CN101809472A - 偏振板、光学薄膜及图像显示装置 - Google Patents

偏振板、光学薄膜及图像显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明的偏振板，其特征在于，其含有拉伸层叠体，所述拉伸层叠体是层叠有基材层和亲水性高分子层的层叠体经拉伸处理而成的，且所述亲水性高分子层至少吸附有二色性物质。本发明的偏振板，即使将起偏振器薄型化时，也能够抑制卷曲的发生。

Description

偏振板、光学薄膜及图像显示装置
技术领域
本发明涉及一种偏振板。该偏振板单独或将其层叠而成的光学薄膜能够形成液晶显示装置(LCD)、有机EL显示装置、阴极射线管(CRT，Cathode Ray Tube)、等离子体显示板(PDP，Plasma Display Panel)、有机发光二极管(OLED，Organic LightEmitting Diode)等图像显示装置。
背景技术
图像显示装置(特别是液晶显示装置)中使用了偏振板。为了提供明亮、且颜色的再现性良好的图像，要求偏振板兼具高的透过率和高的偏振度。这样的偏振板使用的是通过粘结剂在起偏振器的单面或两面贴合透明保护薄膜而成的偏振板。作为透明保护薄膜，使用透湿度高的三醋酸纤维素等。
起偏振器以前是通过使具有二色性的碘或二色性染料等二色性物质在聚乙烯醇系薄膜上发生取向来制造的。具体而言，例如通过对由成卷布纺出的聚乙烯醇系薄膜实施溶胀处理、染色处理、交联处理、拉伸处理、水洗处理、干燥处理等而获得(专利文献1)。
上述制造方法中，由于使用了成卷布的聚乙烯醇系薄膜，考虑薄膜的处理性等的结果，在减小所得起偏振器的厚度时存在限制。因此，通过上述制造方法而获得的起偏振器的厚度通常会超过30μm。但是，起偏振器的厚度增厚时，该起偏振器或使用其的偏振板的收缩应力变大，将它们贴合到液晶显示装置等图像显示装置中时，会发生卷曲而产生漏光的问题。所述偏振板中产生的卷曲的问题在加湿环境下由于水分出入起偏振器而变得更加明显。另一方面，成卷布的聚乙烯醇系薄膜由于为厚度30μm左右的薄膜，因此还存在由于拉伸处理等导致薄膜被切断等生产率的问题。
针对上述加湿环境下卷曲的问题，已知的是，通过将起偏振器的整个面用低透湿性的透明保护薄膜覆盖，来抑制加湿环境下起偏振器中水分的出入，从而抑制卷曲(专利文献2、专利文献3)。然而，即使使用低透湿性的透明保护薄膜，也无法充分抑制从偏振板的侧面浸入进去的水分。进而，在两面都具有透明保护薄膜的通常的偏振板中，使用低透湿性的透明保护薄膜时，在偏振板的制造工序中，需要在将起偏振器中的水分除去后贴合透明保护薄膜，因此使用低透湿性的透明保护薄膜在水分除去上需要花费时间，从生产率的观点出发，不优选。
专利文献1：日本特开2004-341515号公报
专利文献2：日本特开2002-052227号公报
专利文献3：日本特开2004-090546号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明的目的在于，提供一种即使将起偏振器薄型化时、也能够抑制卷曲发生的具有起偏振器的偏振板。进而，目的在于提供一种即使在加湿环境下也能够抑制卷曲发生的偏振板。
此外，本发明的目的在于，提供一种层叠有该偏振板的光学薄膜，进而提供一种使用了该偏振板、光学薄膜的液晶显示装置等图像显示装置。
用于解决问题的方案
本发明人等为了解决前述问题而进行了深入研究，结果发现，利用以下所示的偏振板能够实现所述目的，从而完成了本发明。
即，本发明涉及一种偏振板，其特征在于，所述偏振板含有拉伸层叠体，所述拉伸层叠体是层叠有基材层和亲水性高分子层的层叠体经拉伸处理而成的，且所述亲水性高分子层至少吸附有二色性物质。
所述偏振板中，层叠有基材层和亲水性高分子层的层叠体可以使用通过在基材层上涂敷含有亲水性高分子的水溶液后干燥而获得的层叠体。
所述偏振板中，层叠有基材层和亲水性高分子层的层叠体可以使用通过基材层的形成材料和亲水性高分子层的形成材料的共挤出来形成的层叠体。
所述偏振板中，层叠有基材层和亲水性高分子层的层叠体可以使用由基材层和亲水性高分子层直接层叠而成的层叠体。
所述偏振板中，作为形成亲水性高分子层的亲水性高分子，优选聚乙烯醇系树脂。
所述偏振板中，拉伸层叠体中的亲水性高分子层的厚度优选为0.5～30μm。
所述偏振板中，亲水性高分子层可以经过了交联处理。
所述偏振板中，拉伸层叠体中的基材层的透湿度优选为120g/m2/24h以下。
此外，本发明涉及一种光学薄膜，其特征在于，其至少层叠有1片所述偏振板。
进而，本发明涉及一种图像显示装置，其特征在于，其使用了所述偏振板或所述光学薄膜。
此外，本发明涉及一种偏振板的制造方法，其特征在于，所述方法包括以下工序：通过在基材层上涂敷含有亲水性高分子的溶液后将所述含有亲水性高分子的溶液干燥，从而在所述基材层上形成亲水性高分子层，制成层叠有基材层和亲水性高分子层的层叠体的工序；
对所述层叠体实施拉伸处理以制成拉伸层叠体的拉伸工序；及
使所述层叠体的亲水性高分子层吸附二色性物质的染色工序。
