TW201530199A - 具局部去極化區域之偏光件之製造方法、及利用其所製造之偏光件及偏光板 - Google Patents

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Abstract

本發明係有關於一種製備偏光件之方法及使用其之製備之偏光件，該方法包括：準備一聚乙烯醇系偏光件，其係經碘及二色性染料中之一種以上染色；以及藉由一脫色溶液局部接觸該偏光件之某些區域以形成一去極化區域，該去極化區域在400nm至800nm之波長範圍內具有80%以上之單質透光率(simple substance transmittance)，且該脫色溶液包括1wt%至30wt%之脫色劑。

Description

具局部去極化區域之偏光件之製造方法、及利用其所製造之偏光件及偏光板
本發明係關於一種製造偏光件之方法、及使用其之製備之一種偏光件及一種偏光板，更具體地，係關於一種局部具有一去極化區域之偏光板，其適合用以安裝如相機模組及顏色形成之元件，以及製備其之方法。
一偏光板係應用於各種影像顯示裝置，如液晶顯示器及一有機發光裝置。近年來主要使用之該偏光板係以將一保護膜堆疊於一PVA偏光件之一表面或兩表面上之型態使用，該PVA偏光件係藉由碘及/或二色性染料染色於一聚乙烯醇(以下稱，PVA)系膜，藉由使用一硼酸等交聯該碘及/或二色性染料，然後拉伸之方法定向並製造。
同時，在提高該影像顯示裝置之薄型化之趨勢下，為了實現大型螢幕，影像顯示裝置已朝向邊框部及螢幕不顯示之邊緣之厚度最小化之趨勢發展。再者，為了實現各種功能，如相機之元件傾向裝配於一顯示裝置，且考 量到設計因素，已作出提供各種顏色給產品標籤或邊緣區域或脫色該產品標籤或邊緣區域之效果。
然而，在已知偏光板的情況中，由於該偏光板之整個區域係經碘及/或二色性染料染色，該偏光板具有暗黑色，是以有難以提供各種顏色給該影像顯示裝置之問題，且具體而言，在設置如相機之元件於該偏光板之情況中，偏光板吸收%以上之照射強度而降低了相機鏡頭之可視性。
為了解決這些問題，已商業化藉由如沖壓及裁切之方法在該偏光板之部位穿透一孔(穿孔)，以物理性去除覆蓋相機鏡頭之該偏光板之部位之方法。
然而，前述物理性方法劣化該影像顯示裝置之外觀，並且損壞該偏光板及因穿透該孔之程序特性而在邊界部形成一段差。同時，為了防止如偏光板之撕裂之損傷，該偏光板之一穿孔部應形成在充分遠離中心之區域，是以，當應用該偏光板時，有該影像顯示裝置之邊框部相對寬而偏離該影像顯示裝置之現今窄邊框設計趨勢之問題。再者，有如上述之問題，在安裝一相機模組於該偏光之穿孔部之情況中，由於該相機鏡頭暴露於外部，當長期使用該相機鏡頭時，容易發生相機鏡頭汙染及損壞。
據此，發展對應一適當尺寸以克服前述問題並適合將如相機模組之元件安裝於該影像顯示裝置之偏光板之局部去極化或偏光性去除之新穎程序俾有其所需。
本發明係致力於提供一種偏光件及製造其之方法，在該偏光件中，係去除一偏光板之某些區域之偏光性，在該方法中，沒有如相關技術領域之物理性刺穿之孔，外觀沒有損壞，且僅藉由簡單程序去除偏光性。
本發明之一實施態樣提供一種製造偏光件之方法，包括：準備一聚乙烯醇系偏光件，其係經碘及二色性染料中之一種以上染色；以及藉由一脫色溶液局部接觸該偏光件之某些區域以形成一去極化區域，該去極化區域在400nm至800nm之波長範圍內具有80%以上之單質透光率(simple substance transmittance)，且該脫色溶液包括1wt%至30wt%之脫色劑。
在此情況中，該脫色劑較佳包括一種以上選自由氫氧化鈉(sodium hydroxide，NaOH)、硫氫化鈉(sodium hydrosulfide，NaSH)、疊氮化鈉(sodium azide，NaN3)、氫氧化鉀(potassium hydroxide，KOH)、硫氫化鉀(potassium hydrosulfide，KSH)、及硫代硫酸鉀(potassium thiosulfate，KS2O3)所組成之群組。
該脫色溶液之pH較佳為11至14，且該脫色溶液之黏度較佳為1cP至55cP。
同時，該脫色溶液較佳更包括一增稠劑，且該增稠劑較佳包括一種以上選自由聚乙烯醇系樹脂(polyvinyl alcohol-based resin)、聚乙烯乙醯乙酸酯系樹脂(polyvinyl acetoacetate-based resin)、經乙醯乙醯基變性之聚乙烯醇系樹脂(acetoacetyl group-denatured polyvinyl alcohol-based resin)、丁二醇乙烯醇(butenediolvinyl alcohols)、聚乙二醇系樹脂(polyethylene glycol-based resin)、及聚丙烯醯胺系樹脂(polyacrylamide-based resin)所組成之群組。
在此情況中，該方法較佳更包括在形成該去極化區域後使用醇類清洗。
同時，該脫色溶液之接觸時間(y)對應該脫色劑之含量(x)較佳滿足下列方程式1。
