CN101061401A - 偏振片及使用了它的图像显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了偏振片及使用它的图像显示装置，该偏振片中偏振镜与保护薄膜间的粘接性优良，在高温高湿下具有非常优良的耐久性，且具有优良外观。本发明的偏振片具备有：偏振镜、粘接剂层、易粘接剂层、及由将环状烯烃系树脂作为主成分含有的薄膜所构成的保护薄膜；该易粘接剂层中含有具反应性官能团的硅烷，其厚度为1～50nm。本发明的图像显示装置具备有此种偏振片。

Description

偏振片及使用了它的图像显示装置
技术领域
本发明涉及偏振片及使用了它的图像显示装置。更详细而言，本发明涉及偏振镜(polarizer)与保护薄膜间的粘接性优良、在高温高湿下具有非常优良的耐久性且具有优良外观的偏振片及使用了它的图像显示装置。
背景技术
作为具有代表性的图像显示装置的液晶显示装置，由于其图像形成方式，必须在液晶单元二侧配置偏振片。作为这种偏振片，一般使用经过如下的步骤形成的部件，即，将聚乙烯醇(PVA)系薄膜利用碘或二色性染料等二色性物质施行染色及拉伸而形成偏振镜之后，再于该偏振镜双面上使用PVA系粘接剂贴合上三乙酰基纤维素(TAC)等保护薄膜而所构成的部件。
但是，因为TAC的耐湿热性尚嫌不足，因而若把将TAC使用为保护薄膜的偏振片在高温及/或高湿下使用，便将产生偏振片性能(例如：偏振度、色相)降低的问题。而且，TAC薄膜会对斜向入射光产生相位差。近年来随着液晶显示器的大型化，此种因相位差所造成的、对视角特性的影响越来越显著。
为解决上述问题，便有人提出作为保护薄膜材料用环状聚烯烃系树脂取代TAC的方案。环状聚烯烃系树脂的透湿性较低，且其薄膜几乎不会发生斜向相位差。但是，环状聚烯烃系树脂对PVA系粘接剂的粘接性尚嫌不足。
为解决此种问题，便有人提出将环状烯烃系树脂的保护薄膜与PVA偏振镜利用丙烯酸系粘接剂进行粘接的方法(参照专利文献1)。但是，此种方法必须施行加热压接，且在加热方面也需要较长的时间。其结果，PVA偏振镜将会变色，导致偏振度明显降低的问题。此外，将因加热过程中需要长时间，也将导致生产效率降低且偏振片变形的问题。另一方面，有人提出了在热塑性饱和降冰片烯树脂薄膜上层叠有聚氨酯树脂层与聚乙烯醇层的偏振片保护薄膜、以及将该保护薄膜与PVA偏振镜利用聚乙烯醇系粘接剂进行粘接的偏振片(参照专利文献2)。但是，此偏振片中存在将保护薄膜与PVA偏振镜相粘接时发生大量的色飘(floating)或纹斑的问题。结果，所得偏振片的外观将无法稳定，合格率较差，因而有欠缺生产性的问题。
专利文献1：日本专利特开平5-212828号公报
专利文献2：日本专利特开2001-174637号公报
发明内容
本发明是为解决上述的以往存在的问题而所完成的，其目的在于提供偏振镜与保护薄膜间的粘接性优良、在高温高湿下具有非常优良的耐久性且具有优良外观的偏振片及使用了它的图像显示装置。
本发明的偏振片具备有：偏振镜、粘接剂层、易粘接剂层、及由将环状烯烃系树脂作为主成分含有的薄膜所构成的保护薄膜；该易粘接剂层含有具反应性官能团的硅烷，且其厚度为1～50nm。
较佳实施形态中，上述硅烷被选自：含异氰酸酯基的烷氧基硅烷类、含氨基的烷氧基硅烷类、含巯基的烷氧基硅烷类、含羧基的烷氧基硅烷类、含环氧基的烷氧基硅烷类、含乙烯基型不饱和基的烷氧基硅烷类、含卤素基的烷氧基硅烷类及含三聚异氰酸酯基的烷氧基硅烷类中。更佳的实施形态中，上述硅烷为含氨基的烷氧基硅烷类。
较佳实施形态中，上述偏振片在上述偏振镜的、与上述保护薄膜相反的一侧还具有第2保护薄膜，而该第2保护薄膜由将三乙酰基纤维素为主成分的薄膜所构成。
依照本发明还可以提供一种图像显示装置。此图像显示装置具备有上述偏振片。
依照本发明还可以提供一种液晶显示装置。此液晶显示装置具备有：液晶单元、以及配置于该液晶单元至少一侧的上述偏振片；而该偏振片的由将环状烯烃系树脂作为主成分含有的薄膜所构成的保护薄膜，配置于该液晶单元侧。
(发明效果)
如上所述，依照本发明，通过在保护薄膜的偏振镜侧形成含具反应性官能团的硅烷的易粘接层，且将该易粘接层厚度设为非常薄的状态，便可获得偏振镜与保护薄膜间的粘接性优良、在高温高湿下具有非常优良的耐久性且具有优良外观的偏振片。上述的观点是将含有特定的硅烷且具有极薄的易粘接层的偏振片实际应用于高温高湿状态下之后才得出的，可称其为预想不到的出色效果。
附图说明
图1为本发明较佳实施形态的偏振片的截面示意图。
图2为本发明较佳实施形态的液晶显示装置的截面示意图。
图中，
10       液晶单元
11、11’ 玻璃基板