此外，本发明涉及一种偏振板的制造方法，其特征在于，所述方法包括以下工序：通过基材层的形成材料和亲水性高分子层的形成材料的共挤出，制成层叠有基材层和亲水性高分子层的层叠体的工序；
对所述层叠体实施拉伸处理以制成拉伸层叠体的拉伸工序；以及
使所述层叠体的亲水性高分子层吸附二色性物质的染色工序。
所述偏振板的制造方法中，形成亲水性高分子层的亲水性高分子优选为聚乙烯醇系树脂。
所述偏振板的制造方法中，拉伸层叠体中的亲水性高分子层的厚度优选为0.5～30μm。
所述偏振板的制造方法中，可以进一步具有对所述层叠体的亲水性高分子层实施交联处理的工序。
所述偏振板的制造方法中，拉伸层叠体中的基材层的透湿度优选为120g/m2/24h以下。
发明的效果
本发明的偏振板是对层叠有基材层和亲水性高分子层的层叠体进行拉伸处理而获得的拉伸层叠体，该拉伸层叠体中的亲水性高分子层通过吸附二色性物质而作为起偏振器发挥功能。作为所述起偏振器的亲水性高分子层层叠在基材层上，且它们作为一体而形成偏振板，因此，能够形成薄层的亲水性高分子层(起偏振器)。这样，本发明的偏振板所具有的起偏振器，由于能够实现与基材一体化的薄型化，因此即使将本发明的偏振板贴合到液晶显示装置中时，也能够将偏振板的收缩应力控制为很小，能够抑制由于偏振板发生卷曲而产生的漏光。
此外，本发明的偏振板通过使拉伸层叠体中的基材层的透湿度为120g/m2/24h以下，即使在加湿环境下，也能够有效地抑制水分从基材层表面的浸入。进而，本发明的偏振板的起偏振器由于为薄层的亲水性高分子层，因此也能够抑制水分从偏振板侧面的浸入，抑制了作为亲水性高分子层的起偏振器因水分所导致的膨胀收缩。其结果，本发明的偏振板通过使拉伸层叠体中的基材层的透湿度为120g/m2/24h以下，即使在加湿环境下也不易发生卷曲。
此外，如前所述，本发明的偏振板由于是对层叠有基材层和亲水性高分子层的层叠体进行拉伸处理而获得的拉伸层叠体，因此作为基材层和亲水性高分子层一体化状态的层叠体而被拉伸。因此，本发明的起偏振器(偏振板)不仅能够获得与以往的由聚乙烯醇系薄膜获得的起偏振器相比更薄层的起偏振器，与以往的通过仅将聚乙烯醇系薄膜拉伸而获得的起偏振器相比，能够均匀地拉伸，能够抑制起偏振器的取向性(吸收轴的不均)，还能够提高起偏振器(偏振板)的特性。此外，本发明的偏振板中，代替使用薄膜的聚乙烯醇系薄膜，而对层叠有基材层和亲水性高分子层的层叠体实施拉伸处理，因此能够减少拉伸处理时薄膜的切断等问题，与以往的起偏振器的制造方法相比，能够提高生产率。此外，本发明中获得的偏振板由于在亲水性高分子层的单侧具有基材层，因此能够将该基材层直接用作起偏振器的透明保护薄膜，从这一点来说，能够提高偏振板的生产率。
具体实施方式
本发明的偏振板含有将层叠有基材层和亲水性高分子层的层叠体经拉伸处理而成的拉伸层叠体。该拉伸层叠体的亲水性高分子层至少吸附有二色性物质。所述本发明的偏振板中的拉伸层叠体，可以通过对层叠有基材层和亲水性高分子层的层叠体实施拉伸处理及二色性物质的吸附处理而获得的。
作为所述基材层，可以使用以往作为起偏振器的透明保护薄膜而使用的物质。作为构成基材层的材料，例如可以使用透明性、机械强度、热稳定性、水分阻断性、各向同性、拉伸性等优异的热塑性树脂。作为这种热塑性树脂的具体例子，可以列举三醋酸纤维素等纤维素树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯树脂、聚醚砜树脂、聚砜树脂、聚碳酸酯树脂、尼龙、芳香族聚酰胺等聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、聚乙烯、聚丙烯、乙烯/丙烯共聚物等聚烯烃树脂、具有环系或降冰片烯结构的环状聚烯烃树脂(降冰片烯系树脂)、(甲基)丙烯酸树脂、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。此外，为了提高与亲水性高分子层的密合性，所述基材层也可以形成底漆层(底涂层)等薄层。
此外，作为基材层的材料，可以列举日本特开2001-343529号公报(WO01/37007)中记载的聚合物薄膜，例如含有(A)侧链具有取代和/或非取代亚氨基的热塑性树脂、和(B)侧链具有取代和/或非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，可以列举含有由异丁烯与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。薄膜可以使用由树脂组合物的混合挤出制品等构成的薄膜。这些薄膜的相位差小，且光弹性系数小，因此能够消除因偏振板的变形所导致的不均匀等不良情形，另外由于透湿度小，因而加湿耐久性优异。
基材层中，除所述材料以外，可以含有1种以上任意的适当的添加剂。作为添加剂，可以列举例如紫外线吸收剂、抗氧化剂、润滑剂、增塑剂、脱模剂、抗着色剂、阻燃剂、成核剂、抗静电剂、颜料、着色剂等。基材层中的上述热塑性树脂的含量优选为50～100重量％，更优选为50～99重量％，进一步优选为60～98重量％，特别优选为70～97重量％。基材层中的上述热塑性树脂的含量为50重量％以下时，热塑性树脂本来所具有的高透明性等可能无法充分地表现。
