CN102422188A - 偏振片以及使用其的液晶面板和液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及偏振片以及使用其的液晶面板和液晶显示装置。所述偏振片具有偏光膜(2)和片构件(3)，所述偏光膜(2)由吸附有碘或二色性染料且所述碘或二色性染料发生取向的单轴拉伸聚乙烯醇系树脂膜形成，所述片构件(3)介由粘合剂层(4)层叠在偏光膜(2)上，且在表面具有棱镜形状或透镜形状，所述片构件(3)斜有热塑性结晶性高分子，且具有起因于该结晶性高分子的内部雾度，片构件(3)的内部雾度为3～60％。

Description

偏振片以及使用其的液晶面板和液晶显示装置
技术领域
本发明涉及偏振片，更详细而言，涉及适合作为液晶显示装置的配置于液晶单元与背光源之间的背面侧偏振片使用的偏振片。此外，本发明涉及使用该偏振片的液晶面板和液晶显示装置。
背景技术
液晶显示装置作为在液晶电视、液晶监视器、个人电脑等中使用的薄型显示装置，用途在急剧扩大。特别是液晶电视的市场扩大显著，此外，低成本化的要求也非常高。
通常的液晶显示装置包括由冷阴极管或LED形成的背光源、光扩散板、一个或多个扩散片、集光片和贴合有偏振片的液晶面板。近年来，在能壁挂的大画面液晶电视用途等中迫切要求液晶显示装置的薄型化，这种情况下，与液晶显示装置的薄型化相对应，需要用于其的构件薄壁化、削减构件数。
针对这种需求，已知如下技术，即，通过在配置于液晶单元和背光源之间的偏振片的单面而直接粘合具有集光性的棱镜片的方法(例如JPH11-295714-A和JP2008-262133-A)、使用集光性棱镜片作为在液晶面板的背光源侧配置的偏振片的保护膜的方法(例如JP2008-262133-A和JP2005-17355-A)，去除一个或多个构件，削减部件数。
如上述JPH11-295714-A、JP2008-262133-A及JP2005-17355-A所记载的、使用具有棱镜片等片构件的偏振片的液晶显示装置在其显示方面常常有产生波纹的情况。
发明内容
本发明是为了解决上述课题而完成的，其目的在于提供能够得到无波纹等显示不良、画质优异的液晶显示装置的偏振片，以及使用该偏振片的液晶面板和液晶显示装置。
本发明包括以下技术方案。
[1]一种偏振片，其中，具有偏光膜和片构件，所述偏光膜由吸附有碘或二色性染料且所述碘或二色性染料发生取向的单轴拉伸聚乙烯醇系树脂膜形成，所述片构件介由粘合剂层层叠于该偏光膜上、且在表面具有棱镜形状或透镜形状，该片构件含有热塑性结晶性高分子，且具有起因于该结晶性高分子的内部雾度，该片构件的内部雾度为3～60％。
[2]如[1]所述的偏振片，其中，该片构件不合扩散剂。
[3]如[1]或[2]所述的偏振片，其中，在偏光膜的与层叠有片构件的面相反侧的面上层叠有光学补偿膜或保护膜。
[4]如[1]～[3]中任一项所述的偏振片，用于在液晶显示装置中配置于液晶单元和背光源之间的背面侧偏振片。
[5]一种液晶面板，其中，具有液晶单元和层叠于该液晶单元上的[1]～[4]中任一项所述的偏振片，该偏振片配置成偏光膜的与层叠有片构件的面相反侧的面与液晶单元对置。
[6]一种液晶面板，其中，具有液晶单元和层叠于该液晶单元上的[1]～[4]中任一项所述的偏振片，该液晶单元具备具有规则矩阵结构的滤色器，该液晶单元和该偏振片配置成上述片构件所具有的棱镜形状或透镜形状的棱线分别与滤色器所具有的矩阵结构的任一边平行或大致平行。
[7]一种液晶显示装置，其中，具有背光源和[5]或[6]所述的液晶面板，该液晶面板配置成构成液晶面板的上述片构件与背光源对置。
使用了本发明的偏振片或液晶面板的液晶显示装置，波纹等显示不良受到抑制，显示品质优异。此外，根据本发明，能够实现偏振片、以及使用该偏振片的液晶面板和液晶显示装置的薄壁化。使用了本发明的偏振片或液晶面板的本发明的液晶显示装置能够很好地应用于大画面液晶电视用液晶显示装置、特别是能够壁挂的液晶电视用液晶显示装置。
附图说明
图1是表示本发明的偏振片的优选的一个例子的截面示意图。
图2是表示片构件的表面形状的优选的一个例子的立体示意图。
图3是表示片构件的表面形状的优选的另一个例子的立体示意图。
图4是表示片构件的表面形状的优选的另一个例子的立体示意图。
图5是表示片构件的表面形状的优选的另一个例子的立体示意图。
图6是表示片构件的表面形状的优选的另一个例子的立体示意图。
图7是表示本发明的液晶显示装置的优选的一个例子的截面示意图。
图8是表示液晶面板的片构件与滤色器的配置关系的示意图。
具体实施方式
<偏振片>
图1是表示本发明的偏振片的优选的一个例子的截面示意图。本发明的偏振片如图1所示的偏振片1那样，具有偏光膜2和片构件3，所述片构件3介由粘合剂层4层叠在偏光膜2的一面、且表面具有棱镜形状或透镜形状，优选还具有介由粘合剂层6层叠在偏光膜2的另一面的光学补偿膜或保护膜5。
(偏光膜)