[方程式1]y=ax2+bx+c
在此情況中，x為1至30，a為0.1至0.7，b為-1至-20，c為20至120，且-b/2a為1至20。
本發明之另一實施態樣提供一種藉由上述製備方法製造之聚乙烯醇系偏光件，其經碘及二色性染料中之一種以上染色，局部地具有一去極化區域，該去極化區域在400nm至800nm之波長範圍內具有80%以上之單質透光率，且一段差係形成於該去極化區域及該去極化區域以外之區域之間，該段差係0μm至10μm。
在此情況中，在該偏光件之去極化區域中，該偏光度較佳為20%以下，且在該去極化區域以外的區域中，單質透光率為40%至45%且偏光度為99%以上。
本發明之又一實施態樣係提供一種藉由堆疊一偏光件保護膜於該偏光件之至少一表面上而製造之偏光板。
於本發明中，一脫色溶液接觸一聚乙烯醇系偏光件之某些區域以最小化藉由去極化對應區域而產生之段差並形成一幾乎透明之去極化區域，且不造成如孔洞或撕裂之損傷。在使用藉由前述方法製造之本發明之偏光件的情況中，即便裝配如相機之元件於一偏光板上，不會發生因亮度降低所致之問題。
再者，於本發明之製備方法中，藉由調整該脫色溶液之黏度，其可能在所欲位置上形成具有微小尺寸之去極化區域，從而其可能有效地應用於窄邊框設計之製造方法中。
圖1係繪示根據實施例2，當10wt%氫氧化鉀(KOH)水溶液接觸一偏光件時，在可見光區域之單質透光率(Ts)及偏光度(DOP)之值之結果圖。
圖2係繪示根據實施例1，當0.1wt%氫氧化鉀(KOH)水溶液接觸一偏光件時，在可見光區域之單質透光率(Ts)及偏光度(DOP)之值之結果圖。
圖3係繪示在藉由使用氫氧化鉀(KOH)水溶液形成一去極化區域之情況中，在每一溫度條件，水溶液之氫氧化鉀(KOH)含量及脫色完成時間之間之相關性之結果圖。
圖4係繪示在藉由使用一包含增稠劑(丁烯二醇乙烯醇類樹脂，4wt%)於該氫氧化鉀水溶液之溶液形成該去極化區域之情況中，在每一溫度條件，該溶液之氫氧化鉀 (KOH)含量及脫色完成時間之間之相關性之結果圖。
以下，將描述本發明較佳示例型實施例。建於本發明態樣，本發明許多修飾及變化是可能的，且已利用說明性方式描述本發明，本發明示例型實施例可修飾為其他型態且應當了解所使用之術語係用以描述之性質而非限制，且本發明之範疇不應限於下述示例型實施例。將提供本發明示例型實施例以使所屬技術領域具有通常知識者更完整地了解本發明。
本案發明人發現即便不採用如沖壓(punching)之物理方法，藉由將一脫色溶液選擇性接觸一經碘及/或二色性染料染色之聚乙烯醇系偏光件，可製備局部具有一去極化區域之偏光件且該去極化區域具有80%以上之單質透光率，從而完成本發明。
根據本發明之製備一偏光件之方法，包括：①準備一聚乙烯醇系偏光件，其經碘及二色性染料中之一種以上染色；以及②藉由一脫色溶液局部接觸該偏光件之某些區域以形成一去極化區域，該去極化區域在400nm至800nm之波長範圍內具有80%以上之單質透光率(simple substance transmittance)，且該脫色溶液包括1wt%至30wt%之脫色劑。
根據本案發明人之研究，如本發明，在進行使該脫色溶液局部接觸該偏光件之某些區域之步驟中，相較於如沖壓及裁切之既存物理去除方法，有可克服如偏光件 及偏光板之損壞與鏡頭汙染之問題，易於控制去極化區域，且僅藉由一簡單程序去除極化之優異功效。
在此情況中，於本發明中，如下所述，該偏光件之該去極化區域係指一透過將該脫色溶液選擇性接觸該經碘及/或二色性染料染色之聚乙烯醇系偏光件之某些區域之程序而形成之區域。同時，除了該去極化區域之一區域意指在該偏光件中除了該去極化區域以外之一區域，其具有如本發明偏光件之光學性質。
在此情況中，藉由該製備方法形成之該去極化區域在約400nm至800nm(較佳為450nm至750nm，係為一可見光範圍)之波長範圍中之單質透光率為80%以上，較佳為90%或92%以上。再者，該去極化區域之偏光度為20%以下，較佳為5%以下。當該去極化區域之單質透光率增加，該偏光度係減少，可視性增加，從而可更提高設置於前述區域中的鏡頭之表現及影像品質，且在形成顏色的情況中，可視性優異。
再者，除了該偏光件之該去極化區域以外之該區域之單質透光率較佳為40%至45%，更佳為42%至45%。再者，除了該偏光件之去極化區域之該區域之偏光度較佳為99%。這是因為除了該去極化區域以外之剩餘區域應藉由進行一原始光學偏光件功能，呈現優異的光學性質，例如前述範圍。
更具體地，參閱本發明之製備方法，首先，①準備該經碘及二色性染料中之一種以上染色之該聚乙烯醇 系偏光件之步驟可透過以該碘及/或二色性染料染色一聚乙烯醇系聚合物膜而進行，交聯該聚乙烯醇系膜及染料之交聯步驟，以及拉伸該聚乙烯醇系膜之拉伸步驟。
首先，該染色步驟係為一用以將具有二色性質之該碘及/或二色性染料染上該聚乙烯醇系膜之步驟，其中，該碘及/或二色性染料可吸收在該偏光件之拉伸方向中振動光線並允許在垂直方向振動之光線通過，從而獲得一具有預定振動方向之偏光性。在此情況中，一般而言，可藉由浸置該聚乙烯醇系膜在一包含一溶液之處理槽中進行染色，該溶液包含一二色性材料，如碘溶液。