所述基材层在拉伸处理后的透湿度(拉伸层叠体的透湿度)优选为0～120g/m2/24h，更优选为0～80g/m2/24h，特别优选为0～20g/m2/24h。透湿度超过120g/m2/24h时，在加湿环境下、湿热环境下，水分容易从基材层的表面浸入，亲水性高分子层膨胀，偏振板发生卷曲，透湿度过大时，作为偏振板有时不能耐受实际应用。
另外，本发明中的、拉伸层叠体中的基材层的透湿度为，仅对未层叠有亲水性高分子层的状态下的基材层，实施了与所得偏振板同样的拉伸处理的基材层的透湿度。
拉伸层叠体中的基材层的透湿度，可以通过该拉伸层叠体中的基材层的厚度进行调整，为了以更薄的厚度满足上述低透湿性(透湿度0～120g/m2/24h以下)，作为基材层优选使用低透湿性的材料。作为低透湿性的材料，前述例示的树脂中，优选使用聚碳酸酯树脂、聚芳酯树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂、聚烯烃树脂、环状烯烃树脂、(甲基)丙烯酸树脂、或它们的混合体。
作为本发明的基材层的材料，从低透湿性的观点出发，特别优选使用选自聚烯烃树脂、环状聚烯烃树脂及(甲基)丙烯酸树脂中的至少1种。
作为聚烯烃树脂，可以列举聚乙烯、聚丙烯等。作为环状聚烯烃树脂的具体例子，优选为降冰片烯系树脂。环状烯烃系树脂是以环状烯烃作为聚合单元聚合而成的树脂的总称，可以列举例如日本特开平1-240517号公报、日本特开平3-14882号公报、日本特开平3-122137号公报等中记载的树脂。作为具体例子，可以列举环状烯烃的开环(共)聚物、环状烯烃的加聚物、环状烯烃与乙烯、丙烯等α-烯烃的共聚物(代表性为无规共聚物)、以及将它们用不饱和羧酸或其衍生物改性而成的接枝聚合物、以及它们的氢化物等。作为环状烯烃的具体例子，可以列举降冰片烯系单体。
作为环状聚烯烃树脂，市售的有各种产品。作为具体例子，可以列举日本ゼオン株式会社制的商品名“ゼオネックス”、“ゼオノア”、JSR株式会社制的商品名“ア一トン”、TICONA社制的商品名“ト一パス”、三井化学株式会社制的商品名“APEL”。
作为(甲基)丙烯酸系树脂的Tg(玻璃化转变温度)优选为115℃以上，更优选为120℃以上，进一步优选为125℃以上，特别优选为130℃以上。通过使Tg为115℃以上，能够使偏振板的耐久性优异。上述(甲基)丙烯酸系树脂的Tg的上限值没有特别限定，从成形性等观点出发，优选为170℃以下。可以由(甲基)丙烯酸系树脂获得面内相位差(Re)、厚度方向相位差(Rth)几乎为零的薄膜。
作为(甲基)丙烯酸系树脂，在不损害本发明的效果的范围内，可以采用任意适当的(甲基)丙烯酸系树脂。可以列举例如聚甲基丙烯酸甲酯等聚(甲基)丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯-(甲基)丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸甲酯-(甲基)丙烯酸酯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸酯-(甲基)丙烯酸共聚物、(甲基)丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物(MS树脂等)、具有脂环族烃基的聚合物(例如甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸环己酯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-(甲基)丙烯酸降冰片烯酯共聚物等)。优选为聚(甲基)丙烯酸甲酯等聚(甲基)丙烯酸C1-6烷基酯。更优选为以甲基丙烯酸甲酯为主要成分(50～100重量％、优选为70～100重量％)的甲基丙烯酸甲酯系树脂。
作为(甲基)丙烯酸系树脂的具体例子，可以列举例如三菱丽阳株式会社制的アクリペットVH、アクリペットVRL20A、日本特开2004-70296号公报中记载的分子内具有环结构的(甲基)丙烯酸系树脂、通过分子内交联、分子内环化反应而获得的高Tg(甲基)丙烯酸树脂系。
作为(甲基)丙烯酸系树脂，可以使用具有内酯环结构的(甲基)丙烯酸系树脂。作为具有内酯环结构的(甲基)丙烯酸系树脂，可以列举日本特开2000-230016号公报、日本特开2001-151814号公报、日本特开2002-120326号公报、日本特开2002-254544号公报、日本特开2005-146084号公报等中记载的树脂。
此外，作为(甲基)丙烯酸系树脂，可以使用具有不饱和羧酸烷基酯的结构单元及戊二酸酐的结构单元的丙烯酸树脂。作为所述丙烯酸树脂，可以列举日本特开2004-70290号公报、日本特开2004-70296号公报、日本特开2004-163924号公报、日本特开2004-292812号公报、日本特开2005-314534号公报、日本特开2006-131898号公报、日本特开2006-206881号公报、日本特开2006-265532号公报、日本特开2006-283013号公报、日本特开2006-299005号公报、日本特开2006-335902号公报等中记载的树脂。
