專(zhuān)利名稱(chēng)：偏振片的制造方法及液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示裝置(以下，有時(shí)簡(jiǎn)稱(chēng)LCD)中使用的偏振片的制造方法及具有偏振片的液晶顯示裝置。更詳細(xì)地說(shuō)，涉及具有高透射率和高偏光率的偏振片的制造方法及液晶顯示裝置。
背景技術(shù)：
LCD在個(gè)人計(jì)算機(jī)等中使用，近年來(lái)有急劇增加的趨勢(shì)。LCD的用途越來(lái)越廣，近年來(lái)監(jiān)視器中也使用LCD。
在用具有二色性的碘或染料對(duì)PVA薄膜染色后，再用硼酸或硼砂等交聯(lián)后制作出偏振片。再有，在染色工序和交聯(lián)工序進(jìn)行單軸延伸，但是該延伸可以在工序中進(jìn)行，也可以在該工序的前后進(jìn)行。在染色工序和交聯(lián)工序之后，通常，使用干燥機(jī)等進(jìn)行干燥，并使用粘接劑與三乙酰纖維素(TAC)薄膜等保護(hù)層粘貼，這樣制作出偏振片。
液晶顯示裝置中使用的偏振片對(duì)透射率和偏光度(率)都要求提高。即，LCD等顯示裝置使用的偏振片若透射率低雖然偏光度變高，但透射光量減少，顯示變暗。相反，若透射率高則偏光度降低，對(duì)比度差，所以，要求偏振片具有高透射率和高偏光度。
但是，雖然在提高偏振片的透射率和偏光度(率)方面下了很大的功夫，但這不是一件容易的事情。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述問(wèn)題而提出的，其目的在于提供一種兼顧高透射率和高偏光率的偏振片的制造方法及液晶顯示裝置。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的偏振片的制造方法對(duì)聚乙烯醇(PVA)薄膜用具有2色性特性的碘或染料進(jìn)行染色，用交聯(lián)劑進(jìn)行交聯(lián)，并在上述任何一個(gè)工序中使用滾軋進(jìn)行延伸來(lái)制造偏振片，其特征在于在包含具有2色性特性的碘或染料的染色浴中對(duì)上述薄膜進(jìn)行染色，然后，在包含交聯(lián)劑的浴中進(jìn)行交聯(lián)，這時(shí)，從PVA成膜原膜(原反)到染色處理后的延伸倍率在1.01～4.5倍的范圍內(nèi)(交聯(lián)劑放入染色浴的動(dòng)作也包含在染色中)，在包含其后的交聯(lián)劑的交聯(lián)處理浴之后的至少一次浴中，使其包含4～20重量％的碘化物并進(jìn)行浸漬處理，同時(shí)，使交聯(lián)處理浴之后的延伸倍率在3倍以下，而且，從PVA成膜原膜到最終制品的總延伸倍率在4.5～8倍的范圍內(nèi)。
在前述中，所謂‘交聯(lián)處理浴之后’當(dāng)然包含交聯(lián)處理浴，除此之外，還包含其它浴和浴以外的延伸(例如偏振鏡干燥中的延伸)。此外，所謂滾軋延伸除軋輥間的延伸外，還包含沿軋輥的延伸。
在上述方法中，碘化物最好是從碘化鉀、碘化氫、碘化鋰、碘化鈉和碘化鋅中選出的至少一種化合物。
此外，在上述方法中，染色浴溫度最好在20～45℃的范圍內(nèi)。
此外，在上述方法中，交聯(lián)浴的溫度最好在50～70℃的范圍內(nèi)。
此外，在上述方法中，交聯(lián)劑最好是硼酸或硼砂。
在本發(fā)明中，也可以將反射板或半透過(guò)反射板層疊在由上述方法制造的偏振片上，形成反射型偏振片或半透過(guò)反射板型偏振片。
此外，也可以將相位差板或λ板層疊在由上述方法制造的偏振片上，形成橢圓偏振片或圓偏振片。
此外，也可以將視角補(bǔ)償薄膜層疊在由上述方法制造的偏振片上，形成偏振片。
此外，也可以通過(guò)接合劑或粘接劑將輝度提升薄膜層疊在由上述方法制造的偏振片上，形成偏振片。
其次，本發(fā)明的液晶顯示裝置的特征在于在液晶單元的至少一側(cè)具有由上述方法制造的偏振片。
具體實(shí)施例方式
在本發(fā)明的偏振片的制造工序中，通過(guò)對(duì)作為偏振片的原材料的PVA薄膜進(jìn)行膨潤(rùn)、染色、延伸、交聯(lián)、干燥等工序得到具有偏振功能的偏振鏡，然后，使用接合劑或粘接劑將TAC或聚對(duì)苯二甲酸乙二醇(PTE)等薄膜作為保護(hù)層粘貼在該偏振鏡上，得到偏振片。
在偏振鏡的制造工序中，膨潤(rùn)、染色、延伸、交聯(lián)這4個(gè)工序，對(duì)工序的順序沒(méi)有特別規(guī)定，此外，完全可以使4個(gè)工序分別或組合進(jìn)行。即，‘延伸工序’通常與‘染色工序’和‘交聯(lián)工序’同時(shí)進(jìn)行的情況較多，也可以在另外的工序中進(jìn)行。此外，染色工序和交聯(lián)工序也可以同時(shí)進(jìn)行。偏振片在上述3個(gè)工序之后進(jìn)行干燥，再將作為保護(hù)層的用三乙酰纖維素(TAC)薄膜或聚乙烯系樹(shù)脂或聚對(duì)苯二甲酸乙二醇(PET)薄膜等薄膜、聚苯乙烯系樹(shù)脂或聚碳酸酯系樹(shù)脂、聚降冰片烯系樹(shù)脂和丙烯基系樹(shù)脂的薄膜形成的透明薄膜粘貼在其一面或兩面，從而制造出偏振片。
