CN104395790B - 具有优异的光学性能的薄膜偏光片、其制造方法和包括所述薄膜偏光片的偏光板和显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种具有优异的光学性能的薄膜偏光片和制造所述薄膜偏光片的方法。所述薄膜偏光片包括：通过利用二者之间的引力或者使用粘合剂将未拉伸的基于聚乙烯醇(PVA)的膜附着到热塑性聚氨酯膜的至少一个表面上而形成膜层压体；在45℃至55℃的温度下拉伸所述膜层压体；和使所述基于PVA的膜与所述热塑性聚氨酯膜分离。

Description

具有优异的光学性能的薄膜偏光片、其制造方法和包括所述 薄膜偏光片的偏光板和显示装置
技术领域
本发明涉及一种薄膜偏光片、其制造方法和包括所述薄膜偏光片的偏光板和显示装置，并且更具体地，涉及一种具有优异的光学性能且厚度为10μm或更小的薄膜偏光片、其制造方法和包括所述薄膜偏光片的偏光板和显示装置。
背景技术
在偏光板中使用的偏光片是用于将自然光或随机偏振的光转换成以一定方向偏振的光的光学装置，它已被广泛地应用于显示设备，例如，液晶显示器(LCD)和有机发光二极管(OLED)。作为在这种显示装置中通常使用的偏光片，通常使用含有碘化合物或二色性染料且具有以预定方向取向的分子链的基于聚乙烯醇(PVA)的偏光膜。
基于PVA的偏光膜可以通过用碘或二色性染料对基于PVA的膜进行染色以及在预定方向上拉伸和交联该膜而制造。在这种情况下，可以通过在溶液(例如硼酸水溶液或含水碘溶液)中的湿拉伸、在气氛中的干拉伸等来进行拉伸过程。在根据相关技术的上述制造工艺中，基于PVA的膜，在对其进行拉伸之前，需要具有超过60μm的厚度，从而对其进行拉伸时其上没有破损的发生。当在拉伸过程之前基于PVA的膜的厚度小于60μm的情况下时，基于PVA的膜的溶胀度会增加，并且这种薄膜的每单位面积的模量可在拉伸过程中增加，由此会容易发生膜的破损。
同时，根据最近的显示装置的薄型化的趋势，偏光板也需要具有减小的厚度。但是，在根据相关技术使用具有超过60μm的厚度的基于PVA的膜的情况下，在减少偏光片的厚度方面存在限制。因此，已经进行了研究制造具有减小的厚度的偏光片。
韩国专利公开第2010-0071998号公开了一种制造薄偏光板的方法，其使用通过用亲水性聚合物层涂布基层或者共挤出形成基层的材料和形成亲水性聚合物层的材料而制造的层压体。然而，在使用涂布或共挤出法的情况下，在拉伸之后，PVA层和基层不会容易地彼此分开。因为对于它们之间的分离需要高程度的剥离强度，所以在分离过程中可能会发生诸如PVA层损坏或PVA层变形的缺陷，导致基于PVA的膜的光学性能(如偏光度等)的劣化。另外，在使用涂布或共挤出方法的情况下，因为基于PVA的膜是通过熔融PVA树脂而后共挤出PVA层和基层制而制造的，或者是通过制备PVA树脂作为涂布溶液而后将该涂布溶液涂敷到基层上而制造的，所以所制造的PVA膜的物理性质可能容易改变，这取决于挤出条件、涂布条件或成膜条件。因此，所得到的PVA膜的物理性质可能劣化，并且其不会得到均匀性。
因此，需要制造具有优异的光学性能的薄膜偏光片。
发明内容
技术问题
为了解决上述问题，本发明的一个方面提供了一种具有优异的光学性能(特别是，单透光率为40％至45％以及偏光度为99％以上)且厚度为10μm或更小的基于聚乙烯醇(PVA)的薄的偏光片及其制造方法。
技术方案
根据本发明的一个方面，提供了一种制造薄膜偏光片的方法，包括：通过利用二者之间的引力或者使用粘合剂将未拉伸的基于聚乙烯醇(PVA)的膜附着到热塑性聚氨酯膜的至少一个表面上而形成膜层压体；在45℃至55℃的温度下拉伸所述膜层压体；和使所述基于PVA的膜与所述热塑性聚氨酯膜分离。
所述未拉伸的基于PVA的膜可以具有10μm至60μm的厚度。膜层压体的拉伸可以在硼酸浓度为1％至5％、优选1％至3％的硼酸水溶液中进行。
所述基于PVA的膜与所述热塑性聚氨酯膜的分离可以使用2N/2cm或更少的剥离强度来进行。
所述方法可以进一步包括：在拉伸膜层压体之前，用碘和二色性染料中的至少一种对膜层压体进行染色，以及在拉伸膜层压体之后，干燥该经拉伸的膜层压体。
