用于平面内切换模式的偏光板和包括其的光学显示设备

相关申请的交叉引用

本申请要求2020年6月18日在韩国知识产权局申请的韩国专利申请第10-2020-0074566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

本发明涉及一种用于平面内切换(in-plane switching；IPS)模式的偏光板和包含其的光学显示设备。

背景技术

作为液晶显示器中的一个，存在平面内切换(IPS)模式液晶显示器。在IPS模式液晶显示器中，通过施加横向电场来驱动均匀对准且没有施加电场到其上的向列液晶，以显示图像。IPS模式液晶显示器比其它驱动模式的液晶显示器具有更宽视角的优势。

IPS模式液晶显示器具有根据视角的图像的显著色变(也被称作横向色位移)的问题。已作出通过对视角的补偿和若干片光学补偿膜来克服图像的色变的各种挑战。然而，这些技术并未提供色变方面的足够的改进。近年来，随着液晶显示器的厚度减小和尺寸增加，图像的色变变得更明显。因此，需要在确保良好效果的同时具有减小的厚度和大面积的IPS模式液晶显示器。

本发明的背景技术公开于日本未审查专利公开案第2006-251659号等中。

发明内容

本发明的一个方面是提供一种用于IPS模式的偏光板，所述偏光板具有改进的正面对比度(contrast ratio；CR)。

本发明的另一方面是提供一种用于IPS模式的偏光板，所述偏光板具有改进的横向色位移。

本发明的另一方面是提供一种用于IPS模式的偏光板，所述偏光板抑制漏光以改进黑色可视性。

本发明的一个方面涉及一种用于IPS模式的偏光板。

1.一种用于IPS模式的偏光板包含：偏光片；第一保护层，堆叠在偏光片的上表面上；以及第二保护层，堆叠在偏光片的下表面上，其中，假设偏光片的在偏光片的平面内方向上具有高折射率的轴线为参考轴线(0°)，第一保护层的在第一保护层的平面内方向上具有低折射率的轴线角度在约-5°到+5°的范围内，第一保护层在550纳米的波长下的平面内延迟Re为约5,000纳米或大于5,000纳米，第二保护层包含正C板层，且第二保护层满足关系式1和关系式2中的至少一个：

[关系式1]

Re(450)/Re(550)>Re(650)/Re(550)

其中Re(450)、Re(550)以及Re(650)分别为第二保护层在约450纳米、约550纳米以及约650纳米的波长下的平面内延迟(单位：纳米)。

[关系式2]

|Rth(450)|/|Rth(550)|>|Rth(650)|/|Rth(550)|

其中|Rth(450)|、|Rth(550)|以及|Rth(650)|分别为第二保护层在约450纳米、约550纳米以及约650纳米的波长下的平面外延迟的绝对值(单位：纳米)。

2.在1中，第二保护层可同时满足关系式1和关系式2。

3.在1和2中，在关系式1中，Re(450)/Re(550)可在约0.1到约10的范围内，且Re(650)/Re(550)可在约0.1到约8的范围内。

4.在1到3中，在关系式2中，|Rth(450)|/|Rth(550)|可在约0.1到约10的范围内，且|Rth(650)|/|Rth(550)|可在约0.1到约8的范围内。

5.在1到4中，第二保护层在550纳米的波长下的平面外延迟可为约-150纳米到约-10纳米。

6.在1到5中，第二保护层可为非液晶层。

7.在6中，第二保护层可为由包含从以下中选出的至少一种的组合物形成的涂层：纤维素酯化合物或其聚合物以及芳香族化合物或其聚合物。

8.在1到7中，第一保护层的在其平面内方向上具有低折射率的轴线为第一保护层的纵向(machine direction；MD)，且第一保护层的在其平面内方向上具有高折射率的轴线为第一保护层的横向(transverse direction；TD)。

9.在1到8中，偏光片的在其平面内方向上具有高折射率的轴线可为偏光片的纵向，且偏光片的在其平面内方向上具有低折射率的轴线可为偏光片的横向。

10.在1中，第二保护层可直接形成于偏光片上。

11.在1到10中，偏光板可还包含第三保护层。

12.在1到11中，第三保护层在550纳米的波长下的平面内延迟Re可为约100纳米或小于100纳米。

13.在1到12中，第三保护层在550纳米的波长下的平面外延迟可为约-10纳米到约200纳米。

14.在1到13中，第三保护层在550纳米的波长下的双轴性度可为约-1到约10。

15.在1到14中，第三保护层和第二保护层的层压体可满足关系式3和关系式4中的至少一个：

[关系式3]

Re(450)/Re(550)>Re(650)/Re(550)

其中Re(450)、Re(550)以及(650)与下文所描述的Re(450)、Re(550)以及(650)相同。

[关系式4]

|Rth(450)|/|Rth(550)|>|Rth(650)|/|Rth(550)|

其中|Rth(450)|、|Rth(550)|以及|Rth(650)|与下文所描述的|Rth(450)|、|Rth(550)|以及|Rth(650)|相同。

16.在1到15中，在关系式3中，Re(450)/Re(550)可在约0.1到约10的范围内，且Re(650)/Re(550)可在约0.1到约8的范围内。

17.在1到16中，在关系式4中，|Rth(450)|/|Rth(550)|可在约0.1到约10的范围内，且|Rth(650)|/|Rth(550)|可在约0.1到约8的范围内。

18.在1到17中，第三保护层和第二保护层的层压体在550纳米的波长下的平面外延迟可为约-150纳米到约-10纳米。

19.在1到18中，偏光板在550纳米的波长下的平面内延迟为约-10纳米到约10纳米。

本发明的另一方面涉及一种光学显示设备。

根据本发明，光学显示设备包含用于IPS模式的偏光板。

本发明提供一种用于IPS模式的偏光板，所述偏光板具有改进的正面对比度(CR)。

本发明提供一种用于IPS模式的偏光板，所述偏光板具有改进的横向色位移。

本发明提供一种用于IPS模式的偏光板，所述偏光板抑制漏光以改进黑色可视性。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的用于IPS模式的偏光板的截面图。

