聚乙烯醇系聚合物薄膜及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及聚乙烯醇系聚合物薄膜（以下，有時(shí)將"聚乙烯醇系聚合物"簡(jiǎn)稱為 "PVA"）及其制造方法、由該P(yáng)VA薄膜制造的偏振光薄膜等光學(xué)薄膜、以及該光學(xué)薄膜的制 造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 具備透光和遮光功能的偏振片與具有光的切換功能的液晶等均是液晶顯示裝置 (LCD)的重要構(gòu)成要素。該液晶顯示裝置的使用領(lǐng)域也從開發(fā)初期時(shí)的計(jì)算器和手表等 小型儀器擴(kuò)大到筆記本電腦、液晶監(jiān)測(cè)器、液晶彩色投影儀、液晶電視、車載用導(dǎo)航系統(tǒng)、手 機(jī)、室內(nèi)外使用的測(cè)量?jī)x器等廣大的范圍，尤其是，對(duì)于液晶監(jiān)測(cè)器、液晶電視等而言，大圖 面化正在發(fā)展。
[0003] 偏振片通常在工業(yè)上如下制造：利用將卷成卷狀的長(zhǎng)條PVA薄膜拉出并進(jìn)行單軸 拉伸后，使用碘、二色性染料進(jìn)行染色的方法；對(duì)所拉出的PVA薄膜進(jìn)行染色并單軸拉伸后 用硼化合物進(jìn)行固定處理的方法；在前述任意方法中與染色同時(shí)進(jìn)行固定處理的方法等來 制造偏振光薄膜，在由此得到的偏振光薄膜的單面或兩面貼合三醋酸纖維素薄膜、醋酸/ 丁酸纖維素薄膜等保護(hù)膜，從而制造。
[0004] 截止至今，已知有涉及提高偏振光薄膜的光學(xué)性能、獲得寬幅的偏振光薄膜、提高 偏振光薄膜的生產(chǎn)率等的各種技術(shù)。例如，作為能夠制造光軸紊亂少的偏振光薄膜的技術(shù)， 已知有雙折射率橢圓體的相對(duì)于長(zhǎng)軸的薄膜的長(zhǎng)度方向的傾斜角度的絕對(duì)值的最大值和 傾斜角度的局部變化率分別處于特定范圍的PVA薄膜(參照專利文獻(xiàn)1)。另外，作為能夠防 止偏振光薄膜產(chǎn)生色斑、拉伸PVA薄膜時(shí)產(chǎn)生褶皺的技術(shù)，已知有在薄膜的寬度方向上距 離為Icm的2點(diǎn)間的滯后差處于特定范圍的PVA薄膜(參照專利文獻(xiàn)2)。進(jìn)而，作為能夠 制造即使面積大也具有均勻光學(xué)性能的偏振光薄膜的技術(shù)，已知有薄膜的寬度方向的平均 Imm的厚度變動(dòng)處于特定范圍的特定PVA薄膜(參照專利文獻(xiàn)3)。
[0005] 另外，作為能夠降低PVA薄膜在溶脹時(shí)產(chǎn)生的褶皺、在偏振光薄膜的長(zhǎng)度方向上 存在的條狀的染色不均的技術(shù)，已知有薄膜的膜寬方向整體的光學(xué)軸的傾斜相對(duì)于薄膜的 長(zhǎng)度方向?yàn)?5~135°的特定PVA薄膜(參照專利文獻(xiàn)4);作為能夠制造具有高偏振光性能 的偏振光薄膜的技術(shù)，已知有流線方向與光軸所成的角度處于70~110°的范圍、寬度方向 的中央部的厚度方向的滯后為15~90nm的特定PVA薄膜(參照專利文獻(xiàn)5);以及，作為能夠 制造單軸拉伸工序中的頸縮得以降低、更寬的偏振光薄膜且能夠獲得顯示高偏振光性能的 偏振光薄膜的技術(shù)，已知有在制造偏振光薄膜時(shí)要進(jìn)行單軸拉伸的方向與光軸所呈的角度 處于0~20°的范圍、且滯后處于50~150nm的范圍的特定PVA薄膜(參照專利文獻(xiàn)6)。
