一种PMMA位相差膜及其制备方法、偏光板与流程

本发明涉及偏光板，尤其涉及一种pmma位相差膜及其制备方法、偏光板。

背景技术：

1、ips硬屏拥有稳固的液晶分子排列结构，响应速度更快，因而在动态清晰度上具有超强的表现力，硬屏也完全消除了传统液晶显示屏在受到外界压力和摇晃时出现的模糊及水纹扩散现象，播放极速画面时杜绝了残影和拖尾；ips显示器色彩表现力直线提升的同时，还可将色温及白平衡的色彩智能校正至最精准色彩表现，最大程度还原画面中的真实色彩。综合来看，ips显示器在色彩表现、观看角度、稳定性、兼容性和响应速度等方面均表现出色，其节能环保特性也符合现代绿色生活的需求，因而成为目前重点研发的主流显示器种类之一。

2、偏光片是ips面板的关键原材料之一。在液晶显示模组中有两张偏光片分别贴在玻璃基板两侧，通常ips面板搭配的偏光片架构是pmma+0-tac,但tac膜不具有足够的耐热性和防潮性，所以，此类偏光片在高温或高湿环境下偏光度会劣化，tac薄膜与pva薄膜发生分离或者光学特性发生劣化，采用此类偏光片的液晶显示器表现出来的问题则是视角特性会随着环境温度/湿度的变化而变化，劣化了影响质量。

3、为了解决上述问题，现有技术中使用位相差pmma材料取代tac，pmma位相差膜透明、耐候、化学稳定性高，有更好的综合力学性能，其能承受的拉伸、弯曲、压缩等强度均高于tac薄膜。但是，现有pmma位相差膜，应用在ips面板时常常出现侧视角漏黄光现象。这是因为上下两片偏光片成垂直90°放置，在正视角观察时，当面板点亮时液晶偏转，光线透过，当面板暗态时，光线不能透过，然而在侧视角看时两张偏光片为不垂直状态，当面板暗态时侧视角产生漏光，由于红蓝绿光不同波长的折射率差异，在不同的视角观赏时色彩存在变化，因为人眼对黄绿光最为敏感，所以有侧视角漏黄光现象。

4、近年来，对ips用偏光片的研究主要集中在对pmma原膜光学物性稳定性的研究，提升耐热性和耐候性，控制pmma膜的零双折射和低光弹特性，并没有对pmma光学补偿位相差方面的研究。如专利cn116515016a公开了一种酰亚胺化的pmma树脂、制备工艺及光学膜、偏光片，使用酰亚胺化剂与加热熔融的聚甲基丙烯酸甲酯树脂反应再加入其他添加剂包括改性剂、uv吸收剂、热稳定剂得到酰亚胺化树脂，当聚甲基丙烯酸甲酯树脂100份时，酰亚胺化树脂添加量0.5～5％，反应温度150～280℃，反应时间15～60秒，反应压力大于大气压，将酰亚胺化树脂造粒后再经过高温干燥、高温熔融、模具吐出、铸膜、单轴或双轴拉伸得到光学和物性稳定的光学膜，ro、rth越接近零，表现越好。但是，该pmma膜仅适用于lcd面板，其位相差在零附近，不能解决ips面板偏黄的问题；故而现在提出一种具有一定的位相差值的pmma位相差膜，来解决ips面板暗态漏光的问题。

技术实现思路

1、本发明为克服现有技术弊端，提供一种pmma位相差膜及其制备方法、偏光板。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

3、一种pmma位相差膜，所述pmma位相差膜由pmma改性树脂制成，所述pmma改性树脂采用如下重量份的组分反应合成：聚甲基丙烯酸甲酯60～80份、胺类化合物20～40份、增韧剂1～10份、溶剂5～30份；所述pmma位相差膜的ro为-2～4nm，rth为-15～-5nm。

4、所述pmma改性树脂优选采用如下重量份的组分反应合成：聚甲基丙烯酸甲酯60～70份、胺类化合物20～30份、增韧剂2～8份、溶剂5～20份。

5、所述聚甲基丙烯酸甲酯的重均分子量为50000～150000，tg为105℃～125℃；所述胺类化合物为甲胺、乙胺、正丙胺、正丁胺、苯胺中的任意一种或几种的混合物；所述增韧剂为丙烯酸酯橡胶、羧基丁腈橡胶、氯丁橡胶、氯磺化聚乙烯、abs树脂中的任意一种或几种的混合物；所述溶剂为对二甲苯、二氯甲烷中的任意一种或两者的混合物。

6、所述pmma位相差膜的酰亚胺化率为18％～40％，重均分子量为60000～180000，玻璃化转变温度tg为115℃～130℃，位相差膜的厚度为35μm～45μm。

