專利名稱：偏振光薄膜及其制造方法、光學(xué)薄膜及圖象顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于偏振光薄膜的制造方法。得到的偏振光薄膜單獨(dú)或疊層作為光學(xué)薄膜，形成液晶顯示裝置、有機(jī)EL顯示裝置、PDP等圖象顯示裝置。
所述現(xiàn)有的偏振光薄膜，是將偏振光鏡與保護(hù)薄膜由粘結(jié)劑粘合而進(jìn)行制造的。粘結(jié)劑是含有結(jié)合成分的化合物或組合物，可將其溶于水或有機(jī)溶劑形成的溶液來使用，由加熱、光照、或化學(xué)反應(yīng)而進(jìn)行硬化。所使用的粘結(jié)劑，是在偏振光鏡與保護(hù)薄膜即將粘附之前流入它們的層間，或者是預(yù)先涂敷于偏振光鏡或保護(hù)薄膜上。
但是，使用粘結(jié)劑，就必須有涂敷、疊層、干燥等眾多的制造工藝的工序，對(duì)于生產(chǎn)設(shè)備也需要更多額的費(fèi)用。此外，為了增加保護(hù)薄膜與偏振光薄膜的結(jié)合性，還必須在保護(hù)薄膜上施以皂化處理、電暈(corona)處理、等離子處理、低壓UV處理、進(jìn)而還要實(shí)施涂底子處理等。其結(jié)果是使所制造的偏振光薄膜的生產(chǎn)成本增高。而且由于制造工序的增多，使得在各個(gè)工序中所產(chǎn)生缺陷的原因也增多。
而且，作為所述粘結(jié)劑，由于大多使用聚乙烯醇水溶液等水溶性的粘結(jié)劑，所制造的偏振光薄膜，在加熱、加濕的條件下沒有足夠的耐久性。因此，粘結(jié)劑的部分容易受到水分的影響，成為偏振光薄膜提前老化的原因之一。
本發(fā)明的目的在于提供一種偏振光薄膜的制造方法，以解決由于使用粘結(jié)劑而帶來的問題。其目的還在于，提供偏振光薄膜以及光學(xué)薄膜。
也就是說，本發(fā)明是關(guān)于一種偏振光薄膜的制造方法，其特征是在偏振光鏡(A)的至少一側(cè)的面上，用加熱壓接進(jìn)行疊層的方法，貼附上保護(hù)薄膜(B)。
在本發(fā)明的制造偏振光薄膜的方法中，由于偏振光鏡(A)與保護(hù)薄膜(B)的疊層不是使用粘結(jié)劑，而是采用加熱壓接的方法進(jìn)行的，所以不會(huì)發(fā)生因?yàn)檎辰Y(jié)劑而帶來的制造上的問題。而且，在所得到的光學(xué)薄膜中，不存在有關(guān)粘結(jié)劑耐久性的問題。
在所述偏振光薄膜的制造方法中，最好能夠從保護(hù)薄膜(B)的一側(cè)實(shí)施加熱處理。通過從保護(hù)薄膜(B)的一側(cè)實(shí)施加熱處理，對(duì)偏振光鏡(A)幾乎不帶來因加熱引起的損傷而可以疊層。
在所述偏振光薄膜的制造方法中，加熱處理的時(shí)間最好為5秒以下。由于加熱處理的時(shí)間為5秒以下的短時(shí)間，所以能夠抑制加熱對(duì)偏振光鏡(A)的損傷(damage)，所得到偏振光薄膜，也沒有外觀損傷的。
在所述的偏振光薄膜的制造方法中，最好加熱處理的溫度為90℃以上。加熱處理的溫度高時(shí)比較好，雖然還與保護(hù)薄膜(B)的材質(zhì)有關(guān)，但在90℃以上時(shí)，可望提高偏振光鏡(A)與保護(hù)薄膜(B)的粘合性。另一方面，如果加熱處理的溫度過高，則有可能對(duì)偏振光鏡(A)帶來損傷，所以加熱溫度最好在300℃以下。在保護(hù)薄膜(B)的軟化溫度高的情況下，加熱處理的溫度高時(shí)，雖然有對(duì)偏振光鏡(A)帶來損傷的危險(xiǎn)，但此時(shí)可以將加熱時(shí)間縮短，仍能夠制造出偏振光鏡(A)沒有損傷的偏振光薄膜。
在所述的偏振光薄膜的制造方法中，加壓處理的線壓力最好為5N/cm以上。接合壓力高時(shí)較好。線壓力為5N/cm以上時(shí)，可望提高偏振光鏡(A)與保護(hù)薄膜(B)的粘合性。加壓的線壓力最好為10～300N/cm。
在所述偏振光薄膜的制造方法中，最好在加熱壓接、加熱處理的同時(shí)實(shí)施加壓處理。在加熱處理的同時(shí)實(shí)施加壓處理，可能更加強(qiáng)偏振光鏡(A)與保護(hù)薄膜(B)的粘合。
本發(fā)明是關(guān)于由所述制造方法而得到的偏振光薄膜。由至少一枚偏振光薄膜疊層而成的光學(xué)薄膜。
另外，本發(fā)明是關(guān)于采用所述偏振光薄膜或光學(xué)薄膜的圖象顯示裝置。
圖2是單面設(shè)置保護(hù)薄膜的偏振光薄膜的制造方法的概念圖。
圖3是對(duì)保護(hù)薄膜與偏振光鏡加熱壓接的概念圖。