本发明的偏振片中使用的偏光膜(图1中的偏光膜2)具体而言，是在经单轴拉伸的聚乙烯醇系树脂膜上吸附有二色性色素且所述二色性色素发生取向的偏光膜。作为构成聚乙烯醇系树脂膜的聚乙烯醇系树脂，可以使用将聚乙酸乙烯酯系树脂皂化而得的物质。聚乙酸乙烯酯系树脂的例子除乙酸乙烯酯的均聚物即聚乙酸乙烯酯之外，还包括乙酸乙烯酯和能够与其共聚的其他单体的共聚物、例如乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。能够与乙酸乙烯酯共聚的其他单体的例子包括不饱和羧酸类、烯烃类、乙烯基醚类、不饱和磺酸类以及具有铵基的丙烯酰胺类。
聚乙烯醇系树脂的皂化度通常为85～100摩尔％左右，优选98摩尔％以上。聚乙烯醇系树脂可以被改性，例如，也可以使用利用醛类进行了改性的聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯醇缩乙醛和聚乙烯醇缩丁醛等。聚乙烯醇系树脂的聚合度通常为1000～10000左右、优选1500～5000左右。
将这种聚乙烯醇系树脂制膜，作为偏光膜的原始膜(原反フイルム)使用。将聚乙烯醇系树脂制膜的方法没有特别限定，可以采用以往公知的适当的方法进行制膜。由聚乙烯醇系树脂形成的原始膜的膜厚没有特别限定，例如为10～150μm左右。
偏光膜通常经过如下工序来进行制造，即，将由聚乙烯醇系树脂形成的原始膜用二色性色素染色从而吸附该二色性色素的工序(染色处理工序)，将吸附有二色性色素的聚乙烯醇系树脂膜用硼酸水溶液进行处理的工序(硼酸处理工序)，以及利用该硼酸水溶液进行处理后进行水洗的工序(水洗处理工序)。
此外，制造偏光膜时，通常聚乙烯醇系树脂膜被单轴拉伸，但该单轴拉伸可以在染色处理工序之前进行，也可以在染色处理工序中进行，还可以在染色处理工序之后进行。在染色处理工序之后进行单轴拉伸时，该单轴拉伸可以在硼酸处理工序之前进行，也可以在硼酸处理工序中进行。当然，也可以在这些多个步骤中进行单轴拉伸。单轴拉伸可以在圆周速度不同的辊之间进行单轴拉伸，也可以使用热辊进行单轴拉伸。此外，可以是在大气中进行拉伸的干式拉伸，也可以是在用溶剂使其溶胀的状态下进行拉伸的湿式拉伸。拉伸倍率通常是3～8倍左右。
染色处理工序中的聚乙烯醇系树脂膜利用二色性色素进行的染色，例如，可以通过将聚乙烯醇系树脂膜浸渍在含有二色性色素的水溶液中来进行。作为二色性色素，可以使用例如碘、二色性染料等。二色性染料的例子包含C.I.直接红39等含有双偶氮化合物的二色性直接染料以及含有三偶氮、四偶氮化合物等的二色性直接染料。另外，聚乙烯醇系树脂膜优选在染色处理之前预先实施在水中的浸渍处理。
使用碘作为二色性色素时，通常采用将聚乙烯醇系树脂膜浸渍在含有碘和碘化钾的水溶液中来进行染色的方法。该水溶液中的碘含量相对于每100重量份水通常为0.01～1重量份，碘化钾的含量相对于每100重量份水通常为0.5～20重量份。使用碘作为二色性色素时，用于染色的水溶液的温度(染色处理温度)通常为20～40℃，此外，在该水溶液中的浸渍时间(染色处理时间)通常为20～1800秒。
另一方面，使用二色性染料作为二色性色素时，通常采用将聚乙烯醇系树脂膜浸渍在含有水溶性二色性染料的水溶液中来进行染色的方法。该水溶液中的二色性染料的含量相对于每100重量份水通常为1×10-4～10重量份、优选为1×10-3～1重量份、特别优选为1×10-3～1×10-2重量份。该水溶液可以含有硫酸钠等无机盐作为染色助剂。使用二色性染料作为二色性色素时，用于染色的染料水溶液的温度(染色处理温度)通常为20～80℃，此外，在该水溶液中的浸渍时间(染色处理时间)通常为10～1800秒。
硼酸处理工序通过将利用二色性色素进行了染色的聚乙烯醇系树脂膜浸渍在含有硼酸的水溶液中来进行。含有硼酸的水溶液中的硼酸的量相对于每100重量份水通常为2～15重量份、优选为5～12重量份。
使用碘作为上述染色处理工序中的二色性色素时，该硼酸处理工序中使用的含有硼酸的水溶液优选含有碘化钾。这种情况下，含有硼酸的水溶液中的碘化钾的量相对于每100重量份水通常为0.1～15重量份、优选为5～12重量份。在含有硼酸的水溶液中的浸渍时间(硼酸处理时间)通常为60～1200秒、优选150～600秒、进一步优选200～400秒。含有硼酸的水溶液的温度(硼酸处理温度)通常为50℃以上、优选50～85℃、更优选60～80℃。
在后续的水洗处理工序中，通过将上述的硼酸处理后的聚乙烯醇系树脂膜浸渍在例如水中来进行水洗处理。水洗处理的水的温度(水洗处理温度)通常为5～40℃，浸渍时间(水洗处理时间)通常为1～120秒。水洗处理后通常实施干燥处理，得到偏光膜。干燥处理可以使用例如热风干燥机、远红外线加热器等来进行。干燥处理的温度通常为30～100℃、优选50～80℃。干燥处理的时间通常为60～600秒、优选120～600秒。
如此，对聚乙烯醇系树脂膜实施单轴拉伸、利用二色性色素的染色、硼酸处理和水洗处理，得到偏光膜。该偏光膜的厚度通常为5～40um。本发明的偏振片具有在这种偏光膜的表面介由粘合剂层层叠有具有棱镜形状或透镜形状的片构件的结构。
