专利名称：偏振片及其制备方法,保护膜,光学膜片和视觉显示器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种偏振片及其制备方法。进一步地，本发明涉及一种偏振片保护膜。本发明的偏振片可以单独地使用或者以层压偏振片的光学膜片形式使用，形成视觉显示器，例如液晶显示器，有机EL显示器或PDP。
上述的偏振片是通过用粘合剂将偏振器和透明保护膜层压在一起而制造的。对于上述的粘合剂，使用的是例如包含聚乙烯醇和交联剂的水溶液，以及异氰酸酯衍生的粘合剂等。但是，在用作上述透明保护膜的三乙酰纤维素膜和上述粘合剂之间的粘附力是不够的。因此，使用的三乙酰纤维素膜是表面被皂化改善了粘附性的薄膜，所述皂化是通过将薄膜浸渍在碱溶液中实现的。
然而，由于在皂化过程中使用高浓度的碱溶液，伴随一定的危险性，并且对装置的负荷较大，因此容易引起诸如失败这样一些麻烦。而且，当皂化过程进行较长时间时，所使用的碱溶液的浓度会降低，并且通过皂化过程对粘附力的改善效果通常变得不充分。此外，在处置废碱溶液时，还存在例如产生大量废水这样的问题。
本发明的一个目的是提供一种偏振片，其没有关于皂化过程的问题，在偏振器和透明保护膜之间具有良好的粘附性，并提供一种制备该偏振片的方法。
本发明的另一个目的是提供一种用于所涉及的偏振片的透明保护膜。本发明的再一个目的是提供一种光学膜片，其中上述偏振片被层压，并提供视觉显示器。
为了解决上述问题，本发明人全心全意地进行了多次实验，从而发现，通过使用下述的偏振片及其制备方法可实现上述目的，由此完成本发明。即，本发明如下1.一种包含偏振器和透明保护膜的偏振片，所述透明保护膜经过粘合层位于偏振器的至少一个表面上，其中含有具有羟基的聚合物的涂层形成于透明保护膜的表面上，所述透明保护膜粘附于偏振器上，并且粘附层是由含有异氰酸酯的粘合剂形成的。
2.根据上述1的偏振片，其中透明保护膜是三乙酰纤维素膜。
3.根据上述1的偏振片，其中透明保护膜的光学弹性系数为30×10-12m2/N或更低。
4.根据上述1-3的偏振片，其中具有羟基的聚合物是乙烯-乙烯醇共聚物。
5.根据上述1-4的偏振片，其中含有具有羟基的聚合物的涂层是通过聚合物溶液或分散液形成的，所述聚合物溶液或分散液含有溶解透明保护膜材料的溶剂。
6.根据上述1-5的偏振片，其中异氰酸酯粘合剂是异氰酸酯粘合剂的水分散体。
7.一种制备根据上述1-6的偏振片的方法，该偏振片包括偏振器和透明保护膜，所述透明保护膜经过粘合层位于偏振器的至少一个表面上，该方法包括在透明保护膜的表面上形成含有具有羟基的聚合物的涂层，所述透明保护膜粘附于偏振器上，并且通过使用异氰酸酯粘合剂层压涂层和偏振器。
8.一种用于根据上述1-6的偏振片的偏振片保护膜，其中含有具有羟基的聚合物的涂层形成于透明保护膜的表面上，所述透明保护膜粘附于偏振器上。
9.一种光学膜片，包含至少一片根据上述1-6的偏振片。
10.一种视觉显示器，其使用根据上述1-6中任何一项的偏振片或根据上述9的光学膜片。
在本发明的上述偏振片中，代替对透明保护膜表面的皂化，通过在透明保护膜表面上形成由含有羟基的聚合物构成的涂层，赋予透明保护膜的表面以易粘附性，并使用异氰酸酯粘合剂将保护膜的易粘附表面和偏振片粘结在一起。异氰酸酯粘合剂的异氰酸基分别与保护膜(上述涂层)和偏振器表面的羟基反应，由此改善了偏振器和保护膜之间的粘附性能，而不需要对保护膜的表面进行皂化。而且，用这种方式得到的偏振片还具有良好的耐水性。
对偏振器没有特别限制，可以使用各种类型的偏振器。对于偏振器，可以提及的有例如，二色性物质如碘和二色性染料吸附到亲水高分子量聚合物膜上之后单轴拉伸的薄膜，例如聚乙烯醇型薄膜，部分缩甲醛化的聚乙烯醇型薄膜，以及乙烯-醋酸乙烯酯共聚物型部分皂化的薄膜；聚烯型排列薄膜，如脱水聚乙烯醇和脱盐酸聚氯乙烯等。此处，适合使用拉伸后在薄膜上吸附和排列了二色性物质(碘，染料)的聚乙烯醇型薄膜。尽管偏振器的厚度没有特别限定，但是常用的厚度大约是5-80微米。