對(duì)偏振光鏡(A)并無特殊的限制，可以使用各種的元件。例如可以是在聚乙烯醇(polyvinyl alcohol)系的薄膜、部分縮甲醛(formal)化的聚乙烯醇系的薄膜、乙烯(ethene)·醋酸乙烯共聚物系部分皂化薄膜等親水性的高分子薄膜上，吸附了碘或二色性染料等二色性物質(zhì)并在其一個(gè)軸的方向上延伸的薄膜，聚乙烯醇的脫水處理物或聚氯乙烯(polyvinyl chloride)的脫水處理物等多烯基的取向薄膜等。其中聚乙烯醇系的薄膜與碘等二色性物質(zhì)所構(gòu)成的偏振光鏡更為合適。對(duì)這些偏振光鏡的厚度雖然沒有特殊的限制，但一般為5-80μm。
對(duì)聚乙烯醇系的薄膜用碘染色，并向一個(gè)軸延伸的偏振光鏡，例如可以采用將聚乙烯醇系的薄膜浸入碘的水溶液中進(jìn)行染色，并拉伸到原長的5-7倍來進(jìn)行制造。如果必要，還可以在含有硼酸、硫酸鋅或氯化鋅等的碘化鉀等水溶液中浸漬。進(jìn)而，還可以根據(jù)需要在染色之前將聚乙烯醇系的薄膜浸入水中加以清洗。聚乙烯醇系的薄膜在水中清洗可以清除薄膜表面的污物和防粘(Blocking)劑，此外，還有能夠防止由于聚乙烯醇系的薄膜的膨潤而造成的染色班等不均勻的效果。延伸可以在碘染色之后進(jìn)行，也可以在碘染色之前進(jìn)行，或者還可以在硼酸或碘化鉀水溶液或水浴中進(jìn)行延伸。
構(gòu)成在所述偏振光鏡(A)的一側(cè)或兩側(cè)設(shè)置的保護(hù)薄膜(B)的材料，最好是具有良好的透明性、機(jī)械強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性、以及水分屏蔽性等性能。例如聚乙烯對(duì)苯二酸酯(terephthalate)或聚乙烯萘(polyethylenenaphthalate)等聚酯(polyester)系的聚合物(polymer)、二乙酰纖維素(diacetyr cellulose)或三乙酰纖維素(triacetyr cellulose)等纖維素(cellulose)系的聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyr methacrylate)等丙烯酸系聚合物、聚苯乙烯(polysthylene)或丙烯腈(acrylonitrile)·苯乙烯(styrene)共聚物(AS樹脂)等苯乙烯系的聚合物、聚碳酸鹽(polycarbonete)系的聚合物等。而且，形成所述透明保護(hù)薄膜的聚合物的例子有具有聚乙烯(polyethylene)、聚丙烯(polypropylene)、環(huán)(cyclo)系或降冰片烷(norbornane)結(jié)構(gòu)的聚烯烴(polyolefine)，如乙烯(ethylene)·丙烯(propylene)共聚物的聚烯烴(polyorefin)系聚合物，聚氯乙烯聚合物，尼龍或芳香族聚酰胺(polyamid)等酰胺(amid)系的聚合物，醯亞氨(imid)系的聚合物，砜(sulphone)系的聚合物，聚醚砜(polyether suphone)系的聚合物，聚醚酮(polyether ketone)系的聚合物，聚苯(polyphenylene)系的聚合物，乙烯醇(vinyl alcohol)系的聚合物，偏氯乙烯(vinylidene)系的聚合物，聚乙烯醇縮丁醛(vinylbutyral)系的聚合物，烯炳基化物(aliylate)系的聚合物，聚甲醛(polyoxymethylene)系的聚合物，環(huán)氧(epoxy)系的聚合物或者上述聚合物的摻合等。
為了使保護(hù)薄膜(B)與偏振光鏡(A)在不使用粘結(jié)劑的情況下，由加熱壓接，例如可以適當(dāng)?shù)剡x用軟化點(diǎn)不同的所述材料，使用由兩層以上的薄膜層形成的物質(zhì)。如圖3所示，保護(hù)薄膜(B)的低軟化點(diǎn)的薄膜層與偏振光鏡(A)的至少一個(gè)面相吻合，通過加熱壓接的疊層，使保護(hù)薄膜(B)與偏振光鏡(A)在不使用粘結(jié)劑的情況下能夠緊密地接合。圖3是僅在偏振光鏡(A)的一個(gè)面上加熱壓接疊層保護(hù)薄膜(B)。
形成所述二層以上的各薄膜的材料可以是同質(zhì)材料，也可以是不同質(zhì)材料，但最好是同質(zhì)材料。在與偏振光鏡(A)密切接合的一側(cè)形成低軟化點(diǎn)層的樹脂，采用熱壓時(shí)能夠熔融的熱塑性樹脂。最好與偏振光鏡(A)粘合的一側(cè)形成低軟化點(diǎn)層的樹脂的軟化點(diǎn)在80℃以上，進(jìn)而最好90℃以上，形成二層以上薄膜層的樹脂的軟化點(diǎn)的差在5℃以上，進(jìn)而最好在10℃以上。軟化點(diǎn)由JIS K7206中規(guī)定的維卡儀(Vicat)所測定。
保護(hù)薄膜(B)的厚度一般為500μm以下，最好是1～300μm，特別最好是5～200μm。保護(hù)薄膜(B)的厚度特別最好是50μm以下。另外，在保護(hù)薄膜(B)為二層以上的情況下，在與偏振光鏡(A)粘合的低軟化點(diǎn)層的厚度為1～100μm比較合適。
