CN102301261A - 具有优异耐久性和耐热性的偏振片件、偏振板及视频显示器 - Google Patents
具有优异耐久性和耐热性的偏振片件、偏振板及视频显示器 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种具有优异耐久性和耐热性的偏振片、偏振板和图像显示器,其中偏振片中的锌、硼和碘含量被控制在特定范围内。根据本发明的一个实施方式,提供了具有从偏振片的表面到中心的深度(D)为0≤D≤200nm范围内的所有位置中锌(Zn)含量(wt%)×硼(B)含量(wt%)/碘(I)含量(wt%)的值在约0.1至约3.0的范围内的偏振片、包含该偏振片的偏振板和图像显示器。根据本发明的偏振片、偏振板和图像显示器具有优异的耐久性和耐热性,其中,保持了初始正交透光率和颜色,并且即使在高温条件下,也保持了透光率、偏振度和色彩。
Description
技术领域
本发明涉及具有优异耐久性和耐热性的偏振片、偏振板以及图像显示器;并且更具体而言,涉及将其中的锌、硼和碘的含量控制在一定范围内的具有优异耐久性和耐热性的偏振片、偏振板以及图像显示器。
背景技术
偏振板被用于图像显示器中,例如液晶显示器、有机发光(EL)显示器和等离子显示板(PDP),并且同时需要高透光率和高偏振度以提供具有极佳色彩再现性的图像。根据现有技术的这种偏振板通过以下方式制备:使用二色性碘、二色性染料等对聚乙烯醇薄膜染色,使染色的薄膜交联,然后通过例如单轴拉伸等方法取向交联后的薄膜。
近来,应用了偏振板的图像显示器已经被用于电视(TV)、监视器、汽车的仪表板、个人电脑、笔记本电脑、个人数字助理(PDA)、电话、音频/视频设备中,以及各种办公和工业机械的显示面板中。随着这种图像显示器的应用领域的扩大,在许多情况中,图像显示器在如高温和高湿度的苛刻条件下长时间使用。因而图像显示器需要优异的耐久性和耐热性,以使其能够在这样苛刻的条件下仍然具有其原来的功能。
偏振板的耐久性通常已经由聚乙烯醇基薄膜本身改性和/或使用非可升华二色性染料代替可升华碘基偏振片的方法得到改善。然而,在改性聚乙烯醇基(以下简称“PVA”)薄膜本身的方法中,可能存在限制,其中,因为碘或二色性染料未被聚合物基体充分吸附而导致偏振度降低,或者由于基体的改性而导致透光率降低。在使用非可升华染料的方法中,由于PVA薄膜拉伸中的取向难以控制,可能存在无法获得足够偏振度的限制。
发明内容
技术问题
本发明的一个技术方案提供了一种具有优异耐久性和耐热性的偏振片。
本发明的另一个技术方案提供了一种包括所述具有优异耐久性和耐热性的偏振片的偏振板和图像显示器。
技术方案
根据本发明的一个技术方案,提供了一种在从偏振片的表面到中心的深度(D)为0≤D≤200nm范围内的所有位置中锌含量(wt%)×硼含量(wt%)/碘含量(wt%)的值在0.1至3.0范围内的偏振片。
根据本发明的另一个技术方案,提供了一种包括根据本发明实施方式的偏振片的偏振板。
根据本发明的另一个技术方案,提供了一种包括根据本发明的实施方式的偏振片或偏振板的图像显示器。
有益效果
在偏振片的一定深度及偏振片的表面,即从偏振片的表面到中心的深度(D)为0≤D≤200nm范围内的所有位置中,锌含量(wt%)×硼含量(wt%)/碘含量(wt%)的值被控制在0.1以上至3.0以下的范围内。因此偏振片、偏振板和包括偏振片或偏振板的图像显示器表现出优异的初始正交透光率(crosstransmittance)和色彩,并保持该性能以及保持优良的耐久性和耐热性,由此,即使在将它们置于高温条件下,也可以保持初始优良的透光率、偏振度和色彩。
具体实施方式
下面详细描述本发明的代表实施例。
本发明的发明人由对具有优异耐久性和耐热性的偏振片和偏振板的研究结果发现,在偏振片中的锌、硼和碘的特定含量关系与耐久性和耐热性高度相关,并且通过控制偏振片中的锌、硼和碘的特定含量关系显著提高了偏振片的耐久性和耐热性,而非仅仅控制偏振片中锌含量来提高偏振片的耐久性和耐热性。
