TW452538B - Method for producing high quality plastic sheet, substrate for a liquid crystal display and liquid crystal display cell - Google Patents

Description

452538 五、發明說明（1) 發明背景 本發明係有關於一種形成塑膠片之方法及裝置。特定言 之，本發明係有關於一種形成具有低殘留應力及高表面品 質之塑膠片之方法及裝置。根據本發明方法所形成之塑膠 片特別可用於光學及電子顯示用途，如光學視窗、濾光 器 '記錄媒體及液晶顯示器（LCD )。 光學品質玻璃或石英片係用於電子顯示用途作為N基板” 。在此等用途中，"基板"是一片用於建造電子顯示器之物 料薄片。此等基板可為透明，半透明或不透明*但一般為 透明。一般而言，此等薄月具有在用作為基板前施塗於其 上之導電塗層。此等基板對光學透明度，平整度及最小雙 折射常有極嚴格規格，且一般必須具耐高氣體及溶劑滲透 性。機械性質，如撓曲性、耐撞擊性，硬度及耐到傷性， 也是很重要的考慮。玻璃或石英片已應用於顯示器用途， 因為這些物料能符合光學及平整度要求，且具良好耐熱及 化學性及障蔽性質；然而，這些物料都無一些所要之機械 性質，最明顯的是低密度，撓曲性及耐撞擊性。 因為玻璃或石英片在光學或顯示用途上之機械限制，故 有需要在此等用途上使用塑膠片。雖然塑膠片具有較大撓 曲性，更耐破裂，且重量較相同厚度之玻璃或石英片為 輕，但是要以合理成本製造具有光學:及顯示用途所需必要 光學規格之塑膠片，一直都非常困難。而且，許多種之塑 膠片，在顯示裝置製造中經歷基板加工條件，特別是有關 溫度時，都會遭遇不可接受的尺寸扭曲。

O:\60\60S98.ptd 第4頁 452538 五、發明說明（2) 有若干商業上使用之方法用於製造塑膠片及膜，包括鑄 造、擠壓、模製及拉伸作業。這些方法當中1若干並不適 合於製造高品質塑膠片。如本說明書中所用，11高品質"一 詞係用於描述具有下列特徵之塑膠片：低表面粗糙度、低 波紋、低厚度變化及最小量之聚合物鏈定向（例如，以不 對稱物性，雙折射或熱收縮所測得）。 例如，射出成型很可能產生高量之聚合物鏈定向，尤其 是薄片（亦即，1毫来厚度或更小），這是由於熔融塑膠流 入模中之故，此會使具非可忽略光彈性係數之聚合物之雙 折射不可接受地提高。射出壓縮成型是一種改良的成型方 法，其容許聚合物射出之後擠壓，以便改良表面品質及降 低聚合物鏈定向。然而，既使有這些改良，射出壓縮成型 法要製造1¾品質薄片’仍力有未逮。 壓縮成型及壓拋光可用於製造具良好表面品質之薄片； 然而，此等方法固有的擠壓流動會造成聚合物鏈定向，而 在熱週期時引起不可接受的收縮。而且，這些方法都不能 連續運轉，因此提高了人士及製造成本= 拉伸作業（例.如，為製造單軸或雙軸定向薄膜）及吹膜撥 壓本質上都會引入大量的聚合物鏈定向，而不適合於製造 高品質塑膠片。 溶劑鑄造可用於製造高品質薄膜；然而，對此法可製造 之最大薄膜厚度有實際上之限制。此外，鑄造所用之溶劑 必須在薄片形成之後移除。 薄片擠壓係以連續作業進行，但此方法會引入不可接受

第5頁 452538 i五，發明說明（3) 丨 I . I , !的聚合物鏈定向，這是由於聚合物在塑模中及在輥架拋光|

:輥間之流動本質之故。 I ! [ i 因此，仍需要一種以連續方式製造相當低廉、高品質塑丨 !

ί膠片之方法，其中所得塑膠片可用作為光學及電子顯示用| 途之基板。 I

. I :發明說明 丨 ! - I 本發明係有關於一種製造高品質塑膠片之方法，包括下 I列步驟：a )提供熔融塑膠樹脂；b )將熔融塑膠樹脂導入具有

I I !入口及出口的溢流塑模中；c )使用該溢流塑模將熔融塑膠 i ;樹脂塑成熔融（ZL ; d )將該熔融匹引離該溢流塑模；及e)將該|

!熔融匹冷却以形成固體薄片；其中熔融塑膠樹脂係聚碳酸 酯，含有以下雙酚組份：（1)1，1-雙（4-羥基苯基）-3, 3, 5-三甲基環己烷；（2)2, 2-:雙（4 -羥基苯基）丙烷與1，卜雙（4- I I j I羥基苯基）-3,3, 5 -三甲基環己烷之混合物；（1)與（2)之摻 | |混物；或（1)或（2)與含有2,2 -雙（4-羥基苯基）丙烷作為雙 i I酚組份之第二聚碳酸酯之摻混物。 丨 本發明亦係有關於一種用於液晶顯示器之基板，包含a ) i上述方法製造之光學品質塑膠片；及b)配置於薄片至少一 丨面之導電層。

I

本發明進一步係有關於一種用於液晶顯示器之基板，包i I I 含：a)上述方法製造之光學品質塑膠片；及b)配置於塑膠片 至少一面之一層活性電子裝置。 ! 附圖簡要說明 | 圖1為本發明典型裝置之正視圖。