本發(fā)明使用含有具有2色性特性的碘的染色浴進(jìn)行染色后的延伸倍率(以下稱(chēng)‘前延伸倍率’)在1.01～4.5倍的范圍內(nèi)?！把由臁羞€包含在染色浴之前進(jìn)行洗凈或膨潤(rùn)、調(diào)濕、壓延等處理時(shí)的延伸。其后的交聯(lián)處理浴之后的延伸倍率(‘以下稱(chēng)‘后延伸倍率’)在3倍以下，上述前延伸倍率和后延伸倍率之和的總延伸倍率在4.5倍以上8倍以下的范圍內(nèi)。
這里，設(shè)前延伸倍率在1.01～4.5倍范圍內(nèi)的理由是因?yàn)椴粫?huì)發(fā)生因染色處理而引起的薄膜的松弛和延伸的不勻少。在不到1.01倍時(shí)，薄膜松弛，染色時(shí)該部分將會(huì)形成染色不勻，若大于4.5倍，則難以得到高透射率和高偏光度的偏振片。前延伸倍率最好在1.5～4.5倍的范圍內(nèi)，為了穩(wěn)定地得到高透射率、高偏光度的偏振片，最理想的是在2.0倍以上4.0倍以下。
此外，使后延伸倍率在3倍以下的理由是因?yàn)镻VA的碘的取向好、延伸時(shí)薄膜難以斷裂，若超過(guò)3倍，則延伸中薄膜容易產(chǎn)生斷裂。
這樣得到的偏振片具有高透射率和高偏光度兩種特性。再有，當(dāng)將交聯(lián)劑放入染色液中時(shí)，作為染色浴處理而不作為交聯(lián)浴處理。即，包含在‘前延伸’中。
這里所說(shuō)的交聯(lián)處理以后的延伸倍率(‘后延伸倍率’)不僅僅是交聯(lián)浴中的延伸倍率，例如，當(dāng)在交聯(lián)浴之后設(shè)置水洗浴時(shí)，還包含該水洗浴中的延伸倍率，進(jìn)而，當(dāng)存在偏振鏡的干燥處理時(shí)，還包含該干燥處理中的延伸倍率。即，規(guī)定為制作出交聯(lián)浴以后的偏振鏡之前的延伸倍率。
此外，總延伸倍率是從PVA成膜時(shí)的原膜到制作出偏振鏡的總延伸倍率。若總延伸倍率超過(guò)8倍，因延伸中容易發(fā)生PVA薄膜的斷裂，故從質(zhì)量來(lái)看不太好。另一方面，在總延伸倍率不到4.5倍時(shí)，延伸不充分，難以得到高透射率、高偏光度的偏振片。理想的是，使總延伸倍率在5倍以上7倍以下。
在本發(fā)明的制造方法中，在包含染色后的交聯(lián)劑的交聯(lián)處理浴之后的至少一次浴中，使其包含4～20重量％(最好是包含5～15重量％，最理想的是包含5～10重量％)的碘化物來(lái)進(jìn)行浸漬處理。在將聚乙烯醇(PVA)薄膜染色后，通過(guò)在包含交聯(lián)劑的交聯(lián)處理浴之后的至少一次浴中使其包含4～20重量％的碘化物來(lái)進(jìn)行浸漬處理，可以得到光學(xué)特性好、即高透射率、高偏光度的偏振片。但是，若在交聯(lián)處理浴之前的浴中使其包含4～20重量％的碘化物來(lái)進(jìn)行浸漬處理，便得不到光學(xué)特性好的偏振片，所以，在交聯(lián)處理后設(shè)置碘化物處理浴這一點(diǎn)很重要。
因此，交聯(lián)處理之后的延伸可以使用各種各樣的方法，例如，在交聯(lián)浴中延伸的方法，在交聯(lián)處理浴中延伸后進(jìn)而在干燥處理中延伸的方法，在交聯(lián)浴之后設(shè)置浸漬處理浴、進(jìn)而在浸漬處理中或在其后的干燥處理中進(jìn)行延伸的方法等。為了得到高透射率、高偏光度的偏振片，最好采用將在交聯(lián)處理浴之后的浴中已浸漬處理了的延伸薄膜進(jìn)一步延伸等多次延伸的方法。
作為上述碘化物，可以舉出碘化鋰、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。其中，最好是從碘化鉀、碘化氫、碘化鋰、碘化鈉和碘化鋅中選出至少一種化合物。特別是，最好使用碘化鉀。這些碘化物可以單獨(dú)或組合使用。
在本發(fā)明的制造方法中，染色浴最好是具有二色性特性的碘或染料的濃度在0.02Wt％以上的浴。通常使用0.02～1.0Wt％的浴。染色浴的溫度沒(méi)有特別限定，但為了防止發(fā)生染色不勻，最好在20～45℃的范圍內(nèi)。當(dāng)染色浴的溫度不到20℃時(shí)，容易使PVA的膨潤(rùn)不充分，從而在面內(nèi)發(fā)生膨潤(rùn)不勻，容易形成染色不勻，另一方面，若超過(guò)45℃，則PVA的膨潤(rùn)過(guò)頭，從而在面內(nèi)發(fā)生膨潤(rùn)不勻，或因PVA部分溶解，所以，容易形成染色不勻。
