偏振器、使用了偏振器的光學薄膜、及圖像顯示裝置的製作方法

2023-09-20 03:38:25

專利名稱：偏振器、使用了偏振器的光學薄膜、及圖像顯示裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及偏振器、使用了偏振器的偏光片等的光學薄膜以及圖像顯示裝置。
背景技術：
液晶顯示裝置(LCD)已廣泛使用於臺式電子計算機、電子鐘錶、個人電腦、文字處理機以及汽車或機械等的儀表類等。這樣的液晶顯示裝置一般具備使液晶的取向變化可視化的偏光片，該偏光片對液晶顯示裝置的顯示特性具有非常大的影響。
一般在吸附取向了碘或有機染料等雙色性物質的聚乙烯醇系薄膜等偏振器(偏光薄膜)的兩面層疊三乙醯纖維素等保護膜的材料，來用作上述偏光片，特別希望有能夠製成明亮、顏色再現性好的、顯示特性好的液晶顯示裝置的偏振器。
但是在上述液晶顯示裝置中，特別是在使用了射出偏振光的背光的情況下，產生顯示不均勻，存在對比度的均勻性低下這樣的問題。
為了解決這樣的問題，在例如日本專利特開平14-028939號公報中，公開了使用了容易進行均勻地延伸的聚乙烯醇系聚合體薄膜的偏光片。
發明的公開但是，當要實現圖像顯示裝置的高對比度時，存在隨著對比度的提高、顯示不均勻會變得明顯的問題。例如，當液晶模式為普通黑(不加電壓的狀態為黑顯示狀態)時，其影響變得顯著，特別是存在從30°、40°、60°以上的方向斜視時，顯示不均勻變得顯著的問題。基於這樣的理由，現在希望有更加看不見顯示不均勻、表現出均勻的顯示特性的液晶顯示裝置等各種顯示裝置。
本發明的偏振器為基體中含有雙色性物質的偏振器，其特徵在於，在不呈現吸收的測定波長中，面內相位差在950～1350nm的範圍內。
本發明人為了找出上述那樣的顯示不均勻與偏振器自身的相位差的關係，進行了深入研究。結果發現，當在不呈現吸收的測定波長內的面內相位差在950～1350nm的範圍內時，即使在例如偏振器的相位差出現偏差時，也具有難以發現上述不均勻的效果。即，即使在由於偏振器上由於染色不均勻而出現藍色的濃淡的情況下，如果將本發明這樣的呈現面內相位差的偏振器配置成交叉偏光鏡，則呈現藍色，因此上述藍色的濃淡為與相位差本身的藍色相同的色系，所以顏色的不均勻不明顯。因此，無論有無相位差的偏差，當用於各種圖像顯示裝置，特別是大型或高對比度的顯示裝置、平板顯示器中時，能夠充分消除顯示不均勻(特別是黑顯示的顯示不均勻)。
附圖的簡要說明

圖1表示本發明的光學薄膜的一例的剖視2表示本發明的光學薄膜的其他例的剖視3表示本發明的液晶板的示例的剖視4表示本發明的液晶板的其他例的剖視5(A)為表示本發明的液晶板的再其他的示例的剖視圖；(B)及(C)為上述(A)的局部剖視6本發明的實施例中背光的一例的剖視7上述實施例中背光的其他例的剖視8上述實施例中背光的其他例的剖視9(A)為上述實施例中背光的再其他例的剖視圖；(B)為上述(A)的部分概示圖
具體實施例方式
本發明的偏振器如上所述，為在基體中包含雙色性物質的偏振器，其特徵在於，在不呈現吸收的測定波長中，面內相位差在950～1350nm的範圍內。上述面內相位差優選設定在1050～1250nm的範圍內，設定在1100～1200nm的範圍內更好。面內相位差(Δnd)用下式表示，在下式中，nx及ny分別表示上述偏振器中X軸及Y軸方向的折射率，上述X軸為上述偏振器的面內呈現最大折射率的軸的方向，Y軸方向為在上述面內與上述X軸垂直的軸的方向，d為上述偏振器的厚度。
Δnd＝(nx-ny)·d在本發明中，在例如將上述偏振器的大小設定為8～800cm×15～1500cm，在每縱橫1～20mm內測定共計28～1,200,000個測定點的相位差時，上述面內相位差的所有測定值優選包含在上述範圍內。作為具體例，在25cm×20cm的偏振器中，在每2mm測定共計12276個測定點的相位差的情況下，所有的測定值優選包含在上述範圍內。