第6頁 452538 _案號 88119050_年月曰__ 五、發明說明（4) 圖2為圖1裝置之侧視圖。 圖3 A - 3 C為溢流塑模2 0之近視圖。圖3 A為塑模附有加熱 歧管之透視圖。圖3B為塑模之上視圖；及圖3C為塑模之側 視圖。 圖4為溢流塑模2 0之剖面圖。 圖5 - 7為本發明溢流塑模之替代具體例。圖5 ( A )及5 ( B ) 顯示具有一系列孔洞代替塑模2 0槽口 2 2之溢流塑模·，圖 6 ( A )、6 ( B )及6 ( C )顯示具有非錐形槽口之溢流塑模；及圖 7 ( A )及7 ( B )顯示具有M衣架n配置之溢流塑模。 元件符號說明： 符 號 說 明 符號 說 明 10 聚 合 物 源 12 通 道 14 輸 送 裝 置 15 加 轨 < * ·、 器 20 塑 模 2 1 導 管 開 a 2 1 r 導 管 開 Ό 22 導 管 23 槽 D 24-25 塑 模 兩 側 26 點 27 嫁 融 匹 31 -34 導 引 裝 置 36 冷 卻 裝 置 發明之詳細說明 如本說明書所用，以下各詞具有以下定義，除非文中另 有清楚註明。"玻璃轉化溫度M或"TgM係聚合物由相當硬及 脆轉變至相當軟又黏稠的狭窄溫度範圍内之中點。M塑膠" 指聚合物，如熱塑性聚合物，其可形成薄片者，”聚合物” 及"樹脂”在本說明書内可互用，且包括各式聚合物及樹 脂，包括，但不限於，均聚物，共聚物，三聚物及類似物

O:\60\60898.ptc 第7頁 2001. 01. 16. 007 452538 _案號88119050_年月日__ 五、發明說明（5) 等。"薄片"係指具有厚度約2 5毫米或更小的薄片，且欲意 包括"薄膜"（具厚度< 0 . 5毫米的薄片）。”收縮N係指薄片經 過熱-冷週期後發生的不可逆尺寸變化。"雙酚A H及” 2，2 -雙（4 -羥基苯基）丙烷M二詞在本說明書中可互用。n雙酚A 聚碳酸酯π係指含雙酚A及光氣的聚碳酸酯。本說明書中使 用以下縮寫：cm=厘米；mm=毫米；nm=毫微米；=微米；g=克； mL=毫升；Pa=巴；kPa =千巴；Pa-s=巴-秒；sec二秒；min = 分；h r s =小時；U V =紫外線，及I R =紅外線。全部溫度皆為

2001. 01. 16.008 ^52538 五、發明說明（5) °C ，除非另有註明。指明之範图應視為兩端皆合，除非另 有明埃說明1^ 本發明方法所形成的高品質塑膠薄片可用於許多用途， 包括，但不限於：電子顯示裝置之基板，如LCD及場致發光 顯示器；光學視窗及濾器：光學，磁性，化學或其他型式記 錄媒體的基板;造影基板，如供照相或X -射線用途。視本 發明方法所製造薄片之特殊用途而定，薄月特徵，如低收 縮、低雙折射及表面品質之相對重要性會變。所要薄片厚 度視特定用途而定，也會變，但一般均為2 5 mm或更小、 較佳1 0至5 Ο Ο Ο β及最佳5 0至1 Ο Ο Ο β 。薄片厚度可藉改變 熔融聚合物輸送至塑模之速度，或藉改變拉出裝置之速度 加以調整。樣本長度4 0 0 mm内之厚度變化一般應為10¾或 更少，較佳5 %或更少，嘬佳1 %或更小= 本發明之薄片或薄膜適合用作為電子顯示裝置，例如液 晶顯示裝置的基板。此等基板常先塗有一或多層塗層，再 施塗導電塗層，或一層活性電子裝置，例如薄膜電晶體或 兩極體。可施塗之塗層之種類包括交聯塗層，障蔽塗層及 導體塗層。 交聯塗層可改良耐溶劑力，耐磨蝕力，且可促進塑膠基 板與隨後塗層間之黏附力（例如有機與無機塗層間之黏附 力）。交聯塗層，若使用時，可施塗於塑膠基板之一面或 兩面分 障蔽層係會降低氣體或水份滲透之塗層。障蔽層之組成 可為有機或無機。障蔽層也可用作為耐溶劑層，若障蔽層

第8頁 452538 五、發明說明（6) 之材質為耐溶劑性，且可防止或明顯降低此種它t丨々* u /合f j之遷蔣 至塑膠薄片。障蔽層，若使用時，可施塗於塑躍薄片 面或兩面。 本發明之基板可塗以導電層以供用於光學gf ; „ 丁 只不态。例 如，若基板欲用於液晶顯示器（LCD)，則基板至少有—J 需要有導電層。一般而言，導電層只塗在基板的—面，面 即，將為LCD室”内面且最接近液晶之一面。或者，；^ 層可塗在基板之兩面°在另一具體例中，基板在汾5 $ 層之前先塗有一或多層保護塗層，濾色塗声式二以導電 9 4丨草級塗層。 當用作為液晶顯示器之基板時，本發明製備之等 配置於薄片至少一面之一層活性電子敦置。 ' 可包含 本發明之基板可藉採用類似於w. C. CTMara在L. · Crystal Flat Panel PispUys(液晶平板顯示哭）lqvUld Nostrand Reinhold，New York; 1 9 9 3 )所描材料。° ^ 併入液晶顯示室中。自基板形成液晶室之方法可Hi 多個以下步驟：使用照相平版印刷方法在至 c或 成透明導電薄膜圖案；將液晶對準物質施加於二^ =形 導電塗層；擦槎對準層以賦予基板對準/之 玄h垃總Γ 邊封施加於少—基板，使二美板正確 向接J ,導電層相互面對；使邊 板間所形成的窄間降、φ , β议Μ尬」，肘戒日日左入一基 1隙中，及將間隙'封。本發M t A ；te ·5Γ ί 示室，包括併含…聚合^ ..貝丁像TL由基板上電子裝置 示器）以及銪；你_ 功他遇石、王動矩陣顯 ' 元被動促進者（所謂被動矩陣顯示器）^