此外，作为(甲基)丙烯酸系树脂，可以使用具有戊二酰亚胺单元、(甲基)丙烯酸酯单元及芳香族乙烯基单元的热塑性树脂。作为该热塑性树脂，可以列举日本特开2006-309033号公报、日本特开2006-317560号公报、日本特开2006-328329号公报、日本特开2006-328334号公报、日本特开2006-337491号公报、日本特开2006-337492号公报、日本特开2006-337493号公报、日本特开2006-337569号公报等中记载的树脂。
此外，作为本发明的基材层的材料，从相位差小的观点出发，优选使用选自纤维素树脂、聚烯烃树脂、环状聚烯烃树脂及(甲基)丙烯酸树脂中的至少1种。
纤维素树脂为纤维素与脂肪酸的酯。作为这种纤维素酯系树脂的具体例子，可以列举三醋酸纤维素酯、二醋酸纤维素酯、三丙酸纤维素酯、二丙酸纤维素酯等。这些之中，特别优选三醋酸纤维素酯。市售三醋酸纤维素酯的很多产品，在获得容易性、成本方面很有利。作为三醋酸纤维素酯的市售品的例子，可以列举富士写真フイルム社制的商品名“UV-50”、“UV-80”、“SH-80”、“TD-80U”、“TD-TAC”、“UZ-TAC”、コニカ社制的“KCシリ一ズ”等。通常这些三醋酸纤维素酯的面内相位差(Re)几乎为零，但厚度方向相位差(Rth)具有60nm以下水平。
另外，厚度方向相位差小的纤维素树脂薄膜，例如可以通过对上述纤维素树脂进行处理而获得的。例如可以列举以下方法：将涂敷有环戊酮、甲乙酮等溶剂的聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、不锈钢等的基材薄膜贴合到一般的纤维素系薄膜上，加热干燥(例如在80～150℃下3～10分钟左右)后，将基材薄膜剥离的方法；将降冰片烯系树脂、(甲基)丙烯酸系树脂等溶解于环戊酮、甲乙酮等溶剂中而成的溶液涂敷到一般的纤维素树脂薄膜上并加热干燥(例如80～150℃下3～10分钟左右)后，将涂膜剥离的方法等。
此外，作为厚度方向相位差小的纤维素树脂薄膜，可以使用控制了脂肪取代度的脂肪酸纤维素系树脂薄膜。通常所使用的三醋酸纤维素中，醋酸取代度为2.8左右，但优选通过将醋酸取代度控制在1.8～2.7，由此能够减小Rth。通过在上述脂肪酸取代纤维素系树脂中添加邻苯二甲酸二丁酯、对甲苯磺酰苯胺、乙酰柠檬酸三乙酯等增塑剂，能够将Rth控制在很小。增塑剂的添加量，相对于100重量份脂肪酸纤维素系树脂，优选为40重量份以下，更优选为1～20重量份，进一步优选为1～15重量份。
基材层(拉伸前)的厚度可以适当确定，但从强度、处理性等操作性、薄层性等方面出发，通常为1～500μm左右。特别优选为1～300μm，更优选为5～200μm。基材层的厚度为5～150μm时特别合适。另一方面，拉伸层叠体中的基材层(拉伸后的基材层)的厚度，从强度、处理性等操作性方面出发，为1～400μm左右，优选为1～200μm，更优选为5～100μm。拉伸层叠体中的基材层的厚度可以根据基材层(拉伸前)的厚度和拉伸倍率来确定。另外，为了达到前述透湿度的范围，拉伸层叠体的基材层的透湿度的控制可以通过控制拉伸前的基材层的厚度和拉伸倍率来决定。
本发明的层叠体中，作为用于形成亲水性高分子层的亲水性高分子，可以列举聚乙烯醇系材料。作为聚乙烯醇系材料，可以列举例如聚乙烯醇及其衍生物。作为聚乙烯醇的衍生物，可以列举聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯醇缩乙醛等，除此之外，还可以列举用乙烯、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、丙烯酰胺等改性而成的物质。聚乙烯醇的聚合度优选为100～10000左右，更优选为1000～10000。通常使用皂化度为80～100摩尔％左右的物质。除上述以外，作为亲水性高分子，可以列举乙烯/醋酸乙烯酯共聚物系部分皂化物、聚乙烯醇的脱水处理物、聚氯乙烯的脱盐酸处理物等。作为所述亲水性高分子，聚乙烯醇系材料中，优选使用聚乙烯醇。
所述聚乙烯醇系树脂中，可以含有增塑剂、表面活性剂等添加剂。作为增塑剂，可以列举多元醇及其缩合物等，例如甘油、二甘油、三甘油、乙二醇、丙二醇、聚乙二醇等。增塑剂等的用量没有特别限定，优选为聚乙烯醇系树脂中的20重量％以下。
本发明中使用的层叠体是所述基材层和亲水性高分子层层叠而成的。该层叠体中的亲水性高分子层的厚度，可以根据通过对该层叠体进行拉伸处理而获得的拉伸层叠体中的亲水性高分子层(拉伸物)的厚度而适当设定。所述拉伸层叠体中的亲水性高分子层(拉伸物)的厚度，从重视将起偏振器以薄型的方式使用的观点出发，优选为0.5～30μm，进而为1～20μm，进而为2～10μm。若亲水性高分子层(拉伸物)的厚度不到0.5μm，则制造时厚度不均的影响变大，容易产生外观不良，因而不优选。
层叠体中的亲水性高分子层的厚度，通过拉伸处理产生拉伸或收缩，从而达到上述的厚度。因此，层叠体中的亲水性高分子层的厚度通常为1～50μm左右，进一步优选为2～30μm。另外，层叠体、拉伸层叠体中的亲水性高分子层的厚度的测定，可以在将亲水性高分子层从基材层剥离后再进行测定。厚度的测定通过厚度计等来进行。