[0006] 進(jìn)而，作為賦予能夠均勻拉伸且拉伸時(shí)可抑制微細(xì)裂紋、空孔發(fā)生的拉伸薄膜的 技術(shù)，已知有包含特定的皮層/芯層/皮層的PVA薄膜(參照專利文獻(xiàn)7)。專利文獻(xiàn)7中記 載了如下PVA薄膜的制造方法：將包含PVA且揮發(fā)成分比率為50~90質(zhì)量％的制膜原液用 第1干燥輥進(jìn)行加熱，同時(shí)在特定條件下向不與第1干燥輥接觸的PVA膜面吹附熱風(fēng)，在揮 發(fā)成分比率達(dá)到15~30質(zhì)量％的時(shí)刻，將PVA膜從第1干燥輥上剝離并使其接觸第2干燥 棍來干燥，此時(shí)，使第1干燥棍的圓周速度（S1)與第2干燥棍的圓周速度（S2)之比（Sys i) 為 1.0 OO~1. 100。
[0007] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) 專利文獻(xiàn) 專利文獻(xiàn)1 :日本特開平6-138320號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)2 :日本特開2002-28938號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)3 :日本特開2002-31720號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)4 :國(guó)際公開第2009/028141號(hào) 專利文獻(xiàn)5 :日本特開2010-191293號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)6 :日本特開2011-252937號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)7 :日本特開2005-324355號(hào)公報(bào)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 發(fā)明要解決的問題 然而，一直以來，出于提高LCD的畫面亮度的目的而主要實(shí)現(xiàn)了背光的強(qiáng)度提高，因而 對(duì)于偏振片、偏振光薄膜，即使在強(qiáng)光下色斑也少是重要。然而，近年來，更強(qiáng)烈地要求降 低耗電量，因此，對(duì)于IXD而言，即使在背光強(qiáng)度低的情況下也能夠維持高畫面亮度變得重 要。作為用于實(shí)現(xiàn)其的手段，可以考慮進(jìn)一步減薄偏振光薄膜的厚度或者減弱染色程度等 來提高偏振光薄膜和偏振片的光透射率。然而可知：使用現(xiàn)有的PVA薄膜制造光透射率得 以提高的偏振片時(shí)，與在光透射率低的偏振片中以往被視作問題而嘗試改善的色斑為不同 種類的色斑變得明顯從而成為問題。另外還可知：即使是光透射率為現(xiàn)有程度的偏振片，在 使用強(qiáng)度更高的背光的情況下，該色斑也同樣變得明顯。
[0009] 因而，本發(fā)明的目的在于，提供即使在光透射率高的情況下或使用強(qiáng)度更高的背 光的情況下也能夠制造色斑得以降低的偏振光薄膜等光學(xué)薄膜的PVA薄膜、以及能夠生產(chǎn) 率良好且順利地連續(xù)制造 PVA薄膜的PVA薄膜制造方法。另外，本發(fā)明的目的在于，提供使 用上述PVA薄膜制造的偏振光薄膜等光學(xué)薄膜、以及該光學(xué)薄膜的制造方法。
[0010] 用于解決問題的手段 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明人等重復(fù)進(jìn)行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：將如下的以往不存在 的PVA薄膜用作初始卷(原反)時(shí)，即使在光透射率高的情況下、在使用強(qiáng)度更高的背光的情 況下，也能夠獲得色斑得以降低的偏振光薄膜，對(duì)于所述PVA薄膜而言，以20mm間距在薄膜 的寬度方向上測(cè)定PVA薄膜的面內(nèi)的取向軸時(shí)，相鄰2個(gè)測(cè)定位置的取向軸彼此所成的角 度在所有相鄰2個(gè)測(cè)定位置處均為特定數(shù)值以下。另外發(fā)現(xiàn)：使用所有相鄰2個(gè)測(cè)定位置 處的該角度的平均值小的PVA薄膜時(shí)，上述色斑進(jìn)一步降低。
