专利名称：偏振片的制造方法、偏振片、光学薄膜以及使用它们的图像显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及在液晶显示装置(LCD)、电致发光显示装置(ELD)等图像显示装置中使用的偏振片的制造方法，进而涉及利用该制造方法得到的偏振片、具有该偏振片的光学薄膜、进而具有它们的图像显示装置。
背景技术：
为了提供明亮、颜色的再现性良好的图像，图像显示装置、特别是液晶显示装置中使用的偏振片被要求同时具有高的透过率和高的偏光度以及面内均一性。这样的偏振片通常是通过用碘或二色性染料等二色性物质对聚乙烯醇(PVA)系等的聚合物薄膜进行染色，作为偏振光薄膜，然后在该偏振光薄膜的两面上贴合由三乙酰基纤维素(TAC)等的聚合物薄膜构成的保护薄膜来制造的。
近年来，随着图像显示装置的大型化，也要求偏振片的大型化。对于偏振片的大型化，可以尝试以往使用宽度较宽的卷筒薄膜(例如参照专利文献1)等方法。但是，如果只用这些方法，在以往的偏振光薄膜的制造工序中，与使用以往的宽度较小的薄膜的情况相比，容易产生宽度方向上的光学特性的偏差，这样，可以作为高性能的偏振片使用的范围(有效宽度)变小，所以妨碍偏振片的大型化。
专利文献1特开2002-028939号公报发明内容本发明正是鉴于上述问题点，其目的在于提供一种在偏振光薄膜的至少一面上已贴合保护薄膜的偏振片中扩大有效宽度，得到大型的偏振片的制造方法。进而，本发明的目的还在于提供利用该制造方法得到的偏振片、具有该偏振片的光学薄膜、以及具有上述偏振片或上述光学薄膜的图像显示装置。
本发明人等为了解决上述课题，进行了潜心研究，结果发现，在偏振光薄膜上贴合保护薄膜的偏振片，在其吸收轴方向、即在与偏振光薄膜的制造工序中的单向拉伸方向大致平行的端边附近容易发生纹状的不均等不良情况。接着发现了，这是因为在如上所述的端边产生的纹状不均等会引起光学特性上的不良情况，或者是因为制造偏振光薄膜时的单向拉伸引起的宽度方向端边与中央部分的厚度的差，进而发现，如果在这样的偏振光薄膜上贴合保护薄膜，不良情况部分会进一步扩张，因此，利用如下所示的偏振片的制造方法，完成了本发明。
本发明是在实施至少单向拉伸并在该单向拉伸的方向上具有吸光轴的偏振光薄膜的至少一面贴合保护薄膜的偏振片的制造方法，其特征在于，在贴合保护薄膜之前，切除与偏振光薄膜的吸光轴方向大致平行的端边中的至少一个端边。
在上述偏振光薄膜的制造方法中，端边切除前的偏振光薄膜的宽度最好比贴合保护薄膜的宽度大。通过切除比保护薄膜的宽度更大的偏振光薄膜的端边，可以更有效地活用保护薄膜的全部宽度。此时，为了得到大型的偏振片，优选使用端边切除前的偏振光薄膜的宽度为1300mm以上的偏振光薄膜。进而，上述端边切除前的偏振光薄膜的宽度优选为1400mm以上，进而优选为1500mm以上。另一方面，上述端边切除前的偏振光薄膜的宽度的上限，根据其生产可能性，越宽越好，没有特别限定，但宽度如果变宽，在搬送的方面，困难性会增加，需要进行装置的改良等，所以偏振光薄膜的宽度在2000mm左右以下、进而1700mm左右以下时，通用性高。
切除偏振光薄膜的端边时，作为切除的量，最好切除为偏振光薄膜的宽度与保护薄膜的宽度相同，或偏振光薄膜的宽度比保护薄膜的宽度小。如果切除后的偏振光薄膜的宽度如果比保护薄膜的宽度大，则源自挤出部分的水分的吸收或发散变多，出现偏振光薄膜固化等不良情况。
作为切除偏振光薄膜的端边时的切除比例{(切除部分的宽度的合计/偏振光薄膜的整体宽度)×100}，优选为1％～8％左右。如果切除比例过多，就会变得比必要的宽度更小，难以得到大型的偏振片。另外，如果切除比例过小，则难以得到切除以后的效果，产生不良情况。
如果上述偏振光薄膜如果是通过将聚乙烯醇系薄膜用二色性物质染色而且在偏振光吸收轴方向单向拉伸3～7倍、进而5.5～6.5倍而得到，则本发明的效果很高。另外，上述保护薄膜为三乙酰基纤维素薄膜的情况下，本发明的效果很高。
本发明通过如上所述的制造方法得到偏振片。这样的偏振片的有效宽度优选为1200mm以上，更优选为1400mm以上。如果有效宽度在1400mm以上，则在短边方向上具有大致平行的吸收轴的32inch尺寸的TV用途的偏振片(长边长约为700mm)在宽度方向上取2张，所以生产效率方面其效果显著。此外，对于上述偏振片的有效宽度的上限，只要可以生产，不被限定，但在将上述端边切除前的偏振光薄膜的宽度的上限在上述范围内时，偏振片的有效宽度通常为1920mm左右以下，进而在1620mm左右以下。进而，本发明涉及含有上述偏振片的光学薄膜以及上述偏振片、或者具有上述光学薄膜的图像显示装置。