在此情況中，作為用於該染色步驟之該溶液之溶劑，一般使用水，但可添加適當含量之對水具有相容性之有機溶劑。同時，以100重量份之溶劑為基準，該二色性材料(例如碘)可含量可為0.06重量份至0.25重量份。如碘之二色性材料之含量在前述範圍內之理由在於拉伸後所製造之偏光件之透光率可滿足40.0%至47.0%之範圍。
同時，在使用碘作為該二色性材料之情況中，為了提高染色效率，較佳可更包含一補充劑(例如碘化物)，並且以100重量份之溶劑為基準，該補充劑之含量可為0.3重量份至2.5重量份。在此情況中，由於碘對水之溶解度低，添加如碘化物之該補充劑以增加碘對水之溶解度。同時，碘及碘化物之混合比例較佳為約1：5至1：10。
在此情況中，可添加於本發明之該碘化物之特定例可包括碘化鉀(potassium iodide)、碘化鋰(lithium iodide)、 碘化鈉(sodium iodide)、碘化鋅(zinc iodide)、碘化鋁(aluminum iodide)、碘化鉛(lead iodide)、碘化銅(copper iodide)、碘化鋇(barium iodide)、碘化鈣(calcium iodide)、碘化錫(tin iodide)、碘化鈦(titanium iodide)、其混合物等，但不限於此。
同時，由於在低於25℃之低溫下，染色效率可能降低，而在高於40℃之過高溫度下，發生大量碘昇華，而使碘之使用量可能增加，因此該處理槽之溫度可包持在約25℃至40℃。再者，由於在浸置時間低於30秒之情況中可能無法對該聚乙烯醇系膜均勻地染色，而在浸置時間高於120秒之情況中染色已達飽和而不再需要浸置，因此該聚乙烯醇系膜在該處理槽之浸置時間可約30秒至120秒。
同時，作為該交聯步驟，一般可使用藉由設置該聚乙烯醇系膜於一硼酸水溶液而進行之沉積法，但可藉由一塗佈法或一噴灑法噴灑一溶液於一膜上進行該交聯步驟。
在此情況中，作為該交聯步驟之一例，若該碘及/或二色性染料藉由該染色步驟染色該聚乙烯醇系膜，藉由使用一交聯劑吸收該碘及/或二色性染料於該聚乙烯醇系膜之聚合物主體中，並浸置該聚乙烯醇系膜於一存在一含有該交聯劑之溶液之交聯槽中，較佳可進行該沉積法。理由是若該碘及/或二色性染料無法很好地被吸收在聚合物主體上，偏光度會降低，從而該偏光件及該偏光板無法適當 地扮演其角色。
在此情況中，一般使用水作為用於該交聯槽之溶液之溶劑，但可添加適當含量且對水具有相容性之有機溶劑，且以100重量份之該溶劑為基準，可添加0.5重量份至5.0重量份之交聯劑。在此情況中，在該交聯劑含量低於0.5重量份之情況下，在該聚乙烯醇系膜中無法充分交聯，從而可能降低該聚乙烯醇系膜在水中的強度，而在含量大於5.0重量份的情況中，形成過量交聯，從而可能降低該聚乙烯醇系膜之拉伸性。
再者，該交聯劑之特定例可包括硼酸(boric acid)及硼砂(borax)、乙二醛(glyoxal)、戊二醛(glutaraldehyde)等，且可單獨使用或結合使用。
同時，該交聯槽之溫度取決於該交聯劑之含量及拉伸率且不限於此，但一般而言，該溫度較佳為45℃至60℃。通常，若該交聯劑含量增加，為了提高該聚乙烯醇系膜之分子鏈之可動性(mobility)，該交聯槽之溫度係調整至高溫狀態，而若該交聯劑之含量低，該交聯槽之溫度係調整至一相對低溫之狀態。然而，由於為了提高該聚乙烯醇系膜之拉伸性，本發明為一進行五次以上拉伸之製程，該交聯槽之溫度應當保持在45℃以上。
同時，該聚乙烯醇膜在該交聯槽之浸置時間較佳為約30秒至120秒。理由在於在浸置時間低於30秒之情況中，可能無法均勻地在該聚乙烯醇系膜上進行交聯，而在浸置時間高於120秒之情況中，交聯已達飽和，從而不 再需要浸置。
同時，在拉伸步驟中，拉伸係指單軸拉伸該膜以定向該膜之聚合物於一預定方向。拉伸方法可分類為濕式拉伸法及乾式拉伸法，且該乾式拉伸法可分為輥間拉伸法(inter-roll stretching method)、熱輥拉伸法(heating roll stretching method)、壓縮拉伸法(compression stretching method)、拉幅拉伸法(tenter stretching method)等，而該濕式拉伸法可分為拉幅拉伸法、輥間拉伸法等。
在此情況中，於該拉伸步驟，較佳地，該聚乙烯醇系膜係在原始膜之4至10倍之拉伸率下拉伸並在45℃至60℃之拉伸溫度下拉伸。理由在於該聚乙烯醇系膜之分子鏈應被定向以提供該聚乙烯醇系膜之偏光性質，且在拉伸率低於原始膜之4倍之拉伸率下，該些分子鏈可能無法被充分定向，而在拉伸率高於原始膜之10倍之拉伸率下，該聚乙烯醇系膜之分子鏈可能斷裂。再者，由於在低於45℃之溫度下可降低該聚乙烯醇系膜之分子鏈之移動性以降低拉伸效率，且在溫度高於60℃的情況中，該聚乙烯醇系膜可被軟化以削弱機械強度，該拉伸溫度可取決於該交聯劑之含量。