對(duì)所述保護(hù)薄膜(B)的不與偏振光鏡(A)粘合的面，可以實(shí)施硬鍍膜(hard coat)層或防止反射處理、防止粘附(sticking)處理、擴(kuò)散乃至反耀光(anti-glare)處理。所述防止反射層、防止粘附層、擴(kuò)散層、以及反耀光層，除了設(shè)置在保護(hù)薄膜(B)上之外，還可以在保護(hù)薄膜(B)之外設(shè)置另外的光學(xué)層。
在所述偏振光鏡(A)的至少一側(cè)的面上，使具有所述二層以上的薄膜層的保護(hù)薄膜(B)的低軟化點(diǎn)一側(cè)的面相粘附，進(jìn)行熱壓。加熱溫度為能夠使保護(hù)薄膜(B)的低軟化點(diǎn)的層熔融，但是不使高軟化點(diǎn)的層熔融的溫度。也就是說，選擇形成二層以上薄膜層的各樹脂的軟化點(diǎn)之間的溫度范圍是合適的。
對(duì)偏振光鏡(A)與保護(hù)薄膜(B)之間的加熱加壓接合的方法沒有特別的限制，采用與加熱同時(shí)或逐次加壓的方法。加熱的方法，例如可以采用IR加熱器、熱風(fēng)、高頻、超聲波等非接觸式加熱方法，或者是使用熱板、熱輥等進(jìn)行熱傳導(dǎo)的接觸式加熱方法。加壓的方法，可以采用夾送輥(pinch roll)進(jìn)行加壓的方法。加壓還可以在真空中進(jìn)行。在采用與加熱同時(shí)進(jìn)行加壓接合的情況下，采用通過加熱狀態(tài)的夾送輥，在加熱的同時(shí)進(jìn)行加壓的方法。加熱加壓接合后，通過冷卻使保護(hù)薄膜(B)的熔融薄膜層(低軟化點(diǎn)層)硬化，使偏振光鏡(A)與保護(hù)薄膜(B)之間粘合。


圖1為在偏振光鏡(A)兩面加熱加壓接合保護(hù)薄膜(B)的情況的例子。圖1(a)是由運(yùn)送輥1在偏振光鏡(A)的兩面貼上保護(hù)薄膜(B)之后，在由IR加熱器3進(jìn)行加熱后，由夾送輥進(jìn)行加壓接合的概念圖。圖1(b)是由運(yùn)送輥1在偏振光鏡(A)的兩面貼上保護(hù)薄膜(B)后，在由熱風(fēng)裝置4進(jìn)行加熱后，由夾送輥2進(jìn)行加壓接合的概念圖。圖1(c)是為了使偏振光鏡(A)與保護(hù)薄膜(B)之間粘合，由加熱狀態(tài)的夾送輥2′同時(shí)進(jìn)行加熱加壓的概念圖。在圖1中任意一種情況下，都是從在偏振光鏡(A)的兩面粘貼的保護(hù)薄膜(B)的兩側(cè)實(shí)施加熱。圖2是在偏振光鏡(A)的單面加熱加壓接合保護(hù)薄膜(B)的情況的例子。在圖2的情況下，是從在偏振光鏡(A)的一個(gè)面上粘貼的保護(hù)薄膜(B)的一側(cè)實(shí)施加熱。而且，在圖1及圖2的(a)和(b)中，可以對(duì)出口一側(cè)的輥2進(jìn)行強(qiáng)制冷卻。在圖2的情況下，也可以對(duì)偏振光鏡(A)的輥2進(jìn)行強(qiáng)制冷卻。
本發(fā)明的偏振光薄膜可以作為實(shí)用中與其它光學(xué)層疊層的光學(xué)薄膜使用。對(duì)于該光學(xué)層沒有特別的限制，例如可以是反射板或半透過板、相位差板(含有1/2、1/4等的波長板)、視角補(bǔ)償薄膜等，用于形成液晶顯示裝置的光學(xué)層，層數(shù)為1層或2層以上。特別是，本發(fā)明的偏振光薄膜，進(jìn)而為反射板或半透過反射板疊層的反射型偏振光薄膜或者半透過型偏振光薄膜，偏振光薄膜上進(jìn)而由相位差板疊層的橢圓偏振光薄膜或圓偏振光薄膜，偏振光薄膜上進(jìn)而由視角補(bǔ)償薄膜疊層的廣視野角偏振光薄膜，或者偏振光薄膜上進(jìn)而疊層提高輝度薄膜的偏振光薄膜為好。
反射型偏振光薄膜，是為了對(duì)從視認(rèn)方(顯示方)的入射光進(jìn)行反射，形成顯示類型的液晶顯示裝置，而在偏振光薄膜上設(shè)置反射層。其優(yōu)點(diǎn)是能夠省去背景光(back light)光源的內(nèi)藏，使液晶顯示裝置能夠小(薄)型化。反射型偏振光薄膜的形成，是根據(jù)需要，通過透明保護(hù)層對(duì)偏振光薄膜的一個(gè)面設(shè)置由金屬構(gòu)成的反射層等適當(dāng)?shù)姆绞竭M(jìn)行的。
作為反射型偏振光薄膜的具體的例子，可以是在根據(jù)需要做了無光澤(matte)處理的透明保護(hù)薄膜的一個(gè)面上，設(shè)置由鋁等反射性金屬構(gòu)成的箔或蒸鍍薄膜，形成反射層。而且使所述透明保護(hù)薄膜具有含有微細(xì)顆粒的表面微細(xì)凸凹結(jié)構(gòu)，而且在其上面，具有微細(xì)凸凹結(jié)構(gòu)的反射層。所述具有微細(xì)凸凹結(jié)構(gòu)的反射層具有的優(yōu)點(diǎn)是，通過對(duì)入射光線的漫反射，能夠防止擴(kuò)散指向性與閃耀，抑制明暗的條紋。另外，含有微粒的透明保護(hù)薄膜，還具有入射光和反射光透過微粒時(shí)，被擴(kuò)散而可以抑制不均勻(斑點(diǎn))的優(yōu)點(diǎn)。反映透明保護(hù)薄膜表面微細(xì)凸凹結(jié)構(gòu)的微細(xì)凸凹結(jié)構(gòu)反射層的形成，例如可以是真空蒸鍍、離子鍍(ion plating)、濺射等蒸鍍的方式，或電鍍等適當(dāng)?shù)姆绞剑苯訉⒔饘僭O(shè)置在透明保護(hù)薄膜的表面的方法。
