CN105593721A - 近似天然黑的偏光板的制造方法和由其制造的偏光板 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种偏光板的制造方法和通过所述方法制造的偏光板，所述方法包括下列依次的步骤：制备包括以碘和/或二向色性染料染色的基于聚乙烯醇的偏光片的偏光元件；以具有选自200nm至800nm的波长范围内的特定波长的光照射所述偏光元件；以及润湿所述偏光元件。

Description

近似天然黑的偏光板的制造方法和由其制造的偏光板
技术领域
本发明涉及一种偏光板的制造方法，以及由其制造的偏光板，且更具体而言，本发明涉及一种可用于图像显示装置中的偏光板的制造方法和通过所述方法制造的偏光板，其中所述图像显示装置包括液晶显示器、有机发光显示装置和等离子体显示面板(PDP)。
背景技术
通常，在液晶显示器中，需要在液晶面板的玻璃基板的两侧布置偏光片以提供具有良好的色彩饱和度的明亮图像。通常通过如下方法制造偏光片：以如碘的二向色性染料使基于聚乙烯醇(PVA)的膜染色，使用交联剂使所染色的膜交联，以及然后通过如单轴拉伸的工艺使所述膜的分子取向。由于通过拉伸制造偏光片，其容易收缩。特别地，由于所述基于聚乙烯醇的膜是基于亲水性聚合物，其在湿热条件下容易变形。此外，由于所述膜本身具有低机械强度，可能产生如膜的撕裂的问题。出于这些理由，使用了通过向所述偏光片的一侧或两侧结合保护膜以增强强度而得到的偏光板。
同时，近年来，液晶显示器的应用已经扩展到了包含移动终端，以及用于家用的宽屏幕电视。因此，已研发技术以确保在各液晶显示器中的优异的显示质量。在液晶显示器的显示质量中，偏光片和偏光板的颜色和偏光度一样重要。
在现有技术中，为了控制偏光板的颜色，已经使用了包括控制使基于聚乙烯醇的膜在处理浴中浸渍期间的时间，或者控制处理浴的温度的方法。
然而，上述的控制使所述膜在处理浴中浸渍的时间和处理浴的温度的方法的问题在于，在改变拉伸工艺中的拉伸条件时，由于还需要控制所述膜在处理浴中的浸渍时间和处理浴的温度，难以控制颜色。
出于此理由，在现有技术中制造基于PVA的偏光片期间，添加了在碘化钾(KI)水溶液中浸渍拉伸的基于PVA的膜的色彩补偿工艺。在偏光片制造工艺中，采用KI水溶液的色彩补偿工艺相当于再次增加了偏光片在短波范围内(400-500nm)的吸收度(其在拉伸工艺之后下降)，从而控制所述偏光板的电-光特性，特别是颜色。
然而，在上述的采用KI的色彩补偿工艺中，当过量使用KI以增加色彩补偿效果时，在通过上述工艺制造的偏光片中残留的KI的含量会增加，从而在偏光板中增加了锥形缺陷(cunicdefects)(局部表面不规整)的发生、闪烁(glittering)、异物缺陷的产生，等等。此外，当偏光板长期暴露于高于80℃的高温时，偏光板的偏光度将下降，且颜色会变化，表明所述偏光板具有差的耐热性。
如上所述，现有技术的用于控制偏光板的颜色的方法的问题在于，难以控制颜色，而且制造的偏光板的物理性质也下降了。因此，存在着对于开发用于控制偏光板的颜色的新方法的需求。
发明内容
【技术问题】
为了解决现有技术中的上述问题，作出本发明，且本发明的一个目的是提供一种具有优异的耐热性的偏光板的制造方法以及通过所述方法制造的偏光板，与用于控制偏光板的颜色的常规方法相比，所述制造方法简单并能使在偏光板中的锥形缺陷的发生、闪烁和异物缺陷的产生最小化。
【技术方案】
根据本发明的一个实施方式，提供了一种偏光板的制造方法，所述方法包括下列依次的步骤：制备包括以碘和二向色性染料中的任意一种或多种染色的基于聚乙烯醇的偏光片的偏光元件；以具有选自200nm至800nm的波长范围内的特定波长的光照射所述偏光元件；以及润湿所述偏光元件。
在此方法中，可以在0.5至550J/cm2的强度下进行以光照射所述偏光元件的步骤。
此外，可以使用发光二极管(LED)灯或激光灯进行以光照射所述偏光元件的步骤。
可以通过使偏光元件在40℃至70℃的温度和90％以上的相对湿度下保持10分钟至3小时来进行润湿所述偏光元件的步骤。
根据本发明的另一个实施方式，提供了一种包括以碘和二向色性染料中的一种或多种染色的基于聚乙烯醇的偏光片的偏光板，所述偏光板在460nm下测量的正交吸收率与在620nm下测量的正交吸收率的比率为1:0.8至1:1.1。