7、所述pmma位相差膜的制备方法，包含以下步骤：

8、s1、原料预混合：将聚甲基丙烯酸甲酯60～80份、胺类化合物20～40份、增韧剂1～10份、溶剂5～30份，投入到高速混合机内高速搅拌；

9、s2、熔融合成共混：将步骤s1制得的混合物投入到螺杆挤出机中，一边熔融合成共混一边挤出；

10、s3、挤出压延：熔融树脂由挤出机挤出后、经过t-die进入镜面辊组压延成型，得到厚度为0.14mm～0.18mm的中厚薄膜，再经过md、td拉伸，制得厚度为0.035mm～0.045mm的双向拉伸薄膜；

11、s4、成品收卷：将步骤s3所得到的双向拉伸薄膜裁边压花后进行收卷，得到pmma位相差膜成品。

12、所述步骤s1中，原料的搅拌温度不超过65℃，搅拌时间10～15min。

13、所述步骤s2中，熔融温度为230～270℃，挤出压力为16～25mpa，在挤出机的保留时间为10～60s。

14、步骤s3中，所述镜面辊组包括并排固定在基座上的、同直径的三个镜面辊，镜面辊的面粗糙度ra小于0.002mm；所述t-die出口下方位于第一镜面辊的正上方，且t-die出口距离第一镜面辊的垂直距离h为2～5mm；t-die的唇口材质为碳钢经碳化钨喷塑处理。md拉伸倍率为1.0～3.5，拉伸温度130℃～145℃；td拉伸倍率为1.0～3.5，拉伸温度130℃～145℃。

15、一种偏光板，包括起偏器，所述起偏器的第一主面侧配置保护层，所述起偏器的第二主面侧依次配置的位相层和粘合剂层；所述位相层采用pmma位相差膜，所述保护层采用pet层或无位相差的pmma层。

16、本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：

17、(1)本发明提供了一种pmma位相差膜，利用化学手段在普通聚甲基丙烯酸甲酯主链的侧链适当引入酰亚胺极性基团，一方面对材料厚度方面折射率nz进行控制，一方面增加材料的耐热性，使pmma位相差膜的ro为-2～4nm，rth为-15～-5nm。所述ro、rth是通过控制面内和厚度方向折射率和厚度得到的。通过在原料预混合物中增加溶剂、并调整胺类化合物的占比，来控制反应程度，将酰亚胺化接枝率提升并控制在18％～40％，以调整厚度方向的折射率nz；再通过对调整延伸比、延伸温度，使2nz>nx+ny，再通过对厚度的调整将面内位相差ro与厚度位相差rth控制在一定范围内，来获得一定位相差值的位相差膜，从而可实现对ips面板偏黄现象的有效改善。

18、(2)本发明还提供了一种pmma位相差膜的制备方法，将树脂合成造粒和熔融挤出合二为一，在螺杆挤出机内完成树脂合成共混、熔融挤出，一步完成。而现有技术中，需要先进行树脂合成、挤出造粒，然后再将树脂颗粒干燥后，挤出时再将树脂颗粒加热熔融后挤出，过程十分繁琐。与现有技术相比，本发明pmma位相差膜的制备方法更具有先进性、便捷性和实用性。

19、(3)本发明对md、td拉伸过程的拉伸倍率和拉伸温度进行了详细限定。md、td的拉伸温度控制在130℃～145℃，md拉伸倍率控制在1.0～3.5，td拉伸倍率控制在1.0～3.5，从而将镜面辊组压延出的厚度0.14mm～0.18mm的中厚薄膜拉伸得到厚度0.035mm～0.045mm的位相差膜，并使位相差膜的面内位相差ro为-2～4nm，rth为-15～-5nm，补偿ips面板侧视角漏黄绿光，从而改善ips面板侧视角偏黄现象。

20、拉伸温度可以影响高分子的运动能力、进而影响分子配向，温度越高分子运动越剧烈，不利于拉伸配向，而折射率跟分子的配向有关，进而影响位相差。结合拉伸比例调整面内和厚度方向的折射率nx、ny、nz，以及通过模头吐出量和拉伸比控制膜层厚度，通过树脂酰亚胺化的接枝率调整nz折射率，以上手段结合起来共同控制，确保得到具有一定位相差的pmma膜。

21、(4)酰亚胺化率越高树脂越脆，本发明通过在pmma位相膜制备原料中增加增韧剂将酰亚胺化pmma改性后提高了树脂的机械强度、有突出的耐高温性和抗裂性，再通过制备时对t-die与镜面辊的相对位置的限定、镜面辊的粗糙度、拉伸倍率、温度等生产制造工序的设计从而制造出高透高韧超薄平整度好的pmma位相差膜。