作為取代反射板直接用于偏振光薄膜的透明保護(hù)膜的方式，可以使用以該透明薄膜為基準(zhǔn)的適當(dāng)?shù)谋∧ど显O(shè)置反射層的反射板。另外，由于該反射板通常由金屬構(gòu)成，所以比較好的是在該反射面由透明保護(hù)薄膜與偏振光薄膜的覆蓋狀態(tài)下的使用形態(tài)，能夠防止由于氧化而引起的反射率的下降，初期反射率的長期持續(xù)、避開保護(hù)層用別的途徑制備。
半透過型偏振光薄膜，能夠由所述反射層對(duì)光進(jìn)行反射，而且由透過的半透明鏡等作為半透過型的反射層所得到。半透過型偏振光薄膜，通常設(shè)置在液晶單元內(nèi)側(cè)面，在比較明亮的環(huán)境中使用的情況下，顯示對(duì)來自視認(rèn)方(表示方)的入射光的反射的圖象，在比較暗的環(huán)境中使用的情況下，則可以形成使用在半透過型偏振光薄膜的背景側(cè)(backside)中內(nèi)藏的背景光(back light)，顯示圖象類型的液晶顯示裝置。也就是說，由半透過型偏振光薄膜所形成的液晶顯示裝置，在比較明亮的環(huán)境下，能夠節(jié)省使用背景光的能量，而在比較暗的環(huán)境下，則可以使用內(nèi)藏光源。
下面對(duì)偏振光薄膜中由相位差板疊層的橢圓偏振光薄膜或圓偏振光薄膜加以說明。在將直線偏振光變?yōu)闄E圓偏振光或圓偏振光，或?qū)E圓偏振光或圓偏振光變?yōu)橹本€偏振光，或者是在改變直線偏振光的偏振方向時(shí)使用相位差板。特別是在將直線偏振光變?yōu)閳A偏振光，或?qū)A偏振光變?yōu)橹本€偏振光的相位差板時(shí)，是使用1/4波長板(也稱為λ/4板)。而1/2波長板(也稱為λ/2板)則通常用于改變直線偏振光的偏振方向的情況。
橢圓偏振光薄膜可以對(duì)STN(Super Twist nematic)型液晶顯示裝置中液晶層的雙折射所產(chǎn)生的著色(藍(lán)或黃)進(jìn)行補(bǔ)償(防止)，在沒有所述著色的黑白顯示的情況下能夠有效地使用。進(jìn)而，最好控制三維雙折射率的物體能夠?qū)σ壕э@示裝置的畫面上從斜的方向上看時(shí)所產(chǎn)生的著色也能夠進(jìn)行補(bǔ)償(防止)。圓偏振光薄膜，例如可以在圖象為彩色顯示的反射型液晶顯示裝置的圖象色調(diào)調(diào)整的情況下有效地使用，而且還有防止反射的功能。作為所述相位差板的具體的例子，可以是將由聚碳酸酯(polycarbonate)、聚乙烯醇(polyvinyl alcohol)、聚苯乙烯(polysthylene)、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyr methacrylate)、聚丙烯(polypropylene)或其它的聚烯烴(polyolefine)、多芳基化合物(polyarylate)、聚酰胺(polyamid)等適當(dāng)?shù)木酆衔飿?gòu)成的薄膜，經(jīng)延伸處理得到雙折射性薄膜或液晶聚合物的取向薄膜，由薄膜支持液晶聚合物的取向?qū)拥谋∧さ取Ｏ辔徊畎宓哪康氖菍?duì)各種波長板或液晶層的雙折射而引起的著色與視角等進(jìn)行補(bǔ)償，與使用目的相應(yīng)，該相位差板例如可以是具有適當(dāng)相位差的物質(zhì)，也可以將兩層以上的相位差板進(jìn)行疊層，以控制相位差等光學(xué)特性的物質(zhì)。
所述橢圓偏振光薄膜和反射型橢圓偏振光薄膜，由偏振光薄膜或反射型偏振光薄膜與相位差板進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕M合及疊層而成。這樣的橢圓偏振光薄膜等，為了將(反射型)偏振光薄膜與相位差板進(jìn)行組合，是在這些液晶顯示裝置的制造過程中，將其順次各個(gè)疊層而成，但所述橢圓偏振光薄膜作為光學(xué)薄膜，具有質(zhì)量穩(wěn)定、疊層操作性優(yōu)越、液晶顯示裝置的制造效率提高等優(yōu)點(diǎn)。