在此，所述偏光板优选具有3.5至4.6的单色“b”值和-1至0的正交色“b”值。
在使所述偏光板暴露于80℃以上的高温500小时之后测量时，所述偏光板优选具有99.9％以上的偏光度和42-45％的单一透光率。
根据本发明的另一个实施方式，提供了一种图像显示装置，包括：显示面板；以及在所述显示面板的一侧或两侧附着的上述偏光板。
【有益效果】
根据本发明的偏光板的制造方法，可以通过向包括以碘或二向色性染料染色的基于聚乙烯醇的偏光片的偏光元件直接照射光，并使照射后的偏光元件润湿而制造出具有近似天然黑的颜色的偏光板，这是降低了偏光板的短波长范围中的其透光率的结果。
通过本发明的方法制造的偏光板的优点在于，可以降低在进行单独化学色彩补偿工艺时发生的异物的出现，以及，所述偏光板具有优异的耐热性。
附图说明
图1是显示出吸收光谱作为在实施例1和对比实施例1至3中制造的偏光板的正交吸收率的函数的图。
图2是显示出在制造实施例中制造的偏光板的吸收轴的正交透光率的变化作为在以20J/cm2强度具有532nm的波长的光照射之后在90％的相对湿度下保持所述偏光板的时间的函数的图。
具体实施方式
以下将描述本发明的优选实施方式。然而，本发明并不限于以下公开的示例性的实施方式，而是可以以各种不同的方式实施。而且，提供这些实施方式是为了透彻和完全地公开本发明，并向本领域技术人员完整地传达本发明的范围。
本发明的发明人已进行了许多研究以开发一种控制偏光板的颜色的方法，而无需在偏光片的制造期间在拉伸偏光片的工艺中进行的色彩补偿工艺，结果发现，当通过包括以下依次的步骤的方法制造偏光板时：制备包括以碘和/或二向色性染料染色的基于聚乙烯醇的偏光片的偏光元件；以具有选自200nm至800nm的波长范围的特定波长的光照射所述偏光元件；以及润湿所述偏光元件，此时，可以以简单的方法制造具有优异的耐热性和近似于天然黑的颜色的偏光板，同时使偏光板中的锥形缺陷、异物等的产生最小化，由此完成了本发明。
根据本发明偏光板的制造方法包括下列依次的步骤：制备包括以碘和二向色性染料中的任意一种或多种染色的基于聚乙烯醇的偏光片的偏光元件；以具有选自200nm至800nm的波长范围内的特定波长的光照射所述偏光元件；以及润湿所述偏光元件。
在本发明的方法中，包括以碘和二向色性染料中的任意一种或多种染色的基于聚乙烯醇的偏光片的偏光元件包括：以碘和/或二向色性染料染色的基于聚乙烯醇的偏光片，或者含有附着于所述偏光片的至少一侧的保护膜的偏光板。
同时，制备包括以碘和二向色性染料中的任意一种或多种染色的基于聚乙烯醇的偏光片的偏光元件的步骤可包括以下步骤：以碘和/或二向色性染料使基于聚乙烯醇的膜染色；交联基于聚乙烯醇的膜和染料；以及拉伸所述基于聚乙烯醇的膜。
进行染色步骤，从而以二向色性的碘分子和/或染料分子使基于聚乙烯醇的膜染色。在此，所述碘分子和/或染料分子用于吸收以偏光板的拉伸方向振动的光，并允许以垂直方向振动的光经过，从而可以得到具有特定振动方向的偏振光。通常可以通过在包括含有二向色性材料的溶液(如碘溶液)的处理浴中浸渍基于聚乙烯醇的膜而进行此染色步骤。
在所述染色步骤中在溶液中使用的溶剂通常是水，但其可以含有适当含量的与水相容的有机溶剂。同时，基于100重量份的溶剂，可以以0.06至0.25重量份的量使用碘和/或二向色性染料。当使用的碘和/或二向色性染料的量在上述范围内时，拉伸后得到的偏光片的透光率可以满足42.0-47.0％的范围。
同时，当使用碘作为二向色性材料时，该溶液优选进一步含有如碘化合物的染色助剂，从而提高染色效率。基于100重量份的溶剂，可以以0.3至2.5重量份的量使用所述染色助剂。添加如碘化合物的染色助剂的理由是为了增加碘在水中的溶解度，因为碘具有低的水溶解度。同时，碘和碘化合物之间的混合比率优选是约1:5至1:10。
可以在本发明中额外使用的碘化合物的具体的实例包括但不限于，碘化钾、碘化锂、碘化钠、碘化锌、碘化铝、碘化铅、碘化铜、碘化钡、碘化钙、碘化锡、碘化钛及其混合物。