聚乙烯醇型薄膜用碘染色之后单轴拉伸的偏振器，是通过将聚乙烯醇薄膜浸入碘水溶液并染色之后，将该薄膜拉伸到其原长度的3至7倍得到的。如果需要，薄膜也可以浸入如硼酸和碘化钾的水溶液中，水溶液可以包含硫酸锌，氯化锌。此外，在染色前，如果需要，聚乙烯醇型薄膜可以浸入水中并漂洗。通过用水漂洗聚乙烯醇型薄膜，使聚乙烯醇型薄膜溶胀，并且可以冲掉聚乙烯醇型薄膜表面上的污物和粘合抑制剂，有望达到预防不均匀性例如染色不均匀性的效果。拉伸可以在用碘染色之后或同时进行，或相反地，用碘染色可以在拉伸之后进行。拉伸可以在水溶液如硼酸和碘化钾中以及水浴中进行。
对于在上述偏振器的一面或两面制备的透明保护膜的形成材料，具有显著的透明性，机械强度，热稳定性，阻湿性能，各向同性等是优选的。对于上述透明保护膜的材料，可以提及的有例如聚酯型聚合物，如聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚萘酸亚乙基酯；纤维素型聚合物，如二乙酰纤维素和三乙酰纤维素；丙烯酸型聚合物，如聚甲基丙烯酸甲酯；苯乙烯型聚合物，如聚苯乙烯和丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS树脂)；聚碳酸酯型聚合物。此外，对于形成透明保护膜的聚合物的例子，可以提及的有聚烯烃型聚合物，如聚乙烯，聚丙烯，具有环型或降冰片烯结构的聚烯烃，乙烯-丙烯共聚物；氯乙烯型聚合物；酰胺型聚合物，如尼龙和芳香聚酰胺；酰亚胺型聚合物；砜型聚合物；聚醚砜型聚合物；聚醚-醚酮型聚合物；聚苯硫型聚合物；乙烯基醇型聚合物，亚乙烯基二氯型聚合物；乙烯丁醛型聚合物；烯丙酯型聚合物；聚氧化亚甲基型聚合物；环氧型聚合物，或者上述聚合物的共混物。此外，可以提及含有热固型或紫外固化型树脂的薄膜，例如丙烯酸型，氨基甲酸乙酯型，丙烯酸氨基甲酸乙酯型，环氧型和硅氧烷型薄膜。
通常，透明保护膜的厚度不大于500微米，优选1-300微米，更优选5-200微米。
对于透明保护膜，由于偏振特性和耐久性的缘故，纤维素型聚合物如三乙酰纤维素有优选的。特别优选三乙酰纤维素。
而且，对于保护膜，光学弹性系数不大于30×10-12m2/N的薄膜是合适的，因为由偏振片收缩产生的基材变形导致的不均匀性较低。对于光学弹性系数不大于30×10-12m2/N的材料，可以提及的有降冰片烯衍生树脂，烯烃衍生树脂，聚酰亚胺树脂等。从抑制不均匀性形成的角度出发，优选保护膜的光学弹性系数不大于10×10-12m2/N，并进一步优选不大于5×10-12m2/N。此外，当将应力施加到薄膜上时，光学弹性系数表示基于延迟测定的值。更具体而言，光学弹性系数的测定是基于TokyoMetropolitan Institute of Technology Memoirs，第10卷，54-56页(1999.16)所指出的测定方法进行的。
另外，当在偏振器的两侧制备透明保护膜时，在前面和后面可以使用由相同聚合物材料构成的透明保护膜，或者可以使用由不同聚合物材料等构成的透明保护膜。
在粘附到偏振器上的透明保护膜的表面上，形成含有具有羟基的聚合物的涂层。所涉及的含有具有羟基的聚合物的涂层厚度通常约为0.01-10微米，优选约0.05-5微米，更优选约0.1-1微米。
对于具有羟基的聚合物，此处没有特别限制，只要其在分子中具有羟基即可，可以提及的有例如乙烯-乙烯醇共聚物和聚乙烯醇，此外，对于在侧链或端基具有羟基的树脂，可以提及的有例如聚酯树脂，环氧树脂，丙烯酸树脂，聚氨酯树脂等。其中，优选乙烯-乙烯醇共聚物，因为其表现出优异的粘附性。此外，为了使聚合物中的羟基通过与异氰酸酯粘合剂中的异氰酸基反应表现出足够的粘附性，适合的聚合物羟值约为30-50。
在形成含有具有羟基的聚合物的涂层过程中，可以使用各种方式，并优选使用聚合物的溶液或分散液。对于制备聚合物的溶液或分散液时所使用的溶剂，溶解透明保护膜材料的溶剂是特别优选的。当涂层是采用使用上述溶剂的溶液或分散液形成的时候，透明保护膜材料被溶解于溶液中，并被涂成薄层和干燥。因此，透明保护膜的表面被溶解，在透明保护膜的表面形成这样的一层，其中透明保护膜材料和含有羟基的聚合物被混合，因此在透明保护膜和含有羟基的聚合物之间的粘附性被改善。