(片构件)
本发明的偏振片中使用的片构件(图1中的片构件3)是其一面的表面形状为棱镜形状或透镜形状的片状的构件。通常，片构件以与具有棱镜形状或透镜形状的面为相反侧的面与偏光膜对置的方式层叠在偏光膜上。图2～6是表示片构件的表面形状的优选例的立体示意图。其中，所谓棱镜形状是指将用使大致三角形形状等由直线(可以部分包含曲线)构成的形状与该三角形状的面垂直地平行移动而得的轨迹表示的柱状体平行地密接于该柱状体的底面并多个排列而成的形状，作为这种棱镜状的例子，可以举出如图2所示的、将用使等腰三角形同样地平行移动而得的轨迹表示的柱状体平行地密接于该柱状体的底面且多个排列而成的形状。
在图2所示的棱镜形状中，截面三角形形状的顶点的角度(顶角)例如优选设为30～100°、更优选设为40～75°。突起的间距(相邻的突起的棱线间的距离)优选设为5～300μm。此外，截面三角形形状的突起的高度优选设为10～200μm。此外，为了满足上述的顶角和高度，彼此相邻的截面三角形状的间距(顶点间的沿着与底面平行的方向的直线距离)优选为5～300μm。
截面三角形形状中的二边可以是相同长度，也可以具有不同的长度。此外，棱镜形状所具有的截面三角形形状的突起的高度可以全部相同，也可以不同。上述的顶角、间距、高度只要在上述的范围内，则彼此相邻的各截面三角形状之间可以相互不同。此外，在突起间形成的沟的形状可以是直线，该沟的至少一部分也可以是曲线。棱镜的截面除三角形形状之外，如上所述，还包括曲线，例如可以是锯齿状那样的形状、截面三角形状的顶点附近形成圆形的形状等。进而，其截面为正弦波这样的波状形状虽然严格地说是不包含在上述定义中的，但也视为被包括在内。
此外，所谓透镜形状是指将用使由圆弧状的曲线(可以包含直线)形成的形状相对于该圆弧形状的面垂直地平行移动而得的轨迹表示的柱状体平行地密接于该柱状体的底面并多个排列而成的形状，或者将具有圆状(可以是正圆状、椭圆状中的任一种)、方形状(可以是正方形状、矩形状中的任一种)、三角形状、六角形状等底面的半球形状的曲面纵横地排列而成的形状等。例如，可以举出如图3所示的、将用使由大致半圆弧形状等曲线(可以部分包含直线)构成的形状相对于该形状面垂直地平行移动而得的轨迹表示的柱状体平行地密接于柱状体的底面并多个排列而成的形状(具体而言，使用双凸透镜片等实现)；如图4所示的、将具有圆形底面的半球形状的曲面纵横地排列而成的形状(具体而言，使用二维透镜阵列片实现)，如图5所示的、将具有正方形、长方形等方形形状、三角形、六角形等多角形形状的底面的半球形状的曲面纵横地排列而成的形状(具体而言，使用二维透镜阵列片实现)等。此外，作为其他的透镜形状，还包括如图6所示的、具有各种角度的平面组合而成的多面体形状(在图6所示的例子中，并列四角锤状的金字塔结构而成的结构)，将菲涅尔透镜或形成其变形形状的透镜多个配置而成的形状。
在如图3所示的双凸透镜中，截面半圆弧状的间距(顶点间的沿着与底面平行的方向的直线距离)和彼此相邻的截面半圆弧状的高度(底面与顶点之间沿垂直方向的直线距离)分别优选设为10～200μm、5～100μm。构成双凸透镜的间距和高度只要在上述的范围内，则彼此相邻的各截面半圆弧状之间可以相互不同。此外，彼此相邻的各截面半圆弧状间的沟可以是如图3所示的直线，该沟的至少一部分可以是曲线。
此外，在双凸透镜以外的透镜形状中，半球形状的多个突起可以是相同的高度，也可以具有不同的高度。此外，在突起间形成的沟的形状可以是直线，也可以是曲线。
在本发明中，上述片构件含有热塑性结晶性高分子，具有起因于该结晶性高分子的内部雾度。其中，所谓片构件的内部雾度是指在片构件所具有的雾度(全体雾度)中通过片构件表面的凹凸而呈现的雾度(表面雾度)以外的雾度。
片构件的内部雾度为3～60％、优选为5～50％。内部雾度小于3％时，无法充分抑制波纹，而超过60％时，由于从相对于液晶单元的厚度方向倾斜的方向射入液晶单元的光的成分增加，所以液晶显示装置的正面的亮度和对比度降低。通过将具有这种范围的内部雾度的片构件层叠在偏光膜上，可以得到应用于液晶显示装置时能有效地抑制波纹产生的偏振片。
用于本发明的片构件所具有的起因于结晶性高分子的内部雾度，具体而言，可以举出构成片构件的热塑性结晶性高分子本身部分结晶化、在片构件内形成微小的结晶域而表现出的内部雾度。这种情况下，结晶性高分子的非结晶域和显示出与非结晶域不同的折射率的结晶域并存于片构件内，由此片构件呈现光扩散性，呈现内部雾度。
构成片构件的热塑性结晶性高分子的例子包括聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃系树脂和聚对苯二甲酸乙二醇酯等聚酯系树脂。由于结晶性良好、容易呈现内部雾度，因此优选使用聚烯烃系树脂，其中更优选聚丙烯。
