TWI471618B - Method for manufacturing polarizing element - Google Patents
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Description
本發明係關於偏光元件之製造方法及由該製造方法而獲得之偏光元件。又,本發明係關於使用該偏光元件之偏光板,光學薄膜;進而關於使用該偏光元件、偏光板、光學薄膜之液晶顯示裝置,有機EL顯示裝置,PDP等圖像顯示裝置。
液晶顯示裝置用於個人電腦、TV、監控器、行動電話、PDA(Personal Digital Assistant,個人數位助理)等中。先前,作為用於液晶顯示裝置等之偏光元件,兼具高透過率與高偏光度,故而使用經染色處理之聚乙烯醇系薄膜。該偏光元件係藉由於浴中對聚乙烯醇系薄膜實施例如膨潤、染色、交聯、延伸等各處理後,實施清洗處理後,實施乾燥而製造。又,上述偏光元件通常使用黏接劑於其單面或兩面貼合三醋酸纖維素等保護薄膜,從而作為偏光板使用。
近年來,不斷推進液晶顯示裝置之高性能化,為獲得較高之辨識度而要求液晶面板提高對比度。即,較理想的是黑色更黑、白色更白而明亮,與此相應地,要求進一步提高偏光元件之偏光性能。因此,作為偏光性能,具有較高之偏光度,並且具有較高之透過率係非常重要。
為獲得上述偏光元件,至今提出較多方法。例如,作為偏光元件之製造方法提出有:對聚乙烯醇系薄膜實施膨
潤、染色、交聯、延伸等各處理後,實施碘離子處理作為清洗處理後,進而,實施醇液浸漬處理(專利文獻1)。根據專利文獻1,可不加熱偏光元件而使含水率降低,故可不損壞偏光元件之光學特性而進行乾燥處理。然而,專利文獻1中,雖藉由醇浸漬處理而使偏光元件之色調及乾燥效率有所改善,然而對於偏光元件之光學特性,希望進一步提高性能。
專利文獻1:日本專利特開2003-270440號公報
本發明之目的在於提供一種具有高透過率、高偏光度之偏光元件之製造方法。
又,本發明之目的在於提供一種藉由該製造方法而獲得之偏光元件,並提供使用該偏光元件之偏光板、光學薄膜。進而,本發明之目的在於提供一種使用該偏光元件、偏光板、光學薄膜之圖像顯示裝置。
本發明者等人為解決上述課題而專心反覆研究之結果發現,藉由以下所示之偏光元件之製造方法等可達成上述目的,從而完成本發明。
即,本發明係關於一種偏光元件之製造方法,其係對聚乙烯醇系薄膜至少實施染色步驟、交聯步驟及延伸步驟後,實施清洗步驟之偏光元件之製造方法,其特徵在於:清洗步驟藉由含有1~50重量%之醇及0.5~10重量%之碘化
物的水溶液而進行。
上述偏光元件之製造方法中,作為醇,較好的是使用碳數為1~4之醇中任意之至少一種。
又,本發明係關於藉由上述製造方法而獲得之偏光元件。
又,本發明係關於於上述偏光元件之至少單面設置有透明保護薄膜之偏光板。
又,本發明係關於一種光學薄膜,其特徵在於積層有至少1片上述偏光元件或上述偏光板。
又,本發明係關於使用有至少1片上述偏光元件、上述偏光板或上述光學薄膜之圖像顯示裝置。
上述本發明之偏光元件之製造方法中,於至少實施染色步驟、交聯步驟及延伸步驟後之清洗步驟,係藉由含有特定量之醇及碘化物的水溶液而進行。該水溶液中,來自於碘化物之碘離子與醇並存,藉由該狀態之水溶液實施清洗步驟,可獲得具有高透過率、高偏光度之偏光元件。又,所獲得之偏光元件於寬頻帶內正交透過率較低,尤其黑色顯示較好。又,於本發明之清洗步驟中,同時實施醇處理與碘離子之含浸處理,故而作業性亦較佳。
又,對於於偏光元件上設置透明保護薄膜而成之偏光板,藉由電子束硬化型黏接劑形成黏接劑層而貼合偏光元件與透明保護薄膜之情形時,所獲得之偏光板易於出現龜裂。尤其於使用(甲基)丙烯酸系樹脂作為上述透明保護薄
膜之情形時,所獲得之偏光板易於出現龜裂。根據使用由本發明之製造方法所獲得之偏光元件而獲得之偏光板,有益於解決上述問題,且可抑制龜裂之出現。
作為適用於本發明之偏光元件的聚乙烯醇系薄膜,可無特別限制地使用於可見光區域具有透光性,且分散吸收碘或二色性染料等二色性物質者。通常,聚乙烯醇系薄膜使用厚度10~300μm左右者,較好的是20~100μm。
作為聚乙烯醇系薄膜,例如,可較佳地使用自先前用於偏光元件之聚乙烯醇系薄膜。作為聚乙烯醇系薄膜之材料,可列舉:聚乙烯醇或其衍生物。作為聚乙烯醇之衍生物,除可列舉聚乙烯甲醛、聚乙烯縮醛等以外,亦可列舉以乙烯、丙烯等烯烴,丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯酸等不飽和羧酸或其烷基酯,丙烯醯胺等實施改性者。聚乙烯醇之聚合度較好的是100~10000左右,更好的是1000~10000。一般使用皂化度為80~100莫耳%左右者。
除了上述以外,作為聚乙烯醇系薄膜,可列舉:乙烯-醋酸乙烯酯共聚物系部分皂化薄膜等親水性高分子薄膜、聚乙烯醇之脫水處理物或聚氯乙烯之脫氯化氫處理物等聚烯系配向薄膜等。
於上述聚乙烯醇系薄膜中亦可含有塑化劑、界面活性劑等添加劑。作為塑化劑,可列舉:多元醇及其縮合物等,例如可列舉:甘油、二甘油、三甘油、乙二醇、丙二醇、聚乙二醇等。塑化劑等之使用量並無特別限制,較好的是
於聚乙烯醇系薄膜中占20重量%以下。
本發明中,對聚乙烯醇系薄膜實施染色步驟、交聯步驟及延伸步驟。
染色步驟係藉由使上述聚乙烯醇系薄膜吸收.配向碘或二色性染料而進行。染色步驟可與延伸步驟一同進行。染色通常藉由將上述薄膜浸漬於染色溶液中而進行。作為染色溶液,一般為碘溶液。用作碘溶液之碘水溶液可使用藉由碘及作為溶解助劑之碘化物而含有碘離子之水溶液等。作為碘化物,例如可使用:碘化鉀、碘化鋰、碘化鈉、碘化鋅、碘化鋁、碘化鉛、碘化銅、碘化鋇、碘化鈣、碘化錫、碘化鈦等。作為碘化物,較好的是碘化鉀。本發明之碘化物於用於其他步驟中之情形時,亦與上述相同。
碘溶液中之碘濃度為0.01~1重量%左右,較好的是0.02~0.5重量%。較好的是以碘化合物濃度為0.1~10重量%左右,更好為0.2~8重量%而使用。碘染色之際,碘溶液之溫度通常為20~50℃左右,較好的是25~40℃。浸漬時間通常為10~300秒左右,較好的是20~240秒之範圍。
交聯步驟通常使用硼化合物作為交聯劑而進行。交聯步驟之順序並無特別限制。交聯步驟可與延伸步驟一同進行。交聯步驟可進行複數次。作為硼化合物,可列舉:硼酸、硼砂等。硼化合物一般以水溶液或水-有機溶劑混合溶液之形態進行使用。通常使用硼酸水溶液。硼酸水溶液之硼酸濃度為2~15重量%左右,較好的是3~13重量%。上述硼酸濃度對於藉由交聯度而賦予耐熱性較好。於硼酸水
