具有偏振膜的光学显示装置的制作方法

专利名称：具有偏振膜的光学显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有偏振膜的光学显示装置。特别是，本发明涉及具有厚度为10 μ m 以下的偏振膜的光学显示装置，所述偏振膜由聚乙烯醇类树脂形成，且所述聚乙烯醇类树脂中，二色性物质发生了取向。
背景技术：
已知有通过对制成膜状的聚乙烯醇类树脂(以下称为“PVA类树脂”)的单层体实施染色处理及拉伸处理，来制造由PVA类树脂层构成的偏振膜的方法，所述PVA类树脂层中，PVA类树脂的分子沿拉伸方向取向，且该PVA类树脂内以取向状态吸附有二色性物质。 利用所述使用PVA类树脂单层膜的传统方法得到的偏振膜的厚度约为15 35 μ m。根据该方法，可获得具有单体透射率42%以上、偏振度99. 95%以上的光学特性的偏振膜，并且利用该方法制造的偏振膜目前已被应用于电视、及其它光学显示装置中。但由于PVA类树脂为亲水性、具有高吸湿性，因此，使用PVA类树脂制造的偏振膜对于温度、湿度的变化敏感，其容易因周围的环境变化而发生伸缩，因而存在容易产生裂缝的倾向。另外，因使用中的环境变化而引起的伸缩会导致应力作用于与该偏振膜相接合的邻接部件，进而导致该邻接部件发生翘曲等变形。因此，为了抑制偏振膜的伸缩、减轻温度及湿度的影响，通常使用在偏振膜的两面贴合有作为保护膜的40 80 μ m的TAC(三乙酸纤维素类)膜的叠层体作为电视用偏振膜。但即使采取这样的构成，在使用由单层体形成的偏振膜的情况下，由于偏振膜的薄膜化有限，因此不能忽略伸缩力，难以完全抑制伸缩的影响，包含偏振膜的光学膜叠层体将不可避免地发生一定程度的伸缩。包含这类偏振膜的光学膜叠层体产生伸缩时，由其伸缩引起的应力会导致邻接部件发生翘曲等变形。该变形即使微小，也会成为导致液晶显示装置发生显示不均的原因。因此，为了减少该显示不均的发生，必须从设计上加以考虑，慎重选择用于包含偏振膜的光学膜叠层体的部件的材料。另外，由于偏振膜的收缩应力会成为导致光学膜叠层体从液晶显示面板上剥离等的原因，因此，为了将该光学膜叠层体接合在液晶显示面板上，要求使用具有高粘接力的粘合剂。但是，使用这样的高粘接力的粘合剂时，存在的问题是如果在随后的检查中发现在贴合于液晶显示面板上的光学膜叠层体的偏振膜上存在光学缺陷，则很难进行重新加工，即，很难进行将该光学膜叠层体从液晶显示面板剥离、再在该液晶显示面板上贴合其它光学膜叠层体的操作。这是在使用制成膜状的PVA类树脂的单层体、通过传统方法得到偏振膜时存在的技术问题。因上述问题的存在，要求开发一种能够替代使用薄膜化未达到充分程度的传统 PVA类树脂单层体来制造偏振膜的方法的偏振膜的制造方法。而对于使用制成膜状的PVA 类树脂的单层体的传统方法而言，事实上是无法制造出厚度为IOym以下的偏振膜的。其理由在于，在利用膜状PVA类树脂单层体制造偏振膜时，如果PVA类树脂单层体的厚度过薄，则由于在染色工序和/或拉伸工序中，PVA类树脂层存在发生溶解和/或断裂的隐患， 因此无法形成厚度均勻的偏振膜。
针对这一问题，已提出了下述制造方法通过在热塑性树脂基体材料上涂布形成 PVA类树脂层，并将形成于该树脂基体材料上的PVA类树脂层与树脂基体材料一起进行拉伸，再进行染色处理，由此来制造与利用传统方法得到的偏振膜相比非常薄的偏振膜。与利用PVA类树脂的单层体制造偏振膜的方法相比，使用该热塑性树脂基体材料的偏振膜的制造方法能够制造出更为均勻的偏振膜，在这方面受到关注。例如，日本专利第4279944号公报(专利文献1)中公开了如下的偏振片制造方法通过涂敷法在热塑性树脂膜的一面形成厚度为6 μ m 30 μ m的聚乙烯醇类树脂层，然后，拉伸至2 5倍，使该聚乙烯醇类树脂层成为透明被膜元件层，由此形成由热塑性树脂膜层和透明被膜元件层这两层构成的复合膜，接着，通过粘接剂在所述由两层构成的复合膜的透明被膜元件层侧贴合光学透明树脂膜层，然后将热塑性树脂膜层剥离除去，再对透明被膜元件层进行染色、固定，从而得到偏光元件层。利用该方法得到的偏振片是由光学透明树脂膜层与偏光元件层形成的2层结构，根据专利文献1的记载，偏光元件的厚度为2 4 μ m0在该专利文献1记载的方法中，通过在加热下进行单向拉伸来实施其拉伸，且其拉伸倍率如上所述，被限制在2倍以上且5倍以下的范围。在专利文献1记载的方法中，作为拉伸倍率被限制在5倍以下的理由，在专利文献1中给出了如下的说明进行拉伸倍率超过5倍的高倍率拉伸时，稳定生产将变得极端困难。作为拉伸时的周围温度，具体如下使用乙烯-乙酸乙烯酯共聚物作为热塑性树脂膜的情况下，周围温度为55°C ；使用未拉伸的聚丙烯作为热塑性树脂膜的情况下，周围温度为60°C ；使用未拉伸的尼龙作为热塑性树脂膜的情况下，周围温度为70°C。该专利文献1记载的方法中，采用了高温气体氛围中的单向拉伸的方法，如专利文献1中所述，其拉伸倍率被限制为5倍以下，因此，通过该方法得到的2 4μ m的极薄偏振膜无法满足应用于例如液晶电视这样的光学显示装置的偏振膜所要求的光学特性。通过在热塑性树脂基体材料上涂敷形成PVA类树脂层、并对该PVA类树脂层连同基体材料一起进行拉伸来形成偏振膜的方法还记载于日本特开2001-343521号公报(专利文献幻及日本特开2003-43257号公报(专利文献幻中。在这些专利文献记载的方法中， 基体材料为非晶性聚酯树脂的情况下，在70°C 120°C的温度下对由热塑性树脂基体材料和涂布在该基体材料上的PVA类树脂层构成的叠层体进行单向拉伸。接着，通过对经拉伸而取向的PVA类树脂层进行染色，使二色性物质吸附于该PVA类树脂层。根据专利文献2 的记载，该单向拉伸既可以是纵向单向拉伸也可以是横向单向拉伸；而专利文献3中记载的方法是，进行横向单向拉伸，并在该横向单向拉伸过程中或拉伸后，使与拉伸方向垂直的方向上的长度收缩特定量。另外，就拉伸倍率而言，专利文献2及3中均通常为4 8倍左右。而作为所得偏振膜的厚度，则记载为1 1.6 μ m。上述专利文献2及3中，均记载了拉伸倍率通常为4 8倍，但所采用的拉伸方法是高温气体氛围中的拉伸法，而为了能够利用这样的方法进行稳定的拉伸，如专利文献1 中记载的那样，其拉伸倍率以5倍为限。专利文献2及3中均未记载用来通过高温气体氛围中的拉伸法实现超过5倍的拉伸倍率的特别的方法。事实上，参考上述专利文献2及3中记载的实施例后发现，专利文献2中仅记载了 5倍的拉伸倍率、专利文献3中仅记载了 4. 5倍的拉伸倍率。本发明人等进行了专利文献2及3中记载的方法的追加试验，结果确认，利用其中记载的方法无法实现拉伸倍率超过5倍的拉伸。因此，应该作如下理解专利文献2及 3的有关拉伸倍率的记载中，仅公开了 5倍以下的拉伸倍率。对于该专利文献2及3而言， 也如专利文献1中记载的那样，所得偏振膜的光学特性无法满足应用于例如液晶电视这样的光学显示装置的偏振膜所要求的光学特性。美国专利第4659523号说明书(专利文献4)中公开了一种偏振膜的制造方法，该方法包括对涂敷形成于聚酯膜上的PVA类树脂层连同该聚酯膜一起进行单向拉伸。该专利文献4记载的方法的目的在于，使作为PVA类树脂层的基体材料的聚酯膜具有能够与偏振膜共同使用的光学特性，其意图并非在于制造包含薄型且具有优异光学特性的PVA类树脂层的偏振膜。即，专利文献4中记载的方法的目的不过是要改善与作为偏振膜的PVA类树脂层共同被拉伸的聚酯树脂膜的光学特性。具有同样目的的起偏镜用材料的制造方法也记载于日本特公平8-12四6号公报(专利文献5)中。现有技术文献专利文献专利文献1 日本专利4279944号公报专利文献2 日本特开2001-343521号公报专利文献3 日本特开2003-43257号公报专利文献4 美国专利第4659523号说明书专利文献5 日本特公平8_12四6号公报专利文献6 日本特开2002-25拟69号公报专利文献7 日本特开2004-078143号公报专利文献8 日本特开2007-171892号公报专利文献9 日本特开2004-338379号公报专利文献10 日本特开2005-248173号公报专利文献11 日本特开2011-2759号公报非专利文献非专利文献1 “EKISHO"Vol. 14,No. 4、2010、pp219 232,"Xpol 及其在 3D-TV 中的应用(Xpol i ^ 3D-TV O応用)”，松广宪治非专利文献2 :FUJIFILM RESEARCH & DEVELOPMENT (No. 46-2001)、pp51 55、“富士 7 4卟Λ WV film 7 4 F匕工一 SA們開発”森裕行等非专利文献3:SID Digest of Tech. Papers>2000>pp902 ~905Improvement of Transmitted Light Efficiency in SH-LCDs Using Quarter-Wave Retardation Films，，、 Y. Iwamoto 等非专利文献4 :H. W. Siesler, Adv. Polym. Sci. ,65,1 (1984)

