CN105683786B - 在各波长下具有均匀的透射率的偏振元件和偏振片 - Google Patents

Abstract

本发明的课题是提供一种碘系偏振元件和偏振片，本申请的偏振元件在将吸收轴平行地配置的情况下以及正交地配置的情况下，在各情况下在各波长透射率方面具有大致恒定的透射率。本发明的解决手段是一种偏振元件，其包含由吸附硼酸且经拉伸的亲水性高分子构成、并且含有碘的具有偏振功能的基材，该偏振元件的特征在于，以单片测定该基材时的光敏度校正单片透射率Ys为40.0％～42.5％，该光敏度校正单片透射率Ys与460nm的单片透射率Ts₄₆₀之差为1％以内，该光敏度校正单片透射率Ys与550nm的单片透射率Ts₅₅₀之差为1％以内，该光敏度校正单片透射率Ys与610nm的单片透射率Ts₆₁₀之差为1％以内，使两片该基材的吸收轴方向正交地对两片该基材进行测定时的光敏度校正正交透射率Yc为0.01％以下。

Description

在各波长下具有均匀的透射率的偏振元件和偏振片

技术领域

本发明涉及在各波长下具有均匀的透射率的偏振元件和偏振片。

背景技术

偏振元件通常通过使作为二色性色素的碘或二色性染料在聚乙烯醇树脂膜上吸附、取向来制造。在该偏振元件的至少单面借助粘接剂层贴合由三乙酰纤维素等构成的保护膜而制成偏振片，用于液晶显示装置等。使用碘作为二色性色素的偏振片被称为碘系偏振片，另一方面，使用二色性染料作为二色性色素的偏振片被称为染料系偏振片。其中，染料系偏振片具备如下特征：具有高耐热性、高湿热耐久性、高稳定性，并且通过配合所带来的颜色的选择性高；另一方面，与具有相同偏振度的碘系偏振片相比时，染料系偏振片存在透射率低、即对比度低的问题。迄今为止的偏振元件在将吸收轴平行地设置而显示白色时，380nm～480nm的透射率低于500nmm～600nm的透射率，无法保持各波长下的发光均匀性。因此，例如，尝试进行了如下改善：在将偏振元件的吸收轴平行地设置的情况下，要使各波长透射率具有恒定的透射率。但是，在这种情况下仍存在如下问题：在将吸收轴设置为正交轴时，380nm～480nm的波长、特别是460nm的波长变得高于光敏度高的550nm附近的透射率，对比度降低。因此，作为偏振元件或偏振片，要求在具有高偏振性能、即高对比度的同时能够使可见区域的各波长透射率恒定的偏振元件或偏振片。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-49698号

专利文献2：日本特开2005-202367号

非专利文献1：功能性色素的应用，第1次印刷发行版，株式会社CMC出版，入江正浩主编，P98～100

发明内容

发明所要解决的问题

使偏振片的透射率在各波长下恒定的方法例如公开在专利文献1或专利文献2中。专利文献1公开了在膜厚8～18μm的偏振元件中410nm的正交尼科尔时的透射率为0.001％～0.1％的偏振元件的技术。但是，该技术仅改善了正交位的脱色、色调，并没有改善平行位时的各波长透射率。在专利文献2中公开了由在利用含有二价金属的水溶性树脂形成的基质中分散有微小区域的结构的膜构成的偏振元件的技术。但是，即使利用该技术也无法得到平行位和正交位的各波长的透射率恒定的偏振元件或偏振片。

用于解决问题的手段

本发明人为了解决上述问题进行了深入研究，结果完成了本发明。

即，本发明涉及：

“(1)一种偏振元件，其包含由吸附硼酸且经拉伸的亲水性高分子构成、并且含有碘的具有偏振功能的基材，该偏振元件的特征在于，

以单片测定该基材时的光敏度校正单片透射率Ys为40.0％～42.5％，

该光敏度校正单片透射率Ys与460nm的单片透射率Ts₄₆₀之差为1％以内，

该光敏度校正单片透射率Ys与550nm的单片透射率Ts₅₅₀之差为1％以内，

该光敏度校正单片透射率Ys与610nm的单片透射率Ts₆₁₀之差为1％以内，

使两片该基材的吸收轴方向正交地对两片该基材进行测定时的光敏度校正正交透射率Yc为0.01％以下；

(2)如上述(1)所述的偏振元件，其特征在于，

使两片上述基材的吸收轴方向平行地对两片上述基材进行测定时的光敏度校正平行透射率Yp为33％～37％的范围，

该平行透射率Yp与使两片该基材的吸收轴方向平行地对两片该基材进行测定时的460nm的平行透射率Tp₄₆₀之差为3％以内；

(3)如上述(1)或(2)所述的偏振元件，其特征在于，

使两片上述基材的吸收轴方向平行地对两片上述基材进行测定时的光敏度校正平行透射率Yp为33％～37％的范围，

该平行透射率Yp与使两片该基材的吸收轴方向平行地对两片该基材进行测定时的295nm的透射率Tp₂₉₅满足下述式(1)，并且，

该平行透射率Yp与使两片该基材的吸收轴方向平行地对两片该基材进行测定时的360nm的透射率Tp₃₆₀满足下述式(2)，

1.05×Yp-26≤Tp₂₉₅≤1.05×Yp-13…式(1)

1.25×Yp-26.25≤Tp₃₆₀≤1.25×Yp-16.25…式(2)；

(4)如上述(1)～(3)中任一项所述的偏振元件，其特征在于，

使两片上述基材的吸收轴方向正交地对两片上述基材进行测定时的295nm的透射率Tc₂₉₅满足下述式(3)，并且，

使两片该基材的吸收轴方向平行地对两片该基材进行测定时的360nm的透射率Tc₃₆₀满足下述式(4)，

2.0×10^-30×Yp^18_.6≤Tc₂₉₅≤2.0×10^-30×Yp^19_.4…式(3)