如上所述，利用本发明的偏振片的制造方法，通过在偏振光薄膜制作之后，在贴合保护薄膜之前，切除偏振光薄膜宽度方向的至少一个端边，可以抑制在偏振光薄膜的宽度方向端边产生的不良情况。其原因推测为，在贴合之前除去了由在偏振光薄膜端边产生的厚度不均引起的贴合时的不良情况的缘故。因而，直至保护薄膜的宽度方向端边没有不良情况，所以可以提供有效宽度较宽的大型偏振片。进而，通过使用该偏振片，可以提供使通用尺寸(32inch尺寸等)的面积材料利用率提高的更大型的图像显示装置。
另外，利用本发明，通过在偏振片制作之后、贴合保护薄膜之前，切除偏振光薄膜宽度方向的至少一个端边，可以根据偏振光薄膜的有效宽度，使用必要的宽度的保护薄膜。所以，可以减少偏振光薄膜的废弃量，可以有效地活用保护薄膜。另外，在以往，如果偏振光薄膜的宽度变宽，则难以进行具有与偏振光薄膜的宽度对应的宽度的保护薄膜的选择·调制等，但利用本发明，则与偏振光薄膜的宽度一致的保护薄膜的选择·调制等变得容易。由于在偏振片中占有的保护薄膜的占有率较高，所以利用本发明的制造方法对有效利用保护薄膜有很大贡献，而且由于能减少废弃物，所以对环境的益处也很大。
图1是表示在本发明的实施例2和比较例2中得到的偏振片的、宽度方向的长度与单体透过率之间的关系的曲线图。
具体实施例方式
利用本发明的偏振片的制造方法在切除至少可以实施单向拉伸、在该单向拉伸的方向上具有吸收轴的偏振光薄膜的至少一个端边(与吸收轴大致平行的端边)之后，在上述偏振光薄膜的至少一面上贴合保护薄膜。通过在相对得到的偏振光薄膜贴合保护薄膜之前进行偏振光薄膜端边的切除，可以得到本发明的效果。本发明人等发现，在贴合保护薄膜之后在偏振片端边产生的不良情况是由于偏振光薄膜的宽度方向厚度从中央部向端边变厚。这样，本发明可以通过切除偏振光薄膜的至少一个端边，抑制保护薄膜贴合时的贴附不良。
如上所述，上述偏振光薄膜端边的切除优选被切除为偏振光薄膜的宽度与贴合的保护薄膜的宽度相同或比其更小。切除后的偏振光薄膜的宽度如果比保护薄膜的宽度大，则偏振光薄膜比保护薄膜更多地吸收或发散源自挤出部分的水分。所以，偏振光薄膜更容易发生容易劣化的不良情况、或容易发生挤出的偏振光薄膜污染制造装置的不良情况，所以不优选。
作为偏振光薄膜端边相对薄膜宽度方向的整体长度的切除比例{(切除部分的宽度的合计/偏振光薄膜的整体宽度)×100}，可以根据偏振光薄膜的精密而且高倍率的拉伸、其它制造工序引起产生的端边的不良情况以及得到的偏振光薄膜的宽度方向长度、光学特性以及端边的不良情况的状态适当决定，但通常优选1％～8％左右，更优选2％～7％左右，最优选5％～6％左右。如果该切除比例过多，则不能得到大型的偏振片，如果切除比例过少，则不能充分地除去如上所述的偏振光薄膜的不良情况因素，所以难以得到本发明的效果。
在上述偏振光薄膜端边的切除中，使用切断刀或激光等公知的切断方法即可，不被限定，但优选设置使用长尺寸薄膜，在一系列的流水线中切除端边时，使用圆刀或盘刀等切断刀，根据薄膜的搬送速度切除的工序。另外，对于切除后的端材或切削，通过卷取或吸引，优选设置除去的工序。在不设置除去这样的切除后的端材或切削的工序的情况下，会影响偏振光薄膜的搬送等。
如上所述，切除后的偏振光薄膜的宽度优选将偏振光薄膜切除为与贴合的保护薄膜的宽度相同或更小。从有效活用保护薄膜的角度出发，切除后的偏振光薄膜的宽度优选与贴合的保护薄膜的宽度相同。另一方面，从容易贴合偏振光薄膜与保护薄膜的角度出发，切除后的偏振光薄膜的宽度优选比保护薄膜的宽度小。但是，切除后的偏振光薄膜的宽度如果过于比保护薄膜的宽度小，则不能有效地活用保护薄膜，所以优选切除后的偏振光薄膜的宽度比保护薄膜的宽度小75mm以下、进而50mm以下、进而30mm以下、进而20mm以下的范围。这样，通过控制切除后的偏振光薄膜的宽度和保护薄膜的宽度，加上上述的事项(切除前的偏振光薄膜的宽度优选比保护薄膜的宽度大)，可以有效活用保护薄膜。
作为贴合在偏振光薄膜的保护薄膜，以偏振光薄膜的保护为目的，没有特别限定，但优选透明性、机械强度、热稳定性、各向同性等方面出色的薄膜。使用的保护薄膜的厚度通常为500μm以下，优选为1～300μm左右，更优选为5～100μm左右。另外，从提高偏振光特性或耐久性以及胶粘特性等角度出发，也可以在保护薄膜表面实施表面处理。例如，可以通过使用碱溶液而进行保护薄膜表面的皂化处理，来提高胶粘特性。
