24小时热门版块排行榜

返回列表

yexuqing

木虫之王 (文学泰斗)

太阳系系主任

应助: 11 (小学生)
金币: 199036
散金: 5
红花: 126
沙发: 724
帖子: 167322
在线: 4675.1小时
虫号: 88288
注册: 2005-08-23
专业: 数论

[交流] 光學級聚乙烯醇膜材料技術發展趨勢已有2人参与

光學級聚乙烯醇膜材料技術發展趨勢 2012/6/7

偏光板(Polarizer)是一種只允許某方向光線透過的光學板材料，液晶面板必須上下各用一片偏光板，成90° 方向交錯放置，在有電場或無電場時，使光源產生位相差而呈現明態或暗態，因此可以顯示圖案文字，所以偏光板可說是液晶顯示器基本且重要的元件。偏光板結構包括保護膜、表面處理的三醋酸纖維素(Triacetyl Cellulose; TAC)膜、吸附二色性物質(Dichroic Materials)?K延伸數倍之聚乙烯醇(Poly(Vinyl Alcohol); PVA)層、含?V視角補償層(Wide Viewing Compensation Layer)的三醋酸纖維素膜、感壓膠與離型膜，如圖一所示。

圖二、聚乙烯醇化學結構

聚乙烯醇層是製作偏光的功能層，聚乙烯醇的化學式如圖二所示，是由聚醋酸乙烯酯(Poly(Vinyl Acetate))皂化而得，製作偏光板以高皂化度為佳(m>>n)。將含有聚乙烯醇高分子和可塑劑的水溶液經塗?选⒑媲u成聚乙烯醇膜。聚乙烯醇膜經含浸染色製程後，再將含有碘或二色性染料的聚乙烯醇膜單軸延伸數倍長度。在延伸過程中，二色性物質隨著被拉直的聚乙烯醇分子順向排列於作用力方向（圖三），藉由二色性吸收(Dichroic Absorption)，將一般不具偏極性的自然光轉變成偏極光(Polarized Light)。聚乙烯醇膜經過延伸之後，會在兩側貼上三醋酸纖維素膜加以保護，同時防止回縮；接著塗?迅袎耗z、貼合保護膜與離型膜；最後裁切成所需大小，檢查除去缺陷產品。

市場資�?
染料系聚乙烯醇偏光板耐高溫、高?瘢m合戶外應用。MarketsandMarkets最新市場調查報告（2012 年3 月出版）估計2011 年偏光板用聚乙烯醇膜用量達22,500萬m2 。用於液晶顯示器偏光板的聚乙烯醇膜只有Kuraray 與日本合成化學生產，其中Kuraray 市占率達71% 。美國MonoSol 生產的聚乙烯醇膜則用於製作光學鏡片和太陽眼鏡用偏光板等。MarketsandMarkets 也預測2016 年全球聚乙烯醇膜市場，偏光板應用可達63 億美元，水溶性包裝材應用約2.59 億美元。

聚乙烯醇分子量與立體排列的影響
聚乙烯醇含有OH 官能基，在高分子鏈段中立體排列規則性不同，有對排Syndiotacticity、同排Isotacticity 與?y排Atacticity等三種型態，如圖五所示。對排程度對聚乙烯醇的物理性質有很大的影響，例如增加對排可加?娔蜔嵝浴Ｔ黾泳垡蚁┐嫉姆肿恿俊⒃砘群蛯ε哦䥺卧M(Syndiotacticity Diad)含量，可以提高膜的表面粗糙度、結晶度、拉伸性質。這是因為分子量、皂化度和對排二單元組含量提高會使氫鍵更?姷木壒省ａ槍Ω叻肿恿浚ň酆隙�= 4000）、皂化度99.9% 的聚乙烯醇，分為兩種對排程度：對排二單元組含量58% (s-PVA)與53.3%(a-PVA)，探討s-PVA/a-PVA/ 碘複合混摻膜的水溶性。s-PVA/a-PVA>1/1 的混摻膜在70°C 的水溶解度僅約10~20% ， s-PVA/a-PVA = 1/9 的混摻膜為85% 水溶解度。複合混摻膜的s-PVA 含量越高，其碘脫附程度會降低。不論浸?n溫度?�30~70°C ，s-PVA/a-PVA = 9/1 的延伸複合混摻膜，碘脫附程度均小於7% 。可見在水中碘脫附受到混摻膜溶解的?娏矣绊憽�

延伸製程研究
當聚乙烯醇膜浸?n在KI/I2 水溶液中吸附碘，藉由單軸延伸，使聚乙烯醇分子鏈單向排列，形成聚乙烯醇/ 碘複合物，表現極高的兩色性能。利用小角X 光繞射(Small-angle X-ray Scattering; SAXS)和?V角X 光繞射(Wide-angle X-ray Scattering; WAXS)研究聚乙烯醇膜的微結構。將樣品在水中或KI/I2 水溶液中單軸延伸，於333 K 乾燥1 hr ，然後進行SAXS和WAXS 測量。由SAXS 數據發現，與純水比較，微纖維(Microfibrillar)結構中的聚乙烯醇分子鏈在KI/I2 水溶液中更加伸展。經由形成聚乙烯醇/ 碘複合物，膜中吸附的碘在微纖維間作用，如接合點(Junction Point)。將聚乙烯醇膜在水中延伸，逐步增加應變(Strain)和應力(Stress)，同步進行拉伸應力- 應變和?V角X 光繞射測量。提出……以上內容為重點摘錄，如欲詳全文請見原文