发明内容
发明要解决的问题如专利文献1 5中所记载，在热塑性树脂基体材料上涂敷形成PVA类树脂层、然后将该PVA类树脂层与热塑性树脂基体材料一起进行拉伸来制造偏振膜的方法是已知的方法。但至今为止，尚无法实现能够在满足主要作为液晶电视用显示装置所要求的对比度 1000 1以上、最大亮度500cd/m2以上的光学特性的显示装置中使用的高功能偏振膜。
因此，本发明的目的在于提供一种光学显示装置，其具有与传统偏振膜相比非常薄、且具备必要的光学特性的偏振膜。解决问题的方法本发明人等通过利用由气体氛围中的辅助拉伸和硼酸水溶液中拉伸构成的两阶段拉伸工序对非晶性酯类热塑性树脂基体材料和涂布形成于该基体材料上的PVA类树脂层一体地实施拉伸，并利用二色性色素对该PVA类树脂层实施染色处理，成功获得了现有技术中不存在的偏振膜，该偏振膜的厚度为10 μ m以下、且利用单体透射率T及偏振度P表征的光学特性能够满足用于光学显示装置的偏振膜所要求的特性，从而完成了本发明。作为例如液晶电视这样的光学显示装置中使用的偏振膜所要求的光学特性，本发明人等将其设定为在将单体透射率设为T、将偏振度设为P时，满足下式表示的条件，P > -(10。92化42.4-1)\100(其中，T < 42. 3)、P 彡 99. 9 (其中，T 彡 42. 3)。本发明提供的光学显示装置中，使用了下述偏振膜其厚度为10 μ m以下，且由单体透射率T及偏振度P表征的光学特性满足上述条件。具有这样的光学特性的偏振膜可通过上述由气体氛围中的辅助拉伸和硼酸水溶液中拉伸构成的两阶段拉伸工序和染色来制造。在本发明中，所述“气体氛围中的拉伸”是指，未浸渍在水中或水溶液中，而是在气体氛围中进行的拉伸；所述“辅助拉伸”是指，在进行第2阶段的拉伸之前进行的“前阶段的拉伸”。具体而言，具有本发明基本构成的光学显示装置的特征在于，在第一偏振膜的一个面上隔着光学透明的粘合剂层与显示面板的一个面接合，该第一偏振膜的另一面与透明树脂材料的保护层接合，所述第一偏振膜由其中的二色性物质发生了取向的聚乙烯醇类树脂通过拉伸而形成，其厚度为10 μ m以下，且由单体透射率T及偏振度P表征的光学特性满足下式表示的条件，P > -(10。92化42.4-1)\100(其中，T < 42. 3)、P 彡 99. 9 (其中，T 彡 42. 3)。 在上述构成中，光学显示装置可具有设置于保护层外侧的窗。另外，可以在所述保护层与第一偏振膜之间及第一偏振膜与显示面板之间的至少一位置配置扩散层。在第一偏振膜和保护层之间可以设置使所述第一偏振膜与所述保护层之间的粘接变容易的易粘接层。还可以在保护层上形成防静电层。保护层可以由1/4波长相位差膜形成。
在本发明的一个实施方式中，显示面板以液晶显示面板的形式形成，在该显示面板的另一面上隔着光学透明的粘合剂层接合第二偏振膜，所述第二偏振膜具有与所述第一偏振膜相同的构成。在该情况下，显示面板可以以透射型液晶显示面板的形式构成，在该结构中，所述第二偏振膜侧可用作背光侧。另外，显示面板可以以反射型液晶显示面板的形式构成，在该情况下，在第二偏振膜的外侧设置将透过了液晶显示面板的至少部分反射的反射镜。该反射镜可以以使透过了液晶显示面板的光的至少一部分透过的半反射镜的形式构成，在该结构中，夹着该半反射镜在液晶显示装置的相反侧设置背光灯。并且，可以在第二偏振膜的与显示面板相反一侧的面上设置第二保护层。还可以在所述第二偏振膜与第二保护层之间设置用于使该第二偏振膜和第二保护层之间的粘接变容易的易粘接层。在该第二
8保护层上可以形成防静电层。还可以在第一偏振膜与显示面板之间及显示面板与第二偏振膜之间的至少一个位置配置1/4波长相位差膜。在本发明的其它实施方式中，显示面板以有机EL显示面板或反射型液晶显示面板的形式构成。在该结构中，在第一偏振膜与显示面板之间设置相位差膜。在该情况下，所述相位差膜可以为具有nx > nz > ny关系的双轴性相位差膜，其中nx和ny分别为面内χ 轴方向和y轴方向的折射率、ηζ为厚度方向的折射率。该相位差膜也可以为1/4波长相位差膜。在本发明的其它实施方式中，第一偏振膜是通过对涂布形成在酯类热塑性树脂材料的基体材料上的聚乙烯醇类树脂层与所述热塑性树脂基体材料一起进行上述的两阶段拉伸工序中的拉伸而形成的，该透明树脂材料的保护层由与所述聚乙烯醇类树脂层一同被拉伸的所述热塑性树脂基体材料构成。此时，作为酯类热塑性树脂材料，可以使用非晶性 PET。此外，在本发明的一个实施方式中，透明树脂材料的保护层由纤维素类材料或丙烯酸类树脂材料构成。具有第二偏振膜的本发明的实施方式中，所述第二偏振膜可以是通过对涂布形成在酯类热塑性树脂材料的基体材料上的聚乙烯醇类树脂层与所述热塑性树脂基体材料一起进行两阶段拉伸工序中的拉伸而形成的，透明树脂材料的保护层可以由与该聚乙烯醇类树脂层一同被拉伸的所述热塑性树脂基体材料构成。该透明树脂材料的保护层可以是包含三维电视用显示装置中所使用的图案相位差层的保护层。作为所述图案相位差层的实例， 有例如由松广宪治在“EKISH0”Vol. 14、No. 4、2010、pp219 232中发表的“Xpol及其在 3D-TV中的应用”(非专利文献1)中记载的偏光式(Pattern Retarder)。在使用透射型液晶显示面板的实施方式中，所述透射型液晶显示面板可以以IPS 型液晶显示面板的形式构成，在该结构中，在第一偏振膜与显示面板之间及第二偏振膜与显示面板之间的至少一个位置设置光学透明的粘合剂层及相位差膜。在该情况下，相位差膜可以为具有nx > nz > ny关系的相位差膜，其中nx和ny分别为面内χ轴方向和y轴方向的折射率、nz为厚度方向的折射率。另外，相位差膜也可以为具有nx >nz> ny关系的相位差膜与具有nx > ny > nz关系的相位差膜形成的2层结构，其中nx和ny分别为面内 χ轴方向和y轴方向的折射率、nz为厚度方向的折射率。在使用透射型液晶显示面板的实施方式中，所述透射型液晶显示面板可为VA型液晶显示面板，在该结构中，在第一偏振膜与显示面板之间设置的相位差膜及第二偏振膜与显示面板之间设置的相位差膜具有nx > ny > nz的关系，其中nx和ny分别为面内χ轴方向和y轴方向的折射率、nz为厚度方向的折射率。在使用透射型液晶显示面板的实施方式中，所述透射型液晶显示面板可为TN型液晶显示面板，在该结构中，在各偏振膜与显示面板之间设置的相位差膜可以为用于在TN 液晶打开的状态下进行视场角补偿的倾斜取向相位差膜。作为在这样的用途中使用的倾斜取向相位差膜，包括例如由森裕行等在FUJIFILM RESEARCH & DEVELOPMENT (No. 46-2001)、 pp51 55中发表的“富士 7 4 A Λ WV film 7 ] F SA ^開発”(非专利文献2)中记载的相位差膜。在本发明的光学显示装置的其它实施方式中，由反射型液晶显示面板构成光学显
