专利名称：带粘合型光学补偿层的偏振片以及图像显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种带粘合型光学补偿层的偏振片。本发明的带粘合型光学补偿层的偏振片有助于提高液晶显示装置的视角特性，并设置在液晶显示面板的至少一侧上。另外，本发明的带粘合型光学补偿层的偏振片还应用于有机EL、PDP等的各种图像显示装置中。
背景技术：
液晶显示装置作为各种信息处理装置的显示装置而被广泛使用。在液晶显示装置的液晶显示面板上基于其图像形成方式而配置偏振镜是必不可少的，因此一般使用偏振片。
由目前最普及的薄膜晶体管驱动的扭曲向列型液晶显示装置(TFT-LCD)，具有在斜向观察时对比度降低，引起在灰度显示下亮度逆转的现象，从而显示特性降低的视角特性。为了改善该视角特性并达到辨识性良好的宽视角，使用在偏振片上层叠了光学补偿薄膜的带光学补偿层的的偏振片。作为光学补偿薄膜，例如使用将高分子单向或者双向拉伸的高分子拉伸薄膜、或者使液晶聚合物取向的液晶取向薄膜。偏振片和光学补偿薄膜的层叠、以及带光学补偿层的偏振片向液晶显示面板的粘接，通常是借助粘合剂层进行。偏振片或光学补偿薄膜由于其材料特性而在高温或者高温高湿环境下产生由收缩或者膨胀引起的尺寸变化。其中偏振片的尺寸变化更大。因此，当将带光学补偿层的偏振片使用于液晶显示装置时，通过来自背光灯等的热，在光学补偿薄膜侧施加由偏振片和光学补偿薄膜的尺寸变化的差引起的应力。其结果，在使用了带光学补偿层的偏振片的液晶显示面板上存在产生显示不均的问题。针对该问题，已有人提出在带光学补偿层的偏振片中，对将偏振片和光学补偿薄膜层叠的粘合剂层特定其弹性模量的方法(例如，参照特开2001-272542号公报)。根据该专利文献，可以抑制所述带光学补偿层的偏振片的显示不均。
但是，有时在带光学补偿层的偏振片上进而层叠一个光学补偿薄膜，从而使用两层以上的光学补偿薄膜。在此情况下，在带光学补偿层的偏振片和光学补偿薄膜的尺寸变化中，带光学补偿层的偏振片的尺寸变化更大。因此，在各薄膜上施加由带光学补偿层的偏振片和光学补偿薄膜的尺寸变化的差引起的应力，使得在所述专利文献中记载的粘合剂层的情况下，有时可能无法充分抑制LCD面板的显示不均。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种带粘合型光学补偿层的偏振片，是在带光学补偿层的偏振片上进一步借助粘合剂层而层叠光学补偿薄膜且在所述光学补偿薄膜上具有其他的粘合剂层的带粘合型光学补偿层的偏振片，其特征是，即使在高温或者高温高湿环境下放置时，也能将显示不均抑制为很小。
本发明的另一个目的是提供一种可以使用该带粘合型光学补偿层的偏振片的图像显示装置。
本发明人等为了解决上述问题，进行了潜心研究，结果发现通过如下所述的带粘合型光学补偿层的偏振片可以达到上述目的，从而完成了本发明。
即，本发明涉及一种带粘合型光学补偿层的偏振片，其借助粘合剂层A对带光学补偿层的偏振片1和光学补偿薄膜2进行粘接，且在所述光学补偿薄膜2的相对所述粘合剂层A的相反面上具备粘合剂层B，其特征是所述粘合剂层A和粘合剂层B在23℃下的拉伸弹性模量均为0.1MPa以下。
在上述本发明的带粘合型光学补偿层的偏振片中，粘合剂层A和粘合剂层B的拉伸弹性模量均为0.1MPa以下，且即使在高温或者高温高湿下放置，也可以缓和由带光学补偿层的偏振片1和光学补偿薄膜2的尺寸变化的差所引起的应力。另外，还可以防止由偏振片的尺寸变化引起的应力使光学补偿薄膜2变形而产生相位差的情况发生。由此，即使在将带粘合型光学补偿层的偏振片应用于液晶显示面板等情况下，也能抑制显示不均。
如上所述，用于层叠带光学补偿层的偏振片1和光学补偿薄膜2的粘合剂层A，其所述的拉伸弹性模量是0.1MPa以下。粘合剂层A的拉伸弹性模量优选为0.08MPa以下。如果粘合剂层A的拉伸弹性模量大于0.1MPa，则很难缓和由尺寸变化的差所引起的应力。另一方面，从防止在高温或者高温高湿环境下的发泡或者剥离的观点来看，粘合剂层A的拉伸弹性模量优选为0.01MPa以上，更优选为0.03MPa以上。
另外，设置在光学补偿薄膜2上的粘合剂层B，其所述的拉伸弹性模量也是0.1MPa以下。粘合剂层B的拉伸弹性模量优选为0.08MPa以下。如果粘合剂层B的拉伸弹性模量大于0.1MPa，则很难缓和由尺寸变化的差所引起的应力。另一方面，从防止在高温或者高温高湿环境下的发泡或者剥离的观点来看，粘合剂层B的拉伸弹性模量优选为0.01MPa以上，更优选为0.03MPa以上。其中，粘合剂层A和粘合剂层B的拉伸弹性模量，更详细地说是通过实施例中记载的方法测定的值。