溶液等中可含有碘化鉀等碘化物。於硼酸水溶液中含有碘化物之情形時,較好的是以碘化物濃度為0.1~10重量%左右,更好為0.2~5重量%而使用。
交聯步驟可藉由將上述聚乙烯醇系薄膜浸漬於硼酸水溶液等中而進行。其他,亦可藉由塗佈法、噴霧法等對上述聚乙烯醇系薄膜應用硼化合物等而進行。交聯步驟之處理溫度通常為25℃以上,較好的是30~85℃,進而好的是30~60℃之範圍。處理時間通常為5~800秒,較好的是8~500秒左右。
延伸步驟通常藉由單軸延伸而進行。該延伸方法可與染色步驟、交聯步驟一同實施。延伸方法可採用濕潤式延伸方法與乾式延伸方法之任一者,較好的是使用濕潤式延伸方法。作為濕潤式延伸方法,例如一般為實施染色步驟後進行延伸。又,可與交聯步驟一同進行延伸。另一方面,於乾式延伸之情形時,作為延伸步驟,例如可列舉:輥間延伸方法、加熱輥延伸方法、壓縮延伸方法等。上述延伸步驟中,未延伸薄膜通常為加熱狀態。延伸步驟亦可分多階段進行。
用於濕潤式延伸方法之處理液中可含有碘化物。於該處理液中含有碘化物之情形時,較好的是以碘化物濃度為0.1~10重量%左右,進而0.2~5重量%進行使用。濕潤式延伸方法之處理溫度通常為25℃以上,較好的是30~85℃,進而好的是30~60℃之範圍。浸漬時間通常為10~800秒,較好的是30~500秒左右。
延伸步驟係以總延伸倍率相對於聚乙烯醇系薄膜之原長度為3~17倍之範圍之方式而進行。較好的是4~10倍,進而好的是4~8倍。即,上述總延伸倍率係指,於延伸步驟以外之後述膨潤步驟等中伴隨延伸之情形時,包含該等步驟中之延伸的累積之延伸倍率。總延伸倍率可考慮到膨潤步驟等中之延伸倍率而適當決定。若總延伸倍率較低,則配向不足,而難以獲得較高光學特性(偏光度)之偏光元件。另一方面,若總延伸倍率過高,則易於出現延伸斷裂,又,偏光元件變得過薄,而存在下一步驟之加工性降低之虞。
本發明之偏光元件之製造方法中,至少實施上述染色步驟、交聯步驟及延伸步驟,而於實施上述染色步驟之前,亦可實施膨潤步驟。藉由膨潤步驟,不僅可清洗聚乙烯醇系薄膜表面之污垢及抗結塊劑,且藉由使聚乙烯醇系薄膜膨潤,亦具有防止染色不均等不均勻的效果。
作為用於膨潤步驟之處理液,通常使用水、蒸餾水、純水。若該處理液之主成分為水,則亦可投入少量之碘化物、界面活性劑等添加物、醇等。又,於該處理液中含有碘化物之情形時,較好的是以碘化物濃度為0.1~10重量%左右,進而0.2~5重量%進行使用。
通常較好的是將膨潤步驟之處理溫度調整為20~45℃左右。進而好的是25~40℃。再者,若存在膨潤不均,則該部分於染色步驟中出現染色不均,故而應避免出現膨潤不均。浸漬時間通常為10~300秒左右,較好的是20~240秒之
範圍。
膨潤步驟中,可適當進行延伸。上述延伸倍率相對於聚乙烯醇系薄膜之原長度,通常為6.5倍以下。就光學特性方面而言,較好的是上述延伸倍率為1.2~6.5倍,更好的是2~4倍,進而好的是2~3倍。藉由於膨潤步驟中實施延伸,可將膨潤步驟後所實施之延伸步驟中之延伸控制為較小,從而避免出現薄膜之延伸斷裂。另一方面,若膨潤步驟中之延伸倍率增大,則延伸步驟中之延伸倍率變小,尤其於交聯步驟之後實施延伸步驟之情形時,對於光學特性方面欠佳。
本發明之偏光元件之製造方法中,至少實施上述染色步驟、交聯步驟及延伸步驟後,實施清洗步驟,而亦可於清洗步驟之前,除了上述步驟以外實施金屬離子處理。金屬離子處理係藉由於包含金屬鹽之水溶液中浸漬聚乙烯醇系薄膜而進行。藉由金屬離子處理,使聚乙烯醇系薄膜中含有各種金屬離子。
作為金屬離子,尤其就色調調整及賦予耐久性方面而言,可較好地使用鈷、鎳、鋅、鉻、鋁、銅、錳、鐵等過渡金屬之金屬離子。該等金屬離子中,就色調調整及賦予耐熱性等方面而言,較好的是鋅離子。作為鋅鹽,可列舉:氯化鋅、碘化鋅等鹵化鋅,硫酸鋅、醋酸鋅等。
於金屬離子處理中可使用金屬鹽溶液。以下就金屬離子處理中使用鋅鹽水溶液之情形時之代表例,即鋅含浸處理加以說明。
鋅鹽水溶液中之鋅離子的濃度為0.1~10重量%左右,較好的是0.3~7重量%之範圍。又,關於鋅鹽溶液,若使用藉由碘化鉀等而含有鉀離子及碘離子之水溶液,則易於含浸鋅離子,故而較好。鋅鹽溶液中之碘化鉀濃度較好的是0.1~10重量%左右,進而好的是0.2~5重量%。
於鋅含浸處理之際,鋅鹽溶液之溫度通常為15~85℃左右,較好的是25~70℃。浸漬時間通常為1~120秒左右,較好的是3~90秒之範圍。於鋅含浸處理之際,藉由調整鋅鹽溶液之濃度、聚乙烯醇系薄膜於鋅鹽溶液中之浸漬溫度、浸漬時間等條件而可將聚乙烯醇系薄膜之鋅含量調整為上述範圍。鋅含浸處理之階段並無特別限制。又,亦可於染色浴、交聯浴、延伸浴中使鋅鹽共存,從而與染色步驟、交聯步驟、延伸步驟同時進行。
本發明之偏光元件之製造方法,如上述所示至少實施染色步驟、交聯步驟及延伸步驟後,實施清洗步驟。
清洗步驟中,使用以特定濃度含有醇及碘化物之水溶液。作為醇,較好的是常溫(25℃)下之親水性者、尤好的是可以任意比例與水混合者。作為上述醇,較好的是碳數為1~4之醇。進而好的是碳數為1~3之醇。作為上述醇之具體例,例如可列舉:甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇、第二丁醇、第三丁醇等液體醇。該等中較好的是乙醇。醇可單獨使用一種、或亦可混合二種以上使用。可以任意比例混合二種以上之醇。例如,可使用以任意比例混合乙醇與異丙醇之混合醇。
用於清洗步驟之水溶液中的醇濃度為1~50重量%。就獲得具有高透過率、高偏光度之偏光元件之觀點而言,醇濃度較好的是2~40重量%,進而好的是2~30重量%,進而好的是3~20重量%,進而好的是5~10重量%。另一方面,就使用電子束硬化型黏接劑而獲得之偏光板之龜裂的抑制效果之觀點而言,醇濃度較好的是5~50重量%,進而好的是10~50重量%,更好的是30~50重量%。碘化物濃度通常為0.5~10重量%,進而好的是1~5重量%,更好的是2~4重量%。為獲得本發明之效果,使上述水溶液中含有上述特定濃度之醇及碘化物。於醇濃度超過50重量%、或碘化物濃度超過10重量%之情形時,無法於寬頻帶將正交透過率抑制為較低。
清洗步驟係藉由將聚乙烯醇系薄膜浸漬於上述水溶液中而進行。清洗步驟之水溶液的溫度通常為5~50℃,較好的是10~45℃,進而好的是15~40℃之範圍。浸漬時間通常為1~200秒左右,較好的是5~100秒,進而好的是7~15秒左右。再者,藉由上述水溶液之清洗步驟可與水清洗組合而進行,亦可於水清洗之前或之後進行。
