CN105764687B - 层压材料、通过使用所述层压材料制备薄偏光片的方法、薄偏光片以及偏光板 - Google Patents

层压材料、通过使用所述层压材料制备薄偏光片的方法、薄偏光片以及偏光板 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种层压材料，其包括未拉伸的聚合物膜以及贴附至所述聚合物膜的至少一个表面上的未拉伸的基于聚乙烯醇的膜，以及使用该层压材料制备薄偏光片的方法。

Description

层压材料、通过使用所述层压材料制备薄偏光片的方法、薄偏 光片以及偏光板
技术领域
本发明要求于2013年10月31日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2013-0131592号的优先权，其公开以其全部内容通过引用方式并入本文中。
本发明涉及一种层压材料、使用该层压材料制备薄偏光片的方法、以及使用该方法制备的薄偏光片和偏光板，并且更特别地，本发明涉及一种用于制备容易从基底材料上剥离并具有优异的光学性质的薄偏光片的层压材料、使用该层压材料制备薄偏光片的方法，以及薄偏光片和偏光板。
背景技术
用于偏光板的偏光片是一种将自然光或任何偏振光转换成具有特定方向的偏振光的光学器件，且已经广泛用于显示器件，例如液晶显示器件以及有机发光器件(OLED)。目前，通常使用其中分子链包含在一个预设方向上定向的基于碘的化合物或二向色性染料的基于聚乙烯醇的偏光膜作为用于显示器件的偏光片。
基于聚乙烯醇的偏光膜通过以下方法制备：将基于聚乙烯醇的膜用碘或二向色性染料染色，并且然后在预设方向上拉伸并且交联，并且在这种情况下，所述拉伸处理可以以在溶液(例如硼酸水溶液或碘水溶液)中进行的湿式拉伸或在空气下进行的干式拉伸的形式进行，并且拉伸率通常为五倍以上。
然而，在如上所述的相关技术的制备过程中，为了使将要进行的拉伸不造成破损，要求未拉伸的基于聚乙烯醇的膜的厚度超过60μm。原因是因为当所述未拉伸的基于聚乙烯醇的膜的厚度为60μm以下时，所述基于聚乙烯醇的膜的膨胀度增加，并且由于厚度小导致拉伸过程中作用于每单位面积的模量增加，从而容易造成破损。
同时，随着最近显示器件变薄的趋势，也要求偏光板具有更小的厚度。然而，当使用在相关技术中具有大于60μm的未拉伸厚度的基于聚乙烯醇的膜时，对减少偏光片的厚度有所限制。因此，已有研究针对制备具有更小厚度的偏光片。
例如，韩国专利申请公开号2010-0071998公开了一种使用层压材料制备薄偏光板的方法，所述层压材料通过将亲水性聚合物层涂布在基材层上，或将用于形成基材层的材料以及用于形成亲水性聚合物层的材料共挤出来制备。然而，在涂布法或共挤出法的情形中，由于拉伸之后不容易将聚乙烯醇层与基材层分离，并且分离需要高剥离强度，其问题在于在分离过程期间容易发生聚乙烯醇层损坏或变形，其结果是，造成聚乙烯醇膜的光学性质(例如偏振度)劣化的问题，此外，根据挤出条件、涂布条件或膜形成条件制备的聚乙烯醇膜的物理性质容易改变，从而造成最终制备出的聚乙烯醇的物理性质劣化，而很难实现均一的物理性质的问题。
发明内容
技术问题
本发明致力于提供一种用于制备基于聚乙烯醇的薄偏光片的层压材料，所述基于聚乙烯醇的薄偏光片容易剥离且光学性质优异，并且具有10μm以下的薄的厚度；一种使用该层压材料制备薄偏光片的方法；以及薄偏光片和偏光板。
技术方案
在一个方面中，本发明提供一种层压材料，其包括：未拉伸的聚合物膜；以及贴附至所述聚合物膜的至少一个表面上的未拉伸的基于聚乙烯醇的膜，其中所述层压材料满足下列式(1)以及式(2)。
式(1)：
式(2)：
在式(1)以及式(2)中，Esub’为聚合物膜的模量，dsub’为所述聚合物膜的厚度，EPVA为基于聚乙烯醇的膜的模量，并且dPVA为所述基于聚乙烯醇的膜的厚度。在这种情况中，优选所述聚合物膜的模量为50MPa至4,000MPa，并且所述膜的厚度为20μm至100μm。
进一步，优选所述基于聚乙烯醇的膜的模量为50MPa至4,000MPa，并且所述膜的厚度为10μm至60μm。
同时，本发明还提供一种拉伸的层压材料，其通过在20℃至85℃的温度下使所述层压材料拉伸5倍至15倍来制备。
在另一方面中，本发明提供一种薄偏光片的制备方法，所述方法包括：通过将未拉伸的基于聚乙烯醇的膜贴附至未拉伸的聚合物膜的至少一个表面上，形成满足下列式(1)以及式(2)的层压材料；以及通过拉伸所述层压材料形成拉伸的层压材料。
式(1)：
式(2)：
在式(1)以及式(2)中，Esub’为聚合物膜的模量，dsub’为所述聚合物膜的厚度，EPVA为基于聚乙烯醇的膜的模量，并且dPVA为所述基于聚乙烯醇的膜的厚度。
同时，优选所述聚合物膜和所述基于聚乙烯醇的膜通过使用所述膜的表面上的弱引力或粘合剂彼此贴附。
同时，优选所述拉伸在20℃至85℃的温度下，以5倍至15倍的拉伸率进行。