根据本公开的另一个方面，提供了一种薄膜偏光片，所述薄膜偏光片厚度为10μm或更小，单透光率为40％至45％，偏光度为99％以上以及在偏光片的宽度方向上的10个等距离的点测量的偏光度的标准偏差为0.002％或更小。此外，提供了包括如上所述的薄膜偏光片的偏光板和显示装置。
有益效果
在根据本公开示例性实施方式的制造薄膜偏光片的方法中，聚氨酯膜可以用作基膜，并且可以在预定温度下进行拉伸过程，由此可以通过稳定的工艺将薄膜偏光片制造为具有优异的光学性能。用上述方法制造的薄膜偏光片可以具有10μm或更小的厚度，这是显著薄的，并且可以具有在单个透射率、偏光、色度等方面优异的光学性能。
附图说明
图1是显示使用纹理分析仪测量粘合强度的方法的视图；和
图2是显示在拉伸过程中根据比较例3的薄膜层压体的破损的照片。
具体实施方式
在下文中，将参照附图来详细描述本发明的实施方式。
作为反复研究制造具有优异的光学性能并且显著薄(即，具有10μm或更小的厚度)而不会出现断裂的偏光片的结果，本文所描述的偏光片的发明人发现，上述目的可以是通过利用二者之间的弱引力或者使用粘合剂将基于聚乙烯醇(PVA)的膜附着到聚合物膜上而后拉伸该附着的膜而实现，并且提交了与此有关的韩国专利申请第10-2012-0130576号和第10-2012-0130577号。
通过进一步的研究，本发明人发现，与使用不同类型的膜相比，具有显著改进的光学性能的薄膜偏光片可以采用在所提交的申请中阐述的制造薄膜偏光片的方法，使用热塑性聚氨酯膜作为聚合物膜以及在预定温度下拉伸该膜而制造，并且基于该研究的结果发明了在此阐述的本发明的偏光片。
根据本公开的一个示例性的实施方式的制造薄膜型偏光片的方法可以包括：通过利用二者之间的引力或者使用粘合剂将未拉伸的基于PVA的膜附着到热塑性聚氨酯膜的至少一个表面上而形成膜层压体；在45℃至55℃的温度下拉伸所述膜层压体；和使所述基于PVA的膜与所述聚氨酯膜分离。
这里，所述热塑性聚氨酯膜被用于防止基于PVA的膜的断裂。根据本发明人进行的研究，与使用不同的膜进行比较，通过使用聚氨酯膜作为基膜，相对高的拉伸倍率是容许的，并且由于聚氨酯膜的热收缩特性与基于PVA的膜的热收缩特性相似并且聚氨酯膜能够在干燥过程中诱发在经拉伸的基于PVA的膜的宽度方向上的平稳收缩，因此可以制造具有优异的光学性能的薄膜偏光片。
在本公开的示例性的实施方式中使用的热塑性聚氨酯膜可以在45℃至55℃的温度下，以5倍或更大，优选8倍或更大的最大放大倍率进行拉伸，但不限于此。
这里，聚氨酯膜的厚度可以是20μm至100μm，优选30μm至80μm。在聚氨酯膜的厚度小于20μm的情况下，断裂的可能性会增加。在聚氨酯薄膜的厚度超过100μm的情况下，在膜层压体形成后，拉伸效率会减小。
同时，附着到所述热塑性聚氨酯膜的基于PVA的膜的厚度可以是10μm至60μm，优选10μm至40μm。在基于PVA的膜的厚度超过60μm的情况下，使基于PVA的膜即使在拉伸之后具有10μm或更小的厚度会是困难的，在基于PVA的膜的厚度小于10μm的情况下，在拉伸过程期间会出现基于PVA的膜的断裂。
同时，基于PVA的膜可以具有大约1,000至10,000的聚合度，优选大约1,500至5,000的聚合度，但不限于此。在基于PVA的膜的聚合度在上述范围内的情况下，分子可以自由移动，并且可以顺利地结合碘、二色性染料等。
同时，根据本公开的示例性的实施方式的基于PVA的膜可以是可商购的基于PVA的膜，例如，由Kuraray制造的PE20、PE30或PE60，由日本合成化学工业有限公司制造的M2000、M3000或M6000，等等。
同时，在本公开的示例性的实施方式中，热塑性聚氨酯膜和基于PVA的膜可以在不用单独的介质的情况下利用在热塑性聚氨酯膜的表面和未拉伸的基于PVA的膜的表面之间产生的弱引力或者使用粘合剂而彼此附着。
在利用引力使热塑性聚氨酯膜和基于PVA的膜彼此附着的情况下，可以在热塑性聚氨酯膜或基于PVA的膜的一个表面或两个表面上进行表面处理以使它们具有适当程度的粘合强度。这里，表面处理可以通过本公开所属领域中公知的各种表面处理方法(例如，电晕处理、等离子体处理或用强碱性水溶液(如NaOH或KOH)的表面改性处理)来进行。