交聯(lián)浴通常使用濃度為0.1～15Wt％的硼酸或硼砂等交聯(lián)劑的浴。交聯(lián)浴的溫度沒(méi)有特別限定，但最好在50～70℃的范圍內(nèi)。這是因?yàn)槿羰窃摲秶鷥?nèi)的溫度，則可以充分地進(jìn)行交聯(lián)，同時(shí)，也難以產(chǎn)生因延伸引起的PVA薄膜的斷裂。
作為設(shè)在偏振鏡(偏振膜)的一面或兩面的成為透明保護(hù)層的保護(hù)膜的材料，可以使用適當(dāng)?shù)耐该鞅∧?。作為該聚合物的例子，一般可以使用象三乙酰纖維素那樣的乙酸鹽系樹(shù)脂，但并不限于此。
從偏振特性和耐久性等方面來(lái)看，可以是特別適用的透明保護(hù)膜是對(duì)表面用堿等進(jìn)行了皂化處理過(guò)的三乙酰纖維素薄膜。再有，當(dāng)在偏振膜的兩側(cè)設(shè)置透明保護(hù)膜時(shí)，也可以使用由表里不同的聚合物等形成的透明保護(hù)膜。
保護(hù)層中使用的透明保護(hù)膜，只要不妨礙本發(fā)明的目的，也可以是已進(jìn)行硬膜處理、防反射處理以及以防粘附和擴(kuò)散乃至防眩光等為目的處理的透明保護(hù)膜。硬膜處理是為了防止偏振片表面劃傷而進(jìn)行的，例如，可以利用將硅系等適當(dāng)?shù)淖贤饩€(xiàn)硬化型樹(shù)脂的硬度和光滑特性等都很好的硬化膜附加在透明保護(hù)膜的表面的方式等形成。
另一方面，防反射處理是為了防止外界光在偏振片表面反射而進(jìn)行的，可以通過(guò)形成以往使用的防反射膜等來(lái)實(shí)現(xiàn)。此外，防粘附處理是為了防止與相鄰層的粘接，防眩光處理是為了防止外界光在偏振片的表面反射從而影響對(duì)透過(guò)偏振片的光的辨認(rèn)等而進(jìn)行的處理，例如，可以利用例如噴砂方式或軋紋加工方式等表面粗化方式或混合透明微粒子的方式等適當(dāng)?shù)姆绞?，在透明保護(hù)膜的表面形成微細(xì)的凹凸結(jié)構(gòu)，由此形成偏振片。
上述透明微粒子中例如可以舉出平均粒徑為0.5～20μm的二氧化硅和氧化鋁、二氧化鈦和氧化鋯、氧化錫和氧化銦、氧化鎘和氧化銻等，可以使用具有導(dǎo)電性的無(wú)機(jī)微粒子，也可以使用由交聯(lián)或未交聯(lián)的聚合物粒狀物等形成的有機(jī)系微粒子等。透明微粒子的使用量一般每100重量單位的透明樹(shù)脂為2～70重量單位，最好是5～50重量單位。
混合透明粒子的防眩光層可以作為透明保護(hù)層本身或作為對(duì)透明保護(hù)層表面的涂層設(shè)置。防眩光層也可以兼作用來(lái)擴(kuò)散透過(guò)偏振片的光從而擴(kuò)大視角的擴(kuò)散層(視角補(bǔ)償功能等)。再有，上述防反射層和防粘附層、擴(kuò)散層和防眩光層等作為由設(shè)置了這些層的薄片等形成的光學(xué)層，也可以作為獨(dú)立于透明保護(hù)層而設(shè)置的層。
在本發(fā)明中，對(duì)偏振鏡(偏振膜)和作為保護(hù)層的透明保護(hù)膜的粘接處理沒(méi)有特別的限制。但可以通過(guò)例如由乙烯醇系聚合物形成的粘接劑、或至少由硼酸和硼砂、戊二醛和密胺、溴酸等乙烯醇系聚合物的水溶性交聯(lián)劑形成的粘接劑等進(jìn)行。特別是，從與聚乙烯醇系薄膜的粘接性最好這一點(diǎn)來(lái)看，最好使用乙烯醇系粘接劑劑。該粘接層可以作為水溶液的涂敷干燥層等形成，但在調(diào)制該水溶液時(shí)，必要時(shí)，也可以混合其它添加劑或酸等催化劑。
本發(fā)明的偏振片在實(shí)際應(yīng)用時(shí)可以作為與其它光學(xué)層層疊后形成的光學(xué)部件使用。對(duì)該光學(xué)層沒(méi)有特別限制，例如，可以使用反射板或半透光反射板、相位差板(包含1/2波長(zhǎng)板、1/4波長(zhǎng)板等λ板)、視角補(bǔ)償薄膜或輝度提升薄膜等1層或2層以上的光學(xué)層，該光學(xué)層適用于液晶顯示裝置等的形成。特別地，最好進(jìn)而將反射板或半透光反射板層疊在由上述本發(fā)明的偏振鏡和保護(hù)層形成的偏振片上而形成反射型偏振片或半透光反射型偏振片，進(jìn)而將相位差板層疊在由上述本發(fā)明的偏振鏡和保護(hù)層形成的偏振片上形成橢圓或圓偏振片，進(jìn)而將視角補(bǔ)償薄膜層疊在由上述本發(fā)明的偏振鏡和保護(hù)層形成的偏振片上形成偏振片，或者進(jìn)而將輝度提升薄膜層疊在由上述本發(fā)明的偏振鏡和保護(hù)層形成的偏振片上形成偏振片。
