TW201425006A

TW201425006A - 具優良耐久性偏光板

Info

Publication number: TW201425006A
Application number: TW102140263A
Authority: TW
Inventors: Yun-Seong Kim; Byung-Woon Choi; You-Yeon Jeong
Original assignee: Dongwoo Fine Chem Co Ltd
Priority date: 2012-12-28
Filing date: 2013-11-06
Publication date: 2014-07-01
Also published as: KR20140086018A; WO2014104553A1

Abstract

揭露的是一種偏光板，該偏光板包括偏光鏡以及附著至該偏光鏡的至少一面的保護薄膜，並滿足下述等式1，其在熱及溼的環境中具有極佳的耐久性，且即使當它長時間曝露至上述的這種環境時，不發生褪色。

Description

具優良耐久性偏光板

[相關申請案的交互參考]
此申請案主張於2012年12月28日申請的韓國專利申請案編號10-2012-0156002的優先權以及利益，其揭露內容併入於本文中以作為參考。

本發明有關一種具有優良耐久性的偏光板。

隨著各種影像顯示裝置(例如液晶顯示器（LCD）、電漿顯示面板（PDP）或諸如此類)的發展，對於具有高偏光性以及透光度的偏光板製造的研究已進展以體現具有極佳色彩再現性以及高亮度的影像。一般而言，該偏光板具有由雙色染料、碘或諸如此類染色之以聚乙烯醇（PVA）為基礎的偏光鏡以及積層在該偏光鏡上之以三醋酸纖維素（TAC）為基礎的保護膜的基本結構，以保護該偏光鏡的兩面。此外，取決於顯示裝置的類型，可進一步積層阻滯板、視角補償薄膜、亮度增強薄膜或諸如此類。
如上所述所配置在偏光板中以聚乙烯醇為基礎的偏光鏡在關於熱力學方面是相當不穩定的，且容易受到濕氣的損害。此外，由於TAC保護薄膜具有高蒸氣滲透率以及濕氣吸收，如果該偏光板長時間曝露至熱及濕的環境，該偏光鏡可能收縮而造成尺寸的改變，因此，該偏光板的吸收軸可能扭曲，因此造成色度劣化（「褪色」）的問題。
韓國專利公開案編號2009-82197揭露了一種偏光鏡保護薄膜、偏光板以及影像顯示裝置，然而，沒有提出克服前述問題的解決方案。

因此，本發明的目的是提供一種在熱及濕的環境下具有極佳耐久性的偏光板。
為了達成上述目的，本發明提供了下述。
（1）偏光板，包含：偏光鏡以及附著至該偏光鏡的至少一面的保護薄膜，以及滿足下述等式1：
[等式1]

其中B是該偏光鏡中硼的含量（重量％），I是該偏光鏡中碘的含量（重量％），以及W是該偏光板的水含量（重量％）。
（2）根據上述第（1）項的偏光板，其中相對於該偏光鏡的總重量，該偏光鏡中硼的含量範圍是3.5至7重量％。
（3）根據上述第（1）項的偏光板，其中相對於該偏光鏡的總重量，該偏光鏡中碘的含量範圍是2至5重量％。
（4）根據上述第（1）項的偏光板，其中相對於該偏光鏡的總重量，該偏光板的水含量範圍是0.05至5重量％。
（5）根據上述第（1）項的偏光板，其中該偏光板在可見光區域中具有40至50％的透光度。
本發明的偏光板在熱及濕的環境下可具有極佳的耐久性。
本發明的偏光板即使當它長時間曝露至熱及濕的環境時，不展現褪色。
本發明的偏光板可抑制可能發生在高透光度偏光板中的褪色。

無

本發明揭露了一種偏光板，該偏光板包括偏光鏡以及附著至該偏光鏡的至少一面的保護薄膜，並滿足下述等式1，其在熱及濕的環境中具有極佳的耐久性，且甚至當它長時間曝露至如上所述的這種環境時，不發生褪色。
此後，將更詳細地描述本發明。
本發明的偏光板可包括偏光鏡以及附著至該偏光鏡的至少一面的保護薄膜，同時滿足下述等式1：
[等式1]

