CN1692290A - 偏振镜、光学薄膜和图像显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明的偏振镜，是由在基体中分散有微小区域的结构的薄膜构成的偏振镜，所述基体由含有吸收二色性染料的透光性热塑性树脂形成，对于透过方向的直线偏振光的透过率为80％以上，且浊度值为10％以下，对于吸收方向的直线偏振光的浊度值为50％以上。本发明的偏振镜是具有高透过率和高偏光度、且能够抑制黑色显示时的透过率的不均匀的、耐热可靠性良好的染料系偏振镜。

Description

偏振镜、光学薄膜和图像显示装置

技术领域

本发明涉及偏振镜。另外，本发明还涉及使用了该偏振镜的偏振片、光学薄膜以及使用了该偏振片、光学薄膜的液晶显示装置、有机EL显示装置、CRT、PDP等图像显示装置。

背景技术

液晶显示装置在时钟、手机、PDA、笔记本电脑、个人电脑用显示器、DVD播放机、电视等领域中的市场需求量正在迅速增加。液晶显示装置是使由液晶的转换(switching)引起的偏振状态可见化的装置，根据其显示原理，目前使用的是偏振镜。特别是电视等的用途中要求更加高亮度且高对比度的显示，在偏振镜方面，也研发了更明亮(高透过率)、更高对比度(高偏振度)的偏振镜并引入使用。特别是对于手机、PDA等假设在室外的过于严酷的环境下使用的液晶显示装置、车载用导航装置、液晶投影仪用的液晶显示装置等，要求其具有非常高的耐热可靠性。

作为偏振镜，例如，具有使聚乙烯醇吸附碘并拉伸的结构的碘类偏振镜具有高透过率、高偏振度，所以被广泛使用。但是，在碘类偏振镜中，形成于拉伸工序中并发挥二色性材料功能的碘化合物缺乏热稳定性。例如，当在假设为盛夏的汽车内的仪表板上等的100℃环境下实施长时间放置的试验等时，因碘化合物发生变性而显著降低二色性，从而大大降低作为偏振镜的功能。为此，在车载用途等耐热可靠性要求高的领域中，目前使用的是使用了代替碘化合物的二色性染料的染料系偏振镜(例如，参照特开昭62-123405号公报)。

但是，和碘化合物相比，二色性染料的吸收二色比低。为此，染料系偏振镜在特性方面比碘类偏振镜差一些。另外，当吸附染料时，容易出现染色不均或不均匀的分散状态。特别是在液晶显示装置中，当进行黑色显示时，黑色会被显示成斑点状而显著降低辨识性。

针对这一问题，提出了增加染料的吸附量或添加量而将黑色显示时的透过率设置在人眼可以感知的界限以下的染料系偏振镜。但是，该染料系偏振镜中，在降低黑色显示的透过率的同时也降低了白色显示时的透过率，从而导致了显示本身变暗。另外，提出了采用不易发生不均匀的拉伸工序的染料系偏振镜的制造方法(例如，特开平8-190015号公报)。但是，在该方法中，需要替换工序本身，从而会导致生产率的下降。

发明内容

本发明的目的在于，提供具有高透过率和高偏振度并能够抑制黑色显示时的透过率的不均匀的、耐热可靠性好的染料系偏振镜。

另外，本发明的目的还在于，提供使用了该偏振镜的偏振片、光学薄膜。本发明的又一目的在于，提供使用了该偏振镜、偏振片、光学薄膜的图像显示装置。

本发明人等为了解决上述课题进行了潜心研究，其结果发现利用如下所示的偏振镜能够达到上述目的，从而完成了本发明。

即，本发明涉及一种偏振镜，其是由在基体中分散有微小区域的构造的薄膜构成的偏振镜，该基体由含有吸收二色性染料的透光性热塑性树脂形成，其特征在于，

对于透过方向的直线偏振光的透过率为80％以上，且浊度值为10％以下，对于吸收方向的直线偏振光的浊度值为50％以上。

上述偏振镜的微小区域优选由已进行取向的双折射材料形成。另外，上述双折射材料优选至少在实施取向处理时显示液晶性。

上述本发明的偏振镜通过将由透光性热塑性树脂和吸收二色性染料形成的染料系偏振镜做为基体，确保了耐热可靠性。另外，在上述基体中分散有微小区域。微小区域优选由已进行取向的双折射材料形成，特别优选由显示液晶性的材料形成。由此，通过除了由吸收二色性染料带来的吸收二色性功能，还具有散射各向异性的功能，利用这两种功能的协同效果，可得到偏振光性能获得改善且同时满足透过率和偏振度的辨识性良好的偏振镜。

上述偏振镜对于透过方向的直线偏振光的透过率优选为80％以上，且浊度值为10％以下，对于吸收方向的直线偏振光的浊度值为50％以上。

具有上述透过率、浊度值的本发明的染料系偏振镜相对于透过方向的直线偏振光拥有高透过率和良好的辨识性，且对于吸收方向的直线偏振光具有强的光扩散性。因此，可使用简便的方法且无需牺牲其他的光学特性，就能够具有高透过率和高偏振度，并控制黑色显示时的透过率的不均匀。

本发明的偏振镜优选为，相对于透过方向的直线偏振光，即和上述吸收二色性染料的最大吸收方向相垂直的方向的直线偏振光，具有尽可能高的透过率的偏振镜，当把入射的直线偏振光的光强度设为100时优选具有80％以上的光线透过率。光线透过率更优选为85％以上，进一步优选光线透过率为88％以上。这里，光线透过率是使用带有积分球的分光光度计测量的550nm处的分光透过率。其中，被偏振镜的内外表面的空气界面反射了约8％～10％，所以理想的极限是从100％中减去该表面反射部分的量。

另外，从显示图像的辨识性的清晰性的观点出发，优选入射于偏振镜的透过方向的直线偏振光不发生散射。为此，对于透过方向的直线偏振光的浊度值优选在10％以下。更优选在5％以下，进一步优选在3％以下。另一方面，从通过散射来隐藏由局部透过率偏差造成的不均匀的角度出发，优选入射于偏振镜的吸收方向的直线偏振光、即上述吸收二色性染料的最大吸收方向的直线偏振光有很强的散射。为此，对于吸收方向的直线偏振光的浊度值优选为50％以上。更优选60％以上，进一步优选70％以上。其中，浊度值是基于JIS K 7136(塑料-透明材料的浊度的计算方法)而测量的值。

上述光学特性是，偏振镜的吸收二色性功能和散射各向异性功能相复合而形成的特性。也可以通过美国特许第2123902号说明书或特开平9-274108号公报和特开平9-297204号公报所述的、将具有只选择性地散射直线偏振光的功能的散射各向异性薄膜和二色性吸收型偏振镜，以散射最大的轴和吸收最大的轴相互平行的轴配置方式进行重叠的方法，达到同样的效果。但是，其中需要另外形成散射各向异性薄膜，或者重叠时的轴配合精度很难达到精确，还有如果单纯重叠配置，则无法得到上述的被吸收的偏振光的光程长增大的效果，从而难以实现高透过、高偏振度。

在上述偏振镜中，优选微小区域的双折射为0.02以上。从所谓获得更大的各向异性散射功能的观点来看，作为用于微小区域的材料优选使用具有上述双折射的材料。

在上述偏振镜中，形成微小区域的双折射材料和透光性热塑性树脂的相对于各光轴方向的折射率差优选为，在显示最大值的轴方向上的折射率差(Δn¹)为0.03以上，且和Δn¹方向垂直的两个轴方向上的折射率差(Δn²)为上述Δn¹的50％以下。

通过将相对于各光轴方向的上述折射率差(Δn¹)、(Δn²)控制在上述范围内，能够制作出美国特许第2123902号说明书中提出的、具有只使Δn¹方向的直线偏振光选择性地散射的功能的散射各向异性薄膜。即，在Δn¹方向上，因折射率差较大，使直线偏振光发生散射，而在Δn²方向上，因折射率差较小，所以能够使直线偏振光透过。其中，优选在和Δn¹方向垂直的两个方向的轴方向的折射率差(Δn²)都相等。

为了提高散射各向异性，优选将Δn¹方向上的折射率差(Δn¹)设成0.03以上、优选0.05以上、特别优选0.10以上。另外，和Δn¹方向垂直的两个方向的折射率差(Δn²)优选为上述Δn¹的50％以下，进一步优选为30％以下。

在上述偏振镜中，吸收二色性染料优选为该材料的吸收轴在Δn¹方向上取向。

通过使基体中的吸收二色性染料以该材料的吸收轴平行于上述Δn¹方向的方式进行取向，能够有选择地吸收作为散射偏振方向的Δn¹方向的直线偏振光。其结果，入射光当中的Δn²方向的直线偏振光成分不经散射而直接透过。另一方面，Δn¹方向的直线偏振光成分被散射，且被吸收二色性染料所吸收。通常，吸收取决于吸收系数和厚度。本发明的偏振镜因散射的关系其外观的厚度较厚，所以Δn¹方向的偏振光成分与没有散射各向异性的状态相比被吸收得更多。即，可以通过相同的透过率得到更高的偏振度。