視角補(bǔ)償薄膜是為了在與畫面不垂直，而是稍有傾斜的角度觀看時(shí)，能夠使液晶顯示畫面的圖象比較鮮明而使視野角擴(kuò)大的薄膜。這樣的視角補(bǔ)償相位差板，例如可以是在相位差薄膜、液晶聚合物等取向薄膜等透明的基體材料上支撐著液晶聚合物等取向?qū)觼順?gòu)成。通常的相位差板，是使用具有在其面方向上一軸延伸的雙折射特性的聚合物薄膜，與此相比，作為視角補(bǔ)償薄膜所使用的相位差板，是使用在其面方向上二軸延伸的雙折射特性的聚合物薄膜，或是對(duì)面方向上一軸延伸厚度方向與延伸的厚度方向的折射率進(jìn)行控制的雙折射特性的聚合物，或傾斜取向薄膜等二方向延伸的薄膜。作為傾斜取向薄膜，例如可以是在聚合物薄膜上接合熱收縮薄膜，由加熱時(shí)該收縮力的作用，對(duì)該聚合物薄膜進(jìn)行延伸處理或/和收縮處理，或者是使液晶聚合物傾斜取向。相位差板的原材料聚合物，可以采用與前面說明的相位差板采用同樣的材料，以防止基于液晶單元相位差的視認(rèn)角的變化而引起的著色等，以及擴(kuò)大良好觀察效果的視角為目的，而采用適當(dāng)?shù)牟牧稀?br> 而且，為了達(dá)到擴(kuò)大良好觀察效果視角的目的，最好采用液晶聚合物的取向?qū)?，特別是迪斯科唱片(デイスコテイックdelisuko teliltuku)液晶聚合物的傾斜取向?qū)咏M成的光學(xué)異向性層，由三乙?；w維素(triacetyl cellulose)薄膜所支撐的光學(xué)補(bǔ)償相位差板。
偏振光薄膜與貼合了提高輝度薄膜的偏振光薄膜，通常是設(shè)置在液晶單元的內(nèi)側(cè)面使用。提高輝度薄膜，是在液晶顯示裝置等的背景光(backlight)或內(nèi)側(cè)反射而引起自然光入射時(shí)，具有使其反射為按所定偏振光軸的直線偏振光或所定方向的圓偏振光，而使其它光線透過的特性。由提高輝度薄膜與偏振光薄膜疊層而得到的偏振光薄膜，能夠使來自背景光光源的光入射，得到所定偏振光狀態(tài)的透過光，同時(shí)，對(duì)所述所設(shè)定的偏振光狀態(tài)以外的光反射，不使其透過。由該提高輝度薄膜的面所反射的光，經(jīng)過在后側(cè)設(shè)置的反射層，再次入射到提高輝度薄膜，其全部或一部分作為所定偏振光狀態(tài)的光透過，達(dá)到增大提高輝度薄膜的透過光的目的，同時(shí)，將偏振光鏡的不容易吸收的偏振光供給到液晶顯示畫面，使可利用的光量增大，以提高輝度。也就是說，如果不使用提高輝度薄膜，由背景光等從液晶單元來的，通過偏振光鏡的光入射的情況下，具有與偏振光鏡的偏振光軸不一致的偏振光方向的光，幾乎都被偏振光鏡所吸收，而不能透過偏振光鏡。即，盡管由使用的偏振光鏡的特性而有所差異，但幾乎50％的光被偏振光鏡所吸收，因此，液晶圖象顯示等可利用的光減少，使圖象變暗。提高輝度薄膜可以使本來被偏振光鏡所吸收的，具有偏振光方向的光不入射到偏振光鏡，而是經(jīng)提高輝度薄膜的反射，進(jìn)而經(jīng)過在后側(cè)設(shè)置的反射層，反轉(zhuǎn)再次入射到提高輝度薄膜，并重復(fù)此過程，在二者之間反射反轉(zhuǎn)的光中，僅僅是其偏振光方向與能夠通過偏振光鏡的偏振光方向相一致的光，才能夠透過提高輝度薄膜，供給到偏振光鏡，所以可將背景光源的光有效地利用于液晶顯示裝置的圖象顯示中，使畫面變得明亮。
作為所述提高輝度薄膜，例如可以是介電體的多層薄膜，或折射率各向異性不同的薄膜的疊層體等，具有使所定偏振光軸的直線偏振光透過，而使其它光線反射的特性的物體(3M公司制，D-BEF等)，或者是膽甾醇(cholesteric)液晶聚合物取向薄膜，或該取向液晶層被支撐在薄膜基體上(日東電工公司制，PCF350和Merck公司制，Transmax等)的，具有對(duì)左旋或右旋的一個(gè)方向的圓偏振光進(jìn)行反射，而使其它光透過的特性的物質(zhì)。
所以，在所述的使所定偏振光軸的直線偏振光透過類型的提高輝度薄膜中，由于其透過光與原樣的偏振光薄膜的偏振光軸相吻合而入射，所以能夠抑制偏振光鏡的吸收損失，使透過的效率提高。另一方面，如在膽甾醇(cholesteric)液晶層的投下圓偏振光類型的提高輝度薄膜中，可以直接入射到偏振光鏡中，但從抑制吸收損失的觀點(diǎn)看，最好能夠通過相位差板將該圓偏振光轉(zhuǎn)換為直線偏振光，入射到偏振光薄膜。另外，通過使用1/4波長板的相位差板，可以將圓偏振光轉(zhuǎn)換為直線偏振光。
在可見光區(qū)域?qū)挼牟ㄩL范圍內(nèi)，具有1/4波長板功能的相位差板，例如可以是對(duì)波長為550nm的淡色光具有1/4波長板功能的相位差層與具有其它相位差特性(例如具有1/2波長板功能的相位差層)，以疊層的方式而獲得。所以，在偏振光薄膜與提高輝度薄膜之間配置的相位差板，可以是由1層或2層以上的相位差層所構(gòu)成。
此外，關(guān)于膽甾醇(cholesteric)液晶層，可以由具有反射波長不同的層的組合，2層或3層以上的疊層結(jié)構(gòu)，得到在可見光區(qū)域?qū)挼牟ㄩL范圍內(nèi)能夠反射偏振光的層，基于此，能夠得到在寬的波長范圍內(nèi)的圓偏振光。