9示面板，并且可以在第一偏振膜与显示面板之间设置用于将来自所述第一偏振膜的偏振光转化为圆偏振光的相位差膜。本发明的光学显示装置的再一实施方式中，由透射型液晶显示面板构成光学显示面板，并且可以在第一偏振膜与显示面板之间及显示面板与第二偏振膜之间的至少一个位置设置用于进行防止内部反射及视场角补偿中的至少一种功能的相位差膜。在该结构中， 可以在第一偏振膜与显示面板之间及显示面板与第二偏振膜之间的至少一个位置的显示面板上设置光学透明的粘合剂层。在本发明的光学显示装置中，可以在显示面板的观看侧设置具有触摸检测功能的触摸面板叠层体。在该结构中，触摸面板叠层体可以为隔着电介质层设置有经过了图案化的一对透明电极的结构的容量型触摸面板。在该情况下，触摸面板叠层体优选设置在观看侧的最外侧的构件与偏振膜之间。 触摸面板叠层体可以设置在偏振膜与显示面板之间。另外，触摸面板叠层体可以为电阻膜型触摸面板，其具有经过了图案化的透明电极与对向电极相对设置的结构，且它们之间隔着空气间隙，在该结构中，触摸面板叠层体设置在观看侧的最外侧构件与偏振膜之间或第一偏振膜与显示面板之间。发明的效果按照本发明，可以使用与现有的偏振膜相比大幅薄膜化的偏振膜，并且能够获得具有所需要的光学特性的光学显示装置。即，可以使用具有所需要的光学特性的偏振膜来获得光学显示装置，所述偏振膜的厚度为10 μ m以下，且该偏振膜由其中二色性物质发生了取向的聚乙烯醇类树脂构成。如上所述，在记载了现有技术的文献中并未发现下述事例对使用热塑性树脂基体材料、且包含形成于该基体材料上的PVA类树脂层的叠层体进行单向拉伸，并使拉伸倍率达到5倍以上。以下，结合附图对本发明中使用的偏振膜的制造方法的代表例以及本发明的光学显示装置的实施方式进行详细说明。


图1是示出相对于PVA层的厚度(或偏振膜厚)的树脂基体材料的适当厚度的图表。图2为厚3 μ m、8 μ m、10 μ m的偏振膜的偏光性能的比较图。图3是示出单体透射率P与偏振度T之间关系的图表。图4是示出光学显示装置中使用的偏振膜所要求的光学性能的范围的图表。图5是基于二色性比来表示偏振膜1 7的偏光性能的理论值的图。图6是比较表，用以比较由染色浴的碘浓度不同而引起的PVA类树脂层的溶解的有无。图7是示出染色浴的碘浓度和由PVA类树脂层形成的偏振膜的偏光性能之间的关系的图表。图8是示出本发明的实施例的偏振膜的偏光性能的图表。图9是用来制造光学膜叠层体的不包括不溶化处理的制造工序的简图。
图10是用来制造光学膜叠层体的包括不溶化处理的制造工序的简图。图Ila是示出本发明的各种实施方式的光学显示装置的剖视图；图lib是示出本发明的各种实施方式的光学显示装置的剖视图；图Ilc是示出本发明的各种实施方式的光学显示装置的剖视图；图Ild是示出本发明的各种实施方式的光学显示装置的剖视图；图lie是示出本发明的各种实施方式的光学显示装置的剖视图；图Ilf是示出本发明的各种实施方式的光学显示装置的剖视图。图1 是示出本发明其它实施方式的光学显示装置的例的剖视图；图12b是示出本发明其它实施方式的光学显示装置的实例的剖视图；图12c是示出本发明其它实施方式的光学显示装置的实例的剖视图；图12d是示出本发明其它实施方式的光学显示装置的实例的剖视图；图1 是示出本发明其它实施方式的光学显示装置的实例的剖视图；图12f是示出本发明其它实施方式的光学显示装置的实例的剖视图；图12g是示出本发明其它实施方式的光学显示装置的实例的剖视图；图1 是示出本发明其它实施方式的光学显示装置的实例的剖视图；图12i是示出本发明其它实施方式的光学显示装置的实例的剖视图；图12j是示出本发明其它实施方式的光学显示装置的实例的剖视图。图13是对比显示出由本发明的几个实施例得到的偏振膜的偏光性能的图表。图14是对比显示出由本发明的几个实施例得到的偏振膜的偏光性能的图表。图15是示出由本发明的实施例得到的偏振膜的偏光性能的图表。图16是示出由本发明的其它实施例得到的偏振膜的偏光性能的图表。图17是示出由本发明的另外一些实施例得到的偏振膜的偏光性能的图表。图18是示出结晶性PET、非晶性PET及PVA类树脂的各自的拉伸温度与可拉伸倍率之间的相对关系的图表。图19是示出结晶性PET及非晶性PET伴随温度在Tg和熔点Tm之间变化而产生的结晶化速度的变化的图表。图20是示出非晶性PET及PVA在高温气体氛围中的拉伸倍率与总拉伸倍率之间关系的图表。图21是示出结晶性PET、非晶性PET及PVA类树脂在高温气体氛围中的拉伸温度与总的可拉伸倍率之间的相对关系的图表。图22是示出作为热塑性树脂基体材料使用的PET的取向性和结晶度相对于总拉伸倍率的关系的图表。图23是示出进行了 1. 8倍的气体氛围中的辅助拉伸时的辅助拉伸温度与经过辅助拉伸处理后的PET的取向函数之间的关系的图表。图M是示出PVA的结晶度与PVA的取向函数之间的相对关系的图表。图25是使用热塑性树脂基体材料制造偏振膜的制造工序的简图。图沈是示出不包含在本发明中的例示的偏振膜的偏振性能的图表；图27是本发明的实施例中制造的偏振膜、或包含偏振膜的光学膜叠层体的制造条件的一览表。
11
图观是本发明的实施例中制造的偏振膜、或包含偏振膜的光学膜叠层体的制造条件的一览表。图四是本发明的实施例与参考例1 3的取向函数值的比较表。符号说明1非晶性基体材料2 PVA类树脂层3偏振膜4光学功能膜5第2光学功能膜7包含PVA类树脂层的叠层体8 拉伸叠层体8’拉伸叠层体的卷8”经过不溶化的拉伸叠层体9着色叠层体9’经过交联的着色叠层体10光学膜叠层体11光学功能膜叠层体20叠层体制作装置21涂敷机构22干燥机构23表面改性处理装置30气体氛围中的辅助拉伸处理装置31拉伸机构32卷绕装置33 烘箱40染色装置41染色液42染色浴43连续抽出装置50硼酸水溶液中处理装置51硼酸水溶液52硼酸浴53拉伸机构60不溶化处理装置61硼酸不溶化水溶液70交联处理装置71硼酸交联水溶液80洗涤装置81洗涤液
12
90干燥装置91卷绕装置100贴合/转印装置101连续抽出/贴合装置102卷绕/转印装置(A)叠层体制作工序(B)气体氛围中的辅助拉伸工序(C)染色工序(D)硼酸水溶液中拉伸工序(E)第1不溶化工序(F)包含第2不溶化的交联工序(G)洗涤工序(H)干燥工序(I)贴合/转印工序
具体实施例方式[偏振膜的相关技术背景]作为偏振膜的背景技术，针对由本发明中使用的热塑性树脂基体材料的材料特性和偏振膜的偏光性能表征的光学特性进行说明。首先，针对适用于本发明的热塑性树脂的一般的材料特性进行概述。热塑性树脂可大致分为高分子处于有序排列的结晶状态的树脂，和高分子不具有有序排列、或仅有极少一部分具有有序排列的无定形或非晶状态的树脂。将前者称为结晶状态、后者称为无定形或非晶状态。相应地，将具有不处于结晶状态、但能够根据条件变化而形成结晶状态的性质的热塑性树脂称为结晶性树脂，将不具有上述性质的热塑性树脂称为非晶性树脂。另一方面，无论是结晶性树脂还是非晶性树脂，将不处于结晶状态的树脂或未达到结晶状态的树脂称为无定形或非晶质树脂。这里，将所谓无定形或非晶质的技术用语与代表不会形成结晶状态的性质的所谓非晶性的技术用语区别使用。作为结晶性树脂，包括例如包括聚乙烯(PE)及聚丙烯(PP)在内的烯烃类树脂、 和包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)及聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)在内的酯类树脂。结晶性树脂的特征之一是具有下述性质通常，高分子会因加热和/或拉伸取向而发生排列， 从而促进结晶化。树脂的物性因结晶化程度不同而发生各种变化。另一方面，即使对于例如聚丙烯(PP)及聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)这样的结晶性树脂，也可以通过阻碍由加热处理、拉伸取向引起的高分子取向来抑制结晶化。将结晶化受到抑制的这些聚丙烯(PP)及聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)分别称为非晶性聚丙烯及非晶性聚对苯二甲酸乙二醇酯，并将它们分别统称为非晶性烯烃类树脂及非晶性酯类树脂。例如，对于聚丙烯(PP)的情况而言，通过使其成为不具有有规立构性的无规立体结构，可制成结晶化受到抑制的非晶性聚丙烯(PP)。