下面，对理想的模式进行详细说明。一般地，采用用于直线偏振镜的两个主透过率(第1主透过率k₁(透过率最大方位＝Δn²方向的直线偏振光透过率)、第2透过率k₂(透过率最小方向＝Δn¹方向的直线偏振光透过率))进行如下讨论。

如果在市售的染料系偏振镜中吸收性二色性材料在一个方向上取向，则平行透过率、偏振度可以分别用

平行透过率＝0.5×((k₁)²+(k₂)²)、

偏振度＝(k₁-k₂)/(k₁+k₂)表示。

另一方面，在本发明的偏振镜中假设Δn¹方向的偏振光发生散射，平均光程长变为α(＞1)倍，并能够忽略由散射造成的偏振的解消，则此时的主透过率分别可以用k₁、k₂’＝10^x(其中，x是αlogk₂)表示。

即，此时的平行透过率、偏振度，可以用

平行透过率＝0.5×((k₁)²+(k₂’)²)、

偏振度＝(k₁-(k₂’)²)/(k₁+(k₂’)²)表示。

例如，如果使用和用于市售的染料系偏振镜(平行透过率0.321，偏振度0.90：k₁＝0.80，k₂＝0.04)中的吸收性二色性材料同量、同种的材料，制成本发明的偏振镜，则当在计算上α为2倍时，可以获得平行透过率为0.320、偏振度为0.996的特性。当将偏振度固定在0.90并降低吸收性二色性材料的浓度时，平行透过率提高到0.406，会变亮。

上述计算上的值为理论值，当然在由散射引起的偏振的消除或表面反射、反向散射的影响等下，会有些许降低。因此，为了充分体现上述功能，反向散射越少越好，相对于入射光强度的反向散射强度的比率优选在30％以下，进一步优选20％以下。

作为上述偏振镜，能够优选使用薄膜经拉伸制成的结构。

在上述偏振镜中，微小区域在Δn²方向的长度优选为0.05～500μm。

在可见光区域的波长中，为了使在Δn¹方向上具有振动面的直线偏振光强烈散射，优选将分散分布的微小区域控制成Δn²方向的长度为0.05～500μm，优选0.5～100μm。当微小区域的Δn²方向的长度与波长相比过短时，无法充分地引起散射。另一方面，当微小区域的Δn²方向的长度过长时有可能出现其薄膜强度下降、形成微小区域的液晶性材料在微小区域内没有充分进行取向等问题。

在上述偏振镜中，作为形成微小区域的双折射材料，优选使用在低于透光性热塑性树脂的玻璃化转变温度的温度区域内出现向列相或碟状液晶分子相状态的液晶性热塑性树脂。

在上述偏振镜中，作为形成微小区域的双折射材料，优选使用使在低于透光性热塑性树脂的玻璃化转变温度的温度区域内出现向列相或碟状液晶分子相状态的液晶单体取向之后进行聚合而成的的材料。

在上述偏振镜中，吸收二色性染料优选为在可见光波长区域至少具有1处以上的二色比为3以上的吸收带的染料。

作为评价二色比的尺度，例如，可采用如下所述的吸收二色比，即，使用溶解有染料的合适的液晶材料制作均匀取向的液晶元件后用该元件测量的偏振光吸收光谱中最大吸收波长下的吸收二色比。在该评价法中，例如，在作为标准液晶而使用メルク社制的E-7的情况下，作为使用的染料，吸收波长下的二色比的控制值为3以上，优选为6以上，进一步优选为9以上。

另外，本发明涉及在上述偏振镜的至少一个面上设置有透明保护层的偏振片。

另外，本发明还涉及以至少层叠有1片上述偏振镜、上述偏振片为特征的光学薄膜。

进而，本发明还涉及以使用上述偏振镜、上述偏振片或上述光学薄膜为特征的图像显示装置。

附图说明

图1是表示本发明的偏振镜的一个例子的示意俯视图。

具体实施方式

下面，参照附图说明本发明的偏振镜。图1是本发明的偏振镜的示意俯视图，具有如下结构，即，利用含有吸收二色性染料2的透光性热塑性树脂1形成薄膜，将该薄膜作为基体，分散有微小区域3。如上所述，本发明的偏振镜中，吸收二色性染料2存在于形成作为基体的薄膜的透光性热塑性树脂1中，但是吸收二色性染料2也可在光学上不造成影响的前提下存在于微小区域3中。

图1是吸收二色性染料2在微小区域3和透光性热塑性树脂1的折射率差为最大值的轴方向(Δn¹方向)上进行取向时的例子。在微小区域3中，Δn¹方向上的偏振光成分进行散射。在图1中，位于薄膜面内的一个方向上的Δn¹方向成为吸收轴。薄膜面内与Δn¹方向垂直的Δn²方向成为透过轴。其中，与Δn¹方向垂直的另一个Δn²方向为厚度方向。

作为透光性热塑性树脂1，能够没有限制地使用在可见光区域内具有透光性且分散吸附吸收二色性染料的树脂。可以举例为一直以来用于偏振镜的聚乙烯醇或其衍生物。作为聚乙烯醇的衍生物，除了可以举出聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯醇乙缩醛等之外，还可以举出用乙烯、丙烯等烯烃，丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸等不饱和羧酸和其烷基酯、丙烯酰胺等改性的材料。

另外，作为透光性热塑性树脂1，可以列举出如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯类树脂，聚苯乙烯或丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS树脂)等苯乙烯类树脂，聚乙烯、聚丙烯、具有环状或者降冰片烯结构的聚烯烃、乙烯-丙烯共聚物等烯烃类树脂等。进而，还可以列举出氯乙烯类树脂、纤维素类树脂、丙烯酸类树脂、酰胺类树脂、酰亚胺类树脂、砜类聚合物、聚醚砜类树脂、聚醚醚酮类树脂聚合物、聚苯硫醚类树脂、偏氯乙烯类树脂、聚乙烯醇缩丁醛类树脂、芳酯类树脂、聚甲醛类树脂、硅酮类树脂、氨基甲酸酯类树脂等。这些可以使用1种或组合2种以上使用。另外，也能够使用酚醛类、三聚氰胺类、丙烯酸类、氨基甲酸酯类、丙烯酸氨基甲酸酯类、环氧类、硅酮类等热固化性或紫外线固化性树脂的固化物。

上述透光性热塑性树脂可以是具有不易导致由成型变形等造成的取向双折射的各向同性的树脂，也可以是具有容易产生取向双折射的各向异性的树脂。从耐热性、加工性的观点来看，透光性热塑性树脂的玻璃化转变温度优选为110℃以上，进一步优选115℃以上，特别优选120℃以上。另外，优选加权挠曲温度为80℃以上的树脂。加权挠曲温度是指以JIS K7207为基准，对加热浴中的高10mm的试验片施加181.4N/cm²的弯曲应力，同时以2℃/分钟的速度使传热介质升温的条件下，当试验片的挠曲量达到0.32mm时的传热介质的温度。

就形成微小区域3的材料而言，并不特别限定其具有各向同性还是双折射性，但优选双折射材料。另外，作为双折射材料优选使用至少在取向处理时显示液晶性的材料(下面，称为液晶性材料)。即，液晶性材料如果在取向处理时显示液晶性，则在已形成的微小区域3内可以显示液晶性，也可以丧失液晶性。

作为形成微小区域3的材料，双折射材料(液晶性材料)可以是向列液晶性、碟状液晶性、胆甾醇型液晶性中的任一种，另外也可以是溶致液晶性的材料。另外，双折射材料可以是液晶性热塑性树脂，也可以通过液晶性单体的聚合形成。当液晶性材料是液晶性热塑性树脂时，从最终获得的构造体的耐热性的观点出发，优选玻璃化转变温度高的材料。优选使用至少在室温下为玻璃状态的材料。液晶性热塑性树脂通常在加热下发生取向，冷却后固定，从而在维持液晶性的状态下形成微小区域3。液晶性单体能够在配合后通过聚合、交联等进行固定的状态下形成微小区域3，但有在形成的微小区域3中丧失液晶性的材料。作为液晶性材料，优选在微小区域3内仍维持液晶性的液晶性热塑性树脂。

作为上述液晶性热塑性树脂，能够没有特别限制地使用主链型、侧链型或它们的复合型的各种骨架的聚合物。作为主链型的液晶聚合物，可以列举出具有结合了由芳香族单元等构成的共轭性的直线状原子团(mesogene)的构造的缩聚类聚合物如聚酯类、聚酰胺类、聚碳酸酯类、聚酯酰亚胺类等聚合物。作为形成mesogene基的上述芳香族单元，可以列举出苯基类、联苯类、萘类化合物，这些芳香族单元可以具有氰基、烷基、烷氧基、卤素等取代基。