偏振光薄膜也可以入所述偏振光分離型偏振光薄膜那樣，可以由偏振光薄膜與2層或3層以上的光學(xué)層疊層而成。所以也可以是所述反射型偏振光薄膜或半透過型偏振光薄膜與相位差板組合的反射型橢圓偏振光薄膜或半透過型橢圓偏振光薄膜。
在偏振光薄膜上疊層所述光學(xué)層的光學(xué)薄膜，可以按照在液晶顯示裝置的制造過程中的順次各個(gè)疊層的方式形成，但預(yù)先疊層的光學(xué)薄膜具有質(zhì)量穩(wěn)定性、組裝操作性優(yōu)越、提高液晶顯示裝置的制造效率等優(yōu)點(diǎn)。在疊層中使用粘結(jié)層等適宜的接合手段。在所述偏振光薄膜與其它光學(xué)薄膜接合時(shí)，能夠使它們的光學(xué)軸成為與目的相位特性對(duì)應(yīng)的適當(dāng)?shù)呐渲媒嵌取?br> 所述偏振光薄膜或構(gòu)成偏振光薄膜的至少疊層一層的光學(xué)薄膜上，可以設(shè)置為與其它液晶單元相接合的粘結(jié)層。對(duì)形成粘結(jié)層的粘結(jié)劑沒有特別的要求，例如可以是在丙烯酸(acryr)系的聚合物、硅系的聚合物、聚酯(polyester)、聚安酯(polyurethane)、聚酰胺(polyamid)、聚醚(polyether)、氟系或橡膠系等聚合物為基的聚合物中進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x擇。特別最好是能夠使用像丙烯酸(acryl)系粘結(jié)劑那樣的表現(xiàn)出優(yōu)異的光學(xué)透明性，適當(dāng)?shù)臐櫇裥?、凝結(jié)性與接合性等粘結(jié)特性，以及優(yōu)異的耐環(huán)境性與耐熱性的物質(zhì)。
而且，從防止由于吸濕而引起的發(fā)泡與剝離現(xiàn)象，防止由于熱膨脹差引起的光學(xué)性能的下降與液晶單元的翹曲，從而形成高質(zhì)量，耐久性優(yōu)異的液晶顯示裝置的觀點(diǎn)來看，最好是粘結(jié)層具有低的吸濕率和優(yōu)異的耐熱性。
粘結(jié)層例如可以是天然或合成的樹脂類，特別是，在樹脂中可以含有，給予粘結(jié)性的樹脂、玻璃纖維、玻璃微珠(glass beads)、金屬粉、其它無機(jī)粉末組成的填充劑或顏料、著色劑、防止氧化劑等向粘結(jié)層添加的粘結(jié)劑。而且也可以是含有微細(xì)顆粒而表現(xiàn)出光擴(kuò)散性的粘結(jié)層。
向偏振光薄膜或光學(xué)薄膜的單面或兩面粘附粘結(jié)層，可采用適當(dāng)?shù)姆绞竭M(jìn)行。例如甲苯(toluene)或乙酸乙酯(ethyl)等適當(dāng)?shù)娜軇?，單?dú)或混合形成的溶劑中，將原料聚合物(base polymer)或其組合物溶解或分散，調(diào)制成10-40wt％的粘結(jié)劑溶液，并將該溶液以流延或涂抹方式等適當(dāng)?shù)恼归_方式直接涂敷于偏振光薄膜或光學(xué)薄膜上，或者是在所述分離器(separator)上形成粘結(jié)層，再將其移植于接合到偏振光薄膜或光學(xué)薄膜上的方式。
粘結(jié)層可以是不同成分或種類的物質(zhì)的重疊層，設(shè)置在偏振光薄膜或光學(xué)薄膜的單面或兩面。在兩面設(shè)置的情況下，偏振光薄膜或光學(xué)薄膜的表層于內(nèi)層可以是不同組成或種類與厚度的粘結(jié)層。粘結(jié)層的厚度是根據(jù)使用目的與接合力等來適當(dāng)?shù)貨Q定，一般為1～500μm，最好是5～200μm，特別更好是10～100μm。
為了防止在供給實(shí)用之前，對(duì)粘結(jié)層暴露面的污染，對(duì)分離器加蓋進(jìn)行臨時(shí)保護(hù)。這樣，可以防止在通常的處置狀態(tài)下對(duì)粘結(jié)層的接觸。作為分離器，如果除去所述厚度條件，例如可以使用將塑料薄膜、橡膠薄片、紙、布、無紡布、網(wǎng)(net)、泡沫薄片或金屬箔，這些物質(zhì)的層壓體薄板狀(laminate)，根據(jù)需要還可以使用硅系或烷基(alkyl)、氟系或硫化鉬等適當(dāng)?shù)膭冸x劑等進(jìn)行涂層處理，按過去使用的基準(zhǔn)的適宜的物質(zhì)。
還有，在本發(fā)明中，所述形成偏振光薄膜的偏振光鏡、透明保護(hù)薄膜、光學(xué)薄膜等，或者粘結(jié)層的各層，例如可以是水楊(salichyl)酸酯(ester)系化合物、苯酚系化合物、苯并三唑(benzotriazole)系化合物、氰基丙烯酸酯系(cyanaacrylate)化合物、鎳配鹽系化合物等，可采用紫外線吸收劑進(jìn)行處理，使其具有紫外線吸收能。