使用上述热塑性结晶性高分子来制造具有起因于结晶性高分子的内部雾度的片构件的方法的例子，包括光聚合物工艺法、异形挤出法、压制成型法、注射成型法、辊转印法、激光烧蚀法、机械切削法以及机械研削法。这些方法可以分别单独使用，或者与其他一种以上的方法组合实施。在这些方法中，通过调整片状物冷却时、或向成型供给前的基材片制作中的冷却时的冷却温度或冷却速度等，可以控制结晶性高分子的结晶度，由此，可以对片构件控制内部雾度值，所述片状物由结晶性高分子形成，利用成型而赋予棱镜形状或透镜形状，所述基材片由结晶性高分子形成。
片构件能含有无机微粒或有机微粒等光扩散剂。这种情况下，片构件具有起因于结晶性高分子的内部雾度和来源于光扩散剂的内部雾度。但是，若考虑制造时的原料的处理繁琐性、片构件的生产率降低以及包括产品缺陷等的品质不良的产生容易性等，优选片构件中不含扩散剂，仅通过实质上为片构件基材的结晶性高分子来呈现内部雾度。另外，片构件根据需要也可以含有紫外线吸收剂、抗氧化剂、增塑剂等添加剂。
片构件的厚度没有特别限定，从偏振片的薄壁化的观点，优选20～200μm、更优选30～100μm。
在偏光膜的与层叠有上述片构件的面相反侧的面上，可以形成用于贴合液晶单元和偏振片的粘合剂或胶粘剂的层。此外，在偏光膜的与层叠有上述片构件的面相反侧的面上，可以层叠保护膜或光学补偿膜等透明膜，该透明膜上形成粘合剂或胶粘剂的层。作为透明膜，可以举出三乙酰纤维素膜(TAC膜)等纤维素系树脂膜、聚烯烃系树脂膜、丙烯酸系树脂膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯等聚酯系树脂膜等。进而，在上述透明膜上，也可以介由胶粘剂层等层叠后述的光学功能性膜，在该光学功能性膜上形成粘合剂或胶粘剂的层。
构成上述纤维素系树脂膜的纤维素系树脂含有纤维素的部分酯化物或完全酯化物，其例子包括纤维素的乙酸酯、丙酸酯、丁酸酯、以及它们的混合酯。具体例包括三乙酰纤维素、二乙酰纤维素、乙酸丙酸纤维素以及乙酸丁酸纤维素。将这种纤维素系树脂制膜而形成膜时，可适当使用溶剂流延法、熔融挤出法等公知的方法。纤维素酯系树脂膜的市售品的例子包括“FUJITAC TD80”(富士胶片株式会社制)、“FUJITACTD80UF”(富士胶片株式会社制)、“FUJITAC TD80UZ”(富士胶片株式会社制)、“KC8UX2M”(Konica Minolta Opto株式会社制)以及“KC8UY”(Konica Minolta Opto株式会社制)。
此外，由纤维素系树脂膜形成的光学补偿膜的例子包括在上述纤维素系树脂膜中含有具有相位差调节功能的化合物的膜；在纤维素系树脂膜表面涂布有具有相位差调节功能的化合物的膜；将纤维素系树脂膜进行单轴拉伸或双轴拉伸而得到的膜。
市售的由纤维素系树脂膜形成的光学补偿膜的例子包括富士胶片株式会社制的“WV BZ 438”、“WV EA”、Konica Minolta Opto株式会社制的“KC4FR-1”以及“KC4HR-1”。
由纤维素系树脂膜形成的保护膜或光学补偿膜的厚度没有特别限制，优选20～90μm、更优选30～90μm。厚度小于20μm时，有膜的处理变难的趋势，另一方面，厚度超过90μm时，有加工性变差的趋势，此外，不利于偏振片的薄壁化或轻质化。
由上述聚烯烃系树脂膜形成的光学补偿膜的例子包括经单轴拉伸或双轴拉伸的环烯烃系树脂膜。在大型液晶电视用液晶面板、特别是具有垂直取向(VA)模式的液晶单元的液晶面板中使用本发明的偏振片时，作为上述光学补偿膜，从光学特性和耐久性的观点出发，也优选环烯烃系树脂膜的拉伸物。其中，所谓环烯烃系树脂膜是指例如由具有由降冰片烯或多环降冰片烯系单体等环状烯烃(环烯烃)形成的单体单元的热塑性树脂制成的膜。环烯烃系树脂膜可以是使用单一环烯烃的开环聚合物的氢化物或使用两种以上环烯烃的开环共聚物的氢化物，也可以是环烯烃与链状烯烃和/或具有乙烯基的芳香族化合物等的加成共聚物。此外，在主链或侧链导入有极性基团的物质也是有效的。
市售的热塑性环烯烃系树脂的例子包括由德国的TOPASADVANCED POLYMERS GmbH公司销售的“Topas”、由JSR株式会社销售的“ARTON”、由日本瑞翁株式会社销售的“ZEONOR”和“ZEONEX”以及由三井化学株式会社销售的“APEL”(均为商品名)，可以很好地使用这些市售的热塑性环烯烃系树脂。
将这种环烯烃系树脂制膜，可以得到环烯烃系树脂膜。作为制膜方法，可以适当使用溶剂流延法、熔融挤出法等公知的方法。此外，还市售有例如由积水化学工业株式会社销售的“S-SINA”和“SCA40”、由日本瑞翁株式会社销售的“ZEONOR膜”、由JSR株式会社销售的“ARTON膜”(均为商品名)等的制膜得到的环烯烃系树脂膜，它们也可以很好地使用。
由经拉伸的环烯烃系树脂膜形成的光学补偿膜的厚度如果过厚，则有加工性变差的趋势，而且透明性降低、或在偏振片的薄壁化和轻质化方面不利等，因此优选为20～80μm左右。