作为侧链型的液晶聚合物，可以举出以聚丙烯酸酯类、聚甲基丙烯酸酯类、聚-α-卤化丙烯酸酯类、聚-α-卤化氰基丙烯酸酯类、聚丙烯酰胺类、聚硅氧烷类、聚丙二酸酯类的主链作为骨架且在侧链具有由环状单元等构成的mesogene基的聚合物。作为形成mesogene基的上述环状单元，可以列举出如联苯类、苯基苯甲酸酯类、苯基环己烷类、氧化偶氮苯类、甲亚胺类、偶氮苯类、苯基嘧啶类、二苯基乙炔类、二苯基苯甲酸酯类、二环己烷类、环己基苯类、联三苯类等。其中，在这些环状单元的末端可以具有如氰基、烷基、链烯基、烷氧基、卤素基、卤代烷基、卤代烷氧基、卤代链烯基等取代基。另外，作为mesogene基的苯基能够使用具有卤素基的苯基。

另外，任何液晶聚合物的mesogene基都可以借助赋予弯曲性的间隔部而结合。作为间隔部，可以举出聚亚甲基链、聚甲醛链等。形成间隔部的结构单元的重复数可根据mesogene部的化学结构来适当确定，但聚亚甲基链的重复单元为0～20、优选2～12，聚甲醛链的重复单元为0～10、优选1～3。

上述液晶性热塑性树脂的玻璃化转变温度优选为50℃以上，进一步优选80℃以上。另外，优选重均分子量为2千～10万左右的树脂。

作为液晶性单体，可以举出末端具有丙烯酰基、甲基丙烯酰基等聚合性官能团且其上具有由上述环状单元等构成的mesogene基、间隔部的单体。另外，作为聚合性官能团，也能使用具有2个以上的丙烯酰基、甲基丙烯酰基等的化合物以引入交联结构，并改善耐久性。

形成微小区域3的材料并不限于上述液晶性材料，只要是与基体材料不同的原料，也可以使用非液晶性的树脂。作为树脂，可以列举出聚乙烯醇类和其衍生物、聚烯烃、聚芳酯、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、丙烯酸-苯乙烯共聚物等。另外，作为形成微小区域3的材料，能够使用不具有双折射的微粒等。作为该微粒，可以举例为聚丙烯酸酯、丙烯酸-苯乙烯共聚物等树脂。对微粒的尺寸没有特别限制，可以使用粒径为0.05～500μm的微粒，优选使用粒径为0.5～100μm的微粒。形成微小区域3的材料优选为上述液晶性材料，但也可以在上述液晶性材料中混入非液晶性材料使用。进而，作为形成微小区域3的材料也能够单独使用非液晶性材料。

作为吸收二色性染料，优选使用具有耐热性且在加热双折射材料的上述液晶性材料而使其取向的情况下也不会因分解或变性丧失二色性的材料。如前所述，吸收二色性染料优选为在可见光波长区域至少具有1处以上的二色比为3以上的吸收带的染料。作为这种具有高二色比的染料，可以举出适用于染料系偏振镜的偶氮类、苝类、蒽醌类的染料，这些染料能够用作混合类染料等。这些染料已详细记载于特开昭54-76171号公报等中。

还有，当形成彩色偏振镜时，能够使用具有适合于其特性的吸收波长的染料。另外，当形成中性灰色的偏振镜时，可适当混和使用两种以上的染料，以在整个可见光区域造成吸收。

本发明的偏振镜中，在制作利用含有吸收二色性染料2的透光性热塑性树脂1形成了基体的薄膜的同时，在该基体中分散微小区域3(例如由液晶性材料形成的、经取向的双折射材料)。

得到的偏振镜被控制成其相对于透过方向的直线偏振光的透过率为80％以上且浊度值为10％以下，对于吸收方向的直线偏振光的浊度值为50％以上。另外，在薄膜中，优选将上述Δn¹方向的折射率差(Δn¹)、Δn²方向的折射率差(Δn²)控制在上述范围内。

对这种本发明的偏振镜的制造工序没有特别限制，例如，可以通过实施下述工序获得，即

(1)制造在作为基体的透光性热塑性树脂中分散有作为微小区域的材料(下面，以将液晶性材料用作微小区域的材料的情况作为代表例子进行说明，其他材料也以液晶性材料为基准)的混合溶液的工序，

(2)对上述(1)的混合溶液进行薄膜化的工序，

(3)对在上述(2)中获得的薄膜进行取向(拉伸)的工序，

(4)在上述成为基体的透光性热塑性树脂中分散吸收二色性染料(染色)的工序，

其中，能够适当确定工序(1)至(4)的顺序。

在上述工序(1)中，首先，调制在形成基体的透光性热塑性树脂中分散有可成为微小区域的液晶性材料的混合溶液。对该混合溶液的调制方法没有特别限制，但可以举出利用上述基体成分(透光性热塑性树脂)和液晶性材料的相分离现象的方法。例如，作为液晶性材料，选择难以和基体成分互溶的材料，并借助表面活性剂等分散剂使形成液晶性材料的材料的溶液分散在基体成分的水溶液中的方法等。在上述混合溶液的调制中，根据形成基体的透光性材料和成为微小区域的液晶材料的不同的组合，有时也可以不引入分散剂。对在基体中分散的液晶性材料的使用量没有特别限制，但相对于透光性热塑性树脂材料100重量份，液晶性材料为0.01～100重量份，优选0.1～10重量份。液晶性材料可以溶解或不溶解于溶剂中。作为溶剂，可以列举出如水、甲苯、二甲苯、己烷、环己烷、二氯甲烷、三氯甲烷、二氯乙烷、三氯乙烷、四氯乙烷、三氯乙烯、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮、环戊酮、四氢呋喃、醋酸乙酯等。基体成分的溶剂和液晶性材料的溶剂可以相同也可以不同。

在上述工序(2)中，为了减少在形成薄膜后的干燥工序中的发泡，在工序(1)的混合溶液的调制中，最好不使用用于溶解形成微小区域的液晶性材料的溶剂。例如，当不使用溶剂时，可以举出在形成基体的透光性材料的水溶液中直接添加液晶性材料后为了使液晶性材料更细小且均匀地分散而加热至液晶温度范围以上以使之分散的方法等。

还有，在不损害本发明的目的的范围内，在基体成分的溶液、液晶性材料的溶液、或者混合溶液中，可以含有分散剂、表面活性剂、紫外线吸收剂、阻燃剂、抗氧化剂、增塑剂、脱模剂、润滑剂、着色剂等各种添加剂。

在对上述混合溶液进行薄膜化的工序(2)中，通过加热干燥上述混合溶液来除去溶剂，制作在基体中分散有微小区域的薄膜。作为薄膜的形成方法，能够采用浇铸法、挤压成形法、注射模塑成型法、辊轧成形法、流延成形法等各种方法。在成形为薄膜时，薄膜中的微小区域的尺寸最后被控制成在Δn¹方向为0.05～500μm。通过调节混合溶液的粘度、混合溶液的溶剂的选择、组合、分散剂、混合溶剂的热处理(冷却速度)、干燥速度，能够控制微小区域的大小和分散性。例如，通过对形成基体的需要高剪切力的高粘度的透光性热塑性树脂和成为微小区域的液晶性材料的混合溶液加热至液晶温度范围以上，同时用均匀混合器等搅拌机进行分散，能够使微小区域进行更细小的分散。

使上述薄膜取向的工序(3)能够通过拉伸薄膜来完成。作为拉伸可以举出单向拉伸、双向拉伸、斜向拉伸等，不过通常进行单向拉伸。作为拉伸方法可以是在空气中的干式拉伸，当透光性热塑性树脂是聚乙烯醇之类的水溶性树脂时，可以是在水类浴中的湿式拉伸。当采用湿式拉伸时，能够使水类浴适当含有添加剂(硼酸等硼化合物)。对拉伸倍率没有特别限制，但通常优选为2～10倍。

通过这种拉伸，能够在拉伸轴方向使吸收二色性染料取向。另外，在微小区域中成为双折射材料的液晶性材料，通过上述拉伸，于微小区域中在拉伸方向上取向，体现双折射性。

微小区域优选随拉伸而变形。当微小区域为非液晶性材料时，拉伸温度优选在树脂的玻璃化转变温度附近，当微小区域为液晶性材料时，优选选择在拉伸时的温度下液晶性材料成为向列相或碟状液晶分子相等液晶状态或各向同性相状态的温度。当拉伸时的取向不充分的情况下，可以另外添加加热取向处理等工序。