根据透明保护膜材料，可以适当地选择上述溶剂，例如，当透明保护膜材料为三乙酰纤维素时，可以提及的溶剂有例如二甲基乙酰胺，丙酮，环己酮，二氯甲烷和乙酸乙酯等。聚合物溶液或分散液通常含有约0.01-10％(重量)的聚合物。聚合物溶液形成为干燥涂层等。
对于上述透明保护膜的极化-粘附表面的反面(非涂敷面)，可以使用具有硬涂层和进行各种处理的薄膜，所述处理如抗反射、防粘附、散射或抗刺眼处理。
为了保护偏振片的表面不受损害，进行硬涂层处理，并且该硬涂敷薄膜可以是用下列方法形成的，其中例如具有优异硬度、滑动性等的可固化涂敷膜被加到透明保护膜的表面上，所述透明保护膜使用合适的紫外固化型树脂，例如丙烯酸型和硅氧烷型树脂。为了抵抗偏振片表面上的户外光线的反射，进行抗反射处理，并且其可以通过根据常规方法等形成抗反射膜来制备。此外，为了防止与连接层粘附，进行防粘附处理。
另外，为了避免这样的缺点，即防止偏振片表面上的户外光线反射破坏透过偏振片的透射光的视觉识别，进行抗刺眼处理，并且可以通过例如使用合适的方法，如采用喷砂或压花的粗糙表面处理以及结合透明细颗粒的方法，在保护膜的表面上给出精细凸-凹结构来进行处理。对于为了在上述表面上形成精细凸-凹结构所结合的细颗粒，可以使用平均粒径为0.5-50微米的透明细颗粒，例如无机型细颗粒，其可具有传导性，含有二氧化硅、氧化铝、二氧化钛、氧化锆、氧化锡、氧化铟、氧化钙、氧化锑等；和含有交联或非交联聚合物的有机型细颗粒。当在表面上形成精细凸-凹结构时，相对于在表面上形成精细凸-凹结构的100重量份透明树脂而言，细颗粒的用量通常为约2-50重量份，并优选5-25重量份。抗刺眼层可作为散射层(观测角扩大功能等)散射通过偏振片的透射光并扩大观测角等。
此外，可以在保护膜本身中制备上述防反射层，防粘合层，散射层，抗刺眼层等，这些层也可以作为独立于保护层的光学层来制备。
在上述偏振片和透明保护膜之间的粘附处理过程中使用含有异氰酸酯粘合剂的粘合剂。对于异氰酸酯粘合剂，可以无任何限制地使用多官能异氰酸酯化合物，例如在端基包括异氰酸酯基团的化合物，或在端基具有异氰酸酯基团的预聚物(氨基甲酸乙酯预聚物)或树脂。这些异氰酸酯粘合剂可以以单组分或双组分体系的任何一种形式使用。而且，上述异氰酸酯粘合剂也可以以通过封闭异氰酸酯端基分散在水中的异氰酸酯粘合剂的水分散体形式使用。在本发明中适合使用异氰酸酯粘合剂的水分散体。
对于上述多官能异氰酸酯化合物，可以提及的有例如2，4-甲苯二异氰酸酯，2，6-甲苯二异氰酸酯，苯二甲撑二异氰酸酯，1，3-双二异氰酸酯甲基环己烷，1，6-己二异氰酸酯，四甲基苯二甲撑二异氰酸酯，间异丙烯基α，α-二甲基苄基异氰酸酯，亚甲基双(4-异氰酸苯酯)，对-苯二异氰酸酯或其二聚体；和三聚体，例如三(6-异氰酸酯己基)异氰脲酸酯；以及其缩二脲化合物，与多元醇如三羟甲基丙烷的反应产物，或多胺等。对于上述多官能异氰酸酯化合物，为了避免粘合层的后黄变，脂肪族异氰酸酯是优选的。而且，对于上述多官能异氰酸酯化合物，具有三个或更多个异氰酸酯基团的化合物，例如三(6-异氰酸酯己基)异氰脲酸酯是优选的。
再者，为了提高异氰酸酯基团的反应性，可将反应催化剂用于上述异氰酸酯粘合剂。对于反应催化剂，可以提及的有三乙胺，环烷酸钴，氢氧化三甲基苄基铵，氯化亚锡，氯化锡，乙酸四正丁基锡，乙酸三正丁基锡，三氯化正丁基锡，氢氧化三甲基锡，二氯化二甲基锡和二月桂酸二丁基锡。
此外，上述异氰酸酯粘合剂也可以与其它粘合剂一起使用。对于其它粘合剂，当上述异氰酸酯粘合剂为异氰酸酯粘合剂的水分散体时，可以提及的有聚乙烯醇粘合剂，明胶粘合剂，乙烯基衍生的胶乳粘合剂，水性聚酯等。
上述粘合剂通常以含有水溶液的粘合剂形式使用，并通常包含0.5-60％(重量)的固体组分。