實施上述各步驟後,最終實施乾燥步驟,製造偏光元件。乾燥步驟中,根據所獲得之偏光元件(薄膜)中所必需之含水率,適當設定乾燥時間與乾燥溫度。乾燥溫度通常控制為20~150℃,較好的是40~100℃之範圍內。若乾燥溫度過低,則乾燥時間增加,無法有效地進行製造,故而欠佳。若乾燥溫度過高,則導致所獲得之偏光元件不良,導
致光學特性及色調惡化。加熱乾燥時間通常為1~5分鐘左右。
所獲得之偏光元件,可按照常法於其至少單面設置透明保護薄膜,而製為偏光板。透明保護薄膜可設置為聚合物之塗佈層、或透明保護薄膜之層壓層等。作為形成透明保護薄膜之透明聚合物或薄膜材料,可使用適當之透明材料,較好的是使用透明性及機械強度、熱穩定性及水分阻隔性等優良者。
作為構成透明保護薄膜之材料,例如可使用透明性、機械強度、熱穩定性、水分阻隔性、等向性等優良之熱可塑性樹脂。作為上述熱可塑性樹脂之具體例,可列舉:三醋酸纖維素等纖維素樹脂、聚酯樹脂、聚醚碸樹脂、聚碸樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚醯胺樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚烯烴樹脂、(甲基)丙烯酸樹脂、環狀聚烯烴樹脂(降冰片烯系樹脂)、聚芳酯樹脂、聚苯乙烯樹脂、聚乙烯醇樹脂、及該等之混合物。再者,於偏光元件之一側藉由黏接劑層而貼合透明保護薄膜,於另一側,可使用(甲基)丙烯酸系、胺基甲酸酯系、丙烯酸胺基甲酸酯系、環氧系、聚矽氧系等熱硬化性樹脂或紫外線硬化型樹脂作為透明保護薄膜。於透明保護薄膜中亦可包含一種以上之任意恰當之添加劑。作為添加劑,例如可列舉:紫外線吸收劑、抗氧化劑、潤滑劑、塑化劑、脫模劑、防著色劑、阻燃劑、成核劑、抗靜電劑、顏料、著色劑等。透明保護薄膜中之上述熱可塑性樹脂的含量較好的是50~100重量%,更好的是50~99重
量%,進而好的是60~98重量%,尤好的是70~97重量%。於透明保護薄膜中之上述熱可塑性樹脂的含量為50重量%以下之情形時,存在無法充分呈現熱可塑性樹脂原本所具有之高透明性等之虞。
又,作為透明保護薄膜,可列舉日本專利特開2001-343529號公報(WO01/37007)中所記載之聚合物薄膜,例如包含(A)於支鏈具有取代及/或未取代醯亞胺基之熱可塑性樹脂、及(B)於支鏈具有取代及/或未取代苯基以及腈基之熱可塑性樹脂之樹脂組成物。作為具體例,可列舉:包含含有異丁烯與N-甲基順丁烯二醯亞胺之交替共聚物、與丙烯腈-苯乙烯共聚物之樹脂組成物的薄膜。薄膜可使用包含樹脂組成物之混合擠出物等之薄膜。該等薄膜之相位差較小,光彈性係數較小,故而可消除由偏光板之變形所引起之不均等問題,又,透濕係數較小,故而加濕耐久性優良。
透明保護薄膜之厚度可適當決定,通常就強度及操作性等作業性、薄層性等觀點而言,較好的是1~500μm左右。尤好的是1~300μm,更好的是5~200μm。透明保護薄膜之厚度為5~150μm之情形時尤其好。
再者,於偏光元件之兩側設置透明保護薄膜之情形時,其正反面可使用包含相同聚合物材料之保護薄膜,亦可使用包含不同聚合物材料等之保護薄膜。
作為本發明之透明保護薄膜,較好的是使用選自纖維素樹脂、聚碳酸酯樹脂、環狀聚烯烴樹脂及(甲基)丙烯酸系
樹脂中之至少一種。
纖維素樹脂係纖維素與脂肪酸之酯。作為上述纖維素酯系樹脂之具體例,可列舉:三醋酸纖維素、二醋酸纖維素、三丙酸纖維素、二丙酸纖維素等。該等中,尤好的是三醋酸纖維素。三醋酸纖維素之較多市售品,就獲得容易性及成本方面而言,較有利。作為三醋酸纖維素之市售品之例,可列舉日本富士軟片(FujiFilm)公司製之商品名「UV-50」、「UV-80」、「SH-80」、「TD-80U」、「TD-TAC」、「UZ-TAC」,及柯尼卡(KONICA)公司製之「KC系列」等。一般而言,該等三醋酸纖維素之面內相位差(Re)幾乎為零,而厚度方向相位差(Rth)具有~60nm左右。
再者,厚度方向相位差較小之纖維素樹脂薄膜例如可藉由處理上述纖維素樹脂而獲得。例如可列舉以下方法:將塗佈有環戊酮、甲基乙基酮等溶劑之聚對苯二甲酸乙二酯、聚丙烯、不鏽鋼等基材薄膜貼合於普通之纖維素系薄膜上,實施加熱乾燥(例如以80~150℃實施3~10分鐘左右)後,剝離基材薄膜之方法;及將降冰片烯系樹脂、(甲基)丙烯酸系樹脂等溶解於環戊酮、甲基乙基酮等溶劑中所得之溶液,塗佈於普通之纖維素樹脂薄膜上,實施加熱乾燥(例如以80~150℃實施3~10分鐘左右)後,剝離塗佈薄膜之方法等。
又,作為厚度方向相位差較小之纖維素樹脂薄膜,可使用控制脂肪取代度之脂肪酸纖維素系樹脂薄膜。一般所使
用之三醋酸纖維素之醋酸取代度為2.8左右,較好的是將醋酸取代度控制為1.8~2.7,藉此可降低Rth。藉由向上述脂肪酸取代纖維素系樹脂中添加鄰苯二甲酸二丁酯、對甲苯磺醯苯胺、乙醯檸檬酸三乙酯等塑化劑,可將Rth控制為較小。塑化劑之添加量相對於脂肪酸纖維素系樹脂100重量份,較好的是40重量份以下,更好的是1~20重量份,進而好的是1~15重量份。
作為環狀聚烯烴樹脂之具體例,較好的是降冰片烯系樹脂。環狀烯烴系樹脂係將環狀烯烴作為聚合單元而聚合之樹脂的總稱,例如可列舉:日本專利特開平1-240517號公報、日本專利特開平3-14882號公報、日本專利特開平3-122137號公報等中所記載之樹脂。作為具體例,可列舉:環狀烯烴之開環(共)聚合物,環狀烯烴之加成聚合物,環狀烯烴與乙烯、丙烯等α-烯烴之共聚物(代表為無規共聚物),及將該等以不飽和羧酸或其衍生物改性之接枝聚合物,以及該等之氫化物等。作為環狀烯烴之具體例,可列舉降冰片烯系單體。
作為環狀聚烯烴樹脂,市售有各種產品。作為具體例,可列舉:日本Zeon股份公司製之商品名「ZEONEX」、「ZEONOR」,JSR股份公司製之商品名「ARTON」,TICONA公司製之商品名「TOPAS」,三井化學股份公司製之商品名「APEL」。
作為(甲基)丙烯酸系樹脂,較好的是Tg(玻璃轉移溫度)為115℃以上、更好的是120℃以上、進而好的是125℃以
上、尤好的是130℃以上。藉由使Tg為115℃以上,可使偏光板之耐久性優良。上述(甲基)丙烯酸系樹脂之Tg的上限值並無特別限制,就成形性之觀點而言,較好的是170℃以下。由(甲基)丙烯酸系樹脂可獲得面內相位差(Re)、厚度方向相位差(Rth)幾乎為零之薄膜。
