具有粘合劑的偏振片和液晶顯示器的製作方法
2023-05-13 12:52:16 1
專利名稱：具有粘合劑的偏振片和液晶顯示器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於液晶顯示屏的具有粘合劑的偏振片及其液晶顯示器。本發明還涉及一種在將偏振片設置在液晶顯示器上時防止產生漏光的方法。
背景技術：
近年來，作為信息顯示裝置如手機、可攜式信息終端、計算機用監視器和電視機，具有低水平功率消耗和用低電壓操作的輕重量和薄的液晶顯示器已經迅速普及。隨著液晶技術的發展，已經提出了各種液晶顯示器，由此解決液晶顯示器所具有的問題，如響應速度低、對比度差和視角範圍窄。但是，在這些常規液晶顯示器中，當顯示黑色時，由於周圍環境和熱源如背光的作用，發生局部漏光。
這種局部漏光是由於粘附於液晶元件的取向聚合物薄膜如偏振片和相位延遲器的膨脹和收縮導致的，原因在於周圍環境和局部的熱量。通常將取向聚合物薄膜如偏振片和相位延遲器層壓至液晶顯示器，並且該膜由於環境的改變而顯著地膨脹和收縮。
為了減少這種局部漏光，使用了各種類型的壓敏粘合劑(也稱作粘合劑)，並且可以引用兩種類型。
一種類型是具有低彈性模量的壓敏粘合劑(軟型)，這種類型自由地改變其形狀，而不抵抗偏振片的收縮力，從而防止應力的出現。例如，JP 987593A(對應於US 5795650)描述了可以通過使用軟壓敏粘合劑來降低偏振片中的局部漏光。這些軟型壓敏粘合劑中的許多具有如此低的耐久性，以致於它們在偏振片收縮期間等從偏振片上剝離。特別是，在大型液晶顯示器中，偏振片中的收縮量變大，因此剝離經常出現。
另一種類型是具有高彈性模量的壓敏粘合劑(硬型)，並且這種類型完全抑制偏振片中的收縮，使得這些永遠不移動，從而保持出現應力的區域最小化。例如，JP 2003-207637A描述了將聚乙烯醇樹脂膜的偏振膜厚度減小，並且將保護膜層壓至偏振膜的兩個表面上以得到偏振片，從而可以使用相對硬型的壓敏粘合劑。硬型壓敏粘合劑從玻璃上剝離需要非常強的力，因此，例如如果因為某種原因，在膜粘附至液晶元件後再次加工時，在已經與液晶元件層壓後，剝離膜變得必需，在許多情況下，剝離這種膜和粘附另一種膜的工作變得困難。
為了抑制局部漏光，考慮到不同於壓敏粘合劑的那些，已經提出多種建議，例如，JP 2002-174729A描述了將無定形聚烯烴樹脂的保護膜層壓到聚乙烯醇樹脂膜的偏振膜的一個表面上，並且將由與上面所述的無定形聚烯烴樹脂不同的樹脂製成的保護膜層壓到另一個表面上，從而可以抑制漏光的產生。
發明內容
為了減少液晶顯示器中如上所述的局部漏光的產生，本發明的發明人進行了研究。結果，他們發現可以通過下面的方法防止在液晶顯示器中傾向於由於環境或熱源例如背光的變化而出現的局部漏光將用於粘附偏振片的壓敏粘合劑的厚度設置為預定的厚度，所述偏振片用於安裝在液晶顯示器上，從而完成了本發明。
因此，本發明的一個目的是提供一種具有粘合劑的偏振片，當它安裝在液晶顯示器上時，與以前的技術相比，可以減少局部漏光。本發明的另一個目的是提供一種液晶顯示器，其中通過使用這種具有粘合劑的偏振片防止局部漏光。本發明的再一個目的是提供一種當在液晶顯示器上安裝偏振片時抑制局部漏光出現的方法。
本發明提供一種偏振器，其包含偏振片和壓敏粘合劑層，其中面對液晶元件的壓敏粘合劑層的厚度不小於10μm並且小於20μm。
此外，本發明提供一種液晶顯示器，其中將如上所述的偏振片在厚度不小於10μm並且小於20μm的壓敏粘合劑層側層壓至液晶元件上。