此外，优选所述拉伸在硼酸浓度为1重量％至5重量％的硼酸水溶液中进行。
同时，本发明的用于制备薄偏光片的方法可以进一步包括在形成所述拉伸的层压材料之前用碘以及二向色性染料中的至少一种对所述层压材料染色。
此外，本发明的用于制备薄偏光片的方法可以进一步包括在形成所述拉伸的层压材料之后，从聚合物膜分离基于聚乙烯醇的膜。
在这种情况下，优选通过施加2N/2cm以下的剥离强度将所述基于聚乙烯醇的膜从所述聚合物膜分离。同时，本发明提供一种具有10μm以下厚度并且满足以下式(3)的薄偏光片。
式(3)：DOP>-0.3179Ts2+26.012Ts-432.12
在式(3)中，DOP是偏振度，Ts是单体透射率，并且在这种情况下，Ts满足关系40.0<Ts<42.7。
进一步，本发明提供一种包含所述薄偏光片的偏光板。
有益效果
根据本发明，可能制备具有10μm以下厚度的基于聚乙烯醇的薄偏光片，其非常薄且光学性质优异。具体而言，薄偏光片通常具有当单体透射率减少则偏振度增加，当单体透射率增加则偏振度减少的光学性质，但是，根据本发明的薄偏光片的优点在于，与相关技术中的薄偏光片相比，所述偏光片可具有偏振度以及单体透射率同时高的优异的光学性质。
同时，在本发明的情形中，在拉伸处理期间的加工稳定性也很优异，例如不使聚合物膜与基于聚乙烯醇的膜在拉伸处理期间分离，而在拉伸之后分离处理期间使得表面的损坏最小化的能力。
附图说明
图1是示例性说明使用物性分析器测量剥离强度的方法的示意图。
图2是显示在实施例1至3以及对比实施例1至6中制备的薄偏光片的单体透射率(Ts)以及偏振度(DOP)之间的关系的曲线图。
具体实施方式
在下文中，将描述本发明的优选的实施方式。然而，本发明的实施方式可以改变为各种形式，并且本发明的范围不限于将在下文中描述的实施方式。进一步，提供本发明的实施方式，以使得本领域的普通技术人员可以更全面地理解本发明。
首先，将描述一种层压材料，其用于制备本发明的薄偏光片。
本发明的层压材料的特征在于包括：未拉伸的聚合物膜；以及贴附至所述聚合物膜的至少一个表面上的未拉伸的基于聚乙烯醇的膜，并且满足下列式(1)和式(2)。
式(1)：
式(2)：
在式(1)以及式(2)中，Esub’为聚合物膜的模量，dsub’为所述聚合物膜的厚度，EPVA为基于聚乙烯醇的膜的模量，并且dPVA为所述基于聚乙烯醇的膜的厚度。
首先，式(1)是指未拉伸的聚合物膜的模量与厚度的比值，并且所述未拉伸的聚合物膜的模量与厚度的比值优选在5至70，并且更优选在10至60的范围内。进一步，式(2)是指所述未拉伸的基于聚乙烯醇的膜的模量与厚度的比值与所述未拉伸的聚合物膜的模量与厚度的比值的比值，并且所述未拉伸的基于聚乙烯醇的膜的模量与厚度的比值与所述未拉伸的聚合物膜的模量与厚度的比值的比值优选为0.7至1.3，更优选0.8至1.2。
本发明的特征在于满足式(1)以及式(2)，并且当使用满足式(1)以及式(2)的所述层压材料制备薄偏光片时，可能制备出具有优异的光学性质的薄偏光片，其加工稳定性更好，而且，其具有比不满足上述式的情况更高的偏振度以及单体透射率。更具体地，当所述层压材料不满足式(1)以及式(2)时，可能导致以下问题：基于聚乙烯醇的膜会因为聚合物膜单轴向拉伸受到抑制，且因为所述聚合物膜以及所述基于聚乙烯醇的膜的拉伸行为彼此不同，所以在制备过程中引起平面拉伸等等，其结果是，可能导致偏光片中的碘的定向被中断，从而导致光学性质劣化的问题。此外，当以实际中试规模进行拉伸处理时，会增加膜损坏的可能性。
同时，本发明中的模量(杨氏模量)表示通过固定根据JIS-K6251-1的标准所制备的样品的两端，在与所述膜的厚度方向垂直的方向上施加力，并且测量基于张力的每单位面积的应力而得到的数值，在这种情况下，可使用，例如拉力强度计(Zwick/RoellZ010UTM)等等作为测量装置。
另外，本发明中的厚度可通过本发明涉及的领域中所熟知方法来测量，并可以通过使用，例如，厚度测量设备(TESA Mu-hite电子高度计100mm)来测量。
接着，在本发明所述的层压材料中包含的聚合物膜是为了防止基于聚乙烯醇的膜在拉伸处理期间被损坏，本发明的聚合物膜在使用上没有特别限制，只要所述膜可满足式(1)以及式(2)即可。例如，可能使用包括选自基于热塑性聚氨酯的树脂、基于低密度聚乙烯的树脂、基于高密度聚乙烯的树脂、在高密度聚乙烯中包含乙烯乙酸乙烯的共聚物树脂、基于聚丙烯的树脂、含有间苯二甲酸的基于聚对苯二甲酸乙二醇酯的树脂、基于丙烯酸的树脂以及基于水溶性纤维素的树脂中的一种或更多种的聚合物膜作为满足式(1)以及式(2)的所述聚合物膜。
同时，所述聚合物膜并无限制，但更优选地所述聚合物膜特别包括它们当中的基于热塑性聚氨酯的树脂。这是因为当所述聚合物膜包括基于热塑性聚氨酯的树脂时，由于所述聚合物膜的热收缩性质(其与基于聚乙烯醇的膜的热收缩性质类似)，可使得在干燥处理期间拉伸的基于聚乙烯醇的膜的宽度收缩变得平缓而不抑制其宽度收缩，并因此可以进一步加强聚乙烯醇-碘复合物的定向性质。根据本发明的示例性实施方式，所述聚合物膜包括基于热塑性聚氨酯的树脂。
