偏光板(Polarizer)為液晶顯示器的零件之一，其為一種只允許某方向的光線才能透過的光板。於製作液晶板過程中，都有前後兩片偏振光片緊貼在液晶玻璃，組成總厚度1 mm左右的液晶片，且成交錯方向置入，主要用途在有電場與無電場時使光源產生位相差而呈現明暗的狀態，用以顯示字幕或圖案。TFT面板用偏光片的主要組成膜層包括：三醋酸纖維(TAC)、聚乙烯醇(PVA)、感壓膠(PSA)、離型膜與保護膜。圖二為偏光板的結構。
偏光板產業現況
全球主要偏光片供應商集中於日本、韓國及台灣地區。日本主要是日東電工、住友化學、三立化工；韓國為LG化學、三星SDI；台灣地區的力特光電、奇美材料等廠商也有涉足。表一是台灣顯示器關鍵零組件的產值，每年偏光板產值在逐年下滑當中。起因於偏光片的原材料是一個高度壟斷的行業，PVA和TAC膜由日本富士、Konica、可樂麗所壟斷，日幣升值嚴重制約了下游偏光膜產業的盈利能力；再加上中國偏光片產業持續升溫，未來幾年的產能將持續高速增長，稀釋台灣廠商的獲利。因此，如何在製程中減少廢料並將其資源化是刻不容緩的議題。
廢偏光膜資源及循環概況
TFT面板用偏光片的主要組成膜層包括：TAC膜（支持層）、PVA膜（偏光層）、AG膜（防眩層）、LR/AR（低反射/不反射層）、PSA（黏著層）、保護層、WVDLC光學補償膜。在生產偏光片所需的各膜層中，TAC膜和PVA膜是最主要的膜層，分別占到偏光片原材料成本的54%和17%。目前在偏光板廢棄物處理上，以掩埋及焚化為主（圖四）。偏光板因功能性問題需添加碘來達到其使用目的，焚化會面臨燃燒產生有毒的碘化物煙氣及酸性物質的空氣汙染問題，無法直接進行焚化處理，因此對於偏光板半成品與廢料的去碘化處理為目前必要的技術。碘化物如KI或KIO3等為產業重要物資，可廣泛應用於光電、生物醫療與民生工業等，屬於重要原物料。透過碘去除後的回收純化精製可取得相當的原物料，並應用於偏光板製造，降低原物料成本。
圖四、偏光板回收現況及資源化的方向
含碘PVA回收及資源化流程
工研院材化所針對製程中所產生的廢料，研發一系列的偏光板碘去除回收處理技術，可分為水性偏光板碘、油性偏光板碘去除及碘化鉀回收純化技術，以減少製程廢料並能再回收成為資源，降低成本同時達到環保的目的。圖五為廢料回收導入技術。
圖五、工研院材化所偏光膜廢料回收製程導入技術
由於偏光膜製程中的廢料及裁切後邊料中的PVA膜，上下已貼合TAC膜與PET膜，碘萃取液無法輕易與PVA膜接觸反應，因此必須先處理不同膜層間之黏膠；將偏光板粉碎之後，以溶劑去除黏膠，萃取其中的碘質，並以硝酸銀溶液確認是否有碘離子生成；再經由過濾乾燥，可得到PET、TAC與PVA之混合塑膠料或是TAC與PVA混合塑膠料；被去除的離型膜層可進行再生造粒技術，以符合再生製膜需求，透過混碎、清洗、乾燥、溶解、造粒等流程，建立最適化之加工操作溫度與參數，完成粒徑分布在3~5 mm之間。回收再生流程如…...以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。
作者：林慈婷、關旻宗、王思淋、周文賢／工研院材化所
★本文節錄自「工業材料雜誌」371期，更多資料請見下方附檔。