專利名稱：偏光板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種光學(xué)元件及其制造方法，且特別是有關(guān)于一種偏光板及其制造方 法。
背景技術(shù)：
戶外的大型平面顯示器常用來提供路人或駕駛?cè)嗽S多資訊。其中液晶顯示器的關(guān) 鍵零組件之一即為偏光板，約占液晶顯示器材料成本的6% -18%。偏光板結(jié)構(gòu)中的偏光 膜，其材料通常為拉伸(stretch)后的聚乙烯薄膜(polyvinyl alcohol ；PVA) 0由于聚乙 烯醇可溶解于水中且拉伸后的該薄膜易受熱及濕氣的影響而回縮。，因此需要在其兩側(cè)再 加上保護膜而組成偏光板的結(jié)構(gòu)，才能讓偏光板的結(jié)構(gòu)足以承受戶外日曬雨淋的氣候。目前常見的偏光板的保護膜的材料是由三醋酸纖維素(Triacetate cellulose ； TAC)或環(huán)烯烴聚合物(Cycloolefin polymer ；COP)所組成，兩者皆是相當昂貴的材料。例 如，若以三醋酸纖維素作為保護膜的材料，則其成本就占了偏光板材料的50%左右。而且， 保護膜與偏光膜之間還需要水膠(hydrogel)來協(xié)助兩者結(jié)合在一起。因此，為了增加保護 膜與水膠之間的粘著力，三醋酸纖維素薄膜需要強堿蝕刻處理，而環(huán)烯烴聚合物薄膜需要 電暈放電(corona)處理，使得制程繁復(fù)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明提供一種偏光板及其制造方法，以解決習知保護膜材料昂貴又制程 繁復(fù)的問題。依據(jù)一實施方式，本發(fā)明提供一種偏光板，其包含丙烯酸樹脂保護膜、第二保護膜 以及聚乙烯醇偏光膜。該丙烯酸樹脂保護膜的玻璃轉(zhuǎn)移溫度大于50°C ；該聚乙烯醇偏光膜 位于該丙烯酸樹脂保護膜與該第二保護膜之間。根據(jù)所述的偏光板，該第二保護膜的材料為丙烯酸樹脂、三醋酸纖維素、環(huán)烯烴聚 合物、聚甲基丙烯酸甲酯或聚乙烯對苯二甲酸酯。根據(jù)一具體實施方式

，本發(fā)明提供一種偏光板的制造方法，該制造方法包含制備 丙烯酸樹脂溶液，該丙烯酸樹脂溶液的固含量為20-50wt%，該丙烯酸樹脂溶液中的丙烯酸 樹脂的玻璃轉(zhuǎn)移溫度大于50°C ；在離型基材上形成丙烯酸樹脂保護膜；以及結(jié)合該丙烯酸 樹脂保護膜、偏光膜與第二保護膜，以形成偏光板，其中該偏光膜位于該丙烯酸樹脂保護膜 與該第二保護膜之間。根據(jù)所述的偏光板的制造方法，該偏光板的制造方法還包含加入架橋劑與酸催化 劑至該丙烯酸樹脂溶液中，讓該丙烯酸樹脂進行架橋反應(yīng)，以增加該丙烯酸樹脂的玻璃轉(zhuǎn) 移溫度。根據(jù)所述的偏光板的制造方法，形成丙烯酸樹脂保護膜的方法為涂布法、擠出成 形法、溶液鑄造法或網(wǎng)印法。根據(jù)所述的偏光板的制造方法，結(jié)合丙烯酸樹脂保護膜與偏光膜的方法為熱壓法。根據(jù)所述的偏光板的制造方法，該偏光板的制造方法還包括讓該偏光板在 20-60 V下靜置，以增加該丙烯酸樹脂保護膜的玻璃轉(zhuǎn)移溫度。根據(jù)所述的偏光板的制造方法，該偏光膜包括拉伸后的聚乙烯醇薄膜。根據(jù)所述的偏光板的制造方法，該第二保護膜的材料為丙烯酸樹脂、三醋酸纖維 素、環(huán)烯烴聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯或聚乙烯對苯二甲酸酯。根據(jù)一具體實施方式

，本發(fā)明提供一種偏光板的制造方法，該制造方法包含以熱 壓法結(jié)合丙烯酸樹脂保護膜與聚乙烯醇偏光膜，其中該丙烯酸樹脂保護膜的玻璃轉(zhuǎn)移溫度 大于500C ο根據(jù)所述的偏光板的制造方法，該丙烯酸樹脂保護膜所用的丙烯酸單體之一為甲 基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、丙烯酸、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸正丁酯或上述丙烯酸 單體的任意組合。根據(jù)一具體實施方式

，本發(fā)明提供一種偏光板，其利用上述的偏光板的制造方法 所制造而成。依據(jù)上述，由于在此使用便宜的丙烯酸樹脂來取代習知昂貴的保護膜材料(亦即 三醋酸纖維素及/或環(huán)烯烴聚合物)。并利用丙烯酸樹脂的熱熔粘合特性，只需要熱壓就可 以結(jié)合丙烯酸樹脂保護膜與聚乙烯醇偏光膜，可以省略在兩者間涂布水膠的步驟。因此應(yīng) 用上述的實施方式可大幅節(jié)省偏光板的制造成本，并可簡化偏光板的制程。于本發(fā)明的優(yōu)點與精神可以由以下的


