CN104271698B - 作为偏振滤光器的抗静电防护屏的导电聚合物层 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及层状结构及其生产方法,所述层状结构包含至少一层偏振片层;至少一层包含导电聚合物的导体层,其中至少一层导体层具有10‑4‑500Ω/square的表面电阻。

Description

作为偏振滤光器的抗静电防护屏的导电聚合物层
本发明涉及可用于偏振滤光器领域中,特别是用于使偏振滤光器屏蔽电磁辐射的层状结构。该保护层可一方面用于提高偏振滤光器的稳定性,另一方面用于改进滤光器的品质。此外,本发明涉及制备可用作偏振滤光器的防护层的层状结构的方法,和具有本发明层状结构的器件。
用于各种用途的偏振滤光器是现有技术已知的。它们因此在一些屏中用于产生图像。偏振器尤其用于具有液晶的屏,也称为“液晶显示器”(LCD屏)或者其它显示介质如“有机发光器件”(OLED)中。在该上下文中,偏振器可暴露于各种电场中。一方面,该显示介质暴露于环境影响下,例如日光、极端温度和来自周围其它电设备的电场。另一方面,由于设备外壳内的电子组件,电磁辐射也在介质中发生。这可导致各元件,尤其是偏振器的不想要的充电,并导致干扰偏振光图像的产生。这样导致图像质量的劣化。仅通过LCD显示器的操作,也可发生从内向外的电磁辐射,必须保护外部组件以防所述电磁辐射。
在现有技术中,易导电层通常用于各种目的,尤其是用于设备的抗静电防护。因此,例如在US 2011/0310333中,氧化铟锡涂层(ITO)用作LCD屏的电极。描述了使用氧化铟锡涂层的方法,其预期为将偏振器用导电金属氧化物层直接涂覆。金属氧化物层通过所涉及的方法,例如喷雾或溅射施涂。这产生通常非常高的缺陷率。由于金属氧化物层直接施涂于偏振器的玻璃层上,产生不再可进一步加工或者必须通过昂贵且所涉及的方法再次从金属氧化物层中除去的昂贵基本单元的高度浪费。
US 2007/0172587描述了同样预期用于LCD屏的偏振器抗静电防护。为此,提供具有103-1012Ω/square的电阻的导电聚合物层。然而,该涂层的缺点是它的高电阻,使得它不能传导具有高电流密度的电磁辐射。
因此,本发明的目的是减轻或者至少部分地克服现有技术出现的缺点中的至少一个。特别地,实现改善的偏振器电阻。
另一目的是实现偏振器的改善光透射。特别地,降低受外部影响如光或其它电磁辐射影响的偏振器的容量。
此外,目的是实现改善的电磁辐射屏蔽以保护环境和设备。
此外,目的是提供在并入屏中时实现提高的亮度的偏振器。
此外,本发明的目的是提供生产具有偏振器的设备的方法,所述偏振器代表例如偏振器的ITO涂层的便宜替代物。
有助于实现以上目的中的至少一个的是具有独立权利要求的特征的发明。可单独或以任何所需组合实现的本发明有利的其它发展描述于独立权利要求中。
一方面,本发明涉及层状结构,所述层状结构包含:
a)至少一层偏振片层;
b)至少一层包含导电聚合物的导体层;
其中至少一层导体层具有10-4-500Ω/square,优选5×10-4-500Ω/square,特别优选10-3-500Ω/square或10-3-400Ω/square,优选5×10-2-300Ω/square,特别优选10-250Ω/square的表面电阻。
根据本发明优选至少一层偏振片层和至少一层导体层至少部分地重叠。此处优选至少一层偏振片层和至少一层导体层面积的至少20%,优选至少50%,特别优选至少70%重叠。在该重叠中,上述两层直接相邻地存在或者还被一层或多层隔开。
可预期层状结构用于其中使用至少一层偏振片层的各种用途。优选,用本发明层状结构,遇见层状结构的偏振片层的电磁波,优选可见波长范围内的电磁波在至少一个空间方向上改变其延伸。
层状结构可呈现适于其用途的各种形状和尺寸。层状结构优选应当理解意指包含至少两层具有不同化学组成或物理性能的层的结构。根据本发明,层的不同组成应当理解意指构成两层不同层的材料在至少一种组分方面是不同的。因此,如果例如具有相同化学组成的这些层具有不同的厚度、表面结构如粗糙度或密度,则层状结构的两层在物理性能方面不同。
根据本发明,层状结构具有在第一空间方向,也称为层状结构的长度,以及第二空间方向,也称为层状结构的宽度上具有比第三空间方向,也称为厚度上显著更大的延伸。在层状结构中,长度和宽度每种情况下可以比层状结构的厚度大5-109倍。层状结构可优选形成平面结构。在长度和宽度的两个空间方向上具有比厚度显著更大的延伸的层状结构可称为平面结构。根据本发明,如果层状结构的长度和宽度的延伸每种情况下比层状结构的厚度大10-109倍,则层状结构因此优选称为平面结构。层状结构每种情况下可具有在其单独层中的不同几何。例如,层中的一层,例如偏振片层可由不同的几何结构组成。
