CN114035257A - 一种强耐候性偏光板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种强耐候性偏光板及其制备方法，涉及偏光板技术领域，偏光板包括偏光层以及覆于偏光层至少一面的保护层，保护层为透湿疏水层；偏光板的制备方法包括步骤：对偏光层和高透湿率疏水层进行化学或物理处理，在处理后的偏光层的至少一面贴合处理后的高透湿率疏水层作为保护层，对贴合完成的半成品进行活性能量射线固化和烘箱处理，即得强耐候性偏光板。本发明通过采用兼具低吸湿性与高透湿率性能的透湿疏水层作为偏光片的保护层，有效改善偏光板产品的耐候性。

Description

一种强耐候性偏光板及其制备方法
技术领域
本发明属于偏光板技术领域，具体涉及一种强耐候性偏光板及其制备方法。
背景技术
偏光板是液晶显示装置(LCD)的重要组成部分，一般贴附在液晶玻璃的上下片上，广泛地应用于电视、平板、移动电话显示器中。偏光板成品由多层膜贴合而成，基本结构是中间一层经过碘染色的PVA单轴拉伸膜，PVA膜通过染色浸入具有光二向性的碘离子，实现偏光效果，上下两层PVA保护层与PVA贴合，保护PVA。以往，在选用TAC系膜材作为保护层时，由于TAC系膜材具有极高的吸湿性，透湿率为500～1500g/(0.2827m2*24h)，导致大量水分通过TAC系膜材进入PVA后，偏光板的光学及外观耐候性差。现有解决措施为使用疏水性膜材作为PVA保护膜，对于现有的一般的疏水性膜材，透湿率为0～50g/(0.2827m2*24h)，当选用现有的疏水性膜材进行搭配时，虽然其抗水汽性能较好，可以防止水分从外部侵入；但是在高温条件下，由于其透湿率过低，水分难以逸出，促进偏振器中的硼酸桥的水解自身的水分引起偏光片光学的劣化，故在高温条件下偏光片成品易发生偏红的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种强耐候性偏光板及其制备方法，通过采用兼具低吸湿性与高透湿率性能的透湿疏水层作为偏光片的保护层，有效改善偏光板产品的耐候性。
本发明提供了如下的技术方案：
一种强耐候性偏光板，包括偏光层以及覆于偏光层至少一面的保护层，所述保护层为透湿疏水层。
进一步的，所述透湿疏水层为改性丙烯酸系树脂薄膜或环状聚烯烃系树脂薄膜，改性方式为采用加成反应或取代反应向丙烯酸系树脂或环状聚烯烃系树脂引入亲水基团。
进一步的，所述透湿疏水层为改性环戊烯类树脂薄膜，即改性环戊烯类树脂溶液通过延流法加工制成。
进一步的，所述透湿疏水层的透湿率数值为150～300g/(0.2827m2*24h)，幅宽优选为1330～2700mm，收卷卷长优选为3000～12000m，厚度为20～45μm，全透过率≥90％，雾度≤1.6％，位相差R0为45～55nm，面外相位延迟Rth为25～135nm，接触角＜90°。
进一步的，包括偏光层以及通过粘接剂粘接于偏光层两侧的上保护层和下保护层，所述上保护层表面覆有外保护膜，所述下保护层表面依次覆有PSA胶和离型膜，所述上保护层和下保护层中的至少一层为透湿疏水层。
进一步的，所述上保护层和下保护层中的一层为透湿疏水层，另一层为亚克力材料、聚对苯二甲酸乙二醇酯材料、纤维素酯树脂材料、纤维素树脂材料、环烯烃类树脂材料中的一种或几种。
进一步的，包括偏光层以及通过粘接剂粘接于偏光层一侧的上保护层，所述偏光层的另一侧依次覆有PSA胶和离型膜，所述上保护层为透湿疏水层，所述上保护层表面覆有外保护膜。
进一步的，所述外保护膜为聚对苯二甲酸乙二醇酯膜及聚乙烯膜。
进一步的，所述粘接剂可以为水系胶粘剂，主要成分为PVA粉末和水，也可采用活性能量射线固化型粘合剂，优选为紫外线固化型。
进一步的，所述偏光层为与光学补偿薄膜一体化的偏光片或贴合有相位差板的液晶显示器用二向色性型多卤素偏光片，其原料为聚乙烯醇膜。
进一步的，所述PSA胶包含一定含量的丙烯酸类主剂、EAC、抗静电剂、偶联剂、固化剂等，具有良好的耐候性能。
进一步的，所述离型膜为表面覆着离型剂的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜，主要起保护PSA胶层的作用。
一种所述的强耐候性偏光板的制备方法，包括以下步骤：
对偏光层和透湿疏水层进行化学或物理处理；
