TWI272409B - Polarizing film and its manufacturing method - Google Patents

Description

1272409 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於用在液晶顯示裝置之偏光膜及其製造方 法，特別是關於具有高偏光度與局透過率的偏光膜及其製造 方法，以及使用該偏光膜而構成之偏光板、光學構件。 【先前技術】 液晶顯示裝置已廣泛地作爲桌上型電子計算機、電子 鐘、個人電腦、文書處理器、電視、汽車或機械之顯示裝置； φ 而偏光板及偏光膜係液晶顯示裝置的重要構件之一。 習知偏光板構造係以約兩面吸附有碘或二色性染料而 經配向之聚乙烯醇（PVA)系膜（偏光膜），及積層三乙醯纖維 素的保護膜而構成者；其製造方法係利用透光性良好之聚乙 燒醇（poly-vinyl alcohol，PVA)及其衍生之化合物吸附上二 色性物質（碘系或染料系等），使碘離子或染料擴散滲透至聚 乙烯醇內層中，並微量加熱後進行延伸。然而，將聚乙烯醇 系膜實施濕式延伸的情形，由於水分會與PVA分子的醇基 # 產生氫鍵進而切斷PVA分子間的氫鍵，故缺乏加工安定性， 易產生延伸不均。 針對上述技術問題，日本特開平8-240715號公報揭示 一種高偏光度、高透過率膜之製造方法，係將聚乙烯醇系膜 實施乾式單軸延伸彳菱，使其吸附碘等並進行配向，再用 70- 85 °C的硼酸水溶液進行浸漬處理；另外，特開平 1 0-28 8 7 09號公報亦提出一種改良方法，係將聚乙烯醇系膜 實施乾式單軸延伸經染色，再於硼化合物中延伸成1 · 5倍以 1272409 上之方法；再者，特開平丨1-49 8 7 8號公報所揭示的內容爲： 將聚乙_醇系膜進行乾式單軸延伸經染色，再邊浸漬在硼酸 水溶液中邊延伸成1.1-1.8倍之方法；又，特開平14-182035 號公報也揭示將聚乙烯醇系膜進行乾式單軸延伸後，於含碘 水溶液或含二色性染料水溶液中使其鬆弛，再將該鬆弛膜於 含PV A交聯劑之水溶液中進行延伸。 有關上述習知技術內容，其中特開平8-240715號公報 所揭示之方法並不易獲得高偏光度之膜；特開平1 0-28 8709 φ 號公報及特開平1 1 -49878號公報所記載之方法，當欲提高 偏光特性而在含硼化合物之處理浴中加大延伸倍率時，可能 出現膜容易斷裂的問題；特開平1 4 - 1 8 2 0 3 5號公報所記載之 方法’雖可獲得較高偏光度及透過率之偏光膜，但聚乙烯醇 系膜的可塑劑並無完全清洗，將影響最佳光學特性的提昇。 因此隨著產業發展，具有高偏光度、高透過率的偏光 膜’顯然深爲此行人士所期待。 【發明內容】 • 本發明之目的係提供製造偏光膜之方法。 本發明之另一目的係提供具有高偏光度與高透過率的 偏光膜。 本發明之另一目的係使用該偏光膜所成偏光板、光學構 件之方法。 本發明之偏光膜，係利用聚乙烯醇（PVA)系膜，將其經 乾式單軸多段延伸後，於含碘水溶液染色交聯槽中交聯染 色，再將該膜於含PVA交聯劑之延伸槽中進行延伸，而獲 1272409 得光透過率至少43%，偏光度至少98% 之偏光膜。 本發明揭示一種製造該高光透過率與偏光度的偏光膜 之方法，其步驟包括：利用聚乙烯醇系（PVA)膜進行乾式單 軸多段延伸；使經延伸後之膜於水洗槽中洗塑劑以及釋 S 〜—------- 放應力；於含碘水溶液進行交聯染色及於含PVA交聯劑水 溶液的染色交聯槽中進行後段延伸。 