專利名稱：偏光膜的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用在液晶顯示裝置的偏光膜及其制造方法，特別是涉及具有高偏光度與高透過率的偏光膜及其制造方法，以及使用該偏光膜而構(gòu)成的偏光板、光學(xué)構(gòu)件。
背景技術(shù)：
液晶顯示裝置已廣泛地作為桌上型電子計算器、電子鐘、個人計算機、文書處理器、電視、汽車或機械的顯示裝置；而偏光板及偏光膜是液晶顯示裝置的重要構(gòu)件之一。
公知的偏光板構(gòu)造是由兩面吸附有碘或二色性染料而經(jīng)配向的聚乙烯醇(PVA)系膜(偏光膜)及積層三乙酰纖維素的保護膜而構(gòu)成；其制造方法是利用透光性良好的聚乙烯醇(poly-vinylalcohol，PVA)及其衍生的化合物吸附上二色性物質(zhì)(碘系或染料系等)，使碘離子或染料擴散滲透至聚乙烯醇的內(nèi)層中，并輕微加熱后進(jìn)行延伸。然而，將聚乙烯醇系膜實施上述濕式延伸的情形，由于水份會與PVA分子的醇基產(chǎn)生氫鍵進(jìn)而切斷PVA分子間的氫鍵，故缺乏加工的穩(wěn)定性，容易產(chǎn)生延伸的不均勻。
針對上述技術(shù)的缺陷，日本特開平8-240715號公報揭示了一種高偏光度、高透過率膜的制造方法，將聚乙烯醇系膜實施干式單軸延伸后，使其吸附碘等并進(jìn)行配向，再用70-85℃的硼酸水溶液進(jìn)行浸漬處理；另外，日本特開平10-288709號公報亦提出一種改良的方法，將聚乙烯醇系膜實施干式單軸延伸經(jīng)染色，再于硼化合物中延伸成1.5倍以上；日本特開平11-49878號公報所揭示的內(nèi)容為將聚乙烯醇系膜進(jìn)行干式單軸延伸經(jīng)染色，再邊浸漬在硼酸水溶液中邊延伸成1.1-1.8倍；又，日本特開平14-182035號公報也揭示將聚乙烯醇系膜進(jìn)行干式單軸延伸后，在含碘水溶液或含二色性染料水溶液中使其松弛，再將該松弛膜在含PVA交聯(lián)劑的水溶液中進(jìn)行延伸。
在上述公知技術(shù)內(nèi)容中，特開平8-240715號公報所揭示的方法并不易獲得高偏光度膜；特開平10-288709號公報及特開平11-49878號公報所記載的方法，當(dāng)欲提高偏光特性而在含硼化合物的處理浴中加大延伸倍率時，可能出現(xiàn)膜容易斷裂的問題；特開平14-182035號公報所記載的方法，雖可獲得較高偏光度及透過率的偏光膜，但聚乙烯醇系膜的可塑劑并未被完全清洗，將影響最佳光學(xué)特性的提升。
因此隨著產(chǎn)業(yè)發(fā)展，具有高偏光度、高透過率的偏光膜，顯然深為本領(lǐng)域人士所期待。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供制造偏光膜的方法。
本發(fā)明的另一目的在于提供具有高偏光度與高透過率的偏光膜。
本發(fā)明的另一目的是使用該偏光膜所成偏光板、光學(xué)構(gòu)件的方法。
本發(fā)明提供的偏光膜，利用聚乙烯醇系膜，將其經(jīng)干式單軸多段延伸后，在含碘水溶液染色交聯(lián)槽中交聯(lián)染色，再將該膜在含聚乙烯醇交聯(lián)劑的延伸槽中進(jìn)行延伸，從而獲得光透過率至少43％，偏光度至少98％的偏光膜。
本發(fā)明揭示一種制造該高光透過率與偏光度的偏光膜的方法，其步驟包括利用聚乙烯醇系膜進(jìn)行干式單軸多段延伸；使經(jīng)延伸后的膜在水洗槽中清洗可塑劑以及釋放應(yīng)力；在含碘水溶液進(jìn)行交聯(lián)染色并在含聚乙烯醇交聯(lián)劑水溶液的染色交聯(lián)槽中進(jìn)行后段延伸。