[0011] 并且，本發(fā)明人等發(fā)現(xiàn)：通過將包含PVA的制膜原液排出在具備3個(gè)以上干燥輥 的制膜裝置的第1干燥輥上，然后用這3個(gè)以上干燥輥依次干燥來制膜，此時(shí)，使從第1干 燥輥剝離時(shí)的PVA膜的揮發(fā)成分比率為20~40質(zhì)量％，使第2干燥輥的圓周速度與第1干 燥輥的圓周速度之比為特定的數(shù)值范圍，在第2干燥輥或其下游側(cè)的干燥輥之中，從PVA膜 的揮發(fā)成分比率達(dá)到20質(zhì)量％時(shí)的干燥輥(第X干燥輥）起至PVA膜的揮發(fā)成分比率達(dá)到 10質(zhì)量％時(shí)的干燥輥(第y干燥輥)之間，使相鄰2個(gè)干燥輥間的圓周速度之比分別為特定 的數(shù)值范圍，能夠生產(chǎn)率良好且順利地連續(xù)制造可賦予色斑得以降低的偏振光薄膜的前述 PVA薄膜。
[0012] 本發(fā)明人等基于上述見解而進(jìn)一步重復(fù)進(jìn)行研究，從而完成了本發(fā)明。即，本發(fā)明 涉及如下技術(shù)方案：
[1] PVA薄膜，其中，以20mm的間距在薄膜的寬度方向上測(cè)定薄膜的面內(nèi)的取向軸時(shí)， 相鄰2個(gè)測(cè)定位置處的取向軸彼此所成的角度(其中，處于0~90°的范圍內(nèi)）在所有相鄰2 個(gè)測(cè)定位置處均為2. 3°以下；
[2] 上述[1]的PVA薄膜，其中，所有相鄰2個(gè)測(cè)定位置處的前述角度的平均值為 0. 6°以下；
[3] 上述[1]或[2]的PVA薄膜，其中，前述取向軸的測(cè)定位置處的滯后值在所有測(cè)定 位置處均為5~100nm ;
[4] 上述[1]~[3]中任一項(xiàng)的PVA薄膜，其中，前述取向軸的測(cè)定位置之中的至少1處 的取向軸與PVA薄膜的長(zhǎng)度方向所成的角度(其中，處于0~90°的范圍內(nèi)）為45~90° ;
[5] 上述[1]~[4]中任一項(xiàng)的PVA薄膜，其中，寬度為2m以上；
[6] PVA薄膜的制造方法，其中， (a) 使用具備轉(zhuǎn)軸彼此平行的3個(gè)以上干燥輥的制膜裝置，在該干燥輥之中位于最上 游側(cè)的第1干燥輥上將包含PVA的制膜原液排出成膜狀，部分干燥后用其后的干燥輥進(jìn)一 步干燥來制膜；此時(shí)， (b) 使從第1干燥輥剝離時(shí)的PVA膜的揮發(fā)成分比率為20~40質(zhì)量％ ; (c) 使第2干燥輥的圓周速度（S2)與第1干燥輥的圓周速度（S1)之比（SVS1)為 1. 015-1. 050 ； (d) 在第2干燥輥或其下游側(cè)的干燥輥之中，從PVA膜的揮發(fā)成分比率達(dá)到20質(zhì)量％ 時(shí)的干燥輥(第X干燥輥)起至PVA膜的揮發(fā)成分比率達(dá)到10質(zhì)量％時(shí)的干燥輥(第y干燥 輥）之間，使相鄰2個(gè)干燥輥之中的下游側(cè)的干燥輥的圓周速度（S n+1)與上游側(cè)的干燥輥的 圓周速度（Sn)之比（Sn+ /Sn)均為0·992~0·999 ;
[7] 上述[6]的制造方法，其中，使存在于從第X干燥輥起至第y干燥輥之間的所有干 燥輥的表面溫度為60~85°C ;
[8] 上述[6]或[7]的制造方法，其中，第1干燥輥的圓周速度（S1)為8~25m/分鐘；
