[發明專利]薄型高功能偏振膜及其制造方法

有效

• 申請號: 201080019915.7
• 申請日: 2010-03-03
• 公開（公告）號: CN102326105A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發明（設計）人: 后藤周作;宮武稔;森智博;吉田健太郎;喜多川丈治
• 申請（專利權）人: 日東電工株式會社
• 主分類號: G02B5/30
• 分類號: G02B5/30;G02F1/1335
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 張平元

技術領域

本發明涉及薄型高功能偏振膜及其制造方法，所述薄型高功能偏振膜是通過將涂布于樹脂基體材料上并經過干燥的聚乙烯醇類樹脂層與樹脂基體材料一體地進行染色及拉伸而成膜的。

背景技術

已知有通過對聚乙烯醇類樹脂(以下稱為“PVA類樹脂”)層進行染色，來制造吸附有二色性物質、且其中的二色性物質發生了取向的偏振膜、即所謂起偏器(以下稱為“偏振膜”)的方法。其中，如圖2的比較例所示，已知有下述方法：通過在樹脂基體材料上涂布聚乙烯醇類樹脂(以下稱為“PVA類樹脂”)的水溶液并進行干燥來形成包含薄的PVA類樹脂層的疊層體，并通常在烘箱等加熱裝置中使用拉伸機對該疊層體進行干式拉伸，然后再進行染色來制造吸附有二色性物質、且其中的二色性物質發生了取向的薄型偏振膜的方法；或者，首先通過進行染色使二色性物質吸附于包含薄的PVA類樹脂層的疊層體，然后通過在加熱裝置中使用拉伸機進行干式拉伸來制造其中的二色性物質發生了取向的薄型偏振膜的方法。

用于液晶顯示元件的貼合于液晶單元正反面的偏振膜通常通過下述方法得到：將60～80μm的PVA類樹脂的單層體架設于例如具有圓周速度不同的多組輥的輥搬運機上，通過進行染色使其吸附二色性物質，然后在常溫～60℃左右的水溶液等中進行濕式拉伸，從而得到二色性物質發生了取向的20～30μm厚的偏振膜。這是厚型偏振膜。目前得到實用化的是可用于大型電視機的具有單體透射率42％以上且偏振度99.95％以上的高光學特性的偏振膜、即所謂的厚型高功能偏振膜。

但由于PVA類樹脂為親水性，因此上述偏振膜對于溫度、濕度的變化敏感，容易發生伸縮，并且由于容易發生伸縮而導致容易產生翹曲。因此，為了抑制伸縮以及減輕溫度、濕度的影響，通常使用兩面貼合有保護膜的偏振膜。但即使采取這樣的構成，在使用厚型偏振膜的情況下，也難以抑制偏振膜的伸縮，在貼合于液晶單元等部件上時，會導致部件上產生應力，從而成為導致液晶顯示元件發生顯示不均的原因。這是厚型偏振膜所存在的技術問題之一。另外，當然還存在應滿足薄型化及低能耗這樣的時代要求的技術問題。

為此，要求開發一種能夠替代厚型偏振膜的薄型偏振膜，而在將薄的PVA類樹脂單層體、例如厚度50μm以下的PVA類樹脂膜架設于例如輥搬運機上，并在常溫～60℃左右的水溶液等中進行濕式拉伸的情況下，由于其是親水性高分子組合物，因此會導致薄的PVA類樹脂膜發生溶解、或無法承受施加于膜上的張力而發生斷裂。即，很難由薄的PVA類樹脂膜穩定地生產薄型偏振膜。于是，作為新型的薄型偏振膜制造方法而開發了下述方法：如專利文獻1～3所示，通過將在具有厚度的樹脂基體材料上形成的薄的PVA類樹脂層與樹脂基體材料一體地進行干式拉伸，從而在樹脂基體材料上成膜薄型偏振膜的方法。

這些方法不在水溶液等中進行濕式拉伸，而是通過在烘箱等加熱裝置中利用拉伸機對樹脂基體材料和PVA類樹脂層的疊層體膜與樹脂基體材料一體地進行干式拉伸，然后再浸漬于染色液中，由此來制造成膜于樹脂基體材料上、且其中的二色性物質發生了取向的薄型偏振膜。根據這樣的制造方法，首先在樹脂基體材料上涂布包含PVA類樹脂的水溶液并進行干燥，以形成厚度十幾μm的PVA類樹脂層，然后，在烘箱等加熱裝置中利用拉伸機進行干式拉伸，再通過進行染色使二色性物質吸附，可形成厚度為幾μm、且其中的二色性物質發生了取向的薄型偏振膜。

上述形成的偏振膜是薄型偏振膜。從顯示元件的薄型化、消除顯示不均、降低能耗等觀點來看，期待這樣的制造方法以及薄型偏振膜的前景。但是，正如圖4或圖5的比較例1及2所示，至今為止，這樣的制造方法的薄型偏振膜仍存在光學特性低的技術問題。

首先，作為背景技術，首先要針對光學特性加以整理。可以明確的是，能夠應用于大型顯示元件的偏振膜的光學特性可以用偏振度P和單體透射率T表示。偏振膜的性能通?？捎蒚-P曲線表示，該T-P曲線是通過對處于折衷(trade?off)關系的偏振度P和單體透射率T這2個光學特性值作圖而得到的。

參考圖6的模式圖。T＝50％且P＝100％為理想特性。T值越低，則P值越易提高，T值越高，則P值越難提高。因此，薄型偏振膜所未能實現的99.95％以上的偏振度P、42.0％以上的單體透射率T，是目前或將來作為大型顯示元件等的偏振膜性能所要求的光學特性。這里，理想特性為T＝50％且P＝100％，但在光透過偏振膜時，在偏振膜與空氣的界面處會發生部分光反射的現象?？紤]到該反射現象時，由于該反射的部分會導致透射率降低，因此實際上能達到的T值的最大值為45～46％左右。