其中，當聚乙烯醇系膜進行乾式單軸多段延伸後，首先 於水洗槽中膨潤並且洗出可塑劑，此時膜會釋放乾式延伸所 φ 產生的應力，膜寬幅縮小，高分子鏈間距離相對縮小，然後 於含碘與PVA交聯劑的染色交聯槽中交聯染色，再將該膜 於含PVA交聯劑之延伸槽中實施延伸，即可獲得高偏光度、 高透過率之偏光膜進而達成本發明之目的。 前述PVA交聯劑，選自硼酸、硼砂、乙二醛及戊二醛 所構成群中之至少一種化合物。 依據本發明之偏光膜所製程之偏光板，其特徵在於依本 發明方法所製造之偏光膜的至少一側，貼合<揉=護膜而構成。 # 依據本發明之偏光膜所製成之光學構件，其特徵在於依 本發明方法所製造之偏光膜上，積層反射板或半透過反射板 而構成。其中，光學構件特徵在於依本發明方法所製造之偏 光膜上，積層相位差板或入板而構成。其中，光學構件特徵 ' 在於依本發明方法所製造之偏光膜上，積層光學補償膜而構 成。其中，光學構件特徵在於依本發明方法所製造之偏光膜 上，積層亮度提昇膜而構成。其中，光學構件用於液晶顯示 裝置，其特徵在於液晶單元之至少一側，具備依本發明方法 1272409 所製造之偏光膜。 【實施方式】 本發明所揭示製造該高光透過率與偏光度的偏光膜之 方法，其步驟包括··利用聚合度2,400以上之聚乙烯醇（PVA) 膜進行乾式單軸多段延伸；使經延伸後之膜於水洗槽中洗出 可塑劑以及釋放應力；於含碘水溶液的染色交聯槽進行交聯 染色與於含PVA交聯劑之延伸槽中進行濕式延伸。 該方法，採用聚乙烯醇系膜，較佳爲使用厚5-1 50μιη之 φ 聚乙烯醇系膜，進行/乾式單軸多段延伸，溫度在25 - 1 30°C的 範圍，乾式延伸倍率爲1.5倍以上，更佳爲2-3倍，然後再 〆:〆 進行濕式染色延伸，濕式延伸倍率爲1.5倍以上，更佳爲2-3 倍，濕式延伸倍率與乾式延伸倍率比値爲0.5-1.5，更佳爲 0.9-1.1倍，總延伸倍率爲6.5倍以下，更佳爲4.0-6.5倍。 該方法較佳爲，係採含碘之水溶液，其相對於水1 00重 量份’含有碘0.05-10重量份、PVA交聯劑0.05-2.5重量份， 而實施溫度控制在1 0 - 8 0 °C的範圍。 # 該方法較佳爲，係採含PVA交聯劑之延伸槽，其相對 於水100重量份，含有PVA交聯劑0.1-3.5重量份，且溫度 在25 - 1 3 0°C的範圍。PVA交聯劑較佳爲硼化合物。 實施例 以下，用實施例及比較例以具體地說明本發明之技術內 容及特點。然本發明並非因而限於該實施例。 (實施例1) 將聚合度2400、膜厚75 μιη之聚乙烯醇（PVA)膜（可樂 1272409 麗製，商品名 VF-PS)於120 °C的加熱烘箱內進行單軸三段 延伸成2.5倍。之後，在3 0它的水洗槽中進行膨潤處理3分 鐘，然後在33 °C的染色交聯浴（濃度〇·〇5重量％)交聯染色’ 再將該膜於含PVA交聯劑之延伸槽中進行濕式延伸2·5倍處 理，並浸漬5分鐘。接著在6 0。C乾燥5分鐘而製得偏光膜。 (實施例2) 將聚合度2400、膜厚75 μιη之聚乙烯醇（PVA)膜（可樂麗 製，商品名 VF-PS)於120°C的加熱烘箱內進行單軸一段延 Φ 伸成2.5倍。之後，在30°C的水洗槽中進行膨潤處理3分鐘， 然後在33°C的染色交聯浴（濃度0.05重量％)交聯染色，再將 該膜於含PVA交聯劑之延伸槽中進行濕式延伸2.5倍處理， 並浸漬5分鐘。