在所述带粘合型光学补偿层的偏振片中，作为光学补偿薄膜2，优选由降冰片烯系树脂构成的光学补偿薄膜。使用了降冰片烯系树脂的光学补偿薄膜2从可以达到宽视角且具有出色的光弹性(均匀性出色)的观点来看，是优选的。
另外，在所述带粘合型光学补偿层的偏振片中，带光学补偿层的偏振片1优选在偏振片上层叠将三乙酰纤维素薄膜作为基板的液晶取向层而作为光学补偿层。这种带光学补偿层的偏振片1从可以达到宽视角且薄型化的观点来看，是优选的。
另外，在所述带粘合型光学补偿层的偏振片中，所述粘合剂层A和粘合剂层B都优选由含有重均分子量50万～250万的丙烯酸系聚合物(P1)、重均分子量10万以下的丙烯酸系聚合物(P2)以及多官能性化合物的组合物的交联物形成。由该组合物形成的拉伸弹性模量为0.1MPa以下的粘合剂层，可以有效缓和由尺寸变化的差所引起的应力。
此外，本发明还涉及使用了所述带粘合型光学补偿层的偏振片的图像显示装置。本发明的粘合型光学薄膜可以根据液晶显示装置等各种图像显示装置的使用形态而贴合在液晶面板等剥离基板等上使用。
图1是本发明的带粘合型光学补偿层的偏振片的截面图的一例。
图2是在实施例中将带粘合型光学补偿层的偏振片配置在液晶单元的两侧时的图。
图中1-带光学补偿层的偏振片，11-偏振片，12-光学补偿层，2-光学补偿薄膜，A-粘合剂层，B-粘合剂层B，L-LCD单元。
具体实施例方式
如图1所示，本发明的带粘合型光学补偿层的偏振片，借助粘合剂层A对带光学补偿层的偏振片1和光学补偿薄膜2进行粘接，且在所述光学补偿薄膜2的相对所述粘合剂层A的相反面上具备粘合剂层B。带光学补偿层的偏振片1是在偏振片11上层叠光学补偿层12而构成。其中，对在粘合剂层A上层叠的带光学补偿层的偏振片1的面没有特别限定，可以是光学补偿层12侧、也可以是偏振片11侧。如图1所示，优选在粘合剂层A上层叠的带光学补偿层的偏振片1的面是光学补偿层12侧，这从改善视角的观点来看，是优选的。可以在粘合剂层B上设置脱模薄板3。
在偏振片11中使用偏振镜。作为偏振片11，一般使用在偏振镜的一面或者两面上具备透明保护薄膜的偏振片。对偏振镜没有特别限定，可以没有特别限制地使用各种偏振镜。作为偏振镜，可以举例为在聚乙烯醇系薄膜、部分缩甲醛化的聚乙烯醇系薄膜、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物系部分皂化薄膜等亲水性高分子薄膜上，吸附碘或二色性染料等二色性物质并单向拉伸的构件；聚乙烯醇的脱水处理物或聚氯乙烯的脱盐酸处理物等聚烯系取向薄膜等。在这些偏振镜中，优选由聚乙烯醇系薄膜和碘等二色性物质构成的偏振镜。对这些偏振镜的厚度没有特别限制，通常为5～80μm程度。
将聚乙烯醇系薄膜用碘染色后经单向拉伸而成的偏振镜，例如，可以通过将聚乙烯醇浸渍于碘的水溶液进行染色后拉伸至原长度的3至7倍来制作。根据需要，也可以浸渍于可含硼酸或硫酸锌、氯化锌等的碘化钾等的水溶液中。此外，根据需要，也可以在染色前将聚乙烯醇系薄膜浸渍于水中水洗。通过水洗聚乙烯醇系薄膜，可以洗去聚乙烯醇系薄膜表面上的污物和防粘连剂，除此之外，还可使聚乙烯醇系薄膜溶胀，防止染色斑等不均匀现象。拉伸既可以在用碘染色之后进行，也可以一边染色一边进行拉伸，或者也可以在拉伸之后用碘进行染色。也可以在硼酸或碘化钾等的水溶液中或水浴中进行拉伸。
作为形成设置在上述偏振镜的一面或两面上的透明保护薄膜的材料，优选使用透明性、机械强度、热稳定性、水分遮蔽性、各向同性等优良的材料。可以举例为聚对苯二甲酸乙二醇酯或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酸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，作为形成上述透明保护薄膜的聚合物的例子，还可以举例为聚乙烯、聚丙烯、具有环状或降冰片烯结构的聚烯烃、乙烯-丙烯共聚物之类的聚烯烃系聚合物；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；乙烯基醇系聚合物，偏氯乙烯系聚合物；聚乙烯醇缩丁醛系聚合物；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。透明保护薄膜还可以形成为丙烯酸系、氨基甲酸酯系、丙烯酸氨基甲酸酯系、环氧系、硅酮系等热固化型、紫外线固化型的树脂的固化层。对透明保护薄膜的厚度没有特别限制，但通常为500μm，优选为1～300μm。特别优选为5～200μm。
