CN109471289B - 偏振片和包括其的光学显示器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种偏振片和包括其的光学显示器。偏振片包含：偏振膜；以及形成于偏振膜的一个表面上的对比度提高光学膜，对比度提高光学膜包含顺序地堆叠在偏振膜上的第一树脂层和第二树脂层，其中第二树脂层具有比第一树脂层高的折射率，多个图案组形成于第一树脂层与第二树脂层之间的界面处，图案组中的每一个包含从第二树脂层凸出的至少两个压纹光学图案和形成于相邻压纹光学图案之间的平坦区，平坦区或压纹光学图案的第一表面在第一树脂层与第二树脂层之间的界面处共线，第一表面中的每一个是压纹光学图案中的每一个的底部部分，且在每一图案组中，压纹光学图案的第一表面与紧邻压纹光学图案的平坦区之间的最短距离顺序地增大或顺序地减小。

Description

偏振片和包括其的光学显示器
相关申请的交叉引用
本申请要求2017年9月7日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2017-0114818号的权益，所述申请的全部公开内容以引用的方式并入本文中。
技术领域
本发明涉及偏振片和包含所述偏振片的光学显示器。
背景技术
液晶显示器受操作以在从背光单元接收到光之后通过液晶面板发射光。因此，液晶显示器提供良好的正面对比率(contrast ratio；CR)。然而，液晶显示器具有较差的侧面对比率。因此，需要增大液晶显示器的侧面对比率，同时最小化正面对比率降低以改善可视性。
液晶显示器还可维持在未驱动状态下。另外，出于产品演示或产品销售的目的，液晶显示器可在驱动状态下或未驱动状态下显示。当未驱动状态下的液晶显示器的屏幕接收外部光时，彩红斑或色差可产生在屏幕上或反射光可分离，从而使得液晶显示器的黑色可视性和外观劣化。黑色可视性是指未驱动状态下的液晶显示器的屏幕上黑色的水平。
因此，需要操作时可提高液晶显示器的正面对比率和侧面对比率两者同时在液晶显示器关闭时防止外观劣化的偏振片。
在日本未审查专利公开案第2006-251659号中公开背景技术的一个实例。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种能够在光学显示器未操作时防止由外部光导致光学显示器的屏幕的外观劣化的偏振片。
本发明的另一目的是提供一种能够防止由外部光导致光学显示器的屏幕上产生斑同时在光学显示器未操作时提高黑色可视性的偏振片。
本发明的又一目的是提供一种能够提高正面对比率和侧面对比率两者且能够提高正面对比率同时在光学显示器操作时最小化正面对比率降低的偏振片。
根据本发明的一个方面，偏振片包含：偏振膜；以及形成于偏振膜的一个表面上的对比度提高光学膜，对比度提高光学膜包含顺序地堆叠在偏振膜上的第一树脂层和第二树脂层，其中第二树脂层具有比第一树脂层高的折射率，多个图案组形成于第一树脂层与第二树脂层之间的界面处，图案组中的每一个包含从第二树脂层凸出的至少两个压纹光学图案和形成于相邻压纹光学图案之间的平坦区，平坦区或压纹光学图案的第一表面在第一树脂层与第二树脂层之间的界面处共线，第一表面中的每一个是压纹光学图案中的每一个的底部部分，且在每一图案组中，压纹光学图案的第一表面与紧邻压纹光学图案的平坦区之间的最短距离顺序地增大或顺序地减小。
在一个实施例中，平坦区可彼此共线。
在一个实施例中，压纹光学图案的第一表面可彼此共线。
在一个实施例中，图案组可包含第m图案组和第m+1图案组，其中，分别地，在每一第m图案组中，最短距离顺序地减小，且在每一第m+1图案组中，最短距离顺序地减小。
在一个实施例中，图案组可包含第m图案组和第m+1图案组，其中，分别地，在每一第m图案组中，最短距离顺序地增大，且在每一第m+1图案组中，最短距离顺序地增大。
在一个实施例中，在每一图案组中，压纹光学图案的高度当中的最大值与最小值的比(最大值/最小值)可大于1且小于5。
在一个实施例中，图案组可包含第m图案组和第m+1图案组，其中第m图案组中的第i光学图案的最大高度可与第m+1图案组中的第i光学图案的最大高度相同或不同，i是1到10的整数。
在一个实施例中，第一表面中的每一个可以是平面表面。
在一个实施例中，压纹光学图案中的每一个可具有矩形、正方形或梯形形状横截面形状。
在一个实施例中，在每一图案组中，间距c范围介于光学图案的最大宽度w的1.0倍到5.0倍。
在一个实施例中，第二树脂层与第一树脂层之间的折射率差值可以是0.30或小于0.30。
在一个实施例中，压纹光学图案可在相对于偏振膜的光射出方向的相反方向上从第二树脂层凸起。
在一个实施例中，每一图案组中具有最大高度的压纹光学图案的纵横比可大于0.3且小于或等于3.0。
在一个实施例中，偏振片可还包含形成于第二树脂层的一个表面上的第一保护层。
根据本发明的另一个方面，光学显示器包含根据本发明的偏振片。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施例的偏振片的对比度提高光学膜的截面视图。
图2是根据本发明的另一实施例的偏振片的对比度提高光学膜的截面视图。
图3是示出实例1的光学显示器未操作时的外观评估的结果的图片。
图4是用于计算实例1的光学显示器未操作时的黑色可视性的确定系数的附图。
图5是示出比较例1的光学显示器未操作时的外观评估的结果的图片。
图6是用于计算比较例1的光学显示器未操作时的黑色可视性的确定系数的附图。
具体实施方式
将参考附图详细地描述本发明的实施例以便向本领域的技术人员提供对本发明的透彻理解。应理解本发明可以不同方式体现且不限于以下实施例。在附图中，为清楚起见将省去与描述无关的部分。在整个说明书中，相同组件将由相同参考数字表示。
