碘系偏振薄膜及其制造方法

专利名称：碘系偏振薄膜及其制造方法
技术领域：
本发明涉及在液晶显示装置、电致发光(EL)显示装置、等离子体显示器(PD)和场发射显示器(FED =Field Emission Display)等图像显示装置中使用的碘系偏振薄膜及其制造方法。另外，本发明涉及具备该偏振薄膜的偏振板。
背景技术：
在图像显示装置(尤其液晶显示装置)中使用的偏振薄膜为了提供明亮、颜色再现性良好的图像，需要兼有高透射率和偏光度。这种偏振薄膜目前是如下制造的通过用溶胀水将聚乙烯醇薄膜(以下称为“PVA薄膜”)溶胀之后，在染色工序中使具有二色性的碘或二色性染料等二色性物质吸附取向，并且进行单轴拉伸来制造(下述专利文献1)。然而，在上述那样的通常的制造方法中，由于是在染色工序中在浸渍于染色液中的状态下进行拉伸的，因此，碘或二色性染料过量地吸附于PVA薄膜。结果，吸附的碘等发生了取向的降低，由此，在偏振薄膜中，具有在可见光(380 780nm)中的短波长区(380 410nm)发生漏光的问题。为了防止上述漏光，作为制造取向度高的偏振薄膜的方法，可列举出下述专利文献2中记载的方法。根据该制造方法，将PVA薄膜干式拉伸，然后使碘或二色性染料吸附取向。接着，在硼酸水溶液中浸渍的同时进行拉伸。另外，作为干式拉伸，记载了使用热辊进行单轴拉伸的方法、在设置于加热烘箱内的辊间施加拉伸力的同时进行拉伸的辊间单轴拉伸法等通常的方法。然而，在上述的制造方法中，在不进行溶胀工序的情况下加热PVA薄膜，并以4 5 倍左右的拉伸倍率进行干式拉伸，进一步进行染色工序，因此，难以使碘等充分吸附于PVA 薄膜。结果，在上述制造方法中，难以制作高偏光度的偏振薄膜。进而，若为了提高偏振光特性而增大在硼酸水溶液中进行的拉伸的拉伸倍率时，存在PVA薄膜发生破裂的问题。现有技术文献专利文献专利文献1 日本特开2004-341515号公报专利文献2 日本特开平11-49878号公报

发明内容
发明要解决的问题本发明是鉴于上述问题而做出的，其目的是提供碘系偏振薄膜及其制造方法，该偏振薄膜增加了可见光(380 780nm)中的短波长区(380 410nm)的光吸收，从而防止该短波长区的漏光的发生，并且光学特性优异。用于解决问题的方案本发明人等发现，如果为不在染色工序中的染色浴中进行拉伸而是在染色浴外部进行拉伸的碘系偏振薄膜，则可以改善可见光中的短波长区的光吸收，从而完成了本发明。
S卩，本发明的碘系偏振薄膜是用于解决上述问题的碘系偏振薄膜，其特征在于，其是使碘在高分子薄膜中吸附取向而成的碘系偏振薄膜，所述碘的含量在1. 9 3重量％ /2. 85mm3的范围内，在单片透射率为43 45%的范围内时波长610nm的正交吸光度A2与波长480nm的正交吸光度Al之比(A2/A1)为1. 16以下。已知的是，通常波长480nm的正交吸光度是三价的碘络合物的含量的指标，波长 610nm的正交吸光度是五价的碘络合物的含量的指标。碘吸附到高分子薄膜中而形成的三价碘络合物在可见光(380 780nm)中的短波长区(380 410nm)的光吸收能力高。因此，如上述构成那样，通过将单片透射率为43 45%的范围内时的波长eiOnm的正交吸光度A2与波长480nm的正交吸光度Al之比(A2/A1)设定在1. 16以下，增加三价碘络合物的含量，可以提高可见光(380 780nm)中的短波长区(380 410nm)的光吸收。结果，有可能减少上述短波长区的漏光。在上述构成中，上述高分子薄膜优选是聚乙烯醇薄膜。本发明的碘系偏振薄膜的制造方法是用于解决上述问题的碘系偏振薄膜的制造方法，其特征在于，其是使碘在高分子薄膜吸附取向的碘系偏振薄膜的制造方法，其包括以下工序染色工序，通过使上述高分子薄膜在含碘溶液中浸渍而使碘吸附于该高分子薄膜； 拉伸工序，将染色后的上述高分子薄膜从上述溶液中取出，在该状态下，不加热上述高分子薄膜，以规定的拉伸倍率进行单轴拉伸；交联工序，通过将上述单轴拉伸后的高分子薄膜在交联浴中浸渍，使该高分子薄膜交联。根据上述方法，将在含碘溶液中染色的高分子薄膜在从该溶液中取出的状态下进行拉伸工序。另外，该拉伸工序不使用热辊、加热烘箱等对高分子薄膜进行加热。因此，上述方法中的拉伸工序与以往的干式拉伸不同。通过进行这种拉伸工序，可以增加吸附有碘的高分子薄膜中的三价碘络合物的含量。由于三价碘络合物在可见光(380 780nm)中的短波长区(380 410nm)的光吸收能力高，因此，通过进行上述拉伸工序，可以制造大量含有三价碘络合物的偏振薄膜。即，如果为上述方法，则可以制造能减少上述短波长区的漏光的碘系偏振薄膜。在上述方法中，优选的是，在上述染色工序中不进行在含碘溶液中的高分子薄膜的单轴拉伸。由此，可以防止碘在高分子薄膜中过量地吸附，并且可以减少所吸附的碘的取向降低。结果，可以进一步防止可见光中的短波长区的漏光。在上述方法中，在上述拉伸工序中进行的单轴拉伸的拉伸倍率优选在1. 2 1. 8 倍的范围内。此外，本发明的偏振板的特征在于，在上述的碘系偏振薄膜的至少一个面上设置有透明保护薄膜。由此，可以提供不发生可见光(380 780nm)中的短波长区(380 410nm)的漏光、光学特性优异的偏振板。发明的效果本发明通过上述说明的方法，发挥了以下所述的效果。即，本发明的碘系偏振薄膜通过将单片透射率为43 45 %的范围内时的波长 6IOnm的正交吸光度A2与波长480nm的正交吸光度Al之比(A2/A1)设定在1. 16以下，可以提高可见光中的短波长区的光吸收，且可以减少该短波长区的漏光。结果，可以提供光学特性优异的碘系偏振薄膜。