4.0×10^-37×Yp^22_.12≤Tc₃₆₀≤4.0×10^-37×Yp^22_.67…式(4)；

(5)如上述(1)～(4)中任一项所述的偏振元件，其特征在于，

使两片上述基材的吸收轴方向正交地对两片上述基材进行测定时的460nm的透射率Tc₄₆₀为0.035％以下，并且，

使两片该基材的吸收轴方向正交地对两片该基材进行测定时的610nm的透射率Tc₆₁₀为0.01％以下；

(6)如上述(1)～(5)中任一项所述的偏振元件，其特征在于，

上述基材由聚乙烯醇系树脂膜构成，

该聚乙烯醇系树脂膜的聚合度为3000～7000；

(7)一种偏振片，其是在上述(1)～(6)中任一项所述的偏振元件的至少单面设置支撑体膜而成的；

(8)一种液晶显示装置，其具备上述(1)～(6)中任一项所述的偏振元件或上述(7)所述的偏振片；

(9)一种偏振元件的制造方法，该偏振元件包含由吸附硼酸且经拉伸的亲水性高分子构成、并且含有碘的具有偏振功能的基材，该制造方法的特征在于，

包括：

(i)使聚乙烯醇系树脂膜中含有二色性色素而得到含有二色性色素的膜的工序、

(ii)将上述含有二色性色素的膜进行拉伸而得到拉伸后的膜的工序、

(iii)将上述拉伸后的膜供于使用含氯化物的溶液或含碘化物的溶液的后处理的工序、和

(iv)在上述后处理之后使膜干燥而得到上述基材的工序，

上述含氯化物的溶液或含碘化物的溶液的浓度为0.1～15重量％”。

发明效果

本发明涉及在各波长下具有恒定的透射率的偏振元件和偏振片，该偏振元件和偏振片的透射率高，对比度比高，并且颜色再现性非常高，能够用作显示器用偏振片、特别是液晶显示器用偏振片。

具体实施方式

<偏振元件>

作为制作本发明的偏振元件的方法，例如可以举出如下方法：进行将亲水性高分子膜溶胀的工序，接着进行使其含有二色性色素的染色工序，接着根据需要进行耐水化处理工序，接着经过拉伸工序，接着经过后处理工序，最后经过干燥工序，由此来制作。

作为用于偏振元件的亲水性高分子膜，例如可以举出由聚乙烯醇系树脂、直链淀粉系树脂、淀粉系树脂、纤维素系树脂或聚丙烯酸盐系树脂等构成的膜，使用通过流延等将这些树脂制成膜状后的材料。其中，优选聚乙烯醇系树脂(以下有时也简称为“PVA”)膜。在本发明中，最优选由聚乙烯醇系树脂膜和碘等二色性物质构成的偏振元件。这些偏振元件的厚度没有特别限制，通常为5～80μm左右。

上述聚乙烯醇系树脂的制造方法没有特别限定，可以利用公知的方法来制作。例如，聚乙烯醇系树脂可以通过将聚乙酸乙烯酯系树脂进行皂化来得到。在此，作为聚乙酸乙烯酯系树脂，除了可以举出作为乙酸乙烯酯均聚物的聚乙酸乙烯酯以外，还可以举出乙酸乙烯酯与可与其共聚的其它单体的共聚物等。作为可与乙酸乙烯酯共聚的其它单体，例如可以举出不饱和羧酸类、烯烃类、乙烯基醚类或不饱和磺酸类等。该聚乙烯醇系树脂可以进一步进行了改性，例如也可以使用利用醛类进行了改性的聚乙烯醇缩甲醛或聚乙烯醇缩乙醛等。将聚乙烯醇系树脂成膜后的材料作为聚乙烯醇系树脂膜来使用。

为了提高本发明的光学特性，PVA的聚合度需要为3000～10000，PVA的聚合度小于3000时，难以表现出高偏振性能。聚合度超过7000时，PVA变硬，成膜性、拉伸性降低，生产率降低，因此，从工业性的观点出发优选为10000以下。

PVA的聚合度是指如下测定的聚合度(粘度平均聚合度)。

在95℃下利用70g蒸馏水将PVA 0.28g溶解，制作出0.4％PVA水溶液，冷却至30℃。在30℃的恒温水槽中进行冷却，制成聚合度测定用样品。接着，利用105℃的干燥机使聚合度测定用样品10mL在蒸发皿中干燥20小时，对聚合度测定用样品的干燥后重量[α(g)]进行测定。聚合度测定用样品的浓度C(g/L)通过下述式(i)算出。

C＝1000×α/10…式(i)

进一步，利用10mL移液管将聚合度测定用样品或蒸馏水投入奥斯特瓦尔德粘度计中，在30℃的恒温水槽中稳定15分钟。对投入的聚合度测定用样品的落下秒数t₁(秒)和蒸馏水的落下秒数t₀(秒)进行测定，通过下述式(ii)～式(iv)算出粘度平均聚合度E。

ηt＝t₁/t₀…式(ii)

η＝2.303×Log(ηt/c)…式(iii)

Log(E)＝1.613×Log([η]×104/8.29)…式(iv)

PVA的皂化度优选为99摩尔％以上、更优选为99.5摩尔％以上。皂化度小于99摩尔％时，PVA容易溶出，有可能诱发光学特性的面内不均、染色工序中的染色性的降低、拉伸工序中的切断而使生产率显著降低，不优选。