从偏振特性和耐久性等观点来看，作为透明保护薄膜，优选三乙酰纤维素等纤维素系聚合物。特别优选三乙酰纤维素薄膜。其中，当在偏振镜的两侧设置保护薄膜时，其内外侧可以使用由相同聚合物材料构成的透明保护薄膜，也可以使用由不同聚合物材料等构成的保护薄膜。
另外，可以举出特开2001-343529号公报(WO01/37007)中所述的聚合物薄膜，如含有(A)侧链上具有取代和/或未取代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。作为具体的例子，可以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。作为薄膜可以使用由树脂组合物的混合挤压品等构成的薄膜。
另外，透明保护薄膜最好尽量不着色。因此，优选使用的保护薄膜是用Rth＝[(nx+ny)/2-nz]·d(其中，nx、ny是薄膜平面内的主折射率，nz是薄膜厚度方向的折射率，d是薄膜)表示的薄膜厚度方向的相位差值为-90nm～+75nm的薄膜。通过使用厚度方向的相位差值(Rth)为-90nm～+75nm的薄膜，可以几乎完全消除由保护薄膜引起的偏振片的着色(光学着色)。厚度方向相位差值(Rth)进一步优选为-80nm～+60nm，特别优选-70nm～+45nm。
在上述透明保护薄膜的没有粘接偏振镜的面上，可以实施硬涂层或防反射处理、防粘连、以扩散或防眩为目的的处理。
实施硬涂层处理的目的是防止偏振片的表面损坏等，例如可以通过在透明保护薄膜的表面上附加由丙烯酸系、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薄膜等来完成。此外，实施防粘连处理的目的是防止与相邻层的粘附另外，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过光的辨识等，例如，可以通过采用喷砂方式或压纹加工方式的粗面化方式以及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。作为在上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、氧化锑等构成的可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重量份的形成表面微细凹凸结构的透明树脂，通常为大约2～50重量份，优选5～25重量份。防眩层也可以兼用作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，上述防反射层、防粘连层、扩散层和防眩层等除了可以设置为透明保护薄膜自身以外，还可以作为其他的光学层而与透明保护薄膜分开设置。
在上述偏振镜和透明保护薄膜的粘接处理中，使用异氰酸酯系胶粘剂、聚乙烯醇系胶粘剂、明胶系胶粘剂、乙烯基系乳胶系、水系聚酯等。
作为光学补偿层12，可以举出相位差薄膜、液晶取向层等。光学补偿层12通常借助胶粘剂层、或者不借助胶粘剂层直接在偏振片11上层叠。
作为相位差薄膜，使用在面方向上沿二轴拉伸的具有双折射的聚合物薄膜、在面方向沿一轴拉伸且在厚度方向也拉伸的对厚度方向折射率进行控制的具有双折射的聚合物或者倾斜取向薄膜等二方向拉伸薄膜等。作为倾斜取向薄膜，可举出例如在聚合物薄膜上粘接热收缩薄膜后在因加热形成的收缩力的作用下，对聚合物薄膜进行了拉伸处理和/或收缩处理的薄膜等。
作为相位差薄膜的材料，可以举出聚碳酸酯、乙酸纤维素、聚醚酮、聚砜、聚酯、聚乙烯醇、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚芳酯、聚酰胺、降冰片烯系树脂等。另外，可以举出透明聚酰亚胺膜等。对相位差薄膜的厚度没有特别限定，优选10～150μm程度。
作为液晶取向层，例如，可以优选使用出现向列相、碟状液晶相、胆甾醇型液晶相、圆盘状液晶相作为液晶相的液晶取向层。这些液晶取向层可以举出水平取向层、倾斜取向层、混合取向层等。作为液晶取向层，优选使用对圆盘状液晶相进行倾斜取向的液晶取向层。液晶取向层的厚度没有特别限定，优选为1～50μm程度。
