专利名称：偏光膜的制造方法
技术领域：
本发明涉及用在液晶显示装置的偏光膜及其制造方法，特别是涉及具有高偏光度与高透过率的偏光膜及其制造方法，以及使用该偏光膜而构成的偏光板、光学构件。
背景技术：
液晶显示装置已广泛地作为桌上型电子计算器、电子钟、个人计算机、文书处理器、电视、汽车或机械的显示装置；而偏光板及偏光膜是液晶显示装置的重要构件之一。
公知的偏光板构造是由两面吸附有碘或二色性染料而经配向的聚乙烯醇(PVA)系膜(偏光膜)及积层三乙酰纤维素的保护膜而构成；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质(碘系或染料系等)，使碘离子或染料扩散渗透至聚乙烯醇的内层中，并轻微加热后进行延伸。然而，将聚乙烯醇系膜实施上述湿式延伸的情形，由于水份会与PVA分子的醇基产生氢键进而切断PVA分子间的氢键，故缺乏加工的稳定性，容易产生延伸的不均匀。
针对上述技术的缺陷，日本特开平8-240715号公报揭示了一种高偏光度、高透过率膜的制造方法，将聚乙烯醇系膜实施干式单轴延伸后，使其吸附碘等并进行配向，再用70-85℃的硼酸水溶液进行浸渍处理；另外，日本特开平10-288709号公报亦提出一种改良的方法，将聚乙烯醇系膜实施干式单轴延伸经染色，再于硼化合物中延伸成1.5倍以上；日本特开平11-49878号公报所揭示的内容为将聚乙烯醇系膜进行干式单轴延伸经染色，再边浸渍在硼酸水溶液中边延伸成1.1-1.8倍；又，日本特开平14-182035号公报也揭示将聚乙烯醇系膜进行干式单轴延伸后，在含碘水溶液或含二色性染料水溶液中使其松弛，再将该松弛膜在含PVA交联剂的水溶液中进行延伸。
在上述公知技术内容中，特开平8-240715号公报所揭示的方法并不易获得高偏光度膜；特开平10-288709号公报及特开平11-49878号公报所记载的方法，当欲提高偏光特性而在含硼化合物的处理浴中加大延伸倍率时，可能出现膜容易断裂的问题；特开平14-182035号公报所记载的方法，虽可获得较高偏光度及透过率的偏光膜，但聚乙烯醇系膜的可塑剂并未被完全清洗，将影响最佳光学特性的提升。
因此随着产业发展，具有高偏光度、高透过率的偏光膜，显然深为本领域人士所期待。
发明内容
本发明的目的在于提供制造偏光膜的方法。
本发明的另一目的在于提供具有高偏光度与高透过率的偏光膜。
本发明的另一目的是使用该偏光膜所成偏光板、光学构件的方法。
本发明提供的偏光膜，利用聚乙烯醇系膜，将其经干式单轴多段延伸后，在含碘水溶液染色交联槽中交联染色，再将该膜在含聚乙烯醇交联剂的延伸槽中进行延伸，从而获得光透过率至少43％，偏光度至少98％的偏光膜。
本发明揭示一种制造该高光透过率与偏光度的偏光膜的方法，其步骤包括利用聚乙烯醇系膜进行干式单轴多段延伸；使经延伸后的膜在水洗槽中清洗可塑剂以及释放应力；在含碘水溶液进行交联染色并在含聚乙烯醇交联剂水溶液的染色交联槽中进行后段延伸。
其中，当聚乙烯醇系膜进行干式单轴多段延伸后，首先在水洗槽中膨润并且清洗可塑剂，此时膜会释放干式延伸所产生的应力，膜宽幅缩小，高分子链间距离相对缩小，然后在含碘与聚乙烯醇交联剂的染色交联槽中交联染色，再将该膜在含聚乙烯醇交联剂的延伸槽中实施延伸，即可获得高偏光度、高透过率的偏光膜。
前述聚乙烯醇交联剂，选自硼酸、硼砂、乙二醛及戊二醛所构成群中的之至少一种化合物。
根据本发明的偏光膜所制成的偏光板，由依本发明方法所制造的偏光膜的至少一侧，贴合保护膜而构成。
依据本发明的偏光膜所制成的光学构件，在依本发明方法所制造的偏光膜上，积层反射板或半透过反射板而构成。光学构件可在依本发明方法所制造的偏光膜上，积层相位差板或入板而构成。光学构件可在依本发明方法所制造的偏光膜上，积层光学补偿膜而构成。光学构件可在依本发明方法所制造的偏光膜上，积层亮度提升膜而构成。光学构件可用于液晶显示装置，在液晶单元的至少一侧，设置依本发明方法所制造的偏光膜。
图1本发明的制造偏光膜方法的流程图。
具体实施例方式