图2是描绘在图1中所示出的用于IPS模式的偏光板中的偏光片的在平面内方向上具有低折射率的轴线与具有高折射率的轴线之间的关系的概念图。

图3是根据本发明的另一实施例的用于IPS模式的偏光板的截面图。

具体实施方式

下文，将参考附图详细描述本发明的实施例。将参考附图详细地描述以下实施例以向本领域的技术人员提供对本发明的透彻理解。在附图中，为了本发明的清楚描述起见省略与描述无关的组件，并且在整个说明书中类似组件将由类似附图标号表示。虽然为了理解附图，可放大各种组件的长度、厚度或宽度，但本发明不限于此。

本文中，例如“上”和“下”的空间相对术语是参照附图来定义的。因此，应理解，术语“上表面”可与术语“下表面”互换使用，且当将例如层或膜的元件称为放置“在”另一元件“上”时，所述元件可直接放置在另一元件上，或可存在介入元件。另一方面，当将元件称作“直接放置在…上”时、“直接(immediately)放置在…上”、“直接形成于…上”、“直接形成于…上”或“形成为直接接触”另一元件时，其间不存在插入元件。

本文中，“平面内延迟Re”、“平面外延迟Rth”以及“双轴性度NZ”由等式A、等式B以及等式C表示。

Re＝(nx-ny)x d, ---(A)

Rth＝((nx+ny)/2-nz)x d, ---(B)

NZ＝(nx-nz)/(nx-ny), ---(C)

其中nx、ny以及nz分别为在测量波长下对应光学装置在光学装置的慢轴方向、快轴方向以及厚度方向上的折射率，且d为光学装置的厚度(单位：纳米(nm))。在等式A到等式C中，测量波长可为450纳米、550纳米或650纳米。

此处，x轴方向被定义为光学装置的慢轴方向，且y轴方向被定义为其快轴方向。光学装置可为偏光板、第一保护层、第二保护层或第三保护层。

此处，“(甲基)丙烯基”是指丙烯基和/或甲基丙烯基。

本文中，“侧面”是指在由(φ,θ)表示的球形坐标系统中从(60°,45°)到(60°,135°)的区或从(45°,45°)到(45°,135°)的区，其中参考水平方向，正面由(0°,0°)指示，左端点由(180°,90°)指示，且右端点由(0°,90°)指示。

如本文所使用，为了表示特定数值范围，表述“X到Y”意指“大于或等于X且小于或等于Y”。

根据本发明的用于IPS模式的偏光板通过提高白色模式下的亮度同时降低黑色模式下的亮度来改进正面对比度。可通过白色模式下的亮度与黑色模式下的亮度的比率((白色模式下的亮度/黑色模式下的亮度))来计算正面对比度。另外，根据本发明的偏光板通过经由抑制漏光实现真黑来改进横向色位移和黑色可视性。

接着，将参考图1和图2描述根据本发明的一个实施例的用于IPS模式的偏光板。

参考图1，偏光板包含偏光片300、第一保护层100以及第二保护层200。

在偏光板中，第一保护层100形成于偏光片300的上表面(光出射表面)上。第二保护层200形成于偏光片300的下表面(光入射表面)上。

偏光板同时满足两个条件，如下文详细描述。也就是说，根据本发明，在偏光片的光出射表面上控制第一保护层在550纳米的波长下的平面内延迟以及第一保护层的具有低折射率的轴线与偏光片的具有高折射率的轴线之间的角度，同时在偏光片的光入射表面上控制第二保护层的波长色散。因此，偏光板可实现正面对比度、横向色位移以及黑色可视性的改进。如果不满足这些条件中的任何一个，则无法实现本发明的这些有利的效果。

根据本发明，偏光板在550纳米的波长下的平面内延迟可为约-10纳米到约10纳米，例如约-10纳米、约-9纳米、约-8纳米、约-7纳米、约-6纳米、约-5纳米、约-4纳米、约-3纳米、约-2纳米、约-1纳米、约0纳米、约1纳米、约2纳米、约3纳米、约4纳米、约5纳米、约6纳米、约7纳米、约8纳米、约9纳米或约10纳米，具体地为约0纳米到约10纳米，例如约0纳米到约5纳米。在此范围内，偏光板可在维持正面颜色灵敏度的同时实现所有前述效果。

作为第一条件，参考图2，假设偏光片300的在偏光片300的平面内方向上具有高折射率的轴线310为参考轴线(0°)，第一保护层100的在第一保护层100的平面内方向上具有低折射率的轴线110的角度在约-5°到+5°的范围内。在此范围内，偏光板可实现正面对比度、横向色位移以及黑色可视性的改进。

如本文所使用，为表示角度，“+”意指围绕参照点的顺时针方向，且“-”意指围绕参照点的参考0°的逆时针方向。

具体地说，在图2中，角度可在约-4°到约+4°的范围内、约-3°到约+3°的范围内、约-2°到约+2°的范围内或约-1°到约+1°的范围内，更具体地为0°。在此范围内，偏光板可实现前述效果，并且可通过卷对卷工艺制造以改进可加工性和经济可行性。

作为第二条件，第二保护层200包含正C板层。正C板层意指满足nz>nx≒ny(nx、ny以及nz分别为在550纳米的波长下正C板层在正C板层的慢轴方向、快轴方向以及厚度方向上的折射率)的层。

另外，第二保护层200满足关系式1和关系式2中的至少一个：

[关系式1]

Re(450)/Re(550)>Re(650)/Re(550)

其中Re(450)、Re(550)以及Re(650)分别为第二保护层在约450纳米、约550纳米以及约650纳米的波长下的平面内延迟(单位：纳米)。

[关系式2]

|Rth(450)|/|Rth(550)|>|Rth(650)|/|Rth(550)|

其中|Rth(450)|、|Rth(550)|以及|Rth(650)|分别为第二保护层在约450纳米、约550纳米以及约650纳米的波长下的平面外延迟的绝对值(单位：纳米)。