同时，所述聚合物膜的模量可在50MPa至4,000MPa的范围内，并且优选在100MPa至3,000MPa的范围内。当所述聚合物膜的模量少于50MPa时，所述膜的刚性可能劣化，从而造成处理不稳定，例如破裂，而当所述模量超过4,000MPa时，因为在拉伸期间需要较强力，所以可能难以达到高拉伸比，并因此使得拉伸性质劣化。
此外，所述聚合物膜的厚度可在20μm至100μm的范围内，优选在30μm至80μm的范围内。当所述聚合物膜的厚度少于20μm时，当形成层压结构时，无法充分支撑基于聚乙烯醇的膜以进行拉伸处理，从而在处理中造成例如破损的问题，而当厚度超过100μm时，模量会增加且拉伸性质劣化，且所述基于聚乙烯醇的膜也可能使在干燥间隙的宽度自由收缩受到阻碍，从而使最终得到的偏光片的光学性质受到抑制。
接着，经历拉伸处理以及染色处理等等之后，贴附在所述聚合物膜的至少一个表面上的基于聚乙烯醇的膜用作基于聚乙烯醇的薄偏光片，并且所述基于聚乙烯醇的膜在使用上没有特别限制，只要该膜可满足式(2)并且包括聚乙烯醇树脂或其衍生物即可。在这种情况下，所述聚乙烯醇树脂的衍生物的实例包括，但不限于，聚乙烯醇缩甲醛树脂、聚乙烯醇缩醛树脂等等。除此之外，作为所述基于聚乙烯醇的膜，还可能使用在本领域中制备偏光片中使用的市售的基于聚乙烯醇的膜作为可满足式(2)的基于聚乙烯醇的膜，例如NipponSynthetic Chemical Industry Co.,Ltd.,制造的M2001和M2005、Kurary Co.,Ltd.,制造的PE20等等。
同时，所述基于聚乙烯醇的膜的模量可在50MPa至4,000MPa的范围内，优选在100MPa至3,000MPa的范围内。当所述基于聚乙烯醇的膜的模量少于50MPa时，该膜的刚性可能劣化，从而造成例如破损的处理不稳定，而当模量超过4,000MPa时，因为在拉伸期间需要强力，所以可能难以达到高拉伸比，并因此使得拉伸性质劣化。
进一步，所述基于聚乙烯醇的膜的厚度可在10μm至60μm的范围内，优选在10μm至40μm的范围内。当所述基于聚乙烯醇的膜的厚度少于10μm时，则当形成层压结构以进行拉伸处理时可能导致容易发生例如破损的问题，而当厚度超过60μm时，则最终得到的偏光片的厚度会变得太厚以至于不适用于制备具有10μm以下的厚度的薄偏光片。
同时，基于聚乙烯醇的膜的聚合度可在1,000至10,000的范围内，优选地，在1,500至5,000的范围内，但不限于此。当聚合度满足上述范围时，其分子能自由移动，并且所述基于聚乙烯醇的膜可与碘或二向色性染料等等柔性混和。
以下，将描述本发明的用于制备薄偏光片的方法。
本发明的用于制备薄偏光片的方法的特征在于包括：通过将未拉伸的基于聚乙烯醇的膜贴附至未拉伸的聚合物膜的至少一个表面上以形成满足下列式(1)以及式(2)的层压材料；以及通过拉伸所述层压材料形成拉伸的层压材料。
式(1)：
式(2)：
在式(1)以及式(2)中，Esub’为聚合物膜的模量，dsub’为所述聚合物膜的厚度，EPVA为基于聚乙烯醇的膜的模量，并且dPVA为所述基于聚乙烯醇的膜的厚度。
首先，在本发明中，所述聚合物膜可通过弱引力贴附至所述基于聚乙烯醇的膜上，而不需要另外的介质，在这种情况下，剥离强度可为2N/2cm，或优选在0.1N/2cm至1N/2cm的范围内。当剥离强度满足上述范围时，所述范围是优选的，这是因为所述聚合物膜以及所述基于聚乙烯醇的膜在拉伸处理期间没有分离，而在拉伸之后的分离处理期间，表面损坏可降到最低。
同时，剥离强度是当具有2cm宽度的样品膜彼此贴附时测量的剥离强度，更具体地，剥离强度表示通过以下操作所测得的剥离强度：将层压材料的基于聚乙烯醇的膜(A)固定在样品夹持部(H)上，然后在与所述层压材料的表面方向垂直的方向上施加力，同时从聚合物膜(B)剥离所述基于聚乙烯醇的膜(A)，如以下[图1]所示，并且在这种情况下，例如可使用Stable Micro Systems,Ltd.,制造的物性分析器(型号名称：TA-XT Plus)作为测量装置。
同时，为了增强所述聚合物膜与所述基于聚乙烯醇的膜之间的剥离强度，可在所述聚合物膜或所述基于聚乙烯醇的膜的一个表面或两个表面上进行表面处理。在这种情况下，可通过本领域所熟知的各种表面处理方法来进行表面处理，例如，电晕处理、等离子体处理或使用强碱水溶液(例如NaOH或KOH)的表面改性处理等等。
此外，在本发明中，还可使用粘合剂将所述聚合物膜贴附至所述基于聚乙烯醇的膜上。当通过使用粘合剂将所述基膜贴附至所述基于聚乙烯醇的膜时，所述粘合剂层的厚度优选在20nm至4,000nm的范围内。当所述粘合剂层的厚度满足上述范围时，所述范围的优势在于在拉伸与干燥处理后剥离所述基于聚乙烯醇的膜时不使其损坏。
