缩的测定
将拉伸后的薄膜以机械行进方向和垂直于机械行进方向为边,裁剪为边长为100mm的正方形,然后平铺在一块厚度为12mm的铝板上,将铝板和薄膜一起放入温度为150℃的烘箱中30分钟后取出。测量铝板上薄膜在两个方向上的长度记为L,并通过下式计算该热收缩率:
热收缩率=(100-L)/100*100%。
B层母料制备
取粘度为0.67dl/g的PET聚酯切片并加入0.8%质量分数的uv3638型紫外吸收剂((2,2’-(1,4-亚苯基)双(4H-3,1-苯并噁嗪-4-酮))经干燥后送入双螺杆混料挤出机,在280摄氏度下挤出5分钟,并进行造粒,制备芯层含有紫外吸收剂的母料。
A层母料的制备
取粘度为0.67dl/g的PET聚酯切片并加入2000ppm浓度分数的颗粒度为2um的二氧化硅颗粒,充分物理混合均匀,获得含有开口剂的表层用母料。
铸片制备
将B层母料在160℃烘干使其水含量小于100ppm,投入到单螺杆挤出机中,加料段温度设置为265℃,压缩段温度设置为275℃,均化段温度设置为275℃,口模温度设置为275℃,调节螺杆转速和计量泵转速,使泵后压力稳定在1.2MPa。将A层母料投入到双螺杆挤出辅机中,熔融挤出段温度设置为260℃递增至270℃,熔体输送段及模头设置为272℃。采用静电贴附的方式使口模流出的三层溶体压紧在冷却辊上淬冷,冷却辊温恒定为30℃,通过调节挤出量,使薄膜三层的厚度比值为15∶70∶15,制作不同厚度的无定型流延铸片。
采用上述铸片,在90℃下纵向拉伸2.3倍,然后在90℃下热松弛30秒,然后通过喷涂法,在30℃下将薄膜上下表面涂覆一层折射指数为1.62的聚酯溶液,使用热对流的方式在95℃下干燥固化50秒,使干燥后的涂布量为0.2g/m2,然后在105℃下横向拉伸4.2倍,在230℃下热处理15秒,得到厚度为82um的双向拉伸薄膜;使聚酯膜慢轴方向与偏振片成45°贴附。
实施例2
纵向拉伸1.8倍后在80℃下热处理,其余与制备实施例1的方法相同。
实施例3
纵向拉伸2.5后在65℃下热处理,其余与制备实施例1的方法相同。
实施例4
纵向拉伸后热处理10秒,其余与制备实施例3的方法相同。
实施例5
纵向拉伸2倍,横向拉伸4.5倍,其余与制备实施例3的方法相同。
实施例6
纵向拉伸1.8倍,横向拉伸4.7倍,其余与制备实施例5的方法相同。
实施例7
纵向拉伸2.8倍,横向拉伸5.1倍,其余与制备实施例1的方法相同。
实施例8
纵向拉伸2.1倍,横向拉伸4.5倍,其余与制备实施例5的方法相同。
实施例9
纵向拉伸2.7倍,横向拉伸4.8倍,其余与制备实施例5的方法相同。
比较例1
纵向拉伸1倍,横向拉伸4.8倍,其余与制备实施例3的方法相同。
比较例2
纵向拉伸后不进行热处理,其余与制备实施例3的方法相同。
比较例3
使聚酯薄膜的慢轴方向与偏振片吸光轴成0°贴附,其余与制备实施例3的方法相同。
以中心波长l0=550nm,分别统计上述各偏振片保护膜的面内延迟值Re,Re除以500得到的整数商(a),余数(b),显示效果以及热收缩和热收缩比值填入附表1。
表1
Figure BDA0002667059440000161
根据附表1的结果可以发现,对于实施例3、实施例5和实施例9都具有非常好的观察效果,实施例1、实施例7、比较例2和比较例3的观察效果则非常不好。
产业上的可利用性
根据本发明提供的偏振片保护膜及显示装置,可以有效的改善通过片振元件观察显示装置时视野亮度变暗或出现暗态的现象,提高了显示显示效果。此外,采取本发明中的方案,制造成本低,因此产业上的可行性非常高。
以上所述的具体实施例,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种有机发光显示装置,包括:
背光源,用于提供光源;以及
偏光板,设置在背光源一侧,包括沿远离背光源一侧依次设置的第一偏振片保护膜、偏振片和第二偏振片保护膜;
其中,所述第二偏振片保护膜的面内延迟值为Re=λ/4+n*λ0,其中λ=(500~600)nm,λ0=550nm,n为自然数;所述第二偏振片保护膜在130~160℃放置10~40分钟后,慢轴方向和快轴方向的热收缩率均小于5%;所述第二偏振片保护膜在快轴方向的热收缩率与慢轴方向上的热收缩率的比值为0.8~1.2,所述第二偏振片保护膜的慢轴方向与偏振片吸光轴夹角为45度;
所述第二偏振片保护膜的制备方法,包括:
将聚合物原料制备铸片;
对铸片纵向拉伸,得到第一取向膜;
对第一取向膜进行横向拉伸,得到第二取向膜;
其中,所述纵向拉伸温度为Tg~Tg+30℃,纵向拉伸倍率为1~5倍,Tg为原料的玻璃化转变温度,所述横向拉伸温度为Tg+10℃~Tg+50℃,横向拉伸倍率为2~6倍,Tg为原料的玻璃化转变温度;
将第二取向膜热定型,得到所述第一偏振片保护膜;
其中,所述偏光板用于改变所述背光源出射光的偏振态,以增大所述有机发光显示装置的可观察视角。
2.根据权利要求1所述的有机发光显示装置,其特征在于,
所述第二偏振片保护膜在波长小于385nm波长下的光透过率小于10%。
3.根据权利要求1所述的有机发光显示装置,其特征在于,
所述第二偏振片保护膜的厚度为10~300um;
所述第二偏振片保护膜的厚度均匀性D小于5%;
其中,D=(d max -d min )/d*100%,d max 为第二偏振片保护膜厚度的最大值,dmin 为第二偏振片保护膜的厚度最小值,d为第二偏振片保护膜的厚度平均值。
4.根据权利要求1所述的有机发光显示装置,其特征在于,
所述第二偏振片保护膜的面内延迟值的计算公式为:
Re=Δn*d,其中Δn为第二偏振片保护膜平面内慢轴方向与快轴方向的折射率的差值,d为第二偏振片保护膜的厚度。
5.根据权利要求1所述的有机发光显示装置,其特征在于,
所述热定型温度为200℃~250℃。
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