作為(甲基)丙烯酸系樹脂,於未損壞本發明之效果的範圍內,可採用任意恰當之(甲基)丙烯酸系樹脂。例如可列舉: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樹脂等)、具有脂環族烴基之聚合物(例如,甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸環己酯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-(甲基)丙烯酸降冰片酯共聚物等)。較好的可列舉:聚(甲基)丙烯酸甲酯等聚(甲基)丙烯酸C1-6烷基酯。更好的可列舉:以甲基丙烯酸甲酯為主成分(50~100重量%、較好的是70~100重量%)之甲基丙烯酸甲酯系樹脂。
作為(甲基)丙烯酸系樹脂之具體例,例如可列舉:三菱RAYON股份公司製之ACRYPET VH及ACRYPET VRL20A,日本專利特開2004-70296號公報中所記載之分子內具有環結構之(甲基)丙烯酸系樹脂、藉由分子內交聯或分子內環化反應而獲得之高Tg(甲基)丙烯酸樹脂系。
作為(甲基)丙烯酸系樹脂,亦可使用具有內酯環結構之(甲基)丙烯酸系樹脂。其原因在於:具有高耐熱性、高透
明性、且藉由雙軸延伸而具有高機械強度。
作為具有內酯環結構之(甲基)丙烯酸系樹脂,可列舉日本專利特開2000-230016號公報、日本專利特開2001-151814號公報、日本專利特開2002-120326號公報、日本專利特開2002-254544號公報、日本專利特開2005-146084號公報等中所記載之具有內酯環結構之(甲基)丙烯酸系樹脂。
具有內酯環結構之(甲基)丙烯酸系樹脂較好的是具有下述通式(化1)表示之環結構。
式中,R1
、R2
及R3
分別獨立地表示氫原子或碳原子數為1~20之有機殘基。再者,有機殘基可包含氧原子。
具有內酯環結構之(甲基)丙烯酸系樹脂之結構中的通式(化1)表示之內酯環結構之含有比例較好的是5~90重量%,更好的是10~70重量%,進而好的是10~60重量%,尤好的是10~50重量%。若具有內酯環結構之(甲基)丙烯酸系樹脂之結構中的通式(化1)表示之內酯環結構的含有比例少於5重量%,則存在耐熱性、耐溶劑性、表面硬度不充分之虞。若具有內酯環結構之(甲基)丙烯酸系樹脂之結構中的通式(化1)表示之內酯環結構的含有比例多於90重量%,則存在成形加工性不足之虞。
具有內酯環結構之(甲基)丙烯酸系樹脂之質量平均分子
量(有時亦稱作重量平均分子量)較好的是1000~2000000,更好的是5000~1000000,進而好的是10000~500000,尤好的是50000~500000。若質量平均分子量不在上述範圍內,則就成型加工性而言欠佳。
具有內酯環結構之(甲基)丙烯酸系樹脂之Tg較好的是115℃以上,更好的是120℃以上,進而好的是125℃以上,尤好的是130℃以上。由於Tg為115℃以上,故而例如作為透明保護薄膜而組入偏光板之情形時,耐久性優良。上述具有內酯環結構之(甲基)丙烯酸系樹脂的Tg之上限值並無特別限制,就成形性等觀點而言,較好的是170℃以下。
對於具有內酯環結構之(甲基)丙烯酸系樹脂而言,由射出成形而獲得之成形品之按照ASTM-D-1003之方法而測定之全光線透過率越高越好,較好的是85%以上,更好的是88%以上,進而好的是90%以上。全光線透過率係透明性之標準,若全光線透過率未滿85%,則存在透明性降低之虞。
上述透明保護薄膜通常使用正面相位差未滿40nm、且厚度方向相位差未滿80nm者。正面相位差Re以Re=(nx-ny)×d表示。厚度方向相位差Rth以Rth=(nx-nz)×d表示。又,Nz係數以Nz=(nx-nz)/(nx-ny)表示。[其中,將薄膜之慢軸方向、快軸方向及厚度方向之折射率分別設為nx、ny、nz,d(nm)為薄膜之厚度。慢軸方向係薄膜面內之折射率最大之方向]。再者,較好的是透明保護薄膜儘可能地不帶色。可較好地使用厚度方向之相位差值為-90
nm~+75nm之保護薄膜。藉由使用該厚度方向之相位差值(Rth)為-90nm~+75nm者,可幾乎消除由透明保護薄膜所引起之偏光板的著色(光學性著色)。厚度方向相位差值(Rth)進而好的是-80nm~+60nm、尤好的是-70nm~+45nm。
另一方面,作為上述透明保護薄膜,可使用具有正面相位差為40nm以上及/或厚度方向相位差為80nm以上之相位差的相位差板。將正面相位差通常控制為40~200nm之範圍,將厚度方向相位差通常控制為80~300nm之範圍。於使用相位差板作為透明保護薄膜之情形時,該相位差板亦作為透明保護薄膜發揮功能,故而可實現薄型化。
作為相位差板,可列舉:將高分子素材實施單軸或雙軸延伸處理而成之雙折射性薄膜、液晶聚合物之配向薄膜、以薄膜支持液晶聚合物之配向層而成者等。相位差板之厚度並無特別限制,一般為20~150μm左右。
作為高分子素材,例如可列舉:聚乙烯醇,聚乙烯丁醛,聚甲基乙烯基醚,聚丙烯酸羥乙酯,羥乙基纖維素,羥丙基纖維素,甲基纖維素,聚碳酸酯,聚芳酯,聚碸,聚對苯二甲酸乙二酯,聚萘二甲酸乙二酯,聚醚碸,聚苯硫醚,聚苯醚,聚芳碸,聚醯胺,聚醯亞胺,聚烯烴,聚氯乙烯,纖維素樹脂,環狀聚烯烴樹脂(降冰片烯系樹脂),或該等之二元系、三元系各種共聚物,接枝共聚物,摻合物等。該等高分子素材藉由延伸等而成為配向物(延伸薄膜)。
作為液晶聚合物,例如可列舉:對聚合物之主鏈或支鏈
導入賦予液晶配向性之共軛性直線狀原子團(液晶原)之主鏈型或支鏈型之各種聚合物等。作為主鏈型之液晶聚合物的具體例,可列舉具有於賦予彎曲性之間隔鏈部鍵結有液晶原基之結構的、例如向列配向性之聚酯系液晶性聚合物、圓盤聚合物或膽固醇聚合物等。作為支鏈型之液晶聚合物的具體例,可列舉:以聚矽氧烷、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯或聚丙二酸酯為主鏈骨架,作為側鏈經由包含共軛性原子團之間隔鏈部而具有包含向列配向賦予性之對位取代環狀化合物單元之液晶原部者。該等液晶聚合物,例如,可藉由於下述配向處理面上展開該等液晶性聚合物之溶液,且實施熱處理而進行,該配向處理面係對形成於玻璃板上之聚醯亞胺或聚乙烯醇等薄膜表面實施有摩擦處理者、斜向蒸鍍有氧化矽者等之配向處理面。
相位差板例如亦可為以補償由各種波長板或液晶層之雙折射所引起之著色或視角等為目的者等具有相應於使用目的之適當相位差者,亦可為積層二種以上相位差板而控制相位差等光學特性者等。
相位差板滿足nx=ny>nz、nx>ny>nz、nx>ny=nz、nx>nz>ny、nz=nx>ny、nz>nx>ny、nz>nx=ny之關係,可根據各種用途而適當選擇使用。再者,ny=nz不僅包含ny與nz完全相同之情形,亦包含實質上ny與nz相同之情形。