用作偏振片中的交联剂的硼酸、硼酸盐或硼砂在水溶液中生成羟基(OH),聚乙烯醇基树脂因此交联。依靠聚乙烯醇和供硼材料,其中的碘以I5 -和I3 -存在的多碘(polyiodies)插入交联网络结构间。因此认为耐热性提高是因为作为交联剂的供硼材料含量越高,聚乙烯醇和多碘之间的网络结构越强,并且在拉伸后更多的PVA和多碘的变形以及多碘的劣化和/或升华得以预防。然而,即使硼(B)含量无限高,耐热性也不会无限提高,并且当过量使用硼时会产生初始正交光学特性(initial cross optical properties)(初始正交光学特性表示或者可被理解为偏振度)劣化的副作用。此外,当硼含量过低时,耐热性以及初始正交光学特性劣化。
另外,当偏振片中包含的I-的含量高时,下列公式1的正向反应在高温下加快,从而在将偏振片置于高温后颜色变化和偏振度可能降低。
[公式1]
I-+I5 -→I2+I3 -+I-
此外,虽然由于加入锌使得偏振片的耐热性提高,但是当锌过量加入时,偏振片的初始光学性质劣化。因此,为了控制偏振片的初始光学性能、耐久性和耐热性,应将锌含量控制为适当的量。
在偏振片中的锌、硼和碘的含量分别与偏振片的初始光学性能,高温条件下的耐热性和耐久性有关。因此,通过控制偏振片中前述组分含量满足特定关系,偏振片可以具有例如初始颜色和偏振度的优异初始光学性能,并且具有优异耐久性和耐热性,其中,即使处于高温条件下,优异的初始光学性能的变化也得以最小化。因此,考虑到本发明中偏振片的前述特性,在特定范围控制特定关系的锌、硼和碘之间的含量关系。
由前述研究结果,根据本发明的一个实施方式,提供了一种在从偏振片的表面到中心的深度(D)为0≤D≤200nm范围内的所有位置中锌含量(wt%)×硼含量(wt%)/碘含量(wt%)的值在0.1至3.0范围的偏振片。
偏振片一般用聚乙烯醇基薄膜制造,可以使用聚乙烯醇基树脂或其衍生物形成的薄膜。
只要是现有技术中通常已知的,可以使用任何基于聚乙烯醇的衍生物。基于聚乙烯醇的衍生物的例子可以为与羧酸及其衍生物、不饱和磺酸及其衍生物、或者例如乙烯或丙烯的烯烃等共聚合的改性聚乙烯醇。但基于聚乙烯醇的衍生物并不限于此。
偏振片的厚度通常在20μm至34μm之间。为了使根据本发明的一个实施方式的偏振片具有极佳的初始色彩和偏振度以及耐热性,在从偏振片的表面到中心的深度(D)为0≤D≤200nm的范围内的所有位置中Zn×B/I的值可以在0.1以上至3.0以下。条件“深度(D)=0”表示偏振片的表面。
根据在偏振片的所有位置的锌、硼和碘组分含量的分析结果,虽然具有较差耐热性的偏振片具有在偏振片的表面非常大的Zn×B/I值,因为锌主要是通过表面渗透,但是从偏振片的表面向中心200nm的深度(D)并未保持较大的Zn×B/I值。也就是说,因为典型的偏振片有过多富集在表面上的锌,取向碘的偏振被破坏,因此初始光学性能劣化。此外,由于在锌富集在偏振片表面的典型偏振片的一定区域中锌与碘和硼反应,因此与其中的锌能够在更广泛区域与碘和硼反应的偏振片相比,典型偏振片具有较差的耐热性。
可选择地,根据本发明的一个实施方式,可以预计在具有从偏振片的表面向中心200nm的深度(D)中0.1≤Zn×B/I≤3.0值的偏振片中,例如,锌盐与硼组分在更广泛区域中反应形成硼酸锌。形成的硼酸锌吸收和/或阻碍外部的热,从而防止公式1的碘反应。因此认为偏振片的耐热性提高。
因此,偏振片中锌、硼和碘的特定含量关系与偏振片的耐热性高度相关。具有从偏振片的表面到中心的深度(D)为0≤D≤200nm的范围内的所有位置中Zn×B/I的值为0.1以上的偏振片具有优异的初始正交透光率并且保持了颜色。而且,偏振片具有优异的耐久性和耐热性,由此在高温条件下保持了透光率和偏振度。当Zn×B/I值为3.0以上时,初始光学性能劣化。更具体地,3.0以上的Zn×B/I值意味着偏振片中的Zn含量过大或I含量过小。同时,偏振片中的Zn含量大或偏振片中的I含量小时,初始光学性能劣化。因此,在根据本发明的偏振片中,在0≤D≤200nm的范围内的所有位置中Zn×B/I的值被控制在0.1至3.0的范围内。
