CN115136043A - 在高温环境中发生了劣化的偏振片的光学特性的恢复方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供能够使在高温环境中发生了劣化的偏振片的光学特性良好地恢复的方法。本发明的实施方式的偏振片的光学特性的恢复方法包括:将在高温环境中发生了光学特性劣化的偏振片在40℃~65℃及85%RH~95%RH的环境中进行40分钟以上处理。
Description
技术领域
本发明涉及在高温环境中发生了劣化的偏振片的光学特性的恢复方法。
背景技术
在液晶显示装置、有机电致发光(EL)显示装置等图像显示装置中,已出于实现图像显示、和/或提高该图像显示的性能的目的而广泛使用了偏振片。对于偏振片,在出于特定目的而要进行加热处理的情况下,有时会在实际使用中暴露于高温环境中、和/或在高温环境中成型为给定形状。在上述的绝大多数情况下,偏振片的光学特性(代表性地为偏振度、单体透射率、色相)会显著地劣化。因此,要求使在高温环境中发生了劣化的偏振片的光学特性恢复的技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平8-136731号公报
发明内容
发明所要解决的问题
本发明是为了解决上述现有的问题而完成的,其主要目的在于提供能够使在高温环境中发生了劣化的偏振片的光学特性良好地恢复的方法。
解决问题的方法
本发明的实施方式的偏振片的光学特性的恢复方法包括:
将在高温环境中发生了光学特性劣化的偏振片在40℃~65℃及85%RH~95%RH的环境中进行40分钟以上处理。
在一个实施方式中,上述偏振片满足下述的关系:
PH-P0=ΔP1≤-0.005(%)
PR-PH=ΔP2≥+0.005(%)
bH-b0=Δb1≥+0.3
bR-bH=Δb2≤-0.3
其中,
P0为劣化前的偏振度,PH为劣化后且上述处理前的偏振度,PR为该处理后的偏振度;b0为劣化前的色相b值,bH为劣化后且该处理前的色相b值,bR为该处理后的色相b值。
在一个实施方式中,上述偏振片还满足下述的关系:
TsH-Ts0=ΔTs1≥+0.3(%)
TsR-TsH=ΔTs2≤-0.3(%)
其中,
Ts0为劣化前的单体透射率,TsH为劣化后且上述处理前的单体透射率,TsR为该处理后的单体透射率。
在一个实施方式中,上述偏振片是在100℃以上的环境中放置后的偏振片。
在一个实施方式中,上述偏振片是成型为给定形状的偏振片。
发明的效果
根据本发明的实施方式,通过将在高温环境中发生了光学特性劣化的偏振片在给定条件的加热/加湿环境中进行给定时间以上处理,能够使该发生了劣化的光学特性良好地恢复。
具体实施方式
以下,对本发明的代表性实施方式进行说明,但本发明不限定于这些实施方式。
本发明的实施方式的偏振片的光学特性的恢复方法包括:将在高温环境中发生了光学特性劣化的偏振片进行加热/加湿处理。加热/加湿处理通常以偏振片的耐久性试验的形式进行。将常规的偏振片供于加热/加湿处理是以偏振片的光学特性发生劣化(将劣化程度作为耐久性的指标)为前提的。换言之,偏振片的光学特性因加热/加湿处理而劣化是本领域的技术常识。而另一方面,本发明人等发现,通过将在高温环境中发生了光学特性劣化的偏振片供于加热/加湿处理,能够使该发生了劣化的光学特性恢复,从而完成了本发明。即,本发明基于与本领域的技术常识相违背的技术思想而完成,其效果是预料不到的优异效果。加热/加湿处理中的加热温度为40℃~65℃,例如为55℃~65℃、优选为57℃~63℃、更优选为58℃~62℃、进一步优选为约60℃。