本文中，例如“上”和“下”的空间上相对术语是参考附图定义的。因此，应理解，术语“上表面”可与术语“下表面”互换使用，且当例如层或膜的元件被称作放置“在另一元件上”时，其可直接放置在另一元件上或可存在一个或多个***元件。另一方面，当元件被称作“直接”放置于另一元件上时，其间不存在一个或多个***元件。
本文中，术语“水平方向”和“竖直方向”分别是指液晶显示器的矩形屏幕的纵向方向和横向方向。本文中，“侧面”是指在由(φ，θ)表示的球形坐标***中在60°到90°范围内的区域，其中参考水平方向，前侧由(0°，0°)指示，左端点由(180°，90°)指示，且右端点由(0°，90°)指示。
本文中，术语“底部部分”是指压纹光学图案中的最低部分。
本文中，“纵横比”是指光学图案的最大高度与其最大宽度的比(最大高度/最大宽度)。
本文中，“间距”是指一个光学图案的最大宽度w与一个平坦区的宽度d的总和。
本文中，“平面内延迟(Re)”是在550nm的波长下测量的值且由方程A表示：
<方程A>
Re＝(nx-ny)×d
其中nx和ny分别是在550nm的波长下对应保护层的慢轴和快轴中的折射率，且d是保护层的厚度(单位：纳米)。
本文中，术语“(甲基)丙烯酰基”是指丙烯酰基和/或甲基丙烯酰基。
本文中，术语“黑色可视性”是指光学显示器的屏幕在未操作时且由于外部光未产生斑的黑色的水平。黑色可视性的较高确定系数指示良好黑色可视性。
本文中，“黑色可视性的确定系数”是测量用作检视器侧面偏振片的偏振片来制造的液晶显示器，针对所述偏振片将测量黑色可视性的确定系数，其中荧光灯放置在大于液晶显示器的屏幕的预定高度处以便在纵向方向上对应于屏幕的中部位置。在液晶显示器的未驱动状态下，开启荧光灯以测量像素中的每一个上的反射光的强度，像素通过将液晶显示器的屏幕分割获得。每一像素上测量的反射光的强度(I)除以所测量反射光的强度(I)的最大值以得到每一像素的平方值。附图通过在x轴上布置像素单元位置且在y轴上布置获得的平方值来获得，且由统计分析方法归一化。从归一化获得指数函数(y＝aebx)的趋势线和残差。将残差用作黑色可视性的确定系数。接近1的黑色可视性的确定系数指示良好外观且黑色可视性的较低确定系数是指提供明显绕射光的反射光的强度的较大波动。
本发明是基于偏振片的特征，所述偏振片包含：偏振膜；和形成于偏振膜的一个表面上的对比度提高光学膜，对比度提高光学膜包含顺序地堆叠在偏振膜上的第一树脂层和第二树脂层，其中第二树脂层具有比第一树脂层高的折射率，多个图案组形成于第一树脂层与第二树脂层之间的界面处，图案组中的每一个包含从第二树脂层凸出的至少两个压纹光学图案和形成于相邻压纹光学图案之间的平坦区，平坦区或压纹光学图案的第一表面在第一树脂层与第二树脂层之间的界面处共线，第一表面中的每一个是压纹光学图案中的每一个的底部部分，且在每一图案组中，压纹光学图案的第一表面与紧邻压纹光学图案的平坦区之间的最短距离顺序地增大或顺序地减小。
举例来说，在每一图案组中，当第一压纹光学图案到第i压纹光学图案的第一表面与紧邻第一压纹光学图案到第i压纹光学图案的平坦区之间的最短距离顺序地分别由h1、h2、…hi指示时，h1<h2<…<hi或h1>h2>…>hi。
当用作检视器侧面偏振片时，偏振片可提高正面对比率和侧面对比率两者且可提高侧面对比率同时在光学显示器操作时最小化正面对比率降低。另外，偏振片可防止由外部光导致光学显示器的屏幕上产生斑同时在光学显示器未操作时提高黑色可视性。
在下文中，将参考图1描述根据本发明的一个实施例的偏振片。图1是根据本发明的一个实施例的偏振片的对比度提高光学膜的截面视图。
根据此实施例的偏振片可包含偏振膜和形成于偏振膜的一个表面(光射出表面)上的对比度提高光学膜。
参考图1，对比度提高光学膜10可包含第一保护层200和对比度提高层100。
对比度提高层100可包含第一树脂层110和直接形成于第一树脂层110上的第二树脂层120。本文中，表达“直接形成于...上”是指第一树脂层与第二树脂层之间未***粘合剂层、接合层或光学层。
尽管图1中未示出，对比度提高层200可以直接方式或通过粘合剂层堆叠在偏振膜的光射出表面上。因此，根据本发明的偏振片具有第一树脂层110、第二树脂层120以及第一保护层200顺序地堆叠在偏振膜上的结构。第二树脂层120具有比第一树脂层110高的折射率。
多个图案组在压纹光学图案111的横向方向上顺序地布置在第一树脂层110与第二树脂层120之间的界面处。图案组中的每一个包含从第二树脂层120凸出的至少两个压纹光学图案111；和形成于相邻光学图案111之间的平坦区115。在每一图案组中存在i个压纹光学图案。在每一图案组中可存在i个平坦区。本文，i可以是1到10的整数，但不限于此。另外，n个图案组可布置在第一树脂层110与第二树脂层120之间的界面处，其中n可根据光学显示器的总尺寸而不同。
图1示出第m图案组和其相邻的第m+1图案组。第m图案组和第m+1图案组在压纹光学图案的横向方向顺序地布置。
参考图1，在第m图案组中，第一光学图案P(m,1)、第二光学图案P(m,2)、第三光学图案P(m,3)以及第四光学图案P(m,4)在压纹光学图案111的横向方向上顺序地形成且平坦区115形成于相邻压纹光学图案之间。当第一光学图案到第四光学图案111的第一表面113与邻近第一光学图案到第四光学图案111的平坦区115之间的最短距离分别由h(m,1)、h(m,2)、h(m,3)以及h(m,4)指示时，h(m,1)>h(m,2)>h(m,3)>h(m,4)。此处，一个光学图案111的第一表面113是指光学图案111的最低表面。光学图案111的第一表面113与邻近相应光学图案111的平坦区115之间的最短距离h可以是40微米或小于40微米，确切地说30微米或小于30微米，更确切地说4微米到15微米。在h的此范围内，偏振片可提高光学显示器的对比率、视角以及亮度，而不产生波纹现象。