同时，在使用粘合剂使未拉伸的聚合物膜和未拉伸的基于PVA的膜彼此附着的情况下，在拉伸膜层压体之前的粘合剂层的厚度可以是20nm至4000nm，优选为20nm至1,000nm，更优选20nm至500nm。在拉伸膜层压体之后的粘合剂层的厚度可以是10nm至1,000nm，优选10nm至500nm，更优选为10nm至200nm。当在拉伸膜层压体之前和之后的粘合剂层的厚度在上述范围内时，在拉伸和干燥过程之后的基于PVA的膜的分离可以在没有损坏于此的情况下容易进行。
同时，粘合剂的材料没有特别的限制，并且可以没有限制地使用本公开所属领域中公知的各种类型的粘合剂。例如，所述粘合剂层可以由基于水的粘合剂或紫外线固化型粘合剂形成。
更具体地，粘合剂层可以由包含选自基于PVA的树脂、基于丙烯酸的树脂、基于乙酸乙烯酯的树脂中的至少一种的基于水的粘合剂形成。
另外，粘合剂层可以由包含具有丙烯酸基团和羟基基团的基于PVA的树脂的基于水的粘合剂形成。这里，所述具有丙烯酸基团和羟基基团的基于PVA的树脂可以具有大约500至1,800的聚合度。
另外，粘合剂层可以由包含含有乙酰乙酰基的基于PVA的树脂和基于胺的金属化合物交联剂的基于水的粘合剂形成。更具体地，所述粘合剂可以是一种水溶液，其包含100重量份的含有乙酰乙酰基的基于PVA的树脂和1至50重量份的基于胺的金属化合物交联剂。
这里，基于PVA的树脂的聚合度和皂化度没有特别限制，只要该基于PVA的树脂含有乙酰乙酰基即可。该基于PVA的树脂可以具有200至4,000的聚合度，并且可具有70摩尔％至99.9摩尔％的皂化度。考虑到所包含的材料的灵活混合的分子的运动的自由，聚合度可为1,500至2,500，以及皂化度可为90摩尔％至99.9摩尔％。这里，所述基于PVA的树脂可以包含0.1摩尔％至30摩尔％的乙酰乙酰基。在上述范围内，基于PVA的树脂和基于胺的金属化合物交联剂间的反应可以令人满意地进行，并且粘合剂可具有所需的防水性能。
所述基于胺的金属化合物交联剂可以是包含与基于PVA的树脂具有预定反应性的官能团的水溶***联剂，并且可以是含有基于胺的配体的金属配位化合物。所述金属配位化合物可以包含选自锆(Zr)、钛(Ti)、铪(Hf)、钨(W)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、钌(Ru)、锇(Os)、铑(Rh)、铱(Ir)、钯(Pd)和铂(Pt)中的过渡金属。耦合到中心金属的配体可以包括至少一个胺基，如伯胺、仲胺(二胺)、叔胺或氢氧化铵。
此外，所述含有乙酰乙酰基的基于PVA的树脂可以具有1重量％至10重量％的固体含量。在基于PVA的树脂的固体含量小于1重量％的情况下，粘合剂不会得到足够的防水性能，因此，其在拉伸过程中降低破损的发生率方面会是有效性较低的。在基于PVA的树脂的固体含量超过10重量％的情况下，粘合剂的可加工性可能劣化，并且在分离时可能发生基于PVA的膜的表面的损坏。
同时，粘合剂的pH值可以是4.5至9。在所述粘合剂的pH值在上述范围内的情况下，该粘合剂可以是在高湿度气氛中在贮存稳定性和耐久性方面更有利的。
同时，该粘合剂的pH值可以通过向水溶液中提供酸来进行调节。在此，pH调节剂可以是强酸或弱酸。例如，pH调节剂可为硝酸、盐酸、硫酸、乙酸等。
在拉伸膜层压体之前，由上述粘合剂形成的粘合剂层的厚度可以为80nm至200nm，优选80nm至150nm，并且在拉伸膜层压体之后，可为10nm至100nm，优选10nm至80nm。在所述粘合剂层的厚度在上述范围内的情况下，在基膜和基于PVA的膜之间的粘合强度可以适当地持续，在拉伸过程中断裂发生率可能会降低，同时可以将在分离时偏光片表面的破损减至最小。
在粘合剂的情况下，在固化粘合剂时，在基于胺的金属化合物和基于PVA的树脂的乙酰乙酰基之间发生交联反应，所述粘合剂层的固化后的防水性可能会显著改善。在使用这种粘合剂层叠聚合物膜和基于PVA的膜的情况下，在进行湿拉伸时粘合剂被溶于水中的现象可以被最小化。因此，粘合剂可以有利地使用在湿拉伸过程中。
同时，粘合剂层可以由紫外线固化型粘合剂形成。例如，粘合剂层可以由紫外线固化型粘合剂形成，所述紫外线固化型粘合剂包含均聚物玻璃化转变温度为120℃以上的第一环氧化合物、均聚物玻璃化转变温度为60℃以下的第二环氧化合物和阳离子光聚合引发剂。具体地，所述紫外线固化型粘合剂可以包含100重量份的均聚物玻璃化转变温度为120℃以上的第一环氧化合物、30至100重量份的均聚物玻璃化转变温度为60℃以下的第二环氧化合物和0.5至20重量份的阳离子光聚合引发剂。