上述測定波長只要是本發明的偏振器不呈現吸收的波長，即上述雙色性物質不呈現吸收的波長就可以，沒有特別的限制，例如可以是800～1500nm，優選是840～1200nm，1000nm更好。另外，在設定測定波長時，例如在假定測定波長為x(nm)時，有必要考慮用下述公式表示的波長分散ΔRx。並且，在假定吸收端為xa時，必須是x＞xa。
本發明的偏振器優選還在上述不呈現吸收的測定波長中使面內相位差的微分相位差變化量(σ)在-5nm/mm～5nm/mm的範圍內。如果微分相位差的變化量(σ)在這樣的範圍內，特別是在例如LCD電視等大畫面顯示器中具有高的均勻性的效果。微分相位變化量(σ)優選在-4nm/mm～4nm/mm的範圍內，特別是在-2.5nm/mm～2.5nm/mm的範圍內更好。
另外，上述「微分相位差變化量(σ)」由2個測定點(i，i+1)中的相位差(Ri，Ri+1)之差(ΔR＝Ri-Ri+1)和上述2個測定點之間的距離d(mm)求出，用σ＝ΔR/d表示。
為了準確地求出局部產生的相位差的變化，上述測定點之間的距離優選在1～100mm的範圍內，在3～70mm範圍內更好。
在上述不呈現吸收的測定波長中，在面內相位差分別呈現最大值和最小值的情況下，本發明的偏振器的上述呈現最大值的測定部位與呈現最小值的測定部位之間的距離在例如10mm以下(0以上)或者100mm以上，並且上述最大值與上述最小值之差(面內相位差的偏差)小於60nm。上述距離優選是在7mm以下或120mm以上，並且面內相位差的偏差小於45nm；上述距離在5mm以下或150mm以上，並且面內相位差的偏差小於45nm更好。如果上述距離短到10mm以下，則最大值與最小值非常接近，因此難以發現相位差的偏差。但是，這其中，如果上述距離變長，則面內相位差的不均勻變得平緩，更難發現偏振器的相位差的偏差，因此優選是100mm以上，特別是150mm以上更好。另外，上述距離的上限沒有限制，與薄膜的大小相當。
這樣本發明的偏振器用於例如偏光片或光學薄膜，而且用於液晶顯示裝置等各種圖像顯示裝置。因此，也可以是例如根據液晶單元的大小預先切片(chip-cut)的偏振器。
這樣的本發明的偏振器可以通過例如以下這樣在聚合體薄膜上實施溶脹處理、用雙色性物質進行染色處理、交聯處理、拉伸處理以及水洗處理等製作。另外，本發明的特徵是偏振器在上述範圍內選擇其面內相位差，滿足上述面內相位差的偏振器的製造本身可以由操作者根據申請時的技術常識進行。
(1)聚合體薄膜作為上述聚合體薄膜沒有特別的限制，可以使用現有的眾所周知的薄膜，例如可以列舉聚乙烯醇(PVA)系薄膜、部分甲醛化PVA系薄膜、聚對苯二甲酸乙二醇脂(PET)、乙烯-醋酸乙烯共聚體系薄膜，或者它們的部分皂化薄膜等親水性高分子薄膜等。並且，除此以外，還可以使用PVA的脫水處理物或聚氯乙烯脫鹽酸處理物等的聚烯烴取向薄膜、拉伸取向後的聚乙烯撐系薄膜等。其中，由於對於上述雙色性物質即碘的染色性好，因此優選是PVA系聚合體薄膜。另外，在聚合體薄膜中，下面將延伸方向稱為「長」，與上述拉伸方向垂直的方向的長稱為「寬」。
PVA的聚合度優選在例如1700～4500的範圍內，在2400～4000之間更好，結晶化度優選在18％～50％的範圍內，23％～47％更好。並且，薄膜的甘油含量優選在例如7％～20％的重量比範圍內，在8％～18％的重量比範圍內更好。
上述聚合體薄膜的厚度雖然沒有特別的限制，但優選在例如65～80μm的範圍內，在70～85μm之間更好。
上述聚合體薄膜的例如局部厚度的變動量相對於平均厚度優選在0.7μm/cm以下，更好在0.5μm/cm以下，特別是在0.2μm/cm以下更好。並且，即使是上述厚度的變動量超過0.7μm/cm的聚合體薄膜，也可以通過例如使後述的溶脹處理、交聯處理和拉伸處理等最合適化，或者通過控制液體流盡等來防止厚度變動產生的影響。
這裡，「局部厚度的變動量相對於平均厚度在0.7μm/cm以下」是指例如相距1～100mm的兩點之間的厚度變動量，即「上述兩點的厚度差/兩點之間的距離」為0.7μm/cm以下。上述平均厚度沒有特別的限制，在例如最大寬度為2600mm的PVA系薄膜(原材料)時測定2600個點就可以了。另外，本發明並不局限於此。
