CN1235080C - 用于偏振板的透明保护膜及其制造工艺 - Google Patents

Abstract

一种在偏振器的至少一个表面上通过粘合剂层提供的用于偏振板的透明保护膜，其中由X射线光电摄谱仪确定的用于偏振板的透明保护膜的偏振器粘结表面上的构成元素(氧比例/碳比例)之比大于0.75，它具有便于粘结的表面，并且不会变形，没有由于皂化而产生的问题。

Description

用于偏振板的透明保护膜及其制造工艺

技术领域

本发明涉及用于偏振板的透明保护膜及其制造工艺。此外，本发明涉及利用透明保护膜的偏振板，本发明的偏振板可以独立地使用，或者作为光学膜层叠板并形成可视显示器，例如液晶显示器、有机EL显示器或PDP。

背景技术

在液晶显示器中，将偏振器设置在玻璃衬底的两面是必不可少的，该衬底根据图像形成方法形成液晶显示面板的顶表面。总的来说，采用层叠偏振器的偏振板，此偏振板包括聚乙烯醇衍生膜和例如碘的二色性物质以及如三乙酰纤维素膜的透明保护膜。

用作透明保护膜的二乙酰纤维素膜和用作偏振器的聚乙烯醇衍生膜之间的粘结不好。因此，为了提高其粘结性，将使用的二乙酰纤维素膜浸到碱性溶液中，使二乙酰纤维素膜的表面皂化，然而，由于使用高浓度的碱溶液，皂化是危险的。并容易产生如具有大的字负载的设备击穿问题。此外，当进行长时间皂化时，减小了碱溶液的浓度，使提高粘结性方法的皂化效果不合适。还有一个问题是，废的碱溶液的处理产生了大量的废水。

可以取代透明保护膜表面皂化的方法是采用来自低压水银灯等的UV射线对膜进行照射，从而使其表面呈亲水性，使其便于粘结到偏振器上。然而，当在低功率输出情况下用UV射线进行照射时，在短时间内不能实现便于粘结的处理，而是需要长时间直到便于粘结的处理完成。另一方面，为了减少照射时间，当在高功率输出情况下用UV射线对膜进行照射时，通过加热可以使膜变形，或者通过加热在表面上离析包含在膜中的增塑剂，阻止表面呈现亲水性，这样不能使表面充分粘结。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于偏振板的透明保护膜，不会出现由于皂化作用而产生的问题。

本发明的另一个目的是提供一种制造用于偏振板的透明保护膜的工艺，不会出现由于皂化作用而产生的问题。具体来说，当在高功率输出下用来自低压水银灯等的UV射线对膜进行照射时，本发明是提供一种工艺，得到了具有便于粘结的表面并且没有变形的膜。

本发明的再一个目的是提供一种利用透明保护膜的偏振板。本发明的另一个目的是提供一种光学膜和包括其内层叠偏振板的可视显示器。

本发明人极力寻求解决上述问题的方法，结果发现通过使用下述透明保护膜可以实现上述目的，这样完成了本发明。即，本发明如下：

1.在偏振器的至少一个表面上通过粘合剂层提供的用于偏振板的透明保护膜，其中由X射线光电摄谱仪确定的、用于偏振板的透明保护膜的偏振器粘结表面上的氧比例/碳比例的构成元素之比大于0.75。

2.根据上述1的用于偏振板的透明保护膜，其中用于偏振板的透明保护膜是三乙酰纤维素膜。

3.一种制造在偏振器的至少一个表面上通过粘合剂层提供的用于偏振板的透明保护膜的方法，包括：用200nm或更短波长的UV射线照射用于偏振板的透明保护膜的偏振器粘结表面以获得由X射线光电摄谱仪确定的、在偏振板用的透明保护膜的偏振器粘结表面上的氧比例/碳比例的构成元素之比大于0.75。

4.根据上述3的制造在偏振器的至少一个表面上通过粘合剂层提供的用于偏振板的透明保护膜的方法，包括：用200nm或更短波长和200-400nm波长的UV射线照射用于偏振板的透明保护膜的偏振器粘结表面。

5.根据上述4的制造用于偏振板的透明保护膜的方法，包括：在冷却膜的同时，用UV射线照射用于偏振板的透明保护膜的偏振器粘结表面。

6.根据上述3所述的制造用于偏振板的透明保护膜的方法，其中用于偏振板的透明保护膜是三乙酰纤维素膜。

7.一种制造在偏振器的至少一个表面上通过粘合剂层提供的用于偏振板的透明保护膜的方法，包括：使用于偏振板的透明保护膜的偏振器粘结表面臭氧化以获得由X射线光电摄谱仪确定的、在偏振板用的透明保护膜的偏振器粘结表面上的氧比例/碳比例的构成元素之比大于0.75。

8.根据上述7所述的制造用于偏振板的透明保护膜的方法，其中用于偏振板的透明保护膜是三乙酰纤维素膜。

9.一种偏振板，包括偏振器和在偏振器的至少一个表面上通过粘合剂层提供的根据上述1的用于偏振板的透明保护膜。

10.根据上述9所述的制造用于偏振板的透明保护膜的方法，其中用于偏振板的透明保护膜是三乙酰纤维素膜。

11.一种光学膜，包括至少一片根据上述9的偏振板。

12.一种可视显示器，使用根据上述9的偏振板。

13.一种可视显示器，使用根据上述8的光学膜。

本发明发现用于偏振板的透明保护膜在表面中具有高的氧比例，具有大于0.75的构成元素比(氧比例/碳比例)，构成元素比是通过X射线能谱测定法确定的，从而给其上提供亲水性以提高粘结到亲水性偏振器上的效果，此效果是通过用200nm或更短波长的UV射线进行照射或用臭氧化代替皂化而得到的。具体地说，最好用于偏振板的透明保护膜的表面的构成元素之比(氧比例/碳比例)大于0.78。另一方面，构成元素之比(氧比例/碳比例)太高，会使透明保护膜劣化，这样构成元素之比最好(氧比例/碳比例)小于0.9。

