CN102116889A - 偏光片、其制备方法和装备有该偏光片的偏光板 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了偏光片、其制备方法和装备有该偏光片的偏光板。所述偏光片包括聚乙烯醇类树脂膜，在所述聚乙烯醇类树脂膜中碘通过吸附取向，其中以下公式I表示的碘取向率为约20至约30％，优选约10至约20％，且所述偏光片具有约10至约20％的硼酸含量，
Figure DSA00000420794100011
其中RI为845.1nm、903.3nm、952.1nm、1000.0nm、1046.5nm和1092.7nm红外区中碘的平均面内延迟值，且RPVA为845.1nm、903.3nm、952.1nm、1000.0nm、1046.5nm和1092.7nm红外区中聚乙烯醇类树脂的平均面内延迟值。

Description

偏光片、其制备方法和装备有该偏光片的偏光板
技术领域
本发明涉及偏光片、所述偏光片的制备方法和装备有所述偏光片的偏光板。更具体地，本发明涉及偏光片和其制备方法，其中将碘取向率和偏光片中硼酸含量限定在特定范围内以改进偏光片的偏振水平和显示质量。
背景技术
液晶显示器(LCD)是最普通平板显示器之一。液晶显示器包括液晶面板，所述液晶面板包括具有电场形成电极的两个显示板和密封在其间的液晶层。当向电场形成电极施加电压时，液晶显示器产生跨液晶层的电势差，确定液晶层的液晶分子的取向并控制入射光的偏振，以此显示图像。
同时，在液晶显示器的外部提供偏光板。偏光板选择性地使在背光入射的光和通过液晶层的光中特定方向的光透过，以控制偏振。
偏光板包括以特定方向偏光的偏光片，以及支持和包括偏光片的保护层。此类偏光片通常通过将PVA膜用二色性碘染色并将PVA膜用硼酸或硼砂交联来制备。
需要高偏振水平的偏光片，以改进LCD面板用偏光板的显示质量。当前开发的偏光片关注于渗透和偏振水平，但尚未有任何研究涉及碘取向率对偏振水平的影响。
发明内容
因此，一方面，本发明提供了一种偏光片。所述偏光片包括聚乙烯醇类树脂膜，在所述聚乙烯醇类树脂膜中碘通过吸附取向，其中以下公式I表示的碘取向率为约20至约30％：
Figure BSA00000420794300021
其中RI为845.1nm、903.3nm、952.1nm、1000.0nm、1046.5nm和1092.7nm红外区中碘的平均面内延迟值，且RPVA为845.1nm、903.3nm、952.1nm、1000.0nm、1046.5nm和1092.7nm红外区中聚乙烯醇类树脂的平均面内延迟值。
在一个实施方式中，所述偏光片可具有约10至约20％的硼酸含量。
在一个实施方式中，所述偏光片具有约0.03至约0.1cd的显示均匀度，其中所述显示均匀度使用亮度计由各个位置上的亮度差测得。
另一方面，本发明提供了一种制备所述偏光片的方法。在一个实施方式中，所述方法包括：将聚乙烯醇类树脂膜用含碘的染液染色；将以约1.0至约1.5的拉伸比拉伸的所述染色的膜交联；和将所述交联的膜在含约1至约3％的硼酸的拉伸浴中拉伸，其中总拉伸比为约5.8至约6.5。
在一个实施方式中，所述染液可具有约20℃至约40℃的温度。
在一个实施方式中，所述拉伸浴可具有约40℃至约62℃的温度。
另一方面，本发明提供了一种包括所述偏光片的偏光板。
在一个实施方式中，所述偏光板具有保护膜形成在所述偏光片的至少一个表面上的结构。
在一个实施方式中，所述保护膜可具有约40至约60nm的以下公式II定义的面内延迟值(Ro)：
Ro＝(nx-ny)×d---(II)
其中，nx为膜面内最大折射率，ny为一个垂直于nx的方向上的折射率，且d为膜厚度(nm)。
具体实施方式
