专利名称：薄膜及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种薄膜，特别是涉及一种薄型偏光膜及其制造方法。
背景技术：
近年来，由于液晶显示装置广泛应用于例如文书处理器、屏幕、手机或液晶电视等电子产品，使得相关组件如偏光膜的需求日益增加，特别是，家庭影音娱乐设备普及化之后，造就了大尺寸液晶电视的发展趋势，因此，确有必要加速开发薄型且大面积范围的偏光膜，以满足市场需求。
目前，聚乙烯醇偏光膜大致分成三大类，第一类为含碘的聚乙烯醇膜，第二类为含双色性染料(dichroic dye)的聚乙烯醇膜，而第三类则为经部分脱水的聚乙烯醇膜。
上述含碘的聚乙烯醇膜由于制程简单且具有较佳的光学特性，遂成为目前使用率最高的偏光膜。一般来说，偏光板由延伸的聚乙烯醇膜与至少一层例如为三醋酸纤维(triacetyl cellulose，TAC)的保护层所组成，其中延展、染色后的聚乙烯醇膜厚度约为20～35微米，延伸倍率(stretching ratio)约为5～6，最常见的为5.8倍。然而，这些较厚、宽度窄且延伸倍率低的偏光膜，大大降低了材料的可利用率，不符合成本考虑，甚至有拉伸前后偏光膜宽度比高达2～2.5的情形发生，完全无法满足大尺寸面板的需求。
现有技术披露了如何增加膜的光学特性或利用干式制程增加其均匀度的方法(美国专利第6,760,156与6,855,276号)，其延伸倍率可达5～7。然而，却少有针对如何增加偏光膜延伸倍率、宽度或缩减厚度的讨论，因此，确有必要发展出一种可同时达到缩减厚度、增加延伸倍率及宽度的方法，以提高材料利用率。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种薄膜的制造方法，包括将表面带有羟基的薄膜置于含二羧酸(dicarboxylic acid)的水槽中并拉伸之。
本发明另提供一种由上述方法所制得的薄膜。
为了使本发明的上述目的及特征能更加明显易懂，下文特例举优选实施例，并结合附图，作详细说明如下。
图1为本发明的二羧酸与现有技术的硼酸在聚乙烯醇膜表面的键结情形。
图2为本发明实施例4制作的偏光板，其热机械分析的结果。
图3～4为本发明偏光膜在延伸槽中的延伸路径。
具体实施例方式
本发明提供一种薄膜，其由下列方法制得将表面带有羟基的薄膜置于含二羧酸的水槽中并拉伸之。
所述表面带有羟基的薄膜可为聚乙烯醇膜。
本发明制作薄膜的步骤还包括对薄膜进行膨润及染色处理。染色时，可通过包含碘分子与碘离子的含碘溶液进行染色，其中碘分子的重量百分比大体介于0.01～0.1％之间，碘离子的重量百分比大体介于0.1～10％之间。
上述二羧酸可为碳原子数4～6的二羧酸，例如己二酸(adipic acid)，其在水槽(延伸槽)药液中的重量百分比大体介于1～10％之间，优选为2～5％之间。延伸槽中还包括添加例如锌离子的过渡金属离子、盐酸、硫酸或硼酸，其中过渡金属离子的重量百分比大体介于0.1～3％之间，硼酸的重量百分比大体介于1～3％之间。延伸槽的操作温度大体控制在摄氏40～60度之间。
本发明以二羧酸取代现有技术的硼酸作为与聚乙烯醇膜表面键结的分子(请参阅图1)，由于二羧酸具有亲水性的酸基末端，遂很容易与聚乙烯醇膜表面的羟基形成酯键键结，且其长碳链(4～6个碳)的骨架在空间上可旋转、弯曲，与现有技术中无法弯曲的硼酸相比，更可增加整体材料的坚韧度与延展性，使其在拉伸过程中不致轻易断裂，有助于产出更薄的偏光膜。此外，为了提高化学反应性、膜的拉伸性质及防止掉色，本发明亦在延伸槽中加入其它例如过渡金属离子、强酸或硼酸等的添加剂。
