CN114355497A

CN114355497A - 一种偏光子及其处理方法和制得的偏光片

Info

Publication number: CN114355497A
Application number: CN202011096805.2A
Authority: CN
Inventors: 涂福燕
Original assignee: Hengmei Optoelectronics Co ltd
Current assignee: Hengmei Optoelectronics Co ltd
Priority date: 2020-10-14
Filing date: 2020-10-14
Publication date: 2022-04-15

Abstract

本发明涉及一种偏光子及其处理方法和制得的偏光片，偏光子的处理方法包括以下步骤，膨润：对聚乙烯醇膜进行清洗与浸泡使所述聚乙烯醇膜的表面得到清洁与膨润；染色：置于染色槽内进行染色，所述染色槽内置有碘液和硼酸的混合液；架桥：置于架桥槽内进行架桥，所述架桥槽内置有硼酸，所述硼酸与聚乙烯醇进行键接；延伸：置于延伸槽内将聚乙烯醇膜进行延伸，使聚乙烯醇膜延伸2~8倍；固色：置于固色槽内进行固色改善偏光子色相，所述固色槽内置有固色液，所述固色液内包含碘离子、PH调节剂及锌离子；干燥：将延伸后的聚乙烯醇膜进行干燥；即得。偏光子浸泡于锌离子，使得降低在红光区的透过率，并具有稳定的光学特性。

Description

一种偏光子及其处理方法和制得的偏光片

技术领域

本发明涉及一种偏光子及其处理方法和制得的偏光片，属于偏光片技术领域。

背景技术

随着液晶显示器在许多应用方面的发展越来越广泛，例如液晶显示器 (LCD)、移动电话、携带型电脑或液晶电视等，偏光板的需求量也随之增加。此外，随着科技的发展，也要求液晶显示器在各种极热或极寒的条件下应用，同样，这对搭配在液晶显示器上的偏光片也是一大挑战，这要求偏光片需要极好的耐候性。

近期，偏光片市场出现了一种改性的COP膜(环戊烯膜)，这种COP覆盖了大中小所有尺寸，在大尺寸上，与IPS相比，VA的视角较窄，因此需要把提高对比度功能转到扩大视角上。这种改性的COP膜与PVA具有同样折射率，偏光片内的光散乱现象较少，且有助于对比度的改善，而且是一种新型的透湿性好的补偿膜，但是良好的透湿性使其面对高温环境时，比一般的补偿膜，例如TAC膜（三醋酸纤维素膜）、PMMA膜（亚克力膜）、一般COP膜（环戊烯膜）等补偿膜的面板更易出现漏红光的现象，具有较差的耐候性。

发明内容

本发明为了解决补偿膜的面板易出现漏红光的问题，提供了一种偏光子，该偏光子通过对聚乙烯醇膜进行各种处理后降低光在红光区的透过率，将该偏光子用在偏光片上，偏光片通过偏光子在贴合前浸泡于锌离子，使得降低在红光区的透过率，并具有稳定的光学特性，即使通过80℃高温500小时后，漏红光现象也比一般的偏光片小很多。

本发明所采取的技术方案为：一种偏光子的处理方法，包括以下步骤

S01 膨润：用纯水对聚乙烯醇膜进行清洗与浸泡使所述聚乙烯醇膜的表面得到清洁与膨润；

S02 染色：将上述膨润后的聚乙烯醇膜置于染色槽内进行染色，所述染色槽内置有碘液和碘离子混合的混合液以及硼酸，染色是通过I₂作用在聚乙烯醇膜上，I₂在PVA链中呈现二色性，利用碘分子吸收可见光线的作用，将其附着PVA上起吸收光线的作用，使聚乙烯醇膜拥有较深的颜色；

S03 架桥：将上述染色后的聚乙烯醇膜置于架桥槽内进行架桥，所述架桥槽内置有硼酸，使硼酸与聚乙烯醇膜进行键结，键结后的硼酸可将碘离子固定在聚乙烯醇膜上；

SO4 延伸：置于延伸槽内将聚乙烯醇膜进行延伸，使聚乙烯醇膜延伸2~8倍；

S05 固色：置于固色槽内进行固色改善偏光子色相，所述固色槽内置有固色液，所述固色液内包含碘离子、PH调节剂及锌离子；

S06 干燥：将固色后的聚乙烯醇膜进行干燥；

即得。

进一步的，所述步骤S02中碘液浓度为0.1~1.5%，碘离子的浓度为0.1~2%，碘液与碘离子的混合液中碘液与碘离子的比例可为1：1~2，硼酸浓度在0~7%，染色时间为10~120秒，温度为10~60℃；所述药液浓度百分比为质量百分比。

