CN115298584A - 偏光板及包括该偏光板的光学显示装置 - Google Patents

偏光板及包括该偏光板的光学显示装置 Download PDF

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Abstract

提供一种偏光板及包括该偏光板的光学显示装置，该偏光板包括偏光片和形成在该偏光片的至少一个表面上的保护膜，其中所述偏光片在其至少一部分上具有去极化区，并且所述偏光片具有约60％或更大的式1的结晶度。

Description

偏光板及包括该偏光板的光学显示装置
技术领域
本发明涉及偏光板和包括该偏光板的光学显示装置。
背景技术
偏光板不仅可应用于适于显示图像的显示装置，而且可应用于适于通过照相机拍摄外部图像的显示装置。显示装置可包括液晶显示器、有机发光二极管显示器等。
为此，偏光板需要具有极化区(偏振区，polarization region)和用于照相机的去极化区(消偏振区，depolarization region)两者，极化区具有偏光板的基本功能，即，偏振功能(偏光功能)。在偏光板中，极化区和去极化区连续地形成为共存于单个偏光板中，而不是彼此分开。
作为在偏光板中形成去极化区的方法，考虑使用碱溶液等的化学方法、物理方法、或使用飞秒或皮秒激光照射的光学方法。然而，通过典型方法形成的去极化区具有诸如比极化区耐久性低或不规则粗糙度等问题。去极化区与极化区相连续并且具有比极化区更小的面积。因而，在偏光板中难以单独提高去极化区的耐久性。特别是，由于去极化区与极化区相连续，因此耐久性差的去极化区可能影响极化区的耐久性。因而，需要开发这样一种偏光板，其能够在提高偏光板整体耐久性的同时实现去极化区，且在去极化区中不产生不规则的粗糙度。
在韩国专利公开第10-2017-0037854号等中公开了本发明的背景技术。
发明内容
【技术问题】
本发明的一个方面是提供一种具有去极化区同时确保良好耐久性的偏光板。
本发明的另一方面是提供一种偏光板，其具有去极化区，同时在高温和/或在高温度/湿度条件下测试后去极化区的透光率减小。
本发明的另一方面是提供能够通过改善去极化区的表面粗糙度来提供清晰图像的偏光板。
本发明的又一方面是提供一种具有上述效果并且可以通过简单方法制造的偏光板。
【技术方案】
本发明的一个方面涉及偏光板。
1.偏光板包括：偏光片(polarizer，偏光器)；以及保护膜，形成在所述偏光片的至少一个表面上，其中，所述偏光片在其至少部分上形成有去极化区，并且所述偏光片具有按照等式1计算的约60％或更高的结晶度比。
[等式1]
结晶度比＝DC2/DC1 x 100
(在等式1中，
DC1是所述偏光片除去极化区以外的区域的结晶度，并且
DC2是偏光片的去极化区的结晶度)。
2.在1中，去极化区可以具有按重量计(wt％)约0.1％至约1.5wt％的总剩余碘含量。
3.在1至2中，去极化区可占据偏光片中约20％或更小的面积比。
4.在1至3中，去极化区可以具有约3.0nm或更小的表面粗糙度(Ra)。
5.在1至4中，去极化区可以具有未形成不规则粗糙度的弯曲或平坦的外表面。
6.在1至5中，偏光片可进一步包括除去极化区以外的极化区，并且偏光板可具有按照等式2计算的约5％或更低的收缩率。
[等式2]
收缩率＝|L2-L1|/L1 x 100，
(在等式2中，
L1是所述偏光片或所述偏光板在其吸收轴方向上的初始长度，并且
L2是偏光片或偏光板在85℃放置120小时之后所述偏光片或所述偏光板在其吸收轴方向上的长度)。
7.在6中，去极化区和极化区可以彼此连续。
本发明的另一方面涉及包括根据本发明的偏光板的光学显示装置。
【有益效果】
本发明提供一种在确保良好耐久性的同时具有去极化区的偏光板。
本发明提供一种偏光板，其具有去极化区，同时在高温和/或在高温度/湿度条件下测试后去极化区的透光率减小。
本发明提供一种能够通过改善去极化区的表面粗糙度而提供清晰图像的偏光板。
本发明提供一种具有上述效果且能够通过简单方法制造的偏光板。
附图说明