Re(450)/Re(550)是指通过Re(450)除以Re(550)获得的值。Re(650)/Re(550)、|Rth(450)|/|Rth(550)|以及|Rth(650)|/|Rth(550)|可通过相同方法计算。

第二保护层200包含正C板层，且满足Re和Rth中的至少一个，如在关系式1和关系式2中，由此偏光板可实现正面对比度、横向色位移以及黑色可视性的改进。在一个实施例中，第二保护层200可单独为正C板层。

接着，将详细地描述偏光板的每一组件。

偏光片

偏光片300包含光吸收型偏光片，所述偏光片将入射光分成彼此正交的两个偏振光分量，以使两个偏振光分量中的一个透射穿过其中，同时吸收另一光分量。

在一个实施例中，在偏光片的平面内方向上，偏光片的具有高折射率的轴线可为其吸收轴，且偏光片的具有低折射率的轴线可为其透射轴。

在一个实施例中，在偏光片的平面内方向上，偏光片的具有高折射率的轴线可为偏光片的纵向(MD)，且偏光片的具有低折射率的轴线可为偏光片的横向(TD)。

偏光片300的光透射率可为约40％或大于40％，具体地为约40％到约45％。偏光片300的偏光度可为约95％或大于95％，具体地为约95％到约100％，更具体地为约98％到约100％。在此范围内，偏光板可进一步改进正面对比度和耐久性。

偏光片300可包含通过单轴拉伸形成的含二色性染料的偏光片。

具体地说，含二色性染料的偏光片可包含通过以下形成的偏光片：MD单轴拉伸偏光片的基膜，随后用二色性染料(例如，作为含碘材料的碘或碘化钾)对基膜进行染色。用于偏光片的基膜可包含(但不限于)聚乙烯醇膜或其衍生物。偏光片可通过本领域的技术人员已知的典型方法来制造。

偏光片300的厚度为约1微米到约40微米，具体地为约5微米到约30微米，更具体地为约10微米到约25微米。在此范围内，偏光片可用于偏光板中。

第一保护层

第一保护层100设置在偏光片300的上表面(光入射表面)上以保护偏光片。第一保护层100可通过对平面内延迟和其轴线之间的角度进行调节而提供改进正面对比度、横向色位移以及黑色可视性的效果。

第一保护层100具有在其平面内方向上具有高折射率的轴线和具有低折射率的轴线。此处，“具有高折射率的轴线”和“具有低折射率的轴线”是通过在对应于第一保护层的在其平面内方向上的两个轴线的x轴与y轴之间进行比较来定义的。在第一保护层的平面内方向上，具有高折射率的轴线和具有低折射率的轴线可通过在第一保护层的制造工艺中的拉伸而形成。举例来说，在第一保护层中，具有高折射率的轴线可为慢轴，且具有低折射率的轴线可为其快轴。

在一个实施例中，在第一保护层的平面内方向上，第一保护层的具有低折射率的轴线可为其纵向(MD)，且第一保护层的具有高折射率的轴线可为其横向(TD)。在此情况下，第一保护层可为TD单轴拉伸膜或TD单轴拉伸涂层。

在另一实施例中，在第一保护层的平面内方向上，第一保护层的具有低折射率的轴线可为其横向(TD)，且第一保护层的具有高折射率的轴线可为其纵向(MD)。在此情况下，第一保护层可为MD单轴拉伸膜或MD单轴拉伸涂层。

在另一实施例中，在第一保护层的平面内方向上，第一保护层的具有低折射率的轴线可相对于其横向变为倾斜方向，且第一保护层的具有高折射率的轴线可相对于其纵向变为倾斜方向。在此情况下，第一保护层可为MD和TD双轴拉伸膜或MD和TD双轴拉伸涂层。

优选地，在第一保护层的平面内方向上，第一保护层的具有低折射率的轴线变为其纵向(MD)，且第一保护层的具有高折射率的轴线变为其横向(TD)，由此考虑与上文所描述的偏光片的轴向关系，偏光板可通过卷对卷工艺制造，从而改进可加工性和经济可行性。因此，以下描述将集中于以上情况。

在一个实施例中，第一保护层可包含TD单轴拉伸的第一保护膜以使第一保护层的轴线在其平面内方向上具有低折射率，且使第一保护层的轴线具有高折射率。

在TD单轴拉伸后，第一保护膜可通过包含在熔体挤出之后的TD中将用于第一保护膜的树脂拉伸到仅2倍到10倍的伸长率的方法来制造。在此伸长率范围内，第一保护膜可具有具有低折射率的轴线和具有高折射率的轴线。具体地说，伸长率可为约3倍到约8倍。

拉伸可通过在(Tg-20)℃到(Tg+50)℃(Tg是指用于第一保护膜的树脂的玻璃转变温度)的温度下进行干式刻蚀和/或湿式刻蚀来实现，所述温度具体地为约70℃到150℃，更具体地为约80℃到130℃，更具体地为约90℃到120℃。在此范围内，有可能均匀地获得相同的拉伸效果。

在拉伸之后，第一保护膜可在预定温度下经受热处理以确保第一保护膜的轴线和延迟。通过TD单轴拉伸制造的第一保护膜可通过热处理稳定地确保第一保护膜的轴线和延迟。用于热处理的温度和时间可根据第一保护膜的材料而适当地调节。

利用具有低折射率的轴线和具有高折射率的轴线，第一保护层可确保在预定范围内的延迟。第一保护层的延迟可根据拉伸第一保护层的程度、具有低折射率的轴线的折射率以及具有高折射率的轴线的折射率而改变。

在一个实施例中，第一保护层在550纳米的波长下的平面内延迟(Re)可为约5,000纳米或大于5,000纳米，具体地为约5,000纳米到约15,000纳米，更具体地为约5,500纳米到约12,000纳米，约6,000纳米到约13,000纳米。在此范围内，偏光板可改进正面对比度同时抑制彩虹斑。

