TW201428362A - 液晶顯示裝置 - Google Patents

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polarizing plate
polarizer
liquid crystal
display device
crystal display
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Min-Seok Kim
Na-Youn Kim
Jun-Seok Kim
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Dongwoo Fine Chem Co Ltd
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    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133528Polarisers
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/30Polarising elements
    • G02B5/3016Polarising elements involving passive liquid crystal elements

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Abstract

揭露的是一種液晶顯示裝置,其包括:分別提供有偏光器的上偏光板以及下偏光板,其每一個具有結合至該偏光器的至少一面的保護薄膜;以及配置在該上偏光板以及該下偏光板之間的液晶胞元,其中該下偏光板包括提供在其至少一面上的光學功能層,該上以及下偏光器具有彼此垂直的吸收軸,該下偏光器具有3.5 N/2 mm或更少的收縮,以及該下偏光器對該上偏光器的收縮比(該下偏光器的收縮/該上偏光器的收縮)是1或更小,藉此可能控制液晶顯示裝置的彎曲,特別是帽狀彎曲,並抑制漏光以及牛頓環的發生。

Description

液晶顯示裝置
相關申請案
此申請案主張於2013年1月11日在韓國智慧財產局申請的韓國專利申請案編號10-2013-0003540的優先權,其全部揭露內容併入於本文中以作為參考。
本發明有關一種液晶顯示裝置。
液晶顯示裝置(LCD)是其中一種影像顯示裝置,且相較於典型的影像顯示裝置,例如陰極射線管(CRT),具有實現用於減少裝置大小與重量的技術以及降低功率消耗的優勢。不像是CRT,LCD不是自發光的元件,但需要替代的光源以及液晶面板。作為這種LCD的光源,最常使用螢光燈,且LCD的液晶面板具有分別附接在其兩側的下偏光板以及上偏光板。該下以及上偏光板可阻擋或傳輸從該燈發出的光。
一般而言,偏光板具有包括下述的配置:提供有第一偏光器保護薄膜、偏光器以第二偏光器保護薄膜的層板;塗佈至該層板一面的黏著層,以將其結合至液晶胞元;以及放在該層板另一面的表面保護薄膜。在本文中,上以及下偏光板具有相同的配置,以黏著至該液晶胞元的兩面。
隨著LCD大小的增加與厚度的減少,以及其使用的增加,近來對於偏光板功能改進的需要已增加。因此,兩個具有不同特性的偏光板常用以分別作為上以及下偏光板。例如,作為上偏光板,偏光板不只包括在偏光器的可見側的偏光器保護薄膜,也使用了寬視角補償薄膜、功能性塗層(硬塗層、抗靜電層、抗反射層,或諸如此類)或其層板。另一方面,採用了包括亮度改進薄膜、漫射保護薄膜或其層板以及在偏光器的背光單元側的偏光器保護薄膜的偏光板作為下偏光板。用於體現如上所述這種不同特徵的前述功能性薄膜、塗層或層板可具有不同的物理特性,例如原料、厚度、拉延方向、濕氣滲透性,或諸如此類。
典型的偏光板包括由聚乙烯醇(PVA)薄膜形成的偏光器,該聚乙烯醇薄膜以固定方向拉延,並以雙色染料染色。所拉延的PVA薄膜根據溫度或濕度的改變而在拉延軸方向中收縮。特別是,在其中使用包括提供在偏光器上的不同功能性薄膜、塗層或其層板的偏光板做為上及下偏光板的每一個的例子中,收縮可能由於上下偏光板之間的濕氣滲透性差異而增加,因此造成顯著捲曲的發生,其可造成液晶面板的彎曲。因此,發生了漏光,因此造成液晶面板的故障。