第m+1图案组是邻近第m图案组的图案组。在第m+1图案组中，第一光学图案P(m+1,1)、第二光学图案P(m+1,2)、第三光学图案P(m+1,3)以及第四光学图案P(m+1,4)在压纹光学图案的横向方向上顺序地形成且平坦区115形成于相邻压纹光学图案之间。当第一光学图案到第四光学图案111的第一表面113与邻近第一光学图案到第四光学图案111的平坦区115之间的最短距离分别由h(m+1,1)、h(m+1,2)、h(m+1,3)以及h(m+1,4)指示时，h(m+1,1)>h(m+1,2)>h(m+1,3)>h(m+1,4)。
参考图1，偏振片包含第m图案组和第m+1图案组，其中，分别地，在每一第m图案组中，最短距离顺序地减小，且在每一第m+1图案组中，最短距离顺序地减小。举例来说，偏振片包含第m图案组和第m+1图案组，其中，在每一图案组中，当第一压纹光学图案到第i压纹光学图案的第一表面与紧邻第一压纹光学图案到第i压纹光学图案的平坦区之间的最短距离顺序地分别由h1、h2、…hi指示时，h1>h2>…>hi。以此方式，当用作可视性提高偏振片时，偏振片可在光学显示器未操作时提高黑色可视性。
尽管图1中未示出，偏振片还可包含第m+2图案组。同样地，在第m+2图案组中，当第一压纹光学图案到第i压纹光学图案的第一表面与紧邻第一压纹光学图案到第i压纹光学图案的平坦区之间的最短距离顺序地分别由h1、h2、…hi指示时，h1>h2>…>hi。换句话说，根据本发明的偏振片可包含至少两个，举例来说，三个或大于三个，举例来说，4到10个图案组，其中当第一压纹光学图案到第i压纹光学图案的第一表面与紧邻第一压纹光学图案到第i压纹光学图案的平坦区之间的最短距离顺序地分别由h1、h2、…hi指示时，h1>h2>…>hi。
可替代地，尽管图1中未示出，图案组可包含第m图案组和第m+1图案组，其中，分别地，在每一第m图案组中，最短距离顺序地增大，且在每一第m+1图案组中，最短距离顺序地增大。举例来说，在每一图案组中，当第一压纹光学图案到第i压纹光学图案的第一表面与紧邻第一压纹光学图案到第i压纹光学图案的平坦区之间的最短距离顺序地分别由h1、h2、……hi指示时，h1<h2<…<hi。即，根据本发明的偏振片可包含满足h(m,1)<h(m,2)<h(m,3)<h(m,4)且h(m+1,1)<h(m+1,2)<h(m+1,3)<h(m+1,4)的对比度提高光学膜。根据本发明的偏振片包含第m图案组和第m+1图案组，其中，在每一图案组中，当第一压纹光学图案到第i压纹光学图案的第一表面与紧邻第一压纹光学图案到第i压纹光学图案的平坦区之间的最短距离顺序地分别由h1、h2、…hi指示时，h1<h2<…<hi。以此方式，当用作检视器侧面偏振片时，偏振片可在光学显示器未操作时提高黑色可视性。根据本发明的偏振片可包含至少两个，举例来说，三个或大于三个，举例来说，4到10个图案组，其中当第一压纹光学图案到第i压纹光学图案的第一表面与紧邻第一压纹光学图案到第i压纹光学图案的平坦区顺序地分别由h1、h2、…hi指示时，h1<h2<…<hi。
在第一树脂层110与第二树脂层120的界面处，平坦区115可彼此共线。本文中，表达“平坦区共线”是指从平坦区到对比度提高层100的一个表面(对比度提高层的最下表面或对比度提高层与第一保护层之间的界面)的距离完全相同。
参考图1，第一树脂层110的最下表面和第二树脂层120的最上表面中的每一个是平面。从第一树脂层110的最下表面到平坦区115的距离可完全相同，或从第二树脂层120的最上表面到平坦区115的距离可完全相同。以此方式，当用作检视器侧面偏振片时，偏振片可在光学显示器未操作时提高黑色可视性。
在每一图案组中具有最大高度的压纹光学图案可具有大于0.3且小于或等于3.0的纵横比。在此范围内，偏振片可提高侧面对比率同时在光学显示器未操作时提高黑色可视性。优选地，在每一图案组中具有最大高度的压纹光学图案具有0.5到2.0的纵横比。
当用作光学显示器的可视性提高偏振片时，偏振片允许来自偏振膜的偏振光漫射经由平坦区同时在光学显示器经开启的光学显示器的驱动状态下通过相邻压纹光学图案，从而提高侧面对比率。另一方面，在光学显示器经关闭的光学显示器的未驱动状态下，偏振片允许外部光由于压纹光学图案和平坦区绕射及混合，从而提高光学显示器的屏幕的黑色可视性。偏振片可具有0.98或大于0.98的黑色可视性的确定系数，优选地0.98到1.000。
压纹光学图案111在相对于偏振膜的光射出方向的相反方向上从第二树脂层120凸起。
压纹光学图案111中的每一个可具有形成于其底部部分处的第一表面113和连接到第一表面113的至少一个倾斜表面112及倾斜表面114。在图1中，将光学图案中的每一个示为具有形成于其底部部分处的一个平面表面和两个倾斜平面表面以具有矩形横截面形状。然而，应理解，本发明不限于此且光学图案可具有N边的多边形形状(N是4到20的整数)的横截面，例如正方形形状或梯形形状。优选地，光学图案具有矩形形状、正方形形状或梯形形状的横截面。
第一表面113形成于压纹光学图案的底部部分处且可通过到达光学显示器中的第一表面的其它漫射光来提高视角和亮度。因此，根据此实施例的偏振片可改善光漫射，从而最小化亮度损失。尽管图1示出第一表面113是平面且平行于平坦区115的结构，但应理解，本发明不限于此且第一表面113可具有细微不均匀性。
第一表面113可具有0.5微米到30微米的宽度a，确切地说2微米到20微米。在每一图案组中，光学图案的第一表面可具有相同或不同宽度。