在液晶性材料的取向中，除上述拉伸外，还可以使用电场或磁场等外场。另外，可以使用在液晶性材料中混合偶氮苯等光反应性物质，或在液晶性材料中已引入肉桂酰基等光反应性基团的材料，通过光照射等取向处理使其取向。还可以并用拉伸处理和上述的取向处理。当液晶性材料为液晶性热塑性树脂的情况下，在拉伸时进行取向之后，通过冷却至室温而使其取向固定化、稳定化。液晶性单体在被取向的情况下可以发挥目标光学特性，所以不一定要固化。不过，在液晶性单体中，各向同性转变温度低的材料经过稍微加热就会成为各向同性状态。这样会成为非各向异性散射，偏振光性能反而变差，所以在这种情况下，优选使其固化。另外，当在室温放置时，液晶性单体大多会出现结晶化，由此会成为非各向异性散射，偏振光性能反而变差，所以在这种情况下，也优选使其固化。从这一观点来看，为了使取向状态在任何条件下都可以稳定存在，优选固化液晶性单体。在液晶性单体的固化中，例如和光聚合引发剂混合并分散到基体成分的溶液中，进行取向之后，在任何时点(由吸收二色性染料进行染色之前、染色之后)照射紫外线等以进行固化，使其取向稳定化。优选在由吸收二色性染料进行染色之前实施。

作为在成为基体的上述透光性热塑性树脂中分散吸收二色性染料的工序(4)，通常可以举出在溶解有吸收二色性染料的水类浴中浸渍上述薄膜的方法。作为浸渍的时间，可以在上述拉伸工序(3)之前，也可以在之后。

另外，对得到的偏振镜中的吸收二色性染料的比例没有特别限制，但透光性热塑性树脂和吸收二色性染料的比例优选为，相对于透光性热塑性树脂100重量份，将吸收二色性染料控制在0.01～100重量份左右，进一步优选为0.05～50重量份。

另外，用于染色的吸收二色性染料、用于交联的硼酸等，也能够采用在工序(1)中调制混合溶液之前或者调制之后，在工序(2)的薄膜化之前，添加任何种类、量的方法，并以此来代替如上所述地将薄膜浸渍在水溶液中而浸透到薄膜中的方法。另外，可以合用两种方法。不过，在工序(3)中，拉伸时等需要在高温(例如80℃以上)进行的情况下，如果吸收二色性染料在该温度下劣化，分散并染色吸收二色性染料的工序(4)优选在工序(3)之后进行。

在薄膜化之前的吸收二色性染料和透光性热塑性树脂的混合可以通过常规方法进行。例如，吸收二色性染料和透光性热塑性树脂的混合通过将它们溶解于同一溶剂中而进行。通常是适当选择二色性染料和透光性热塑性树脂溶解于同一溶剂的材料。作为用于吸收二色性染料和透光性热塑性树脂的混合的溶剂，可以举例为水、甲苯、二甲苯、己烷、环己烷、二氯甲烷、三氯甲烷、二氯乙烷、三氯乙烷、四氯乙烷、三氯乙烯、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮、环戊酮、四氢呋喃、醋酸乙酯等。还有，当作为透光性热塑性树脂，使用聚乙烯醇等水溶性物质时，作为溶剂优选使用水。将吸收二色性染料和透光性热塑性树脂溶解于溶剂中的溶液的浓度，通常优选调节至1～50重量％左右。

还有，如上所述，当预先将吸收二色性染料和透光性热塑性树脂进行混合，对拉伸前的薄膜进行染色时，作为吸收二色性染料，可以使用在拉伸时的加热温度下不分解、不劣化的材料。

在制作偏振镜时，除了上述工序(1)至(4)之外，能够实施其他用于各种目的的工序(5)。作为工序(5)，例如，以改善薄膜的染色效率为主要目的，可以举出在水浴中浸渍薄膜使其溶胀的工序。另外，可以举出在溶解任意添加物的水浴中浸渍的工序。还可以举出对水溶性树脂(基体)实施交联为主要目的，在含有硼酸、硼砂等添加剂的水溶液中浸渍薄膜的工序。

就取向(拉伸)拉伸上述薄膜的工序(3)、在基体树脂上分散并染色吸收二色性染料的工序(4)以及上述工序(5)而言，只要工序(3)、(4)至少有1次，则能够任意选择工序的次数、顺序、条件(浴温度或浸渍时间等)，且各工序可以分开进行，也可以同时进行多个工序。例如，可以同时进行工序(5)的交联工序和拉伸工序(3)。

进行了上述处理的薄膜优选在适当的条件下干燥。干燥按照常规方法进行。

对得到的偏振镜(薄膜)的厚度没有特别限制，通常为1μm至3mm，优选5μm至1mm，进一步优选10～500μm。

由此获得的偏振镜，在拉伸方向上通常不特别存在形成微小区域的双折射材料的折射率和基体树脂的折射率的大小关系，拉伸方向为Δn¹方向。和拉伸轴垂直的两个垂直方向成为Δn²方向。另外，吸收二色性材料的拉伸方向成为显示最大吸收的方向，成为最大限度地体现了吸收+散射的效果的偏振镜。

由本发明获得的偏振镜具有和现有的吸收型偏振片相同的功能，所以能够在不进行任何变更的条件下应用到使用吸收型偏振片的各种应用领域中。

得到的偏振镜通过常规方法能够做成在至少一个面上设置有透明保护层的偏振片。透明保护层能够作为由聚合物形成的涂敷层，或者薄膜的层叠层等而设置。作为形成透明保护层的透明聚合物或薄膜材料，可以使用适当的透明材料，但优选使用透明性、机械强度、热稳定性、水分遮蔽性等优良的材料。作为形成上述透明保护层的材料，例如能够列举出如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯类聚合物，二乙酸纤维素或三乙酸纤维素等纤维素类聚合物，聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸类聚合物，聚苯乙烯或丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS树脂)等苯乙烯类聚合物，聚碳酸酯类聚合物等。另外，作为形成上述透明保护层的聚合物的例子，还可以列举出聚乙烯、聚丙烯、具有环状或者降冰片烯结构的聚烯烃、乙烯-丙烯共聚物之类的聚烯烃类聚合物，聚氯乙烯类聚合物，尼龙或芳香族聚酰胺等酰胺类聚合物，酰亚胺类聚合物，砜类聚合物，聚醚砜类聚合物，聚醚醚酮类聚合物，聚苯硫醚类聚合物，乙烯醇类聚合物，偏氯乙烯类聚合物，聚乙烯醇缩丁醛类聚合物，芳酯类聚合物，聚甲醛类聚合物，环氧类聚合物，或者上述聚合物的混合物等。

另外，可以举出特开2001-343529号公报(WO01/37007)中所述的聚合物膜，如含有(A)侧链上具有取代和/或未取代亚氨基的热塑性树脂、和(B)侧链上具有取代和/或未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，可以举出含有由异丁烯与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。作为薄膜能够使用由树脂组合物的混合挤压品等构成的薄膜。

从偏振光特性和耐久性等观点来看，特别优选使用的透明保护层是用碱等对表面进行了皂化处理的三乙酸纤维素薄膜。透明保护层的厚度可以为任意厚度，但通常为了偏振片的薄型化而优选为500μm以下，进一步优选1～300μm，特别优选5～300μm。还有，当在偏振镜的两侧设置透明保护层时，能够使用内外侧由不同聚合物等构成的透明保护薄膜。

另外，透明保护薄膜最好尽量不着色。因此，优选使用的保护薄膜是用Rth＝[(nx+ny)/2-nz]·d(其中，nx、ny是薄膜平面内的主折射率，nz是薄膜厚度方向的折射率，d是薄膜厚度)表示的厚度方向的相位差值为-90nm～+75nm的薄膜。通过使用厚度方向的相位差值(Rth)为-90nm～+75nm的薄膜，能够几乎完全消除由保护薄膜引起的偏振片的着色(光学着色)。厚度方向相位差值(Rth)进一步优选为-80nm～+60nm，特别优选-70nm～+45nm。

在上述透明保护薄膜的没有粘接偏振镜的面上，可以实施硬涂层处理、防反射处理、防粘连处理、以扩散或防眩为目的的处理。

实施硬涂层处理的目的是防止偏振片的表面损坏等，例如可以通过在透明保护薄膜的表面上附加由丙烯酸类、硅酮类等适当的紫外线固化性树脂构成的硬度、滑动特性等良好的固化被膜的方式等形成。实施防反射处理的目的是防止在偏振片表面的外光的反射，可以通过形成基于以往的防反射薄膜等来完成。此外，实施防粘连处理的目的是防止与相邻层的粘附。