液晶取向层例如可以由在使聚合性液晶材料取向后通过聚合而固定化了的聚合物形成。聚合性液晶材料的取向例如是通过在对聚酰亚胺或者聚乙烯醇等薄膜表面进行摩擦处理后的薄膜、将氧化硅斜方蒸镀的薄膜等取向膜上展开聚合性液晶材料的溶液并实施热处理而进行。对聚合方法没有特别限定，可以采用基于紫外线的自由基聚合法。在采用紫外线的自由基聚合法中，光聚合引发剂配合在聚合性液晶材料的溶液中。另外，液晶取向层可以通过在取向膜上使液晶聚合物倾斜取向等而获得。形成取向膜的基板可以不受限制地使用一直以来使用的各种材料。例如可以举出与用于偏振片的透明保护薄膜相同的材料。在将透明保护薄膜用作形成取向膜的基板的情况下，通过将形成有液晶取向层的透明保护薄膜直接用作偏振镜的透明保护薄膜，可以形成带光学补偿层的偏振片1。如上所述，作为本发明的光学补偿层12，优选将三乙酰纤维素作为基板形成液晶取向层。
另一方面，作为光学补偿薄膜2，可以例示与光学补偿层12一样的相位差薄膜、液晶取向层。其中，优选对高分子材料进行拉伸处理的相位差薄膜。其中，优选使用了降冰片烯系树脂的相位差薄膜。使用了降冰片烯系的相位差薄膜优选利用均匀拉伸来制作。
作为用于粘合剂层A以及粘合剂层B的粘合剂，可以没有特别限定地使用具有所述拉伸弹性模量的粘合剂。例如，可以举例为橡胶系粘合剂、丙烯酸系粘合剂、硅酮系粘合剂、氨基甲酸酯系粘合剂、乙烯基烷基醚系粘合剂、聚乙烯醇系粘合剂、聚乙烯吡咯烷酮系粘合剂、聚丙烯酰胺系粘合剂、纤维素系粘合剂等。其中，优选透明性、耐气候性、耐热性等出色的丙烯酸系粘合剂。其中，在使粘合剂层成为重叠层的情况下，可以组合同种或者不同种系的粘合剂层。
丙烯酸系粘合剂例如含有丙烯酸系聚合物以及多官能性化合物。粘合剂层可以由这种组合物的交联物形成。
丙烯酸系聚合物将(甲基)丙烯酸烷基酯的单体单元作为主骨架。其中，(甲基)丙烯酸酯是指丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯，与本发明的(甲基)是同样的意思。构成丙烯酸系聚合物的主骨架的(甲基)丙烯酸烷基酯的烷基的平均碳原子数为1～12左右，而作为(甲基)丙烯酸烷基酯的具体例子，可以举出(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸异辛酯等，且这些化合物可以单独或者组合使用。其中，更优选使用烷基的平均碳原子数在3～8左右的(甲基)丙烯酸烷基酯。
在所述丙烯酸系聚合物上优选共聚具有与多官能性化合物反应的官能团的单体。作为具有官能团的单体，可举出含有羧基、羟基、环氧基等的单体。作为具有羧基的单体，可以举出丙烯酸、甲基丙烯酸、富马酸、马来酸、衣康酸等。作为具有羟基的单体，可以举出(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸羟丁酯、(甲基)丙烯酸羟己酯、N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺；作为含有环氧基的单体，可以举出(甲基)丙烯酸缩水甘油酯等。
另外，在所述丙烯酸系聚合物中，还可以导入具有N元素的单体单元等。作为含有N元素的单体，可以举出(甲基)丙烯酰胺、N，N-二甲基(甲基)丙烯酰胺、N，N-二乙基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酰基吗啉、(甲基)乙腈、乙烯基吡咯烷酮、N-环己基马来酰亚胺、衣康酰亚胺、N，N-二甲基氨基乙基(甲基)丙烯酰胺等。此外，在不损坏粘合剂性能的范围内，还可以在丙烯酸系聚合物中进一步使用醋酸乙烯酯、苯乙烯等改性单体。这些单体可以使用一种或者组合两种以上使用。
丙烯酸系聚合物中的所述共聚单体的单体单元的比例，没有特别限定，优选相对(甲基)丙烯酸烷基酯100重量份，使用共聚单体0.1～12重量份程度、进一步优选0.5～10重量份。
丙烯酸系聚合物的重均分子量(用GPC测定，以下相同)优选在50万以上。丙烯酸系聚合物的重均分子量通常是50～250万程度。所述丙烯酸系聚合物的制造可采用各种公知的方法，例如可以适宜选择本体聚合法、溶液聚合法、悬浮聚合法等自由基聚合法。作为自由基聚合引发剂，可以使用偶氮类、过氧化物类的各种公知物质，反应温度通常是50～85℃左右，反应时间是1～8小时程度。另外，在所述制造法当中，优选溶液聚合法，作为丙烯酸系聚合物的溶剂，一般使用醋酸乙酯、甲苯等极性溶剂。溶液浓度通常是20～80重量％程度。