同时，所述粘合剂的剥离强度(粘附力)可在2N/2cm以下，优选地，在0.1N/2cm至1N/2cm的范围内。所述粘合剂的材料无特别限制，可使用此领域中已知的各种粘合剂，而不受限制。例如，粘合剂层可用水性粘合剂或可UV固化的粘合剂形成。
更具体而言，所述粘合剂层可由包括选自基于聚乙烯醇的树脂、基于丙烯酸的树脂以及基于乙酸乙烯酯的树脂中的一种或更多种的水性粘合剂形成。此外，所述粘合剂层可由包含具有丙烯酸基团和羟基基团的基于聚乙烯醇的树脂的水性粘合剂形成。在这种情况下，所述具有丙烯酸基团和羟基基团的基于聚乙烯醇的树脂的聚合度可在500至1,800的范围内。当使用上述水性粘合剂时，所述粘合剂层的厚度优选地在20nm至1,000nm的范围内。
同时，所述粘合剂层还可使用可UV固化的粘合剂形成，例如，可使用一种包含第一环氧化合物、第二环氧化合物以及阳离子光催化聚合引发剂的可UV固化的粘合剂形成，上述第一环氧化合物的均聚物的玻璃化转变温度为120℃以上，上述第二环氧化合物的均聚物的玻璃化转变温度为60℃以下。具体地，所述可UV固化的粘合剂可包含100重量份的所述第一环氧化合物(其均聚物的玻璃化转变温度为120℃以上)、30至100重量份的所述第二环氧化合物(其均聚物的玻璃化转变温度为60℃以下)，以及0.5至20重量份的所述阳离子光催化聚合引发剂。
在本说明书中，所述环氧化合物是指在其分子中具有一个或更多个环氧基团的化合物，优选地，在其分子中具有两个或更多个环氧基团的化合物，以及是一个包括所有的以单体、聚合物或树脂的形式的化合物的概念。优选地，本发明的环氧化合物可以是树脂的形式。
同时，所述第一环氧化合物在使用上没有特别限制，只要所述化合物是一种其均聚物的玻璃化转变温度为120℃以上的环氧化合物，并且例如，可以使用其均聚物的玻璃化转变温度为120℃以上的脂环族环氧化合物和/或芳香族环氧化物作为本发明的第一环氧化合物。均聚物的玻璃化转变温度为120℃以上的环氧化合物的具体实例包括3,4-环氧环己基甲基-3,4'-环氧环己烷羧酸酯、乙烯基环己烯二氧化物(vinylcyclohexenedioxide)、二氧化双环戊二烯、双-环氧环戊基醚、基于双酚A的环氧化合物、基于双酚F的环氧化合物等等。同时，所述第一环氧化合物更优选地为其均聚物的玻璃化转变温度在120℃至200℃范围内的环氧化合物。
进一步，所述第二环氧化合物在使用上没有特别限制，只要所述化合物是一种其均聚物的玻璃化转变温度为60℃以下的环氧化合物。例如，可使用脂环族环氧化合物、脂肪族环氧化合物等等作为所述第二环氧化合物。同时，所述第二环氧化合物更优选地为其均聚物的玻璃化转变温度在0℃至60℃的范围内的环氧化合物。
在这种情况下，作为脂环族环氧化合物，优选地使用双官能环氧化合物，也即，具有两个环氧基团的化合物，并且更优选地使用所述两个环氧基团均为脂环族环氧基团的化合物，但所述脂环族环氧化合物不限于此。
此外，作为所述脂肪族环氧化合物，举例来说，可以是具有芳香族环氧基团的环氧化合物而非具有脂环族环氧基团的环氧化合物。例如，举例来说，可以是脂肪族多元醇的聚缩水甘油醚、脂肪族多元醇的环氧烷烃加成物的聚缩水甘油醚、脂肪族多元醇和脂肪族多元羧酸的聚酯多元醇的聚缩水甘油醚、脂肪族多元羧酸的聚缩水甘油醚、脂肪族多元醇和脂肪族多元羧酸的聚酯聚羧酸的聚缩水甘油醚、由丙烯酸缩水甘油酯或甲基丙烯酸缩水甘油酯的乙烯基聚合反应得到的二聚体、寡聚物或聚合物、或由丙烯酸缩水甘油酯或甲基丙烯酸缩水甘油酯与除了丙烯酸缩水甘油酯或甲基丙烯酸缩水甘油酯以外的乙烯基单体的乙烯基聚合反应得到的寡聚物或聚合物，并且优选地，可使用脂肪族多元醇或其环氧烷烃加成物的聚缩水甘油醚，但所述脂肪族环氧化合物不限于此。
作为所述脂肪族多元醇，例如，举例来说，可以是具有2至20、2至16、2至12、2至8或2至4个碳原子的脂肪族多元醇，并且例如，举例来说，可以是脂肪族二醇，例如乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、3-甲基-2,4-戊二醇、2,4-戊二醇、1,5-戊二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、2-甲基-2,4-戊二醇、2,4-二乙基-1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,7-庚二醇、3,5-庚二醇、1,8-辛二醇、2-甲基-1,8-辛二醇、1,9-壬二醇以及1,10-癸二醇；或可以是脂环族二醇，例如，环己烷二甲醇、环己二醇、氢化的双酚A以及氢化的双酚F；三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、己糖醇类、戊糖醇类、甘油、聚甘油、季戊四醇、二季戊四醇、四羟甲基丙烷等等。
