TWI669540B

TWI669540B - Polarizing plate and manufacturing method thereof

Info

Publication number: TWI669540B
Application number: TW101118133A
Authority: TW
Inventors: 方麗如; 藍英哲; 曾明輝; 陳彥年; 陳志添
Original assignee: 住華科技股份有限公司
Priority date: 2012-05-22
Filing date: 2012-05-22
Publication date: 2019-08-21
Also published as: TW201348760A

Abstract

本發明係關於一種偏光板及其製造方法，該偏光板具有偏光子及保護膜，該偏光板之製造方法係利用淋膜方式將融熔之保護膜原料塗覆於偏光子以形成保護膜，故完全不須使用黏著劑以貼合保護膜與偏光子，從而免除有關接著劑之硬化設備、製程成本；此外，由於保護膜原料於塗覆後即迅速冷卻並形成保護膜，故亦簡化製程中塗佈、硬化交替之繁複程序，大幅提升偏光板之生產速度。

Description

一種偏光板及其製造方法

本發明係關於一種偏光板及其製造方法，尤其關於一種用於液晶顯示裝置之偏光板及其製造方法。

液晶顯示裝置係作為一種低耗電且所需空間小的影像顯示裝置且其用途日益擴大。

通常，液晶顯示裝置具備液晶單元和配置在液晶單元兩側的兩片偏光板。前述偏光板的構成必須在偏光子的兩側以黏著劑黏貼保護膜。過去以來，三醋酸纖維素(TAC)被廣泛地使用作為前面所述之保護膜。

此外，由於三醋酸纖維素具吸濕性、熱收縮大且尺寸安定性不佳，故產業上係有對於替代之材料進行研發。

不過雖有使用其他塑膠材料作為保護膜之習知技術，但因為仍需要利用接著劑將保護膜貼附於偏光子上，且普遍而言該等材料對於偏光子的密著度皆不如三醋酸纖維素，故使得保護膜之材料選擇性依然多所受限。

又，由於習知技術在偏光子上形成保護膜時，必須先將保護膜原料經過加熱或紫外光照射以產生硬化機制，等待保護膜硬化形成固態，接著於偏光子上塗覆接著劑並黏貼固態之保護膜，再將接著劑乾燥、硬化後，才可完成偏光板之製程。

因此，習知技術之製程中係需要設置保護膜硬化設備以及黏著劑塗佈及乾燥設備，故導致成本花費增加，同時，該製程亦須經過多次的塗佈、硬化交替之程序，導致偏光板生產速度緩慢且工時冗長。

有鑑於前述習知技術之缺失，本發明之目的在於揭示一種偏光板及其製造方法，其係拓展保護膜原料之選用範疇，並使得保護膜不須接著劑即能夠黏著於偏光子，且無須對保護膜原料進行額外之硬化處理，進而減少設備成本並提升偏光板之生產速度。

為達成上述之目的，本發明之一實施例係揭示一種偏光板，包含：一偏光子；及一保護膜，該保護膜係位於該偏光子之一表面上，並該保護膜係藉由淋膜方式所形成。

本發明另一實施例係揭示一種偏光板，包含：一偏光子；及兩個保護膜，各該保護膜係位於該偏光子相對之兩個表面上，並各該保護膜係藉由淋膜方式所形成。

此外，上述保護膜之表面皆可視需要而經過拋光。

以上本發明之保護膜原料可選自三醋酸纖維素、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、環烯烴聚合物及聚乙烯之一者。是以，利用上述偏光板之製造方法係使得保護膜原料的選用不再受限，進而可依據所欲應用之裝置特性而利用適當的保護膜原料形成保護膜。其中保護膜原料較佳係為聚乙烯。

本發明之另一目的在於提供一種偏光板之製造方法，該偏光板具有偏光子及保護膜，在一實施例中，該製造方法包含以下步驟：提供偏光子；及將融熔之保護膜原料以淋膜方式塗覆於該偏光子之第一表面上，且保護膜原料冷卻後係黏著於該偏光子上以形成一保護膜。

上述之製造方法更可包含以下步驟：將該保護膜之表面進行拋光處理。

此外，在另一實施例中，本發明之製造方法更可包含以下步驟：將該偏光子翻轉，以使該偏光子未黏著保護膜之第二表面朝向上方；及將融熔之保護膜原料以淋膜方式塗覆於該偏光子之第二表面，且保護膜原料冷卻後係黏著於該偏光子上以形成另一保護膜。