同时，处理浴的温度可以保持在约25℃和约40℃之间的温度。如果所述处理浴的温度低于25℃，染色效率可能降低，且如果所述处理浴的温度高于40℃，大量的碘和/或二向色性染料可能升华，导致碘和/或二向色性染料的用量增加。此外，基于聚乙烯醇的膜可以浸渍在处理浴中约30至120秒。如果基于聚乙烯醇的膜被浸渍小于30秒，无法实现基于聚乙烯醇的膜的均匀染色，且如果浸渍的时间超过120秒，染色会饱和，因此膜无需浸渍120秒。
通常使用其中基于聚乙烯醇的膜被浸渍在硼酸水溶液等中的浸渍方法进行所述交联步骤，但其也可以通过其中所述溶液在所述膜上喷涂的涂覆或喷涂方法进行。
按以下方式进行作为交联步骤的实例的浸渍方法。在染色步骤中以碘和/或二向色性染料使基于聚乙烯醇的膜染色之后，使用交联剂使碘和/或二向色性染料被吸收至基于聚乙烯醇的膜的聚合物基质上。通过在包括含有交联剂的溶液的交联浴中浸渍基于聚乙烯醇的膜进行此交联步骤。这是因为，如果碘分子未被适当地吸收至聚合物基质上，由于其低偏光度，偏光板无法实现其功能。
在所述交联浴的溶液中使用的溶剂通常是水，但其可以含有适当含量的与水相容的有机溶剂。基于100重量份的溶剂，可以以0.5至5.0重量份的量加入所述交联剂。如果所述交联剂的添加量小于0.5重量份，在基于聚乙烯醇的膜中的交联度不足，因此，基于聚乙烯醇的膜在水中的强度降低，且如果所述交联剂的添加量大于5.0重量份，则发生过度交联，导致基于聚乙烯醇的膜的拉伸性降低。
此外，所述交联剂的具体实例包括但不限于，硼化合物，如硼酸或硼砂、乙二醛、戊二醛等，其可以单独使用或者结合使用。
同时，所述交联浴的温度根据所述交联剂的量和膜的拉伸比而变化，且其优选在45℃和60℃之间，但并不限于此。通常，随着交联剂的量增加，控制交联浴的温度至高温以增加在基于聚乙烯醇的膜中的链的移动性，且随着交联剂的量降低，控制交联浴的温度至低温。然而，在本发明中，交联浴的温度应该保持在45℃以上，从而增加基于聚乙烯醇的膜的拉伸性，因为所述膜至少拉伸5倍。
同时，所述基于聚乙烯醇的膜在交联浴中的浸渍时间优选为30至120秒。如果浸渍时间小于30秒，无法实现基于聚乙烯醇的膜的均匀交联，且如果浸渍时间超过120秒，交联会饱和，因此膜无需浸渍超过120秒。
同时，在拉伸步骤中的“拉伸”是指单轴拉伸膜，从而使膜的聚合物分子以特定的方向取向。拉伸方法可分为湿拉伸法和干拉伸法。干拉伸法可进一步分为辊间拉伸法、热辊拉伸法、压力机拉伸法(pressstretchingmethod)、拉幅机拉伸法等，且湿拉伸法可进一步分为拉幅机拉伸法、辊间拉伸法等。在本发明中，所述拉伸法没有特别的限制，所述湿拉伸法和所述干拉伸法均可使用，且如果需要，也可以结合使用。
优选通过在45℃和60℃之间的温度下以4:1至7:1的比率拉伸所述基于聚乙烯醇的膜而进行所述拉伸步骤。为了向基于聚乙烯醇的膜赋予偏光性能，应取向在基于聚乙烯醇的膜中的链。拉伸比率小于4:1时，在基于聚乙烯醇的膜中的链不能充分取向，且在拉伸比率大于7:1时，在基于聚乙烯醇的膜中的链可能断开。此外，基于聚乙烯醇的膜的拉伸温度可以根据交联剂的含量而变化。在温度小于45℃时，在基于聚乙烯醇的膜中的链的移动性可能降低，导致拉伸效率的下降，且在温度大于60℃时，基于聚乙烯醇的膜可能会变软，从而具有降低的强度。
同时，所述拉伸步骤可以与所述染色步骤或者所述交联步骤同时或者分别进行。如果所述拉伸步骤与所述染色步骤同时进行，则所述染色步骤优选在碘溶液中进行，且如果所述拉伸步骤与所述交联步骤同时进行，则所述交联步骤优选在硼酸的水溶液中进行。
在本发明中使用的偏光元件可以是：如上所述制造的偏光片，或者是包括附着于所述偏光片的至少一侧的保护膜的偏光板。由于所述偏光片具有非常薄的厚度，保护所述偏光片的保护膜通常附着于所述偏光片的一侧或两侧以形成偏光板。本文中所使用的术语“保护膜”是指附着于所述偏光元件的两侧以保护所述偏光片的透明膜。在本发明中使用的保护膜可以是基于乙酸酯的树脂的膜，如三乙酰纤维素(TAC)膜；基于聚酯的树脂的膜；基于聚醚砜的树脂的膜；基于聚碳酸酯的树脂的膜；基于聚酰胺的树脂的膜；基于聚酰亚胺的树脂的膜；或者基于聚烯烃的树脂的膜，但并不限于此。
在此，可以使用粘合剂层压所述保护膜。可以使用基于聚乙烯醇的水性粘合剂作为所述粘合剂，但并不限于此。除了所述保护膜之外，所述偏光板可额外包括功能性膜，如宽视角补偿膜或亮度增强膜以改进其他的功能。