此外，作为所述环氧烷烃，举例来说，可以是具有1至20、1至16、1至12、1至8或1至4个碳原子的环氧烷烃，并且例如，可以使用环氧乙烷、环氧丙烷或环氧丁烷等等。
进一步，作为所述脂肪族多元羧酸，例如，举例来说，可以是草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十二烷二酸、2-甲基琥珀酸、2-甲基己二酸、3-甲基己二酸、3-甲基戊二酸、2-甲基辛二酸、3,8-二甲基癸二酸、3,7-二甲基癸二酸、1,20-二十碳亚甲基二羧酸、1,2-环戊烷二羧酸、1,3-环戊烷二羧酸、1,2-环己烷二羧酸、1,3-环己烷二羧酸、1,4-环己烷二羧酸、1,4-亚甲基环己烷二羧酸、1,2,3-丙烷三羧酸、1,2,3,4-丁烷四羧酸、1,2,3,4-环丁烷四羧酸等等，但所述脂肪族多元羧酸不限于此。
优选地，本发明的第二环氧化合物可为含有一个或更多个缩水甘油醚基团的化合物，例如，可使用选自1,4-环己烷二甲醇二缩水甘油醚、1,4-丁二醇二缩水甘油醚、1,6-己二醇二缩水甘油醚、新戊基二缩水甘油醚、间苯二酚二缩水甘油醚、二乙二醇二缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、正丁基缩水甘油醚、2-乙基己基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚以及邻甲苯基缩水甘油醚中的一个或更多个作为本发明的第二环氧化合物。
同时，本发明不限于此，但是在本发明的情形中，特别优选地使用含有一个或更多个环氧化的脂肪环基团的第一环氧化合物以及含有一个或更多个缩水甘油醚基团的第二环氧化合物的组合作为所述环氧化合物。
当通过将基于聚乙烯醇的膜贴附于聚合物膜上形成层压材料时，拉伸所述层压材料。在这种情况下，所述拉伸以湿式拉伸的形式进行。在这种情况下，与干式拉伸相比，所述聚合物膜与所述基于聚乙烯醇的膜的表面剥离强度变强，使得拉伸可以稳定地进行，即使所述基于聚乙烯醇的膜没有使用另外的粘合方法贴附在所述聚合物膜上。
所述拉伸可与用碘和/或二向色性染料使基于聚乙烯醇的膜染色和/或将所述染色的碘和/或二向色性染料交联到所述基于聚乙烯醇的膜中的至少一个步骤一起进行。此外，用碘和/或二向色性染料使所述层压材料染色可在所述拉伸之前进行。
此外，通过在硼酸水溶液中进行拉伸，所述拉伸和将所述碘和/或二向色性染料交联到所述聚乙烯醇膜可同时进行。
例如，通过在包含碘和/或二向色性染料和硼酸的水溶液中进行拉伸，所述染色处理、交联处理和拉伸处理可同时进行。进一步，通过在所述拉伸之前将所述层压材料浸没在包含碘和/或二向色性染料的水溶液中进行所述染色之后，还可以通过将已完成染色的层压材料浸没在硼酸水溶液中并在所述硼酸水溶液中进行所述拉伸同时进行所述交联和所述拉伸。
同时，偏光器件的制备处理通常包括清洗、膨胀、染色、清洁、拉伸、加入互补色、干燥等等的处理，在本发明中，优选在硼酸水溶液中进行清洁和拉伸处理。更优选地，在所述清洗处理中，硼酸浓度可在0.1重量％至2.5重量％，优选0.5重量％至2.0重量％的范围内，并且在所述拉伸处理中，硼酸浓度可为1.0重量％至5.0重量％，优选1.0重量％至4.0重量％，并且更优选1.5重量％至3.5重量％的范围内。当在如上所述的硼酸水溶液中进行所述拉伸时，由于硼酸的交联，使得所述基于聚乙烯醇的膜的破损发生率下降，从而增强加工稳定性，而可能控制在所述基于聚乙烯醇的膜上生成的皱褶的量，这些皱褶容易产生在所述湿式加工期间。此外，与干式拉伸相比，以上拉伸的优点在于即使在低温下也可以进行拉伸。
同时，为了使所述偏光片更薄，优选地，进行所述拉伸以使得所述基于聚乙烯醇的膜具有10μm以下的厚度，例如，优选地，进行所述拉伸以使得所述基于聚乙烯醇的膜具有1μm至10μm，或3μm至10μm范围内的厚度。
此外，所述拉伸不限于以下范围，但是考虑到光学性质，特别优选地在20℃至85℃的温度下以5倍至15倍的拉伸率，优选地在40℃至80℃的温度下，并且更优选地在45℃至55℃的温度下以5倍至10倍的拉伸率进行拉伸。
此外，所述拉伸方法并无特别限制，并且例如，所述层压材料可以相对纵向方向(MD)单轴向拉伸，或所述层压材料还可以相对横向方向(TD)单轴向拉伸。进一步，当所述层压材料在所述横向方向(TD)上拉伸时，同时还可以产生双轴向地纵向方向(MD)的收缩。同时，在所述横向方向(TD)上拉伸所述层压材料的方法的实例包括通过拉幅机固定一个端的端固定单轴向拉伸法，而在所述纵向方向(MD)上拉伸所述层压材料的方法的实例包括辊间拉伸法、压缩拉伸法、自由端单轴拉伸法等等。同时，所述拉伸处理还可在多阶段进行，或者还可以通过进行双轴拉伸、斜向拉伸等等来实施。
同时，所述拉伸还可以以干式拉伸的形式进行。也即，本发明的满足式(1)和式(2)的层压材料甚至可以以干式拉伸的形式进行拉伸，更具体地，所述干式拉伸可在20℃至80℃的低温下以为5倍至15倍的范围内的拉伸率进行。
