CN110488407A - 局部具有偏振差异的偏光片及其制备方法 - Google Patents

局部具有偏振差异的偏光片及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了局部具有偏振差异的偏光片，其特征在于，具有能够调节偏振度的区域，能够调节偏振度的区域在用碱性溶液处理后，再用染色溶液进行染色；能够调节偏振度的区域的透过率为43.0％‑93.0％，偏振度为0.0％‑99.9％。本发明还公开了上述偏光片的制备方法。本发明的偏光片能够根据实质需要设置偏光片上能够调节偏振度的区域，从而获得不同形状、不同大小的能够调节偏振度的区域，满足显示器件不同部位对偏光片的透过率和偏振度的要求；而且制备方法简单，可操作性强。

Description

局部具有偏振差异的偏光片及其制备方法
技术领域
本发明涉及偏光片的技术领域，尤其涉及局部具有偏振差异的偏光片及其制备方法。
背景技术
偏光片是产生偏振光的光学功能薄膜，液晶面板的成像必须依靠偏振光，因而偏光片是液晶面板的关键零件。单面TAC偏光片的基本结构是由下列膜材依次复合而成：三醋酸纤维素(TAC)、聚乙烯醇(PVA)、压敏胶(PSA)、离型膜；其中起到偏振作用的是PVA，PVA侧复合具有高光透过率、并有一定机械强度的TAC薄膜进行保护。
随着OLED屏幕、全面屏技术的出现和发展，对智能手机、平板电脑、彩电的外形、使用体验感等不断提出更高的技术需求。为了满足市场全面屏需求，显示屏由矩形产品发展为打孔、水滴、U型、美人尖等异型产品，增加屏幕占比的同时还需要保证前置摄像头、光传感器等部件安装位置的光的穿透性能。为了适应异型显示屏，偏光片需要对前置摄像头、光传感器等部件的位置进行异型磨边打孔、激光切割等精细加工，加工步骤复杂，加工效率较低，对下游客户使用工艺要求高，全贴合良率也受到影响，从而增加了产品的成本，降低企业的竞争力。
因此，开发局部具有偏振差异的偏光片，能够减少磨边打孔、激光切割打孔，异型磨边等工序，降低产品生产成本，增加企业的市场竞争力，同时，也符合目前智能产品全面屏、屏幕下摄像、一体化的市场需求。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于：提供局部具有偏振差异的偏光片，能够根据实质需要设置偏光片上能够调节偏振度的区域，从而获得不同形状、不同大小的能够调节偏振度的区域，满足显示器件不同部位对偏光片的透过率和偏振度的要求。
本发明的目的之二在于：提供本发明目的之一的局部具有偏振差异的偏光片的制备方法。制备方法简单，操作性强。
本发明的目的之一采用如下技术方案实现：
局部具有偏振差异的偏光片，其特征在于，具有能够调节偏振度的区域，所述能够调节偏振度的区域在用碱性溶液处理后，再用染色溶液进行染色；所述能够调节偏振度的区域的透过率为43.0％-93.0％，偏振度为0.0％-99.9％。
本发明的目的之二采用如下技术方案实现：
本发明目的之一的局部具有偏振差异的偏光片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
去偏振的步骤：将PVA层的一面与下TAC层复合；在PET层上打孔，然后将PVA层的另一面与PET层复合，PVA层上设有所述能够调节偏振度的区域，复合后PET层上的孔与所述能够调节偏振度的区域重合，从而获得复合膜；用碱性溶液处理复合膜，得到局部失去偏振作用的复合膜；
清洗、染色和烘干的步骤：清洗所述局部失去偏振作用的复合膜，然后用染色溶液对其进行染色，再次清洗，烘干，得到局部偏振差异的复合膜；
后处理的步骤：将所述局部偏振差异的复合膜进行后处理，得到局部具有偏振差异的偏光片。
进一步地，所述后处理的步骤中，后处理为将所述局部偏振差异的复合膜上的PET层剥离，对PVA层进行电晕处理，然后在PVA层上涂布PSA层，然后固化。
进一步地，所述后处理的步骤中，后处理为将所述局部偏振差异的复合膜上的PET层剥离，在PVA层上复合上TAC层，在上TAC层的表面涂布PSA层，然后固化。