其中B是該偏光鏡中硼的含量（重量％），I是該偏光鏡中碘的含量（重量％），以及W是該偏光板的水含量（重量％）。
本發明是基於下述概念：如果該偏光鏡中硼與碘的含量以及該偏光板的水含量之間的關係滿足上述等式1，則可改進該偏光板的耐久性，以因此甚至當該偏光板長時間曝露至熱及濕的環境時，預防褪色的發生。
由於高透光度，具有高透光度偏光板可具有例如惡化的偏光性功能以及高亮度的缺點，因此造成褪色的發生。然而，如果滿足上述等式1，在具有高透光度的偏光板中褪色的發生可被抑制。
在偏光鏡的製造過程中，在以硼酸處理薄膜然後執行交聯該薄膜的過程期間，可將硼大體上包括在該偏光鏡中，且不僅可藉由含硼酸溶液中硼酸的濃度，也可藉由其他過程的處理條件來調整硼的含量。然而，用於調整硼含量的方法不特別受限。
偏光鏡中硼的含量不特別受限，但範圍可為，例如，相對於該偏光鏡的總重量而從3.5至7重量％，且較佳為，4至6重量％。如果該偏光鏡中硼的含量在上述範圍內，可維持適當的耐久性，可預防該偏光鏡的破損，且可有效率地將在該偏光鏡中的碘錯合物固定至聚乙烯醇鏈中，以在熱及濕條件下預防該偏光鏡的褪色。
在偏光鏡的製造過程中，在薄膜染色的過程期間，可將碘大體上包括在該偏光鏡中，且不僅可藉由染色溶液中硼酸的濃度，也可藉由其他過程的處理條件來調整碘的含量。然而，用於調整碘含量的方法不特別受限。
偏光鏡中碘的含量不特別受限，但範圍可為，例如，相對於該偏光鏡的總重量而從2至5重量％，且較佳為，2.5至3重量％。如果該偏光鏡中碘的含量在上述範圍內，可生產出具有高透光度的偏光鏡。
在偏光鏡的製造過程中，在乾燥期間或在將保護薄膜附著至該偏光鏡之後進行的傳統乾燥過程中，可調整水含量。
偏光板的水含量不特別受限，但範圍可為，例如，相對於該偏光板的總重量而從0.05至5重量％，且較佳為，0.1至3重量％。如果該偏光板的水含量在上述範圍內，可預防在彎曲期間或在例如附著的隨後過程中預防破損，以及在熱及濕的環境下由該偏光鏡中的濕氣造成的變形及/或褪色。
本發明的偏光板可包括偏光鏡以及附著至該偏光鏡的至少一面的保護薄膜。
根據本發明的偏光鏡一般藉由單軸地抽取聚乙烯醇薄膜、染色以及附著雙色染料、以硼酸溶液處理以進行交聯、以及沖洗以及乾燥來形成。過程的順序以及該過程的重複次數不特別受限。此後，將更詳細地描述用於形成偏光鏡的方法的一個具體實施例。
單軸地抽取聚乙烯醇薄膜的過程可在染色之前、同時或之後進行。在染色之後進行單軸抽取的例子中，其可在硼酸處理之前或期間進行。當然，也可在為前述過程組合的多個階段中進行單軸抽取。單軸抽取可使用具有不同驅動速度的滾筒或熱的滾筒來進行，或可為在空氣中進行的乾抽取過程或在以溶劑來膨脹的同時進行的濕抽取過程。抽取比的傳統範圍為3至8倍。
使用雙色染料的聚乙烯醇薄膜的染色可包括，例如，將聚乙烯醇薄膜浸沒在含有該雙色染料的水溶性溶液中的方法。該雙色染料的特定範例可包括碘或雙色有機染料。較佳為，先將該聚乙烯醇薄膜在染色之前浸沒在水中，因此膨脹該薄膜。
如果使用碘作為雙色染料，一般可使用包括將聚乙烯醇薄膜浸沒在含有碘以及碘化鉀的染色溶液的染色方法。相對於100重量部分的水（蒸餾水），染色溶液的碘含量範圍一般是0.01至1重量部分，而相對於100重量部分的水，碘化鉀的含量範圍是0.5至20重量部分。該染色溶液的溫度範圍一般是20至40℃，以及浸沒時間(也就是，染色時間)一般範圍是20至1,800秒。
同時，當使用雙色有機染料作為雙色染料時，一般可使用包括將聚乙烯醇薄膜浸沒在含有水溶性雙色有機染料的染色溶液中的染色方法。相對於100重量部分的水，該染色溶液中該雙色有機染料的含量範圍可為1×10^-4至10重量部分，且較佳為，1×10^-2至1重量部分。該染色溶液的溫度一般是20至80℃，以及浸沒時間(也就是，染色時間)一般範圍是10至1,800秒。
經由硼酸處理來交聯所染色的聚乙烯醇薄膜可藉由將該薄膜浸沒在含硼酸溶液中來進行。一般而言，相對於100重量部分的水，在該含硼酸溶液中硼酸的含量範圍可為3.5至15重量部分，且較佳為，5至12重量部分。使用碘作為雙色染料的含硼酸溶液可包括碘化鉀，以及相對於100重量部分的水，其含量範圍可為0.1至15重量部分，且較佳為，5至12重量部分。該含硼酸溶液的溫度是50℃或更高，較佳為，範圍為50至85℃，且更佳為，50至80℃。浸沒時間範圍可為60至1,200秒，較佳為，150至600秒，且更佳為，200至400秒。
在硼酸處理之後，將聚乙烯醇薄膜沖洗並乾燥。沖洗可藉由將以硼酸處理的聚乙烯醇薄膜浸沒在水中來進行，在沖洗期間水的溫度範圍是5至40℃，以及浸沒時間範圍是1至120秒。在沖洗之後，進行乾燥以形成偏光鏡。一般可使用熱吹風機或遠紅外線加熱器來進行乾燥，且乾燥溫度一般範圍是30至100℃，且較佳為，50至80℃，而乾燥時間一般範圍是60至600秒，且較佳為，120至600秒。該偏光鏡的厚度可範圍可為5至40μm。
將保護薄膜附著至藉由包括前述過程的方法所形成的偏光鏡的至少一面。