进一步的，所述步骤S03中硼酸浓度在0.5~7%，反应时间为10~120秒，反应温度为10~60℃；所述药液浓度百分比为质量百分比。

进一步的，所述步骤S04延伸槽硼酸浓度在0.5~7%，KI浓度为0.5~7%，延伸时间为40~200秒，温度为25~80℃；所述药液浓度百分比为质量百分比；所述延伸是通过滚轮与滚轮之间机械力拉伸，使作为高分子的聚乙烯醇膜产生分子配向，使聚乙烯醇膜的主链超统一方向排列，以上延伸不仅可使聚乙烯醇膜变窄变长，还能使硼酸固定的碘离子在聚乙烯醇膜上有序排列，碘离子有序地排列可使光学变稳定。

进一步的，所述步骤S05固色槽中碘离子浓度在0.1~6%，PH调节剂调节PH＜7，锌离子浓度在0.1~10%，固色时间为40~100秒，温度为10~60℃；所述药液浓度百分比为质量百分比。

进一步的，所述碘离子来自碘化锌、碘化铵、碘化钠、碘化镁、碘化铝、碘化钙中的一种或多种的组合。

进一步的，所述PH调节剂可为酸类、碱类、缓冲溶液，其中酸类PH调节剂可为盐酸、稀硫酸、醋酸、磷酸、苹果酸、酒石酸、马来酸、酸性氨基酸、枸橼酸及一些阳离子交换脂等；其中碱类PH调节剂可为氢氧化钠、碳酸氢钠、乙二胺、乙醇胺等；其中缓冲类PH调节剂可为硼酸缓冲液、硼酸盐缓冲液、磷酸盐缓冲液等。其中最优选为阳离子交换脂。

进一步的，所述锌离子来自碘化锌、氯化锌、硫酸锌。其中最优选为氯化锌。

本发明还涉及一种根据上述的处理方法制得的偏光子。

一种基于上述的偏光子制备的偏光片，包括依次连接的保护层、上TAC层、偏光子层、补偿膜层和离型膜层，所述上TAC层与所述偏光子层通过粘结剂粘结，所述上TAC层与所述偏光子层之间通过粘结剂粘结，所述补偿膜层与所述离型膜层通过PSA胶连；

本发明所产生的有益效果为：1.本发明通过在PVA偏光子贴合前将偏光子浸泡于含有氯化锌的固色槽中，使锌离子参与碘离子的反应，使碘离子在偏光子上以碘离子、三碘阴离子、五碘阴离子中的一种或几种的稳定组合存在，并使偏光片尤其是具有透湿性的SANUQI补偿膜的偏光片，具有良好的耐候性，使偏光子光学特性稳定。

2. 本发明在传统偏光片制程中新加氯化锌浸泡，减少偏光片在红光区的透过率，使得偏光片尤其是具有透湿性的SANUQI补偿膜的偏光片的漏红光问题得以改善。

附图说明

图1为本发明偏光片的制作流程图；

图2为锌离子参与碘离子转化的公式图；

图3为不同锌离子浓度的偏光片光谱图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的解释说明，但应当理解为本发明的保护范围并不受具体实施例的限制。

漏红光现象是偏光片在红光区的透过率升高，使偏光片在红光区易漏光，或者偏光子上吸收红光的碘五阴离子不稳定，偏光片在高温条件下易转化为碘离子或碘三阴离子。而漏红光现象用数据呈现就为偏光片用附积分球的分光亮度计测得Tc700(即在700nm波长处的直交透过率)与直交a值(反应红色色相)，根据测量数据与偏光片具体色相表现可以得出：当偏光片的Tc700大于0.05或直交a值大于0.5时，偏光片会出现漏红光现象。偏光片还有一种漏红光表现为耐候性差，耐候性表现方法为：测得偏光片0小时的Tc700与直交a数据，再把偏光片放在80℃烤箱中，烘烤500小时后再测得500小时的Tc700与直交a数据，两者相减，若Tc700的变化量大于1.8或直交a变化量大于1.4，则经过500小时测试后的偏光片会严重漏红光，说明偏光片的耐候性不好。

