一种偏光片及其制备方法和应用与流程

1.本发明属于偏光片技术领域，具体涉及一种用偏光片及其制备方法和应用。


背景技术：

2.偏光片在液晶显示设备中作为起偏和检偏元件而被广泛使用。液晶显示设备中的偏光片，一直以来均是使用聚乙烯醇(pva)和碘构成的具有亲水性表面的偏振片以及透光率较高的三醋酸纤维素膜(tac)贴合形成；其中，tac也是在偏光片中起到唯一的保护作用，但tac本身比较脆，具有吸水率高、表面特性易受环境影响的缺点，直接使用会影响偏光片的使用性能。因此，为了提升产品良率，一般在偏光片的上表面的tac涂上保护层。
3.目前，最普遍的偏光片的制备技术是先在tac上涂覆硬涂层，然后再将其和pva复合成偏光片，但由于二者的粘接性差，因此tac膜与pva贴合之前需用碱进行化学性的表面处理(皂化处理)，而在所述皂化处理的过程中的硬涂层不可避免的浸渍于碱溶液中，这将影响硬涂层的性能。
4.为了避免上述问题，一方面，可以是在tac碱洗之前先在硬涂层的一面复上一层保护膜来消除皂化反应带来的不良影响。jp10268133a公开了一种偏光片的制备方法，首先在三乙酰纤维素膜的一面设置保护层后，通过实施皂化处理，得到只单面被皂化的三乙酰纤维素膜；接着，以与所述三乙酰纤维素膜被皂化的表面相接的方式贴合在pva的两面。通过这种方式得到的在偏光片上的硬涂膜有较好的表面疏水性。虽然，上述方法在一定的程度上能够避免硬涂层接触到碱洗液而致使性能下降，但是该种方式生产工艺复杂，两层膜的边缘部分也容易被碱溶液渗透，进而影响tac的品质。
5.另一方面可以在tac上设置具有耐碱性的硬涂层。jp2015101109公开了一种在硬涂层的表面不使用保护膜，在皂化处理后，硬涂层的表面具有与高粘接剂的粘接性，其中，该硬涂层表面的水接触角表面的水接触角为70
°
以下，即使在皂化处理后，硬涂层表面的水接触角也不会降低。cn101790695a公开了一种耐皂性和耐磨性优异的硬涂膜，该硬涂层中含有某种不同粒径的无机微粒，且不同粒径的有机微粒在硬涂层中的分布情况不一样。该硬涂膜浸渍于碱溶液时，在硬涂层的与基材膜侧相反一侧的接触面及该接触面附近存在的无机微粒也不会在该碱溶液中溶出或脱落。但是，这种方法仍然存在硬涂层固化收缩而导致tac翘曲的问题，并且所提及的固化树脂组合物生产成本较高，不适用于工业化使用；并且，由于各tac的生产厂家工艺不同，生产的膜材表面性能也有差异，在涂覆硬涂膜的过程中，往往由于膜基材表面张力不均或者某处的表面张力不同而产生不润湿的点，使得硬涂膜有缩孔，对流蜂窝等外观不良现象，严重影响偏光片的使用。
6.因此，开发一种偏光片的制备方法，可以使硬涂层不需要经过碱洗液，进而可以有效避免其在碱洗液中脱落、泛白等问题，同时可以保证硬涂层和tac具有较高的附着力，最终得到外观优良的偏光片，是本领域急需解决的技术问题。


技术实现要素：

7.针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种偏光片及其制备方法和应用，所述制备方法先将三醋酸纤维薄膜(tac)和偏振片连接得到偏光片半成品，然后再用甲醇对所述偏光片半成品的表面进行预处理，干燥后再涂覆硬化涂液，使得硬涂层不需要经过碱洗液，进而不会出现在碱洗液中脱落和泛白的问题，且可以保证硬涂层和所述偏光片半成品之间具有较高的附着力，不会出现缩孔、对流蜂窝等外观不良现象。
8.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
9.第一方面，本发明提供一种偏光片的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
10.(1)将三醋酸纤维薄膜a、偏振片和三醋酸纤维薄膜b依次连接，得到偏光片半成品；
11.(2)在偏光片半成品的三醋酸纤维薄膜a的表面涂覆甲醇，干燥、再涂覆硬化涂液，固化，得到所述偏光片。
12.本发明提供的制备方法通过调整工艺顺序，先将三醋酸纤维薄膜a(tac)、偏振片和三醋酸纤维薄膜b(tac)依次连接，得到偏光片半成品，然后在所述偏光片半成品的三醋酸纤维薄膜a的表面涂覆甲醇，干燥、再涂覆硬化涂液，固化后形成硬涂层，使得所述硬涂层不需要经过碱洗液，可以有效避免其在碱洗液中出现脱落、泛白等问题，并且碱洗后的三醋酸纤维薄膜a表面的张力均匀，涂覆硬涂液得到的硬涂层不会有缩孔、对流蜂窝等外观不良现象；此外，在所述偏光片半成品的三醋酸纤维薄膜a的表面首先涂覆甲醇，采用甲醇进行预处理，可有效解决硬化涂夜中对tac有腐蚀作用的腐蚀助剂造成的硬涂层泛白的问题。