在处理后的偏光层的至少一面贴合处理后的透湿疏水层作为保护层；
对贴合完成的半成品进行活性能量射线固化和高温烘箱处理，即得强耐候性偏光板。
进一步的，偏光层为PVA偏光层，对PVA偏光层的化学或物理处理步骤包括：对PVA原膜进行膨润；膨润后进行染色，染色槽中含有KI/I2/HB，KI浓度为0～1％，I2浓度为0～0.5％，HB浓度为0～1％，pH为3～5，染色温度为22～35℃，滞留时间为50～90秒；染色后进行架桥，架桥槽中KI浓度为1.8～2.5％，HB浓度为3.5～4.5％，pH为3～5，温度为25～35℃，滞留时间为20～40秒；架桥后进行延伸，延伸槽中KI浓度为3.6～4.2％，HB浓度为3.3～3.8％，总拉伸倍率为6～7倍，延伸温度为55～65℃，滞留时间为50～100秒；延伸后进行色相调整，调整槽中KI浓度为3.6～4.2％，HB浓度＜0.7％，pH为3～5，温度为25～30℃，滞留时间为20～40秒；最后进入烘箱调整含水率。
进一步的，对透湿疏水层的化学或物理处理步骤包括：将高透湿率疏水材料置于烘箱干燥，烘箱温度为70～100℃，停留时间为10～60秒，处理后的透湿疏水层从出烘箱到与偏光层贴合的时间间隔为30～280秒。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明提供的偏光板，以透湿疏水层为保护层覆于偏光层的至少一面，耐候性强，透湿疏水层具有高透湿性能，透湿率数值为150～300g/(0.2827m2*24h)，水汽易从薄膜内部向外透出，因此有利于将水汽的不利影响降至较小水平，有利于成品偏光板的光学表现，而且有利于解决贴附后的面板在高温条件下显示偏红的问题；同时，透湿疏水层具有疏水性能，所以较TAC系亲水材的吸湿程度更低，水汽不易从外界向薄膜内部扩散，可有效阻隔水汽的干扰，降低偏光板的形变程度；
(2)本发明提供的偏光板，可以采用透湿疏水层作为偏光层两侧的保护层，也可以采用透湿疏水层与其它膜材分别作为偏光层两侧的保护层，可使偏光板成品具有更好的尺寸安定性及光学性质；
(3)本发明采用透湿疏水层，同时结合基底涂布及降低膜材表面配向等措施，可以避免因过度降低偏光层含水率而导致的粘合性变差问题，突破色相提升的瓶颈。
附图说明
图1是本发明实施例1中偏光板的结构示意图；
图2是本发明偏光板内碘离子动态平衡示意图；
图中标记为：1、偏光层；2、粘接剂；3、上保护层；4、下保护层；5、PSA胶；6、离型膜；7、外保护膜。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
一、强耐候性偏光板
本发明提供一种强耐候性偏光板，包括偏光层以及覆于偏光层至少一面的保护层，所述保护层为透湿疏水层。
进一步的，强耐候性偏光板包括偏光层以及通过粘接剂粘接于偏光层两侧的上保护层和下保护层，所述上保护层表面覆有外保护膜，所述下保护层表面依次覆有PSA胶和离型膜。
(一)关于透湿疏水层
作为构成高透湿率疏水材的树脂材料，即改性树脂的原物料，可举出丙烯酸系树脂、聚酯系树脂、聚碳酸酯系树脂、聚烯烃系树脂、环状聚烯烃系树脂、聚苯乙烯系树脂、聚酰胺系树脂、聚酰亚胺系树脂等。综合光学性能、疏水性、薄型化趋势、成本等方面考虑，优选为丙烯酸系树脂或环状聚烯烃系树脂。其改性方式主要为在维持原有主碳链基本不变的基础上，采取加成反应/取代反应引入亲水基团，以使成品具有较高的透湿性。
作为丙烯酸系树脂，可举出聚甲基丙烯酸甲酯等聚(甲基)丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯-(甲基)丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸甲酯-(甲基)丙烯酸酯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸酯-(甲基)丙烯酸共聚物、(甲基)丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物(MS树脂等)、具有脂环族烃基的聚合物(例如甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸环己酯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-(甲基)丙烯酸降冰片酯共聚物等)。