例如,對於滿足nx>ny>nz之相位差板,較好的是使用滿足正面相位差為40~100nm、厚度方向相位差為100~320nm、Nz係數為1.8~4.5者。例如,對於滿足nx>ny=nz之相
位差板(陽極A板),較好的是使用滿足正面相位差為100~200nm者。例如,對於滿足nz=nx>ny之相位差板(陰極A板),較好的是使用滿足正面相位差為100~200nm者。例如,對於滿足nx>nz>ny之相位差板,較好的是使用滿足正面相位差為150~300nm、Nz係數超過0~0.7者。又,如上述所示,例如,可使用滿足nx=ny>nz、nz>nx>ny、或nz>nx=ny者。
透明保護薄膜可根據所應用之液晶顯示裝置而適當選擇。例如,為垂直配向(VA,Vertical Alignment,包含MVA、PVA)之情形時,較理想的是偏光板之至少單側(單元側)之透明保護薄膜具有相位差。作為具體之相位差,較理想的是Re=0~240nm、Rth=0~500nm之範圍。就三維折射率而言,較理想的是nx>ny=nz、nx>uy>uz、nx>nz>ny、nx=ny>nz(陽極A板,雙軸,陰極C板)之情形。VA型中,較好的是以陽極A板與陰極C板之組合、或1片雙軸薄膜進行使用。對液晶單元之上下使用偏光板之際,可為液晶單元之上下均有相位差、或者上下之任一透明保護薄膜具有相位差。
例如,為共平面切換型(IPS,In-Plane Switching,包含FFS)之情形時,可使用偏光板之單側之透明保護薄膜具有相位差之情形、亦可使用不具有之情形。例如,於不具有相位差之情形時,較理想的是液晶單元之上下(單元側)均不具有相位差之情形。於具有相位差之情形時,較理想的是液晶單元之上下均具有相位差之情形、上下之任一者具
有相位差之情形(例如,於上側為滿足nx>nz>ny之關係的雙軸薄膜、下側不具有相位差之情形,或上側為陽極A板、下側為陽極C板之情形)。於具有相位差之情形時,較理想的是Re=-500~500nm、Rth=-500~500nm之範圍。就三維折射率而言,較理想的是nx>ny=nz、nx>nz>ny、nz>nx=ny、uz>nx>ny(陽極A板,雙軸,陽極C板)。
再者,將上述具有相位差之薄膜另外貼合於不具有相位差之透明保護薄膜,則可賦予上述功能。
上述透明保護薄膜,可於塗佈黏接劑之前,以提高與偏光元件之黏接性為目的而進行表面改性處理。作為具體之處理,可列舉:電暈處理、電漿處理、火焰處理、臭氧處理、底層處理、輝光處理、皂化處理、利用偶合劑之處理等。又,可適當地形成抗靜電層。
對上述透明保護薄膜之未黏接偏光元件之面,可實施硬塗層或抗反射處理、以防黏或擴散或防眩為目的之處理。
硬塗層處理係以防止偏光板表面受損傷等為目的而實施之處理,例如,可以將藉由丙烯酸系、聚矽氧系等適當之紫外線硬化型樹脂而使硬度及光滑特性等優良之硬化皮膜附加於透明保護薄膜表面之方式等而形成。抗反射處理係以防止於偏光板表面出現外光反射為目的而實施之處理,可藉由基於先前之抗反射膜等之形成而實現。又,防黏處理係以防止與鄰接層密著為目的而實施之處理。
又,防眩處理係以防止由於偏光板表面反射外光而防礙偏光板透過光之可見性等為目的而實施之處理,例如,可
藉由以噴砂方式或壓印加工方式之粗面化方式或調配透明微粒子之方式等適當方式,對透明保護薄膜表面賦予微細凹凸結構而形成。作為上述表面微細凹凸結構之形成中所含有之微粒子,例如可使用平均粒徑為0.5~50μm之包含二氧化矽、氧化鋁、二氧化鈦、氧化鋯、氧化錫、氧化銦、氧化鎘、氧化銻等之亦具有導電性之無機系微粒子,包含交聯或未交聯之聚合物等之有機系微粒子等透明微粒子。於形成表面微細凹凸結構之情形時,微粒子之使用量相對於形成表面微細凹凸結構之透明樹脂100重量份,一般為2~50重量份左右,較好的是5~25重量份。防眩層亦可兼作擴散偏光板透過光而擴大視角等之擴散層(視角擴大功能等)。
再者,上述抗反射層、防黏層、擴散層及防眩層等除了可於透明保護薄膜自身上設置以外,亦可作為其他光學層而與透明保護薄膜分開設置。
於上述偏光元件與透明保護薄膜之黏接處理中可使用黏接劑。作為黏接劑,可例示:異氰酸酯系黏接劑、聚乙烯醇系黏接劑、明膠系黏接劑、乙烯系乳膠系、水系聚酯等。上述黏接劑通常作為包含水溶液之黏接劑而使用,通常含有0.5~60重量%之固形分而成。又,於用於本發明之黏接劑中可含有金屬化合物填充料。
除上述以外,作為偏光元件與透明保護薄膜之黏接劑,可列舉:紫外硬化型黏接劑、電子束硬化型黏接劑等活性能量線硬化型黏接劑。電子束硬化型偏光板用黏接劑對上
述透明保護薄膜、尤其對(甲基)丙烯酸系樹脂顯示出較佳之黏接性。
於使用具有(甲基)丙烯醯基之化合物、尤其上述N-取代醯胺系單體作為活性能量線硬化型黏接劑之硬化性成分之情形時,該硬化性成分於耐久性方面較好,尤其適於用作電子束硬化型黏接劑。例如,於使用低含水率之偏光元件之情形時,又,於使用透濕係數較低之材料作為透明保護薄膜之情形時,電子束硬化型黏接劑對該等顯示出良好之黏接性,其結果為,可獲得尺寸穩定性良好之偏光板。
於使用上述硬化性成分之情形時,可製作尺寸變化較小之偏光板,故而可容易地應對偏光板之大型化,就良率、取數之觀點而言,可抑制生產成本。又,本發明所獲得之偏光板之尺寸穩定性較好,故而可抑制由背光源之外部熱所引起之圖像顯示裝置的不均。
作為硬化性成分,可列舉:具有(甲基)丙烯醯基之化合物、具有乙烯基之化合物。該等硬化性成分可使用單官能或雙官能以上之任一者。該等硬化性成分可選擇一種、或組合二種以上進行使用,從而使由硬化性成分所形成之黏接劑層之Tg滿足60℃以上。作為該等硬化性成分,較好的是具有(甲基)丙烯醯基之化合物。作為具有(甲基)丙烯醯基之化合物,較好的是使用N-取代醯胺系單體。該等單體就黏接性而言較好。再者,(甲基)丙烯醯基係指,丙烯醯基及/或甲基丙烯醯基。本發明中,(甲基)與上述含義相同。
N-取代醯胺系單體係以通式(1):CH2
=(R1
)-CONR2
(R3
)(R1
表示氫原子或甲基,R2
表示氫原子或可具有羥基、巰基、胺基或者四級銨基之碳數為1~4之直鏈或者支鏈之烷基,R3
表示氫原子或碳數為1~4之直鏈或支鏈之烷基。其中,不包含R2
、R3
同時為氫原子之情形。或R2
、R3
鍵結而形成可包含氧原子之5員環或6員環)表示。作為上述通式(1)中之R2
或R3
之碳數為1~4之直鏈或支鏈之烷基,例如可列舉:甲基、乙基、異丙基、第三丁基等,作為具有羥基之烷基,可列舉:羥甲基、羥乙基等,作為具有胺基之烷基,可列舉:胺甲基、胺乙基等。又,於R2