进一步地，所述去偏振的步骤中，所述碱性溶液为氢氧化钾和氢氧化钠中的一种或两种混合；所述碱性溶液处理的温度为20-60℃，所述碱性溶液处理的时间为3-600s，所述碱性溶液的浓度质量分数为1.0％-40.0％。
进一步地，所述清洗、染色和烘干的步骤中，所述染色溶液为聚乙烯醇碘和/或二向色性染料。
进一步地，所述清洗、染色和烘干的步骤中，所述染色溶液为碘、碘化钾和硼酸中的一种或两种以上混合；染色的温度为20-60℃，染色的时间为1-600s，染色溶液的浓度质量分数为0.01％-10.00％。
进一步地，所述去偏振的步骤中，所述碱性溶液对复合膜进行处理的方式为点滴、浸渍、浸泡、印刷和喷涂中的一种或两种以上组合。
进一步地，所述清洗、染色和烘干的步骤中，清洗的溶剂为碘化钾、硼酸、乙醇和乙酯中的一种或两种以上混合；烘干是在烘箱中进行，烘干的温度为35-65℃，烘干的时间为5-20s。
进一步地，电晕处理的功率为3000-3400W，车速滚动为15-20m/min。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
1、本发明通过在PVA素子面上涂布碱性溶液，使碱性溶液破坏硼酸与PVA素子大分子交联的多碘离子体(I5-B(OR)X-PVA)，使B离子键与PVA、I5 -之间的链断裂，具有偏光性能的多碘离子I5 -转化为I3 -.I2、I3 -、I2、I-，同时I2与碱性溶液发生歧化反应，转化为不具有偏光性能的I-、IO-。
反应式为：
常温：I2+2NaOH＝＝NaI+NaIO+H2O，
加热：3I2+6NaOH＝＝5NaI+NaIO3+3H2O；
最终使得PVA素子失去偏振效果，从而使偏光片的透过率大幅度提高。
2、本发明通过使用碘、碘化钾和硼酸作为染色溶液，对失去偏振效果的PVA素子进行染色，形成I3 -离子和I5 -离子等二向色性染料，使失去偏振效果的PVA素子重新获得不同程度的偏振作用，其中碘与多碘离子在PVA内部的转化与平衡为：
3.本发明通过对PVA素子进行电晕处理，能够增加偏光片的粘合性，降低出现收缩、粘不牢的不良率，提高偏光片的合格率，减少材料的浪费，节省生产的成本。
4.本发明通过用碱性溶液处理PVA素子，使PVA素子失去偏振作用，然后对PVA素子进行染色，可以使PVA素子恢复偏振作用；并且通过调整染色的温度、时间以及染色溶液的浓度质量分数，实现调节偏光片局部偏振差异区域的偏振度和透过率。
5.本发明通过调节偏光片局部偏振差异区域的偏振度和透过率，满足屏幕不同部位对偏振度和透过率的需求，不需要在偏光片要求高透过率的地方进行机械物理切割、激光切割打孔，真正意义上实现全面屏，符合目前智能产品全面屏、一体化的市场需求。本发明能够减少异型磨边打孔、激光切割等工序，从而减少下游的生产工序及投入，降低生产成本，提高企业竞争力。
具体实施方式
下面，结合具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。所采用的设备和原料等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。
局部具有偏振差异的偏光片，具有能够调节偏振度的区域，能够调节偏振度的区域在用碱性溶液处理后，再用染色溶液进行染色；能够调节偏振度的区域的透过率为43.0％-93.0％，偏振度为0.0％-99.9％。
上述局部具有偏振差异的偏光片的制备方法，包括以下步骤：
去偏振的步骤：将PVA层的一面与下TAC层复合；在PET层上打孔，然后将PVA层的另一面与PET层复合，PVA层上设有能够调节偏振度的区域，复合后PET层上的孔与能够调节偏振度的区域重合，从而获得复合膜；用碱性溶液处理复合膜，得到局部失去偏振作用的复合膜；