本发明的偏振片可以通过在上述的偏光膜的一面使用粘合剂贴合上述片构件来得到。由此，参照图1，得到在偏光膜2的表面介由粘合剂层4层叠有片构件3的偏振片。在偏光膜的另一面层叠保护膜或光学补偿膜5时，偏光膜与保护膜或光学补偿膜的贴合同样使用粘合剂来进行。该粘合剂形成粘合剂层6。在偏光膜上贴合有保护膜或光学补偿膜时，用于贴合片构件的粘合剂和用于贴合保护膜或光学补偿膜的粘合剂可以是同种类的粘合剂，也可以是不同种类的粘合剂。作为用于贴合这些膜的粘合剂，可以举出水系粘合剂以及光固化性粘合剂，所述水系粘合剂是使粘合剂成分溶解或分散于水中而成的粘合剂。
上述水系粘合剂在能够使粘合剂层变薄这一点上优选使用。水系粘合剂的例子包括使用聚乙烯醇系树脂或聚氨酯树脂作为粘合剂成分的水系粘合剂。
使用聚乙烯醇系树脂作为粘合剂成分时，该聚乙烯醇系树脂除部分皂化聚乙烯醇、完全皂化聚乙烯醇以外，还可以是羧基改性聚乙烯醇、乙酰乙酰基改性聚乙烯醇、羟甲基改性聚乙烯醇、氨基改性聚乙烯醇等经改性的聚乙烯醇系树脂。通常，以聚乙烯醇系树脂作为粘合剂成分的水系粘合剂调制成聚乙烯醇系树脂的水溶液。粘合剂中的聚乙烯醇系树脂的浓度相对于水100重量份通常为1～10重量份左右、优选为1～5重量份左右。
在以聚乙烯醇系树脂作为粘合剂成分的粘合剂中，为了提高粘合性，优选添加乙二醛、水溶性环氧树脂等固化性成分或交联剂。作为水溶性环氧树脂，可以很好地使用例如使表氯醇与聚酰胺聚胺反应而得到的聚酰胺聚胺环氧树脂，所述聚酰胺聚胺是通过二亚乙基三胺、三亚乙基四胺等多亚烷基多胺和己二酸等二元羧酸反应而得到。所述聚酰胺聚胺环氧树脂的市售品的例子包括由Sumika Chemtex株式会社销售的“SUMIREZ RESIN 650”和“SUMIREZ RESIN 675”以及由日本PMC株式会社销售的“WS-525”。这些固化性成分或交联剂的添加量(均添加时为其合计量)相对于聚乙烯醇系树脂100重量份通常为1～100重量份、优选1～50重量份。上述固化性成分、交联剂的添加量相对于聚乙烯醇系树脂100重量份小于1重量份时，有提高粘合性的效果变小的趋势，此外，上述固化性成分、交联剂的添加量相对于聚乙烯醇系树脂100重量份超过100重量份时，有粘合剂层变脆的趋势。
此外，使用聚氨酯树脂作为粘合剂成分时，适当的粘合剂组合物的例子包括聚酯系离聚物型聚氨酯树脂和具有缩水甘油氧基的化合物的混合物。其中，所谓聚酯系离聚物型聚氨酯树脂是指具有聚酯骨架的聚氨酯树脂，在其骨架内导入有少量的离子性成分(亲水成分)。所述离聚物型聚氨酯树脂由于不使用乳化剂而是直接在水中乳化来形成乳液，所以适合作为水系的粘合剂。
聚酯系离聚物型聚氨酯树脂本身是公知的，例如在JPH07-97504-A中记载有其作为用于使酚系树脂分散于水性介质中的高分子分散剂的例子，而且在JP2005-070140-A和JP2005-181817-A中公开了将聚酯系离聚物型聚氨酯树脂和具有缩水甘油氧基的化合物的混合物作为粘合剂，在由聚乙烯醇系树脂形成的偏光膜上贴合环烯烃系树脂膜的内容。
作为对偏光膜和/或与其贴合的构件(片构件、保护膜或光学补偿膜)涂布粘合剂的方法，可以是普通已知的方法，其例子包括流延法、迈耶绕线棒涂布法、凹版涂布法、逗号涂布机法、刮刀法、模涂法、浸渍涂布法以及喷雾法。
所谓流延法是指使作为被涂布物的膜沿大致垂直方向、大致水平方向、或两者间的倾斜方向移动，同时在其表面流下粘合剂并使之扩散的方法。涂布粘合剂后，将偏光膜和待与其贴合的构件重叠，用夹持辊等夹持进行膜的贴合。使用夹持辊的膜的贴合可以采用如下方法等，例如，涂布粘合剂后用辊等加压从而均匀地扩张的方法，涂布粘合剂后通过辊与辊之间进行加压从而扩张的方法。为前者时，作为辊的材质可以使用金属或橡胶等。此外，为后者时，多个辊可以为相同材质，也可以为不同的材质。
上述贴合后，通过进行干燥而使粘合剂层固化，由此可以得到偏振片。该干燥处理通过例如吹送热风来进行，其温度通常为40～100℃、优选60～100℃。此外，干燥时间通常为20～1200秒。
干燥后的粘合剂层的厚度通常为0.001～5μm、优选0.01～2μm、进一步优选0.01～1μm。干燥后的粘合剂层的厚度小于0.001μm时，很可能粘合不充分，而干燥后的粘合剂层的厚度超过5μm时，很可能产生偏振片的外观不良。另外，干燥、固化前的使用上述夹持辊等进行贴合后的粘合剂层的厚度优选为5μm以下，而且优选为0.01μm以上。
干燥处理后，可以在室温以上的温度下实施至少半天、通常为1天以上的熟化来获得充分的粘合强度。所述熟化典型的是在卷绕成卷状的状态下进行。优选熟化温度为30～50℃、进一步优选为35～45℃。若熟化温度超过50℃，则在打卷状态下容易产生所谓的“卷紧(巻き締まり)”。另外，熟化时的湿度没有特别限定，优选选择成相对湿度为0％～70％RH左右。熟化时间通常为1～10天左右、优选为2～7天左右。