雖然韓國專利公開案編號2012-99172揭露了一種偏光板、其製造方法以及使用該偏光板的影像顯示裝置,其沒有提出克服前述問題的解決方案。
因此,本發明的目的是提供一種經由改進彎曲特性而具有受控制漏光的液晶顯示裝置。
本發明的另一個目的是提供一種具有受控制牛頓環的液晶顯示裝置。
為了達成上述目的,本發明提供了下述。
(1)一種液晶顯示裝置,包括:分別提供具有偏光器的上偏光板以及下偏光板,其每個具有結合至該偏光器的至少一面的保護薄膜;以及配置在該上偏光板以及該下偏光板之間的液晶胞元,其中該下偏光板包括提供在其至少一面上的光學功能層,該上以及下偏光器具有彼此垂直的吸收軸,該下偏光器具有3.5 N/2 mm或更少的收縮,以及該下偏光器對該上偏光器的收縮比(該下偏光器的收縮/該上偏光器的收縮)是1或更少。
(2)根據上述第(1)項所述的液晶顯示裝置,其中該上偏光器以及下偏光器的每一個具有範圍為15至35 μm的厚度。
(3)根據上述第(1)項所述的液晶顯示裝置,其中該上偏光器以及下偏光器具有相同的厚度。
(4)根據上述第(1)項所述的液晶顯示裝置,其中該上偏光板結合至該液晶胞元的頂面,而該下偏光板結合至該液晶胞元的底面。
(5)根據上述第(4)項所述的液晶顯示裝置,其中該下偏光板包括位在與該液晶胞元接觸的面的對側的該光學功能層。
(6)根據上述第(1)項所述的液晶顯示裝置,其中該光學功能層包括選自反射偏光分離層、阻滯層、抗反射層、反射層以及亮度改進層所組成群組的任一者。
本發明可控制液晶顯示裝置的彎曲,特別是帽狀彎曲,藉此抑制漏光以及牛頓環的發生。
100...液晶顯示裝置(LCD)
101a、101b...保護薄膜
102...上偏光器
103...液晶胞元
104a、104b...保護薄膜
105...下偏光器
106...光學功能層
107...上偏光板
108...下偏光板
結合伴隨的圖式,從下述詳細的描述將更清楚地了解上述以及其他的目的、特徵以及本發明的其他優勢,其中:
第1圖是描繪根據本發明一個具體實施例的液晶顯示裝置的截面圖;
第2圖是描繪範例1中彎曲影像的視圖;
第3圖是描繪範例1中漏光影像的視圖;
第4圖是描繪比較性範例3中彎曲影像的視圖;以及
第5圖是描繪比較性範例3中漏光影像的視圖。
本發明揭露了一種液晶顯示裝置,其包括:分別提供具有偏光器的上偏光板以及下偏光板,其每一個具有結合至該偏光器的至少一面的保護薄膜;以及配置在該上偏光板以及該下偏光板之間的液晶胞元,其中該下偏光板包括提供在其至少一面上的光學功能層,該上以及下偏光器具有彼此垂直的吸收軸,該下偏光器具有3.5 N/2 mm或更少的收縮,以及該下偏光器對該上偏光器的收縮比(該下偏光器的收縮/該上偏光器的收縮)是1或更少的,藉此可能控制液晶顯示裝置的彎曲,特別是帽狀彎曲,並抑制漏光以及牛頓環的發生。
本發明的液晶顯示裝置包括:分別提供具有偏光器的上偏光板以及下偏光板,其每一個具有結合至該偏光器的至少一面的保護薄膜;以及配置在該上偏光板以及該下偏光板之間的液晶胞元,其中該下偏光板包括提供在其至少一面上的光學功能層,以及該上以及下偏光器被配置以具有彼此垂直的吸收軸。
之後,將更詳細地描述本發明。
第1圖示意性地顯示了根據本發明一個具體實施例的液晶顯示裝置100的截面圖(之後,稱為「LCD」)。
根據本發明,LCD 100包括上偏光板107,該上偏光板107以這種方式配置,使得從光源發出的光在穿過液晶胞元103之後穿透該上偏光板107,而下偏光板108以這種方式配置,使得從該光源發出的光在穿過該液晶胞元103之前穿透該下偏光板108。
上偏光板107具有黏著至上偏光器102的至少一面的保護薄膜101a以及101b,以及該下偏光板108也具有黏著至下偏光器105的至少一面的保護薄膜104a以及104b。