通过电子能谱化学分析法(ESCA)测量从偏振片的表面到中心0≤D≤200nm的深度范围内的所有位置中Zn×B/I的值。通过使用光电子能谱(XPS或ESCA)ESCALAB 250(VG)的ESCA法获取偏振片中Zn×B/I的值及锌、硼和碘的含量。特别是,在以0.1nm/sec进行2000秒刻蚀偏振片至最大200nm深度后,用ESCA法进行分析获取在从偏振片的表面到中心0≤D≤200nm(即,从表面至200nm深度)的深度范围内的所有位置中Zn×B/I的值。
同时,根据一个实施方式,分别通过锌、硼和碘的重量计算Zn×B/I的值。但实际测量偏振片的所有位置的锌、硼和碘的原子百分比(at%),然后通过将原子百分比转化为各个元素成分的重量来计算Zn×B/I的值。
根据本发明的一个实施方式的偏振片可以通过以下方法制备以满足前述Zn×B/I值的范围。
偏振片通常由染色、交联、拉伸、洗涤和干燥拉伸的聚乙烯醇基薄膜制备。但染色、交联和拉伸作业可以独立进行或同时进行。而且各个作业的顺序也可以变化并且反应作业的顺序并不固定。
染色作业是将碘或染料染色到聚乙烯醇基树脂薄膜上的过程,而且是用二色性碘分子或染料分子染色聚乙烯醇基树脂薄膜的作业。
二色性碘分子或染料分子在偏振板的拉伸方向上吸收光振动,并将光振动转变为与拉伸方向垂直的方向,因而能够获得具有一定振动方向的偏振光。
通常,将聚乙烯醇基树脂薄膜浸渍碘溶液中进行染色。在根据本发明的偏振片的制备中,在20℃至40℃的温度范围,例如20℃至35℃,将聚乙烯醇基树脂薄膜浸渍在染料水溶液中150秒至300秒进行染色,其中所述染料水溶液具有其中碘的浓度在0.05wt%至0.2wt%之间,碘化钾的浓度在0.2wt%至1.5wt%之间的组分。
当在染色作业中染色水溶液中碘的浓度小于0.05wt%时,偏振片的透光率可能过高;而当碘的浓度大于0.2wt%时,偏振片的透光率可能过低。同样,当碘化钾的浓度小于0.2wt%时,碘不能完全溶解,因为作为碘的溶解助剂使用的碘化钾的量不足。当碘化钾的浓度大于1.5wt%时,由于碘化钾自身在水中的溶解度的限制,碘化钾的溶解性难以解决而且可能会产生杂质。当染色水溶液的温度低于20℃时,碘和碘化钾在水中的溶解度可能降低且染色速度可能降低。当染色水溶液的温度高于40℃时,碘可能由于高温而升华。为了通过染色水溶液充分染色聚乙烯醇基薄膜,可以进行150秒以上的浸渍。同时,考虑到偏振片的透光率,可以进行300秒以下的浸渍。
在交联作业中,依靠选自硼酸、硼酸盐或硼砂中的至少一种供硼材料在水溶液中产生的羟基(OH),碘分子或染料分子吸附到聚乙烯醇基薄膜的聚合物基体中。当碘分子或染料分子未完全吸附到聚合物基体中时,由于偏振度的降低,偏振板可能无法实现其原有功能。
虽然浸渍法一般用于交联,其中聚乙烯醇基薄膜浸渍在含有供硼组分材料的交联溶液中,但交联可通过在PVA薄膜上喷涂或涂覆交联溶液来进行交联。
在根据本发明的偏振片的制备中,在15℃至60℃的温度范围下,将PVA薄膜浸渍在具有一定组成的交联溶液中30秒至120秒进行交联作业,在所述交联溶液中硼的浓度在0.36wt%至0.83wt%之间而碘化钾的浓度在4wt%至7wt%之间。
当交联作业的交联溶液中硼浓度小于0.36wt%时,PVA薄膜的交联不充分并且初始光学性能和耐久性可能劣化。当硼浓度大于0.83wt%时,在水中的溶解性可能降低。供硼组分材料的例子可以为选自硼酸、硼酸盐或硼砂中的至少一种或多种。但供硼组分材料并不限于此。
此外,在交联作业中,通过将碘化钾等加入交联溶液而在交联溶液中含有碘离子。当使用含碘离子的交联溶液时,可以获得低着色偏振片,即对可见光整个波长范围具有相对恒定吸光度的中性灰色偏振片。为了实现适当的中性灰色,在交联溶液中的碘化钾浓度可以为4wt%以上。同时,当碘化钾浓度高于7wt%时,由于碘化钾提供了过量的I-,且由于高温下偏振片含有过量的I-,公式1的正向反应加速,因此在置于高温后发生颜色变化和偏振度降低。