如果具有極佳的透明度、機械強度、熱穩定性、防潮特性以及等向特性，則保護薄膜不特別受限。更特別的是，該保護薄膜可包括聚酯薄膜，例如聚乙烯對苯二甲酸酯、聚乙烯異酞酸酯、聚丁烯對苯二甲酸酯，等等；纖維素薄膜，例如雙乙醯基纖維素、三乙醯基纖維素，等等；聚碳酸酯薄膜；丙烯醯基薄膜，例如聚甲基(甲基)丙烯酸酯、聚乙基(甲基)丙烯酸酯，等等；苯乙烯薄膜，例如聚苯乙烯、丙烯腈-苯乙烯共聚物，等等；聚烯烴薄膜；氯乙烯薄膜；聚醯胺薄膜，例如尼龍、芳香族聚醯胺，等等；醯亞胺薄膜；碸薄膜；聚醚酮薄膜；聚苯硫醚薄膜；乙烯醇薄膜；偏二氯乙烯薄膜；乙烯醇縮丁醛薄膜；烯丙醇酯薄膜；聚氧甲烯薄膜；胺甲酸酯薄膜；環氧薄膜；矽薄膜，或諸如此類。在這些之中，考慮到偏光性或耐久性，較佳使用具有表面被強鹼皂化的纖維素薄膜。此外，該保護薄膜也可具有光學層的功能。
可使用本技術領域中一般使用的任何黏著劑來將保護薄膜附著至該偏光鏡。
用於將保護薄膜附著至偏光鏡的方法可使用任何本技術領域已知的傳統過程。例如，將黏著劑塗佈至偏光鏡或將要附著的保護薄膜的一面或其雙面，以藉由鑄造、鋼絲棒塗層、凹版印刷塗層、壓鑄模塗料、噴灑或諸如此類來結合同者。在本文中，鑄造意指將黏著劑塗在將要塗層的物體(也就是，該偏光鏡或保護薄膜)的表面上的過程，以廣泛地塗層同者，同時以任一接近垂直或水平方向、或其間之傾斜的方向來移動將要塗層的該物體。在塗佈該黏著劑之後，在附著滾筒之間插入並附著該偏光鏡以及保護薄膜。
在偏光鏡以及保護薄膜的附著之後，將所處理的產品進行乾燥。
乾燥可藉由本技術領域一般使用的傳統乾燥裝置來進行。
乾燥溫度不特別受限，但是範圍可為，例如，20至80℃，且較佳為，40至60℃。
乾燥時間不特別受限，但是範圍可為，例如，10秒至30小時，且較佳為，5至20分鐘。
黏著劑的濕氣可朝向保護薄膜蒸發，或吸收至偏光鏡中，因此顯著地影響了偏光板中水含量的控制。此外，如果在上述範圍內進行乾燥，可輕易地控制水含量。
根據本發明的偏光板透光度不特別受限，但是範圍可為，例如，在可見光區域中的40至50％，且較佳為，44至50％。如果該偏光板透光度在上述範圍內，可維持適當的偏光性以及能見度特性，且由於亮度較高，可降低液晶顯示裝置以及有機發光裝置的功率損耗。
此後，將描述較佳的具體實施例以更具體地了解本發明。然而，對於本領域技術人員而言將為顯而易見的是，這種具體實施例提供用於示例性的目的，而對附帶的申請專利範圍沒有特定的限制，各種修飾以及改變是可能的，而不悖離本發明的範圍以及精神，且這種修飾以及改變充分地包括在如附帶申請專利範圍所定義的本發明中。
範例
範例1
在單軸地6倍抽取在乾燥形式中具有2,400的平均聚合度、99.9莫耳％皂化度以及75μm厚度的聚乙烯醇薄膜（VF-PS, KURARAY Co.）之後，將所抽取的薄膜浸沒在60℃的水（去離子水）中達1分鐘，同時維持拉緊狀態，接著浸沒在28℃、含有碘/碘化鉀/水的重量比為0.013/5/100的水溶性溶液中達60秒。之後，將處理過的薄膜浸沒在55℃、含有碘化鉀/硼酸/水的重量比為11/10/100的水溶性溶液中達300秒。在這之後，在10℃以水沖洗該薄膜20秒之後，在45℃進行乾燥4分鐘，以形成包括聚乙烯醇樹脂以及碘被吸收且被定向所在的偏光鏡。
使用貼合機作為黏著劑而將保護薄膜（40 CHC, TOPPAN）附著至所形成的偏光鏡的一面，並將該偏光鏡在烘箱中於50℃乾燥3分鐘，這產生偏光板。
再重複一次整個上述過程。
範例2
除了在將保護薄膜附著至偏光鏡的一面之後而在60℃進行乾燥24小時之外，藉由如範例1中所描述的相同程序來製造偏光板。
再重複一次整個上述過程。
比較性範例1
除了在交聯過程中所使用的硼酸含量是3重量部分相對於100重量部分的水之外，藉由如範例1中所描述的相同程序來製造偏光板。
比較性範例2
除了在將保護薄膜附著至偏光鏡的一面、然後乾燥同者之後，在60℃、90％RH之下進行潮濕化1小時之外，藉由如範例1中所描述的相同程序來製造偏光板。
再重複一次整個上述過程。
比較性範例3
除了在染色期間的碘含量是0.005重量部分相對於100重量部分的水之外，藉由如範例1中所描述的相同程序來製造偏光板。
再重複一次整個上述過程。
實驗範例1-偏光鏡中硼酸以及碘含量的測量
根據ESCA（Electron Spectroscopy of Chemical Analysis），使用化學分析的電子光譜裝置（ESCA，型號名稱「ESCA LAB 250 system （VG）」），逐步地蝕刻在範例以及比較性範例中形成的每個偏光鏡的表面，並將該表面的一些部分進行鋅、硼以及碘原子(％表示)的測量t％，並計算每種元素的重量。在如下的ESCA條件下進行ESCA分析。
<ESCA分析的條件>
（1）整體ESCA系統的條件
基礎腔室壓力：2.5 × 10^-10mbar
X光源：單色Al Kα （1486.6 eV）
X光點大小：400 μm
鏡片模式：大面積XL
操作模式：固定分析儀能量（CAE）模式
Ar離子蝕刻：基於SiO₂，高於0至0.1 nm/sec（Mag 10）或較低的蝕刻率。
電荷補償：使用低能量泛射式電子槍(low energy flood gun)而不使用離子泛射式電子槍(ion flood gun)。
測量結果示於下述表1中。
實驗範例2-偏光板的水含量的測量
在分別刪掉範例以及比較性範例中所製造的每個偏光板上在三個不同位置具有10 cm × 10 cm大小的三個樣本之後，測量了每個樣本（WO）的重量。
之後，將樣本在烘箱中於105℃加熱2小時，並再次測量該樣本的重量（W1）。
此外，根據下述等式2計算每個樣的水含量（重量％），並將三個樣本的水含量平均值定義為偏光板的水含量。
[等式2]