在一个实施例中，第一保护层在550纳米的波长下的平面外延迟(Rth)可为约5,000纳米或大于5,000纳米，具体地为约5,000纳米、约6,000纳米、约7,000纳米、约8,000纳米、约9,000纳米、约10,000纳米、约11,000纳米、约12,000纳米、约13,000纳米、约14,000纳米或约15,000纳米，具体地为约6,000纳米到约15,000纳米，更具体地为约6,000纳米到约12,000纳米。在此范围内，第一保护层可防止由双折射引起的光点的产生，同时改进液晶显示器的视角。

在一个实施例中，第一保护层在550纳米的波长下的双轴性度(NZ)可为约2.5或小于2.5，具体地为约0.1到约2.5、约0.1、约0.2、约0.3、约0.4、约0.5、约0.6、约0.7、约0.8、约0.9、约1.0、约1.1、约1.2、约1.3、约1.4、约1.5、约1.6、约1.7、约1.8、约1.9、约2.0、约2.1、约2.2、约2.3、约2.4或约2.5，具体地为约1.0到约2.2，更具体地为约1.2到约2.0，最具体地为约1.4到约1.8。在此范围内，第一保护层可防止由双折射引起的光点的产生，同时维持膜的机械强度。

在一个实施例中，在第一保护层的平面内方向上的折射率当中，在550纳米的波长下在x方向上的折射率nx和在y方向上的折射率ny中的一个可为约1.65或大于1.65。如果nx和ny都小于约1.65或者如果nx和ny都为约1.65或大于1.65，则第一保护层无法防止由于根据使用中的光的入射角和波长而发生的延迟变化而导致的由双折射引起的光点的产生。在一个实施例中，nx可为约1.65或大于1.65，具体地为约1.67到约1.75，且ny可在约1.45到约1.55的范围内。在另一实施例中，ny可为约1.65或大于1.65，具体地在约1.67到约1.75的范围内，更具体地在约1.69到约1.72的范围内，且nx可在约1.45到约1.55的范围内。nx与ny之间的差的绝对值(即|nx-ny|)可在约0.1到约0.2的范围内，具体地在约0.12到约0.18的范围内，以在不产生彩红斑的情况下实现视角的进一步改进。

在一个实施例中，第一保护层100可包含由光学透明树脂形成的膜。举例来说，第一保护层可包含从以下中选出的至少一种：纤维素酯树脂，包含三乙酰纤维素等；环状聚烯烃树脂，包含降冰片烷、降冰片烯、非晶形环状聚烯烃等；聚碳酸酯树脂；聚酯树脂，包含聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸丁二酯等；聚醚砜树脂；聚砜树脂；聚酰胺树脂；聚酰亚胺树脂；非环状聚烯烃树脂；聚(丙烯酸酯)树脂，包含聚(甲基丙烯酸甲酯)等；聚乙烯醇树脂；聚氯乙烯树脂以及聚偏二氯乙烯树脂。

优选地，第一保护层可包含聚酯树脂膜，所述聚酯树脂膜包含聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸丁二酯等。聚酯树脂膜具有较低湿气渗透程度，从而进一步提高偏光板的可靠性。

第一保护层100可为单层或通过共挤压彼此一体化的多个树脂膜的层压体。

在另一实施例中，第一保护层100可为保护涂层。保护涂层可由本领域的技术人员已知的典型组合物形成。

第一保护层100的厚度可为约100微米或小于100微米，例如大于约0微米到约100微米、约10微米到约100微米，具体地为约20微米到约100微米、约30微米到约100微米或约40微米到约80微米。在此厚度范围内，第一保护层100可用于偏光板中。

虽然图1中未示出，但如硬涂层、抗指纹层以及抗反射层的功能涂层可进一步形成于第一保护层100的上表面上。

虽然图1中未示出，但偏光片300可经由粘合剂层和/或接合层堆叠在第一保护层100上。

第二保护层

第二保护层200可形成于偏光片300的下表面(光入射表面)上以保护偏光片。第二保护层200可通过控制从IPS模式液晶面板发射且通过偏光片透射的光来帮助显著改进正面对比度、横向色位移以及黑色可视性。

第二保护层200可直接形成于偏光片300上。

第二保护层200满足关系式1和关系式2中的至少一个。

优选地，第二保护层200满足关系式2，从而有助于第二保护层200的制造，同时进一步改进本发明的效果。

更优选地，第二保护层200同时满足关系式1和关系式2，从而有助于第二保护层200的制造，同时进一步改进本发明的效果。

第二保护层200的Re(450)/Re(550)可为约0.1到约10，具体地为约0.5到约5；且Re(650)/Re(550)为约0.1到约8，具体地为约0.3到约3。在此范围内，可容易实现关系式1。在一个实施例中，第二保护层200的Re(450)/Re(550)可为约0.1、约0.5、约1、约1.5、约2、约2.5、约3、约3.5、约4、约4.5、约5、约5.5、约6、约6.5、约7、约7.5、约8、约8.5、约9、约9.5或约10，且Re(650)/Re(550)为约0.1、约0.5、约1、约1.5、约2、约2.5、约3、约3.5、约4、约4.5、约5、约5.5、约6、约6.5、约7、约7.5或约8。

在一个实施例中，第二保护层200的Re(450)可为约0纳米到约20纳米，具体地为约0纳米到15纳米；Re(550)为约0纳米到约15纳米，具体地为约0纳米到约10纳米；且Re(650)为约0纳米到约10纳米，具体地为约0纳米到约5纳米。在此范围内，可容易实现关系式1。

在关系式2中，第二保护层200的|Rth(450)|/|Rth(550)|可为约0.1到约10，具体地为约0.5到约5；且|Rth(650)|/|Rth(550)|为约0.1到约8，具体地为约0.1到约5。在此范围内，可容易实现关系式2。

在一个实施例中，第二保护层200的|Rth(450)|/|Rth(550)|可为约0.1、约0.5、约1、约1.5、约2、约2.5、约3、约3.5、约4、约4.5、约5、约5.5、约6、约6.5、约7、约7.5、约8、约8.5、约9、约9.5或约10，且|Rth(650)|/|Rth(550)|为约0.1、约0.5、约1、约1.5、约2、约2.5、约3、约3.5、约4、约4.5、约5、约5.5、约6、约6.5、约7、约7.5或约8。