接著在60°C乾燥5分鐘而製得偏光膜。 (實施例3) 將聚合度2400、膜厚75 μιη之聚乙烯醇（PVA)膜（可樂 麗製，商品名 VF-PS)於120°C的加熱烘箱內進行單軸二段 延伸成2.5倍。之後，在30°C的水洗槽中進行膨潤處理3分 # 鐘，然後在33°C的染色交聯浴（濃度〇.〇5重量％)交聯染色， 再將該膜於含PVA交聯劑之延伸槽中進行濕式延伸2.5倍處 理，並浸漬5分鐘。接著在60° C乾燥5分鐘而製得偏光膜。 (實施例4) 將聚合度2400、膜厚75 μιη之聚乙烯醇（PVA)膜（可樂 麗製，商品名 VF-PS)於120 °C的加熱烘箱內進行單軸三段 延伸成2.5倍。之後，在30°C的水洗槽中進行膨潤處理3分 鐘，然後在33 °C的染色交聯浴（濃度〇·〇5重量％)交聯染色， 1272409 再將該膜於含PVA交聯劑之延伸槽中進行濕式延伸2·7 5倍 處理，並浸漬5分鐘。接著在60。(：乾燥5分鐘而製得偏光 膜。 (實施例5) 將聚合度2400、膜厚75 μιη之聚乙烯醇（PVA)膜（可樂 麗製，商品名 VF-PS)於120 °C的加熱烘箱內進行單軸三段 延伸成2 · 5倍。之後，在3 (TC的水洗槽中進行膨潤處理3分 鐘，然後在33 °C的染色交聯浴（濃度0.05重量％)交聯染色， φ 再將該膜於含PVA交聯劑之延伸槽中進行濕式延伸2.25倍 處理，並浸漬5分鐘。接著在60。(：乾燥5分鐘而製得偏光 膜。 (比較例1) 將聚合度2400、膜厚75 μιη之聚乙烯醇（PVA)膜（可樂 麗製，商品名 VF-PS)於120°C的加熱烘箱內進行單軸三段 延伸成2.5倍。之後，然後在33°C的染色交聯浴（濃度〇.〇5 重量％ )交聯染色，再將該膜於含P V A交聯劑之延伸槽中進 φ 行濕式延伸2.5倍處理，並浸漬5分鐘。接著在60°C乾燥5 分鐘而製得偏光膜。 (比較例2) 將聚合度2400、膜厚75 μιη之聚乙烯醇（PVA)膜（可樂 ' 麗製，商品名 VF-PS)於120°C的加熱烘箱內進行單軸三段 延伸成2 · 5倍。之後，在3 (TC的水洗槽中進行膨潤處理3分 鐘’然後在33 t的碘浴（濃度〇.〇5重量％)染色，再將該膜於 含PVA交聯劑之延伸槽中進行濕式延伸2.5倍處理，並浸漬 1272409 5分鐘。接著在60°C乾燥5分鐘而製得偏光膜。 (比較例3 ) 將聚合度2400、膜厚75 μηι之聚乙烯醇（PVA)膜（可樂 麗製，商品名 VF-PS)，在30°C的水洗槽中進行膨潤處理3 分鐘，然後在33°C的染色交聯浴（濃度〇.〇5重量％)交聯染 色，再將該膜於含PVA交聯劑之延伸槽中進行濕式延伸5 倍處理，並浸漬5分鐘。接著在6(TC乾燥5分鐘而製得偏 光膜。 φ (評價試驗） 對實施例及比較例所製作出之偏光膜，用以下方法來評 價其光學特性。其結果顯示於表1。 (透過率） 用分光光度計（HITACHI所製，U-4100)進行測定，係依 據J 1 5 2 870 1之2度視野（C光源）進行視感度修正後之Y値。 (偏光度） 用上述分光光度計測定出：將2片相同的偏光板以偏光 軸平行的方式重疊時之透過率（平行透過率：Ho)、以偏光軸 正交的方式重疊時之透過率（正交透過率：H9G)。又，平行透 過率（Ho)和正交透過率（H9G)，係依據J 1 5 2870 1之2度視野 (C光源）進行視感度修正後之偏光度Y値（％)。