、R3
鍵結而形成可包含氧原子之5員環或6員環之情形時,具備具有氮之雜環。作為該雜環,可列舉:嗎啉環、哌啶環、吡咯啶環、哌嗪環等。
作為上述N-取代醯胺系單體之具體例,例如可列舉:N-甲基(甲基)丙烯醯胺、N,N-二甲基(甲基)丙烯醯胺、N,N-二乙基(甲基)丙烯醯胺、N-異丙基丙烯醯胺、N-丁基(甲基)丙烯醯胺、N-己基(甲基)丙烯醯胺、N-羥甲基(甲基)丙烯醯胺、N-羥乙基(甲基)丙烯醯胺、N-羥甲基-N-丙烷(甲基)丙烯醯胺、胺基甲基(甲基)丙烯醯胺、胺基乙基(甲基)丙烯醯胺、巰基甲基(甲基)丙烯醯胺、巰基乙基(甲基)丙烯醯胺等。又,作為具有雜環之含雜環單體,例如可列舉:N-丙烯醯基嗎啉、N-丙烯醯基哌啶、N-甲基丙烯醯基哌啶、N-丙烯醯基吡咯啶等。該等N-取代醯胺系單體可單獨使用一種,或亦可組合二種以上使用。
作為上述N-取代醯胺系單體,較好的是N-羥乙基丙烯醯胺、N-羥甲基丙烯醯胺、N-異丙基丙烯醯胺、及N-丙烯醯基嗎啉。N-取代醯胺系單體對低含水率之偏光元件、及使用透濕係數較低之材料的透明保護薄膜亦顯示出良好之黏接性,尤其上述例示之單體更加顯示出良好之黏接性。其中,較好的是N-羥乙基丙烯醯胺。
上述N-取代醯胺系單體可單獨使用、或亦可組合二種以上使用,於組合二種以上之情形時,就耐久性、黏接性方面而言,較好的是N-羥乙基丙烯醯胺及N-丙烯醯基嗎啉之組合。又,為該組合之情形時,若N-羥乙基丙烯醯胺相對於N-羥乙基丙烯醯胺及N-丙烯醯基嗎啉之合計量的比例為40重量%以上,則可獲得良好之黏接性,故而較好。上述比例更好的是40~90重量%,進而好的是60~90重量%。
又,作為上述硬化性成分,除了上述以外,作為具有(甲基)丙烯醯基之化合物,例如可列舉:各種(甲基)丙烯酸環氧酯、(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、或各種(甲基)丙烯酸酯系單體等。該等中,較好的是使用(甲基)丙烯酸環氧酯,尤好的是使用具有芳香環及羥基之單官能的(甲基)丙烯酸酯。該等硬化性成分單獨無法形成Tg為60℃以上之黏接劑層時,可併用上述N-取代醯胺系單體。
本發明之偏光板係藉由使用上述黏接劑貼合上述透明保護薄膜與偏光元件而製造。黏接劑之塗佈可對透明保護薄膜、偏光元件之任一者進行塗佈,亦可對兩者進行塗佈。
於上述黏接劑並非電子束硬化型黏接劑之情形時,實施貼合後,實施乾燥步驟,從而形成包含塗佈乾燥層之黏接層。偏光元件與透明保護薄膜之貼合可藉由覆膜機等而進行。黏接層之厚度並無特別限制,通常為30~1000nm左右。
於使用活性能量線硬化型黏接劑之情形時,於貼合偏光元件與透明保護薄膜之後,照射電子束、紫外線等活性能量線,使黏接劑硬化。活性能量線之照射方向可自任意之恰當方向照射。較好的是自透明保護薄膜側照射。若自偏光元件側照射,則存在偏光元件由於活性能量線而劣化之虞。
活性能量線硬化型黏接劑可較好地作為電子束硬化型進行使用。電子束之照射條件若為可將上述黏接劑硬化之條件,則可採用任意恰當之條件。例如,電子束照射時之加速電壓較好的是5kV~300kV,進而好的是10kV~250kV。於加速電壓未滿5kV之情形時,存在電子束並未到達黏接劑而導致硬化不足之虞,若加速電壓超過300kV,則通過試料之浸透力過強,導致電子束彈回,從而存在對透明保護薄膜及偏光元件造成損壞之虞。作為照射劑量,較好的是5~100 kGy,進而好的是10~75 kGy。於照射劑量未滿5 kGy之情形時,黏接劑之硬化不足,若超過100 kGy,則對透明保護薄膜及偏光元件造成損壞,導致機械強度降低及出現黃化,從而無法獲得特定之光學特性。
使用活性能量線硬化型黏接劑時之偏光板的黏接劑層之
厚度為0.01~7μm。較好的是0.01~5μm。
本發明之偏光板,於實際使用之際,可用作與其他光學層積層之光學薄膜。該光學層並無特別限制,例如,可使用一層或二層以上之反射板或半透過板、相位差板(包含1/2或1/4等波長板)、視角補償薄膜等用於形成液晶顯示裝置等之光學層。尤好的是:於本發明之偏光板上進而積層反射板或半透過反射板而成之反射型偏光板或半透過型偏光板,於偏光板上進而積層相位差板而成之橢圓偏光板或圓偏光板,於偏光板上進而積層視角補償薄膜而成之廣視角偏光板,或於偏光板上進而積層增亮膜而成之偏光板。
反射型偏光板係於偏光板上設置有反射層者,係用以形成反射來自觀視側(顯示側)之入射光而進行顯示之類型的液晶顯示裝置等,具有可省略內置背光源等光源,易於實現液晶顯示裝置之薄型化等優點。反射型偏光板之形成,可根據需要以經由透明保護薄膜等而於偏光板之單面附設包含金屬等之反射層之方式等適當方式進行。
再者,半透過型偏光板可藉由設置於上述反射層上光出現反射且透過之半反射鏡等半透過型反射層而獲得。半透過型偏光板通常設置於液晶單元之背側,可形成下述類型的液晶顯示裝置等:於比較明亮之環境下使用液晶顯示裝置等之情形時,反射來自觀視側(顯示側)之入射光而顯示圖像;於比較暗之環境下,使用內置於半透過型偏光板之背面的背光源等內置光源而顯示圖像。
就於偏光板上進而積層相位差板而成之橢圓偏光板或圓
偏光板加以說明。於將直線偏光變更為橢圓偏光或圓偏光、或將橢圓偏光或圓偏光變更為直線偏光、或改變直線偏光之偏光方向之情形時,使用相位差板等。尤其,作為將直線偏光變更為圓偏光、或將圓偏光變更為直線偏光之相位差板,使用所謂之1/4波長板(亦稱作λ/4板)。1/2波長板(亦稱作λ/2板)通常用於改變直線偏光之偏光方向之情形。
橢圓偏光板可有效用於補償(防止)超扭轉向列(STN;Super Twisted Nematic)型液晶顯示裝置之液晶層的雙折射所產生之著色(藍或黃),從而顯示無上述著色之黑白之情形等中。進而,控制三維折射率亦可補償(防止)自傾斜方向觀看液晶顯示裝置之畫面之際所產生之著色,故而較佳。圓偏光板可有效用於例如調整彩色顯示圖像之反射型液晶顯示裝置之圖像的色調之情形等中,又,亦具有抗反射功能。作為上述相位差板之具體例,可列舉:將包含如聚碳酸酯、聚乙烯醇、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯或其他聚烯烴、聚芳酯、聚醯胺之適當聚合物之薄膜進行延伸處理而成之雙折射性薄膜或液晶聚合物之配向薄膜,以薄膜支持液晶聚合物之配向層而成者等。相位差板可為例如以補償各種波長板或液晶層之雙折射所引起之著色或視角等為目的之相位差板等、具有相應於使用目的之適當相位差者,亦可為積層二種以上之相位差板而控制相位差等光學特性者等。
