生产偏振器的方法、偏振器、偏振板和视觉显示器技术

本发明专利技术提供了一种高偏振度和高透射比的偏振器，由聚乙烯醇膜制成。其生产方法包括步骤：以４倍或更小的拉伸率对未拉伸的聚乙烯醇膜进行单向干燥拉伸处理，对该膜染色，然后在含硼化合物的条件下以小于１．５倍的拉伸率对该膜进行单向拉伸处理。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种生产偏振器的方法，以及由该方法得到的偏振器。本专利技术还涉及一种使用该偏振器的偏振板。还有使用该偏振板的视觉显示器，如液晶显示器、有机EL(电致发光)显示器和PDP(等离子体显示板)。如将聚乙烯醇膜单向干燥拉伸，对该膜染色，然后再将其浸入70到85℃的硼酸水溶液中(JP-A-8-240715)。但是，根据这种生产方法，仍不能生产出足够高偏振度的偏振器。另外，还有在两个阶段拉伸处理并在第二阶段含硼化合物的处理浴中进一步拉伸处理的方法，如单轴干燥拉伸聚乙烯醇膜4倍或略少于4倍，对该膜染色，在含有硼化合物的条件下将该膜进一步拉伸1.5倍或更多(JP-A-10-288709)；单向干燥拉伸聚乙烯醇膜4至8倍，对该膜染色，在硼酸水溶液中将该膜拉伸1.1至1.8倍(JP-A-11-49878)。根据这些方法，能获得偏振度很高的偏振器。但是，偏振器要求的偏振度更高。在这些方法中，当在第二阶段含硼化合物的处理浴中加大拉伸率以获得高偏振度时，拉伸的膜容易破裂。因此，不能稳定地得到高偏振度的偏振器。本专利技术的一个目的是提供一种稳定地生产高偏振度和高透射比的偏振器的方法，该偏振器由聚乙烯醇膜制成。本专利技术的另一个目的是提供一种由该生产方法制成的偏振器、利用该偏振器的偏振板以及利用该偏振板的视觉显示器。本专利技术是关于一种生产偏振器的方法，包括步骤以4倍或更小的拉伸率，对未拉伸的聚乙烯醇膜进行单向干燥拉伸处理；对该膜染色；在含硼化合物的条件下，以小于1.5倍的拉伸率对该膜进行单向干燥拉伸处理。在本专利技术中，将干燥拉伸中的拉伸率(第一拉伸率)控制为4倍或小于4倍，将在含硼化合物条件下拉伸中的拉伸率(第二拉伸率)控制为小于1.5倍，总的拉伸率(干燥拉伸中的第一拉伸率和在含硼化合物条件下拉伸的第二拉伸率的乘积)小于6。这样，可稳定地生产出高偏振度和高透射比的偏振器。干燥拉伸中的第一拉伸率最好为3至4倍，在含硼化合物条件下拉伸中的第二拉伸率最好为1.45倍或更小。总拉伸率最好为从4.5倍至小于6倍。第一拉伸率和第二拉伸率控制于上述范围以外(outside)，因此总拉伸率可调整为小于6倍。当干燥拉伸中的第一拉伸率大于4倍时，偏振器得不到足够高的偏振度。当在含硼化合物条件下拉伸中的第二拉伸率为1.5倍或更大时，拉伸膜容易破裂。上述生产偏振器的方法中，在含硼化合物条件下进行单向拉伸处理时，单向拉伸处理造成的膜成形(shape)率(膜MD方向尺寸/膜TD方向尺寸)最好为1.2或更大。因为成形率为1.2或更大，可稳定地获得高偏振度的偏振器。成形率最好为1.5或更大。从处理浴尺寸的角度来看，成形率约为10或更小。在上述生产偏振器的方法中，偏振器的透射比最好为43％或更大，偏振度最好为96％或更大。透射比为43％或更大的偏振器有很好的光学性能。为了使光学性能更好，偏振度最好为96％或更大，更进一步最好为97％或更大。本专利技术是关于一种由上述方法制成的偏振器。本专利技术是关于一种偏振板，该板至少在上述偏振器的一边有光学透明保护层。在上述的偏振板中，至少包含了一个延时板、视角补偿膜、反射板、透反射(transflective)板或亮度增强膜。另外，本专利技术是关于一种使用了上述偏振板的视觉显示器。另外，上述的聚乙烯醇膜中还可以含有添加物，如塑化剂。塑化剂可为多元醇或聚合物，如甘油、二甘油(diglycerin)、三甘油(triglycerin)、乙二醇、丙二醇、聚乙二醇等。虽然塑化剂的量没有特别的限制，但是最好不要超过未拉伸膜重量比的20％。聚乙烯醇膜(未拉伸膜)以4倍或更小的拉伸率经过干燥拉伸，生产出拉伸膜。单向干燥拉伸处理的方法没有特殊的限制。