加热温度过高或过低均可能导致无法使光学特性充分地恢复。加热/加湿处理中的湿度为85%RH~95%RH、优选为87%RH~93%RH、更优选为88%RH~92%RH、进一步优选为约90%RH。湿度过高或过低时均可能导致无法使光学特性充分地恢复。处理时间为40分钟以上、优选为50分钟以上、更优选为1小时以上、进一步优选为2小时以上。处理时间的上限例如可以为5小时。处理时间过短时,有时无法使光学特性充分地恢复。另一方面,由于即使过度延长处理时间也不会实质性地改变所得到的效果,因此,过长的处理时间有时是没有效率的。
代表性地,偏振片包含起偏镜、和配置于起偏镜的一侧或两侧的保护层。
代表性地,起偏镜由含有二色性物质(例如,碘、二色性染料)的树脂膜形成。作为树脂膜,可采用能够作为起偏镜使用的任意适当的树脂膜。代表性地,树脂膜为聚乙烯醇类树脂(以下称为“PVA类树脂”)膜。树脂膜可以为单层的树脂膜,也可以为两层以上的层叠体。
作为由单层的树脂膜构成的起偏镜的具体例,可列举对PVA类树脂膜实施利用碘的染色处理及拉伸处理(代表性地为单向拉伸)而成的起偏镜。上述利用碘的染色例如可通过将PVA类膜浸渍于碘水溶液中来进行。上述单向拉伸的拉伸倍率优选为3~7倍。拉伸可以在染色处理后进行,也可以边染色边进行。另外,也可以在拉伸后进行染色。可根据需要对PVA类树脂膜实施溶胀处理、交联处理、清洗处理、干燥处理等。例如,通过在染色前将PVA类树脂膜浸渍于水中进行水洗,不仅可以洗去PVA类膜表面的污垢、抗粘连剂,而且可以使PVA类树脂膜溶胀而防止染色不均等。
作为使用层叠体得到的起偏镜的具体例,可列举:使用树脂基材与层叠于该树脂基材的PVA类树脂层(PVA类树脂膜)的层叠体、或者使用树脂基材与涂布形成于该树脂基材的PVA类树脂层的层叠体而得到的起偏镜。使用树脂基材与涂布形成于该树脂基材的PVA类树脂层的层叠体而得到的起偏镜可以通过下述方法制作:例如,将PVA类树脂溶液涂布于树脂基材,使其干燥而在树脂基材上形成PVA类树脂层,得到树脂基材与PVA类树脂层的层叠体;将该层叠体拉伸及染色而将PVA类树脂层制成起偏镜。在本实施方式中,拉伸代表性地包括使层叠体浸渍于硼酸水溶液中来进行拉伸。此外,拉伸根据需要可以进一步包括在硼酸水溶液中拉伸之前将层叠体在高温(例如,95℃以上)下进行气体氛围中拉伸。得到的树脂基材/起偏镜的层叠体可以直接使用(即,可以将树脂基材制成起偏镜的保护层),也可以将树脂基材从树脂基材/起偏镜的层叠体剥离,在该剥离面上层叠与目的相符的任意适当的保护层而使用。这样的起偏镜的制造方法的详细情况记载于例如日本特开2012-73580号公报、日本专利第6470455号。这些专利文献的记载作为参考而被援引至本说明书中。
作为起偏镜的厚度,可以根据目的而采用任意适当的厚度。起偏镜的厚度例如为35μm以下、优选为20μm以下、更优选为15μm以下、进一步优选为12μm以下、特别优选为10μm以下、进一步特别优选为8μm以下、尤其优选为6μm以下、最优选为5μm以下。起偏镜的厚度的下限优选为2μm、更优选为1μm。