层状结构包含至少一层偏振片层,在下文中也称为偏振器。通常,偏振器具有产生具有指定,通常线性偏振的电磁波(通常约300-800nm的可见波长范围内的光)的作用。耦合的电和磁场的波长称为电磁波。在自由空间中,电磁波的电和磁场的向量保持相互垂直以及传播方向。偏振可通过选择性吸收或射线分裂进行。电磁波,在下文中也称为光的两类偏振之间原则上可存在区别。因此,存在使光线性偏振的偏振器,和使光圆形偏振的其它偏振器。在线性偏振的偏振器中,基于二色性、双折射或反射操作的偏振器之间存在区别,如下文详细地描述。
基于二色性的二色偏振器例如非常对称地吸收线性偏振光的两种组分,即比另一组分(ii)更高程度地被吸收的一种组分(i),和比一种组分(i)更高程度地被透射的另一组分(ii)。在由二色晶体构成的偏振器中,例如吸收取决于相对于光轴的偏振方向。通过简单地旋转这些晶体,仅通过所需的偏振方向。用于此的晶体例如为电气石。该偏振器的可选形式为具有平行导电金属丝的栅格的光栅偏振器。其中,偏振组分平行于导电金属丝被吸收或反射。相反,另一组分仅很少地被栅格改变并可透过基本未受干扰的栅格。另一选择由具有嵌入碘微晶的无色聚乙烯醇膜(PVA)提供。排列偏振通过首先加热PVA膜并将它在特定方向上拉伸,也称为“拉引”实现。这样,长链烃分子至少部分地排列。当随后引入碘微晶时,这些加在PVA分子上,又在它们中形成类似于金属丝光栅偏振器中的金属栅格作用的长导电链。代替PVA膜,也可使用水化纤维素膜。
具有基于所用材料的双折射性能的作用的偏振器通常称为偏振棱镜。在双折射材料中,折射率取决于光的偏振,由此具有不同(线性)偏振的光经受不同的折射。相互垂直地偏振的光的内容因此采取不同的路径通过该材料,并可以以该方式分离。常用双折射偏振器的实例为尼克尔棱镜、罗森棱镜和格兰-汤姆逊棱镜。此外,存在主要在双折射晶体的排列方面不同的大量其它偏振棱镜。该排列还产生仅特定偏振还是不同出口角的射线达到视场。
非偏振光也可通过反射偏振。例如,如果非偏振光以布儒斯特角落到玻璃板上,则被反射的部分线性地偏振,并实际上垂直于光的入射面。布儒斯特角为所用玻璃的材料相关常数。透射的内容仅部分地偏振。然而,如果使该光以布儒斯特角通过几个板,该内容也可线性地偏振。此处偏振面平行于入射面。
对于圆形偏振的产生,优选建立垂直偏振与平行偏振之间至少90o的相位差。为此,通常使用延迟板,其中一种偏振组分比另一种更慢地在光学异向性材料中传播。此外,相位差还可通过光学透明材料如菲涅耳平行六面体中的确切指定的反射实现。
层状结构优选包含至少一层或者以及两层和更多层可产生线性偏振光的偏振片层。偏振片层可由几层具有偏振作用的不同材料的层构成。偏振片层因此可包含例如一层或多层具有线性或圆形偏振材料的层。此外,偏振片层可具有一层或多层具有其它线性或圆形偏振材料的层或者至少一层各自具有两种不同偏振材料的层。这些材料可例如为以上关于不同偏振形式如PVA、电气石或光栅偏振器描述的那些。
偏振片层优选包含聚乙烯醇(PVA)或者能够配位或包含碘的其它聚合物。作为选择或者另外,偏振片层可包含在非偏振光通过它们时也发挥对电磁波的偏振作用的晶体结构。这些可例如为例如电气石的晶体。
偏振片层优选具有1-10,000μm,特别优选10-5,000μm,非常特别优选20-1,000μm的厚度。
此外,本发明层状结构包含至少一层含有导电聚合物的导体层。至少一层导体层具有10-4-500Ω/square,优选5×10-4-500Ω/square,特别优选10-3-500Ω/square或10-3-400Ω/square,优选5×10-2-300Ω/square,特别优选10-250Ω/square的表面电阻。优选,导体层包含50-100重量%,特别优选60-100重量%,非常特别优选70-100重量%的导电聚合物。此外,导体层可包含其它材料。其它材料可选自其它聚合物、金属、陶瓷和玻璃、表面活性物质和这些中的至少两种。优选,导体层中的导电聚合物由优选具有每种情况下基于分散体0.1-10重量%,特别优选0.5-5重量%的导电聚合物含量的导电聚合物分散体形成。