13.优选地，步骤(1)所述偏光片半成品的厚度为50～300μm，例如70μm、90μm、110μm、130μm、150μm、170μm、190μm、210μm、230μm、250μm或270μm等。
14.优选地，步骤(1)所述连接方式为粘结剂连接。
15.优选地，步骤(1)所述偏振片包括pva偏振片。
16.优选地，步骤(2)所述硬化涂液的粘度为15～25cps，例如16cps、17cps、18cps、19cps、20cps、21cps、22cps、23cps或24cps等。
17.优选地，步骤(2)所述硬化涂液包括树脂组合物和腐蚀助剂。
18.优选地，步骤(2)所述硬化涂液按照重量份包括如下组分：
19.树脂组合物
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
20～50重量份
20.腐蚀助剂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
10～40重量份。
21.其中，所述树脂可以为23重量份、26重量份、29重量份、31重量份、34重量份、37重量份、40重量份、43重量份、46重量份或49重量份等。
22.所述腐蚀助剂可以为13重量份、16重量份、19重量份、21重量份、24重量份、27重量份、30重量份、33重量份、36重量份或39重量份等。
23.作为本发明的优选技术方案，限定所述硬化涂液中包含树脂组合物20～50重量份和腐蚀助剂10～40重量份，在所述硬化涂液中添加腐蚀助剂，利用所述腐蚀助剂对tac有腐蚀作用，可提升形成的硬涂层对tac的附着力；同时限定所述腐蚀助剂的用量为10～40重量份，一方面，如果腐蚀助剂的用量少于10重量份时，形成涂层在tac上的附着力不足，另一方面，当腐蚀助剂的用量大于40重量份时，会导致涂层表面泛白。
24.优选地，所述腐蚀助剂包括环己酮、碳酸丙烯酯或碳酸二甲酯中的任意一种或至
少两种的组合
25.优选地，所述树脂组合物包括光固化树脂和光引发剂的组合，优选井上化工的uv9021、恒之光环保新材料的7911或三木集团的6621中的任意一种或至少两种的组合。
26.优选地，所述光固化树脂包括反应型丙烯酸酯低聚物和/或多官能丙烯酸酯单体。
27.优选地，所述反应型丙烯酸酯低聚物包括聚丙烯酸酯低聚物、聚氨酯丙烯酸酯低聚物、环氧丙烯酸酯低聚物、聚酯丙烯酸酯低聚物或聚醚丙烯酸酯低聚物中的任意一种或至少两种的组合。
28.优选地，所述多官能丙烯酸酯单体包括二季戊四醇六丙烯酸酯、二季戊四醇羟基五丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、三亚甲基丙基三丙烯酸酯、丙氧基化甘油三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷乙氧基三丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、丙氧基化甘油基三丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯或乙二醇二丙烯酸酯中的任意一种或至少两种的组合。
29.优选地，步骤(2)所述硬化涂液中还包括所述稀释剂。
30.优选地，步骤(2)所述硬化涂液中稀释剂的含量为10～70重量份，例如20重量份、30重量份、40重量份、50重量份或60重量份中的任意一种或至少两种的组合。
31.优选地，所述稀释剂包括醇类稀释剂、酯类稀释剂或酮类稀释剂中的任意一种或至少两种的组合。
32.优选地，所述醇类稀释剂包括甲醇、乙醇或异丙醇中的任意一种或至少两种的组合。
33.优选地，所述酯类稀释剂包括乙酸乙酯和/或乙酸丁酯。
34.优选地，所述酮类稀释剂包括丁酮优选地，步骤(2)所述涂覆甲醇的方法包括刮刀涂布法、棒涂法、辊涂法、刮板涂布法、条缝涂布法或微凹版涂布法中的任意一种。
35.优选地，步骤(2)所述涂覆硬化涂液的方法包括刮刀涂布法、棒涂法、辊涂法、刮板涂布法、条缝涂布法或微凹版涂布法中的任意一种。
36.优选地，所述固化前还包括干燥的步骤。
37.优选地，所述固化包括uv光固化。
