偏振片及其制造方法

专利名称：偏振片及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种偏振片及其制造方法。此外，本发明还涉及使用了该偏振片的光 学薄膜、以及液晶显示装置、有机EL显示装置、PDP等图像显示装置。
背景技术：
以往，作为用于液晶显示装置等图像显示装置的偏振片，从兼备较高的透射率和 偏光度的观点出发，使用将下述起偏振器和三乙酰纤维素薄膜等保护薄膜层叠的偏振片， 所述起偏振器由碘染色后的聚乙烯醇系薄膜构成。近年来，随着液晶显示装置的广泛利用，在高温条件下等长时间使用液晶显示装 置的情况也增多，需要一种对应于其使用用途、图像质量变化小的液晶显示装置。伴随于 此，偏振片也需要像放置于高温条件时或放置于高温高湿条件下时的光学特性不发生劣化 这样的耐久性。例如，公开了通过使用高聚合度的聚乙烯醇薄膜、或者起偏振器的拉伸方法的控 制、或者在层叠保护薄膜后进一步进行干燥处理，从而提高在高温高湿条件下的耐久性的 方法(例如参照专利文献1)。此外，还公开了通过在层叠保护薄膜后进行高温和加湿处理 从而提高耐久性的方法(例如参照专利文献2)。然而，前述专利文献中记载的偏振片，存在耐久性不充分、或者色调的中和性欠缺 的情况。随着图像显示装置的利用领域的扩大，偏振片期望有更高的耐久性。现有技术文献专利文献专利文献1 日本特开平9-197127号公报专利文献2 日本特开2006-23573号公报

发明内容
发明要解决的问题本发明的目的在于提供由聚乙烯醇系薄膜构成的耐久性优异的偏振片及其制造 方法。此外，本发明的目的还在于提供使用了该偏振片的光学薄膜、以及使用了该偏振 片、光学薄膜的图像显示装置。用于解决问题的方案本申请发明人等进行深入研究的结果，发现通过设有在厚度方向具有拉曼光谱峰 强度分布的起偏振器的偏振片能够解决上述课题，从而完成了本发明。即，本发明涉及一种偏振片，该偏振片在用碘染色聚乙烯醇系薄膜而成的起偏 振器的两面上具备保护薄膜，该起偏振器截面的厚度方向中心部通过拉曼光谱法测得的 105士5CHT1的范围的最大峰强度T1和该起偏振器的厚度方向端部通过拉曼光谱法测得的 105士5cm—1的范围的最大峰强度T2之比满足下述关系。
0. 920 ^ T2A1 ^ 0. 985此外，本发明还涉及前述偏振片的制造方法。本发明的偏振片的制造方法优选如下具有对聚乙烯醇系薄膜依此进行至少碘 染色工序和交联工序而得到起偏振器的工序和在所得的起偏振器上层叠保护薄膜的工序， 碘染色工序的染色浴浸渍时间(tB)和交联工序中的交联浴浸渍时间(tc)之比(tc/tB)为 1. 30 3. 90。本发明的偏振片的制造方法进一步优选如下在交联工序之后，进行浸渍到碘化 钾浓度为1 5重量％的溶液中的工序(色调调节工序)。另外，本发明还涉及以使用至少1片前述偏振片为特征的光学薄膜、以及使用了 前述偏振片或前述光学薄膜的图像显示装置。发明的效果拉曼光谱法中105cm—1附近的峰对应于聚乙烯醇和13_离子的络合物(PVA-I3-络合 物)的拉曼散射。本发明中，通过设有厚度方向中央部和端部的拉曼光谱法的峰强度为特 定的比例，即，PVA-I3-络合物在厚度方向具有规定的浓度分布的起偏振器，偏振片的耐久性 得到提高。
具体实施例方式本发明的偏振片在对聚乙烯醇系薄膜进行了碘染色处理的起偏振器的两面上层 叠有保护薄膜。本发明的偏振片，在偏振片截面中，前述起偏振器截面的厚度方向中心部通 过拉曼光谱法测得的105CHT1附近的最大峰强度T1和该起偏振器的厚度方向端部通过拉曼 光谱法测得的105CHT1附近的最大峰强度T2之比满足0. 920 ( T2/I\ ( 0. 985的关系。峰强 度比T2/I\优选为0. 930以上，更优选为0. 950以上，进一步优选为0. 955以上。峰强度比在 前述范围以外时，偏振片的耐久性有降低的倾向。另外，拉曼光谱可通过激发波长514. 5nm 的Ar+激光照射来进行测定。