O:\60\60S98.ptd 第9頁 452538 修正 案號 88Π9050 五、發明說明（8) 本發明方法所製造的聚碳酸酯薄片，其至少一面具有一層 電子裝置者，特別可用於液晶顯示室。 本發明之典型裝置顯示於圖1 -4。如熟諳本技藝將明 白，在本發明之範圍内，這些圖式令所顯示的裝置可作各 種變化。 來自源1 0之熔融聚合物係經由通道1 2 (較佳受輸送裝置 1 4控制）輸送至溢流塑模2 0，再經由導管2 2之導管開口 2 1 引入塑模2 0中。熔融聚合物在輸送至塑模2 0時之溫度係藉 使用位於緊鄰塑模的加熱器1 5加以維持。熔融聚合物在充 滿開口 2 1時，即被強制通過計量配置，即槽口 2 3，而至塑 模唇，並沿塑模2 0之兩側面2 4及2 5流下。在塑模2 0之尖點 2 6時，自兩側面2 4及2 5流下之熔融聚合物即會合而形成熔 融匹2 7之源頭。 熔融匹2 7係由二對導引裝置（例如，戰車履帶3 1，3 2， 33及34)夾住兩邊，將熔融匹導引離開塑模20。在熔融匹 2 7被導引離開塑模2 0時，熔融匹之溫度即次第降至聚合物 之玻璃轉化溫度以下，而得經冷却之薄片。在另一具體例 中，緊靠導引裝置31 ，32 ，33 ，34旁之冷却裝置36即用以 幫助降低匹之溫度。 熔融樹脂所用若干方式之任何一種供應。例如，熔融樹 脂可由聚合反應室，混合機，脫揮發份裝置（例如，閃蒸 塔，落股脫揮發份器或刮膜蒸發器）或擠壓機供應。擠壓 機較佳，因其也可作為聚合物輸送裝置（見以下討論）。最 佳為使用單螺旋擠壓機，雖然雙螺旋擠壓機或多螺旋擠壓

O:\6O\60898.ptc 第ίο頁 2001.01.16.011 452538 丨五、發明說明（8) :機也可使用，若使用雙或多螺旋擠壓機，其可為任何型 ！ :式，例如，逆轉，順轉，嚙合或非嚙合式=應了解的是1 ; ：熟知的處理或製備樹脂的技術即可用於本方法=此等技術 ：

I 包括烘乾，使用惰性氛園，粒子除塵，及類似法： : ! 炫融樹脂可含有一或多種塑勝添加劑，如抗氧化劑1紫 ：外線（U V)吸收劑，UV穩定劑，螢光或吸收染料，抗靜電添 加劑，釋除劑，填料及微粒物質。特殊用途所用特殊樹脂丨 ;之種類及用量，熟諳本技藝者已知，在此不再贅述= Ϊ 樹脂加工之溫度將視樹脂之組成而定，且在加工期間會 I |變。溫度必須充份高到樹脂可流動，而不高到會使樹脂降| - i !解。操作條件將視欲加工之聚合物之種類而定，且在熟諳丨 本技藝者所知之範圍内然而，一般原則是1操作溫度將 :在1 〇〇與4 0 0 °c之間。例如，PMMA可在擠壓機中，以擠壓機 筒管溫度為1 5 0 - 2 6 0 °C及熔體溫度為1 5 0 - 2 6 0°C進行加工。丨 ：其他聚合物，如聚碳酸酯或聚曱基甲基丙烯亞胺也可用於i |適當較高熔體溫度（2 0 0 - 3 3 0 t)。揮發性物質及非所欲微 I ：粒物質較佳應在薄片形成之前，自熔融塑膠樹脂除去=此丨 :可根據熟諳本技藝者所知之方法達成。 i 輸送固定熔融聚合物流之輸送裝置1 4係為調整流速及提i

I ί供熔融聚合物經通道12，導管開〇21及導管22輪送到塑棋|

I :2 0所需壓力之需而設。輸送裝置可包:括任何型式的機械熔丨

I i體泵·，包括，但不限於，任何適當播壓機（如上述），齒輪| 丨泵或其組合。輸'送裝置之簡單形式可為重力加料或靜水 ! |壓。輸送裝置可根據熟諸本技藝者所知之方法選擇。齒輪|