作為上述聚合體薄膜，優選使用在例如下一道工序的溶脹處理過程中溶脹不均勻、即因溶脹而引起的厚度的不均勻較少的薄膜。這是因為通過這樣能夠進一步降低所製造的偏振器的例如相位差、雙色性物質的含量以及透射率等的偏差的緣故。因此，優選使用例如結晶化程度的不均勻、厚度的不均勻以及水分率的不均勻較少的聚合體薄膜。並且，優選使用甘油含量的偏差少的聚合體薄膜。
(2)溶脹處理將上述聚合體薄膜浸漬在溶脹浴中使其溶脹，在上述溶脹浴中實施拉伸處理。
作為上述溶脹浴的溶液可以使用例如水、甘油水溶液、碘化鉀水溶液等。溶脹處理的條件沒有特別限制，可以與以往相同地進行，例如，在20℃～30℃的溶脹浴中浸漬60～300秒(優選是90～240秒，120～180秒更好)。如果溶脹時間60秒以上，由於在例如後續的染色工序中能夠充分地避免染色浴的汙染，因此能夠降低長期效應(longrun)的問題，能夠有效防止染色不均勻。並且，如果溶脹時間在300秒以下的話，在後面的拉伸工序中能夠有效防止拉伸時產生裂斷。
通過浸漬到上述溶脹浴中，上述聚合體薄膜一般能夠溶脹到溶脹前的薄膜(原材料)長度的1.1～1.5倍。而且，優選在上述溶脹浴中實施拉伸處理，拉長到該溶脹量的1～1.3倍(優選是1.05～1.25倍)。
在溶脹工序中，當降低拉伸倍率、延長浸漬時間時，為了消除薄膜中產生的皺褶，優選在例如上述溶脹浴中設置擴展輥、螺旋輥和凸面軋輥等輥。特別是在原材料的寬度較寬的情況下(例如寬度超過約3米的情況下)，為了消除薄膜原材料的中央部的皺褶，優選設置輥。
上述那樣的聚合體薄膜優選是溶脹偏差較少，具體為，溶脹後的厚度偏差優選在8％以下，在5％以下更好，特別是在2.5％以下更好。這是因為在使上述聚合體薄膜溶脹時，因其厚度的偏差會在溶脹或通過溶脹進行的拉伸中產生差異的緣故。具體為，厚度越薄，通過溶脹越容易產生拉伸，厚度越厚，通過溶脹越難產生拉伸。另外，由於像這樣在上述薄膜中厚度越薄的部分溶脹得越多，因此為了使其飽和，優選是使薄膜慢慢地溶脹。
並且，上述薄膜的厚度的最大值與最小值之差，以及呈現上述最大值的部位與呈現上述最小值的部位之間的距離優選滿足以下的關係。即，「(最大值與最小值之差)/距離」在例如1.5μm/cm以下，優選是在1.0μm/cm以下，在0.5μm/cm以下更好。特別是上述距離優選在5mm以下或250mm以上，在10mm以下或150mm以上，特別是在20mm以下或100mm以上更好。這是因為在例如後述的拉伸處理或乾燥處理中，能夠充分地防止如下情況發生由於呈現最大厚度的部分收縮，而使與呈現最小厚度的部位的拉伸方向垂直(TD)的方向產生一些拉伸。並且，如果距離在10mm以下，由於距離短，染色的不均勻更加不明顯；而如果在250mm以上，由於上述最大值與最小值的部分的拉伸平緩地進行，因此能夠有效地防止上述那樣的伴隨著收縮而產生的沿垂直方向的拉伸。
(2)染色處理將上述聚合體薄膜從上述溶脹浴中提起，浸漬到例如含雙色性物質的染色浴中，再在上述染色浴中沿單一軸方向進行拉伸處理。即，通過上述浸漬使上述雙色性物質吸附在上述聚合體薄膜上，通過拉伸，使上述雙色性物質沿單一方向取向。
作為上述雙色性物質，可以使用以往眾所周知的物質，例如可以列舉碘或有機染料等。當使用上述有機染料時，從希望例如可見光區域的中性化(neutral)這一點來看，優選是兩種以上的組合。
作為上述染色浴的溶液，可以使用將上述雙色性物質溶解到溶劑中的水溶液。作為上述溶劑，可以使用例如水，但也可以添加與水具有相溶性的有機溶劑。上述溶液中雙色性物質的濃度沒有特別的限制，但一般在0.005％～0.10％的重量比的範圍內，優選是0.01％～0.08％的重量比的範圍內。
聚合體薄膜浸漬到上述染色浴中的時間沒有特別的限制，但為例如30～120秒的範圍內，優選是在40～110秒，50～100秒內更好。並且，上述染色浴的溫度一般為10℃～35℃。