此外，本發明提供一種在將包含偏振片和壓敏粘合劑層的偏振器安置在液晶顯示器上時用於抑制漏光發生的方法，其中，當將其中偏振片是由聚合物膜形成的偏振器層壓至液晶元件上時，將用於使液晶元件和偏振器彼此粘附的壓敏粘合劑層的膜厚度設置為不小於10μm並且小於20μm，所以防止了聚合物膜的膨脹和收縮。
在本發明具有粘合劑的偏振器中，使面對液晶元件側的壓敏粘合劑層不小於10μm並且小於20μm，從而可以有效減少傾向於由於周圍環境和熱源例如背光的作用而出現的局部漏光，由此當偏振器安置在液晶顯示器上時，提供優異的顯示質量。此外，與壓敏粘合劑層不小於20μm的那些相比，具有粘合劑的偏振器從液晶元件上剝離需要較小的力並且可以容易地剝離，因此，有利之處在於可以使用硬型粘合劑。
圖1所示為具有粘合劑的偏振器構造的一個實例的橫截面示意圖；圖2所示為具有粘合劑的偏振器構造的另一個實例的橫截面示意圖；圖3所示為在液晶元件上安裝具有粘合劑的偏振器時的狀態的橫截面示意圖；圖4所示為在實施例1中製造出的液晶顯示器中漏光的一張照片；圖5所示為在比較例1中製造出的液晶顯示器中漏光的一張照片；圖6所示為在實施例2中製造出的液晶顯示器中漏光的一張照片；和圖7所示為在比較例2中製造出的液晶顯示器中漏光的一張照片。
具體實施例方式
在下面，通過參考相應的附圖詳細描述本發明的實施方案。
根據本發明，如圖1所示，將偏振片10和壓敏粘合劑層20放置在彼此的頂部，從而提供具有粘合劑的偏振器30。根據本發明，雖然在需要粘附另外元件的情況下，可以在偏振片10的兩面上提供壓敏粘合劑層，但是在面對液晶元件的面上的壓敏粘合劑層20的厚度不小於10μm並且小於20μm。
使面對液晶元件的面上的壓敏粘合劑層20的厚度小於20μm，因為厚度越小，粘合劑形狀的變化量變得越小，由此，可以抑制聚合物膜例如偏振片的收縮。而目前市場上出售的具有粘合劑的偏振片的壓敏粘合劑層的厚度不小於20μm，具體地，為25μm或30μm，使該厚度小於20μm，從而減少將其從玻璃上剝離所需要的力，因此，即使在到目前為止難以再次加工的硬型粘合劑的情況下，再次加工也變得可能。
但是，在使厚度太小的情況下，可能惡化顯示器的外觀，因為可能難以隱藏粘合劑塗布時出現的某些偏差或混合其中的雜質。此外，在厚度變小和超過一定極限的情況下，由於厚度的不均勻，從玻璃上剝離所需要的力的波動通常變大，因此，難以穩定得到具有剝離需要所要求的力的產品。此外，在使厚度太小的情況下，從玻璃剝離所需要的力太小，並且耐久性可能下降。為此，使壓敏粘合劑層20的厚度不小於10μm。
偏振片10可以是其中在常規使用的偏振膜的一面或兩面上放置由三乙醯纖維素或降冰片烯樹脂的膜製成的保護層的偏振片，在偏振膜中，聚乙烯醇樹脂膜已經吸收了由碘製成的兩色性顏料或兩色性有機染料，以致於被取向；在一面上使用相位延遲器代替保護層的偏振片；或相位延遲器通過壓敏粘合劑或水溶性粘合劑再層壓至這些中的任一個的偏振片，所謂的複合偏振片。
圖2所示為在相位延遲器層壓至偏振膜或偏振片的保護層的情況下的所謂複合偏振片的構型。如在該圖中所示，在複合偏振片15上形成壓敏粘合劑層20，其狀態為偏振片10和相位延遲器12被層壓在一起，從而可以提供具有粘合劑的偏振器30。在這種情況下，在相位延遲器12外面上提供用於粘附至液晶元件上的壓敏粘合劑層20。換言之，通常將相位延遲器12安置在壓敏粘合劑層20和偏振片10之間。相位延遲器和偏振膜或保護層可以通過壓敏粘合劑層而層壓在一起，並且在這種情況下，面向液晶元件的偏振片的面上存在至少兩層壓敏粘合劑層，一層在偏振片和相位延遲器之間，而另一層在相位延遲器外面。如上所述，在面向液晶元件的偏振片的面上存在許多壓敏粘合劑層的情況下，直接層壓至液晶元件上的壓敏粘合劑層的厚度可以不小於10μm和小於20μm，如根據本發明所定義的。