图1a和图1b是示出根据本发明的一个实施方式的偏光片的XRD分析结果的曲线图，其中图1a是示出去极化区的XRD分析结果的曲线图，并且图1b是示出极化区的XRD分析结果的曲线图。
图2是根据本发明的一个实施方式的具有去极化区和极化区的偏光片的俯视图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细地描述本发明的实施方式，以使本领域技术人员充分理解本发明。应当理解，本发明可以以各种方式实施，并且不限于以下实施方式。本发明可以包括本领域技术人员对以下实施方式的修改。
如本文中为了表示特定数值范围所使用的，“X至Y”是指“大于或等于X且小于或等于Y(X≤且≤Y)”。
根据本发明的一个实施方式的偏光板包括偏光片和形成在偏光片的至少一个表面上的保护膜。在一个实施方式中，偏光板包括偏光片和分别形成在偏光片的相对表面上的(多个)保护膜。在另一个实施方式中，偏光板可以包括偏光片和仅形成在偏光片的一个表面上的保护膜。
偏光片在其至少部分上形成有去极化区，并且具有约60％或更高的结晶度比，如通过等式1所计算的。
[等式1]
结晶度比＝DC2/DC1 x 100
(在等式1中，
DC1是所述偏光片除去极化区以外的区域的结晶度，并且
DC2是偏光片的去极化区的结晶度)。
偏光片由去极化区和除去极化区以外的其他区域(除去极化区以外的其他区域称为“极化区”)构成。
“去极化区”构成偏光片的一部分并且可以指具有约60％或更高，例如约60％至约90％，例如约60％至约70％的透光率并且在可见光谱中的波长(例如：380nm至780nm)下约50％或更小，例如约10％至约50％的偏振度的区域。在将偏光板安装在光学显示装置的图像传感器形成部分上的光学显示装置中，当通过诸如照相机等的图像传感器拍摄时，去极化区用于使照片和/或图像清晰。
“极化区”用于通过实现典型的偏振性能在光学显示装置中显示屏幕，并且与去极化区相比具有较低的透光率和较高的偏振度。在可见光谱中，极化区可以具有约45％或更低(例如，约10％至约45％)的透光率，以及约90％或更高(例如，约90％至约100％)的偏振度。
本发明的发明人证实了，通过控制偏光片的各种特性中极化区与去极化区之间的结晶度比，解除了去极化区的表面粗糙度的缺陷，同时使去极化区的耐久性提高，由此使形成有极化区和去极化区这两者的偏光片整体具有改善的耐久性。
在偏光片中，去极化区和极化区不彼此分离，并且可彼此一体地形成，使得去极化区与极化区连续。当偏光片具有如等式1所计算的约60％或更高的结晶度比时，在减小极化区与去极化区之间的结晶度变化的同时，去极化区可以获得其前述功能的充分实现，以提高偏光片整体的耐久性。另外，去极化区允许在高温下和/或在高温度/湿度条件下的透光率的较小变化，从而在防止偏光片后处理中诸如气泡生成等故障的同时还表现出耐久性。
在一个实施方式中，偏光片可具有由等式1计算的约60％至约90％的结晶度比。例如，偏光片可具有60％、61％、62％、63％、64％、65％、66％、67％、68％、69％、70％、71％、72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、或90％的结晶度比。
在另一个实施方式中，偏光片可以具有约80％或更高的结晶度比，如通过等式1所计算的。在此范围内，在保持稳定的光学特性的同时，偏光板整体可以具有改善的耐久性。
本文中，“耐久性”是指至少形成有去极化区的偏光片或包括该偏光片的偏光板在高温和/或高温度/湿度条件下长时间放置时不会收缩或收缩程度最小。
在一个实施方式中，至少形成有去极化区的偏光片或偏光板可具有约5％或更小、优选约0％至约1％的收缩率，如通过等式2计算的。在此范围内，即使具有去极化区的偏光板也具有良好的耐久性，以允许有效地实现偏振功能和消偏振功能(depolarizationfunction)。
[等式2]
收缩率＝|L2-L1|/L1 x 100
(在等式2中，
L1是所述偏光片或所述偏光板在其吸收轴方向上的初始长度，并且
L2是偏光片或偏光板在85℃下放置120小时后，偏光片或偏光板在其吸收轴方向上的长度)。