[9] 上述[6]~[8]中任一項(xiàng)的制造方法，其中，使第y干燥輥的圓周速度（Sy)與第X干 燥輥的圓周速度（Sx)之比（Sy/Sx)為0. 940~0. 990 ;
[10] 光學(xué)薄膜，其是由上述[1]~[5]中任一項(xiàng)的PVA薄膜制造的；
[11] 上述[10]的光學(xué)薄膜，其為偏振光薄膜；
[12] 光學(xué)薄膜的制造方法，其具備使用上述[1]~[5]中任一項(xiàng)的PVA薄膜進(jìn)行單軸拉 伸的工序。
[0013] 發(fā)明的效果 若將本發(fā)明的PVA薄膜用作初始卷，則即使在光透射率高的情況下、使用強(qiáng)度更高的 背光的情況下，也能夠制造色斑得以降低的偏振光薄膜等光學(xué)薄膜。另外，根據(jù)本發(fā)明的 PVA薄膜的制造方法，能夠生產(chǎn)率良好且順利地連續(xù)制造具有上述優(yōu)異特性的本發(fā)明的 PVA薄膜。進(jìn)而，本發(fā)明的光學(xué)薄膜降低了與以往被視作問題的色斑為不同種類的色斑。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 以下，針對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0015] 關(guān)于本發(fā)明的PVA薄膜，以20mm的間距在薄膜的寬度方向上測(cè)定薄膜的面內(nèi)的取 向軸時(shí)，相鄰2個(gè)測(cè)定位置處的取向軸彼此所成的角度(其中，處于0~90 °的范圍內(nèi)）在所 有相鄰2個(gè)測(cè)定位置處均為2. 3°以下。即，將所有相鄰2個(gè)測(cè)定位置處的前述角度的最 大值設(shè)為Λ Zmax時(shí)，本發(fā)明的PVA薄膜的該Λ Z max為2. 3 °以下。以往的PVA薄膜的Λ Z max 高、使用其制造的偏振光薄膜和偏振片存在如下問題：尤其是在光透射率高的情況下、在使 用強(qiáng)度更高的背光的情況下，與以往被視作問題而嘗試進(jìn)行改善的色斑為不同種類的色斑 變得明顯。與此相對(duì)，本發(fā)明的PVA薄膜的AZ max為2.3°以下，與以往的PVA薄膜不同。 若將這樣的本發(fā)明的PVA薄膜作為初始卷，則即使在光透射率高的情況下、使用強(qiáng)度更高 的背光的情況下，也能夠制造色斑得以降低的偏振光薄膜等光學(xué)薄膜。需要說明的是，專利 文獻(xiàn)1中記載了雙折射率橢圓體的長(zhǎng)軸相對(duì)于薄膜的長(zhǎng)度方向的傾斜角度的絕對(duì)值的最 大值為5度以下、且傾斜角度的局部變化率(任意5cm寬度的范圍內(nèi)的光軸的傾斜角度）為 1度以下的PVA薄膜，例如，如專利文獻(xiàn)1那樣，即使使傾斜角度的局部變化率為1度以下， 根據(jù)專利文獻(xiàn)1無(wú)法獲得以20mm間距在薄膜的寬度方向上測(cè)定薄膜的面內(nèi)的取向軸時(shí)的 所有相鄰2個(gè)測(cè)定位置處的取向軸彼此所成的角度的最大值（Λ Zmax)處于上述范圍的PVA 薄膜，至少在這一點(diǎn)上，本發(fā)明的PVA薄膜不同于專利文獻(xiàn)1中記載的PVA薄膜。
[0016] AZmax超過2. 3°時(shí)，所得光學(xué)薄膜中，色斑成為問題。從光學(xué)薄膜中的色斑的觀點(diǎn) 出發(fā)，Λ Zmax優(yōu)選為2. 2°以下、更優(yōu)選為2.0°以下、進(jìn)一步優(yōu)選為1.9°以下、特別優(yōu)選為 1.8°以下。需要說明的是，AZmax過小的PVA薄膜在其制造中有時(shí)生產(chǎn)率降低，因此AZ max 例如為0.3°以上。
[0017] 薄膜的面內(nèi)的取向軸是指薄膜的面內(nèi)的遲相軸，其利用