上偏光器102以及下偏光器105的每一個可包括含有吸附並定向於其中的雙色染料的聚乙烯醇(「PVA」)薄膜。
用於形成偏光器102或105的PVA樹脂可經由聚醋酸乙烯酯樹脂的皂化作用來製備。
這種聚醋酸乙烯酯樹脂可包括,例如,醋酸乙烯酯以及聚醋酸乙烯酯之外作為醋酸乙烯酯的均聚物、可與醋酸乙烯酯共聚的另一個單體的共聚物。
這種可與醋酸乙烯酯共聚的單體可包括,例如,不飽和羧酸單體、不飽和磺酸單體、烯烴單體、乙烯醚單體、含有銨基的丙烯醯胺為基礎的單體,或諸如此類。PVA樹脂也可包括修飾的樹脂,例如,聚乙烯甲縮醛或聚乙烯縮醛,其被修飾成醛。PVA樹脂皂化作用的程度一般範圍為85至100莫耳%,且較佳為98莫耳%或更多。聚合作用程度的一般範圍為1,000至10,000,且較佳為1,500至5,000。
PVA樹脂形成的薄膜用以作為偏光器的圓盤薄膜。使用PVA樹脂形成薄膜不特別受限,但可根據本技術領域任何已知的方法來進行。PVA為基礎的圓盤薄膜的薄膜厚度不特別受限,但是,範圍可為,例如10至150 μm。
偏光器102或105可根據膨脹、染色、交聯、拉延、潤洗、乾燥上述PVA為基礎的圓盤薄膜的過程來製造。過程的順序、重複的次數、個別過程的過程條件或諸如此類不特別受限,只要那些是在本發明的目的以及範圍內,且一些過程可隨選地省略。
下偏光器105對上偏光器102的收縮比(該下偏光器105的收縮/該上偏光器102的收縮)可為1或更小,且較佳為0.95或更小。如果該下偏光器105的收縮以及該上偏光器102的收縮之間的關係滿足上述範圍,可控制LCD 100的彎曲,特別是,由於該下偏光器105的收縮相對地小於該上偏光器102的收縮,可預防帽狀彎曲。因此,可能抑制漏光以及牛頓環的發生。
此外,下偏光器105的收縮可為3.5 N/2 mm或更少,且較佳為3.4 N/2 mm或更少。如果該下偏光器105的收縮在上述範圍內,可最大化預防帽狀彎曲的效果。
控制偏光器102或105收縮的方法不特別受限,但可包括本技術領域中所使用用於控制收縮的任何傳統方法。例如,該偏光器102或105的收縮可由在製造該偏光器的過程中在拉延期間的拉延比或在交聯期間的溫度、在交聯溶液中的硼酸濃度、或諸如此類來控制。
偏光器102或105的厚度不特別受限,但,例如,範圍可為15至35 μm。在製程效率以及生產力方面,較佳的是,該上偏光器102的厚度等於該下偏光器105的厚度。
偏光器102或105的厚度可藉由控制個別過程中的拉延比以及其累積值、使用具有小薄膜厚度的薄PVA圓盤薄膜、或諸如此類來調整。一般而言,累積的拉延比範圍可為4倍至8倍,較佳為4.5倍至7倍,且更佳為5倍至6.5倍。
如果是具有極佳透明度、機械強度、熱穩定度、防水特性、等向特性、或諸如此類的薄膜,保護薄膜101a與101b或104a與104b不特別受限。更特別的是,前述的保護薄膜可包括,例如:聚酯薄膜,例如聚乙烯對苯二甲酸酯、聚乙烯間苯二甲酸酯、聚丁烯對苯二甲酸酯,等等;纖維素薄膜,例如二醋酸纖維素、三醋酸纖維素,等等;聚碳酸酯薄膜;聚丙烯酸薄膜,例如聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙基丙烯酸甲酯,等等;苯乙烯薄膜,例如聚苯乙烯、丙烯腈-苯乙烯共聚物,等等;聚烯烴薄膜;乙烯氯薄膜;聚醯胺薄膜,例如尼龍、芳香族聚醯胺,等等;亞胺薄膜;碸薄膜;聚醚酮薄膜;聚苯硫醚薄膜;乙烯醇薄膜;聚偏二氯乙烯薄膜;乙烯醇縮丁醛薄膜;烯丙醇酯薄膜;聚甲醛薄膜;胺甲酸酯薄膜;環氧樹脂薄膜;矽薄膜,或諸如此類。在這些之中,考慮偏光特性或耐久性,特別較佳地使用具有由鹼性材料皂化的表面的纖維素薄膜。此外,該保護薄膜101a與101b或104a與104b可為具有光學補償功能(例如阻滯)的薄膜。
薄膜的結合可使用本技術領域中一般用於製造偏光板的黏著劑來進行,且在結合之後,接下來可進行乾燥過程。
用於乾燥的溫度以及時間不特別受限,但是,例如,乾燥過程可在40至100℃的溫度下進行20至1,200秒。