38.优选的，所述uv光固化的能量为300～500mj/cm2，例如320mj/cm2、340mj/cm2、360mj/cm2、380mj/cm2、400mj/cm2、420mj/cm2、440mj/cm2、460mj/cm2或480mj/cm2等。。
39.优选地，所述固化后得到的硬涂层的厚度为1～5μm，例如1.5μm、2μm、2.5μm、3μm、3.5μm、4μm或4.5μm等。
40.优选地，所述固化结束后还包括在得到的硬涂层表面复合保护膜的步骤。
41.作为本发明的优选技术方案，在形成的硬涂层的表面复合保护膜可以保护得到的偏光片不会出现在放卷拨离时，存在黏附造成的区块变形以及硬涂层破裂等问题。
42.优选地，所述步骤(2)结束后还包括在三醋酸纤维薄膜b表面依次连接压敏胶和离型膜的步骤。
43.作为优选技术方案，所述制备方法包括如下步骤：
44.(1)将三醋酸纤维薄膜a、偏振片和三醋酸纤维薄膜b通过粘结剂依次连接，得到厚度为50～300μm的偏光片半成品；
45.(2)在步骤(1)得到的厚度为50～300μm的偏光片半成品的三醋酸纤维薄膜a的表
面涂覆甲醇，干燥、再涂覆粘度为15～25cps的硬化涂液，uv光固化，在形成的硬涂层的表面复合保护膜；在步骤(1)得到的厚度为50～300μm的偏光片半成品的三醋酸纤维薄膜b表面依次连接压敏胶和离型膜，得到所述偏光片。
46.第二方面，本发明提供一种偏光片，所述偏光片采用如第一方面所述的制备方法制备得到。
47.第三方面，本发明提供一种如第二方面所述偏光片在液晶显示设备中的应用。
48.相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
49.本发明提供偏光片的制备方法先将三醋酸纤维薄膜a、偏振片和三醋酸纤维薄膜b依次连接，得到偏光片半成品，然后在所述偏光片半成品的三醋酸纤维薄膜a的表面涂覆甲醇，采用甲醇进行预处理，待甲醇干燥后再涂覆硬化涂液，固化后形成硬涂层，使得所述硬涂层不需要经过碱洗液，可以有效避免其在碱洗液中出现脱落、泛白等问题，可以使得到的偏光片的雾度低至0.62％；同时还可以避免硬涂层会有缩孔、对流蜂窝等外观不良现象；进一步保证硬涂层与偏光片半成品之间的附着力高达5b，且不会出现在放卷拨离时，存在黏附造成的区块变形以及硬涂层破裂等问题。
具体实施方式
50.下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
51.制备例1
52.一种硬化涂液，其按照重量份包括如下组分：
53.树脂组合物
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
30重量份
54.环己酮
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
35重量份
55.甲醇
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
35重量份；
56.本制备例提供的硬化涂液的制备方法包括：将树脂组合物(井上化工、uv9021)、环己酮和甲醇混合，得到所述硬化涂液。
57.制备例2
58.一种硬化涂液，其与制备例1的区别仅在于，采用碳酸丙烯酯替换环己酮，其他组分、用量和制备方法均与制备例1相同。
59.制备例3
60.一种硬化涂液，其与制备例1的区别仅在于，采用丁酮替换环己酮，其他组分、用量和制备方法均与制备例1相同。
61.制备例4
62.一种硬化涂液，其与制备例1的区别仅在于，采用乙酸乙酯替换环己酮，其他组分、用量和制备方法均与制备例1相同。
63.制备例5
64.一种硬化涂液，其与制备例1的区别仅在于，不添加环己酮，甲醇的用量为70重量份，其他组分、用量和制备方法均与制备例1相同。
65.制备例6
66.一种硬化涂液，其与制备例1的区别仅在于，采用丙二醇甲醚替换环己酮，其他组
分、用量和制备方法均与制备例1相同。
67.制备例7
68.一种硬化涂液，其与制备例1的区别仅在于，不添加甲醇，环己酮的用量为70重量份，其他组分、用量和制备方法均与制备例1相同。
69.制备例8
70.一种硬化涂液，其与制备例1的区别仅在于，不添加环己酮，甲醇的用量为70重量份，其他组分、用量和制备方法均与制备例1相同。
71.实施例1
72.一种偏光片的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