其中，當(dāng)聚乙烯醇系膜進(jìn)行干式單軸多段延伸后，首先在水洗槽中膨潤并且清洗可塑劑，此時膜會釋放干式延伸所產(chǎn)生的應(yīng)力，膜寬幅縮小，高分子鏈間距離相對縮小，然后在含碘與聚乙烯醇交聯(lián)劑的染色交聯(lián)槽中交聯(lián)染色，再將該膜在含聚乙烯醇交聯(lián)劑的延伸槽中實施延伸，即可獲得高偏光度、高透過率的偏光膜。
前述聚乙烯醇交聯(lián)劑，選自硼酸、硼砂、乙二醛及戊二醛所構(gòu)成群中的之至少一種化合物。
根據(jù)本發(fā)明的偏光膜所制成的偏光板，由依本發(fā)明方法所制造的偏光膜的至少一側(cè)，貼合保護膜而構(gòu)成。
依據(jù)本發(fā)明的偏光膜所制成的光學(xué)構(gòu)件，在依本發(fā)明方法所制造的偏光膜上，積層反射板或半透過反射板而構(gòu)成。光學(xué)構(gòu)件可在依本發(fā)明方法所制造的偏光膜上，積層相位差板或入板而構(gòu)成。光學(xué)構(gòu)件可在依本發(fā)明方法所制造的偏光膜上，積層光學(xué)補償膜而構(gòu)成。光學(xué)構(gòu)件可在依本發(fā)明方法所制造的偏光膜上，積層亮度提升膜而構(gòu)成。光學(xué)構(gòu)件可用于液晶顯示裝置，在液晶單元的至少一側(cè)，設(shè)置依本發(fā)明方法所制造的偏光膜。


圖1本發(fā)明的制造偏光膜方法的流程圖。
具體實施例方式
如圖1所示，本發(fā)明所揭示的制造高光透過率與偏光度的偏光膜的方法，其步驟包括步驟01，將聚合度2,400以上的聚乙烯醇(PVA)膜卷出；步驟02，對上述卷出的聚乙烯醇(PVA)膜進(jìn)行干式單軸多段延伸；步驟03，使經(jīng)延伸后的膜在水洗槽中洗出可塑劑以及釋放應(yīng)力；步驟04，在含碘水溶液的染色交聯(lián)槽進(jìn)行交聯(lián)染色；步驟05，在含PVA交聯(lián)劑的延伸槽中進(jìn)行濕式延伸；步驟06，將上述濕式延伸后的聚乙烯醇(PVA)膜放置在烘箱中干燥；最后，步驟07，將制好的聚乙烯醇(PVA)膜收卷備用。
該方法，采用聚乙烯醇系膜，較佳為使用厚5-150μm的聚乙烯醇系膜，進(jìn)行干式單軸多段延伸，溫度在25-130℃的范圍，干式延伸倍率為1.5倍以上，更佳為2-3倍，然后再進(jìn)行濕式染色延伸，濕式延伸倍率為1.5倍以上，更佳為2-3倍，濕式延伸倍率與干式延伸倍率比值為0.5-1.5，更佳為0.9-1.1倍，總延伸倍率為6.5倍以下，更佳為4.0-6.5倍。
該方法較佳為，采用含碘的水溶液，其相對于水100重量份，含有碘0.05-10重量份、PVA交聯(lián)劑0.05-2.5重量份，而實施溫度控制在10-80℃的范圍。
該方法較佳為，采用含PVA交聯(lián)劑的延伸槽，其相對于水100重量份，含有PVA交聯(lián)劑0.1-3.5重量份，且溫度在25-130℃的范圍。PVA交聯(lián)劑較佳為硼化合物。
實施例以下，用實施例及比較例來具體說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容及特點。然而本發(fā)明并非因此而限定于下述實施例。
(實施例1)將聚合度2,400、膜厚75μm的聚乙烯醇(PVA)膜(可樂麗制，商品名VF-PS)在120℃的加熱烘箱內(nèi)進(jìn)行單軸三段延伸成3倍。之后，在30℃的水洗槽中進(jìn)行膨潤處理3分鐘，然后在33℃的染色交聯(lián)浴(濃度0.05重量％)交聯(lián)染色，再將該膜在含PVA交聯(lián)劑的延伸槽中進(jìn)行濕式延伸3倍處理，并浸漬5分鐘。接著在60℃干燥5分鐘而制得偏光膜。
(實施例2)將聚合度2,400、膜厚75μm的聚乙烯醇(PVA)膜(可樂麗制，商品名VF-PS)于120℃的加熱烘箱內(nèi)進(jìn)行單軸一段延伸成3倍。之后，在30℃的水洗槽中進(jìn)行膨潤處理3分鐘，然后在33℃的染色交聯(lián)浴(濃度0.05重量％)交聯(lián)染色，再將該膜于含PVA交聯(lián)劑的延伸槽中進(jìn)行濕式延伸3倍處理，并浸漬5分鐘。接著在60℃干燥5分鐘而制得偏光膜。
