本發(fā)明是關(guān)于一種偏光膜的制造方法，且特別是關(guān)于偏光膜制造過程中交聯(lián)處理的方法。

背景技術(shù)：

偏光板為廣泛應(yīng)用于液晶顯示器的光學(xué)元件。偏光板一般是在聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)偏光膜上粘合三醋酸纖維素(triacetate cellulose,TAC)或環(huán)烯烴聚合物(cyclo-olefin polymer,COP)等保護(hù)膜而得?，F(xiàn)今，液晶顯示器的應(yīng)用越來越廣，例如，手機(jī)、穿戴式裝置等，對偏光板質(zhì)量的要求也越來越高。

偏光膜為偏光板最主要的元件，偏光膜一般是于聚乙烯醇薄膜吸附配向的二色性色素而形成，例如，以碘作為二色性色素的碘系偏光膜。偏光膜的形成通常具有以下步驟：膨潤處理、染色處理、拉伸處理、交聯(lián)處理、洗凈處理以及干燥處理。其中，拉伸處理使聚乙烯醇具有偏光作用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種偏光膜的制造方法，包括：對偏光膜前驅(qū)物進(jìn)行交聯(lián)處理，以形成偏光膜，其中交聯(lián)處理包括：添加反應(yīng)溶液于交聯(lián)槽中；以及以離子交換樹脂與交聯(lián)槽中的反應(yīng)溶液的陽離子進(jìn)行離子交換反應(yīng)，以提供氫離子。

上述的偏光膜的制造方法，其中，該交聯(lián)槽中的反應(yīng)溶液包括：一碘化鉀，且該離子交換樹脂將該碘化鉀的鉀離子置換為氫離子。

上述的偏光膜的制造方法，其中，該交聯(lián)槽中的反應(yīng)溶液包括：一碘化鋅，且該離子交換樹脂將該碘化鋅的鋅離子置換為氫離子。

上述的偏光膜的制造方法，其中，該交聯(lián)處理在pH 2至pH 5下進(jìn)行。

上述的偏光膜的制造方法，其中，更包括：

在該交聯(lián)處理前，對該偏光膜前驅(qū)物進(jìn)行一膨潤處理及一染色處理；以及

在該交聯(lián)處理后，依序?qū)υ撈饽で膀?qū)物進(jìn)行一洗凈處理及一干燥處理，其中該染色處理及該交聯(lián)處理進(jìn)行時(shí)，亦包括對該偏光膜前驅(qū)物進(jìn)行一延伸處理。

上述的偏光膜的制造方法，其中，該交聯(lián)槽中的反應(yīng)溶液不包括硫酸、醋酸或葡萄糖酸。

上述的偏光膜的制造方法，其中，該交聯(lián)處理在10℃至70℃下進(jìn)行。

上述的偏光膜的制造方法，其中，該離子交換樹脂為一陽離子交換樹脂或一兩性離子交換樹脂。

上述的偏光膜的制造方法，其中，該陽離子交換樹脂為一強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂。

上述的偏光膜的制造方法，其中，該偏光膜前驅(qū)物為一聚乙烯醇薄膜。

本發(fā)明針對于現(xiàn)有技術(shù)其功效在于，本發(fā)明的偏光膜的制造方法，于偏光膜的交聯(lián)處理中，藉由使用離子交換樹脂取代酸性溶液的添加，以維持交聯(lián)處理反應(yīng)溶液的pH值于合適的范圍中。藉此，可避免外加的酸性溶液解離產(chǎn)生的特定離子(例如，金屬離子、非金屬離子)于反應(yīng)溶液中大量累積，進(jìn)而可能損害制成的偏光膜的質(zhì)量。

附圖說明

圖1顯示根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例中，偏光膜的工藝設(shè)備示意圖。

其中，附圖標(biāo)記：

10 偏光膜前驅(qū)物；

10’ 偏光膜；

12 膨潤槽；

14 染色槽；

16 交聯(lián)槽；

18 水洗槽；

20 干燥爐；

30 傳送滾輪。

具體實(shí)施方式

以下將配合所附圖式詳述本發(fā)明的實(shí)施例，應(yīng)注意的是，以下圖示并未按照比例繪制，事實(shí)上，可能任意的放大或縮小元件的尺寸以便清楚表現(xiàn)出本發(fā)明的特征，而在說明書及圖式中，同樣或類似的元件將以類似的符號(hào)表示。