当交联溶液的温度低于15℃时,供硼组分材料未充分溶解,而当交联溶液的温度高于60℃时,由于高温,相对供硼组分材料向薄膜的流入和交联反应而言,供硼组分材料从薄膜的溶出反应更显著。因此不能产生适当的交联反应。
同时,当聚乙烯醇基薄膜或染色的聚乙烯醇基薄膜浸渍在交联溶液中的时间少于30秒时,交联不能完全实现,因为供硼组分材料不能充分渗透入PVA薄膜的纵深方向。当浸渍时间超过120秒时,偏振片的初始光学特性劣化,因为由于向PVA薄膜流入过多的供硼组分材料而交联过度。
拉伸作业表示沿一个轴拉伸薄膜以在一定方向上取向薄膜的聚合物。由于碘分子(I2)或染料分子通过在平行于拉伸方向上被拉伸排列而显示二色性,薄膜将具有吸收拉伸方向上的光振动而透过与拉伸方向垂直方向上的光振动的功能。
拉伸方法可分为湿拉伸法或干拉伸方法。干拉伸方法可包括跨辊拉伸法(inter-roll stretching method)、加热辊拉伸法、压拉伸法、拉幅拉伸法(tenterstretching method)等。湿拉伸方法可包括拉幅拉伸法法、跨辊拉伸法等。
在本发明中,对拉伸法无特别限制,可以使用现有技术中已知的任何拉伸方法。干湿拉伸方法都可以使用,且如有必要也可组合使用。
可以4至6倍的拉伸率进行拉伸。当拉伸率小于4倍,PVA薄膜拉伸不足,而拉伸率超过6倍时,由于过度拉伸,PVA薄膜可能会破裂或者PVA分子的取向可能不对齐。因此,初始光学性质劣化,因为碘离子物种的取向变得较差。
拉伸过程可与染色过程或交联过程一起进行,或单独进行。此外,当单独进行湿拉伸时,拉伸浴的温度可在35℃至60℃之间,例如在40℃至60℃之间。考虑到PVA薄膜的顺利拉伸、拉伸过程的效率、防止拉伸过程中薄膜破损等,拉伸浴的温度可在35℃至60℃之间。
当拉伸过程与染色过程一起进行时,拉伸过程可在染色水溶液中进行。当拉伸过程与交联过程一起进行时,拉伸过程可在交联水溶液中进行。
此外,当染色过程、交联过程或锌盐处理过程(将在后面介绍)与拉伸过程同时进行时,水溶液温度可以在同时进行的过程的温度覆盖的较窄的温度条件内选择。例如,当交联过程和湿拉伸过程同时进行,交联和拉伸两者可在拉伸过程中拉伸浴水溶液的温度下进行。
与此同时,拉伸与其他过程一起进行且在各种过程中有过程特别希望顺利进行时,相应的工艺条件可如下。拉伸时间并无特别限制,当拉伸过程与染色、交联、单独的锌盐处理或单独的磷化合物处理过程一起进行时,拉伸过程可在染色、交联、单独的锌盐处理或单独的磷化合物处理过程的时间范围内进行。虽然当单独进行湿拉伸过程时,拉伸时间并无特别限制,但考虑到PVA薄膜的取向、偏振片的光学性质、过程效率等,拉伸可在60秒至120秒的时间范围进行。
同时,通过在染色、交联、湿法拉伸或单独锌盐处理作业中的至少一个或多个作业中加入相对硼和碘的锌盐来控制根据本发明的偏振片中的锌含量,从而实现在偏振片的深度(D)为0≤D≤200nm的所有位置中Zn×B/I的值在0.1以上至3.0以下的范围内。可以在染色、交联、湿法拉伸或单独的锌盐处理作业中的至少一个作业中的任何作业中加入锌盐,且锌盐也可以加入多个作业中。
在水溶液中的锌盐含量在0.4wt%至7.0wt%之间,例如0.5wt%至6.5wt%。锌盐含量可以为0.5wt%至3.0wt%。当锌盐含量小于0.4wt%,耐久性改善的效果不显著,而锌盐的含量超过7.0wt%时,由于如溶解度的限制,在偏振片表面可能产生杂质。当向两个或多个作业中加入锌盐时,可以0.4wt%至7wt%的范围向各过程的水溶液中加入锌盐。
当锌盐处理与染色、交联或湿拉伸步骤一起进行时,锌盐处理可在染色、交联或湿拉伸步骤的条件下(水溶液的温度和浸渍时间)进行。
此外,当锌盐以单独过程处理时,单独的锌盐处理过程可在洗涤作业前的任何作业中进行。但是,恰好在洗涤作业前进行单独的锌盐处理过程最为有效。进行单独的锌盐处理过程时,特别是恰好在洗涤作业前作为单独过程进行锌盐处理时,例如,考虑到锌盐的溶解度、锌盐对偏振片的渗透、过程效率和偏振片的光学性质,单独的锌盐处理过程可在15℃至40℃的温度范围通过将PVA薄膜浸渍在锌盐水溶液中20秒到60秒来进行。但是,单独的锌盐处理过程并不限于前述条件。