本文所述的环氧化合物可以是指在分子中具有一个或多个环氧基团的化合物，优选为在分子中具有两个或多个环氧基团的化合物，并且可以被理解为包括单体、聚合物和树脂的形式。根据本公开的示例性实施方式的环氧化合物可以是以树脂的形式。
同时，所述第一环氧化合物没有特别限制，只要其具有120℃以上的均聚物玻璃化转变温度即可。例如，可以使用具有120℃以上的均聚物玻璃化转变温度的脂环族环氧化合物和/或芳香族环氧化合物作为在本公开的示例性实施方式中的第一环氧化合物。具有120℃以上的均聚物玻璃化转变温度的环氧化合物的实例包括3,4-环氧环己基甲基-3,4'-环氧环己烷羧酸酯、乙烯基环己烯二氧化物、二环戊二烯二氧化物、双(环氧环戊基)醚、基于双酚A的环氧化合物、基于双酚F的环氧化合物等。同时，所述第一环氧化合物可具有120℃至200℃的均聚物玻璃化转变温度。
接着，所述第二环氧化合物没有特别限制，只要其具有60℃或更低的均聚物玻璃化转变温度即可。例如，可以使用脂环族环氧化合物、脂肪族环氧化合物等作为在本公开的示例性实施方式中的第二环氧化合物。
这里，所述脂环族环氧化合物可以是双官能环氧化合物，也就是，具有两个环氧基团的化合物，其中，两个环氧基团均为脂环族环氧基团。但是，脂环族环氧化合物不限于此。
所述脂肪族环氧化合物可以是具有脂族环氧基团而不是脂环族环氧基团的环氧化合物。例如，作为脂肪族环氧化合物，可以使用脂肪族多元醇的聚缩水甘油基醚；脂肪族多元醇的环氧烷烃加成产物的聚缩水甘油醚；脂肪族多元醇与脂肪族多元羧酸的聚酯多元醇的聚缩水甘油基醚；脂肪族多元羧酸的聚缩水甘油基醚；脂肪族多元醇与脂肪族多元羧酸的聚酯多元羧酸的聚缩水甘油基醚；通过丙烯酸缩水甘油酯或甲基丙烯酸缩水甘油酯的乙烯基聚合而得到二聚物、低聚物或聚合物；通过不同于丙烯酸缩水甘油酯或甲基丙烯酸缩水甘油酯的基于乙烯基的单体的乙烯基聚合而得到低聚物或聚合物；等等。优选地，可以使用脂肪族多元醇的聚缩水甘油基醚或者脂肪族多元醇的环氧烷烃加成产物的聚缩水甘油醚。但是，脂肪族环氧化合物不限于此。
所述脂肪族多元醇可以是具有2-20个碳原子、2至16个碳原子、2至12个碳原子、2至8个碳原子或2至4个碳原子的脂肪族多元醇。例如，所述脂肪族多元醇可以包括：脂族二醇，如乙二醇，1,2-丙二醇，1,3-丙二醇，2-甲基-1,3-丙二醇，2-丁基-2-乙基-1,3丙二醇，1,4-丁二醇，新戊二醇，3-甲基-2,4-戊二醇，2,4-戊二醇，1,5-戊二醇，3-甲基-1,5-戊二醇，2-甲基-2,4戊二醇，2,4-二乙基-1,5-戊二醇，1,6-己二醇，1,7-庚二醇，3,5-庚二醇，1,8-辛二醇，2-甲基-1,8-辛二醇，1,9-壬二醇，1,10-癸二醇等；脂环族二醇，如环己烷二甲醇，环己烷二醇，氢化双酚A，氢化双酚F；三羟甲基乙烷，三羟甲基丙烷，己糖醇，戊糖醇，甘油，聚甘油，季戊四醇，二季戊四醇，四羟甲基丙烷等。
此外，所述环氧烷烃可以是具有1至20个碳原子、1至16个碳原子、1至12个碳原子，1至8个碳原子或1至4个碳原子的环氧烷烃。例如，所述环氧烷烃可以包括环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷等。
此外，所述脂肪族多元羧酸可以，例如，包括乙二酸，丙二酸，丁二酸，戊二酸，己二酸，庚二酸，辛二酸，壬二酸，癸二酸，十二烷酸，2-甲基琥珀酸，2-甲基己二酸，3-甲基己二酸，3-甲基戊酸，2-甲基辛酸，3,8-二甲基癸酸，3,7-二甲基癸酸，1,20-二十烷亚甲基二羧酸(eicosamethylenedicarboxylic acid)，1,2-环戊烷二羧酸，1,3环戊烷二羧酸，1,2-环己烷二羧酸，1,3-环己烷二羧酸，1,4-环己烷二羧酸，1,4-二羧基亚甲基环己烷，1,2,3-丙烷三羧酸，1,2,3,4-丁烷四酸，1,2,3,4-环丁烷四羧酸等，但不限于此。