另外，本发明的碘系偏振薄膜的制造方法通过从上述溶液中取出染色工序后的高分子薄膜，并在该状态下进行拉伸工序，可以增加三价碘络合物的含量。结果，可以减少可见光中的短波长区的漏光，制造光学特性优异的碘系偏振薄膜。
具体实施例方式本实施方式的碘系偏振薄膜(以下称为“偏振薄膜”)是指，具有使碘在高分子薄膜中吸附取向而成的构成、能够将自然光、偏振光转变为任意的偏振光的元件。对本发明中使用的偏振薄膜没有特别限制，优选是将自然光或偏振光转变为直线偏振光的偏振薄膜。 这种偏振薄膜具有将入射光分为正交的两种偏振光成分，并使其中的一种偏振光成分透射的功能，而且，通过吸收、反射以及散射等使另一种偏振光成分不透射。作为上述高分子薄膜，例如，聚乙烯醇薄膜(以下称为“PVA”薄膜)是优选的。上述PVA薄膜由聚乙烯醇系树脂形成，例如，可以通过皂化聚醋酸乙烯酯系树脂来获得。作为聚醋酸乙烯酯系树脂，除了作为醋酸乙烯酯的均聚物的聚醋酸乙烯酯以外，还可列举出醋酸乙烯酯和能与其共聚的其它单体的共聚物等。作为与醋酸乙烯酯共聚的其它单体，例如， 可列举出不饱和羧酸类、不饱和磺酸类、烯烃类、乙烯基醚类等。聚乙烯醇系树脂的聚合度一般为500 10000，优选为1000 8000的范围，更优选为1400 7000的范围。进而，在皂化的情况下，例如从在水中的溶解性的观点考虑，其皂化度优选为75摩尔％以上，更优选为98摩尔％以上，进一步优选为98. 3摩尔％以上的范围。作为由聚乙烯醇系树脂形成的PVA薄膜的制造方法，可适宜地使用将溶解在水或有机溶剂中的原液流延成膜的流延法、浇铸法、挤出法等任意方法来成膜。此时优选使用相位差值为5nm IOOnm的薄膜。另外，为了获得面内均勻的偏振薄膜，优选PVA薄膜面内的相位差偏差尽可能小，作为原料薄膜的PVA薄膜的面内相位差偏差优选在IOOOnm测定波长下为IOnm以下，更优选为5nm以下。本发明的偏振薄膜的碘含量为1. 9 3重量％ /2. 85mm3,优选为2. 2 3. 0重量％ /2. 85mm3,更优选为2. 5 3. 0重量％ /2. 85mm3。碘与PVA薄膜之间形成了三价的碘络合物和五价的碘络合物，上述含量包括偏振薄膜中含有的所有的碘。在此处，单片透射率为43 45%范围内时波长610nm的正交吸光度A2与波长 480nm的正交吸光度Al之比(A2/A1)为1. 16以下。超过1. 16时，五价碘络合物的含量增大，因此可见光(380 780nm)中的短波长区(380 410nm)的光吸收能力降低，该短波长区的漏光增加，光学可靠性降低。另外，从防止可见光中的长波长区(700 780nm)的漏光的观点来看，优选为0.5以上。上述单片透射率为43 45%范围内时的波长区480nm的正交吸光度(Al)是三价的碘络合物的含量的指标，波长区eiOnm的正交吸光度m是五价的碘络合物的含量的指标。上述单片透射率用基于测定波长380nm 780nm的测定结果、且根据JIS Z8701的2 度视野(two degree visual filed) (C光源)进行了可见度校正的Y值来表示。另外，波长480nm和610nm的正交吸光度是使用紫外可见分光光度计分别测定偏振薄膜在480nm和 6IOnm的正交透射率Tc，并根据(正交吸光度)=Log10Tc求出的值。对偏振薄膜的厚度没有特别限制，一般为5 80 μ m左右。通过在该偏振薄膜的一面或两面上层叠透明保护薄膜，从而形成偏振板(后面详细描述)。接着，说明本实施方式的偏振薄膜的制造方法。本实施方式的偏振薄膜的制造方法只要是对作为初始原料薄膜的PVA薄膜至少依次进行染色工序、拉伸工序、交联工序的方法即可，没有特别限制。例如，可以在上述染色工序之前进行目前公知的溶胀工序。作为上述溶胀工序，例如，可以在装满水的溶胀浴中浸渍PVA薄膜。由此，可以水洗PVA薄膜、洗涤PVA薄膜表面的污渍、防粘连剂，并且使PVA薄膜溶胀，由此可预期有防止染色不勻等不均勻性的效果。在该溶胀浴中，可以适当添加甘油、碘化钾等。添加的浓度在甘油的情况下优选为5重量％以下，在碘化钾的情况下优选为10重量％以下。溶胀浴的温度优选在20 45°C的范围内，更优选为25 40°C。溶胀浴中的浸渍时间优选为2 180 秒钟，更优选为10 150秒钟，特别优选为60 120秒钟。另外，可以在该溶胀浴中拉伸 PVA薄膜，此时的拉伸倍率也包括由溶胀导致的伸展，相对未拉伸状态的薄膜为1. 1 3. 5 倍左右。上述染色工序是通过将上述PVA薄膜浸渍在含碘溶液(染色浴)中而使上述碘吸附于PVA薄膜的工序。另外，在本工序中，优选不在染色浴中进行PVA薄膜的拉伸。由此， 可以防止碘过量吸附于PVA薄膜，并且可以减少所吸附的碘的取向降低。