锌盐的例子可以是氯化锌、碘化锌、硫酸锌、硝酸锌、醋酸锌或其两个或更多个的混合物。
锌盐可加入在各个作业中已经制备的水溶液中(例如,在染色作业中的碘和碘化钾水溶液,和交联作业的交联水溶液),或者可在各个作业的水溶液制备中加入。此外,锌盐可与碘、碘化钾和/或供硼组分材料一起加入。
通过将锌盐加入染色水溶液和/或交联水溶液中在染色作业和/或交联作业中向偏振片提供锌盐时,如果温度高于染色水溶液和/或交联水溶液的温度范围,通过由偏振膜的表面向偏振片的更深部分(厚度方向)的进一步扩散,锌盐可在纵深方向上渗透超过200纳米。
将染色、交联和拉伸后的聚乙烯醇基薄膜浸渍在25℃至30℃的纯净水(例如离子交换水或蒸馏水)中10秒至30秒进行洗涤作业。当纯净水的温度低于25℃,杂质的溶解和去除可能不明显,而当纯净水的温度超过30℃,PVA薄膜中的硼、钾或磷的溶解可能过度。当聚乙烯醇基薄膜在纯净水中的浸渍时间小于10秒,洗涤效果不明显,而当浸渍时间大于30秒,PVA薄膜中的硼、钾或磷的溶解可能过度。
进行洗涤以除去染色、交联和拉伸作业后残留在偏振片表面上的杂质。在洗涤作业中,偏振片表面上残留的杂质被除去,同样聚乙烯醇基薄膜中含有的硼、碘、碘化钾和锌盐由于从聚乙烯醇基薄膜溶解到洗涤溶液中而部分地脱去。偏振片在洗涤溶液中的浸渍时间越长和洗涤溶液的温度越高,从偏振片中溶解脱去的硼、碘、碘化钾和锌盐的量就越多。因此留在最终偏振片中的硼、碘、碘化钾和锌盐的量降低。特别是,由于经过洗涤,偏振膜的表面的硼、碘、碘化钾和锌盐的量降低,同时薄膜表面含有的化合物大量脱除,则从表面向厚度方向的Zn×B/I含量比例将会变化。因此,考虑到在染色和交联作业中使用的碘、碘化钾、供硼组分化合物或锌盐的量,通过将偏振片在25℃至30℃浸渍在纯净水中10秒至30秒,可以进行洗涤以获得在偏振片0≤D≤200nm的深度(D)中0.1以上至3.0以下的Zn×B/I值。由于改变洗涤作业顺序会对偏振片中材料含量的控制不同,洗涤作业可以恰好在染色、交联和拉伸步骤完成之后,干燥之前进行。
将洗涤后的PVA薄膜置于烘箱中并进行干燥作业以得到偏振片。干燥作业通常在40℃至100℃的温度范围内进行10秒至500秒。当干燥温度小于40℃,PVA薄膜中湿气的干燥不充分,因此会产生薄膜内的褶皱,并且由于偏振片的颜色变蓝而非中性灰色,初始正交性能劣化。特别是,由例如公式1的反应适当控制各种碘离子物种的比例,偏振片将显示中性灰色。同时,通过在PVA薄膜的干燥作业中提供的热可以进一步加速前述反应,并且在根据上述原理在色彩调整之前,偏振膜可能呈现接近蓝色。因此,当干燥作业温度低时,由于上面公式1的反应不易进行而使偏振片显示偏蓝。结果初始正交性能劣化。
当干燥作业温度超过100℃,薄膜可能会因过度干燥而容易破裂而偏振片的初始颜色变红,偏离中性灰色。因此,初始光学特性劣化。当干燥时间小于10秒时,干燥不足;且当干燥时间超过500秒时,薄膜可能由于过度干燥而容易破裂,偏振片的初始颜色变红,偏离中性灰色。因此,最初的光学性质也劣化。
在制备根据本发明的偏振片的方法中,为了获得偏振片的Zn×B/I值在0.1以上和3.0以下,相对前述水溶液,在至少一个或多个染色、交联和拉伸作业中,聚乙烯醇基薄膜的碘组分、碘化钾、供硼组分的材料和锌盐,染色和交联水溶液的温度、浸渍时间、洗涤温度和洗涤时间可以被控制在前述范围内。
在上述方法制成的偏振片的一侧或两侧用粘合剂层叠保护膜来制备偏振板。在进行作业时保护膜防止偏振板暴露在外,并且起到防止污染物流入和保护偏光板表面的作用。
容易制备的作为基膜的材料具有与PVA薄膜(偏振片)良好的附着力并且是透明的,可用作保护膜的基础树脂膜。保护膜的基础树脂膜的例子可以是纤维素酯薄膜、聚酯薄膜(聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚萘二甲酸乙二醇酯膜)、聚碳酸酯薄膜、聚芳酯薄膜、聚砜(包括聚酯砜)薄膜、降冰片烯树脂薄膜、聚烯烃薄膜(聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜)、玻璃纸、双醋酸纤维素薄膜、醋酸丁酯纤维素膜、聚偏二氯乙烯薄膜、聚乙烯醇薄膜、乙烯-乙烯醇薄膜、聚苯乙烯薄膜、环烯烃聚合物薄膜、聚甲基戊烯薄膜、聚醚酮薄膜、聚醚酮酰亚胺薄膜(polyetherketoneimide film)、聚酰胺基薄膜、氟树脂薄膜、尼龙薄膜、聚甲基丙烯酸甲酯薄膜、聚醋酸酯薄膜、聚丙烯薄膜等。但保护膜的基础树脂薄膜不限于此。