同時，該拉伸步驟及該染色步驟或該交聯步驟可同步或分開進行。在同步進行該拉伸步驟及該染色步驟的情況下，較佳可於該碘溶液中進行該染色步驟，而在同步進行該拉伸步驟及該交聯步驟的情況下，較佳可於該硼酸水溶液中進行該拉伸步驟。
接著，本發明包括②藉由該脫色溶液局部接觸該偏光件之某些區域以形成該去極化區域，該去極化區域在400nm至800nm之波長範圍內具有80%以上之單質透光率，且該脫色溶液包括1wt%至30wt%之脫色劑。
首先，檢視在形成該去極化區域之步驟中的每一組成元件，該脫色溶液基本上包括該脫色劑及該溶劑。
只要該脫色劑可脫色染色於該偏光件上之該碘及/或二色性染料，該脫色劑並不特別受限，例如，該脫色劑較佳包括一種以上選自由氫氧化鈉(sodium hydroxide，NaOH)、硫氫化鈉(sodium hydrosulfide，NaSH)、疊氮化鈉(sodium azide，NaN3)、氫氧化鉀(potassium hydroxide，KOH)、硫氫化鉀(potassium hydrosulfide，KSH)、及硫代硫酸鉀(potassium thiosulfate，KS2O3)所組成之群組。
較佳可使用水(二次蒸餾水)作為該溶劑。再者，，當額外混合一醇類溶劑時，可使用該溶劑。舉例而言，當與甲醇、乙醇、丁醇、異丙醇等混合時，可使用該溶劑，但該溶劑並不以此為限。
在此情況中，該脫色劑之含量可取決於脫色程序中的接觸時間，但該脫色溶液包括約1wt%至30wt%之脫色劑，較佳為約5wt%至15wt%。
在該脫色劑含量低於1wt%的情況中，無法進行脫色或脫色進行數十分鐘以上，從而難以實質上採用該脫色劑，而在其含量高於30wt%的情況中，該脫色劑不易擴散進入該偏光件，從而難以進行有效脫色。同時，參閱 圖2，其可證實在該脫色劑含量低於1wt%的情況下，無論接觸時間，皆難以改變該偏光度及單質透光率。
再者，該脫色溶液之pH值約為11至14，且較佳約13至14。本發明之脫色劑為一強鹼化合物且應具有足以破壞在聚乙烯醇間形成一交聯鍵結之硼酸之強鹼性，且在不滿足該pH值的情況下，不會發生脫色。舉例而言，作為分解(脫色)碘使該偏光件透明之一溶液，硫代硫酸鈉(sodium thiosulfate，pH 7)可導致在一般碘化合物水溶液脫色，但不導致實際的偏光件(PVA)脫色，即便進行長時間(10小時)的接觸。意即，此教示了在碘被分解前，需由強鹼破壞硼酸之交聯鍵結。
再者，該脫色溶液之黏度約1cP至55cP，較佳為約5cP至20cP，更佳為約10cP至15cP。在該溶液黏度過低的情況中，在一在線製程中，發生該脫色溶液之瘤體化及擴散，從而難以形成具有所需形狀之脫色部，而在其黏度過高的情況中，在清洗步驟中，清洗不能有效進行。
於本發明製備偏光件之方法中，該脫色溶液接觸該偏光件以形成該去極化區域，且本發明之目的為在所欲位置形成具有所欲形狀之去極化區域。一般而言，在藉由在該偏光件上使用該脫色溶液進行一去極化步驟的情況中，由於該溶液擴散或向下流動，難以在所欲位置上進行所欲尺寸及所欲形狀之去極化，且容易影響該脫色部以外的區域的透光率或偏光度。然而，如上所述，在使用具有足夠黏度之脫色溶液的情況中，可解決前述問題，且可減 少不必要的擴散以在一所欲位置形成一精細的去極化區域。
同時，較佳更添加一增稠劑以使該脫色溶液之黏度滿足上述範圍。在此情況中，該增稠劑提高該脫色溶液之黏度以抑制該脫色溶液之擴散並在一所欲位置形成具有一所欲尺寸之去極化區域。再者，該偏光件係透過卷對卷製程製備，並且為了在該移動的偏光件中精確地形成一所欲的脫色部，不應發生該脫色溶液之擴散及流態化。若在快速移動的偏光件上使用具有低黏度之溶液，藉由一流體與過程中生產之該偏光件之相對速度之間的差異，該脫色溶液係擴散至不需要的部分，從而可行性低；且脫色可能發生在不需要的部分或可能由用於該脫色施用後及清洗前執行之時間所施用之溶液之流態化而出現不期望的尺寸。
只要該增稠劑可具有低反應性且可增加溶液之黏度，該增稠劑便不受限制，舉例而言，該增稠劑較佳包括一種以上選自由聚乙烯醇系樹脂(polyvinyl alcohol-based resin)、聚乙烯乙醯乙酸酯系樹脂(polyvinyl acetoacetate-based resin)、經乙醯乙醯基變性之聚乙烯醇系樹脂(acetoacetyl group-denatured polyvinyl alcohol-based resin)、丁二醇乙烯醇(butenediolvinyl alcohols)、聚丙烯醯胺類(polyacrylamides)、及聚乙二醇類(polyethylene glycol-based resin)所組成之群組。在此情況中，該增稠劑之黏度較佳為10cP至15cP。
同時，以該脫色溶液為基準，該增稠劑之含量可約為0.5wt%至30wt%，較佳約為2.5wt%至15wt%。在該增稠劑含量高於前述範圍的情況中，黏度過度增加，從而無法有效地進行清洗，而在該增稠劑含量過低的情況中，黏度過低，從而因流體之擴散及流態化，難以實現具有所欲形狀及所欲尺寸之脫色區域。