当用200nm或更短和200至400nm波长的UV射线照射以便于膜粘结时，在冷却下用UV射线进行照射，从而即使在高功率输出下用UV射线照射也能防止膜的劣化，同时在短时间内使其表面呈现亲水性而没有增塑剂离析在其上，以提供好的粘结表面。

附图说明

图1显示了根据本发明用于偏振板的透明保护膜。

图2显示了根据本发明的偏振板。

具体实施方式

如图1所示，本发明的用于偏振板3的、透明保护膜的、粘结到偏振器1上的表面是处理过的表面(a)，用UV射线对此表面进行照射或臭氧化。在图2所示的本发明的偏振板中，通过偏振器1的至少一个侧面上的粘结层2来设置图1所示的透明保护膜3的处理了的表面(a)。在图2中，在偏振器1的一个侧面上提供透明保护膜3，但也可以在偏振器1的两个侧面上提供透明保护膜3。

偏振器并不具体限定，而是可以采用各种偏振器。作为偏振器，例如可以使用具有二色性物质例如吸收到亲水性高分子量聚合物膜如聚乙烯醇型膜、部分缩甲醛化聚乙烯醇型膜和乙烯乙酸乙烯酯共聚物型部分皂化的膜上的碘和二色性染料之后轴伸展的膜；多烯型定位膜，例如脱水聚乙烯醇和脱去氯化氢的聚氯乙烯等。在这些偏振器中，适于采用其上吸收了二色性材料(碘、染料)和伸展后定位的聚乙烯醇型膜。尽管偏振器的厚度不具体限定，但通常采用大约5-80μm的厚度。

通过在碘的水溶液中浸染之后拉伸原始长度的3到7倍得到用碘染过聚乙烯醇型膜之后同轴伸展的偏振器。如果需要可以浸到水溶液中的膜，例如硼酸和碘化钾，它可以包含硫酸锌、氯化锌。此外，在染色之前，如果需要，可以将聚乙烯醇型膜浸到水中漂洗。通过用水漂洗聚乙烯醇型膜，除了洗掉了聚乙烯醇型膜表面上的污染和阻止了抑制剂之外，通过使聚乙烯醇型膜膨胀，希望得到防止非均匀性例如染色不均匀的效果。可以用碘浸染之后施加拉伸，或同时施加，也可以相反拉伸之后用碘浸染。拉伸可在水溶液例如硼酸和碘化钾和水浴中施加。

作为在上述偏振器的一面或两面准备的透明保护膜的形成材料最好具有卓越的透明度、机械强度、热稳定性、潮湿覆盖性、各向同性等。作为上述透明保护膜的材料，例如可以使用聚酯型聚合物，如聚对苯二甲酸乙二酯和聚乙烯萘烷；纤维素型聚合物，如二乙酰纤维素和三乙酰纤维素；丙烯酸型聚合物，如聚甲基丙烯酸甲酯；苯乙烯型聚合物，如聚苯乙烯和丙烯腈-苯乙烯共聚物(如树脂)；聚碳酸酯型聚合物。此外，作为形成透明保护膜的聚合物的例子，可以使用丙烯烃型聚合物，如聚乙烯、聚丙烯、具有环型或降冰片烯结构的聚烯烃、乙烯-丙稀共聚物；氯乙烯型聚合物；酰胺型聚合物，如尼龙和芳香族聚酰胺；二酰亚胺型聚合物；砜型聚合物；聚醚风型聚合物；聚醚醚酮型聚合物；聚苯硫型聚合物；乙烯醇型聚合物；亚乙烯基二氯型聚合物；乙烯丁缩醛型聚合物；烯丙基化型聚合物；聚甲醛型聚合物；环氧型聚合物；或上述聚合物的掺合物聚合物。此外，可以采用包括热固型树脂或紫外固化型树脂的膜，例如丙烯酸型、尿烷型、丙烯酸尿烷型和环氧型以及硅型。

通常，透明保护膜的厚度不超过500μm，最好1-300μm，更好的是5-200μm。

作为透明保护膜，由于偏振特性和耐久性等原因，纤维素型聚合物例如三乙酰纤维素最好。尤其三乙酰纤维素膜最好。此外，当在偏振器的两面准备透明保护膜时，可以在前和后侧上使用由相同的聚合物材料构成的透明保护膜。或者可以使用由不同的聚合物材料等构成的透明保护膜。

粘结到透明保护膜的偏振器的表面中的构成元素之比(氧的比例/碳的比例)大于0.75。透明保护膜可以具有通过用200nm或更短波长的UV射线照射或者通过臭氧化产生和分解臭氧的表面。在用200nm或更短波长的UV射线照射的情况下，可以通过用200nm或更短和200-400nm波长的UV射线照射来处理膜的表面。200nm或更短波长的UV射线与空气中的氧反应产生臭氧，由200-400nm波长的UV射线分解臭氧，产生活性氧(O)。