另外，所述105CHT1附近的最大峰强度是指105士5CHT1的范围 中的峰顶的拉曼散射强度。通常，碘以三碘离子(If)及五碘离子(If)与聚乙烯醇(PVA)的络合物的形式存 在于被碘染色处理后的起偏振器中，拉曼光谱法中105CHT1附近的峰对应于PVA和13_的 络合物(PVA-I3-络合物)的拉曼散射。因此，该峰满足特定的比率是指起偏振器中的 PVA-I3-络合物在厚度方向具有规定的浓度分布。本申请发明的偏振片只要是在用碘染色聚乙烯醇系薄膜而成的起偏振器的两面 上具备保护薄膜，并且拉曼光谱的峰强度比T2Zt1在前述范围，则对于其它构成和制造方法 没有特别的限制，有关构成本发明的偏振片的起偏振器、保护薄膜、以及偏振片的制造方法 的优选形态，详细记载如下。[起偏振器]作为构成本发明的偏振片的起偏振器，使用含有碘的聚乙烯醇系起偏振器。适用 于起偏振器的聚乙烯醇系薄膜的材料可以使用聚乙烯醇或其衍生物。作为聚乙烯醇的衍生 物，除了可列举出聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯醇缩乙醛等以外，还可列举出用乙烯、丙烯等烯 烃，丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸等不饱和羧酸的烷基酯，丙烯酰胺等改性后的物质。聚乙烯 醇的聚合度优选100 10000左右，更优选1000 10000，进一步优选1000 8000，特别
4优选2000 6000。适宜使用皂化度为80 100摩尔％左右的聚乙烯醇。此外，起偏振器通常通过碘染色和拉伸而获得，在构成本发明的偏振片的起偏振 器中，拉伸前的原尺寸薄膜的膜厚优选为20 100 μ m,更优选为40 75 μ m。在前述聚乙烯醇系薄膜中也可含有增塑剂等添加剂。作为增塑剂，可列举出多元 醇及其缩合物等，例如可列举出甘油、二甘油、三甘油、乙二醇、丙二醇、聚乙二醇等。增塑剂 的使用量，没有特别的限制，优选为聚乙烯醇系薄膜中的20重量％以下。[起偏振器的制造方法]此种起偏振器的制造方法，没有特别的限制，至少包括将前述聚乙烯醇系薄膜浸 渍于含有碘和/或碘离子的溶液(染色浴的工序(以下，有时称作“碘染色工序”)和在碘 染色工序之后浸渍于含有硼酸等交联剂的溶液(交联浴)的工序(以下，有时称作“交联工 序”)，碘染色工序中的染色浴浸渍时间tB和交联工序中的交联浴浸渍时间、之比tc/tB，优 选为1. 30 3. 90，更优选为1. 40 3. 00，进一步优选为1. 50 2. 60。“碘染色工序”和“交联工序”的浸渍时间之比、/、在前述范围内时，厚度方向中 心部通过拉曼光谱法测得的105CHT1附近的最大峰强度T1和该起偏振器的厚度方向端部通 过拉曼光谱法测得的105CHT1附近的最大峰强度T2之比为前述优选的范围内，具有高温高 湿下抑制碘脱色的倾向。另一方面，、/、较小时，起偏振器的厚度方向中心部的碘离子浓度比起偏振器的 表面附近的碘离子浓度相对增大，即，T2Zt1在前述优选的范围以下，具有耐久性降低的倾 向。虽然此种根据浸渍时间之比不同而耐久性不同的原因未必明确，其原因之一可推测为 由于“交联工序”中的浸渍时间t。相对较短而使得由硼酸而引起的PVA的交联变得不充分。 当PVA的交联不充分时，由于在高温高湿环境下碘离子(PVA-I3-络合物)变得不稳定，因此 光学特性的劣化变大，色调的中和性欠缺。此外，其原因还可推测为由于“碘染色工序”中 的浸渍时间tB相对较长，因此碘在起偏振器的厚度方向均勻存在，也会影响耐久性。相反，当t。/tB较大时，由于起偏振器的厚度方向中心部的碘离子浓度相对较低， 因此T2Zt1在前述的优选范围以上，具有耐久性降低的倾向。此种浸渍时间影响耐久性的原 因之一可推测为由于“交联工序”中的浸渍时间、相对较长而使得由硼酸引起的PVA的 交联过度地进行。