本发明的偏振片是通过层压透明保护膜的涂层和使用上述异氰酸酯粘合剂的偏振器制备的，透明保护膜中的涂层是用上述含有羟基的聚合物形成的。可以对透明保护膜和偏振器中的任何一个或对它们二者都进行异氰酸酯粘合剂的涂敷。层压后，进行干燥，形成含有干燥涂层的粘合层。辊式层压机等可进行偏振器和透明保护膜的层压程序。尽管对粘合层的厚度没有特别限定，但其通常约为0.1-5微米。
本发明的偏振片在实际应用时可以用作为与其它光学层层压的光学膜片。尽管对光学层没有特殊限制，但是可以使用一层或两层或更多的光学层，其可用于形成液晶显示器等，比如反射片，逆反射片(transflectiveplate)，延迟片(包括半波片和1/4波片)，以及观测角补偿膜。特别优选的偏振片是反射型偏振片或逆反射型(transflective type)偏振片，其中反射型偏振片或逆反射型偏振片被进一步层压在本发明的偏振片上；椭圆偏振片或圆偏振片，其中一个延迟片被进一步层压在偏振片上；宽观测角偏振片，其中观测角补偿膜被进一步层压在偏振片上；或者亮度增强膜被进一步层压在偏振片上的偏振片。
在偏振片上制备一个反射层以得到反射型偏振片，将这种类型的偏振片用于液晶显示器，其中来自观测一侧(显示一侧)的入射光被反射以显示。这种类型的偏振片不需要内置光源，比如一个后置灯，但是有一个优点，那就是液晶显示器可以很容易地制得很薄。反射型偏振片可以使用合适的方法制成，例如这种方法金属等的反射层，如果需要，通过透明保护层等粘附到偏振片的一个面上。
作为反射型偏振片的一个例子，在一个可以提及的偏振片上，如果需要，在其上形成一个反射性层，这可以采用这种方法，把反射性金属例如铝的薄片和蒸气沉积膜粘附到冰铜处理的保护膜的一面上。此外，可以提及的一个在表面上有精细凹凸结构的不同形态的偏振片可以通过把细颗粒混合在上述保护膜内得到，在其上制备凹凸结构的反射层。具有上述精细凹凸结构的反射层通过漫反射散射入射光，以防止直接性和刺眼现象，并有一个优点是控制亮和暗等的不均匀性。此外，含有细颗粒的保护膜有一个优点，即可以更有效地控制亮和暗的不均匀性，结果入射光和通过偏振片透射的反射光得以散射。通过保护膜的表面精细凹凸结构而达到具有精细凹凸结构的反射层可以通过这一方法来形成把金属直接附加在透明保护层的表面上，使用例如真空蒸发法的合适方法，例如真空沉积法，离子电镀法，喷镀法，和电镀法等。
不用这种方法反射片直接地给到上述偏振片的保护膜上，而使用这种方法反射片用作为通过在合适的透明膜上制备反射层而形成的反射片。此外，由于反射层通常由金属制成，人们就希望反射面在使用时用保护膜或偏振片等包起来，其出发点是，防止由于氧化导致的反射度的降低，长时间保持其初始反射度，避免单独地制备保护层等。
此外，逆反射型偏振片可以通过制备上述反射层作为逆反射型反射层来获得，比如反射和透射光的半透明反射镜。逆反射型偏振片通常在液晶槽的背面制备，而且它可以形成这样一种类型的液晶显示单元，其中图像被从观测一面(显示一面)反射来的入射光显示出来，这是指用在光照比较好的环境中。而且这一单元在比较暗的环境下使用嵌入式光源，比如在逆反射型偏振片的背面安装的背光来显示图像。也就是说，在一个照明良好的环境下，逆反射型偏振片可以用于获得能节省光源如背光能量的这种类型的液晶显示器。如果需要，在一个比较黑暗的环境中等逆反射型偏振片可以使用内置型光源。
上述偏振片可用作为椭圆偏振片或圆偏振片，其上层压了延迟片。下一段描述了上述的椭圆偏振片或圆偏振片。这些偏振片把线性偏振光变为椭圆偏振光或圆偏振光，把椭圆偏振光或圆偏振光变成线性偏振光或者借助于延迟片改变线性偏振的偏振方向。当延迟片把圆偏振光变成线性偏振光或者把线性偏振光变成圆偏振光时，使用了1/4波片(也称为λ/4片)。通常地，当改变线性偏振光的偏振方向时，使用半波片(也称为λ/2片)。