另外，形成所述粘合剂层的粘合剂组合物含有多官能性化合物。作为多官能性化合物，可以举出有机类交联剂或者多官能性金属螯合物。作为有机类交联剂，可以使用环氧系交联剂、异氰酸酯系交联剂、亚胺系交联剂。多官能性金属螯合物是多价金属与有机化合物形成共价键或者配位键的物质。作为多价金属原子，可以举出Al、Cr、Zr、Co、Cu、Fe、Ni、V、Zn、In、Ca、Mg、Mn、Y、Ce、Sr、Ba、Mo、La、Sn、Ti等。作为进行共价结合或者配位结合的有机化合物中的原子，可以举出氧原子等；作为有机化合物，可以举出烷基酯、醇化合物、羧酸化合物、醚化合物、酮化合物等。
作为多官能性化合物相对于丙烯酸系聚合物的配合比例，没有特别限定，通常相对于丙烯酸系聚合物(固体成分)100重量份，多官能性化合物(固体成分)是0.01～6重量份程度，进一步优选是0.05～3重量份程度。
另外，根据需要，在不超出本发明目的的范围内，也可以在所述粘合剂组合物中适当使用增粘剂、增塑剂、玻璃纤维、玻璃珠、金属粉、由其他无机粉末等构成的填充剂、颜料、着色剂、填充剂、防氧化剂、紫外线吸收剂、硅烷偶合剂等各种添加剂。另外，也可以是含有微粒并显示光扩散性的粘合剂层等。
另外，作为丙烯酸系聚合物，使用重均分子量为50万以上的丙烯酸系聚合物(P1)，同时还可以配合低粘度成分。作为低粘度成分，优选使用增塑剂或低Tg树脂(Tg是-25℃以下)、与丙烯酸系聚合物(P1)的互溶性良好且重均分子量为10万以下的丙烯酸系聚合物(P2)。低粘度成分，优选丙烯酸系聚合物(P2)。丙烯酸系聚合物(P2)的重均分子量优选为5万以下，进一步优选为1万以下。
重均分子量为10万以下的丙烯酸系聚合物(P2)，可以使用将与所述丙烯酸系聚合物相同的(甲基)丙烯酸烷基酯的单体单元作为主骨架的物质，还可以使用将同样的共聚单体进行共聚的物质。对丙烯酸系聚合物(P2)的使用量没有特别限定，但相对于丙烯酸系聚合物(P1)(固体成分)100重量份，丙烯酸系聚合物(固体成分)为100重量份以下，优选为5～50重量份。
对粘合剂层A以及粘合剂层B的形成方法没有特别限定，可以采用在带光学补偿层的偏振片1上或者光学补偿薄膜2上涂布粘合剂(溶液)并干燥的方法、用形成有粘合剂层的脱模薄片进行转印的方法等。其中，形成粘合剂时的涂布方法除了可以采用流延方式或者涂敷方式等适宜的展开方式之外，还可以采用通过涂敷单体成分等的混合物等并进行放射线照射处理的方式。粘合剂层可以反复进行与重叠层相同的方式。另外，如图2所示，还可以借助粘合剂层在液晶显示面板上层叠光学补偿薄膜2、带光学补偿层的偏振片1。其中，为了提高与粘合剂层A、粘合剂层B的粘接性，可以在带光学补偿层的偏振片1上或者光学补偿薄膜2的表面上实施各种表面处理。对表面处理方法没有特别限定。对粘合剂层A和粘合剂层B(干燥膜厚)的厚度没有特别限定，优选粘合剂层A是5～100μm程度、粘合剂层B的厚度是10～50μm程度。
本发明的带粘合型光学补偿层的偏振片设置在液晶显示面板的至少一侧上。在本发明的带粘合型光学补偿层的偏振片上，除了上述之外，对实用时层叠的光学层没有特别限定，例如可以使用1层或者2层以上的例如反射板或者半透过板等用于形成液晶显示装置的光学层。尤其可以举出层叠反射板或者半透过反射板而成的反射型偏振片或者半透射型偏振片、或者在偏振片上进一步层叠亮度改善薄膜而成的偏振片。
反射型偏振片是在偏振片上设置反射层的偏振片，用于形成使来自辨识侧(显示侧)的入射光反射并显示的类型的液晶显示装置等，具有可以省略背光灯等光源的内置而容易使液晶显示装置薄型化等优点。反射型偏振片的形成，根据需要可以通过借助透明保护层等在偏振片的一面上设置由金属等构成的反射层的方式等适宜方式进行。
作为反射型偏振片的具体例子，可以举例为根据需要通过在经消光处理的保护薄膜的一面上，附设由铝等反射性金属组成的箔或蒸镀膜而形成了反射层的偏振片等。另外，还可以举例为通过使上述保护薄膜含有微粒而形成表面微细凹凸结构，并在其上具有微细凹凸结构的反射层的反射型偏振片等。上述的微细凹凸结构的反射层通过漫反射使入射光扩散，由此防止定向性和外观发亮，具有可以抑制明暗不均的优点等。另外，含有微粒的保护薄膜还具有当入射光及其反射光透过它时可以通过扩散进一步抑制明暗不均的优点等。反映保护薄膜的表面微细凹凸结构的微细凹凸结构的反射层的形成，例如可以通过用真空蒸镀方式、离子镀方式及溅射方式等蒸镀方式或镀覆方式等适当的方式在透明保护层的表面上直接附设金属的方法等进行。
作为代替将反射板直接附设在上述偏振片的保护薄膜上的方法，还可以在以该透明薄膜为基准的适当的薄膜上设置反射层形成反射片等使用。还有，由于反射层通常由金属组成，所以从防止由于氧化而造成的反射率的下降，进而长期保持初始反射率的观点和避免另设保护层的观点等来看，优选用保护薄膜或偏振片等覆盖其反射面的使用形式。