结果，能够进一步防止可见光中的短波长区的漏光。然而，只要是在不产生上述不利的范围内，可以在染色浴中进行PVA薄膜的拉伸。从这种观点来看，拉伸的总拉伸倍率优选为5 6. 5倍左右。作为上述染色浴的溶液，可以使用溶剂中溶解有碘的溶液。作为上述溶剂，一般使用水，也可以进一步添加与水具有相容性的有机溶剂。作为碘的浓度，优选为0. 010 10 重量％的范围，更优选为0. 020 7重量％的范围，特别优选为0. 025 5重量％。另外，为了进一步提高染色效率，优选进一步添加碘化合物。作为该碘化合物，例如，可列举出碘化钾、碘化锂、碘化钠、碘化锌、碘化铝、碘化铅、碘化铜、碘化钡、碘化钙、碘化锡、碘化钛等。这些碘化物的添加比例在上述染色浴中优选为0. 010 10重量％，更优选为0.10 5重量％。在这些当中，优选添加碘化钾，碘与碘化钾的比例(重量比)优选为 1 5 1 100的范围，更优选为1 6 1 80的范围，特别优选为1 7 1 70 的范围。对PVA薄膜在上述染色浴中的浸渍时间没有特别限制，优选为1 20分钟的范围，更优选为2 10分钟。另外，染色浴的温度优选为5 42°C的范围，更优选为10 35°C的范围。上述拉伸工序是将从上述染色浴中取出的高分子薄膜在刚取出的状态下进行单轴拉伸的工序。该工序与目前公知的干式拉伸不同，不使用热辊、加热烘箱等加热高分子薄膜。另外，本工序可以在常温QO 30°C )、相对湿度45 85% Rh下进行。进而，在进行本工序时，可以不进行染色工序中的含碘溶液的液体去除。另外，本工序中的拉伸倍率优选相对于即将拉伸前的PVA薄膜为1. 15 1. 8倍的范围内，更优选为1.3 1.65倍的范围内。拉伸倍率小于1. 15倍时，有可能不能充分获得短波长区的防漏光效果。另一方面，超过1. 8倍时，有可能无法获得充分的偏振光特性。上述交联工序例如是将PVA薄膜浸渍在含有交联剂的交联浴中从而进行交联的工序。作为上述交联剂，可以使用现有公知的物质。例如，可列举出硼酸、硼砂等硼化合物， 乙二醛、戊二醛等。它们可以单独使用一种，或者可以组合两种以上使用。在组合两种以上使用时，例如，硼酸与硼砂的组合是优选的。其添加比例(摩尔比)优选为4 6 9 1 的范围，更优选为5. 5 4.5 7 3的范围，最优选是6 4。作为上述交联浴的溶液，可以使用溶剂中溶解有上述交联剂的溶液。作为上述溶剂，例如可以使用水，还可以进一步含有与水具有相容性的有机溶剂。对上述溶液中的交联剂的浓度没有特别限制，优选为1 10重量％的范围，更优选为2 6重量％的范围。在上述交联浴中，从获得在偏振薄膜的面内均勻的光学特性的观点来看，可以添加碘化物。对该碘化物没有特别限制，例如，可列举出碘化钾、碘化锂、碘化钠、碘化锌、碘化铝、碘化铅、碘化铜、碘化钡、碘化钙、碘化锡、碘化钛等。另外，碘化物的含量优选为在
0.05 15重量％的范围内，更优选为0. 5 8重量％的范围内。上述例示的碘化物可以单独使用一种，或者可以组合两种以上使用。在组合两种以上使用时，硼酸与碘化钾的组合是优选的。硼酸与碘化钾的比例(重量比)优选为1 0.1 1 3.5的范围，更优选为 1 0. 5 1 2. 5的范围。上述交联浴的温度通常为20 70°C的范围，PVA薄膜的浸渍时间通常为1秒钟 15分钟的范围，优选为5秒钟 10分钟。进而，交联处理可以使用涂布或喷雾含有交联剂的溶液的方法。另外，可以在交联浴中进行PVA薄膜的拉伸，该情况下的总拉伸倍率优选为
1.1 4.0倍左右。在本实施方式中，进而，根据需要，可以依次适宜地进行洗涤工序和干燥工序。作为该洗涤工序，例如通过在洗涤浴的水溶液中浸渍PVA薄膜，可以洗掉在先前的处理中附着的硼酸等不需要的残留物。在上述水溶液中，可以添加上述第二族元素的盐。作为该盐， 优选使用例如碘化物。在这里，作为上述碘化物，例如可列举出碘化钾、碘化锂、碘化钠、碘化锌、碘化铝、碘化铅、碘化铜、碘化钡、碘化钙、碘化锡、碘化钛等。在洗涤浴中添加第二族元素的盐的情况下，其浓度通常为2. 2 3. 8重量％，优选为2. 7 3. 3重量％。进而，上述洗涤浴的温度优选为10 60°C，更优选为15 40°C。另外，对洗涤工序的次数没有特别限制，可以实施多次。另外，可以改变各洗涤浴中的添加物的种类、浓度。另外，在从溶胀浴、交联浴、洗涤浴中取出PVA薄膜时，为了防止液体流挂的发生， 可以使用目前公知的夹辊(Pinch roll)等除液辊，也可以通过气刀(air knife)刮除液体等方法除去多余的水分。作为上述干燥工序，可以使用自然干燥、风干、加热干燥等适宜的方法，通常，优选使用加热干燥。在进行加热干燥的情况下，优选的是，加热温度为20 80°C左右，干燥时间为1 10分钟左右。通过进行上述的各工序制作的偏振薄膜的最终的总拉伸倍率优选相对于上述初始的PVA原料薄膜为5. 0倍以上，更优选为5. 5 6. 5倍。最终的总拉伸倍率小于5. 0倍时，有可能难以获得高偏光度的偏振薄膜。另外，通过将总拉伸倍率设定为6. 5倍以下，可以防止PVA薄膜容易地破裂。