第11頁 452538 五、發明說明（9) 型熔體泵之使用較佳，因為其可控制流速並使流速波動減 至最小1而得更均勻之薄片厚度9此外，惊體泵之使用可， 藉由降低聚合物之剪切加熱而降低炫融樹脂之降解==:體： 泵之溫度取決於所用塑性樹脂，且與標準擠壓方法所用者： 相似，一般在樹脂Tg以上5 0與2 0 0 t之間。可使用一種以 上輸送裝置，例如製造寬薄片時。在本發明中，輸送裝置 提供熔融聚合物至溢流塑模入σ之壓力應在5 0至7 0 , 0 0 0 kpa，較佳在300 至 7,0〇〇 kpa ’ 最佳在1〇〇〇 至35〇〇 kpat 範圍内。 在一具體例中 之間的炫體；慮器 遽-Is ’再通過混 來粒子°混合機 最小，並除去炫 可使用於本方法 器。濾器較佳為 如固定混合機或 產生具較佳品質 溢流塑模係用 量裝置及溢流表 長度上而言，可 度與寬度比一般 2. 5 : 1至4 : 1之範 1 : 2，較佳至少2 合機。濾器可除去惊體 將聚合物摻混，以便$ 體滹器所產生的流動系 。適當熔體遽器包括简 盤形濾器。任何混合 轉動浪合機3熔體滹器塑勝片，以平滑二: m ^ 之 於自懷融塑膠樹脂形 面，其會合面在到面交 為實質直線|曲線，： 應在1 : 1至1 0 : 1 ，產月 圍内a長度（或周固）邀 :1 ，最佳至少3 : 1 。〜 送裝置1 4 物熔體先 之凝膠， 熔體之熱 。任何惊 形濾器及 皆可用於 及混合機 厚度控制 薄片。塑 會於尖點 圓或圓形 :1 至 5 : I 高度比一 與塑模2 0 通過熔體 髒物及外 梯度降至 體濾器都 盤形濾 本方法， 之使用將 言之。 模包括計 3塑模在 ^塑模高 ^最佳 般應至少 4 5 2 5 3 8 _案號 88119050_年月日__ 五、發明說明（11) 溢流塑模之計量裝置部份係由流量分佈元件，如孔，槽 口 ，”衣架”配置或其組合所組成；其可控制熔融樹脂流過 塑模之流量分佈，因此而控制薄片厚度分佈。此等計量裝 置已顯示於圖5 - 7。其他計量裝置，如熟諳本技藝者所 知，也可使用。槽口裝置為較佳。塑模之長度將視欲製造 之薄片之寬度而定，但平均槽口間隙（槽口 2 3之平均寬度） 與平均導管直徑（導管2 2之平均直徑）之比一般應至少 1 : 5 ，較佳至少1 : 1 0，最佳至少1 : 2 0。以具有成品厚度1 mm或更小之薄片而言，較佳為整個槽口都具實質恒定槽口 寬度。以更大厚度而言，則較佳為錐形槽口 ，其在加料端 較薄而在相反端較厚。若要寬薄月，則導管開口 2 1及 21’（見圖6)即可位於塑膜兩端，而槽口 23可在兩端成錐 形。 溢流表面係由塑模2 0之外部形成，且係由一對塑模唇所 組成，塑模唇連接至計量裝置並將熔融聚合物導至會合面 2 4及2 5。會合面將熔體流導至尖點2 6，熔體匹即由此自塑 模流出。雖然溢流表面可作成花紋或平滑，但較佳為平 滑。而且，溢流表面較佳高度拋光以使薄片中的變化及缺 點減至最少。溢流表面可以塗料處理（例如，電鍍或其他 沉積技術）以改進塑模表面平滑度，提供耐腐蝕性或改良 在塑模上之流動性質。 塑模之構造材料很重要。金屬為較佳，固其具有高熱傳 導性，良好对腐钱性，高模量及能拋光之能力。然而，其 他材料，如玻璃及陶磁，基本上也可使用。較佳為使用不

O:\60\60898.ptc 第13頁 2001,01. 16.014 452b38 丨五、發明說明（11) 1銹鋼或工具級鋼。 若所需為非平面薄片，則塑模之幾何形狀即可使用熟諳 本技藝者所知方法，據以修改。例如，所要者為彎曲薄 , j 片，則塑模可沿其縱軸加以變曲° | 一般而言，熔融塑膠之黏度（以剪切速度丨0 sec_;而言） i :必需維持於1與1 0,0 0 0 Pa-s，較佳於5與1,0 0 0 Pa-s，最 佳於1 0與5 0 0 Pa-s之間。此外，每單位塑模長度之熔體流 ί 速（流速除以長度）一般係在1. 0 X 1 0-3至1 0 g/ s / c in，較佳1. ! OxlO-2 至 1.0 g/s/cm，最佳2.0xl0-2 至 2.0x1ο — 1 g/s/cm 之範 :圍内。黏度可藉改變溫度加以控制。視塑模設計而定，溫丨 度控制多少有點重要。整個塑模之溫度愈均勻，薄片之厚； ：度即愈均勻。整個塑模中的熔體溫度較佳應均勻，塑模長 1度上不均句溫度分佈所產生的厚度變化，籍由改變槽口或

. I :其他計量裝置的設計，可減至最少。溫度控制可藉由例如j 以下一種或多種達成：電匣加熱器，紅外燈加熱器，加熱 i

I

I之油（或其他熱傳送流饉），熱管或微波加熱器。加熱之油I :或其他熱傳送流體為較佳，因溫度可藉由恒溫器控制，且 溫度之均一性可輕易達成。塑模較佳放進部份包封之區域

: I 内，以使溫度變動降至最小。較佳也應使用惰性環境。此 :等惰性環境會使樹脂之著色及降解降至最低。 ' 較佳，但非必要，為熔融塑膠在通過塑模後向下流，因 向下流係受重力影響。流動之速度取決於重力影響及拉出| :裝置所施加之張力兩者。在塑模上導引塑膠流向下流動 | !時ί重力即會在薄片流動的相同方向產生作用，而使拉出

第14頁 452538 五 '發明說明（12) 丨 ； i 裝置所需之張力降低並改良薄片品質。熔融塑膠在通過塑： 模後即為稱之為H匹'’之形式。 ； 拉出裝置以控制之速度將熔融塑膠匹自塑模拉出並令其 冷却。拉出裝置可為例如輥輪或M戰車履帶n配置，藉此僅：

I 薄片之外邊緣與拉出裝置接觸。"戰車履帶"配置為較佳，I 因其可使薄片表面達到最大平滑度。"戰車履帶K配置在圖i 1及2顯示為裝置之一部份，即31 ，32, 33及34。 丨 拉出裝置控制塑膠薄片製造之速度，在此速度時，一定|

I ;聚合物流速即決定薄片之厚度；因此，拉出裝置之速度之 i '控制相當重要。拉出裝置也支撐薄片之重量，因此而維持 ：一致的薄片寬度及厚度。有需要將拉出裝置儘量放置在靠 近塑模，俾未被支撐的熔融樹脂的量最少。塑模尖點至拉丨 出系統（例如，戰車履帶配置頂端之鉗〇區域）之距離一般 i 為< 2 5 c m，較佳〈丨0 c m，最佳< 5 c in。 | 薄另拉出速度將視所要薄片型式及厚度而異。例如，以 :具0. 4 ιησι厚度之薄片而言，薄片拉出速度一般將在1 0至 1000 cm/min，較佳20 至 200 cm/tnin，最佳50 至 100 ' c in/ min之範圍内；而以具1 mm厚度之薄片而言，拉出速度 丨_ 一般將在5至500 cn/min，較佳10至100 cm/min，最佳25 :至5 0 c m / m i η之範圍内a同樣地，在拉出系統冷却時彎曲 i

i I :前之停留時間亦會變化。例如，以具,·0. 4 ΊΙΕΠ厚度之薄片而i 1 i 言，彎曲前之停留時間一般將為g 1 0 sec，較佳2 1 m 1 η ;:

I I 1最佳$ 2 m i η ;而以具Ο · 2 m m厚度之薄片而言，彎曲前之停 留時間一般特為2 5 s e c，較佳2 3 0 s e c，最佳g 1 m i η。

第15頁 452538 i五、發明說明（13) • i : 塑膠薄片可在拉出系統運送時藉自然對流冷却，或藉強! 丨制對流冷却。自然對流包括薄片通過空氣或流體浴時之被丨 丨動冷却。強制對流是將熱傳送流體沿薄片或對薄片泵送或！ ! ! ,吹喷以加快熱傳送而達成。自然對流較佳，因其可使薄片: 丨波紋及表面標記減至最少。較佳為使用乾淨流體（不含微 i ! ；粒物質）冷却薄片以防止表面污染或缺點。例如，為此目 |

I I 丨的，HEPA濾器可使用空氣或氣體。任何流體或流體之組合 :都可用於薄片冷却，設若所用流體對加工中之塑膠物質無

I !害，可用冷却流體之實例為：空氣，氮氣，水，油及乙二 i 丨醇。藉由使用適當的冷却可將冷却過程和塗覆過程合併；； 丨該冷却劑可作為塗料並在薄片離開冷却浴時沉積於塑膠薄丨 ! :片上。 ί

： I

丨 熟諳本技藝者應認知的是，在拉出裝置之後，可使用多I !種可選用裝置。可選用裝置之實例包括習知薄膜處理裝置i ! 如薄膜捲繞機，切邊機，切片機及包裝裝置。此外，可使| |用其他下游裝置，例如，形成裝置、塗覆裝置、裝飾裝置| :及層合裝置。 | 本發明之方法可使用任何適當塑膠樹脂，較佳使同熱塑I ;性樹脂。熱塑性樹脂係一種聚合樹脂，其曝露於熱時會可I :逆軟化而在冷却時硬化，熱塑性樹脂可為非實質交聯的直1 :鏈或支鏈聚合物°可用於本發明方法:之熱塑性樹脂較佳實丨 !際無交聯，且在熔體加工溫度（亦即，具黏度約103 Pa—3之 ； ! !譜）下具熱穩定性（以停留時間高達10分或更多而言）。可 丨 I用於本發明方法之熱塑性樹脂之實例包括，但不限於：丙

第16頁 4 5 2 5 3 8 丨五、發明說明（14) '烯酸、曱基丙烯酸及其酯之均聚物或共聚物，包括，但不丨

I !限於，與苯乙烯及其衍生物、N -烷基馬來亞醯胺、丙烯腈 |及乙酸乙烯酯所形成之共聚物；笨軋基醚；聚伸笨基氧樹 |月旨，環氧樹脂；纖維素樹脂；乙稀基聚合物，如聚氣乙烤 i (" P V C");氟聚合物，如氟化之乙稀-丙稀及聚（偏二氟乙 :烯）；聚笨乙烯；聚烯烴，如聚乙烯、聚丙烯、聚-4 -甲基戊 ： ( |烯-1 ，及包括環狀烯烴聚合物及共聚物，如以原冰片烯或 |官能化原冰片烯單體為基者；聚硬；聚醚硕；聚醚酮；聚醚亞 ：胺；聚伸苯基硫；聚伸芳基酯樹脂，·聚酯；N-Η及/或N-烷基戊 :二亞胺；丙烯腈-丁二烯-苯乙烯樹脂（"ABS”）；苯乙烯-丙烯 :睛樹脂Γ SAN Μ );笨乙烯-馬來酸酐樹脂（"SMAn );亞胺化之 i I [ S Μ A ;聚醯胺（M N y 1 ο n s ");聚碳酸酯，包括高溫均聚物及共

I !聚物；聚碳酸酯-聚酯；及聚芳基化物。適當聚碳酸酯包含 一或多種雙盼及一或多種碳酸。適當碳酸包括’，但不限 丨

第17頁 丨五、發明說明（15) 1

丨烷；1，1-雙（3, 5-二甲基-4 -羥基笨基）-3, 3, 5 -三甲基環己 .烷；1,3 -雙（4 -羥基苯基）-5,7 -二曱基金剛烷；1M -雙（4 -羥I

I 丨基苯基）-1-苯基乙烷；4, 4’-二羥基-四苯基甲烷；2 ,2 -雙

I 丨（4-羥基苯基）丙烷；及6, 61-二羥基-3, 3, 3’，3’-四曱基-

I 丨1，1 ’ -螺（雙）_滿。可用於本發明之聚酯-聚碳酸酯包含一 或多種紛，一或多種破酸，及一或多種額外酸，女對笨二

I j酸及異笨二酸。可用於本發明之聚碳酸酯及聚酯-聚碳酸 酯已為本技藝所熟知。熱塑性樹脂之混合物也可使用。特丨 ! j別有用之熱塑性樹脂混合物包括，例如：SAN-聚戊二亞 ；胺，聚碳酸酯-聚酯，PMMA-聚（偏二氟乙烯），聚苯乙烯-