特别是,考虑到透明度、机械性能、无光学各向异性等,可以使用如三乙酰纤维素膜(TAC膜)或醋酸纤维素丙酸酯的纤维素酯膜、聚碳酸酯膜(PC薄膜)、聚苯乙烯薄膜、聚芳酯薄膜、降冰片烯树脂薄膜或聚砜膜。由于薄膜制备方便和良好的可加工性,可以使用三乙酰纤维素膜(TAC膜)或聚碳酸酯薄膜(PC薄膜)。例如,可以使用TAC膜。
偏振板保护膜可以进行表面改性处理,以提高对要粘附保护膜的PVA基膜的附着力。表面处理的具体例子可以为电晕放电处理、辉光放电处理、火焰处理、酸处理、碱处理、紫外线照射处理等。而且可以使用底涂层。上述处理中使用的碱性溶液的表面改性过程通过向疏水性保护膜引入-OH基团而将保护膜的表面改性为亲水性,因此增加了保护膜对偏振片的粘附。
一般使用水基粘合剂作为粘合剂。只要其是现有技术中常规使用的,可使用任何水基粘合剂。水基粘合剂的例子可以是异氰酸酯基粘合剂、聚乙烯醇基粘合剂、明胶基粘合剂、乙烯基乳液粘合剂、水基聚氨酯粘合剂、水基聚酯粘合剂等。但水基粘合剂并不限于此。在前述水基粘合剂中,可以使用聚乙烯醇基粘合剂。水基粘合剂可以包括交联剂。前述水基粘合剂通常以水溶液使用。尽管水溶液的浓度没有特别限制,但粘合剂水溶液的浓度一般在0.1wt%至15wt%范围内,例如0.5wt%至10wt%。水溶液的浓度可以在0.5wt%至5wt%范围内。此外,如硅烷偶联剂或钛偶联剂的偶联剂、各种增粘剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂或例如耐热稳定剂或抗水解稳定剂的稳定剂等可以与上述的粘合剂另外结合。
例如,偏振片的一面或两面粘附了保护膜的偏振片或偏振板可以用于液晶显示器、电致发光显示设备、等离子显示器(PDP)等。但偏振片或偏振板的使用并不限于此。
以下,根据实施例更详细地描述本发明。但本发明并不限于以下实施例。
对比实施例1
通过在30℃将薄膜浸渍在含有0.1wt%浓度的碘和1wt%浓度的碘化钾的染色溶液的染色浴中5分钟,染色75μm厚的聚乙烯醇膜(A.染色作业)。通过在40℃浸渍在含有5wt%浓度的碘化钾和0.64wt%浓度的硼的交联水溶液中120秒,拉伸染色后的聚乙烯醇膜5倍(B.交联和拉伸作业)。将通过前述工艺得到的聚乙烯醇偏振片置于烘箱中并在80℃干燥5分钟。当完成聚乙烯醇偏振片的干燥后,用聚乙烯醇粘合剂在偏振片的两面上粘附80μm厚的TAC膜并在80℃干燥5分钟来制备偏振板。
对比实施例2
除了在交联和拉伸作业(B)中加入1.0wt%的硝酸锌以外,用对比实施例1的方法制备偏振片和偏振板。
对比实施例3
除了在交联和拉伸作业(B)中加入4.0wt%的硝酸锌以外,用对比实施例1的方法制备偏振片和偏振板。
对比实施例4
除了在染色作业(A)中调节碘浓度为0.4wt%和碘化钾浓度为8wt%,在交联和拉伸作业(B)中调节硼浓度为0.91wt%,碘化钾浓度为9wt%,并加入0.16wt%的氯化锌且交联水溶液的温度为62℃,并且在洗涤作业(C)中在15℃浸渍蒸馏水1秒以外,用对比实施例1的方法制备偏振片和偏振板。
对比实施例5
除了在交联和拉伸作业(B)中加入0.01wt%碘化钾和3.0wt%的氯化锌以外,用对比实施例1的方法制备偏振片和偏振板。
对比实施例6
除了在染色作业(A)中调节碘浓度为0.03wt%,在交联和拉伸作业(B)中调节硼浓度为0.46wt%,硝酸锌浓度为1.0wt%且交联水溶液的温度为50℃,并且在洗涤作业(C)中在15℃浸渍蒸馏水1秒以外,用对比实施例1的方法制备偏振片和偏振板。
实施例1