本发明中使用的PVA可以通过将使乙烯基酯聚合得到的聚乙烯基酯系聚合物进行皂化来制造。作为乙烯基酯，可以例示出乙酸乙烯酯、甲酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、特戊酸乙烯酯、新癸酸乙烯酯、月桂酸乙烯酯、硬脂酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯等，从这些之中选择一种或两种以上。其中，优选使用乙酸乙烯酯。聚合温度没有特别限制，在使用甲醇作为聚合溶剂的情况下，由于甲醇的沸点为60℃附近，因此优选为60℃左右。只要不损害本发明效果，PVA并不限定于乙烯基酯均聚物的皂化物。例如，可以为在PVA中以小于5摩尔％的比例接枝共聚不饱和羧酸或其衍生物、不饱和磺酸或其衍生物、碳原子数2～30的α-烯烃等而得到的改性PVAl乙烯基酯、和以小于15摩尔％的比例共聚不饱和羧酸或其衍生物、不饱和磺酸或其衍生物、碳原子数2～30的α-烯烃等而得到的改性聚乙烯基酯的皂化物；利用甲醛、丁醛、苯甲醛等醛类将PVA的一部分羟基进行交联而得到的聚乙烯醇缩醛系聚合物等。

通过将如上所述得到的PVA进行成膜，可以得到膜坯料。作为PVA的成膜方法，除了可以举出将含水PVA进行熔融挤出的方法以外，还可以举出流延成膜法、湿式成膜法(向不良溶剂中排出)、凝胶成膜法(将PVA水溶液暂时冷却凝胶化后，萃取除去溶剂)、流延成膜法(使PVA水溶液流到基板上并干燥)以及基于它们的组合的方法等，但并不限定于这些方法。

作为成膜时所使用的溶剂，例如可以举出二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、乙二醇、甘油、丙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、三羟甲基丙烷、乙二胺、二亚乙基三胺、水等，但并不限定于这些。溶剂可以为一种，也可以混合使用两种以上。成膜时所使用的溶剂的量例如为50～95质量％，优选为70～95质量％，但并不限定于这些范围。但是，溶剂的量小于50质量％时，成膜原液的粘度升高，制备时难以过滤、脱泡，难以得到不含异物且无缺陷的膜坯料。另外，挥发成分率超过95质量％时，成膜原液的粘度变得过低，难以进行作为目标的厚度控制，由干燥时的风导致的表面晃动的影响，干燥时间变长，生产率降低。

制造膜坯料时，可以使用增塑剂。作为增塑剂，可以举出甘油、二甘油、乙二醇等，但并不限定于这些。增塑剂的使用量也没有特别限制，通常相对于PVA 100质量份，优选为5～15质量份的范围内。

作为成膜后的膜坯料的干燥方法，例如可以举出利用热风的干燥、使用热辊的接触干燥、利用红外线加热器的干燥等，但并不限定于此。可以单独采用这些方法中的一种，也可以组合两种以上进行干燥。对于干燥温度也没有特别限制，优选为50～70℃的范围内。

对于干燥后的膜坯料而言，为了将其溶胀度控制在后述的规定范围内，优选进行热处理。作为成膜后的膜坯料的热处理方法，例如可以举出利用热风的方法、使膜坯料与热辊接触的方法，只要是能够利用热进行处理的方法就没有特别限定。可以单独采用这些方法中的一种，也可以组合两种以上。对于热处理温度和时间没有特别限制，优选为110～140℃的范围内，大致1分钟～10分钟的处理是适当的，但没有特别限定。

如此得到的膜坯料的厚度优选为20～100μm、更优选为20～80μm、进一步优选为20～60μm。厚度小于20μm时，容易产生膜的断裂。厚度超过100μm时，在拉伸时对膜施加的应力增大，拉伸工序中的机械性负荷增大，需要用于可耐受该负荷的大规模装置。

膜坯料的溶胀度F优选为180～250％、更优选为205～235％、进一步优选为210～230％。溶胀度F小于180％时，拉伸时的伸长率小，在低倍率发生断裂的可能性高，难以进行充分的拉伸。另外，溶胀度F超过240％时，溶胀变得过多，产生褶皱或松弛，导致拉伸时的切断。为了控制溶胀度F，例如可以利用对成膜后的膜坯料进行热处理时的温度和时间来形成适合的溶胀度F。

膜坯料的溶胀度F的测定方法如下所述。

将膜坯料切成5cm×5cm，在30℃的蒸馏水1升中浸渍4小时。将该浸渍后的膜从蒸馏水中取出，利用两片滤纸夹住来吸收表面的水滴，然后测定在水中浸渍后的膜的重量[β(g)]。进一步，利用105℃的干燥机将被浸渍且被吸收了水滴的膜干燥20小时，在干燥器中冷却30分钟，然后测定干燥后的膜的重量[γ(g)]，通过式(v)算出膜坯料的溶胀度F。

溶胀度F＝100×β/γ(％)…式(v)

使用如上所述制作的坯料膜，通过包括以下说明的工序的方法制造本发明的偏振元件。

(溶胀工序)

上述膜坯料首先被供于使膜溶胀的溶胀工序。

在该工序中，溶胀通过使聚乙烯醇系树脂膜在20～50℃的溶液中浸渍15秒钟～10分钟来实现。此时的溶液优选为水，也可以为甘油、乙醇、乙二醇、丙二醇、低分子量聚乙二醇等水溶性有机溶剂、或者水与水溶性有机溶剂的混合溶液。在溶胀工序中，为了防止褶皱或弯折的产生，优选也适度地进行拉伸，其拉伸倍率优选为1.00～1.50倍、更优选为1.10～1.35倍。在缩短制作偏振元件的时间的情况下，由于碘、碘化物处理时、染料的染色工序中也可以得到溶胀效果，因此也可以省略该工序。

(染色工序)

