偏振镜及其制造方法、光学薄膜和图像显示装置制造方法及图纸

一种偏振镜，由具有在聚合物基质中分散有金属性微粒的构造的薄膜构成，其特征在于，　　　　形成聚合物基质的聚合物是以厚１ｍｍ测量时的透过率为８８％以上的透光性聚合物，且薄膜被实施单向拉伸。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及偏振镜及其制造方法。另外，本专利技术还涉及使用了该偏振镜的偏振片、光学薄膜。进而涉及使用了该偏振镜、偏振片、光学薄膜的液晶显示装置、有机EL显示装置、PDP等图像显示装置。
技术介绍
在液晶显示装置等图像显示装置中，根据其显示原理使用偏振镜(偏振片)。近年来，伴随图像显示装置的大面积化、多样化，对偏振镜的需要也扩大，且在改善质量、耐久性方面有更大的要求。特别是对于便携式电话、PDA等的假设在室外的过于残酷的环境下使用的液晶显示装置、车载用导航装置、液晶投影器用的液晶显示装置等，要求具有非常高的耐热性。一直以来，作为图像显示装置用偏振镜，广泛使用的主要是在拉伸的聚乙烯醇薄膜上用具有二色性的碘或作为染料的二色性染料进行染色的偏振镜(例如，参照特开2001-296427号公报)。碘类偏振镜，是通过混入有非晶体碘的水溶液对薄膜进行染色，然后通过实施拉伸处理而获得，具有针对可见光的高偏光性，制作大型偏振镜成为可能。但是，对于碘类偏振镜，因为碘在高温下升华，或者配位结构发生变化，所以难以维持偏光性能。另一方面，使用了二色性染料的染料类偏振镜与碘类偏振镜相比，尽管其耐热性好，但因为染料的二色比不够充分、以及耐气候性等劣化等，所以除了部分用途之外，无法广泛应用。其中，作为偏振镜的薄膜材料，除了使用聚乙烯醇之外，还可以使用聚苯乙烯、纤维素衍生物、聚氯乙烯、聚丙烯、丙烯酸类聚合物、聚酰胺、聚酯、乙烯—醋酸乙烯酯共聚物皂化物等。另外，作为在要求高温下的耐热性的光通信、光记录再现装置等光设备领域中使用的偏振镜，使用在各向同性的基板上分散有具有光吸收各向异性的金属性微粒的偏振镜。作为这种偏振镜，例如可以使用在玻璃中通过还原反应等析出金属性微粒并拉伸的偏振镜等。但是，使金属性微粒分散到各向同性基板上的偏振镜通过真空蒸镀法等进行金属性微粒的配置，所以必需高热工序，不适合批量生产。另外，通过在聚酰亚胺中分散具有各向异性的金属性微粒并实施单向拉伸处理，可以得到耐热性好的偏光性薄膜(例如，参照特开平8-184701号公报)。但是，这种偏光性薄膜由聚酰亚胺形成，所以单向拉伸处理后也呈现黄色，且透过性差。另外，在使用含碘的上述二色性染料的偏振镜中，通过在拉伸方向上使二色性染料取向来发挥偏光性能。对于在偏振光入射到这种偏振镜上时所测量的吸收光光谱，一般地，入射偏光面与偏振镜的拉伸方向平行时的吸光光谱(MD光谱)和与偏振镜的拉伸方向垂直时的吸光光谱(TD光谱)的形状相同(吸收峰波长也大致相同)，吸光度成为MD光谱＞TD光谱的关系。即，吸光光谱为相对偏振镜的、根据入射偏光面的方位的“吸收峰移位至纵向”。此时，为了提高偏光性能，必须进一步增大MD光谱的吸收峰的吸光度，而尽量减小TD光谱的吸收峰的吸光度。即，需要尽可能增大MD光谱和TD光谱的吸光度的差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供用简便的手法就可以制造的耐热性好的偏振镜及其制造方法。另外，本专利技术的目的还在于，提供耐热性好且透过性良好的偏振镜及其制造方法。另外，本专利技术的目的还在于，提供在MD光谱和TD光谱的吸光度差较小情况下偏光性能良好的偏振镜。进而，本专利技术的目的在于，提供使用了上述偏振镜的偏振片，还提供使用了上述偏振镜或偏振片的光学薄膜。进而，目的还在于，提供使用了该偏振镜、偏振片或光学薄膜的图像显示装置。本专利技术者等为了解决上述课题进行了潜心研究，其结果发现通过如下所示的偏振镜能够达到上述目的，从而完成了本专利技术。