此外，上述光固化性粘合剂的例子包括光固化性环氧树脂和光阳离子聚合引发剂的混合物。光固化性环氧树脂的例子包括脂环式环氧树脂、不具有脂环式结构的环氧树脂、以及它们的混合物。光固化性粘合剂除光固化性环氧树脂之外，还包括丙烯酸系树脂、氧杂环丁烷树脂、聚氨酯树脂、聚乙烯醇树脂等，此外，也可以同时含有光阳离子聚合引发剂，或者含有光自由基聚合引发剂来代替光阳离子聚合引发剂。
使用光固化性粘合剂时，对偏光膜和/或与其贴合的构件(片构件、保护膜或光学补偿膜)涂布光固化性粘合剂，将偏光膜和与其贴合的构件贴合后，通过照射活性能量射线使光固化性粘合剂固化。光固化性粘合剂的涂布方法和膜的贴合方法可以与水系粘合剂相同。活性能量射线的光源没有特别限定，优选在波长400nm以下具有发光分布的活性能量射线，具体而言，优选使用低压汞灯、中压汞灯、高压汞灯、超高压汞灯、荧光灯、黑光灯、微波激发汞灯、金属卤化物灯等。
对光固化性粘合剂的光照射强度根据该光固化性粘合剂的组成适当确定，没有特别限定，优选对聚合引发剂的活化有效的波长区域的照射强度为0.1～6000mW/cm2。该照射强度为0.1mW/cm2以上时，反应时间不会过长，为6000mW/cm2以下时，从光源辐射的热和光固化性粘合剂固化时的发热所致的环氧树脂的黄变、产生偏光膜劣化的可能性少。对光固化性粘合剂的光照射时间根据每个发生固化的光固化性粘合剂来进行控制，没有特别限制，优选将作为上述照射强度与照射时间的乘积表示的累计光量设定成10～10000mJ/m2。对光固化性粘合剂的累计光量为10mJ/m2以上时，使来自聚合引发剂的活性种产生足够量而能够使固化反应更可靠地进行，此外，为10000mJ/m2以下时，照射时间不会过长，能够维持良好的生产率。
通过照射活性能量射线使光固化性粘合剂固化时，优选在偏光膜的偏光度、透射率和色调、以及片构件、保护膜和光学补偿膜的透明性等偏振片的各种功能不降低的条件下进行固化。
另外，在片构件和保护膜或光学补偿膜与偏光膜贴合前，为了提高粘合性，可以对偏光膜和/或与其贴合的构件的粘合表面实施等离子体处理、电晕处理、紫外线照射处理、火焰处理、皂化处理等表面处理。皂化处理的例子包括在氢氧化钠或氢氧化钾等的碱性水溶液中进行浸渍的方法。
在本发明的偏振片中，优选在偏光膜的与层叠有片构件的侧相反侧的面(层叠有保护膜或光学补偿膜时，在该膜上)上具有胶粘剂层。作为用于这种胶粘剂层的胶粘剂，可以使用以往公知的适当的胶粘剂，其例子包括丙烯酸系胶粘剂、聚氨酯系胶粘剂以及硅酮系胶粘剂。其中，从透明性、胶粘力、可靠性、再加工性等的观点出发，优选使用丙烯酸系胶粘剂。胶粘剂层可以通过如下方法设置，即，将这种胶粘剂制成例如有机溶剂溶液、通过模涂机或凹版涂布机等将其涂布到基材膜(例如偏光膜等)上、使其干燥的方法。此外，也可以通过将在实施了脱模处理的塑料膜(被称为隔离膜)上形成的片状胶粘剂转印于基材膜的方法来设置。胶粘剂层的厚度没有特别限制，优选为2～40μm。
在偏振片的形成有胶粘剂层的面上，可以介由该胶粘剂层粘贴光学功能性膜。光学功能性膜的例子包括在基材表面涂布有液晶性化合物且该液晶性化合物发生取向的光学补偿膜；透射某种偏振光，且将显示与其为相反性质的偏振光进行反射的反射型偏光膜；含有聚碳酸酯系树脂的相位差膜；含有环烯烃系树脂膜的相位差膜；在表面具有凹凸形状的带防眩功能的膜；带防止表面反射功能的膜；在表面具有反射功能的反射膜；以及兼具反射功能和透射功能的半透射反射膜。与在基材表面涂布有液晶性化合物且该液晶性化合物发生取向的光学补偿膜相当的市售品的例子包括“WV膜”(富士胶片株式会社制)、“NH膜”(新日本石油株式会社制)以及“NR膜”(新日本石油株式会社制)。与透射某种偏振光、且将显示与其为相反性质的偏振光进行反射的反射型偏光膜相当的市售品的例子包括“DBEF”(3M公司制，在日本可以从住友3M株式会社获得)。此外，与含有环烯烃系树脂膜的相位差膜相当的市售品的例子包括“ARTON膜”(JSR株式会社制)、“S-SINA”(积水化学工业株式会社制)以及“ZEONOR膜”(日本瑞翁株式会社)。
本发明的偏振片可以适用于液晶显示装置所具有的在液晶单元与背光源之间配置的背面侧偏振片。
<液晶面板和液晶显示装置>
图7是表示本发明的液晶显示装置的优选一例的截面示意图，表示使用了本发明的液晶面板的液晶显示装置的一例。参照图7，本发明的液晶面板11具有液晶单元13和层叠于液晶单元13上的作为本发明的偏振片的偏振片1。液晶单元13和偏振片1介由胶粘剂层18贴合成偏光膜2的与层叠有片构件3的面相反侧的面与液晶单元13对置(即，片构件3形成液晶面板11的外表面)。
这种本发明的液晶面板通常以其片构件3成为背光源12侧的方式(偏振片1被配置在液晶单元13与背光源12之间)应用于液晶显示装置10。这种情况下，在偏振片1中，将片构件3以其与具有棱镜形状或透镜形状的面为相反侧的面与偏光膜2对置的方式层叠在偏光膜2上时，具有棱镜形状或透镜形状的面成为与背光源12对置。