另外，实施防眩处理的目的是防止外光在偏振片表面反射而干扰偏振片透过光的辨识性等。例如，能够通过采用喷砂方式或压纹加工方式的粗面化方式以及配合透明微粒的方式等适当的方式，向透明保护薄膜表面赋予微细凹凸结构来形成。作为在上述表面微细凹凸结构的形成中含有的微粒，例如，可以使用平均粒径为0.5～50μm的由二氧化硅、氧化铝、氧化钛、氧化锆、氧化锡、氧化铟、氧化镉、氧化锑等构成的可具有导电性的无机类微粒、由交联或者未交联的聚合物等组成的有机类微粒等透明微粒。当形成表面微细凹凸结构时，微粒的使用量相对于100重量份的形成表面微细凹凸结构的透明树脂，通常为大约2～50重量份，优选5～25重量份。防眩层也可以兼用作使偏振片透射光扩散而扩大视角等的扩散层(视角扩大功能等)。

还有，上述防反射层、防粘连层、扩散层和防眩层等除了能够设置为透明保护薄膜自身以外，还可作为其他的光学层而与透明保护薄膜分开设置。

在上述偏振镜和透明保护薄膜的胶粘处理上可以使用胶粘剂。作为胶粘剂，能够举出异氰酸酯类胶粘剂、聚乙烯醇类胶粘剂、凝胶类胶粘剂、乙烯基乳胶类、水类聚酯等。上述胶粘剂通常作为由水溶液构成的胶粘剂使用，通常含有0.5～60重量％的固态成分。

本发明的偏振片是通过使用上述胶粘剂对上述透明保护薄膜和偏振镜进行贴合而制造的。胶粘剂的涂敷可以在透明保护薄膜、偏振镜中的任何一个上进行，也可以在两者上进行。在贴合之后实施干燥工序，形成由涂敷干燥层构成胶粘层。偏振镜和透明保护薄膜的贴合能够通过辊轧式层叠机等进行。对胶粘层的厚度没有特别限制，但通常为0.1～5μm左右。

本发明的偏振片在实际应用时能够用作和其他光学层层叠的光学薄膜。对该光学层没有特别限制，例如可以使用1层或2层以上的反射板、半透过板、相位差板(含1/2、1/4等波长板)、视角补偿膜等可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片上进一步层叠反射板或半透过半反射板而构成的反射型偏振片或半透过型偏振片、在偏振片上进一步层叠相位差板而构成的椭圆偏振片或圆偏振片、在偏振片上进一步层叠视角补偿膜而构成的宽视角偏振片、或者在偏振片上进一步层叠亮度改善薄膜而构成的偏振片。

反射型偏振片是在偏振片上设置反射层的偏振片，用于形成使来自辨识侧(显示侧)的入射光反射并显示的类型的液晶显示装置等，具有能够省略背光灯等光源的内置而容易使液晶显示装置薄型化等优点。反射型偏振片的形成，根据需要可以通过借助所述透明保护层等在偏振片的单面上设置由金属等构成的反射层的方式等适宜方式进行。

作为反射型偏振片的具体例子，可以举例为根据需要通过在经消光处理的透明保护薄膜的一面上，附设由铝等反射性金属组成的箔或蒸镀膜而形成了反射层的偏振片等。另外，还可以举例为通过使上述透明保护薄膜含有微粒而形成表面微细凹凸结构，并在其上具有微细凹凸结构的反射层的反射型偏振片等。上述的微细凹凸结构的反射层通过漫反射使入射光扩散，由此防止定向性和外观发亮，具有可以抑制明暗不均的优点等。另外，含有微粒的透明保护薄膜还具有当入射光及其反射光透过它时可以通过扩散进一步抑制明暗不均的优点等。反映透明保护薄膜的表面微细凹凸结构的微细凹凸结构的反射层的形成，例如能够通过用真空蒸镀方式、离子镀方式及溅射方式等蒸镀方式或镀覆方式等适当的方式在透明保护层的表面上直接附设金属的方法等进行。

作为代替将反射板直接附设在上述偏振片的透明保护薄膜上的方法，还可以在以该透明薄膜为基准的适当的薄膜上设置反射层形成反射片等使用。还有，由于反射层通常由金属组成，所以从防止由于氧化而造成的反射率的下降，进而长期保持初始反射率的观点和避免另设保护层的观点等来看，优选用透明保护薄膜或偏振片等覆盖其反射面的使用形式。

还有，在上述中，半透过型偏振片可以通过作成用反射层来反射光的同时使光透过的半透半反镜等半透过型的反射层而获得。半透过型偏振片通常被设于液晶单元的背面侧，可以形成如下类型的液晶显示装置等，即，在比较明亮的环境中使用液晶显示装置等的情况下，反射来自于辨识侧(显示侧)的入射光而显示图像，在比较暗的环境中，使用内置于半透过型偏振片的背面的背光灯等内置光源来显示图像。也就是说，半透过型偏振片在如下类型的液晶显示装置等的形成中十分有用，即，在明亮的环境下能够节约使用背光灯等光源的能量，在比较暗的环境下也能够利用内置光源使用的类型的液晶显示装置等的形成中非常有用。

下面对偏振片上进一步层叠相位差板而构成的椭圆偏振片或圆偏振片进行说明。在将直线偏振光改变为椭圆偏振光或圆偏振光、将椭圆偏振光或圆偏振光改变为直线偏振光、或者改变直线偏振光的偏振方向的情况下，可以使用相位差板等。特别是，作为将直线偏振光改变为圆偏振光、将圆偏振光改变为直线偏振光的相位差板，可使用所谓的1/4波长板(也称为λ/4板)。1/2波长板(也称为λ/2板)通常用于改变直线偏振光的偏振方向的情形。

椭圆偏振片可以有效地用于以下情形，即补偿(防止)超扭曲向列相(STN)型液晶显示装置因液晶层的双折射而产生的着色(蓝或黄)，从而进行上述没有着色的白黑显示的情形。另外，控制三维折射率的偏振片还能够补偿(防止)从斜向观察液晶显示装置的画面时产生的着色，因而优选。圆偏振光片可以有效地用于例如对以彩色显示图像的反射型液晶显示装置的图像的色调进行调整的情形等，而且还具有防止反射的功能。作为上述相位差板的具体例子，可以举出由聚碳酸酯、聚乙烯醇、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯或其它聚烯烃、聚芳酯、聚酰胺之类的适宜聚合物构成的薄膜经拉伸处理而形成的双折射性薄膜，液晶聚合物的取向薄膜，或用薄膜支撑液晶聚合物的取向层的材料等。相位差板可以是根据使用目的而具有适宜的相位差的板，例如各种波长板或用于补偿由液晶层的双折射而引起的着色或视角等的板等，也可以是层叠两种以上的相位差板从而控制相位差等光学特性的板。

另外，上述椭圆偏振片或反射型椭圆偏振片是通过层叠适当组合的偏振片或反射型偏振片和相位差板而成的。这类椭圆偏振片等也可以通过在液晶显示装置的制造过程中依次分别层叠(反射型)偏振片及相位差板来形成，以构成(反射型)偏振片及相位差板的组合，而如上所述，预先形成为椭圆偏振片等光学薄膜的材料，由于在质量的稳定性和层叠操作性等方面出色，具有可以提高液晶显示装置等的制造效率的优点。

补偿视角薄膜是从不垂直于画面的稍微倾斜的方向观察液晶显示装置的画面的情况下也可使图像看起来比较清晰的、用于扩大视角的薄膜。作为这种视角补偿相位差板，例如可以由相位差薄膜、液晶聚合物等取向膜或在透明基材上支撑液晶聚合物等的取向层的材料等构成。作为通常的相位差板，使用的是在其面方向上被单向拉伸的具有双折射的聚合物薄膜，与此相对，作为被用作视角补偿薄膜的相位差板，可以使用沿其面方向被实施了双向拉伸的具有双折射的聚合物薄膜、沿其面方向被单向拉伸并且沿其厚度方向也被拉伸了的可控制厚度方向折射率的具有双折射的聚合物或倾斜取向薄膜等的双向拉伸薄膜等。作为倾斜取向薄膜，例如可以举出在聚合物薄膜上粘接热收缩薄膜后在因加热形成的收缩力的作用下对聚合物薄膜进行了拉伸处理或/和收缩处理的材料、使液晶聚合物倾斜取向而成的材料等。作为相位差板的原材料聚合物，可以使用与上述的相位差板中说明的聚合物相同的聚合物，可以使用以防止基于由液晶单元造成的相位差而形成的辨识角的变化所带来的着色等或扩大辨识性良好的视角等为目的的适宜的聚合物。

另外，从达到辨识性良好的宽视角的观点等来看，可以优选使用用三乙酸纤维素薄膜支撑由液晶聚合物的取向层、特别是圆盘状液晶聚合物的倾斜取向层构成的光学各向异性层的光学补偿相位差板。