本发明的方法包括在制备偏光元件的步骤之后的以具有选自200nm至800nm的波长范围的特定波长的光照射所述偏光元件的步骤。
根据本发明人进行的研究发现，当进行以具有选自上述波长范围内的特定波长的光照射所述偏光元件的步骤时，照射的光诱导了在偏光片中存在并吸收了上述波长范围内的光的碘和/或二向色性染料的电子振动激发。由于染料分子的电子振动激发，所述碘和/或二向色性染料分子由电子基态被激发至电子激发态。然后在电子激发态下的碘和/或二向色性染料解离，从而使化学键断裂，由此吸收了上述波长范围内的光的碘和/或二向色性染料分解为吸收在短波长范围(紫外波长范围或者短可见光波长范围)内的光的化合物。由于此原因，偏光板在可见光波长范围内的400-800nm的波长范围内的偏光功能被去除，从而增加了偏光板的透光率，使得偏光板变得透明。
当如下所述进行润湿所述偏光元件的步骤时，可以通过在分解的碘和/或二向色性染料化合物之间的反应而改变所述偏光板的偏光功能和颜色。当润湿所述偏光元件时，由于分解的碘的再结合，所述偏光元件的透光率再次下降，且所述偏光元件的颜色根据吸收短波长范围内的光的碘化合物的浓度和吸收长波长范围内的光的碘化合物的浓度而确定。
同时，在照射步骤中，可以照射具有选自200nm至800nm的波长范围内的特定波长的UV或可见光，且更优选地，可照射具有400nm至750nm范围内的波长的光。在碘分子转化为电子激发态之后，通过热的强振动作用使分子的化学键断裂，且由于此原因，应当照射在能够被碘吸收的波长范围内的光。更优选地，在400-750nm的波长(具有更高的消光系数)范围内容易发生碘分子的分解，在该波长范围内，碘可以吸收稍微更大量的光。
此外，优选在0.5-550J/cm2，更优选0.8-50J/cm2的强度下进行以光照射偏光元件的步骤。例如，可以在1-20J/cm2的强度下照射光。根据光的照射强度，可以确定偏光元件的偏光度和颜色。如果照射强度大于550J/cm2，所述偏光元件会因强能量而扭曲，或者可能会不利地影响在基于聚乙烯醇的膜中的分子的取向。如果照射强度小于0.5J/cm2，因光的照射引起的偏光元件的颜色变化不显著，且因此难以控制偏光元件的颜色。
同时，在照射(曝光)步骤中，可以使用掩模工艺、发光二极管(LED)灯或激光灯以光照射偏光元件，即偏光片或偏光板。更优选地，使用发光二极管(LED)灯或激光灯进行照射步骤。当使用发光二极管(LED)灯或激光灯时，由于其方向性，可以在光精确地标靶偏光板的期望的局部区域同时使偏光板暴露于来自于所述灯的光，且因此，可以适当地控制偏光板的颜色。
当使用发光二极管(LED)或者激光时，因为偏光板具有吸光轴和透光轴的特性，优选控制光源的偏光性。当光源的偏光方向与偏光板的吸收轴的方向一致时，可以观察到更有效的透光率的增加和更有效的偏光度的降低，而且也可以防止因光源消耗的功率的损失。如果来自光源的光的偏光方向与偏光板的吸收轴的方向一致，来自于光源的光可能具有相对于偏光板的任意入射角。然而，如果来自光源的光的偏光方向与偏光板的吸收轴的方向不一致，光的去偏光的效果将显著降低。在本发明的实施例中，使用Verdi激光(Coherent公司)照射具有532nm波长的光，且其在焦点前距离40cm处使用光学透镜照射在偏光板上。此外，使用大于100:1的主要发射垂直偏振光的激光照射来自光源的偏振光，并在5°以下的角度照射与偏光板的吸收轴一致的偏振光。所述光的照射造成了具有1cm的直径和增强的透光率的局部去偏光区域。
最后，本发明的方法包括润湿被照射的偏光元件的步骤。
可以通过使偏光元件在40℃至70℃的温度和80％以上的相对湿度下保持10分钟至3小时来进行润湿被照射的偏光元件的步骤。优选地，在60℃的温度和90％以上的相对湿度下保持所述偏光元件20分钟至1小时。可以使用温度和湿度可控的恒温恒湿单元进行此润湿偏光单元的步骤。如果润湿偏光单元的步骤在高于70℃的温度下进行，可能不利地影响偏光片的光学性能。
同时，如图2中可以看出，随着润湿时间的增加，偏光板的吸收轴在短波长区域(460nm)和长波长区域(620nm)的透光率都下降了。特别地，在润湿时间超过约20分钟的情况下，透光率迅速下降。