I :聚（伸笨基氧）；及聚碳酸酯摻混物，包括2, 2-雙（4-羥基笨 :基）丙烷聚碳酸酯之摻混物及高溫聚碳酸酯共聚物，如 j :2, 2-雙（4-羥基笨基）丙烷與1，1-雙（4-羥基苯基）-3, 3, 5- | :三甲基環己烷之共聚物，可購得APEC聚碳酸酯（Bayer公 i司）。用於本發明方法及裝置之較佳樹脂為：聚碳酸酯；直 ；鏈丙烯酸均聚物及共聚物；環狀聚烯烴；及直鏈亞胺化丙烯|

I 丨酸均聚物及共聚物，如美國專利4, 727, 117號 丨 | (Hallden-Abberton 等人）及美國專利4, 246, 374 號 | (Kopchik)所述者。聚碳酸酯更佳為2, 2 -雙（4 -羥基笨基） |丙烷與1,1-雙（4 -羥基笨基）-3,3 ,5 -三甲基環己烷之共聚 I物，或與2，2 -雙（4 -羥基笨基）丙烷之：摻合物。 ί 可用於本發明之塑膠樹脂一般係由加成聚合或縮合聚合 r I方法所得。加成聚合方法包括整體聚合及在水或溶液介質 !中的溶液或分散聚合；此案方法已為本技藝所熟知，且可

第18頁 1-"~~~' j五、發明說明（I6) 縮合聚合 i併含陽離子，睁離早七占 ：方丰— =^子或自由基引發及增長反應 之聚1括整體 '溶液及分散聚合方法°整體聚合方法以外 樹^ I方法所形成的塑躍樹脂可能需要後續處理以便分離 以下實例將用於進一步說明本發明之各個方面’而非以丨 丨，何方式限制本發明之範圍。 I 酸薄獏 ULjl | 本β例將s兒明用於製造光學品質丙烯酸薄膜之本發明方 法。 ! 1使用容量加料機，以3 · 1 g/s之速度將具平均分子量i | 1 1 0，、0 0 0之PMM A樹脂ϋ钥至2吋（5 cm )直徑單螺旋通氣二段| :播壓機’ L : D比為3 0 :〗。擠壓機筒管之溫度分佈為自加料： 1知之204(：至排出端之274〇(：。使用在720-750 111111汞柱下操| 作之脫揮發份通氣口將樹脂脫揮發份a螺旋以3 〇 r ριη轉| i動。使用齒輪型炫體泵將熔融樹脂汞送通過網組濾器至12 ! 吋（3 0 c m )長通流塑模’其具1 2 7 c m直徑内導管及一系列！ 2 2個計量孔，間隔為1 . 2 7 c m。計量礼之直徑由塑模加料 端之3. 18 mm增加至下游的3.78 mm。熔體杲溫度為274 | C。炫體栗抽吸壓為2 1 0 0 k p a，而炼體泵排遣壓為約4丨〇 〇 | kpa。外部使用三個電匣加熱器及内部使用三個1 R加熱裝 ！ 置’將塑模加熱至溫度2 7 4 °C。使用兩對戰車履帶運送在 丨 丨塑模尖點形成之溶融匹，及使用兩個氣室所供鹿之冷去P強丨 |制空氣將其冷却。 所得薄膜之平均厚度為〇·325 mm，表面粗链度^為146 |

第19頁 d5 25 3 8 五、發明說明（17) nm及光阻滯性為<5 nm » 置_例_2 亞胺化丙烯酸逋片之贺備 本實例將說明用於製造光學品質亞胺化丙烯酸薄片之本 發明方法β 使用重量加料機，以2 , 5 g/ s之速度’將具重量平均分 子量1 0 8，0 0 0及玻璃轉化溫度約1 〇 8 t：之封端亞胺化丙稀酸 樹脂匱飼至2吋（5 cm)直徑單螺旋通氣二段擠壓機中，其 L : D比為3 0 : 1。擠壓機筒管之溫度分佈由加料端之2 4 6它至 排出端之32 9 °C。使用在720 -75 0 mm汞柱下操作之脫揮發 份通氣口將樹脂脫揮發份。螺旋以3 〇 rpm轉動，使用齒輪 惊體泵將惊融樹脂泵送通過網組濾器至2 5 . 5吋（6 5 c m )長 ;益流塑模’其具1 · 5 8 8 c m直徑内導管及1 6吋（4 0 c m )長， 成〇.〇38至〇.〇42时（〇，905至1.〇67_)錐形之槽〇。溶體 泵溫度為329 C °炫體泵抽吸壓為約41〇〇 kpa。炼體泵排 洩壓為約1 6 5 0 kpa。使用熱油系統（熱油溫度=3 43)經由 塑模之内孔將塑模加熱，而塑模周圍之空氣則以強制空氣 烘箱（溫度=2 8 0 C )加熱。使用二對以速度I . 2 〇 m / c操作之 戰車履帶運迗在塑模尖點形成之熔融匹，並藉室内空氣之 自然對流將其冷却。 自經冷却之薄片切取—片2 〇 〇龍X 2 0 0隨薄片並加以 别試。所知^專片厚度為〇 . 3 9 0 m m，變：異為± 〇 . 0 1 5 m m。表 面波纹Wy及Wq分=為<0‘ 5 #及〇.丨8 表面粗糙度Rq為 7 . 6 nm ’及光阻哪性為< 6 ^ m。在溫度I 6 0 °C下測量之熱收 缩率為0· 03%或更少。

