用于制備偏振膜的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種用于制備偏振膜的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]—般來講，偏振片或偏振膜用于將自然光轉(zhuǎn)換成偏振光。這種偏振功能可以通過用一種材料對偏振片染色來實現(xiàn)。液晶顯示器通常使用用碘染色的碘型偏振膜作為偏振材料。
[0003]這種碘型偏振膜通過用二色性碘或二色性染料對聚乙烯醇(PVA)膜染色并且通過例如單軸取向的方法在預(yù)定方向上取向(orienting)PVA膜來制備，并且廣泛用于LCD。例如，包括在水溶液中單軸取向未取向的PVA膜然后將取向的PVA膜浸漬在包含碘和/或碘化鉀的溶液中的方法、包括將未取向的PVA膜浸漬在包含碘和/或碘化鉀的溶液中單軸取向PVA膜的方法、在包含碘和/或碘化鉀的溶液中單軸取向未取向的PVA膜的方法或者包括單軸取向干燥狀態(tài)的未取向的PVA膜然后將取向的PVA膜浸漬在包含碘和/或碘化鉀的溶液中的方法可以用于制備偏振膜。
[0004]碘被吸附在其中并取向的PVA膜可以通過用水洗滌或干燥而經(jīng)過后處理(post-treatment) 以獲得偏振膜，并且通過在形成的偏振膜的至少一側(cè)上層壓保護(hù)膜來獲得偏振片。
[0005]同時，在偏振片的制備過程期間替換PVA膜的情況中，通過經(jīng)過試運行來制備偏振膜然后切割偏振膜來獲取樣品，然后測量樣品的透射率。此后，作為符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的一般方法，向樣品增加工藝因素和附屬材料，或者稀釋樣品。
[0006]然而，在通過以上所述的試運行制備偏振膜之后測量偏振膜的透射率的方法存在增加PVA膜損失以及由于生產(chǎn)線關(guān)停引起的生產(chǎn)成本增加的問題。尤其是，當(dāng)考慮到偏振膜通常通過連續(xù)工藝制備時，大量的碘被消耗，從而可能極大地浪費昂貴的碘溶液，因為根據(jù)操作員的經(jīng)驗來控制對透射率有極大影響的碘的添加量。
[0007]因此，對用于控制偏振膜的顏色的新型裝置有強(qiáng)烈需求，該新型裝置能夠解決上述常規(guī)技術(shù)的問題，并且使在更換PVA膜時的材料的損失和碘溶液的浪費最小。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]技術(shù)問題
[0009]因此，本發(fā)明已經(jīng)解決了上述問題及還有待解決的其他技術(shù)問題。
[0010]由于為了解決上述問題而進(jìn)行的大量廣泛而深入的研究和實驗，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，根據(jù)有關(guān)通過染色浴中的碘、碘化鉀和硼酸的濃度計、補(bǔ)充浴的碘化鉀濃度計以及裝置爐室和4級爐室的溫度計測量的輸入數(shù)據(jù)的信息以及有關(guān)引入到連續(xù)工藝中的PVA膜的特性的信息，通過實時控制碘的添加量使得染色浴的碘的濃度在預(yù)定的低濃度的范圍內(nèi)以預(yù)測作為偏振膜的重要因素的透射率，可以使PVA膜的材料損失和碘溶液的使用最小。
[0011]技術(shù)方案
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種用于通過連續(xù)工藝用碘、碘化鉀和硼酸使基膜染色來制備表現(xiàn)出偏振特性的PVA膜(偏振膜)的裝置，所述裝置包括:
[0013]染色浴，所述基膜在所述染色浴中浸漬在包含碘、碘化鉀和硼酸的水溶液中以使所述基膜染色，并且碘的濃度被維持在預(yù)定的低濃度范圍內(nèi)；以及
[0014]至少一個栗，設(shè)置在所述染色浴的一側(cè)以通過連續(xù)或間斷地滴落(dropping)方式進(jìn)給碘，
[0015]其中，基于在與所述栗間隔開的所述染色浴的某個區(qū)域中測量的碘濃度與從所述栗進(jìn)給的區(qū)域中的碘濃度的偏差，進(jìn)給的所述碘的量被控制使得在所述某個區(qū)域中測量的所述碘濃度維持在預(yù)定的低濃度范圍內(nèi)。