本发明中使用的层叠体，例如可以通过在基材层上涂敷含有亲水性高分子的水溶液后干燥而获得的。通过所述涂敷，基材层和亲水性高分子层隔着底漆层、或者基材层和亲水性高分子层直接层叠，获得基材层和亲水性高分子层成为一体化状态的层叠体。所述水溶液可以通过将亲水性高分子的粉末或亲水性高分子薄膜的粉碎物、切断物等溶解到适当加热后的水(热水)中来调制。所述水溶液在基材层上的涂敷，可以适当选择采用线棒涂布法、逆转辊涂法、凹版涂布法等辊涂法、旋转涂布法、丝网印刷涂布法、喷注式涂布(fountain coating)法、浸渍法、喷涂法等涂敷法。基材层具有底漆层的情况下，在该底漆层上直接涂敷所述水溶液，不具有底漆层的情况下，在基材层上直接涂敷所述水溶液。另外，干燥温度通常为50～200℃，优选为80～150℃，干燥时间通常为5～30分钟左右。
此外，本发明中使用的层叠体，例如可以通过基材层的形成材料和亲水性高分子层的形成材料的共挤出来形成的。通过所述共挤出，可以获得基材层和亲水性高分子层成为一体化的状态的层叠体。共挤出时，将基材层的材料及亲水性高分子层的材料分别作为各层的形成材料装入共挤出机中，被共挤出的基材层及亲水性高分子层的厚度优选控制到所述范围内。
本发明的偏振板，可以通过对所述层叠有基材层和亲水性高分子层的层叠体实施拉伸处理及利用二色性物质的染色处理而获得的。实施了所述各处理的拉伸层叠体，通过对所述亲水性高分子层的拉伸处理、和利用二色性物质的染色处理，所得亲水性高分子层吸附二色性物质，作为起偏振器而发挥功能。
拉伸处理通常通过对所述层叠体实施单轴拉伸而进行。单轴拉伸可以采用对于所述层叠体的长度方向进行的纵向拉伸、对于所述层叠体的宽度方向进行的横向拉伸中的任一种方法。本发明中优选通过横向拉伸来进行。横向拉伸时，也可以边在宽度方向上进行拉伸，边使长度方向收缩。作为横向拉伸方式，可以列举例如通过拉幅机将一端固定了的固定端单轴拉伸方法、一端不固定的自由端单轴拉伸方法等。作为纵向拉伸方式，可以列举辊间拉伸方法、压缩拉伸方法、使用拉幅机的拉伸方法等。拉伸处理也可以以多级进行。此外，拉伸处理可以通过实施双轴拉伸、斜向拉伸等来进行。
此外，拉伸处理可以采用湿润式拉伸方法和干式拉伸方法中的任一种方法，但本发明中使用干式拉伸方法，由于能够很宽地设定拉伸所述层叠体时的温度范围，因而优选。干式拉伸方法中，通常在将所述层叠体加热至50～200℃左右、优选为80～180℃、进一步优选为100～160℃后的状态下进行拉伸处理。
拉伸处理时，按照相对于所述层叠体的原长、总拉伸倍率为1.5～17倍的范围进行。优选为1.5～10倍，进一步优选为1.5～8倍。另外，所述总拉伸倍率是指，在除拉伸处理工序以外的工序等中伴随拉伸时，包括这些工序中的拉伸在内的累积拉伸倍率。总拉伸倍率可以考虑其他工序等中的拉伸倍率而适当确定。总拉伸倍率低时，取向不足，难以获得高的光学特性(偏振度)的起偏振器。另一方面，总拉伸倍率过高时，容易发生拉伸断裂，而且起偏振器过薄，在接下来的工序中的加工性可能降低。
染色处理可以通过使所述层叠体的亲水性高分子层吸附二色性物质来进行。作为二色性物质，可以列举例如碘、有机染料等。作为有机染料，例如可以使用红BR、红LR、红R、粉红LB、红玉BL、枣红GS、天蓝LG、柠檬黄、蓝BR、蓝2R、NavyRY、绿LG、紫LB、紫B、黑H、黑B、黑GSP、黄3G、黄R、橙LR、橙3R、猩红GL、猩红KGL、刚果红、亮紫BK、Supra BlueG、Supra Blue GL、Supra Orange GL、直接青、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。
染色处理例如可以通过将所述层叠体浸渍到含有所述二色性物质的溶液(染色溶液)中来进行。作为所述染色溶液，可以使用溶剂中溶解有所述二色性物质的溶液。作为所述溶剂，通常使用水，可以进一步添加与水具有相容性的有机溶剂。作为二色性物质的浓度，优选为0.01～10重量％的范围内，更优选为0.02～7重量％的范围内，特别优选为0.025～5重量％。
此外，作为所述二色性物质使用碘时，由于能够更进一步提高染色效率，因而优选进一步添加碘化物。作为该碘化物，可以列举例如碘化钾、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。这些碘化物的添加比例，优选在所述染色溶液中为0.01～10重量％，更优选为0.1～5重量％。这些之中，优选添加碘化钾，碘和碘化钾的比例(重量比)优选为1∶5～1∶100的范围，更优选为1∶6～1∶80的范围，特别优选为1∶7～1∶70的范围。
层叠体在所述染色溶液中的浸渍时间没有特别限定，通常优选为15秒钟～5分钟的范围，更优选为1分钟～3分钟。此外，染色溶液的温度优选为10～60℃的范围，更优选为20～40℃的范围。
染色处理是使所述层叠体的亲水性高分子层吸附二色性物质并使二色性物质发生取向。所述染色处理可以在所述拉伸处理之前、同时或之后来实施，从使亲水性高分子层吸附的二色性物质良好地取向的观点出发，染色处理优选在对所述层叠体实施了拉伸处理后再进行。