同时，如果需要，在所述拉伸后，所述拉伸的层压材料可进行干燥。在这种情况下，所述干燥不限于以下范围，但考虑到所述偏光片的光学性质，优选地在20℃至100℃，更优选地在40℃至90℃的范围内的温度下进行所述干燥，并且干燥时间优选地在1分钟至10分钟的范围内。所述干燥处理的作用是在偏光板的制备过程中通过除去聚乙烯醇表面上和内部的湿气防止基于聚乙烯醇的偏光片由于湿气物理性质劣化，并且通过在所述干燥过程中平缓地诱导拉伸的基于聚乙烯醇的膜的宽度收缩来增强所述偏光片的偏振度从而增强由聚乙烯醇和碘构成的复合物的定向性质。
当所述层压材料经历以上所述的处理后，然后经历拉伸处理，并可额外地将所述基于聚乙烯醇的膜从所述聚合物膜上分离。所述分离处理可以通过将弱的剥离强度施加到所述基于聚乙烯醇的膜以使基于聚乙烯醇的膜离开聚合物膜的方法来进行。在这种情况下，所述剥离强度优选地为2N/2cm以下，例如，可在0.1N/2cm至2N/2cm，或0.1N/2cm至1N/2cm的范围内。如上所述，在本发明的情形中，由于所述聚合物膜和所述基于聚乙烯醇的膜分离所需的剥离强度比使用涂布或共挤出法层压所述膜的情形所需的剥离强度小很多，所以可使两层膜在没有另外的处理或设备的情形下容易地分离，并使所述基于聚乙烯醇的膜的损坏在分离期间降到最低，从而呈现优异的光学性能。
如上所述，在本发明的情形中，由于所述聚合物膜和所述基于聚乙烯醇的膜分离所需的剥离强度比使用涂布或共挤出法层压所述膜的情形所需的剥离强度小很多，所以可使两层膜在没有另外的处理或设备之下容易地分离，并使所述基于聚乙烯醇的膜的损坏在分离期间降到最低，从而呈现优异的光学性能。
通过上述方法制备的本发明的薄偏光片的厚度为10μm以下，优选地在1μm至10μm的范围内，并且更优选地在3μm至10μm的范围内，该厚度非常小。因此，可使得包含所述偏光片的偏光板等等轻薄。
进一步，通过上述方法制备的本发明的薄偏光片，即使在这种很小的厚度下仍呈现优异的光学性质，例如单体透射率的范围为40％至43％，优选41.5％至42％，且偏振度为99.0％以上，优选地为99.5％以上，更优选地为99.8％以上。
特别地，通过上述方法制备的本发明的薄偏光片满足以下式(3)。一般而言，薄偏光片具有当单体透射率减少时则偏振度增加，而当单体透射率增加时则偏振度减少的光学性质。因此，问题在于薄偏光片在偏振度和单体透射率两方面无法具有较高的光学性质。然而，根据本发明的薄偏光片通过满足以下式(3)在偏振度和单体透射率两方面可具有较高的光学性质。
式(3)：DOP>-0.3179Ts2+26.012Ts-432.12
在式中(3)，DOP是偏振度，Ts是单体透射率，在这种情况下，Ts满足关系40.0<Ts<42.7。
同时，如上所述，可以通过将透明膜层压在本发明的偏光片的一个表面或两个表面上来形成偏光板。在这种情况下，所述偏光板的结构并无特别限制，只要所述偏光板包含本发明的偏光片即可，并且其可以为，例如，偏光片/保护膜、保护膜/偏光片、或保护膜/偏光片/保护膜等等。
在这种情况下，可提供所述保护膜以支撑和保护偏光片，并且保护膜由本领域中通常已知的各种材料形成，例如，可以使用基于纤维素的膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜、环烯烃聚合物(COP)膜以及基于丙烯酸的膜等等作为所述保护膜，但不以此为限。其中，考虑到光学性质、耐久性、经济效益等等，特别优选地使用基于丙烯酸的膜。
层压所述偏光片和所述保护膜的方法并无特别限制，并且可通过使用本领域熟知的粘合剂或胶粘剂等等来进行。在这种情况下，考虑到用于使用的保护膜等的材料，可以合适地选择所述胶粘剂或粘合剂，例如，当使用TAC作为保护膜时，可使用水性粘合剂，例如基于聚乙烯醇的粘合剂，而当使用丙烯酸膜或COP膜等作为保护膜时，可使用可光固化或可热固化的粘合剂，例如基于丙烯酸的粘合剂和基于环氧基的粘合剂。
同时，为了补偿光学相位差，所述偏光板还可以包括相位差膜。在这种情况下，在本发明中可以使用的相位差膜并无特别限制，根据各种液晶模式，可使用本领域中通常使用的相位差膜。
同时，根据本发明的偏光板可包含在多种显示器件中。例如，可将所述偏光板应用于例如液晶显示器(LCD)和有机发光器件(OLED)的各种显示器件中。
具体实施方式
下文中，将参照具体实施例更详细地描述本发明。
实施例1
通过将具有20μm厚度和407MPa模量的未拉伸的基于聚乙烯醇的膜(NipponSynthetic Chemical Industry Co.,Ltd.,M2001级20μm PVA膜)贴附到具有40μm厚度和908MPa模量的未拉伸的热塑性聚氨酯膜的两个表面上形成层压材料。同时，所述热塑性聚氨酯膜由通过使二苯基甲烷二异氰酸酯、1,4-丁二醇和己二酸反应制备的热塑性聚氨酯树脂构成。