作为形成保护薄膜的材料，只要是具有透光性的聚合物薄膜即可，没有特别限定，可以列举出如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯系聚合物，二乙酸纤维素或三乙酰基纤维素等纤维素系聚合物，聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸系聚合物，聚苯乙烯或丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS树脂)等苯乙烯系聚合物，聚碳酸酯系聚合物等。此外，聚乙烯、聚丙烯、具有环系或降冰片烯结构的聚烯烃，类似乙烯-丙烯共聚物的聚烯烃系聚合物，氯乙烯系聚合物，尼龙或芳香族聚酰胺等酰胺系聚合物，酰亚胺系聚合物、砜系聚合物、聚醚砜系聚合物、聚醚醚酮系聚合物、聚苯硫醚系聚合物、乙烯醇系聚合物、偏氯乙烯系聚合物、聚乙烯醇缩丁醛系聚合物、聚芳酯系聚合物、聚甲醛系聚合物、环氧系聚合物、或者上述聚合物的混合物等，也可以作为形成上述保护薄膜的聚合物的例子举出。另外，也可以使用在侧链上具有取代或未取代酰亚氨基的热塑性树脂、和在侧链上具有取代和/或未取代苯基以及腈基的热塑性树脂的树脂组合物等。进而，透明保护薄膜也能够形成为丙烯酸系、氨基甲酸酯系、丙烯酸氨基甲酸酯系、环氧系、硅酮系等热固化性、紫外线固化性树脂的固化层。其中，优选胶粘性或光学特性良好的纤维素系聚合物或耐湿性以及光学特性良好的具有环系或降冰片烯结构的聚烯烃系聚合物薄膜。
在偏振光薄膜的两面上贴合保护薄膜时，也可以在每一面上分别贴合具有不同特性的保护薄膜。作为其特性，可以举出薄膜的透湿性、厚度、材质、光透过率、拉伸弹性模量以及光学功能层的有无等。
在贴合上述偏振光薄膜和保护薄膜时，优选借助粘合层或胶粘层贴合。形成粘合层或胶粘层的粘合剂或胶粘剂可以根据用途，适当采用干燥时具有透光性的层，但在偏振光薄膜上贴合保护薄膜时，优选使用胶粘剂。
作为形成胶粘层的胶粘剂和胶粘处理方法，没有特别限定，例如可以使用含有乙烯基聚合物的胶粘剂。由这样的胶粘剂构成的胶粘层可以作为水溶液的涂敷干燥层等形成，但在调制该水溶液时，也可以根据需要，配合交联剂或其它添加剂、酸等催化剂。作为在上述胶粘剂中的乙烯基聚合物，优选聚乙烯醇系树脂。另外，也可以在聚乙烯醇系树脂中含有硼酸或硼砂、戊二醛或三聚氰胺、草酸等水溶性交联剂。特别是作为偏振光薄膜使用聚乙烯醇系的聚合物薄膜时，从胶粘性的角度出发，优选使用含有聚乙烯醇系树脂的胶粘剂。进而，从提高耐久性的角度出发，优选含有具有乙酰乙酰基的聚乙烯醇系树脂的胶粘剂。
对上述聚乙烯醇系树脂没有特别限定，从胶粘性的角度出发，优选使用平均聚合度100～3000左右、平均皂化度为85～100摩尔％左右的聚乙烯醇系树脂。另外，作为胶粘剂水溶液的浓度，没有特别限定，优选为0.1～15重量％、更优选为0.5～10重量％。作为上述胶粘层的厚度，在干燥后的厚度，优选为30～1000nm左右，更优选为50～300nm。
作为上述偏振光薄膜，通常使用的是在聚乙烯醇(PVA)系薄膜等聚合物薄膜中，用碘或二色性染料等二色性物质染色，进行单向拉伸的薄膜。对这样的偏振光薄膜的厚度没有特别限定，特别优选使用5～80μm左右、40μm以下的厚度。
作为偏振光薄膜的光学特性，优选以偏振光薄膜单体检测时的单体透过率为43％以上，更优选为43.3～45.0％的范围。另外，准备两张上述偏振光薄膜，以2张偏振光薄膜的吸收轴为彼此90°重叠的方式检测的正交透过率优选为更小，在实用上，优选为0.00％以上0.050％以下，特别优选为0.030％以下。作为偏光度，在实用上，优选为99.90％以上100％以下，特别优选为99.93％以上100％以下。作为偏振片，优选在检测之后也得到与其大致相同的光学特性。
作为形成偏振光薄膜的聚合物薄膜，只要具有透光性即可，没有特别限定，可以使用各种聚合物薄膜。例如，在聚乙烯醇(PVA)系薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯、乙烯·醋酸乙烯酯共聚物系薄膜、或它们的部分皂化薄膜、纤维素系薄膜等亲水性高分子薄膜中，可以举出PVA的脱水处理物或聚氯乙稀的脱盐酸处理物等聚烯系取向薄膜等。其中，从碘等二色性物质中的染色性出色的角度出发，优选使用PVA系薄膜。