保护层可以由能够作为起偏镜的保护层使用的任意适当的膜形成。作为成为该膜的主成分的材料的具体例,可列举:三乙酸纤维素(TAC)等纤维素类树脂、聚酯类、聚乙烯醇类、聚碳酸酯类、聚酰胺类、聚酰亚胺类、聚醚砜类、聚砜类、聚苯乙烯类、聚降冰片烯类、聚烯烃类、(甲基)丙烯酸类、乙酸酯类等透明树脂等。另外,还可列举:(甲基)丙烯酸类、氨基甲酸酯类、(甲基)丙烯酸氨基甲酸酯类、环氧类、有机硅类等热固型树脂或紫外线固化型树脂等。除此以外,还可列举例如硅氧烷类聚合物等玻璃态类聚合物。另外,也可以使用日本特开2001-343529号公报(WO01/37007)中记载的聚合物膜。作为该膜的材料,可使用例如含有在侧链具有取代或未取代的酰亚胺基的热塑性树脂、和在侧链具有取代或未取代的苯基及腈基的热塑性树脂的树脂组合物,可列举例如:具有由异丁烯和N-甲基马来酰亚胺形成的交替共聚物、和丙烯腈-苯乙烯共聚物的树脂组合物。该聚合物膜例如可以是上述树脂组合物的挤出成型物。
在偏振片应用于图像显示装置的情况下,配置于显示单元侧的保护层(内侧保护层)优选为光学各向同性。在本说明书中,“为光学各向同性”是指,面内相位差Re(550)为0nm~10nm、厚度方向的相位差Rth(550)为-10nm~+10nm。这里,“Rth(λ)”是在23℃下以波长λnm的光测定的厚度方向的相位差。例如,“Rth(550)”是在23℃下以波长550nm的光测定的厚度方向的相位差。将层(膜)的厚度设为d(nm)时,Rth(λ)可通过式:Rth(λ)=(nx-nz)×d求出。nz是厚度方向的折射率。
在偏振片配置于图像显示装置的可视侧的情况下,可以根据需要对配置于与内侧保护层相反侧的保护层(外侧保护层)实施硬涂处理、防反射处理、抗粘连处理、防眩处理等表面处理。并且/或者,可以根据需要对外侧保护层实施改善经由偏光太阳镜进行视觉辨认时的视觉辨认性的处理(代表性地为赋予(椭)圆偏振功能的处理、赋予超高相位差的处理)。
保护层的厚度可以采用任意适当的厚度。保护层的厚度例如为10μm~90μm、优选为20μm~80μm、更优选为20μm~60μm、进一步优选为20μm~40μm。需要说明的是,在实施了表面处理的情况下,保护层的厚度是包括表面处理层的厚度在内的厚度。
偏振片可以作为可视侧偏振片使用,也可以作为背面侧偏振片使用。此外,偏振片也可以根据目的而进一步具有任意适当的光学功能层。作为光学功能层,例如可举出:相位差层、触摸面板用导电层、反射型起偏镜。在实用中,在偏振片设置有粘合剂层作为显示单元侧的最外层,偏振片设为能够与显示单元贴合。
在本发明的实施方式中,偏振片是在高温环境中发生了光学特性劣化的偏振片。作为这样的偏振片,例如可举出:出于特定目的而经过了加热处理的偏振片、在高温环境中实际使用后的偏振片。高温环境的具体温度在一个实施方式中为100℃以上,在另一个实施方式中为120℃以上,在又一个实施方式中为140℃以上,在再一个实施方式中为160℃以上。该温度的上限例如可以为200℃。
在一个实施方式中,偏振片是成型为给定形状的偏振片。这样的偏振片在成型时要被置于如上所述的高温环境中。作为成型为给定形状的偏振片,例如可举出:应用于弯曲的图像显示装置的偏振片。作为弯曲的图像显示装置,例如可举出:虚拟现实(VR)眼镜、设置于弯曲的壁面、柱的数字标牌。
以下,对于偏振片(实质上为起偏镜)的光学特性的劣化及恢复,作为代表例而针对偏振度、单体透射率、以及色相a值及b值进行说明。
根据本发明的实施方式,关于偏振片的偏振度,优选满足下述的关系:
PH-P0=ΔP1≤-0.005(%)
PR-PH=ΔP2≥+0.005(%)