将偏振片和亮度改善薄膜贴合在一起而成的偏振片通常被设于液晶单元的背面一侧。亮度改善薄膜是显示如下特性的薄膜，即，当因液晶显示装置等的背光灯或来自背面侧的反射等，有自然光入射时，反射规定偏光轴的直线偏振光或规定方向的圆偏振光，而使其他光透过，因此将亮度改善薄膜与偏振片层叠而成的偏振片可使来自背光灯等光源的光入射，而获得规定偏振状态的透过光，同时，所述规定偏振状态以外的光不能透过，被予以反射。借助设于其后侧的反射层等再次反转在该亮度改善薄膜面上反射的光，使之再次入射到亮度改善薄膜上，使其一部分或全部作为规定偏振状态的光而透过，从而增加透过亮度改善薄膜的光，同时向偏振镜提供难以吸收的偏振光，从而增加能够在液晶显示图像的显示等中利用的光量，并由此可以提高亮度。即，在不使用亮度改善薄膜而用背光灯等从液晶单元的背面侧穿过偏振镜而使光入射的情况下，具有与偏振镜的偏光轴不一致的偏振方向的光基本上被偏振镜所吸收，因而无法透过偏振镜。即，虽然会因所使用的偏振镜的特性而有所不同，但是大约50％的光会被偏振镜吸收掉，因此在液晶显示装置等中可以利用的光量将减少，导致图像变暗。由于亮度改善薄膜反复进行如下操作，即，使具有能够被偏振镜吸收的偏振方向的光不入射到偏振镜上，而是使该类光在亮度改善薄膜上发生反射，进而借助设于其后侧的反射层等完成反转，使光再次入射到亮度改善薄膜上，这样，亮度改善薄膜只使在这两者间反射并反转的光中的、其偏振方向变为能够通过偏振镜的偏振方向的偏振光透过，同时将其提供给偏振镜，因此可以在液晶显示装置的图像的显示中有效地使用背光灯等的光，从而可以使画面明亮。

在亮度改善薄膜和上述反射层等之间也可以设置扩散板。由亮度改善薄膜反射的偏振状态的光朝向所述反射层等，所设置的扩散板可将通过的光均匀地扩散，同时消除偏振状态而成为非偏振状态。即，扩散板使偏振光恢复到原来的自然光状态。将该非偏振状态即自然光状态的光射向反射层等，借助反射层等反射后，再次通过扩散板而又入射到亮度改善薄膜上，如此反复进行。由此通过在亮度改善薄膜和上述反射层等之间设置使偏振光恢复到原来的自然光状态的扩散板，可以在维持显示画面的亮度的同时，减少显示画面的亮度的不均，从而可以提供均匀并且明亮的画面。通过设置该扩散板，可适当增加初次入射光的重复反射次数，并利用扩散板的扩散功能，可以提供均匀的明亮的显示画面。

作为上述亮度改善薄膜，例如可以使用：电介质的多层薄膜或折射率各向异性不同的薄膜多层层叠体之类的显示出使规定偏光轴的直线偏振光透过而反射其他光的特性的薄膜、胆甾醇型液晶聚合物的取向膜或在薄膜基材上支撑了该取向液晶层的薄膜之类的显示出将左旋或右旋中的任一种圆偏振光反射而使其他光透过的特性的薄膜等适宜的薄膜。

因此，通过利用使上述的规定偏光轴的直线偏振光透过的类型的亮度改善薄膜，使该透过光直接沿着与偏光轴一致的方向入射到偏振片上，可以在抑制由偏振片造成的吸收损失的同时，使光有效地透过。另一方面，利用胆甾醇型液晶层之类的使圆偏振光透过的类型的亮度改善薄膜，虽然也可以直接使光入射到偏振镜上，但是，从抑制吸收损失这一点考虑，最好借助相位差板对该圆偏振光进行直线偏振光化，之后再入射到偏振片上。而且，通过使用1/4波长板作为该相位差板，可以将圆偏振光变换为直线偏振光。

在可见光区域等较宽波长范围中能起到1/4波长板作用的相位差板，例如可以利用以下方式获得，即，将相对于550nm波长的浅色光能起到1/4波长板作用的相位差层和显示其他的相位差特性的相位差层例如能起到1/2波长板作用的相位差层进行重叠的方式等。所以，配置于偏振片和亮度改善薄膜之间的相位差板可以由1层或2层以上的相位差层构成。

还有，就胆甾醇型液晶层而言，也可以组合不同反射波长的材料，构成重叠2层或3层以上的配置构造，由此获得在可见光区域等较宽的波长范围内反射圆偏振光的构件，从而可以基于此而获得较宽波长范围的透过圆偏振光。

另外，偏振片如同上述的偏振光分离型偏振片，可以由层叠了偏振片和2层或3层以上的光学层的构件构成。因此，也可以是组合上述反射型偏振片或半透过型偏振片和相位差板而成的反射型椭圆偏振片或半透过型椭圆偏振片等。

在偏振片上层叠了上述光学层的光学薄膜，可以利用在液晶显示装置等的制造过程中依次独立层叠的方式来形成，但是预先经层叠而成为光学薄膜的构件在质量的稳定性或组装操作等方面优良，因此具有可改善液晶显示装置等的制造工序的优点。在层叠中可以使用粘合层等适宜的粘接手段。在粘接上述偏振片和其他光学薄膜时，它们的光学轴可以根据目标相位差特性等而采用适宜的配置角度。

在上述的偏振片或至少层叠有一层偏振片的光学薄膜上，也可以设置用于与液晶单元等其它构件粘接的粘合层。对形成粘合层的粘合剂没有特别限定，例如可以适宜地选择使用以丙烯酸类聚合物、硅酮类聚合物、聚酯、聚氨酯、聚酰胺、聚醚、氟类或橡胶类等聚合物为基础聚合物的粘合剂。特别优选使用丙烯酸类粘合剂之类的光学透明性优良并显示出适度的润湿性、凝聚性以及粘接性等粘合特性并且耐气候性或耐热性等优良的粘合剂。

除了上述之外，从防止因吸湿造成的发泡现象或剥离现象、因热膨胀差等引起的光学特性的下降或液晶单元的翘曲、并且以高品质形成耐久性优良的液晶显示装置等观点来看，优选吸湿率低且耐热性优良的粘合层。

粘合层中可以含有例如天然或合成树脂类、特别是增粘性树脂或由玻璃纤维、玻璃珠、金属粉、其它的无机粉末等构成的填充剂、颜料、着色剂、抗氧化剂等可添加于粘合层中的添加剂。另外也可以是含有微粒并显示光扩散性的粘合层等。

在偏振片、光学薄膜的单面或双面上附设粘合层时可以利用适宜的方式进行。作为该例，例如可以举出以下方式，即调制在由甲苯或乙酸乙酯等适宜溶剂的纯物质或混合物构成的溶剂中溶解或分散基础聚合物或其组合物而成的约10～40质量％的粘合剂溶液，然后通过流延方式或涂敷方式等适宜铺展方式直接将其附设在偏振片上或光学薄膜上的方式；或者基于上述在隔离件上形成粘合层后将其移送并粘贴在偏振片上或光学薄膜上的方式等。

粘合层也可以作为不同组成或种类的各层的重叠层而设置在偏振片或光学薄膜的单面或双面上。另外，当在双面上设置时，在偏振片或光学薄膜的内外也可以形成不同组成或种类或厚度等的粘合层。粘合层的厚度可以根据使用目的或粘合力等而适当确定，一般为1～500μm，优选5～200μm，特别优选10～100μm。

对于粘合层的露出面，在供于使用前为了防止其污染等，可以临时粘贴隔离件覆盖。由此可以防止在通常的操作状态下与粘合层接触的现象。作为隔离件，在满足上述的厚度条件的基础上，例如可以使用根据需要用硅酮类或长链烷基类、氟类或硫化钼等适宜剥离剂对塑料薄膜、橡胶片、纸、布、无纺布、网状物、发泡片材或金属箔、它们的层叠体等适宜的薄片体进行涂敷处理后的材料等以往常用的适宜的隔离件。

还有，在本发明中，也可以在形成上述的偏振片的偏振镜、透明保护薄膜、光学薄膜等以及粘合层等各层上，利用例如用水杨酸酯类化合物或苯并苯酚(benzophenol)类化合物、苯并三唑类化合物或氰基丙烯酸酯类化合物、镍配位化合物类化合物等紫外线吸收剂进行处理的方式等，使之具有紫外线吸收能力。

本发明的偏振片或光学薄膜能够优选用于液晶显示装置等各种装置的形成等。液晶显示装置可以根据以往的方法形成。即，一般来说，液晶显示装置可以通过适宜地组合液晶单元和偏振片或光学薄膜，以及根据需要而加入的照明系统等构成部件并装入驱动电路等而形成，在本发明中，除了使用本发明的偏振片或光学薄膜之外，没有特别限定，可以依据以往的方法形成。对于液晶单元而言，也可以使用例如TN型或STN型、π型等任意类型的液晶单元。