例如，至少形成有去极化区的偏光片或偏光板可以具有通过等式2计算的0％、0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、或5％的收缩率。
在一个实施方式中，去极化区可具有如通过等式3计算的约10％或更小的收缩率，并且除去极化区以外的其他区域可具有如通过等式3计算的约5％或更小的收缩率，其中除去极化区以外的其他区域具有比去极化区更低的收缩率。
[等式3]
收缩率＝|L2-L1|/L1 x 100
(在等式3中，
L1是相应区域在吸收方向上的初始长度，并且
L2是相应区域在85℃下放置120小时之后该相应区域在其吸收轴方向上的长度)。
这里，“吸收轴方向”可以是偏光片的机器方向(加工方向、纵向，MD)。
另外，偏光片具有如等式1所计算的约60％或更高的结晶度比，从而最小化在高温(85℃)和/或高温度/湿度(60℃/95％)条件下去极化区的透光率的变化。由于去极化区的透光率的变化导致包括通过相应部分实现的照相机的其他光学装置的性能降低，因此有必要维持去极化区的透光率稳定。
在等式1的结晶度比中，去极化区和极化区各自的结晶度是在含有诸如碘等二向色性染料(dichroic dyes)的聚乙烯醇膜上测量的值，而不是在(不含有诸如碘等二向色性染料的)聚乙烯醇膜上测量的值。
在等式1中，结晶度比可以通过XRD(X射线衍射)分析获得。在等式1中，结晶度可由XRD图上结晶区域的面积比上结晶区域的面积和非结晶区域的面积之和的比值获得。在实施例中描述了获得结晶度的细节。
在一个实施方式中，去极化区可以具有约0.1wt％至约1.5wt％、特别是约0.1wt％至约1.0wt％的总剩余碘含量。在该范围内，能够在维持耐久性的同时有效地维持高透光率。这里，“碘”可以指所有含碘物质，例如I5 -、I3 -、I-等。去极化区的总剩余碘含量可通过实施例中描述的方法来测量。
例如，去极化区可以具有0.1wt％、0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％、0.5wt％、0.6wt％、0.7wt％、0.8wt％、0.9wt％、1wt％、1.1wt％、1.2wt％、1.3wt％、1.4wt％、或1.5wt％的总剩余碘含量。
在一个实施方式中，“去极化区”在偏光片中所占的面积比例可为约20％或更小，例如约10％或更小。在该范围内，去极化区可以用作光学显示装置中的图像传感器形成区域。
在一个实施方式中，偏光片的“去极化区”可以占据偏光片整体面积的一部分，并且可以形成为不包括偏光片的角部(corner)。举例而言，参照图2，偏光片具有去极化区10和除去极化区以外的区域20，其中，去极化区10被区域20包围。
在一个实施方式中，去极化区可具有例如圆形形状、半圆形形状、无定形形状(不规则形状，amorphous shape)和矩形形状，但不限于此。
在一个实施方式中，去极化区可具有不形成不规则粗糙度的弯曲或平坦的外表面。
在一个实施方式中，去极化区可具有约3.0nm或更小(例如，约0nm至约3.0nm)的表面粗糙度(Ra)。在此范围内，去极化区可以通过图像传感器通过提高透光率来实现清晰图像。例如，去极化区的表面粗糙度(Ra)为0、0.1nm、0.2nm、0.3nm、0.4nm、0.5nm、0.6nm、0.7nm、0.8nm、0.9nm、1.0nm、1.1nm、1.2nm、1.3nm、1.4nm、1.5nm、1.6nm、1.7nm、1.8nm、1.9nm、2.0nm、2.1nm、2.2nm、2.3nm、2.4nm、2.5nm、2.6nm、2.7nm、2.8nm、2.9nm或3.0nm。
在偏光片或偏光板中，当在高温下和/或在高温度/湿度条件下长时间放置时，去极化区可具有如通过等式4计算的约5％或更小，例如，约0％至约3％的透射率变化率(透光率变化率)。在此范围内，偏光片或偏光板具有改善的可靠性以增加光学显示装置的寿命。
[等式4]
透射率变化率＝|TS2-TS1|/TS1 x 100
(在等式4中，
TS1是在550nm波长处去极化区的透光率，并且
TS2是去极化区在85℃下放置120小时之后在550nm波长处的透光率)。