光学图案111中的每一个可具有40微米或小于40微米的高度，确切地说30微米或小于30微米，更确切地说4微米到15微米。在此范围内，偏振片可提高光学显示器的对比率、视角以及亮度，而不产生波纹现象。
在一个实施例中，每一图案组中的光学图案的高度当中的最大值与最小值的比(最大高度/最小高度)可大于1且小于5，优选地1到3。在此范围内，偏振片可提高黑色可视性同时提高光学显示器的可视性。
在一个实施例中，第m图案组中的第i光学图案的最大高度可与第m+1图案组中的第i光学图案的最大高度相同或不同。以此方式，偏振片可另外提高光学显示器的黑色可视性。此处，ⅰ是1到10的整数。
光学图案111中的每一个可具有80微米或小于80微米，确切地说50微米或小于50微米，更确切地说5微米到25微米的最大宽度w。在此范围内，偏振片可提高光学显示器的对比率、视角以及亮度，而不产生波纹现象。在每一图案组中，光学图案可具有相同或不同的最大宽度。
光学图案111中的每一个可具有60°到90°的底角α，优选地80°到90°。在此范围内，偏振片可提高可视性同时最小化正面对比率降低。在每一图案组中，光学图案可具有相同或不同的底角α。此处，术语“底角α”是指形成于每一光学图案111的具有最大宽度w的表面与直接连接到平坦区115的光学图案111的倾斜表面112之间的角度。
在一个实施例中，光学图案中的每一个在其两侧处可具有相同或不同的底角α。
平坦区115形成于相邻压纹光学图案111之间。在接收到光时，平坦区115允许光经由此离开而无光学失真，从而最小化亮度损失。
平坦区115可具有80微米或小于80微米的宽度d，确切地说50微米或小于50微米，更确切地说5微米到25微米。在此范围内，偏振片可提高光学显示器的对比率、视角以及亮度，而不产生波纹现象。在每一图案组中，平坦区115可具有相同或不同的宽度。
本文中，间距c是一个压纹光学图案的最大宽度与直接邻接所述光学图案的一个平坦区的宽度的总和。间距P可以是对应光学图案的最大宽度w的1倍或大于1倍，举例来说1倍到5倍，或1倍到2倍。在此范围内，偏振片可提高亮度和对比率，而不产生波纹现象。间距P可介于范围5微米到500微米内，确切地说10微米到25微米。在此范围内，偏振片可提高亮度和对比率，而不产生波纹现象。在每一图案组中，间距相对于对应光学图案可具有相同或不同的值。
尽管图1中未示出，光学图案111可以在其纵向方向上延伸的条带的形式形成。以此方式，偏振片可另外提高光学显示器的侧面对比率。
第二树脂层120具有比第一树脂层110高的折射率。第二树脂层120与第一树脂层110之间的折射率差值可以是0.20或小于0.20，确切地说0.05到0.20，更确切地说0.10到0.15。在此范围内，偏振片可允许所收集的光更高效地漫射，同时另外提高光学显示器的侧面对比率。
第二树脂层120可具有1.50或大于1.50的折射率，确切地说1.50到1.70。在此范围内，对比度提高层可提供良好光漫射。第二树脂层120可由包含(甲基)丙烯酸、聚碳酸酯、硅酮以及环氧树脂中的至少一者的紫外光可固化或热可固化组合物形成，但不限于此。
第一树脂层110可具有小于1.52的折射率，确切地说1.35到小于1.50。在此范围内，对比度提高层可提供良好光漫射，可易于制造且可具有较大效果的漫射偏振光，同时提高对比率。第一树脂层110可由包含透明树脂的紫外光可固化或热可固化组合物形成。确切地说，透明树脂可包含(甲基)丙烯酸、聚碳酸酯、硅酮以及环氧树脂中的至少一者，但不限于此。透明树脂在固化之后可具有90％或大于90％的透光率。
第一树脂层110可以是不具有粘合性的非粘合剂层。可替代地，第一树脂层可由自粘性树脂形成以充当促进层间结合或允许在层间结合后去除单独的偏振器保护层的粘合剂层/结合层，从而使得偏振片的厚度减小。自粘性结合树脂可以是丙烯酸、环氧树脂或聚氨基甲酸酯树脂。如果第一树脂层110不是自粘性的，那么第一树脂层110可经由结合层结合到偏振膜。结合层可由水类结合剂或光可固化结合剂形成。
第一保护层200是透光层且允许已经通过第二树脂层的漫射光经由此在光学显示器中通过。
第一保护层200可以是具有某一范围的延迟的延迟膜或各向同性光学膜。在一个实施例中，第一保护层具有8,000纳米或大于8,000的Re，确切地说10,000纳米或大于10,000纳米，更确切地说大于10,000纳米，又更确切地说10,100纳米到15,000纳米。在此范围内，第一保护层可防止产生彩虹斑同时使漫射通过第二树脂层和第一树脂层的堆叠结构的光进一步漫射。在另一实施例中，第一保护层可以是具有60纳米或小于60纳米的Re的各向同性光学膜，确切地说0纳米到60纳米，更确切地说40纳米到60纳米。在此范围内，第一保护层可通过补偿视角提供良好图像质量。本文中，术语“各向同性光学膜”是指具有基本上相同的nx、ny以及nz的膜，且表达“基本上相同”不仅包含其中nx、ny以及nz完全相同的情况，而且还包含nx、ny与nz之间存在可接受误差容限的情况。优选地，第一保护层是具有8,000纳米或大于8,000纳米的Re的迟延膜，确切地说10,000纳米或大于10,000纳米，更确切地说大于10,000纳米。