在进行偏光元件的润湿步骤时，因润湿增加了碘和/或二向色性染料分子(其在照射光的步骤中因解离过程而分解为吸收短波长范围内的光的化合物)的移动性。由于此原因，一些分子通过范德华力再结合，结果，由分解的化合物再产生出吸收长波长范围内的光的化合物。特别地，两个碘(I)原子首先结合以形成I2，由此短波长区域(460nm)的透光率下降，然后五个I原子再结合，由此长波长区域(620nm)的透光率下降。换言之，可以通过控制润湿时间来控制偏光板的颜色。结果，由于吸收长波长的光的化合物和吸收短波长的光的化合物得以均衡，与初始偏光板中的情况相比，对短波长的光的吸收增加，从而偏光板的颜色成为近似于黑色。
更具体而言，当拉伸以碘化钾(KI)染色的聚乙烯醇膜时，聚乙烯醇-碘复合物(PVA-Ix复合物)形成了线性阵列，且碘在膜上排列以形成了原子链。此时，偏光板的颜色根据在聚乙烯醇(PVA)膜上染色的碘的分布而变化。在聚乙烯醇膜上染色的碘以如I5 -、I3 -、I2和I-的不同形式存在。由于这样的碘分子吸收不同波长区域的光，随着I5 -的量增加，偏光板的颜色变得更加偏蓝，并随着I2和I3 -的量增加而变得更加偏红或偏黄。
在初始染色和拉伸之后，主要产生了吸收长波长区域(620nm)的光的I5 -，且因此偏光板变得偏蓝。当通过照射光的步骤解离I5 -时，I5 -被分解为I3 -和2I。当进行润湿所照射的偏光板的步骤时，分解的2I的移动性因润湿而增加，且因为移动性的增加，不稳定的2I键合为I2以减少在短波长区域(460nm)的透光率，且然后键合为I3 -以产生I5 -，由此降低了在长波长区域(620nm)的透光率。结果，I5 -减少且I2增加，因此具有主要吸收长波长的光的偏光板吸收的短波长的光的量增加，从而具有近似于天然黑的颜色。
同时，在常规的色彩补偿工艺中，在拉伸工艺期间或之后向PVA-Ix复合物提供I-，以诱导以下的反应式1正向反应，从而控制颜色为黑色。能促进反应式1正向反应的方法包括提供KI以使正向反应占优势，以及加热的方法。然而，如果反应式1的正向反应剧烈，则难以控制偏光片的颜色，这是由于大多数离子类型是以I3 -、I2和I-存在，且因此降低了偏光片的偏光性能，且偏光片的颜色变得非常偏红。
反应式1
I5 -+I-→I2+I3 -+I-
特别地，如果使用KI进行化学色彩补偿工艺，在制造的偏光片和偏光板中残留的KI的量会增加，从而增加了在偏光板等中的锥形缺陷、闪烁和异物缺陷的发生。此外，如果偏光板长期暴露于高温，其耐热性会降低，导致偏光度降低和颜色变化。具体而言，在色彩补偿工艺中添加的KI残留物会在高温下与KI5反应以增加I3 -和I2，由此使偏光元件的颜色和光学性能劣化。与之相反，根据本发明的制造方法具有的优点在于，由于未进行添加和制备额外化合物的步骤，可以使发生异物的缺陷最小化，且可以克服与偏光板的耐热性降低相关的问题。
同时，从图1的曲线可以看出，且未进行照射光的步骤和润湿步骤(对比实施例1)之前，短波长的光的吸收不显著，但在进行根据本发明的工艺之后，在短波长范围内(400nm至550nm)的光的吸收极大地增加至与在长波长范围内(551nm至700nm)的光的吸收相似的程度。具体而言，主要吸收长波长区域中的光以具有蓝色的偏光板在进行了本发明的工艺之后吸收的短波长区域的光的量增加而显示出近似于天然黑的颜色。可以看出，与常规的化学色彩补偿工艺(对比实施例3)相比，本发明的工艺提供了显著效果。
另一方面，本发明提供了通过上述方法制造的偏光板。
具体而言，根据本发明的偏光板是通过上述方法制造的偏光板，且其优选包括以碘和二向色性染料中的一种或多种染色的基于聚乙烯醇的偏光片，并在460nm下测量的正交吸收率与在620nm下测量的正交吸收率的比率为1:0.8至1:1.1。
如上所述，通过以具有特定波长的光照射偏光元件，然后润湿所照射的偏光元件，从而再次产生出吸收在长波长范围和短波长范围内的可见光的碘和/或二向色性染料，从而制造本发明的偏光板。由此，本发明的偏光板可以均匀吸收在可见光波长范围内的光。然而，从图1的曲线可以看出，在受到常规化学补偿工艺的偏光板的情况下，在短波长区域的光的吸收不显著。具体而言，在此情况下，在约460nm下测量的正交吸收率仅为1.8，且在460nm下测量的正交吸收率与在620nm下测量的正交吸收率的比率为约1:1.5。