以下公開許多不同的實(shí)施方法或是例子來實(shí)行本發(fā)明的不同特征，以下描述具體的元件及其排列的例子以闡述本發(fā)明。當(dāng)然這些僅是例子且不該以此限定本發(fā)明的范圍。此外，在不同實(shí)施例中可能使用重復(fù)的標(biāo)號(hào)或標(biāo)示，這些重復(fù)僅為了簡單清楚地?cái)⑹霰窘衣?，不代表所討論的不同?shí)施例及/或結(jié)構(gòu)之間有特定的關(guān)系。

再者，應(yīng)理解的是，在方法進(jìn)行之前、當(dāng)中或之后可能具有額外的操作步驟，且所述的一些操作步驟可能在另一些實(shí)施例的方法中被取代或刪除。

偏光膜的形成步驟中需與大量的化學(xué)溶液進(jìn)行反應(yīng)，且反應(yīng)溶液的pH值需控制在適當(dāng)?shù)姆秶小Ｒ话愣?，?huì)外加酸性溶液于反應(yīng)槽中，以維持反應(yīng)溶液的pH值。然而，外加的酸性溶液解離產(chǎn)生的離子(例如，金屬離子、非金屬離子)將會(huì)累積于反應(yīng)槽中，使得反應(yīng)溶液中特定的離子濃度持續(xù)增加，可能進(jìn)而影響制成的偏光膜的質(zhì)量。

為解決上述問題，本發(fā)明提供的偏光膜的制造方法，于偏光膜的交聯(lián)處理及延伸處理中，藉由使用離子交換樹脂取代酸性溶液的添加。因此可避免酸性溶液解離產(chǎn)生的特定離子(例如，金屬離子、非金屬離子)于反應(yīng)溶液中大量累積，進(jìn)而損害制成的偏光膜的質(zhì)量。

圖1顯示根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例中，偏光膜的工藝設(shè)備示意圖。如圖1所示，偏光膜前驅(qū)物10藉由傳送滾輪30依序通過：用以進(jìn)行膨潤處理的膨潤槽12、用以進(jìn)行染色處理的染色槽14以及用以進(jìn)行交聯(lián)處理的交聯(lián)槽16。接著，通過水洗槽18將偏光膜前驅(qū)物10表面附著的反應(yīng)溶液洗凈。之后，藉由干燥爐20予以干燥，即可獲得偏光膜10’。

應(yīng)注意的是，圖1顯示各設(shè)置一個(gè)膨潤槽、染色槽、交聯(lián)槽以及水洗槽的例子，但亦可依需要，在各個(gè)處理中設(shè)置多個(gè)反應(yīng)槽。以下將更詳細(xì)說明本案的偏光膜的制造方法。

偏光膜前驅(qū)物10可為聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)薄膜。聚乙烯醇可藉由皂化聚乙酸乙烯酯而形成。在一些實(shí)施例中，聚乙烯醇的皂化度可為85摩爾％、90摩爾％或是99至100摩爾％。再者，在一些實(shí)施例中，聚乙酸乙 烯酯可為乙酸乙烯酯的單聚物或乙酸乙烯酯及其它單體的共聚物等。上述其它單體可為不飽和羧酸類、烯烴類、不飽和磺酸類或乙烯基醚類等。

在另一些實(shí)施例中，聚乙烯醇可為經(jīng)改質(zhì)的聚乙烯醇，例如，經(jīng)醛類改質(zhì)的聚乙烯醇縮甲醛(polyvinylformal)、聚乙烯醇縮乙酸或聚乙烯醇縮丁醛(Polyvinylbutyral)等。在一些實(shí)施例中，偏光膜前驅(qū)物10的厚度約可為20μm至100μm或30μm至80μm。

首先，偏光膜前驅(qū)物10傳送至膨潤槽12以進(jìn)行膨潤處理。膨潤處理可去除偏光膜前驅(qū)物10表面的異物以及其中的可塑劑，并且可使偏光膜前驅(qū)物10在后續(xù)步驟中較易被染色及塑化。膨潤處理的條件并未特別限定，只要可達(dá)成上述效果且不會(huì)造成偏光膜前驅(qū)物極端溶解或透明消失等即可。

膨潤槽12主要包含純水以與偏光膜前驅(qū)物10反應(yīng)。在一些實(shí)施例中，膨潤處理的溫度可為10℃至50℃或20℃至50℃，而膨潤處理的時(shí)間可為5秒至300秒或20秒至240秒。