12       液晶层
13       间隔物
20、20’ 相位差薄膜
30、30’ 偏振片
31       偏振镜
32       粘接剂层
33       易粘接层
34       保护薄膜
100      液晶显示装置
具体实施方式
以下，针对本发明较佳实施形态进行说明，但本发明并不仅局限于这些实施形态。
A.偏振片
A-1.偏振片的大致结构
图1是本发明较佳实施形态的偏振片的截面示意图。偏振片30依序具有：偏振镜31、粘接剂层32、易粘接剂层33及保护薄膜34。在实际应用时，偏振片30可以在偏振镜31的与保护薄膜34相反的一侧具有隔着粘接剂层35贴附的第2保护薄膜36。
A-2.保护薄膜
保护薄膜34由将环状烯烃系树脂作为主成分含有的薄膜所构成。在本说明书中，所谓「作为主成分含有」是指薄膜中含有达整体50重量％以上比例的环状烯烃系树脂，优选60重量％以上，尤以70重量％以上为佳。环状烯烃系树脂是以环状烯烃为聚合单元进行聚合的树脂的统称，例如日本专利特开平3-14882号公报、特开平3-122137号公报等中所记载的树脂。作为具体例，可举例如：环状烯烃的开环(共)聚合物、环状烯烃的加成聚合物、环状烯烃与乙烯、丙烯等α-烯烃的共聚物(代表者为无规共聚物)、及将这些利用不饱和羧酸或其衍生物施行改性的接枝改性物、以及这些的氢化物。作为环状烯烃的具体例有如：降冰片烯系单体。
作为上述降冰片烯系单体，可举例如：降冰片烯、及其烷基及/或亚烷基取代物，例如：5-甲基-2-降冰片烯、5-二甲基-2-降冰片烯、5-乙基-2-降冰片烯、5-丁基-2-降冰片烯、5-亚乙基-2-降冰片烯等，这些的卤素等极性基的取代物；二环戊二烯、2，3-二氢化二环戊二烯等；二甲桥八氢化萘、其烷基及/或亚烷基取代物、及卤素等极性基的取代物，例如：6-甲基-1，4：5，8-二甲桥-1，4，4a，5，6，7，8，8a-八氢化萘、6-乙基-1，4：5，8-二甲桥-1，4，4a，5，6，7，8，8a-八氢化萘、6-亚乙基-1，4：5，8-二甲桥-1，4，4a，5，6，7，8，8a-八氢化萘、6-氯-1，4：5，8-二甲桥-1，4，4a，5，6，7，8，8a-八氢化萘、6-氰基-1，4：5，8-二甲桥-1，4，4a，5，6，7，8，8a-八氢化萘、6-吡啶基-1，4：5，8-二甲桥-1，4，4a，5，6，7，8，8a-八氢化萘、6-甲氧羰基-1，4：5，8-二甲桥-1，4，4a，5，6，7，8，8a-八氢化萘等；环戊二烯的三～四聚物，例如4，9：5，8-二甲桥-3a，4，4a，5，8，8a，9，9a-八氢-1H-苯并茚、4，11：5，10：6，9-三甲桥-3a，4，4a，5，5a，6，9，9a，10，10a，11，11a-十二氢-1H-环戊二烯并(cyclopenta)蒽等)。
在本发明中，在不损及本发明目的的范畴内，可并用能开环聚合的其它环烯烃类。作为此种环烯烃的具体例，有如：环戊烯、环辛烯、5，6-二氢化二环戊二烯等具有1个反应性双键的化合物。
上述环状烯烃系树脂的、根据使用甲苯溶剂的凝胶渗透层析(GPC)法所测得的数均分子量(Mn)，优选为25,000～200,000，尤以30,000～100,000为佳，更以40,000～80,000为佳。若数均分子量在上述范畴内，便可获得机械强度优良且溶解性、成形性、操作性良好的树脂。
当上述环状烯烃系树脂属于对降冰片烯系单体的开环聚合物施行氢化而所获得的物质时，氢化率优选为90％以上，尤以95％以上为佳，更以99％以上为佳。若在此范围内，可具备优良的耐热劣化性与耐光劣化性等。
关于上述环状烯烃系树脂，已有各种产品市售。作为具体例有如：日本ZEON公司制的商品名ZEONEX、ZEONOR的产品、JSR公司制的Arton、及TICONA公司制的Topas。
上述保护薄膜34中，可以根据需要再含有任意的合适的添加剂。添加剂的种类与使用量可根据目的再适当设定。作为添加剂的具体例有如：增塑剂、抗氧化剂、增粘剂(例如：萜烯树脂、酚醛树脂、萜烯-酚醛树脂、松香树脂、二甲苯树脂)、紫外线吸收剂、耐热稳定剂等。
保护薄膜34的厚度，具代表性的是在500μm以下，优选为1～300μm，尤以5～200μm为佳。
保护薄膜34的相位差值(面内相位差)越小越佳。这是因为此时可尽可能地降低对偏振片的偏振性能的影响。更具体而言，该相位差值优选在20nm以下，尤以10nm以下为佳，更以5nm以下为佳。
保护薄膜34的光线穿透率越大越好(换言之，100％最为理想)。在实用上，该光线穿透率优选为85％以上，尤以90％以上为佳，更以95％以上为佳。若光线穿透率达85％以上，将可充分确保偏振片的穿透光量，导致影响其实用的偏振性能的下降的可能性极低。