当这样过度地进行交联时，更多地生成PVA-I3-络合物，由于PVA-I3-络合 物比PVA-I5-络合物在高温高湿环境下的相对稳定性欠缺，因此光学特性的劣化增大，色调 的中和性欠缺。此外，其原因还可推测为由于“碘染色工序”中的浸渍时间tB相对较短， 起偏振器的厚度方向端部(表面)，与中心部相比，被选择地进行碘染色，因此阻碍了由硼 酸引起的交联，交联不充分，从而在高温高湿环境下的光学特性的劣化增大。(碘染色工序)碘染色工序可通过使碘和/或碘离子吸附于聚乙烯醇系薄膜并发生取向来进行。 通过将上述聚乙烯醇系薄膜浸渍于具有碘溶液的染色浴来进行染色。作为碘溶液而使用的 碘水溶液使用通过碘和碘化钾等助溶剂而含有碘离子的水溶液等。碘浓度优选为0.01 0. 5重量％左右，进一步优选为0. 02 0. 4重量％。此外，碘化钾浓度优选为0. 01 10重 量％左右，进一步优选为0. 02 8重量％。碘染色处理时，染色浴中的碘溶液的温度，通常为20 50°C左右，优选为25 40°C。在染色浴中的浸渍时间tB，通常优选为10 300秒左右，更优选为20 240秒的范
5围，进一步优选为20 200秒，特别优选为25 120秒。碘染色工序优选在前述染色溶液中进行单轴拉伸处理。以完全未被拉伸的状态的 聚乙烯醇系薄膜长度(以下，有时称为“原长”)为基准，在进行拉伸时的拉伸倍率通常为 3. 5倍以下，优选为3. 3倍以下，进一步优选为3倍以下。另外，从防止染色不均和防止起皱 的观点出发，在供于碘染色工序之前，优选以原长为基准的2倍以上的拉伸倍率进行拉伸， 进一步优选以原长为基准的2. 5倍以上的拉伸倍率进行拉伸。(溶胀工序)在供于前述碘染色工序之前，根据需要，可将聚乙烯醇系薄膜浸渍于水等中使其 溶胀。通过此种溶胀工序，聚乙烯醇系薄膜被水洗，可洗净薄膜表面的污垢、防粘连剂。除 此之外，通过使聚乙烯醇系薄膜溶胀，还具有防止染色不均等不均的效果。作为对聚乙烯醇系薄膜进行溶胀处理的溶胀浴，主要使用水，进一步优选含有增 塑剂。通过使溶胀浴具有增塑剂，控制溶胀工序中增塑剂从聚乙烯醇薄膜的溶出量，可使薄 膜溶胀量均勻化。在溶胀浴中含有增塑剂时，其含量没有特别的限制，优选含有相对于水溶 液总量为0. 5 15质量％的增塑剂，更优选含有相对于水溶液总量为0. 5 5. 0质量％的 增塑剂。增塑剂含量过少时，薄膜的溶胀作用可能不充分，增塑剂含量过多时，就连进行满 足偏振片的光学特性的拉伸也会变困难。这里，作为增塑剂，只要是能使聚乙烯醇系薄膜塑化的增塑剂，则没有特别的限 制，可使用以往公知的增塑剂。例如，可列举出乙二醇、二乙二醇、丙二醇、低分子量的聚乙 二醇(Mw:200 400)等二醇类，甘油、二甘油、三甘油等甘油衍生物等。其中，从与聚乙烯 醇的相互作用强、相容性大的方面出发，优选甘油衍生物，特别优选甘油。溶胀工序中，聚乙烯醇系薄膜在溶胀浴中的浸渍时间，优选为20秒以上且70秒以 下，更优选为30秒以上且60秒以下。浸渍时间低于20秒时，溶胀效果可能不充分，浸渍时 间超出70秒时，溶胀过度进行，可能给生产率带来不良情况。溶胀浴中的水溶液的温度，通 常被设定在20 60°C的范围。此外，溶胀工序，除了采用像上述那样浸渍在溶胀浴的方法以外，也可以采用将水 或含增塑剂的水溶液涂布在聚乙烯醇系薄膜上、一边喷雾一边进行溶胀处理的方法。另外，在溶胀工序中，还可像前述那样进行拉伸。当在溶胀工序中进行拉伸时，其 拉伸倍率，如前述那样，以原长为基准，优选为2倍以上，进一步优选为2. 5倍以上。(交联工序)染色处理后的聚乙烯醇系薄膜优选进行交联处理。作为进行交联处理的交联溶 液，通常优选使用将硼酸、硼砂、乙二醛、戊二醛等交联剂单独或混合后的交联剂的浓度为 1 15重量％的水溶液，更优选使用2 10重量％的水溶液，进一步优选使用2 7重量％ 的水溶液，特别优选使用3 6重量％的水溶液。可通过考虑光学特性、由聚乙烯醇系薄膜 产生的拉伸力所导致的偏振片收缩的平衡来决定交联剂的浓度。在交联浴中，优选以浓度0. 