用200nm或更短波长的UV射线照射的方法包含利用低压水银等的方法或利用氙准分子灯的方法。

在低压水银灯的情况下，照射185nm和254nm波长的UV射线，在空气中185nm的UV射线与氧反应以产生臭氧，利用254nm波长的UV射线分解臭氧以产生活性氧(O)。同时，透明保护膜表面上的化学键由185nm和254nm的UV射线打断，并且与活性氧反应以便增加表面上氧比例，从而呈现表面亲水性。在用UV射线照射中，低压水银灯和透明保护膜之间的距离大约2-100mm比较好，10-80mm更好，产生的臭氧的浓度调整到大约10-500ppm比较好，50-400ppm更好。可以从大约25W的低压输出到350W的高压输出范围内的各种灯来选择所使用的低压水银灯。最好，处理时间为3至30分钟比较好，在低功率灯的情况下5至20分钟更好，或在高功率灯的情况下，大约30-300秒比较好，40-100秒更好。

为了减少UV射线的处理时间，最好使用具有高功率输出的低压水银灯。具体地说，100W或更高的功率是有效的。当采用具有高功率输出的低压水银灯时，最好在冷却的情况下用UV射线照射透明保护膜，从而防止出现麻烦例如来自灯的强烈的加热导致透明保护膜的变形。冷却温度为20℃或更低，15℃或更低较好，10℃或更低更好。可以通过将透明保护膜放在冷却板等上的方法、将透明保护膜放在冷却辊上的方法、向膜喷射冷却气体的方法等进行冷却。

在氙准分子灯的情况下，照射172nm波长的UV射线，以便在空气中与氧反应，生成臭氧，然后分解臭氧以便产生活性氧(O)。同时，透明保护膜中的化学键被172nm的UV射线打开了，并且与活性氧反应，增加了表面的氧比例，从而呈现表面亲水性。对于UV射线处理来说，氙准分子灯和透明保护膜之间的距离大约为0.5-5mm比较好，1-4mm更好，并且产生的臭氧浓度调整到大约10-1000ppm比较好，20-800ppm更好。氙准分子灯使用比低压水银灯更短波长的UV射线，这样使保护膜的分解更容易，因此，照射最好在更短的时间内进行。根据氙准分子灯的功率输出，处理时间大约为10-60秒比较好，15-50秒更好。

除了用200nm或更短波长的UV射线进行照射的处理外，还可以通过从臭氧发生器等产生臭氧，然后在一种环境中通过高压水银灯等分解臭氧来进行臭氧化，在所述环境中，将臭氧的浓度调整为大约10-500ppm以产生活性氧，同时打开透明保护膜表面上的化学键，以便使打开的键与活性氧反应，增加表面中的氧比例，从而呈现表面亲水性。

在偏振粘结表面上述透明保护膜的相对侧上(非照射侧)，可以使用具有硬涂层和进行了各种抗反射、防粘附和散射或抗反光处理的膜。

为了防止偏振板表面毁坏，进行硬涂覆处理，此硬涂覆膜可以通过下列方法形成，例如，利用适当的紫外线可固化型树脂例如丙烯酸型和硅型树脂，将具有优异硬度的可固化涂覆膜加到透明保护膜的表面上。为了偏振板表面上抗户外日光的反射，进行抗反射处理，最好根据传统的方法等通过形成抗反射膜来制备。此外，为了防止与相邻的层粘附，进行防粘附处理。

此外，为了防止户外日光在偏振板表面上反射，扰乱透过偏振板的光的视觉辨别，进行抗反光处理，此处理例如可以使用适当的方法通过给保护膜的表面提供精细的凹凸结构来进行，所述适当的方法例如包括通过喷砂或模压的粗糙表面化处理法和结合透明精细粒子的方法。为了在上述表面上形成精细的凹凸结构，当结合精细粒子时，可以采用平均粒径为0.5-50μm的透明精细例子，例如可以具有导电性的无机型精细粒子和有机型精细粒子，无机型精细粒子包括氧化硅、氧化铝、二氧化钛、氧化锆、锡氧化物、铟氧化物、镉氧化物、锑氧化物等，有机型精细例子包括非交联聚合物的交联聚合物。当在表面上形成精细的凹凸结构时，相对于100重量份的透明树脂，表面上形成精细凹凸结构使用的精细粒子的量通常大约为2-50重量份，5-25重量份较好。抗反光层可以作为散射层(视角扩大功能等)，用于散射透过偏振板的光并扩大视角等。

此外，上述抗反射层、粘附防止层、扩散层、防反光层等可以建立在保护膜自身中，它们还可以制备为与保护膜不同的光学层。

对于处理透明保护膜以使其粘附到偏振器上来说，可以使用各种含水粘合剂。这种含水粘合剂的例子包含聚乙烯醇型粘合剂、凝胶型粘合剂、乙烯基胶乳型、水溶聚氨基甲酸酯、水溶聚酯等。通常以其水溶液的形式使用这些粘合剂。