保护薄膜34在70℃、90％RH中的水蒸气穿透率，在厚度为25μm的条件下，优选在300g/m2·24hr以下，尤以200g/m2·24hr以下为佳，更以100g/m2·24hr以下为佳。若在此范围内，可获得具非常优良的耐久性的偏振片。另一方面，水蒸气穿透率优选在0.05g/m2·24hr以上，尤以0.1g/m2·24hr以上为佳。若在此范围内，在偏振片的制造过程中的干燥步骤中，含于偏振镜与粘接剂中的水分可以充分地穿透保护薄膜，所以因残留水分导致粘接性降低或偏振性能降低的可能性极低。
保护薄膜34的光弹性系数C[590](m2/N)的绝对值优选为2.0×10-13～2.0×10-11，尤以5.0×10-13～8.0×10-12为佳，更以2.0×10-12～6.0×10-12为佳，以2.0×10-12～5.0×10-12为最佳。通过具有此范围的光弹性系数，可抑制将偏振片使用于图像显示装置(特别是液晶显示装置)时的显示斑点。
在保护薄膜34的未贴合偏振镜的一面上，也可根据需要施行硬涂处理、防反射处理、抗粘连处理、扩散处理(也称「防眩处理」)。上述硬涂处理是为了防止偏振片表面遭受损伤等而施行的，通过将由任意适宜的紫外线固化型树脂(例如丙烯酸系、硅酮系)所形成的、硬度与平滑特性等优良的固化皮膜形成于保护薄膜表面上而施行处理。上述防反射处理是在防止偏振片表面发生外光反射的目的下实施的。上述抗粘连处理是为了防止与相接层间发生密接而实施的。上述防眩处理是为了防止在偏振片表面外光发生反射而阻碍偏振片穿透光的辨视等所施行的，可依任意适当方式(例如：砂磨方式或浮雕加工方式施行粗面化方式，或者调配入透明微粒子的方式)，对透明保护薄膜表面赋予微细凹凸构造而实施。防眩层(由防眩处理所形成的层)也可兼当用于将偏振片穿透光扩散而放大视角等的扩散层(视角放大功能等)。另外，此种处理针对第2保护薄膜36(后述)也可施行。
A-3.易粘接层
上述易粘接剂层33中含有具反应性官能团的硅烷。通过设置此种易粘接剂层，便可明显改善偏振镜31与保护薄膜34间的粘接性。作为具反应性官能团的硅烷具体例，可举例如：γ-异氰酸酯丙基(γ-isocyanatepropyl)三甲氧基硅烷、γ-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷、γ-异氰酸酯丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-异氰酸酯丙基甲基二甲氧基硅烷等含异氰酸酯基的烷氧基硅烷类；γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-氨基丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-(2-氨基乙基)胺基丙基三甲氧基硅烷、γ-(2-氨基乙基)胺基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-(2-氨基乙基)胺基丙基三乙氧基硅烷、γ-(2-氨基乙基)胺基丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-脲基丙基三甲氧基硅烷、N-苯基-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-苄基-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-乙烯基苄基-γ-氨基丙基三乙氧基硅烷等含氨基的烷氧基硅烷类；γ-巯基丙基三甲氧基硅烷、γ-巯基丙基三乙氧基硅烷、γ-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-巯基丙基甲基二乙氧基硅烷等含巯基的烷氧基硅烷类；γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、β-(3，4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、β-(3，4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷等含环氧基的烷氧基硅烷类；β-羧基乙基三乙氧基硅烷、β-羧基乙基苯基双(2-甲氧基乙氧基)硅烷、N-β-(羧甲基)胺基乙基-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷等含羧基的烷氧基硅烷类；乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-丙烯酰氧基丙基甲基三乙氧基硅烷等含乙烯基型不饱和基的烷氧基硅烷类；γ-氯丙基三甲氧基硅烷等含卤基的烷氧基硅烷类；三(三甲氧基硅烷基)三聚异氰酸酯等含三聚异氰酸酯基的烷氧基硅烷类、氨基改性甲硅烷基聚合物、甲硅烷基化氨基聚合物、不饱和氨基硅烷络合物、苯基胺基长链烷基硅烷、氨基甲硅烷基化硅酮、甲硅烷基化聚酯、及这些的衍生物等。