再者，由于在膨潤處理步驟中，偏光膜前驅(qū)物10容易產(chǎn)生橫向膨潤而具有折皺。因此，在一些實(shí)施例中，可設(shè)置擴(kuò)展?jié)L輪(expander roll)、螺旋滾輪(spiral roll)、凸面滾輪(crown roll)、導(dǎo)布裝置(cloth guider)、彎曲棒(bend bar)或拉幅機(jī)布鋏(tenter clip)等擴(kuò)幅裝置于膨潤槽12的出入口，一邊去除偏光膜前驅(qū)物10的折皺且一邊搬送偏光膜前驅(qū)物10。在一些實(shí)施例中，可視需要于此步驟中對偏光膜前驅(qū)物10進(jìn)行延伸處理。

此外，為了穩(wěn)定偏光膜前驅(qū)物10于膨潤槽12中的傳送，在一些實(shí)施例中，可使用水中噴流或邊緣位置控制(edge position control)裝置以控制膨潤槽12中的水流。

接著，偏光膜前驅(qū)物10傳送至染色槽14以進(jìn)行染色處理。染色處理使用的染色劑可為二色性色素或其它水溶性二色素染料等。在一些實(shí)施例中，染色劑包含碘、碘化鉀。例如，在一些實(shí)施例中，染色劑可為包含0.003重量份至0.2重量份的碘及3重量份至30重量份的碘化鉀的水溶液。在一些實(shí)施例中，染色處理的溫度可為10℃至50℃或20℃至40℃，而染色處理的時(shí)間可為10秒至600秒或30秒至200秒。

再者，亦可添加其它化合物于染色槽14中使染色處理具有更佳的效果。在一些實(shí)施例中，可額外添加硼酸。

再者，與膨潤處理相似，在一些實(shí)施中，亦可設(shè)置擴(kuò)展?jié)L輪(expander roll)、螺旋滾輪(spiral roll)、凸面滾輪(crown roll)、導(dǎo)布裝置(cloth guider)或彎曲棒(bendbar)等于染色槽14的出入口。此外，進(jìn)行染色處理時(shí)，可同時(shí)對偏光膜前驅(qū)物10進(jìn)行延伸處理，例如，進(jìn)行單軸延伸處理。在一些實(shí)施例中，上述延伸處理可藉由使設(shè)置于染色槽14入口的傳送滾輪與設(shè)置于染色槽14出口的傳送滾輪產(chǎn)生周速差的方法加以進(jìn)行。

接著，偏光膜前驅(qū)物10傳送至交聯(lián)槽16以進(jìn)行交聯(lián)處理。交聯(lián)處理對偏光膜前驅(qū)物10進(jìn)行耐水化處理或是調(diào)整其色調(diào)。在一些實(shí)施例中，交聯(lián)槽16中的反應(yīng)溶液可包含硼酸、碘化鉀、碘化鋅或上述的組合。硼酸為交聯(lián)劑，碘化鉀及碘化鋅則用于光學(xué)調(diào)整，可藉由改變其濃度以調(diào)整偏光膜色相。

在一些實(shí)施例中，交聯(lián)處理的反應(yīng)溶液可為包含1重量份至10重量份的硼酸及1重量份至30重量份的碘化鉀的水溶液。在一些實(shí)施例中，交聯(lián)處理的溫度可為10℃至70℃或50℃至65℃，而交聯(lián)處理的時(shí)間可為1秒至600秒或20秒至300秒。

再者，進(jìn)行交聯(lián)處理時(shí)，亦可同時(shí)對偏光膜前驅(qū)物10進(jìn)行延伸處理。在一些實(shí)施例中，延伸處理可藉由使設(shè)置于交聯(lián)槽16入口的傳送滾輪與設(shè)置于交聯(lián)槽16出口的傳送滾輪產(chǎn)生周速差的方法加以進(jìn)行。

在一些實(shí)施例中，偏光膜前驅(qū)物10從膨潤處理步驟至交聯(lián)處理步驟所累積的延伸倍率約為4.5至8倍或5至7倍。

此外，在一些實(shí)施例中，交聯(lián)處理可在pH 2至pH 5或pH 2.5至pH 4.5下進(jìn)行。在現(xiàn)有技術(shù)中，除了交聯(lián)處理使用的硼酸外，通常會(huì)添加額外的酸性溶液于交聯(lián)槽16中，以維持交聯(lián)處理的反應(yīng)溶液的pH值在合適的范圍中。