除导电聚合物外,该分散体还可包含表面活性物质,例如离子和非离子表面活性剂,或增粘剂,例如有机官能硅烷或其水解产物如3-缩水甘油氧基丙基三烷氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷或辛基三乙氧基硅烷作为其它组分。
这些分散体可包含提高导电率的其它添加剂作为其它组分,例如含有醚基团的化合物,例如四氢呋喃,含有内酯基团的化合物,例如γ-丁内酯、γ-戊内酯,含有酰胺或内酰胺基团的化合物,例如己内酰胺、N-甲基己内酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N-甲基甲酰胺、N-甲基甲酰替苯胺、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、N-辛基吡咯烷酮、吡咯烷酮,砜和亚砜,例如环丁砜(四亚甲基砜)、二甲亚砜(DMSO),糖或糖衍生物,例如蔗糖、葡萄糖、果糖、乳糖,糖醇,例如山梨糖醇、甘露糖醇,呋喃衍生物,例如2-呋喃羧酸、3-呋喃羧酸,和/或二-或多元醇,例如乙二醇、甘油、二-和三甘醇。四氢呋喃、N-甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、乙二醇、二甲亚砜或山梨糖醇特别优选用作提高导电率的添加剂。
此外,这些分散体包含一种或多种可溶于有机溶剂中或水溶的有机粘合剂作为其它组分,例如聚乙酸乙烯酯、聚碳酸酯、聚乙烯丁缩醛、聚丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸酯、聚甲基丙烯酰胺、聚苯乙烯、聚丙烯腈、聚氯乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚丁二烯、聚异戊二烯、聚醚、聚酯、聚氨酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚砜、聚硅氧烷、环氧树脂、苯乙烯/丙烯酸酯、乙酸乙烯酯/丙烯酸酯和乙烯/乙酸乙烯酯共聚物、聚乙烯醇或纤维素。
分散体中聚合粘合剂的含量为0.1-90重量%,优选0.5-30重量%,非常特别优选0.5-10重量%,每种情况下基于分散体的总重量。如果这在给定温度下为液体,则任选包含在分散体中的这类有机粘合剂也可任选充当分散剂。
本发明分散体可具有1-14的pH,优选1-8的pH。为调整pH,例如可将碱或酸加入分散体中。优选不削弱分散体的膜形成且在较高温度如焊接温度下不挥发的充当其它组分的那些添加剂,例如碱2-(二甲基氨基)-乙醇、2,2'-亚氨基二乙醇或2,2',2"-次氮基三乙醇和酸聚苯乙烯磺酸。
取决于生产条件,上述其它组分中的一种、两种或更多种保留在导体层中。这特别是选择生产导体层期间的生产条件使得特定其它组分不蒸发或者不以另一方式洗出或除去的情况。
比表面电阻是经得起沿着待测试物体表面流过的表面电流的能力的度量。该特性参数极大地取决于环境条件和试样。大气湿度、表面污染、试样尺寸以及电极形状和排列因此在此处起决定性作用。在DIN EN61340-2-3下国际标准的测量方法因此用于测定表面电阻。其中,两个电极以相对于彼此的正方形排列置于待测试物体的表面上,其中电极之间的距离相当于电极长度。所述表面电阻因此基于square。
描述为静电性能的塑料的特性参数取决于材料的比表面电阻并根据DIN EN61340-5-1分类。
具有大于1012Ω/square的表面电阻的试验物质称为绝缘的。许多热塑性材料例如属于该组。
具有10-4-500Ω/square的表面电阻,导体层中所含导电聚合物为电导体。以该属性,导电聚合物能够传导甚至最小的电压。
此外,优选导体层能够阻尼0.1-10dB(V),优选1-5dB(V)的电磁波,这根据IEEE-STD 299测定。层状结构可具有1cm2至1,000m2,优选10cm2至100m2,特别优选10cm2至10m2的面积。
此外,在一个优选实施方案中,层状结构包含其它层。该其它层可充当载体层,优选用于层前体的生产中,或者作为覆盖物,特别是用于保护以防环境影响,例如机械损害。该其它层可用于保护层状结构,特别是导体层以防特别是周围的机械或热影响。此外,该其它层具有在光的可见波长范围内的高透射率。优选其它层具有60-99%,特别优选70-99%,非常特别优选80-99%的透射率,涂覆基材的透射率根据ASTM D 1003测定。在该上下文中,透射率经整个可见光谱范围内测定,如ASTM E308所述。为此,标准光谱值Y由测量的透射光谱计算,其中考虑光类型D65和10°观察角。此外,优选其它层具有高挠性。