如图1所示，本发明所揭示的制造高光透过率与偏光度的偏光膜的方法，其步骤包括步骤01，将聚合度2,400以上的聚乙烯醇(PVA)膜卷出；步骤02，对上述卷出的聚乙烯醇(PVA)膜进行干式单轴多段延伸；步骤03，使经延伸后的膜在水洗槽中洗出可塑剂以及释放应力；步骤04，在含碘水溶液的染色交联槽进行交联染色；步骤05，在含PVA交联剂的延伸槽中进行湿式延伸；步骤06，将上述湿式延伸后的聚乙烯醇(PVA)膜放置在烘箱中干燥；最后，步骤07，将制好的聚乙烯醇(PVA)膜收卷备用。
该方法，采用聚乙烯醇系膜，较佳为使用厚5-150μm的聚乙烯醇系膜，进行干式单轴多段延伸，温度在25-130℃的范围，干式延伸倍率为1.5倍以上，更佳为2-3倍，然后再进行湿式染色延伸，湿式延伸倍率为1.5倍以上，更佳为2-3倍，湿式延伸倍率与干式延伸倍率比值为0.5-1.5，更佳为0.9-1.1倍，总延伸倍率为6.5倍以下，更佳为4.0-6.5倍。
该方法较佳为，采用含碘的水溶液，其相对于水100重量份，含有碘0.05-10重量份、PVA交联剂0.05-2.5重量份，而实施温度控制在10-80℃的范围。
该方法较佳为，采用含PVA交联剂的延伸槽，其相对于水100重量份，含有PVA交联剂0.1-3.5重量份，且温度在25-130℃的范围。PVA交联剂较佳为硼化合物。
实施例以下，用实施例及比较例来具体说明本发明的技术内容及特点。然而本发明并非因此而限定于下述实施例。
(实施例1)将聚合度2,400、膜厚75μm的聚乙烯醇(PVA)膜(可乐丽制，商品名VF-PS)在120℃的加热烘箱内进行单轴三段延伸成3倍。之后，在30℃的水洗槽中进行膨润处理3分钟，然后在33℃的染色交联浴(浓度0.05重量％)交联染色，再将该膜在含PVA交联剂的延伸槽中进行湿式延伸3倍处理，并浸渍5分钟。接着在60℃干燥5分钟而制得偏光膜。
(实施例2)将聚合度2,400、膜厚75μm的聚乙烯醇(PVA)膜(可乐丽制，商品名VF-PS)于120℃的加热烘箱内进行单轴一段延伸成3倍。之后，在30℃的水洗槽中进行膨润处理3分钟，然后在33℃的染色交联浴(浓度0.05重量％)交联染色，再将该膜于含PVA交联剂的延伸槽中进行湿式延伸3倍处理，并浸渍5分钟。接着在60℃干燥5分钟而制得偏光膜。
(实施例3)将聚合度2,400、膜厚75μm的聚乙烯醇(PVA)膜(可乐丽制，商品名VF-PS)于120℃的加热烘箱内进行单轴二段延伸成3倍。之后，在30℃的水洗槽中进行膨润处理3分钟，然后在33℃的染色交联浴(浓度0.05重量％)交联染色，再将该膜于含PVA交联剂的延伸槽中进行湿式延伸3倍处理，并浸渍5分钟。接着在60℃干燥5分钟而制得偏光膜。
(实施例4)将聚合度2,400、膜厚75μm的聚乙烯醇(PVA)膜(可乐丽制，商品名VF-PS)于120℃的加热烘箱内进行单轴三段延伸成3倍。之后，在30℃的水洗槽中进行膨润处理3分钟，然后在33℃的染色交联浴(浓度0.05重量％)交联染色，再将该膜于含PVA交联剂的延伸槽中进行湿式延伸3.3倍处理，并浸渍5分钟。接着在60℃干燥5分钟而制得偏光膜。
(实施例5)将聚合度2,400、膜厚75μm的聚乙烯醇(PVA)膜(可乐丽制，商品名VF-PS)于120℃的加热烘箱内进行单轴三段延伸成3倍。之后，在30℃的水洗槽中进行膨润处理3分钟，然后在33℃的染色交联浴(浓度0.05重量％)交联染色，再将该膜于含PVA交联剂的延伸槽中进行湿式延伸2.7倍处理，并浸渍5分钟。接着在60℃干燥5分钟而制得偏光膜。
(比较例1)将聚合度2,400、膜厚75μm的聚乙烯醇(PVA)膜(可乐丽制，商品名VF-PS)于120℃的加热烘箱内进行单轴三段延伸成3倍。之后，然后在33℃的染色交联浴(浓度0.05重量％)交联染色，再将该膜于含PVA交联剂的延伸槽中进行湿式延伸3倍处理，并浸渍5分钟。接着在60℃干燥5分钟而制得偏光膜。
(比较例2)将聚合度2,400、膜厚75μm的聚乙烯醇(PVA)膜(可乐丽制，商品名VF-PS)于120℃的加热烘箱内进行单轴三段延伸成3倍。之后，在30℃的水洗槽中进行膨润处理3分钟，然后在33℃的碘浴(浓度0.05重量％)染色，再将该膜于含PVA交联剂的延伸槽中进行湿式延伸3倍处理，并浸渍5分钟。接着在60℃干燥5分钟而制得偏光膜。
(比较例3)将聚合度2,400、膜厚75μm的聚乙烯醇(PVA)膜(可乐丽制，商品名VF-PS)，在30℃的水洗槽中进行膨润处理3分钟，然后在33℃的染色交联浴(浓度0.05重量％)交联染色，再将该膜于含PVA交联剂的延伸槽中进行湿式延伸5倍处理，并浸渍5分钟。接着在60℃干燥5分钟而制得偏光膜。