所述层压材料上的染色处理在0.25重量％浓度的碘溶液中以及25℃下进行20秒。此后，拉伸的层压材料通过以下步骤制备：使所述层压材料在1.0重量％的硼酸溶液中在25℃下经历清洗处理15秒，并且然后在2.0重量％的硼酸溶液中在52℃下以及在MD方向上以6.0倍的拉伸率单轴向拉伸所得到的层压材料。
拉伸之后，在5重量％的碘化钾(KI)溶液中向所述层压材料添加互补色，然后在烘箱中80℃下进行干燥处理5分钟。干燥处理后，通过使所述基于聚乙烯醇的膜从所述聚合物膜剥离最终制备得到具有6.2μm厚度的基于聚乙烯醇的薄偏光片。
实施例2
除了通过将具有20μm厚度和407MPa模量的未拉伸的基于聚乙烯醇的膜(NipponSynthetic Chemical Industry Co.,Ltd.,M2001级20μm PVA膜)贴附到具有40μm厚度和956MPa模量的未拉伸的热塑性聚氨酯膜的两个表面上形成层压材料以外，以与实施例1中相同的方式制备具有6.8μm厚度的基于聚乙烯醇的薄偏光片。
实施例3
除了通过将具有20μm厚度和407MPa模量的未拉伸的基于聚乙烯醇的膜(NipponSynthetic Chemical Industry Co.,Ltd.,M2001级20μm PVA膜)贴附到具有60μm厚度和1064MPa模量的未拉伸的热塑性聚氨酯膜的两个表面上形成层压材料以外，以与实施例1中相同的方式制备具有6.1μm厚度的基于聚乙烯醇的薄偏光片。
对比实施例1
除了通过将具有20μm厚度和1781MPa模量的未拉伸的基于聚乙烯醇的膜(NipponSynthetic Chemical Industry Co.,Ltd.,M2000级20μm PVA膜)贴附到具有40μm厚度和908MPa模量的未拉伸的热塑性聚氨酯膜的两个表面上形成层压材料，并且然后通过将所述层压材料浸没在染色溶液中15秒以进行染色以外，以与实施例1中相同的方式制备具有5.3μm厚度的基于聚乙烯醇的薄偏光片。
对比实施例2
除了通过将具有20μm厚度和1781MPa模量的未拉伸的基于聚乙烯醇的膜(NipponSynthetic Chemical Industry Co.,Ltd.,M2000级20μm PVA膜)贴附到具有40μm厚度和908MPa模量的未拉伸的热塑性聚氨酯膜的两个表面上形成层压材料以外，以与实施例1中相同的方式制备具有5.3μm厚度的基于聚乙烯醇的薄偏光片。
对比实施例3
除了通过将具有20μm厚度和1781MPa模量的未拉伸的基于聚乙烯醇的膜(NipponSynthetic Chemical Industry Co.,Ltd.,M2000级20μm PVA膜)贴附到具有40μm厚度和908MPa模量的未拉伸的热塑性聚氨酯膜的两个表面上形成层压材料，并且然后通过将所述层压材料浸没在染色溶液中25秒以进行染色以外，以与实施例1中相同的方式制备具有5.3μm厚度的基于聚乙烯醇的薄偏光片。
对比实施例4
除了通过将具有20μm厚度和1781MPa模量的未拉伸的基于聚乙烯醇的膜(NipponSynthetic Chemical Industry Co.,Ltd.,M2000级20μm PVA膜)贴附到具有40μm厚度和908MPa模量的未拉伸的热塑性聚氨酯膜的两个表面上形成层压材料，并且然后通过将所述层压材料浸没在染色溶液中30秒以进行染色以外，以与实施例1中相同的方式制备具有5.3μm厚度的基于聚乙烯醇的薄偏光片。
对比实施例5
除了通过将具有20μm厚度和1781MPa模量的未拉伸的基于聚乙烯醇的膜(NipponSynthetic Chemical Industry Co.,Ltd.,M2000级20μm PVA膜)贴附到具有60μm厚度和1064MPa模量的未拉伸的热塑性聚氨酯膜的两个表面上形成层压材料以外，以与实施例1中相同的方式制备具有4.9μm厚度的基于聚乙烯醇的薄偏光片。
对比实施例6
除了通过将具有20μm厚度和407MPa模量的未拉伸的基于聚乙烯醇的膜(NipponSynthetic Chemical Industry Co.,Ltd.,M2001级20μm PVA膜)贴附到具有50μm厚度和200MPa模量的未拉伸的聚丙烯膜(R&F Co.,Ltd.,MPL)的两个表面上形成层压材料以外，以与实施例1中相同的方式制备具有5.8μm厚度的基于聚乙烯醇的薄偏光片。
实验实施例1-未拉伸的聚合物膜和基于聚乙烯醇的膜的物理性质的测量
测量实施例1和实施例2以及对比实施例1至6中使用的未拉伸的聚合物膜和基于聚乙烯醇的膜是否满足本发明的式(1)以及式(2)，其结果显示于以下[表1]中。在这种情况下，使用拉力强度计(Zwick/Roell Z010UTM)测量模量，并且使用厚度测量设备(TESA Mu-hite电子高度计100mm)测量厚度。[表1]
分类 Esub'/dsub' EPVA/dPVA (EPVA/dPVA)/(Esub'/dsub')
