[发明专利]薄型高功能偏振膜及其制造方法

说明书

技术领域

本发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过将涂布于树脂基体材料上并经过干燥的聚乙烯醇类树脂层与树脂基体材料一体地进行染色及拉伸而成膜的。

背景技术

已知有通过对聚乙烯醇类树脂(以下称为“PVA类树脂”)层进行染色，来制造吸附有二色性物质、且其中的二色性物质发生了取向的偏振膜、即所谓起偏器(以下称为“偏振膜”)的方法。其中，如图2的比较例所示，已知有下述方法：通过在树脂基体材料上涂布聚乙烯醇类树脂(以下称为“PVA类树脂”)的水溶液并进行干燥来形成包含薄的PVA类树脂层的叠层体，并通常在烘箱等加热装置中使用拉伸机对该叠层体进行干式拉伸，然后再进行染色来制造吸附有二色性物质、且其中的二色性物质发生了取向的薄型偏振膜的方法；或者，首先通过进行染色使二色性物质吸附于包含薄的PVA类树脂层的叠层体，然后通过在加热装置中使用拉伸机进行干式拉伸来制造其中的二色性物质发生了取向的薄型偏振膜的方法。

用于液晶显示元件的贴合于液晶单元正反面的偏振膜通常通过下述方法得到：将60～80μm的PVA类树脂的单层体架设于例如具有圆周速度不同的多组辊的辊搬运机上，通过进行染色使其吸附二色性物质，然后在常温～60℃左右的水溶液等中进行湿式拉伸，从而得到二色性物质发生了取向的20～30μm厚的偏振膜。这是厚型偏振膜。目前得到实用化的是可用于大型电视机的具有单体透射率42％以上且偏振度99.95％以上的高光学特性的偏振膜、即所谓的厚型高功能偏振膜。

但由于PVA类树脂为亲水性，因此上述偏振膜对于温度、湿度的变化敏感，容易发生伸缩，并且由于容易发生伸缩而导致容易产生翘曲。因此，为了抑制伸缩以及减轻温度、湿度的影响，通常使用两面贴合有保护膜的偏振膜。但即使采取这样的构成，在使用厚型偏振膜的情况下，也难以抑制偏振膜的伸缩，在贴合于液晶单元等部件上时，会导致部件上产生应力，从而成为导致液晶显示元件发生显示不均的原因。这是厚型偏振膜所存在的技术问题之一。另外，当然还存在应满足薄型化及低能耗这样的时代要求的技术问题。

为此，要求开发一种能够替代厚型偏振膜的薄型偏振膜，而在将薄的PVA类树脂单层体、例如厚度50μm以下的PVA类树脂膜架设于例如辊搬运机上，并在常温～60℃左右的水溶液等中进行湿式拉伸的情况下，由于其是亲水性高分子组合物，因此会导致薄的PVA类树脂膜发生溶解、或无法承受施加于膜上的张力而发生断裂。即，很难由薄的PVA类树脂膜稳定地生产薄型偏振膜。于是，作为新型的薄型偏振膜制造方法而开发了下述方法：如专利文献1～3所示，通过将在具有厚度的树脂基体材料上形成的薄的PVA类树脂层与树脂基体材料一体地进行干式拉伸，从而在树脂基体材料上成膜薄型偏振膜的方法。

这些方法不在水溶液等中进行湿式拉伸，而是通过在烘箱等加热装置中利用拉伸机对树脂基体材料和PVA类树脂层的叠层体膜与树脂基体材料一体地进行干式拉伸，然后再浸渍于染色液中，由此来制造成膜于树脂基体材料上、且其中的二色性物质发生了取向的薄型偏振膜。根据这样的制造方法，首先在树脂基体材料上涂布包含PVA类树脂的水溶液并进行干燥，以形成厚度十几μm的PVA类树脂层，然后，在烘箱等加热装置中利用拉伸机进行干式拉伸，再通过进行染色使二色性物质吸附，可形成厚度为几μm、且其中的二色性物质发生了取向的薄型偏振膜。

上述形成的偏振膜是薄型偏振膜。从显示元件的薄型化、消除显示不均、降低能耗等观点来看，期待这样的制造方法以及薄型偏振膜的前景。但是，正如图4或图5的比较例1及2所示，至今为止，这样的制造方法的薄型偏振膜仍存在光学特性低的技术问题。

首先，作为背景技术，首先要针对光学特性加以整理。可以明确的是，能够应用于大型显示元件的偏振膜的光学特性可以用偏振度P和单体透射率T表示。偏振膜的性能通常可由T-P曲线表示，该T-P曲线是通过对处于折衷(trade off)关系的偏振度P和单体透射率T这2个光学特性值作图而得到的。

参考图6的模式图。T＝50％且P＝100％为理想特性。T值越低，则P值越易提高，T值越高，则P值越难提高。因此，薄型偏振膜所未能实现的99.95％以上的偏振度P、42.0％以上的单体透射率T，是目前或将来作为大型显示元件等的偏振膜性能所要求的光学特性。这里，理想特性为T＝50％且P＝100％，但在光透过偏振膜时，在偏振膜与空气的界面处会发生部分光反射的现象。考虑到该反射现象时，由于该反射的部分会导致透射率降低，因此实际上能达到的T值的最大值为45～46％左右。