上述之製造方法更可包含以下步驟：將保護膜之表面進行拋光處理，且該拋光處理可選擇對兩保護膜之任一者或兩者進行拋光。

綜上所述，本發明之偏光板之製造方法係利用淋膜方式將融熔之保護膜原料塗覆於偏光子以形成保護膜，故完全不須使用黏著劑以貼合保護膜與偏光子，從而免除有關接著劑之硬化設備、製程成本；此外，由於保護膜原料於塗覆後即迅速冷卻並形成保護膜，故亦簡化製程中塗佈、硬化交替之繁複程序，大幅提升偏光板之生產速度。

為充分說明本發明之目的、特徵及功效，使本發明所屬技術領域中具有通常知識者能瞭解本發明之內容並可據以實施，茲藉由下述具體之實施例，並配合所附之圖式，對本發明做一詳細說明，說明如後。

本發明所揭示之偏光板係包含偏光子及保護膜，其特徵在於並不需藉助額外之接著劑即可使保護膜黏著於偏光子，其係由於本發明之偏光板利用上述之淋膜方式以使保護膜原料塗覆於偏光子並經冷卻後，即可將保護膜固著於偏光子上。

其中本發明之保護膜係由三醋酸纖維素、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、環烯烴聚合物及聚乙烯之一者所形成。其較佳係由聚乙烯所形成。

本發明之第一實施態樣

在第一實施態樣中，如第1圖所示，所提供之偏光板1包含一偏光子11及位於該偏光子1一表面上之一保護膜12。

再者，第一實施態樣之偏光板之製造方法流程，如第2圖所示，包含步驟S11：提供偏光子、及步驟S12：進行淋膜；此外，本發明之製造方法亦可視需要進行拋光。以下乃就第2圖各步驟之細節進行說明，同時請配合第3圖之製程示意圖，以使本領域具有通常知識者能了解其內容並據以實施。

步驟S11

在本發明中所提供之偏光子係為可將光源進行偏振作用之聚合物薄膜，該薄膜係由聚合物原料經捲出、膨潤、染色、延伸、架橋及烘烤等一系列加工製程而製得，其中該聚合物可為一般已知使用之材料，而於本發明之實施例中，聚合物係為聚乙烯醇(PVA)。

請參照第3圖，從捲出部100捲出聚合物薄膜後，依序浸漬到膨潤部110及含染色素(如碘素)之染色部120，經過延伸部130以將薄膜拉伸，於架橋部140中利用化合物(如硼酸)對薄膜進行架橋，以使附著於薄膜上之染色素固定，在進入烘烤部150時將薄膜乾燥；其中，當薄膜通過各滾輪111、121、131及141時，各該滾輪亦會沿薄膜之長向賦予其張力。

聚合物薄膜在藉由上述加工製程處理後，即可作為本發明所需之偏光子，惟應了解的是，本發明所使用之偏光子亦可由其他已知方式所製得，並不限於在此所揭示之加工製程所製得。

步驟S12

再請見第3圖，在完成偏光子後，接著對偏光子進行淋膜處理，以在偏光子面向上方之第一表面11a形成保護膜。於此步驟中，先將保護膜原料加熱並達到其融熔溫度，以使該保護膜原料處於融熔狀態，再經由淋膜部160以淋沐方式將保護膜原料塗覆於第一表面11a之上，並藉由融熔保護膜原料之膠黏特性而附著於該偏光子上，同時，由於本發明所使用之保護膜原料一般而言係為聚合物材料，其融熔溫度係顯著高於製造過程中之環境溫度，因此，一旦保護膜原料被施加至偏光子上，則被迅速冷卻並降溫以形成固化狀態，進而可以不須額外的接著劑即能夠黏著於偏光子以形成一保護膜，獲得單面具有保護膜之偏光板。

本領域具有通常知識者應了解的是，本發明所使用之淋膜部一般而言並無特別限制其裝置類型，只要可淋沐融熔之保護膜原料於偏光子上之淋膜裝置皆可作為該淋膜部。

再者，本發明之保護膜原料係可選自三醋酸纖維素(TAC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯(PP)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、環烯烴聚合物(COP)及聚乙烯(PE)之一者，以上各保護膜原料在進行淋膜處理時之融熔溫度及冷卻溫度係如下表1所示：