在染色處理中的拉伸倍率優選在例如溶脹前的聚合體薄膜(原材料)的長度的2～3.2倍的範圍內，在2.2～3.1倍之間更好，特別是在2.4～3.0倍之間更好。如果拉伸率在2倍以上的話，能夠有效抑制例如在薄膜的拉伸方向(MD方向)中產生起伏，因此不存在染色不均勻的問題；而如果在3.2倍以下，則能夠維持足夠的偏光度。
上述聚合體中產生皺褶時，由於是產生染色不均勻的原因，因此在上述染色浴中配置例如上述那樣的各種輥，由此消除上述聚合體薄膜中產生的皺褶。並且，也可以在將上述聚合體薄膜浸漬到染色浴中之前或之後用上述輥消除皺褶。
(3)交聯處理將上述聚合體薄膜從上述染色浴中提起，浸漬在包含交聯劑的交聯液中，再在該交聯液中進行拉伸處理。通過實施交聯處理，保持移動的穩定性。
作為上述交聯劑，可以使用以往眾所周知的物質，例如硼酸、硼砂、乙二醛、戊二醛等硼化物等。可以是它們中的一種，也可以並用兩種以上。作為上述交聯液，可以使用將上述交聯劑溶解到溶劑中的水溶液。作為上述溶劑，可以使用例如水，但也可以使用包含與水具有相溶性的有機溶劑。
上述溶液中的交聯浴的濃度沒有特別的限制，但通常在1％～10％的重量比的範圍內，優選是1.5％～8％的重量比。在上述交聯劑為硼酸的情況下，在例如1.5％～7％的重量比的範圍內，優選是2％～6％的重量比的範圍。
從獲得偏振器的面內的均勻性這一點來看，上述水溶液除上述硼酸化合物以外，還可以包含例如碘化鉀、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、碘化鈦等碘化物等的輔助劑。上述輔助劑在上述溶液中的含量一般在1％～18％的重量比範圍內，優選在2％～18％的重量比範圍內。當上述輔助劑為碘化鈣的情況下，在2％～15％的重量比範圍內，優選為5％～14％的重量比。
其中硼酸與碘化鈣的組合優選，上述溶液中硼酸與碘化鈣的比例(重量比)一般在例如7∶1～1∶9的範圍內，優選是5∶1～1∶5的範圍。
上述交聯浴的溫度沒有特別的限制，例如上述染色處理的溫度與後述交聯處理的溫度之間的關係優選為染色溫度＜交聯溫度≤拉伸溫度。具體為，8℃～75℃的範圍優選，20℃～70℃的範圍更好。上述聚合體薄膜的浸漬時間沒有特別限制，但一般在25～150秒，優選在30～120秒。
該交聯處理中拉伸倍率為例如原材料長度的3.5倍以下，優選在3.3倍以下。
(4)拉伸處理將上述聚合體薄膜從上述交聯浴中提起，浸漬到最終的拉伸浴中，在該拉伸浴中進行拉伸處理。另外，還可以再反覆進行交聯處理和拉伸處理。
作為上述拉伸浴的溶液沒有特別的限制，可以使用包含例如硼酸、碘化鈣、各種金屬鹽或其他的碘化化合物、鋅化合物等的溶液。作為該溶液的溶劑可以例如水、乙醇等。
具體為，使用硼酸時其濃度通常在2％～10％的重量比的範圍內，優選為3％～6％的重量比。上述拉伸浴中硼酸的濃度優選比上述交聯液中硼酸的濃度高。並且，優選同時並用碘化鈣，此時優選設定為比例如交聯液中碘化鈣的濃度高。上述碘化鈣的濃度通常為4％～10％的重量比的範圍內，優選是6％～8％的重量比範圍。另外，上述拉伸浴中碘化鈣的濃度優選設定為比例如上述交聯液中碘化鈣的濃度高。
上述拉伸浴的溫度通常為40℃～75℃，優選為50℃～70℃。
該拉伸處理中拉伸倍率在原材料長度的例如5.5～6.5倍的範圍內，優選在5.8～6.4倍的範圍，在6.0～6.2倍的範圍內更好。
作為拉伸處理的時間優選在例如35秒～60秒，在40秒～50秒的範圍內更好。
(5)水洗處理將上述聚合體薄膜從上述拉伸浴中提起，浸漬到含有碘化物的水溶液中，然後進行水洗，乾燥上述聚合體薄膜。
作為上述含有碘化物的水溶液中的碘化物可以使用上述物質，其中使用例如碘化鈣或碘化鈉等較好。作為該溶劑通常可以使用水。通過使用該含有碘化物的水溶液可以洗掉殘留在聚合體薄膜上的上述拉伸處理中使用的硼酸。
在碘化鈣水溶液的情況下，上述水溶液的濃度優選在例如0.5％～20％的重量比範圍內，在1％～15％的重量比，特別是在1.5％～7％的重量比範圍內更好。上述水溶液的溫度通常在15℃～40℃的範圍內，優選在20℃～35℃的範圍內。並且，浸漬到上述水溶液中的時間通常為2～15秒，優選在3～12秒。另外，浸漬到上述含有碘化物的水溶液中以後的水洗次數沒有特別的限制。