作为环状聚烯烃系树脂，可举出例如降冰片烯。作为已知的改性环状聚烯烃系树脂的市售品，优选为日本Konica公司的COP薄膜(SANUQI)。环状聚烯烃系薄膜优选包含环状烯烃系树脂50％重量以上。环状烯烃系树脂的单体环烯烃主链上的碳原子数优选为5～6个。高透湿率疏水材成品的透湿率数值优选为150～300g/(0.2827m2*24h)左右，幅宽优选为1330～2700mm，收卷卷长优选为3000～12000m，厚度为20～45μm，全透过率≥90％，雾度≤1.6％，位相差R0约为45～55nm、面外相位延迟Rth约为25～135nm，接触角＜90°。
上述透湿率，是通过基于JIS Z 0208中描述的透湿杯法在40℃的温度和90％RH的湿度的条件下将待测膜放置24小时后测量得到，一般疏水材透湿率数值为0～50g/(0.2827m2*24h)，一般TAC系膜材在500～1500g/(0.2827m2*24h)。
引入的亲水基团可以为羧酸基、磺酸基、磷酸基、氨基、季铵基，也可以为由含氧基团组成的醚键和羟基与羧酸酯、嵌段聚醚等。
结合耐溶剂性、耐高温特性考虑，改性树脂的原物料进一步优选为环状聚烯烃系树脂。所述高透湿率疏水材优选由环戊烯反应物，即改性环戊烯类树脂溶液通过流延法加工制成。
(二)关于外保护膜
外保护膜通常为含有粘接剂的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜及聚乙烯膜，可采用已知市售的任一种。
(三)关于上保护层和下保护层
当偏振层的保护层通过粘接剂粘接在偏振层与外保护膜之间时，称其为上保护层；当保护层通过粘接剂粘接在偏振层与PSA胶之间时，称其为下保护层。上保护层和下保护层可以都为透湿疏水层，也可以上保护层和下保护层中的一层为透湿疏水层，另一层为市售或已知的任一种偏振片保护层。出于偏光板材料薄型化考虑，也可不设下保护层，即通过粘接剂在偏光层的一侧粘接上保护层和外保护膜，在偏光层的另一侧依次粘接PSA胶和离型膜。出于偏光板功能多样化考虑，可以在上保护层复合单层或多层功能性薄膜，和/或涂布单层或多层功能性涂层。
所述市售或已知的任一种偏振片保护层大多为透明性树脂，要求具有一定的光学均匀性、高透明性、高强度，优选丙烯酸系树脂、聚酯系树脂、聚碳酸酯系树脂、聚烯烃系树脂、环状聚烯烃系树脂、聚苯乙烯系树脂、聚酰胺系树脂、聚酰亚胺系树脂材料中的一种或几种。
所述功能性薄膜可以为扩散膜、反射膜、增亮膜、防眩光膜等市售或已知的薄膜。
所述功能性涂层可以为AG、CHC、AG/LR、AG/HR/LR、CHC/LR、CHC/HR/LR、CHC/AR等符合下游客户需求的具有抗眩/高反/低反/耐刮擦/光扩散等性能的市售或已知的功能性涂层。
(四)关于粘接剂
粘接剂可以为水系粘接剂、溶剂系粘接剂、热熔粘接剂、活性能量射线固化型粘接剂等。现有市场上采用的大多为水系粘接剂及活性能量射线固化型粘接剂。水系粘接剂的聚合物成分优选为聚乙烯醇系树脂。考虑当下市场趋势、现有技术水平以及实际生产效率，最优选为活性能量射线固化型粘合剂。
(五)关于偏光层
偏光层所采用的偏振片为液晶显示器用二向色性型聚乙烯醇系偏振片。所述偏振片可使用碘、二向色性染料等具有二向色性的物质吸附在聚乙烯醇系薄膜上，然后进行染色拉伸，可以根据需要加入膨润、架桥、水洗等步骤。偏振片的膜厚没有特别限制，但一般为1～50μm左右。作为厚度10μm以下薄型偏振片的例子，可举出类似日东电工的层压体技术。所述偏振片的单体透过率通常在41％以上，理论上单体透过率的上限为50％。当偏光度的值相同时，透过率水平越高，越能满足多数下游行业面板产品的需求。
(六)关于PSA胶
PSA胶，从光学透明性、适度的润湿性与内聚性、耐候性等优异的方面出发，包含一定含量的丙烯酸类主剂、EAC、抗静电剂、偶联剂、固化剂等，具有良好的耐候性能，无具体限制，可采用已知或市售的任一种。
(七)关于离型膜
离型膜，多为聚对苯二甲酸乙二醇酯膜，主要起保护上述PSA胶层的作用；离型膜表面覆有离型剂，使PSA胶层易从离型膜上完整剥离。
二、强耐候性偏光板的制备方法