偏光片可以具有约10μm至约50μm，具体地，约10μm至约40μm的厚度。在此范围内，偏光片可用于偏光板中。
在一个实施方式中，偏光片可以具有约10wt％至约50wt％，具体地约20wt％至约30wt％的硼酸含量。在此范围内，偏光片整体可具有进一步改善的耐久性。
例如，偏光片可具有约10wt％、11wt％、12wt％、13wt％、14wt％、15wt％、16wt％、17wt％、18wt％、19wt％、20wt％、21wt％、22wt％、23wt％、24wt％、25wt％、26wt％、27wt％、28wt％、29wt％、30wt％、31wt％、32wt％、33wt％、34wt％、35wt％、36wt％、37wt％、38wt％、39wt％、40wt％、41wt％、42wt％、43wt％、44wt％、45wt％、46wt％、47wt％、48wt％、49wt％、或50wt％的硼酸含量。
在一个实施方式中，偏光片可以具有约1wt％至约10wt％，具体地约1wt％至约5wt％的碘化钾含量。在此范围内，偏光片整体可具有进一步改善的耐久性。例如，偏光片可具有约1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％、或10wt％的碘化钾含量。
在一个实施方式中，偏光片可以具有约0.01wt％至约1wt％，具体地，约0.01wt％至约0.5wt％的锌盐，例如，硫酸锌(ZnSO4)含量。在此范围内，偏光片整体可具有进一步改善的耐久性。例如，偏光片可具有约0.01wt％、0.02wt％、0.03wt％、0.04wt％、0.05wt％、0.06wt％、0.07wt％、0.08wt％、0.09wt％、0.1wt％、0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％、0.5wt％、0.6wt％、0.7wt％、0.8wt％、0.9wt％、或1wt％的锌盐含量。
在偏光片中，硼酸含量、碘化钾含量和锌盐含量各自可以通过在制造偏光片的过程中调整其含量来实现。
接下来，将描述制造偏光片的方法。
偏光片可通过以下步骤制造：用选自碘和二向色性染料中的至少一种对聚乙烯醇膜进行染色；拉伸染色的聚乙烯醇膜；以及通过用脉冲UV光束照射聚乙烯醇膜的预定区域来形成去极化区。
首先，制造染色和拉伸的聚乙烯醇膜。
可以通过染色、拉伸、交联和颜色校正工艺制造染色和拉伸的聚乙烯醇膜。在根据本发明制造偏光片的方法中，染色和拉伸可以以任何顺序进行。即，聚乙烯醇膜可以被染色，然后被拉伸，反之亦然，或者可以同时进行染色和拉伸。
聚乙烯醇膜可以是在典型偏光片的制造中使用的典型聚乙烯醇膜。具体地，聚乙烯醇膜可以是由聚乙烯醇或其衍生物生产的膜。聚乙烯醇膜可以具有约1000至约5000的聚合度、约80mol％至约100mol％的皂化度、以及约1μm至约30μm、具体地约3μm至约30μm的厚度。在此范围内，聚乙烯醇膜可以用于制造薄偏光片。
聚乙烯醇膜可以在染色和拉伸之前用水洗涤并溶胀(swelling)。聚乙烯醇膜可以用水进行洗涤以从聚乙烯醇膜的表面去除异物。聚乙烯醇膜可以经受溶胀以允许聚乙烯醇膜的更有效的染色或拉伸。溶胀可以通过将聚乙烯醇膜留在溶胀浴的水溶液中来实现，如本领域技术人员所熟知的。溶胀浴的温度和溶胀时间没有特别限制。溶胀浴可以进一步包括硼酸、无机酸、表面活性剂等，并且可以调节这些组分的含量。
聚乙烯醇膜可以通过将聚乙烯醇膜浸渍在含有碘和/或二向色性染料的染色浴中来染色。在染色过程中，将聚乙烯醇膜浸渍在染色溶液中，该染色溶液可以是含有碘和/或二向色性染料的水溶液。具体地，碘由基于碘的染料(碘类染料)提供。基于碘的染料可以包括选自碘化钾、碘化氢、碘化锂、碘化钠、碘化锌、碘化锂、碘化铝、碘化铅和碘化铜中的至少一种。染色溶液可以是含有约1wt％至约5wt％的碘和/或二向色性染料的水溶液。在该范围内，偏光片具有在显示装置中使用的预定范围内的偏振度。
染色浴可以具有约20℃至约45℃的温度，并且聚乙烯醇膜可以在染色浴中浸渍约10秒至约300秒。在此范围内，可以实现具有高偏振度的偏光片。