在這個階段中，上述拉伸後的聚合體薄膜的變形的寬度、厚度優選滿足以下的條件。通過滿足下述條件，製造成的本發明的偏振器能夠進一步提高無色彩性。具體為，當將本發明的偏振器或使用了偏振器的偏光片配置成平行偏振器時，能夠進一步抑制黃色成份，當配置成正交時能夠進一步抑制藍色或紅色成份。
即，如果假設此前實施的拉伸的總拉伸倍率(原材料的倍率)為a倍(以下同樣)，設溶脹前的聚合體薄膜(原材料)的寬度為100％，則上述拉伸聚合體薄膜的寬度的變形在(1/a100)%~(1/a125)%]]>的範圍內，優選在(1/a100)%~(1/a120)%]]>的範圍內，在(1/a100)%~(1/a110)%]]>的範圍內更好。具體為，當上述拉伸倍率a為6時，優選為41％～51％，在41％～45％更好。另外，上述聚合體薄膜的寬度如上所述為與拉伸方向(長度方向)垂直的方向上的長度。
並且，上述拉伸聚合體薄膜在例如拉伸不均勻的情況下有可能在厚度上產生坡度。此時，在上述拉伸聚合體薄膜中，如果假設原材料的厚度為100％，則厚度最薄的部分的變形為(1/a80)%~(1/a100)%]]>優選為(1/a85)%~(1/a100)%]]>(1/a90)%~(1/a100)%]]>更好。原因是優選通過較高的拉伸倍率增加Δn，再使厚度d增加。並且還因為，上述薄膜最薄的部分有因周圍或其他部分的沿寬度方向的收縮而變得更薄的傾向，這樣一來有可能單軸性低下，光學特性局部地低下，不均勻變得顯著。
而且，在上述拉伸聚合體薄膜中，其寬度和厚度優選滿足以下的關係。即，下式(1)表示的值在例如0.9～1.1的範圍，優選是在0.95～1.05的範圍。
(Tb×Wb)/(Ta×Wa)…………(1)Ta拉伸聚合體薄膜的平均厚度Tb未拉伸聚合體薄膜的平均厚度Wa拉伸聚合體薄膜的寬度Wb未拉伸聚合體薄膜(原材料)的寬度(6)乾燥處理使進行過上述那樣處理的聚合體薄膜乾燥，通過這樣能夠製造基體中含有雙色性物質的本發明的偏振器。乾燥可以是自然乾燥，風乾或加熱乾燥等，沒有特別的限制，但加熱乾燥時，溫度通常為20℃～40℃，優選在22℃～35℃的範圍內。並且，處理時間通常為0.5～5分鐘，優選為1～4分鐘，在1.5～3分鐘的範圍內更好。
最終獲得的本發明的偏振器的厚度沒有特別的限制，但優選在例如5～40μm的範圍內，在15～35μm，特別是在17～32μm的範圍內更好。由於如果上述厚度在例如5μm以上的話，機械強度更好，並且，如果在40μm以下的話，光學特性更好，因此在例如用於平板時容易薄型化。
除用上述方法製造的偏振器外，只要呈現上述那樣的面內相位差，既可以將例如將雙色性物質摻入PET等中進行制膜、拉伸而成的薄膜，也可以將拉伸取向後的乙烯聚合物系的薄膜、或者將雙色性物質摻入其中的薄膜作為偏振器。並且，也可以是將單軸方向配置的液晶作為主體，將雙色性物質作為外加物的O型偏振器(美國專利5523863號，日本特表平3-503322號公報)，或使用了雙色性易溶液晶等的E型偏振器(美國專利6049428號)。
接著，本發明的光學薄膜包含上述本發明的偏振器。下面敘述這樣的光學薄膜的例子。
作為本發明的光學薄膜的第1例，可以列舉例如下面這樣的偏光片包含上述本發明的偏光鏡或透明保護層，在上述偏振器的至少一個表面配置了上述透明保護層。上述透明保護層既可以只配置在上述偏振器的一面也可以配置在兩面。當層疊在兩面時，可以使用例如同種透明保護層也可以使用不同種類的透明保護層。
另外，在測定上述偏光片中上述偏振器的面內相位差時，可以用例如溶劑等從本發明的偏光片中除去上述透明保護層，進行測定。並且，在上述透明保護層的相位差可以忽略不計的範圍(大致為0nm)的情況下，可以直接測定偏光片。
在本發明的偏光片中，例如由於其水分率而使寬度變化，所以水分率優選為例如2％～5％，在2.5％～4.5％，特別是在3％～4％的範圍內更好。