上述硅烷可根据保护薄膜种类、用于粘接保护薄膜与偏振镜间的粘接剂种类等而适当选择。例如当作为粘接剂使用PVA系水系粘接剂时，便优选选用如：γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-氨基丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-(2-氨基乙基)胺基丙基三甲氧基硅烷、γ-(2-氨基乙基)胺基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-(2-氨基乙基)胺基丙基三乙氧基硅烷、γ-(2-氨基乙基)胺基丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-脲基丙基三甲氧基硅烷、N-苯基-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-苄基-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-乙烯基苄基-γ-氨基丙基三乙氧基硅烷等含氨基的烷氧基硅烷类。理由是此时较容易形成光线穿透率、湿润性及粘接强度良好的易粘接层。其中，优选为如：γ-(2-氨基乙基)胺基丙基三乙氧基硅烷、γ-(2-氨基乙基)胺基丙基甲基二乙氧基硅烷。理由是此时容易形成具有特别优良的粘接强度的易粘接层。
易粘接层33的厚度为1～100nm，优选1～50nm，尤以10～50nm为佳。通过将易粘接层厚度设定在100nm以下，即便将所得偏振片在高温高湿状态下使用，也不会导致脱色、色飘、斑点及纹斑的产生。即，可以获得高温高湿下具有出色的外观维持性能和偏振度维持性能的偏振片。上述的观点是将含有特定的硅烷且具有极薄的易粘接层的偏振片实际应用于高温高湿状态下之后才得出的，可称其为预想不到的出色效果。
A-4.粘接剂层
作为构成上述粘接剂层32的粘接剂，在可良好地粘接保护薄膜34与偏振镜31的前提下，可采用任意的适当粘接剂。优选使用具有光学各向同性的粘接剂。作为此种粘接剂可举例如：聚乙烯醇(PVA)系粘接剂、聚氨酯系粘接剂、丙烯酸系粘接剂、环氧系粘接剂。例如当偏振镜属于PVA系薄膜时，便优选为含PVA系树脂的粘接剂。理由是与偏振镜的粘接性特别优良。作为PVA系树脂可采用任意的适当PVA系树脂。作为代表例有如：无取代PVA、具反应性较高的官能团的PVA。特别以具反应性较高的官能团的PVA为佳。理由是可进一步明显提高偏振片的耐久性。作为具反应性较高官能团的PVA的具体例有如：经乙酰乙酰基改性的PVA树脂。粘接剂中的粘合剂树脂(binder resin，例如PVA树脂)聚合度优选为100～3000。通过具有此范围的聚合度，可以使偏振镜与保护薄膜间的粘接性特别良好。粘接剂层32的厚度可根据使用偏振片的LCD的目的与用途再适当设定，优选为30～300nm，尤以50～150nm为佳。
构成上述粘接剂层的粘接剂，优选还含有交联剂。通过将粘合剂树脂与交联剂组合使用，可使粘接性与耐水性获得明显的改善。作为本发明所使用交联剂的具体例，有如：乙二醛、丙二醛、琥珀二醛、戊二醛、顺丁烯二醛、苯二甲醛等二醛类，其中优选为乙二醛；乙二胺、三乙二胺、六亚甲基二胺等具有2个亚烷基与氨基的亚烷基二胺类，其中优选为六亚甲基二胺；甲苯撑二异氰酸酯、氢化甲苯撑二异氰酸酯、三羟甲基丙烷-甲苯撑二异氰酸酯加成物、三苯基甲烷三异氰酸酯、亚甲基双(4-苯基甲烷三异氰酸酯)、异佛尔酮二异氰酸酯、及这些的酮肟嵌段物或酚嵌段物等异氰酸酯类；乙二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、甘油二或三缩水甘油醚、1，6-己二醇二缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、二缩水甘油苯胺、二缩水甘油胺等环氧类；甲醛、乙醛、丙醛、丁醛等单醛类；烷基化羟甲基脲、烷基化羟甲基三聚氰胺、乙酰胍胺、苯并胍胺与甲醛的缩合物等氨基-甲醛树脂，其中，优选为烷基化羟甲基三聚氰胺；以及钠、钾、镁、钙、铝、铁、镍等二价金属或三价金属的盐及其氧化物。交联剂的量相对于粘合剂树脂100重量份，优选以0.1～30重量份的比例使用。若未满0.1重量份，将有耐水性尚未充分改善的情况。若超过30重量份，将有可使用时间缩短、无法获得优良粘接性的情况。
