CN107505669B - 用于制造偏光膜的方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于制造偏光膜的方法，包括使一偏光膜前驱物依序通过多个处理槽，以形成一偏光膜。此种方法更包括对于该多个处理槽中的至少一处理槽，在偏光膜前驱物通过该处理槽时进行一总有机碳量监控程序，并且，在处理槽中的槽液的总有机碳量超过该处理槽的一监控值时进行一槽液调整程序，将处理槽中的槽液的总有机碳量降低至小于等于监控值，其中，该监控值小于等于800ppm。本发明用于制造偏光膜的方法中包括监控程序，以提升偏光膜及由其形成的偏光板的品质。
Description
技术领域
本发明是有关于一种用于制造偏光膜的方法，且特别是有关于一种包括监控程序的用于制造偏光膜的方法。
背景技术
偏光板为一种广泛应用于液晶显示器的光学元件。随着液晶显示器的发展，对于液晶显示器连带着其中的元件的质量要求越来越高。偏光板通常是通过在偏光膜上贴合保护膜而形成，其中，偏光膜可通过卷对卷工艺，使可挠性的偏光膜前驱物通过多个处理槽而得。在形成偏光板之后可进行检验，以剔除不良品。
发明内容
本发明提供用于制造偏光膜的方法，其中包括监控程序，以提升偏光膜及由其形成的偏光板的品质。
本发明提供的一种用于制造偏光膜的方法，该方法包括：
使一偏光膜前驱物依序通过多个处理槽，以形成一偏光膜；以及
对于该多个处理槽中的至少一处理槽，在该偏光膜前驱物通过该至少一处理槽时进行一总有机碳量监控程序，并且，在该至少一处理槽中的槽液的一总有机碳量超过该至少一处理槽的一监控值时进行一槽液调整程序，将该至少一处理槽中的该槽液的该总有机碳量降低至小于等于该监控值，其中，该监控值小于等于800ppm。
本发明所述的方法中，该至少一处理槽包括一配置在前的处理槽及一配置在后的处理槽，该配置在后的处理槽的该监控值小于等于该配置在前的处理槽的该监控值。
本发明所述的方法中，该至少一处理槽包括一膨润槽、一染色槽、一交联槽和一补色槽中的至少一者。
本发明所述的方法中，该膨润槽的该监控值小于等于800ppm，且/或其中，该染色槽的该监控值小于等于500ppm，且/或其中，该交联槽的该监控值小于等于250ppm，且/或其中，该补色槽的该监控值小于等于150ppm。
本发明所述的方法中，该总有机碳量的来源为可塑剂、及/或溶出的偏光膜前驱物材料。
本发明所述的方法中，该总有机碳量监控程序包括：
从该至少一处理槽取出该槽液的一部分作为样品；以及
以一总有机碳量分析仪分析该样品。
本发明所述的方法中，该总有机碳量监控程序为定时监控。
本发明所述的方法中，该槽液调整程序包括下列程序中的至少一者：
启动用于该至少一处理槽中的该槽液的一过滤装置；
清理用于该至少一处理槽中的该槽液的一过滤装置；
更换用于该至少一处理槽中的该槽液的一过滤装置；
降低用于该至少一处理槽中的该槽液的一过滤装置的温度；以及
更换该至少一处理槽中的该槽液。
本发明所述的方法中，该过滤装置包括活性碳、或者该过滤装置为一超滤器。
本发明所述的方法中，该超滤器具有一滤膜，该滤膜截留的分子量为1000～10000道耳顿，且/或其中，该过滤装置的过滤效能大于50％。
本发明所述的方法中，该槽液通过该过滤装置之后产生过滤后的一水溶液，过滤后的该水溶液被导入一外部桶槽，在该外部桶槽的该水溶液被导入该处理槽。
本发明所述的方法中，该外部桶槽的该水溶液在被导入该处理槽之前通过另一过滤装置。
本发明所述的方法中，该另一过滤装置包括活性碳或滤袋，其中该活性碳的粒径为2mm～500μm，且/或该活性碳的硬度大于等于90％，且/或其中每克活性碳对碘的吸收能力大于等于1000mg。
本发明所述的方法中，在降低用于该至少一处理槽中的该槽液的该过滤装置的温度的程序中，使该过滤装置的温度降低至20℃以下。
本发明所述的方法中，该槽液通过该过滤装置之后产生浓缩的一水溶液，浓缩的该水溶液被导入一缓冲槽，在该缓冲槽的该水溶液被导入该过滤装置。
本发明用于制造偏光膜的方法，其中包括监控程序，通过监控可以反映槽液中的杂质量的总有机碳量，确保槽液的清净度被控制在一定的程度，因此可以降低偏光膜、偏光板的缺陷。相较于在制成成品之后才进行检测，可以更及时地进行调整，因此不是单纯地剔除不良品，而能够提升质量及良品率。
附图说明
图1为一用于制造偏光膜的例式性系统的一部分。