粘合剂包含水溶交联剂，从而可以增加凝胶强度以提高粘结性。聚乙烯醇型粘合剂可以包含水溶交联剂例如硼酸、硼砂、戊二醛、蜜胺和草酸。由于凝胶是两性电解质，包含胶原蛋白的水解产物，因此凝胶型粘合剂可以包含具有与氨基基团或羧基基团反应的官能团的水溶交联剂。其例子包含如甲醛、戊二醛和乙二醛的醛化合物、如蜜胺的氨基化合物、如草酸、酮、醌的羧基化合物以及如铬和铝的铁电材料的金属。添加的水溶粘合剂的量并不特别限制，通常相对于100重量份的如凝胶和聚乙烯醇的主要材料的含量来说，水溶交联剂的量为40重量份。最好，其含量为0.5-30重量份。此外，粘合剂的PH值可以为允许交联进行的值。对于粘合剂的水溶液的制备来说，如果需要可以加入包含防腐剂的添加剂，防腐剂如甲酸、酚、水杨酸和苯甲醛。

可以通过用UV射线等处理的透明保护膜的表面上粘合剂层叠偏振器来制备本发明的偏振板。可以将粘合剂涂覆到透明保护膜和/或偏振器上。层叠之后，干燥粘合剂的水溶液，以便形成干的粘合剂涂层。辊层合机等可以进行偏振器和透明保护膜的层叠。粘合剂层的厚度并不特别限制，通常大约为0.05-5微米。

当使用的粘合剂是凝胶型粘合剂时，涂覆粘合剂然后凝胶以便形成粘合剂层，通过此粘合剂层将透明保护膜层叠到偏振器上。由于凝胶在高温下均匀熔融并在冷却时凝胶，因此凝胶型粘合剂在高温下涂覆，然后通过冷却凝胶，从而粘合剂挤出，这样可以防止具有粘合剂的偏振板和产品单元的污染。在凝胶均匀熔融为水溶液的状态下涂覆凝胶型粘合剂。通常，水溶凝胶溶液的凝胶温度随着水溶凝胶溶液的浓度、添加剂等而变化，但通常为20-30℃。据此，对于凝胶型粘合剂的涂覆来说，将凝胶型粘合剂加热到高于30℃的温度较好，在均匀熔融的状态下涂覆。将粘合剂加热到40-60℃的温度更好。在太高的温度下，会分解凝胶，这样在60℃或更低的温度下涂覆较好。涂覆凝胶型粘合剂之后，通过从高温到低温的冷却使粘合剂凝胶。凝胶型粘合剂的凝胶温度比水溶凝胶溶液的凝胶温度低，凝胶温度为20℃或更低较好，5-15℃更好。

本发明的偏振板实际上可以用作与其它光学层层叠的光学膜。尽管对光学层没有特殊的限制，可以使用一层或两层或更多层的光学层，这些光学层可以用于形成液晶显示器等，例如反射板、透射反射(transflective)板、延迟板(包含半波板和四分之一波板)和视角补偿膜。尤其好的偏振板是反射型偏振板或透射反射型偏振板，其中反射板或透射反射板进一步层叠到本发明的偏振板上；其中延迟板进一步层叠到偏振板上的椭圆偏振板或圆形偏振板；其中视角补偿膜进一步层叠到偏振板上的宽视角偏振板；或其中亮度增强膜进一步层叠到偏振板上的偏振板。

在偏振板上制备反射层，以便给出反射型偏振板，将这种板用于液晶显示器，在液晶显示器中，来自浏览侧(显示侧)的入射光反射来给出显示。这种板不需要建立光源，例如日光，但具有可以容易地使液晶显示器更薄地优点。利用适当地方法可以形成反射型偏振板，例如，如果需要，将金属等的反射层通过透明保护膜等附着到偏振板的一侧。

作为反射型偏振板的例子，可以提到一种板，在这种板上，如果需要，利用将如铝的反射金属箔和汽相淀积膜附着到无泽处理了的保护膜的一侧上形成反射层。此外，可以提到一种不同类型的板，在它具有通过将精细粒子混入上述保护膜中而得到的表面上的精细凹凸结构，在其上制备凹凸结构的反射层。具有上述精细凹凸结构的反射层通过自由反射散射入射光，以防止指向性和闪烁出现，并且具有能控制明和暗等的不均匀度的优点。此外，包含精细粒子的保护膜具有可以更有效地控制明和暗的不均匀度的优点，结果使入射光和透过膜的反射光散射。受保护膜的表面精细凹凸结构影响的表面上的具有精细凹凸结构的反射层可以通过下列方法形成：例如，利用如真空淀积法的真空蒸发法、粒子镀覆法、溅射法和镀覆法等中的适当方法，直接将金属附着到透明保护膜的表面上。

取代其中直接将反射板给予上述偏振板的保护膜的方法，还可以将反射板用作反射片，此反射片是通过为透明膜在合适的膜上制备反射层而构成的。此外，由于通常反射层由金属构成，因此希望反射侧由保护膜或偏振板等覆盖。当使用时，形成下列观点：通过氧化防止反射能力退化、长时间保持最初的反射能力和避免保护层分开制备等。

此外，透射反射型偏振板可以通过将上述反射层制备为透射反射型反射层来得到，例如反射和透射光的半反射型。透射反射型偏振板通常在液晶单元的背面制备，它可以形成一种液晶显示单元，其中当在相对光线好的环境中使用时，利用来自浏览侧(显示侧)的入射光显示图像。此单元利用嵌入型光源例如在透射反射型偏振板的背面中建立的背光，在相当暗的环境中显示图像。即，透射反射型偏振板用于得到一种类型的液晶显示器，这种显示器在光线很好的环境中保存光源例如背光的能量，并且如果需要可以在相当暗的环境中等使用建立的光源来使用。