A-5.偏振镜
作为偏振镜31，在不损及本发明效果的范畴内而可采用任意的适当偏振镜。作为偏振镜通常使用将聚合物薄膜用二色性物质(具代表性的有如：碘、二色性染料)施行染色并施行单轴拉伸的材料。作为形成偏振镜的聚合物薄膜，可使用任意适当聚合物薄膜。作为聚合物薄膜的代表例优选为如：聚乙烯醇(PVA)系薄膜、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)系薄膜、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物薄膜。优选为PVA系薄膜。理由是用二色性物质所施行的染色性较优良。构成聚合物薄膜的聚合物的聚合度优选为100～5000，尤以1400～4000为佳。构成偏振镜的聚合物薄膜可依任意适当方法(例如，对将树脂溶解于水或有机溶剂中而成的溶液施行流延成膜的流涂法，或如：浇铸法、挤出法)进行成形。偏振镜的厚度可根据使用偏振片的LCD的目的与用途再适当设定，具代表性的为5～80μm。
A-6.第2保护薄膜
作为第2保护薄膜36，在不损及本发明效果的范畴内而可采用任意的适当保护薄膜。作为构成第2保护薄膜36的材料具体例，可举例如：纤维素系聚合物(例如：二乙酰基纤维素、三乙酰基纤维素)、丙烯酸系聚合物(例如：聚甲基丙烯酸甲酯)、苯乙烯系聚合物(例如：聚苯乙烯、丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS树脂))、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、偏二氯乙烯系聚合物、聚乙烯醇缩丁醛系聚合物、聚氧亚甲基系聚合物、环氧系聚合物。这些可单独使用1种，或组合使用2种以上。此外，也可使用将丙烯酸系、尿烷系、环氧系、硅酮系等热固化型或紫外线固化型树脂薄膜化的材料。而且，还可使用如同上述A-2项中所记载保护薄膜34的保护薄膜。优选为纤维素系聚合物薄膜，特别以三乙酰基纤维素(TAC)薄膜为佳。通过将此种保护薄膜使用为第2保护薄膜36，便可进一步改善高温高湿下的外观维持性能和偏振度维持性能。这是因为TAC薄膜具有适度的水蒸气穿透率(换言之，相较于环状烯烃系树脂薄膜为较大)，因而在偏振片的制造过程中，水分的蒸发将呈极佳状况，在制作完成偏振片时，不需要的水分会极其良好地被去除。换言之，通过在偏振镜的一侧使用环状烯烃系树脂的保护薄膜34，并在一侧上使用TAC的保护薄膜36，便可获得能很好防止从外部渗入水分且能将内部不需要的水分很好地排出的偏振片。第2保护薄膜36的厚度，具代表性的为500μm以下，优选为1～300μm，尤以5～200μm为佳。另外，将第2保护薄膜36与偏振镜31进行粘接的粘接剂层35可由任意的适当粘接剂构成。例如可以使用构成上述粘接剂层32的粘接剂。构成粘接剂层35与粘接剂层32的粘接剂可为相同也可互异。此外，在利用粘接剂层35所贴合的第2保护薄膜36表面上，也可形成易粘接剂层。该易粘接层系可由适当的任意材料所构成。例如可使用构成上述易粘接剂层33的材料。构成该易粘接剂层与易粘接剂层33的材料可为相同也可互异。
A-7.偏振片的制造方法
以下，针对本发明偏振片的制造方法的较佳一例进行说明。首先，制作偏振镜31。偏振镜的制造方法可根据目的、使用材料及条件等采用任意的适当方法。具代表性的可举出对聚合物薄膜(例如：PVA系薄膜)施行由膨润、染色、交联、拉伸、水洗及干燥步骤所构成的一连串制造步骤的方法。除干燥步骤外的各处理步骤中，通过将聚合物薄膜浸渍于含有各步骤中所使用的溶液的浴中而施行处理。膨润、染色、交联、拉伸、水洗及干燥的各项处理顺序、次数及实施的有无均可根据目的、使用材料及条件等再适当设定。例如可将数项处理在一个步骤中同时实施，也可省略特定的处理。更详言之，例如拉伸处理可在染色处理后实施，也可在染色处理前实施，也可同时施行膨润处理、染色处理及交联处理。此外，例如优选在拉伸处理前后施行交联处理。另外，例如水洗处理可在所有处理完成后均施行，也可仅在完成特定处理之后实施。
具有代表性的膨润步骤中，通过将上述聚合物薄膜浸渍于充满水的处理浴(膨润浴)中而实施。藉此处理，可洗净聚合物薄膜表面的脏污与抗粘连剂，且使聚合物薄膜膨润，并可防止发生染色斑点等不均匀性状况。在膨润浴中可适当添加甘油或碘化钾等。具代表性的膨润浴的温度为20～60℃左右，具代表性的浸渍于膨润浴中的时间为0.1～10分钟左右。