此外，对于例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的情况，通过使用间苯二甲酸、1，4_环己烷二甲醇这样的改性基团作为聚合单体进行共聚，即，通过使用阻碍聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的结晶化的分子进行共聚，可制成结晶化受到抑制的非晶性聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。以下，针对可应用于大型液晶显示元件的偏振膜的光学特性进行概述。所述偏振膜的光学特性，事实上是指用偏振度P和单体透射率T表征的偏光性能。 偏振膜的偏振度P与单体透射率T之间通常处于折衷(trade off)关系。这两个光学特性值可利用T-P曲线表示。在T-P曲线中，经作图而得到的线越位于单体透射率高的方向、且偏振度也高的方向，则偏振膜的偏光性能越优异。这里，参考示出T-P曲线的图3，其中的理想光学特性为T = 50%,P = 100%的情况。由图3可知，存在T值越低则P值越易提高、T值越高则P值越难提高的倾向。此外， 参考示出偏振膜的偏光性能中透射率T与偏振度P的关系的图4，将图4中作为位于线1 及线2上部区域而确定的范围内的偏振膜的单体透射率T及偏振度P作为满足光学显示装置所必需的“要求性能”，使用该偏振膜的显示装置的对比度为1000 1以上、最大亮度为 500cd/m2以上。该要求性能无论在目前还是将来都被认为是作为大型显示元件等的偏振膜性能所要求的光学特性的性能。单体透射率T的理想值为T = 50%，但在光透过偏振膜时， 在偏振膜与空气的界面处会发生部分光反射的现象。考虑到该反射现象的情况下，由于单体透射率T仅减少与反射相当的量，因此实际上能达到的T值的最大值为45 46%左右。另外，偏振度P可转换为偏振膜的对比度(CR)。例如99. 95%的偏振度P相当于偏振膜的对比度为2000 1。将该偏振膜用于液晶电视用液晶显示面板的两侧时，显示装置的对比度为1050 1。这里，显示装置的对比度低于偏振膜的对比度的原因在于，在显示面板内部会发生消偏振。消偏振是由下述原因引起的透过背光侧的偏振膜而照射进来的光在透过元件内部时，会因滤色器中的颜料、液晶分子层、TFT(薄膜晶体管)的存在而发生光的散射和/或反射，导致部分光的偏振状态发生变化。偏振膜及显示面板的对比度中任一者越大时，液晶电视的反差越优异，越容易观看。另外，偏振膜的对比度定义为平行透射率Tp除以垂直透射率Tc而得到的值。与此相对，可以将显示装置的对比度定义为最大亮度除以最小亮度而得到的值。所述最小亮度，是呈全黑显示时的亮度。对于假定为通常的视听环境的液晶电视的情况，以0. 5cd/m2以下的最小亮度为要求标准。超过该值，则色彩再现性降低。所述最大亮度，是呈全白显示时的亮度。对于假定为通常的视听环境的液晶电视的情况，使用最大亮度在450 550cd/m2 范围内的显示装置。低于该值，则由于显示变暗，液晶电视的视觉辨认性下降。使用大型显示元件的液晶电视用显示装置所要求的性能如下对比度为1000 1 以上、最大亮度为500cd/m2以上。这被认为是显示装置的“要求性能”。图4的线1(T < 42. 3% )及线2(Τ彡42. 3% )表示偏振膜偏振性能的临界值，其是为达到该显示装置的要求性能所必须的值。该线是基于图5所示的背光侧与观看侧的偏振膜的组合、通过下述模拟而求出的。液晶电视用显示装置的对比度和最大亮度可基于光源(背光)的光量、设置于背光侧和观看侧的2个偏振膜的透射率、液晶显示面板的透射率、背光侧和观看侧的2个偏振膜的偏振度、液晶显示面板的消偏振率而计算出。通过使用常规液晶电视的光源的光量 (10，000cd/m2)、液晶显示面板的透射率(13% )、及消偏振率(0.085% )的基础数值，将若干个偏光性能不同的偏振膜组合，并针对每个组合算出液晶电视用显示装置的对比度和最大亮度，可导出满足要求性能的图4的线1及线2。即，使用未达到线1及线2的偏振膜时，显示装置显示出1000 1以下的对比度、500cd/m2以下的最大亮度。计算中使用的算式如下所示。式(1)是用来求算显示装置的对比度的式子，式( 是用来求算显示装置的最大亮度的式子。式C3)是用来求算偏振膜的二色性比的式子。式(1) :CRD = Lmax/Lmin式(2)=Lmax = (LBX Tp-(LB/2 XklBXDP/100)/2 X (klF-k2F)) X Tcel 1/100式(3)DR = KJkkl = log(k2)/log(kl) = log (Ts/100 X (l-P/100)/TPVA) / log(Ts/100X (1+P/100)/Tpva)其中，Lmin= (LBXTc+(LB/2XklBXDP/100)/2X (klF-k2F)) XTcell/100Tp = (klB X klF+k2B X k2F) /2 X TpvaTc = (klB X k2F+k2B X klF) /2 X Tpvakl = Ts/100 X (1+P/100)/Tpvak2 = Ts/100 X (l-P/100) /TpvaCRD:显示装置的对比度Lmax 显示装置的最大亮度Lmin 显示装置的最小亮度DR:偏振膜的二色性比Ts 偏振膜的单体透射率P:偏振膜的偏振度kl:第1主透射率k2:第2主透射率klF 观看侧偏振膜的klk2F 观看侧偏振膜的k2klB 背光侧偏振膜的klk2B 背光侧偏振膜的k2Akl 偏振膜的透过轴方向的吸光度Ak2 偏振膜的吸收轴方向的吸光度LB 光源的光量(10000cd/m2)Tc 偏振膜的垂直透射率(观看侧偏振片与背光侧偏振片的组合)Tp 偏振膜的平行透射率(观看侧偏振片与背光侧偏振片的组合)Tcell 元件的透射率(13% )DP 元件的消偏振率(0. 085% )Tpva 未吸附碘的PVA膜的透射率(0. 92)。图4的线1 (T < 42. 3% )可由位于图5中显示为偏振膜3的直线上的偏振膜的偏光性能导出。在图5的偏振膜3所属的偏振膜中，偏光性能以坐标(T、P) = (42.1%, 99.95%)表示的点D (空心圆)的偏振膜D在用于液晶电视用显示装置的背光侧和观看侧这两侧时，能够达到要求性能。
15
然而，即使是同属于偏振膜3的偏振膜，将位于单体透射率低(更暗)的区域的3 个偏振膜 A(T = 40. 6%,P = 99. 998% )、B(T = 41. 1%,P = 99. 994% )、或 C(T = 41. 6%, P = 99. 98% )用于背光侧和观看侧这两侧时，也并非均能达到要求性能。使用偏振膜A、B 或C作为背光侧和观看侧中任一侧的偏振膜的情况下，为了达到要求性能，例如，作为另一侧的偏振膜，须使用属于偏振膜4的偏振膜E、属于偏振膜5的偏振膜F、或属于偏振膜7的偏振膜G这样的与偏振膜3相比单体透射率高、且偏振度至少在99. 9%以上的偏光性能优异的偏振膜。图5所示的偏振膜1 7的偏光性能可基于式(3)算出。通过使用式(3)，可由作为偏振膜的偏光性能的指标的二色性比(DR)求出单体透射率T和偏振度P。所述二色性比，是指偏振膜的吸收轴方向的吸光度除以透过轴方向的吸光度而得到的值。该数值越高， 则代表偏光性能越优异。例如，经计算，偏振膜3是具有二色性比约为94的偏光性能的偏振膜。低于该值的偏振膜无法达到要求性能。此外，作为背光侧和观看侧中任一侧的偏振膜，使用偏光性能比偏振膜3差的例如属于偏振膜1的偏振膜IK41. 0 %、99. 95 % )或属于偏振膜2的偏振膜J (42. 0%,99.9%) 的情况下，由式(1)、(2)可知，为了达到要求性能，例如，作为另一侧的偏光膜，必须使用属于偏振膜6的偏振膜I 2%,99. 95% )或属于偏振膜7的偏振膜m42. 0%,99. 998% ) 这样的与偏振膜3相比偏光性能更为优异的偏振膜。为了达到液晶电视用显示装置的要求性能，背光侧和观看侧中任一侧的偏振膜的偏光性能至少比偏振膜3优异。图4的线1(T< 42. 3%)示出其下限值。另一方面，图4 的线2 (Τ彡42. 3% )示出偏振度P的下限值。使用偏振度P为99. 9%以下的偏振膜作为背光侧和观看侧中任一侧的偏振膜的情况下，作为另一侧的偏光膜，无论使用偏光性能多优异的偏振膜，也无法达到要求性能。