然而，在根据本发明的偏光板的情况下，在460nm下测量的正交吸收率与在620nm下测量的正交吸收率的比率为1:0.8至1:1.1，且优选1:0.9至1:1.1。当在上述波长下测量的正交吸收率的值在上述范围内时，在偏光板中的短波长的光的吸收和长波长的光的吸收彼此相似，且因此偏光板具有近似于天然黑的颜色。
上述正交吸收率的值是通过使用UV-Vis分光光度计在460nm和620nm下测量偏光板的正交透光率(Tc)，并将测量的正交透光率代入下式中而得到的值：
正交吸收率＝-Log10Tc。
在此，偏光片和偏光板如上所述，且因此省略其具体描述。
优选地，偏光板的单色“b”值是3.5至4.6，且正交色“b”值是-1至0。
本文中使用的术语“单色”是指在向单个偏光板照射自然颜色时得到的颜色，且术语“正交色”是指在向以吸收轴彼此成直角交叉的方式彼此堆叠的两个偏光板照射自然光时得到的颜色。
而且，颜色“a”和颜色“b”是指在CIE坐标系统中表示的颜色值。更具体而言，颜色“a”值根据a＝500[(X/Xn)1/3-(Y/Yn)1/3]计算。“+a”表示红色，且“-a”表示绿色。此外，颜色“b”值根据b＝200[(Y/Yn)1/3-(Z/Zn)1/3]计算。“+b”表示黄色，且“-b”表示蓝色。在此，Xn、Yn和Zn分别对应于作为标准的白色的X、Y和Z。
具体而言，单色“a”和“b”值是指通过使用色差计测量单偏光片的颜色得到的在CIE坐标系统中的颜色“a”和“b”值。正交颜色“a”和“b”值是指通过使用色差计测量吸收轴彼此正交排列的一对偏光片的颜色得到的在CIE坐标系统中的颜色“a”和“b”值。
具体而言，单色“b”值优选在3.5至4.6的范围内。如果彼此正交排列的偏光片的所述单色“b”值小于3.5，颜色会偏蓝，且如果所述单色“b”值大于4.6，颜色会偏黄，因此难以实现天然黑色，且可能降低对比度(CR)的值。
更具体而言，在现有技术中，在改变染色、交联和拉伸步骤的条件时，偏光片的单色“b”值可能变化，基于该原因，需要改变其他条件以控制单色“b”值。因此，如上所述，在染色、交联和拉伸步骤中难以控制偏光片的单色“b”值。然而，用于制造根据本发明的偏光板的发明方法的优点在于，在染色、交联和拉伸步骤之后的单色“b”值超出了期望的范围时，可以通过以光照射偏光板和润湿照射的偏光板而简单地控制单色“b”值。
同时，为了实现天然黑色，正交“b”值优选接近于0。更优选地，其为-1至0。
通过本发明的方法制造的偏光板的偏光度(DOP)可以是99.9％以上，且优选地，例如99.98％以上。如果偏光板具有高偏光度，其可具有高对比度(CR)。在根据本发明的制造方法通过以UV光照射偏光片而控制偏光片的颜色时，其优点在于，可以制造出具有99.98％以上的偏光度的偏光板。
此外，所述偏光板优选具有在通过使该偏光板暴露于80℃以上的高温500小时评价偏光板的耐热性之后测量的，99.9％以上，优选99.98％以上的偏光度。此外，所述偏光板优选具有42-45％的单一透光率(Ts)。与进行常规化学色彩补偿工艺的情况不同，在本发明中，未进行化学处理，且碘和/或二向色性染料是通过以光照射分解的，且随后通过润湿而再结合以形成吸收短波长的光和长波长的光的化合物。因此，与使用KI的常规化学色彩补偿工艺相比，本发明的此工艺在热稳定性方面具有优点。然而，使用KI的常规化学色彩补偿工艺在热稳定性方面具有缺点，这是因为残留的KI在高温下导致KI5的分解以产生KI3和I2从而降低了长波长的光的吸收并增加了短波长的光的吸收。
同时，通过由吸收轴彼此平行排列的两个偏光板得到的平行透光率(Tp)以及由吸收轴彼此以90°角正交排列的两个偏光板得到的正交透光率(Tc)以以下式1定义偏光度(DOP)。
[公式1]
偏光度＝[(Tp-Tc)/(Tp+Tc)]1/2
同时，如上所述的本发明的偏光板可以通过将其附着于显示面板的一侧或两侧而有利地应用于图像显示装置。所述显示面板可以是液晶面板、等离子体面板和有机发光面板，且因此所述图像显示装置可以是液晶显示器(LCD)、等离子体显示面板(PDP)和有机发光二极管(OLED)。