如图7所示，在本发明的液晶面板中，在液晶单元的前面侧(是应用于液晶显示装置时的视觉辨认侧，与层叠有本发明的偏振片的一侧为相反侧)也设置偏振片，对于在该液晶单元的前面侧设置的偏振片没有特别限制，可以使用以往公知的适当的偏振片。例如，可以使用实施了防眩处理、硬涂层处理、反射防止处理的偏振片等。此外，还可以是在偏光膜的单面层叠有由聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、丙烯酸系膜、聚丙烯膜等形成的保护膜或光学补偿膜的偏振片。在图7示出的例子中，液晶面板11具有在偏光膜14的两面介由粘合剂层17贴合保护膜15而成的偏振片作为前面侧偏振片。该前面侧偏振片介由胶粘剂层16层叠于液晶单元13。
液晶单元通常具备具有规则地排列有由R、G、B三原色组成的四角形状的彩色像素的矩阵结构的滤色器。在本发明的液晶面板中，液晶单元和本发明的偏振片可以配置成例如如图8所示，片构件3所具有的棱镜形状或透镜形状的棱线分别与滤色器13a所具有的矩阵结构的任一边平行或大致平行。在图2中示出的棱镜形状和图3中示出的双凸透镜中，所谓棱线是指由突起(凸部)的顶点形成的线。此外，在图4～6等所示的二维透镜阵列中，所谓棱线是指将在纵向或横向排列的突起的顶点连接而成的线。滤色器所具有的矩阵结构的任一边是指彩色像素的纵或横的排列方向。
参照图7，作为本发明的液晶显示装置的液晶显示装置10具有背光源12、和片构件3被配置成背光源12侧的液晶面板11。这种本发明的液晶显示装置通过具有在液晶单元的背面侧贴合有本发明的偏振片的液晶面板，从而在应对薄壁化的同时具有充分的机械强度，并且波纹的产生被充分抑制，显示出优异的视觉辨认性。此外，由于在液晶面板的背面侧配置片构件，所以防止了液晶面板与背光源系统的密合，由此，实现进一步改善视觉辨认性。
在本发明的液晶显示装置中，对于上述液晶面板以外的构成，可以采用以往公知的液晶显示装置的适当的构成。例如，本发明的液晶显示装置可以进一步具有光扩散板、光扩散片、导光板等。作为背光源系统，优选使用除了背光以外还有侧光的导光板方式的背光源系统。
实施例
以下，举出实施例，对本发明进一步详细说明，但本发明不限于这些例子。
(制造例1：偏光膜的制作)
将平均聚合度约2400、皂化度99.9摩尔％以上且厚度75μm的聚乙烯醇膜浸渍于30℃的纯水后，于30℃浸渍在碘/碘化钾/水的重量比为0.02/2/100的水溶液中。然后，于56.5℃浸渍在碘化钾/硼酸/水的重量比为12/5/100的水溶液中。接着，用8℃的纯水清洗后，在65℃进行干燥，得到聚乙烯醇吸附有碘且碘发生取向的偏光膜。拉伸主要在碘染色和硼酸处理的工序中进行，总拉伸倍率为5.3倍。
(制造例2：紫外线固化型粘合剂的制备)
将日本环氧树脂株式会社制的氢化环氧树脂-商品名“EPIKOTEYX8000”(是核加氢双酚A的二缩水甘油醚，具有约205g/当量的环氧当量)10.0g、日本曹达株式会社制的光阳离子聚合引发剂-商品名“CI5102”4.0g、和日本曹达株式会社制的光增感剂-商品名“CS7001”1.0g量取到100ml的一次性杯中，进行混合·脱泡，由此制备紫外线固化型粘合剂。
(制造例3：三角棱镜片1的制作)
在预先设计成成型后的棱镜的间距为50μm以及棱镜顶角为65°的模具上，涂布熔融的聚丙烯树脂，边加热边加压。接着，从模具上剥离后立即冷却至60℃，得到由聚丙烯树脂形成的三角棱镜片1。任何三角棱镜都具有与设计相同的形状。
(制造例4：三角棱镜片2的制作)
从模具上剥离后，暂时冷却至90℃，在同一温度下保持5分钟后，冷却至10℃，除此以外，与制造例3同样地操作，得到由聚丙烯树脂形成的三角棱镜片2。任何三角棱镜都具有与设计相同的形状。
(制造例5：三角棱镜片3的制作)
从模具上剥离后立即冷却至10℃，除此以外，与制造例3同样地操作，得到由聚丙烯树脂形成的三角棱镜片3。任何三角棱镜都具有与设计相同的形状。
(制造例6：三角棱镜片4的制作)
在预先设计成成型后的棱镜的间距为50μm以及棱镜顶角为65°的模具上，涂布以下的混合物作为紫外线固化型树脂组合物，使其表面平滑后，在由紫外线固化型树脂组合物形成的层上重叠厚度188μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜。接着，以累计照射量为1000mJ/cm2的方式照射波长320～390nm的紫外线，使紫外线固化型树脂组合物固化。然后，从模具上剥离，由此得到在聚对苯二甲酸乙二醇酯膜上层叠有具有棱镜形状的紫外线固化型树脂组合物的固化物层的三角棱镜片4。任何三角棱镜都具有与设计相同的形状。
<紫外线固化型树脂组合物的组成>
FANCRYL FA-321M(日立化成公司制环氧乙烷改性双酚A甲基丙烯酸酯)45重量份、NK ESTER A-BPE-4(新中村化学公司制环氧乙烷改性双酚A二丙烯酸酯)25重量份、Sartomer 285(SARTOMER公司制丙烯酸四氢糠酯)30重量份、DAROCUR 1173(CIBA公司制2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮)3重量份。