作为上述聚合物薄膜的材料的聚合物的聚合度，通常为500～10,000，优选为100～6,000的范围，更优选为1,400～4,000的范围。进而在使用皂化聚合物的情况下，从向水中的溶解性的角度出发，该皂化度优选为75摩尔％以上100摩尔％以下，更优选为98摩尔％以上，更优选在98.3～99.8摩尔％的范围。
作为上述聚合物薄膜使用PVA系薄膜的情况下，作为PVA系薄膜的制造方法，可以适当使用使溶解于水或有机溶媒中的原液流塑成膜的流塑法、浇铸法、挤出法等任意方法成膜的薄膜。优选使用此时的薄膜的相位差值为5nm～100nm的薄膜。另外，为了得到面内均一的偏振光薄膜，优选PVA系薄膜面内的相位差偏差尽可能小的一方，PVA系薄膜的面内相位差偏差在检测波长1000nm下，优选为10nm以下，更优选为5nm以下。
作为偏振光薄膜的制造方法，不被这些所限定，通常可以大致分为使用干式拉伸法和湿式拉伸法的方法。干式拉伸法是在高温的气体环境下拉伸的方法，湿式拉伸法是在液体中拉伸浸渍于液体中溶胀的薄膜的方法。
作为利用湿式拉伸法的偏振光薄膜的制造工序，可以根据其条件，使用适当的方法，但通常为例如通过由溶胀、染色、交联、拉伸、水洗以及干燥处理工序构成的一系列制造工序制造PVA系薄膜的方法。在除了干燥处理工序以外的这些各处理工序中，一边浸渍于由各种溶液构成的浴中一边进行处理。对此时的各处理工序中的溶胀、染色、交联、水洗以及干燥的各处理的顺序、次数以及实施的有无没有特别限定，可以在一个处理工序中同时进行几个处理，也可以不进行几个处理。例如，拉伸处理可以在染色处理之后进行，也可以与溶胀或染色处理同时进行拉伸处理，或者拉伸处理之后进行染色处理。进而，也可以使用在拉伸处理的前后进行交联处理的方法。另外，作为拉伸处理，可以没有特别限定使用适当的方法，例如辊拉伸的情况下，可以使用利用在薄膜的拉伸方向设置的辊之间的辊的周速差进行拉伸的方法。特别是在辊拉伸的情况下，难以得到面内均一的拉伸薄膜，容易在与拉伸方向大致平行的端部产生不良情况。该不良情况随着薄膜的大型而变得显著。进而，在各处理中也可以添加适当的硼酸、硼砂或碘化钾等添加剂。因而，在偏振光薄膜中，根据需要，也可以含有硼酸、硫酸锌、氯化锌或碘化钾等。进而，在这几个处理中，也可以适当向流水线方向或宽度方向拉伸，在每个处理中，也可以进行水洗处理。
作为溶胀处理工序，例如在用水注满的处理浴(溶胀浴)中浸渍上述聚合物薄膜。这样，聚合物薄膜被水洗，可以得到清洗聚合物薄膜表面的污物或阻塞防止剂，同时通过溶胀聚合物薄膜，缓和不均等不均一的薄膜状态的效果。在该溶胀浴中，可以适当添加甘油或碘化钾等，添加的浓度优选甘油为5重量％以下、碘化钾为10重量％以下。溶胀浴的温度为20～45℃左右，在溶胀浴中的浸渍时间为2～180秒左右。也可以根据该浸渍时间，多少调整最终的薄膜宽度，所以为了得到宽度大的薄膜，更优选60～150秒。另外，在该溶胀浴中，也可以拉伸聚合物薄膜，此时的拉伸时间为1.1～3.5倍左右。
作为染色处理工序，例如可以举出通过在含有碘等二色性物质的处理浴(染色浴)中浸渍上述聚合物薄膜进行染色的方法。作为上述二色性物质，可以使用以往公知的物质，例如可以举出碘或二色性染料等。作为二色性染料，例如可以举出红BR、红LR、红R、粉LB、玉红BL、枣红色GS、天蓝色LG、柠檬色、蓝BR、蓝2R、藏青BL、绿LG、紫色LB、紫色B、黑H、黑B、黑GSP、黄3G、黄R、橙色3R、天蓝色GL、天蓝色KGL、刚果红、亮紫BK、スプラ蓝G、スプラ蓝GL、スプラ橙GL、直接天蓝、直接坚牢橙S、坚牢黑等。这些二色性物质可以使用一种，也可以并用两种以上使用。其中，在本发明中，从偏光度等光学特性出色、可以容易得到本发明的提高耐久性的效果的角度出发，优选使用碘。
作为染色浴的溶液，可以使用将上述二色性物质溶解于溶媒中的溶液。作为溶媒，通常使用纯水等水，也可以进一步添加与水有互溶性的有机溶媒。作为二色性物质的浓度，为0.010～10重量％左右。聚合物薄膜在该染色浴中的浸渍时间没有特别限定，为0.5～20分钟左右，染色浴的温度为5～42℃左右。在该染色浴中，也可以拉伸聚合物薄膜，与在前面的处理工序中的拉伸倍率累计的累积拉伸倍率为1.1～3.5倍左右。