(實施例3)將聚合度2,400、膜厚75μm的聚乙烯醇(PVA)膜(可樂麗制，商品名VF-PS)于120℃的加熱烘箱內(nèi)進(jìn)行單軸二段延伸成3倍。之后，在30℃的水洗槽中進(jìn)行膨潤處理3分鐘，然后在33℃的染色交聯(lián)浴(濃度0.05重量％)交聯(lián)染色，再將該膜于含PVA交聯(lián)劑的延伸槽中進(jìn)行濕式延伸3倍處理，并浸漬5分鐘。接著在60℃干燥5分鐘而制得偏光膜。
(實施例4)將聚合度2,400、膜厚75μm的聚乙烯醇(PVA)膜(可樂麗制，商品名VF-PS)于120℃的加熱烘箱內(nèi)進(jìn)行單軸三段延伸成3倍。之后，在30℃的水洗槽中進(jìn)行膨潤處理3分鐘，然后在33℃的染色交聯(lián)浴(濃度0.05重量％)交聯(lián)染色，再將該膜于含PVA交聯(lián)劑的延伸槽中進(jìn)行濕式延伸3.3倍處理，并浸漬5分鐘。接著在60℃干燥5分鐘而制得偏光膜。
(實施例5)將聚合度2,400、膜厚75μm的聚乙烯醇(PVA)膜(可樂麗制，商品名VF-PS)于120℃的加熱烘箱內(nèi)進(jìn)行單軸三段延伸成3倍。之后，在30℃的水洗槽中進(jìn)行膨潤處理3分鐘，然后在33℃的染色交聯(lián)浴(濃度0.05重量％)交聯(lián)染色，再將該膜于含PVA交聯(lián)劑的延伸槽中進(jìn)行濕式延伸2.7倍處理，并浸漬5分鐘。接著在60℃干燥5分鐘而制得偏光膜。
(比較例1)將聚合度2,400、膜厚75μm的聚乙烯醇(PVA)膜(可樂麗制，商品名VF-PS)于120℃的加熱烘箱內(nèi)進(jìn)行單軸三段延伸成3倍。之后，然后在33℃的染色交聯(lián)浴(濃度0.05重量％)交聯(lián)染色，再將該膜于含PVA交聯(lián)劑的延伸槽中進(jìn)行濕式延伸3倍處理，并浸漬5分鐘。接著在60℃干燥5分鐘而制得偏光膜。
(比較例2)將聚合度2,400、膜厚75μm的聚乙烯醇(PVA)膜(可樂麗制，商品名VF-PS)于120℃的加熱烘箱內(nèi)進(jìn)行單軸三段延伸成3倍。之后，在30℃的水洗槽中進(jìn)行膨潤處理3分鐘，然后在33℃的碘浴(濃度0.05重量％)染色，再將該膜于含PVA交聯(lián)劑的延伸槽中進(jìn)行濕式延伸3倍處理，并浸漬5分鐘。接著在60℃干燥5分鐘而制得偏光膜。
(比較例3)將聚合度2,400、膜厚75μm的聚乙烯醇(PVA)膜(可樂麗制，商品名VF-PS)，在30℃的水洗槽中進(jìn)行膨潤處理3分鐘，然后在33℃的染色交聯(lián)浴(濃度0.05重量％)交聯(lián)染色，再將該膜于含PVA交聯(lián)劑的延伸槽中進(jìn)行濕式延伸5倍處理，并浸漬5分鐘。接著在60℃干燥5分鐘而制得偏光膜。
(評價試驗)對實施例及比較例所制作出的偏光膜，用以下方法來評價其光學(xué)特性。其結(jié)果顯示于表1。
(透過率)用分光光度計(HITACHI所制，U-4100)進(jìn)行測定，依據(jù)J1528701的2度視野(C光源)進(jìn)行視感度修正后的Y值。
(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的透過率(平行透過率Ho)、以偏光軸正交的方式重疊時的透過率(正交透過率H90)。又，平行透過率(Ho)和正交透過率(H90)，依據(jù)J1528701的2度視野(C光源)進(jìn)行視感度修正后的偏光度Y值(％)。