优选地，在本公开的示例性实施方式中的第二环氧化合物可以包含一个或多个缩水甘油基醚基团。例如，在本公开的示例性实施方式中的第二环氧化合物可以是选自1,4-环己烷二甲醇二缩水甘油醚、1,4-丁二醇二缩水甘油醚、1,6-己二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、间苯二酚二缩水甘油醚、二乙二醇二缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚，三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、正丁基二缩水甘油醚、2-乙基己基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚和邻甲苯基缩水甘油醚中的至少一种。
同时，所述第二环氧化合物可以具有从0℃至60℃的均聚物玻璃化转变温度。
同时，根据本公开的示例性实施方式，含有至少一个环氧化的脂环基的第一环氧化合物与含有至少一个缩水甘油基醚基团的第二环氧化合物的组合可以优选被用作环氧化合物，但不限于此。
接着，可以在45℃至55℃的温度下进行膜层压体的拉伸。作为发明人所进行的研究的结果，已经发现，通过使用热塑性聚氨酯膜作为基膜以及在适当温度下拉伸该膜可以改善光学性能，如透光率、偏光、色度等。
同时，可以以在5至15倍的拉伸倍率进行拉伸过程，优选以在5至10倍的拉伸倍率进行拉伸过程。考虑到光学性能，特别优选的可以为6至8倍的拉伸倍率。
同时，可以通过湿拉伸或干拉伸来进行拉伸过程，但不限于此。湿拉伸过程可以优选于干拉伸过程，原因在于，因为它允许在热塑性聚氨酯膜和基于PVA的膜之间比干拉伸过程更强的表面粘合强度，所以它可以在不需要单独的媒介的情况下稳定地进行。
同时，拉伸过程可以与用碘和/或二色性染料对基于PVE的膜进行染色和交联该经由碘和/或二色性染料染色的基于PVE的膜中的至少一个过程一起进行。
例如，可以在含有碘和/或二色性染料和硼酸的水溶液中进行拉伸过程，从而可以同时进行染色过程、交联过程和拉伸过程。或者，在通过将膜层压体浸渍到含有碘和/或二色性染料的水溶液中来进行染色过程之后，可以通过将染色的膜层压体浸渍到硼酸水溶液中以及在硼酸水溶液中拉伸该染色的膜层压体来同时进行交联过程和拉伸过程。
同时，可以在硼酸浓度为1％至5％，优选为1％至4％，更优选为1％至3％的硼酸水溶液中进行拉伸过程。当在具有上述浓度范围内的硼酸水溶液中进行拉伸过程的情况下，偏光片的偏光度可被改善。
同时，可以进行拉伸过程使得基于PVA的膜具有10μm或更小的厚度。例如，基于PVA的膜可被拉伸成厚度为1μm至10μm，厚度为3μm至10μm，或厚度为1μm至5μm。
另外，可以通过使得基于PVA的膜在其宽度方向上的收缩率为30％至80％，优选60％至80％来进行拉伸过程。当基于PVA的膜的宽度收缩率在上述范围内时，可以得到优异的光学性能。
同时，在拉伸过程之后，可以根据需要干燥膜层压体。这里，考虑到偏光片的光学性能，可以在20℃至100℃，优选40℃至90℃下进行干燥过程，并且干燥时间可以是1到10分钟。
同时，在拉伸膜层压体之后，在经拉伸的基于PVA的膜和经拉伸的聚氨酯膜之间的粘结强度可以是2N/2cm或更少，优选0.1至2N/2cm，更优选0.1至1N/2cm。当在经拉伸的基于PVA的膜和经拉伸的聚氨酯膜之间的粘结强度是在上述范围内的情况下，可以在使其分离的过程中将对其表面的损坏最小化。在根据本公开的示例性实施方式的制造方法中，当在基于PVA的膜和聚氨酯膜之间形成粘合剂层时，所述粘合层可与基于PVA的膜和聚氨酯膜一起被拉伸，因此，粘合剂层的厚度可被降低到其在被拉伸之前的原始厚度的10％至50％。因此，在基于PVA的膜和聚氨酯膜之间的粘合强度会降低为2N/2cm或更少，从而使它们可以彼此分离自如。同时，粘合强度是指在粘附长度为2cm的样品膜的情况下测量的粘附力，并且测量方法示于图1中。在本公开的示例性实施方式中，膜间的粘合强度是指当在使用样品架H固定膜层压体的PVA膜A之后通过在垂直于膜层压体的平面方向的方向上施加力来将膜层压体的PVA膜A从聚氨酯膜B上剥离时测量的剥离强度。这里，测量装置是稳定微***(Stable Micro Systems)的纹理分析仪(型号名：TA-XT Plus)。