除了通过调节交联水溶液的温度为50℃并加入2.0wt%的硝酸锌进行交联和拉伸作业(B),然后通过在25℃浸渍蒸馏水20秒进行洗涤作业(C)以外,用对比实施例1的方法制备偏振片和偏振板。
实施例2
除了通过调节交联水溶液的温度为55℃并加入3.0wt%的硫酸锌进行交联和拉伸作业(B),然后通过在25℃浸渍蒸馏水10秒进行洗涤作业(C)以外,用对比实施例1的方法制备偏振片和偏振板。
实施例3
除了通过调节交联水溶液的温度为55℃,硼浓度为0.55wt%并加入2.0wt%的氯化锌进行交联和拉伸作业(B),然后通过在25℃浸渍蒸馏水10秒进行洗涤作业(C)以外,用对比实施例1的方法制备偏振片和偏振板。
实施例4
除了通过调节交联水溶液的温度为55℃,硼浓度为0.46wt%并加入2.0wt%的碘化锌进行交联和拉伸作业(B),然后通过在25℃浸渍蒸馏水20秒进行洗涤作业(C)以外,用对比实施例1的方法制备偏振片和偏振板。
实施例5
除了在染色作业(A)中调节碘浓度为0.12wt%且碘化钾浓度为1.2wt%,在交联和拉伸作业(B)中调节硼浓度为0.55wt%,醋酸锌浓度为0.5wt%且交联水溶液的温度为58℃,并且在洗涤作业(C)中在25℃浸渍蒸馏水10秒以外,用对比实施例1的方法制备偏振片和偏振板。
实施例6
除了在染色作业(A)中调节碘浓度为0.12wt%且碘化钾浓度为1.2wt%,在交联和拉伸作业(B)中调节硼浓度为0.46wt%,硝酸锌浓度为6.5wt%且交联水溶液的温度为60℃,并且在洗涤作业(C)中在30℃浸渍蒸馏水20秒以外,用对比实施例1的方法制备偏振片和偏振板。
实验实施例:耐热性评估
根据对比实施例1至6和实施例1至6制备的偏振板被切割为50mm×50mm的尺寸,并用丙烯酸类粘合剂将切割的偏振板粘附到玻璃上制各样品。此后,测定每个偏振板的初始光学特性,即单一透光率(TS),正交透光率(TC),单一颜色(A,B),和正交色(cross color)(X,Y)。随后,偏振板置于100℃烤箱中500小时,然后再次测量上述光学性质。对比加热前后的光学性质,在下表2中列出ΔL*ab的相对偏差,正交色x和Tc。同时,对比实施例1至6和实施例1至6中的偏振板的制备条件列于表1中。
使用N&K分析仪(N&K科技公司)测量上述光学性能,用一个偏振板测量单透光率(TS)和单一颜色(A,B)。一个偏振板沿拉伸方向切割,其他偏振板沿与拉伸方向垂直的方向切割,并且两个切割的偏振板以吸收轴彼此成90°的方式交叉放置,由此测量正交透光率(TC)和正交色(X,Y)。
如下计算耐热性的变化。
ΔL*ab=[(L* 500-L* 0)2+(a* 500-a* 0)2+(b* 500-b* 0)2]0.5
(其中L*、a*和b*是在单一状态中的颜色值,并分别为彩色空间色彩坐标系(Color Space color coordinate system)(于1976年由CIE定义)的L*、a*和b*颜色值。使用N&K分析仪用一个偏光板样品测定这些值。L* 0、a* 0和b* 0为在初始单一状态中偏振板的颜色值,而L* 500、a* 500,和b* 500为在置于100℃的烤箱500小时后测量的在单一状态中的颜色值。)
Tc(%)=100×(Tc500-Tc0)/Tc0
(Tc0为每个偏振板的初始正交透光率,Tc500是在各个偏振板被置于100℃的烤箱500小时后测量的正交透光率,正交透光率(TC)是以相同的单透光率值(Ts)来衡量。)
x(%)=100×(x500-x0)/x0
(其中x是正交状态下两个偏振板的颜色值。x表示xyz色度坐标的颜色值并使用N&K分析仪由两个偏振板的串色值计算得到。x0为初始正交状态中偏振板的颜色值,并且x500为在置于100℃烘箱中500小时后测得的正交状态中偏振板的颜色值。)
ΔL*ab的相对偏差=实施例的ΔL*ab/对比实施例1的ΔL*ab
Tc的相对偏差=实施例的Tc(%)/对比实施例1的Tc(%)
x的相对偏差=实施例的x(%)/对比实施例1的x(%)
【表1】
【表2】
无机成分分析