PVA层透过PET层的孔与碱性溶液接触，PVA层只有与碱性溶液接触的区域，其透过率、偏振度才有明显的改变，PVA层经过碱性溶液处理后，光学性能与常规TAC接近。能够调节偏振度的区域的位置、形状以及面积大小，可根据感光设备的位置、形状和大小设计。通过调整碱性溶液的用量、调整碱性溶液与PVA层接触面积的大小和形状，或者调整PET层上的孔的形状和大小可以控制能够调节偏振度的区域的形状与大小。
清洗、染色和烘干的步骤：清洗局部失去偏振作用的复合膜，然后用染色溶液对其进行染色，再次清洗，烘干，得到局部偏振差异的复合膜；
后处理的步骤：将局部偏振差异的复合膜进行后处理，得到局部具有偏振差异的偏光片。
作为进一步的实施方式，后处理的步骤中，后处理为将局部偏振差异的复合膜上的PET层剥离，对PVA层进行电晕处理，然后在PVA层上涂布PSA层，然后固化。
作为进一步的实施方式，后处理的步骤中，后处理为将局部偏振差异的复合膜上的PET层剥离，在PVA层上复合上TAC层，在上TAC层的表面涂布PSA层，然后固化。
作为进一步的实施方式，去偏振的步骤中，碱性溶液为氢氧化钾和氢氧化钠中的一种或两种混合；碱性溶液处理的温度为20-60℃，碱性溶液处理的时间为3-600s，碱性溶液的浓度质量分数为1.0％-40.0％。
作为进一步的实施方式，清洗、染色和烘干的步骤中，染色溶液为聚乙烯醇碘和/或二向色性染料。
作为进一步的实施方式，清洗、染色和烘干的步骤中，染色溶液为碘、碘化钾和硼酸中的一种或两种以上混合；染色的温度为20-60℃，染色的时间为1-600s，染色溶液的浓度质量分数为0.01％-10.00％。
通过调节染色的温度、时间、染色溶液的浓度质量分数能够调节偏光片的偏振度和透过率。
作为进一步的实施方式，去偏振的步骤中，碱性溶液对复合膜进行处理的方式为点滴、浸渍、浸泡、印刷和喷涂中的一种或两种以上组合。
印刷可以采用打印、印花等方式；使用点滴、浸泡方式时，一般先在PVA层上覆盖打了孔的PET层，PVA层通过PET层的孔与碱性溶液反应，从而使偏光片的局部区域失去偏振作用。
作为进一步的实施方式，清洗、染色和烘干的步骤中，清洗的溶剂为碘化钾、硼酸、乙醇和乙酯中的一种或两种以上混合；烘干是在烘箱中进行，烘干的温度为35-65℃，烘干的时间为5-20s。
作为进一步的实施方式，电晕处理的功率为3000-3400W，车速滚动为15-20m/min。
实施例1：
局部具有偏振差异的偏光片，包括依次复合的下TAC层、PVA层、上TAC层，上TAC层表面涂布有PSA层。PVA层上具有能够调节偏振度的区域。
上述局部具有偏振差异的偏光片的制备方法：
去偏振的步骤：将PVA层的一面与下TAC层复合；在PET层上打孔，然后将PVA层的另一面与PET层复合，PVA层上设有能够调节偏振度的区域，复合后PET层上的孔与能够调节偏振度的区域重合，从而获得复合膜；用碱性溶液处理复合膜，得到局部失去偏振作用的复合膜；
碱性溶液为氢氧化钾和氢氧化钠，碱性溶液处理的温度为20℃，碱性溶液处理的时间为3s，碱性溶液的浓度质量分数为1.0％。碱性溶液对复合膜进行处理的方式为印刷。
清洗、染色和烘干的步骤：清洗局部失去偏振作用的复合膜，然后用染色溶液对其进行染色，再次清洗，烘干，得到局部偏振差异的复合膜；
染色溶液为碘、碘化钾和硼酸；染色的温度为20℃，染色的时间为1s，染色溶液的浓度质量分数为0.01％。
清洗的溶剂为乙醇和乙酯；
烘干是在烘箱中进行，烘干的温度为35℃，烘干的时间为5s。
后处理的步骤：将局部偏振差异的复合膜上的PET层剥离，在PVA层上复合上TAC层，在上TAC层的表面涂布PSA层，然后固化，得到局部具有偏振差异的偏光片。
实施例2：
局部具有偏振差异的偏光片，依次包括下TAC层、PVA层和PSA层。PVA层上具有能够调节偏振度的区域。
上述局部具有偏振差异的偏光片的制备方法：
去偏振的步骤：将PVA层的一面与下TAC层复合；在PET层上打孔，然后将PVA层的另一面与PET层复合，PVA层上设有能够调节偏振度的区域，复合后PET层上的孔与能够调节偏振度的区域重合，从而获得复合膜；用碱性溶液处理复合膜，得到局部失去偏振作用的复合膜；