(评价试验)对实施例及比较例所制作出的偏光膜，用以下方法来评价其光学特性。其结果显示于表1。
(透过率)用分光光度计(HITACHI所制，U-4100)进行测定，依据J1528701的2度视野(C光源)进行视感度修正后的Y值。
(偏光度)用上述分光光度计测定出将2片相同的偏光板以偏光轴平行的方式重叠时的透过率(平行透过率Ho)、以偏光轴正交的方式重叠时的透过率(正交透过率H90)。又，平行透过率(Ho)和正交透过率(H90)，依据J1528701的2度视野(C光源)进行视感度修正后的偏光度Y值(％)。
实施结果从表1可明显看出，聚乙烯醇系膜实施干式单轴多段延伸后，于水洗槽中膨润并且洗出可塑剂，此时膜会释放干式延伸所产生的应力，膜宽幅缩小，高分子链间距离相对缩小，然后于含碘与PVA交联剂的染色交联槽中交联染色，再将该膜于含PVA交联剂的延伸槽中进行延伸，即可获得高偏光度、高透过率的偏光膜。
表1根据本发明的方法所制成的偏光膜实施例与对照例性质比较
权利要求
1.一种偏光膜的制造方法，其特征在于至少包括如下步骤利用聚乙烯醇系膜进行干式单轴多段延伸；使经上述延伸后的膜在水中清洗可塑剂并释放应力；在含碘水溶液中进行交联染色并在含聚乙烯醇交联剂的水溶液中进行后段延伸。
2.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述后段延伸为湿式延伸。
3.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述聚乙烯醇膜的聚合度为2,400以上。
4.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述聚乙烯醇膜的厚度为5-150μm。
5.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述干式单轴多段延伸的温度范围为25-130℃，延伸倍率为1.5倍以上，较佳为2-3倍。
6.如权利要求2所述的制造方法，其特征在于，所述湿式染色延伸的延伸倍率为1.5倍以上，较佳为2-3倍。
7.如权利要求2所述的制造方法，其特征在于，所述湿式延伸倍率与所述干式延伸倍率比值为0.5-1.5，较佳为0.9-1.1倍。
8.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，延伸的总倍率为6.5倍以下，较佳为4.0-6.5倍。
9.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述聚乙烯醇交联剂选自硼酸、硼砂、乙二醛及戊二醛所构成群中的至少一种化合物。
10.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述含碘水溶液包括相对于水100重量份，含有碘0.05-10重量份、聚乙烯醇交联剂0.05-2.5重量份。
11.如权利要求10所述的制造方法，其特征在于，实施温度控制在10-80℃。
12.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，聚乙烯醇交联剂水溶液包括相对于水100重量份，含有聚乙烯醇交联剂0.1-3.5重量份，聚乙烯醇交联剂较佳为硼化合物。
13.如权利要求12所述的制造方法，其特征在于，实施温度控制在25-130℃。
全文摘要
本发明提供具有高偏光度与高透过率的偏光膜及其制造方法，以及使用该偏光膜而构成的偏光板、光学构件；所述偏光膜利用聚乙烯醇(PVA)系膜，将其经干式单轴多段延伸后，在水洗槽中进行膨润，并在含碘水溶液的染色交联槽中交联染色，再将该膜在含聚乙烯醇交联剂的延伸槽中进行后段延伸，而获得光透过率至少43％，偏光度至少98％的偏光膜。
文档编号G02B5/30GK1831571SQ200510053760
公开日2006年9月13日 申请日期2005年3月11日 优先权日2005年3月11日
发明者罗义兴, 陈俊雄, 刘德厚, 郑尧中, 张良宝, 赖大王, 王伯萍, 姚淑惠 申请人:力特光电科技股份有限公司