本发明提供一种强耐候性偏光板的制备方法，包括以下步骤：对偏光层和透湿疏水层进行化学或物理处理；在处理后的偏光层的至少一面贴合处理后的透湿疏水层作为保护层；对贴合完成的半成品进行活性能量射线固化和高温烘箱处理。
进一步的，保护层分为上保护层和下保护层，在上保护层外侧贴外保护膜，在下保护层外侧按顺序贴合PSA胶与离型膜，外保护膜贴合步骤也可在PSA胶与离型膜之后进行。虽然各层贴合顺序可能会有所不同，但各层分布不受贴合顺序影响。
(一)偏光层的制备处理
针对偏振片的化学或者物理处理，其过程包括膨润、染色、架桥、拉伸、水洗等步骤，其中膨润、架桥、水洗等步骤可以根据需要加入。作为偏振片的制作流程，以下为偏光层的制备处理方法之一。
步骤一：PVA原膜放卷后先进行膨润，膨润可以洗去PVA中的可塑剂，同时使其膨润吸收水分，防止出现染色不均问题并提升染色效果。针对不同的PVA，膨润槽中清水的温度可以为20～35℃，滞留时间可以为60～120秒。
步骤二：膨润后的PVA浸入染色工段，染色槽中含有KI/I2/HB，KI浓度优选为0～1％，I2浓度优选为0～0.5％，HB浓度优选为0～1％，pH优选为3～5，染色温度为22～35℃，滞留时间为50～90秒。
步骤三：染色后的PVA浸入架桥工段，架桥槽中KI浓度优选为1.8～2.5％，HB浓度优选为3.5～4.5％，pH优选为3～5，温度优选为25～35℃，滞留时间为20～40秒。
步骤四：架桥后将PVA浸入延伸槽，延伸槽中含有KI/HB，延伸槽的HB浓度及延伸温度为关键点，当HB浓度过高会导致比如机台扭力值过高、容易产生断膜风险、影响生产性，当延伸温度过低时会导致延伸倍率的上限降低、增大制造成本及膜厚，而且根据制造经验，当延伸温度在较高值时，有利于产品的光学表现，故延伸槽的KI浓度优选为3.6～4.2％，HB浓度优选为3.3～3.8％，总拉伸倍率在6～7倍，延伸温度优选为55～65℃，滞留时间为50～100秒。
步骤五：延伸过后的PVA膜可选择进入色相调整工段。调整槽的KI优选为3.6～4.2％，优选HB＜0.7％，pH优选为3～5，温度优选为25～30℃，滞留时间为20～40秒。此时的PVA已经成为具备一定光学性能的偏振片，需进入烘箱调整含水率，而且根据制造经验，此处烘箱温度不仅影响其含水率，同时进一步影响其耐候性能，如前述水分过多地锁在偏光板内部容易在高温下引起硼酸的水解，因此优选地，通过控制烘箱B的温度使PVA含水率控制在8％～15％。
(二)高透湿率疏水材保护层的处理
将高透湿率疏水材放卷后经由电晕/电浆，选择性地进入水洗，然后进入烘箱干燥，电晕/电浆功率为0～6Kw，烘箱温度为70～100℃，停留时间为10～60秒，从出烘箱到保护层贴合的时间约30～280秒为佳，时间过长可能会导致贴合时膜面出现凹凸或者气泡现象，推断为膜材从高温烘箱出来后遇冷发生膜面变化，冷却时间越长，变化越明显。烘箱的温度越高，对于提高粘接剂的黏着力也越有利，针对后文(三)中烘箱同理。其原理可以理解为将膜材表面软化后，有利于粘接剂侵入膜材表面，有利于其锚定作用。经过电晕处理的膜材，其表面除官能团外可能会产生醋酸和草酸等污染物，虽然可以通过提高电晕周边温度或者提高氮气清扫等方法可以抑制其产生，但建议可以将膜材通过水洗等措施以降低污染物的含量。
(三)现有疏水材保护层的处理
现有疏水材采用碱洗+水洗+高温烘箱的处理方式，同样地，电晕/电浆功率为0～6Kw，烘箱温度为70～100℃，停留时间为10～60秒，从出烘箱到保护层贴合的时间约30～280秒为佳。
(四)偏光层与保护层的贴合及后处理
将上保护层、偏光层和下保护层次通过粘接剂进行贴合，贴合后的样品称为原反。原反的光学物性水平基本决定了偏光板成品的光学物性水平。
当粘接剂与膜材贴合后，需对其进行处理，处理方式依粘接剂的种类而不同。当使用水系粘接剂时，采用高温手段，原反在烘箱内的停留时间为30～210秒、温度为50～90℃，主要目的为烘干水胶中的水分；当使用活性能量射线固化型粘接剂，例如紫外线固化型粘合剂时，需采用紫外线照射+高温烘箱，具有历经时间短、设备投资少、效率高的优点，粘接剂经紫外线照射后可在几秒钟内迅速固化。烘箱的温度为70～120℃、烘箱滞留时间为30～180秒，具体取决于保护层的膜材种类，以及在成品面板mura品味的偏好(mura是日本汉字“斑”的罗马音拼写，在同一光源且相同底色的画面下，视觉感受到任何颜色/明暗不均的现象都可以称为mura)；因烘箱的温度高、停留时间长时，易导致其成品面板mura品味显示为暗态偏蓝，故可通过合理控制烘箱的温度及干燥时间来控制漏蓝光程度。同样地，烘箱的温度不仅影响原反光学；同时也和前述(一)中的烘箱作用类似，影响原反含水率，同时进一步影响其耐候性能。