染色的聚乙烯醇膜可在拉伸浴中拉伸，以通过聚乙烯醇膜中碘和/或二向色性染料的取向而表现出偏振。具体地，可以通过干拉伸和湿拉伸实现拉伸。干拉伸可以通过辊间拉伸、压缩拉伸(compression stretching)、热辊拉伸等进行，并且湿拉伸可以在约35℃至约65℃的包含水的湿拉伸浴中进行。湿拉伸浴可进一步包含硼酸以改善拉伸效果。
聚乙烯醇膜可以按其初始长度的预定拉伸比，具体地约5倍至约7倍，更具体地约5.5倍至约6.5倍的总拉伸比拉伸。在此范围内，聚乙烯醇膜可以防止在拉伸后的断裂(cutting)、起皱等，并且可以实现具有改善的偏振与透射率的偏光片。拉伸可通过经由单级拉伸或多级拉伸(诸如双级拉伸、三级拉伸等)的单轴拉伸来进行，从而防止在薄偏光片的制造中聚乙烯醇膜破裂。
虽然在上述实施方式中聚乙烯醇膜的染色和拉伸以所陈述顺序进行，但是染色和拉伸可以在相同的反应浴中进行。
在拉伸经染色的聚乙烯醇膜之前或之后，聚乙烯醇膜可以在交联浴中经受交联。交联是允许聚乙烯醇膜被碘和/或二向色性染料更强烈染色的工艺，并且可以使用硼酸作为交联剂来进行。为了增强交联效果，交联浴可以进一步包含磷酸化合物、碘化钾等。
染色和拉伸的聚乙烯醇膜可在颜色校正浴中经受颜色校正。在颜色校正中，将染色和拉伸的聚乙烯醇膜浸入填充有包含碘化钾的颜色校正溶液的颜色校正浴中。因此，偏光片具有降低的颜色值并且从偏光片去除碘阳离子(I-)，从而改善耐久性。颜色校正浴可以具有约20℃至约45℃的温度，并且聚乙烯醇膜可以在其中浸渍约10秒至约300秒。
接下来，用脉冲UV光束部分地照射被染色和拉伸的聚乙烯醇膜，由此提供部分地形成有去极化区的偏光片。
用脉冲光束形式的UV光以约200nm至约400nm的连续波长照射聚乙烯醇膜，从而与用典型的飞秒或皮秒激光束照射相比，减少在去极化区的形成中对用碘和/或二向色性染料染色的聚乙烯醇膜的去极化区的损伤。
使用能量功率为约300V至约500V的光源，在约0.5Hz至约2Hz的脉冲频率下，用脉冲UV光束照射一次至10次，约10ms(毫秒)至约15ms。在这些范围内，聚乙烯醇膜可以提供根据本发明的满足等式1的结晶度比的偏光片。在用相应的光照射时，期望形状的掩模被放置成与染色和拉伸的聚乙烯醇膜紧密接触，由此可控制偏光片的不需要偏振的部分以保持相应的透光率。
在一个实施方式中，去极化区可以通过单独用脉冲UV光束照射来形成。在另一实施方式中，可通过用脉冲UV光束照射与用飞秒激光束照射的组合来形成去极化区。
例如，可以通过照射脉冲UV光束之后照射飞秒激光束、照射飞秒激光束之后照射脉冲UV光束、或同时照射脉冲UV光束和飞秒激光束来形成去极化区。优选地，该去极化区是通过用脉冲UV光束照射、接着用飞秒激光束照射而形成。这里，应注意进行飞秒激光束的照射而不影响去极化区。
例如，飞秒激光束可以在以下条件下递送：约10μm至约30μm的光束尺寸(beamsize)、约200kHz至约400kHz的脉冲频率和约0.1J/cm2/脉冲至约0.5J/cm2/脉冲的每脉冲能量密度。
在一个实施方式中，飞秒激光束可以包括分别具有从约340nm至约346nm的波长范围和约510nm至约520nm的波长范围中选择的波长的至少两种类型的飞秒激光束。
波长范围为约510nm至约520nm的光通过碘和二向色性染料从基态向激发态的转移，使偏光片内的碘和二向色性染料分解，从而能够在用其照射的区域中进行消偏振。
当利用具有分别选自约340nm至约346nm的波长范围和约510nm至约520nm的波长范围中的波长的至少两种类型的飞秒激光束照射偏光片时，在用其照射的区域中实现了偏振功能，同时在高温度/湿度条件下提高偏光片或偏光板的透光率和可靠性。
具体地，在约340nm至约346nm的波长范围中，可以选择具有约340nm、约341nm、约342nm、约343nm、约344nm、约345nm、或约346nm、优选地约343nm的波长的飞秒激光束。具体地，在约510nm至约520nm的波长范围中，可以选择具有约510nm、约511nm、约512nm、约513nm、约514nm、约515nm、约516nm、约517nm、约518nm、约519nm、或约520nm、优选地约515nm的波长的飞秒激光束。最佳地，可以递送具有约343nm的波长和约515nm的波长的飞秒激光束。