更具体而言，所述图像显示装置可以是包括以下的液晶显示器：液晶面板，在所述液晶面板的两侧上分别设置的偏光板，其中，至少一个所述的偏光板可以是本发明的偏光板。换言之，所述偏光板的特征在于，其为通过以具有选自200nm至800nm的波长范围的特定波长的光照射包括以碘和/或二向色性染料染色的基于聚乙烯醇的偏光片的偏光元件，然后润湿所述偏光元件而制造的，且其具有3.5至4.6的单色“b”值。
在此，在所述液晶显示器中包含的液晶面板的种类没有特别的限制。液晶面板的实例包括但不限于所有已知的面板，包括无源矩阵面板，如扭曲向列(TN)面板、超扭曲向列(STN)面板、铁电(ferroelectric)(F)面板或聚合物分散(polymerdispersed)(PD)面板；有源矩阵面板，例如双端(twoterminal)型面板或三端(threeterminal)型面板；面内转换(IPS)型面板；和垂直取向(VA)面板等。此外，液晶显示器的其他组件的类型，例如，上和下基板(即，彩色滤光片基板或阵列基板)的类型没有特殊限制，并且可以使用在现有技术中公知的组件而没有任何限制。
具体实施方式
以下，将参照实施例更详细地描述本发明。然而，提供这些例子仅为了更好的理解本发明，而非意图限制本发明的范围。
制造实施例
使基于聚乙烯醇的膜(日本合成橡胶公司；M3000级，30μm)在25℃下在纯水中经历溶胀工艺15秒，然后在25℃下在0.2wt％的碘溶液中经历染色工艺60秒。然后，使所述膜在45℃在1wt％的硼酸溶液中经历清洗工艺30秒，然后在52℃在2.5wt％的硼酸溶液中6倍拉伸。然后使所述膜在60℃烘箱中干燥5分钟，从而制造具有12μm厚的偏光片。
使用基于PVA的水溶性粘合剂在制造的PVA偏光片的两个表面上放置并层压具有40μm厚的三乙酰纤维素(TAC)膜，然后在80℃烘箱中干燥5分钟，从而制造具有TAC/PVA/TAC结构的偏光板。
实施例1
将在制造实施例中制造的偏光板切割成60mm×60mm的尺寸，且然后使用激光(VerdiV2，Coherent公司)使其暴露于20J/cm2的强度的具有532nm的波长的光中。然后，通过将偏光板保持在60℃的温度和90％相对湿度的恒温恒湿单元(TH-I-300，YOKOGAWA有限公司)中60分钟而使所述偏光板经历色彩补偿工艺，从而制造偏光板。
对比实施例1
以与制造实施例中所述的相同方式制造偏光板而不进行其他的额外步骤。
对比实施例2
将在制造实施例中制造的偏光板切割成60mm×60mm的尺寸，且然后使用激光(VerdiV2，Coherent公司)使其暴露于20J/cm2的强度的具有532nm的波长的光中，从而制造偏光板。
对比实施例3
使基于聚乙烯醇的膜(日本合成橡胶公司；M3000级，30μm)在25℃下在纯水中经历溶胀工艺15秒，然后在25℃下在0.2wt％的碘溶液中经历染色工艺60秒。然后，使所述膜在45℃在1wt％的硼酸溶液中经历清洗工艺30秒，然后在52℃在2.5wt％的硼酸溶液中6倍拉伸。拉伸之后，使所述膜在5wt％的KI溶液中经历色彩补偿工艺，且然后在60℃烘箱中干燥5分钟，从而制造具有12μm厚的偏光片。
使用基于PVA的水溶性粘合剂在制造的PVA偏光片的两个表面上放置并层压具有40μm厚的三乙酰纤维素(TAC)膜，然后在80℃烘箱中干燥5分钟，从而制造具有TAC/PVA/TAC结构的偏光板。
实验实施例：光学性能的评价
1、光学性能的测量
将在实施例1和对比实施例1至3中制造的偏光板各自切割成40mm×40mm的尺寸。将个切割的样品固定至测量夹具，然后使用UV-Vis分光光度计(V-7100，JASCO有限公司)测量其初始光学性能，即，单一透光率(Ts)、偏光度、以及颜色(单色“a”、单色“b”、正交色“a”和正交色“b”)。对单个偏光板测量单一透光率(Ts)和单色(“a”和“b”)，并对于吸收轴彼此以90°角正交排列的两个切割的偏光板测量正交色(正交色“a”和正交色“b”)。测量结果如下表1中所示。
通过由吸收轴彼此平行排列的两个偏光板得到的平行透光率(Tp)以及由吸收轴彼此以90°角正交排列的两个偏光板得到的正交透光率(Tc)以以下式1定义偏光度。
[公式1]
偏光度＝[(Tp-Tc)/(Tp+Tc)]1/2