可配置包括在上偏光板107中的上偏光器102以及包括在下偏光板108中的下偏光器105,以具有彼此垂直的吸收軸。例如,該上偏光器102的長邊方向可與拉延方向平行,而該下偏光器105的長邊方向可垂直於該拉延方向,或反之亦然。
液晶胞元103被配置在上偏光板107以及下偏光板108之間。該上偏光板107結合至該液晶胞元103的頂面,而該下偏光板108結合至該液晶胞元103的底面。該下偏光板108在與該液晶胞元103接觸的面的對側包括光學功能層106。
液晶胞元103不特別受限,但可為本技術領域中傳統使用的任何液晶胞元。
光學功能層106可藉由塗層過程來塗佈,或被提供為替代的功能性薄膜。
光學功能層106不特別受限,但可包括,例如,反射偏光分離層、阻滯層、抗反射層、反射層、亮度改進層,或諸如此類。
亮度改進層可包括,例如:具有讓來自預定偏光軸的直線偏光穿透、但反射其他光的特性的薄膜(D-BEF或諸如此類,由Sumitomo 3M Co. Ltd.製造),例如由介電材料製成的多層薄膜或包括具有折射係數非等向性的不同薄膜的多層層板;具有反射左向旋轉遠偏光以及右向旋轉遠偏光其中之一、而讓其他光穿透的特性的薄膜,例如由膽固醇型液晶聚合物製成的校直薄膜,或包括薄膜基板以及塗佈至該薄膜基板的校直液晶層的層板(由Nitto Denko Co.製造的PCF350或由Merck Co.製造的Transmax),或諸如此類。
雖然該LCD的光學效能被改進,光學功能層的雜質可造成LCD的彎曲。然而,由於本發明的LCD具有改進的彎曲特性,即使包括了光學功能層,可最小化彎曲的發生。
薄膜的結合可使用包括在黏著層中的黏著劑來進行。
黏著層可使用黏著劑組合物來形成,該黏著劑組合物包括黏著劑樹脂、交聯劑以及隨選的矽烷耦合劑。此外,該黏著劑樹脂可為包括丙烯酸或胺甲酸酯樹脂作為主要成分的材料,且特別是,考慮到適合的透明度,較佳使用丙烯酸樹脂。
此後,將描述較佳的具體實施例以參照範例來更具體地了解本發明。然而,對於本領域技術人員將為顯而易見的是,這種具體實施例是提供用於示例的目的,且各種修飾以及替代方案是可能的,而不悖離本發明的範圍以及精神,且如同附帶的申請專利範圍所定義的,這種修飾以及替代方案被充分地包括在本發明中。   
範例
範例1
(1)上偏光板的製造
將具有75 μm厚度的聚乙烯醇(PVA)薄膜在30℃下浸沒在0.3%碘溶液中,並拉延成3倍的薄膜。在將該薄膜再次浸沒在60℃、包括4%硼酸以及10%碘化鉀交聯溶液中之後,將該薄膜拉延至變成總共為5.5倍的薄膜。在這之後,在30℃下,在將所拉延的薄膜浸沒在1.5%碘化鉀溶液10秒、然後潤洗該薄膜之後,將所處理的薄膜於50℃乾燥4分鐘,以製備偏光器。
對所製備的偏光器的兩側,使用PVA黏著劑來結合具有40 μm厚度的皂化三醋酸纖維素薄膜,接著在60℃乾燥4分鐘,以製造偏光板。
(2)下偏光板的製造
除了交聯溶液的硼酸含量是2%之外,藉由如上所述用於製造上偏光板的相同程序來製造偏光板。
範例2
(1)上偏光板的製造
除了交聯溶液的硼酸含量是6%之外,藉由範例1中用於製造上偏光板的相同程序來製造偏光板。
(2)下偏光板的製造
藉由範例1中用於製造上偏光板的相同程序來製造偏光板。
範例3
(1)上偏光板的製造
除了交聯溶液的硼酸含量是6%,以及將薄膜拉延達到總共6倍的拉延比之外,藉由範例1中用於製造上偏光板的相同程序來製造偏光板。
(2)下偏光板的製造
藉由範例1中用於製造上偏光板的相同程序來製造偏光板。
範例4
(1)上偏光板的製造
藉由範例1中用於製造上偏光板的相同程序來製造偏光板。
(2)下偏光板的製造
藉由範例1中用於製造上偏光板的相同程序來製造偏光板。
比較性範例1
(1)上偏光板的製造
藉由範例1中用於製造下偏光板的相同程序來製造偏光板。
(2)下偏光板的製造
藉由範例1中用於製造上偏光板的相同程序來製造偏光板。
比較性範例2
(1)上偏光板的製造
藉由範例1中用於製造上偏光板的相同程序來製造偏光板。
(2)下偏光板的製造
藉由範例2中用於製造上偏光板的相同程序來製造偏光板。
比較性範例3
(1)上偏光板的製造
藉由範例2中用於製造上偏光板的相同程序來製造偏光板。