根据本发明的制造偏光元件的方法在照射脉冲UV光束后、或者在照射脉冲UV光束以及照射激光束的组合之后，还可以包括热处理去极化区和用水洗涤去极化区中的至少一种。结果是，在偏光片的去极化区于高温和/或高温度/湿度条件下长时间放置时，能够防止去极化区的透光率恢复至形成去极化区之前的对应区域的透光率、即恢复至除去极化区以外的区域的透光率，从而能够提高去极化区的可靠性。
热处理可包括在约70℃至约90℃对包括去极化区的偏光片热处理约1分钟至约10分钟。在该范围内，能够将对除去极化区以外的区域的影响减少到最小程度，同时能够提高去极化区的可靠性。
用水洗涤的步骤可包括漂洗偏光片，包括：使包含去极化区的偏光片在约30℃至约60℃的温度下与水接触约1分钟至约10分钟。偏光片与水的接触可通过本领域技术人员已知的典型方法实现，诸如将偏光片浸入水中、用水洗涤偏光片等。
接下来，将描述保护膜。
保护膜可以是用作偏光片保护膜的典型保护膜。例如，保护膜可包括由选自以下的至少一种树脂形成的保护膜：纤维素树脂，包括三乙酰基纤维素(TAC)等；聚酯树脂，包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸丁二醇酯等；环状聚烯烃(COP)树脂；聚碳酸酯树脂；聚醚砜树脂；聚砜树脂；聚酰胺树脂；聚酰亚胺树脂；聚烯烃树脂；聚芳酯树脂；聚乙烯醇树脂；聚氯乙烯树脂；聚偏二氯乙烯和丙烯酸树脂。保护膜可以具有约10μm至约100μm，例如，约10μm至约60μm的厚度。层压可以使用本领域技术人员已知的典型方法使用粘合剂进行。
保护膜可以具有约100g/m2.天或更小，例如约0至约50g/m2.天的透湿度(degreeof moisture permeation)。在此范围内，保护膜可以具有低透湿度以改善包括去极化区的偏光片的可靠性。在一个实施方式中，保护膜可以包括环烯烃聚合物(COP)或丙烯酸类保护膜。
接下来，将描述根据本发明的一个实施方式的光学显示装置。
根据本发明的光学显示装置包括根据本发明的偏光板。光学显示装置可包括液晶显示器、有机发光二极管显示器等。
【发明模式】
接下来，将参照一些实施例更详细地描述本发明。然而，应注意，提供这些实施例仅用于举例说明，而不应以任何方式解释为限制本发明。
在实施例和比较例中使用的组分的详细规格如下。
(1)偏光片的材料：聚乙烯醇膜(VF-PE3000，厚度：30μm，Kuraray Co.,Ltd.，日本)
(2)保护膜：三乙酰基纤维素膜(KC4UYW，厚度：40μm，Konica Co.,Ltd.，日本)
实施例1
将用水洗涤的聚乙烯醇膜在30℃下在充满水的溶胀浴中经受溶胀处理。
溶胀处理后，将聚乙烯醇膜用含3重量％碘化钾的水溶液在30℃的染色浴中染色30秒至200秒。在30℃至60℃下，使染色的聚乙烯醇膜通过填充有含有3重量％的硼酸的水溶液的湿交联浴。之后，在50℃至60℃下，在含有3wt％硼酸的水溶液中拉伸聚乙烯醇膜以达到其初始长度的6倍的总拉伸比，由此生产偏光片(厚度：20μm)。通过使用粘合剂(Z-200，Nippon Goshei Co.,Ltd.)将保护膜粘合至制得的偏光片的两个表面来制备层叠体。
将层叠体切割成预定尺寸，并且在400V、1Hz和13ms的条件下用脉冲UV光束照射切割后的层叠体的一些区域一次，从而制备形成有去极化区(半径为5mm的圆形)的偏光板。
实施例2
除了在400V、1Hz和13ms的条件下执行5次脉冲UV光束的照射之外，以与实施例1中相同的方式制备形成有去极化区的偏光板。
实施例3
除了在400V、1Hz、13ms的条件下执行10次脉冲UV光束的照射之外，以与实施例1中相同的方式制备形成有去极化区的偏光板。
实施例4
以与实施例1中相同的方式制备偏光板，不同之处在于：在400V、1Hz和13ms的条件下执行脉冲UV光束的照射一次，接着在330飞秒、400kHz的脉冲频率和0.25J/cm2/脉冲的每脉冲能量密度的条件下，以343nm和515nm的波长用具有20μm的光束尺寸的飞秒激光束照射。