至於相位延遲器12，使用取向膜，例如聚碳酸酯、聚烯丙基化物、聚碸、聚醚碸、纖維素基樹脂和其中的單體是降冰片烯的環狀聚烯烴基樹脂的取向膜。在這些當中，優選其光彈性係數的絕對值不大於50×10-13cm2/達因的樹脂的取向膜，例如改性的纖維素樹脂和環狀聚烯烴樹脂的取向膜。此外，可以使用其中在透明樹脂基材如纖維素基樹脂上提供由液晶物質等製成的塗布層從而具有相位延遲器的膜。
形成壓敏粘合劑層20的壓敏粘合劑層也稱為粘合劑，可以使用其中基礎聚合物是丙烯醯基聚合物、矽氧烷基聚合物、聚酯、聚氨酯、聚醚等的粘合劑。在這些當中，優選的是選擇和使用粘合劑例如丙烯醯基壓敏粘合劑，其是高度光學透明的，具有適當的可溼性和聚集性，具有與基底的優異粘合性，並且具有耐侯性和耐熱性，因此沒有剝離問題，例如在加熱和增溼的條件下的脫落和剝離。在丙烯醯基壓敏粘合劑中，可以將這樣的丙烯醯基共聚物用作基礎聚合物其重均分子量不小於100,000，其中將具有其中碳數不大於20的烷基如甲基、乙基或丁基的丙烯酸的烷基酯與含有由(甲基)丙烯酸或(甲基)丙烯酸羥乙酯製成的官能團的丙烯醯基單體混合，以便玻璃化轉變溫度優選不高於25℃，更優選不高於0℃。
可以通過下面的方法進行壓敏粘合劑層在偏振片上的形成使用一種體系，根據該體系，例如，在有機溶劑如甲苯或乙酸乙酯中，溶解或分散壓敏粘合劑組合物，從而製備出其濃度為約10重量％至40重量％的溶液，並且將該溶液直接塗布到偏振片或複合偏振片上，從而形成壓敏粘合劑層，或使用一個體系，根據該體系，預先在保護膜上形成壓敏粘合劑層，並且將其層壓至偏振片或複合偏振片上，從而形成壓敏粘合劑層。
根據本發明具有粘合劑的偏振器在塗布到液晶顯示器時是有利的。圖3所示為當在液晶顯示器上安裝根據本發明具有粘合劑的偏振器時的構型的橫截面示意圖。如該圖中所示，將在具有粘合劑的偏振器30中的壓敏粘合劑層20層壓至液晶元件40上，從而得到液晶顯示器。雖然圖3顯示的是在將具有圖1所示構型的具有粘合劑的偏振器層壓至液晶元件上時的構型，當然，可以將具有其中如圖2所示的、將壓敏粘合劑層形成在複合偏振片上的構型的具有粘合劑的偏振器層壓至液晶元件上，並且同樣，在這種情況下，將在圖2中的壓敏粘合劑層20面層壓至液晶元件上。在偏振片10的一個表面側上僅有一層壓敏粘合劑層的情況下，根據本發明使該層的厚度不小於10μm和小於20μm，並且將該壓敏粘合劑層層壓至液晶元件40上。同時，如上所述，在層壓至液晶元件40上的偏振片10的面上有許多壓敏粘合劑層的情況下，在這些壓敏粘合劑層中，使直接層壓至液晶元件上的壓敏粘合劑層的厚度不小於10μm並且小於20μm。
不特別限制形成液晶顯示器的液晶元件類型，可以使用與各種已知系統中使用的那些相同的液晶元件。這些系統可以是例如一種系統，其中使元件中的液晶平行於襯底定位，並且在不施加電壓的狀態下扭轉約90°，當施加電壓時，液晶在大約垂直於元件襯底的方向上取向，從而為了顯示，阻斷或傳輸通過這種液晶層的偏振光(扭轉向列模式；TN模式)；一種系統，其中在不施加電壓的狀態下，使元件中的液晶垂直於襯底取向，並且在施加電壓時，液晶取向改變，從而為了顯示，使通過這種液晶層的光的偏振狀態改變(垂直排列模式；VA模式)；一種系統，其中在不施加電壓的狀態下，使元件中的液晶平行於襯底取向，並且通過在橫向上施加電壓而改變液晶的取向，從而為了顯示，使通過這種液晶層的光的偏振狀態改變(平面內轉換模式；IPS模式)等。