除所述拉伸处理及染色处理以外，还可以对本发明的偏振板实施交联处理。交联处理可以通过例如将所述层叠体浸渍到含有交联剂的溶液(交联溶液)中来进行。作为交联剂，可以使用以往公知的物质。可以列举例如硼酸、硼砂等硼化合物、乙二醛、戊二醛等。这些可以使用一种，也可以并用两种以上。
作为所述交联溶液，可以使用将所述交联剂溶解于溶剂中而成的溶液。作为所述溶剂，例如可以使用水，也可以进一步含有与水具有相容性的有机溶剂。所述溶液中的交联剂的浓度不限于此，但优选为1～10重量％的范围，更优选为2～6重量％。
从能够获得起偏振器面内的均匀特性的观点出发，所述交联溶液中也可以添加碘化物。作为碘化物，可以列举例如碘化钾、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，其含量为0.05～15重量％，更优选为0.5～8重量％。
所述层叠体在所述交联溶液中的浸渍时间通常优选为15秒钟～5分钟，更优选为30秒钟～3分钟。此外，交联溶液的温度优选为10～60℃的范围，更优选为20～50℃的范围。
进而，交联处理也与染色处理同样地可以利用涂敷或喷雾交联溶液的方法来进行。交联处理时，通过将所述交联剂配合到染色溶液中，可以同时进行交联处理和所述染色处理。此外，也可以将交联处理与拉伸处理同时进行。
除前述处理以外，可以对本发明的偏振板实施金属离子处理。金属离子处理可以通过将所述层叠体浸渍到含有金属盐的水溶液中来进行。通过金属离子处理，可以使所述层叠体的亲水性高分子层含有各种金属离子。
作为金属离子，特别是从调整色调、赋予耐久性的观点出发，优选使用钴、镍、锌、铬、铝、铜、锰、铁等过渡金属的金属离子。这些金属离子中，从调整色调、赋予耐久性的观点出发，优选锌离子。作为锌盐，可以列举氯化锌、碘化锌等卤化锌、硫酸锌、醋酸锌等。
金属离子浸渍处理可以使用金属盐溶液。金属盐溶液中的锌离子的浓度为0.1～10重量％左右，优选为0.3～7重量％的范围。此外，金属盐溶液使用含有碘化钾等碘化物的水溶液容易浸渍金属离子，是优选的。金属盐溶液中的碘化物浓度为0.1～10重量％左右，进一步优选为0.2～5重量％。
金属离子含浸处理中，金属盐溶液的温度通常为15～85℃左右，优选为25～70℃。浸渍时间通常为1～120秒钟左右，优选为3～90秒钟的范围。金属离子含浸处理的时期没有特别限定，可以使染色溶液和/或交联溶液中共存锌盐，与染色处理和/或交联处理同时进行。此外也可以与拉伸处理同时进行。
实施所述处理后，可以对所得拉伸层叠体实施洗涤处理。洗涤处理可以利用碘化钾等碘化物溶液来进行。所述碘化物溶液中的碘化物浓度通常为0.5～10重量％左右，进而为0.5～8重量％，进而为1～6重量％的范围。
利用碘化物溶液进行洗涤处理时，其处理温度通常为15～60℃左右，优选为25～40℃。浸渍时间通常为1～120秒钟左右，优选为3～90秒钟的范围。利用碘化物溶液进行洗涤处理的时期，只要是干燥处理前，则没有特别限定。
此外，作为洗涤处理，可以实施水洗涤处理。水洗涤处理通常可以通过在离子交换水、蒸馏水等纯水中浸渍所述拉伸层叠体来进行。水洗涤温度通常为5～50℃，优选为10～45℃，进一步优选为15～40℃的范围。浸渍时间通常为10～300秒钟，优选为20～240秒钟左右。
所述洗涤处理之后可以实施干燥处理。干燥处理可以采用任意适当的方法(例如自然干燥、吹风干燥、加热干燥)。例如加热干燥时的干燥温度通常为20～80℃左右，干燥时间通常为1～10分钟左右。以上那样可以获得起偏振器。
本发明的偏振板(拉伸层叠体)在亲水性高分子层(起偏振器)的单侧具有基材层。基材层可以作为偏振板的透明保护薄膜而直接使用。另一方面，亲水性高分子层没有基材层的一侧，可以贴合透明保护薄膜。此外，将亲水性高分子层从基材层剥离后，可以在该亲水性高分子层的两侧贴合透明保护薄膜。
作为透明保护薄膜，可以使用与作为所述基材层而例示的物质同样的材料。透明保护薄膜的厚度可以适当确定，通常根据强度、处理性等操作性、薄层性等方面，为1～500μm左右。特别优选为1～300μm，更优选为5～200μm。透明保护薄膜为5～150μm时特别合适。
本发明的偏振板在实际使用时，可以作为与其它光学层层叠的光学薄膜使用。关于该光学层没有特别限定，可以使用1层或2层以上例如将反射片、半透射片、相位差片(包括1/2、1/4等的波片在内)、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板上进一步层叠反射片或半透射反射片而成的反射型偏振板或半透射型偏振板、在偏振板上进一步层叠相位差片而成的椭圆偏振板或圆偏振板、在偏振板上进一步层叠视角补偿薄膜而成的广角偏振板、或者在偏振板上进一步层叠增光膜而成的偏振板。
本发明的偏振板或光学薄膜优选用于液晶显示装置等各种装置的形成等。液晶显示装置的形成可以根据以往来进行。即液晶显示装置通常可以通过适当组合液晶单元、偏振板或光学薄膜、以及根据需要的照明系统等构成部件，并组装驱动电路而形成，但本发明中，除使用本发明的偏振板或光学薄膜这一点以外，没有特别限定，可以根据以往。关于液晶单元，例如可以使用TN型、STN型、π型、VA型、IPS型等任意类型。