如图3，表示其他条件相同时，固色槽中加入不同质量百分比的氯化锌，偏光子与上TAC膜及补偿膜的光学图谱，此图谱表示在380nm~700nm不同波长下的透过率，700nm时的透过率即所述Tc700的值。当波长为700nm时，代表偏光片主要漏的是红光，当透过率越低，代表漏红光越少，当透过率越高，代表漏红光越多。由图3可看出，当氯化锌浓度由高至低，Tc700的值也由高至低，说明氯化锌有抑制偏光片漏红光的作用，且浓度越高越不易漏红光。

实施例1

如图1，本发明中偏光子的处理方法包括

S01 膨润：用纯水对聚乙烯醇膜置于膨润槽中进行清洗与浸泡使所述聚乙烯醇膜的表面得到清洁与膨润；膨润槽中洗净时间可为70秒，温度可为20℃；

S02 染色：将上述膨润后的聚乙烯醇膜置于染色槽内进行染色，所述染色槽内置有碘液和硼酸混合的混合液，染色是通过I₂作用在聚乙烯醇膜上，使聚乙烯醇膜拥有较深的颜色；所述染色槽中碘单质的浓度可为0.6%，碘离子的浓度为1.2 %，硼酸浓度可为4%，染色时间可为80秒，温度可为30℃；

S03 架桥：置于架桥槽内进行架桥，所述架桥槽内置有硼酸，使硼酸与聚乙烯醇膜进行键结，键结后的硼酸可将碘离子固定在聚乙烯醇膜上；架桥槽中硼酸浓度可为4%，架桥时间可为110秒，温度可为40℃；

SO4 延伸：置于延伸槽内将聚乙烯醇膜进行延伸，使聚乙烯醇膜延伸2~8倍；延伸槽硼酸浓度可为4%，KI浓度可为4.5%，延伸时间可为120秒，延伸温度为70℃；所述延伸是通过滚轮与滚轮之间机械力拉伸，使作为高分子的聚乙烯醇膜产生分子配向，使聚乙烯醇膜的主链超统一方向排列，以上延伸不仅可使聚乙烯醇膜变窄变长，还能使硼酸固定的碘离子在聚乙烯醇膜上有序排列，碘离子有序地排列可使光学变稳定。

S05 固色：置于固色槽内进行固色改善偏光子色相，所述固色槽内置有固色液，所述固色液内包含碘离子、PH调节剂及锌离子；固色槽中碘离子浓度可为4%，PH调节剂调节PH可为5，添加锌离子浓度为0.5%，固色时间可为70秒，固色温度可为40℃；碘离子选碘化钾，其后碘离子会在偏光子上以碘离子、碘三阴离子、碘五阴离子一种或多种形式存在，而锌离子通过参与碘离子的转化过程使碘离子能够稳定以碘五阴离子形式存在，而碘五阴离子吸收红光，使漏红光现象减轻。

PH调节剂选为阳离子交换脂。

锌离子选为氯化锌。

S06 干燥：将固色后的聚乙烯醇膜进行干燥；

即得。

偏光子在贴合前浸泡于锌离子，使得降低在红光区的透过率，并具有稳定的光学特性，即使通过80℃高温500小时后，漏红光现象也比一般的偏光片小很多。

偏光子是由较强的拉伸性能的聚乙烯醇膜通过各个药液浴槽拉伸而来，期间通过浸泡于含有锌离子的液体中，通过锌离子参与碘离子转化的反应来使偏光子含有更多稳定的易吸收红光的一种多碘离子，如图2，这样，偏光子、上TAC膜、补偿膜三层贴合后即使经过80℃500小时的高温后，偏光片也能不易出现漏红光现象。而所述多碘离子为三碘阴离子、五碘阴离子中的一种或两种，其中还可能含有一开始加入的碘离子（即碘化钾解离出的碘离子），它们通过锌离子的参与能稳定地以吸收红光的碘五阴离子形式存在。

本发明中的偏光片现有技术从上到下依次包括：保护层、上TAC、偏光子、补偿膜和离型膜，上TAC与偏光子层之间通过粘结剂连接，偏光子层与补偿膜之间通过粘结剂粘结，补偿膜与离型膜之间通过PSA胶连接，偏光片通过偏光子在贴合前浸泡于锌离子，使得降低在红光区的透过率，并具有稳定的光学特性，即使通过80℃高温500小时后，漏红光现象也比一般的偏光片小很多。