接着，将溶胀后的上述聚乙烯醇系树脂膜供于利用含有二色性色素的溶液进行染色的染色工序。

作为溶液的溶剂，优选为水，但没有特别限定。作为二色性色素，例如可以举出由碘与碘化物的混合溶液得到的多碘离子、有机化合物的二色性染料等。作为碘化物，例如可以使用碘化钾、碘化铵、碘化钴、碘化锌等，但不限定于在此所示的碘化物。碘与碘化物的混合溶液中的碘浓度为0.0001～0.5重量％、优选为0.001～0.4重量％。所使用的碘化物的浓度优选为0.0001～8重量％。根据情况，也可以使用例如非专利文献1中记载的二色性色素等作为有机化合物的二色性染料在不损害本申请所要求的性能的范围内进行颜色校正。染料没有限定，可以使用公知的二色性染料。染料浓度没有特别限定，例如可以从0.006重量％到0.3重量％左右。在染色性不充分的情况下，优选添加三聚磷酸钠和/或芒硝(硫酸钠)等着色助剂来进行染色。另外，染色温度为5℃～50℃、优选为5～40℃、更优选为10℃～30℃。染色时间可以根据所得到的偏振元件的透射率等适当调节，为30秒钟～6分钟左右、更优选为1分钟～5分钟。在该工序中，为了防止褶皱或弯折的产生，优选也适度地进行拉伸。其拉伸倍率优选为0.90～2.00倍、更优选为1.00～1.30倍。

在上述染色工序中，可以在上述含有二色性色素的溶液中添加交联剂和/或耐水化剂。作为交联剂，例如可以使用硼酸、硼砂、硼酸铵等硼化合物、乙二醛、戊二醛等多元醛、缩二脲型、异氰脲酸酯型、嵌段型等多元异氰酸酯系化合物、硫酸氧钛等钛系化合物等，除此以外还可以使用乙二醇缩水甘油醚、聚酰胺环氧氯丙烷等。作为耐水化剂，可以举出过氧化琥珀酸、过硫酸铵、高氯酸钙、苯偶姻乙醚、乙二醇二缩水甘油醚、甘油二缩水甘油醚、氯化铵、氯化镁等，优选为硼酸。关于添加的浓度，例如在添加硼酸的情况下，相对于含有二色性色素的溶液为0.1～5.0重量％、优选为2～4重量％。进一步，可以根据需要在上述染色工序之后、进入后续的拉伸工序之前对含有二色性色素的聚乙烯醇系树脂膜进行清洗。作为进行清洗的溶剂，通常使用水，但也可以使用醇系溶剂、二醇系溶剂、甘油或它们的混合溶剂等，没有特别限定。另外，进行清洗时的温度和时间根据作为目标的偏振元件的透射率、所使用的二色性色素的种类适当调节即可。

(耐水化处理工序)

接着，在染色工序之后，供于根据需要对染色后的膜实施耐水化处理的耐水化处理工序。

在该工序中，利用含有交联剂或/和耐水化剂的溶液对上述膜进行处理。作为交联剂或/和耐水化剂，可以举出上述硼酸、硼砂、硼酸铵等硼化合物、乙二醛、戊二醛等多元醛、缩二脲型、异氰脲酸酯型、嵌段型等多元异氰酸酯系化合物、硫酸氧钛等钛系化合物、乙二醇缩水甘油醚、聚酰胺环氧氯丙烷、过氧化琥珀酸、过硫酸铵、高氯酸钙、苯偶姻乙醚、乙二醇二缩水甘油醚、甘油二缩水甘油醚、氯化铵、氯化镁等，优选硼酸。作为此时的溶剂，例如可以使用水、醇系溶剂、二醇系溶剂、甘油或它们的混合溶剂等。关于交联剂或/和耐水化剂的浓度，例如在硼酸水溶液的情况下，优选在该溶液中为0.1重量％～6.0重量％左右的浓度、更优选为2重量％～4重量％。该工序中的处理温度为5℃～60℃、优选为5～45℃左右。处理时间优选为1分钟～5分钟左右。在该工序中，为了防止褶皱或弯折的产生，优选也适度地进行拉伸，其拉伸倍率为0.95～1.5倍左右。

(拉伸工序)

进一步，供于将聚乙烯醇系树脂膜进行拉伸的拉伸工序。

在该工序中，将该膜进行单轴拉伸。作为拉伸方法，可以使用湿式拉伸法或干式拉伸法中的任一种。

作为干式拉伸法的具体方法，例如可以举出辊间区拉伸法、辊加热拉伸法、加压拉伸法、红外线加热拉伸法等，没有特别限定。进行拉伸时的温度可以为常温～180℃，湿度可以为20～95％RH左右。拉伸可以以一阶段进行，也可以为两阶段处理以上的多阶段拉伸。

湿式拉伸法是在水、水溶性有机溶剂或其混合水溶液中进行拉伸的方法，优选的是，优选在浸渍于在该水、水溶性有机溶剂或其混合水溶液中含有上述硼酸、硼砂、硼酸铵等硼化合物、乙二醛、戊二醛等多元醛、缩二脲型、异氰脲酸酯型、嵌段型等多元异氰酸酯系化合物、硫酸氧钛等钛系化合物、乙二醇缩水甘油醚、聚酰胺环氧氯丙烷、过氧化琥珀酸、过硫酸铵、高氯酸钙、苯偶姻乙醚、乙二醇二缩水甘油醚、甘油二缩水甘油醚、氯化铵、氯化镁等硼酸等交联剂或/和耐水化剂的溶液中的同时进行拉伸处理，更优选在硼酸水溶液中进行拉伸。交联剂或/和耐水化剂的浓度优选为0.5～8重量％、更优选为2.0～4.0重量％。拉伸倍率优选为3～8倍、更优选为5～7倍左右。拉伸温度优选为40～60℃、更优选为45～55℃。拉伸时间优选为30秒钟～20分钟、更优选为2分钟～5分钟。拉伸处理可以为一阶段、也可以为两阶段以上的多阶段拉伸。

在拉伸后的含有二色性色素的聚乙烯醇系树脂膜的表面，有时会有异物析出或异物附着，因此可以进行清洗。作为进行清洗的溶剂，可以使用水、醇系溶剂等，但不限定于这些。以提高膜的耐久性为目的，在清洗溶剂中可以含有硼酸之类的交联剂和/或耐水化剂。交联剂和/或耐水化剂的浓度没有限定，例如为0.1～10重量％。