实施例5
以与实施例1中相同的方式制备偏光板，不同之处在于：在400V、1Hz和13ms的条件下执行脉冲UV光束的照射一次，接着在50℃至60℃下用水洗涤偏光片3分钟至10分钟。
比较例1
以与实施例1中相同的方式制备偏光板，不同之处在于，在不用脉冲UV光束照射的情况下，以343nm和515nm的波长执行飞秒激光束的照射。
比较例2
以与实施例1中相同的方式制备偏光板，不同之处在于，在不用脉冲UV光束照射的情况下，以532nm的波长执行皮秒激光束的照射。
比较例3
以与实施例1中相同的方式制备偏光板，不同之处在于，通过用氢氧化钠溶液作为脱色剂处理，而不是用脉冲UV光束照射，来形成去极化区。去极化区在其外表面上具有不规则的粗糙度。
评价实施例和比较例的偏光板的以下性能并且结果在表1中示出。
(1)等式1的结晶度比(单位：％)：从实施例和比较例的每个偏光板分离偏光片，并且通过XRD分析方法测量去极化区和极化区各自的结晶度，随后根据等式1计算结晶度比。
使用X射线衍射分析仪(Panalytical，X'PERT PRO)，在发生器设置条件：40mA和40kV，步长：0.05[2°θ]，扫描步长时间：5.0秒，和测量温度：25.00℃下，进行去极化区的XRD分析。极化区的XRD分析也以相同的方式进行。
去极化区的XRD分析如下进行。为了方便起见，描述实施例1的去极化区的XRD分析。实施例2至5和比较例1至3的去极化区的XRD分析以相同方式进行。图1a示出了实施例1的去极化区的XRD分析结果。
在图1a中，细实线表示XRD分析结果。
在20°的位置[2°θ]，获得XRD图上虚线(dotted line)下方的积分面积(由图1a中的虚线表示)。由于20°的位置[2°θ]指示去极化区中的结晶区域，所以选择了20°的位置[2°θ]。
在25°的位置[2°θ]，获得XRD图上点划线(dashed dotted line)下方的积分面积(由图1a中的点划线表示)。由于25°的位置[2°θ]表示去极化区中的非结晶区域，因此选择25°的位置[2°θ]。
去极化区的结晶度可通过计算20°的位置[2°θ]处的面积与总面积的比率来获得，即，(XRD图上20°的位置[2°θ]处的积分面积)/(XRD图上20°的位置[2°θ]处的积分面积+XRD图上25°的位置[2°θ]处的积分面积)。
将参照图1b描述极化区的XRD分析。在图1b中，细实线表示XRD分析结果。极化区的结晶度可以与计算去极化区的结晶度相同的方式获得。
(2)去极化区中的碘含量(单位：wt％)：从实施例和比较例的每个偏光板分离偏光片，随后通过碘滴定和XRF(X射线荧光)分析测量去极化区中的碘含量。这里，“碘”是指所有含碘物质，例如I5 -、I3 -、I-等。
(3)表面粗糙度(单位：nm)：从实施例和比较例的每个偏光板分离偏光片，随后使用超精密显微镜(Keyence Co.,Ltd.)测量去极化区的表面粗糙度(Ra)。3.0nm或更小的表面粗糙度评级为良好，大于3.0nm的表面粗糙度评级为差。
(4)耐久性：将实施例和比较例的每个偏光板切割成具有2cm x 2cm(偏光片的MDx偏光片的TD)尺寸的正方形样品。这里，样品包括去极化区和除去极化区以外的其他区域(去极化区在样品中具有20％的面积比)。
此后，将样品置于85℃下120小时，随后测量样品的MD长度。在将试样置于85℃下120小时之后，测量样品的MD长度相对于样品的初始MD长度的变化。如等式2所计算的，5％或更小的收缩率评级为良好，大于5％的收缩率评级为差。
(5)透射率变化率(单位：％)：将实施例和比较例的每个偏光板切割成具有2cm x2cm(偏光片的MD x偏光片的TD)尺寸的正方形样品。样品包括去极化区。在波长550nm下测量去极化区的透光率。
之后，将样品在85℃下放置120小时，随后在550nm的波长下测量透光率。通过等式4计算透射率变化率。
(6)剩余碘含量(单位：wt％)：将实施例和比较例的每个偏光板切割成具有2cm x2cm(偏光片的MD x偏光片的TD)尺寸的正方形样品，然后将其在50℃至60℃的水中浸渍3min至10min，随后用水洗涤。此后，将样品干燥并且通过碘滴定和XRF分析测量去极化区的剩余碘含量。