05 15重量％添加诸如碘化钾、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、碘化钛等碘化物等助剂，更优选以 0. 5 8重量％添加，进一步优选以2 5重量％添加。通过具有这些添加剂，可以使起偏 振器的特性在面内均勻。水溶液的温度，通常为20 70°C左右，优选为25 65°C，更优 选为30 60°C的范围。浸渍时间，没有特别的限制，通常为15秒 900秒左右，优选为30秒 600秒，更优选为30 250秒，进一步优选50 150秒。此外，从提高偏振片的耐久 性的观点出发，优选如前述那样将前述染色浴浸渍时间tB和交联工序中的交联浴浸渍时间 、之比t。/tB控制在规定的范围。交联浴中，除了含有水作为溶剂以外，还可含有少量与水 具有相容性的有机溶剂作为溶剂。交联工序中，聚乙烯醇系薄膜的拉伸倍率，优选为原长的4 8倍左右，进一步优 选为5 7倍左右。当拉伸倍率过高时，具有薄膜容易断裂的倾向。此外，当拉伸倍率过低 时，偏振片的偏光度可能不充分。此外，在交联工序中可使用溶液中的溶质的种类、浓度不同的多个交联浴。在使用 多个交联浴时，优选，后交联浴的硼酸等交联剂的浓度和碘化钾等助剂的浓度比前交联浴 高。通过将浓度提高到后交联浴那样，可形成均勻性和耐久性优异的偏振片。此外，交联工 序中的拉伸，在前交联浴、后交联浴的任一者或两者中进行，在两者中还可以以不同的倍率 进行拉伸。特别优选，如前述那样，使相对提高了交联剂、助剂的浓度的后交联浴中的拉伸 倍率大于前交联浴中的拉伸倍率。通过如此地调节拉伸倍率，可形成偏光度高的偏振片。此外，可在1个浴中进行多阶段拉伸。多阶段拉伸，例如在浴中设置多个夹紧辊 (轧辊)对，在各辊对之间进行拉伸。当进行多阶段拉伸时，通过控制各夹紧辊对的圆周速 度，还可以使每阶段的拉伸倍率不同。(色调调节工序)此外，实施了碘吸附取向处理的聚乙烯醇系薄膜，进一步优选供于浸渍在碘化钾 等碘化物水溶液(碘浸渗浴)的色调调节工序。浸渗浴中使用的碘化物优选为碘化钾。此 外，从充分进行浸渗的观点出发，碘化钾浓度优选为1 5重量％，进一步优选为2 4重 量％。碘浸渗浴中的液温，通常为10 60°C，优选为15 40°C左右，更优选为20 30°C。 此外，浸渗浴的浸渍时间优选为1秒 60秒，更优选为1 30秒，进一步优选为3 30秒， 特别优选为3 15秒。从垂直配置偏振片时的色调调节的观点出发，浸渗浴的浸渍时间、 碘化物浓度优选为前述范围。此外，除前述各工序以外，也可实施金属离子处理。金属离子处理是通过将聚乙烯 醇系薄膜浸渍于含有金属盐的水溶液而进行的。通过金属离子处理，可使聚乙烯醇系薄膜 中含有各种金属离子。作为金属离子，尤其从调节色调、赋予耐久性的方面出发，优选使用钴、镍、锌、铬、 铝、铜、锰、铁等过渡金属的金属离子。在这些金属离子中，从调节色调、赋予耐热性等方面 出发，优选锌离子。作为锌盐，可列举出氯化锌、碘化锌等卤化锌，硫酸锌、醋酸锌等。金属离子处理使用金属盐溶液。在以下金属离子处理中，作为使用了锌盐水溶液 时的代表例，对锌浸渗处理进行了说明。锌盐水溶液中的锌离子的浓度，优选为0. 1 10重量％左右，进一步优选0.3 7 重量％。此外，锌盐溶液使用来自碘化钾等含有钾离子和碘离子的水溶液时，易于使锌离子 浸渗，故优选。锌盐溶液中的碘化钾浓度优选为0. 1 10重量％左右，进一步优选为0. 2 5重量％。从上述观点来看，优选在前述交联工序、色调调节工序中进行金属离子处理。(干燥工序)如此得到的起偏振器，优选在最终实施干燥工序。干燥工序可根据所得的起偏振 器所需的含水量适当地设定干燥时间和干燥温度。干燥温度，通常为20 150°C的范围，优