出于材料特性，可能存在此种高透湿率疏水材与某些紫外线固化型粘合剂之间的键结能力较弱的情况，可采取对此高透湿率疏水材进行基底预涂布的方式，增加其与紫外线固化型粘合剂的黏结能力。另外，由于键结能力不强，可能存在粘结剂的锚定作用较弱，其原理可类比为粘结剂未深入至膜材内部而只在表面一层，故可通过采取降低膜材表面配向的措施使胶的渗透更加深入，从而解决问题。
(五)PSA胶及离型膜的贴合
PSA胶及离型膜的贴合，优选通过先将PSA胶涂布在离型膜上然后转印的方式贴合在原反上。也可使偏光板的双面均贴合PSA胶。双面均贴合PSA胶的情况下，表面和背面的PSA胶的成分及厚度可以相同也可以不同。所述PSA胶的厚度一般为3～100μm左右。
(六)外保护膜的贴合
外保护膜的贴合可以在原反产出之后立即进行，可以在熟成之后短时间内进行，也可以放在全幅宽卷料的最后工序进行，还可以在将全幅宽卷料先进行分条后再进行。但应当注意的是，在原反产出之后立即进行外保护膜贴合，有利于最大程度保护原反不被划伤、粘连，但翘曲受熟成的高温湿影响，可调节空间不大；当在熟成之后短时间内进行，有利于最大程度调整偏光板翘曲；不在原反产出之后立即进行外保护膜贴合，其产生划伤、粘连的可能性增大。为了防止产品卷材划伤、粘连，可采取先贴合一层低黏的PE保膜的办法。
(七)PSA胶的熟成
将制作完成的偏光板置于一定的温湿度条件下，使PSA胶恢复应力，温度的范围优选30～40℃，湿度的范围优选50～70％。
三、实施例与比较例
【实施例1】
如图1所示，本实施例提供的强耐候性偏光板，结构包括依次层叠设置的外保护膜7、上保护层3(选取PMMA)、粘接剂2、PVA偏光层1、粘接剂2、下保护层4(选取日本Konica公司无基底预涂布的SANUQI)、PSA胶5和PET离型膜6。
所述强耐候性偏光板的制备方法包括以下步骤：
步骤一、PVA偏光层的化学或物理处理：将准备的PVA膜在30℃的纯水中浸渍80秒；接着在pH约4，温度30℃，以质量浓度为KI 0.25％、I2 0.02％、HB 0.6％的水溶液中浸渍70秒进行染色；将染色好的PVA浸入pH约4，温度40℃，以质量浓度为KI 2％、HB 3.5％的水溶液中浸渍30秒；然后将此时带有颜色的PVA膜放入温度60℃，以质量浓度为KI 4％、HB3.5％的水溶液中浸渍，在60秒内完成三段拉伸动作，总拉伸倍率在6倍左右；延伸过后的PVA膜选择不进入调整槽，直接进入平均温度为50℃的烘箱(编号为：烘箱B)，通过控制烘箱温度使其含水率控制在13％，由此就得到了制备好的PVA偏光层。
步骤二、上/下保护层的化学或物理处理：将上/下保护层，经过功率为2.5kW的电晕后，进入3节平均温度为100℃的烘箱(编号为：烘箱A)中30秒。
步骤三、在上述制备得到的PVA偏光层的正反两面，通过紫外线固化型粘接剂，贴合上/下保护层，上/下保护层分别到贴合台的距离210秒，贴合后进入10节烘箱(编号为：烘箱C)中干燥150秒，烘箱温度分别为70℃、70℃、70℃、70℃、70℃、75℃、75℃、80℃、80℃、80℃。
步骤四、在下保护层涂布PSA胶，贴上PET离型膜，熟成后在上保护层贴合外保护膜。
【实施例2～4及比较例1～4】
实施例2～4变更膜材架构为PET+SANUQI、TAC+SANUQI、SANUQI+SANUQI。除了变更膜材架构以外，采用与实施例1相同的方式制备偏光板。
比较例1～4变更膜材架构为PMMA+COP、TAC+COP、PET+TAC、TAC+TAC。除了变更膜材架构以外，采用与实施例1相同的方式制备偏光板。
具体内容见如下表1：
表1不同架构的偏光板在不同环境下的耐久试验测试结果
Figure BDA0003290941470000141
【实施例5】
将烘箱A的平均温度变更为如表2所示。除了变更烘箱A的温度以外，采用与实施例1相同的方式制备偏光板。
【实施例6】
将烘箱B的平均温度变更为如表2所示。除了变更烘箱B的温度以外，采用与实施例1相同的方式制备偏光板。
