用于制造偏振膜的方法、偏振膜制造裝置和使用其制造的偏振膜的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于制造偏振膜的方法和設(shè)備和使用其制造的偏振膜。
【背景技術(shù)】
[0002]通常，偏振片或偏振膜具有將自然光轉(zhuǎn)換成偏振光的功能。這樣的偏振功能是通過染于偏振片的材料實現(xiàn)的。
[0003]對于液晶顯示器，通常使用染有作為偏振材料的碘的碘型偏振膜。碘型偏振膜是通過使用二色碘或二色染料給聚乙烯醇膜染色并使用單軸拉伸方法使聚乙烯醇膜在預(yù)定方向上取向而制造的。碘型偏振膜通常用于IXD。
[0004]碘型偏振膜可以通過例如濕式染色工藝或者干式染色工藝制造，濕式染色工藝中，在水溶液中單軸拉伸未經(jīng)拉伸的聚乙烯醇膜，然后將該聚乙烯醇膜浸入包含碘或碘化鉀的溶液中；將未經(jīng)拉伸的聚乙烯醇膜浸入包含碘或碘化鉀的溶液中，然后單軸拉伸該聚乙烯醇膜；在包含碘或碘化鉀的溶液中單軸拉伸未經(jīng)拉伸的聚乙烯醇膜；或者在干態(tài)下單軸拉伸未經(jīng)拉伸的聚乙烯醇膜，然后將該聚乙烯醇膜浸入包含碘或碘化鉀的溶液中；干式染色工藝中，使聚乙烯醇膜暴露于碘蒸氣。
[0005]因此，非常需要研究通過改善染色工藝來制造呈現(xiàn)改善的光學(xué)特性的偏振膜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]技術(shù)問題
[0007]因此，已經(jīng)做出本發(fā)明以解決上述問題和尚未解決的其他技術(shù)問題。
[0008]由于為解決上述問題所進行的各種廣泛且深入的研究和實驗，本申請的發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在具有預(yù)定注射條件的室之中對聚乙烯醇膜染色以制造偏振膜的情況下，可以使光學(xué)特性和表面缺陷的損失最小化，從而實現(xiàn)期望的效果。已經(jīng)基于這些發(fā)現(xiàn)完成了本發(fā)明。
[0009]技術(shù)方案
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，可以通過提供以下偏振膜制造方法來實現(xiàn)上述和其他目的，該偏振膜制造方法包括:(a)將包含用作偏光劑的組分的涂覆溶液注入密封的室中以形成涂覆溶液的注射條件，(b)將聚乙烯醇膜提供到室中并使用涂覆溶液對聚乙烯醇膜的外表面染色，和(c)將染有涂覆溶液的聚乙烯醇膜放出到室外。
[0011]在使用使聚乙烯醇膜暴露于碘蒸氣的常規(guī)干式染色工藝來制造偏振膜的情況下，聚乙烯醇膜可能被非均勻染色。此外，與干式染色工藝相比，將聚乙烯醇膜浸入包含溶解在水中的碘或碘化鉀的室中并使用用作偏光劑的多碘化物離子對聚乙烯醇膜染色的濕式染色工藝具有使聚乙烯醇膜更加均勻地染色的優(yōu)點。然而，由于聚乙烯醇膜在水中容易膨脹，所以在染色過程期間聚乙烯醇膜的表面會容易起皺。此外，由于碘的染色速度高，所以在一些區(qū)域中聚乙烯醇膜可能被過度染色或者可能被非均勻染色。
[0012]通常，已經(jīng)進行了許多工藝改進以在染色和膨脹過程期間染上適合的量的碘和使皺褶最小化。然而，基本上，在其中在聚乙烯醇膜在室中膨脹的狀態(tài)下執(zhí)行染色過程的情況下，聚乙烯醇膜可能被過度染有碘和可能因聚乙烯醇膜的膨脹而起皺。
[0013]本發(fā)明通過在具有預(yù)定注射條件的室中對聚乙烯醇膜染色的工藝來解決上述問題。
[0014]具體地，包含用作偏光劑的組分的涂覆溶液可以是包含碘的水溶液。
[0015]可以使用選自噴嘴注射法、超聲注射法和超聲噴注法中的任何一種方法來將涂覆溶液注射到室中。
[0016]首先，噴嘴注射法是利用外部氣體的擴張力在霧態(tài)下通過微噴嘴來注射涂覆溶液的方法。
[0017]第二，超聲注射法是使用超聲振動器使涂覆溶液振動以使涂覆溶液霧化和使用載氣傳送經(jīng)霧化的涂覆溶液以注射經(jīng)霧化的涂覆溶液的方法，如同在超聲加濕器中。
[0018]最后，超聲噴注法是將超聲振動器耦接至噴嘴的方法。具體地，超聲噴注法是如下方法:使超聲振動器位于噴嘴的前端處，通過超聲振動使圍繞超聲振動器流動的涂覆溶液霧化，和在被包含在載氣的狀態(tài)下通過微噴嘴來放出經(jīng)霧化的涂覆溶液。在超聲噴注法中，可以在調(diào)節(jié)涂覆溶液的量的同時調(diào)節(jié)噴嘴的尺寸以執(zhí)行超聲注射。為此，超聲噴注法可以被優(yōu)選地應(yīng)用于本發(fā)明。