图2为一用于制造偏光膜的例式性系统的一部分。
其中，附图标记：
10：偏光膜前驱物
10’：偏光膜
20：处理槽
21：膨润槽
22：染色槽
23：交联槽
24：补色槽
25：洗净槽
26：干燥炉
30：辊
40：外部桶槽
41：缓冲槽
42：过滤装置
43：滤膜
44：过滤装置
51：箭头
52：箭头
具体实施方式
根据实施例的用于制造偏光膜的方法，包括使一偏光膜前驱物依序通过多个处理槽，以形成一偏光膜。该方法更包括对于该多个处理槽中的至少一处理槽，在偏光膜前驱物通过该处理槽时进行一总有机碳(TOC)量监控程序，并且，在处理槽中的槽液的总有机碳量超过该处理槽的一监控值时进行一槽液调整程序，将处理槽中的槽液的总有机碳量降低至小于等于监控值，其中，该监控值小于等于800ppm。
在此先就使偏光膜前驱物依序通过多个处理槽以形成偏光膜的程序来进行说明。请参照图1，其为一用于制造偏光膜的例式性系统的一部分。图1所示的例式性系统包括一膨润槽21、一染色槽22、一交联槽23、一洗净槽25、以及一干燥炉26。所述处理槽和处理设备可选择性地增加、减少、重复配置、或进行其他调整。举例来说，可选择性地在交联槽23与洗净槽25间额外设置一补色槽24。一偏光膜前驱物10通过多个辊30的传送，如箭头指示方向依序通过各个处理槽及处理设备，而形成偏光膜10’。偏光膜10’可将光线由非偏极光转换为偏极光，其例如是由吸附配向的二色性色素的聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)薄膜或由液晶材料掺附具吸收染料分子所形成。以下对此提供具体的实施例。可以理解的是，这些实施例并非用于限制本发明。此外，一实施例中的元件、条件和特征，能够在未作进一步列举的情况下，被有利地纳入于另一实施例中。
偏光膜前驱物10的材料包括聚乙烯醇或其他适合的材料。举例来说，偏光膜前驱物10可为PVA的薄膜。聚乙烯醇可通过皂化聚乙酸乙烯酯而形成。根据一些实施例，聚乙烯醇的皂化度可为85摩尔％、90摩尔％、或99摩尔％～100莫摩尔％。根据一些实施例，聚乙酸乙烯酯可为乙酸乙烯酯的单聚物、或者乙酸乙烯酯以及乙酸乙烯的共聚合物和其他能与乙酸乙烯进行共聚合的其它单体的共聚物，所述其它单体可为不饱和羧酸类(例如丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸乙酯、正丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸甲酯)、烯烃类(例如乙烯、丙烯、1-丁烯、2-甲丙烯)、不饱和磺酸类(例如乙基乙烯醚、甲基乙烯醚、正丙基乙烯醚、异丙基乙烯醚)、或乙烯基醚类等等。在一些实施例中，聚乙烯醇经过改质，例如是经醛类改质的聚乙烯甲醛(polyvinylformal)、聚乙烯醇缩乙酸、聚乙烯乙醛、或聚乙烯丁醛(polyvinylbutyral)等等。偏光膜前驱物10有时会包括残留的可塑剂，其为后续经过的槽液中的总有机碳的来源之一。可塑剂例如是多元醇及其缩合物，包括丙三醇、二丙三醇、三丙三醇、乙二醇、丙二醇、聚乙二醇等等。在一些情况下，较多的总有机碳来源为偏光膜前驱物10包括的残留丙三醇。在一些实施例中，偏光膜前驱物10的厚度约为1μm～200μm，较佳地为10μm～100μm，更佳地为20μm～80μm。
偏光膜前驱物10可先经由辊30引导至膨润槽21，以对于偏光膜前驱物10进行一膨润处理。膨润处理可去除偏光膜前驱物10表面的异物以及偏光膜前驱物10中的可塑剂，并且有助于后续的染色处理及交联处理的进行。膨润处理的条件无须特别限制，只要可达成前述效果且不会造成偏光膜前驱物10极端溶解或透明消失即可。膨润槽21中的槽液主要包含纯水，其与偏光膜前驱物10反应。在一些实施例中，膨润处理的温度为10℃～50℃，例如是20℃至50℃，膨润处理的时间则为5秒～300秒，例如是20秒～240秒。
根据一些实施例，可使用经过延伸的偏光膜前驱物10。根据另一些实施例，可在用于制造偏光膜的系统中对于偏光膜前驱物10进行一延伸处理。延伸处理可在通过膨润槽21、和/或后续染色槽22、交联槽23时进行。举例来说，可使得设置在膨润槽21入口的辊30与设置在膨润槽21出口的辊30存在周速差，进行单轴延伸处理。