[表1]
Figure BDA0003843258660000211
如表1所示，根据本发明的偏光板，尽管存在去极化区，但偏光板不产生收缩或收缩微小以确保在高温下放置时偏光板整体的良好耐久性，具有降低的去极化区的透光率变化以确保在高温下测试后的高可靠性，并且并且去极化区中表面粗糙度不良得到抑制。
相反，如表1所示，能够看到的是，通过典型的飞秒照射、皮秒照射或化学方法不容易实现在本发明范围内的等式1的结晶度比。不满足本发明范围内的等式1的结晶度比的比较例1至3的偏光板未能提供本发明的所有效果。此外，尽管表1中未示出，比较例3的偏光板遭受诸如在偏光片的后处理中产生气泡等故障情况。
应当理解的是，在不背离本发明的精神和范围的情况下，本领域技术人员可以做出各种修改、改变、变化和等效实施方式。

Claims (8)

1.一种偏光板，包括：偏光片、以及形成在所述偏光片的至少一个表面上的保护膜，
其中，所述偏光片在其至少部分上形成有去极化区，并且所述偏光片具有通过等式1所计算的约60％或更高的结晶度比：
[等式1]
结晶度比＝DC2/DC1 x 100，
(在等式1中，DC1是所述偏光片除所述去极化区以外的区域的结晶度，并且
DC2是所述偏光片的所述去极化区的结晶度)。
2.根据权利要求1所述的偏光板，其中，所述去极化区具有约0.1wt％至约1.5wt％的总剩余碘含量。
3.根据权利要求1所述的偏光板，其中，所述去极化区在所述偏光片中占据约20％或更小的面积比。
4.根据权利要求1所述的偏光板，其中，所述去极化区具有约3.0nm或更小的表面粗糙度(Ra)
5.根据权利要求1所述的偏光板，其中，所述去极化区具有弯曲或平坦的外表面，所述外表面未形成不规则的粗糙度。
6.根据权利要求1所述的偏光板，其中，所述偏光片进一步包括除所述去极化区以外的极化区，并且所述偏光板具有通过等式2计算的约5％或更低的收缩率：
[等式2]
收缩率＝|L2-L1|/L1 x 100，
(在等式2中，L1是所述偏光片或所述偏光板在其吸收轴方向上的初始长度，以及
L2是所述偏光片或所述偏光板在85℃放置120小时之后，所述偏光片或所述偏光板在其吸收轴方向上的长度)。
7.根据权利要求6所述的偏光板，其中，所述去极化区与所述极化区是彼此连续的。
8.一种光学显示装置，包括根据权利要求1至7中任一项所述的偏光板。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100549738C (zh) * 2005-03-10 2009-10-14 日本化药株式会社 碘系偏光膜及其制造方法和使用该碘系偏光膜的偏光板
CN101990649B (zh) * 2008-07-04 2013-03-20 三井化学株式会社 偏光性扩散薄膜、及其制造方法以及含有其的液晶显示装置
KR101437139B1 (ko) * 2010-12-29 2014-09-02 제일모직주식회사 편광판, 광학장치 및 편광판 제조방법
JP6121091B2 (ja) * 2011-08-09 2017-04-26 日東電工株式会社 偏光子及びその製造方法
KR20150037550A (ko) * 2013-09-30 2015-04-08 주식회사 엘지화학 국지적으로 편광 해소 영역을 갖는 편광판 및 그 제조 방법
JP6562560B2 (ja) * 2014-06-30 2019-08-21 エルジー・ケム・リミテッド 偏光板の製造方法
JP6655544B2 (ja) * 2014-10-08 2020-02-26 株式会社クラレ 偏光フィルム
KR20160097819A (ko) * 2015-02-10 2016-08-18 삼성에스디아이 주식회사 편광 필름 및 편광 필름을 포함하는 광학 필름의 제조방법

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