通过补偿(防止)由超扭曲向列(STN)型液晶显示器的液晶层的双折射产生的变色(蓝或黄色)，椭圆偏振片有效地用于给出单色显示而不是上述的变色。而且，当液晶显示器的屏幕从一个斜向观测时，控制三维折射率的偏振片可以优选补偿(防止)产生的变色。圆偏振片在下述情况下可以有效地使用，例如，当调节能提供彩色图像的反射型液晶显示的图像的色调时，圆偏振片也有抗反射的功能。例如，可以使用延迟片来补偿由各种波片或液晶层等的双折射引起的变色和观测角。此外，光学特征，例如延迟，可以用具有两种或多种按各自目的具有合适光程差值的延迟片的层压层而控制。对于延迟片，可以提及的有通过拉伸包含合适聚合物的薄膜形成的双折射膜，如聚碳酸酯，降冰片烯型树脂，聚乙烯醇，聚苯乙烯，聚甲基丙烯酸甲酯，聚丙烯；聚烯丙酯和聚酰胺；含有液晶材料如液晶聚合物的取向膜；以及承载了液晶材料排列层的膜。延迟片可以根据使用目的，例如各种波片和目的在于补偿由液晶层和观测角度的双折射引起的变色，具有合适的相差，并且可以是其中有两种或多种延迟片被层压从而可控制光学性质如滞后的延迟片。
上述椭圆偏振片和上述反射型椭圆偏振片是层压的薄片，是将合适的偏振片或者反射型偏振片与延迟片相结合得到的薄片。这种类型的椭圆偏振片等可以通过把偏振片(反射型)和延迟片结合起来，再在液晶显示器的制造过程中分别依次层压制造的。另一方面，预先进行层压并将这样得到的偏振片作为光学膜片，例如椭圆偏振片，具有良好稳定的质量，和良好的层压制品的可加工性，并具有改善液晶显示器制造效率的优点。
观测角补偿膜是一种能延伸观测角使图像比较清晰的薄膜，即使当从一个斜的方向来观察而不是从屏幕的垂直方向也是如此。作为这样一个观测角补偿延迟片，此外，可以使用的膜具有由单轴拉伸或者双向垂直拉伸导致的双折射性质，并将该双向拉伸的膜作为倾斜取向的膜。作为倾斜取向的膜，例如，可以提及的膜是通过下列方法得到的把热收缩膜粘附到聚合物膜上，然后加热和拉伸或在收缩力作用下进行收缩，或者是在倾斜方向取向的膜。观测角补偿膜是为了防止由可观测角的变化引起的变色，依据液晶槽的延迟等以及具有良好可视性的观测角的扩张而合适地结合起来的。
此外，为了获得有好的可见度的宽观测角，可以优选使用一种补偿片，在补偿片中由液晶聚合物的排列层，特别是由discotic液晶聚合物的倾斜的排列层组成的光学各向异性层承载在三乙酰纤维素膜上。
通常使用的偏振片是把偏振片和亮度增强膜粘附在一起的，是在液晶槽的背面制备出来的。亮度增强膜显示一种特征即反射具有预定偏振轴的线性偏振光，或者反射具有预定方向的圆偏振光，并当自然光从液晶显示器的背景光或从背后反射时进来后，透射其它光。通过把亮度增强膜层压在偏振片上而制得的偏振片，在没有预定的偏振状态下并不透射光而反射光，然而通过从光源例如一个背景灯接受光的方式获得具有预定的偏振状态的透射光。这种偏振片使得被亮度增强膜反射的光再通过在背部制备的反射层反射回来，强迫光再次进入亮度增强膜，并通过透射部分或全部具有预定偏振状态的光的方式，增加通过亮度增强膜的透射光的数量。偏振片同时提供了难以被偏振器吸收的偏振光，并增加了可用于液晶图像显示器等的光的数量，结果发光度得以改进。也就是说，当后部光等从液晶槽的背后进入偏振器而不使用亮度增强膜的这种情况下，偏振方向不同于偏振器的偏振轴的大部分光被偏振器吸收而不通过偏振器透射。这意味着，尽管受所使用的偏振器的特征的影响，大约50％的光被偏振器吸收，可用于液晶图像显示器等的光的数量被极大降低，得到的显示的图像变暗了。亮度增强膜不进入被偏振器吸附到偏振器的偏振方向的光中，但是光被亮度增强膜反射一次，更进一步使得通过在背面制备的反射层反转回来的光再次进入亮度增强膜。通过上述反复操作，只有当光的偏振方向被反射并转回并使两者有可能通过偏振器的偏振方向，亮度增强膜透射光并提供给偏振器。结果，来自背后光源的光可以有效地用于显示液晶器显示的图像以获得一个亮的屏幕。
也可以在亮度增强膜和上述反射层之间制备散射片等。被亮度增强膜反射的偏振光转到上述反射层等中，并且所安置的散射片均匀地散射透过光，并同时将光的状态改变为消偏振。即，散射片使偏振光返回到自然光状态。重复进行这样的步骤使处于消偏振状态即自然光状态的光经过反射层等进行反射，并再次通过朝向反射层等的散射片进入亮度增强膜。以这种方式将使偏振光返回到自然光状态的散射片安置在亮度增强膜和上述反射层等之间，因此当保持显示屏的亮度并同时控制显示屏亮度不均匀性的时候，可提供均匀并且明亮的屏幕。通过制备这样的散射片，应该考虑到，第一次入射光反射的重复次数增加到一定程度可提供与散射片的散射功能相结合的均匀并且明亮的显示屏。