通过上述制造方法得到的本实施方式的偏振薄膜，以偏振薄膜单片测定的单片透射率优选为43 45%的范围内，更优选为43. 5 45. 0%的范围。可以在上述偏振薄膜的至少一个面上设置透明保护薄膜。作为构成该透明保护薄膜的材料，例如可以使用透明性、机械强度、热稳定性、阻水性、各向同性等优异的热塑性树脂。作为这种热塑性树脂的具体例子，可列举出三醋酸纤维素酯等纤维素树脂、聚酯树脂、聚醚砜树脂、聚砜树脂、聚碳酸酯树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、聚烯烃树脂、(甲基)丙烯酸类树脂、环状聚烯烃树脂(降冰片烯系树脂)、聚芳酯树脂、聚苯乙烯树脂、聚乙烯醇树脂和它们的混合物。另外，在偏振薄膜的一侧通过粘接剂层贴合透明保护薄膜，在另一侧可以使用作为透明保护薄膜的(甲基)丙烯酸系、聚氨酯系、丙烯酸聚氨酯系、环氧系、有机硅系等热固化性树脂或紫外线固化型树脂。在透明保护薄膜中可以含有一种以上的任何适当的添加剂。作为添加剂，例如，可列举出紫外线吸收剂、抗氧化剂、润滑剂、增塑剂、脱模剂、 防着色剂、阻燃剂、成核剂、抗静电剂、颜料、着色剂等。透明保护薄膜中的上述热塑性树脂的含量优选为50 100重量％，更优选为50 99重量％，更优选为60 98重量％，特别优选为70 97重量％。透明保护薄膜中的上述热塑性树脂的含量低于50重量％时，有可能不能充分表现热塑性树脂固有的高透明性。另外，作为透明保护薄膜，可列举出日本特开2001-343529号公报(W0 01/37007) 中记载的聚合物薄膜，例如，含有(A)侧链上具有取代和/或未取代酰亚胺基的热塑性树脂和(B)侧链上具有取代和/或未取代苯基以及腈基的热塑性树脂的树脂组合物。作为具体例子，可列举出含有由异丁烯与N-甲基马来酰亚胺构成的交替共聚物和丙烯腈-苯乙烯共聚物的树脂组合物的薄膜。薄膜可以使用由树脂组合物的混合挤出物等形成的薄膜。这些薄膜由于相位差小、光弹性系数小，因此可以消除由于偏振板的应变导致的不勻等不良情况，另外由于透湿度小，因此加湿耐久性优异。透明保护薄膜的厚度可以适当决定，一般，从强度、处理性等操作性、薄层性等观点考虑，为1 500 μ m左右。尤其优选为1 300 μ m,更优选为5 200 μ m。透明保护薄膜为5 150 μ m的情况是特别优选的。另外，在偏振薄膜的两侧设置透明保护薄膜时，其表面和背面可以使用由相同的聚合物材料形成的保护薄膜，也可以使用由不同的聚合物材料等形成的保护薄膜。作为本实施方式的透明保护薄膜，优选使用选自纤维素树脂、聚碳酸酯树脂、环状聚烯烃树脂和(甲基)丙烯酸树脂中的至少一种。纤维素树脂是纤维素与脂肪酸的酯。作为这种纤维素酯系树脂的具体例子，可列举出三醋酸纤维素酯、二醋酸纤维素酯、三丙酸纤维素酯、二丙酸纤维素酯等。在这些当中，三醋酸纤维素酯是特别优选的。三醋酸纤维素酯有许多产品在市场上销售，从获得的容易性和成本的观点来看也是有利的。作为三醋酸纤维素酯的市售产品的实例，可列举出 FUJIFILM Corporation 制造的商品名 “UV-50”、“UV-80”、“SH-80”、“TD-80U”、“TD-TAC”、 “UZ-TAC”、柯尼卡公司制造的“KC系列”等。一般，这些三醋酸纤维素酯的面内相位差(Re) 几乎为零，厚度方向相位差(Rth)为60nm以下程度。作为环状聚烯烃树脂的具体例子，降冰片烯系树脂是优选的。环状烯烃系树脂是以环状烯烃为聚合单元进行聚合得到的树脂的总称，例如，可列举出日本特开平1-M0517 号公报、日本特开平3-14882号公报、日本特开平3-122137号公报等中所记载的树脂。作为具体例子，可列举出环状烯烃的开环聚合物(共聚物)、环状烯烃的加聚物、环状烯烃与乙烯、丙烯等α-烯烃的共聚物(代表性的为无规共聚物)以及用不饱和羧酸、其衍生物将上述聚合物改性了的接枝聚合物以及上述聚合物的氰化物等。作为环状烯烃的具体例子， 可列举出降冰片烯系单体。作为环状聚烯烃系树脂，有多种产品在市场上销售。作为具体例子，可列举出^ONCORPORATION 制造的商品名 “ZEONEX WEONOR”，JSR CORPORATION 制造的商品名 “ART0N，，、 TICONA公司制造的商品名“Topas”、三井化学株式会社制造的商品名“APEL”。作为(甲基)丙烯酸系树脂，Tg(玻璃化转变温度)优选为115°C以上，更优选为 120°C以上，进一步优选为125°C以上，特别优选为130°C以上。通过Tg为115°C以上，可形成耐久性优异的偏振板。对上述(甲基)丙烯酸系树脂的Tg的上限值没有特别限制，从成型性的观点考虑，优选为170°C以下。由(甲基)丙烯酸系树脂可以获得面内相位差(Re)、 厚度方向相位差(Rth)几乎为零的薄膜。作为(甲基)丙烯酸系树脂，在不损害本发明的效果的范围内，可以采用任意适当的(甲基)丙烯酸系树脂。