圖1為表示上述偏光片的一例的剖視圖。如圖所示，偏光片10包括偏振器1和2層透明保護層2，在上述偏振器1的兩面分別配置有透明保護層2。
作為上述透明保護層2沒有特別的限制，可以使用以往的眾所周知的透明保護薄膜，但優選是例如透明性、機械強度、熱穩定性、防水性等方面的性能好的薄膜。作為這樣的透明保護層的材質的示例可以列舉三乙醯纖維素等纖維素系樹脂、或聚酯系、聚碳酸酯系、聚醯胺系、聚醯亞胺系、聚醚碸系、聚碸系、聚苯乙烯系、丙烯酸系、乙酸酯系、聚烯烴系等透明樹脂等。並且，也可以列舉上述丙烯酸系、氨基聚氨酯系、丙烯酸聚氨酯系、環氧系、矽氧系等熱硬化型樹脂或紫外線硬化樹脂等。並且，優選是聚降冰片烯(polynorbornene)系樹脂等之類的光彈性係數低的物質。
除此以外，也可以使用日本專利特開2001-343529號公報(WO01/377007號)或特開2002-328233號公報所記載的那樣的，由包含例如異丁烯和N-甲基順丁烯二醯亞胺構成的交互聚合體以及丙烯腈苯乙烯聚合體的樹脂組成物的混合擠出物形成的薄膜等。這樣的薄膜可以像例如如下這樣地製造。首先，將N-甲基順丁烯二醯亞胺(メチルマレイミド)的含量為50％摩爾的上述交互聚合體(100重量單位)與丙烯基中甲苯偶醯含量為27％的重量、苯乙烯含量為73％的重量的上述共合體的67重量單位熔融混合，將該顆粒提供給具備T形模具的熔融擠出機，製作原材料薄膜。以100cm/分鐘的拉伸速度、拉伸倍率1.45倍、拉伸溫度162℃的條件沿縱軸拉伸該薄膜的自由端。而且，在相同的條件下沿與先前的拉伸方向垂直的方向拉伸自由一端，通過這樣獲得厚度49μm的拉伸薄膜。該拉伸薄膜為nx＝1548028、ny＝1.548005、nz＝1.547970、面內相位差1.1nm、厚度方向相位差2.8nm、光彈性係數的絕對值為1.9×10-13cm2/dye。
而且，這些透明保護膜也可以在例如其表面用鹼等進行皂化處理。在它們之中，從偏光特性或耐久性等方面來講，優選使用TAC薄膜，使用其表面實施了皂化處理的TAC薄膜更好。
上述透明保護膜優選是例如不帶顏色。具體為，用下式表示的薄膜厚度方向的相位差值(Rth)在-90nm～+75nm的範圍內，在-80nm～+60nm之間，特別是在-70nm～+45nm的範圍內更好。上述相位差值如果在-90nm～+75m的範圍內，則能夠有效消除保護膜引起的偏光片的著色(光學著色)。
Rth＝[{(nx+ny)/2}-nz]·d在上式中，d為透明保護膜的厚度，nx、ny、nz分別表示上述透明保護膜的X軸、Y軸及Z軸的折射率。上述X軸為上述透明保護層面內折射率最大的軸的方向，Y軸為上述面內與上述X軸垂直的軸，Z軸為與上述X軸和Y軸垂直的厚度方向。
上述透明保護層的厚度沒有特別的限制，但在例如為了達到使偏光片薄型化等的目的，在例如500μm以下，優選在1～300μm，在5～300μm的範圍內更好。
並且，上述透明保護層也可以實施以例如鍍硬膜處理、防反射處理、防粘附處理、擴散或防眩光等為目的的處理等。上述鍍硬膜處理，是指以防止弄傷偏光片的表面為目的，例如在上述透明保護層的表面形成由硬化型樹脂構成的、硬度或滑性好的硬化被覆膜的處理。作為上述硬化型樹脂可以使用例如矽氧系、氨基甲酸乙酯系、丙烯基系、環氧樹脂系等紫外線硬化型樹脂等，上述處理可以用以往的眾所周知的方法進行。
上述防反射處理以防止偏光片的表面的外光反射為目的，可以通過形成以往的眾所周知的防反射膜進行。防粘附處理以防止與相鄰的層粘接為目的。
上述防眩光處理以防止偏光片表面的外光反射引起的妨礙觀察透過偏光片的光為目的，可以用例如以往眾所周知的方法在上述透明保護層的表面形成細微的凹凸結構來進行。作為形成這樣的細微的凹凸結構的方法可以列舉例如通過噴砂或軋紋整理加工等使表面粗化的方式或上述那樣的在透明樹脂中配合透明微型粒子形成上述透明保護層的方式等。