第一保护层200可具有30微米到120微米，确切地说20微米到80微米的厚度。在此厚度范围内，第一保护膜可用于光学显示器。第一保护层200在可见范围内可具有80％或大于80％，确切地说85％到95％的透光率。第一保护层200可通过单轴或双轴拉伸光学透明树脂形成。确切地说，光学透明树脂可包含选自包含聚对苯二甲酸伸乙酯(polyethyleneterephthalate；PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸伸乙酯、聚萘二甲酸丁二酯及类似者、丙烯酸树脂、环烯烃聚合物(cyclic olefin polymer；COP)、包含三乙酰纤维素(triacetylcellulose；TAC)的纤维素酯树脂、聚乙酸乙烯酯、聚氯乙烯(polyvinylchloride；PVC)、聚降冰片烯树脂、聚碳酸酯树脂(polycarbonate resins；PC)、聚酰胺树脂、聚缩醛树脂、聚苯醚树脂、聚苯硫醚树脂、聚砜树脂、聚醚砜树脂、聚丙烯酸酯树脂以及聚酰亚胺树脂的聚酯树脂的至少一种。优选地，第一保护层包含由聚酯树脂形成的膜。第一保护层可包含由经受改性的树脂形成的膜。此处，改性可包含共聚、支化、交联以及分子端的改性，但不限于此。
尽管图1中未示出，第一保护膜可包含基底膜和形成于基底膜的至少一个表面上的底涂层。基底膜支撑第一保护层且相对于底涂层具有某一范围的折射率的比以增大基底层的透射率。确切地说，底涂层的折射率与基底膜的折射率的比(底涂层的折射率/基底膜的折射率)可以是1.0或小于1.0，确切地说0.6到1.0，更确切地说0.69到0.95，又更确切地说0.7到0.9，又更确切地说0.72到0.88。在此范围内，基底层可提高第一保护层的透射率。基底膜可具有1.3到1.7，确切地说1.4到1.6的折射率。在此范围内，基底层可用于第一保护层中，使得易于控制相对于底涂层的折射率，且提高第一保护层的透射率。基底膜可包含由如上文所阐述的树脂形成的膜。底涂层形成于基底层与第一树脂层之间且加固基底膜与第一树脂层之间的粘附。底涂层可具有1.0到1.6的折射率，确切地说1.1到1.6，更确切地说1.1到1.5。在此范围内，底涂层可用于光学膜，且与基底膜相比具有合适的折射率，从而提高基底层的透射率。底涂层可具有1纳米到200纳米的厚度，确切地说60纳米到200纳米。在此范围内，底涂层可用于光学膜，与基底膜相比具有合适的折射率，且因此提高基底层的透射率而不脆化。底涂层可以是不含聚氨基甲酸酯基团的非聚氨基甲酸酯底涂层。确切地说，底涂层可由包含树脂或例如聚酯、丙烯酰基或类似者的单体的底涂层组合物形成。底涂层通过控制这些单体之间的混合比(例如，摩尔比)可具有如上文所阐述的折射率。底涂层组合物还可包含例如紫外光吸收剂、抗静电剂、消泡剂、表面活性剂及类似者的添加剂中的至少一种。
偏振膜用以使入射光偏振且可包含偏振器。
在一个实施例中，偏振膜可包含偏振器。偏振器用以使入射光偏振且可包含本领域的技术人员已知的任何典型偏振器。确切地说，偏振器可包含通过单轴拉伸聚乙烯醇膜获得的聚乙烯醇类偏振器，或通过使聚乙烯醇膜脱水获得的多烯类偏振器。偏振器可具有5微米到40微米的厚度。在此厚度范围内，偏振器可用于光学显示器。
在另一实施例中，偏振膜可包含偏振器和形成于偏振器的至少一个表面上的第二保护层。第二保护层可抑制水分侵入到偏振器中，同时提高偏振片的机械强度。优选地，第二保护层形成于偏振器与对比度提高膜之间。
第二保护层可包含光学透明保护膜或保护涂层中的至少一个。
当第二保护层属于保护膜类型时，第二保护层可包含由光学透明树脂形成的保护膜。可通过树脂的融化及挤压形成保护膜。可另外添加拉伸树脂的方法。光学透明树脂可包含上文所阐述的树脂中的至少一种。保护膜可以是光学透明液晶膜。
当第二保护层属于保护涂层类型时，第二保护层就与偏振器的粘合性、透明度、机械强度、热稳定性、水分阻挡及耐久性而言可提供极佳性质。在一个实施例中，保护涂层可由包含光化辐射可固化化合物和聚合引发剂的光化辐射可固化树脂组合物形成。光化辐射可固化化合物可包含阳离子可聚合固化化合物、自由基可聚合固化化合物、聚氨基甲酸酯树脂以及硅酮树脂中的至少一种。阳离子可聚合可固化化合物可以是每分子具有至少一个环氧基的环氧化合物或每分子具有至少一个氧杂环丁烷环的氧杂环丁烷化合物。自由基可聚合可固化化合物可以是每分子具有至少一个(甲基)丙烯酰氧基的(甲基)丙烯酸化合物。环氧化合物可包含氢化环氧化合物、链型脂族环氧化合物、脂环族环氧化合物以及芳香族环氧树脂化合物中的至少一种。自由基可聚合可固化化合物可实现具有极佳硬度和机械强度以及高耐久性的保护涂层。自由基可聚合可固化化合物的实例可包含每分子具有至少一个(甲基)丙烯酰氧基的(甲基)丙烯酸酯单体和通过使含有至少两个官能基的化合物反应获得且每分子具有至少两个(甲基)丙烯酰氧基的(甲基)丙烯酸酯寡聚物。(甲基)丙烯酸酯单体的实例可包含每分子具有一个(甲基)丙烯酰氧基的单官能(甲基)丙烯酸酯单体、每分子具有两个(甲基)丙烯酰氧基的双官能(甲基)丙烯酸酯单体以及每分子具有三个或大于三个(甲基)丙烯酰氧基的多官能(甲基)丙烯酸酯单体。(甲基)丙烯酸酯寡聚物的实例可包含聚氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯寡聚物、聚酯(甲基)丙烯酸酯寡聚物以及环氧树脂(甲基)丙烯酸酯寡聚物。聚合起始剂可使光化辐射可固化化合物固化。聚合起始剂可包含光学阳离子起始剂和光敏剂中的至少一种。
光学阳离子起始剂可包含本领域中已知的任何典型光学阳离子起始剂。确切地说，光学阳离子起始剂可包含含有阳离子和阴离子的鎓盐。确切地说，阳离子可包含二芳基碘鎓，例如二苯基碘鎓、4-甲氧基二苯基碘鎓、双(4-甲基苯基)碘鎓、双(4-叔丁基苯基)碘鎓、双(十二烷基苯基)碘鎓以及(4-甲基苯基)[(4-(2-甲基丙基)苯基)碘鎓；三芳基锍鎓，例如三苯基硫鎓以及二苯基-4-硫代苯氧基苯基硫鎓；以及双[4-(二苯基二氢硫基)苯基]硫化物。确切地说，阴离子可包含六氟磷酸根、四氟硼酸根、六氟锑酸根、六氟砷酸根以及六氯锑酸根。光敏剂可以是本领域中已知的任何典型光敏剂。确切地说，光敏剂可包含选自噻吨酮、磷、三嗪、苯乙酮、苯甲酮、安息香以及肟光敏剂的至少一种。以光化辐射可固化化合物的100重量份计，聚合起始剂可以0.01重量份到10重量份的量存在。在此范围内，组合物可充分固化以提供良好机械强度和到偏振器的粘合性。光化辐射可固化树脂组合物还可包含例如硅酮流平剂、紫外光吸收剂、抗静电剂及类似者的常用添加剂。以光化辐射可固化化合物的100重量份计，添加剂可以0.01重量份到1重量份的量存在。保护涂层层可以是液晶涂层。