及具體實施方式

詳述得到進一步 的了解。

圖1繪示依據(jù)本發(fā)明一實施方式的偏光板的制造流程圖。
具體實施例方式依據(jù)上述，提供一種偏光板及其制造方法。在下面的敘述中，將會介紹上述偏光板 的例示結(jié)構(gòu)與其例示的制造方法。為了容易了解所述實施例之故，下面將會提供不少技術(shù) 細節(jié)。當然，并不是所有的實施例皆需要這些技術(shù)細節(jié)。同時，一些廣為人知的結(jié)構(gòu)或元件， 僅會以示意的方式在圖式中繪出，以適當?shù)睾喕瘓D式內(nèi)容。偏光板的制造方法圖1繪示依據(jù)本發(fā)明一實施方式的偏光板的制造流程圖。在圖1的步驟110中， 先制備丙烯酸樹脂的溶液。為了后續(xù)在步驟130中容易形成丙烯酸樹脂保護膜，丙烯酸樹 脂溶液的固含量可為20-50wt%。上述丙烯酸樹脂的分子量為20-200萬，例如可為30-80 萬或40-60萬，以利達成以高固含量丙烯樹脂溶液進行涂布的目的。而丙烯酸樹脂溶液所 使用的溶劑為有機溶劑，以能完全溶解丙烯酸樹脂。上述的有機溶劑例如可為酯類、酮類或 醇類溶劑，常見的有機溶劑有乙酸乙酯(ethyl acetate)、丁酸乙酯(butyl acetate)、甲基 乙基酮(methyl ethylketone)或異丙酉享(isopropanol)。為了適應(yīng)戶外的日曬高溫環(huán)境，因此上述丙烯酸樹脂的玻璃轉(zhuǎn)移溫度(Tg)可為 50-100°C。所以需選擇可讓丙烯酸樹脂具有較高玻璃轉(zhuǎn)移溫度的丙烯酸單體(下面簡稱「高溫單體」)。這些高溫單體例如有甲基丙烯酸甲酯(methylmethacrylate ;MMA)、丙烯 酸甲酉旨(methyl aery late ;MA)、甲基丙煉酸(methacrylicacid ;MAA)、丙煉酸(acrylic acid ；AA)、甲基丙烯酸羥乙酯Q-hydroxyethylmethacrylate ；2-HEMA)或/及甲基丙烯酸 正丁酉旨(η-butyl methacrylate ；BMA)。除了上述高溫單體外，另外還可依所需的薄膜特性來挑選其他適合的丙烯酸單 體(下面簡稱「其他單體」)來與上述高溫單體來搭配。常見的其他單體例如有(甲基) 丙烯酸苯甲酯(benzyl (meth)acrylate),(甲基)丙烯酸丁酯(butyl (meth)acrylate), (甲基)丙烯酸環(huán)己酯(cyclohexylOnettOacrylate)、(甲基)丙烯酸N，N-二甲氨基 乙酉旨(N，N-dimethylamino ethyl (meth)acrylate)、(甲基)丙煉酸乙酉旨(ethyl (meth) acrylate),(甲基)丙烯酸縮水甘油酯(glycidyl (mettOacrylate)、丙烯酸2_羥基乙 酯(2-hydroxyethyl acrylate ；2-HEMA),(甲基)丙烯酸異冰片酯(isobornyl (meth) acrylate)、丙烯酸甲酯(methyl acrylate)或/及(甲基)丙烯酸苯酯(phenyl (meth) acrylate)。上述含有高溫單體與其他單體的丙烯酸樹脂的玻璃轉(zhuǎn)移溫度可利用Fox方程式 來計算。Fox方程式如下面式(1)所示Ι/Tg = Σ WiAgi (1)式(1)中的Tg為含有至少兩種單體的丙烯酸樹脂的玻璃轉(zhuǎn)移溫度，Tgi為只含某 一種單體的丙烯酸樹脂的玻璃轉(zhuǎn)移溫度，Wi則為某一種單體的重量比例。因此，可依據(jù)Fox 方程式來選擇適當?shù)膯误w，來調(diào)控丙烯酸樹脂的玻璃轉(zhuǎn)移溫度，以適應(yīng)戶外的日曬高溫環(huán)