还有，在上述中，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来获得。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。也就是说，半透过型偏振片在如下类型的液晶显示装置等的形成中十分有用，即，在明亮的环境下可以节约使用背光灯等光源的能量，在比较暗的环境下也可以利用内置光源的类型的液晶显示装置等的形成中非常有用。
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以使用。亮度改善薄膜是显示如下特性的薄膜，即，当由液晶显示装置等的背光灯或来自背面侧的反射等，有自然光入射时，反射规定偏振轴的直线偏振光或规定方向的圆偏振光，而使其他光透过，因此将亮度改善薄膜与偏振片层叠而成的偏振片可使来自背光灯等光源的光入射，而获得规定偏振状态的透过光，同时，所述规定偏振状态以外的光不能透过，被予以反射。借助设于其后侧的反射层等再次反转在该亮度改善薄膜面上反射的光，使之再次入射到亮度改善薄膜上，使其一部分或全部作为规定偏振状态的光而透过，从而增加透过亮度改善薄膜的光，同时向偏振镜提供难以吸收的偏振光，从而增加可以在液晶显示图像的显示等中利用的光量，并由此可以提高亮度。即，在不使用亮度改善薄膜而用背光灯等从液晶单元的背面侧穿过偏振镜而使光入射的情况下，具有与偏振镜的偏振轴不一致的偏振方向的光基本上被偏振镜所吸收，因而无法透过偏振镜。即，虽然会因所使用的偏振镜的特性而有所不同，但是大约50％的光会被偏振镜吸收掉，因此在液晶显示装置等中可以利用的光量也将相应地减少，导致图像变暗。由于亮度改善薄膜反复进行如下操作，即，使具有可以被偏振镜吸收的偏振方向的光不入射到偏振镜上，而是使该类光在亮度改善薄膜上发生反射，进而借助设于其后侧的反射层等完成反转，使光再次入射到亮度改善薄膜上，这样，亮度改善薄膜只使在这两者间反射并反转的光中的、其偏振方向变为可以通过偏振镜的偏振方向的偏振光透过，同时将其提供给偏振镜，因此可以在液晶显示装置的图像的显示中有效地使用背光灯等的光，从而可以使画面明亮。
在亮度改善薄膜和上述反射层等之间也可以设置扩散板。由亮度改善薄膜反射的偏振状态的光朝向所述反射层等，所设置的扩散板可将通过的光均匀地扩散，同时消除偏振状态而成为非偏振状态。即，扩散板使偏振光恢复到原来的自然光状态。将该非偏振状态即自然光状态的光射向反射层等，借助反射层等反射后，再次通过扩散板而又入射到亮度改善薄膜上，如此反复进行。由此通过在亮度改善薄膜和上述反射层等之间设置使偏振光恢复到原来的自然光状态的扩散板，可以在维持显示画面的亮度的同时，减少显示画面的亮度的不均，从而可以提供均匀并且明亮的画面。通过设置该扩散板，可以适当增加初次入射光的重复反射次数，并利用扩散板的扩散功能，可以提供均匀的明亮的显示画面。
作为上述亮度改善薄膜，例如可以使用电介质的多层薄膜或折射率各向异性不同的薄膜多层层叠体之类的显示出使规定偏振轴的直线偏振光透过而反射其他光的特性的薄膜、胆甾醇型液晶聚合物的取向膜或在薄膜基材上支撑了该取向液晶层的薄膜之类的显示出将左旋或右旋中的任一种圆偏振光反射而使其他光透过的特性的薄膜等适宜的薄膜。
因此，通过利用使上述的规定偏振轴的直线偏振光透过的类型的亮度改善薄膜，使该透过光直接沿着与偏振轴一致的方向入射到偏振片上，可以在抑制由偏振片造成的吸收损失的同时，使光有效地透过。另一方面，利用胆甾醇型液晶层之类的使圆偏振光透过的类型的亮度改善薄膜，虽然也可以直接使光入射到偏振镜上，但是，从抑制吸收损失这一点考虑，最好借助相位差板对该圆偏振光进行直线偏振光化，之后再入射到偏振片上。而且，通过使用1/4波长板作为该相位差板，可以将圆偏振光变换为直线偏振光。
在可见光区域等较宽波长范围中能起到1/4波长板作用的相位差板，例如可以利用以下方式获得，即，将相对于550nm波长的浅色光能起到1/4波长板作用的相位差层和显示其他的相位差特性的相位差层例如能起到1/2波长板作用的相位差层进行重叠的方式等。所以，配置于偏振片和亮度改善薄膜之间的相位差板可以由1层或2层以上的相位差层构成。
还有，就胆甾醇型液晶层而言，也可以组合不同反射波长的材料，构成重叠2层或3层以上的配置构造，由此获得在可见光区域等较宽的波长范围内反射圆偏振光的构件，从而可以基于此而获得较宽波长范围的透过圆偏振光。