例如，可列举出聚甲基丙烯酸甲酯等聚(甲基)丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯_(甲基)丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸甲酯_(甲基)丙烯酸酯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸酯_(甲基)丙烯酸共聚物、(甲基)丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物(MS树脂等)、具有脂环族烃基的聚合物(例如甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸环己酯共聚物、甲基丙烯酸甲酯_(甲基)丙烯酸降冰片酯共聚物等)。优选地，可列举出聚(甲基)丙烯酸甲酯等聚(甲基)丙烯酸Cl 6烷基酯。更优选，可列举出以甲基丙烯酸甲酯为主要成分(50 100重量％，优选为70 100重量％ )的甲基丙烯酸甲酯系树脂。作为(甲基)丙烯酸系树脂的具体例子，例如，可列举出Mitsubishi Rayon Co.， Ltd.制造的Acrypet VH, Acrypet VRL20A，日本特开2004-70296号公报中所记载的分子内具有环结构的(甲基)丙烯酸系树脂、通过分子内交联、分子内环化反应获得的高Tg(甲基)丙烯酸树脂系。作为(甲基)丙烯酸系树脂，还可以使用具有内酯环结构的(甲基)丙烯酸系树脂。因为其具有高耐热性、高透明性、由双轴拉伸带来的高机械强度。作为具有内酯环结构的(甲基)丙烯酸系树脂，可列举出日本特开2000-230016 号公报、日本特开2001-151814号公报、日本特开2002-120326号公报、日本特开 2002-254544号公报、日本特开2005-146084号公报等中记载的具有内酯环结构的(甲基) 丙烯酸系树脂。上述透明保护薄膜通常使用正面相位差小于40nm且厚度方向相位差小于SOnm的薄膜。正面相位差Re用Re = (nx-ny) Xd表示。厚度方向相位差Rth用Rth = (nx-nz) Xd 表示。另外，Nz系数用阪=(nx-nz)/(nx-ny)表示。[其中，薄膜的慢轴方向、快轴方向和厚度方向的折射率分别为nX、ny、nz，d(nm)为薄膜的厚度。慢轴方向设定为薄膜面内的折射率最大的方向。]另外，透明保护薄膜优选尽可能不带颜色。优选使用厚度方向的相位差值为-90nm +75nm的保护薄膜。通过使用所述厚度方向的相位差值(Rth)为-90nm +75nm的保护薄膜，可以基本上消除因透明保护薄膜导致的偏振板的着色(光学着色)。厚度方向位相差值(Rth)进一步优选为-80nm +60nm，特别优选为-70nm +45nm。另一方面，作为上述透明保护薄膜，可以使用具有正面相位差为40nm以上和/或厚度方向相位差为80nm以上的相位差的相位差板。正面相位差通常控制为40 200nm的范围，厚度方向相位差通常控制为80 300nm的范围。在使用相位差板作为透明保护薄膜时，由于该相位差板还具有透明保护薄膜的功能，因此，可以实现薄型化。上述透明保护薄膜在涂布粘接剂之前可以进行表面改性处理。作为具体的处理， 可列举出电晕处理、等离子体处理、底漆处理、皂化处理等。
可以对所述透明保护薄膜的没有粘接偏振薄膜的面进行硬涂层处理、防反射处理、以防粘连、漫射或防眩为目的的处理。另外，上述防反射层、防粘连层、漫射层、防眩层等可以设置在透明保护薄膜本身之上，也可以作为与透明保护薄膜不同的另外的光学层另外设置。本发明的偏振板通过使用上述粘接剂将透明保护薄膜与偏振薄膜贴合来制造。该制造方法包括以下工序在偏振薄膜的形成上述粘接剂层的面和/或透明保护薄膜的形成上述粘接剂层的面上涂布上述粘接剂的工序；通过上述偏振板用粘接剂将偏振薄膜与透明保护薄膜贴合的工序。本实施方式的偏振板在实际使用时可以作为与其它光学层层叠而成的光学薄膜使用。对该光学层没有特别限制，例如，可以使用一层或两层以上的反射板、半透射板、相位差板(包括1/2、1/4等的波长板)、视场角补偿薄膜等用于形成液晶显示装置等的光学层。在偏振板上层叠有上述光学层的光学薄膜还可以在液晶显示装置等的制造过程中通过依次分别层叠的方式来形成，但预先层叠来形成光学薄膜的方法具有品质的稳定性、组装操作等优异且可改善液晶显示装置等的制造工序的优点。层叠可使用粘合层等适当的粘接方法。在粘接上述偏振板、其它光学薄膜时，它们的光学轴可以根据目标相位差特性等设定为适当的配置角度。在上述偏振板或者层叠有至少了一层偏振板的光学薄膜上还可以设置用于与液晶单元等其他部件粘接的粘合层。对形成粘合层的粘合剂没有特别限制，例如，可以适当选择和使用以丙烯酸系聚合物、有机硅系聚合物、聚酯、聚氨酯、聚酰胺、聚醚、氟系、橡胶系等聚合物为基础聚合物的粘合剂。尤其，如丙烯酸系的粘合剂那样的、光学透明性优异、显示了适度的润湿性、内聚性和粘接性的粘合特性、且耐候性、耐热性等优异的粘合剂是可优选使用的。为了防止在实际使用之前污染粘合层的露出面等，可以临时粘附隔片将其覆盖。 由此，可以防止在通常的操作状态下接触粘合层。作为隔片，除了满足上述厚度条件以外， 例如可以使用将塑料薄膜、橡胶片、纸、布、无纺布、网状物、发泡片材、金属箔、它们的层压体等适宜的薄片体根据需要用有机硅系、长链烷基系、氟系、硫化钼等适宜的剥离剂涂布处理而获得的隔片等现有适宜的隔片。