然后，可以将经拉伸的基于PVA的膜与热塑性聚氨酯膜分离。在分离过程中，可以向基于PVA的膜或热塑性聚氨酯膜施加弱的剥离强度，以允许两膜彼此分离。此处，剥离强度的程度可以是2N/2cm或更少。例如，剥离强度的程度可以是0.1至2N/2cm，优选为0.1至1N/2cm。在本公开的示例性实施方式中，因为与使用涂布或共挤出方法层叠膜的情形相比，用于分离基于PVA的膜和聚合物膜所需要的剥离强度的程度是显著弱的，所以两膜可以彼此容易地分离而无需单独的过程或设备。此外，可以在分离过程中减少对基于PVA的膜的损坏，由此可以表现出显著优异的光学性能。
同时，根据本公开的示例性实施方式的制造薄膜偏光片的方法可以使用本公开所述领域已知的方法来进行，例如，片材对片材法(sheet-to-sheet process)、片材对辊法(sheet-to-roll process)、辊对辊法(roll-to-roll process)等。这里，片材对片材法使用具有预定尺寸的单张膜作为原料膜(即，基于PVA的膜和聚氨酯膜)，而片材对辊法使用在辊上缠绕的长的辊型膜作为一种原料膜，并且使用具有预定尺寸的单张膜作为另一种原料膜。此外，辊对辊法使用辊型膜作为原料膜。考虑到过程连续性和生产率，特别是可以使用辊对辊法。
例如，根据本公开的示例性实施方式的制造薄膜偏光片的方法可以包括：通过在使聚氨酯膜和基于PVA的膜分别从聚氨酯膜辊和基于PVA的膜辊上退绕的同时使聚氨酯膜和基于PVA的膜附着来形成膜层压体；在45℃至55℃的温度下拉伸该膜层压体；和分离基于PVA的膜与热塑性聚氨酯薄膜。
同时，在使聚氨酯膜和基于PVA的膜彼此附着之后，将它们重绕到辊上，然后膜层压体可以随后从重绕的膜层压体的辊上退绕并且引入到拉伸过程中，或者可以被引入到拉伸过程中而无需重绕过程。
此外，分离过程可以通过将剥离装置(例如，剥离辊)***到聚氨酯膜和基于PVA的膜之间、分离聚氨酯膜和基于PVA的膜间的界面以及将分离的聚氨酯膜和分离的基于PVA的膜缠绕到不同的辊上而进行。
使用上述方法制造的偏光片可以具有10μm或更小的厚度。例如，所述偏光片可以具有1μm至10μm、3μm至10μm或1μm至5μm的厚度，这是显著薄的。此外，即使有这样的显著减小的厚度，偏光片可以具有40％至45％的单透光率，并且具有99％或更高，优选99.5％或更高，更优选99.7％或更高的偏光度，这表现出显著优异的光学性能。
此外，根据本公开的示例性实施方式的偏光片可以具有在宽度方向上的偏光度的显著优异的均匀性。具体地，在偏光片的宽度方向上的10个等距离的点测量的偏光度的标准偏差可为0.002％或更小。根据本公开的示例性实施方式的偏光片在宽度方向上的偏光度的优异的均匀性是因为：由于用作基膜的聚氨酯膜的热收缩特性与基于PVA的膜的热收缩特性相似，因此能够在宽度方向上在基于PVA的膜的整个区域均匀地进行拉伸过程。
同时，可以通过在上述偏光片的一个表面或两个表面上层叠透明膜形成偏光板。此处，可以使用本公开所属领域中的用作偏光片保护膜或延迟膜的各种类型的膜作为透明膜，而没有限制。例如，由此可以使用基于纤维素的膜、基于丙烯酸的膜、基于环烯烃的膜等。
偏光片和透明膜的层叠没有特别限制，并且可以使用本公开所属领域公知的粘合剂、胶合剂等来进行。这里，粘合剂或胶合剂可以通过考虑所用的透明膜等的材料来适当地选择。例如，在所述透明膜是三乙酰纤维素(TAC)膜的情况下，可以使用基于水的粘合剂，例如，基于PVA的粘合剂。在所述透明膜是丙烯酸膜、环烯烃聚合物(COP)膜等的情况下，可以使用光固化或热固化性粘合剂，例如，基于丙烯酸的粘合剂，基于环氧的粘合剂等。
同时，层叠偏光片和透明膜的方法没有特别限制，并且可以通过考虑生产率使用偏光片膜辊和透明膜辊通过辊对辊法来进行。因为通过使用辊对辊法层叠偏光片和透明膜来制造偏光板的方法是本领域中已知的方法，所以将省略对其的详细描述。在使用辊对辊法制造偏光板的情况下，可以得到长的辊型偏光板。
同时，除了透明膜之外，根据本公开的示例性实施方式的偏光板可以进一步包括功能性光学层，如亮度改善膜、底漆层、硬涂层、防眩光层、防反射层、用于与液晶面板粘接的粘接层等。形成这样的光学层的方法没有特别的限制，并且可以是本公开所属领域公知的方法。
因为根据本公开的示例性实施方式的偏光板，与现有的偏光板相比，是比较薄的，并具有优异的光学性能，所以它可以有利地用于显示装置(例如，液晶显示(LCD)面板、有机电致发光器件等)中。