本發(fā)明的偏振光薄膜或光學(xué)薄膜可以很好地應(yīng)用于液晶顯示裝置等的各種裝置的形成。液晶顯示裝置的形成可按傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。即，液晶顯示裝置，一般是將液晶單元、偏振光薄膜或光學(xué)薄膜、以及根據(jù)需要的照明系統(tǒng)等構(gòu)成部件進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕M裝，裝入驅(qū)動(dòng)線路中而形成，但在本發(fā)明中，除了使用本發(fā)明所提出的偏振光薄膜或光學(xué)薄膜之外，沒有特別的限制，可按傳統(tǒng)的基準(zhǔn)進(jìn)行。關(guān)于液晶單元，例如可以采用TN型或STN型，π型等任意的型號(hào)。
液晶單元單面或兩面配置了偏振光薄膜或光學(xué)薄膜的液晶顯示裝置，照明系統(tǒng)中的背景燈(back light)或利用反射板的物體等，能夠形成適宜的液晶顯示裝置。在這種情況下，根據(jù)本發(fā)明，可以在液晶單元單面或兩面配置偏振光薄膜或光學(xué)薄膜。在兩面配置偏振光薄膜或光學(xué)薄膜的情況下，兩側(cè)可以是相同的物質(zhì)，也可以是不同的物質(zhì)。進(jìn)而，在形成液晶顯示裝置時(shí)，可以在適當(dāng)?shù)奈恢门渲眠m當(dāng)?shù)牟考缈梢詫U(kuò)散板、防閃光(antiglare)層、防止反射膜、保護(hù)板、棱鏡陣列(prismarray)、透鏡陣列薄片(lens array sheet)、光擴(kuò)散板、背景燈等，配置1層或2層以上。
下面對(duì)有機(jī)電熒光發(fā)光(electro luminescent)裝置(有機(jī)EL顯示裝置)加以說明。有機(jī)EL顯示裝置，一般是在透明的基板上順次疊層透明電極、有機(jī)發(fā)光層、以及金屬電極，形成發(fā)光體(有機(jī)電熒光發(fā)光體)。這里，有機(jī)熒光層是各種有機(jī)薄膜的疊層體，例如三苯胺(triphenylamine)衍生物等構(gòu)成的空穴注入層、樹脂瀝青(antracen)等熒光型的有機(jī)固體的發(fā)光體的疊層體、或者是這樣的發(fā)光層與二萘嵌苯(perylene)衍生物構(gòu)成的電子注入層的疊層體、或者是這些空穴注入層、發(fā)光層、以及電子注入層的疊層體等，具有各種組合的結(jié)構(gòu)是已知的。
有機(jī)EL顯示裝置的發(fā)光原理如下，對(duì)透明電極與金屬電極施加電壓，使空穴與電子注入有機(jī)發(fā)光層，這些空穴與電子的再結(jié)合所產(chǎn)生的能量激勵(lì)熒光物質(zhì)，被激勵(lì)的熒光物質(zhì)回到其基底狀態(tài)時(shí)，就會(huì)輻射光。途中再結(jié)合的機(jī)理(mechanism)與一般的二極管(diode)相同。由此可以預(yù)想出，電流與發(fā)光強(qiáng)度相對(duì)于施加的電壓，表現(xiàn)出伴隨整流的強(qiáng)的非線性。
在有機(jī)EL顯示裝置中，為了使有機(jī)發(fā)光層所發(fā)出的光能夠射出，至少由一側(cè)的電極必須是透明的。通常是使用氧化銦(indium)錫(ITO)等透明導(dǎo)電體形成的透明電極作為陽極。另一方面，為了使電子注入容易和提高發(fā)光效率，使用功函數(shù)小的物質(zhì)作為陰極是很重要的。通常使用Mg-Ag、Al-Li等金屬電極。
在具有這種結(jié)構(gòu)的有機(jī)EL顯示裝置中，有機(jī)發(fā)光層的厚度僅為10nm左右，形成非常薄的膜。因此，有機(jī)發(fā)光層與透明電極同樣，幾乎可以使光完全透過。其結(jié)果是，非發(fā)光時(shí)從透明基板的表面入射的光，透過透明電極與有機(jī)發(fā)光層，經(jīng)金屬電極反射后，再次向透明基板的表面射出，所以從外部看時(shí)，有機(jī)EL顯示裝置的顯示面就像鏡面一樣。
在由電壓的施加可以發(fā)光的有機(jī)發(fā)光層的表面設(shè)置有透明電極，同時(shí)，在有機(jī)發(fā)光層的背面一側(cè)設(shè)置有金屬電極而成的、含有有機(jī)熒光發(fā)光層的有機(jī)EL顯示裝置中，在透明電極的表面(正面)一側(cè)設(shè)置有偏振光板，同時(shí)，在該透明電極與偏振光板之間可以設(shè)置相位差板。
為了能夠?qū)ν獠咳肷?，?jīng)金屬電極反射后的光具有偏振光作用，相位差板以及偏振光板，具有由于其偏振光作用，使得從外部不能看到金屬電極的鏡面的效果。特別是，如果相位差板由1/4波長板所構(gòu)成，且相位差板以及偏振光板的偏振光方向的角度調(diào)整為π/4時(shí)，金屬電極的鏡面可以完全被遮蔽。