本实施方式的偏振板可以优选用于液晶显示装置或有机电致发光装置等各种图像显示装置。在应用于液晶显示装置时，本实施方式的偏振板按照光透射轴分别与液晶单元的表面和背面正交的方式配置。由此，可以得到可见光的波长区的漏光减少、且防止了显示画面产生变色的液晶显示装置。对上述液晶单元没有特别限制，例如可以应用TN型、STN 型、π型、VA型、IPS型等任意类型的液晶单元。实施例以下示例性地详细说明本发明的适宜的实施例。然而，该实施例中记载的材料、配合量等只要不是特别限定的记载，就不能将本发明的范围仅仅限定于这些。(实施例1)使用平均聚合度2400、厚度75 μ m、薄膜宽度50mm的聚乙烯醇(PVA)薄膜 (KURARAY CO.，LTD.制造，商品名VF_PS7500)，通过依次进行以下工序，制作本实施例的碘
系偏振薄膜。
<溶胀工序>将上述PVA薄膜运送到装满30°C纯水的溶胀浴中，在上述纯水中浸渍30秒钟，使之溶胀。另外，进行PVA薄膜的单轴拉伸，直至拉伸倍率为2. 2倍为止。〈染色工序〉将上述PVA薄膜运送到装满含有10重量％碘的30°C含碘染色溶液的染色浴中，在含碘染色溶液中浸渍5秒钟，进行染色。本工序中，不进行拉伸处理。<拉伸工序>将染色后的上述PVA薄膜从染色浴中取出，在浴外部(温度25°C，相对湿度45% Rh)进行单轴拉伸。拉伸倍率相对于初始的未拉伸状态的PVA薄膜为3. 3倍(在浴外部的拉伸倍率为1.48倍)。<交联工序>将上述PVA薄膜运送到装满含有3重量％硼酸和3重量％碘化钾的30°C的硼酸水溶液的交联浴中，在硼酸水溶液中浸渍观秒钟并进行单轴拉伸，直至拉伸倍率相对于初始的PVA薄膜为3. 6倍，使之交联。此后，在装满含有4重量％硼酸和5重量％碘化钾的60°C 的硼酸水溶液的交联浴中，浸渍60秒钟并进行单轴拉伸，直至拉伸倍率相对于初始的PVA 薄膜为5. 92倍。<洗涤工序>将上述PVA薄膜运送到装满含有3重量％碘化钾的30°C的碘化钾水溶液的洗涤浴中，在碘化钾水溶液中浸渍10秒钟，进行水洗处理。从上述洗涤浴中取出PVA薄膜，使用烘箱进行PVA薄膜的干燥。作为干燥条件，干燥温度为60°C，在烘箱内的通过时间为4分钟。由此，制作了本实施例的偏振薄膜。(比较例1)使用与实施例1中所用的PVA薄膜同样的物质，通过依次进行以下工序，制作本比较例的碘系偏振薄膜。<溶胀工序>将上述PVA薄膜运送到装满30°C纯水的溶胀浴中，在上述纯水中浸渍30秒钟，使之溶胀。另外，进行PVA薄膜的单轴拉伸，直至拉伸倍率为2. 2倍为止。<染色工序>将上述PVA薄膜运送到装满含有3. 8重量％碘的30°C含碘染色溶液的染色浴中， 在含碘染色溶液中浸渍27秒钟，进行染色，并进行单轴拉伸。拉伸倍率相对于初始的未拉伸状态的PVA薄膜为3. 3倍。<交联工序>将上述PVA薄膜运送到装满含有3重量％硼酸和3重量％碘化钾的30°C的硼酸水溶液的交联浴中，在硼酸水溶液中浸渍观秒钟并进行单轴拉伸，直至拉伸倍率相对于初始的PVA薄膜为3. 6倍，使之交联。此后，在装满含有4重量％硼酸和5重量％碘化钾的60°C 的硼酸水溶液的交联浴中，浸渍60秒钟并进行单轴拉伸，直至拉伸倍率相对于初始的PVA 薄膜为5. 92倍。<洗涤工序>将上述PVA薄膜运送到装满含有3重量％碘化钾的30°C的碘化钾水溶液的洗涤浴中，在碘化钾水溶液中浸渍10秒钟，进行水洗处理。从上述洗涤浴中取出PVA薄膜，使用烘箱进行PVA薄膜的干燥。作为干燥条件，干燥温度为60°C，烘箱内的通过时间为4分钟。由此，制作了本比较例的偏振薄膜。(实施例2)使用与上述实施例1中所用的PVA薄膜相同的薄膜，通过依次进行以下工序，制作本实施例的碘系偏振薄膜。〈溶胀工序〉将上述PVA薄膜运送到装满30°C纯水的溶胀浴中，在上述纯水中浸渍30秒钟，使之溶胀。另外，进行PVA薄膜的单轴拉伸，直至拉伸倍率为2. 2倍为止。〈染色工序〉将上述PVA薄膜运送到装满含有9重量％碘的30°C含碘染色溶液的染色浴中，在含碘染色溶液中浸渍5秒钟，进行染色。另外，进行PVA薄膜的单轴拉伸，直至拉伸倍率为 2. 4倍为止。〈拉伸工序〉将染色后的上述PVA薄膜从染色浴中取出，在浴外部(温度25°C，相对湿度45% Rh)进行单轴拉伸。拉伸倍率相对于初始的未拉伸状态的PVA薄膜为3. 3倍(在浴外部的拉伸倍率为1.4倍)。〈交联工序〉将上述PVA薄膜运送到装满含有3重量％硼酸和3重量％碘化钾的30°C的硼酸水溶液的交联浴中，在硼酸水溶液中浸渍观秒钟并进行单轴拉伸，直至拉伸倍率相对于初始的PVA薄膜为3. 6倍，使之交联。此后，在装满含有4重量％硼酸和5重量％碘化钾的60°C 的硼酸水溶液的交联浴中，浸渍60秒钟并进行单轴拉伸，直至拉伸倍率相对于初始的PVA 薄膜为5. 92倍。〈洗涤工序〉将上述PVA薄膜运送到装满含有3重量％碘化钾的30°C的碘化钾水溶液的洗涤浴中，在碘化钾水溶液中浸渍10秒钟，进行水洗处理。从上述洗涤浴中取出PVA薄膜，使用烘箱进行PVA薄膜的干燥。作为干燥条件，干燥温度为60°C，烘箱内的通过时间为4分钟。由此，制作了本实施例的偏振薄膜。