其中,P0为劣化前的偏振度(在高温环境中放置前的偏振度:初始偏振度),PH为劣化后且加热/加湿处理前的偏振度,PR为加热/加湿处理后的偏振度(恢复后的偏振度)。即,根据本发明的实施方式,对于在高温环境中偏振度降低了-0.005%以下(即,在负数侧以绝对值计为0.005%以上)的偏振片,可以使其偏振度恢复至与初始偏振度实质上相同的值或接近初始偏振度的值。更详细而言,ΔP2的绝对值是与ΔP1的绝对值相同或比ΔP1的绝对值稍小的程度。在一个实施方式中,单体透射率为41%~41.5%左右的偏振片在100℃~130℃的环境中,偏振度例如最多可降低0.05%左右时,通过进行加热/加湿处理,可以使偏振度恢复至与初始偏振度实质上相同的值。在另一个实施方式中,单体透射率为41%~41.5%左右的偏振片在150℃左右的环境中,偏振度例如最多可降低55%左右时,通过加热/加湿处理,能够使偏振度恢复至与初始偏振度之差为0.01%~0.02%左右。在又一个实施方式中,单体透射率为42.5%~43%左右的偏振片在100℃~130℃的环境中,偏振度例如最多可降低10%左右时,通过进行加热/加湿处理,能够使偏振度恢复至与初始偏振度实质上相同的值或超过初始偏振度的值。在再一个实施方式中,单体透射率为42.5%~43%左右的偏振片在150℃左右的环境中,偏振度例如最多可降低94%左右(即,降低至偏振性能实质上消失的程度)时,通过进行加热/加湿处理,即使在这样的情况下也能够使偏振度恢复至与初始偏振度之差为0.1%以下。
根据本发明的实施方式,关于偏振片的单体透射率,优选满足下述的关系:
TsH-Ts0=ΔTs1≥+0.3(%)
TsR-TsH=ΔTs2≤-0.3(%)
其中,Ts0为劣化前的单体透射率(在高温环境中放置前的单体透射率:初始单体透射率),TsH为劣化后且加热/加湿处理前的单体透射率,TsR为加热/加湿处理后的单体透射率(恢复后的单体透射率)。根据本发明的实施方式,与偏振度的情况同样地,对于在高温环境中单体透射率增大了0.3%以上的偏振片,能够使其单体透射率恢复至与初始单体透射率实质上相同的值或初始单体透射率以下的值。更详细而言,ΔTs2的绝对值与ΔTs1的绝对值相同或者为ΔTs1的绝对值以上。
偏振片(实质上为起偏镜)的初始偏振度优选为97.0%以上、更优选为99.0%以上、进一步优选为99.9%以上。偏振片(实质上为起偏镜)的单体透射率优选为40.0%~46.0%、更优选为41.0%~43.5%。
根据本发明的实施方式,关于偏振片的色相b值,优选满足下述的关系:
bH-b0=Δb1≥+0.3
bR-bH=Δb2≤-0.3
b0为劣化前的色相b值(在高温环境中放置前的色相b值:初始b值),bH为劣化后且加热/加湿处理前的色相b值,bR为加热/加湿处理后的色相b值(恢复后的色相b值)。根据本发明的实施方式,对于在高温环境中色相b值增大了0.3以上的偏振片,能够使其色相b值恢复至与初始b值实质上相同的值或初始b值以下的值。换言之,能够使色相从中性劣化成了带有颜色的偏振片恢复至与初始同等的中性色相或比初始更中性的色相。更详细而言,Δb2的绝对值与Δb1的绝对值相同或者为Δb1的绝对值以上。同样地,关于偏振片的色相a值,优选满足下述的关系:
aH-a0=Δa1<0
aR-aH=Δa2≥+0.3
a0为劣化前的色相a值(在高温环境中放置前的色相a值:初始a值),aH为劣化后且加热/加湿处理前的色相a值,aR为加热/加湿处理后的色相a值(恢复后的色相a值)。根据本发明的实施方式,对于在高温环境中色相a值变小了的偏振片,可以使其色相a值恢复至大于初始a值的值。换言之,可以使色相从中性劣化成了带有颜色的偏振片恢复至比初始更中性的色相。更详细而言,Δa2的绝对值与Δa1的绝对值相同或者为Δa1的绝对值以上。
实施例