使用适当的薄膜作为上述亮度增强膜。即，可以提及的有介电物质的多层薄膜；能透射具有预定偏振轴的线性偏振光并能反射其它光的层压膜，例如具有不同折射指数各向异性的薄膜的层压膜(D-BEF以及其它由3M有限公司制造的制品)；胆甾醇型液晶聚合物的排列膜；能够反射左旋或右旋圆偏振光的并能透射其它光的膜，例如承载排列的胆甾醇液晶层的膜(由NITTO DENKO公司生产的PCF350，由Merck有限公司生产的Transmax等)。
因此，在透射具有上述预定偏振轴的线性偏振光的亮度增强膜中，通过排列透射光的偏振轴并使光不变样地进入偏振片，可以控制偏振片的吸收损失并可以有效地透射偏振光。另一方面，在能够传递圆偏振光作为胆甾醇液晶层这种类型的亮度增强膜中，光可以不变样地进入到偏振器中，但是希望的是把圆偏振光通过延迟片变成线性偏振光，并在考虑到控制吸收损失下使光进入偏振器。此外，可以使用1/4波片作为延迟片来将圆偏振光转化成线性偏振光。
在一个宽的波长范围，例如可见光区，用作为1/4波片的延迟片是用这种方法获得的对于波长为550nm的浅色光用作为1/4波片的延迟层，与具有其它延迟特性的延迟层如用作为半波片的延迟层层压。因此，位于偏振片和亮度增强膜之间的延迟片可以由一个或多个延迟层组成。
此外，也是在胆甾醇液晶层中，可以采用把具有不同反射波长的两层或多层层压在一起的结构，来获得在一个宽波长范围如可见光区域内能反射圆偏振光的层。因此使用这种类型的胆甾醇液晶层可以获得在宽波长范围内透射的圆偏振光。
此外，偏振片可以由偏振片层压层的多层膜和两个或多个上述分离型偏振片的光学层组成。因此，偏振片可以是反射型椭圆偏振片或者半透射型椭圆偏振片等，其中上述反射型偏振片或逆反射型偏振片与上述延迟片分别地组合起来。
尽管具有上述层压到偏振片上的光学层的光学膜片可以用在液晶显示器等的制造过程中依次分别进行层压的方法而形成，但是预先层压形式的光学膜片有一个显著的优点，即它在质量和组装可操作性等方面有良好的稳定性，从而可以提高液晶显示器的制造过程的能力。可以使用合适的粘合方式如粘合层进行层压。在上述偏振片和其它光学膜片粘合的情况下，光轴可以根据目标延迟特征被设定为合适的构造角度。
在上述偏振片和至少有一层偏振片被层压的光学膜片中，也可以制备用于粘合其它构件如液晶槽等的粘合层。对形成粘合层的压敏粘合剂没有特别限定，例如可以适当选择下列物质作为基片共聚物丙烯酸型聚合物；硅氧烷型聚合物；聚酯，聚氨酯，聚酰胺，聚醚；氟型和橡胶型聚合物。特别是，可以优选使用如丙烯酸型压敏粘合剂的压敏粘合剂，它们有优异的光学透明性，显示具有适当润湿性、内聚性和粘合性的粘附特性，并具有显著的耐侯性，耐热性等。
此外，具有低吸湿性和优异耐热性的粘合层是需要的。这是由于需要这些特征来防止由于吸湿导致的起泡和剥离现象，预防由热膨胀不同等引起的光学特性的降低和液晶槽曲率的降低，和制造优异的具有高质量耐久性的液晶显示器。
粘合层可含有添加剂，例如天然或合成树脂，粘合树脂，玻璃纤维，玻璃珠，金属粉末，含有其它无机粉末等的填料，颜料，色料和抗氧化剂。此外，粘合层可以含有细颗粒并显示光散射性质。
采用合适的方法可以把粘合层粘附到光学膜片的一面或两面上。作为一个例子，可以制备大约10％-40％重量的压敏粘合剂溶液，其中基础聚合物或者其组合物被溶解或分散在例如甲苯或乙酸乙酯或这两种溶剂的混合溶剂中。使用合适的展开方法，比如流动法和涂层法，可以把溶液直接涂到偏振片上面或光学膜片上面，或者如上所述，粘合层在分离器上一次形成，然后再转移到偏振片或光学膜片上。
粘合层也可以在偏振片或光学膜片的一面或两面上制备，其中具有不同组成或不同种类等的压敏粘合剂可以叠加在一起。此外，当在两面制备粘合层时，具有不同组成、不同种类或厚度等的粘合层可以用在偏振片或光学膜片的前面或后面。依靠使用的目的或粘合强度等可以适当地决定粘合层的厚度，通常为1-500微米，优选5-200微米，更优选10-100微米。