更具體地，已知經碘及/或二色性染料染色之一聚乙烯醇複合物可吸收可見光範圍內之光線，例如400nm至800nm之波長範圍。在此情況中，若該脫色溶液接觸該偏光件，存在於該偏光件中吸收具有可見光波長範圍光線之碘或二色性染料被分解以脫色該偏光件，從而提高透光率並降低偏光度。
舉例而言，在包含作為該脫色劑之氫氧化鉀(potassium hydroxide，KOH)之水溶液的情況中，接觸經碘染色之聚乙烯醇系偏光件之某些區域，如下述化學式1及2所示，碘被一系列程序分解。同時，當製備該經碘染色之聚乙烯醇系偏光件，在執行一硼酸交聯程序的情況中，如化學式3所述，氫氧化鉀直接分解硼酸以去除透過聚乙烯醇及硼酸之氫鍵之交聯效應。
[化學式1]12KOH+6I2 → 2KIO3+10KI+6H2O
[化學式2]IO3 -+I5 -+6H+ → 3I2+3H2O I3 - → I-+I2
[化學式3]B(OH)3+3KOH → K3BO3+3H2O
意即，在可見光區域中吸收光線之碘及碘離子複合物，如I5 -(620nm)、I3 -(340nm)、及I2(460nm)，被分解以產生I-(300nm以下)或其鹽類，從而允許可見光區域中多數的光線穿透。據此，由於在約400至800nm區域(為可見光區域)中之偏光件之偏光功能被解決，透光率整個增加以使該偏光件透明。換言之，為了在偏光板中偏振，經定向之吸收可見光之碘複合物可被分解為一不吸收可見光之單分子型態以解決該偏光功能。
更具體地，參閱圖1，其可確認該偏光件一般具有99%以上之偏光度及在可見光區域中約40%之單質透光率，但在透過前述製造方法形成之去極化區域的情況中，該偏光件具有10%以上之偏光度極80%以上之單質透光率。
同時，於本發明中，較佳地，藉由塗佈一脫色劑在所欲部位或藉由使用一點膠機或噴墨印表機塗佈該脫色劑在具有所欲形狀之圖案中之非接觸型印刷方法，或藉由如凹版印刷之接觸型印刷方法執行將該脫色溶液接觸該偏光件以確保去極化之步驟。
本發明製造該偏光件之方法較佳更包括在該去極化步驟之後之使用醇類之清洗步驟。這是因為在該去極化步驟中，在一殘留之脫色溶液未被適當地清洗的情況中，該溶液擴散或保留在該偏光件，從而該去極化區域可 能形成具有不需要的形狀及不需要的尺寸，且其難以形成具有微小尺寸之去極化區域。具體地，由於醇類容易乾燥，可輕易去除醇類且醇類不影響該去極化區域以外的該偏光件之透光率極偏光度，從而適合使用醇類。舉例而言，該醇類較佳為乙醇、甲醇、丙醇、丁醇、異丙醇，或其混合物，但不限於此。
該清洗步驟的例子包括將該偏光件浸置於醇類中1秒至180秒(較佳為3秒至30秒)之方法，或在藉由如在該脫色方法中在相同位置接觸該脫色溶液而脫色之局部部位上施加該點膠機或噴墨印表機之方法。
在製造包括本發明之去極化區域之偏光件之方法中，在使用該脫色劑之後進行使用醇類清洗，從而如上所述，藉由該脫色劑形成之該碘化合物、該鹽類等被洗出，可最小化該去極化區域之碘及碘離子複合物之含量。據此，可降低藉由該去極化區域之殘留之碘及碘離子複合物之光線之吸收，以確保該偏光片更加透明之效果。
同時，根據製造該偏光件之方法，該脫色溶液對該偏光件之接觸時間可取決於該脫色溶液之濃度及溫度等。具體地，該脫色溶液之接觸時間(y)對應該脫色劑之含量(x)滿足下列方程式1。
在此情況中，該脫色溶液之接觸時間(y)意指確保該去極化區域之單質透光率為90%以上所需之時間，且以下係表示為「脫色完成時間(decoloring completion time)」。
[方程式1]y=ax2+bx+c
x為1至30，a為0.1至0.7，b為-1至-20f，且c為20至120。較佳地，在僅由該脫色劑及該溶劑組成該脫色溶液之情況中，x為1至30，a為0.2至0.7，b為-9至-15，且c為50至110。另一方面，在該溶液包括該脫色劑、該溶劑及該增稠劑的情況中，x為1至20，a為0.1至0.3，b為-2至-7，且c為30至70。
在此情況中，-b/2a為1至20。具體而言，在僅由該脫色劑及該溶劑組成該脫色溶液之情況中，-b/2a較佳約為13至19。另一方面，在該溶液包括該脫色劑、該溶劑及該增稠劑的情況中，-b/2a較佳約為8至12。-b/2a為呈現在一預定脫色溶液脫色該偏光件的情況中最小化該脫色時間之一點上之該脫色劑含量之數值，意即，在-b/2a範圍為1至20的情況中，其意指該預定脫色溶液滿足在最小化該脫色時間之該脫色劑含量為1wt%至20wt%之條件。
參閱圖3及圖4，根據方程式1，係繪示在每一溫度條件下確保該脫色劑含量與該去極化區域之單質透光率90%以上所需時間(脫色完成時間)之間之相關性。
更具體地，可見在該脫色劑含量(即，該溶液之濃度)過低或過高的情況中，該脫色完成時間係快速增加，且透過前述圖式，其可見在最小化該脫色完成時間存在該脫色劑之適當含量範圍。意即，鑒於該脫色溶液濃度，若該脫色劑含量過高，由於相同化學物種之間之分子間作用 力增加，使得該脫色溶液之分子移動至該偏光件變得困難，發生負面影響，從而需要具有合適濃度之脫色溶液。