根据一些实施例，设置在膨润槽21出口的辊30可以是分别位于偏光膜前驱物10的两相对侧的一对辊30，其夹紧或甚至对于偏光膜前驱物10施加压力，以避免膨润槽21中的槽液被带到配置在后的处理槽而造成该处理槽的污染。根据一些实施例，也可以在偏光膜前驱物10进入配置在后的处理槽之前，使用刮刀刮除来自膨润槽21的槽液。根据一些实施例，可以在偏光膜前驱物10进入配置在后的处理槽之前，冲洗偏光膜前驱物10的膜面，特别是可以使用干净的新水取代非循环水来冲洗偏光膜前驱物10的膜面。前述手段可以组合搭配，达成避免污染其他处理槽的目的。
偏光膜前驱物10接着经由辊30引导至染色槽22，以对于偏光膜前驱物10进行一染色处理。染色槽22中的槽液含有一染色剂。染色剂可使用二色性色素、或其它适合的水溶性二色素染料。在一些实施例中，染色剂包含碘和碘化钾。举例来说，染色剂可为包含0.003重量份～0.2重量份的碘及3重量份～30重量份的碘化钾水溶液。在一些实施例中，染色处理的温度为10℃～50℃，例如是20℃～40℃，染色处理的时间则为10秒～600秒，例如是30秒～200秒。为了使染色处理的效果更好，槽液中可包括其它添加物。举例来说，在一些实施例中，额外添加硼酸。在一些实施例中，在进行染色处理的同时进行或再次进行延伸处理。在一些实施例中，可使用如前所述的避免污染配置在后的处理槽的手段。
偏光膜前驱物10接着经由辊30引导至交联槽23，以对于偏光膜前驱物10进行一交联处理。交联槽23中的槽液含有一交联剂。交联剂可使用硼酸。交联槽23中的槽液可更含有一光学调整剂。光学调整剂可使用碘化钾、碘化锌、或其组合。改变光学调整剂的浓度可调整偏光膜色相。在一些实施例中，槽液为水溶液，其中包含1重量份～10重量份的硼酸、及1重量份～30重量份的碘化钾。在一些实施例中，交联处理的温度可为10℃～70℃，例如是50℃～65℃，交联处理的时间则为1秒～600秒，例如是20秒～300秒。在一些实施例中，在进行交联处理的同时进行或再次进行延伸处理。根据一些实施例，从膨润处理至交联处理，偏光膜前驱物10所累积的延伸倍率约为4.5倍～8倍，例如是5倍～7倍。在一些实施例中，可使用如前所述的避免污染配置在后的处理槽的手段。
选择性地，在一些实施例中，偏光膜前驱物10接着经由辊30引导至补色槽24，以对于偏光膜前驱物10进行一补色处理。补色处理系进一步地调整偏光膜前驱物10，以达成偏光膜10’所需的色相。补色槽24中的槽液可与交联槽23中的槽液有类似甚至相同的构成。在一些实施例中，补色处理的温度为10℃～70℃，补色处理的时间则为1秒～15分钟，例如是1秒～5分钟。
根据一些实施例，至此所述的处理槽可分别连接用于处理槽中的槽液的过滤装置，以维持槽液的清洁，避免因槽液污染而影响制成的偏光膜10’的质量。请参照图2，一处理槽20，例如前述的膨润槽21、染色槽22、交联槽23、及补色槽24中任一者，可连接到一外部桶槽40。外部桶槽40连接到一缓冲槽41。缓冲槽41进一步地连接到一过滤装置42。过滤装置42例如是一超滤器，其中滤膜43截留的分子量可为1000～10000道耳顿(Dalton)。过滤装置42的过滤效能可大于50％。根据一些实施例，可在水溶液通过滤膜43前后会产生压力差时更换滤膜43。根据一些实施例，处理槽20中的槽液在通过过滤装置42之后产生过滤后的一水溶液，其可如箭头51所示被导入外部桶槽40，而浓缩的水溶液可如箭头52所示导往缓冲槽41。在缓冲槽41的水溶液会再被导入过滤装置42。在外部桶槽40的水溶液会被导入处理槽20，成为其中的槽液。在此之前，于一些实施例中，可先通过另一过滤装置44。过滤装置44可包括活性碳或滤袋等适合的过滤手段。在一些实施例中，可使用粒径约为2mm～500μm。在一些实施例中，可使用硬度大于等于90％的活性碳。在一些实施例中，每克活性碳对碘的吸收能力可大于等于1000mg。在一些实施例中，可使用孔径在1μm以下的滤袋。根据一些实施例，可在水溶液通过该滤袋前后会产生压力差时更换滤袋。根据一些实施例，可降低过滤装置44的温度，以促使希望过滤掉的杂质析出而能够被过滤装置44所过滤掉。在一些实施例中，使过滤装置44的温度降低至20℃以下。根据一些实施例，可以不降低过滤装置44的温度，而在水溶液进入过滤装置44之前降低水溶液的温度，同样可达到促使杂质析出的效果，无须特别限制。