以下,通过实施例对本发明具体地进行说明,但本发明不限定于这些实施例。实施例中的评价项目如下所述。另外,只要没有特别的明确记载,则实施例中的“份”及“%”为重量基准。
<实施例1>
使用厚度75μm的聚乙烯醇膜(株式会社可乐丽制:VF-PS7500),将其在30℃的纯水中浸渍60秒钟的同时拉伸至拉伸倍率2.5倍,在30℃的碘水溶液(重量比:纯水/碘(I)/碘化钾(KI)=100/0.01/1)中染色45秒,在4重量%硼酸水溶液中拉伸至总拉伸倍率达到5.8倍,在纯水中浸渍10秒钟后,在保持膜的张力的状态下于60℃干燥3分钟,得到了起偏镜(厚度28μm)。
在所得到的起偏镜的一面贴合三乙酸纤维素(TAC)膜(厚度80μm)作为内侧保护层,在另一面贴合HC-TAC膜作为外侧保护层,得到了偏振片。需要说明的是,HC-TAC膜是在上述TAC膜上形成有硬涂(HC)层(厚度7μm)的膜,以使TAC膜成为起偏镜侧的方式进行了贴合。
将所得到的偏振片冲裁成40mm×40mm的尺寸,将其TAC膜侧经由丙烯酸类粘合剂贴合于碱玻璃板,得到了测定样品。测定样品准备2个,一个投入至设定为100℃的烘箱中5分钟,另一个使其HC面与设定为100℃的加热板(AS ONE公司制、产品名“Shamal Hot PlateHHP-401”)接触并载置5分钟。像这样地,使各个测定样品(偏振片)的光学特性发生劣化。将光学特性发生了劣化后的测定样品投入设定为65℃·95%RH的腔室中2小时,进行了加热/加湿处理。使用日本分光株式会社制“V7100”对初始(加热前)、劣化后(加热后)且加热/加湿处理前(以下简称为劣化后)、及加热/加湿处理后(恢复后)的测定样品的偏振度、单体透射率、以及色相a值及色相b值进行了测定。将结果示于表1。
<实施例2>
使得起偏镜的单体透射率达到表1所示的值,除此以外,与实施例1同样地制作了偏振片。使用该偏振片,并且将加热温度设为130℃,除此以外,与实施例1同样地对初始、劣化后及恢复后的偏振度、单体透射率、以及色相a值及色相b值进行了测定。将结果示于表1。
<实施例3>
使得起偏镜的单体透射率达到表1所示的值,除此以外,与实施例1同样地制作了偏振片。使用该偏振片,并且将加热温度设为150℃,除此以外,与实施例1同样地对初始、劣化后及恢复后的偏振度、单体透射率、以及色相a值及色相b值进行了测定。将结果示于表1。
<参考例1>
使得起偏镜的单体透射率达到表1所示的值,除此以外,与实施例1同样地制作了偏振片。使用该偏振片,将加热温度设为40℃,并且仅利用加热板进行了加热,除此以外,与实施例1同样地对初始、劣化后及恢复后的偏振度、单体透射率、以及色相a值及色相b值进行了测定。将结果示于表1。
<参考例2>
使得起偏镜的单体透射率达到表1所示的值,除此以外,与实施例1同样地制作了偏振片。使用该偏振片,并且将加热温度设为60℃,除此以外,与实施例1同样地对初始、劣化后及恢复后的偏振度、单体透射率、以及色相a值及色相b值进行了测定。将结果示于表1。
<参考例3>
使得起偏镜的单体透射率达到表1所示的值,除此以外,与实施例1同样地制作了偏振片。使用该偏振片,并且将加热温度设为80℃,除此以外,与实施例1同样地对初始、劣化后及恢复后的偏振度、单体透射率、以及色相a值及色相b值进行了测定。将结果示于表1。
<实施例4>
使得起偏镜的单体透射率达到表1所示的值,除此以外,与实施例1同样地制作了偏振片。使用该偏振片,除此以外,与实施例1同样地对初始、劣化后及恢复后的偏振度、单体透射率、以及色相a值及色相b值进行了测定。将结果示于表1。