可以将上述偏振板用作其上层叠了延迟板的椭圆偏振板或圆形偏振板。下面将描述椭圆偏振板或圆形偏振板的制造。这些偏振板通过延迟板的功能将线性偏振光变为椭圆偏振光或圆形偏振光、将椭圆偏振光或圆形偏振光变为线性偏振光、或者改变线性偏振的偏振方向。作为将圆形偏振光变为线性偏振光或将线性偏振光变为圆形偏振光的延迟板，采用所谓的四分之一波长板(也称为λ/4板)。通常，当改变线性偏振光的偏振方向时，使用半波长板(也称为λ/2板)。

在没有通过补偿(防止)由超扭绞向列(STN)液晶显示器的液晶层的双折射而产生的着色(蓝或黄色)的情况下，有效地使用椭圆偏振板给出黑白显示。此外，当从倾斜的方向看液晶显示器的屏幕时，其中控制三维折射率的偏振板最好也补偿(防止)产生的着色。例如，当调整提供彩色图像的反射型液晶显示器的图像的色调时，有效地使用圆形偏振板，它也具有抗反射功能。例如，可以使用延迟板补偿由各种波长板或液晶层等的双折射而产生的着色和视角等。此外，可以根据每个目的利用与具有适当延迟值的两种或更多种延迟板层叠的层控制光学特性，例如延迟。作为延迟板，可以是通过延伸包括适当聚合物的膜、例如有聚碳酸酯、降冰片烯型树脂、聚乙烯醇、聚苯乙烯、有机玻璃、聚丙稀；聚烯丙基(POLYALLYLATES)和聚酰胺；包括液晶材料例如液晶聚合物的定向膜；和其上支撑了液晶材料的对准膜而形成的双折射膜。延迟板可以是根据使用目的具有适当相差的延迟板，例如各种波长的板和通过液晶层的双折射用于补偿着色和视角等的板，也可以是其中层叠了两种或更多种延迟板以便控制光学特性例如延迟的延迟板。

上述椭圆型偏振板和上述反射型偏振板是将适当的偏振板和反射型偏振板与延迟板结合的层叠板。这种椭圆型偏振板等可以通过结合偏振板(反射型)和延迟板、并且在液晶显示器的制造工艺中通过将它们一个一个分别层叠来制造。另一方面，其中预先进行层叠并作为光学膜而得到的偏振板例如椭圆偏振板在层叠等中的稳定性、可加工性方面是优异的，并且具有提高液晶显示器的制造效率的优点。

视角补偿膜是用于扩大视角的膜，以便即使从倾斜的角度而不是从垂直方向看屏幕，也可以相当清楚地观看图像。此外，作为这种视角补偿延迟板，可以使用通过同轴延展或双向作用延展处理的具有双折射性的膜和双向作用延展的膜如倾斜的定向膜等。作为倾斜的定向膜，例如，可以使用利用将热收缩膜粘结到聚合物膜上、然后加热组合膜并在受到收缩力影响的条件下延展或收缩一种方法而得到的膜或定向在倾斜方向的膜。为了防止由基于液晶单元等的延迟的视角改变而导致的着色和具有好的可视性的视角的扩大，可以适当地结合视角补偿膜。

此外，从得到具有好的可视性的宽视角的观点来看，最好使用一种补偿板，其中用三乙酰纤维素膜支撑由液晶聚合物的定向层构成、尤其是由倾斜的discotic液晶聚合物的定向层构成的光学各向异性层。

通常使用在液晶单元背面制备的与偏振板和亮度增强膜粘结在一起的偏振板。当由液晶显示器的背光或来自背侧等的反射的自然光进来时，亮度增强膜显示出反射具有预定偏振轴的线性偏振光或反射具有预定方向的圆形偏振光而透过其它光的特性。这样通过将亮度增强膜层叠到偏振板上而得到的偏振板不透过没有预定偏振状态的光并将其反射，同时通过接受来自光源的光例如背光而得到透过的具有预定偏振状态的光。此偏振板使由亮度增强膜反射的光进一步反向穿过在背侧制备的反射层，并强迫此光再进入亮度增强膜，通过将部分或全部的光透射为具有预定偏振板的光增加了透射光的数量。偏振板同时提供了难以在偏振器中吸收的偏振光，并增加了可用于液晶图像显示等的光的数量，结果可以提高亮度。即，当光从背光等的液晶单元的背侧进入偏振器时，在不使用亮度增强膜的情况下，偏振方向与偏振器的偏振轴不同的大部分光没有透过偏振器而被偏振器吸收。这就意味着尽管受使用的偏振器特性影响，但大约百分之五十的光被偏振器吸收，可用于液晶图像显示器等的光的数量大大降低，得到的显示图像变暗。亮度增强膜不使具有由偏振器吸收的偏振方向的光进入偏振器，而是由亮度增强膜反射一次，并进一步使光反向透过制备在背侧的反射层等，使此光再次进入亮度增强膜。通过上述重复操作，只有当在两者之间发射并反向的光的偏振方向变为具有可以穿过偏振器的偏振方向时，亮度增强膜透过此光，并将其提供给偏振器。结果，可以有效地将来自背光的光用于液晶显示器的图像显示，得到亮的屏幕。