其中達到融熔溫度係使該等保護膜原料形成適當的融熔狀態才可進行淋膜，而依據不同保護膜原料之材質種類，其應具有各自不同之熔點，故對應於各熔點係獲得如表1所示之合適的融熔溫度。

再者，由於融熔之聚乙烯具有良好的流動性，故可在淋膜時呈現較佳之塗佈效果。

而由於使用淋膜方式塗覆保護膜原料，不僅免除接著劑之使用，亦不需利用熱或紫外光以將保護膜硬化，即可於偏光子上形成保護膜，故使得本發明偏光板之生產速度(約為50 m/min或以上)大幅超越過去之生產速度(約介於10~30 m/min)。同時，由於融熔之保護膜原料係在接觸偏光子並迅速冷卻後即黏著於偏光子上，故本發明之製造方法係減少對於接著劑乾燥及硬化製程之投資費用，進而降低製造偏光板之成本。

再請見第3圖，最後完成之偏光板係藉由一捲收部170加以捲收。

此外，在上述之製造方法中，於形成保護膜後，所獲得之偏光板可視需要再進行拋光處理，以增加亮度(輝度)或廣視角等。該拋光處理係將該偏光板經過一微熱的拋光滾輪，對該保護膜進行拋光處理，再於處理後捲收已拋光之偏光板。

更進一步而言，在第一實施態樣中，單面具有保護膜之偏光板可視需要另包含一光學薄膜(例如補償膜等)，且該光學薄膜之形成方法係可使用習知技術中之製程方法。

因此，請參考第4圖，單面具有保護膜之偏光板1’包含偏光子11’、位於該偏光子11’一表面之保護膜12’及位於該偏光子11’另一表面之光學薄膜13’，而藉由該光學薄膜13’之設置，偏光板1’係具有其他之偏光功能，可應用於不同之光學裝置上。

上述保護膜之表面皆可視需要而經過一拋光處理以改善其光學性質。

本發明之第二實施態樣

在本發明之第二實施態樣中，如第5圖所示，其係提供一偏光板2，該偏光板包含一偏光子21及兩個保護膜(保護膜22及保護膜23)，其中該保護膜22與保護膜23係分別位於該偏光子21相對之兩個表面上。

該偏光板2亦可視需要而使其中一保護膜之表面經過拋光處理，或可使兩個保護膜之表面皆經過拋光處理，以改善其光學性質。

第二實施態樣之製造方法流程，如第6圖所示，包含步驟S21：提供偏光子、步驟S22：進行淋膜、步驟S23：翻面及步驟S24：進行淋膜。此外，該製造方法亦可視需要進行拋光。以下步驟說明包含兩種態樣，請同時配合第7圖及第8圖之製程示意圖，以使本領域具有通常知識者能了解其內容並據以實施。

步驟S21

步驟S21係執行與步驟S11相同內容之程序，即提供偏光子，而進行步驟S21時，對應於第7圖及第8圖中之製程示意圖，相當於將聚合物薄膜依序輸送經過捲出部200、膨潤部210、染色部220、延伸部230、架橋部240及烘烤部250。完成步驟S21後所獲得之偏光子，其面向上方之表面係為第一表面21a，而另一表面係為第二表面21b。

步驟S22

步驟S22係執行與步驟S12相同內容之程序，即對偏光子進行淋膜，而進行步驟S22時，對應於第7圖及第8 圖中之製程示意圖，相當於將偏光子輸送經過淋膜部260，藉由淋膜方法將保護膜形成於偏光子之第一表面21a上，完成單面具有保護膜之偏光子。

步驟S23

在製得單面具有保護膜之偏光子後，接著需對其進行翻面，以使該第二表面朝向上方，再者，本發明所進行之翻面處理係包含兩種態樣。

其中第一種態樣請先參考第7圖，圖中表示本發明係使用一翻面機構270a將偏光子進行翻面，且該翻面機構270a係包含複數個滾輪，並藉由沿偏光子輸送方向逐漸改變角度之滾輪，以使通過該等滾輪之偏光子第二表面21b朝上，其中各該滾輪之角度係定義成該滾輪之軸線與該軸線投影至水平面所得之直線彼此的夾角，且若該夾角依偏光子之輸送方向觀之，以順時針方向為正，因此，換言之，翻面機構270a之滾輪的角度係依序由0°漸增至180°，如此即可提供翻面之功效，應理解的是，各該滾輪之角度亦可依序由0°漸減至-180°，其亦可提供翻面之功效，將第二表面21b朝向上方。