實施結(jié)果從表1可明顯看出，聚乙烯醇系膜實施干式單軸多段延伸后，于水洗槽中膨潤并且洗出可塑劑，此時膜會釋放干式延伸所產(chǎn)生的應(yīng)力，膜寬幅縮小，高分子鏈間距離相對縮小，然后于含碘與PVA交聯(lián)劑的染色交聯(lián)槽中交聯(lián)染色，再將該膜于含PVA交聯(lián)劑的延伸槽中進(jìn)行延伸，即可獲得高偏光度、高透過率的偏光膜。
表1根據(jù)本發(fā)明的方法所制成的偏光膜實施例與對照例性質(zhì)比較

權(quán)利要求
1.一種偏光膜的制造方法，其特征在于至少包括如下步驟利用聚乙烯醇系膜進(jìn)行干式單軸多段延伸；使經(jīng)上述延伸后的膜在水中清洗可塑劑并釋放應(yīng)力；在含碘水溶液中進(jìn)行交聯(lián)染色并在含聚乙烯醇交聯(lián)劑的水溶液中進(jìn)行后段延伸。
2.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述后段延伸為濕式延伸。
3.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述聚乙烯醇膜的聚合度為2,400以上。
4.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述聚乙烯醇膜的厚度為5-150μm。
5.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述干式單軸多段延伸的溫度范圍為25-130℃，延伸倍率為1.5倍以上，較佳為2-3倍。
6.如權(quán)利要求2所述的制造方法，其特征在于，所述濕式染色延伸的延伸倍率為1.5倍以上，較佳為2-3倍。
7.如權(quán)利要求2所述的制造方法，其特征在于，所述濕式延伸倍率與所述干式延伸倍率比值為0.5-1.5，較佳為0.9-1.1倍。
8.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，延伸的總倍率為6.5倍以下，較佳為4.0-6.5倍。
9.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述聚乙烯醇交聯(lián)劑選自硼酸、硼砂、乙二醛及戊二醛所構(gòu)成群中的至少一種化合物。
10.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述含碘水溶液包括相對于水100重量份，含有碘0.05-10重量份、聚乙烯醇交聯(lián)劑0.05-2.5重量份。
11.如權(quán)利要求10所述的制造方法，其特征在于，實施溫度控制在10-80℃。
12.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，聚乙烯醇交聯(lián)劑水溶液包括相對于水100重量份，含有聚乙烯醇交聯(lián)劑0.1-3.5重量份，聚乙烯醇交聯(lián)劑較佳為硼化合物。
13.如權(quán)利要求12所述的制造方法，其特征在于，實施溫度控制在25-130℃。
全文摘要
本發(fā)明提供具有高偏光度與高透過率的偏光膜及其制造方法，以及使用該偏光膜而構(gòu)成的偏光板、光學(xué)構(gòu)件；所述偏光膜利用聚乙烯醇(PVA)系膜，將其經(jīng)干式單軸多段延伸后，在水洗槽中進(jìn)行膨潤，并在含碘水溶液的染色交聯(lián)槽中交聯(lián)染色，再將該膜在含聚乙烯醇交聯(lián)劑的延伸槽中進(jìn)行后段延伸，而獲得光透過率至少43％，偏光度至少98％的偏光膜。
文檔編號G02B5/30GK1831571SQ200510053760
公開日2006年9月13日 申請日期2005年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月11日
發(fā)明者羅義興, 陳俊雄, 劉德厚, 鄭堯中, 張良寶, 賴大王, 王伯萍, 姚淑惠 申請人:力特光電科技股份有限公司