說(shuō)明上述反射板，反射板是將其設(shè)在偏振片上用來(lái)形成反射型偏振片的部件，反射型偏振片通常設(shè)在液晶單元的里側(cè)，可以形成使從觀(guān)看側(cè)(顯示側(cè))來(lái)的入射光反射后進(jìn)行顯示這一類(lèi)型的液晶顯示裝置等，具有可以省略?xún)?nèi)裝的背景光等光源、容易實(shí)現(xiàn)液晶顯示裝置的薄型化等優(yōu)點(diǎn)。
反射型偏振片的形成，必要時(shí)可以通過(guò)經(jīng)上述透明保護(hù)膜等在偏振片的一個(gè)面上附設(shè)由金屬等形成的反射層的方式等適當(dāng)?shù)姆绞竭M(jìn)行。附帶說(shuō)一點(diǎn)，作為具體例子，必要時(shí)可以舉出在毛面處理過(guò)的透明保護(hù)膜的一個(gè)面上附設(shè)由鋁等反射性金屬形成的箔或蒸鍍膜來(lái)形成反射層的例子。
此外，還可以舉出在表面含有微粒子并呈表面微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的上述透明保護(hù)膜之上具有反映該微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的反射層的反射型偏振片等的例子。具有表面微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的反射層具有可以防止因亂反射而使入射光擴(kuò)散從而使指向性變差和耀眼的外表和抑制明暗不勻等優(yōu)點(diǎn)。反映透明保護(hù)膜的表面微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)反射層的形成，例如可以通過(guò)真空蒸鍍方式、離子電鍍方式、濺射方式等蒸鍍方式或電鍍方式等適當(dāng)?shù)姆绞?，利用將金屬直接附設(shè)在透明保護(hù)膜的表面等方法來(lái)進(jìn)行。
此外，反射板也可以不采用直接附設(shè)在上述偏振片的透明保護(hù)膜上的方式，而作為在以該透明保護(hù)膜為標(biāo)準(zhǔn)的適當(dāng)?shù)谋∧ど显O(shè)置反射層而形成的反射片等使用。因反射板的反射層通常由金屬形成，故從防止因氧化而使反射率降低從而長(zhǎng)期保持初始反射率這一點(diǎn)和從避免另外附設(shè)保護(hù)層這一點(diǎn)來(lái)說(shuō)，最好采用將該反射面用薄膜或偏振片等覆蓋的使用形態(tài)。
再有，半透光型偏振片可以通過(guò)在上述情況下將反射層作為既使光反射又使光透過(guò)的半反射鏡等的半透光型的反射層來(lái)得到。半透光型偏振片通常設(shè)在液晶單元的里側(cè)，可以形成下述類(lèi)型的液晶顯示裝置等，當(dāng)液晶顯示裝置等在比較明亮的環(huán)境下使用時(shí)，可以使從觀(guān)看側(cè)(顯示側(cè))來(lái)的入射光反射后進(jìn)行圖像顯示，在比較暗的環(huán)境下，使用內(nèi)裝在半透光型偏振片的后側(cè)的背景光等內(nèi)裝光源來(lái)顯示圖像。即，半透光型偏振片在明亮環(huán)境下，可以節(jié)省背景光等光源使用的能量，而且，對(duì)于在比較暗的環(huán)境下還可以使用內(nèi)裝光源的這一類(lèi)型的液晶顯示裝置等的形成是很有用的。
其次，說(shuō)明前述的在由本發(fā)明的偏振鏡和保護(hù)層形成的偏振片上進(jìn)而層疊相位差板而得到的橢圓或圓偏振片。
當(dāng)將線(xiàn)偏振光變成橢圓或圓偏振光，將橢圓或圓偏振光變成線(xiàn)偏振光，或改變線(xiàn)偏振光的偏振方向時(shí)，使用相位差板等，特別，作為使線(xiàn)偏振光變成橢圓或圓偏振光、使橢圓或圓偏振光變成線(xiàn)偏振光的相位差板，使用所謂1/4波長(zhǎng)板(也稱(chēng)作λ/4板)。1/2波長(zhǎng)板(也稱(chēng)作λ/2板)通常在改變線(xiàn)偏振光的偏振方向的情況下使用。
橢圓偏振片對(duì)由STN型液晶顯示裝置的液晶層的復(fù)折射產(chǎn)生的著色(藍(lán)或黃)進(jìn)行補(bǔ)償，可以有效地用于進(jìn)行不帶上述著色的黑白顯示的情況。進(jìn)而，控制3維折射率優(yōu)選地也能夠補(bǔ)償(防止)從斜方向看液晶顯示裝置畫(huà)面時(shí)產(chǎn)生的著色。圓偏振片例如可以有效地用于顯示彩色圖像時(shí)調(diào)整反射型液晶顯示裝置的圖像的色調(diào)等情況，此外，還具有防止反射的功能。