具代表性的染色步骤中，通过将上述聚合物薄膜浸渍于含碘等二色性物质的处理浴(染色浴)中而实施。作为染色浴溶液中所使用的溶剂，一般使用水，但是也可适量添加与水具有相溶性的有机溶剂。相对于溶剂100重量份，具代表性的是以0.1～1.0重量份的比例使用二色性物质。当作为二色性物质使用碘时，染色浴溶液中优选还含有碘化物等辅助剂。理由是此时可以改善染色效率。就辅助剂的使用量而言，相对于溶剂100重量份，优选使用0.02～20重量份，尤以2～10重量份的比例为佳。作为碘化物的具体例有如：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。具代表性的染色浴温度为20～70℃左右，具代表性的浸渍于染色浴中的时间为1～20分钟左右。
具代表性的交联步骤中，将经上述染色处理的聚合物薄膜，浸渍于含交联剂的处理浴(交联浴)中而实施。作为交联剂可采用任意的适当交联剂。交联剂的具体例有如：硼酸、硼砂等硼化合物；乙二醛、戊二醛等。这些可单独使用1种或组合使用。作为交联浴溶液中所使用的溶剂，一般使用水，但是也可适量添加与水具有相溶性的有机溶剂。就交联剂的使用量而言，相对于溶剂100重量份，具代表性的是以1～10重量份的比例使用。当交联剂浓度未满1重量份的情况时，多数情况下将无法获得充分的光学特性。当交联剂浓度超过10重量份时，在拉伸时对薄膜所产生的拉伸力将变大，而有可能导致所获得偏振片发生收缩。交联浴溶液优选还含有碘化物等辅助剂。理由是此时较容易获得面内均匀的特性。辅助剂浓度优选为0.05～15重量％，尤以0.5～8重量％为佳。碘化物的具体例如同染色步骤的情况。具代表性的交联浴温度为20～70℃左右，优选为40～60℃。具代表性的浸渍于交联浴中的时间为1秒～15分钟左右，优选为5秒～10分钟。
如上所述，拉伸步骤可在任一阶段中实施。具体而言，可在染色处理之后才实施，也可在染色处理之前便实施，也可与膨润处理、染色处理及交联处理同时施行，也可在交联处理之后才实施。聚合物薄膜的累积拉伸倍率有必要设定在5倍以上，优选5～7倍，尤以5～6.5倍为佳。当累积拉伸倍率未满5倍时，有时很难获得高偏振度的偏振片。当累积拉伸倍率超过7倍时，有可能出现聚合物薄膜(偏振镜)容易发生断裂的情况。作为拉伸的具体方法可采取任意的适当方法。例如当采取湿式拉伸法时，便可将聚合物薄膜在处理浴(拉伸浴)中拉伸为既定倍率。作为拉伸浴的溶液优选使用在水或有机溶剂(例如乙醇)等溶剂中添加了各种金属盐、碘、硼或锌的化合物的溶液。
具代表性的水洗步骤中，通过将经上述各种处理的聚合物薄膜浸渍于处理浴(水洗浴)中而实施。通过水洗步骤便可将聚合物薄膜的不需要残留物清洗掉。水洗浴系可为纯水，也可为碘化物(例如碘化钾、碘化钠)的水溶液。碘化物水溶液的浓度优选为0.1～10质量％。在碘化物水溶液中也可添加硫酸锌、氯化锌等辅助剂。水洗浴的温度优选为10～60℃，尤以30～40℃为佳。具代表性的浸渍时间为1秒～1分钟。水洗步骤可仅施行1次，根据必要也可施行多次。当实施多次时，在各处理中所使用的水洗浴中所含添加剂的种类与浓度均可适当调整。例如水洗步骤包含：将聚合物薄膜在碘化钾水溶液(0.1～10质量％、10～60℃)中浸渍1秒～1分钟的步骤、和利用纯水进行清洗的步骤。
作为干燥步骤，可采取任意的适当干燥方法(例如，自然干燥、送风干燥、加热干燥)。例如当施行加热干燥时，具代表性的干燥温度为20～80℃，具代表性的干燥时间为1～10分钟。通过上述的步骤便可获得偏振镜31。
另一方面，准备保护薄膜34。保护薄膜34可使用上述A-2项中所记载的环状烯烃系树脂依任意的适当方法形成。作为保护薄膜的形成方法具体例有如：溶液流涂法、挤出法、压延法。或者，也可将市售的环状烯烃系树脂薄膜使用为保护薄膜34。
其次，在保护薄膜34上形成易粘接层33。具代表性的是，将使上述A-3项所记载的硅烷溶解于溶剂中的溶液、或将硅烷分散于分散介质中的分散液，涂布于保护薄膜表面上，再施行干燥而形成易粘接层33。作为溶剂或分散媒有如：水或有机溶剂。有机溶剂优选为能将该硅烷均匀地溶解或分散且具有适当挥发性的有机溶剂。此种有机溶剂的具体例有如：甲醇、乙醇、丙醇等醇类；丙酮、甲乙酮等酮类；苯、甲苯、二甲苯等芳香族烃类；二氯甲烷、氯仿等卤化烃类。这些可单独使用1种，或组合使用2种以上。当作为粘接剂层32使用PVA系粘接剂时，优选使用甲醇、乙醇、丙醇、甲苯或其混合溶剂。作为硅烷溶液或分散液的浓度，可采用能形成易粘接层的任意适当浓度，具代表性的是10～70重量％。