(后处理工序)

接着，为了调节色调、提高偏振特性、提高耐久性，进行对上述膜实施后处理的后处理工序。

在该工序中，具体而言，利用含有氯化物或碘化物的溶液对含有二色性色素的单轴拉伸后的聚乙烯醇系树脂膜进行处理。作为氯化物或碘化物，例如可以举出碘化钾、碘化钠、碘化铵、碘化钴、碘化锌这样的碘化物、氯化锌、氯化钾、氯化钠这样的氯化物等，在溶液中混合其中的一种或两种以上来进行处理。溶液中的氯化物或碘化物的浓度优选为0.1～15重量％、更优选为0.15～10重量％。在该工序中，为了防止褶皱或弯折的产生，优选也适度地进行拉伸，此时的拉伸倍率优选为0.90～1.10倍。另外，处理温度例如优选为5～50℃以下、更优选为20～40℃。处理时间例如为1秒钟～5分钟左右、优选为5秒钟～30秒钟。在该工序中，可以添加上述交联剂和/或耐水化剂。添加的浓度例如为0.5％～10重量％。

作为到此为止的处理工序中使用的溶剂，例如可以举出水、二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、甘油、乙二醇、丙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇或三羟甲基丙烷等醇类、乙二胺或二亚乙基三胺等胺类等溶剂，但并不限定于这些。另外，也可以使用一种以上的这些溶剂的混合物。最优选的溶剂为水。

(干燥工序)

在上述后处理工序之后经过干燥工序，由此得到本发明的偏振元件的基材。

作为干燥的方法，例如可以举出自然干燥、通过利用辊的压缩、气刀或吸水辊等将表面的水分除去的方法、利用加热进行的干燥等。作为加热干燥的情况下的干燥温度，优选为20～90℃、更优选为40～70℃。干燥时间优选为30秒钟～20分钟左右、更优选为2分钟～10分钟左右。在该干燥工序中，为了防止与干燥相伴的聚乙烯醇系树脂膜的收缩所导致的褶皱或条纹的产生，优选也适度地进行拉伸，此时的拉伸倍率优选为0.95～1.10倍。

经过上述溶胀工序、染色工序、任选的耐水化处理工序、拉伸工序、后处理工序和干燥工序，由此得到偏振元件的基材。然后，将如此得到的基材调节为：以其单片进行测定时的光敏度校正单片透射率Ys为40.0％～42.5％，光敏度校正单片透射率Ys与460nm的透射率Ts₄₆₀之差为1％以内，光敏度校正单片透射率Ys与550nm的透射率Ts₅₅₀之差为1％以内，光敏度校正单片透射率Ys与610nm的透射率Ts₆₁₀之差为1％以内，使两片该基材的吸收轴方向正交地对两片该基材进行测定而得到的光敏度校正透射率Yc为0.01％以下。

为了得到具备具有上述特性的基材的偏振元件，在后处理工序中将膜利用含有具有适当浓度的氯化物或碘化物的溶液进行处理是很重要的。在该工序中，需要根据拉伸条件对溶液中含有的氯化物或碘化物的浓度及其处理时间进行调节。该浓度和处理时间根据碘及碘化钾等碘化物对偏振元件的浸渍情况以及氯化钾等氯化物对偏振元件的浸渍情况来进行调节是非常重要的。特别是，浓度还受到拉伸工序的拉伸状态、制造偏振元件的场所的温度和湿度等的影响，因此需要非常精细的微调。关于在后处理工序中使用的含氯化物的溶液或含碘化物的溶液的浓度，通常，相对于水1000重量份添加氯化物或碘化物1.0重量份～150重量份、优选添加1.5重量份～100重量份来进行制备。

另外，优选在保持拉伸后的拉伸倍率和/或拉伸张力的同时进行处理，以尽量不产生膜的收缩、膨胀。此外，优选在膜的输送速度与后处理工序的水流速度的相对速度无差异的状态下进行处理，另外，更优选此时对处理液使用超声波，以充分处理至偏振元件的内部。通过上述方法进行后处理工序，可以得到本申请的偏振元件。

作为对偏振元件的制造进行更良好的调节的指标，使两片基材的吸收轴方向平行地对两片基材进行测定而得到的光敏度校正平行透射率Yp为33％～37％的范围，该透射率Yp与使两片基材的吸收轴方向平行地对两片基材进行测定时的460nm的透射率Tp₄₆₀之差为3％以内。为了使Yp与Tp₄₆₀之差为3％以内，需要对使两片基材的吸收轴方向平行地对两片基材进行测定而得到的295nm的透射率和360nm的透射率进行调节。据称295nm的透射率和360nm的透射率因偏振元件中的I₃ ^-、I₅ ^-等多碘的含量而发生变动。通过对偏振元件中的I₃ ^-、I₅ ^-等多碘的含量进行调节，能够调节295nm和360nm的透射率，能够将Yp与Tp₄₆₀之差调节为3％以内。

为了制造更良好的偏振元件，需要以如下方式进行调节：使两片该基材的吸收轴方向平行地对两片该基材进行测定而得到的光敏度校正透射率Yp为33％～37％的范围，该透射率Yp与使两片该基材的吸收轴方向平行地对两片该基材进行测定时的295nm的透射率Tp₂₉₅满足下述式(1)，并且，上述Yp与使两片该基材的吸收轴方向平行地对两片该基材进行测定时的360nm的透射率Tp₃₆₀满足下述式(2)。

1.05×Yp-26≤Tp₂₉₅≤1.05×Yp-13…式(1)

1.25×Yp-26.25≤Tp₃₆₀≤1.25×Yp-16.25…式(2)