请再次参照图1，偏光膜前驱物10接着经由辊30引导至洗净槽25，以对于偏光膜前驱物10进行一洗净处理。洗净处理可通过浸泡于水中、以水喷流进行喷雾、或前述方式的组合来进行。在一些实施例中，洗净处理的温度为2℃～45℃，洗净处理的时间则为2秒～120秒。
经过洗净处理的偏光膜前驱物10可接着经由辊30引导至干燥炉26，以对于偏光膜前驱物10进行一干燥处理，干燥处理之后即为偏光膜10’。在一些实施例中，干燥处理的温度为35℃～105℃，干燥处理的时间则为10秒～300秒。
在根据实施例的用于制造偏光膜的方法中，对于用在偏光膜形成的多个处理槽(例如膨润槽21～补色槽24)中的至少一处理槽，在偏光膜前驱物通过该处理槽时，也即在形成偏光膜的过程中，进行一总有机碳量监控程序。槽液中的总有机碳量可反映出其中的杂质量。这些杂质例如是残留在偏光膜前驱物上的可塑剂、有机物如丙三醇、以及因槽液而溶出的偏光膜前驱物材料如PVA等等，其会受到偏光膜前驱物的幅宽以及槽液组成、槽液温度等因素影响。当槽液中的杂质量过高，不论是形成析出沉淀物或悬浮微粒，都容易发生附着在偏光膜前驱物上的情况，导致制成的偏光膜、偏光板具有缺陷，造成质量及良品率下降。举例来说，可能但不限于是光学性质受到缺陷影响。根据实施例，通过监控可以反映槽液中的杂质量的总有机碳量，确保槽液的清净度被控制在一定的程度，因此可以降低偏光膜、偏光板的缺陷。相较于在制成成品之后才进行检测，可以更及时地进行调整，因此不是单纯地剔除不良品，而能够提升质量及良品率。
在总有机碳量监控程序中，对于各个处理槽的监控值为小于等于800ppm。根据一些实施例，进行监控的至少一处理槽可包括一膨润槽，该膨润槽的监控值小于等于800ppm。根据一些实施例，进行监控的至少一处理槽可包括一染色槽，该染色槽的监控值小于等于500ppm，例如设定在50ppm～500ppm之间，像是设定在230ppm～340ppm之间，更佳地是设定在50ppm～230ppm之间。根据一些实施例，进行监控的至少一处理槽可包括一交联槽，该交联槽的监控值小于等于250ppm，例如设定在5ppm～250ppm之间，像是设定在50ppm～130ppm之间，更佳地是设定在5ppm～50ppm之间。根据一些实施例，进行监控的至少一处理槽可包括一补色槽，该补色槽的监控值小于等于150ppm，例如设定在5ppm～150ppm之间，像是设定在40ppm～90ppm之间，更佳地是设定在5ppm～40ppm之间。根据一些实施例，进行监控的至少一处理槽包括一配置在前的处理槽及一配置在后的处理槽，配置在后的处理槽的监控值小于等于配置在前的处理槽的监控值，其中，配置在前的处理槽与配置在后的处理槽可以是相同类型或不同类型的处理槽。举例来说，在一实施例中，依序设置的两个染色槽、两个交联槽、和一个补色槽的监控值可分别设定在340ppm、250ppm、70ppm、70ppm、50ppm。在一实施例中，依序设置的两个染色槽、两个交联槽、和一个补色槽的监控值可分别设定在230ppm、230ppm、130ppm、120ppm、90ppm。在一实施例中，依序设置的两个染色槽、三个交联槽、和一个补色槽的监控值可分别设定在230ppm、230ppm、60ppm、50ppm、50ppm、40ppm。
根据一些实施例，总有机碳量监控程序可包括从处理槽取出槽液的一部分作为样品以及以一总有机碳量分析仪分析样品。具体来说，可先使用标准液建立总有机碳量检量线。在总有机碳量检量线建立之后，从处理槽取出待测的槽液至样品瓶中，以总有机碳量分析仪进行测量。举例来说，可使用岛津(SHIMADZU)公司的TOC-V自动进样系列，其测量程序可包括加热至一设定温度如680℃，导入酸试剂如磷酸或2N盐酸以去除无机碳，以及将仪器的样品吸取管插入样品瓶以进行分析。然而，如果有其他合适的总有机碳测量分析方法，也可以采用，无须特别限制。根据一些实施例，总有机碳量监控程序为定时监控。也即，可每隔一段固定时间进行取样和分析。
当槽液的总有机碳量超过该处理槽的监控值时，便进行一槽液调整程序，以将处理槽中的槽液的总有机碳量降低至小于等于监控值。根据一些实施例，可启动用于该处理槽中的槽液的一过滤装置。根据一些实施例，可清理用于该处理槽中的槽液的一过滤装置。根据一些实施例，可更换用于该处理槽中的槽液的一过滤装置。根据一些实施例，可降低用于该处理槽中的槽液的一过滤装置的温度。如在关于图2的段落中所叙述的，槽液调整程序中使用超滤器和/或活性碳等过滤手段。根据一些实施例，可更换该处理槽中的槽液。前述手段可以组合搭配，也可以采用或并行其他调整方式，无须特别限制。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。