另外作为上述二色性物质使用碘时，从可以进一步提高染色效率的角度出发，优选使用在染色浴中进一步添加碘化物。作为该碘化物，例如可以举出碘化钾、碘化锂、碘化纳、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为0.010～10重量％左右即可。其中，优选添加碘化钾，碘与碘化钾的比例(重量比)优选在1∶5～1∶100的范围。进而，以提高薄膜面内的均一性为目的，也可以适当添加硼化合物等交联剂。
另外，作为染色处理，除了如上所述的在染色浴中浸渍的方法以外，例如也可以是向上述聚合物薄膜涂敷或喷雾含有二色性物质的水溶液的方法，也可以使用在上述聚合物薄膜制膜时以二色性物质为主混合的方法。
作为交联处理工序，例如在含有交联剂的处理浴(交联浴)中浸渍聚合物薄膜进行处理。作为交联剂，可以使用以往公知的物质。例如可以举出硼酸、硼砂等硼化合物或乙二醛、戊二醛等。它们可以为一种，也可以并用两种以上。并用两种以上时，例如优选硼酸和硼砂的组合，另外，其添加比例(摩尔比)为4∶6～9∶1左右。作为交联浴的溶媒，通常使用纯水等水，但也可以含有与水有互溶性的有机溶媒。交联浴中的交联剂浓度为1～10重量％左右。
从可以得到偏振光薄膜的面内的均一的特性的角度出发，也可以在上述交联剂中添加碘化物。作为该碘化物，可以举出碘化钾、碘化锂、碘化纳、碘化锌、碘化铝、碘化铅、碘化铜、碘化钡、碘化钙、碘化锡、碘化钛，其含有量为0.05～15重量％，更优选为0.5～8重量％。其中，优选硼酸与碘化钾的组合，硼酸与碘化钾的比例(重量比)优选在1∶0.1～1∶3.5的范围，更优选在1∶0.5～1∶2.5的范围。交联浴的温度通常为20～70℃，浸渍时间通常为1秒～15分钟左右。进而，交联处理也与染色处理一样，可以使用涂敷或喷雾含交联剂溶液的方法，也可以与交联处理同时实施拉伸处理。此时的累积拉伸倍率为1.1～3.5倍左右。
作为拉伸处理工序，在湿式拉伸法的情况下，在处理浴(拉伸浴)中浸渍的状态下，拉伸到累积拉伸倍率为3～7倍左右。作为拉伸浴的溶液，优选使用在水、乙醇或各种有机溶媒等溶媒中添加各种金属盐、碘、硼或锌的化合物的溶液。其中，优选使用分别以2～18重量％左右添加硼酸和/或碘化钾的溶液。在同时使用该硼酸和碘化钾的情况下，该含有比例(重量比)优选为1∶0.1～1；4左右。该拉伸浴的温度优选为40～67℃左右。
作为水洗处理工序，例如通过在处理浴(水洗浴)中浸渍聚合物薄膜，这样可以洗去在前面的处理中附着的硼酸等不需要的残存物质。在上述水溶液中也可以添加碘化物，例如优选使用碘化纳或碘化钾。水洗浴的温度为10～60℃左右。该水洗处理的次数不被特别限定，可以实施几次，优选适当调整各水洗浴中的添加物的种类或浓度。
此外，从各处理浴拉出聚合物薄膜时，为了防止液体滴落的发生，也可以使用以往公知的夹送辊等截液辊，也可以使用利用空气刀削落液体的等方法除去多余的水分。
作为干燥处理工序，可以使用自然干燥、送风干燥、加热干燥等以往公知的干燥方法。例如，在加热干燥中，加热温度为20～80℃左右，干燥时间为1～10分钟左右。另外，在该干燥处理工序中，也可以适当进行拉伸。
经过如上所述的各处理工序制作的偏振光薄膜在偏振光吸收轴方向的最终拉伸倍率(总拉伸倍率)优选为3.0～7.0倍，更优选为5.5～6.5倍。总拉伸倍率不到3.0倍时，难以得到高偏光度的偏振光薄膜，另一方面，在上述方法中制作的偏振光薄膜在总拉伸倍率越高，越容易得到高偏光度的偏振光薄膜，但如果超过7.0倍，则薄膜容易破裂。此外，偏振光薄膜的整体宽度和有效宽度在上述偏振光薄膜的制造工序中根据内容发生变化。例如，在利用如上所述的湿式拉伸法的制造工序中，需要根据薄膜的溶胀条件或在各工序中的拉伸倍率以及总拉伸倍率、进而干燥条件或干燥方法适当调整。
另外，偏振光薄膜的制造方法不被上述制造方法所限定，也可以使用其它制造方法制造偏振光薄膜。例如，可以举出干式拉伸法，在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等聚合物薄膜中搅入二色性物质、制膜、拉伸的方法，将向单向方向取向的液晶作为基质，在其上将二色性物质作为客体(guest)之类的O型的方法(美国专利5、523、863号，特表平3-503322号公报)，使用二色性的溶致液晶等的E型的方法(美国专利6、049、428号公报)。