使用适当的膜作为上述亮度增强膜。即，介电物质的多层薄膜；具有透过具有预定偏振轴的线性偏振光并反射其它光的特性的叠层膜，例如，可以使用具有不同折射率各向异性的薄膜(由3M有限公司制造的D-BEF和其它膜)的多层叠层膜；胆脂醇液晶聚合物的定向膜；具有反射具有左手旋转或右手旋转的圆形偏振光而透过其它光的特性的膜，例如其上支撑了定向胆脂醇液晶层的膜(由NITTODENKO CORPORATION制造的PCF350，由Merck有限公司制造的transmax和其它)等。

因此，其实在传输具有上述预定偏振轴的线性偏振光型的亮度增强膜中，通过设置透过的光的偏振轴，并使光进入偏振板，控制偏振板的吸收损耗，可以有效地传输偏振光。另一方面，像胆脂醇液晶层那样在传输圆形偏振光型的亮度增强膜中，可以使光进入偏振器，但考虑控制吸收损耗，希望在通过延迟板将圆形偏振光变为线性偏振光之后使光进入偏振器。此外，利用四分之一波长板作为延迟板将圆形偏振光转变为线性偏振光。

通过下列方法得到在宽波长范围内例如可见光区内作为四分之一波长板的延迟板，在该方法中作为四分之一波长板使550nm波长的彩色光变暗的延迟层与具有其它延迟特性的延迟层叠加，例如作为半波板的延迟层。因此，位于偏振板和亮度增强膜之间的延迟板可以由一个或更多个延迟层构成。

此外，在胆脂醇液晶层中，通过采用其中两个或更多个具有不同反射波长的层叠加在一起的机构，可以得到宽波长范围内例如可见光区内反射圆形偏振光的层。这样，利用这种胆脂醇液晶层可以得到宽波长范围内传输的圆形偏振光。

此外，偏振板可以由偏振板的叠层的多层膜和如上述分离型偏振板那样的两个或更多个光学层构成。因此，偏振板可以是反射型椭圆偏振板或半透性椭圆偏振板等，其中上述反射型偏振板或透射反射型偏振板分别与上述延迟板结合。

尽管具有上述层叠到偏振板上的光学层的光学膜可以通过下列方法形成，其中依次在液晶显示器等的制造工艺中分别进行层叠，但是预先层叠了的光学膜具有卓越的优势，即它具有优异的质量稳定性和组件的可加工性等，这样可以提高液晶显示器等的制造能力。可以使用适当的粘结手段例如粘合剂层来层叠。当粘结上述偏振板和其它光学膜时，可以根据目标延迟特性等将光轴设定为适当的结构角。

在上述偏振板和其中至少层叠了一层偏振板的光学膜中，为了与其它部件例如液晶单元等粘结，还可以制备粘合剂层。作为形成粘合剂层的压力敏感粘合剂并不特别限制，例如，可以适当选择丙烯酸型聚合物；硅型聚合物；聚酯、聚氨基甲酸酯、聚酰胺、聚酯；氟型和橡胶型聚合物作为基本的聚合物。尤其是，最好可以使用压力敏感粘合剂，例如丙烯酸型压力敏感粘合剂，它具有优异的透光性，显示出适当的润湿性、凝聚性和粘附特性的粘结性能，并具有卓越的耐气候性、阻热性能等。

此外，希望使用具有低吸湿性和优越的阻热性粘合剂层。这是因为为了防止通过吸湿而产生的起泡和剥离现象、为了防止光学特性的降低和由热膨胀不同等引起液晶单元的弯曲以及为了制造高质量的耐久的液晶显示器，粘合剂层需要上述那些特性。

粘合剂层可以包含粘合剂例如天然或合成树脂、粘合剂树脂、玻璃纤维、玻璃珠、金属粉末、包括其它无机粉末等的填料、颜料、色料和抗氧化剂。此外，它可以是包含精细粒子并显示光扩散性的粘合剂层。

可以实施适当的方法以便将粘合剂层附着到光学膜的一侧或两侧上。例如制备大约10-40％重量的压力敏感粘合剂溶液，其中将基本的聚合物或其成分溶解并分散在甲苯或乙酸乙酯或这两种溶剂的混合溶液中。可以使用其中利用适当的形成方法例如流动法和涂覆法在偏振板的顶部或光学膜的顶部直接涂抹此溶液的方法，或者如上所述，在分离片上一次形成粘合剂层，然后转移到偏振板上或光学膜上的方法。

当其中具有不同成份或不同种等的压力敏感粘合剂的层层叠在一起时，还可以在偏振板或光学膜的一侧或两侧上制备粘合剂层。此外，当在两侧上制备粘合剂层时，还可以在偏振板或光学膜的前侧和背侧上使用具有不同成分、不同种类或厚度等的粘合剂层。可以根据使用的目的和粘合剂的强度等适当确定粘合剂层的厚度，通常为1-500μm，5-200μm较好，10-100μm更好。

将临时分离片附着到粘合剂层的暴露侧，以便防止污染等，直到实际使用时。从而，可以防止在通常的处理中外来物质接触粘合剂层。作为分离片，不考虑上述厚度，例如，可以使用适当的惯常的片材，如果需要，用脱模剂例如硅型、长链烷基型、氟型脱模和硫化钼剂涂覆。作为适当的片材，可以使用塑料膜、橡胶片、纸、布、无纺纤维、网、发泡片和金属箔或它们的层叠片。

此外，在本发明中，利用添加UV吸收剂的方法，可以给上述每层例如偏振板的偏振器、透明保护膜和光学膜等和粘合剂层提供紫外吸收特性，所述吸收剂例如有水杨酸酯型化合物、苯酚型化合物、苯并三唑型化合物、氰基丙烯酸酯型化合物和镍复合盐型化合物。