【实施例7】
将烘箱C的平均温度变更为如表2所示。除了变更烘箱C的温度以外，采用与实施例1相同的方式制备偏光板。
具体内容见如下表2：
表2不同烘箱(平均)温度对偏光板成品外观、黏着力、光学、耐候(光学)的影响
Figure BDA0003290941470000151
【实施例8】
将下保护层(选取日本Konica公司无基底预涂布的SANUQI)变更为含有基底预涂布的SANUQI膜材。除了将下保护层变更为含有基底预涂布的SANUQI膜材以外，采用与实施例1相同的方式制备偏光板。
【实施例9】
除了用具有不同XRD数值的SANUQI代替外，实施例9以和实施例1中相同的方式制备偏光板，实施例9中保护层的XRD数值为4.5、4.7度。
【实施例10】
将下保护层(选取日本Konica公司无基底预涂布的SANUQI变更为含有基底预涂布的SANUQI膜材，同时变更XRD数值为4.7，此外，实施例10以和实施例1中相同的方式制备偏光板。
具体内容见如下表3：
表3基底预涂布及表面配向值对偏光板成品黏着力的影响
Figure BDA0003290941470000161
四、性能测试
(一)含水率
含水率的测定采取热重法，将待测样品剪成2g左右的小碎片，放在热重分析仪上得到初始质量M1，经120℃加热10分钟后，测得最终质量M2，计算公式为：含水率＝(M2-M1)÷M1×100％。
(二)暗态偏蓝
将制备的偏光板以上下吸收轴直交的方式偏贴在液晶面板上，在暗室中观察面板有无蓝光漏出/漏出程度。用JASCO(V-7100)测量在蓝光吸收波长430nm处的直交透射率以及直交色相b值。
(三)偏光板的高温高湿耐久试验测试
高温高湿耐久试验测试：将制备的偏光板与液晶面板贴合、偏光板与40mm*30mm大小玻璃贴合后经加压脱泡(50℃*5kgf/cm2)，放置在温度60℃、相对湿度90％的环境中500hrs后取出，静置15分钟后：①观察面板mura显示情况；②用JASCO(V-7100)机台测量0hr与500hrs的单体透过率、单体a/b值，计算其变化率；③用游标卡尺测量0hr与500hrs的单体尺寸，计算其变化率。
将mura表现的测试结果依照均匀性和色差变化分为四个水平：
△代表表现差；
-代表表现一般；
○代表表现较好；
◎代表表现最好。
将光学变化的测试结果依照测量数据的大小分为四个水平：
△代表表现差，变化率的数值大于5％；
-代表表现一般，变化率的数值在3～5％之间；
○代表表现较好，变化率的数值在1.5～3％之间；
◎代表表现最好，变化率的数值小于1.5％。
将尺寸变化率的测试结果依照测量数据的大小分为四个水平：
△代表表现差，变化率的数值大于0.8％；
-代表表现一般，变化率的数值在0.5～0.8％之间；
○代表表现较好，变化率的数值在0.01～0.5％之间；
◎代表表现最好，变化率的数值小于0.01％。
(四)偏光板的高温耐久试验测试
高温耐久试验测试：将制备的偏光板与液晶面板贴合、偏光板与40*30mm大小玻璃贴合后经加压脱泡(50℃*5kgf/cm2)，放置在温度80℃的环境中500hrs后取出，静置15分钟后：①观察面板mura显示情况；②用JASCO(V-7100)机台测量0hr与500hrs的单体透过率、单体a/b值，计算其变化率；③用游标卡尺测量0hr与500hrs的单体尺寸，计算其变化率。
判定水准同(三)偏光板的高温高湿耐久试验测试。
(五)偏光板的冷热循环冲击耐久试验测试
冷热循环冲击耐久试验测试：将制备的偏光板与液晶面板贴合、偏光板与40*30mm大小玻璃贴合后经加压脱泡(50℃*5kgf/cm2)，放置在温度-35～80℃，30min/cycle的环境中200cycles后取出，静置15分钟后：①观察面板mura显示情况；②用JASCO(V-7100)机台测量0hr与500hrs的单体透过率、单体a/b值，计算其变化率；③用游标卡尺测量0hr与500hrs的单体尺寸，计算其变化率。
判定水准同(三)偏光板的高温高湿耐久试验测试。
(六)黏着性测试
将制备的偏光板裁成长150mm、宽25mm大小的条状物，测量层别靠近玻璃侧贴于干净的玻璃上，用刀剥开一截保护层与PVA偏光层的黏结处，然后以此为起始段置于拉力机上以1000mm/min速度沿90°方向拉开，记录测得数据；