附帶說(shuō)一下，作為上述相位差板的具體例子，可以舉出對(duì)由像聚碳酸酯和聚乙烯醇、聚苯乙烯和聚甲烯酸甲酯、聚丙烯和其它聚烯烴、多芳基和聚酰胺那樣的適當(dāng)?shù)木酆衔镄纬傻谋∧みM(jìn)行延伸處理而形成的復(fù)折射率薄膜或液晶聚合物的取向薄膜，或者由薄膜支持液晶聚合物的取向?qū)拥?。此外，作為傾斜取向的薄膜，例如可以舉出使熱收縮性薄膜與聚合物薄膜粘接在一起，通過(guò)加熱，在其收縮力的作用下對(duì)聚合物薄膜進(jìn)行延伸處理和/或收縮處理而形成的薄膜，或者使液晶聚合物斜取向的薄膜等。
其次，說(shuō)明在由前述的本發(fā)明的偏振鏡和保護(hù)層形成的偏振片上進(jìn)而層疊視角補(bǔ)償薄膜而得到的偏振片。
視角補(bǔ)償薄膜是用于拓寬視角、即使不從垂直于液晶顯示裝置的畫(huà)面的方向而從斜方向看畫(huà)面時(shí)也能看到比較鮮明的圖像的薄膜。
作為這樣的視角補(bǔ)償薄膜，可以使用在三乙酰纖維素等上涂敷了ティスコテイツク液晶而形成的薄膜，或相位差板。通常的相位差板使用具有在其平面方向的一個(gè)軸上延伸的多折射的聚合物薄膜，與此相反，作為視角補(bǔ)償薄膜使用的相位差板則使用具有在平面方向的兩個(gè)軸上延伸的多折射的聚合物薄膜，或使用象具有在平面方向的一個(gè)軸上延伸且在厚度方向也延伸的、控制厚度方向的折射率的傾斜取向聚合物薄膜那樣的2方向延伸薄膜。作為傾斜取向薄膜，如前所述，例如可以舉出使熱收縮性薄膜與聚合物薄膜粘接在一起，通過(guò)加熱，在其收縮力的作用下對(duì)聚合物薄膜進(jìn)行延伸處理和/或收縮處理而形成的薄膜，或者使液晶聚合物斜取向的薄膜等。相位差板的原材料聚合物可以使用與剛才在相位差板中已說(shuō)明的聚合物相同的材料。
在由前述的本發(fā)明的偏振鏡和保護(hù)層形成的偏振片上粘貼輝度提升薄膜而得到的偏振片通常設(shè)在液晶顯示單元的里側(cè)使用。輝度提升薄膜顯示出當(dāng)有自然光入射時(shí)，利用液晶顯示裝置等的背景光或從里側(cè)來(lái)的反射等反射規(guī)定偏振軸的線(xiàn)偏振光或規(guī)定方向的圓偏振光從而使其它光透過(guò)的特性，將輝度提升薄膜層疊在由上述偏振鏡和保護(hù)層形成的偏振片上的偏振片使從背景光等光源來(lái)的光入射進(jìn)去而得到規(guī)定的偏振狀態(tài)的透射光，同時(shí)，使上述規(guī)定的偏振狀態(tài)以外的光不透過(guò)而被反射。在該輝度提升薄膜面上反射的光進(jìn)而通過(guò)設(shè)在其后側(cè)的反射層等反相后再入射到輝度提升板上，使其部分或全部作為規(guī)定的偏振狀態(tài)的光透過(guò)，從而謀求增加透過(guò)輝度提升薄膜的光量，同時(shí)，向偏振鏡提供難以吸收的偏振光來(lái)謀求增大液晶圖像顯示等可利用的光量，由此可以提高輝度。即，當(dāng)不使用輝度提升薄膜、用背景光等從液晶單元的里側(cè)通過(guò)偏振鏡而入射光時(shí)，具有和偏振鏡的偏振光軸不一致的偏振光方向的光幾乎全部被偏振鏡吸收，因而不透過(guò)偏振鏡。即，盡管因使用的偏振鏡的特性的不同而有所不同，但還是有大約50％的光被偏振鏡吸收，相應(yīng)地減小了液晶圖像等可利用的光量，使圖像變暗。輝度提升薄膜使具有偏振鏡能吸收的偏振方向的光不入射到偏振鏡上，而由輝度提升薄膜使其反射，經(jīng)設(shè)在后側(cè)的反射層反相后，再入射到輝度提升板上，重復(fù)上述過(guò)程，輝度提升薄膜使偏振光方向變成象在偏振鏡和輝度提升薄膜之間反射并反相的光的偏振方向能通過(guò)偏振鏡那樣的偏振光透過(guò)再供給偏振鏡，所以能夠有效地將背景光等光用于液晶顯示裝置的圖像顯示，可以使畫(huà)面變得明亮。
作為上述輝度提升薄膜，例如可以使用像電介質(zhì)多層薄膜和折射率各向異性不同的薄膜的多層層疊體那樣，具有使規(guī)定的偏振軸的線(xiàn)偏振光透過(guò)而使其它光反射的特性的薄膜(3M公司的‘D-BEF’等)，或象在薄膜基體材料上敷設(shè)膽甾醇型液晶層、特別是膽甾醇液晶聚合物的取向薄膜或取向?qū)佣纬傻谋∧?日東電工公司制‘PCF350’、Merck公司制‘Transmax’)那樣，具有使左旋或右旋圓偏振光反射而使其它光透過(guò)的特性的薄膜等合適的薄膜。
因此，在使規(guī)定的偏振軸的線(xiàn)偏振光透過(guò)的上述類(lèi)型的輝度提升薄膜中，通過(guò)使該透射光與偏振軸對(duì)齊直接入射到偏振片上，可以抑制偏振片引起的吸收損耗而提高透光效率。另一方面，在象膽甾醇液晶層那樣透過(guò)圓偏振光類(lèi)型的輝度提升薄膜中，雖然也可以直接入射到偏振鏡上，但從抑制吸收損耗這一點(diǎn)來(lái)看，最好使透過(guò)的圓偏振光經(jīng)過(guò)相位差板變成線(xiàn)偏振光后再入射到偏振片上。作為該相位差板，通過(guò)使用1/4波長(zhǎng)板可以將圓偏振光變換成線(xiàn)偏振光。