能够形成在液晶单元的单侧或两侧配置有偏振板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片的装置等适当的液晶显示装置。这种情况下，本发明的偏振板或光学薄膜可以设置在液晶单元的单侧或两侧。在两侧设置偏振板或光学薄膜时，它们可以相同，也可以不同。进而，形成液晶显示装置时，可以在适当的位置配置1层或2层以上例如扩散板、防眩光层、防反射膜、保护板、棱镜阵列、透镜阵列片、光扩散板、背光灯等适当的部件。
实施例
以下记载了本发明的实施例，但本发明的实施方式不限于这些实施例。
<相位差值的测定>
相位差值的测定，使用以平行尼科尔旋转法为原理的相位差计[王子计测机器(株)制，产品名“KOBRA21-ADH”]，对波长590nm下的值进行测定，求出nx、ny、nz的值，并由薄膜厚度(d)求出正面相位差Re、厚度方向相位差Rth、Nz。[其中，薄膜的慢轴方向、快轴方向及厚度方向的折射率分别为nx、ny、nz，d(nm)为薄膜的厚度。慢轴方向为薄膜面内的折射率最大的方向。]。
<透湿度的测定>
透湿度根据JIS Z0208的透湿度试验(杯法)，在温度40℃、湿度92％RH的气氛中，测定24小时内通过面积1m2的试样的水蒸汽的克数。
实施例1
(含有亲水性高分子的水溶液的调制)
将(株)クラレ制的聚乙烯醇薄膜(平均聚合度2400，皂化度99摩尔％，商品名：VF-PS2400)裁剪成1边为5mm以下的碎片，并溶解于95℃的热水中，调制成浓度10重量％的聚乙烯醇水溶液。
(层叠体的制作：亲水性高分子层的形成)
作为基材层，使用厚度80μm的丙烯酸系树脂薄膜(内酯化聚甲基丙烯酸甲酯薄膜，Re＝2nm，Rth＝0nm)。该丙烯酸系树脂薄膜是如下获得的：将90重量份具有内酯环结构的(甲基)丙烯酸系树脂[共聚合单体的重量比：甲基丙烯酸甲酯/2-(羟甲基)丙烯酸甲酯＝8/2；内酯环化率约100％]和10重量份丙烯腈-苯乙烯(AS)树脂[ト一ヨ一AS AS20，东洋スチレン(株)制]的混合物((株)日本触媒制)溶融挤出成膜后，纵向拉伸至2.0倍。
在上述丙烯酸系树脂薄膜上涂敷上述聚乙烯醇水溶液后，在120℃下干燥10分钟，得到形成有厚度5μm的聚乙烯醇涂膜作为亲水性高分子层的层叠体。
(拉伸处理)
将上述层叠体在143℃的加热下用拉幅机装置，通过自由端单轴拉伸，在宽度方向上拉伸至拉伸倍率5倍为止，制成拉伸层叠体。此时，卡盘间距离为100mm，拉伸速度为2mm/sec。该拉伸处理后，聚乙烯醇涂膜的厚度为2μm。
(染色处理)
接下来，将所述拉伸层叠体在保持张力的状态下，在30℃的碘溶液(重量比：碘/碘化钾/水＝1/10/100)中浸渍60秒钟。然后在60℃下进行4分钟干燥，获得偏振板。所得偏振板(拉伸层叠体)中的聚乙烯醇涂膜的厚度为2μm，基材层的厚度为39μm。
实施例2
除了将实施例1中拉伸处理时的拉伸倍率变更为3倍以外，进行与实施例1同样的操作，获得偏振板。所得偏振板(拉伸层叠体)中的聚乙烯醇涂膜的厚度为3μm，基材层的厚度为47μm。
实施例3
实施例1中，作为基材层，使用厚度50μm的丙烯酸系树脂薄膜(与实施例1相同的材料)，除此之外，进行与实施例1同样的操作，获得偏振板。所得偏振板(拉伸层叠体)中的聚乙烯醇涂膜的厚度为2μm，基材层的厚度为24μm。
实施例4
实施例1中，作为基材层使用厚度50μm的降冰片烯系树脂薄膜(JSR(株)制，商品名：ARTON FILM)，使作为亲水性高分子层来形成的聚乙烯醇涂膜的厚度为15μm，拉伸处理时的拉伸倍率变更为1.5倍，除此之外，进行与实施例1同样的操作，获得偏振板。所得偏振板(拉伸层叠体)中的聚乙烯醇涂膜的厚度为3μm，基材层的厚度为41μm。
实施例5
实施例1中，作为基材层，使用厚度50μm的降冰片烯系树脂薄膜(日本ゼオン(株)制，商品名：ZEONOR FILM)，使作为亲水性高分子层来形成的聚乙烯醇涂膜的厚度为15μm，拉伸处理时的拉伸倍率变更为3.3倍，除此之外，进行与实施例1同样的操作，获得偏振板。所得偏振板(拉伸层叠体)中的聚乙烯醇涂膜的厚度为3μm，基材层的厚度为28μm。
实施例6
实施例1中，将拉伸处理时的拉伸倍率变更为3倍，实施染色处理后，进一步实施在30℃的含有3重量％硼酸及3重量％碘化钾的水溶液中浸渍30秒钟的处理后，在60℃下进行4分钟干燥，除此之外，进行与实施例1同样的操作，获得偏振板。所得偏振板(拉伸层叠体)中的聚乙烯醇涂膜的厚度为3μm，基材层的厚度为39μm。
实施例7
实施例1中，拉伸处理如下进行：在143℃的加热下，使用拉幅机装置，通过固定端(将宽度方向卡住的状态)单轴拉伸，在宽度方向上拉伸至拉伸倍率3倍为止，制成拉伸层叠体(此时，卡盘间距离为100mm，拉伸速度为2mm/sec。拉伸处理后的聚乙烯醇涂膜的厚度为2μm。)，除此之外，进行与实施例1同样的操作，获得偏振板。所得偏振板(拉伸层叠体)中的聚乙烯醇涂膜的厚度为2μm，基材层的厚度为40μm。
实施例8
实施例7中，将拉伸处理时的拉伸倍率变更为3.5倍，除此之外，进行与实施例7同样的操作，获得偏振板。所得偏振板(拉伸层叠体)中的聚乙烯醇涂膜的厚度为2μm，基材层的厚度为35μm。