根據本發明，將層壓至液晶元件上的壓敏粘合劑層的厚度設置為小值，從而使該壓敏粘合劑層與液晶元件的粘附性相對小。因此，即使在聚合物膜例如偏振片由於其環境的溫度或熱源例如背光變化而膨脹和收縮的情況下，也可以將伴隨的應力釋放至一定程度，因此，可以有效抑制由於這種應力而傾向於在顯示器周圍產生的局部漏光。特別是在大型液晶顯示器情況下，聚合物膜中的膨脹和收縮量變大，因此，本發明對大型液晶顯示器如對角長度不小於15英寸(約38cm)的那些是特別有效的，對於小於17英寸(約43cm)更是如此，並且甚至對於不小於19英寸(約48cm)尤其如此。
在偏振器通過其厚度不小於10μm並且小於20μm的壓敏粘合劑層層壓至液晶元件的一個表面上的情況下，雖然根據本發明不特別限制安置在液晶元件的另一個面上的偏振器，但是根據本發明，將偏振器通過其膜厚度不小於10μm並且小於20μm的壓敏粘合劑層粘附至液晶元件的兩個表面上對於為了防止局部漏光是更有效的。
實施例通過下面的實施例更詳細描述本發明，但是本發明不限於這些實施例。
實施例1將丙烯醯基壓敏粘合劑[由Lintec Corporation製備的「P-0082」]塗布到在相位延遲器側上的偏振片[由Sumitomo Chemical.Co.，Ltd.製備的「SR-N442A」]上，在偏振片中，將三乙醯基纖維素保護膜層壓至聚乙烯醇-碘偏振膜的一個表面上，並且將改性的纖維素相位延遲器層壓至另一個表面上，使得粘合劑的厚度為15μm，因此得到具有粘合劑的偏振器。將這種偏振器切割為具有供商購VA模式液晶元件(由Samsung Corporation製備)使用的適當尺寸的晶片，所述的液晶元件的對角長度為17英寸(約43cm)，將所述的晶片層壓至液晶元件的頂部和底部上。將得到的液晶顯示器暴露於80℃的乾燥氣氛中89小時，然後，使其顯示黑色，並且其一張照片示於圖4中。
比較例1將與實施例1中使用的相同的丙烯醯基壓敏粘合劑「P-0082」塗布至在相位延遲器側上的與實施例1中使用相同的偏振片「SR-N442A」上，使粘合劑的厚度為25μm，因此得到具有粘合劑的偏振器。將這種具有粘合劑的偏振片層壓至實施例1中使用的相同的VA模式液晶元件的頂部和底部上。將得到的液晶顯示器暴露於80℃的乾燥氣氛中89小時，然後使其顯示黑色，並且其一張照片示於圖5中。
雖然在實施例1和比較例1中使用的壓敏粘合劑「P-0082」是由其產生相對少的漏光的類型，但是其中壓敏粘合劑層的厚度在長期暴露於高溫環境後為25μm的比較例1(圖5)中的四個角出現強烈的漏光。相反，在其中壓敏粘合劑層的厚度在長期暴露於高溫環境後為15μm的實施例1(圖4)中，雖然使用相同類型的壓敏粘合劑，但與比較例1相比，漏光減少，並且保持顯示條件的優異外觀。
實施例2
將不同類型的丙烯醯基壓敏粘合劑(由Lintec Corporation製備的「P-3132」)塗布到相位延遲器側上的如實施例1中使用的相同類型的偏振片「SR-N442A」上，使粘合劑的厚度為15μm，因此得到具有粘合劑的偏振器。將這種偏振片層壓至實施例1中使用的相同類型的VA模式液晶元件的頂部和底部上。將這種液晶顯示器暴露於80℃的乾燥氣氛中89小時，然後使其顯示黑色，並且其一張照片示於圖6中。
比較例2將實施例2中使用的相同類型的丙烯醯基壓敏粘合劑「P-3132」塗布到相位延遲器側上的如實施例1中使用的相同類型的偏振片「SR-N442A」上，使粘合劑的厚度為25μm，因此得到具有粘合劑的偏振器。將這種偏振片層壓至實施例1中使用的相同類型的VA模式液晶元件的頂部和底部上。將這種液晶顯示器暴露於80℃的乾燥氣氛中89小時，然後使其顯示黑色，並且其一張照片示於圖7中。
在實施例2和比較例2中使用的壓敏粘合劑「P-3132」是容易引起漏光的類型，並且在其中壓敏粘合劑層的厚度在長期暴露於高溫環境後為25μm的比較例2(圖7)中，觀察到大範圍的漏光。相反，在其中使用相同類型的壓敏粘合劑和其厚度為15μm的實施例2(圖6)中，與比較例2相比，即使在長期曝光於高溫環境後，漏光減少。