用电子能谱化学分析(ESCA)法在对应表4中所列出深度的位置测量对比实施例1至6和实施例1至6中偏振片的Zn×B/I的值并列于表4中。使用光电子能谱(XPS或ESCA,模式:ESCA LAB 250系统(VG))进行ESCA方法。如下表3所示,对每一步,在对应表4中所列出深度的位置的偏振片的锌、硼和碘的原子百分比(at%)通过刻蚀偏振片表面进行测量,并且由此通过计算各种元素的重量得到Zn×B/I值。同时,ESCA分析条件如下:
<ESCA分析条件>
(1)总ESCA系统条件
基础腔压:2.5×10-10毫巴
X射线源:单色Al Kα(1486.6eV)
X射线斑尺寸:400μm
透镜模式(Lens mode):大面积(Large Area XL)
作业模式(Operation mode):恒定分析器模式(constant analyzer energy(CAE)mode)
Ar离子刻蚀:刻蚀速率~0.1nm/sec(最大10)SiO2基
电荷补偿(Charge compensation):使用低能量电子流枪,不使用离子流枪。
(2)偏振片的刻蚀
根据以下表3中的刻蚀时间刻蚀偏振片,测量偏振片表面至200nm深度的锌、硼和碘的含量。每10秒刻蚀偏振片1nm。在本实验中,在如下表3所示的步骤中通过刻蚀总200nm的深度(2000秒),测量偏振片各个位置的锌、硼和碘的含量。
【表3】
步骤 | 每一步的刻蚀时间(秒) | 总刻蚀时间(秒) |
1 | 0 | 0 |
2 | 10 | 10 |
3 | 90 | 100 |
4 | 100 | 200 |
5 | 200 | 400 |
6 | 200 | 600 |
7 | 200 | 800 |
8 | 200 | 1000 |
9 | 200 | 1200 |
10 | 200 | 1400 |
11 | 200 | 1600 |
12 | 200 | 1800 |
13 | 200 | 2000 |
【表4】
如表3和4中所示,可以确定包含具有满足本发明范围的0≤D≤200nm深度(D)内偏振片的Zn×B/I值的实施例1至6的偏振片的偏振板在加热后具有小的色值和正交透光率变化。因此,可以理解,根据本发明的实施例的偏振片和偏振板具有优异的耐久性和耐热性,因而高温下的光学性能变化小,即使在苛刻条件下也保持优异的物理性能。但是与实施例的偏振板相比,仅在偏振片的表明具有大的Zn×B/I值的对比实施例2至6的偏振板具有较差的耐久性和耐热性。
参照代表实施例已展示并说明了本发明,对本领域技术人员显而易见的是,在不偏离所附权利要求限定的本发明的实质和范围内可以进行改变和变化。
Claims (7)
1.一种偏振片,所述偏振片具有从偏振片的表面到中心的深度(D)为0≤D≤200nm范围内的所有位置中锌(Zn)含量(wt%)×硼(B)含量(wt%)/碘(I)含量(wt%)的值在约0.1至约3.0的范围内。
2.如权利要求1所述的偏振片,其中锌源于选自氯化锌、碘化锌、硫酸锌、硝酸锌和醋酸锌中的至少一种。
3.如权利要求1所述的偏振片,其中硼源于选自硼酸、硼酸盐和硼砂中的至少一种。
4.如权利要求1所述的偏振片,其中碘源于选自碘(I2)和碘化钾中的至少一种。
5.如权利要求1所述的偏振片,其中使用电子能谱化学分析(ESCA)法约2000秒以约0.1nm/sec刻蚀偏振片至最大深度约200nm,从而得到从偏振片的表面到中心的深度(D)为0≤D≤200nm范围内的所有位置中锌(Zn)含量(wt%)×硼(B)含量(wt%)/碘(I)含量(wt%)的值。
6.一种偏振板,所述偏振板包括权利要求1至5中任意一项所述的偏振片。
7.一种图像显示器,所述图像显示器包括权利要求1至5中任意一项所述的偏振片。
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WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
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