(1)即，本专利技术涉及一种偏振镜，其是由在聚合物基质中分散有金属性微粒的构造的薄膜构成的偏振镜，其特征在于，形成聚合物基质的聚合物，是厚1mm下测量时的透过率为88％以上(本说明书中的“以上”是指“端点以及端点以上”，“以下”也是指“端点以及端点以下”)的透光性聚合物，且薄膜被实施单向拉伸。上述本专利技术的偏振镜具有在聚合物基质中分散有金属性微粒的构造，所以具有用作图像显示装置时的耐热性，在要求耐热性的用途中优选使用。另外，在聚合物基质中使用透过率为88％以上的透光性聚合物，透过性良好。透光性聚合物的透过率越高越好，优选88％以上，进一步优选90％以上。其中，透过率是使用(株)岛津制作所制的UV-3150对膜厚1mm的透光性聚合物进行测量时的全部光线透过率。推测分散在聚合物基质中的金属性微粒是通过引起表面等离子振子吸收而吸收一定波长的光的微粒，另外，作为介质的透光性聚合物通过单向拉伸处理而具有单向性的双折射，所以出现光学各向异性，由此本专利技术的偏振镜体现出偏光特性。等离子振子吸收是通过微粒界面中的入射光的振动和微粒内的电子引起的等离子振动的共振造成的，此时金属表示出大的吸收特性。具有偏光特性的波长区域是由金属性微粒的等离子振子吸收波长和作为介质的透光性聚合物的折射率等特性确定的，所以通过利用透光性聚合物的双折射性，可以设计具有任意光学特性的偏振镜。通常，作为吸收物质，可以使用碘或二色染料，但在本专利技术中，利用金属性微粒的特性将金属作为吸收物质。对于上述偏振镜，优选由金属性微粒形成的微小区域的平均粒径为100nm以下，且纵横比(最大长度/最小长度)优选为2以下。即，该微小区域的形状接近几乎没有形状的各向异性(球形)为好。这是因为，当纵横比超过2时，在有必要排列金属性微粒的时候，有必要在排列方向上排列长轴，而如果纵横比为2以下，不需要排列长轴、短轴的工序。微小区域的平均粒径优选100nm以下，进一步优选50nm以下。另外纵横比优选2以下，进一步优选1.8以下，再进一步优选1.5以下。其中，微小区域的平均粒径、纵横比在实施例中有详细记述。另外，本专利技术涉及上述偏振镜的制造方法，其特征在于，对在含有厚1mm下测量时的透过率为88％以上的透光性聚合物的溶液中分散含有金属性微粒的混合溶液进行制膜，然后单向拉伸。本专利技术的偏振镜能够采用简便的方法得到耐热性和透过性好的偏振镜。另外，具有偏光特性的波长区域是由金属性微粒的等离子振子吸收波长和作为介质的透光性聚合物的折射率等特性来确定的，所以适宜选择透光性聚合物、金属性微粒的材料等，通过单向拉伸控制由透光性聚合物形成的薄膜的双折射性，由此能够制造具有任意光学特性的偏振镜。(2)另外，本专利技术涉及一种偏振镜，其特征在于，在液晶性材料所形成的基质中分散有金属性微粒。上述偏振镜优选液晶材料是单向取向的。上述本专利技术的偏振镜具有在基质中分散有金属性微粒的构造，所以具有用作图像显示装置时的耐热性，在要求耐热性的用途中优选使用。另外，这种构造的本专利技术的偏振镜可以通过简便的手法制作。对于液晶性材料，液晶聚合物的制法简便，所以优选。推测分散在基质中的金属性微粒是通过引起表面等离子振子吸收而吸收一定波长的光的微粒，另外，通过作为介质的液晶性材料体现出光学各向异性，由此本专利技术的偏振镜体现出偏光特性。等离子振子吸收是通过微粒界面中的入射光的振动和微粒内的电子引起的等离子振动的共振造成的，此时金属表示出大的吸收特性。具有偏光特性的波长区域是由金属性微粒的等离子振子吸收波长和作为介质的液晶性材料的折射率等特性确定的，所以通过利用液晶性材料的双折射性，可以设计具有任意光学特性的偏振镜。通常，作为吸收物质，可以使用碘或二色染料，但在本专利技术中，利用金属性微粒的特性将金属作为吸收物本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：平井真理子，上条卓史，宫武稔，
申请(专利权)人：日东电工株式会社，
类型：发明
国别省市：