^Ml O接下來，若想進一步增加后續(xù)所得丙烯酸樹脂保護膜的玻璃轉(zhuǎn)移溫度，可選擇 性地進行步驟120，讓丙烯酸樹脂進行架橋反應(yīng)。因此，可加入一些架橋劑以及架橋反 應(yīng)的催化劑至丙烯酸樹脂溶液中，讓丙烯酸樹脂進行架橋反應(yīng)。舉例來說，若使用具 有羥基(-0Η)的丙烯酸單體(例如前述的丙烯酸2-羥基乙酯)，則可以加入異氰酸酯 (isocyanate ；-NC0)類的架橋劑，并加入酸來作為架橋反應(yīng)的催化劑。常見的異氰酸酯類架橋劑例如有甲苯二異氰酸酯(toluene diisocyanate ；TDI)、 二甲基苯二異氰酸酯(xylylene diisocyanate ;XDI)、己二異氰酸酯(hexamethylene diisocyanate ；HDI)、二異氰酸酉旨二苯甲燒(methylene diphenyldiisocyanate ；MDI)、二 異氰酸異佛爾酮(isophorone diisocyanate ；IPDI).此外，還可讓前述異氰酸酯類架橋 劑與某些化合物形成加成物(adduct)來使用之，或是使用某些封閉劑(blocked agent) 來封閉異氰酸酯類架橋劑。上述的加成物例如可與三羥甲基丙烷(trimethylolpropane ； TMP)形成加成物(下面簡稱TMP加成物)，或是讓三個異氰酸酯類架橋劑形成異 三聚氰酸(isocyanurate)的環(huán)狀三聚物。上述常見的封閉劑例如有甲基乙基酮肟 (methylethylketoxime ；ΜΕΚ0)、丙酸二 乙酉旨(diethyl malonate ；DEM)、3，5-二甲基吡唑 (3, 5-dimethylpyrazole ；DMP)或己內(nèi)酉先月安(caprolactam)。而前述的酸催化劑，例如可為具有配位基(Iigand)的Al3+、Zr4\ Zn2\ Bi3+的復(fù) 合離子(complex ion)，而常見的配位基例如有乙酰丙酮(acetylacetonate)、乙基已酸酯 Q-ethylhexanoate)、異丙基氧化物(isopropoxide)及 / 或硬脂酸(stearate)等。再來，在步驟130中，讓上述的丙烯酸樹脂溶液在離型基材上形成丙烯酸樹脂保護膜。上述的離型基材例如可為聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylenetei^phthalate ；PET) 離型膜，或其他可用的離型基材。常見的薄膜的形成方法例如有涂布法(coating)、擠出成 形法(extrusion)、溶液鑄造法(casting)及網(wǎng)印法(screenprinting)。而前述的涂布法 可利用各種可行工具來進行涂布，例如可以使用狹縫模具涂布法(slot die coating)、旋 轉(zhuǎn)涂布法(spin coating)、滾筒式涂布法(roll coating)及含浸法(dip coating)。由于 上述列舉的方法皆為目前的習知技術(shù)，因此不再贅述其技術(shù)細節(jié)。下一步，在步驟140中，利用熱壓法(thermocompressing)將步驟130的保護膜成 品與偏光膜結(jié)合在一起。上述的偏光膜的材料為拉伸后的聚乙烯醇。而熱壓法的溫度為丙 烯酸樹脂保護膜的玻璃轉(zhuǎn)移溫度再加上至少10°c即可，例如可為丙烯酸樹脂保護膜的玻璃 轉(zhuǎn)移溫度再加上10-30°C。最后，在步驟150中，若希望能再增加作為保護膜的丙烯酸樹脂保護膜的玻璃轉(zhuǎn) 移溫度，可再選擇性地進行熟成步驟，以熟化丙烯酸樹脂保護膜。但是若上述熟成的溫度太 低，則熟成步驟會需要太久的時間。若熟成的溫度太高，則作為偏光膜的聚乙烯醇會因長期 受熱而開始收縮。因此，此熟成步驟為讓偏光板在20-60°C下靜置一段時間，直至在最少3 天以上的期間內(nèi)，所測得的丙烯酸樹脂保護膜的每天玻璃轉(zhuǎn)移溫度變化小于3°C為止。依據(jù) 本發(fā)明一實施例，上述的熟成溫度例如可為30-40°C或30-50°C。至于前述步驟130中所使用的離型基材，可等到需要使用成品偏光板時，再將其 取下即可。實驗例以丙烯酸樹脂來制造偏光板中的保護膜下面將以實驗例一及實驗例二的丙烯酸樹脂來制造偏光板中的保護膜，并測試所 得偏光板的光學(xué)性質(zhì)與耐候性。在實驗例一及實驗例二中，二者皆有經(jīng)過熟成的步驟，而以 丙烯酸樹脂保護膜制造保護膜過程中的相關(guān)變數(shù)皆列在表一中。相關(guān)變數(shù)例如有丙烯酸樹 脂所用的丙烯酸單體、丙烯酸樹脂溶液的相關(guān)性質(zhì)與所用的架橋劑及酸催化劑，以及計算 及添加架橋劑前后實測所得玻璃轉(zhuǎn)移溫度。從表一的結(jié)果可知，在添加架橋劑之前，測得的丙烯酸樹脂的玻璃轉(zhuǎn)移溫度與利 用Fox方程式計算所得的玻璃轉(zhuǎn)移溫度相差不大。而且，進行架橋反應(yīng)，可以大幅增加丙烯 酸樹脂的玻璃轉(zhuǎn)移溫度。表一丙烯酸樹脂的單體組成與玻璃轉(zhuǎn)移溫度