通过本发明可以形成在液晶单元的单侧或双侧配置了偏振片或光学薄膜的液晶显示装置、在照明系统中使用了背光灯或反射板的装置等适宜的液晶显示装置。此时，本发明的偏振片或光学薄膜可以设置在液晶单元的单侧或双侧上。当将偏振片或光学薄膜设置在双侧时，它们既可以是相同的材料，也可以是不同的材料。另外，在形成液晶显示装置时，可以在适宜的位置上配置1层或2层以上的例如扩散板、防眩层、防反射膜、保护板、棱镜阵列、透镜阵列薄片、光扩散板、背光灯等适宜的部件。

接着，对有机电致发光装置(有机EL显示装置)进行说明。一般地，有机EL显示装置中，在透明基板上依次层叠透明电极、有机发光层以及金属电极而形成发光体(有机电致发光体)。这里，有机发光层是各种有机薄膜的层叠体，已知有：由三苯基胺衍生物等构成的空穴注入层和由蒽等荧光性的有机固体构成的发光层的层叠体、或此种发光层和由二萘嵌苯衍生物等构成的电子注入层的层叠体、或者这些空穴注入层、发光层及电子注入层的层叠体等各种组合。

有机EL显示装置根据如下的原理进行发光，即，通过在透明电极和金属电极上加上电压，向有机发光层中注入空穴和电子，由这些空穴和电子的复合而产生的能量激发荧光物质，被激发的荧光物质回到基态时，就会放射出光。中间的复合机理与一般的二极管相同，由此也可以推测出，电流和发光强度相对于外加电压显示出伴随整流性的较强的非线性。

在有机EL显示装置中，为了取出有机发光层中产生的光，至少一方的电极必须是透明的，通常将由氧化铟锡(ITO)等透明导电体制成的透明电极作为阳极使用。另一方面，若要使电子的注入容易从而提高发光效率，在阴极上使用功函数较小的物质是十分重要的，通常使用Mg-Ag、Al-Li等金属电极。

在具有这种构成的有机EL显示装置中，有机发光层由厚度为10nm左右的极薄的膜构成。因此，有机发光层也与透明电极一样，使光基本上完全地透过。其结果，在不发光时从透明基板的表面入射并透过透明电极和有机发光层而在金属电极反射的光会再次向透明基板的表面侧射出，因此，当从外部进行辨识时，有机EL装置的显示面如同镜面。

在包含如下所述的有机电致发光体的有机EL显示装置中，可以在透明电极的表面侧设置偏振片，同时在这些透明电极和偏振片之间设置相位差板，上述有机电致发光体中，在通过施加电压而进行发光的有机发光层的表面侧设有透明电极，同时在有机发光层的背面侧设有金属电极。

由于相位差板以及偏振片具有使从外部入射并在金属电极反射的光成为偏振光的作用，因此由该偏振光作用，具有使得从外部无法辨识出金属电极的镜面的效果。特别是，采用1/4波长板构成相位差板并且将偏振片和相位差板的偏振方向的夹角调整为π/4时，可以完全遮蔽金属电极的镜面。

即，入射到该有机EL显示装置的外部光因偏振片的存在而只有直线偏振光成分透过。该直线偏振光一般会被相位差板转换成椭圆偏振光，而当相位差板为1/4波长板并且偏振片和相位差板的偏振方向的夹角为π/4时，就会成为圆偏振光。

该圆偏振光透过透明基板、透明电极、有机薄膜，在金属电极上反射，之后再次透过有机薄膜、透明电极、透明基板，由相位差板再次转换成直线偏振光。由于该直线偏振光与偏振片的偏振方向正交，因此无法透过偏振片。其结果可以完全遮蔽金属电极的镜面。

实施例

下面，根据该发明的实施例进行更具体的说明。其中，以下的份是指重量份。

实施例1

混合已溶解有聚合度为2400且皂化度为98.5％的聚乙烯醇树脂的固态成分为13重量％的聚乙烯醇水溶液、在mesogene基的两个末端各具有一个丙烯酰基的液晶性单体(向列相液晶温度范围为40～70℃)和甘油，以使它们的比例为聚乙烯醇∶液晶性单体∶甘油＝100∶3∶15(重量比)，加热至液晶温度范围以上，用均匀混合器搅拌而得到混合溶液。通过在室温(23℃)放置，消除存在于该混合溶液中的气泡，然后用浇铸法进行涂敷，接着干燥，之后得到白浊的厚度为70μm的混合薄膜。在130℃下对该混合薄膜进行10分钟热处理。

在30℃的水浴中浸渍上述的混合薄膜而使其溶胀后，在由市售的二色性染料(キシダ化学社制，Congo Red)的水溶液(浓度1重量％)构成的30℃的染色浴中拉伸约3倍。然后，使用由50℃的硼酸3重量％水溶液构成的交联浴进行拉伸使其总拉伸倍率达到6倍。进而，在30℃的硼酸4重量％水溶液中进行交联。接着，在50℃下干燥4分钟，得到本发明的偏振镜。

(对是否出现各向异性散射的确认和折射率的测量)

用偏振光显微镜观察得到的偏振镜，结果能够确认在聚乙烯醇基体中形成有无数分散的液晶性单体的微小区域。该液晶性单体已在拉伸方向上取向，微小区域的拉伸方向的(Δn²方向)的平均长度为1～2μm。

各自分开测量基体和微小区域的折射率。测量是在20℃下进行的。首先，用阿贝折射计(测量光589nm)测量在相同的拉伸条件下拉伸的聚乙烯醇薄膜的单独的折射率，结果拉伸方向(Δn¹方向)上的折射率＝1.54，Δn²方向上的折射率＝1.52。另外，测定了液晶性单体的折射率(n_e：异常光折射率，n_o：正常光折射率)。测定n_o时，在经垂直取向处理的高折射率玻璃上取向涂敷液晶性单体，之后用阿贝折射计(测量光589nm)进行测定。另一方面，在已实施水平取向处理的液晶元件中注入液晶性单体，用自动双折射测定装置(王子计测仪器株式会社制，自动双折射计KOBRA21ADH)测量相位差(Δn×d)，另外，通过光干涉法测量元件间隙(d)，从相位差/元件间隙计算出Δn。把该Δn和n_o之和设为n_e。n_e(相当于Δn¹方向的折射率)＝1.64，n_o(相当于Δn²方向的折射率)＝1.52。因此，算出Δn¹＝1.64-1.54＝0.10，Δn²＝1.52-1.52＝0.00。

实施例2

在实施例1中，除了使用折射率为1.51的丙烯酸苯乙烯的球形微粒(平均直径2μm)代替液晶性单体，并将它们混合成聚乙烯醇∶球形微粒＝100∶2(重量比)之外，和实施例1同样地得到混合溶液。另外，使用该混合溶液和实施例1同样地制作混合薄膜。另外，和实施例1同样地对得到的混合薄膜进行湿式拉伸而得到偏振镜。Δn¹＝0.03，Δn²＝0.01。由上述能够确认出现了所需的各向异性散射。

实施例3

调制含有聚乙烯醇1000份和水溶性吸收型二色性色素(キシダ化学社制，Congo Red)10份的固态成分浓度为10重量％的水溶液(1)。另外，调制含有用下述化学式(1)表示的液晶性热塑性树脂30份的、固态成分为20重量％的甲苯溶液(2)。将上述水溶液(1)和上述甲苯溶液(2)连同3份表面活性剂(花王社制，エマゾ一ルL-10)进行混合。使用均匀混合器搅拌该混合溶液，并使用溶剂浇铸法得到厚70μm的薄膜。对已充分干燥两种溶剂的薄膜，在120℃下实施单向拉伸处理，拉伸倍率为3倍，然后骤冷，得到偏振镜(薄膜)。

                   化学式(1)

式中，“65”、“35”表示摩尔比，简单表示为嵌段物。

和实施例1同样地分别对基体和微小区域的折射率进行测量。在相同的拉伸条件下拉伸的聚乙烯醇薄膜的单独的拉伸方向(Δn¹方向)上的折射率＝1.54，Δn²方向上的折射率＝1.52。另外，测量液晶性单体的折射率(n_e：异常光折射率以及n_o：正常光折射率)。n_e(相当于Δn¹方向的折射率)＝1.720，n_o(相当于Δn²方向的折射率)＝1.523。因此，算出Δn¹＝1.720-1.54＝0.18，Δn²＝1.523-1.52＝0.003。

另外，二色性色素的吸收轴和显示Δn¹方向的光轴方向大致一致。另外，使用偏振光显微镜对因由相位差引起的着色而分散分布的液晶性热塑性树脂的微小区域的大小进行估计，结果Δn²方向的平均长度为1μm。

比较例1

在实施例1中用聚乙烯醇水溶液本身制作薄膜，除此之外进行和实施例1相同的操作。另外，和实施例1相同地对得到的薄膜进行湿式拉伸，得到偏振镜。

比较例2

在实施例1中，使用碘-碘化钾水溶液(碘浓度0.05重量％，碘化钾0.35重量％)代替二色性染料水溶液制作薄膜，除此之外进行和实施例1相同的操作。另外，和实施例1相同地对得到的薄膜进行湿式拉伸，进而在水洗时，使用碘化钾水溶液调节色调，除此之外，和实施例1相同地得到偏振镜。