其它层可包含保护导体层以防外部影响且在该上下文中特别具有上述性能的任何材料。优选,其它层可包含优选至少50重量%的程度构成其它层的聚合物。此外,聚合物优选可以为热塑性聚合物。其它层可具有0.01-1,000μm,优选0.5-500μm,特别优选20-200μm的厚度。
其它层可排列在偏振片层的上侧和下侧上。优选其它层排列在偏振片层的上侧和下侧上。至少一层导体层又可位于偏振片层的一侧,上侧或下侧,或者两侧上。优选至少一层导体层排列在偏振片层的下侧。此外,优选其它层排列在偏振片层与导体层之间。特别优选,另外,另一其它层排列在偏振片层的上侧上。
在层状结构的优选实施方案中,至少一层其它层包含酯,优选纤维素的多酯,优选三乙酰纤维素。优选,其它层具有50-100重量%,优选60-100重量%,特别优选70-100重量%的纤维素酯,优选三乙酰纤维素含量,每种情况下基于其它层的总重量。此外,其它层可包含同样尽可能透明的聚合物。聚合物应具有对于可见光谱范围内的所有波长,60-99%,特别优选70-99%,非常特别优选80-99%的可见光透射率。聚合物可选自聚酰胺(PA)、聚丙烯(PP)、聚乙酸酯(PLA)、聚碳酸酯(PC)、环烯烃聚合物(COP)、环烯烃共聚物(COC)、聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚醚醚酮(PEEK)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和这些中的至少两种。
在层状结构的优选实施方案中,层状结构包含至少一层其它偏振片层。该偏振片层可与第一偏振片层直接相邻,但它也可通过至少一层其它层于此分离。优选,第一偏振片层至少通过一层其它层与第二偏振片层隔开。此处还优选如上文关于层状结构的层一般性地描述的,其它偏振片层和至少一层偏振层至少部分地重叠。
在层状结构的另一优选实施方案中,导电聚合物选自噻吩、聚乙炔、聚对苯撑、聚苯胺和聚吡咯或这些中至少两种的混合物。导电聚合物优选为聚-3,4-乙撑二氧噻吩(PEDOT)。导体层可包含60-100重量%,优选70-100重量%,特别优选80-100重量%的量的导电聚合物,每种情况下基于导体层的总重量。
导电聚合物优选具有10-300S/cm,优选50-280S/cm,特别优选100-250S/cm的导电率。
导体层可包含其它聚合物作为其它组分。该聚合物可选自聚酰胺(PA)、聚丙烯(PP)、聚乙酸酯(PLA)、聚碳酸酯(PC)、环烯烃聚合物(COP)、环烯烃共聚物(COC)、聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚醚醚酮(PEEK)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和这些中的至少两种。导体层可包含0.5-40重量%,优选0.5-30重量%,特别优选0.5-20重量%的量的其它聚合物,每种情况下基于导体层的总重量。层状结构的导电聚合物优选包含聚阴离子。聚阴离子充当导电聚合物的聚阳离子的抗衡离子。聚阴离子可具有7,000-200,000g/mol,优选10,000-150,000g/mol,特别优选50,000-100,000g/mol的分子量。优选聚阴离子的pH根据DIN 38404(C5)测定为1-8,优选0.8-4,特别优选1-2。导体层可包含30-90重量%,优选40-85重量%,特别优选60-80重量%的聚阴离子,每种情况下基于导体层的总重量。
聚阴离子可以为例如聚羧酸如聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸或聚马来酸或者聚磺酸如聚苯乙烯磺酸和聚乙烯磺酸的阴离子。这些聚羧酸和聚磺酸也可以为乙烯基羧酸和乙烯基磺酸与其它可聚合单体如丙烯酸酯和苯乙烯的共聚物。
优选,层状结构的聚阴离子为聚苯乙烯磺酸(PSS)。
在层状结构的优选实施方案中,导电聚合物为PEDOT/PSS。
在一个优选实施方案中,层状结构具有电绝缘层,特别是玻璃层,液晶层,特别是“平面转换”板(IPS板),或者这些中至少两种的组合。绝缘层可用于进一步改变通过偏振片层的光的性能。优选电绝缘层为液晶层或IPS板。例如,如果液晶层用作层状结构中的电绝缘层,例如用于LCD屏中,特别是用于IPS板中,则取决于其偏振,它可容许光通过层状结构,或者可吸收光。取决于施加于它上的电压,液晶层具有使进入的光偏振或者使它不变地通过的性能。LCD屏由可彼此独立地改变其透射率的液晶片段组成。为此,各片段中液晶的排列通过电压控制。借助背景照明和至少一层偏振层产生的偏振光的透射率因此改变。为此,层状结构具有在液晶层另一侧上的第二偏振片层。IPS板的特性是此处用于施加电压的电极位于屏的平面中。