为了进一步提高偏振元件的性能，特别是为了提高偏振元件在作为可见区域的380nm～480nm的性能，需要提高295nm、360nm的I₃ ^-、I₅ ^-等多碘的取向性，满足上述式(1)和式(2)，此外，进一步优选使两片该基材的吸收轴方向正交地对两片该基材进行测定时的295nm的透射率Tc₂₉₅满足下述式(3)、使两片该基材的吸收轴方向平行地对两片该基材进行测定时的360nm的透射率Tc₃₆₀满足下述式(4)。需要说明的是，下述式中，Yp^18_.6、Yp^19_.4、Yp^22_.12和Yp^22_.67分别表示平行透射率Yp的乘数。

2.0×10^-30×Yp^18_.6≤Tc₂₉₅≤2.0×10^-30×Yp^19_.4…式(3)

4.0×10^-37×Yp^22_.12≤Tc₃₆₀≤4.0×10^-37×Yp^22_.67…式(4)

此外，在近年来的LED背光源中，使用荧光体使白色发出460nm的蓝色光，因此以460nm为中心的透射率对于提高偏振元件的对比度是很重要的。特别是，如果在460nm处使两片基材的吸收轴方向正交地对两片基材进行测定时的偏振元件的透射率高，则蓝色光漏出，作为显示器无法显现出真正的黑色。另外，此时，如果610nm的透射率与460nm相比不具有某种恒定程度以下的透射率，则同样无法显现出真正的黑色，无法实现白色与黑色的对比度。因此，关于偏振元件的透射率，优选以使两片基材的吸收轴方向正交地对两片基材进行测定时的460nm的透射率为0.035％以下、并且使两片基材的吸收轴方向正交地对两片基材进行测定时的610nm的透射率为0.01％以下的方式进行制备。

进一步，为此，通过使用由聚乙烯醇系树脂的聚合度为3000～10000的聚乙烯醇系树脂膜构成的膜坯料作为偏振元件的基材，能够容易地实现本申请。更优选聚乙烯醇系膜的聚合度为3500～6000，进一步优选聚合度为4500～6000。

<偏振片>

在经过上述工序得到的本发明的偏振元件的至少单面或双面设置透明保护层，由此可以得到本发明的偏振片。具体而言，透明保护层可以通过将形成该保护层的聚合物或膜涂布或层压于本发明的偏振元件上来设置。作为形成透明保护层的透明聚合物或膜，优选机械强度高、热稳定性良好的透明聚合物或膜。进一步，更优选隔水性优异的透明聚合物或膜。作为用作透明保护层的物质，例如可以举出三乙酰纤维素、二乙酰纤维素之类的乙酸纤维素树脂或其膜、丙烯酸类树脂或其膜、聚酯树脂或其膜、聚芳酯树脂或其膜、以降冰片烯之类的环状烯烃作为单体的环状聚烯烃树脂或其膜、聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、环系或具有降冰片烯骨架的聚烯烃或其共聚物、主链或侧链为酰亚胺或/和酰胺的树脂或聚合物或其膜等。此外，已知聚乙烯醇系树脂通常作为取向膜发挥功能，因此，可以对所得到的偏振元件的表面应用例如摩擦处理或取向膜涂布和取向处理等来设置具有液晶性的树脂或其膜。保护膜的厚度例如为0.5～200μm左右。在偏振元件的两面设置这些膜的情况下，可以使用相同的膜，也可以使用不同的膜。

在将作为上述透明保护层的膜与本发明的偏振元件层压的情况下，优选使用粘接剂。作为粘接剂，例如可以举出聚乙烯醇系、氨基甲酸酯系、丙烯酸系、环氧系粘接剂。作为聚乙烯醇系粘接剂，例如可以举出Gohsenol NH-26(日本合成公司制)、Exceval RS-2117(KURARAY公司制)等，但并不限定于这些。在粘接剂中可以添加交联剂和/或耐水化剂。另外，在粘接剂中可以以0.0001重量％到20重量％的浓度含有无机酸或其盐和/或有机酸，优选含有0.02重量％至5重量％。在聚乙烯醇系粘接剂中，可以单独使用马来酸酐-异丁烯共聚物、或者可以使用与交联剂一起混合而成的粘接剂。作为马来酸酐-异丁烯共聚物，例如可以举出Isobam#18(KURARAY公司制)、Isobam#04(KURARAY公司制)、氨改性Isobam#104(KURARAY公司制)、氨改性Isobam#110(KURARAY公司制)、酰亚胺化Isobam#304(KURARAY公司制)、酰亚胺化Isobam#310(KURARAY公司制)等。在此时的交联剂中可以使用水溶性多元环氧化合物。水溶性多元环氧化合物例如可以举出Denacol EX-521(Nagase ChemteX公司制)、TETRAD-C(三井瓦斯化学公司制)等。另外，作为粘接剂的添加物，相对于粘接剂成分以0.01重量％到10重量％左右的浓度含有上述缓冲剂或无机酸或其盐和/或有机酸、锌化合物、氯化物或碘化物等、更优选上述缓冲剂或无机酸或其盐和/或有机酸，由此同样能够提高耐久性。利用上述粘接剂将作为透明保护层的膜与本发明的偏振元件贴合后，进行加热干燥，进一步进行热处理，由此能够进行粘接。

在将所得到的偏振片例如贴合于液晶显示等的显示装置的情况下或者在偏振滤光片或偏振透镜中使用的情况下，也可以在之后成为非露出面的保护层或膜的表面设置用于改善视角和/或改善对比度的各种功能性层、具有亮度提高性的层或膜。为了将偏振片贴合于这些膜或显示装置，优选使用粘合剂。

该偏振片可以在另一个表面、即保护层或膜的露出面上具有防反射层、防眩层、硬涂层等公知的各种功能性层。为了制作该具有各种功能性的层，优选利用涂布方法设置于该另一个面上，也可以籍由粘接剂或粘合剂贴合该具有功能的膜。另外，各种功能性层可以为控制相位差的层或膜。

通过以上说明的方法，可以得到在各波长下具有恒定的透射率的偏振元件或偏振片。如此得到的本发明的偏振元件或偏振片具有高偏振性能、即高对比度，同时能够使可见区域的各波长透射率恒定，并且耐久性优异，因此能够长期维持稳定的性能。