73.(1)将三醋酸纤维薄膜a、pva偏振片和三醋酸纤维薄膜b采用粘结剂连接，得到厚度为170μm的偏光片半成品；
74.(2)在步骤(1)得到的厚度为170μm的偏光片半成品的三醋酸纤维薄膜a的表面使用5#线棒涂覆一层甲醇，待其干燥之后再使用10#线棒涂覆硬化涂液(制备例1)，然后在50℃的烘箱中干燥约1min之后，通过紫外线照射进行固化(固化能量400mj/cm2)，在形成的硬涂层表面复合保护膜；
75.步骤(1)得到的厚度为170μm的偏光片半成品的在三醋酸纤维薄膜b表面依次连接压敏胶和离型膜；得到所述偏光片。
76.实施例2～8
77.一种偏光片的制备方法，其与实施例1的区别仅在于，分别采用制备例2～8得到的硬化涂液替换制备例1得到的硬化涂液，其他条件、参数和制备方法均与实施例1相同。
78.对比例1
79.一种偏光片的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
80.(1)将三醋酸纤维薄膜a、pva偏振片和三醋酸纤维薄膜b采用粘结剂连接，得到厚度为170μm的偏光片半成品；
81.(2)在步骤(1)得到的厚度为170μm的偏光片半成品的三醋酸纤维薄膜a的表面使用10#线棒涂覆硬化涂液(制备例1)，然后在50℃的烘箱中干燥约1min之后，通过紫外线照射进行固化(固化能量400mj/cm2)，在形成的硬涂层表面复合保护膜，
82.步骤(1)得到的厚度为170μm的偏光片半成品的在三醋酸纤维薄膜b表面依次连接压敏胶和离型膜；得到所述偏光片。
83.对比例2
84.一种偏光片的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
85.(1)将硬化涂液(制备例1)涂覆在三醋酸纤维薄膜a表面，然后在50℃的烘箱中干燥约1min之后，通过紫外线照射进行固化(固化能量400mj/cm2)形成硬涂层；
86.(2)将步骤(1)中得到的带有硬涂层的三醋酸纤维薄膜a进行皂化处理；
87.(3)将步骤(2)中的三醋酸纤维薄膜a的非涂层面、pva偏振片和三醋酸纤维薄膜b的任意一面采用粘结剂粘结，最后在三醋酸纤维薄膜a的涂层面复合保护膜，在三醋酸纤维薄膜b的非粘结面涂覆压敏胶复合离型膜，得到所述的偏光片。
88.性能测试：
89.(1)雾度：按照《jis k-7105标准》，使用日本电色ndh 8000型雾度测定仪，利用透
射光法测定；
90.(2)附着力：在硬涂层的表面上划100个1
×
1mm的正方形格；用美国3m公司生产的型号为610-1pk的透明胶带平整粘结在方格上，不留一丝空隙，然后以最快的速度60
°
揭起，观察划痕边缘处是否有脱层；如没有任何脱层为5b，脱层量在≤5％之间为4b，5～15％之间为3b，15～35％之间为2b，35～65％之间为1b，65％及以上为0b。
91.按照上述测试方法对实施例1～8和对比例1～2提供的偏光片进行测试，测试结果如表1所示：
92.表1
[0093][0094][0095]
根据表1数据可以看出：
[0096]
采用本发明提供的制备方法制备得到的偏光片具有较低的雾度以及和tac较高的附着力，通过进一步限定硬涂层的制备原料，可以使得到的偏光片的雾度仅为0.62～0.96％，附着力高达5b。
[0097]
具体比较实施例1和对比例1得到的偏光片可以看出，没有经过甲醇预处理得到的偏光片的雾度高达2.56％，且出现表面泛白的现象。
[0098]
再具体比较实施例1和对比例2得到的偏光片可以发现，采用现有技术中提供的先涂覆后皂化处理的制备方法制备得到的偏光片的雾度较高，同时涂层和tac之间的附着力也较低。
[0099]
再进一步比较实施例1和实施例3～6的数据可以看出，采用不包含腐蚀助剂的硬
化涂液进行涂覆后固化形成的涂层与tac的附着力很低。
[0100]
最后比较实施例1和实施例7～8的数据还可以发现，硬化涂液中腐蚀助剂的含量过高，则会导致形成的偏光片的雾度较高；而硬化涂液中的腐蚀助剂的添加量较低，则会导致硬涂层和tac之间的附着力较低。
[0101]
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明一种偏光片及其制备方法和应用，但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。