将黏着力的测试结果依照测量数据的大小分为三个水平：
△代表表现差，数值低于100gf/25mm；
-代表表现一般，数值在100～300gf/25mm之间；
◎代表表现最好，数值在300gf/25mm以上。
(七)外观判定
以PMMA/SANUQI架构的原反成品平行展开，制作各个水平的限度样本，通过反射/透过/直交等三种状态下的观察，比对限度，进行等级判定。
将外观表现的比对结果依照点/线/面缺的程度分为四个水平：
△代表表现最差；
-代表表现一般；
○代表表现较好；
◎代表表现最好。
(八)表面配向的测量
通过X线衍射峰值的半峰宽幅来评价膜材表面的定向性。
半峰宽幅的値越小，定向角越高；半峰宽幅的値越大，主链间的距离趋向无规则；即XRD的测定数值越高，膜材表面配向越低。
(九)破坏性检验手法
将制备的偏光片保留测试边，裁成35cm*13cm大小样品，取不同大小(例如18号)的国标钢珠，从固定高度(例如70cm)自由落体撞击测试边的端部，然后在OM下观察端部的测试层别是否分层及分层程度。
针对偏光板现有结构进行测试，选取合适的测量条件(自由落体的高度、钢珠大小)，测试过程测量条件固定，对于不同分层程度的偏光板，按照以下标准分为三个水平：
△代表表现最差，测试层别的浮起长度大于5mm；
-代表表现一般，测试层别的浮起长度为2～5mm；
○代表表现较好，测试层别的浮起长度为1～2mm；
◎代表表现最好，测试层别的浮起长度小于1mm。
五、评价
上述实施例1～4与比较例1～4，分别采用不同的上下保护层膜材制成偏光板，将各偏光板按规定尺寸裁切后，分别偏贴在同一型号的65inch VA面板上，同时采用相同手法分别贴在40mm*30mm玻璃上。观察面板的mura表现并测量耐候前后的尺寸变化、测试贴在40mm*30mm玻璃样品的JASCO(V-7100)光学。
对实施例1-4与比较例1-4制备的偏光板分别进行高温高湿耐久试验测试、高温耐久试验测试、冷热循环冲击耐久试验测试，测试结果如上表1所示。
由表1结果显示：实施例1、实施例2与实施例4的大尺寸偏光板尺寸变化表现、mura表现与光学表现最优；实施例3的整体表现一般；比较例1的整体表现较好；比较例2与比较例3在冷热冲击及高温高湿条件下表现一般，但在高温条件下mura表现与光学表现差(显示偏红)，这是由于水分子为极性分子，偏光板内部结构遇水后，PVA与H3BO3之间的氢键被破坏，导致I5 -从原有的分子链中脱落，脱落后的I5 -在高温环境下吸热进行分解反应，生成I3 -，I3 -与PVA键结后最大吸收波长为474nm的蓝光，反射出红光；比较例4中的偏光板在高温高湿条件下的尺寸变化表现、mura表现与光学表现均为最差，这是由于TAC透湿率过高(500～1500左右)，高温高湿条件下水气会更多地透过PVA上下保护层表面进入PVA中，破坏I3 -和I5 -在PVA中的动态平衡，I2丢失较多，造成偏光板表现出褪色现象。以上结果表明，实施例1、实施例2与实施例4表现最佳，通过应用改性环戊烯薄膜，与其他膜材(例如：PMMA/PET)搭配，能有效改善高温/高温高湿条件下mura表现，同时使光学表现更佳，其改善方式为：改性环戊烯薄膜为疏水材，吸湿率较TAC系的亲水材明显降低，因此可有效阻隔高温湿环境的水气干扰，可以降低偏光板形变程度，增加尺寸安定性，提升光学表现；同时改性环戊烯薄膜(150～300左右)较传统环戊烯薄膜透湿率高(0～50左右)，水汽易从薄膜内部向外透出，减轻PVA与H3BO3之间氢键的破坏程度，即有利于将水汽的不利影响降至较小水平，因此有利于光学表现，使偏光板在高温下不易偏红。偏光板内碘离子动态平衡示意图如图2。
上述实施例5～8与比较例1，分别采用不同的不同烘箱(平均)温度制成偏光板，将各偏光板按规定尺寸裁切后：①偏贴在40mm*30mm玻璃上，测量耐候前后的光学并计算变化率；②通过反射/透过/直交等三种状态观察原反成品外观，比对各个水平的限度样本，判定等级；③测量偏光板的90°方向拉力数值。测试结果如上表2所示。
由表2结果显示：比较例1的外观、黏着力、成品光学表现与耐候光学表现均为最佳。当降低烘箱A的温度时，偏光板的外观及黏着力水平略有下降；当降低烘箱A的温度时，偏光板的含水率上升较多、耐候光学表现显著下降；当降低烘箱C的温度时，偏光板的含水率虽有上升但比烘箱B的影响稍小、故耐候光学表现略有下降；当升高烘箱C的温度时，偏光板的含水率虽有下降，但此时偏光板的光学TC430及Cb过低，容易产生暗态偏蓝现象。