第二保护层可具有与第一保护层相同或不同的延迟、材料以及厚度。
第二保护层可具有5微米到200微米的厚度，确切地说30微米到120微米。保护膜类型的第二保护层可具有50微米到100微米的厚度，且保护涂层类型的第二保护层可具有5微米到50微米的厚度。在此厚度范围内，第二保护层可用于光学显示器。
接下来，将参考图2描述根据本发明的另一实施例的偏振片。图2是根据本发明的另一实施例的偏振片的对比度提高光学膜的截面视图。
参考图2，对比度提高光学膜20可包含第一保护层200和对比度提高层100'。根据此实施例的偏振片与根据上述实施例的偏振片基本上相同，除包含对比度提高层100'代替对比度提高层100之外。对比度提高层100'包含第一树脂层110'和第二树脂层120'。
图2示出第m图案组和其相邻的第m+1图案组。第m图案组和第m+1图案组可在压纹光学图案的横向方向上布置。此处，2≤m+1≤n(m是整数)。
参考图2，在第m图案组中，第一光学图案P(m,1)、第二光学图案P(m,2)、第三光学图案P(m,3)以及第四光学图案P(m,4)在所述光学图案的横向方向上顺序地形成且平坦区形成于相邻光学图案之间。当第一光学图案到第四光学图案的第一表面与邻近第一光学图案到第四光学图案的平坦区之间的最短距离分别由h(m,1)、h(m,2)、h(m,3)以及h(m,4)指示时，h(m,1)>h(m,2)>h(m,3)>h(m,4)。
第m+1图案组是邻近第m图案组的图案组。在第m+1图案组中，第一光学图案P(m+1,1)、第二光学图案P(m+1,2)、第三光学图案P(m+1,3)以及第四光学图案P(m+1,4)在压纹光学图案的横向方向上顺序地形成且平坦区形成于相邻光学图案之间。当第一光学图案到第四光学图案的第一表面与邻近第一光学图案到第四光学图案的平坦区之间的最短距离分别由h(m+1,1)、h(m+1,2)、h(m+1,3)以及h(m+1,4)指示时，h(m+1,1)>h(m+1,2)>h(m+1,3)>h(m+1,4)。一个光学图案111的第一表面113与邻近光学图案111的平坦区115之间的最短距离h可以是40微米或小于40微米，确切地说30微米或小于30微米，更确切地说4微米到15微米。在此范围内，偏振片可提高光学显示器的对比率、视角以及亮度，而不产生波纹现象。
参考图2，偏振片可包含第m图案组和第m+1图案组，其中，在第m图案组和第m+1图案组中的每一个中，当第一压纹光学图案到第i压纹光学图案的第一表面与紧邻第一压纹光学图案到第i压纹光学图案的平坦区之间的最短距离顺序地分别由h1、h2、…hi指示时，h1>h2>…>hi。以此方式，当用作检视器侧面偏振片时，偏振片可在光学显示器未操作时提高黑色可视性。在第一树脂层110'与第二树脂层120'的界面处，第一树脂层110'的第一表面113可彼此共线。本文中，表达“第一树脂层的第一表面共线”是指从第一表面到对比度提高层100'的一个表面(对比度提高层的最下表面或对比度提高层与第一保护层之间的界面)的距离完全相同。
尽管图2中未示出，偏振片还可包含第m+2图案组，其中，还在第m+2图案组中，当第一压纹光学图案到第i压纹光学图案的第一表面与紧邻第一压纹光学图案到第i压纹光学图案的平坦区之间的最短距离分别由h1、h2、…hi指示时，h1>h2>…>hi。即，根据本发明的偏振片可包含至少两个，举例来说，三个或大于三个，举例来说，四个或大于四个图案组，其中当第一压纹光学图案到第i压纹光学图案的第一表面与紧邻第一压纹光学图案到第i压纹光学图案的平坦区之间的最短距离顺序地分别由h1、h2、…hi指示时，h1>h2>…>hi。
可替代地，尽管图1中未示出，偏振片可包含图案组，其中当第一压纹光学图案到第i压纹光学图案的第一表面与紧邻第一压纹光学图案到第i压纹光学图案的平坦区之间的最短距离顺序地分别由h1、h2、…、hi指示时，h1<h2<…<hi。即，与图2相反，根据本发明的偏振片可包含满足h(m,1)<h(m,2)<h(m,3)<h(m,4)且h(m+1,1)<h(m+1,2)<h(m+1,3)<h(m+1,4)的对比度提高光学膜。根据本发明的偏振片可包含第m图案组和第m+1图案组，其中，在每一图案组中，当第一压纹光学图案到第i压纹光学图案的第一表面与紧邻第一压纹光学图案到第i压纹光学图案的平坦区之间的最短距离顺序地分别由h1、h2、…、hi指示时，h1<h2<…<hi。以此方式，当用作检视器侧面偏振片时，偏振片可在光学显示器未操作时提高黑色可视性。
根据本发明的另一方面，光学显示器可包含根据本发明的偏振片。在一个实施例中，光学显示器可包含液晶显示器。
液晶显示器可包含偏振片作为相对于液晶面板的检视器侧面偏振片。
在一个实施例中，液晶显示器可包含以下述顺序堆叠的背光单元、第一偏振片、液晶面板以及第二偏振片，其中第二偏振片可包含根据本发明的偏振片。液晶面板可采用垂直配向(vertical alignment,VA)模式、IPS模式、图案化垂直配向(patterned verticalalignment,PVA)模式或超图案化垂直配向(super-patterned vertical alignment,S-PVA)模式，但不限于此。
接下来，将参考一些实例更详细地描述本发明。然而，应注意，提供这些实例仅为了说明，并且不应以任何方式理解为限制本发明。
实例1