在一个实施例中，第二保护层200的Rth(450)可为约-180纳米到约-10纳米，具体地为约-130纳米到约-10米；且Rth(550)为约-150纳米到约-10纳米，具体地为约-100纳米到约-10纳米；Rth(650)为约-120纳米到约-10纳米，具体地为约-90纳米到约-10纳米。在此范围内，可容易实现关系式2。

在一个实施例中，第二保护层200的Rth(450)可为约-180纳米、约-170纳米、约-160纳米、约-150纳米、约-140纳米、约-130纳米、约-120纳米、约-110纳米、约-100纳米、约-90纳米、约-80纳米、约-70纳米、约-60纳米、约-50纳米、约-40纳米、约-30纳米、约-20纳米或约-10纳米。第二保护层200的Rth(550)可为约-150纳米、约-140纳米、约-130纳米、约-120纳米、约-110纳米、约-100纳米、约-90纳米、约-80纳米、约-70纳米、约-60纳米、约-50纳米、约-40纳米、约-30纳米、约-20纳米或约-10纳米。第二保护层200的Rth(650)可为约-120纳米、约-110纳米、约-100纳米、约-90纳米、约-80纳米、约-70纳米、约-60纳米、约-50纳米、约-40纳米、约-30纳米、约-20纳米或约-10纳米。

第二保护层200的厚度可为约15微米或小于15微米，具体地大于约0微米到约10微米。在此厚度范围内，第二保护层200可用于偏光板中。

第二保护层200可由任何材料形成，只要所述材料可实现正C板层且满足关系式1和关系式2中的至少一个即可。

特别地，本发明的发明人采用包含从纤维素酯化合物或其聚合物和芳香族化合物或其聚合物中选出的至少一种的化合物作为第二保护层的材料，以用于形成非液晶层。

包含纤维素酯化合物的组合物用于形成第二保护层作为非拉伸层。此外，包含纤维素酯化合物的组合物可容易地满足关系式1和关系式2中的至少一个，且允许容易地形成正C板，同时容易地与第一保护层一起实现本发明的效果。

在一个实施例中，第二保护层可由用于第二保护层的组合物形成，所述组合物包含纤维素酯化合物。

在另一实施例中，第二保护层可由用于第二保护层的组合物形成，所述组合物包含纤维素酯化合物和含芳香族稠环的化合物。

纤维素酯化合物可包含从纤维素酯树脂、纤维素酯低聚物以及纤维素酯单体中选出的至少一种。

纤维素酯化合物是指通过纤维素酯上的羟基与羧酸的羧酸基之间的反应而获得的缩合产物。纤维素酯化合物可经区域选择性地或随机地取代。区域选择性可通过由碳13NMR判定纤维素酯上的C

优选地，纤维素酯化合物包含例如乙酸纤维素(cellulose acetate；CA)、乙酸丙酸纤维素(cellulose acetate propionate；CAP)以及乙酸丁酸纤维素(celluloseacetate butyrate；CAB)，但不限于此。

在一个实施例中，纤维素酯化合物可包含至少两个酰基取代基。酰基中的至少一个可包含芳香族取代基，且在纤维素酯化合物中，相对取代度(relative degree ofsubstitution；RDS)可按C6>C2>C3的次序设置。C6意指纤维素酯中的数目6碳的位置处的取代度，C2意指纤维素酯中的数目2碳处的取代度，且C3意指纤维素酯中的数目3碳处的取代度。芳香族化合物可包含苯甲酸酯或经取代的苯甲酸酯。

在另一实施例中，纤维素酯化合物可包含具有(a)多个发色团酰基取代基和(b)多个新戊酰基取代基的区域选择性地经取代的纤维素酯化合物。

纤维素酯化合物可具有约0.1到约1.2的羟基取代度和约0.4到约1.6的发色团酰基取代度；纤维素酯化合物中的数目2碳处的发色团酰基取代度和纤维素酯化合物中的数目3碳处的发色团酰基取代度的总和与纤维素酯化合物中的数目6碳处的发色团酰基取代度之间的差可在约0.1到约1.6的范围内；且发色团酰基可从(i)、(ii)、(iii)以及(iv)中选出：

(i)(C

(ii)杂芳基，其中杂芳基为具有从N、O以及S中选出的1到4个杂原子的五到十元环，且未经1到5个R

(iii)

其中芳基为C

(iv)

其中杂芳基为具有从N、O以及S中选出的1到4个杂原子的五到十元环，且未经1到5个R

R

在一个实施例中，发色团酰基可为未经取代或经取代的苯甲酰基或未经取代或经取代的萘基。

在一个实施例中，发色团酰基可从以下组成的群组中选出：

其中*指示发色团酰基取代基与纤维素酯的氧的连接位点。

在另一实施例中，纤维素酯化合物可包含具有酰基单元的酯聚合物，其中构成纤维素的糖单体的至少一些羟基[C

其中n为1或大于1的整数。

纤维素酯聚合物或酰基单元的取代基可包含从以下中选出的至少一种：卤素原子、硝基、烷基(例如，C

本文中，术语“酰基”可意指R-C(＝O)-*(*为连接位点，R为C

此处，为方便起见，“烷基”、“烯基”、“环烷基”、“芳基”、“杂芳基”、“烷氧基”以及“酰基”是指非卤素基化合物。用于第二延迟层的组合物可包含单独的纤维素酯聚合物或包含纤维素酯聚合物的混合物。

此处，“卤素”意指氟(F)、Cl、Br或I，优选地为F。

“含卤素官能团”为含有至少一个卤素原子的有机官能团，且可包含芳香族、脂肪族或脂环族官能团。举例来说，含卤素的官能团可意指经卤素取代的C

“经卤素取代的酰基”可为R'-C(＝O)-*(*为连接位点，R'为经卤素取代的C

优选地，用于正C板延迟层的组合物可包含经酰基、卤素或含卤素的官能团取代的纤维素酯聚合物。更优选地，卤素可为氟。卤素可以1重量％到10重量％的量存在于纤维素酯聚合物中。在此范围内，组合物允许容易地形成具有本发明的特性的正C板延迟层，且可改进椭圆度。