实施例9
实施例1中，作为基材层，使用厚度40μm的丙烯酸系树脂薄膜(与实施例1相同的材料)，除此之外，进行与实施例1同样的操作，获得偏振板。所得偏振板(拉伸层叠体)中的聚乙烯醇涂膜的厚度为2μm，基材层的厚度为18μm。
实施例中得到的偏振板没有确认到在拉伸处理时的切断等不良情形。
[评价]
对实施例中得到的偏振板进行下述评价。另外，加湿环境下卷曲的测定、光学特性测定方法中，将实施例中得到的偏振板制成与实际的利用形态接近的形状，在单侧(起偏振器层表面：作为亲水性高分子层的聚乙烯醇涂膜的表面)隔着丙烯酸系粘结剂层(20μm厚度)层叠实施了剥离处理的厚度38μm的聚酯薄膜，将所得到的层叠体供于下述评价。结果示于表1。
(刚制造后的卷曲的确认)
所得偏振板虽然起偏振器(聚乙烯醇涂膜)为薄型，但能够抑制卷曲的发生。处于该状态的偏振板在表1中以“○”表示。
(加湿环境下的卷曲的测定)
将偏振板的长边作为拉伸方向，以100mm×150mm进行切割，制成样品。将该样品在温度40℃、湿度92％RH的恒温恒湿槽中放置24小时。接下来，将该样品从所述槽中取出，在金属平台上将凸面朝下设置，测定样品的4个端部距平台的距离。此时，将4处的平均值不到50mm的情况，作为抑制了卷曲而能够作为偏振板使用的水平(○)。另一方面，将所述平均值超过50mm情况，作为卷曲显著而不能作为偏振板使用的水平(×)。
(光学特性测定方法)
所得偏振板的光学特性，用带有积分球的分光光度计(日本分光株式会社制的V7100)进行测定。以通过格兰泰勒棱镜起偏器后得到的完全偏振光作为100％，测定对各直线偏振光的透射率。在波长550nm下测定单片透射率(Ts)、平行透射率(H0)及正交透射率(H90)，根据下述式子由该值求出偏光度(P)。另外，这些透射率是通过JlSZ 8701的2度视野(C光源)进行了发光度补正的Y值。
偏光度(％)＝{(H0-H90)/(H0+H90)}1/2×100
将单片透射率(Ts)为40％以上、偏振度为99％以上作为能够应用于液晶显示装置的目标值来设定。实施例中得到的偏振板满足所述单片透射率(Ts)、偏振度的目标值。处于满足所述目标值的状态的偏振板，表1中以“○”表示。
Figure GPA00001073168800241

Claims (16)

1.一种偏振板，其特征在于，所述偏振板含有拉伸层叠体，所述拉伸层叠体是层叠有基材层和亲水性高分子层的层叠体经拉伸处理而成的，且所述亲水性高分子层至少吸附有二色性物质。
2.根据权利要求1所述的偏振板，其特征在于，层叠有基材层和亲水性高分子层的层叠体是通过在基材层上涂敷含有亲水性高分子的水溶液后干燥而获得的。
3.根据权利要求1所述的偏振板，其特征在于，层叠有基材层和亲水性高分子层的层叠体是通过基材层的形成材料和亲水性高分子层的形成材料的共挤出来形成的。
4.根据权利要求1～3的任一项所述的偏振板，其特征在于，层叠有基材层和亲水性高分子层的层叠体是基材层和亲水性高分子层直接层叠而成的。
5.根据权利要求1～4的任一项所述的偏振板，其特征在于，形成亲水性高分子层的亲水性高分子为聚乙烯醇系树脂。
6.根据权利要求1～5的任一项所述的偏振板，其特征在于，拉伸层叠体中的亲水性高分子层的厚度为0.5～30μm。
7.根据权利要求1～6的任一项所述的偏振板，其特征在于，亲水性高分子层经过了交联处理。
8.根据权利要求1～7的任一项所述的偏振板，其特征在于，拉伸层叠体中的基材层的透湿度为120g/m2/24h以下。
9.一种光学薄膜，其特征在于，其至少层叠有1片权利要求1～8的任一项所述的偏振板。
10.一种图像显示装置，其特征在于，其使用了权利要求1～8的任一项所述的偏振板或权利要求9所述的光学薄膜。
11.一种偏振板的制造方法，其特征在于，其包括以下工序：
通过在基材层上涂敷含有亲水性高分子的溶液后将所述含有亲水性高分子的溶液干燥，从而在所述基材层上形成亲水性高分子层，制成层叠有基材层和亲水性高分子层的层叠体的工序；
对所述层叠体实施拉伸处理以制成拉伸层叠体的拉伸工序；以及
使所述层叠体的亲水性高分子层吸附二色性物质的染色工序。
12.一种偏振板的制造方法，其特征在于，其包括以下工序：
通过基材层的形成材料和亲水性高分子层的形成材料的共挤出，制成层叠有基材层和亲水性高分子层的层叠体的工序；
对所述层叠体实施拉伸处理以制成拉伸层叠体的拉伸工序；以及
使所述层叠体的亲水性高分子层吸附二色性物质的染色工序。
13.根据权利要求11或12所述的偏振板的制造方法，其特征在于，形成亲水性高分子层的亲水性高分子为聚乙烯醇系树脂。
14.根据权利要求11～13的任一项所述的偏振板的制造方法，其特征在于，拉伸层叠体中的亲水性高分子层的厚度为0.5～30μm。
15.根据权利要求11～14的任一项所述的偏振板的制造方法，其特征在于，其进一步具有对所述层叠体的亲水性高分子层实施交联处理的工序。
16.根据权利要求11～15的任一项所述的偏振板，其特征在于，拉伸层叠体中的基材层的透湿度为120g/m2/24h以下。
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