上述偏振片可以作为进一步层叠1层各种光学功能层的光学薄膜使用。作为该光学功能层，可以适当使用通过与偏振片组合而具有有利的效果的各种的光学功能层。例如，硬涂层、防反射层、防粘连层、扩散层或防眩层等表面处理层、以视角补偿或光学补偿等为目的的取向液晶层、或用于层叠其它薄膜的粘合剂或胶粘剂构成的粘合层或胶粘层。进而，可以举出偏振光转换元件、反射板或半透过板、相位差板(包括1/2或1/4等波阻片(λ板))、视角补偿薄膜、亮度改善薄膜等在液晶显示装置等的形成中可以使用的光学层1层或2层以上。特别优选的偏振片是在上述偏振片上进一步层叠反射板或半透过反射板而成的反射型偏振片或半透过型偏振片；在偏振片上进一步层叠相位差板而成的椭圆偏振片或圆偏振片；在偏振片上进一步层叠视角补偿薄膜而成的宽视场角偏振片；或者在偏振片上进一步层叠亮度改善薄膜而成的偏振片。
实施硬涂处理的目的是防止偏振片的表面损坏等，例如可以通过在保护薄膜的表面上附加由丙烯酸系及硅酮系等适当的紫外线固化性树脂构成的硬度、滑动特性等良好的固化被膜的方式等形成。实施防反射处理的目的是防止在偏振片表面的外光的反射，可以通过形成基于以往的防反射膜等来完成。此外，实施防粘连处理的目的是防止与相邻层的粘附。
实施防眩处理的目的是防止外光在偏振片表面反射而干扰偏振片透射光的辨识性等，例如，可以通过采用喷砂方式或压纹加工方式的粗表面化方式或者配合透明微粒的方式等适当的方式，向透明保护薄膜表面赋予微细凹凸结构来形成。作为在所述表面微细凹凸结构的形成中含有的微粒，例如，可以使用平均粒径为0.5～50μm的由二氧化硅、氧化铝、氧化钛、氧化锆、氧化锡、氧化铟、氧化镉、氧化锑等组成的往往具有导电性的无机系微粒、由交联或者未交联的聚合物等组成的有机系微粒等透明微粒。当形成表面微细凹凸结构时，微粒的使用量相对于100重量份形成表面微细凹凸结构的透明树脂，通常为大约2～70重量份左右。防眩层也可以兼当用于将偏振片透射光扩散而扩大视角等的扩散层(视角扩大功能等)。
还有，所述防反射层、防粘连层、扩散层或防眩层等光学功能层除了可以直接设置在偏振片上以外，还可以作为其他薄膜，与偏振片分开配置。
上述反射型偏振片是在偏振片上设置反射层而成的，可用于形成反射从辨识侧(显示侧)入射的入射光来进行显示的类型的液晶显示装置等。在上述，上述半透过型偏振片可以通过作成用反射层来反射光的同时使光透过的半透半反镜等半透过型的反射层而获得。半透过型偏振片通常被设于液晶单元的背面侧，可以形成如下类型的液晶显示装置等，即，在比较明亮的环境中使用液晶显示装置等的情况下，反射来自于辨识侧(显示侧)的入射光而显示图像，在比较暗的环境中，使用内置于半透过型偏振片的背面的背光灯等内置光源来显示图像。
在偏振片上进一步层叠相位差板而构成的椭圆偏振片或圆偏振片，在将直线偏振光改变为椭圆偏振光或圆偏振光，或者将椭圆偏振光或圆偏振光改变为直线偏振光，或者改变直线偏振光的偏振方向的情况下，可以使用相位差板等。例如，椭圆偏振片可以有效地用于以下情况等，即补偿(防止)超扭曲向列相(STN)型液晶显示装置因液晶层的双折射而产生的着色(蓝或黄)，从而进行所述没有着色的白黑显示的情况等。作为相位差板，可以举出对聚烯烃系或聚碳酸酯等聚合物薄膜进行单向或双向拉伸处理而形成的双折射性薄膜、对液晶聚合物进行取向之后进行交联、聚合的取向薄膜、液晶聚合物的取向薄膜、用薄膜支撑液晶聚合物的取向层的构件等。
视角补偿薄膜是在从不垂直于画面的稍微倾斜的方向观察液晶显示装置的画面的情况下也使图像看起来比较清晰的、用于扩大视角的薄膜。作为偏振光转换元件，例如可以举出各向异性反射型偏振光元件或各向异性散射型偏振光元件等。例如，可以举出日东电工制的PCF系列、3M公司制的DBEF系列、Moxtek制的Micro Wires、或3M公司制的DRPF等。
将偏振片和亮度改善薄膜贴合在一起而成的偏振片，通常被设于液晶单元的背面一侧。亮度改善薄膜是显示如下特性的薄膜，即，不使被偏振光薄膜吸收之类的具有偏振光方向的光入射到偏振光薄膜，一旦使其在亮度改善薄膜被反射，借助设于其后侧的反射层等，使其再次反转，使其再次入射到亮度改善薄膜，重复上述过程，只允许可以在两者之间反射、反转的光的偏振光方向可以通过偏振镜之类的成为偏振光方向的偏振光透过并供给到偏振光薄膜，所以可以有效地将背光灯等光用于液晶显示装置的图像的显示，可以使画面明亮。