(评价)

使用带积分球的分光光度计(日立制作所制的U-4100)测量在实施例以及比较例中得到的偏振镜(样品)的光学特性。将穿过格兰-汤姆森棱镜偏振镜得到的完全偏振光作为100％，测量相对于各直线偏振光(550nm)的透过率。

使用P＝{(k₁-k₂)/(k₁+k₂)}×100计算出偏光度P。使用T＝(k₁+k₂)/2计算出单体透过率T。

所测量的浊度值是，对于最大透过率方向的直线偏振光的浊度值以及对于吸收方向(其垂直方向)的直线偏振光的浊度值。测量浊度值时，根据JIS K 7136(塑料-透明材料的浊度的计算方法)，使用浊度计(村上色彩研究所制的HM-150)，将市售的偏振片(日东电工社制NPF-SEG1224DU：单体透过率43％，偏光度99.96％)配置在样品的测量光的入射面侧，并使市售的偏振片和样品(偏振镜)的拉伸方向相垂直。不过，如果使用市售的浊度计的光源，则垂直时的光量会在检测器的灵敏度界限以下，所以使用光纤维引入另外设置的光强度高的卤素灯的光，在达到检测灵敏度以内之后，通过手动进行快门开闭，并由此计算出浊度值。

另外，测量针对入射光强度的反向散射强度的比率。还有，采用带5°倾斜积分球的分光光度计(日立制作所制，U-4100)来反射测量反向散射强度而求出。借助丙烯酸类粘合剂在样品的背面上贴合黑色丙烯酸板，以使背面的反射全部被吸收，只求出自表面以及样品内部到后方的反射以及散射强度。

进行不均匀评价时，在暗室中在用于液晶显示器的背光灯的上面配置样品(偏振镜)，进而将市售的偏振片(日东电工社制的NPF-SEG1224DU)作为检偏镜并以和偏光轴垂直的方式进行层叠，使用下述基准在目视情况下对其级别进行确认。

×：目视情况下能够确认不均匀的级别。

○：目视情况下不能够确认不均匀的级别。

进行耐热性的评价时，使用水溶性胶粘剂在偏振镜的双面上粘接三乙酸纤维素薄膜(厚80μm)，经干燥，制成偏振片。在120℃的气氛下放置该偏振片1小时，然后使用下述的基准在目视情况下评价劣化的程度。偏振光的评价是通过确认在将相同2片样品配置成偏振轴相垂直的情况下的光的穿过情况和配色而进行的。

×：能够在目视情况下确认试验前后的偏振性能的劣化。

○：在目视情况下不能确认试验前后的偏振性能的劣化。

表1

	直线偏振光的透过率(％)		单体透过率(％)	偏振度(％)	浊度值(％)		反向散射强度的比率(％)	不均匀	耐热性
										最大透过方向(k1)	垂直方向(k2)	最大透过方向	垂直方向
	实施例1	83.0			0.74	41.8								98.2	1.8	62.0	4.5	○	○
实施例2			84.0	1.00			42.5	97.6	4.2	70.5	5.1	○	○
	实施例3	80.0			1.17	40.6								97.1	5.3	70.2	4.3	○	○
比较例1			83.2	1.70			42.5	96.0	0.3	0.2	4.1	×	○
	比较例2	87.0			0.04	44.3								99.9	1.7	62.0	4.3	○	×

由上述表1可知，实施例的染料系偏振镜与比较例的染料系偏振镜相比，垂直时透过率的浊度值较高，由偏差造成的不均匀在散射的作用下得到隐藏而不能进行确认。另外，实施例的染料系偏振镜和比较例2相比，也可以确认出作为染料系偏振镜的特征的耐热性得到了确保。

接着，将实施例1和比较例1的偏振片和市售的扭曲向列相液晶面板的背光灯侧的偏振片进行更换而进行并列安装。在暗室中对此进行黑色显示以确认不均匀的级别，和比较例1的偏振片相比，在安装实施例1的偏振片时，完全没有确认出不均匀，辨识性非常好。

所得到的偏振镜，因为在基体中存在吸收二色性染料、因为光通过吸收层的光程长变长，所以与特开2002-207118号公报中所述的偏振镜相比，其偏振性能的改善效果更大。另外，其制造工序简单。

作为和本发明的偏振镜的构造类似的偏振镜，在特开2002-207118号公报中公开了在树脂基体中分散有液晶性双折射材料和吸收二色性材料的混合相的偏振镜。其效果和本发明相同。但是，与如特开2002-207118号公报所示的在分散相中存在吸收二色性材料的情况相比，如本发明所示吸收二色性材料存在于基体层中时，散射的偏振光通过吸收层的光程长会变得更长，所以更能吸收散射的光。因此，本发明的偏振性能的改善效果远远高于上述专利文献。另外，制造工序简单。

另外，在特表2000-506990号公报中公开了向连续相或分散相中的任何一相中添加二色性染料的光学体。在特表2000-506990号公报所述的发明背景中，记载有由Aphonin等记述过将液晶液滴配置在聚合物基体中而成的拉伸薄膜的光学特性。但是，Aphonin等所说的是没有使用二色性染料而是由基体相和分散相(液晶成分)构成的光学薄膜，液晶成分不是液晶聚合物或液晶单体的聚合物，所以该薄膜中的液晶成分的双折射明显依赖于温度并且敏感。另一方面，本发明提供一种由基体中分散有微小区域的构造的薄膜构成的偏振镜，所述基体是由含有吸收二色性染料的透光性热塑性树脂所形成的，还有本发明的液晶性材料在液晶聚合物的情况下是在液晶温度范围内进行取向之后，冷却至室温以固定取向，在液晶单体的情况下是进行相同的取向处理之后，通过紫外线固化等使取向固定，因此由液晶性材料形成的微小区域的双折射不随温度而改变。

工业上的可利用性

本发明可以用于偏振镜是，使用了该偏振镜的偏振片或光学薄膜优选应用于液晶显示装置、有机EL显示装置、CRT、PDP等图像显示装置。

Claims (15)

1、一种偏振镜，其是由在基体中分散有微小区域的结构的薄膜构成的偏振镜，所述基体由含有吸收二色性染料的透光性热塑性树脂形成，其特征在于，对于透过方向的直线偏振光的透过率为80％以上，且浊度值为10％以下，对于吸收方向的直线偏振光的浊度值为50％以上。

2、根据权利要求1所述的偏振镜，其特征在于，微小区域是由已取向的双折射材料形成的。

3、根据权利要求2所述的偏振镜，其特征在于，双折射材料至少在实施取向处理时显示液晶性。

4、根据权利要求2或者3所述的偏振镜，其特征在于，微小区域的双折射为0.02以上。

5、根据权利要求2～4中任意一项所述的偏振镜，其特征在于，形成微小区域的双折射材料和透光性热塑性树脂的对于各光轴方向的折射率差为，在显示最大值的轴方向上的折射率差(Δn¹)为0.03以上，且和Δn¹方向垂直的两个方向的轴方向上的折射率差(Δn²)为上述Δn¹的50％以下。

6、根据权利要求1～5中任意一项所述的偏振镜，其特征在于，相对于入射光强度的反向散射强度的比率在30％以下。

7、根据权利要求1～6中任意一项所述的偏振镜，其特征在于，吸收二色性染料的吸收轴在Δn¹方向上取向。

8、根据权利要求1～7中任意一项所述的偏振镜，其特征在于，所述薄膜是通过拉伸而制造的。

9、根据权利要求1～8中任意一项所述的偏振镜，其特征在于，微小区域在Δn²方向上的长度为0.05～500μm。

10、根据权利要求3～9中任意一项所述的偏振镜，其特征在于，形成微小区域的双折射材料是，在低于透光性热塑性树脂的玻璃化转变温度的温度区域内出现向列相或碟状液晶分子相状态的液晶性热塑性树脂。

11、根据权利要求3～9中任意一项所述的偏振镜，其特征在于，形成微小区域的双折射材料是，在使低于透光性热塑性树脂的玻璃化转变温度的温度区域内出现向列相或碟状液晶分子相状态的液晶单体进行取向之后使之聚合而成的材料。

12、根据权利要求1～11中任意一项所述的偏振镜，其特征在于，吸收二色性染料是在可见光波长区域至少具有1处以上的二色比为3以上的吸收带的染料。

13、一种偏振片，其特征在于，在权利要求1～12中任意一项所述的偏振镜的至少一个面上设置透明保护层而成。

14、一种光学薄膜，其特征在于，至少层叠有1片权利要求1～12中任意一项所述的偏振镜或者权利要求13所述的偏振片。

15、一种图像显示装置，其特征在于，使用权利要求1～12中任意一项所述的偏振镜、权利要求13所述的偏振片或者权利要求14所述的光学薄膜。