所述上TAC膜可为三醋酸纤维素膜（TAC膜），也可为一般亚克力膜（PMMA膜，区别于亚克力补偿膜）；所述补偿膜层主要为一般的三醋酸纤维素膜（TAC膜）、亚克力膜补偿膜(PMMA膜)、环戊烯膜（COP膜或SANUQI膜）。

SANUQI膜是由日本柯尼卡美能达株式会社研发的一种改性环戊烯膜，因为一般的COP膜透湿性较差光学较差，而SANUQI膜在这一方面具有良好的透湿性及光学特性，是一种新型并且热门的偏光板用补偿膜。所述SANUQI的类型有KC4SQR 、KC5SQR、KC4VQ-1等，幅宽有1490mm、1540mm、1960mm、1980mm、2260mm、2500mm等。

随着聚乙烯醇膜依次经过膨润槽、染色槽、架桥槽、延伸槽、固色槽，制得具有锌离子漏红光品味改善的偏光子，再使偏光片分别与上TAC膜、SANUQI或其他补偿膜、离型膜、保护膜贴合制得具有锌离子漏红光品味改善的偏光片。

然后用附积分球的分光亮度计测得0小时与500小时的红光吸收波长700nm处的透射率及反应红色色相的直交a值，见表1。

实施例2-实施例5

实施例1到实施例5的不同之处仅在于固色液中不同质量浓度的锌离子，实施例2-实施例5中锌离子浓度为1%、2%、4%、6%，添加不同比例的上述锌离子制得偏光板放于80℃高温环境中500小时后，分别用附积分球的分光亮度计测得0小时与500小时的红光吸收波长700nm处的透射率及反应红色色相的直交a值，并比较，测试结果见表1。

对比例

对比例与实施例1到实施例5的区别仅在于未添加锌离子，然后用附积分球的分光亮度计测得0小时与500小时的Tc700与直交a值，见表1。

表1 不同锌离子浓度经高温500hr前后光学表现

表中对比例没有添加锌离子溶液，没有进行漏红光的改善，实施例1~5通过添加不同质量比的锌离子溶液，从0小时的结果来看，随着锌离子浓度的增加，红光区透过率逐渐变小，代表红色色相的直交a也逐渐变小；从500小时与0小时对比结果来看，随着锌离子浓度的增加，红光区透过率500小时后变化值逐渐变小，直交a的500小时后变化值也逐渐变小。由上述结果看出随着锌离子浓度增加，偏光片漏红光现象逐渐改善，偏光片经500小时高温后漏红光程度也有所改善。

如图3，表示其他条件相同时，固色槽中加入不同质量百分比的氯化锌，偏光子与上TAC膜及补偿膜贴合后的光学图谱，此图谱表示在380nm~700nm不同波长下的透过率，700nm时的透过率即所述Tc700的值。当波长为700nm时，代表偏光片主要漏的是红光，当透过率越低，代表漏红光越少，当透过率越高，代表漏红光越多。由图3可看出，当氯化锌浓度由高至低，Tc700的值也由高至低，说明氯化锌有抑制偏光片漏红光的作用，且浓度越高越不易漏红光。

实施例6

与实施例5的不同之处仅在于：步骤S01中膨润温度为30℃，洗净时间为70秒，S02 染色槽中碘单质的浓度为0.5%，碘离子浓度为1%，硼酸浓度为4%，染色时间为80秒，温度为40℃；S03 架桥中硼酸浓度为4%，架桥时间为110秒，温度为40℃，延伸槽硼酸浓度为3%，KI浓度为3%，延伸时间为120秒，延伸温度为60℃，固色槽中碘离子浓度为3%，PH调节剂调节PH可为4。除此之外，保持固色槽中锌离子浓度为6%，固色时间为70秒，固色温度为40℃。实施例6保持与实施例5在仅有固色槽条件相同，即在同样的氯化锌条件下，比较两个实施例的直交a值与Tc700的表现。

用附积分球的分光亮度计测得实施例6的0小时与500小时的Tc700与直交a值，见表2。对比实施例5与实施例6，可见保持锌离子浓度及固色时间不变，即使其他条件有变化，Tc700与直交a值也变化不大。