层状结构可具有至少一层其它层。其它层的实例为粘合层或压敏层。粘合层可例如引入偏振片层与导体层之间。此外,可作为选择或者另外,粘合层可用于导体层与其它层之间。粘合层可包含例如通过物理或化学方法固化的粘合剂。通过物理方法固化的粘合剂通常已包含溶于溶剂中的聚合物。溶剂在固化期间蒸发,使得固体层保留。通过化学方法固化的粘合剂基于粘合剂中化学组分的反应而固化。单体组分,例如氰基丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、聚硅氧烷、酰亚胺、硫化物、氨基甲酸酯和环氧化物在此处例如在通过光、热或自由基引发剂引发以后聚合以得到它们的聚合物。
其它粘合层可用于将偏振片层与导体层一起粘合在绝缘层,特别是液晶层上。优选,偏振片层也排列在液晶层的另一侧上。层状结构则具有通过液晶层分开的两层偏振片层。导体层另外至少排列在一层偏振片层上。
如果使用压敏层,则这可能能够通过将压力施加于层上而产生局部信息,例如在触敏屏,也称为“触屏”上进行。
在层状结构的另一优选实施方案中,层中的至少一层具有0.01-10μm,优选0.05-5μm,特别优选0.1-3μm的厚度。优选至少一层导体层或至少一层其它层或至少一层粘合层具有所述厚度。
在一个优选实施方案中,层状结构是透明的,特别是它具有50-99%,优选60-98%,特别优选70-95%的300-800nm波长范围内的光透射率。如果层状结构具有液晶层形式的电绝缘层,则透射率取决于液晶电路。此处所述范围特别适用于不具有绝缘层的层状结构或具有绝缘层的层状结构,在液晶情况下,绝缘层连接使得它具有最大的光透射率。
在本发明另一方面中,提出生产层状结构的方法,所述方法包括步骤:
a.提供偏振片层;
b.将导体层叠加在偏振片层上;
其中导体层包含至少一种导电聚合物,其中至少一层导体层具有10-4-500Ω/square,优选5×10-4-500Ω/square,特别优选10-3-500Ω/square或10-3-400Ω/square,优选5×10-2-300Ω/square,特别优选10-250Ω/square的表面电阻。以上关于层状结构作出的论述也适用于此处更详细解释的本发明方法。
偏振片层可包含例如上文关于本发明层状结构提到的材料。偏振片层优选包含含有碘的聚乙烯醇(PVA)。优选,偏振片层包含50-100重量%,特别优选60-100重量%,非常特别优选70-100重量%的量的聚乙烯醇,每种情况下基于偏振片层的总量。除PVA外,偏振片层可包含其它材料。优选,其它材料包含聚合物。聚合物可选自聚酰胺(PA)、聚丙烯(PP)、聚乙酸酯(PLA)、聚碳酸酯(PC)、环烯烃聚合物(COP)、环烯烃共聚物(COC)、聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚醚醚酮(PEEK)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和这些中的至少两种。
导体层可包含例如上文关于层状结构已描述的材料作为导电聚合物。优选,导体层包含噻吩作为导电聚合物。特别优选,噻吩为聚-3,4-乙撑二氧噻吩(PEDOT)。此外,导体层可包含聚阴离子。聚阴离子可以为例如聚羧酸如聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸或聚马来酸或者聚磺酸如聚苯乙烯磺酸和聚乙烯磺酸的阴离子。这些聚羧酸和聚磺酸也可以为乙烯基羧酸和乙烯基磺酸与其它可聚合单体如丙烯酸酯和苯乙烯的共聚物。优选,具有导体结构的聚阴离子为聚苯乙烯磺酸(PSS)。导体层可包含60-100重量%,优选70-100重量%,特别优选80-100重量%的量的导电聚合物,每种情况下基于导体层的总重量。
在将导体层叠加在偏振片层上中,可进行层的提供以及随后的叠加,例如适于这类目的的。合适的偏振片层的提供可例如为膜形式的PVA层的提供。膜可例如在辊上或者作为单独的层提供。辊上的膜可具有10-10,000m2,优选100-5,000m2,特别优选500-1,000m2的面积。膜可具有0.1-500μm,优选0.5-300μm,特别优选1-200μm的厚度。提供偏振片层的其它可能性也可以为较小的膜片,例如1cm2至100m2,优选10cm2至50m2,特别优选1-20m2的尺寸。