Claims (15)
1.一种用于制造偏光膜的方法，其特征在于，该方法包括：
使一偏光膜前驱物依序通过多个处理槽，以形成一偏光膜；以及
对于该多个处理槽中的至少一处理槽，在该偏光膜前驱物通过该至少一处理槽时进行一总有机碳量监控程序，并且，在该至少一处理槽中的槽液的一总有机碳量超过该至少一处理槽的一监控值时进行一槽液调整程序，将该至少一处理槽中的该槽液的该总有机碳量降低至小于或者等于该监控值，其中，该监控值小于或者等于800ppm。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该至少一处理槽包括一配置在前的处理槽及一配置在后的处理槽，该配置在后的处理槽的该监控值小于或者等于该配置在前的处理槽的该监控值。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该至少一处理槽包括一膨润槽、一染色槽、一交联槽和一补色槽中的至少一者。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，该膨润槽的该监控值小于或者等于800ppm，且/或其中，该染色槽的该监控值小于或者等于500ppm，且/或其中，该交联槽的该监控值小于或者等于250ppm，且/或其中，该补色槽的该监控值小于或者等于150ppm。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该总有机碳量的来源为可塑剂、及/或溶出的偏光膜前驱物材料。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该总有机碳量监控程序包括：
从该至少一处理槽取出该槽液的一部分作为样品；以及
以一总有机碳量分析仪分析该样品。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该总有机碳量监控程序为定时监控。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该槽液调整程序包括下列程序中的至少一者：
启动用于该至少一处理槽中的该槽液的一过滤装置；
清理用于该至少一处理槽中的该槽液的一过滤装置；
更换用于该至少一处理槽中的该槽液的一过滤装置；
降低用于该至少一处理槽中的该槽液的一过滤装置的温度；以及
更换该至少一处理槽中的该槽液。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，该过滤装置包括活性碳、或者该过滤装置为一超滤器。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，该超滤器具有一滤膜，该滤膜截留的分子量为1000～10000道耳顿，且/或其中，该过滤装置的过滤效能大于50％。
11.如权利要求8所述的方法，其特征在于，该槽液通过该过滤装置之后产生过滤后的一水溶液，过滤后的该水溶液被导入一外部桶槽，在该外部桶槽的该水溶液被导入该处理槽。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，该外部桶槽的该水溶液在被导入该处理槽之前通过另一过滤装置。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，该另一过滤装置包括活性碳或滤袋，其中该活性碳的粒径为2mm～500μm，且/或该活性碳的硬度大于或者等于90％，且/或其中每克活性碳对碘的吸收能力大于或者等于1000mg。
14.如权利要求8所述的方法，其特征在于，在降低用于该至少一处理槽中的该槽液的该过滤装置的温度的程序中，使该过滤装置的温度降低至20℃以下。
15.如权利要求8所述的方法，其特征在于，该槽液通过该过滤装置之后产生浓缩的一水溶液，浓缩的该水溶液被导入一缓冲槽，在该缓冲槽的该水溶液被导入该过滤装置。
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