【SID2016】超薄偏光板，拓展柔性液晶之路
2016/06/25
1. 前言
在5月份举行的显示领域全球最大规模学会“SID 2016”的研讨会上，日东电工就超薄偏光板发表了题为“A novel ultra-thin polarizer to achieve thinner and more-flexible display”的论文（发表序号：40.1）。该论文在“2016年显示行业奖”（Display Industry Awards 2016）中获得了“年度显示元件奖”（Display Component of the Year Award），下面就来介绍一下其中的内容。
2. 偏光板的技术动向与课题
偏光板主要用于液晶显示器和有机EL显示器，是显示影像不可或缺的元件。智能手机和平板电脑等终端的屏幕越来越薄，不过，要想实现更薄、更具柔性的显示屏，偏光板的薄型化和低收缩化是一大课题。
偏光板的制造工序如图1所示。聚乙烯醇（PVA：Polyvinyl Alcohol）是很多工业领域都在使用的代表性合成高分子材料之一。使PVA薄膜在碘溶液中染色，并在水中延展，通过吸附碘并进行配向来制造具有高偏光性能的偏光板。
图1：偏光板的制造工序
日东电工提供的资料。 （点击放大）
不过，在延展工序产生的收缩力成为偏光板的一项课题。尤其是高温下的偏光板，会因为这种收缩力，造成面板曲翘、显示屏失真等可靠性方面的问题（图2）。
图2：偏光板收缩力的主要课题 日东电工提供的资料。
3. 偏光板的收缩对策
在液晶面板的薄型化方面，这种收缩力就更成一个问题。要想减薄显示面板的厚度，就要控制偏光板的收缩力。为了解决偏光板的收缩问题，此前采取过一些对策，具体可以分为以下3类。
第一，采用更薄的保护膜（图3）。这种方法虽然能减薄偏光板的厚度，但起偏器的厚度没有变化，收缩力也没有变化。
图3：对策（1）保护薄膜的薄型化 日东电工提供的资料。（点击放大）
第二，采用更薄的起偏器（图4）。获得更薄的起偏器的方法是使用更薄的材料，也就是使用更薄的PVA薄膜。PVA薄膜本身非常柔软，超薄的PVA薄膜在水中延展时吸收水分后会变得非常脆，生产效率骤减。利用目前的技术，很难采用10μm以下PVA薄膜量产偏光板。现在，偏光板的标准厚度在25μm左右，实际应用中的最小厚度为12μm。
图4：对策（2）起偏器的薄型化 日东电工提供的资料。（点击放大）
第三，采用名为“PVA-层压板延展及染色”的新工艺（图5）。这种方法在制作PVA-塑料层压板时，要延展在热可塑性薄膜上涂布PVA制成的“PVA-塑料层压板”。利用这种方法可以制作厚度不到10μm
的偏光板。采用该工艺降低了偏光板的收缩力，不过，旨在实现优异光学特性的“PVA-络合碘”的配向性不够好。
图5：对策（3）PVA层压后延展 日东电工提供的资料。（点击放大）
综上所述，具备高生产效率和光学特性的偏光板的收缩力控制可以说是偏光板的薄型化以及显示器进一步实现柔性化的重要课题。
4. 具备高光学特性的极薄偏光板开发
为了同时实现高光学特性和低收缩力，研究人员还开发了新的偏光板。首先，调查了通过PVA层压板延展工艺制作的偏光板光学特性非常低的原因。在PVA-层压板延展工艺中，为了获得热可塑性薄膜的高延展特性，需要“空中延展工艺”。另外，为了防止在空中延展