作為上述透明微型粒子可以列舉例如二氧化矽、氧化鋁、二氧化鈦、氧化鋯、氧化錫、氧化銦、氧化鎘、氧化銻等或它們的固溶體。雖然這樣的上述透明微型粒子的平均直徑沒有特別的限制，但在例如0.5～50μm的範圍內。此外，也可以使用具有導電性的無機系微型粒子或由交聯或未交聯的聚合物粒狀物等構成的有機系微型粒子等。並且，雖然上述透明微型粒子的配合比例沒有特別的限制，但一般來說每100個質量單位的上述那樣的透明樹脂優選在2～50個質量單位的範圍內，在5～25個質量單位的範圍內更好。
配合了上述透明微型粒子的防眩光層可以作為例如透明保護層本身使用，並且，也可以在透明保護層的表面形成塗敷層等。而且，上述防眩光層也可以兼具擴散偏光片的透過光擴大視角的擴散層的作用。
另外，上述防反射膜、擴散層、防眩光層等也可以與上述透明保護膜分開設置在偏光片上作為例如由設置了它們的薄層等構成的光學層。
上述偏振器與上述透明保護層的粘接方法沒有特別的限制，可以用以往的眾所周知的方法進行。一般使用粘接劑或其他的結合劑等，其種類可以根據偏光膜或透明保護層的種類等適當決定。具體可以列舉由例如PVA系、變性PVA系、氨基甲酸乙酯系聚合體構成的粘接劑或結合劑。為了提高耐久性，這些結合劑等可以添加例如硼酸、硼砂、戊二醛、三聚氰胺、草酸、殼質、脫乙醯殼多糖、金屬鹽、鹼系溶劑等之類的使乙烯醇系聚合體交聯的水溶性交聯劑。上述偏振器在例如PVA系薄膜的情況下，從結合劑的穩定性等方面來講，優選是PVA系的結合劑。這樣的結合層的厚度雖然沒有特別的限制，但優選為例如1nm～500nm，在10nm～300nm，特別是在20nm～100nm更好。
當用上述粘接劑粘接上述偏振器和透明保護層時，例如，為了防止受溼度和溫度的影響而剝離，製成透光率和偏光度好的偏光片，優選實施乾燥處理。乾燥溫度沒有特別限制，可以根據使用的粘接劑或結合劑的種類適當決定。當上述結合劑使用例如上述那樣的PVA系、變性PVA系、氨基甲酸乙酯系等水溶性結合劑時，例如乾燥溫度優選在60℃～70℃，在60℃～75℃之間更好，乾燥時間優選在1～10分鐘左右。
並且，為了使本發明的偏光片能夠例如層疊到液晶單元等上，優選使其最外層還有粘接劑層。圖2表示這樣的具有粘接劑層的偏光片的剖視圖。如圖所示，偏光片20具備上述圖1所示的偏光片10和粘接劑層3，在上述偏光片10的一個透明保護層2的表面還配置有粘接劑層3。
在上述透明保護層表面上形成上述粘接劑層，可以通過例如延流或塗敷等展開方式將粘接劑的溶液或熔融液直接添加到上述透明保護層的預定面上而形成層的方式，或者同樣在後面將要敘述的隔離物上形成粘接劑層、將其移接在上述透明保護層的預定面上的方式等進行。另外，這樣的粘接劑層可以像上述圖2所示那樣在偏光片的任意一個表面上形成，但也不局限於此，也可以根據必要在兩面配置。
上述粘接劑層可以適當使用例如丙烯基系、矽氧系、聚酯系、聚氨基甲酸乙酯系、聚醚系、橡膠系等以往眾所周知的粘接劑形成。特別是為了防止因吸溼而產生發泡現象或剝離現象，防止因熱溶脹差等引起光學性能低下或液晶單元翹曲，而且形成品質高、耐久性好的液晶顯示裝置等，優選使用吸溼率低、耐熱性好的粘接劑。這樣的粘接劑可以列舉例如丙烯基系、矽氧系、丙烯基矽氧系、聚酯系、耐熱橡膠等粘接劑。並且，也可以是含有微型粒子而呈現光擴散性的粘接層。
並且，當偏光片中設置的粘接劑層的表面露出時，為了達到在實際提供使用上述粘接劑層之前防止汙染等目的，優選用隔離物蓋住上述表面。該隔離物可以根據必要在上述透明保護膜等這樣的適當厚度的薄層膜上用矽氧系、長鏈烷基系、氟系、硫化鉬等剝離劑設置剝離被覆的方法等形成。
上述粘接劑層的厚度隨沒有特別的限制，但優選在例如5～35μm內，在10～25μm，特別是在15～25μm內更好。如果設定在這樣的範圍內，即使例如偏光片的尺寸變化，也能夠緩和此時發生的應力。
並且，雖然本發明的偏光片可以在形成液晶單元或液晶顯示裝置等時使用，但也可以在例如上述偏振器上層疊有透明保護層等的狀態下根據液晶單元的大小切片(chip-cut)，然後在切片上述偏振器後預先與透明保護膜貼在一起。
本發明的光學薄膜的第2例為包含上述本發明的偏振器或上述第1例中的偏光片、偏振光變換元件和相位差膜中的至少一個的層疊體。