作为结论，要达到使用大型显示元件的液晶电视用显示装置所要求的偏光性能的情况下，应满足下述期望的条件背光侧和观看侧中任一侧的偏振膜是偏光性能至少在超过线1(T < 42. 3% )及线2(Τ彡42. 3% )所示界限的区域的偏振膜，具体而言，是具有优于偏振膜3的偏光性能、且偏振度为99. 9%以上的偏振膜。[偏振膜的制造的相关实施例]作为用于本发明的光学显示装置的实施例，示出实施例1 18。这些实施例中制造偏振膜的制造条件如图27及图观所示。另外，作为用于对比的实例，还作成了参考例及比较例。图四是针对在经过第1阶段的气体氛围中的高温拉伸后由实施例1 18及参考例1 3得到的各个拉伸叠层体，分别示出其PET树脂基体材料的取向函数值的表。[实施例1]作为非晶性酯类热塑性树脂基体材料，制作了共聚有6mol%间苯二甲酸的间苯二甲酸共聚聚对苯二甲酸乙二醇酯(以下称为“非晶性PET”)的连续带状基体材料。非晶性 PET的玻璃化转变温度为75°C。通过下述方法制作了连续带状的由非晶性PET基体材料和聚乙烯醇(以下称为“PVA”)层构成的叠层体。另需说明的是，PVA的玻璃化转变温度为 80 "C。准备了厚200 μ m的非晶性PET基体材料、和将聚合度1000以上、皂化度99%以上的PVA粉末溶解于水中而得到的4 5重量％浓度的PVA水溶液。接着，在上述厚200 μ m
16的非晶性PET基体材料上涂布PVA水溶液，在50 60°C的温度下干燥，在非晶性PET基体材料上成膜了厚7 μ m的PVA层。以下，将其称为“在非晶性PET基体材料上成膜有7 μ m厚的PVA层的叠层体”或“包含7 μ m厚的PVA层的叠层体”、或简称为“叠层体”。使包含7 μ m厚的PVA层的叠层体经过包括气体氛围中的辅助拉伸及硼酸水溶液中拉伸的两阶段拉伸工序的下述工序，制造了 3 μ m厚的偏振膜。经过第1阶段的气体氛围中的辅助拉伸工序，将包含7 μ m厚的PVA层的叠层体与非晶性PET基体材料一体地进行拉伸，形成了包含5μπι厚PVA层的拉伸叠层体。以下称其为“拉伸叠层体”。具体而言，拉伸叠层体通过下述方法得到将包含7 μ m厚的PVA层的叠层体设置于拉伸装置上，该拉伸装置配备在设定于130°C拉伸温度环境中的烘箱中，对该叠层体的自由端进行单向拉伸，使得拉伸倍率达到1.8倍。通过该拉伸处理，拉伸叠层体内的PVA层转变为PVA分子发生了取向的5μπι厚的PVA层。接着，通过染色工序，形成了在PVA分子发生了取向的5 μ m厚的PVA层吸附有碘的着色叠层体。以下称其为“着色叠层体”。具体而言，着色叠层体通过下述方法得到将拉伸叠层体在液温30°C的含碘及碘化钾的染色液中浸渍任意时间，使得最终生成的构成偏振膜的PVA层的单体透射率达到40 44%，由此，使碘吸附于拉伸叠层体中含有的PVA层。 在本工序中，染色液以水为溶剂，并使碘浓度在0. 12 0. 30重量％的范围内、碘化钾浓度在0.7 2. 1重量％的范围内。碘和碘化钾的浓度比为1 7。另需说明的是，为了将碘溶解于水中，须存在碘化钾。更具体而言，通过将拉伸叠层体在碘浓度0. 30重量％、碘化钾浓度2. 1重量％的染色液中浸渍60秒钟，制成在PVA分子发生了取向的5μπι厚的PVA层吸附有碘的着色叠层体。在实施例1中，通过改变拉伸叠层体在碘浓度0. 30重量％、碘化钾浓度2. 1重量％的染色液中的浸渍时间来调整碘吸附量，使得最终生成的偏振膜的单体透射率达到40 44%，从而形成了单体透射率和偏振度不同的各种着色叠层体。接着，通过第2阶段的硼酸水溶液中拉伸工序，进一步对着色叠层体连同非晶性 PET基体材料一起一体地进行拉伸，制成包含3 μ m厚的构成偏振膜的PVA层的光学膜叠层体。以下称其为“光学膜叠层体”。具体而言，光学膜叠层体通过下述方法得到将着色叠层体设置于拉伸装置上，该拉伸装置配备在设定于包含硼酸和碘化钾的液温范围为60 85°C的硼酸水溶液中的处理装置中，对该着色叠层体的自由端进行单向拉伸，使得拉伸倍率达到3. 3倍。更具体而言，硼酸水溶液的液温为65°C。此外，相对于水100重量份，使硼酸含量为4重量份、碘化钾含量为5重量份。在本工序中，首先将碘吸附量经过调整的着色叠层体在硼酸水溶液中浸渍5 10 秒钟。然后，使该着色叠层体直接在设置于处理装置中的拉伸装置、即周速不同的多组辊间通过，对其自由端单向拉伸30 90秒钟，使得拉伸倍率达到3. 3倍。通过该拉伸处理，着色叠层体中含有的PVA层转变为吸附的碘以多碘离子络合物形式发生了单向高级次(高次) 取向的3 μ m厚的PVA层。该PVA层构成光学膜叠层体的偏振膜。如上所述，实施例1如下所述地制成光学膜叠层体首先，通过对在非晶性PET基体材料上成膜有7 μ m厚的PVA层的叠层体进行拉伸温度130°C的气体氛围中的辅助拉伸， 来形成拉伸叠层体，然后，通过对拉伸叠层体进行染色而制成着色叠层体，然后再通过对着色叠层体进行拉伸温度65度的硼酸水溶液中拉伸、并使总拉伸倍率达到5. 94倍，从而制成与非晶性PET基体材料一体地经过了拉伸的包含3 μ m厚PVA层的光学膜叠层体。通过上述的两阶段拉伸，可使在非晶性PET基体材料上成膜的PVA层的PVA分子发生高级次取向， 生成包含构成偏振膜的3 μ m厚PVA层的光学膜叠层体，且所述PVA层中通过染色而吸附的碘以多碘离子络合物形式发生了单向高级次取向。虽不是光学膜叠层体制造中的必要工序，但也进行了下述洗涤工序将光学膜叠层体从硼酸水溶液中取出，利用碘化钾水溶液对在非晶性PET基体材料上成膜的3 μ m厚 PVA层的表面所附着的硼酸进行洗涤。然后，通过利用60°C暖风的干燥工序对经过洗涤后的光学膜叠层体进行了干燥。洗涤工序是用以消除硼酸析出等外观不良的工序。接着，通过贴合和/或转印工序，一边将粘接剂涂布于在非晶性PET基体材料上成膜的3 μ m厚PVA层的表面，一边贴合80 μ m厚的TAC (三乙酸纤维素类)膜，然后再将非晶性PET基体材料剥离，从而将3 μ m厚的PVA层转印于80 μ m厚的TAC(三乙酸纤维素类) 膜上。[实施例2]实施例2与实施例1的情况相同，首先，制成在非晶性PET基体材料上成膜有7 μ m 厚的PVA层的叠层体，然后，通过对包含7 μ m厚的PVA层的叠层体进行气体氛围中的辅助拉伸来制成拉伸倍率达到1. 8倍的拉伸叠层体，然后，通过将拉伸叠层体浸渍于液温30°C 的含碘及碘化钾的染色液，以制成包含吸附有碘的PVA层的着色叠层体。实施例2包含与实施例1不同的下述交联工序。该交联工序为下述工序通过将着色叠层体在40°C的硼酸交联水溶液中浸渍60秒钟，对吸附有碘的PVA层的PVA分子之间实施交联处理。在本工序的硼酸交联水溶液中，相对于水100重量份，使硼酸含量为3重量份、碘化钾含量为3重量份。实施例2的交联工序谋求至少3个技术效果。第1效果是使着色叠层体中所含的经过薄膜化的PVA层在后续工序的硼酸水溶液中拉伸中不发生溶解的不溶化效果。第2 效果是使对PVA层着色的碘不发生溶出的着色稳定化效果。第3效果是通过使PVA层的分子之间发生交联来生成结点的结点生成效果。接着，实施例2中，通过将经过交联的着色叠层体浸渍于温度比实施例1的拉伸温度65°C高的75°C的硼酸水溶液拉伸浴中，进行与实施例1的情况相同的拉伸，并使拉伸倍率达到3. 3倍，从而制成了光学膜叠层体。另外，实施例2的洗涤工序、干燥工序、贴合和/ 或转印工序均与实施例1的情况相同。需要说明的是，为了使硼酸水溶液中拉伸工序之前的交联工序所谋求的技术效果变得更为显著，而将实施例1的未交联的着色叠层体浸渍于拉伸温度70 75°C的硼酸水溶液拉伸浴时，着色叠层体中所含的PVA层在硼酸水溶液拉伸浴中发生了溶解，未能实施拉伸。[实施例3]实施例3与实施例1的情况相同，首先，制成在非晶性PET基体材料上成膜有7 μ m 厚的PVA层的叠层体，然后，通过对包含7 μ m厚的PVA层的叠层体进行气体氛围中的辅助拉伸来制成拉伸倍率达到1. 8倍的拉伸叠层体。实施例3包含与实施例1不同的下述不溶化工序。该不溶化工序为下述工序通过将拉伸叠层体在液温30°C的硼酸不溶化水溶液中浸渍30秒钟，对拉伸叠层体中所含的PVA分子发生了取向的PVA层进行不溶化。在本工序