为了防止污染，在粘合层的暴露的一面粘附上一个临时隔离器，直到实际使用时为止。从而，这可以在正常操作时防止外来物质接触粘合层。作为一个隔离器，不考虑上述厚度条件，例如，可以使用合适的常规片状材料，如果需要，可以用隔离剂，如硅氧烷型、长链烷基型、氟型隔离剂以及硫化钼进行涂敷。可以使用的合适的片状材料包括塑料膜，橡胶片，纸，布，无纺布，网状物，泡沫片以及金属箔或其层压片。
此外，在本发明中，通过加入紫外线吸收剂，例如水杨酸酯型化合物，苯酚型化合物，苯并三唑型化合物，氰基丙烯酸酯型化合物，以及镍复合盐型化合物，可给出上述各层例如用于偏振片、透明保护膜和光学膜片等的偏振器和粘合层的紫外线吸收性能。
本发明的光学膜片可以优选用于制造各种设备，例如液晶显示器等。可以用常规方法组装液晶显示器。也就是，液晶显示器通常是通过合适的组合几种部件，例如液晶槽、光学膜片、以及如果必要的照明系统，并且加入驱动线路制造出来的。在本发明中，除了使用本发明的光学膜片外，对使用任何常规方法没有任何限制。也可以使用任何任意类型的液晶槽，例如TN型，STN型，π型。
可以制造合适的液晶显示器，例如上述光学膜片安置在液晶显示槽的一面或两面，并带有作为照明系统的背景光或反射片的液晶显示器。在这种情况下，本发明的光学膜片可以安装在液晶槽的一面或两面上。当把光学膜片安装在两面上时，它们可以是同种类型也可以是不同种类型。此外，在组装液晶显示器时，合适的部件如散射片，防刺眼层，抗反射膜，保护片，棱镜组，透镜组片，光散射片以及背景灯可以安装在一层或两层或多层的合适位置。
下面，将解释有机电致发光设备(有机EL显示器)。一般地说，在有机EL显示器中，透明电极，有机发光层和金属电极按此顺序被层压到透明基片上，构成一个发光物(有机电致发光物)。这里，有机发光层是各种有机薄膜的层压材料，并且具有各种组合的很多组合体是已知的，例如，含有三苯胺衍生物等的孔注射层的层压材料；含有荧光有机固体如蒽的发光层；含有如发光层和苝衍生物等的电子注射层的层压材料；以及这些孔注射层，发光层和电子注射层等的层压材料。
有机EL显示器发射光的原理是这样的空穴和电子通过在透明电极和金属电极之间施加电压而注射到有机发光层中，这些空穴和电子的重新组合产生的能量激发出荧光物质，随后当被激发的荧光物质返回基态时就发出了光。一种发生在中间过程称做重组的机理与在常用二极管中的机理是相同的，并且正如所期望的那样，伴随对施加电压的整流性质，在电流和发光强度之间存在强的非线性关系。
在有机EL显示器中，为了从有机发光层中取得发光，至少一个电极必须透明。通常使用由透明电导体例如铟锡氧化物(ITO)形成的透明电极作为阳极。另一方面，为了使电子注射容易些并增加发光效率，重要的是用小功函数的物质作阴极，通常使用如Mg-Ag和Al-Li的金属电极。
在这种结构的有机EL显示器中，用各种约10nm厚的薄膜形成有机发光层。因此，正如通过透明电极一样，光几乎完全透射通过有机发光层。从而，当光不发射时，由于光从一个透明基片的表面作为入射光进入并透射通过透明电极和有机发光层，然后被金属电极反射，再在透明基片的前表面一端出现，有机EL显示器的显示一端从外面看像是镜子。
在含有有机电致发光物的有机EL显示器中，有机电致发光物在有机发光层的表面端装备有透明电极，其中有机发光层在电压作用下会发光，有机电致发光物同时也在有机发光层的背面装备有金属电极，当在透明电极的表面一侧制备偏振片时，延迟片可以安装在这些透明电极和偏振片之间。
由于延迟片和偏振片有这种功能使从外部作为入射光进入的并被金属电极反射的光偏振，它们通过偏振作用具有使金属电极的镜表面从外部看不到的效果。如果用1/4波片构成延迟片，并将偏振片和延迟片间的两个偏振方向之间的角度调节为π/4，金属电极的镜面可完全被隐蔽起来。
这意味着在偏振片的作用下，只有作为入射光进入该有机EL显示器的外部光的线性偏振光组分被透射了。这种线性偏振光一般通过延迟片给出椭圆偏振光，特别是延迟片是1/4波片时，此外当偏振片和延迟片的两个偏振方向之间的角度调节到π/4时，它给出圆偏振光。