在偏振片层上的叠加可选自喷雾、涂布、刀涂、胶粘、印刷和固定以及这些中至少两种的组合。通过喷雾将导体层叠加在偏振片层上可选自例如印刷、溅射和液相的蒸气沉积以及这些措施中至少两种的组合。通过涂布将导体层叠加在偏振片层上可例如通过漆刷、海绵和刮刀以及这些中至少两种的组合进行。通过胶粘将导体层叠加在偏振片层上可例如借助化学或物理固化粘合剂或这些的组合进行。这类粘合剂的实例是关于层状结构的粘合层已描述的。通过印刷叠加在偏振片层上可例如通过刀涂、接触印刷、丝网印刷或者通过凸版印刷或凹版印刷进行。通过固定将导体层叠加在偏振片层上可选自例如紧钉、夹紧和缝合以及这些中至少两种的组合。
优选导体层在偏振片层上的叠加通过用于将膜施涂于表面上的已知方法进行。这些特别包括缝模流延、刀涂、喷雾或幕式流延或这些中的至少两种的组合。
在方法的优选实施方案中,在偏振片层上叠加至少一层其它层。其它层可具有上文关于层状结构已描述的性能和结构。其它层可排列在偏振片层的上侧和下侧上。优选其它层在上侧和下侧叠加在偏振片层上。偏振片层上的其它层可具有与偏振片层下面的其它层不同或相同的结构。其它层在偏振片层上的叠加可以以上文关于导体层在偏振片层上的叠加相同的方式进行。
导体层又可在偏振片层的一侧,上侧或下侧,或者两侧叠加在偏振片层上。优选导体层排列在偏振片层的下侧上。此外,优选其它层排列在偏振片层与导体层之间。特别优选另一其它层另外叠加在偏振片层的上侧上。
优选至少一层其它层包含三乙酰纤维素。关于层状结构描述的其它层的实施方案也适用于该方法中所用的其它层。
优选其中层状结构包含至少一层其它偏振片层的方法。该其它偏振片层可以如上文已关于层状结构内的其它偏振片层所述构成和排列。
在该方法的另一优选实施方案中,导电聚合物选自噻吩、聚乙炔、聚对苯撑、聚苯胺和聚吡咯或这些中至少两种的混合物。导电聚合物可如在层状结构的情况下所述构成。
优选其中导电聚合物包含聚阴离子的方法。聚阴离子充当导电聚合物的聚阳离子的抗衡离子。聚阴离子可具有7,000-200,000g/mol,优选10,000-150,000g/mol,特别优选50,000-100,000g/mol的分子量。优选聚阴离子的pH根据DIN 38404(C5)测定为1-8,优选0.8-4,特别优选1-2。
聚阴离子可以为例如聚羧酸如聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸或聚马来酸或者聚磺酸如聚苯乙烯磺酸和聚乙烯磺酸的阴离子。这些聚羧酸和聚磺酸也可以为乙烯基羧酸和乙烯基磺酸与其它可聚合单体如丙烯酸酯和苯乙烯的共聚物。
聚阴离子特别优选为PSS。此外,优选其中导电聚合物为PEDOT/PSS的方法。
在方法的另一优选实施方案中,层状结构具有电绝缘层,特别是玻璃层,液晶层,特别是IPS板,或者这些中的至少两种。电绝缘层可如关于层状结构所述构成。
优选,电绝缘层结合在层状结构的上述外层中的一层上。层状结构的外层优选为粘合层。作为选择,绝缘层也可如上所述结合在另一其它层上。其它层可例如为TAC层。绝缘层在层状结构的层上的结合可优选借助胶粘进行。胶粘可通过层状结构上的粘合层而直接,或者通过将粘合剂施涂于层状结构或绝缘层上以及随后将层状结构与绝缘层结合在一起而进行。粘合层或粘合剂可如上文已关于层状结构的粘合层所述构成。
此外,优选其中至少一层具有0.01-10μm的厚度的方法。这优选适用于如关于层状结构已描述的导体层和/或其它层。如关于层状结构所述层的厚度的所有其它方面也适用于该方法。
在该方法的优选实施方案中,层状结构是透明的。特别地,它具有50-99%,优选60-98%,特别优选70-95%的300-800nm波长范围内的光透射率。如果层状结构具有液晶层形式的电绝缘层,透射率取决于液晶电路。上述范围特别适用于不具有绝缘层的层状结构或具有绝缘层的层状结构,其中在液晶的情况下,绝缘层连接使得它具有最大光透射率。
在本发明另一方面中,提出可通过上述方法得到的层状结构。
在本发明另一方面中,提出包含上述层状结构的显示器,优选具有液晶的显示器。可使用的液晶为可用于显示器中的现有技术中已知的所有液晶结构。显示器可包含例如IPS板作为液晶。除本发明层状结构外,显示器还可包含电源,特别是绝缘层电路的连接。此外,显示器还可具有围绕层状结构的框架,特别以保护它以防外部影响,尤其是在显示器的处理期间。显示器可具有1cm2至1,000m2,优选10cm2至100m2,特别优选10cm2至10m2的屏面积。