(实施例3)使用与上述实施例1中所用的PVA薄膜同样的薄膜，通过依次进行以下工序，制作本实施例的碘系偏振薄膜。〈溶胀工序〉将上述PVA薄膜运送到装满30°C纯水的溶胀浴中，在上述纯水中浸渍25秒钟，使之溶胀。另外，进行PVA薄膜的单轴拉伸，直至拉伸倍率为2.0倍为止。〈染色工序〉将上述PVA薄膜运送到装满含有10. 5重量％碘的30°C含碘染色溶液的染色浴中， 在含碘染色溶液中浸渍5秒钟，进行染色。本工序中，不进行拉伸处理。〈拉伸工序〉将染色后的上述PVA薄膜从染色浴中取出，在浴外部(温度25°C，相对湿度45%Rh)进行单轴拉伸。拉伸倍率相对于初始的未拉伸状态的PVA薄膜为3. 3倍(在浴外部的拉伸倍率为1.64倍)。〈交联工序〉将上述PVA薄膜运送到装满含有3重量％硼酸和3重量％碘化钾的30°C的硼酸水溶液的交联浴中，在硼酸水溶液中浸渍观秒钟，并进行单轴拉伸，直至拉伸倍率相对于初始的PVA薄膜为3. 6倍，使之交联。此后，在装满含有4重量％硼酸和5重量％碘化钾的 60°C的硼酸水溶液的交联浴中，浸渍60秒钟，并进行单轴拉伸，直至拉伸倍率相对于初始的PVA薄膜为5. 92倍。〈洗涤工序〉将上述PVA薄膜运送到装满含有3重量％碘化钾的30°C的碘化钾水溶液的洗涤浴中，在碘化钾水溶液中浸渍10秒钟，进行水洗处理。从上述洗涤浴中取出PVA薄膜，使用烘箱进行PVA薄膜的干燥。作为干燥条件，干燥温度为60°C，烘箱内的通过时间为4分钟。由此，制作了本实施例的偏振薄膜。(比较例2)使用与上述实施例1中所用的PVA薄膜同样的薄膜，通过依次进行以下工序，制作本比较例的碘系偏振薄膜。〈溶胀工序〉将上述PVA薄膜运送到装满30°C纯水的溶胀浴中，在上述纯水中浸渍25秒钟，使之溶胀。另外，进行PVA薄膜的单轴拉伸，直至拉伸倍率为2.0倍为止。〈染色工序〉将上述PVA薄膜运送到装满含有3. 8重量％碘的30°C含碘染色溶液的染色浴中， 在含碘染色溶液中浸渍32秒钟，进行染色，并进行单轴拉伸。拉伸倍率相对于初始的未拉伸状态的PVA薄膜为3. 3倍。〈交联工序〉将上述PVA薄膜运送到装满含有3重量％硼酸和3重量％碘化钾的30°C的硼酸水溶液的交联浴中，在硼酸水溶液中浸渍观秒钟，并进行单轴拉伸，直至拉伸倍率相对于初始的PVA薄膜为3. 6倍，使之交联。此后，在装满含有4重量％硼酸和5重量％碘化钾的 60°C的硼酸水溶液的交联浴中，浸渍60秒钟，并进行单轴拉伸，直至拉伸倍率相对于初始的PVA薄膜为5. 92倍。〈洗涤工序〉将上述PVA薄膜运送到装满含有3重量％碘化钾的30°C的碘化钾水溶液的洗涤浴中，在碘化钾水溶液中浸渍10秒钟，进行水洗处理。从上述洗涤浴中取出PVA薄膜，使用烘箱进行PVA薄膜的干燥。作为干燥条件，干燥温度为60°C，烘箱内的通过时间为4分钟。由此，制作了本比较例的偏振薄膜。(实施例4)使用与上述实施例1中所用的PVA薄膜同样的薄膜，通过依次进行以下工序，制作本实施例的碘系偏振薄膜。〈溶胀工序〉将上述PVA薄膜运送到装满30°C纯水的溶胀浴中，在上述纯水中浸渍25秒钟，使之溶胀。另外，进行PVA薄膜的单轴拉伸，直至拉伸倍率为2.0倍为止。〈染色工序〉将上述PVA薄膜运送到装满含有10. 5重量％碘的30°C含碘染色溶液的染色浴中， 在含碘染色溶液中浸渍5秒钟，进行染色。在本工序中，不进行拉伸处理。〈拉伸工序〉将染色后的上述PVA薄膜从染色浴中取出，在浴外部(温度25°C，相对湿度45% Rh)进行单轴拉伸。拉伸倍率相对于初始的未拉伸状态的PVA薄膜为2. 5倍(在浴外部的拉伸倍率为1.25倍)。〈交联工序〉将上述PVA薄膜运送到装满含有3重量％硼酸和3重量％碘化钾的30°C的硼酸水溶液的交联浴中，在硼酸水溶液中浸渍观秒钟，并进行单轴拉伸，直至拉伸倍率相对于初始的PVA薄膜为3. 6倍，使之交联。此后，在装满含有4重量％硼酸和5重量％碘化钾的 60°C的硼酸水溶液的交联浴中，浸渍60秒钟，并进行单轴拉伸，直至拉伸倍率相对于初始的PVA薄膜为5. 92倍。〈洗涤工序〉将上述PVA薄膜运送到装满含有3重量％碘化钾的30°C的碘化钾水溶液的洗涤浴中，在碘化钾水溶液中浸渍10秒钟，进行水洗处理。从上述洗涤浴中取出PVA薄膜，使用烘箱进行PVA薄膜的干燥。作为干燥条件，干燥温度为60°C，烘箱内的通过时间为4分钟。由此，制作了本实施例的偏振薄膜。(比较例3)使用与上述实施例1中所用的PVA薄膜同样的薄膜，通过依次进行以下工序，制作本比较例的碘系偏振薄膜。〈溶胀工序〉将上述PVA薄膜运送到装满30°C纯水的溶胀浴中，在上述纯水中浸渍25秒钟，使之溶胀。另外，进行PVA薄膜的单轴拉伸，直至拉伸倍率为2.0倍为止。〈染色工序〉将上述PVA薄膜运送到装满含有4. 5重量％碘的30°C含碘染色溶液的染色浴中， 在含碘染色溶液中浸渍13秒钟，进行染色，并进行单轴拉伸。拉伸倍率相对于初始的未拉伸状态的PVA薄膜为2. 5倍。〈交联工序〉将上述PVA薄膜运送到装满含有3重量％硼酸和3重量％碘化钾的30°C的硼酸水溶液的交联浴中，在硼酸水溶液中浸渍观秒钟，并进行单轴拉伸，直至拉伸倍率相对于初始的PVA薄膜为3. 