（WO：初始樣本的水含量（重量％），W1：在加熱之後樣本的水含量（重量％））
測量結果示於下述表1中。
表1

實驗範例3-褪色發生的評估
在將範例以及比較性範例中所製造的每個偏光板留在85℃、於85％RH下24小時之後，將該偏光板於正交偏光（cross-nicol）狀態中對準，以視覺上評估褪色的發生。觀察結果示於下述表2中。
<評估標準>
○：經常發生褪色
△：稍微發生褪色
×：沒有發生褪色
表2

參見表1，確認的是，根據範例1以及2的偏光板不具有褪色的發生，以在熱及濕的環境下達到極佳的耐久性。
另一方面，發現到的是，根據比較性範例1至3的偏光板展現了顯著的褪色，因此在熱及濕的環境下具有惡化的耐久性。

無

Claims

1.一種偏光板，包含：一偏光鏡以及附著至該偏光鏡的至少一面的一保護薄膜，以及滿足下述等式1：
[等式1]

其中B是該偏光鏡中的硼之一含量（重量％），I是該偏光鏡中的碘之一含量（重量％），以及W是該偏光板的一水含量（重量％）。
2. 如申請專利範圍第1項所述的偏光板，其中相對於該偏光鏡的一總重量，該偏光鏡中的硼之該含量範圍是3.5至7重量％。
3. 如申請專利範圍第1項所述的偏光板，其中相對於該偏光鏡的一總重量，該偏光鏡中的碘之該含量範圍是2至5重量％。
4. 如申請專利範圍第1項所述的偏光板，其中相對於該偏光板的一總重量，該偏光板的該水含量範圍是0.05至5重量％。
5. 如申請專利範圍第1項所述的偏光板，其中該偏光板在一可見光區域具有40至50％的一透光度。