18的硼酸不溶化水溶液中，相对于水100重量份，使硼酸含量为3重量份。实施例3的不溶化工序所谋求的技术效果是使拉伸叠层体中所含的PVA层至少在后续工序的染色工序中不发生溶解的不溶化效果。接着，实施例3与实施例1的情况同样地，通过将经过不溶化的拉伸叠层体浸渍于液温30°C的含碘及碘化钾的染色液中，制成了包含吸附有碘的PVA层的着色叠层体。然后， 通过将制成的着色叠层体浸渍于与实施例1的拉伸温度相同的65°C的硼酸水溶液拉伸浴中，进行与实施例1的情况相同的拉伸，并使拉伸倍率达到3. 3倍，从而制成了光学膜叠层体。另外，实施例3的洗涤工序、干燥工序、贴合和/或转印工序均与实施例1的情况相同。需要说明的是，为了使染色工序之前的不溶化工序所谋求的技术效果变得更为显著，实施了下述方法首先，通过对实施例1的未经不溶化的拉伸叠层体进行染色而制成着色叠层体，再将制成的着色叠层体浸渍于拉伸温度70 75°C的硼酸水溶液拉伸浴中，此时，着色叠层体中所含的PVA层如实施例2所示地，在硼酸水溶液拉伸浴中发生了溶解，未能实施拉伸。接着，实施了下述方法以水为溶剂，代替实施例1中碘浓度为0. 30重量％的染色液，将实施例1的未经不溶化的拉伸叠层体浸渍于碘浓度为0. 12 0. 25重量％、其它条件保持不变的染色液中，此时，拉伸叠层体中所含的PVA层在染色浴中发生了溶解，未能进行染色。但在使用实施例3的经过不溶化的拉伸叠层体的情况下，即使染色液的碘浓度为 0. 12 0. 25重量％，PVA层也不溶解，能够进行对PVA层的染色。在染色液的碘浓度为0. 12 0. 25重量％时也能够进行对PVA层的染色的实施例3中，通过使拉伸叠层体在染色液中的浸渍时间恒定、并在实施例1所示的一定范围内改变染色液的碘浓度及碘化钾浓度，来调整碘吸附量，使最终生成的偏振膜的单体透射率为 40 44%，从而制作了单体透射率和偏振度不同的各种着色叠层体。[实施例4]实施例4通过在实施例1的制造工序中加入了实施例3的不溶化工序和实施例2 的交联工序的制造工序，来制作光学膜叠层体。首先，制成在非晶性PET基体材料上成膜有 7 μ m厚的PVA层的叠层体，然后，通过气体氛围中的辅助拉伸，对包含7 μ m厚的PVA层的叠层体的自由端进行单向拉伸、并使拉伸倍率达到1.8倍，制作了拉伸叠层体。实施例4中， 与实施例3的情况同样地，通过对制成的拉伸叠层体进行在液温30°C的硼酸不溶化水溶液中浸渍30秒钟的不溶化工序，对拉伸叠层体中所含的PVA分子发生了取向的PVA层进行不溶化。与实施例3的情况同样地，实施例4中还通过进一步将包含经过不溶化的PVA层的拉伸叠层体浸渍于液温30°C的含碘及碘化钾的染色液中，来制成包含吸附有碘的PVA层的着色叠层体。实施例4中，通过与实施例2的情况同样地进行将制成的着色叠层体在40°C的硼酸交联水溶液中浸渍60秒钟的交联工序，来使吸附有碘的PVA层的PVA分子之间发生交联。接着，在实施例4中，通过将经过交联的着色叠层体在拉伸温度比实施例1的拉伸温度 65°C高的75°C的硼酸水溶液拉伸浴中浸渍5 10秒钟，进行与实施例2的情况相同的自由端单向拉伸、并使拉伸倍率达到3. 3倍，从而制作了光学膜叠层体。另外，实施例4的洗涤工序、干燥工序、贴合和/或转印工序均与实施例1 3的情况相同。另外，与实施例3的情况相同，实施例4的染色液的碘浓度即使为0. 12 0. 25重量％，PVA层也不发生溶解。实施例4中，通过使拉伸叠层体在染色液中的浸渍时间恒定、 并在实施例1所示的一定范围内改变染色液的碘浓度及碘化钾浓度，来调整碘吸附量，使得最终生成的偏振膜的单体透射率为40 44%，从而制作了单体透射率和偏振度不同的各种着色叠层体。如上所述，实施例4如下所述地制成光学膜叠层体首先，制成在非晶性PET基体材料上成膜有7 μ m厚的PVA层的叠层体，然后，通过气体氛围中的辅助拉伸，对包含7 μ m 厚的PVA层的叠层体的自由端进行单向拉伸、并使拉伸倍率达到1. 8倍，制成了拉伸叠层体。通过将制成的拉伸叠层体在液温30°C的硼酸不溶化水溶液中浸渍30秒钟，对拉伸叠层体中所含的PVA层进行了不溶化。通过将包含经过不溶化的PVA层的拉伸叠层体浸渍于液温30°C的含碘及碘化钾的染色液中，制成了在经过不溶化的PVA层吸附有碘的着色叠层体。通过将包含吸附有碘的PVA层的着色叠层体在40°C的硼酸交联水溶液中浸渍60秒钟， 使吸附有碘的PVA层的PVA分子之间发生交联。将包含经过交联的PVA层的着色叠层体在含有硼酸和碘化钾的液温75°C的硼酸水溶液拉伸浴中浸渍5 10秒钟，然后，通过硼酸水溶液中拉伸对其自由端进行单向拉伸、并使拉伸倍率达到3. 3倍，从而制作了光学膜叠层体。由此，实施例4中，通过进行由气体氛围中的高温拉伸及硼酸水溶液中拉伸构成的两阶段拉伸、和由在浸渍于染色浴中之前进行的不溶化和在硼酸水溶液中拉伸之前进行的交联构成的前处理，可使在非晶性PET基体材料上成膜的PVA层的PVA分子发生高级次取向，稳定地制成包含构成偏振膜的3 μ m厚PVA层的光学膜叠层体，且所述PVA层中通过染色而切实地吸附于PVA分子的碘以多碘离子络合物形式发生了单向高级次取向。[实施例5]除了下述区别点之外，实施例5在与实施例4相同的条件下制造了光学膜叠层体。 所述区别点在于在非晶性PET基体材料上成膜的PVA层的厚度。实施例4中，利用了 7μπι 厚的PVA层，而在最终的光学膜叠层体中所含的PVA层为3 μ m厚。与此相对，实施例5中， 利用了 12 μ m厚的PVA层，而在最终的光学膜叠层体中所含的PVA层为5 μ m厚。[实施例6]除了下述区别点之外，实施例6在与实施例4相同的条件下制造了光学膜叠层体。 所述区别点在于用于非晶性PET基体材料的聚合单体。实施例4中，使用的是使间苯二甲酸与PET共聚而得到的非晶性PET基体材料。与此相对，实施例6中，使用的是使作为改性基团的1，4_环己烷二甲醇与PET共聚而得到的非晶性PET基体材料。[实施例7]除了下述区别点之外，实施例7在与实施例4相同的条件下制造了光学膜叠层体。 所述区别点在于，分别改变气体氛围中的辅助拉伸及硼酸水溶液中拉伸的拉伸倍率，使得总拉伸倍率达到6倍或接近6倍的值。实施例4中，使气体氛围中的辅助拉伸及硼酸水溶液中拉伸的拉伸倍率分别为1. 8倍及3. 3倍。与此相对，实施例7中，使气体氛围中的辅助拉伸及硼酸水溶液中拉伸的拉伸倍率分别为1. 2倍及4. 9倍。需要说明的是，实施例4的总拉伸倍率为5. 94倍。与此相对，实施例7的总拉伸倍率为5. 88倍。这是由于在硼酸水溶液中拉伸中，无法使拉伸倍率达到4. 9倍以上。[实施例8]
除了下述区别点之外，实施例8在与实施例4相同的条件下制造了光学膜叠层体。 所述区别点在于，分别改变气体氛围中的辅助拉伸及硼酸水溶液中拉伸的拉伸倍率，使得总拉伸倍率达到6倍。实施例8中，使气体氛围中的辅助拉伸及硼酸水溶液中拉伸的拉伸倍率分别为1.5倍及4.0倍。[实施例9]除了下述区别点之外，实施例9在与实施例4相同的条件下制造了光学膜叠层体。 所述区别点在于，分别改变气体氛围中的辅助拉伸及硼酸水溶液中拉伸的拉伸倍率，使得总拉伸倍率达到6倍。实施例9中，使气体氛围中的辅助拉伸及硼酸水溶液中拉伸的拉伸倍率分别为2. 5倍及2. 4倍。[实施例10]除了下述区别点之外，实施例10在与实施例4相同的条件下制造了光学膜叠层体。所述区别点在于，实施例4中将气体氛围中的辅助拉伸的拉伸温度设定为130°C，与此相对，实施例10中将气体氛围中的辅助拉伸的拉伸温度设定为95°C。[实施例11]除了下述区别点之外，实施例11在与实施例4相同的条件下制造了光学膜叠层体。所述区别点在于，实施例4中将气体氛围中的辅助拉伸的拉伸温度设定为130°C，与此相对，实施例11中将气体氛围中的辅助拉伸的拉伸温度设定为iio°c。[实施例I2]除了下述区别点之外，实施例12在与实施例4相同的条件下制造了光学膜叠层体。所述区别点在于，实施例4中将气体氛围中的辅助拉伸的拉伸温度设定为130°C，与此相对，实施例12中将气体氛围中的辅助拉伸的拉伸温度设定为150°C。[实施例I3]除了下述区别点之外，实施例13在与实施例4相同的条件下制造了光学膜叠层体。