<实施例5>
使得起偏镜的单体透射率达到表1所示的值,除此以外,与实施例1同样地制作了偏振片。使用该偏振片,并且将加热温度设为130℃,除此以外,与实施例1同样地对初始、劣化后及恢复后的偏振度、单体透射率、以及色相a值及色相b值进行了测定。将结果示于表1。
<实施例6>
使得起偏镜的单体透射率达到表1所示的值,除此以外,与实施例1同样地制作了偏振片。使用该偏振片,并且将加热温度设为150℃,除此以外,与实施例1同样地对初始、劣化后及恢复后的偏振度、单体透射率、以及色相a值及色相b值进行了测定。将结果示于表1。
<参考例4>
使得起偏镜的单体透射率达到表1所示的值,除此以外,与实施例1同样地制作了偏振片。使用该偏振片,将加热温度设为40℃,并且仅利用加热板进行了加热,除此以外,与实施例1同样地对初始、劣化后及恢复后的偏振度、单体透射率、以及色相a值及色相b值进行了测定。将结果示于表1。
<参考例5>
使得起偏镜的单体透射率达到表1所示的值,除此以外,与实施例1同样地制作了偏振片。使用该偏振片,并且将加热温度设为60℃,除此以外,与实施例1同样地对初始、劣化后及恢复后的偏振度、单体透射率、以及色相a值及色相b值进行了测定。将结果示于表1。
<实施例7>
使得起偏镜的单体透射率达到表1所示的值,除此以外,与实施例1同样地制作了偏振片。使用该偏振片,并且将加热温度设为80℃,除此以外,与实施例1同样地对初始、劣化后及恢复后的偏振度、单体透射率、以及色相a值及色相b值进行了测定。将结果示于表1。
[表1]
根据表1可以明确,通过本发明的实施例,能够使在高温环境中发生了劣化的偏振片的光学特性恢复。此外,根据参考例可以明确,通过低温下的加热,根本就不会发生光学特性的劣化。此外,根据参考例3和实施例7可以明确,由于偏振片(实质上为起偏镜)的单体透射率不同,发生光学特性的劣化的加热温度不同。
工业实用性
本发明的实施方式的方法可以适宜用于在高温环境中暴露后的偏振片的光学特性的恢复。
Claims (5)
1.一种偏振片的光学特性的恢复方法,该方法包括:
将在高温环境中发生了光学特性劣化的偏振片在40℃~65℃及85%RH~95%RH的环境中进行40分钟以上处理。
2.根据权利要求1所述的偏振片的光学特性的恢复方法,其中,所述偏振片满足下述的关系:
PH-P0=ΔP1≤-0.005(%)
PR-PH=ΔP2≥+0.005(%)
bH-b0=Δb1≥+0.3
bR-bH=Δb2≤-0.3
其中,
P0为劣化前的偏振度,PH为劣化后且所述处理前的偏振度,PR为该处理后的偏振度;
b0为劣化前的色相b值,bH为劣化后且该处理前的色相b值,bR为该处理后的色相b值。
3.根据权利要求2所述的偏振片的光学特性的恢复方法,其中,所述偏振片满足下述的关系:
TsH-Ts0=ΔTs1≥+0.3(%)
TsR-TsH=ΔTs2≤-0.3(%)
其中,
Ts0为劣化前的单体透射率,TsH为劣化后且所述处理前的单体透射率,TsR为该处理后的单体透射率。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的偏振片的光学特性的恢复方法,其中,
所述偏振片是在100℃以上的环境中放置后的偏振片。
5.根据权利要求4所述的偏振片的光学特性的恢复方法,其中,
所述偏振片是成型为给定形状的偏振片。
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