再者，第二種態樣則請參考第8圖，本發明之另一翻面機構270b係包含設置於不同高度的兩個滾輪提供翻面功效，其中當在偏光子通過較低處之滾輪後係向上輸送，而在偏光子通過較高處之滾輪後即可達成翻面之功效，將第二表面21b朝向上方，此時偏光子之輸送方向係與進行翻面S23前之輸送方向相反。

步驟S24

當完成翻面後，接著對偏光子之第二表面21b進行淋膜以形成保護膜，如第7圖及第8圖所示，進而獲得雙面皆具有保護膜之偏光板。其中該淋膜方式係藉由淋膜部280進行本發明之淋膜處理。最後完成之偏光板係藉由一捲收部290加以捲收。

此外，在上述之製造方法中，於形成保護膜後，所獲得之偏光板可視需要再進行拋光處理。該拋光處理係將該偏光板經過一微熱的拋光滾輪，對該保護膜進行拋光處理，此處之拋光可選擇性地針對一面或兩面進行處理，並於處理後捲收已拋光之偏光板。

以上，本發明之偏光板之製造方法係已明確揭示，應注意的是，上述製造方法之各步驟間可另增加或換置其他已知的加工步驟，且並未排除在偏光板進一步設置其他膜類，以用於達成本發明之偏光板功效。

實施例：由本發明製造方法製得之偏光板

以下，利用實施例並配合表2之製程條件以針對本發明進行更具體的說明，為本發明並不僅侷限於以下實施例。其中，各實施例中之偏光子係由聚乙烯醇(PVA)所製得而成，而表2所記載之HDPE係代表高密度聚乙烯，其密度約為0.93~0.97 g/cm³，其熔點約為131~135℃；LDPE係代表低密度聚乙烯，其密度約為0.91~0.94 g/cm³，其熔點約為98~111℃；PP則代表聚丙烯，其熔點約為130~171℃。再者，在進行各實施例之製造時，環境溫度係約為 20℃，故各實施例之保護膜原料冷卻時係皆降溫至20℃。此外，各實施例皆為雙面具有保護膜之偏光板，且於偏光子兩面之保護膜分別具有第一厚度與第二厚度，而淋膜部在淋沐融熔保護膜原料時的流量係設定為300 kg/hr，以控制所形成之保護膜厚度(第一厚度與第二厚度)皆為40 μm。

實施例1

如表2所示，將100 wt%之高密度聚乙烯作為保護膜原料以淋膜方式形成雙面具有保護膜之偏光板。

實施例2

將100 wt%之低密度聚乙烯作為保護膜原料以淋膜方式形成雙面具有保護膜之偏光板。

實施例3

將50 wt%之高密度聚乙烯及50 wt%之低密度聚乙烯作為保護膜原料以淋膜方式形成雙面具有保護膜之偏光板。

實施例4

將100 wt%之聚丙烯作為保護膜原料以淋膜方式形成雙面具有保護膜之偏光板。

由表2中可發現，於各實施例之製程中，生產設備之機速，即偏光板生產速度，係達到50 m/min，其係顯著超越習知技術所遭過之生產速度瓶頸(約30 m/min)，進而佐證本發明之偏光板之製造方法所提供的產能提升功效。

據此，本發明在上文中已以較佳實施例揭露，然熟習本項技術者應理解的是，該實施例僅用於描繪本發明，而不應解讀為限制本發明之範圍。應注意的是，舉凡與該實施例等效之變化與置換，均應設為涵蓋於本發明之範疇內。因此，本發明之保護範圍當以申請專利範圍所界定者為準。