<液晶显示装置>

进一步，通过将本发明的偏振片用于液晶显示器或电致发光显示装置、CRT等，可以得到本发明的图像显示装置。特别是，通过将本发明的偏振片和根据需要的相位差膜一起利用粘合剂贴合于构成液晶显示器的液晶单元的两侧，可以得到液晶显示装置。

实施例

以下，通过实施例进一步详细地对本发明进行说明，但本发明并不限定于此。

各实施例中所示的透射率的评价如下进行。

将以一片测定偏振元件或偏振片时的各波长的透射率设为单片透射率Ts，将两片偏振元件或偏振片以其吸收轴方向相同的方式重叠的情况下的各波长的透射率设为平行透射率Tp，将两片偏振片以其吸收轴正交的方式重叠的情况下的各波长的透射率设为正交透射率Tc。

分光透射率Ts、Tp和Tc分别使用分光光度计[日立公司制造的“U-4100”]进行测定。

光敏度校正单片透射率Ys由在400～700nm的波长区域内每隔规定的波长间隔dλ(在此为5nm)测定得到的单片透射率Ts通过下述式(5)算出。式中，Pλ表示标准光(C光源)的分光分布，yλ表示基于JIS Z 8729(C光源2°视野)的颜色匹配函数。

光敏度校正平行透射率Yp由在400～700nm的波长区域内每隔规定的波长间隔dλ(在此为5nm)测定得到的平行透射率Tp通过下述式(6)算出。式中，Pλ表示标准光(C光源)的分光分布，yλ表示基于JIS Z 8729(C光源2°视野)的颜色匹配函数。

光敏度校正正交透射率Yc由在400～700nm的波长区域内每隔规定的波长间隔dλ(在此为5nm)测定得到的正交透射率Tc通过下述式(7)算出。式中，Pλ表示标准光(C光源)的分光分布，yλ表示基于JIS Z 8729(C光源2°视野)的颜色匹配函数。

偏振度Py由光敏度校正平行位透射率Yp和光敏度校正正交透射率Yc通过下述式(8)求出。

Py＝100x{(Yp-Yc)/(Yp+Yc)}^1/2 式(8)

实施例1

使厚度为60μm、聚合度为5500、皂化度为99％以上的聚乙烯醇系膜(KURARAY公司制造的VF-PM)在40℃的温水中溶胀后，利用含有水1000重量份、硼酸(Societa ChimicaLarderello s.p.a.公司制)28.6重量份、碘(纯正化学公司制)0.25重量份、碘化钾(纯正化学公司制)17.7重量份的水溶液在30℃浸渍2分钟，进行染色处理。将染色后的膜在含有3重量％硼酸的溶液中于58℃拉伸5倍，拉伸后，在相对于水1000重量份添加碘化钾3.5重量份而制作的含碘化物的水溶液中，在保持拉伸后的张力的同时，维持拉伸倍率，在对膜进行处理的输送速度与处理工序的水流的速度的相对速度之差大致恒定的状态下，一边应用20～40kHz的超声波一边进行浸渍，进行20秒钟的后处理工序。然后，将在碘化钾水溶液中浸渍20秒钟后的膜在70℃的干燥机中干燥10分钟，得到偏振元件。

实施例2

除了使用厚度为40μm、聚合度为4000、皂化度为99％以上的聚乙烯醇系膜(KURARAY公司制造的VF-PH)代替厚度为60μm、聚合度为4000、皂化度为99％以上的聚乙烯醇系膜(KURARAY公司制造的VF-PM)以外，与实施例1同样地得到偏振元件。

实施例3

除了将染色处理的时间设定为1分30秒以外，与实施例2同样地得到偏振元件。

实施例4

除了将染色处理的时间设定为1分30秒以外，与实施例1同样地得到偏振元件。

比较例1

拉伸后，以60rpm的速度对相对于水1000重量份添加碘化钾35重量份而制作的水溶液进行搅拌，同时在维持拉伸后的倍率的状态下进行20秒钟的后处理工序，除此以外，与实施例1同样地得到偏振元件。

比较例2

拉伸后，以60rpm的速度对相对于水1000重量份添加碘化钾35重量份而制作的水溶液进行搅拌，同时在维持拉伸后的倍率的状态下进行20秒钟的后处理工序，除此以外，与实施例2同样地得到偏振元件。

比较例3

拉伸后，以60rpm的速度对相对于水1000重量份添加碘化钾50重量份而制作的水溶液进行搅拌，同时在维持拉伸后的倍率的状态下进行20秒钟的后处理工序，除此以外，与实施例3同样地得到偏振元件。

比较例4

拉伸后，以60rpm的速度对相对于水1000重量份添加碘化钾50重量份而制作的水溶液进行搅拌，同时在维持拉伸后的倍率的状态下进行20秒钟的后处理工序，除此以外，与实施例4同样地得到偏振元件。

比较例5

将Polatechno公司制造的碘系偏振片SKN-18242P浸渍在二氯甲烷中，提出偏振元件，作为比较例样品。

比较例6

拉伸后，将膜浸渍在水中，进行20秒钟处理，除此以外，与实施例1同样地得到偏振元件，作为比较例样品。

将实施例1～4以及比较例1～6中得到的偏振元件的各参数示于表1中。表1所示的参数如下所述。

光敏度校正单片透射率Ys、

光敏度校正平行透射率Yp、

光敏度校正正交透射率Yc、

460nm的单片透射率Ts₄₆₀、

使两片基材的吸收轴方向平行地对两片基材进行测定时的460nm的平行透射率Tp₄₆₀、

使两片基材的吸收轴方向正交地对两片基材进行测定时的460nm的正交透射率Tc₄₆₀、

550nm的单片透射率Ts₅₅₀、

610nm的单片透射率Ts₆₁₀、

使两片基材的吸收轴方向正交地对两片基材进行测定时的610nm的正交透射率Tc₆₁₀、

使两片基材的吸收轴方向平行地对两片基材进行测定时的295nm的平行透射率Tp₂₉₅、

使两片基材的吸收轴方向正交地对两片基材进行测定时的295nm的正交透射率Tc₂₉₅、

使两片基材的吸收轴方向平行地对两片基材进行测定时的360nm的平行透射率Tp₃₆₀、

使两片基材的吸收轴方向正交地对两片基材进行测定时的360nm的正交透射率Tc₃₆₀。

[表1]