对于正C板延迟层的形成，纤维素酯聚合物可通过本领域的技术人员已知的典型方法制备，或可从市售产品获得。举例来说，具有酰基作为取代基的纤维素酯聚合物可通过使三氟乙酸或三氟乙酸酐与构成由式1表示的纤维素的糖单体或糖单体的聚合物反应，通过使三氟乙酸或三氟乙酸酐与其反应，随后另外使酰化剂(例如羧酸酐或羧酸)与其反应或通过使三氟乙酸或三氟乙酸酐以及酰化剂与其反应来制备。

芳香族化合物包含苯基，且可包含未被取代或卤素，优选地含氟(F)的聚苯乙烯化合物，或氟苯或二氟苯结构，但不限于此。

含芳香族稠环的化合物用以调节第二保护层的平面外延迟和波长色散。含芳香族稠环的化合物包含苯基，且可包含氟苯或二氟苯结构、萘、蒽、菲、芘、由式1表示的化合物或由式2表示的化合物。含芳香族稠环的添加剂可包含2-萘基苯甲酸酯、由式3表示的2,6-萘二甲酸二酯、萘以及由式4表示的松香酸酯，但不限于此：

[结构1]

[结构2]

[结构3]

其中R为C

[结构4]

其中R为C

优选地，含芳香族稠环的化合物为从以下中选出的至少一种：萘、蒽、菲、芘、2-萘基苯甲酸酯以及由式3表示的2,6-萘二甲酸二酯。

含芳香族稠环的化合物可以30重量％或小于30重量％、具体地0.1重量％到30重量％、优选地5重量％到20重量％的量存在于第二延迟层中。在此范围内，含芳香族稠环的化合物可改进组合物的热稳定性和每厚度的偏光板的延迟，且可调节波长色散。

用于第二保护层的组合物可还包含从以下中选出的添加剂：抗静电剂、塑化剂、稳定剂、UV吸收剂、抗粘连剂、增滑剂、润滑剂、染料、颜料以及延迟增强剂，但不限于此。

使用含有第一溶剂或第二溶剂的溶液制备用于第二保护层的组合物，其中第一溶剂用以控制基层的溶解，使得涂层可通过将组合物涂布到预定厚度来形成。举例来说，溶剂可包含从以下中选出的至少一种：丙二醇甲醚、甲基异丙基酮、甲苯以及二甲苯，但不限于此。第二溶剂可包含从能够溶解基层的溶剂和不溶解基层的溶剂中选出的至少一种。举例来说，第二溶剂可包含一种类型的第一溶剂或从甲基乙基酮、甲醇、乙酸乙酯、二氯甲烷、环戊酮以及四氢呋喃中选出的至少一种，但不限于此。

第二保护层200可通过以下形成：将用于第二保护层的组合物直接涂布在下文所描述的偏光片或第三保护层的一个表面上，随后干燥和/或固化。

涂布可通过本领域的技术人员已知的典型方法来执行，例如迈耶(Meyer)棒涂布、模头涂布、凹版涂布等。

就固体含量而言，组合物可包含约1重量％到20重量％的从纤维素酯化合物和芳香族化合物或其聚合物中选出的至少一种。在此范围内，组合物可实现正C板延迟层，且允许调节波长色散。

将组合物涂布到预定厚度以形成涂层，继而将涂层在约40℃到200℃的温度下干燥和/或固化，从而形成正C板延迟层。在此范围内，有可能改进每厚度的延迟以及热稳定性。优选地，将涂层在约60℃到120℃下干燥并固化约0.5分钟到30分钟，更优选地，约1分钟到10分钟。

虽然图1中未示出，但粘合剂层或接合层可进一步形成于第二保护层200的下表面上。偏光板可经由粘合剂层或接合层固定到粘合体，例如IPS液晶面板。

偏光板可还包含第三保护层。

接着，将参考图3描述根据本发明的另一实施例的偏光板。

参考图3，偏光板包含偏光片300、第一保护层100、第二保护层200以及第三保护层400。除了在偏光片300与第二保护层200之间进一步形成第三保护层400之外，根据此实施例的偏光板与图1中所示出的偏光板大体上相同。

在形成第二保护层200后，第三保护层400可充当支撑层。

第三保护层400的平面内延迟Re(550)可为约100纳米或小于100纳米，具体地为约0纳米、约1纳米、约5纳米、约10纳米、约15纳米、约20纳米、约25纳米、约30纳米、约35纳米、约40纳米、约45纳米、约50纳米、约55纳米、约60纳米、约65纳米、约70纳米、约75纳米、约80纳米、约85纳米、约90纳米、约95纳米或约100纳米，更具体地为约0纳米到约10纳米或约40纳米到约100纳米。在此范围内，第三保护层400可不影响第二保护层的功能。

第三保护层400在550纳米的波长下的平面外延迟Rth(550)可为约-10纳米到约200纳米。在此范围内，第三保护层400可不影响入射光或出射光。具体地说，第三保护层400的平面外延迟Rth(550)可为约-10纳米、约-5纳米、约0纳米、约5纳米、约10纳米、约15纳米、约20纳米、约25纳米、约30纳米、约35纳米、约40纳米、约45纳米、约50纳米、约55纳米、约60纳米、约65纳米、约70纳米、约75纳米、约80纳米、约85纳米、约90纳米、约95纳米、约100纳米、约110纳米、约115纳米、约120纳米、约125纳米、约130纳米、约140纳米、约145纳米、约150纳米、约155纳米、约160纳米、约165纳米、约170纳米、约175纳米、约180纳米、约185纳米、约190纳米、约195纳米或约200纳米。更具体地说，第三保护层在550纳米的波长下的平面外延迟可为约-10纳米到10纳米或约50纳米到200纳米。