本公开的实施方式
在下文中，将参照具体的实施例详细描述本公开。
本发明的实施例1
通过在厚度为60μm的聚氨酯膜的两个表面上层叠厚度为30μm的PVA膜形成膜层压体。在将膜层压体在25℃下在纯水溶液中溶胀15秒之后，将该膜层压体在25℃下在碘浓度为0.3重量％的碘溶液中染色60秒。然后，在将膜层压体在硼酸浓度为1重量％的溶液中持续15秒进行清洁过程之后，在45℃下在硼酸浓度为2重量％的溶液中以7倍的倍率拉伸膜层压体。在拉伸过程之后，将膜层压体在碘化钾浓度为5重量％的溶液中进行补色过程，而后在烘箱中在80℃下干燥5分钟。此后，将聚氨酯膜和PVA膜彼此分离，并且因此，最终制备厚度为7.5μm的薄膜偏光片。
本发明的实施例2
除了在52℃下在硼酸浓度为2重量％的溶液中进行拉伸过程以外，使用与本发明的实施例1相同的方法制造根据本发明的实施例2的薄膜偏光片。
本发明的实施例3
除了在55℃下在硼酸浓度为2重量％的溶液中进行拉伸过程以外，使用与本发明的实施例1相同的方法制造根据本发明的实施例3的薄膜偏光片。
实验实施例1
使用JASCO V-7100分光光度计测定由本发明的实施例1至3制备的薄膜偏光片的光学特性，如单透光率、偏光度、单色和串色，并且其测定结果示于表1中。
【表1】
如表1所示，在将聚氨酯膜用作基膜的情况下，偏光度为99.5％或更高，显示出优异的光学特性。特别是，在50℃至55℃的拉伸温度的情况下，偏光度为99.9％或更高，显示出显著优异的光学特性。
本发明的实施例4
通过在厚度为60μm的聚氨酯膜的两个表面上层叠厚度为30μm的PVA膜形成膜层压体。在将膜层压体在25℃下在纯水溶液中溶胀15秒之后，将该膜层压体在25℃下在碘浓度为0.27重量％的碘溶液中染色60秒。然后，在将膜层压体在硼酸浓度为1重量％的溶液中持续15秒进行清洁过程之后，在50℃下在硼酸浓度为2重量％的溶液中以7倍的倍率拉伸膜层压体。在拉伸过程之后，将膜层压体在碘化钾浓度为5重量％的溶液中进行补色过程，而后在烘箱中在80℃下干燥5分钟。此后，将聚氨酯膜和PVA膜彼此分离，并且因此，最终制备厚度为7.5μm的薄膜偏光片。
本发明的实施例5
除了在硼酸浓度为2.5重量％的溶液中进行拉伸过程以外，使用与本发明的实施例4相同的方法制造根据本发明的实施例5的薄膜偏光片。
本发明的实施例6
除了在硼酸浓度为3.5重量％的溶液中进行拉伸过程以外，使用与本发明的实施例4相同的方法制造根据本发明的实施例6的薄膜偏光片。
实验实施例2
使用JASCO V-7100分光光度计测定由本发明的实施例4至6制备的薄膜偏光片的光学特性，如单透光率、偏光度、单色和串色，并且其测定结果示于表2中。
【表2】
根据表2，在使用聚氨酯膜作为基膜的情况下，与在本发明的实施例4和5中的硼酸浓度分别为2.0重量％和2.5重量％相比，在硼酸浓度为3.5重量％时，偏光度相对降低。
本发明的实施例7
通过在厚度为60μm的聚氨酯膜的两个表面上层叠厚度为30μm的PVA膜形成膜层压体。在将膜层压体在25℃下在纯水溶液中溶胀15秒之后，将该膜层压体在25℃下在碘浓度为0.29重量％的碘溶液中染色60秒。然后，在将膜层压体在硼酸浓度为1重量％的溶液中持续15秒进行清洁过程之后，在50℃下在硼酸浓度为2重量％的溶液中以6.5倍的倍率拉伸膜层压体。在拉伸过程之后，将膜层压体在碘化钾浓度为5重量％的溶液中进行补色过程，而后在烘箱中在80℃下干燥5分钟。此后，将聚氨酯膜和PVA膜彼此分离，并且因此，最终制备厚度为7.5μm的薄膜偏光片。
本发明的实施例8
除了以7倍的倍率进行拉伸过程以外，使用与本发明的实施例7相同的方法制造根据本发明的实施例8的薄膜偏光片。
本发明的实施例9
除了以7.5倍的倍率进行拉伸过程以外，使用与本发明的实施例7相同的方法制造根据本发明的实施例9的薄膜偏光片。
实验实施例3
使用JASCO V-7100分光光度计测定由本发明的实施例7至9制备的薄膜偏光片的单透光率和偏光度，并且其测定结果示于表3中。
【表3】
比较例1
除了使用厚度为90μm的聚乙烯膜代替厚度为60μm的聚氨酯膜以外，使用与本发明的实施例5相同的方法制造根据比较例1的薄膜偏光片。
比较例2
除了使用厚度为50μm的聚丙烯膜代替厚度为60μm的聚氨酯膜以外，使用与本发明的实施例8相同的方法制造根据比较例2的薄膜偏光片。