7选为40 100°C的范围。当干燥温度过低时，干燥时间变长，制造效率可能降低。当干燥 温度过高时，所得的起偏振器劣化，光学特性和色调可能变得不充分。加热干燥时间通常为 1 5分钟左右。起偏振器的厚度没有特别的限制，通常为5 80μπι左右。当起偏振器的厚度变 薄时，在使其与保护薄膜贴合时的干燥工序等中，起偏振器中的水分变得易于挥发。[偏振片的形成](透明保护薄膜)所得的起偏振器，按照常规方法，在其两面层叠透明保护薄膜可制成偏振片。作为 构成透明保护薄膜的材料，可使用例如透明性、机械强度、热稳定性、水分阻隔性、各向同性 等优异的热塑性树脂。作为此种热塑性树脂的具体例，可列举出三乙酰纤维素等纤维素树 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、以及它们的混合物。另外，通常通过粘接剂层将透明保护薄膜贴合在起偏振 器上，作为透明保护薄膜，可使用(甲基)丙烯酸系、聚氨酯系、丙烯酸聚氨酯系、环氧系、硅 酮系等的热固化性树脂或紫外线固化型树脂。透明保护薄膜的厚度可适当地决定，从强度、使用性等操作性、薄层性等方面出 发，通常为1 500 μ m左右。优选1 300 μ m，更优选5 200 μ m。透明保护薄膜为5 150 μ m时是特别优选的。另外，在起偏振器的两侧设置透明保护薄膜时，在其正反面可使用由相同聚合物 材料形成的保护薄膜，也可使用由不同的聚合物材料等形成的保护薄膜。作为本发明的透明保护薄膜，优选使用选自纤维树脂、聚碳酸酯树脂、环状聚烯烃 树脂和(甲基)丙烯酸树脂的任意至少一种树脂。此外，透明保护薄膜也可兼用后述的相 位差板。作为相位差板，可列举出对高分子材料进行单轴或双轴拉伸处理而得到的双折射 性薄膜、液晶聚合物的取向薄膜、以薄膜支撑液晶聚合物的取向层而成的材料等。对相位差 板的厚度也没有特别的限制，通常为20 150 μ m左右。作为高分子材料，例如，可列举出聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、聚甲基乙烯基醚、聚 羟乙基丙烯酸酯、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、甲基纤维素、聚碳酸酯、聚芳酯、聚砜、聚对 苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚醚砜、聚苯硫醚、聚苯醚、聚烯丙基砜、聚酰胺、 聚酰亚胺、聚烯烃、聚氯乙烯、纤维素树脂、环状聚烯烃树脂(降冰片烯系树脂)、或它们的 各种二元系、三元系共聚物、接枝共聚物、混合物等。这些高分子材料可通过拉伸等而成为 取向物(拉伸薄膜)。作为液晶聚合物，例如，可列举出在聚合物的主链、侧链上导入了赋予液晶取向性 的共轭性直线状原子团(mesogen，介晶)的各种主链型、侧链型的液晶聚合物。作为主链型 的液晶聚合物的具体例，可列举出具有在赋予弯曲性的间隔部上键合了介晶基团的结构的 聚合物，例如向列取向性的聚酯系液晶性聚合物、圆盘状聚合物、胆留相聚合物等。作为侧 链型的液晶聚合物的具体例，可列举出如下的聚合物，即，以聚硅氧烷、聚丙烯酸酯、聚甲基 丙烯酸酯或聚丙二酸酯为主链骨架，作为侧链，借助由共轭性原子团构成的间隔部而具有 赋予向列取向性的对位取代环状化合物单元构成的介晶部等。这些液晶聚合物通过例如以下的方法进行处理，即，在对形成于玻璃板上的聚酰亚胺、聚乙烯醇等薄膜的表面进行了摩 擦处理的取向处理面上、斜向蒸镀有氧化硅等的取向处理面上，展开液晶性聚合物的溶液 并进行热处理。相位差板可以是具有对应于下述使用目的的适当的相位差的部件，所述使用目的 是补偿由于各种波长板、液晶层的双折射产生的着色、视角等。也可以是层叠2种以上相 位差板来控制了相位差等光学特性的相位差板等。相位差板可根据各种用途选择使用满足nx = ny > nz.nx > ny > ηζ,ηχ > ny = nz、nx > nz > ny、nz = nx > ny、nz > nx > ny、nz > nx = ny 的关系的材料。其中，ny =nz不仅包括ny与nz完全相同的情况，也包括ny与nz实质上相同的情况。前述透明保护薄膜在涂布粘接剂之前可进行表面改性处理。