由以上结果可知，实施例1～4的偏振元件是在各波长下具有大致恒定的透射率的偏振元件，以单片进行测定时的光敏度校正单片透射率Ys为40.0％～42.5％，光敏度校正单片透射率Ys与460nm的透射率Ts₄₆₀之差为1％以内，光敏度校正单片透射率Ys与550nm的透射率Ts₅₅₀之差为1％以内，光敏度校正单片透射率Ys与610nm的透射率Ts₆₁₀之差为1％以内，使两片该基材的吸收轴方向正交地对两片该基材进行测定而得到的光敏度校正单片透射率Yc为0.01％以下。

另外，利用保护层对偏振元件进行层压，由此可以得到偏振片，实施例1～4的偏振元件在将吸收轴平行地设置时，380nm～480nm的透射率与500nmm～650nm的透射率相比具有大致恒定的光学特性，能够保持各波长下的发光均匀性。此外，光敏度校正正交透射率Yc为0.01％以下，由此也可知这些偏振元件是具有高对比度、能够使可见区域的各波长透射率恒定的偏振元件或偏振片。

因此，利用上述方法得到的实施例1～4的偏振元件或使用这些偏振元件制作的偏振片可以用作透射率高、对比度比高且颜色再现性非常高的显示器用偏振片、特别是液晶显示器用偏振片。另外，使用了上述偏振元件或偏振片的显示器可望成为可靠性高、能够长期维持高对比度、并且具有高颜色再现性的显示器。

Claims (9)

1.一种偏振元件，其包含由吸附硼酸且经拉伸的亲水性高分子构成、并且含有碘的具有偏振功能的基材，该偏振元件的特征在于，

以单片测定该基材时的光敏度校正单片透射率Ys为40.0％～42.5％，

该光敏度校正单片透射率Ys与460nm的单片透射率Ts₄₆₀之差为1％以内，

该光敏度校正单片透射率Ys与550nm的单片透射率Ts₅₅₀之差为1％以内，

该光敏度校正单片透射率Ys与610nm的单片透射率Ts₆₁₀之差为1％以内，

使两片该基材的吸收轴方向正交地对两片该基材进行测定时的光敏度校正正交透射率Yc为0.01％以下。

2.如权利要求1所述的偏振元件，其特征在于，

使两片所述基材的吸收轴方向平行地对两片所述基材进行测定时的光敏度校正平行透射率Yp为33％～37％的范围，

该平行透射率Yp与使两片该基材的吸收轴方向平行地对两片该基材进行测定时的460nm的平行透射率Tp₄₆₀之差为3％以内。

3.如权利要求1或2所述的偏振元件，其特征在于，

使两片所述基材的吸收轴方向平行地对两片所述基材进行测定时的光敏度校正平行透射率Yp为33％～37％的范围，

该平行透射率Yp与使两片该基材的吸收轴方向平行地对两片该基材进行测定时的295nm的透射率Tp₂₉₅满足下述式(1)，并且，

该平行透射率Yp与使两片该基材的吸收轴方向平行地对两片该基材进行测定时的360nm的透射率Tp₃₆₀满足下述式(2)，

1.05×Yp-26≤Tp₂₉₅≤1.05×Yp-13…式(1)

1.25×Yp-26.25≤Tp₃₆₀≤1.25×Yp-16.25…式(2)。

4.如权利要求1或2所述的偏振元件，其特征在于，

使两片所述基材的吸收轴方向正交地对两片所述基材进行测定时的295nm的透射率Tc₂₉₅满足下述式(3)，并且，

使两片该基材的吸收轴方向平行地对两片该基材进行测定时的360nm的透射率Tc₃₆₀满足下述式(4)，

2.0×10^-30×Yp^18.6≤Tc₂₉₅≤2.0×10^-30×Yp^19.4…式(3)

4.0×10^-37×Yp^22.12≤Tc₃₆₀≤4.0×10^-37×Yp^22.67…式(4)。

5.如权利要求1或2所述的偏振元件，其特征在于，

使两片所述基材的吸收轴方向正交地对两片所述基材进行测定时的460nm的透射率Tc₄₆₀为0.035％以下，并且，

使两片该基材的吸收轴方向正交地对两片该基材进行测定时的610nm的透射率Tc₆₁₀为0.01％以下。

6.如权利要求1或2所述的偏振元件，其特征在于，

所述基材由聚乙烯醇系树脂膜构成，

该聚乙烯醇系树脂膜的聚合度为3000～7000。

7.一种偏振片，其是在权利要求1～6中任一项所述的偏振元件的至少单面设置支撑体膜而成的。

8.一种液晶显示装置，其具备权利要求1～6中任一项所述的偏振元件或权利要求7所述的偏振片。

9.一种偏振元件的制造方法，其为权利要求1所述的偏振元件的制造方法，该制造方法的特征在于，

包括：

(i)使聚乙烯醇系树脂膜中含有二色性色素而得到含有二色性色素的膜的工序、

(ii)将所述含有二色性色素的膜进行拉伸而得到拉伸后的膜的工序、

(iii)将所述拉伸后的膜供于使用含氯化物的溶液或含碘化物的溶液的后处理的工序、和

(iv)在所述后处理之后使膜干燥而得到所述基材的工序，

所述含氯化物的溶液或含碘化物的溶液的浓度为0.1重量％～15重量％。