作为将上述硅烷溶液或分散液涂布于保护薄膜上的方法，可采取任意的适当方法。作为具体例有如：凹版涂布法、浸涂法、喷涂法、流涂法。作为使涂布液干燥的方法有如：自然干燥、加热处理。加热处理时的加热温度优选为20℃以上且保护薄膜的Tg以下，尤以80～130℃为佳。加热时间可根据加热温度而调整，优选为30秒～1小时，尤以1分钟～10分钟为佳。
根据需要，也可在涂布上述硅烷溶液或分散液之前，便对保护薄膜表面施行任意的适当表面处理。作为表面处理的具体例有如：电晕放电处理、辉光放电处理、底漆处理、涂敷处理、药物处理。依上述处理便可获得形成有易粘接层33的保护薄膜34。
最后，将偏振镜31与保护薄膜34利用粘接剂(从结果上讲为粘接剂层32)进行贴合，便可获得偏振片。此时，在使易粘接层33与粘接剂层32相邻接的状态下，将偏振镜31与保护薄膜34贴合。在偏振镜的未贴合保护薄膜的一面上，通常将第2保护薄膜36利用粘接剂(粘接剂层35)进行贴合。另外，作为偏振镜与保护薄膜的贴合方法，可采取任意的适当方法。
在通过上述所获得的偏振片的单面或双面上，可设置粘着剂(pressure-sensitive adhesive)层。作为形成粘着剂层的粘着剂可采用任意的适当粘着剂。例如：丙烯酸系粘着剂、硅酮系粘着剂、橡胶系粘着剂等。这些中，优选为丙烯酸系粘着剂。理由是此种粘着剂的光学透明性较高，且与液晶单元等之间的粘接性良好。实用时，上述粘着剂层表面在偏振片与后述的相位差薄膜或图像显示装置等进行贴合为止的期间，会被任意的适当隔板所覆盖，由此可防止遭受污染。隔板例如可通过在任意的适当薄膜上根据需要利用硅酮系、长链烷基系、氟系、硫化钼等剥离剂设置剥离涂层的方法等形成。
B.图像显示装置
下面，针对本发明的图像显示装置进行说明。在此，针对其中一例的液晶显示装置进行说明，但是毫无疑问，本发明可适用于需要偏振片的所有显示装置中。作为能适用本发明偏振片的图像显示装置具体例有如：电致发光(EL)显示器、等离子显示器(PD)、场致发射显示器(FED：FieldEmission Display)之类的自发光型显示装置。图2所示的是本发明较佳实施形态的液晶显示装置的截面示意图。图标例中针对透射式液晶显示装置进行说明，但是本发明当然也适用于反射型液晶显示装置等。
液晶显示装置100具备有：液晶单元10、夹隔着液晶单元10配置的相位差薄膜20、20’、配置于相位差薄膜20、20’外侧的偏振片30、30’、导光板40、光源50及反射器60。偏振片30、30’被配置成其偏振轴相互正交的状态。液晶单元10具备有：一对玻璃基板11、11’、以及配置于该基板间且当作显示媒介用的液晶层12。在其中一基板11上设置有：控制着液晶的电光学特性的开关组件(具代表性的为TFT)、和对该有源元件赋予门(gate)信号的扫描线、及赋予源信号的信号线(均未图示)。在另一玻璃基板11’上，设有构成滤色器的彩色层及遮光层(黑底层)(均未图示)。基板11、11’的间隔(单元间隙)被间隔物13所控制。本发明的液晶显示装置中，偏振片30、30’中至少有一个采用上述A项所记载的偏振片。
上述A项所记载的偏振片中，优选将上述保护薄膜34配置于液晶单元10侧。通过此种配置，便可利用具有低光弹性系数与低相位差的保护薄膜34，抑制液晶显示装置发生显示斑点的现象，将可大幅提升视角特性。另外，如上所述，当在保护薄膜34表面上形成粘着剂层时，保护薄膜34将隔着粘着剂层贴合于液晶单元侧。
例如当采用TN方式的情况下，在无外加电压时，此种液晶显示装置100中，液晶层12的液晶分子将以90度偏离偏振轴的状态排列。在此种状态下，通过偏振片仅由单一方向的光穿透的入射光，被液晶分子扭转90度。如上述，因为偏振片配置成其偏振轴相互正交的状态，因而到达另一偏振片的光(偏光)便将穿透过该偏振片。所以，当无外加电压时，液晶显示装置100将执行白显示(正常白方式)。另一方面，若对此种液晶显示装置100施加电压，液晶层12内的液晶分子排列将产生变化。结果，到达另一偏振片的光(偏光)便无法穿透过该偏振片，而呈黑显示。通过使用有源元件对每个像素执行这种显示切换，可以形成图像。
下面，利用实施例针对本发明进行具体的说明，但本发明并不仅限于这些实施例。另外，在无特别提示的前提下，实施例中的「份」及「％」均为重量基准。实施例中的评估项目如下所述。
(1)偏振镜与保护薄膜的粘接状态
对经贴合的偏振镜与保护薄膜，用手施行剥离测试。经测试后，偏振镜与保护薄膜呈良好粘接时便记为「○」，当偏振镜与保护薄膜呈现剥离状态时便记为「×」。
(2)耐久性