權(quán)利要求
1.一種偏光板，其特征在于包含丙烯酸樹脂保護膜，該丙烯酸樹脂保護膜的玻璃轉(zhuǎn)移溫度大于50°c ；第二保護膜；以及聚乙烯醇偏光膜，位于該丙烯酸樹脂保護膜與該第二保護膜之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏光板，其特征在于該第二保護膜的材料為丙烯酸樹脂、三 醋酸纖維素、環(huán)烯烴聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯或聚乙烯對苯二甲酸酯。
3.一種偏光板的制造方法，其特征在于該制造方法包含制備丙烯酸樹脂溶液，該丙烯酸樹脂溶液的固含量為20-50wt %，該丙烯酸樹脂溶液中 的丙烯酸樹脂的玻璃轉(zhuǎn)移溫度大于50°C ；在離型基材上形成丙烯酸樹脂保護膜；以及結(jié)合該丙烯酸樹脂保護膜、偏光膜與第二保護膜，以形成偏光板，其中該偏光膜位于該 丙烯酸樹脂保護膜與該第二保護膜之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的偏光板的制造方法，其特征在于該偏光板的制造方法還包 含加入架橋劑與酸催化劑至該丙烯酸樹脂溶液中，讓該丙烯酸樹脂進行架橋反應(yīng)，以增加 該丙烯酸樹脂的玻璃轉(zhuǎn)移溫度。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的偏光板的制造方法，其特征在于形成丙烯酸樹脂保護膜的 方法為涂布法、擠出成形法、溶液鑄造法或網(wǎng)印法。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的偏光板的制造方法，其特征在于結(jié)合丙烯酸樹脂保護膜與 偏光膜的方法為熱壓法。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的偏光板的制造方法，其特征在于該偏光板的制造方法還包 括讓該偏光板在20-60°C下靜置，以增加該丙烯酸樹脂保護膜的玻璃轉(zhuǎn)移溫度。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的偏光板的制造方法，其特征在于該偏光膜包括拉伸后的聚 乙烯醇薄膜。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的偏光板的制造方法，其特征在于該第二保護膜的材料為丙 烯酸樹脂、三醋酸纖維素、環(huán)烯烴聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯或聚乙烯對苯二甲酸酯。
10.一種偏光板的制造方法，其特征在于，該制造方法包含以熱壓法結(jié)合丙烯酸樹脂保護膜與聚乙烯醇偏光膜，其中該丙烯酸樹脂保護膜的玻璃 轉(zhuǎn)移溫度大于50°C。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的偏光板的制造方法，其特征在于該丙烯酸樹脂保護膜所 用的丙烯酸單體之一為甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、丙烯酸、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙 烯酸正丁酯或上述丙烯酸單體的任意組合。
12.一種偏光板，其利用權(quán)利要求3-11中任一項權(quán)利要求所述的偏光板的制造方法所 制造而成。
全文摘要
本發(fā)明關(guān)于一種偏光板及其制造方法，該偏光板使用丙烯酸樹脂作為聚乙烯醇偏光膜的保護膜，組合出偏光板。其中，丙烯酸樹脂的玻璃轉(zhuǎn)移溫度高于50℃。本發(fā)明由于使用便宜的丙烯酸樹脂來取代習知昂貴的保護膜材料(亦即三醋酸纖維素及/或環(huán)烯烴聚合物)。并利用丙烯酸樹脂的熱熔粘合特性，只需要熱壓就可以結(jié)合丙烯酸樹脂保護膜與聚乙烯醇偏光膜，可以省略在兩者間涂布水膠的步驟。因此應(yīng)用上述的實施方式可大幅節(jié)省偏光板的制造成本，并可簡化偏光板的制程。
文檔編號B32B27/08GK102096142SQ201110036
公開日2011年6月15日 申請日期2011年2月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月12日
發(fā)明者張書怡, 李崇漢, 蔡政欣 申請人:明基材料有限公司, 明基材料股份有限公司