第20頁 4525^8 五、發明锪明（18) 之製備 貧例將說明用於製造光學品質聚碳酸酯薄片之本發明 方法》 用重量加料機’將擠壓級聚碳酸酸樹脂（Lexan 1 0 1， G E塑膠公引，0 , " J Pl ttsf ield, ΜΑ)以 4_ 4 g/s 速率匱飼至2 吋 5 CD1)直控1單螺旋通氣二段擠壓機中，其具L : ρ比為 ^ ’ 1 °榜壓機筒管之溫度分佈為自加料端之23 2 t至排出 j 1 5 C 9使用在72 0 - 750 mm汞柱下操作之脫揮發份通 氣口將樹脂脫揮發份。螺旋以3 〇 rp m轉動。使用齒輪型熔 體泵將炼融樹脂泵送通過網組濾器至37. 5吋（95 cm )長溢 流塑模中，其具1.9〇5ciji直徑内導管及28吋（71 cm)長，成 〇· 038至0 〇4 5吋（〇. 9 6 5至1, 143 mm)錐形之槽口。熔體泵 溫度為3 1 5 °C。熔體泵柚吸壓為約3 4 0 0 k p a。熔體泵排洩 壓為約1 3 0 0 kpa。使用熱油系統（油溫=3 1 5 °C )經由塑模中 内孔將塑模加熱，而塑模周圍之空氣則以強制空氣烘菲 (溫度=2 6 0 t：)加熱。使用二對I . 2 c m / s速度操作之戰車履 帶運送塑模尖點形成之熔融匹，並藉室内空氣之自然對流 將其冷却。 自終冷却之薄片切取一片400 mm X 400 mm薄片並加以 測試。所得薄 平均厚度為0 · 4 3 mm，機器橫向及縱向之 變異為±0‘02111[113评7為<1#，评廷為:0.15以，表面粗趁 度Rq為<10 nm及平均光阻滞性為20 ntn，變異為10 nm。在 1 3 0 °C下測量之熱收縮率為〇 . 〇 2 %。 實例/1 :聚碳酸酯薄膜之槊備

452538 五、發明說明（19) 本實例將說明用以製造光學品質聚碳醆酯薄膜之本發明 方法。 、 使用重量加料機’將擠壓級聚碳酸醆樹骑（Uxan 1 〇 i ; GE塑膠公司’ Pittsf ield ’ ΜΑ)匱飼至2吋（5 cm)直徑單螺 旋通氣二段擠壓機中，其具L : D比為30 ·· 1 »掩壓機筒^之^ 溫度分佈為自加料端之2 32 °C至排出端之31 5 °c。使用在 720-75 0 _汞柱操作之脫揮發份通氣口將樹脂脫揮發份β 螺旋以30 rpm轉動。使用齒輪型熔體泵將熔融樹脂泵送通 過網组濾器至3 7 · 5忖（9 5 c m )長溢流塑模中，其具1 9 0 5 cm直徑内導管及28吋（71 cm)長，成0· 038至〇. 〇45忖 (0.965至1.143 mm)錐形之槽口。熔體泵溫度為315 °C。熔 體泵抽吸壓為約34 0 0 kpa。熔體泵排洩壓為約13〇〇 kpa。 使用熱油系統（油溫=3 1 5 °C )經由塑模中内孔將塑模加熱， 而塑模周圍之空氣則以強制空氣烘箱（溫度=2 5 0 °C )加熱。 使用二對3 . 1 c m / s速度操作之戰車履帶運送在塑模尖點形 成之熔融匹’並藉室内空氣之自然對流將其冷却。 自經冷却之薄片切取4 0 0 m m X 4 0 0 m m片並加以測試。 所得薄片平均厚度為5 4 y ，機器橫向及縱向之變異為± 4 β及光阻滯性為<1 0 run。 實例5 高溫聚碳酸酯摻混物薄片之製備 使用重量加料機，將2. 33份APEC D:P9 - 9 37 1 (可自Bayer 公司，P i 1: t s b u r g，P A購得之聚碳酸酯共聚物，T g為2 0 5 °C)對1份Makro丨on DP 1 - 1 2 3 5低分子量聚碳酸酯（亦可自 Bayer公司購得，Tg為150 °C)之預調合摻混物，以2. 5 g/s

0:V60\60S98+ptd 第22頁 452538 五、發明說明（20) 之速度，匱飼至擠壓機中。擠壓機為5. 〇8 cm( 2吋）直徑二 段單螺旋通氣擠壓機’其具3〇 : 1 L: D比，IQ cc/轉動齒輪 型熔體泵’熔體濾器，轉動混合機及溢流塑模。全部製程 設備在啟動之前皆以氮氣沖洗。使用在720-750 mm汞柱下 操作之脫揮發份通氣口將樹脂脫揮發份。螺旋以3〇 RPΜ轉 動。齒輪泵係用以計量通過5微米燒結金屬纖銥熔體濾器 (拆權燭型）之熔融樹脂。樹脂通過濾器之流通量為8. 6 lb/hr. /sq· f t，壓力降為38〇〇 kpa。擠壓機筒管之溫度分 佈為自加料端之2 7 3 °C至排出端之3 〇 4。(：。熔體濾器維持於 3 2 2 °C。擠壓機加料斗及溢流塑模周圍之烘箱以氮氣使其 惰性化，以使樹脂中交聯凝膠之形成降至最低。自熔體濾 器流出之後’樹脂即進入轉動混合機，在此熔融聚合物以 1 65 RPM混合。混合機筒管溫度維持於3 2 5 °C。熔融樹脂自 混合機流出後，即進入37. (95 cm)長溢流塑模，其具 1.905cm直内導管及28吋（71 cm)長，成0. 038至 0.045(0.965至1_ 143 mni)錐形之槽口 。塑模進口壓力為約 700 kpa，並藉通過内通道之循環熱油將溫度維持於32 i °C。用強制對流烘箱將塑模周圍之氮氣加熱至2 4 CTC。使 用二對0. 7 cm/s速度操作之戰車履帶運送在塑模尖點形成 之熔融匹’並藉室内空氣之自然對流將其冷却。 自經冷却之薄片切取一片4 〇 〇 m m X: 4 0 0 m m薄片並加以 測試。所得薄片厚度為(K 42 0 mm，變異為+ /- 0. 02 0 mm。 凝膠數量為少於2 0 0個/平方米。表面波紋及Wq分別為1 及0. 17 # m。表面粗糙度Rq為<;1 〇 nm。光阻滯性為〈20