[0016]在具體實施例中，所述碘濃度可以設(shè)置為0.1ppm至10ppm的低濃度，優(yōu)選地，為0.5ppm至50ppm的低濃度。
[0017]根據(jù)本發(fā)明，所述進(jìn)給的碘的量通過在預(yù)定范圍中的低濃度和反映在測量點處的所述染色浴的碘濃度的偏差的計算值或?qū)嶒炛档暮瘮?shù)值(funct1n value)來確定。所述偏差通過與在測量點變化的碘濃度(ΛΙ2)相互作用反映在預(yù)定的低濃度范圍內(nèi)的當(dāng)前的碘濃度以及平均值。這里，相互作用的意思是當(dāng)因變量根據(jù)一個因子水平的變化表現(xiàn)出根據(jù)另一個因子水平的變化不同時反映兩個因子之間的相互作用。
[0018]作為一個實施例，與所述栗間隔開的染色浴的某個區(qū)域可以是染色浴的中央?yún)^(qū)域。在具體實施例中，延遲的碘擴(kuò)散時間可以造成與所述栗間隔開的所述染色浴的某個區(qū)域中測量的碘濃度與從所述栗供應(yīng)碘的區(qū)域中的碘濃度的偏差。
[0019]在這種結(jié)構(gòu)中，所述染色浴中的碘的擴(kuò)散速率可以在0.01米/分鐘至0.10米/分鐘的范圍內(nèi)，優(yōu)選地0.04米/分鐘。也就是說，根據(jù)本發(fā)明，染色浴中的碘的擴(kuò)散速率影響偏振膜的透射率，并且由此，通過反映在偏振膜的輸入模型中的碘的擴(kuò)散速率，可以通過控制碘的添加量來更加精確地預(yù)測透射率。
[0020]可替代地，所述偏振膜在所述染色浴中的染色過程期間可以以20米/分鐘至35米/分鐘的范圍內(nèi)的速率運動。
[0021 ] 所述染色浴可以包括碘濃度計、碘化鉀濃度計和硼酸濃度計以測量碘、碘化鉀和硼酸的每種的濃度。
[0022]在具體實施例中，所述裝置可以是這樣一種結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)進(jìn)一步包括:
[0023]補(bǔ)充浴，將用碘、碘化鉀和硼酸染色的PVA膜浸漬在含水的碘化鉀溶液中并且用其使所述PVA膜染色，所述補(bǔ)充浴包括碘化鉀濃度計以測量碘化鉀的濃度；
[0024]裝置爐室，用于干燥具有取向的碘、碘化鉀和硼酸的所述PVA膜，所述裝置爐室包括裝置爐室溫度計以測量所述裝置爐室的溫度；以及
[0025]中央控制器，用于控制所述染色浴和/或所述補(bǔ)充浴中的碘的添加量。
[0026]在此結(jié)構(gòu)中，所述裝置爐室可以包括兩個爐室。
[0027]在這種情況下，根據(jù)需要，作為用于使所述裝置爐室中干燥的所述PVA膜干燥的4級爐室，所述4級爐室可以進(jìn)一步包括用于測量溫度的4級爐室溫度計并且可以是包括4個爐室的結(jié)構(gòu)。
[0028]同時，根據(jù)本發(fā)明，通過控制碘添加量的透射率預(yù)測可以通過基于偏最小二乘法的PVA膜透射率預(yù)測模型來完成。
[0029]此外，根據(jù)本發(fā)明的用于制備偏振膜的裝置可以是這樣一種結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)進(jìn)一步包括:清洗浴，用于清洗聚乙烯醇(PVA)膜作為基膜；以及拉伸浴，用于使用拉伸輥拉伸用碘、碘化鉀和硼酸染色的PVA膜并且由此取向所述染色的碘、碘化鉀和硼酸。
[0030]在一些情況下，根據(jù)本發(fā)明的用于制備偏振膜的裝置可以是這樣一種結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)進(jìn)一步包括使所述PVA膜溶脹的溶脹浴以及用于清洗所述染色的PVA膜的清洗浴。
[0031]本發(fā)明還提供了通過使保護(hù)膜附連在通過裝置制備的偏振膜的上表面和下表面的每個上制備的偏振板。
[0032]有益效果
[0033]從上述內(nèi)容將明白，根據(jù)本發(fā)明的用于制備偏振膜的裝置根據(jù)有關(guān)通過染色浴中的碘、碘化鉀和硼酸的濃度計、補(bǔ)充浴的鉀濃度計以及裝置爐室和4級爐室的溫度計測量的輸入數(shù)據(jù)的特性的信息以及有關(guān)引入到連續(xù)工藝中的PVA膜的特性的信息，實時控制碘的添加量使得染色浴的碘濃度維持在預(yù)定的低濃度的范圍內(nèi)以預(yù)測作為偏振膜的重要因素的透射率，由此可以防止PVA膜的材料損失和碘溶液的不必要的浪費。