碱性溶液为氢氧化钾，碱性溶液处理的温度为60℃，碱性溶液处理的时间为600s，碱性溶液的浓度质量分数为40.0％。碱性溶液对复合膜进行处理的方式为点滴。
清洗、染色和烘干的步骤：清洗局部失去偏振作用的复合膜，然后用染色溶液对其进行染色，再次清洗，烘干，得到局部偏振差异的复合膜；
染色溶液为碘和碘化钾；染色的温度为60℃，染色的时间为600s，染色溶液的浓度质量分数为10.00％。
清洗的溶剂为碘化钾和硼酸；
烘干是在烘箱中进行，烘干的温度为65℃，烘干的时间为20s。
后处理的步骤：将局部偏振差异的复合膜上的PET层剥离，对PVA层进行电晕处理，然后在PVA层上涂布PSA层，然后固化，得到局部具有偏振差异的偏光片。电晕处理的功率为3000W，车速滚动为20m/min。
实施例3：
局部具有偏振差异的偏光片，包括依次复合的下TAC层、PVA层、上TAC层，上TAC层表面涂布有PSA层。PVA层上具有能够调节偏振度的区域。
上述局部具有偏振差异的偏光片的制备方法：
去偏振的步骤：将PVA层的一面与下TAC层复合；将碱性溶液直接打印在PVA层另一面的能够调节偏振度的区域，得到局部失去偏振作用的复合膜；
碱性溶液为氢氧化钠，碱性溶液处理的温度为40℃，碱性溶液处理的时间为300s，碱性溶液的浓度质量分数为20.0％。
清洗、染色和烘干的步骤：清洗局部失去偏振作用的复合膜，然后将染色溶液直接打印在PVA层的能够调节偏振度的区域，再次清洗，烘干，得到局部偏振差异的复合膜；
染色溶液为碘、碘化钾和硼酸；染色的温度为30℃，染色的时间为180s，染色溶液的浓度质量分数为5.00％。
清洗的溶剂为乙醇和乙酯；
烘干是在烘箱中进行，烘干的温度为55℃，烘干的时间为15s。
后处理的步骤：在局部偏振差异的复合膜的PVA层上复合上TAC层，在上TAC层的表面涂布PSA层，然后固化，得到局部具有偏振差异的偏光片。
对比例1：
一种偏光片，采用常规的偏光片的制备方法制备而成，即PVA层不经过碱性溶液处理，将PVA层分别与上TAC层、下TAC层复合，然后在上TAC层上面涂布PSA层。
对比例2：
一种完全退偏的偏光片，其制备方法包括以下步骤：
去偏振的步骤：将PVA层的一面与TAC层复合，PVA层的另一面与经过打孔处理的PET层复合，获得复合膜，然后将氢氧化钾透过PET层的打孔区域印刷在PVA层上，得到局部退偏复合膜；
清洗、烘干的步骤：将局部退偏复合膜用硼酸、碘化钾溶液进行清洗，然后在烘箱中烘干，烘干的温度为55℃，烘干的时间为15s，得到干燥的局部退偏复合膜；
后处理的步骤：将干燥的局部退偏复合膜上的PET层剥离，对PVA层进行电晕处理，电晕的功率为3000W，车速滚动为15m/min。然后在PVA层上涂布PSA层，固化，得到完全退偏的偏光片。
性能测试：使用岛津UV-3150仪器进行光学测试，测得对比例2的偏光片的透过率为90.0％～93.0％，偏振度为0.0％～3.0％。
验证实施例：
将实施例1-3、对比例1的偏光片使用岛津UV-3150仪器进行光学测试，测试偏光片的透过率、色调a、色调b、偏振度、亮度等性能，测试结果见表1。
表1为实施例1-3、对比例1制得的偏光片的性能测试结果
检测项目 透过率(％) 色调a(NBS) 色调b(NBS) 偏振度(％) 亮度(％)
对比例1 41.52 -1.15 3.61 99.99 70.00
实施例1 91.12 -0.18 0.55 0.30 96.46
实施例2 78.76 0.77 0.41 15.14 91.12
实施例3 57.76 -2.07 -11.02 55.85 80.61
从表1可以看出，实施例1-3的偏光片与对比例1的常规偏光片在透过率、色调a、色调b、偏振度和亮度等性能上存在极大差异。