另外，偏振片如同上述的偏振光分离型偏振片，可以由层叠了偏振片和2层或3层以上的光学层的构件构成。因此，也可以是组合上述反射型偏振片或半透过型偏振片和相位差板而成的反射型椭圆偏振片或半透过型椭圆偏振片等。
液晶显示装置可以根据以往的方法形成。即，一般来说，液晶显示装置可以通过适宜地组合液晶单元和所述带粘合型光学补偿层的偏振片等，以及根据需要而加入的照明系统等构成部件并装入驱动电路等而形成。
通过本发明可以形成在液晶单元的一侧或两侧配置了所述带粘合型光学补偿薄层的偏振片的液晶显示装置、在照明系统中使用了背光灯或反射板的装置等适宜的液晶显示装置。此时，本发明的带粘合型光学补偿薄层的偏振片可以设置在液晶单元的一侧或两侧上。当在两侧设置时，它们既可以是相同的材料，也可以是不同的材料。另外，在形成液晶显示装置时，可以在适宜的位置上配置1层或2层以上的例如扩散板、防眩层、防反射膜、保护板、棱镜阵列、透镜阵列薄片、光扩散板、背光灯等适宜的构件。
接着，对有机电致发光装置(有机EL显示装置)进行说明。一般来说，有机EL装置在透明基板上依次层叠透明电极、有机发光层和金属电极而形成发光体(有机电致发光体)。这里，有机发光层是各种有机薄膜的层叠体，已知有例如由三苯基胺衍生物等构成的空穴注入层和由蒽等荧光性的有机固体构成的发光层的层叠体、或此种发光层和由二萘嵌苯衍生物等构成的电子注入层的层叠体、或者这些空穴注入层、发光层及电子注入层的层叠体等各种组合。
有机EL显示装置根据如下的原理进行发光，即，通过在透明电极和金属电极上加上电压，向有机发光层中注入空穴和电子，由这些空穴和电子的复合而产生的能量激发荧光物质，被激发的荧光物质回到基态时，就会放射出光。其中的复合机理与一般的二极管相同，由此也可以推测出，电流和发光强度相对于外加电压显示出伴随整流性的较强的非线性。
在有机EL显示装置中，为了取出有机发光层中产生的光，至少一方的电极必须是透明的，通常将由氧化铟锡(ITO)等透明导电体制成的透明电极作为阳极使用。另一方面，若要使电子的注入容易从而提高发光效率，在阴极上使用功函数较小的物质是十分重要的，通常使用Mg-Ag、Al-Li等金属电极。
在具有这种构成的有机EL显示装置中，有机发光层由厚度为10nm左右的极薄的膜构成。因此，有机发光层也与透明电极一样，使光基本上完全地透过。其结果，在不发光时从透明基板的表面入射并透过透明电极和有机发光层而在金属电极反射的光会再次向透明基板的表面侧射出，因此，当从外部进行辨识时，有机EL装置的显示面如同镜面。
在包含如下所述的有机电致发光体的有机EL显示装置中，可以在透明电极的表面侧设置偏振片，同时在这些透明电极和偏振片之间设置相位差板，上述有机电致发光体中，在通过施加电压而进行发光的有机发光层的表面侧设有透明电极，同时在有机发光层的背面侧设有金属电极。
由于相位差板以及偏振片具有使从外部入射并在金属电极反射的光成为偏振光的作用，因此由该偏振光作用，具有使得从外部无法辨识出金属电极的镜面的效果。特别是，采用1/4波长板构成相位差板并且将偏振片和相位差板的偏振方向的夹角调整为π/4时，可以完全遮蔽金属电极的镜面。
即，入射到该有机EL显示装置的外部光因偏振片的存在而只有直线偏振光成分透过。该直线偏振光一般会被相位差板转换成椭圆偏振光，而当相位差板为1/4波长板并且偏振片和相位差板的偏振方向的夹角为π/4时，就会成为圆偏振光。
该圆偏振光透过透明基板、透明电极、有机薄膜，在金属电极上反射，之后再次透过有机薄膜、透明电极、透明基板，由相位差板再次转换成直线偏振光。由于该直线偏振光与偏振片的偏振方向正交，因此无法透过偏振片。其结果可以完全遮蔽金属电极的镜面。
以下，利用实施例详细说明本发明，但本发明并不被这些实施例所限定。重均分子量是采用凝胶渗透色谱法(GPC法)求出的值。
(拉伸弹性模量的测定)粘合剂层的拉伸弹性模量通过以下方法求出，即，涂布粘合剂层使其厚度为1mm，层叠，切成5mm×10mm大小，在23℃下，使用拉伸试验装置(AUTOGRAPH，岛津制作所制)，在拉伸速度300mm/分，夹盘(chuck)间距10mm的条件下，求出应力-应变曲线，进而求出弹性模量。
(粘合剂组合物的调制)使丙烯酸丁酯100重量份、丙烯酸1重量份、以及偶氮二异丁腈0.2重量份在醋酸乙酯溶剂中且在60℃下进行7小时的反应，获得固体成分30重量％的丙烯酸系聚合物溶液。在上述丙烯酸系聚合物溶液中，相对聚合物固体成分100重量份，添加聚丙烯酸丁酯(重均分子量3000，Tg-40℃)20重量份，三羟甲基丙烷亚苄基二异氰酸酯(三井武田化学公司制，タケネ一トD110N)0.1重量份、硅烷偶合剂(信越化学公司制，KBM-403)0.1份，调制粘合剂组合物。该粘合剂组合物的拉伸弹性模量是0.07MPa。