(2)下偏光板的製造
藉由範例2中用於製造上偏光板的相同程序來製造偏光板。
比較性範例4
(1)上偏光板的製造
藉由範例3中用於製造上偏光板的相同程序來製造偏光板。
(2)下偏光板的製造
藉由範例2中用於製造上偏光板的相同程序來製造偏光板。
比較性範例5
(1)上偏光板的製造
藉由範例1中用於製造上偏光板的相同程序來製造偏光板。
(2)下偏光板的製造
藉由範例3中用於製造上偏光板的相同程序來製造偏光板。
比較性範例6
(1)上偏光板的製造
藉由範例2中用於製造上偏光板的相同程序來製造偏光板。
(2)下偏光板的製造
藉由範例3中用於製造上偏光板的相同程序來製造偏光板。
比較性範例7
(1)上偏光板的製造
藉由範例3中用於製造上偏光板的相同程序來製造偏光板。
(2)下偏光板的製造
藉由範例3中用於製造上偏光板的相同程序來製造偏光板。
實驗範例
(1)收縮的測量
將範例以及比較性範例中所製備的每一個偏光器於80℃加熱240分鐘,然後切割成10 mm × 2 mm的大小(長邊對準拉延方向),並利用SII Co.製造的SS6100裝置進行收縮的測量。
測量結果示於下面表1中。
(2)彎曲的測量
將範例以及比較性範例中所製備的每一個偏光板結合至0.5T玻璃的兩側。接下來,將所結合的玻璃留在60℃的烘箱中未處理達24小時,然後,在室溫下2小時,接著使用INTEK IMS Co.製造的二維計來測量彎曲。在這些測量結果之中的最大值顯示於下面表1中。
範例1以及比較性範例3中說明的彎曲影像分別示例於第2圖以及第4圖中。
(3)漏光的觀察
將範例以及比較性範例中所製備的每一個偏光板結合至0.5T玻璃的兩側。接下來,將所結合的玻璃留在60℃的烘箱中未處理達24小時,然後,在室溫下1小時,並放在背光的頂部,以觀察漏光的發生。
觀察結果說明於表1中,且範例1以及比較性範例3中說明的漏光影像分別示例於第3圖以及第5圖中。
○:在邊緣部分發生漏光
△:在邊緣部分稍微發生漏光
×:沒有漏光的發生


參見表1以及第2圖至第5圖,可看到的是,範例1至4,其中下偏光板的收縮與上偏光板的收縮之間的關係在本發明的範圍內,展現了很小、範圍只為0.13至0.22的帽狀彎曲最大高度,藉此展示了沒有漏光的發生。
相反地,相較於本發明的範例,比較性範例1至7展現了相對較大、範圍為0.37至0.63的帽狀彎曲最大高度。因此,發現到的是,彎曲是顯著的,且在邊緣部分發生了漏光。
100...液晶顯示裝置(LCD)
101a、101b...保護薄膜
102...上偏光器
103...液晶胞元
104a、104b...保護薄膜
105...下偏光器
106...光學功能層
107...上偏光板
108...下偏光板

Claims (1)

1. 一種液晶顯示裝置,包含:
分別提供有偏光器的一上偏光板以及一下偏光板,其每個具有結合至該偏光器的至少一面的一保護薄膜;以及
配置在該上偏光板以及該下偏光板之間的一液晶胞元,
其中該下偏光板包括提供在其至少一面上的一光學功能層,
該上以及下偏光器具有彼此垂直的吸收軸,
該下偏光器具有3.5 N/2 mm或更少的一收縮,以及
該下偏光器對該上偏光器的一收縮比(該下偏光器的收縮/該上偏光器的收縮)是1或更小。
2.如申請專利範圍第1項所述的液晶顯示裝置,其中該上偏光器以及下偏光器中每一個具有範圍為15至35 μm的一厚度。
3.如申請專利範圍第1項所述的液晶顯示裝置,其中該上偏光器以及下偏光器具有相同的厚度。
4.如申請專利範圍第1項所述的液晶顯示裝置,其中該上偏光板結合至該液晶胞元的一頂面,而該下偏光板結合至該液晶胞元的一底面。
5.如申請專利範圍第4項所述的液晶顯示裝置,其中該下偏光板包括位在與該液晶胞元接觸的面的一對側的該光學功能層。
6.如申請專利範圍第1項所述的液晶顯示裝置,其中該光學功能層包括選自一反射偏光分離層、一阻滯層、一抗反射層、一反射層以及一亮度改進層所組成的群組的任一者。
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