本发明的光学膜最好可以用来制造各种设备，例如液晶显示器等。可以根据传统的方法组装液晶显示器。即，通常通过适当的组装几个部分例如液晶单元、光学膜、照明系统(如果需要)、以及通过引入驱动电路来制造液晶显示器。在本发明中，除了使用本发明的光学膜，对使用的传统方法没有任何特殊限制。还可以使用任意型的液晶单元，例如TN型和STN型、π型。

可以制造适当的液晶显示器，例如上述光学膜已经位于液晶单元的一侧或两侧、并且将背光或反射板用于照明系统的液晶显示器。在这种情况下，本发明的光学膜可以安装在液晶单元的一侧或两侧上。当在两侧安装光学膜时，它们可以是相同型或不同型的。此外，在组装液晶显示器中，可以在一层或两层或更多层中的适当位置安装适当的部分例如扩散板、抗闪烁层、抗反射膜、保护板、棱镜阵列、透镜阵列片、光扩散板和背光。

接着，将说明有机电致发光装置(有机EL显示器)。通常，在有机EL显示器中，以构成发光体(有机电发光体)的顺序在透明衬底上层叠透明电极、有机发光层和金属电极。这里，有机发光层是各个有机薄膜的层叠材料，许多具有各种组合的成份是已知的，例如，包括三苯胺衍生物等的空穴注入层的层叠材料，包括荧光有机固体的发光层例如蒽；包括这样的发光层和苝衍生物等的电子注入层的层叠材料；这些空穴注入层、发光层和电子注入层等的层叠材料。

有机EL显示器基于下述原理发光，即通过在透明电极和金属电极之间施加电压，将正的空穴和电子注入到有机发光层中，通过这些正的空穴和电子的复合而产生的能量激励荧光物质，接着当激励的荧光物质回到接地状态时发射光。所谓的在中间工艺中发生复合的机理与普通的二极管的激励相同，正如所希望的，在电流和发光强度之间存在强的非线性关系，伴随着对施加的电压整流的特性。

在有机EL显示器中，为了在有机发光层中发光，至少一个电极必须是透明的。透明电极通常用透明导体制成，例如铟锡氧化物(ITO)，并用作阳极。另一方面，为了使电子的注入更容易，并且为了增加发光效率，使用具有小逸出功的物质作为阴极是很重要的，通常使用金属电极，例如Mg-Ag和Al-Li。

在这种结构的有机EL显示器中，通过大约10nm厚的薄膜形成有机发光层。为此，光几乎像透过透明电极一样透过有机发光层。结果，当没有发射光时，由于作为来自透明衬底的表面的入射光进入并透过透明电极和有机发光层然后由金属电极反射的光在透明衬底的前表面侧再出现，因此如果从外侧看有机EL显示器的显示侧就像镜子一样。

在有机EL显示器中，有机EL显示器包含配备有有机发光层表面侧上的透明电极同时配备有机发光层背侧上的金属电极的有机电发光体，所述发光层通过施加电压发光，可以在这些透明电极和偏振板之间安装延迟板，同时在透明电极的表面侧上制备偏振板。

由于延迟板和偏振板具有使从外侧作为入射光进入并已经由金属电极反射的光偏振的功能，因此它们具有使金属电极的镜面由于偏振作用不能从外侧看到的效果。如果偏振板用四分之一波长配置和偏振板的两个偏振方向和延迟板之间的角度调整到π/4时，金属电极的镜面可以被完全覆盖。

这就意味着在偏振板的作用下，只有作为入射光进入到此有机EL显示器中的外部光的线性偏振光分量透过。此线性偏振光通常通过延迟板尤其是延迟板是四分之一板提供椭圆偏振光。此外当偏振板的两个偏振方向和延迟板之间的角度调整到π/4时，它给出了圆形偏振光。

此圆形偏振光透过透明衬底、透明电极和有机薄膜，并由金属电极反射，然后透过有机薄膜、再次透过透明电极和透明衬底，用延迟板再转为线性偏振光。由于此线性偏振光处于偏振板的偏振方向的右角，因此它可以透过偏振板。结果，可以完全覆盖金属电极的镜面。

例子

下面参考例子更详细地描述本发明的构成和效果。在例子中，份和百分比都以重量为基础表示。

例1

(偏振器的制备)

80微米厚的聚乙烯醇膜用0.3％的碘水溶液着色，在4％的硼酸水溶液和2％的碘化钾水溶液中延展5倍。然后在50℃干燥4分钟，得到偏振器。

(透明保护膜的制备)

用35W低压水银灯的UV射线照射80微米厚的三乙酰纤维素膜的一侧。照射时，灯和TAC膜之间的距离为55mm，臭氧的浓度为200ppm。

(偏振板的制备)

用聚乙烯醇型粘合剂涂覆透明保护膜的UV照射表面，利用辊层叠器通过偏振器两面上的粘合剂层叠此膜，在60℃干燥4分钟以形成偏振板。粘合剂层的厚度为0.1微米。

例2

以与例1同样的方式处理透明保护膜的偏振器粘结表面，除了在例1(透明保护膜的制备)中，用来自氙准分子灯的UV射线照射膜40秒。利用得到的透明保护膜，根据(偏振板的制备)例1得到偏振板。

例3

(透明保护膜的制备)