表2实施例5与实施例6经高温500hr前后光学表现

实施例7

与实施例5的不同之处仅在于：经过固色的时间为90秒。其他条件包括锌离子浓度都保持与实施例5相同。用分光亮度计测得实施例7的0小时与500小时的Tc700与直交a值，见表3。

表3实施例5与实施例7经高温500hr前后光学表现

对比实施例5与实施例7的Tc700与直交a，可知保持锌离子浓度不变，如果固色时间增加，即偏光子与锌离子接触的时间增加，也对偏光片的偏红改善有宜，主要表现在经过高温500小时高温后Tc700与直交a值的变化量。

溶液中涉及到的浓度均为质量浓度。

以上所述仅是本发明的实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种偏光子的处理方法，其特征在于：包括以下步骤

S01 膨润：用水对聚乙烯醇膜进行清洗与浸泡使所述聚乙烯醇膜的表面得到清洁与膨润；

S02 染色：将膨润后的聚乙烯醇膜置于染色槽内进行染色，所述染色槽内置有染色液，所述染色液内包含单质碘、碘离子和硼酸；

S03 架桥：将染色后的聚乙烯醇膜置于架桥槽内进行架桥，所述架桥槽内置有硼酸，使硼酸与聚乙烯醇膜进行键结，键结后的硼酸将碘离子固定在聚乙烯醇膜上；

S05 固色：置于固色槽内进行固色改善偏光子色相，所述固色槽内置有固色液，所述固色液内包含碘离子、PH调节剂及锌离子，用于调节；

S06 干燥：将固色的聚乙烯醇膜进行干燥；

即得。

2.根据权利要求1所述的偏光子的处理方法，其特征在于：所述步骤S02中所述染色液中单质碘的质量浓度为0.1~1.5%，碘离子的质量浓度为0.1~2%，硼酸的质量浓度在0~7%，染色时间为10~120秒，温度为10~60℃；所述药液浓度百分比为质量百分比。

3.根据权利要求1所述的偏光子的处理方法，其特征在于：所述步骤S03中硼酸浓度在0.5~7%，反应时间为10~120秒，反应温度为10~60℃；所述药液浓度百分比为质量百分比。

4.根据权利要求1所述的偏光子的处理方法，其特征在于：所述步骤S04延伸槽硼酸的质量浓度在0.5~7%，KI的质量浓度为0.5~7%，延伸时间为40~200秒，温度为25~80℃；所述药液浓度百分比为质量百分比。

5.根据权利要求1所述的偏光子的处理方法，其特征在于：所述步骤S05固色槽中碘离子的质量浓度在0.1~6%，PH调节剂调节PH＜7，锌离子的质量浓度在0.1~10%，固色时间为40~100秒，温度为10~60℃；所述药液浓度百分比为质量百分比。

6.根据权利要求1所述的偏光子的处理方法，其特征在于：所述碘离子来自碘化锌、碘化铵、碘化钠、碘化镁、碘化铝、碘化钙中的一种或多种的组合。

7.根据权利要求1所述的偏光子的处理方法，其特征在于：所述PH调节剂可为酸类、碱类、缓冲溶液，其中酸类PH调节剂为盐酸、稀硫酸、醋酸、磷酸、苹果酸、酒石酸、马来酸、酸性氨基酸、枸橼酸及阳离子交换脂中的一种或多种的混合物；其中碱类PH调节剂为氢氧化钠、碳酸氢钠、乙二胺、乙醇胺中的一种或多种的混合物；其中缓冲类PH调节剂为硼酸缓冲液、硼酸盐缓冲液、磷酸盐缓冲液中的一种或多种的混合物。

8.根据权利要求1所述的偏光子的处理方法，其特征在于：所述锌离子来自碘化锌、氯化锌、硫酸锌。

9.一种根据权利要求1-8所述的处理方法制得的偏光子。

10.一种基于权利要求1所述的偏光子制备的偏光片，其特征在于：包括依次连接的保护层、上TAC层、偏光子层、补偿膜层和离型膜层，所述上TAC层与所述偏光子层通过粘结剂粘结，所述上TAC层与所述偏光子层之间通过粘结剂粘结，所述补偿膜层与所述离型膜层通过PSA胶连；

所述偏光子根据权利要求1中的处理方法制得。