所述区别点在于，将气体氛围中的辅助拉伸的拉伸倍率变更为1.8倍、将硼酸水溶液中拉伸的拉伸倍率变更为2. 8倍。由此，相对于实施例4中约6倍(准确而言为5. 94倍)的总拉伸倍率，实施例13中的总拉伸倍率约为5倍(准确而言为5. 04倍)。[实施例14]除了下述区别点之外，实施例14在与实施例4相同的条件下制造了光学膜叠层体。所述区别点在于，将气体氛围中的辅助拉伸的拉伸倍率变更为1.8倍、将硼酸水溶液中拉伸的拉伸倍率变更为3.1倍。由此，相对于实施例4中约6倍(准确而言为5. 94倍)的总拉伸倍率，实施例14中的总拉伸倍率约为5. 5倍(准确而言为5. 58倍)。[实施例I5]除了下述区别点之外，实施例15在与实施例4相同的条件下制造了光学膜叠层体。所述区别点在于，将气体氛围中的辅助拉伸的拉伸倍率变更为1.8倍、将硼酸水溶液中拉伸的拉伸倍率变更为3. 6倍。由此，相对于实施例4中约6倍(准确而言为5. 94倍)的总拉伸倍率，实施例15中的总拉伸倍率约为6. 5倍(准确而言为6. 48倍)。[实施例I6]除了下述区别点之外，实施例16在与实施例4相同的条件下制造了光学膜叠层体。所述区别点在于气体氛围中的辅助拉伸的拉伸方法。实施例4中，通过气体氛围中的
21辅助拉伸，对其自由端进行单向拉伸使得拉伸倍率达到1.8倍。与此相对，实施例16中，通过气体氛围中的辅助拉伸进行固定端单向拉伸使得拉伸倍率达到1. 8倍。[实施例Π]除了下述区别点之外，实施例17在与实施例16相同的条件下制造了光学膜叠层体。所述区别点在于，气体氛围中的辅助拉伸的拉伸倍率为1.8倍，且将硼酸水溶液中拉伸的拉伸倍率变更为3. 9倍。由此，相对于实施例16中约6倍(准确而言为5. 94倍)的总拉伸倍率，实施例17中的总拉伸倍率约为7倍(准确而言为7. 02倍)。[实施例I8]除了下述区别点之外，实施例18在与实施例16相同的条件下制造了光学膜叠层体。所述区别点在于，将气体氛围中的辅助拉伸的拉伸倍率变更为1.8倍、将硼酸水溶液中拉伸的拉伸倍率变更为4. 4倍。由此，相对于实施例16中约6倍(准确而言为5. 94倍) 的总拉伸倍率，实施例18中的总拉伸倍率约为8倍(准确而言为7. 92倍)。[比较例1]比较例1在与实施例4相同的条件下，在200 μ m厚的非晶性PET基体材料上涂布 PVA水溶液并使其干燥，制作了在非晶性PET基体材料成膜有7 μ m厚PVA层的叠层体。接着，通过进行拉伸温度设定于130°C的气体氛围中的高温拉伸，对包含7 μ m厚的PVA层的叠层体的自由端进行单向拉伸、并使拉伸倍率达到4. 0倍，制成了叠层体。通过该拉伸处理， 拉伸叠层体中所含的PVA层转变为PVA分子发生了取向的3. 5 μ m厚的PVA层。接着，拉伸叠层体经过染色处理，制成了在PVA分子发生了取向的3.5 μ m厚的PVA 层吸附有碘的着色叠层体。具体而言，着色叠层体通过下述方法得到将拉伸叠层体在液温 30°C的含碘及碘化钾的染色液中浸渍任意时间，使得最终制成的构成偏振膜的PVA层的单体透射率达到40 44%，由此，使碘吸附于拉伸叠层体中含有的PVA层中。由此，对PVA分子发生了取向的PVA层的碘吸附量进行了调整，制成了单体透射率和偏振度不同的各种着色叠层体。接着，对着色叠层体进行交联处理。具体而言，通过将着色叠层体在液温40°C的硼酸交联水溶液浸渍60秒钟，对着色叠层体实施交联处理，所述硼酸交联水溶液中，相对于水100重量份，硼酸为3重量份、碘化钾3为重量份。比较例1中的经过交联处理后的着色叠层体相当于实施例4的光学膜叠层体。因此，洗涤工序、干燥工序、贴合和/或转印工序均与实施例4的情况相同。[比较例2]比较例2中，在与比较例1相同的条件下对比较例1的拉伸叠层体进行拉伸，并使拉伸倍率达到4. 5倍、5. 0倍、6. 0倍，从而制成了拉伸叠层体。比较表中示出了包括比较例 1和比较例2的、在200 μ m厚的非晶性PET基体材料和在该非晶性PET基体材料上成膜的 PVA层所发生的现象。由此确认，通过拉伸温度130°C的气体氛围中的高温拉伸而达到的拉伸倍率以4.0倍为限。[拉伸的相关技术背景]图18 图22均是基于实验而绘制的附图。首先，就图18而言，图18是基于实验而绘制的表示结晶性PET、非晶性PET及PVA类树脂各自的拉伸温度与可拉伸倍率的相对关系的图。
图18的粗线代表非晶性PET的可拉伸倍率随拉伸温度的变化。非晶性PET的Tg 约为75°C，在该温度以下无法进行拉伸。由图18可知，通过进行气体氛围中的高温自由端单向拉伸，可以在超过约110°C的温度下实现7. 0倍以上的拉伸。另一方面，图18的细线代表结晶性PET的可拉伸倍率随拉伸温度的变化。结晶性PET的Tg约为80°C，在该温度以下无法进行拉伸。另外，就图19而言，该图代表伴随在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的Tg和熔点Tm 之间发生的温度变化，结晶性PET和非晶性PET各自的结晶化速度的变化。由图19可知， 对于在80°C 110°C左右处于无定形状态的结晶性PET而言，其在120°C左右发生急剧结晶化。另外，由图18可知，对于结晶性PET而言，通过进行气体氛围中的高温自由端单向拉伸而达到的可拉伸倍率的上限为4. 5 5. 5倍。并且，其能够适用的拉伸温度是极为有限的，为约90°C 约110°C的温度范围。图四中以参考例1 3为例，示出了使用结晶性PET进行气体氛围中的高温自由端单向拉伸的情况。这些例子均是通过对在厚200 μ m的结晶性PET基体材料上成膜有厚 7 μ m的PVA层的叠层体进行气体氛围中的高温拉伸而制作的厚3. 3 μ m的偏振膜。这些例子的拉伸温度各不相同，参考例1的拉伸温度为110°C、参考例2的拉伸温度为100°C、参考例3的拉伸温度为90°C。这里，值得注意的是可拉伸倍率。参考例1的拉伸倍率的极限为 4. 0倍，参考例2及3的拉伸倍率的极限为4. 5倍。由于最终会导致叠层体本身发生断裂， 因此不能进行超过上述拉伸倍率极限的拉伸处理。但就该结果而言，不能否定在结晶性PET 基体材料上成膜的PVA类树脂层本身的可拉伸倍率所带来的影响。另外，参见图18，该图中的虚线代表属于PVA类树脂的PVA的可拉伸倍率。PVA类树脂的Tg为75 80°C，在该温度以下无法对由PVA类树脂形成的单层体进行拉伸。由图 18可知，进行气体氛围中的高温自由端单向拉伸时，由PVA类树脂形成的单层体的可拉伸倍率以5.0倍为限。基于此，本发明人等发现了下述结论由结晶性PET及PVA类树脂各自的拉伸温度及可拉伸倍率的关系可知，包含在结晶性PET基体材料上成膜的PVA类树脂层的叠层体，在90 110°C的拉伸温度范围内进行气体氛围中的高温自由端单向拉伸时的可拉伸倍率以4.0 5.0倍为限。进一步，在下述表1中，以比较例1及2为例，示出了通过气体氛围中的拉伸对在非晶性PET基体材料上涂布形成有PVA类树脂层的叠层体进行自由端单向拉伸的情况。非晶性PET基体材料不受拉伸温度的限制。比较例1通过对包含在200 μ m厚的非晶性PET 基体材料上成膜的7 μ m厚的PVA类树脂层的叠层体进行拉伸温度设定于130°C的气体氛围中的高温自由端单向拉伸而制作了偏振膜。此时的拉伸倍率为4. 0倍。参见表1可知，比较例2与比较例1相同，通过对包含在200 μ m厚的非晶性PET 基体材料上成膜的7 μ m厚的PVA类树脂层的叠层体进行拉伸，并使拉伸倍率分别达到4. 5 倍、5. 0倍、6. 0倍，制作了偏振膜。在任一比较例中，均如表1所示地在非晶性PET基体材料的膜的面内产生了拉伸不均、或发生了断裂，另一方面，当拉伸倍率为4. 5倍时，PVA类树脂层发生断裂。由此可以确认，进行拉伸温度130°C的气体氛围中的高温拉伸时，PVA类树脂层的拉伸倍率的极限为4. 0倍。[表1]
比较表
权利要求
1.一种光学显示装置，其中，在第一偏振膜的一个表面上隔着光学透明的粘合剂层与显示面板的一个表面接合，且所述第一偏振膜的另一个表面与透明树脂材料的保护层接I=I，所述第一偏振膜由聚乙烯醇类树脂形成，在所述聚乙烯醇类树脂中，二色性物质发生了取向，所述第一偏振膜是通过拉伸而构成的，其厚度为10 μ m以下，并且由单体透射率T和偏振度P表征的光学特性满足下式的条件P > -(10°·929Μ2·4-1) X 100，其中，T < 42. 3、 P 彡 99. 9，其中，T 彡 42. 3。