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。(表面处理)在前述透明保护薄膜的未粘接起偏振器的表面上，可以实施硬涂层、防反射处理、 以防粘连、漫射、以及防眩为目的的表面处理。(起偏振器与透明保护薄膜的层叠)前述起偏振器与透明保护薄膜的粘接处理中可以使用粘接剂。作为粘接剂，可列 举异氰酸酯系粘接剂、聚乙烯醇系粘接剂、明胶系粘接剂、乙烯基系胶乳系、水系聚酯等。前 述粘接剂通常使用由水溶液形成的粘接剂，通常含有0. 5 60重量％的固体成分而成。除 上述以外，作为起偏振器与透明保护薄膜的粘接剂，可列举紫外固化型粘接剂、电子射线固 化型粘接剂等。电子射线固化型偏振片用粘接剂对上述各种透明保护薄膜表现出适合的粘 接性。尤其，对于难以满足粘接性的丙烯酸树脂也表现出良好的粘接性。本发明的偏振片通过使用前述粘接剂使前述透明保护薄膜和起偏振器贴合来制 造。粘接剂可以涂布在透明保护薄膜、起偏振器的任意一个上面，也可以涂布在两者之上。 在贴合后实施干燥工序，形成由涂布干燥层形成的粘接层。起偏振器和透明保护薄膜的贴 合可通过辊层压机等来进行。粘接层的厚度，没有特别的限制，通常为30 IOOOnm左右。[光学薄膜]本发明的偏振片在实用时可用作与其他的光学层层叠的光学薄膜。对该光学层没 有特别的限制，例如可以使用1层或2层以上反射板、半透射板、相位差板(包括1/2、1/4 等波长板)、视角补偿薄膜等用于形成液晶显示装置等的光学层。特别优选，在本发明的偏 振片上进一步层叠由反射板或半透射反射板而成的反射型偏振片或半透射型偏振片、在偏 振片上进一步层叠有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有视 角补偿薄膜而成的宽视场角偏振片、或在偏振片上进一步层叠有增光薄膜而成的偏振片。(反射型偏振片)反射型偏振片在偏振片上设置有反射层，可用于形成使来自可视侧(显示侧)的 入射光反射而进行显示的类型的液晶显示装置等，由于可以省略内置的背光灯等光源，具 有易于实现液晶显示装置的薄型化等优点。反射型偏振片的形成，可根据需要按照如下的 方式等适当的方式来进行隔着透明保护薄膜等在偏振片的一个面上附设由金属等形成的 反射层的方式。(半透射型偏振片)
另外，通过形成例如在上述反射层上反射光并且也透射光的半透半反镜(half mirror)等半透射型的反射层，可以获得半透射型偏振片。半透射型偏振片通常被设置在液 晶单元的背面侧，能够形成以下类型的液晶显示装置等在较亮的环境中使用液晶显示装 置等的情况下，使来自观看侧(显示侧)的入射光反射而显示图像，在较暗的环境中，使用 内置于半透射型偏振片的背侧的背光灯等内置光源来显示图像。(椭圆偏振片·圆偏振片)下面对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进行说明。 在将直线偏振光变换成椭圆偏振光或圆偏振光、或者将椭圆偏振光或圆偏振光变换为直线 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。特别地，作为将 直线偏振光变换成圆偏振光、或者将圆偏振光变换成直线偏振光的相位差板，可以使用所 谓的1/4波长板(也称作λ /4板)。1/2波长板(也称作λ /2板)通常被用在改变直线 偏振光的偏振方向的情况。椭圆偏振片被有效地用于以下情形，即，通过补偿(防止)超扭曲向列(STN)型液 晶显示装置因液晶层双折射而发生的着色(蓝或黄)，而无前述着色地进行黑白显示的情 形等。此外，控制三维折射率的偏振片，还可以补偿(防止)从倾斜方向观看液晶显示装置 的画面时所产生的着色，因此是优选的。圆偏振片被有效地用于例如在对图像为彩色显示 的反射型液晶显示装置的图像的色调进行调整的情形等，而且还具有防反射的功能。