又,上述橢圓偏光板或反射型橢圓偏光板係適當組合、
且積層偏光板或反射型偏光板與相位差板而成者。該橢圓偏光板等可以組合(反射型)偏光板與相位差板之方式,將該等於液晶顯示裝置之製造過程中依次分別積層而形成,而若如上述所述預先製造橢圓偏光板等光學薄膜,則具有品質之穩定性及積層作業性等優良、可提高液晶顯示裝置等之製造效率之優點。
視角補償薄膜係用擴大視角以使於並不自垂直於畫面之方向而自稍稍傾斜之方向觀看液晶顯示裝置之畫面時亦可比較鮮明地看到圖像之薄膜。作為上述視角補償相位差板,例如包含;相位差薄膜、液晶聚合物等之配向薄膜或於透明基材上支持有液晶聚合物等之配向層者等。通常之相位差板使用於其面方向實施單軸延伸之具有雙折射之聚合物薄膜,與此相對,用作視角補償薄膜之相位差板係使用於面方向實施雙軸延伸之具有雙折射之聚合物薄膜,或如於面方向實施單軸延伸、亦於厚度方向實施延伸之厚度方向之折射率得以控制的具有雙折射之聚合物或傾斜配向薄膜之二方向延伸薄膜等。作為傾斜配向薄膜,例如可列舉:於聚合物薄膜上黏接熱收縮薄膜,於加熱所引起之其收縮力之作用下,將聚合物薄膜延伸處理或/及收縮處理者,或將液晶聚合物傾斜配向者等。相位差板之素材原料聚合物可使用與上述相位差板中所說明之聚合物相同者,可使用以防止基於液晶單元之相位差的觀視角度變化所引起之著色等或擴大觀視優良之視角等為目的之適當者。
又,就實現觀視優良之廣視角之方面等而言,較好的是
使用以三醋酸纖維素薄膜支持包含液晶聚合物之配向層、尤其圓盤液晶聚合物之傾斜配向層的光學異向性層之光學補償相位差板。
貼合偏光板與增亮膜之偏光板通常設置於液晶單元之背側而使用。增亮膜顯示出下述特性:若自液晶顯示裝置等之背光源或藉由背側之反射等而入射自然光之情形時,反射特定偏光軸之直線偏光或特定方向之圓偏光,並使其他光透過,故而將增亮膜與偏光板積層而成之偏光板可使來自背光源等光源之光入射而獲得特定偏光狀態之透過光,並且上述特定偏光狀態以外之光無法透過而被反射。於該增亮膜面所反射之光進而經由設置於其後側之反射層等而返回,再次入射至增亮膜,其一部分或全部作為特定偏光狀態之光而透過,從而增加透過增亮膜之光的量,並且供給偏光元件難以吸收之偏光,從而增加可用於顯示液晶顯示圖像等之光量,藉此可提高亮度。
作為上述增亮膜,例如可使用:如介電體之多層薄膜或折射率異向性不同之薄膜的多層積層體般,顯示透過特定偏光軸之直線偏光而反射其他光之特性者;如膽固醇液晶聚合物之配向薄膜或於薄膜基材上支持膽固醇液晶聚合物之配向液晶層而成者般,顯示反射左旋或右旋之任一者之圓偏光,透過其他光之特性者等適當者。
又,偏光板亦可如上述偏光分離型偏光板般,由積層偏光板與二層或三層以上之光學層者構成。因此,亦可為組合上述反射型偏光板或半透過型偏光板與相位差板之反射
型橢圓偏光板,或半透過型橢圓偏光板等。
於偏光板上積層上述光學層之光學薄膜亦可以於液晶顯示裝置等之製造過程中依次分別積層之方式而形成,而若預先積層而製成光學薄膜,則具有品質穩定性及組裝作業等優良,可提高液晶顯示裝置等之製造步驟之優點。積層可使用黏著層等恰當之黏接步驟。於黏接上述偏光板或其他光學薄膜之際,該等之光軸可根據目標相位差特性等而設置為恰當之配置角度。
於上述偏光板、或至少積層有一層偏光板之光學薄膜上亦可設置用以與液晶單元等其他部件黏接之黏著層。形成黏著層之黏著劑並無特別限制,例如可適當選擇使用:將丙烯酸系聚物、聚矽氧系聚合物、聚酯、聚胺基甲酸酯、聚醯胺、聚醚、氟系或橡膠系等聚合物作為基質聚合物者。尤其較好的是使用如丙烯酸系黏著劑之光學透明性優良,顯示出適度濕潤性、凝聚性及黏接性之黏著特性,且耐候性及耐熱性等優良者。
又,除上述以外,就防止由吸濕所引起之發泡現象或剝落現象,防止由熱膨脹差等所引起之光學特性之降低或液晶單元之翹曲而言,進而就高品質、且耐久性優良之液晶顯示裝置之形成性等方面而言,較好的是吸濕率較低、耐熱性優良之黏著層。
黏著層亦可含有例如天然物或合成物之樹脂類,尤其賦予黏著性之樹脂或玻璃纖維、玻璃珠、金屬粉、包含其他無機粉末等之填充劑或顏料、著色劑、抗氧化劑等可對黏
著層添加之添加劑。又,亦可為含有微粒子而顯示出光擴散性之黏著層等。
可以恰當方式向偏光板或光學薄膜之單面或兩面附設黏著層。作為其例,例如可列舉:調製於包含甲苯或醋酸乙酯等適當溶劑之單獨物或混合物之溶劑中,使基質聚合物或其組成物溶解或分散之10~40重量%左右之黏著劑溶液,以流延方式或塗佈方式等適當之展開方式將該黏著劑溶液直接附設於偏光板上或光學薄膜上之方式;或依照上述,於分離件上形成黏著層,將其轉移至偏光板上或光學薄膜上之方式等。
黏著層亦可作為不同組成或種類等之重疊層而設置於偏光板或光學薄膜之單面或兩面。又,於設置於兩面之情形時,於偏光板或光學薄膜之表背亦可為不同組成、或種類或厚度等之黏著層。黏著層之厚度可根據使用目的或黏接力等而適當決定,一般為1~500μm,較好的是5~200μm,尤好的是10~100μm。
對於黏著層之露出面,為了防止其於直至供給於實用為止之期間受污染等,而暫時設置分離件將其覆蓋。藉此,於通常之操作狀態下可防止接觸黏著層。作為分離件可使用下述者,排出上述厚度條件,例如,可根據需要以聚矽氧系或長鏈烷基系、氟系或硫化鉬等恰當之脫模劑對塑料薄膜、橡膠板、紙張、布、不織布、網狀物、發泡板或金屬箔、該等之層壓體等恰當之薄片材料實施塗層處理者等,先前適用之分離件。
再者,本發明中,亦可例如藉由以水楊酸酯系化合物或苯并苯酚系化合物、苯并三唑系化合物或氰基丙烯酸酯系化合物、鎳錯鹽系化合物等紫外線吸收劑實施處理之方式等方式,使形成上述偏光板之偏光元件、透明保護薄膜及光學薄膜等、又黏著層等各層具有紫外線吸收功能等。
本發明之偏光板或光學薄膜可較好地用於液晶顯示裝置等各種裝置之形成等中。液晶顯示裝置之形成可按照先前之方式進行。即,液晶顯示裝置一般藉由下述方式等而形成:適當組裝液晶單元與偏光板或光學薄膜、及根據需要之照明系統等構成零件,且組裝入驅動電路,而本發明除了使用本發明之偏光板或光學薄膜以外,並無特別限制,可按照先前之方式進行。液晶單元亦可使用例如TN型或STN型、π型等任意之類型。
可形成於液晶單元之單側或兩側配置有偏光板或光學薄膜之液晶顯示裝置,或於照明系統中使用有背光源或反射板者等恰當之液晶顯示裝置。該情形時,可將本發明之偏光板或光學薄膜設置於液晶單元之單側或兩側。於兩側設置偏光板或光學薄膜之情形時,該等可相同,亦可不同。進而,形成液晶顯示裝置之際,例如可將擴散板、防眩層、抗反射膜、保護板、稜鏡陣列、透鏡陣列板、光擴散板、背光源等適當之零件於適當位置配置一層或二層以上。