将80微米厚的TAC膜放到预先冷却到10℃的冷却板上，用来自350W低压水银灯的UV射线照射膜的一侧2分钟。照射时，灯和TAC膜之间的距离为55mm，臭氧浓度为100ppm。

(偏振板的制备)

利用获得的透明保护膜，根据(偏振板的制备)例1得到偏振板。

比较例1

以与例1一样的方式制备偏振板，除了在(偏振板的制备)例1中，将没有用UV射线照射的TAC膜作为透明保护膜。

比较例2

以与(偏振板的制备)例1一样的方式制备偏振板，除了在(偏振板的制备)例1中，使用用10％氢氧化钠水溶液皂化的TAC膜作为透明保护膜。

比较例3

以与例3一样的方式处理透明保护膜的偏振器粘结表面，除了在(透明保护膜的制备)例3中，在不冷却的情况下，用来自25W低压水银灯的UV射线照射TAC膜2分钟。利用得到的透明保护膜，根据(偏振板的制备)例1形成偏振板。

比较例4

以与例3一样的方式处理透明保护膜的偏振器粘结表面，除了在(透明保护膜的制备)例3中，不冷却TAC膜。使用得到的透明保护膜，根据(偏振板的制备)例1形成偏振板。

对每个例子和比较例中使用的透明保护膜和制备的偏振板评估如下。结果示于表1。

(透明保护膜的偏振器粘结表面的构成元素(氧比例/碳比例)之比)

用X射线光电摄谱仪(Kratos AXIS-HIS，Shimadzu Corporation)在150W的X射线功率和90℃的光电移动角下测量每个例子和比较例中使用的透明保护膜(TAC膜)的偏振器粘结表面，计算确定构成元素之比(氧比例/碳比例)。

(TAC膜的变形)

在膜的制备过程中，透明保护膜是变形还是不变形能判定。当至少改变3％的膜的尺寸时，此膜认为已变形。

(透明保护膜的偏振器粘结表面的接触角的测量)

检测每个例子和比较例中使用的透明保护膜(TAC膜)的偏振器粘结表面与水的接触角。通过液滴(droplet)法进行接触角的测量。当接触角为40°或更小时，可以判定表面已经呈现亲水性。尤其是，接触角为25°或更小较好。

(粘结)

将每个例子和比较例中得到的偏振板切为片，每片具有25mm的宽度，然后用300mm/分钟的张拉速度延展。在室温(25℃)在180°的剥离角用拉伸测试仪将TAC膜从偏振板分离。在TAC膜没有分离的情况下偏振板破裂就表示为“破裂”。结果示于表1。

表1

	氧比例/碳比例	膜变形	接触角	粘结
					例1	0.81	未变形	7°	破裂
例2	0.80	未变形	7°	破裂
					例3	0.81	未变形	10°	破裂
比较例1	0.64	未变形	60°	0.01N/25mm
					比较例2	0.72	未变形	17°	破裂
比较例3	0.67	未变形	55°	0.01N/25mm
					比较例4	0.70	变形	55°	0.02N/25mm

如表1所示，可以认为通过用200nm或更小波长的UV射线照射透明保护膜的偏振器粘结的表面，使三乙酰纤维素膜表面上的构成元素(氧比例/碳比例)之比大约0.75，如X射线光电摄谱仪所确定的，从而提高表面的粘结性。

还可以发现当在冷却下用来自高功率输出的低压水银灯的185nm和254nm波长的UV射线照射三乙酰纤维素膜时，可以在不变形的情况下在较短的时间内使膜呈现亲水性，以便提高偏振器的粘结性。

Claims (9)

1.一种在偏振器的至少一个表面上通过粘合剂层提供的用于偏振板的透明保护膜，其中由X射线光电摄谱仪确定的、用于偏振板的透明保护膜的偏振器粘结表面上的氧比例/碳比例的构成元素之比大于0.75。

2.根据权利要求1的用于偏振板的透明保护膜，其中用于偏振板的透明保护膜是三乙酰纤维素膜。

3.一种制造在偏振器的至少一个表面上通过粘合剂层提供的用于偏振板的透明保护膜的方法，

包括：用200nm或更短波长的UV射线照射用于偏振板的透明保护膜的偏振器粘结表面以获得由X射线光电摄谱仪确定的、在偏振板用的透明保护膜的偏振器粘结表面上的氧比例/碳比例的构成元素之比大于0.75。

4.根据权利要求3的制造在偏振器的至少一个表面上通过粘合剂层提供的用于偏振板的透明保护膜的方法，包括：用200nm或更短波长和200-400nm波长的UV射线照射用于偏振板的透明保护膜的偏振器粘结表面。

5.根据权利要求4的制造用于偏振板的透明保护膜的方法，包括：在冷却膜的同时，用UV射线照射用于偏振板的透明保护膜的偏振器粘结表面。

6.一种制造在偏振器的至少一个表面上通过粘合剂层提供的用于偏振板的透明保护膜的方法，包括：使用于偏振板的透明保护膜的偏振器粘结表面臭氧化以获得由X射线光电摄谱仪确定的、在偏振板用的透明保护膜的偏振器粘结表面上的氧比例/碳比例的构成元素之比大于0.75。

7.一种偏振板，包括偏振器和在偏振器的至少一个表面上通过粘合剂层提供的根据权利要求1的用于偏振板的透明保护膜。

8.一种光学膜，包括至少一片根据权利要求7的偏振板。

9.一种可视显示器，使用根据权利要求7的偏振板。

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