在可見(jiàn)光等寬波長(zhǎng)范圍內(nèi)起1/4波長(zhǎng)板作用的相位差板可以通過(guò)將對(duì)例如波長(zhǎng)為550nm的光等單色光起1/4波長(zhǎng)板作用的相位差層與具有其它相位差特性的相位差層、例如起1/2波長(zhǎng)板作用的相位差層重疊的方式得到。因此，配置在偏振片和輝度提升薄膜之間的相位差板可以是由1層或2層以上的相位差層形成的相位差板。
再有，對(duì)于膽甾醇液晶層，通過(guò)組合反射波長(zhǎng)不同的層而形成2層或3層以上重疊的配置結(jié)構(gòu)，可以得到在可見(jiàn)光等寬波長(zhǎng)范圍內(nèi)反射圓偏振光的偏振片，由此，可以得到寬波長(zhǎng)范圍的透過(guò)圓偏振光。
再有，本發(fā)明的偏振片也可以象上述偏振光分離型的偏振片那樣，可以將偏振片和2層或3層以上的光學(xué)層層疊后形成。因此，也可以是將相位差板與上述反射型偏振片或半透過(guò)型偏振片組合形成的反射型橢圓偏振片或半透過(guò)型橢圓偏振片等。將2層或3層以上的光學(xué)層層疊后的光學(xué)構(gòu)件是在液晶顯示裝置等的制造過(guò)程中以順次個(gè)別層疊的方式形成的，但作為光學(xué)構(gòu)件預(yù)先進(jìn)行層疊具有質(zhì)量穩(wěn)定、組裝方便、可以提高液晶顯示裝置等的制造效率的優(yōu)點(diǎn)。再有，在層疊時(shí)可以使用粘接層等適當(dāng)?shù)恼辰邮侄巍?br> 在本發(fā)明的偏振片或光學(xué)構(gòu)件中，也可以設(shè)置與液晶單元等其他構(gòu)件粘接的粘接層。該粘接層可以由丙烯基系的以往使用的合適的粘接劑形成。其中，從防止因吸濕引起的發(fā)泡現(xiàn)象和剝離現(xiàn)象、防止因熱膨脹差等引起的光學(xué)特性降低和液晶單元的彎曲、因而從容易形成高質(zhì)量的耐久性好的液晶顯示裝置這一點(diǎn)來(lái)看，最好是吸溫率低、耐熱性好的粘接層。此外，也可以是含有微粒子并具有光擴(kuò)散特性的的粘接層等。必要時(shí)，粘接層可以設(shè)在必要的面上，例如，對(duì)于由本發(fā)明的偏振鏡和保護(hù)層形成的偏振片的保護(hù)層，必要時(shí)，可以在保護(hù)層的一個(gè)面或兩面設(shè)置粘接層。
當(dāng)偏振片或光學(xué)構(gòu)件上設(shè)置的粘接層從表面露出時(shí)，為了防止粘接層在使用之前發(fā)生污染等，最好用隔離片做成臨時(shí)外罩。隔離片可以通過(guò)必要時(shí)在以上述透明保護(hù)膜為樣本的適當(dāng)?shù)谋∑显O(shè)置由硅系或長(zhǎng)鏈烷基系、氟系和硫化鉬等合適的剝離劑形成的剝離膜的方式等形成。
再有，形成上述偏振片或光學(xué)構(gòu)件的偏振膜和透明保護(hù)膜、光學(xué)層和粘接層等各個(gè)層也可以通過(guò)使用例如水楊基酸酯系化合物和苯酰苯系化合物、苯并三唑系化合物和氰基丙烯酸鹽化合物、鎳絡(luò)鹽系化合物等紫外線(xiàn)吸收劑進(jìn)行處理等適當(dāng)?shù)姆绞绞蛊渚哂凶贤饩€(xiàn)吸收能。
本發(fā)明的偏振片可以?xún)?yōu)選地用于液晶顯示裝置等各種裝置的形成。液晶顯示裝置可以具有將本發(fā)明的偏振片配置在液晶單元的一面或兩面形成的透過(guò)型、反射型或透過(guò)、反射兩用型等以過(guò)去為準(zhǔn)的合適的結(jié)構(gòu)。因此，形成液晶顯示裝置的液晶單元是任意的，也可以是使用了例如以薄膜晶體管型為代表的有源矩陣驅(qū)動(dòng)型的液晶單元或以扭曲向列型或超扭曲向列型為代表的單純矩陣驅(qū)動(dòng)型的液晶單元等合適的液晶單元。
此外，當(dāng)在液晶單元的兩側(cè)設(shè)置偏振片或光學(xué)構(gòu)件時(shí)，它們可以是相同的部件，也可以是不同的部件。進(jìn)而，在液晶顯示裝置形成時(shí)，例如，可以在適當(dāng)?shù)奈恢蒙吓渲?層或2層以上的棱鏡陣列板或透鏡陣列板、光擴(kuò)散板或背景光源等適當(dāng)?shù)臉?gòu)件。
現(xiàn)在使用以下實(shí)施例和比較例進(jìn)而具體說(shuō)明本發(fā)明。
(實(shí)施例1)使用クラレ制的PVA(9X75RS)進(jìn)行了滾軋延伸。在第1的染色浴(碘濃度為0.03Wt％和碘化鉀濃度為0.5Wt％的水溶液，30℃)中，進(jìn)行延伸倍率為3倍的前延伸后，在第2的交聯(lián)浴(硼酸濃度為5Wt％和碘化鉀濃度為8Wt％的水溶液，55℃)中進(jìn)行2倍的后延伸，并進(jìn)行干燥處理?？傃由毂堵蕿?.0倍。然后，使用PVA系粘接劑將所得到的偏振鏡和TAC(三乙酰纖維素)薄膜貼合，從而制造出偏振片。這時(shí)的透射率/偏光度＝44.1％/99.95％。