O:\60\60898.ptd 第23頁 452538

Ci\) … ' -— fU!1 ’在温度丨fj〇 ”c下測ΐέ之熱收缩率為<0. 05%。 mt; 使丨丨丨以下试染方法測試以上實例製造之薄片。本技藝已 了解’巧岳方法本質上係代表性’且結果為非方法依賴 性，， 光m滯性 6 32, 8 mn波長峙之光阻滯性係以下列方式測定。使偏光 雷射光束（對赏资室枢架偏光-4 5。）通過塑膠薄片，然後 通過光抽5又定灰、實驗室框架0，C之光彈性調制器（PE Μ )(型 Ρ Ε Μ - 9 0 ’ H i n d s 儀 II 公司），η i π s b 〇 r 〇，0 r e g ο η )。Ρ Ε Μ 電壓 設定於1 / 4波阻滯性π 5 8 . 2 mm )。然後，使光通過第二直 線偏光器（偏光軸+ 4 5 9 )，並藉矽二極體（型p D A - 5 0， T h 〇 r L a b s公司，M e w t o w ,-· New J e r s e y )檢測器才衾測強度。 PEM及檢測器均予調制，而檢測器之信號則由封入 (Lock-in)放大 型5210， EG&G Princeton Applied Research公司；Princeton, New Jersey)處理。將塑膠片 垔直於雷射光東轉動以找出最大信號。阻滯性係藉比較最 大信號與標準1 / 4波板所測得者而測定。 物質之雙折射可由物負之光阻滞性除以其厚度而得3例 如，若0. 4 tn m厚塑勝片之光阻滯性為4 n m，則物質之雙折 射即為0. 0 0 0 0 1。以本發明方法製造之光學品質塑膠片而 言，物質之雙折射右是各〇 . 0 0 0 2，較佳s 〇 . 〇 〇 〇 〇 5 ,最佳 S 0 . 0 0 0 0 1 ’即被認為是很低》 薄片波紋 452538 五、發明說明（22) 薄片波紋（W y及说q )係使用觸針測平儀（S t y 1 u s profi1er)(Surfan a 1 yzer System 5〇〇〇t Federal Products 公司；Providence, Rhode lsiand)，以類似於 SEMI標準D1 5- 1 2 96之程序測量。測得平整度以高斯 (Gauss i an )長波長切斷（8 mm )數字濾波。Wy是2 〇 mm採樣 長度中最大與最小值間之差異，而W q為經濾波之平整度與 8 mm所計算並以80 mm評估長度平均之平均線之均方根平 均偏差。以本發明方法製造之光學品質薄片而言，丨yy應為 各2.0以，較佳$1.0 //及最佳$0.5 薄片袓龉疫 薄片粗糙度（R q)係使用觸針測平儀（D e k t a k 3 - 3 0 ,

Veeco/Sloari 公司，Santa Barbara，CA.)以類似於SEMI 標 準D7 - 9 4之程序測量》測得平整度以高斯長波長切斷（〇 . 〇 8 _ )及短波長切斷（〇 · 〇 〇 2 5 m m )數字濾波。評估長度為ο . 4 丨11111 3粗糙度參數（R q )為經濾波之平整度與平均線之均方根 平均偏差。以三個不同測量值作平均。以本發明方法製造 之光學品質薄片而言，Rq應為$50 nm，較佳各10 nm，最 佳 S 5 n m 。 收縮ig 收縮率係由直接測量熱處理前及後之樣本長度而測定= 進行多次測量以確定一乾燥塑膠片之；長度。測量精確度為 005% ^將樣本加熱至其Tg以下之設定溫度4小時。冷却 至至溫後，再經多次測量確定長度。加熱週期前後長度上 的變化百分率即為收縮率.以本發明方法製造之光學品質

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Claims (1)

1. 4 5 2 5 3 8 六、申請專利範!U 1 . 一種製造高品質塑膠薄片之方法，包含下列步驟 — — '~~、 〜一·一一一 1.…“ . a )提供熔融塑膠樹脂； b) 將塑膠樹脂導入具有入口及出口的溢流塑模中； c) 使用該溢流塑模將熔融塑膠樹脂形成熔融匹； d) 將該熔融匹導離該溢流塑模；及 e) 將該熔融匹冷却以形成固體薄片； 其中該熔融塑膠樹脂係含有以下雙酚組份之聚碳酸酯：（1 ) 1，卜雙（4 -羥基苯基）-3, 3, 5 -三甲基環己烷；（2)2, 2 -雙（4-羥基苯基）丙烷與1 , 1-雙（4-羥基苯基）-3, 3, 5-三甲基環己 烷之混合物；（1 )與（2 )之#混物；或U )或（2 )含有雙酚组份 2，2 -雙（4 -經基笨基）丙烧之捧合物。 2,根據申請專利範圍第1項之方法，其中熔融塑膠樹脂 之源係藉擠壓提供。 ： 3 . —種於液^顯示器之基板，包含a )根據申請專利範 圍第1項之方法所製造的光學品^質塑膠片；及b)配置於該薄 片至少一面的導電層。 4. 根據申請專利範圍第3項之液晶顯示器用基板，其中 基板在塗覆導電層之前，先塗覆一或多層保護塗層，；慮色 塗層或障蔽塗層。 5. —種用於液晶之基板，包含a )根據申請專利範 圍第1項之方法所製造之光學品質塑膠片；及b )配置於該薄 片至上一面的一層活性電子裝置。 6. —種液晶顯示室，包含一個或多個申請專利範圍第3 項之基板s

   第27頁 452538 ί六、申請專利範® I 7. —種液晶顯示室，包含一個或多個申請專利範園第4 i項之基板。 i | 8. —種液晶顯示室，包含一個或多個申請專利範圍第5 !項之基板σ

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