實施結果 從表1可明顯看出，聚乙烯醇系膜實施乾式單軸多段延 -11- •1272409 伸後，於水洗槽中膨潤並且洗出可塑劑’此時膜會釋放乾式 延伸所產生的應力，膜寬幅縮小’高分子鏈間距離相對縮 小，然後於含碘與PVA交聯劑的染色交聯槽中交聯染色’ 再將該膜於含PVA交聯劑之延伸槽中進行延伸，即可獲得 高偏光度、高透過率之偏光膜。

表1 依本發明方法所製成之偏光膜實施例與對照例性質比較 透過率 偏光度 入水洗槽前膜寬幅 (mm) 入水洗槽後膜寬幅 (mm) 實施例1 43.1 99.1 500 494 實施例2 43.2 98.9 500 491 實施例3 43.5 98.9 500 490 實施例4 43.6 98.5 500 494 實施例5 43.2 98.1 500 494 比較例1 43.1 94.2 500 • 比較例2 43.5 97.5 500 494 比較例3 43.1 95.1 500 607 【圖式簡單說明】 第1圖 根據本發明之製造偏光膜方法流程圖。 【主要元件代表符號】 Π PVA原膜卷出 )2 乾式單軸多段延伸 )3 水洗槽 -12- .1272409 04 染色交聯槽 05 延伸槽 06 烘箱乾燥 07 收卷

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Claims (1)

1. 0¾修(更)正替換 第94 1 03 60 5號「偏光膜及其製造方法」專利案 (2006年2月15日修正） 申請專利範圍： 1 · 一種偏光膜之製造方法，至少包括： 利用聚乙烯醇系（PVA)膜進行乾式單軸多段延伸； 使經延伸後之膜於水中洗出可塑劑及釋放應力； 於含·水溶液進行交聯染色及於含PVA交聯劑水溶液進 行後段延伸。 2·如申請專利範圍第丨項之製造方法，其中後段延伸可爲濕 式延伸。 3 ·如申請專利範圍第1項之製造方法，其中聚乙烯醇（pVA) 膜之聚合度爲2,400以上。 4·如申請專利範圍第1項之製造方法，其中聚乙烯醇（pVA) 月旲之厚度爲5-150μηι。 如申請專利範圍第丨項之製造方法，其中乾式單軸多段延 伸之溫度爲25-13(TC，延伸倍率爲15倍以上，較佳爲2_3 倍。 6. 如申請專利範圍第2項之製造方法，其中濕式染色延伸之 延伸倍率爲1.5倍以上，較佳爲倍。 7. 如申請專利範圍第2項之製造方法，其中濕式延伸倍率與 乾式延伸倍率比値爲0.5-!·5，較佳爲OH·〗倍。 8. 如申請專利範圍第1項之製造方法，其中總延伸倍率爲6·5 {口以下’較佳爲4 . 〇 - 6.5倍。 9. 如申請專利範圍第丨項之製造方法，其中ρνΑ交聯劑選自 1272409 硼酸、硼砂、乙二醛及戊二醛所構成群中之至少一種化合 物。 1 〇 ·如申請專利範圍第1項之製造方法，其中含碘水溶液包括·· 相對於水100重量份，含有碘0.05-10重量份、PVA交聯 劑0·〇5·2·5重量份。 1 1 ·如申請專利範圍第1 0項之製造方法，其中實施溫度控制在 10-80〇C 。

   1 2 ·如申請專利範圍第1項之製造方法，其中P v A交聯劑水溶 液包括相對於水1 0 0重量份，含有P V A交聯劑0.1 - 3.5重 量份，PVA交聯劑較佳爲硼化合物。 13·如申請專利範圍第12項之製造方法，其中實施溫度控制在 2 5 - 1 3 0 °C ° 14. 一種製自申請專利範圍第1項的方法之偏光膜，係具有光 透過率至少43%，偏光度至少98%之偏光膜。