(實(shí)施例2)使用クラレ制的PVA(9X75RS)進(jìn)行了滾軋延伸，在第1的染色浴(碘濃度為0.03Wt％和碘化鉀濃度為0.3Wt％的水溶液，30℃)中，進(jìn)行延伸倍率為3倍的前延伸后，在第2的交聯(lián)浴(硼酸濃度為5Wt％和碘化鉀濃度為10Wt％的水溶液，55℃)中進(jìn)行1.33倍的后延伸，然后延伸1.5倍并進(jìn)行干燥處理?？傃由毂堵蕿?倍。然后，使用PVA系粘接劑將所得到的偏振鏡和TAC(三乙酰纖維素)薄膜貼合，從而制造出偏振片。這時(shí)的透射率/偏光度＝44.0％/99.96％。
(實(shí)施例3)使用クラレ制的PVA(9X75RS)進(jìn)行了滾軋延伸，在第1的染色浴(碘濃度為0.03Wt％和碘化鉀濃度為0.3Wt％的水溶液，30℃)中，進(jìn)行延伸倍率為3倍的前延伸后，在第2的交聯(lián)浴(硼酸濃度為5Wt％的水溶液，55℃)中進(jìn)行2.0倍的延伸，在第3的浴(碘化鉀濃度為10Wt％的水溶液，55℃)中進(jìn)行浸漬(1倍)，并在干燥處理中進(jìn)行達(dá)到6倍的總延伸，制造出偏振鏡。然后，使用PVA系粘接劑將所得到的偏振鏡和TAC(三乙酰纖維素)薄膜貼合，從而制造出偏振片。這時(shí)的透過(guò)率/偏光度＝44.1％/99.95％。
(比較例1)使用クラレ制的PVA(9X75RS)進(jìn)行了滾軋延伸。在第1的染色浴(碘濃度為0.03Wt％和碘化鉀濃度為5Wt％的水溶液，30℃)中，進(jìn)行延伸倍率為5倍的前延伸后，在第2的交聯(lián)浴(硼酸濃度為5Wt％和碘化鉀濃度為1Wt％的水溶液，55℃)中進(jìn)行1.04倍的延伸后再延伸1.15倍，并進(jìn)行干燥處理?？傃由毂堵蕿?.0倍。然后，PVA系粘接劑將所得到的偏振鏡和使用TAC(三乙酰纖維素)薄膜貼合，從而制造出偏振片。這時(shí)的透射率/偏光度＝44.0％/99.6％。
(比較例2)使用クラレ制的PVA(9X75RS)進(jìn)行了滾軋延伸。在第1的染色浴(碘濃度為0.03Wt％和碘化鉀濃度為5Wt％的水溶液，30℃)中，進(jìn)行延伸倍率為1.8倍的前延伸后，在第2的交聯(lián)浴(硼酸濃度為5Wt％和碘化鉀濃度為1Wt％的水溶液，55℃)中進(jìn)行3.22倍的延伸后再延伸1.05倍，然后進(jìn)行干燥處理?？傃由毂堵蕿?.0倍。然后，使用PVA系粘接劑將所得到的偏振鏡和TAC(三乙酰纖維素)薄膜貼合，從而制造出偏振片。這時(shí)的透射率/偏光度＝43.8％/99.6％。
(比較例3)使用クラレ制的PVA(9X75RS)進(jìn)行了滾軋延伸。在第1的染色浴(碘濃度為0.03Wt％和碘化鉀濃度為5Wt％的水溶液，30℃)中，進(jìn)行延伸倍率為3倍的前延伸后，在第2的交聯(lián)浴(硼酸濃度為5Wt％和碘化鉀濃度為1Wt％的水溶液，55℃)中進(jìn)行2倍的延伸，并進(jìn)行干燥處理?？傃由毂堵蕿?.0倍。然后，使用PVA系粘接劑來(lái)將得到的偏振鏡和TAC(三乙酰纖維素)薄膜貼合，從而制造出偏振片。這時(shí)的透射率/偏光度＝44.0％/99.58％。
表1示出以上的結(jié)果。
表1前延伸倍率 后延伸倍率 總延伸倍率 單體透射率 偏光度 平行透射率(倍)(倍)(倍)(％)(％) /正交透射率實(shí)施例13.0 2.0 6.044.199.9538.54/0.019＝2028實(shí)施例23.0 1.33×1.5 6.044.099.9638.38/0.015＝2559實(shí)施例33.0 2.0×1.06.044.199.9538.52/0.018＝2140比較例15.0 1.04×1.15 6.044.099.6038.41/0.154
＝249比較例21.83.22×1.046.043.899.60 38.23/0.152＝252比較例33.02.0 6.044.099.58 38.40/0.162＝237由表1可知，在進(jìn)行浸漬處理的同時(shí)延伸規(guī)定的延伸倍率而制造的本發(fā)明偏振片透射率高，偏光度也高。另一方面，當(dāng)沒(méi)有延伸規(guī)定的延伸倍率時(shí)(比較例1、2)，或當(dāng)延伸了規(guī)定的延伸倍率但沒(méi)有進(jìn)行浸漬處理時(shí)(比較例3)，不能得到同時(shí)滿(mǎn)足透射率和偏光度的偏振片。比較例1～3和實(shí)施例1～3的單體透射率和偏光度的差僅僅是小數(shù)點(diǎn)以下，但該差較大。作為能夠確認(rèn)該差的數(shù)值，若取計(jì)算偏光度時(shí)使用的“平行透射率”和“正交透射率”的比，則如表1所示那樣，在比較例和實(shí)施例中可以作為較大的差來(lái)確認(rèn)?！捌叫型干渎省焙汀罢煌干渎省钡谋瓤梢钥闯墒瞧衿膶?duì)比度。