下文中，更详细地说明本发明。本发明的偏光片包括聚乙烯醇类树脂膜，在所述聚乙烯醇类树脂膜中碘通过吸附取向，其中以下公 式I表示的碘取向率为约20至约30％，优选约24至约28％。
Figure BSA00000420794300031
其中RI为845.1nm、903.3nm、952.1nm、1000.0nm、1046.5nm和1092.7nm红外区中碘的平均面内延迟值，且RPVA为845.1nm、903.3nm、952.1nm、1000.0nm、1046.5nm和1092.7nm红外区中聚乙烯醇类树脂的平均面内延迟值。
在本发明中，面内延迟值(Ro)可由以下公式II定义：
Ro＝(nx-ny)×d---(II)
其中，nx为膜面内最大折射率，ny为一个垂直于nx的方向上的折射率，且d为膜厚度(nm)。
本发明的偏光片的碘取向率为约20至约30％。在此范围内时，显示均匀度优异。
在一个实施方式中，偏光片具有约10％至约20％，优选约13％至约17％的硼酸含量。在此范围内时，可防止偏光片拉伸时破裂，且显示均匀度优异。
在一个实施方式中，偏光片可具有约0.03至约0.1cd的显示均匀度。此显示均匀度可使用亮度计由各个位置上的亮度差测得。
另一方面，本发明提供了一种制备偏光片的方法。在一个实施方式中，所述方法包括：将聚乙烯醇类树脂膜用含碘的染液染色；将以约1.0至约1.5的拉伸比拉伸的染色的膜交联；和将交联的膜在含约1至约3％的硼酸的拉伸浴中拉伸。
在一个实施方式中，在用碘染色前可使聚乙烯醇类树脂膜膨胀。膨胀工艺可在约22至约28℃下在膨胀浴中进行，且膨胀工艺将外源物质从膜表面去除或促进干燥。膨胀浴可包含水、氯化物、硼酸、无机酸、有机溶剂等。本领域技术人员可很容易制备和选择膨胀浴。
将膨胀的聚乙烯醇类树脂膜用由碘和碘化钾组成的染液染色。在一个实施方式中，以约100重量份的水计，碘染色浴可包含约0.05至约0.2重量份 的碘和约0.5至约2.5重量份的碘化钾。在此范围内时，可获得本发明希望的碘取向率。
碘染色可在约20至约40℃下进行约2至约4分钟。
可对染色的聚乙烯醇类树脂膜进行拉伸工艺。拉伸工艺可通过任何常规方法进行。在本发明的一个实施方式中，拉伸可进行约2.0至约4.0次。在一个实施方式中，拉伸可在含约1％至约3％，优选约2％至约2.7％的硼酸的拉伸浴中进行。拉伸浴可具有约40℃至约62℃的温度。
此外，拉伸可在染色和交联工艺期间以及用碘染色后进行。在全部情况中，可将总拉伸比调整为约5.8至约6.5。交联工艺在含硼酸的交联浴中进行。交联浴中硼酸的浓度为约1至约5wt％，优选约2.5至约4wt％，更优选约2.8至约3.5wt％。在此范围内时，可获得本发明希望的硼酸含量。对染色的膜进行交联，并同时以约1.0至约1.5的拉伸比拉伸。
在一个实施方式中，交联浴具有约30至约50℃的温度，且交联进行约1至约2分钟。
对交联的膜再次以约2.0至约4.0的拉伸比拉伸。
在本发明中，总拉伸比在约5.8至约6.5的范围内，因为在此范围内可获得所希望的碘取向率和硼酸。例如，将总拉伸比调整为5.8、5.9、6.0、6.1、6.2、6.3、6.4或6.5。
上述制备的偏光片具有约0.5至400μm，优选5至200μm的厚度。
另一方面，本发明涉及包括偏光片的偏光板。在一个实施方式中，所述偏光板具有保护膜形成在偏光片的至少一个表面上的结构。保护膜起到延迟膜、亮度改进膜、反射膜、半渗透反射膜、扩散膜、光补偿膜等的作用，且这类膜可进一步层叠在保护膜上。在一个实施方式中，保护膜可具有约40至约60nm，优选50至约60nm的面内延迟值(Ro)。
下文中，通过参考以下实施例来更详细地说明本发明。提供这些实施例仅用于说明本发明，且这些实施例不应构成对本发明范围和精神的限制。