本发明通过改变例如操作温度、穿膜路径、槽内夹轮转速、二羧酸浓度或添加剂浓度等的延伸槽参数，而获得厚度薄、宽度广且延伸倍率高的偏光膜。
本发明在偏光膜完成制作后，还可包括贴合至少一层例如为三醋酸纤维(triacetyl cellulose，TAC)、聚酯(polyester，PET)或聚冰片烯(polynorbornene)的光学膜于该偏光膜上。
本发明另提供一种由上述方法所制得的薄膜，其可应用于各种液晶显示器，例如可应用在车辆GPS系统的屏幕显示中。
本发明经拉伸后的偏光膜，其延伸倍率(stretching ratio)大体介于6～9之间，厚度大体介于10～20微米之间，拉伸前后的厚度比大体介于4～8之间，以及拉伸前后的宽度比大体介于1.5～2之间。
以下通过几个实施例来更进一步说明本发明的特征及优点。
实施例实施例1将宽度650毫米、厚度75微米的聚乙烯醇膜置于水槽中进行膨润，接着，用含碘溶液对聚乙烯醇膜进行染色，之后，如图3所示，将聚乙烯醇膜30置于含3％己二酸、1％硼酸与0.15％锌离子的延伸槽10中进行拉伸，以制作完成延伸的聚乙烯醇偏光膜。此延伸槽10内的三对夹轮(nip roller)20的转速比分别为1∶1.5∶1.55，而偏光膜30在槽内的延伸路径如图所示。槽内拉伸温度为摄氏53度。最后，经拉伸、干燥后的偏光膜，其延伸倍率为7.24，厚度为12微米，宽度为380毫米。
实施例2将宽度650毫米、厚度75微米的聚乙烯醇膜置于水槽中进行膨润，接着，用含碘溶液对聚乙烯醇膜进行染色，之后，如图3所示，将聚乙烯醇膜30置于含3％己二酸、1％硼酸与0.15％锌离子的延伸槽10中进行拉伸，以制作完成延伸的聚乙烯醇偏光膜。此延伸槽10内的三对夹轮(nip roller)20的转速比分别为1∶1.45∶1.5，而偏光膜30在槽内的延伸路径如图所示。槽内拉伸温度为摄氏53度。最后，经拉伸、干燥后的偏光膜，其延伸倍率为6.77，厚度为17微米，宽度为342毫米。
实施例3将宽度650毫米、厚度75微米的聚乙烯醇膜置于水槽中进行膨润，接着，用含碘溶液对聚乙烯醇膜进行染色，之后，如图4所示，将聚乙烯醇膜60置于含3％己二酸、1％硼酸与0.15％锌离子的延伸槽40中进行拉伸，以制作完成延伸的聚乙烯醇偏光膜。此延伸槽40内的三对夹轮(nip roller)50的转速比分别为1∶1.5∶1.5，而偏光膜60在槽内的延伸路径如图所示。槽内拉伸温度为摄氏53度。最后，经拉伸、干燥后的偏光膜，其延伸倍率为7.00，厚度为11.5微米，宽度为418毫米。
实施例4将宽度650毫米、厚度75微米的聚乙烯醇膜置于水槽中进行膨润，接着，用含碘溶液对聚乙烯醇膜进行染色，之后，如图4所示，将聚乙烯醇膜60置于含3％己二酸、1％硼酸与0.15％锌离子的延伸槽40中进行拉伸，以制作完成延伸的聚乙烯醇偏光膜。此延伸槽40内的三对夹轮(nip roller)50的转速比分别为1∶1.45∶1.5，而偏光膜60在槽内的延伸路径如图所示。最后，经拉伸、干燥后的偏光膜，其延伸倍率为6.77，厚度为14.5微米，宽度为385毫米。
此偏光膜进一步与蚀刻后的两层TAC膜贴合并在摄氏70度下烘干后成为偏光板，然后，进行热机械分析(thermal mechanical analysis，测试条件为摄氏90度、30分钟)，结果发现，偏光板收缩量(contraction quantity)为47.93微米(请参阅图2)，远低于目前市面上同类产品的测量值(90～110微米)。