紫外光可固化树脂(新安有限公司(SHIN-A T&C CO.,Ltd))涂覆到用于第一保护层的PET膜(厚度：80微米，在550纳米的波长下Re＝14,000纳米，东洋纺有限公司(ToyoboCo.,Ltd))的一个表面上，从而形成涂层。随后，具有图案化部分的膜(在其两侧处包含具有相同底角的光学图案和形成于相邻光学图案之间的平坦区)施加到涂层，继之以固化，从而形成第二树脂层。第二树脂层具有1.59的折射率。
紫外光可固化树脂(新安有限公司)涂覆到第二树脂层上以形成具有完全填充光学图案的填充图案的第一树脂层，从而形成对比度提高膜。第一树脂层具有1.47的折射率。
通过以下方式制造偏振器：在60℃下将聚乙烯醇膜拉伸成其初始长度的3倍，并且将碘吸附到拉伸后的膜上，随后在40℃下在硼酸水溶液中将膜拉伸成膜拉伸长度的2.5倍。
通过涂覆到所制备的偏振器的两个表面的偏振片(Z-200，日本歌兮(NipponGoshei))的结合剂，COP膜(瑞翁株式会社(ZEON Corporation))结合到偏振器的一个表面且PET膜(厚度：80微米，东洋纺有限公司)结合到其另一表面。
丙烯酸树脂粘合剂涂覆到对比度提高膜的第一树脂层的一个表面，且结合到偏振器的PET膜粘附到粘合剂，从而制造偏振片。
偏振片的对比度提高层具有如图1中所示的横截面形状。确切地说，对比度提高层包含各自具有梯形横截面形状的压纹光学图案(两个底角α：86°，第一表面的宽度：7微米)。每一图案组包含三个光学图案和形成于相邻光学图案之间的平坦区。平坦区中的每一个具有7微米的宽度d。光学图案中的每一个具有14微米的间距c和7微米的宽度w。在每一图案组中，光学图案的与第一表面与邻近相应光学图案的平坦区之间的最短距离当中的最大值和最小值分别是12微米和4微米。当第一光学图案到第三光学图案的第一表面与邻近第一光学图案到第三光学图案的平坦区之间的最短距离分别由h(m,1)、h(m,2)以及h(m,3)指示时，h(m,1)>h(m,2)>h(m,3)。
实例2
以与实例1相同的方式制造偏振片，除具有以下参数的对比度提高层形成之外：
偏振片的对比度提高层具有如图1中所示的横截面形状。确切地说，对比度提高层包含各自具有梯形横截面形状的压纹光学图案(两个底角α：86°，第一表面的宽度：7微米)。每一图案组包含三个光学图案和形成于相邻光学图案之间的平坦区。平坦区中的每一个具有7微米的宽度d。光学图案中的每一个具有14微米的间距c和7微米的宽度w。在每一图案组中，光学图案的与第一表面与邻近相应光学图案的平坦区之间的最短距离当中的最大值和最小值分别是9微米和4微米。当第一光学图案到第三光学图案的第一表面与邻近第一光学图案到第三光学图案的平坦区之间的最短距离分别由h(m,1)、h(m,2)以及h(m,3)指示时，h(m,1)>h(m,2)>h(m,3)。
实例3
以与实例1相同的方式制造偏振片，除具有以下参数的对比度提高层形成之外：
偏振片的对比度提高层具有如图2中所示的横截面形状。确切地说，对比度提高层包含各自具有梯形横截面形状的压纹光学图案(两个底角α：86°，第一表面的宽度：7微米)。每一图案组包含三个光学图案和形成于相邻光学图案之间的平坦区。平坦区中的每一个具有7微米的宽度d。光学图案中的每一个具有14微米的间距c和7微米的宽度w。在每一图案组中，光学图案的与第一表面与邻近相应光学图案的平坦区之间的最短距离当中的最大值和最小值分别是12微米和4微米。当第一光学图案到第三光学图案的第一表面与邻近第一光学图案到第三光学图案的平坦区之间的最短距离分别由h(m,1)、h(m,2)以及h(m,3)指示时，h(m,1)>h(m,2)>h(m,3)。
实例4
以与实例1相同的方式制造偏振片，除具有以下参数的对比度提高层形成之外：
偏振片的对比度提高层具有如图2中所示的横截面形状。确切地说，对比度提高层包含各自具有梯形横截面形状的压纹光学图案(两个底角α：86°，第一表面的宽度：7微米)。每一图案组包含三个光学图案和形成于相邻光学图案之间的平坦区。平坦区中的每一个具有7微米的宽度d。光学图案中的每一个具有14微米的间距c和7微米的宽度w。在每一图案组中，光学图案的与第一表面与邻近相应光学图案的平坦区之间的最短距离当中的最大值和最小值分别是9微米和4微米。当第一光学图案到第三光学图案的第一表面与邻近第一光学图案到第三光学图案的平坦区之间的最短距离分别由h(m,1)、h(m,2)以及h(m,3)指示时，h(m,1)>h(m,2)>h(m,3)。
比较例1
以与实例1相同的方式制造偏振片，除第二树脂层按以下变化之外：
对比度提高层包含各自具有梯形横截面形状的压纹光学图案(两个底角α：86°，第一表面的宽度：7微米)。平坦区形成于相邻光学图案之间。平坦区中的每一个具有7微米的宽度d。光学图案中的每一个具有14微米的间距c和7微米的宽度w。在每一图案组中，光学图案的第一表面与邻近相应光学图案的平坦区之间的最短距离完全相同(7微米)。
使用实例和比较例的偏振片制造用于液晶显示器的模块。
制备实例1：制造第一偏振片
通过以下方式制备第一偏振器：在60℃下将聚乙烯醇膜拉伸成其初始长度的3倍，并且将碘吸附到拉伸后的膜上，随后在40℃下在硼酸水溶液中将膜拉伸成膜拉伸长度的2.5倍。作为基底层，三乙酰纤维素膜(厚度：80微米)使用用于偏振片(Z-200，日本歌兮有限公司)的结合剂结合到第一偏振器的两个表面，从而制造第一偏振片。
制备实例2：制造用于液晶显示器的模块
制备实例1的第一偏振片、液晶面板(PVA模式)，以及实例和比较例中所制备的偏振片中的每一个以所述顺序组装，从而制造用于液晶显示器的模块。实例和比较例中所制造的偏振片中的每一个用作检视器侧面偏振片。
