[发明专利]偏振膜及其制造方法以及偏振板

说明书

技术领域

本发明涉及适用于液晶显示装置的偏振膜、该偏振膜的制造方法以及偏振板。详细而言，涉及可实现中性灰且耐久性也优异的偏振膜、该偏振膜的制造方法、以及将透明保护层形成于偏振膜而得的偏振板。

背景技术

液晶显示装置具有低消耗电力、低电压工作、轻质、薄型等特征，被用于各种显示用器件中。一般来说，构成液晶显示装置的液晶面板具备在液晶单元的表面贴合有偏振板的构成。通常，偏振板具有下述结构，即，在二色性色素发生吸附取向的包含聚乙烯醇系树脂的偏振膜(也称作偏振片)的单面或双面层叠有透明的保护膜。作为二色性色素，一般可使用碘或二色性有机染料。

将二色性有机染料作为二色性色素的染料系偏振膜以及使其与保护膜贴合而得的染料系偏振板的耐久性、尤其是耐热性优异，因此，主要用于曝露于高温下的机会多的领域、例如以汽车导航系统为代表的汽车内装品、以及液晶放映机的领域。与此相对，将碘作为二色性色素的碘系偏振膜以及使其与保护膜贴合而得的碘系偏振板与染料系偏振板相比而言，偏振性能更加优异，因此，被用于以电视机为代表的广泛的领域中。

参照图5对以往被广泛采用的偏振膜的制造方法加以说明。在此，以将碘用作二色性色素的情况为例进行说明，但是，对于将二色性有机染料作为二色性色素的情况来说，只要将以下的说明中的碘变为二色性色素，则后面基本上相同。

包含聚乙烯醇系树脂的原卷膜10首先利用放出辊11进行放卷，然后被导入到将水作为溶胀浴的溶胀槽13中，在此，浸渍在溶胀浴(水)中来实施溶胀处理。实施溶胀处理后的膜被导入到将包含碘的水溶液作为染色浴的染色槽15中，在此染色，吸附碘。然后，被导入到将包含硼酸的水溶液作为处理浴的固定槽17中，吸附有碘的聚乙烯醇系树脂在此借助硼酸而发生交联，将碘固定。

在硼酸处理或其之前的阶段中，可对聚乙烯醇系树脂膜实施用于使碘发生取向的单轴拉伸。该单轴拉伸可以在固定槽17中与硼酸处理同时进行，也可以在染色槽15中与染色同时进行，还可以在染色槽15及固定槽 17两者中分别与染色同时进行以及与硼酸处理同时进行，也可以在染色槽15与固定槽17之间设置拉伸槽而与两者分开进行，另外，还可以在染色槽15之前，通常在溶胀槽13之前独立设置拉伸机构而以干式的方式进行。

实施了硼酸处理后的膜接着被导入到将水作为水洗浴的水洗槽19中，在此，将附着于膜上但未被固定的碘或硼酸等药品、以及垃圾等异物洗掉，最后，利用最终干燥炉23对膜实施干燥。经过最终干燥炉23而得的偏振膜30被卷取于卷取辊27。图5示出了将使碘吸附取向于聚乙烯醇系树脂膜而得的偏振膜30暂时卷取于卷取辊27时的形态，但是，在此，不进行卷取而供给至接下来的贴附保护膜的工序，连续制造出偏振板的情况也广泛被施行。

对于由此制造出的以往的碘系偏振膜而言，并不能说其包括耐热性、耐湿热性在内的耐久性必然充分。因此，在日本特开平7-198939号公报 (专利文献1)中，尤其是为了改善包含聚乙烯醇系树脂的偏振膜的耐湿热性，提出了下述方法：设置2个以上硼酸处理工序，且在各个工序中将聚乙烯醇系树脂膜浸渍在硼化合物浓度不同的处理液中，使得相对于聚乙烯醇系树脂膜的总重量而言含有硼原子4.5～7重量％。

通过如上所述地提高偏振膜中的硼含量，从而可得到交联度得以提高，且即使在高温高湿环境中长时间放置，其偏振度的降低也少的偏振膜。但是，由于交联度提高，因此加热时的偏振膜的收缩力变大。因此，在将使该偏振膜与保护膜贴合而得的偏振板贴合于玻璃板或液晶面板的状态下，在交替重复进行高温和低温的试验、所谓的热循环试验时，有时偏振膜沿着拉伸方向发生断裂。

因此，在日本特开2009-104062号公报(专利文献2)中提出了下述方法：减少用于硼酸处理工序的硼酸处理浴中的硼酸量，并且将硼酸处理工序分为2个阶段，使第二阶段的硼酸处理浴中的硼酸量进一步变少且使第二阶段的硼酸处理的温度也变低，由此使偏振膜中的硼含量变少，从而使偏振膜的耐久性提高。由此，可得到下述偏振膜：偏振膜中的硼含量处于3～3.9重量％的范围，且将偏振膜的吸收轴(拉伸轴)方向作为短边而裁切成2mm×8mm的大小，加热至80℃，此时，与吸收轴正交的方向的收缩力为2.8N以下。对于这样的偏振膜而言，与拉伸轴正交的方向的收缩力小，因此，在热循环试验中不易断裂，因而耐久性优异。