比较例3
除了使用厚度为40μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜代替厚度为60μm的聚氨酯膜以外，使用与本发明的实施例8相同的方法试图制造根据比较例3的薄膜偏光片；但是，在拉伸过程中发生破损，导致不能制造薄膜偏光片。图2是显示在拉伸过程期间根据比较例3的膜层压体的状态的照片。
比较例4
除了在40℃下在硼酸浓度为2重量％的溶液中进行拉伸过程以外，使用与本发明的实施例1相同的方法制造根据比较例4的薄膜偏光片。
比较例5
除了在60℃下在硼酸浓度为2重量％的溶液中进行拉伸过程以外，使用与本发明的实施例1相同的方法制造根据比较例4的薄膜偏光片。
实验实施例4：光学性能的测量
使用JASCO V-7100分光光度计测定由本发明的实施例1至3、4和5制备的薄膜偏光片的光学特性，如单透光率、偏光度、单色和串色，并且其测定结果示于表4中。
【表4】
参照表1至表4，可以看出，与根据比较例1和2的使用不同的基膜制造的偏光片相比，根据本发明的实施例1至9的使用聚氨酯膜作为基膜制造的薄膜偏光片在单透光率、偏光、色度等方面表现出显著优异的光学性能。
实验实施例5：偏光度的均匀性的评价
对于根据本发明的实施例2和比较例1所制造的偏光片，在宽度方向上在各偏光片的10个等距离的点测量偏光度，而后计算所测量的偏光度的标准偏差。测定结果示于表5中。
【表5】
[附图标记说明]
H：架
A：聚乙烯醇膜
B：聚合物膜
MD：纵向拉伸

Claims (12)

1.一种制造薄膜偏光片的方法，包括：
通过利用二者之间的引力或者使用粘合剂将未拉伸的基于聚乙烯醇的膜附着到热塑性聚氨酯膜的至少一个表面上而形成膜层压体；
在45℃至55℃的温度下拉伸所述膜层压体；和
使所述基于聚乙烯醇的膜与所述热塑性聚氨酯膜分离。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在50℃至55℃的温度下进行所述膜层压体的拉伸。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，以5至15倍的倍率进行所述膜层压体的拉伸。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述未拉伸的基于聚乙烯醇的膜具有10μm至60μm的厚度。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，在硼酸浓度为1％至5％的硼酸水溶液中进行所述膜层压体的拉伸。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，在硼酸浓度为1％至3％的硼酸水溶液中进行所述膜层压体的拉伸。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，进行所述膜层压体的拉伸以使所述基于聚乙烯醇的膜具有10μm或更小的厚度。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，进行所述膜层压体的拉伸以使所述基于聚乙烯醇的膜在其宽度方向上的收缩率为30％至80％。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，在拉伸所述膜层压体之后，在经拉伸的基于聚乙烯醇的膜和经拉伸的聚氨酯膜之间的粘合强度为2N/2cm或更小。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，使用2N/2cm或更小的剥离强度来进行基于聚乙烯醇的膜和热塑性聚氨酯膜的分离。
11.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：在拉伸所述膜层压体之前，用碘和二色性染料中的至少一种对膜层压体进行染色。
12.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：在拉伸所述膜层压体之后，干燥经拉伸的膜层压体。
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