再者，比較圖3及圖4，其可確認在添加增稠劑至該溶液之圖4之情況中，相較於圖3，一第二圖案之寬度較窄，從而可見在添加增稠劑以增加該溶液黏度的情況中，於一相對低之脫色劑含量，該脫色劑之擴散被抑制，以在所欲部位形成該去極化區域。
再者，根據該脫色溶液之溫度，可看見該溶液濃度及該脫色完成時間之間之相關性。當該脫色溶液接觸該偏光件，發生一化學反應(該硼酸之交聯之斷裂及斷裂為碘之單一分子)並且受到溫度影響。換言之，假如溫度增加，分子遷移性增加，從而分子之間之碰撞次數增加，且反應速度變快。據此，當溫度增加，脫色完成時間係縮短。
接著，將描述藉由使用本發明製造偏光件之方法製備之偏光件。
根據本發明之偏光件為經碘及二色性染料中之一種以上染色之聚乙烯醇系偏光件，局部地具有一去極化區域，該去極化區域在400nm至800nm之波長範圍中具有80%以上之單質透光率，且在該去極化區域及該去極化區域以外的區域之間形成一0μm至10μm之段差。
在此情況中，如上所述，在約400nm至800nm(較佳為可見光區域之約450nm至750nm)之波長範圍中，該去極化區域之單質透光率為80%以上(較佳為90%或92%以上)。再者，該去極化區域之偏光度為20%以下，較佳為 5%以下。再者，該偏光件之該去極化區域以外之區域之單質透光率較佳為40%至45%，更佳為42%至45%。再者，該偏光件之該去極化區域以外之區域之偏光度較佳為99%以上。
在此情況中，在本發明之偏光件中，形成在該去極化區域及該去極化區域以外之區域之間之段差較佳約為0μm至10μm，更佳為約0μm至5μm。
在一已知物理去除方法的情況中，在該偏光件中形成一內孔(bore)，但該偏光件受損且撕裂，且該偏光件知平坦度不均勻且藉由該通孔形成該段差。另一方面，在藉由本發明方法形成該去極化區域之情況中，由於該偏光件不具有一孔或不受損，該偏光件知表面之段差很小。
在此情況中，該段差意指一邊界部位之高度差異，在其上，一相機模組或一顏色形成裝置被定位在該偏光件/偏光板，在該去極化區域及該去極化區域以外之區域之間，且該段差係指該邊界部位之最大高度及該去極化區域之最小高度之間之差異。在此情況中，如下述試驗例3所述，該段差可藉由該去極化區域及該去極化區域以外的區域之間之邊界部位之量測而測量，且或藉由儀器直接測量，如光學輪廓儀(optical profiler，Nanoview E1000，NanoSystem,Co.,LTD.)或三維顯微鏡(three-dimensional microscope，Confocal laser scanning microscopy,CLSM)，但只要儀器可測量高度，除了上述儀器外，該儀器並不特別受限。具體而言，該去極化區域及該去極化區域以外的區 域之間的邊界部位可存在離該去極化區域之中心大於0cm至小於3cm之距離，但不限於此。
同時，在該去極化區域中，該碘及二色性染料中之一種以上之含量約為0.1wt%至0.5wt%，較佳為約0.1wt%至0.35wt%。如上所述，這是因為藉由該脫色劑及碘之間之反應，存在該偏光件上之一複合物型態中的碘被洗出，從而顯著降低該碘及/或二色性染料之含量。相較於此，在該去極化區域以外的區域中，該碘及二色性染料中之一種以上之含量約為1wt%至4wt%，較佳約為2wt%至4wt%。
在此情況中，該碘及/或二色性染料之含量可使用一光學X光分析儀器(Rigaku Electric Co.,Ltd.製造，品名「ZSX Primus II」)測量。在本發明中，藉由使用具有40mm×40mm尺寸大小及12μm之厚度之偏光件片狀樣本測量每19.2mm3體積之平均wt%。
如下所述，該去極化區域透過將該偏光件接觸該脫色溶液之步驟而形成。在此情況中，該去極化區域之該碘及/或二色性染料之含量相較於其他區域顯著減少，從而大幅提高透光率。
同時，根據顯示器種類及該去極化區域之用途，該去極化區域之面積較佳佔整個偏光板之0.005%至40%，但該去極化區域並不限於此。
再者，該去極化區域之形狀、位置等並不特別受限，且該去極化區域可在各種位置形成各種形狀。舉例而言，該去極化區域可形成在一位置，其上安裝如相機之 元件以對應該些元件之形狀；該去極化區域可形成在一區域，其中一產品標籤印刷在該產品標籤之形狀中；或者在提供一顏色在一偏光構件之邊緣部之情況中，該去極化區域可形成在該偏光構件之邊緣部以具有一邊框形狀。
同時，本發明提供一種偏光板，其中，一偏光件保護膜堆疊在包括該去極化區域之偏光件之一面或兩面上。
在本發明之偏光板的情況中，僅在該偏光件之某些區域中進行去極化，從而該偏光板具有該去極化區域，不同於已知物理性極化去除方法(如沖壓或裁切)，不會對該偏光板導致物理性損害，且該去極化區域具有高單質透光率及低偏光度。
該保護膜係指一貼附在該偏光件之兩側表面之透明膜以保護該偏光件，且可使用如三乙醯纖維素之醋酸酯類樹脂膜、丙烯醯類樹脂膜、聚酯類樹脂膜、聚醚碸類樹脂膜、聚碳酸酯類樹脂膜、聚醯胺類樹脂膜、聚醯亞胺類樹脂膜及聚烯烴類樹脂膜等，但該保護膜並不限於此。