将偏振片放置于60℃、90％RH或100％RH的环境下，测量截至确认到脱色、斑点或色飘状况为止所需的时间。另外，「脱色」与「斑点」是指当将偏振片配置成尼柯尔正交态时而无法进行黑显示的状态。「色飘」是指偏振镜与保护薄膜未密接的状态。「纹斑」是指保护薄膜及/或偏振镜本身以极小面积粘接的状态。
(参考例1：偏振镜的制作)
将厚度80μm的聚乙烯醇薄膜[KURARAY公司(股)制]在5％的碘化合物水溶液[碘(I)/碘化钾(KI)重量比＝1/10]中施行染色，染色时间调整为偏振镜具备既定单体穿透率(在此为43％)的程度，然后在3％硼酸+2％KI水溶液中浸渍10秒钟，然后在4％硼酸+3％KI水溶液中依拉伸倍率达5.5倍的方式进行拉伸，最后再于5％KI水溶液中浸渍10秒钟。将所获得拉伸薄膜在40℃烤箱中施行3分钟干燥，便获得厚度30μm的偏振镜。
(参考例2：具易粘接层的保护薄膜的制作)
对环状烯烃系树脂薄膜(日本ZEON公司制，商品名：ZEONOR，厚度：40μm)的一面，施行电晕处理。另一方面，相对以化学式：NH2CH2NHCH2CH2Si(OC2H5)3所示硅烷(日本UNICAR公司制，商品名：APZ6601)100份混合异丙醇67份，而调制得60％的硅烷溶液。将既定量的该硅烷溶液涂布于环状烯烃系树脂薄膜的电晕处理面上，并于120℃中施行2分钟干燥，获得具有易粘接层的保护薄膜1。经干燥后的易粘接层厚度为30nm。另外，易粘接层的厚度可通过改变硅烷溶液的涂布量而进行调整。
(参考例3：具有易粘接层的保护薄膜的制作)
除将干燥后的易粘接层厚度改为300nm之外，其余均与参考例2相同地制得保护薄膜2。
实施例1
在按照参考例1所获得偏振镜的单面上，利用PVA系粘接剂贴合保护薄膜1，此时易粘接层位于偏振镜侧。同时，在偏振镜另一面上，将经皂化处理的TAC薄膜(富士胶片公司制，商品名：富士德克UV80)利用上述PVA系粘接剂进行贴合。经贴合之后，再于70℃中施行10分钟干燥，获得偏振片。对所获得偏振片施行上述粘接状态评估与耐久性评估。将结果与后述实施例2及比较例1～2的结果合并整理如表1所示。
[表1]
粘接状态              耐久性
    60℃、90％RH     100％RH
  实施例1     ○     240hr以上     120hr
  实施例2     ○     240hr以上     240hr以上
  比较例1     ×     100hr     100hr
  比较例2     ×     100hr     100hr
实施例2
除在进行贴合之际，使用乙酰乙酰基改性PVA系粘接剂来取代PVA粘接剂之外，其余均如同实施例1般制得偏振片。对所获得偏振片施行如同实施例1般的评估。结果如上述表1所示。
(比较例1)
除取代保护薄膜1而改用保护薄膜2之外，其余均如同实施例1般制得偏振片。对所获得偏振片施行如同实施例1般的评估。结果如上述表1所示。
(比较例2)
除取代保护薄膜1而改用保护薄膜2之外，其余均如同实施例2般制得偏振片。对所获得偏振片施行如同实施例1般的评估。结果如上述表1所示。
由表1中得知，本发明的偏振片中，偏振镜与保护薄膜间的粘接性呈优良状态。结果得知，本发明的偏振片在高温高湿下的耐久性(外观维持性能与偏振度维持性能)优良。换言之，通过将易粘接层厚度变薄，便可明显改善粘接性与耐久性二者。
(产业上的可利用性)
本发明的偏振片可适用于液晶显示装置(LCD)或自发光型显示装置等图像显示装置。

Claims (6)

1.一种偏振片，具备有：偏振镜、粘接剂层、易粘接剂层、及由将环状烯烃系树脂作为主成分含有的薄膜所构成的保护薄膜；
该易粘接剂层含有具反应性官能团的硅烷，其厚度为1～50nm。
2.如权利要求1所述的偏振片，其中，所述硅烷被选自：含异氰酸酯基的烷氧基硅烷类、含氨基的烷氧基硅烷类、含巯基的烷氧基硅烷类、含羧基的烷氧基硅烷类、含环氧基的烷氧基硅烷类、含乙烯基型不饱和基的烷氧基硅烷类、含卤素基的烷氧基硅烷类及含三聚异氰酸酯基的烷氧基硅烷类中。
3.如权利要求2所述的偏振片，其中，所述硅烷为含氨基的烷氧基硅烷类。
4.如权利要求1-3中任一项所述的偏振片，其中，在所述偏振镜的与所述保护薄膜相反的一侧进一步设有第2保护薄膜，该第2保护薄膜由将三乙酰基纤维素作为主成分的薄膜所构成。
5.一种图像显示装置，具备有权利要求1-4中任一项所述的偏振片。
6.一种液晶显示装置，具备有：液晶单元、以及配置于该液晶单元至少一侧的权利要求1-4中任一项所述的偏振片；
该偏振片的、由将环状烯烃系树脂作为主成分含有的薄膜所构成的保护薄膜，配置于该液晶单元侧。
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