此外,关于本发明层状结构的论述同样因此适用于本发明显示器和生产本发明层状结构的本发明方法。这特别适用于材料和立体构型。
本发明的其它细节和特征从优选实施方案实例的以下描述,特别是与从属权利要求组合显现。特定特征在此处可单独或者个别地相互组合实现。本发明不限于该实施方案实例。实施方案实例以图解形式显示于图中。在该上下文中,各图中相同的参考符号表示相同或功能上相同或者在其功能方面彼此相当的元件。
图1:具有液晶层的层状结构图;
图1a:具有第一导体层排列的图1层状结构的部分;
图1b:具有第二导体层排列的图1层状结构的部分;
图2:生产具有根据图1a)部分的排列的图1层状结构的图;
图3:生产具有根据图1b)部分的排列的图1层状结构的图。
图1显示本发明层状结构100。层状结构100包含第一偏振片层20,所述偏振片层的至少一侧上叠加第一其它层10且在另一侧上具有覆盖物80。该其它层10优选由三乙酰纤维素组成。此外,层状结构100包含第二其它层30和导体层70,所述导体层70如图1a)和1b)所示且在偏振片层20与第二其它层30之间或者在第二其它层30与粘合层40之间。借助粘合层40,这样构成的偏振片元件60可直接胶粘在液晶元件50上,例如在绝缘层50的意义上,配置成IPS板。液晶元件50的另一侧上还排列有具有与偏振片元件60相同结构的另一偏振片元件90,所述偏振片元件60也配置成具有至少一层其它层和至少一层偏振片层的层状结构。此处偏振元件90还借助粘合层40结合在液晶元件50上。其它层10、30和80的层可如该实例中由三乙酰纤维素制备。该实例中的偏振片层20由含有碘的聚乙烯醇层组成。导体层70包含0.2μm厚的80重量%PEDOT/PSS层(包含i.CleviosTM PH 500,ii.CleviosTM PH 750,iii.CleviosTM PH 1000,iv.CleviosTM FE,v.CleviosTM F ET和vi.CleviosTM F 010,都可由Heraeus Precious Metals GmbH&Co.KG市购)。
在图2中,得到根据图1a)的结构,其中在步骤110中首先将导体层70结合在通常具有TAC的第一载体层10上。在步骤120中将第三载体层80施涂于载体层10上以得到前体PCIa。在时间方面重叠或者还随后的步骤130中,通过将第二其它层结合在粘合层40上而得到前体PC IIa。在步骤140中,两种前体PC Ia和PC IIa然后借助偏振层20结合以得到具有图1a)所示层顺序的偏振片元件60。
在图3中,得到根据图1b)的结构,其中在步骤210中首先将导体层70结合在通常具有TAC的载体层30上。在步骤220中将粘合层40施涂于载体层30上以得到前体PC Ib。在时间方面重叠或者还随后的步骤230中,分别通过结合第一和第三其它层10和80而得到前体PCIIb。在步骤240中,两种前体PC Ib和PC IIb然后借助偏振层20结合以得到具有图1b)所示层顺序的偏振片元件60。
实施例
使用手动涂布机(来自Erichsen GmbH&Co.KG的螺旋制膜机K-HAND-COATER 620)以表中所述湿膜厚度在80μm三乙酸纤维素膜上用表1和2所示商业CleviosTM配制剂(厂商Heraeus Precious Metals GmbH&Co.KG)制备试验印迹,然后在70℃下干燥5分钟以得到涂膜。然后用4点测量仪器(万用表:来自Thurlby Thandar Instruments Limited的TTi1906;测量头:型号ESP#71404A)测量表面电阻以及涂膜和未涂覆膜的透射率。结果显示于下表中。
表1:各种膜的表面电阻
实施例 CleviosTM 湿膜厚度[μm] 表面电阻[Ω/square] 透射率[%]
1 F ET 12 220 87.5
2 F ET 6 400 88.9
3 F 010 6 3,900 89
4 - - >10-12 90
此外,研究各种涂层或膜在各频率下的屏蔽效应。屏蔽效应应当理解意指涂层或膜屏蔽或传导特定频率的辐射的能力。这也称为屏蔽效率。为测量表2所列各涂层和膜在10MHz-4GHz的频率范围内的屏蔽效率,程序根据说明“ASTM D 4935-89”。将作为发射和接收天线的两个共轴TEM测量容器(来自Wandel&Goltermann的共轴TEM测量探针,1MHz-4GHz)连接在网络分析仪(来自Hewlett&Packard的矢量网络分析仪型号8753D,30kHz至6GHz)上。在校准期间,将测量设备调整至“0dB”以使用在测量头之间厚度为175μm的未涂覆PET基材Melinex 505测量透射率。