这种圆偏振光透射通过透明基片，透明电极和有机薄膜，并被金属电极反射，然后再次透射通过有机薄膜，透明电极和透明基片，再用延迟片转化成线性偏振光。由于这种线性偏振光与偏振片的偏振方向成直角，它不能透射通过偏振片。结果，金属电极的镜面可以被完全隐蔽起来。
下面，参照实施例对本发明的组成和效果进行更详细地描述。在这些实施例中，份数和％是用重量基位表示的。(偏振器的制备)将厚度为80微米的聚乙烯醇薄膜在0.3％的碘水溶液中染色，在4％的硼酸水溶液和2％的碘化钾水溶液中拉伸5倍，然后在50℃干燥4分钟，得到偏振器。
从实施例和比较例中得到的偏振片上切下25mm宽的样品，并使用张力试验机在下列条件下测定从偏振片上剥离透明保护膜时的样片粘合强度拉伸速度为300毫米/分钟，温度为常温(25℃)，剥离角为180℃。这时，其中粘附性较强、给出透明保护膜破裂而不剥离结果的样品被表示为“破裂”。结果示于表1。<耐水性>
将在实施例和比较例中得到的偏振片切成长边为50mm、短边为25mm的长方形，使长边为偏振片的拉伸方向，并在样片于60℃水中浸渍8小时后，用眼睛观测分离情况。结果示于表1。<耐湿性>
将在实施例和比较例中得到的偏振片切成长边为50mm、短边为25mm的长方形，使长边为偏振片的拉伸方向，并用丙烯酸压敏粘合剂将它们粘附到载玻片上。在观察了初始特征之后，将它们置于保持在60℃/95％RH恒定条件下的恒湿器中。8小时后将它们取出，并用眼睛观测变色或分离情况。结果示于表1。
表1
如表1所示，应该认识到，含有透明保护膜(TAC膜，降冰片烯衍生膜)的偏振片，在所述透明保护膜中制备了含有具有羟基的聚合物(乙烯-乙烯醇共聚物)的涂层，即使不进行碱处理也具有较高的粘合强度及耐水性。
权利要求
1.一种包含偏振器和透明保护膜的偏振片，所述透明保护膜经过粘合层位于偏振器的至少一个表面上，其中含有具有羟基的聚合物的涂层形成于透明保护膜的表面上，所述透明保护膜粘附于偏振器上，并且粘附层是通过含有异氰酸酯粘合剂的粘合剂形成的。
2.根据权利要求1的偏振片，其中透明保护膜是三乙酰纤维素膜。
3.根据权利要求1的偏振片，其中透明保护膜的光学弹性系数为30×10-12m2/N或更低。
4.根据权利要求1-3中任何一项的偏振片，其中具有羟基的聚合物是乙烯-乙烯醇共聚物。
5.根据权利要求1-4中任何一项的偏振片，其中含有具有羟基的聚合物的涂层是通过聚合物溶液或分散液形成的，所述聚合物溶液或分散液含有溶解透明保护膜材料的溶剂。
6.根据权利要求1-5中任何一项的偏振片，其中异氰酸酯粘合剂是异氰酸酯粘合剂的水分散体。
7.一种制备根据权利要求1-6中任何一项的偏振片的方法，该偏振片包括偏振器和透明保护膜，所述透明保护膜经过粘合层位于偏振器的至少一个表面上，该方法包括在透明保护膜的表面上形成含有具有羟基的聚合物的涂层，所述透明保护膜粘附于偏振器上，并且通过使用异氰酸酯粘合剂层压涂层和偏振器。
8.一种用于根据权利要求1-6中任何一项的偏振片的偏振片保护膜，其中含有具有羟基的聚合物的涂层形成于透明保护膜的表面上，所述透明保护膜粘附于偏振器上。
9.一种光学膜片，包含至少一片根据权利要求1-6中任何一项的偏振片。
10.一种视觉显示器，其使用根据权利要求1-6中任何一项的偏振片或根据权利要求9的光学膜片。
全文摘要
一种包含偏振器和透明保护膜的偏振片，所述透明保护膜经过粘合层位于偏振器的至少一个表面上，其中含有具有羟基的聚合物的涂层形成于透明保护膜的表面上，所述透明保护膜粘附于偏振器上，并且粘附层是由含有异氰酸酯粘合剂的粘合剂形成的，该偏振片没有关于皂化过程的问题，并在偏振器和透明保护膜之间具有良好的粘附性。
文档编号G02B5/30GK1399148SQ02126118
公开日2003年2月26日 申请日期2002年7月16日 优先权日2001年7月19日
发明者济木雄二, 前田洋惠, 矢野周治 申请人:日东电工株式会社