[0034]此外，基于進(jìn)給的碘的預(yù)測濃度通過考慮當(dāng)前的碘濃度和其他變量來控制進(jìn)給的碘溶液的添加量以制備偏振膜，這樣，可以縮短在一般染色過程中所需的時間。
【附圖說明】
[0035]圖1是圖示了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于制備偏振膜的裝置的示意性框圖；
[0036]圖2是圖示了根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的用于制備偏振膜的裝置的示意性流程圖；
[0037]圖3是圖示了根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的用于制備偏振膜的裝置的示意性框圖；
[0038]圖4至圖5是圖示了根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的用于控制透射率的碘控制方法的模擬視圖；
[0039]圖6是應(yīng)用于根據(jù)本發(fā)明的用于制備偏振膜的裝置的透射率預(yù)測模型系統(tǒng)；
[0040]圖7是圖示了根據(jù)本發(fā)明的預(yù)測的碘濃度值與測量的碘濃度值的相互關(guān)系的曲線圖；并且
[0041]圖8是圖示了根據(jù)本發(fā)明的偏振膜的預(yù)測的透射率和實際透射率的結(jié)果的曲線圖。
【具體實施方式】
[0042]現(xiàn)在參照以下實例更詳細(xì)地描述本發(fā)明。這些實例僅提供用于本發(fā)明的說明，并且不應(yīng)當(dāng)被理解為限制本發(fā)明的范圍和精神。
[0043]圖1是圖示了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于制備偏振膜的裝置的示意性框圖。
[0044]參見圖1，根據(jù)本發(fā)明的用于制備偏振膜的裝置90包括:染色浴(bath)10，使經(jīng)洗滌的PVA膜浸漬在含水的碘溶液(aqueous 1dine solut1n)和含水的碘化鉀溶液中并且用其使膜染色;補(bǔ)充浴20，將用碘、碘化鉀和硼酸染色的PVA膜浸漬在含水的碘化鉀溶液中并且用其使膜染色;裝置爐室(device oven)30，使具有取向的碘、碘化鉀和硼酸的PVA膜干燥;4級爐室40，使在裝置爐室中干燥的PVA膜干燥;組合物進(jìn)給器(composit1n feeder)50，根據(jù)中央控制器60的輸入信息補(bǔ)充進(jìn)給到染色浴10和補(bǔ)充浴20中的組合物的量；以及中央控制器60。
[0045]因此，PVA膜連續(xù)穿過染色浴10、補(bǔ)充浴20、裝置爐室30和4級爐室40以形成偏振膜。
[0046]染色浴10設(shè)置有碘濃度計(concentrat1n meter) 12、碘化鉀濃度計14和硼酸濃度計I6以測量碘、碘化鉀和硼酸的濃度Cl2和C14。補(bǔ)充浴20設(shè)置有碘化鉀濃度計22以測量碘化鉀的濃度C22。
[0047]此外，包括兩個爐室的裝置爐室30以及包括四個爐室的4級爐室40設(shè)置有兩個裝置爐室溫度計32和34以及四個4級爐室溫度計42、44、46和48以測量爐室T32、T34、T42、T44、Τ46和Τ48的溫度。
[0048]中央控制器60基于使用染色浴10的碘、碘化鉀和硼酸濃度計12、14和16和補(bǔ)充浴20的鉀濃度計22以及裝置爐室30和4級爐室40的溫度計32、34、42、44、46和48測量的輸入數(shù)據(jù)特性以及與引入到連續(xù)工藝中的PVA膜的特性相關(guān)的信息控制裝置爐室30和4級爐室40的溫度以及進(jìn)給到染色浴10和補(bǔ)充浴20中的組合物的量。
[0049]進(jìn)給到染色浴10中的組合物是碘、碘化鉀和硼酸。進(jìn)給到補(bǔ)充浴20中的組合物是碘化鉀。此外，中央控制器60通過確定碘的添加量對通過組合物供給裝置50進(jìn)給的碘的量進(jìn)行實時控制使得通過染色浴1的碘濃度計12使碘的濃度維持在預(yù)定的低濃度(0.5ppm至50ppm)以控制偏振膜的透射率。
[0050]優(yōu)選地，通過使用多元回歸分析法作為基于偏最小二乘