实施例1 22.7 20.4 0.896
实施例2 23.9 20.4 0.851
实施例3 17.7 20.4 1.148
对比实施例1 22.7 89.1 3.923
对比实施例2 22.7 89.1 3.923
对比实施例3 22.7 89.1 3.923
对比实施例4 22.7 89.1 3.923
对比实施例5 17.7 89.1 5.022
对比实施例6 4.0 20.4 5.103
在[表1]中，Esub’为未拉伸的聚合物膜的模量，dsub’为所述未拉伸的聚合物膜的厚度，EPVA为未拉伸的基于聚乙烯醇的膜的模量，并且dPVA为所述未拉伸的基于聚乙烯醇的膜的厚度。
如[表1]所示，可以看到实施例1至3同时满足本发明的式(1)以及式(2)，而对比实施例1至5不满足式(2)，并且对比实施例6同时不满足式(1)以及式(2)。
实验实施例2-光学性质的测量
在实施例1至3以及对比实施例1至6中，使用JASCO V-7100分光光度计测量所制备的薄偏光片的光学性质，并显示于以下[表2]中。此外，在实施例1至3和对比实施例1至6中，显示所制备的薄偏光片的单体透射率和偏振度之间的关系的曲线图显示在以下图2中。
[表2]
在[表2]中，单体透射率表示单个偏光片的透射率，偏振度表示为[(Tp-Tc)/(Tp+Tc)]0.5，Tp表示两个偏光板的平行透射率，以及Tc表示两个偏光板的正交透射率。
进一步，在所述单一颜色和正交颜色中，单一颜色a和b和所述正交颜色a和b的数值分别表示使用色差仪测量单个偏光片的颜色得到的数值以及在一对偏光片以其吸收轴彼此正交的状态布置时，使用色差仪测量颜色得到的数值。
此外，颜色a和b表示在CIE坐标体系中表达颜色的数值，并且更具体地，颜色a的数值以a＝500[(X/Xn)1/3-(Y/Yn)1/3]计算，并且+a和-a分别指红色和绿色。此外，颜色b的数值以b＝200[(Y/Yn)1/3-(Z/Zn)1/3]计算，并且+b和-b分别指黄色和蓝色。(此处，Xn、Yn和Zn对应于参照白色的X、Y和X)。
也即，单一颜色a和b的数值表示在CIE坐标体系中颜色a和b的数值，其中单个偏光片的颜色使用色差仪测量，而所述正交颜色a和b的数值分别表示在一对偏光片以其吸收轴彼此正交的状态布置时，通过使用色差仪测量颜色得到的在CIE坐标体系中颜色a和b的数值。
如[表2]和以下图2中所示，可以看到，与通过对比实施例1至6的制备方法制备的薄偏光片不同，通过实施例1至3的制备方法制备的薄偏光片即使单体透射率较高时(例如在41.5％至42.0％的范围内)，仍具有99.8％以上的优异的偏振度，并且据此，根据本发明可以制备单体透射率以及偏振度同时优异的薄偏光片。
如上所述，已对本发明的示例性实施方式进行了详细的描述，但是对于本领域的普通技术人员显而易见的是本发明的范围不限于此，并且在不偏离在权利要求书中所描述的本发明的技术精神的情况下，可以做出各种修改和变化。
[附图标记说明]
H：夹持部
A：基于聚乙烯醇的膜
B：聚合物膜
MD：纵向拉伸方向
DOP：偏振度
Ts：单体透射率

Claims (7)

1.一种薄偏光片的制备方法，所述方法包括：
通过将未拉伸的基于聚乙烯醇的膜贴附至未拉伸的聚合物膜的至少一个表面上，形成满足下列式(1)以及式(2)的层压材料；以及
通过拉伸所述层压材料形成拉伸的层压材料，
其中，所述未拉伸的聚合物膜包括基于热塑性聚氨酯的树脂，
其中，所述聚合物膜的模量为50MPa至4,000MPa，并且其厚度为20μm至100μm，并且
其中，所述基于聚乙烯醇的膜的模量为50MPa至4,000MPa，并且其厚度为10μm至60μm：
式(1)：
式(2)：
在式(1)以及式(2)中，Esub’为聚合物膜的模量，dsub’为所述聚合物膜的厚度，EPVA为基于聚乙烯醇的膜的模量，并且dPVA为所述基于聚乙烯醇的膜的厚度。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述聚合物膜和所述基于聚乙烯醇的膜通过使用所述膜的表面上的弱引力或粘合剂彼此贴附。
3.如权利要求1所述的方法，其中，所述拉伸在20℃至85℃的温度下，以5倍至15倍的拉伸率进行。
4.如权利要求1所述的方法，其中，所述拉伸在硼酸浓度为1重量％至5重量％的硼酸水溶液中进行。
5.如权利要求1所述的方法，进一步包括：
在形成所述拉伸的层压材料之前，用碘以及二向色性染料中的至少一种对所述层压材料染色。
6.如权利要求1所述的方法，进一步包括：
在形成所述拉伸的层压材料之后，从聚合物膜分离所述基于聚乙烯醇的膜。
7.如权利要求6所述的方法，其中，通过施加2N/2cm以下的剥离强度将所述基于聚乙烯醇的膜从所述聚合物膜分离。
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