例如，可采用以下方法中的任意一种日本专利No.1524033中披露的方法，日本专利No.2731813中披露的方法，从位于干燥炉内部或外部的轧辊之间应用张力拉伸处理膜的方法，用加热轧辊拉伸处理的方法，用拉幅机(tenterstretching machine)拉伸处理的方法，等等。在拉伸处理中，通常将未拉伸的膜加热到70至150℃。未拉伸的膜通常厚度约为30至150μm。接着，对拉伸后的膜进行染色处理。使碘或二色性染料吸附并定位于已拉伸膜，进行染色处理。通常将已拉伸的膜浸入染色溶液进行染色处理。染色溶液通常为碘溶液。用作碘溶液的碘水溶液含有碘和碘离子，该碘离子是溶解辅助物如钾化碘中的。碘浓度为重量比的约0.01至0.5％，最好为重量比的0.02至0.04％。钾化碘浓度为重量比的约0.01至10％，最好为重量比的0.02至8％。在用碘的染色处理中，碘溶液的温度通常为约20至50℃，最好为25至40℃。浸入时间通常为约10至300秒，最好为20至240秒。聚乙烯醇膜(已拉伸膜)中碘含量通常为重量比的1至4％，最好为重量比的1.5至3.5％，使偏振器展现出很好的偏振度。在用碘的染色处理中，最好通过调整碘溶液的浓度、聚乙烯醇膜浸入碘溶液的温度和浸入时间等条件，将聚乙烯醇膜中的碘含量调整到上述范围中。接着，对该膜在含硼化合物的条件下以小于1.5倍的拉伸率进行单向拉伸处理。硼化合物的例子包括硼酸和硼砂。所使用的硼化合物为水溶液或水与有机溶剂的混合溶液。在硼酸水溶液或类似物中，硼酸的浓度为重量比的2至20％，最好为重量比的3至15％。可以使用钾化碘，使碘离子加入硼酸水溶液或类似物中。含有钾化碘的硼酸水溶液或类似物可制成稍微带色的偏振器，也就是带有所谓中性灰色的偏振器，它几乎对所有可见光的波长都有基本恒定的吸光度。通常，将已拉伸的膜浸入硼酸水溶液或类似物中用硼化合物进行处理。可用涂覆法、溅射法等方法用硼化合物进行处理。用硼化合物进行处理的温度通常为50℃或更高，最好为50至85℃。用硼化合物处理的时间通常为10至800秒，最好为30至500秒。对用硼化合物处理过程中已拉伸的膜，再以1.5倍或更小的拉伸率进行单向拉伸处理。这时，单向拉伸处理的膜的成形率(膜MD方向尺寸/膜TD方向尺寸)最好为1.2或更多。如果拉伸率小于1.5倍，就在用硼化合物处理过程中的两个或更多的阶段进行拉伸。在这一步骤中，单向拉伸处理的方法没有特别的限制。用于计算拉伸膜成形率的膜MD方向尺寸和膜TD方向尺寸，分别是在要进行单向拉伸的状态下的拉伸膜的膜MD方向尺寸和膜TD方向尺寸。如，成批单向拉伸处理时，膜MD方向尺寸和膜TD方向尺寸分别为卡盘卡住(chucking)膜时的膜MD方向尺寸和膜TD方向尺寸。当挤压滚轴间以不同的速度继续单向拉伸处理时，挤压滚轴间的经过长度为膜MD方向尺寸，挤压滚轴入口处的膜宽度为膜TD方向尺寸。分别处理后的聚乙烯醇膜(已拉伸膜)再以通常的方式经过水洗处理和干燥处理，就制成了偏振器。上述偏振器用常用的方法至少在其一边附上透明保护层，就可用作偏振板。透明保护层可以是聚合物层涂布层或薄膜的叠置层。用合适的透明材料做透明聚合物或膜材料，形成透明保护层，最好使用有较好的透明度、机械强度、热稳定性和较好的防湿性能等特性的材料。上述保护层的材料可用聚酯类的聚合物，如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylenenaphthalate)；纤维素类聚合物，如二乙酰纤维素(diacetyl cellulose)、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生产偏振器的方法，包括步骤： 以４倍或更小的拉伸率对未拉伸的聚乙烯醇膜进行单向干燥拉伸处理； 对该膜染色； 然后，在含有硼化合物的条件下，以小于１．５倍的拉伸率对该膜进行单向拉伸处理。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：土本一喜，近藤诚司，西田昭博，
申请(专利权)人：日东电工株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]