然后研究涂覆的PET基材。为此,在室温下使用来自Erichsen且具有6μm、12μm或24μm的间隙隔离的手动刮刀将含水Clevios配制剂施涂于PET基材上。在该上下文中,手动刮刀的间隙隔离决定所形成的湿膜的厚度,也称为湿膜厚度。然后将这样形成的涂层或膜在干燥箱中在130℃下干燥5分钟。
关于涂覆PET膜的屏蔽效率得到的测量曲线在10MHz至4GHz范围内的频率下是准线性的,即屏蔽效率基本不依赖于该频率范围内的频率。另一方面,证明屏蔽效率对表面电阻的明显依赖性。在与例如移动通信有关的各频率下研究的涂层或膜的屏蔽效率举例列于下表2中。
表2:各涂层在各频率下的屏蔽效率
具有由手动刮刀的间隙隔离产生的24μm的湿膜厚度的Clevios FET层的屏蔽效率在2.45GHz下为10.80dB。这相当于8.3%的辐射功率透射率。屏蔽效率SE(以分贝测量)与屏蔽外的辐射功率P的透射率之间的关系如下计算:
SE/dB=10×log(P0/P)
其中P0为不具有屏蔽的辐射功率。因此:
P/P0=10(-SE/10)
参比符号列表
10 第一其它层
20 偏振片层
30 第二其它层
40 粘合层
50 绝缘层/液晶
60 偏振片元件
70 导体层
80 第三其它层/覆盖物
90 其它偏振片元件
100 层状结构

Claims (16)

1.层状结构(100),其包含:
a)至少一层偏振片层(20);
b)至少一层包含导电聚合物的导体层(70),
其中所述导电聚合物为PEDOT/PSS,
其中导体层(70)中的导电聚合物由导电聚合物分散体形成,其中所述分散体包含提高导电率的添加剂作为其它组分,所述添加剂选自含有醚基团的化合物,含有内酯基团的化合物,含有酰胺或内酰胺基团的化合物,砜,亚砜,糖或糖衍生物,呋喃衍生物,和二-或多元醇;和
其中至少一层导体层(70)具有10-4-500Ω/square的表面电阻。
2.根据权利要求1的层状结构(100),其中层状结构(100)包含至少一层其它层(10、30、40、80)。
3.根据权利要求2的层状结构(100),其中至少一层其它层(10、30、40、80)包含纤维素酯。
4.根据前述权利要求中任一项的层状结构(100),其中层状结构(100)包含至少一层其它偏振片层(60)。
5.根据权利要求1或2的层状结构(100),其中层状结构(100)具有电绝缘层(50)。
6.根据权利要求1或2的层状结构(100),其中层(10、20、30、40、50、60、70、80)中的至少一层具有0.01-10μm的厚度。
7.根据权利要求1或2的层状结构(100),其中层状结构(100)为透明的。
8.生产层状结构(100)的方法,其包括如下步骤:
a.提供偏振片层(20);
b.将导体层(70)叠加在偏振片层(20)上;
其中一层导体层(70)包含至少一种导电聚合物,
其中所述导电聚合物为PEDOT/PSS,
其中导体层(70)中的导电聚合物由导电聚合物分散体形成,其中所述分散体包含提高导电率的添加剂作为其它组分,所述添加剂选自含有醚基团的化合物,含有内酯基团的化合物,含有酰胺或内酰胺基团的化合物,砜,亚砜,糖或糖衍生物,呋喃衍生物,和二-或多元醇;和
其中至少一层导体层(70)具有10-4-500Ω/square的导电率。
9.根据权利要求8的方法,其中在偏振片层(20)上叠加至少一层其它层(10、30、40、80)。
10.根据权利要求9的方法,其中至少一层其它层(10、30、40、80)包含纤维素酯。
11.根据权利要求8-10中任一项的方法,其中层状结构(100)包含至少一层其它偏振片层(60)。
12.根据权利要求8或9的方法,其中层状结构(100)具有电绝缘层(50)。
13.根据权利要求8或9的方法,其中层(10、20、30、40、50、60、70、80)中的至少一层具有0.01-10μm的厚度。
14.根据权利要求8或9的方法,其中层状结构(100)是透明的。
15.可通过根据权利要求8-14中任一项的方法得到的层状结构(100)。
16.包含根据权利要求1-7或15中任一项的层状结构(100)的显示器(105)。
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