比较实施例将宽度650毫米、厚度75微米的聚乙烯醇膜置于水槽中进行膨润，接着，用含碘溶液对聚乙烯醇膜进行染色，之后，将聚乙烯醇膜置于含5％硼酸的延伸槽中进行拉伸，以制作完成延伸的聚乙烯醇偏光膜。此延伸槽内的三对夹轮(nip roller)的转速比分别为1∶1.4∶1.33，且槽内拉伸温度为摄氏53度。最后，经拉伸、干燥后的偏光膜，其延伸倍率为5.8，厚度为24微米，宽度为340毫米。
以下为实施例1～4与比较实施例制作的偏光膜在延伸倍率、厚度、宽度、拉伸前后的厚度比及拉伸前后的宽度比上的差异比较，如表一所示。
表一
由表一可看出，本发明的偏光膜有比现有技术高的延伸倍率，其厚度经拉伸后可控制在低于20微米以下，且宽度不会因长度拉伸而大幅度缩减，因此，根据本发明的制造方法可获得薄的且延伸面积大的偏光膜，大大提高了材料的利用率。
虽然本发明已以优选实施例披露如上，然其并非用以限定本发明的范围，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，应当可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围应以所附权利要求书所限定的范围为准。
权利要求
1.一种薄膜的制造方法，包括将表面带有羟基的薄膜置于含二羧酸的水槽中并拉伸之。
2.如权利要求1所述的薄膜的制造方法，还包括对所述薄膜进行膨润处理。
3.如权利要求1所述的薄膜的制造方法，还包括用含碘溶液对所述薄膜进行染色。
4.如权利要求3所述的薄膜的制造方法，其中所述含碘溶液为包含碘分子与碘离子的水溶液。
5.如权利要求4所述的薄膜的制造方法，其中所述碘分子的重量百分比大体介于0.01～0.1％之间。
6.如权利要求4所述的薄膜的制造方法，其中所述碘离子的重量百分比大体介于0.1～10％之间。
7.如权利要求1所述的薄膜的制造方法，其中所述二羧酸的碳原子数为4～6。
8.如权利要求1所述的薄膜的制造方法，其中所述二羧酸为己二酸。
9.如权利要求1所述的薄膜的制造方法，其中所述二羧酸的重量百分比大体介于1～10％之间。
10.如权利要求1所述的薄膜的制造方法，其中所述二羧酸的重量百分比大体介于2～5％之间。
11.如权利要求1所述的薄膜的制造方法，还包括在所述水槽中添加过渡金属离子、盐酸、硫酸或硼酸。
12.如权利要求11所述的薄膜的制造方法，其中所述过渡金属离子包括锌离子。
13.如权利要求11所述的薄膜的制造方法，其中所述过渡金属离子的重量百分比大体介于0.1～3％之间。
14.如权利要求11所述的薄膜的制造方法，其中所述硼酸的重量百分比大体介于1～3％之间。
15.如权利要求1所述的薄膜的制造方法，其中所述水槽的操作温度大体介于摄氏40～60度。
16.如权利要求1所述的薄膜的制造方法，还包括在所述薄膜上贴合至少一层保护膜。
17.如权利要求3所述的薄膜的制造方法，其中所述薄膜为聚乙烯醇偏光膜。
全文摘要
本发明提供一种薄膜，其由下列方法制得将表面带有羟基的薄膜置于含二羧酸的水槽中并拉伸之。
文档编号G02B5/30GK1971362SQ20051012674
公开日2007年5月30日 申请日期2005年11月21日 优先权日2005年11月21日
发明者蔡政欣, 傅从能, 林骏宏 申请人:达信科技股份有限公司