在此情況中，該保護膜可藉由使用一黏著劑而堆疊，且作為該黏著劑，可使用聚乙烯醇類水性黏著劑，但該黏著劑並不限於此。再者，在該偏光板中，除了該保護膜外，為了提高一額外功能，可更包含如廣視角補償板(wide viewing angle compensation plate)或亮度改善膜(luminance improvement film)之功能膜。
同時，包含如上所述之本發明之偏光件之偏光板可貼附在一顯示面板之一面或兩面上以有效地應用在一影像顯示裝置。該顯示面板可維一液晶顯示面板、一電漿顯示面板及一有機發光面板，據此，該影像顯示裝置可為一液晶顯示器(LCD)、一電漿顯示面板(DPP)及一有機發光二極體(OLED)。
更具體地，該影像顯示裝置可為一液晶顯示器，包括一液晶顯示面板及設於該液晶顯示面板兩表面上之偏光板，且在此情況中，該些偏光板之至少醫者可為包含根據本發明之偏光件之偏光板。意即，該偏光板包括該經碘及二色性染料中之一種以上染色之聚乙烯醇類偏光件，且其局部地具有該去極化區域，該去極化區域具有80%以上之單質透光率。
在此情況中，包含於該液晶顯示器之液晶顯示面板之種類並不特別受限。舉例而言，所有公眾已知面板，如可採用：被動式矩陣面板，如TN(扭轉向列)型、STN(超扭轉向列)型、F(鐵電)型或PD(聚合物分散)型；主動式矩陣面板，如二端子型(two terminal type)或三端子型(three terminal type)；平面內切換(in plane switching，IPS)面板；與垂直配向(vertical alignment，VA)面板，但該種類並不限於此。再者，構成該液晶顯示器之其他組成種類，例如，上基板及下基板(如，彩色濾光片基板或陣列基板)等，並不特別受限，且可採用本技術領域公眾已知之組成而不受限。
同時，本發明之影像顯示裝置包括其他元件，例如，相機模組，但不限於此，且如該相機模組之其他元件可設於該去極化區域。該相機模組可設於該去極化區域，在其中，可提高該可見光區域之透光率並且去極化以達到增加相機鏡頭部之可視性之功效。
以下，將透過實施例更加詳細描述本發明。以下實施例將闡述本發明，但不應解釋為限制本發明。
製備例-偏光件之製備
該聚乙烯醇系膜(Nippon Gohsei Co.,Ltd.M3000 grade 30μm)在25℃之純溶液進行膨潤程序15秒，然後在25℃下以濃度0.2wt%之碘溶液中進行染色程序60秒。爾後，該聚乙烯醇系膜在45℃下以1wt%硼酸溶液進行清洗程序30秒，並在52℃下於2.5wt%硼酸溶液中進行6次拉伸程序。於拉伸之後，該聚乙烯醇系膜在5wt%之KI溶液中進行互補染色程序，然後在60℃之烘箱中乾燥5分鐘以製備具有12μm之厚度之偏光件。
實施例1至7
使用如下[表1]所述種類及含量之該脫色劑、該溶劑及該增稠劑製備該脫色溶液。接著，藉由使用該點膠機塗佈該脫色溶液在上述製備例製備之偏光件之3cm2區域中。爾後，在35秒後，浸置乙醇3秒鐘，並在60℃烘箱中乾燥乙醇以製備包括該去極化區域之偏光件。
比較例1至3
使用如下[表1]所述種類及含量之該脫色劑、 該溶劑及該增稠劑製備該脫色溶液，且以如實施例1之相同方法製備該偏光件。
比較例4
將前述製備例製備之偏光件裁切為60mm×60mm之尺寸大小，然後藉由使用雷射照射波長266nm且強度為0.6W/cm2之光線10分鐘以製備形成有該去極化區域之偏光件。
比較例5
在藉由前述製備例製備之偏光件裁切為60mm×60mm之尺寸大小後，藉由使用沖壓機去除該偏光件之3cm2區域以裁切該偏光板。
試驗例1-去極化區域之光學性質之評估
藉由前述實施例及比較例製備之偏光件裁切為40mm×40mm之尺寸大小，樣本固定在測量架，並藉由使用UV-VIS光譜儀(V-7100，JASCO Corp.製造)測量初始光學性質(即，該去極化區域之單質透光率與偏光度)。具體而言，如表1所述在550nm之值。
試驗例2-去極化區域之碘含量之評估
於該偏光件中，該去極化區域之該碘及/或二色性染料含量係藉由使用該光學X光分析儀器(Rigaku Electric Co.,Ltd.製造，品名「ZSX Primus II」)測量。在此情況中，在將前述實施例即比較例製備之偏光片之四個片狀樣品置於20mm支架後，測量碘KA螢光強度。藉由進行總共三次側亮所得之每19.2mm3體積之平均wt%係如下[表 1]所述。
試驗例3-偏光件表面段差之評估
在實施例1至7及比較例1至5之偏光件中，形成於該去極化區域及該去極化區域以外之區域之間之段差係藉由使用該光學輪廓儀(Nanoview E1000，NanoSystem,Co.,LTD.)之5X鏡頭測量。
參見表1之實施例及比較例1至3，其可證實在該脫色劑含量滿足本發明含量範圍的情況中，進行脫色且該去極化區域之碘含量係0.3wt%以下。
再者，相較於比較例4，其可證實相較於照射紫外線以形成該去極化區域的情況，透光率較高且偏光度較低。再者，相較於比較例5，其可證實形成於該去極化區域及該去極化區域以外的區域之間的段差相較於透過物理性沖壓法形成之段差，顯著地小且具有良好的表面外觀。