用于液晶显示器的模块的示意性特征在表1中示出。关于表1、图3以及图4中所示出的以下性质和评估结果评估使用实例和比较例的偏振片制造的用于液晶显示器的模块中的每一个。
(1)操作时的侧面对比率：液晶显示器如上文所描述的制造。使用EZCONTRASTX88RC(EZXL-176R-F422A4，艾迪姆公司(ELDIM Inc.))以球形坐标***(0°，60°)测量液晶显示器的对比率。
(2)在未操作时评估外观：液晶显示器如上文所描述的制造。通过开启放置在检视器侧面偏振片上方的30厘米的高度处的三个波长的荧光灯(OSRAM)来拍摄反射图像。三个波长的荧光灯对应于纵向方向上的液晶显示器的屏幕上的中部位置而放置。使用图像分析(ImageJ)在像素单元中测量反射光的强度(I)。当三个波长的荧光灯的最外边缘定义为像素单元0时，液晶显示器的屏幕在纵向方向上从像素单元0分割成总共250个像素。
每一像素上所测量的反射光的强度除以所测量的反射光(像素单元0中的反射光)的强度(I)的最大值得到每一像素的平方值。附图通过在x轴上布置像素单元位置且在y轴上布置获得的平方值来获得，且由统计分析方法归一化。从归一化获得指数函数(y＝aebx)的趋势线和残差。将残差用作黑色可视性的确定系数。图3是示出实例1的光学显示器未操作时的外观评估的结果的图片。图4是用于计算实例1的光学显示器未操作时黑色可视性的确定系数，其中像素位置由x轴指示且平方值由y轴指示。在图4中，实线指示视像素位置而定的平方值且黑线指示归一化值。接近1的黑色可视性的确定系数指示良好外观且黑色可视性的较低确定系数是指提供明显绕射光的反射光的强度的较大波动。图5是示出比较例1的光学显示器未操作时的外观评估的结果的图片。图6是用于计算比较例1的光学显示器未操作时的黑色可视性的确定系数的附图。
表1
Figure BDA0001792342820000201
*纵横比：图案组中具有最大高度的压纹光学图案的纵横比。
如表1以及图4和图5中所示，实例的偏振片在未操作时具有0.98或大于0.98的黑色可视性的高确定系数且因此可在光学显示器未操作时防止由于外部光光学显示器外观劣化。因此，可以看出，根据本发明的偏振片可防止由于外部光在光学显示器的屏幕上产生斑同在时光学显示器未操作时提高黑色可视性。另外，根据本发明的偏振片可提高光学显示器的正面对比率和侧面对比率或可提高侧面对比率同时在光学显示器操作时最小化正面对比率的降低。
相反地，比较例1的偏振片(其中，在每一图案组中，压纹光学图案的第一表面与邻近相应压纹光学图案的平坦区之间的最短距离h完全相同)在未操作时具有0.8696的黑色可视性的确定系数且因此在光学显示器未操作时可能无法充分防止由于外部光光学显示器外观劣化。
应理解，本领域的技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围情况下进行各种修改、变化、更改和等效实施例。

Claims (15)

1.一种偏振片，包括：
偏振膜；以及
对比度提高光学膜，形成于所述偏振膜的一个表面上，所述对比度提高光学膜包括顺序地堆叠在所述偏振膜上的第一树脂层和第二树脂层，
其中所述第二树脂层具有比所述第一树脂层高的折射率，
多个图案组形成于所述第一树脂层与所述第二树脂层之间的界面处，所述图案组中的每一个包括从所述第二树脂层凸出的至少两个压纹光学图案和形成于相邻压纹光学图案之间的平坦区，
所述平坦区或所述压纹光学图案的第一表面在所述第一树脂层与所述第二树脂层之间的所述界面处共线，所述第一表面中的每一个是所述压纹光学图案中的每一个的底部部分，且
在每一图案组中，所述压纹光学图案的所述第一表面与紧邻所述压纹光学图案的所述平坦区之间的最短距离顺序地增大或顺序地减小。
2.根据权利要求1所述的偏振片，其中所述平坦区彼此共线。
3.根据权利要求1所述的偏振片，其中所述压纹光学图案的所述第一表面彼此共线。
4.根据权利要求2或3所述的偏振片，其中所述图案组包括第m图案组和第m+1图案组，其中，分别地，在每一所述第m图案组中，所述最短距离顺序地减小，且在每一所述第m+1图案组中，所述最短距离顺序地减小。
5.根据权利要求2或3所述的偏振片，其中所述图案组包括第m图案组和第m+1图案组，其中，分别地，在每一所述第m图案组中，所述最短距离顺序地增大，且在每一所述第m+1图案组中，所述最短距离顺序地增大。
6.根据权利要求2或3所述的偏振片，其中，在每一图案组中，所述压纹光学图案的高度当中的最大值与最小值的比大于1且小于5。
7.根据权利要求2或3所述的偏振片，其中所述图案组包括第m图案组和第m+1图案组，且所述第m图案组中的第i光学图案的最大高度与所述m+1图案组中的第i光学图案的最大高度相同或不同，ⅰ是1到10的整数。
8.根据权利要求1所述的偏振片，其中所述第一表面中的每一个是平面表面。
9.根据权利要求1所述的偏振片，其中所述压纹光学图案中的每一个具有矩形、正方形或梯形形状的横截面形状。
10.根据权利要求1所述的偏振片，其中，在每一图案组中，间距的范围介于所述压纹光学图案的最大宽度的1.0倍到5.0倍。
11.根据权利要求1所述的偏振片，其中所述第二树脂层与所述第一树脂层之间的折射率差值是0.30或小于0.30。
12.根据权利要求1所述的偏振片，其中所述压纹光学图案在相对于所述偏振膜的光射出方向的相反方向上从所述第二树脂层凸出。
13.根据权利要求1所述的偏振片，其中每一图案组中具有最大高度的压纹光学图案的纵横比大于0.3且小于或等于3.0。
14.根据权利要求1所述的偏振片，还包括形成于所述第二树脂层的一个表面上的第一保护层。
15.一种光学显示器，包括如权利要求1到14中任一项所述的偏振片。
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