2.权利要求1所述的光学显示装置，其中，所述第一偏振膜是通过将涂布形成在酯类热塑性树脂材料的基体材料上的聚乙烯醇类树脂层与所述热塑性树脂基体材料一起拉伸而制造的。
3.权利要求2所述的光学显示装置，其中，所述第一偏振膜是利用由气体氛围中的辅助拉伸和硼酸水溶液中拉伸构成的两阶段拉伸工序进行拉伸而得到的。
4.权利要求1 3中任一项所述的光学显示装置，其中，在所述保护层的外侧设置有窗。
5.权利要求1 4中任一项所述的光学显示装置，其中，在所述保护层与所述第一偏振膜之间及所述第一偏振膜与所述显示面板之间的至少一个位置设置有扩散层。
6.权利要求1 5中任一项所述的光学显示装置，其中，在所述第一偏振膜与所述保护层之间形成有易粘接层，所述易粘接层使所述第一偏振膜与所述保护层之间的粘接变得容易ο
7.权利要求1 6中任一项所述的光学显示装置，其中，在所述保护层上形成有防静电层。
8.权利要求1 7中任一项所述的光学显示装置，其中，所述保护层为1/4波长相位差层。
9.权利要求1 8中任一项所述的光学显示装置，其中，所述显示面板为液晶显示面板，在所述显示面板的另一表面上隔着光学透明的粘合剂层接合有与所述第一偏振膜构成结构的第二偏振膜。
10.权利要求9所述的光学显示装置，其中，所述显示面板为透射型液晶显示面板，所述第二偏振膜侧作为背光侧使用。
11.权利要求9所述的光学显示装置，其中，所述显示面板为反射型液晶显示面板，在所述第二偏振膜的外侧设置有反射镜，所述反射镜将透过所述液晶显示面板的光的至少一部分反射。
12.权利要求11所述的光学显示装置，其中，所述反射镜是使透过所述液晶显示面板的光的至少一部分透过的半反射镜，夹着所述半反射镜在所述液晶显示装置的相反侧设置有背光灯。
13.权利要求9 12中任一项所述的光学显示装置，其中，在所述第二偏振膜的与所述显示面板相反侧的面上设置有第二保护层。
14.权利要求13所述的光学显示装置，其中，在所述第二偏振膜与所述第二保护层之间形成有易粘接层，所述易粘接层用来使所述第二偏振膜与所述第二保护层之间的粘接变得容易。
15.权利要求13或14所述的光学显示装置，其中，在所述第二保护层上形成有防静电层。
16.权利要求9 15中任一项所述的光学显示装置，其中，在所述第一偏振膜与所述显示面板之间及所述显示面板与所述第二偏振膜之间的至少一个位置设置有1/4波长相位差膜。
17.权利要求1 8中任一项所述的光学显示装置，其中，所述显示面板为有机EL显示面板或反射型液晶显示面板，并且在所述第一偏振膜与所述显示面板之间设置有相位差膜。
18.权利要求17中所述的光学显示装置，其中，所述相位差膜为具有nx> nz > ny关系的双轴相位差膜，所述nx及ny分别为面内χ轴方向及y轴方向的折射率，所述nz为厚度方向的折射率。
19.权利要求17中所述的光学显示装置，其中，所述相位差膜为1/4波长相位差膜。
20.权利要求1 19中任一项所述的光学显示装置，其中，所述第一偏振膜是通过将涂布形成在酯类热塑性树脂材料的基体材料上的聚乙烯醇类树脂层与所述热塑性树脂基体材料一起进行所述两阶段拉伸工序的拉伸而形成的，所述透明树脂材料的保护层由与所述聚乙烯醇类树脂层一起被拉伸的所述热塑性树脂基体材料构成。
21.权利要求20所述的光学显示装置，其中，所述酯类热塑性树脂材料为非晶性PET。
22.权利要求1 19中任一项所述的光学显示装置，其中，所述透明树脂材料的保护层由纤维素类材料或丙烯酸类树脂材料形成。
23.权利要求9 16中任一项所述的光学显示装置，其中，所述第二偏振膜是通过将涂布形成在酯类热塑性树脂材料的基体材料上的聚乙烯醇类树脂层与所述热塑性树脂基体材料一起进行所述两阶段拉伸工序的拉伸而形成的，所述透明树脂材料的保护层由与所述聚乙烯醇类树脂层一起被拉伸的所述热塑性树脂基体材料形成。
24.权利要求1 7及权利要求9 19中任一项所述的光学显示装置，其中，所述透明树脂材料的保护层包含图案相位差层。
25.权利要求9 15中任一项所述的光学显示装置，其中，所述液晶显示面板为IPS型液晶显示面板，在所述第一偏振膜与所述显示面板之间及所述第二偏振膜与所述显示面板之间的至少一个位置设置有光学透明的粘合剂层及相位差膜。
26.权利要求25所述的光学显示装置，其中，所述相位差膜为具有nx> nz > ny关系的相位差膜，所述nx及ny分别为面内χ轴方向及y轴方向的折射率，所述nz为厚度方向的折射率。
27.权利要求25所述的光学显示装置，其中，所述相位差膜为具有nx> nz > ny关系的相位差膜、和具有nx > ny > nz关系的相位差膜的两层结构，所述nx及ny分别为面内 χ轴方向及y轴方向的折射率，所述nz为厚度方向的折射率。
28.权利要求9 15中任一项所述的光学显示装置，其中，所述液晶显示面板为VA型液晶显示面板，设置在所述第一偏振膜与所述显示面板之间的相位差膜、及设置在所述第二偏振膜与所述显示面板之间的相位差膜是具有nx > ny > nz关系的相位差膜，所述nx及ny分别为面内χ轴方向及y轴方向的折射率，所述nz为厚度方向的折射率。
29.权利要求10所述的光学显示装置，其中，所述透射型液晶显示面板为TN型液晶显示面板，设置在所述各个偏振膜与所述显示面板之间的相位差膜为倾斜取向相位差膜，所述倾斜取向相位差膜用于在TN液晶打开状态下的视场角补偿。
30.权利要求1 8中任一项所述的光学显示装置，其中，所述显示面板为反射型液晶显示面板，在所述第一偏振膜与所述显示面板之间设置有用于使来自所述第一偏振膜的偏振光成为圆偏振光的相位差膜。
31.权利要求9或权利要求10所述的光学显示装置，其中，在所述第一偏振膜与所述显示面板之间及所述显示面板与所述第二偏振膜之间的至少一个位置设置有具有防止内部反射和视场角补偿中的至少一个功能的相位差膜。
32.权利要求31所述的光学显示装置，其中，在所述第一偏振膜与所述显示面板之间及所述显示面板与所述第二偏振膜之间的至少一个位置，在所述显示面板上设置有光学透明的粘合层。
33.权利要求1 32中任一项所述的光学显示装置，其中，在所述显示面板的观看侧设置有具有触摸检测功能的触摸面板叠层体。
34.权利要求33所述的光学显示装置，其中，所述触摸面板叠层体是容量型触摸面板， 其具有隔着电介质层设置有图案化的一对透明电极的结构。
35.权利要求34所述的光学显示装置，其中，所述触摸面板叠层体设置在观看侧的最外侧的构件与所述第一偏振膜之间。
36.权利要求34所述的光学显示装置，其中，所述触摸面板叠层体设置在所述第一偏振膜与所述显示面板之间。
37.权利要求33所述的光学显示装置，其中，所述触摸面板叠层体为电阻膜型触摸面板，该电阻膜型触摸面板具有透明电极与对向电极相对设置的结构，且它们之间隔着空气间隙，并且，所述触摸面板叠层体设置在观看侧的最外侧的构件与所述第一偏振膜之间或所述第一偏振膜与所述显示面板之间。
全文摘要
本发明提供一种光学显示装置，其使用了厚度为10μm以下的光学特性高的偏振膜。所述光学显示装置具有偏振膜，该偏振膜为由聚乙烯醇类树脂构成的连续带状偏振膜，在所述聚乙烯醇类树脂中，二色性物质发生了取向；所述偏振膜通过拉伸而形成，其厚度为10μm以下，并且在将单体透射率设为T、将偏振度设为P时，所述第一偏振膜具有满足下述条件的光学特性P＞-(100.929T-42.4-1)×100(T＜42.3)、及P≥99.9(T≥42.3)。所述偏振膜可通过利用由气体氛围中的辅助拉伸和硼酸水溶液中拉伸构成的两阶段拉伸工序对包含成膜在非晶性酯类热塑性树脂基体材料上的聚乙烯醇类树脂层的叠层体进行拉伸而制造。
文档编号G02B1/10GK102331635SQ20111025971
公开日2012年1月25日 申请日期2011年9月5日 优先权日2010年9月3日
发明者上条卓史, 吉田健太郎, 后藤周作, 喜多川丈治, 国方智, 宫武稔, 森智博 申请人:日东电工株式会社