作为 上述相位差板的具体例，可列举出对由诸如聚碳酸酯、聚乙烯醇、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸 甲酯、聚丙烯或其以外的聚烯烃、聚芳基酯、聚酰胺等适当的聚合物形成的薄膜进行拉伸处 理而成的双折射性薄膜、液晶聚合物的取向薄膜、以薄膜支撑液晶聚合物的取向层而成的 相位差板等。相位差板可以是具有对应于下述使用目的的适当的相位差的部件，所述使用 目的是补偿由于各种波长板、液晶层的双折射产生的着色、视角等。也可以是层叠2种以 上相位差板来控制了相位差等光学特性的相位差板等。此外，上述的椭圆偏振片、反射型椭圆偏振片是将偏振片或反射型偏振片与相位 差板适当组合并层叠而成的。也可通过在液晶显示装置的制造过程中依次分别层叠(反射 型)偏振片及相位差板以便形成(反射型)偏振片与相位差板的组合，由此形成所述椭圆 偏振片等，而如前述那样，预先形成椭圆偏振片等的光学薄膜的情况具有品质稳定性、层叠 操作性等优异、液晶显示装置等的制造效率提高的优点。(视角补偿薄膜)视角补偿薄膜是一种用于扩大视场角的薄膜，其使得即使从不与画面垂直而稍微 倾斜的方向观看液晶显示装置的画面时图像看起来也比较清晰。作为此种视觉补偿相位差 板，例如由相位差膜、液晶聚合物等的取向薄膜、在透明基材上支撑了液晶聚合物等的取向 层而成的材料等构成。通常的相位差板可使用沿其面方向被单轴拉伸而成的具有双折射的 聚合物薄膜，与此相对，被用作视觉补偿薄膜的相位差板可使用沿其面方向被双轴拉伸而 成的具有双折射的聚合物薄膜；或者沿其面方向被单轴拉伸并沿其厚度方向也被拉伸了的 控制了厚度方向的折射率的、具有双折射的聚合物；或者诸如倾斜取向薄膜之类的双向拉 伸薄膜等。作为倾斜取向薄膜，例如可列举出在聚合物薄膜上粘接热收缩薄膜并在由对其 加热而产生的收缩力的作用下，对聚合物薄膜进行拉伸处理或/和收缩处理后的材料；使 液晶聚合物进行倾斜取向而成的材料等。相位差板的原材料聚合物可使用与前述相位差板
10中说明的聚合物相同的聚合物，可使用基于由液晶单元带来的相位差的、以防止因可视角 的变化所产生的着色等、以及扩大可视性良好的视场角等为目的的适当的聚合物。此外，从实现可视性良好的宽视场角的方面等出发，可优选使用在三乙酰基纤维 素薄膜上支撑有由液晶聚合物的取向层、尤其是由圆盘状液晶聚合物的倾斜取向层构成的 光学各向异性层而成的光学补偿相位差板。(增光薄膜)贴合了偏振片和增光膜的偏振片通常被设置于液晶单元的背面侧来使用。增光膜 是显示如下特性的薄膜由于液晶显示装置等的背光灯或者来自背面侧的反射等，当自然 光入射时，反射规定偏光轴的直线偏振光或规定方向的圆偏振光，而使其它的光透射。将增 光膜与偏振片层叠后的偏振片使来自背光灯等的光源的光入射并获得规定偏振状态的透 射光，并且，前述规定偏振状态以外的光被反射而不能透射。通过设置于其后侧的反射层等 使在该增光膜面上反射的光进一步反转，再次入射到增光膜上，让其一部分或全部作为规 定偏振状态的光而透射，从而增加透射增光膜的光量，并且向起偏振器供给难以吸收的偏 振光，增大能够用于显示液晶显示图像等的光量，从而可以提高亮度。另外，在本发明中，可通过用例如水杨酸酯系化合物、苯甲酸苯酯系化合物、苯并 三唑系化合物、氰基丙烯酸酯系化合物、镍络盐系化合物等紫外线吸收剂进行处理的方式 等方式，使形成上述偏振片的起偏振器、透明保护薄膜、光学薄膜等、或粘着层等的各层具 有紫外线吸收功能。[图像显示装置]本发明的偏振片或光学薄膜，可优选用于液晶显示装置等各种装置的形成。液晶 显示装置的形成可按照以往的方法来进行。即，液晶显示装置通常通过适当组装液晶单元 和偏振片或光学薄膜、以及根据需要的照明系统等的构成部件而编入驱动电路等来形成， 本发明中除了使用本发明的偏振片或光学薄膜这一点以外，没有特别的限制，可按以往的 方法进行。有关液晶单元，也可使用例如TN型、STN型、π型等任意类型的液晶单元。