上述实施例9～11与比较例1，分别通过增加基底预涂布或/和改变表面配向XRD数值的方式制成偏光板，将各偏光板按规定尺寸裁切后：①偏贴在玻璃上，测量偏光板的90°方向拉力数值；②以破坏性检验手法进行测试。测试结果如上表3所示。
由表3结果显示：实施例11的黏着力及破坏性检验手法测试结果表现最佳。与实施例11相比，比较例1中未进行基底预涂布时，该层别的黏着力及破坏性检验手法测试结果水平均会下降；与比较例1相比，实施例10中升高XRD数值(即降低表面配向)时，该层别的黏着力及破坏性检验手法测试结果水平也均会下降，但未有基底预涂布的影响因素显著。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种强耐候性偏光板，其特征在于，包括偏光层以及覆于偏光层至少一面的保护层，所述保护层为透湿疏水层。
2.根据权利要求1所述的强耐候性偏光板，其特征在于，所述透湿疏水层为改性丙烯酸系树脂薄膜或环状聚烯烃系树脂薄膜，改性方式为采用加成反应或取代反应向丙烯酸系树脂或环状聚烯烃系树脂引入亲水基团。
3.根据权利要求2所述的强耐候性偏光板，其特征在于，所述透湿疏水层为改性环戊烯类树脂薄膜。
4.根据权利要求1所述的强耐候性偏光板，其特征在于，所述透湿疏水层的透湿率数值为150~300g/（0.2827m2*24h），厚度为20~45μm，全透过率≥90%，雾度≤1.6%，位相差R0为45~55nm，面外相位延迟Rth为25~135nm，接触角＜90°。
5.根据权利要求1所述的强耐候性偏光板，其特征在于，包括偏光层以及通过粘接剂粘接于偏光层两侧的上保护层和下保护层，所述上保护层表面覆有外保护膜，所述下保护层表面依次覆有PSA胶和离型膜，所述上保护层和下保护层中的至少一层为透湿疏水层。
6.根据权利要求5所述的强耐候性偏光板，其特征在于，所述上保护层和下保护层中的一层为透湿疏水层，另一层为亚克力材料、聚对苯二甲酸乙二醇酯材料、纤维素酯树脂材料、纤维素树脂材料、环烯烃类树脂材料中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的强耐候性偏光板，其特征在于，包括偏光层以及通过粘接剂粘接于偏光层一侧的上保护层，所述偏光层的另一侧依次覆有PSA胶和离型膜，所述上保护层为透湿疏水层，所述上保护层表面覆有外保护膜。
8.一种权利要求1~7中任一项所述的强耐候性偏光板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
对偏光层和透湿疏水层进行化学或物理处理；
在处理后的偏光层的至少一面贴合处理后的透湿疏水层作为保护层；
对贴合完成的半成品进行活性能量射线固化和烘箱处理，即得强耐候性偏光板。
9.根据权利要求8所述的强耐候性偏光板的制备方法，其特征在于，偏光层为PVA偏光层，对PVA偏光层的化学或物理处理步骤包括：
对PVA原膜进行膨润；
膨润后进行染色，染色槽中含有KI/I2/HB，KI浓度为0~1%，I2浓度为0~0.5%，HB浓度为0~1%，pH为3~5，染色温度为22~35℃，滞留时间为50~90秒；
染色后进行架桥，架桥槽中KI浓度为1.8~2.5%，HB浓度为3.5~4.5%，pH为3~5，温度为25~35℃，滞留时间为20~40秒；
架桥后进行延伸，延伸槽中KI浓度为3.6~4.2%，HB浓度为3.3~3.8%，总拉伸倍率为6~7倍，延伸温度为55~65℃，滞留时间为50~100秒；
延伸后进行色相调整，调整槽中KI浓度为3.6~4.2%， HB浓度＜0.7%，pH为3~5，温度为25~30℃，滞留时间为20~40秒；
最后进入烘箱调整含水率。
10.根据权利要求8所述的强耐候性偏光板的制备方法，其特征在于，对透湿疏水层的化学或物理处理步骤包括：将高透湿率疏水材料置于烘箱干燥，烘箱温度为70~100℃，停留时间为10~60秒，处理后的透湿疏水层从出烘箱到与偏光层贴合的时间间隔为30~280秒。
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