也就是說，射入該有機(jī)EL顯示裝置的外部光線，由于偏振光板的作用，僅僅是直線偏振光成分能夠透過。根據(jù)相位差板，該直線偏振光一般成為橢圓偏振光，但當(dāng)相位差板由1/4波長板所構(gòu)成，且相位差板以及偏振光板的偏振光方向的角度調(diào)整為π/4時(shí)，則成為圓偏振光。
該圓偏振光透過透明基板、透明電極、有機(jī)薄膜，被金屬電極所反射，再次透過有機(jī)薄膜、透明電極、透明基板，在相位差板再次變?yōu)橹本€偏振光。而且，由于該直線偏振光與偏振光板的偏振光方向垂直，所以不能透過偏振光板。其結(jié)果，金屬電極的鏡面可以完全被遮蔽。
實(shí)施例以下，對(duì)具體表示本發(fā)明的構(gòu)成與效果的實(shí)施例加以說明。
保護(hù)薄膜使用了軟化點(diǎn)為125℃的聚丙烯(polypropylene)薄膜(10μm)、與軟化點(diǎn)為135℃的聚丙烯(polypropylene)薄膜(50μm)的二層結(jié)構(gòu)的保護(hù)薄膜。
偏振光薄膜的制作使用了30μm的偏振光鏡(聚乙烯醇(polyvinyl alcohol)系薄膜)。
實(shí)施例1如圖1(a)所示，偏振光鏡的兩側(cè)貼合上軟化點(diǎn)為125℃的保護(hù)薄膜，通過傳送輥，由IR加熱器加熱到130℃后，通過夾送輥加壓疊層，得到偏振光薄膜。加熱時(shí)間(輥間的通過時(shí)間)為2秒，夾送輥的線壓力為20N/cm。得到的偏振光薄膜偏振光鏡與保護(hù)薄膜粘合，外觀也沒有問題。
實(shí)施例2如圖1(b)所示，偏振光鏡的兩側(cè)貼合上軟化點(diǎn)為125℃的保護(hù)薄膜，通過傳送輥，由熱風(fēng)加熱到130℃后，通過夾送輥加壓疊層，得到偏振光薄膜。加熱時(shí)間(輥間的通過時(shí)間)為4秒，夾送輥的線壓力為40N/cm。得到的偏振光薄膜，偏振光鏡與保護(hù)薄膜粘合，外觀也沒有問題。
實(shí)施例3如圖1(c)所示，偏振光鏡的兩側(cè)貼合上軟化點(diǎn)為125℃的保護(hù)薄膜，通過加熱到130℃的夾送輥加壓疊層，得到偏振光薄膜。加熱時(shí)間(輥間的通過時(shí)間)為0.1秒，夾送輥的線壓力為20N/cm。得到的偏振光薄膜偏振光鏡與保護(hù)薄膜粘合，外觀也沒有問題。
權(quán)利要求
1.一種偏振光薄膜的制造方法，其特征在于在偏振光鏡(A)的至少一側(cè)的面上，貼附上保護(hù)薄膜(B)，用加熱壓接進(jìn)行疊層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏振光薄膜的制造方法，其特征在于自保護(hù)薄膜(B)的一側(cè)實(shí)施加熱處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏振光薄膜的制造方法，其特征在于加熱處理時(shí)間為5秒以下。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏振光薄膜的制造方法，其特征在于加熱處理溫度為90℃以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏振光薄膜的制造方法，其特征在于加壓處理的線壓力為5N/cm以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏振光薄膜的制造方法，其特征在于在加熱壓接、加熱處理的同時(shí)實(shí)施加壓處理。
7.一種偏振光薄膜，其特征在于是實(shí)施權(quán)利要求1所述的偏振光薄膜的制造方法而得到的偏振光薄膜。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的偏振光薄膜，其特征在于是至少由一枚偏振光薄膜疊層而成的光學(xué)薄膜。
9.一種圖象顯示裝置，其特征在于是使用權(quán)利要求7所述的偏振光薄膜或權(quán)利要求8所述的光學(xué)薄膜的圖象顯示裝置。
全文摘要
一種偏振光薄膜的制造方法、偏振光薄膜、光學(xué)薄膜以及圖象顯示裝置,是在偏振光鏡(A)的至少一側(cè)的面上,貼附上保護(hù)薄膜(B),用加熱壓接疊層的方法,可以在不使用粘結(jié)劑的情況下制造偏振光薄膜,能夠解決在偏振光薄膜的制造中由于使用粘結(jié)劑而帶來的問題。
文檔編號(hào)B29L9/00GK1380557SQ0210307
公開日2002年11月20日 申請(qǐng)日期2002年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月6日
發(fā)明者土本一喜, 杉野洋一郎, 正田位守 申請(qǐng)人:日東電工株式會(huì)社