在偏振片上层叠了所述光学功能层的光学薄膜，可以利用在液晶显示装置等的制造过程中依次独立层叠的方式来形成，但是预先经层叠而成为光学膜的偏振片在质量的稳定性或组装操作等方面出色，因此具有可以改善液晶显示装置等的制造工序的优点。在层叠中可以使用粘合剂层等适当的粘接手段。在粘接所述偏振片和其他光学功能层时，它们的光学轴可以根据目标相位差特性等而采用适当的配置角度。
在上述偏振片或上述光学薄膜上也可以设置用于贴附液晶单元等其它构件的粘合层或胶粘层。对该粘合层或胶粘层没有特别限定，根据リワ一ク等的要求，优选使用粘合剂构成的粘合层。作为有粘合剂构成的粘合层，例如可以用丙烯酸系、硅酮系、聚酯系、聚氨酯系、聚醚系、橡胶系等公知的透光性粘合剂形成。在偏振片或光学薄膜中优选使用丙烯酸系粘合剂。对此时由粘合剂构成的粘合层的厚度，没有特别限定，通常为1～500μm左右，优选为5～200μm，更优选为10～100μm。通过使粘合层的厚度在该范围内，可以缓和伴随偏振光薄膜和偏振片的尺寸动作的应力。
利用本发明的偏振片可以优选用于液晶显示装置(LCD)、电致发光显示装置(ELD)、等离子显示器等图像显示装置的形成中。
偏振片可以优选用于液晶显示装置的形成等中。例如，可以用于在液晶单元的一侧或两侧配置偏振片而构成的反射型或半透过型、或者透过·反射两用型等液晶显示装置。液晶单元基板可以为塑料基板、玻璃基板的任意一种。形成液晶显示装置的液晶单元可以任意，例如可以使用薄膜晶体管型中具有代表性的有源矩阵驱动型的液晶单元、扭曲向列型或超扭曲向列型中具有代表性的单纯矩阵驱动型的液晶单元等类型的液晶单元。
另外，在液晶单元的两侧设置偏振片或光学薄膜时，可以相同或不同。进而，在形成液晶显示装置时，例如可以在适当的位置配置棱镜阵列片(prism array sheet)、透镜阵列片(lens array sheet)、光扩散板或背光灯等适当的零件。
在将偏振片用于有机电致发光显示装置(有机EL显示装置)时，在包括在利用施加电压而发光的有机发光层的表面侧具备透明电极并同时在有机发光层的内面侧具备金属电极构成的有机EL发光体的有机EL显示装置中，在透明电极的表面侧设置偏振片。这样，由于具有使从外部入射、在金属电极反射的光发生偏光的作用，所以利用该偏振光作用，不能从外部辨识金属电极的镜面反射引起的光。
实施例以下使用实施例和比较例，对本发明进行更具体地说明，本发明不被这些实施例和比较例所限定。
实施例1使用厚度80μm、宽度方向长度2700mm的聚乙烯醇(PVA)薄膜((株)クラレ制，聚合度2400)，在保持张力的状态下，在30℃的纯水中浸渍60秒，在30℃的0.3重量％碘水溶液中拉伸到3倍，然后在4重量％硼酸而且3重量％碘化钾的水溶液中拉伸到累积拉伸倍率成为6倍，在30℃、3.5重量％碘化钾溶液中浸渍10秒之后，在保持薄膜的张力的状态下，在30℃下干燥4分钟，得到宽度方向长度1340mm的偏振光薄膜。对得到的偏振光薄膜的宽度方向两个端边，分别从端边切除40mm，得到宽度方向长度1260mm的偏振光薄膜。使用以完全皂化聚乙烯醇5％水溶液为主要成分的胶粘剂，在切除后的偏振光薄膜的两面上，贴合宽度方向长度1330mm的三乙酰基纤维素(TAC)薄膜(富士写真薄膜公司制TDY80UL)，通过在70℃下干燥4分钟，得到偏振片。
实施例2使用厚度75μm、宽度方向长度3100mm的聚乙烯醇(PVA)薄膜((株)クラレ制，聚合度2400)，与实施例1一样地制作偏振光薄膜，得到宽度方向长度1540mm的偏振光薄膜。对得到的偏振光薄膜的宽度方向两个端边，分别从端边切除40mm，得到宽度方向长度1460mm的偏振光薄膜。使用以完全皂化聚乙烯醇5％水溶液为主要成分的胶粘剂，在切除后的偏振光薄膜的两面上，贴合宽度方向长度1475mm的三乙酰基纤维素(TAC)薄膜(富士写真薄膜公司制TDY80UL)，通过在70℃下干燥4分钟，得到偏振片。
比较例1使用厚度80μm、宽度方向长度2550mm的PVA薄膜((株)クラレ制，聚合度2400)，与实施例1一样地制作偏振光薄膜，得到宽度方向长度1266mm的偏振光薄膜。不切除得到的偏振光薄膜的端边，在其两面上，与实施例1一样地贴合TAC薄膜，得到偏振片。
比较例2使用厚度80μm、宽度方向长度2950mm的PVA薄膜((株)クラレ制，聚合度2400)，与实施例2一样地制作偏振光薄膜，得到宽度方向长度1464mm的偏振光薄膜。不切除得到的偏振光薄膜的端边，在其两面上，与实施例2一样地贴合TAC薄膜，得到偏振片。