可形成液晶单元的单侧或两侧配置有偏振片或光学薄膜的液晶显示装置、照明系 统中使用了背光灯或反射板的液晶显示装置等适当的液晶显示装置。此时，本发明的偏振 片或光学薄膜可设置于液晶单元的单侧或两侧。在两侧设置偏振片或光学薄膜时，它们可 以相同，也可以不同。此外，在形成液晶显示装置时，例如可在适当的位置配置1层或2层 以上的漫射板、防眩层、防反射膜、保护板、棱镜阵列、透镜阵列板、光漫射板、背光灯等。相位差板和偏振片，由于具有对于从外部入射并在金属电极上反射的光进行偏光 的作用，因此具有通过该偏光作用不可从外部观看到金属电极的镜面的效果。尤其，若用 1/4波长板构成相位差板，且将偏振片和相位差板的偏光方向所成的角调节为η /4，即可 完全遮蔽金属电极的镜面。实施例以下，列举实施例对本发明进行说明，但本发明不受以下实施例的限制。另外，以 下实施例和比较例的评价，可通过下述方法来进行。[测定方法](拉曼光谱测定用的样品调制)使用切片机(，^力制造，RM2155)，在偏振片表面的法线方向插入玻璃刀(日新
11EM株式会社制，EM-25A型)，切削偏振片，得到具有平滑截面的厚度约Imm的偏振片薄片。(拉曼光谱的测定)将支撑体上贴附有所得的偏振片薄片的物体放在显微拉曼光谱测定装置 (RENISHAW社制)的样品台上，对照焦距，通过激发波长514. 5nm的Ar+激光进行拉曼光谱 的测定。对起偏振器的厚度方向的两端部，在自起偏振器保护薄膜和起偏振器的界面(即， 起偏振器的表面)向起偏振器的厚度中心方向2 μ m的位置、及厚度方向的中心部的共计3 处进行测定。各测定在曝光时间1秒、累积次数5次、激光输出10%、测定直径2μπι的 条件下进行。从所得的光谱，读取105 士 5cm—1的范围内的峰顶的拉曼散射强度，求得厚度方向 中心部的散射强度(T1)和厚度方向的两端部2处的散射强度的平均值(T2)之比T2/I\。(光学特性的测定)使用带有积分球的分光光度计(日本分光制，V7100)，求得单片透射率Ts，从单片 透射率Ts的测定值去掉表面反射，从而算出可见度校正后的单片透射率Ts(Y)。此外，通过下述式算出偏振片的二色比DR。下述式中，Ts(Y)表示前述可见度校正 后的单片透射率(％ )，P表示偏光度(％ )。[数 1]
权利要求
一种偏振片，该偏振片在用碘染色聚乙烯醇系薄膜而成的起偏振器的两面上具备保护薄膜，该起偏振器截面的厚度方向中心部通过拉曼光谱法测得的105±5cm 1的范围的最大峰强度T1和该起偏振器的厚度方向端部通过拉曼光谱法测得的105±5cm 1的范围的最大峰强度T2之比T2/T1为0.920～0.985。
2.一种偏振片的制造方法，其为权利要求1所述的偏振片的制造方法，该制造方法具 有下述工序对聚乙烯醇系薄膜依次至少进行碘染色工序和交联工序而得到起偏振器的工 序；在所得的起偏振器上层叠保护薄膜的工序，碘染色工序中的染色浴浸渍时间tB和交联工序中的交联浴浸渍时间、之比tc/tB为 1. 30 3. 90。
3.根据权利要求2所述的偏振片的制造方法，其特征在于，在交联工序之后，进行浸渍 到碘化钾浓度为1 5重量％的溶液中的工序。
4.一种光学薄膜，其特征在于，使用至少1片权利要求1所述的偏振片。
5.一种图像显示装置，其特征在于，使用权利要求1所述的偏振片或权利要求4所述的光学薄膜。
全文摘要
本发明提供能够满足高耐久性的偏振片及其制造方法。该偏振片在用碘染色聚乙烯醇系薄膜而成的起偏振器的两面上具备保护薄膜，该起偏振器截面的厚度方向中心部通过拉曼光谱法测得的105±5cm-1的范围内的最大峰强度T1和该起偏振器的厚度方向端部通过拉曼光谱法测得的105±5cm-1的范围内的最大峰强度T2之比T2/T1为0.920～0.985，由该偏振片解决了上述课题。
文档编号G02B5/30GK101960340SQ20098010738
公开日2011年1月26日 申请日期2009年5月14日 优先权日2008年6月17日
发明者二村和典, 重富清惠 申请人:日东电工株式会社