雖然參考隨附圖式詳細地描述本發明示例性實施例，本發明之範疇不限於該些示例性實施例，且對於本領域技術人員而言，可進行不悖離如申請專利範圍所述之本發明之精神之各種修飾及變化是顯而易見的。

Claims (17)

  1. 一種製備偏光件之方法，包括：準備一聚乙烯醇系偏光件，其係經碘及二色性染料中之一種以上染色；以及藉由一脫色溶液局部接觸該偏光件之某些區域以形成一去極化區域，該去極化區域在400nm至800nm之波長範圍內具有80%以上之單質透光率(simple substance transmittance)，且該脫色溶液包括1wt%至30wt%之脫色劑。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，該脫色劑包括一種以上選自由氫氧化鈉(sodium hydroxide，NaOH)、硫氫化鈉(sodium hydrosulfide，NaSH)、疊氮化鈉(sodium azide，NaN3)、氫氧化鉀(potassium hydroxide，KOH)、硫氫化鉀(potassium hydrosulfide，KSH)、及硫代硫酸鉀(potassium thiosulfate，KS2O3)所組成之群組。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，該脫色溶液之pH為11至14。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，該脫色溶液之黏度係為1cP至55cP。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，該脫色溶液更包括一增稠劑。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之方法，其中，該增稠劑包括一種以上選自由聚乙烯醇系樹脂(polyvinyl alcohol-based resin)、聚乙烯乙醯乙酸酯系樹脂(polyvinyl acetoacetate-based resin)、經乙醯乙醯基變性之聚乙烯醇系樹脂(acetoacetyl group-denatured polyvinyl alcohol-based resin)、丁二醇乙烯醇(butenediolvinyl alcohols)、聚乙二醇系樹脂(polyethylene glycol-based resin)、及聚丙烯醯胺系樹脂(polyacrylamide-based resin)所組成之群組。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之方法，其中，以整體溶液為基準，該脫色溶液包括1wt%至30wt%之脫色劑、0.5wt%至30wt%之增稠劑、以及作為餘量的水。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，係藉由一點膠(dispenser)、噴墨或凹版印刷法進行該藉由該脫色溶液局部接觸該偏光件之某些區域以形成一去極化區域之步驟。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之方法，更包括：於形成該去極化區域後，使用一醇類進行清洗。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，該脫色溶液之接觸時間(Y)對應該溶液之濃度(X)，係滿足下列方程式1：[方程式1]y=ax2+bx+c其中，x係1至30，a係0.1至0.7，b係-1至-20，c係20至120，且 -b/2a係1至20。
  11. 一種聚乙烯醇系偏光件，其係經碘及二色性染料中之一種以上染色，局部地具有一去極化區域，該去極化區域在400nm至800nm之波長範圍內具有80%以上之單質透光率，且一段差係形成於該去極化區域及該去極化區域以外之區域之間，該段差係0μm至10μm。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之偏光件，其中，在該去極化區域中，該碘及二色性染料中之一種以上之含量係0.1wt%至0.5wt%，且在該去極化區域以外之區域中，該碘及二色性染料中之一種以上之含量係1wt%至4wt%。
  13. 如申請專利範圍第11項所述之偏光件，其中，在該偏光件之該去極化區域中，一偏光度係20%以下。
  14. 如申請專利範圍第11項所述之偏光件，其中，該偏光件之該去極化區域以外之區域之單質透光率係40%至45%。
  15. 如申請專利範圍第11項所述之偏光件，其中，在該偏光件之該去極化區域以外之區域中，一偏光度係99%以上。
  16. 如申請專利範圍第11項所述之偏光件，其中，該去極化區域之面積係佔整個偏光板之0.005%至40%。
  17. 一種偏光板，其係藉由堆疊一偏光件保護膜於如申請專利範圍第11至16項任一項所述之偏光件之至少一表面上而製備。
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