比较例3使用厚度80μm、宽度方向长度2950mm的PVA薄膜((株)クラレ制，聚合度2400)，与实施例1一样地制作偏振光薄膜，得到宽度方向长度1464mm的偏振光薄膜。不切除得到的偏振光薄膜的端边，在其两面上，与实施例1一样地贴合TAC薄膜，制作偏振片。但是，刚贴合之后，端边上产生TAC薄膜的浮起或剥脱，进而，在薄膜搬送时的辊上产生挤出的偏振光薄膜引起的污染，而不能得到有效的偏振片。
(评价)对在实施例以及比较例中得到的偏振片进行下述评价。结果显示于表1。
(有效宽度)有效宽度的评价为，在层叠市售水平的偏振片(上板)/VA型的液晶单元/评价对象的偏振片(下板)/背光灯(亮度5000cd/m2)的状态下，评价不均的有无，以目视下未产生不均的部分作为有效宽度。在决定有效宽度中，相对宽度方向整个面，评价对象的偏振片，反复进行如下操作，即，切出多张对应上述评价结构的适当的尺寸，交换评价对象的偏振片(下板)。
从上述实施例和比较例的结果可知，通过在与保护薄膜贴合之前切除偏振光薄膜端边，不会产生比较例2所示之类的像在制作较宽宽度的偏振片时出现的不良情况，另外，如实施例1和比较例1所示，可以得到比在贴合后切除端边的情况，有效宽度更大的偏振片。
另外，在实施例2和比较例2中得到的偏振片的宽度方向上的各位置，检测单体透过率。检测结果显示于表1。单体透过率的检测是用带有积分球的分光光度计(日立制作所制的U-4100)进行的。从图1的结果也可以确认比较例2在端边的单体透过率的下垂较大，实施例2的一方比比较例2的有效宽度大。另外，在不切除端边的情况下，会产生在中央部附近的单体透过率的偏差。此外，对各直线偏振光的透过率，将通过格兰-汤姆森棱镜偏振镜得到的完全偏振光作为100％来检测。透过率用基于CIE1931色度图算出的、可见度校正后的Y值表示。k1表示最大透过率方向的直线偏振光的透过率，k2表示其正交方向的直线偏振光的透过率。单体透过率T用T＝(k1+k2)/2算出。
(工业上的可利用性)利用本发明的制造方法得到的偏振片、或使用该偏振片的光学薄膜可以适用于液晶显示装置(LCD)、电致发光显示装置(ELD)等图像显示装置。
权利要求
1.一种偏振片的制造方法，是在实施至少单向拉伸而获得并在该单向拉伸的方向上具有吸光轴的偏振光薄膜的至少一面贴合保护薄膜的偏振片的制造方法，其特征在于，在贴合保护薄膜之前，切除与偏振光薄膜的吸光轴方向大致平行的端边中的至少一个端边。
2.根据权利要求1所述的偏振片的制造方法，其特征在于，切除前的偏振光薄膜的宽度比被贴合的保护薄膜的宽度大。
3.根据权利要求1所述的偏振片的制造方法，其特征在于，切除前的偏振光薄膜的宽度为1300mm以上。
4.根据权利要求1所述的偏振片的制造方法，其特征在于，切除后的偏振光薄膜的宽度等于或者小于保护薄膜的宽度。
5.根据权利要求1所述的偏振片的制造方法，其特征在于，切除偏振光薄膜的端边时的切除比例{(切除部分的宽度的合计/偏振光薄膜的整体宽度)×100}是1％～8％。
6.根据权利要求1所述的偏振片的制造方法，其特征在于，偏振光薄膜是通过将聚乙烯醇系薄膜用二色性物质染色并且在偏振光吸收轴方向进行3～7倍单向拉伸而获得。
7.根据权利要求1所述的偏振片的制造方法，其特征在于，保护薄膜是三乙酰基纤维素薄膜。
8.根据权利要求1所述的偏振片的制造方法，其特征在于，偏振片的有效宽度为1200mm以上。
9.一种偏振片，其利用如权利要求1～8中任意一项所述的制造方法获得。
10.根据权利要求9所述的偏振片，其特征在于，有效宽度为1200mm以上。
11.一种光学薄膜，其包括如权利要求9所述的偏振片。
12.一种图像显示装置，其具有如权利要求9所述的偏振片。
13.一种图像显示装置，其具有如权利要求11所述的光学薄膜。
全文摘要
一种偏振片的制造方法，是在通过实施至少单向拉伸、该单向拉伸的方向具有吸光轴的偏振光薄膜的至少一面贴合保护薄膜的偏振片的制造方法。在贴合保护薄膜之前，切除与偏振光薄膜的吸光轴方向大致平行的端边中的至少一个端边。利用这种制造方法，可以扩大偏振片的有效宽度，得到大型的偏振片。
文档编号G02F1/1335GK1942792SQ200680000140
公开日2007年4月4日 申请日期2006年1月19日 优先权日2005年1月20日
发明者水岛洋明, 济木雄二, 龟山忠幸, 和田守正, 永野忍 申请人:日东电工株式会社