(带光学补偿层的偏振片)使用将厚80μm的聚乙烯醇薄膜在碘水溶液中拉伸至5倍而获得的薄膜作为偏振镜。借助胶粘剂在该偏振镜的一侧上粘接三乙酰纤维素薄膜(厚80μm)，作为偏振片。另一方面，借助胶粘剂在该偏振镜的另一个面上粘接使圆盘状液晶聚合物倾斜取向而成的带光学补偿层的三乙酰纤维素薄膜(厚110μm)。将此作为带光学补偿层的偏振片。
(带粘合型光学补偿层的偏振片)将上述带光学补偿层的偏振片和由降冰片烯系树脂的拉伸薄膜构成的光学补偿薄膜(JSR社制，ARTON薄膜)切成规定的轴角度和尺寸。如图2所示，将它们层叠在TFT-LCD单元的两面，以形成粘合剂层B/光学补偿薄膜2/粘合剂层A/带光学补偿层的偏振片1的构造。带光学补偿层的偏振片1的层叠是使光学补偿层成为粘合剂层A侧。在粘合剂层A、粘合剂层B的形成中使用上述粘合剂组合物并涂布，使干燥后的厚度为25μm。
(粘合剂组合物的调制)
在实施例1中，不添加聚丙烯酸丁酯(重均分子量3000，Tg-40℃)20重量份，且将三羟甲基丙烷亚苄基二异氰酸酯的使用量改成0.2重量份，除此之外，与实施例1相同地调制粘合剂组合物。该粘合剂组合物的拉伸弹性模量是0.15MPa。
(带粘合型光学补偿层的偏振片)在实施例1中，在形成粘合剂层A、粘合剂层B时使用上述粘合剂组合物，除此之外，与实施例1相同，在TFT-LCD单元的两面上进行层叠并使其成为粘合剂层B/光学补偿薄膜2/粘合剂层A/带光学补偿层的偏振片1。
(带粘合型光学补偿层的偏振片)在实施例1中，在形成粘合剂层A时使用实施例1中所调制的粘合剂组合物(弹性模量0.07MPa)，在形成粘合剂层B时使用比较例1中所调制的粘合剂组合物(弹性模量0.15MPa)，除此之外，与实施例1相同，在TFT-LCD单元的两面上进行层叠并使其成为粘合剂层B/光学补偿薄膜2/粘合剂层A/带光学补偿层的偏振片1。
将在实施例和比较例中获得的LCD面板在60℃的环境下和50℃/90％RH的环境下分别投入48小时。此后，在室温环境下(25℃)下，使用ミノルタ株式会社制的液晶色分布测定装置CA-1000，测定面内的亮度，并求出面内亮度的标准差。标准差越小，则表明显示不均良好。结果如表1所示。
表1
工业上的可利用性本发明的带粘合型光学补偿层的偏振片有助于改善液晶显示装置的视角特性，其可以设置在液晶显示面板的至少一侧上。另外，还能适用于有机EL、PDP等各种图像显示装置中。
权利要求
1.一种带粘合型光学补偿层的偏振片，借助粘合剂层(A)对带光学补偿层的偏振片(1)和光学补偿薄膜(2)进行粘接，且在所述光学补偿薄膜(2)的相对所述粘合剂层(A)的相反面上具备粘合剂层(B)，其特征是所述粘合剂层(A)和粘合剂层(B)在23℃下的拉伸弹性模量都是0.1MPa以下。
2.如权利要求1所述的带粘合型光学补偿层的偏振片，其特征是光学补偿薄膜(2)是使用了降冰片烯系树脂的光学补偿薄膜。
3.如权利要求1或者2所述的带粘合型光学补偿层的偏振片，其特征是带光学补偿层的偏振片(1)在偏振片上层叠将三乙酰纤维素薄膜作为基板的液晶取向层以作为光学补偿层。
4.如权利要求1～3中任何一项所述的带粘合型光学补偿层的偏振片，其特征是所述粘合剂层(A)和粘合剂层(B)都是由含有重均分子量为50万～250万的丙烯酸系聚合物(P1)、重均分子量为10万以下的丙烯酸系聚合物(P2)以及多官能性化合物的组合物的交联物形成。
5.一种图像显示装置，其特征是使用权利要求1～4中任何一项所述的带粘合型光学补偿层的偏振片。
全文摘要
本发明提供一种带粘合型光学补偿层的偏振片，借助粘合剂层(A)对带光学补偿层的偏振片(1)和光学补偿薄膜(2)进行粘接，且在所述光学补偿薄膜(2)的相对所述粘合剂层(A)的相反面上具备粘合剂层(B)，其特征是所述粘合剂层(A)和粘合剂层(B)在23℃下的拉伸弹性模量都是0.1MPa以下。这种带粘合型光学补偿层的偏振片，即使在高温或者高温高湿的环境下放置也能将显示不均抑制在较小。
文档编号C09J7/02GK1739046SQ200480002498
公开日2006年2月22日 申请日期2004年1月26日 优先权日2003年1月27日
发明者小笠原晶子, 佐竹正之 申请人:日东电工株式会社