[0019]超聲注射法和超聲噴注法可以在將10Hz至100Hz的超聲波施加于涂覆溶液的同時注射涂覆溶液。特別地，在超聲噴注法中，可以使用10Hz至60Hz更具體為10Hz至50Hz的超聲波。如果超聲波的幅度過小或過大，則超聲應(yīng)用的效果降低，這是不期望的。
[0020]注射到密封的室中的涂覆溶液的濃度可以為10 5摩爾/升至10 1摩爾/升，更具體為10 4摩爾/升至10 2摩爾/升。注射的濃度為使用適合的量的涂覆溶液來對聚乙烯醇膜的表面染色的條件。如果注射到室中的涂覆溶液的濃度小于上述限定值，則染色過程可能不會被適當(dāng)?shù)貓?zhí)行，這是不期望的。另一方面，如果注入到室中的涂覆溶液的濃度大于上述限定值，則聚乙烯醇膜的表面可能被染有過量的涂覆溶液，因此光學(xué)特性可能劣化，這是不期望的。
[0021]可以基于涂覆溶液注射器的數(shù)量和注射速度、噴嘴的尺寸、和/或者施加的超聲波的幅度來適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)涂覆溶液的注射濃度。
[0022]同時，在通過旋轉(zhuǎn)輥使聚乙烯醇膜移進和移出室的同時，可以在具有涂覆溶液的預(yù)定注射條件的室中使聚乙烯醇膜的外表面染有該涂覆溶液。
[0023]在室中使聚乙烯醇膜移進和移出室的旋轉(zhuǎn)輥的數(shù)量和位置沒有特別限制。例如，旋轉(zhuǎn)輥中的兩個或更多個可以同時接觸聚乙烯醇膜的上表面和下表面。
[0024]可以在使聚乙烯醇膜通過旋轉(zhuǎn)輥在0.5米/分鐘至40米/分鐘(優(yōu)選為1米/分鐘至20米/分鐘)的速度下在室中移動的同時使用涂覆溶液對聚乙烯醇膜染色。如果聚乙烯醇膜的移動速度過低，則聚乙烯醇膜可能被非均勻地染上過量的涂覆溶液，這是不期望的。另一方面，如果聚乙烯醇膜的移動速度過快，則聚乙烯醇膜可能沒有染上足夠量的涂覆溶液，這是不期望的。
[0025]聚乙烯醇膜可以基于旋轉(zhuǎn)輥的位置沿著各種路線在室中移動。例如，聚乙烯醇膜可以沿著選自線性移動路線、V型移動路線和U型移動路線中的一種或更多中在室中移動。此外，該膜可以沿著垂直移動路線移動以防止霧相染色溶液在室的內(nèi)壁上凝結(jié)并且掉落在膜的上表面上。
[0026]可以在與聚乙烯醇膜的前進方向相同或相反的方向上注射涂覆溶液。
[0027]偏振膜制造方法還可以包括拉伸染有涂覆溶液的聚乙烯醇膜。拉伸過程可以包括在1.5至6的拉伸比下拉伸聚乙稀醇膜。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種偏振膜制造設(shè)備，該設(shè)備包括:(a)入口端和出口端，聚乙烯醇膜移動通過入口端和出口端，(b)用于在接觸聚乙烯醇膜的一個表面的狀態(tài)下使聚乙烯醇膜移動的兩個或更多個旋轉(zhuǎn)輥，和(c)用于使聚乙烯醇膜染有涂覆溶液的涂覆溶液注射器。
[0029]例如，涂覆溶液注射器可以包括超聲振動器。
[0030]偏振膜制造設(shè)備還可以包括用于使經(jīng)注射的涂覆溶液在室中循環(huán)的鼓風(fēng)機。
[0031]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種使用如上所述的偏振膜制造方法制造的偏振膜。與通過常規(guī)濕式染色工藝或干式染色工藝制造的偏振膜相比，該偏振膜更加均勻地染有用作偏光劑的組分。例如，該偏振膜可以具有99.95%或更高(具體為99.97%或更高，更具體為99.99%或更高)的偏振度。
[0032]上述值高于通過常規(guī)濕式染色工藝或干式染色工藝制造的偏振膜。
[0033]根據(jù)本發(fā)明的又一實施方式，提供了一種通過將保護膜附接至具有上述結(jié)構(gòu)的偏振膜的上表面和下表面而制造的偏振片。
[0034]保護膜保護偏振膜的表面在各種裝配過程期間免受異物影響?？梢允褂镁垡蚁┗颐?PVE)粘合劑將保護膜附接至偏振膜?？梢允褂萌阴＠w維素膜和環(huán)烯烴共聚物膜作為保護膜中的每個保護膜。具體地，可以使用三乙酰纖維素作為保護膜中的每個保護膜。
[0035]三乙酰纖維素膜和環(huán)烯烴共聚物膜為疏水性保護膜，可以將這兩種膜浸入堿溶液(例如，Κ0Η或ΝΑ0Η溶液)中，使得-0H基被引入到膜的表面中使膜的表面改性以呈現(xiàn)親水特性，從而改善膜的表面與親水粘合劑之間的粘合性。
【附圖說明】
[0036]通過結(jié)合附圖的以