其次,就有機電致發光裝置(有機EL顯示裝置)加以說明。一般而言,有機EL顯示裝置係於透明基板上依次積層
透明電極、有機發光層及金屬電極,從而形成發光體(有機電致發光發光體)。此處,有機發光層係各種有機薄膜之積層體,例如眾所周知有:包含三苯基胺衍生物等之電洞注入層、與包含蒽等螢光性有機固體之發光層的積層體,或上述發光層與包含苝衍生物等之電子注入層之積層體,又或該等之電洞注入層、發光層、及電子注入層之積層體等具有各種組合之構成。
於包含下述有機電致發光發光體的有機EL顯示裝置中,可於透明電極之表面側設置偏光板,並且於該等透明電極與偏光板之間設置相位差板,該有機電致發光發光體係於藉由施加電壓而發光之有機發光層的表面側具備透明電極,並且於有機發光層之背面側具備金屬電極而成。
相位差板及偏光板具有使自外部入射、且於金屬電極反射之光產生偏光之作用,故而藉由該偏光作用而具有自外部無法觀視金屬電極之鏡面的效果。尤其若由1/4波長板構成相位差板,且將偏光板與相位差板之偏光方向所成之角調整為π/4,則可完全遮蔽金屬電極之鏡面。
以下列舉實施例及比較例,具體說明本發明。
使用厚度75μm之聚乙烯醇薄膜(平均聚合度2400,皂化度99.9莫耳%)作為原始薄膜。以下述順序對該聚乙烯醇薄膜實施下述各步驟。
使用純水作為膨潤浴之處理液。將上述聚乙烯醇薄膜搬送至膨潤浴中,於調整為30℃之純水中浸漬1分鐘,使其膨潤。
使用碘:碘化鉀(重量比=1:7)之濃度3.2重量%之碘染色溶液作為染色浴之處理液。將上述經膨潤處理之聚乙烯醇薄膜搬送至染色浴中,一邊於調整為30℃之上述碘染色溶液中浸漬30秒鐘,一邊實施單軸延伸至相對於原長度之延伸倍率為3.4倍,並實施染色。
使用含有3重量%之硼酸、含有3重量%之碘化鉀的硼酸水溶液作為交聯浴之處理液。將上述經處理之聚乙烯醇薄膜搬送至交聯浴中,一邊於調整為30℃之上述硼酸水溶液中浸漬10秒鐘,一邊實施單軸延伸至相對於原長度之總延伸倍率為3.6倍。
使用含有4重量%之硼酸、含有5重量%之碘化鉀之硼酸水溶液作為延伸浴之處理液。將上述經處理之聚乙烯醇薄膜搬送至延伸浴中,一邊於調整為60℃之硼酸水溶液中浸漬60秒鐘,一邊實施單軸延伸至相對於原長度之總延伸倍率為6倍
使用含有3重量%之碘化鉀、含有7重量%之乙醇的水溶液作為清洗浴(第一清洗浴)之處理液。將上述經處理之聚
乙烯醇薄膜搬送至清洗浴中,於調整為30℃之該水溶液中浸漬10秒鐘。
其次,將上述經處理之聚乙烯醇系薄膜於60℃之烘箱中乾燥4分鐘,獲得偏光元件。
除了將實施例1中用於第一清洗浴之處理液的水溶液之碘化鉀濃度及醇之種類、濃度變更為表1所示以外,以與實施例1相同之條件製作偏光元件。
使用含有3重量%之碘化鉀之水溶液作為第一清洗浴之處理液。將上述經處理之聚乙烯醇薄膜搬送至第一清洗浴中,於調整為30℃之該水溶液中浸漬10秒鐘。使用含有7重量%之乙醇之水溶液作為第二清洗浴之處理液。其次,搬送至第二清洗浴中,於調整為30℃之該水溶液中浸漬10秒鐘。
除了將實施例1中之清洗步驟如上述所示進行變更以外,以與實施例1相同之條件製作偏光元件。
除了將比較例4中之第二清洗浴的處理液之乙醇濃度變更為99.5重量%、將浸漬時間變更為5分鐘以外,以與比較例4相同之條件製作偏光元件。
除了於比較例4中使用碘:碘化鉀(重量比=1:7)之濃度3.8重量%之碘染色溶液作為染色步驟中之染色浴的處理液,將第二清洗浴之處理液的乙醇濃度變更為99.5重量%,將浸漬時間變更為5分鐘以外,以與比較例4相同之條件製作偏光元件。
藉由以下方法測定所獲得之偏光元件的光學特性。
以附帶積分球之分光光度計(日本分光股份公司製之V7100)測定偏光元件之光學特性。對於各直線偏光之透過率,係將通過格蘭-泰勒稜鏡偏光元件而獲得之完全偏光作為100%而測定。以波長550nm測定單體透過率、平行透過率(H0
)及正交透過率(H90
),根據該值,藉由下述式而求得偏光度。再者,該等之透過率係藉由JISZ 8701之2度視野(C光源),進行能見度校正而獲得之Y值。偏光度(%={(H0
-H90
)/(H0
+90
)}1/2
×100
又,以波長450nm、波長550nm、波長660nm測定正交透過率。將該等於表1中表示為Tc450、Tc550、Tc660。
[表1]
表1中,乙醇/異丙醇之混合比例為90:10(重量比)。
可知:全部實施例均滿足單體透過率44.0%以上,偏光度99.8%以上,且波長450nm、波長550nm、波長660nm之正交透過率全部滿足0.20%以下,於寬頻帶中可獲得高透過率、高偏光度之偏光元件。尤其,實施例1、2、3、4、8滿足單體透過率44.0%以上、偏光度99.9%以上,且波長450nm、波長550nm、波長660nm之正交透過率全部滿足0.10%以下,作為於寬頻帶中具有高透過率、高偏光度之偏光元件而優良。
除了將實施例1中用於第一清洗浴之處理液的水溶液之碘化鉀濃度及乙醇濃度變更為表1所示以外,以與實施例1相同之條件製作偏光元件。
以與上述相同之方式,測定所獲得之偏光元件的光學特性。結果示於表1中。
使用實施例16~18、比較例7中所獲得之偏光元件,藉由下述方法而製作偏光板。
使用厚度30μm之內酯化聚甲基丙烯酸甲酯薄膜作為透明保護薄膜。
使用40重量份之N-丙烯醯基嗎啉與60重量份之羥乙基丙烯醯胺的混合物作為黏接劑。
使用微型凹板塗佈機(凹板輥(gravure roll):#300),以厚度為5μm之方式於上述透明保護薄膜之單側塗佈上述黏
接劑,從而製成附有黏接劑之透明保護薄膜。其次,自上述偏光元件之兩面,以輥機貼合上述附有黏接劑之透明保護薄膜。自所貼合之透明保護薄膜側(兩側)照射電子束,獲得於偏光元件之兩側具有透明保護薄膜之偏光板。線速為15m/min、加速電壓為200kV、照射劑量為20 kGy。
以下述方式對所獲得之偏光板評價耐龜裂性。結果示於表2中。
將所獲得之偏光板切割為長50mm、寬150mm,將於-40℃下冷卻1小時、於85℃下加熱1小時作為1個循環,反覆150個循環。測定150個循環結束後所出現之龜裂的面積(μm2
)。
Claims (2)
- 一種偏光元件之製造方法,其係對聚乙烯醇系薄膜至少實施染色步驟、交聯步驟及延伸步驟後,實施清洗步驟者;其特徵在於:清洗步驟係藉由含有1~50重量%之醇及0.5~10重量%之碘化物的水溶液而進行。
- 如請求項1之偏光元件之製造方法,其中醇係碳數為1~4之醇中任意之至少一種。
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