6倍，使之交联。此后，在装满含有4重量％硼酸与5重量％碘化钾的 60°C的硼酸水溶液的交联浴中，浸渍60秒钟并进行单轴拉伸，直至拉伸倍率相对于初始的 PVA薄膜为5. 92倍。〈洗涤工序〉将上述PVA薄膜运送到装满含有3重量％碘化钾的30°C的碘化钾水溶液的洗涤浴中，在碘化钾水溶液中浸渍10秒钟，进行水洗处理。从上述洗涤浴中取出PVA薄膜，使用烘箱进行PVA薄膜的干燥。作为干燥条件，干燥温度为60 V，烘箱内的通过时间为4分钟。由此，制作了本比较例的偏振薄膜。(单片透射率)各实施例和比较例的偏振薄膜的单片透射率用使用带有积分球的分光光度计 (日本分光株式会社制造的V7100)、根据JIS Z 8701-1982中规定的2度视野(C光源)进行了可见度校正的Y值来表示。结果在表1中示出。(正交吸光度)使用上述分光光度计，分别测定偏振薄膜在480nm和eiOnm的正交透射率Tc，然后根据(正交吸光度)=Log10Tc分别算出波长480nm和610nm的正交吸光度。(正交透射率)各偏振薄膜在410nm的正交透射率使用上述分光光度计来测定。(碘含量)碘系偏振薄膜中的每2. 85mm3的碘含量使用荧光X射线分析装置[理学电气工业 (株)制造，商品名“ZSXIOOe”]来测定。(结果)从下述表1可以看出，与不是在拉伸工序而是在染色工序中在染色浴中进行拉伸的比较例1的碘系偏振薄膜相比较，确认实施例1的碘系偏振薄膜在410nm的正交透射率减少。同样地，实施例2的碘系偏振薄膜与比较例2的碘系偏振薄膜比较、实施例3的碘系偏振薄膜与比较例3的碘系偏振薄膜比较，各自的410nm的正交透射率减少。从以上可以看出，具有各实施例1 3的偏振薄膜的偏振板可以减少可见光中的短波长区的漏光。
权利要求
1.一种碘系偏振薄膜，其是使碘在高分子薄膜中吸附取向而成的碘系偏振薄膜，所述碘的含量在1. 9 3重量％ /2. 85mm3的范围内，在单片透射率为43 45%的范围内时波长610nm的正交吸光度A2与波长480nm的正交吸光度Al之比(A2/A1)为1.16 以下。
2.根据权利要求1所述的碘系偏振薄膜，其中，所述高分子薄膜是聚乙烯醇薄膜。
3.根据权利要求1所述的碘系偏振薄膜，其中，所述聚乙烯醇薄膜由聚合度为500 10000的聚乙烯醇系树脂形成。
4.一种碘系偏振薄膜的制造方法，其是使碘在高分子薄膜中吸附取向的碘系偏振薄膜的制造方法，且其包括以下工序染色工序，通过使所述高分子薄膜浸渍在含碘溶液中而使碘吸附于该高分子薄膜中；拉伸工序，从所述溶液中取出染色后的所述高分子薄膜，在该状态下，不加热所述高分子薄膜，以规定的拉伸倍率进行单轴拉伸；交联工序，通过将所述单轴拉伸后的高分子薄膜浸渍在交联浴中，使该高分子薄膜交联。
5.根据权利要求4所述的碘系偏振薄膜的制造方法，其中，在所述染色工序中，不进行在含碘溶液中的高分子薄膜的单轴拉伸。
6.根据权利要求4所述的碘系偏振薄膜的制造方法，其中，在所述拉伸工序中进行的单轴拉伸的拉伸倍率为1. 2 1. 8倍的范围内。
7.根据权利要求4所述的碘系偏振薄膜的制造方法，其中，所述染色工序中的所述含碘溶液的温度在5 42°C的范围内，所述高分子薄膜的浸渍时间为1分钟 20分钟。
8.根据权利要求4所述的碘系偏振薄膜的制造方法，其中，所述染色工序的含碘溶液中的碘的浓度在0.010 10重量％的范围内。
9.根据权利要求4所述的碘系偏振薄膜的制造方法，其中，在所述染色工序中的含碘溶液中添加有碘化物，所述碘化物的浓度在0.010 10重量％的范围内。
10.根据权利要求4所述的碘系偏振薄膜的制造方法，其中，所述交联工序中的交联浴的温度在20°C 70°C的范围内，所述单轴拉伸后的高分子薄膜的浸渍时间为1秒钟 15 分钟。
11.根据权利要求4所述的碘系偏振薄膜的制造方法，其中，所述交联工序中的交联浴中的交联剂的浓度在1 10重量％的范围内。
12.根据权利要求4所述的碘系偏振薄膜的制造方法，其中，在所述交联工序中的交联浴中添加有碘化物，所述碘化物的浓度在0. 05 15重量％的范围内。
13.根据权利要求4所述的碘系偏振薄膜的制造方法，其中，其包括将所述交联工序后的高分子薄膜浸渍在洗涤浴中来洗涤的洗涤工序。
14.根据权利要求11所述的碘系偏振薄膜的制造方法，其中，其包括将所述洗涤工序后的高分子薄膜在干燥温度20°C 80°C、干燥时间1分钟 10分钟的条件下干燥的干燥工序。
15.一种偏振板，其在权利要求1所述的碘系偏振薄膜的至少一个面上设置有透明保护薄膜。
全文摘要
本发明的碘系偏振薄膜的特征在于，其是使碘在高分子薄膜中吸附取向而成的碘系偏振薄膜，所述碘的含量在1.9～3重量％/2.85mm3的范围内，在单片透射率为43～45％的范围内时波长610nm的正交吸光度A2与波长480nm的正交吸光度A1之比(A2/A1)为1.16以下。
文档编号G02B5/30GK102177449SQ20098013989
公开日2011年9月7日 申请日期2009年10月27日 优先权日2008年11月27日
发明者并森木尼日丁, 水岛洋明 申请人:日东电工株式会社