第三保护层400在550纳米的波长下的双轴性度可为约-1到10，具体地为约-1、约0、约1、约2、约3、约4、约5、约6、约7、约8、约9或约10。更具体地说，第三保护层400在550纳米的波长下的双轴性度可为约0到1或约1到5。

在一个实施例中，第三保护层400可为非拉伸膜。通过此结构，第三保护层可不影响进入延迟膜的光或从正C板延迟层发射的光。

在一个实施例中，第三保护层400和第二保护层200的层压体可满足关系式3和关系式4中的至少一个。因此，偏光板可改进正面对比度和横向色位移。

[关系式3]

Re(450)/Re(550)>Re(650)/Re(550)

其中Re(450)、Re(550)以及Re(650)分别为第三保护层和第二保护层的层压体在约450纳米、约550纳米以及约650纳米的波长下的平面内延迟(单位：纳米)

[关系式4]

|Rth(450)|/|Rth(550)|>|Rth(650)|/|Rth(550)|

其中|Rth(450)|、|Rth(550)|以及|Rth(650)|分别为第三保护层和第二保护层的层压体在约450纳米、约550纳米以及约650纳米的波长下的平面外延迟的绝对值(单位：纳米)。

在关系式3中，第三保护层400和第二保护层200的层压体的Re(450)/Re(550)可为约0.1到10，具体地为约0.5到5；且Re(650)/Re(550)为约0.1到8，具体地为约0.3到3。在此范围内，可容易实现关系式3。在一个实施例中，第三保护层400和第二保护层200的层压体的Re(450)/Re(550)可为约0.1、约0.5、约1、约1.5、约2、约2.5、约3、约3.5、约4、约4.5、约5、约5.5、约6、约6.5、约7、约7.5、约8、约8.5、约9、约9.5或约10，且Re(650)/Re(550)为约0.1、约0.5、约1、约1.5、约2、约2.5、约3、约3.5、约4、约4.5、约5、约5.5、约6、约6.5、约7、约7.5或约8。

在一个实施例中，第三保护层400和第二保护层200的层压体的Re(450)可为约0纳米到20纳米，具体地为约0纳米到15纳米；Re(550)为约0纳米到15纳米，具体地为约0纳米到10纳米；且Re(650)为约0纳米到10纳米，具体地为约0纳米到5纳米。在此范围内，可容易实现关系式3。

在关系式4中，第三保护层400和第二保护层200的层压体的|Rth(450)|/|Rth(550)|可为约0.1到10，具体地为约0.5到5；且|Rth(650)|/|Rth(550)|为约0.1到8，具体地为约0.1到5。在此范围内，可容易地实现关系式4。

在一个实施例中，第三保护层400和第二保护层200的层压体的|Rth(450)|/|Rth(550)|可为约0.1、约0.5、约1、约1.5、约2、约2.5、约3、约3.5、约4、约4.5、约5、约5.5、约6、约6.5、约7、约7.5、约8、约8.5、约9、约9.5或约10，且|Rth(650)|/|Rth(550)|为约0.1、约0.5、约1、约1.5、约2、约2.5、约3、约3.5、约4、约4.5、约5、约5.5、约6、约6.5、约7、约7.5或约8。

在一个实施例中，第三保护层400和第二保护层200的层压体的Re(450)可为约-180纳米到-10纳米，具体地为约-130纳米到-10米；Re(550)为约-150纳米到-10纳米，具体地为约-100纳米到-10纳米；且Re(650)为约-120纳米到-10纳米，具体地为约-90纳米到-10纳米。在此范围内，可容易实现关系式4。

在一个实施例中，第三保护层400和第二保护层200的层压体的Rth(450)可为约-180纳米、约-170纳米、约-160纳米、约-150纳米、约-140纳米、约-130纳米、约-120纳米、约-110纳米、约-100纳米、约-90纳米、约-80纳米、约-70纳米、约-60纳米、约-50纳米、约-40纳米、约-30纳米、约-20纳米或约-10纳米。第二保护层200的Rth(550)可为约-150纳米、约-140纳米、约-130纳米、约-120纳米、约-110纳米、约-100纳米、约-90纳米、约-80纳米、约-70纳米、约-60纳米、约-50纳米、约-40纳米、约-30纳米、约-20纳米或约-10纳米。第二保护层200的Rth(650)可为约-120纳米、约-110纳米、约-100纳米、约-90纳米、约-80纳米、约-70纳米、约-60纳米、约-50纳米、约-40纳米、约-30纳米、约-20纳米或约-10纳米。

第三保护层400可包含由光学透明树脂形成的膜。具体地说，第三保护层可包含从以下中选出的至少一种：纤维素酯树脂，包含三乙酰纤维素等；环状聚烯烃树脂，包含降冰片烷、降冰片烯、非晶形环状聚烯烃等；聚碳酸酯树脂；聚酯树脂，包含聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸丁二酯等；聚醚砜树脂；聚砜树脂；聚酰胺树脂；聚酰亚胺树脂；非环状聚烯烃树脂；聚(丙烯酸酯)树脂，包含聚(甲基丙烯酸甲酯)等；聚乙烯醇树脂；聚氯乙烯树脂以及聚偏二氯乙烯树脂。

第三保护层400的厚度可为约100微米或小于100微米，具体地为大于约0微米到约100微米，例如约10微米到约100微米，更具体地为约10微米到约55微米。在此厚度范围内，第三保护层400可用于偏光板中。

图3示出其中第三保护层400插入于偏光片300与第二保护层200之间的偏光板。或者，第三保护层400可堆叠在第二保护层200的下表面上，使得第一保护层、偏光片、第二保护层以及第三保护层以所陈述次序依序堆叠。

根据本发明的光学显示设备包含根据本发明的用于IPS模式的偏光板。在一个实施例中，光学显示设备可包含IPS模式液晶显示器。

液晶显示器包含液晶面板、堆叠在液晶面板的光出射表面上的根据本发明的偏光板(观察者侧偏光板)以及堆叠在液晶面板的光入射表面上的偏光板(光源侧偏光板)。堆叠在光入射表面上的偏光板可包含本领域的技术人员已知的典型偏光板。