如以上說(shuō)明的那樣，若按照本發(fā)明，可以提供一種偏振片制造方法和液晶顯示裝置，該方法是對(duì)聚乙烯醇(PVA)薄膜用具有2色性特性的碘或染料進(jìn)行染色，用交聯(lián)劑進(jìn)行交聯(lián)，并在上述任何一個(gè)工序中使用滾軋進(jìn)行延伸后制作出偏振片的方法，在用包含具有2色性特性的碘或染料的染色浴對(duì)上述薄膜進(jìn)行染色后，用包含交聯(lián)劑的浴進(jìn)行交聯(lián)，這時(shí)，從PVA成膜原膜到染色處理之后的延伸倍率在1.01～4.5倍的范圍(把交聯(lián)劑放入染色浴中的動(dòng)作也包含在染色中)內(nèi)，在包含其后的交聯(lián)劑的交聯(lián)處理浴之后的至少一次浴中，使其包含4～20重量％的碘化物，再進(jìn)行浸漬處理，同時(shí)，交聯(lián)處理浴之后的延伸倍率在3倍以以下，而且，從PVA成膜原膜到最終制品的總延伸倍率在4.5～8倍的范圍內(nèi)，由此，可以兼顧高的光透射率和高的偏光度。
權(quán)利要求
1.一種偏振片的制造方法，對(duì)聚乙烯醇(PVA)薄膜用具有2色性特性的碘或染料進(jìn)行染色，用交聯(lián)劑進(jìn)行交聯(lián)，并在上述任何一個(gè)工序中使用滾軋進(jìn)行延伸來(lái)制造偏振片，其特征在于在包含具有2色性特性的碘或染料的染色浴中對(duì)上述薄膜進(jìn)行染色，然后，在包含交聯(lián)劑的浴中進(jìn)行交聯(lián)，這時(shí)，從PVA成膜原膜到染色處理后的延伸倍率在1.01～4.5倍的范圍內(nèi)(交聯(lián)劑放入染色浴的動(dòng)作也包含在染色中)，在包含其后的交聯(lián)劑的交聯(lián)處理浴之后的至少一次浴中，使其包含4～20重量％的碘化物并進(jìn)行浸漬處理，同時(shí)，使交聯(lián)處理浴之后的延伸倍率在3倍以下，而且，從PVA成膜原膜到最終制品的總延伸倍率在4.5～8倍的范圍內(nèi)。
2.權(quán)利要求1記載的偏振片的制造方法，其特征在于碘化物是從碘化鉀、碘化氫、碘化鋰、碘化鈉和碘化鋅中選出的至少一種化合物。
3.權(quán)利要求1記載的偏振片的制造方法，其特征在于染色浴溫度在20～45℃的范圍內(nèi)。
4.權(quán)利要求1記載的偏振片的制造方法，其特征在于交聯(lián)浴溫度在50～70℃的范圍內(nèi)。
5.權(quán)利要求1記載的偏振片的制造方法，其特征在于交聯(lián)劑是硼酸或硼砂。
6.一種偏振片的制造方法，其特征在于將反射板或半透過(guò)反射板層疊在由權(quán)利要求1～5的任一項(xiàng)中記載的方法制造的偏振片上，形成反射型偏振片或半透過(guò)反射板型偏振片。
7.一種偏振片的制造方法，其特征在于將相位差板或λ板層疊在由權(quán)利要求1～5的任一項(xiàng)中記載的方法制造的偏振片上，形成橢圓偏振片或圓偏振片。
8.一種偏振片的制造方法，其特征在于將視角補(bǔ)償薄膜層疊在由權(quán)利要求1～5的任一項(xiàng)中記載的方法制造的偏振片上，形成偏振片。
9.一種偏振片的制造方法，其特征在于通過(guò)接合劑或粘接劑將輝度提升薄膜層疊在由權(quán)利要求1～5的任一項(xiàng)中記載的方法制造的偏振片上，形成偏振片。
10.一種液晶顯示裝置，其特征在于在液晶單元的至少一側(cè)具有由權(quán)利要求1～9的任一項(xiàng)中記載的方法制造的偏振片。
全文摘要
一種兼顧高透過(guò)率和高偏光率的偏振片的制造方法及液晶顯示裝置。對(duì)聚乙烯醇(PVA)薄膜用具有2色性特性的碘或染料進(jìn)行染色，用交聯(lián)劑進(jìn)行交聯(lián)，并在任一工序中使用滾軋進(jìn)行延伸，其特征在于在染色浴中對(duì)上述薄膜進(jìn)行染色，然后在包含交聯(lián)劑的浴中進(jìn)行交聯(lián)，這時(shí)從PVA成膜原膜到染色處理后的延伸倍率在1.01～4.5倍的范圍內(nèi)，在包含其后的交聯(lián)劑的交聯(lián)處理浴之后的至少一次浴中使其包含4～20重量％的碘化物并進(jìn)行浸漬處理，同時(shí)使交聯(lián)處理浴之后的延伸倍率在3倍以下，而且從PVA成膜原膜到最終制品的總延伸倍率在4.5～8倍的范圍內(nèi)。
文檔編號(hào)G02B5/30GK1412581SQ01130369
公開(kāi)日2003年4月23日 申請(qǐng)日期2001年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月16日
發(fā)明者濱本英二, 杉野洋一郎, 土本一喜, 近藤千里, 楠本誠(chéng)一 申請(qǐng)人:日東電工株式會(huì)社