實施例3將丙烯醯基壓敏粘合劑[由Lintec Corporation製備的「P-0082」]塗布到在相位延遲器側上的總厚度為196μm的偏振片[由Sumitomo Chemical Co.，Ltd.製備的「SR-N542A-SL6」]上，在所述的偏振片中，將三乙醯纖維素保護膜層壓到聚乙烯醇-碘偏振器的一個表面上，並且將改性的纖維素相位延遲器層壓至另一個表面上，使粘合劑的厚度為15μm，因此得到具有粘合劑的偏振器。將該偏振器切割成寬度為25mm的長條，然後其層壓到鈉玻璃片上，在其上，於50℃、5atm下進行加壓和加熱過程20分鐘，並且原狀放置1天，然後，根據JIS K 6854-2(其對應於ISO 8510-2)，使用自動繪圖儀，進行180度剝離試驗(固定器移動速度300mm/分鐘)。此時的剝離力為16.3N，並且與如下面描述的比較例3所示的、提供厚度為25μm的壓敏粘合劑相同類型的情況相比，剝離力小，並且發現得到了優異的再次加工性。將對角長度為17英寸(約43cm)的樣品實際上層壓至商購VA模式液晶元件(由Samsung Corporation製備)上，並且，於50℃、5atm下進行加壓和加熱過程20分鐘，然後將樣品原狀放置14天，並且進行再次加工試驗，發現可以容易地剝離樣品。
比較例3將如實施例3中使用的相同類型丙烯醯基壓敏粘合劑「P-0082」塗布到總厚度為196μm的偏振片[由Sumitomo Chemical Co.，Ltd.製備的「SR-W842A-SL6」]的一個表面上，在所述的偏振片中，將三乙醯纖維素保護膜層壓至聚乙烯醇-碘偏振器的兩個表面上，使粘合劑的厚度為25μm，從而得到具有粘合劑的偏振器。將該偏振器切割成寬度為25mm的長條，並且層壓至鈉玻璃片上，在其上，於50℃、5atm下進行加熱和加壓過程20分鐘，然後將樣品原狀放置1天，並且使用自動繪圖儀，進行與實施例3相同的180度剝離試驗。此時的剝離力為非常強的31.1N，並且發現再次加工性差。將對角長度為17英寸(約43cm)的樣品實際上層壓在如實施例3使用的相同類型的商購VA模式液晶元件上，並且，於50℃、5atm下進行加壓和加熱過程20分鐘，然後將樣品原狀放置14天，然後進行再次加工試驗，發現難以剝離樣品。
權利要求
1.一種偏振器，其包含偏振片和壓敏粘合劑層，其中至少面對液晶元件的壓敏粘合劑層的厚度不小於10μm並且小於20μm。
2.根據權利要求1所述的偏振器，其在所述壓敏粘合劑層和所述偏振片之間具有相位延遲器。
3.一種液晶顯示器，其包含根據權利要求1或2所述的偏振器，其中將所述的偏振器在厚度不小於10μm並且小於20μm的壓敏粘合劑層側層壓至液晶元件上。
4.根據權利要求3所述的液晶顯示器，其中液晶元件的對角長度不低於15英寸。
5.一種在將偏振片設置在液晶顯示器上時用於抑制漏光的方法，該方法包括將聚合物膜的偏振片粘附至液晶元件上，其中將用於使偏振片和液晶元件彼此粘附的壓敏粘合劑層的厚度設置在不小於10μm並且小於20μm。
全文摘要
提供一種具有粘合劑的偏振器，其中與現有技術相比，當設置在液晶顯示器上時可以降低漏光，並且還提供一種通過使用其降低了漏光的液晶顯示器。提供了一種具有粘合劑的偏振器30，其被層壓至使用的液晶元件40上，並且提供有偏振片10和壓敏粘合劑層20，其中至少面對液晶元件40的壓敏粘合劑層20的厚度不小於10μm並且小於20μm。
文檔編號G02B5/30GK1837921SQ20061007178
公開日2006年9月27日 申請日期2006年3月22日 優先權日2005年3月24日
發明者九內雄一朗 申請人:住友化學株式會社