22、(5)本发明还提供了一种偏光板，起偏器第一主面侧配置的保护层采用pet层或无位相差pmma层，起偏器第二主面侧配置的位相层采用本发明的pmma位相差膜，并对位相差膜的厚度、以及保护层到位相层的总厚度h进行了详细限定。本发明偏光板应用于ips显示器具有优异的广视角画面显示性能，尤其可以改善现有pmma架构广视角画面偏黄的缺陷。

技术特征：

1.一种pmma位相差膜，其特征在于：所述pmma位相差膜由pmma改性树脂制成，所述pmma改性树脂采用如下重量份的组分反应合成：聚甲基丙烯酸甲酯60～80份、胺类化合物20～40份、增韧剂1～10份、溶剂5～30份；所述pmma位相差膜的ro为-2～4nm，rth为-15～-5nm。

2.根据权利要求1所述的一种pmma位相差膜，其特征在于：所述pmma改性树脂采用如下重量份的组分反应合成：聚甲基丙烯酸甲酯60～70份、胺类化合物20～30份、增韧剂2～8份、溶剂5～20份。

3.根据权利要求1或2任一项所述的一种pmma位相差膜，其特征在于：所述聚甲基丙烯酸甲酯的重均分子量为50000～150000，tg为105℃～125℃；所述胺类化合物为甲胺、乙胺、正丙胺、正丁胺、苯胺中的任意一种或几种的混合物；所述增韧剂为丙烯酸酯橡胶、羧基丁腈橡胶、氯丁橡胶、氯磺化聚乙烯、abs树脂中的任意一种或几种的混合物；所述溶剂为对二甲苯、二氯甲烷中的任意一种或两者的混合物。

4.根据权利要求1所述的一种pmma位相差膜，其特征在于：所述pmma位相差膜的酰亚胺化率为18％～40％，重均分子量为60000～180000，玻璃化转变温度tg为115℃～130℃，位相差膜的厚度为35μm～45μm。

5.如权利要求1～4任一项所述的pmma位相差膜的制备方法，其特征在于包含以下步骤：

6.根据权利要求5所述的pmma位相差膜的制备方法，其特征在于：所述步骤s1中，原料的搅拌温度不超过65℃，搅拌时间10～15min。

7.根据权利要求5所述的pmma位相差膜的制备方法，其特征在于：所述步骤s2中，熔融温度为230～270℃，挤出压力为16～25mpa，在挤出机的保留时间为10～60s。

8.根据权利要求5所述的pmma位相差膜的制备方法，其特征在于：步骤s3中，所述镜面辊组包括并排固定在基座上的、同直径的三个镜面辊，镜面辊的面粗糙度ra小于0.002mm；所述t-die出口下方位于第一镜面辊的正上方，且t-die出口距离第一镜面辊的垂直距离h为2～5mm；t-die的唇口材质为碳钢经碳化钨喷塑处理。

9.根据权利要求8所述的pmma位相差膜的制备方法，其特征在于：md拉伸倍率为1.0～3.5，拉伸温度130℃～145℃；td拉伸倍率为1.0～3.5，拉伸温度130℃～145℃。

10.一种偏光板，其特征在于：包括起偏器，所述起偏器的第一主面侧配置保护层，所述起偏器的第二主面侧依次配置的位相层和粘合剂层；所述位相层采用如权利要求1～4任一项所述的pmma位相差膜，所述保护层采用pet层或无位相差的pmma层。

技术总结
本发明提供了一种PMMA位相差膜，所述PMMA位相差膜由PMMA改性树脂制成，所述PMMA改性树脂采用如下重量份的组分反应合成：聚甲基丙烯酸甲酯60～80份、胺类化合物20～40份、增韧剂1～10份、溶剂5～30份；所述PMMA位相差膜的Ro为‑2～4nm，Rth为‑15～‑5nm。所述PMMA位相差膜的制备方法，将树脂合成造粒和熔融挤出合二为一，在螺杆挤出机内完成树脂合成共混、熔融挤出，一步完成；具体包含原料预混合、熔融合成共混、挤出压延、成品收卷四个步骤。本发明还提供了一种偏光板，采用本发明PMMA位相差膜作为位相层。本发明在普通聚甲基丙烯酸甲酯主链的侧链适当引入酰亚胺极性基团，将酰亚胺化接枝率提升并控制在18％～40％，使PMMA位相差膜的Ro为‑2～4nm，Rth为‑15～‑5nm，从而实现对IPS面板偏黄现象的有效改善。

技术研发人员：鲁若娜,杨通胜,严兵华,施明志,张良宝,简大千,赵增盼
受保护的技术使用者：恒美光电股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23