2、耐热性的评价
将在实施例和对比实施例中制造的偏光板暴露于80℃的温度500小时，然后测量其偏光度和单一透光率。测量结果如下表1中所示。
【表1】
如上表1可以看出，实施例1的偏光板具有分别在3.5至4.6和-0.1至0范围内的单色“b”值和正交色“b”值，表明其具有近似于天然黑的颜色。此外，即使在暴露于高温500小时之时，其偏光度和单一透光率没有显著的变化，仍然非常高，表明该偏光板具有优异的耐热性。
实验实施例2：吸收光谱的测量
使用DH-2000(OceanOptics公司)作为光源以及USB4000(OceanOptics公司)作为探测器测量在实施例1和对比实施例1至3中制造的偏光板的吸收光谱。测量结果如图1中所示。
如图1中可以看出，在根据本发明的实施例1的方法制造的偏光板的情况下，在短波长范围(约450nm至550nm)内的其正交吸收率高于对比实施例1的偏光板(其中未进行曝光和润湿步骤)的情况，与在长波长范围(约551nm至650nm)内的正交吸收率类似。这表明本发明的偏光板显示出近似于天然黑的颜色，这是由于在短波长范围内的其正交吸收率与在长波长范围内的正交吸收率类似。
此外，在通过常规色彩补偿工艺制造的对比实施例3的偏光板的情况下，与未经历色彩补偿工艺的偏光板的情况相比，在短波长范围(约450nm至550nm)内的其吸收率稍微增加了。然而，在对比实施例3的偏光板的情况下，在短波长范围内的其吸收率峰值并未到达2，而实施例1的偏光板在短波长范围内的吸收率峰值为约3。
此外，在其中曝光步骤之后未进行润湿步骤的对比实施例2的情况下，由于碘化合物的分解，在整个可见光波长范围内的吸收率显著下降。
实验实施例3：润湿时间变化的测量
将在制造实施例中制造的60mmx60mm的偏光板使用激光(VerdiV2，Coherent公司)以20J/cm2强度的具有532nm波长的光照射，然后使其保持在60℃和90％的相对湿度下，同时测量吸收轴的透光率随时间的变化。测量结果如图2中所示。
如图2中可以看出，在照射步骤之后润湿20分钟之后，各个波长区域的透光率迅速降低。
虽然已出于说明的目的描述了本发明的优选实施方式，本领域技术人员能够理解，在不脱离所附权利要求书中公开的本发明的范围和实质的情况下，可能做出各种变化、附加和取代。

Claims (10)

1.一种偏光板的制造方法，所述方法包括下列依次的步骤：
制备包括以碘和二向色性染料中的任意一种或多种染色的基于聚乙烯醇的偏光片的偏光元件；
以具有选自200nm至800nm的波长范围内的特定波长的光照射所述偏光元件；以及
润湿所述偏光元件。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在0.5至550J/cm2的强度下进行以光照射所述偏光元件的步骤。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，使用发光二极管(LED)灯或激光灯进行以光照射所述偏光元件的步骤。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，通过使偏光元件在40℃至70℃的温度和90％以上的相对湿度下保持10分钟至3小时来进行润湿所述偏光元件的步骤。
5.一种包括以碘和二向色性染料中的任意一种或多种染色的基于聚乙烯醇的偏光片的偏光板，所述偏光板在460nm下测量的正交吸收率与在620nm下测量的正交吸收率的比率为1:0.8至1:1.1。
6.根据权利要求5所述的偏光板，其具有3.5至4.6的单色“b”值。
7.根据权利要求5所述的偏光板，其具有-1至0的正交色“b”值。
8.根据权利要求5所述的偏光板，其具有在使所述偏光板暴露于80℃以上的高温500小时之后测量的99.9％以上的偏光度。
9.根据权利要求5所述的偏光板，其具有在使所述偏光板暴露于80℃以上的高温500小时之后测量的42-45％的单一透光率。
10.一种图像显示装置，其包括：
显示面板；以及
在所述显示面板的一侧或两侧附着的根据权利要求5所述的偏光板。
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