相較之下，本發(fā)明使用離子交換樹脂，至少部份取代酸性溶液的添加。詳細(xì)而言，以離子交換樹脂與交聯(lián)處理的反應(yīng)溶液的陽離子進(jìn)行離子交換反應(yīng)，亦即，藉由離子交換樹脂將交聯(lián)處理的反應(yīng)溶液解離產(chǎn)生的陽離子置換為氫離子，以提供交聯(lián)槽16的酸性來源。

在一些實(shí)施例中，使用離子交換樹脂將交聯(lián)處理的反應(yīng)溶液中的碘化鉀產(chǎn)生的鉀離子置換為氫離子。在一些實(shí)施例中，使用離子交換樹脂將交聯(lián)處理的反應(yīng)溶液中的碘化鋅產(chǎn)生的鋅離子置換為氫離子。上述離子交換樹脂可為任意可進(jìn)行離子交換反應(yīng)的樹脂或管柱。在一實(shí)施例中，本發(fā)明的離子交換樹脂可 為一陽離子交換樹脂或一兩性離子交換樹脂。在一實(shí)施例中，本發(fā)明的陽離子交換樹脂可為一強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂。在一些實(shí)施例中，離子交換樹脂可為DUOLITE A-116 PLUS、DUOLITE A-113 PLUS、DUOLITE A-161、DUOLITE A-162(Sumitomo化學(xué)公司)、RC02LH(三菱化學(xué))、SK112LH(大洋化成)或上述的組合。

在一些實(shí)施例中，可以離子交換樹脂完全地取代酸性溶液的添加，即，除了交聯(lián)處理使用的硼酸以外，交聯(lián)槽16中的反應(yīng)溶液實(shí)質(zhì)上(substantially)不包含外加的酸性溶液，例如，硫酸、醋酸或葡萄糖酸。在另一些實(shí)施例中，可以離子交換樹脂部分地取代酸性溶液的添加，即，交聯(lián)槽16中的反應(yīng)溶液依然可包含少量外加的酸性溶液，例如，硫酸、醋酸或葡萄糖酸。

在一些實(shí)施例中，除了硼酸以外，交聯(lián)槽16的反應(yīng)溶液可完全不包含任何外加的酸性溶液。在其它實(shí)施例中，除了硼酸以外，交聯(lián)槽16的反應(yīng)溶液可包含0.1至10wt％、0.1至5wt％或0.1至3wt％的外加的酸性溶液。

接著，偏光膜前驅(qū)物10傳送至水洗槽18以進(jìn)行洗凈處理。洗凈處理可藉由浸泡于水中、以水噴流進(jìn)行噴霧或上述的組合予以進(jìn)行。在一些實(shí)施例中，洗凈處理的溫度可為2℃至45℃，而洗凈處理的時(shí)間可為2秒至120秒。

之后，偏光膜前驅(qū)物10傳送至干燥爐20，干燥偏光膜前驅(qū)物10以形成偏光膜10’。在一些實(shí)施例中，干燥處理的溫度可為35℃至105℃，而干燥處理的時(shí)間可為10秒至300秒。

綜上所述，本發(fā)明提供的偏光膜的制造方法，于偏光膜的交聯(lián)處理中，藉由使用離子交換樹脂取代酸性溶液的添加，以維持交聯(lián)處理反應(yīng)溶液的pH值于合適的范圍中。藉此，可避免外加的酸性溶液解離產(chǎn)生的特定離子(例如，金屬離子、非金屬離子)于反應(yīng)溶液中大量累積，進(jìn)而可能損害制成的偏光膜的質(zhì)量。

前述內(nèi)文概述了許多實(shí)施例的特征，使本技術(shù)領(lǐng)域中的相關(guān)技術(shù)人員可以更清楚地了解本發(fā)明的各個(gè)面向。本技術(shù)領(lǐng)域中的相關(guān)技術(shù)人員可以輕易地以本發(fā)明為基礎(chǔ)來設(shè)計(jì)或修飾其它工藝及結(jié)構(gòu)，并以此達(dá)到相同的目的及/或達(dá)到與本發(fā)明實(shí)施例相同的優(yōu)點(diǎn)。本技術(shù)領(lǐng)域中的相關(guān)技術(shù)人員也應(yīng)該了解這些均等的結(jié)構(gòu)并不會(huì)背離本發(fā)明的發(fā)明精神與范圍，而可以作各種改變、置換與修飾，但這些改變、置換與修飾均應(yīng)包含于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。