实施例1-3的偏光片的透过率、色调a、色调b、偏振度、亮度等性能可以通过调节染色的温度和时间、调节染色溶液的种类和浓度质量分数进行调节。实施例1-3偏光片的偏振度、透过率和亮度经过调节后，能够接近对偏光片进行机械物理切割、激光切割打孔所达到的偏振度、透过率和亮度，从而满足传统屏上的摄影、感光、感应器等设备对透过率的要求，还能满足全面屏的盲孔、屏幕下摄影、感光、感应器等设备对偏振度和透过率的需求。
对比例2制得的偏光片在用碱性溶液进行完全去除偏振作用之后，没有对其进行染色处理，其不能调节PVA层上的能够调节偏振度的区域的偏振度和透过率。对比例2制得的偏光片的透过率为90.0％～93.0％，偏振度为0.0％～3.0％。而本发明制得的偏光片的透过率为43％～93.0％，偏振度为0.0％～99.9％。可见，本发明制得的偏光片，其透过率和偏振度的可调节范围十分广泛，能够满足不同感光设备对偏振度和透过率的不同要求。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.局部具有偏振差异的偏光片，其特征在于，具有能够调节偏振度的区域，所述能够调节偏振度的区域在用碱性溶液处理后，再用染色溶液进行染色；所述能够调节偏振度的区域的透过率为43.0％-93.0％，偏振度为0.0％-99.9％。
2.根据权利要求1所述的局部具有偏振差异的偏光片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
去偏振的步骤：将PVA层的一面与下TAC层复合；在PET层上打孔，然后将PVA层的另一面与PET层复合，PVA层上设有所述能够调节偏振度的区域，复合后PET层上的孔与所述能够调节偏振度的区域重合，从而获得复合膜；用碱性溶液处理复合膜，得到局部失去偏振作用的复合膜；
清洗、染色和烘干的步骤：清洗所述局部失去偏振作用的复合膜，然后用染色溶液对其进行染色，再次清洗，烘干，得到局部偏振差异的复合膜；
后处理的步骤：将所述局部偏振差异的复合膜进行后处理，得到局部具有偏振差异的偏光片。
3.根据权利要求2所述的局部具有偏振差异的偏光片的制备方法，其特征在于，所述后处理的步骤中，后处理为将所述局部偏振差异的复合膜上的PET层剥离，对PVA层进行电晕处理，然后在PVA层上涂布PSA层，然后固化。
4.根据权利要求2所述的局部具有偏振差异的偏光片的制备方法，其特征在于，所述后处理的步骤中，后处理为将所述局部偏振差异的复合膜上的PET层剥离，在PVA层上复合上TAC层，在上TAC层的表面涂布PSA层，然后固化。
5.根据权利要求2所述的局部具有偏振差异的偏光片的制备方法，其特征在于，所述去偏振的步骤中，所述碱性溶液为氢氧化钾和氢氧化钠中的一种或两种混合；所述碱性溶液处理的温度为20-60℃，所述碱性溶液处理的时间为3-600s，所述碱性溶液的浓度质量分数为1.0％-40.0％。
6.根据权利要求2所述的局部具有偏振差异的偏光片的制备方法，其特征在于，所述清洗、染色和烘干的步骤中，所述染色溶液为聚乙烯醇碘和/或二向色性染料。
7.根据权利要求2所述的局部具有偏振差异的偏光片的制备方法，其特征在于，所述清洗、染色和烘干的步骤中，所述染色溶液为碘、碘化钾和硼酸中的一种或两种以上混合；染色的温度为20-60℃，染色的时间为1-600s，染色溶液的浓度质量分数为0.01％-10.00％。
8.根据权利要求2所述的局部具有偏振差异的偏光片的制备方法，其特征在于，所述去偏振的步骤中，所述碱性溶液对复合膜进行处理的方式为点滴、浸渍、浸泡、印刷和喷涂中的一种或两种以上组合。
9.根据权利要求2所述的局部具有偏振差异的偏光片的制备方法，其特征在于，所述清洗、染色和烘干的步骤中，清洗的溶剂为碘化钾、硼酸、乙醇和乙酯中的一种或两种以上混合；烘干是在烘箱中进行，烘干的温度为35-65℃，烘干的时间为5-20s。
10.根据权利要求3所述的局部具有偏振差异的偏光片的制备方法，其特征在于，电晕处理的功率为3000-3400W，车速滚动为15-20m/min。
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