液晶显示器包含在光源侧偏光板的下表面上的光源。光源可包含具有连续发光光谱的光源。举例来说，光源可包含白色LED(白色LED)光源、量子点(quantum dot；QD)光源、金属氟化物红色磷光体光源，具体地为含KSF(K

接着，将参考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，且不应以任何方式理解为限制本发明。

实例1

通过以下制造17微米厚的偏光片：在30℃下在聚乙烯醇膜的MD中将聚乙烯醇膜(VF-TS#4500，厚度：45微米，可乐丽株式会社(Kurary Co.,Ltd.))拉伸到其初始长度的2倍，用碘染色聚乙烯醇膜，随后在60℃下在硼酸的水溶液中拉伸。将最大伸长率设置为6.5倍。在偏光片的平面内方向上，具有高折射率的轴线为偏光片的吸收轴(MD)。

将用于第二保护层的组合物(用于正C板层的组合物，伊士曼有限公司(EASTMANCo.,Ltd.))在三乙酰纤维素(TAC)膜(KC4CT1W，厚度40纳米，Re(550)：0.10纳米，Rth(550)：0.30纳米，NZ(550)：0.8，可乐丽株式会社)的下表面上以10％的含量涂布到预定厚度，随后在80℃下干燥10分钟，从而在TAC膜的下表面上形成第二保护层。第二保护层具有5微米的厚度，且为正C板层。第二保护层具有如表1中列出的波长色散。

TAC膜的上表面接合到偏光片的下表面(光入射表面)。聚对苯二甲酸乙二酯(PET)膜(厚度：80微米，Re(550)：8,500纳米，Rth(550)：9,300纳米，NZ(550)：1.55，TD单轴拉伸膜，东洋纺株式会社(Toyobo Co.,Ltd.))接合到偏光片的上表面(光出射表面)。在PET膜的平面内方向上，具有低折射率的轴线为PET膜的MD。假设偏光片的在偏光片的平面内方向上具有高折射率的轴线为0°，则在PET膜的平面内方向上具有低折射率的轴线的角度为0°。

实例2

除了使用降冰片烯延迟膜(ZB12-052125-F1490，厚度：51微米，Re(550)：52纳米，Rth(550)：125纳米，NZ(550)：2.9，瑞翁株式会社(ZEON Co.,Ltd.))代替TAC膜且改变波长色散之外，以与实例1相同的方式制造偏光板。

实例3

除了不使用TAC膜而将用于第二保护层的组合物直接涂布到偏光片的下表面上且改变波长色散之外，以与实例1相同的方式制造偏光板。

实例4和实例5

除了如表1中列出改变偏光板的组件之外，以与实例1相同的方式制造偏光板中的每一个。

比较例1到比较例4

除了如表1中列出改变偏光板的组件之外，以与实例1相同的方式制造偏光板中的每一个。

实例和比较例中制造的偏光板的细节示出于表1中。

表1

*在表1中，“角度”是指第一保护层的在第一保护层的平面内方向上具有低折射率的轴线的角度(单位：°)，假设偏光片的在偏光片的平面内方向上具有高折射率的轴线为0°。

关于表2中列出的特性评估实例和比较例中制备的偏光板。

(1)正面对比度和相对对比度(％)：通过使用在实例和比较例中的每一个中制造的偏光板组装用于IPS模式液晶显示器的LED光源、导光板以及面板来制造包含边类型LED光源的用于液晶显示器的模块(与三星TV(Samsung TV)相同的配置(55英寸，2016模型：UN55KS8000F)，除了使用在实例和比较例中的每一个中制造的偏光板作为观察者侧偏光板)之外)。使用亮度仪器EZCONTRAST X88RC(EZXL-176R-F422A4，ELDIM)测量液晶显示器模块在白色模式和黑色模式中的每一个中的球形坐标系统中的正面(0°,0°)处的亮度。

通过在白色模式下的亮度与在黑色模式下的亮度的比来计算正面对比度。根据以下等式计算相对对比度：[(对应实例或比较例的正面对比度-实例1的正面对比度)/(实例1的正面对比度)]×100。

(2)横向色位移(△x,y)：通过与(1)中相同的方法组装模块。使用亮度仪器EZCONTRAST X88RC(EZXL-176R-F422A4，ELDIM)在(60°,45°)和(60°,135°)处作为

基于色坐标x和y在(60°,45°)与(60°,135°)之间的距离来计算横向△x,y。

根据以下等式计算相对横向△x,y：[(对应实例或比较例的横向△x,y-实例1的横向△x,y)/(实例1的横向△x,y)]×100。相对横向△x,y值的较低绝对值指示横向色位移的更优改进。

(3)偏光板(在550纳米下)的Re(单位：纳米)：在使用Axoscan(轴测有限公司(AxoMetrics Co.,Ltd.))测量偏光板的延迟之后，通过Axometrics多层分析来测量偏光板的Re(550)。

表2

如表2中所示出，根据本发明的偏光板通过改进白色模式下的亮度而改进正面对比度，同时降低黑色模式下的亮度且通过减小横向色位移改进图像质量。

相反，比较例1和比较例2的偏光板未能满足与轴线之间的角度有关的本发明的条件，且因此在白色模式下具有较低亮度且在黑色模式下具有较高亮度，从而引起从面板漏光的问题和正面对比度的劣化。比较例3的偏光板未能满足超高延迟，即第一保护层的5,000纳米或大于5,000纳米的平面内延迟，从而引起面板的彩虹斑，且增加横向色之间的差异。比较例4的偏光板未能满足关系式1和关系式2中的任一个，从而导致面板上的横向色之间的差异增加。

虽然本文中已经描述了一些实施例，但应理解，可在不脱离本发明的精神和范围的情况下由本领域的技术人员作出各种修改、改变、更改以及等效实施例。