而且，为了简明，省略本领域技术人员熟知的实施特征和步骤。
实施例
实施例1
将75μm厚的聚乙烯醇膜( 聚合度：2400)在27℃的水中浸泡4分钟并充分膨胀。随后，将膜浸泡在含0.08重量份的碘、0.2重量份的碘化钾和100重量份的水的水性溶液中，并沿一个轴向拉伸至1.24的拉伸比。随后，使膜在含3重量份的硼酸和100重量份的水的35℃交联浴中交联，并同时沿一个轴向拉伸至1.2的拉伸比。随后，使膜在含2.5重量份的硼酸和100重量份的水的55℃交联浴中沿一个轴向拉伸至3.5的拉伸比。随后，将膜在17℃下用水清洗5分钟，浸泡在含1重量份的硼酸、5重量份的碘化钾和100重量份的水的补充浴(complementary bath)中，并在50℃的温度下干燥2分钟以获得偏光片。对于获得的偏光片，使用KOBRA-IR装置在845.1nm、903.3nm、952.1nm、1000.0nm、1046.5nm和1092nm下测定碘和聚乙烯醇类树脂的面内延迟值，并由此获得碘的取向率。此外，硼酸含量通过滴定测定，且显示均匀度使用亮度计通过各个位置上的亮度差评估。
实施例2
进行与实施例1相同的方法，不同之处在于在拉伸浴中进行拉伸至拉伸比为3.0。
实施例3
进行与实施例1相同的方法，不同之处在于拉伸浴中硼酸浓度为2.8重量份。
实施例4
进行与实施例1相同的方法，不同之处在于在拉伸浴中硼酸浓度为2.8重量份的条件下，在拉伸浴中进行拉伸至拉伸比为3.0。
对比例1
进行与实施例1相同的方法，不同之处在于拉伸浴中硼酸浓度为3.5重量份。
对比例2
进行与实施例1相同的方法，不同之处在于在拉伸浴中硼酸浓度为3.5重量份的条件下，在拉伸浴中进行拉伸至拉伸比为3.0。
实施例1至4和对比例1至2的结果显示在下表1中：
[表1]
Figure BSA00000420794300061
虽然公开了本发明的优选实施方式以用于说明，但本领域技术人员将明白在不背离本所附权利要求中公开的本发明范围和精神下，可进行各种修改、添加和替换。

Claims (9)

1.一种偏光片，包括聚乙烯醇类树脂膜，在所述聚乙烯醇类树脂膜中碘通过吸附取向，其中以下公式I表示的碘取向率为20至30％，
Figure FSA00000420794200011
其中RI为845.1nm、903.3nm、952.1nm、1000.0nm、1046.5nm和1092.7nm红外区中碘的面内延迟值，且RPVA为845.1nm、903.3nm、952.1nm、1000.0nm、1046.5nm和1092.7nm红外区中聚乙烯醇类树脂的面内延迟值。
2.如权利要求1所述的偏光片，其中所述偏光片具有10至20％的硼酸含量。
3.如权利要求2所述的偏光片，其中所述偏光片具有0.03至0.1cd的显示均匀度。
4.一种制备偏光片的方法，包括：
将聚乙烯醇类树脂膜用含碘的染液染色；
交联以1.0至1.5的拉伸比拉伸的所述染色的膜；和
将所述交联的膜在含1至3％的硼酸的拉伸浴中拉伸，
其中，总拉伸比为5.8至6.5。
5.如权利要求4所述的方法，其中所述染液具有20℃至40℃的温度。
6.如权利要求4所述的方法，其中所述拉伸浴具有40℃至62℃的温度。
7.一种偏光板，包括如权利要求1至3中任一项所述的偏光片。
8.如权利要求7所述的方法，其中所述偏光板具有保护膜形成在所述偏光片的至少一个表面上的结构。
9.如权利要求8所述的方法，其中所述保护膜具有40至60nm的以下公式II定义的面内延迟值(Ro)：
Ro＝(nx-ny)×d---(II)
其中，nx为膜面内最大折射率，ny为一个垂直于nx的方向上的折射率，且d为膜厚度(nm)。
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