1‧‧‧偏光板

11‧‧‧偏光子

12‧‧‧保護膜

1’‧‧‧偏光板

11’‧‧‧偏光子

12’‧‧‧保護膜

13’‧‧‧光學薄膜

11a‧‧‧第一表面

100‧‧‧捲出部

110‧‧‧膨潤部

111‧‧‧滾輪

120‧‧‧染色部

121‧‧‧滾輪

130‧‧‧延伸部

131‧‧‧滾輪

140‧‧‧架橋部

141‧‧‧滾輪

150‧‧‧烘烤部

160‧‧‧淋膜部

170‧‧‧捲收部

2‧‧‧偏光板

21‧‧‧偏光子

22‧‧‧保護膜

23‧‧‧保護膜

21a‧‧‧第一表面

21b‧‧‧第二表面

200‧‧‧捲出部

210‧‧‧膨潤部

211‧‧‧滾輪

220‧‧‧染色部

221‧‧‧滾輪

230‧‧‧延伸部

231‧‧‧滾輪

240‧‧‧架橋部

241‧‧‧滾輪

250‧‧‧烘烤部

260‧‧‧淋膜部

270a‧‧‧翻面機構

270b‧‧‧翻面機構

280‧‧‧淋膜部

290‧‧‧捲收部

S11~S12‧‧‧第一實施態樣之製造步驟

S21~S24‧‧‧第二實施態樣之製造步驟

第1圖為本發明第一實施態樣之偏光板示意圖。

第2圖為本發明第一實施態樣之偏光板之製造方法流程圖。

第3圖為本發明第一實施態樣中，製造偏光板之製程示意圖。

第4圖為本發明第一實施態樣另一態樣之偏光板示意圖。

第5圖為本發明第二實施態樣之偏光板示意圖。

第6圖為本發明第二實施態樣之偏光板之製造方法流程圖。

第7圖為本發明第二實施態樣之第一種態樣中，製造偏光板之製程示意圖。

第8圖為本發明第二實施態樣之第二種態樣中，製造偏光板之製程示意圖。

Claims

一種偏光板，包含：一偏光子；及一保護膜，該保護膜係位於該偏光子的一表面之上，並該保護膜係藉由淋膜方式塗覆於該偏光子的該表面之上所形成。
如申請專利範圍第1項所述之偏光板，其中該保護膜之一表面係經過拋光。
如申請專利範圍第1或2項所述之偏光板，其中該保護膜係由三醋酸纖維素、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、環烯烴聚合物及聚乙烯之一者所形成。
如申請專利範圍第3項所述之偏光板，其中該保護膜係由聚乙烯所形成。
如申請專利範圍第1項所述之偏光板，其中該偏光板更進一步包含一光學薄膜，該光學薄膜係位於該偏光子之另一表面之上。
一種偏光板，包含：一偏光子；及兩個保護膜，各該保護膜係位於該偏光子相對之兩個表面之上，並各該保護膜係藉由淋膜方式塗覆於該偏光子的各該表面之上所形成。
如申請專利範圍第6項所述之偏光板，其中該等保護膜中的一者或兩者之一表面係經過拋光。
如申請專利範圍第6或7項所述之偏光板，其中各該保護膜係獨立地由三醋酸纖維素、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、環烯烴聚合物及聚乙烯之一者所形成。
如申請專利範圍第8項所述之偏光板，其中各該保護膜係由聚乙烯所形成。
一種偏光板之製造方法，包含以下步驟：提供一偏光子；及將一融熔之保護膜原料以淋膜方式塗覆於該偏光子之一第一表面之上，且該融熔之保護膜原料冷卻後係黏著於該偏光子的該第一表面之上以形成一保護膜。
如申請專利範圍第10項所述之製造方法，更包含以下步驟：將該保護膜之一表面進行拋光處理。
如申請專利範圍第10項所述之製造方法，更包含以下步驟：將該偏光子翻轉，以使該偏光子未黏著該保護膜之一第二表面朝向上方；及將該融熔之保護膜原料以淋膜方式塗覆於該偏光子之該第二表面，且該融熔之保護膜原料冷卻後係黏著於該偏光子的該第二表面之上以形成另一保護膜。
如申請專利範圍第12項所述之製造方法，更包含以下步驟：將該等保護膜中的一者或兩者之一表面進行拋光處理。
如申請專利範圍第10至13項中任一項所述之製造方法，其中該融熔之保護膜原料可選自三醋酸纖維素、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、環烯烴聚合物及聚乙烯之一者。
如申請專利範圍第14項所述之製造方法，其中該融熔之保護膜原料係為聚乙烯。