<实施例1>
(a)偏振片的制作
在制造例1中得到的偏光膜的一面，将在制造例3中得到的三角棱镜片1以与其具有棱镜形状的面为相反侧的面作为贴合面介由在制造例2中得到的紫外线固化型粘合剂进行贴合。此外，在偏光膜的另一面，介由在制造例2中得到的紫外线固化型粘合剂贴合三乙酰纤维素膜(80μm、Konica Minolta Opto公司制)。接着，以线速度1.0m/min通过日本电池株式会社制的紫外线照射装置(紫外线灯以80W使用“HAL400NL”，照射距离设为50cm)中1次，得到具有良好外观的偏振片。作为环氧树脂组合物的紫外线固化型粘合剂的固化性良好。此外，用JIS K 5400记载的棋盘格法评价三角棱镜片1的密合性，结果非剥离棋盘格数相对于所形成的棋盘格数为100/100，显示出良好的密合性。在该偏振片的三乙酰纤维素膜的外表面设有厚度25μm的丙烯酸系胶粘剂的层。
(b)液晶显示装置的制作
将上述偏振片介由丙烯酸系胶粘剂层配置于液晶单元的背面，在液晶单元的前面配置市售的偏振片，组装成液晶面板。将该液晶面板与市售的光扩散板、导光板方式的背光源组合，制作液晶显示装置。通过目视观察液晶显示装置的显示，结果从正面看得到明亮的图像，未见波纹，视觉辨认性良好。
<实施例2>
使用在制造例4中得到的三角棱镜片2来代替在制造例3中得到的三角棱镜片1，除此以外，与实施例1同样地操作，制作偏振片，接着制作液晶显示装置。通过目视观察液晶显示装置的显示，结果从正面看得到明亮的图像，未见波纹，视觉辨认性良好。
<比较例1>
使用在制造例5中得到的三角棱镜片3来代替在制造例3中得到的三角棱镜片1，除此以外，与实施例1同样地操作，制作偏振片，接着制作液晶显示装置。通过目视观察液晶显示装置的显示，结果从正面看得到明亮的图像，观测到强的波纹，视觉辨认性不良。
<比较例2>
使用在制造例6中得到的三角棱镜片4来代替在制造例3中得到的三角棱镜片1，除此以外，与实施例1同样地操作，制作偏振片，接着制作液晶显示装置。通过目视观察液晶显示装置的显示，从正面看得到明亮的图像，观测到强的波纹，视觉辨认性不良。
将在上述实施例和比较例中使用的三角棱镜片的制造条件和内部雾度的测定结果、以及所制作的液晶显示装置的视觉辨认性评价结果汇总于表1。三角棱镜片的内部雾度的测定方法如下。
<三角棱镜片的内部雾度的测定>
在三角棱镜片的两面涂布甘油使两表面平坦后，在该涂布面配置三乙酰纤维素(TAC)膜并使之光学密合，得到由TAC膜/三角棱镜片/TAC膜构成的层叠体。使用基于JIS K 136的株式会社村上色彩技术研究所制的雾度计“HM-150”型测定所得层叠体的雾度。由于三角棱镜片表面的凹凸被光学地掩埋，所以通过该方法得到的雾度相当于三角棱镜片的内部雾度。
[表1]
Figure BDA0000107182270000191
应当理解为本次公开的实施方式以及实施例在所有点上均为例示，而不是限制。本发明的范围通过权利要求书来表示，而不是前面的说明，与权利要求书等同的技术方案以及在保护范围内的所有变更均包括在其范围内。
符号说明
1偏振片、
2、14偏光膜，
3片构件，
4、6、17粘合剂层，
5光学补偿膜或保护膜，
10液晶显示装置，
11液晶面板，
12背光源，
13液晶单元，
13a  滤色器，
15保护膜，
16、18胶粘剂层。

Claims (7)

1.一种偏振片，其特征在于，具有偏光膜和片构件，
所述偏光膜由吸附有碘或二色性染料且所述碘或二色性染料发生取向的单轴拉伸聚乙烯醇系树脂膜形成，
所述片构件介由粘合剂层层叠于所述偏光膜上，且在表面具有棱镜形状或透镜形状，
所述片构件含有热塑性结晶性高分子，且具有起因于所述结晶性高分子的内部雾度，
所述片构件的内部雾度为3～60％。
2.如权利要求1所述的偏振片，其中，所述片构件不含扩散剂。
3.如权利要求1或2所述的偏振片，其中，在所述偏光膜的与层叠有所述片构件的面相反侧的面上层叠有光学补偿膜或保护膜。
4.如权利要求1～3中任一项所述的偏振片，用于在液晶显示装置中配置于液晶单元与背光源之间的背面侧偏振片。
5.一种液晶面板，其特征在于，具有液晶单元和层叠在所述液晶单元上的权利要求1～4中任一项所述的偏振片，
所述偏振片配置成所述偏光膜的与层叠有所述片构件的面相反侧的面与所述液晶单元对置。
6.一种液晶面板，其特征在于，具有液晶单元和层叠在所述液晶单元上的权利要求1～4中任一项所述的偏振片，
所述液晶单元具备具有规则矩阵结构的滤色器，
所述液晶单元和所述偏振片配置成：所述片构件所具有的所述棱镜形状或透镜形状的棱线分别与所述滤色器所具有的矩阵结构的任一边平行或大致平行。
7.一种液晶显示装置，其特征在于，具有背光源和权利要求5或6所述的液晶面板，所述液晶面板配置成构成液晶面板的所述片构件与所述背光源对置。
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