上述偏振光變換元件雖然沒有特別的限制，但可以列舉例如各向異性反射型或各向異性散射型偏振光元件等形成液晶顯示裝置等一般使用的元件。這些偏振光變換元件可以是例如一層，也可以是層疊2層以上。並且，使用2層以上時既可以是同種，也可以使用不同種類的層。
在上述偏振光變換元件中，作為上述各向異性反射型偏振光元件，為例如膽甾(cholesteric)型液晶層與相位差板的複合體，上述相位差板優選是呈現包含在上述各向異性反射偏振器所具有的反射帶中的波長的0.2～0.3倍的相位差的元件。在0.25倍更好。上述膽甾型液晶層特別理想的是膽甾型液晶聚合體的取向薄膜、或像將其取向液晶層支持在薄膜基礎部件上等那樣的具有反射逆時針或順時針的任何一方向的圓偏光而讓其他的光透過的特性的元件。這樣的各向異性反射偏振光元件可以使用例如(日本)日東電工製造的商品名為PCF系列等。另外，上述波長只要是包含在上述各向異性反射偏振器所具有的反射帶內的波長就可以，可以是任意長度。並且，膽甾型液晶層也可以是例如電介質多層薄膜或折射率各向異性不同的薄膜的多層層疊體之類的，具有讓預定偏光軸的直線偏光透過而反射其他的光的特性的元件。這樣的各向異性反射型偏振光元件可以使用例如3M公司製造的商品名為DBEF系列等。
並且，上述各向異性反射型偏振光元件也可以是反射型柵網偏振器，作為具體例可以使用Moxtek制商品名為Micro Wires等。
而上述各向異性散射型偏振光元件可以使用例如3M公司制的商品名為DRPF等。
接著，本發明的光學薄膜的第3例可以列舉例如包含上述本發明的偏振器、上述第1例中的偏光片或者第2例中的層疊體和各種光學層的層疊體的各種偏光片。上述光學層雖然沒有特別的限制，但可以列舉例如形成以下所述的包含反射板、半透光反射板、1/2波長板、1/4波長板等λ板等的相位差板、視角補償膜、輝度提高膜等液晶顯示裝置等形成時使用的光學層。並且，這些光學層可以是一種，也可以並用兩種以上。作為包含這樣的光學層的偏光片，特別優選層疊了反射型偏光片、半透光反射型偏光片、橢圓偏光片、圓偏光片、視角補償膜或輝度提高膜的偏光片等。
下面就這些偏光片進行說明。
首先，就本發明的反射型偏光片或半透光反射型偏光片的一例進行說明。上述反射型偏光片在例如上述那樣的第1例的偏光片上還層疊有反射板，上述半透光反射型偏光片在上述偏光片上再層疊有半透光反射板。
上述反射型偏光片通常配置在液晶單元的內側，可以用於反射從觀察一側(顯示側)入射的光並顯示的類型的液晶顯示裝置(反射型液晶顯示裝置)等。這樣的反射型偏光片由於能夠省略例如自帶背光等的光源。因此具有能夠使液晶顯示裝置的薄型化等優點。
上述反射型偏光片通過例如在上述加熱處理後的偏光片的單面形成由金屬等構成的反射板的方法等眾所周知的方法製作。具體可以列舉例如根據需要對上述偏光片的透明保護層的單面(露出面)進行無光澤處理，在上述面上形成由鋁等反射性金屬形成的金屬箔或蒸鍍膜作為反射板的反射型偏光片等。
並且，還可以列舉在使上述那樣使各種透明樹脂中含有微型粒子並使表面成為細微凹凸結構的透明保護層上形成反映其細微凹凸結構的反射板的反射型偏光片等。表面為細微凹凸結構的反射板具有例如通過亂反射擴散入射光，防止指向性或晃眼的外觀，能夠抑制明暗不均勻這樣的優點。這樣的反射板可以用真空蒸鍍方式、離子電鍍方式、噴鍍方式等蒸鍍方式或電鍍方式等以往眾所周知的方法在例如上述透明保護層的凹凸表面直接形成上述金屬箔或金屬蒸鍍膜。
並且，也可以使用在上述透明保護膜之類的適當的薄膜上設置反射層的反射薄層等作為反射板，來代替上述那樣在偏光片的透明保護層上直接形成上述反射板的方式。由於上述反射板中的上述反射層通常由金屬形成，因此從例如防止因氧化而引起反射率降低，進而避免長期持續維持初期的反射率或另外形成透明保護層這些方面來看，該使用形態優選是上述反射層的反射面被上述薄膜或偏光片等覆蓋的狀態。
而上述半透光型偏光片也有在上述反射型偏光片中具有半透光型反射板來取代反射板的結構。作為上述半透光型反射板可以列舉例如用反射層反射光並且透光的半反射鏡等。
上述半透光型偏光片通常設置在液晶單元的內側，在比較明亮的環境中使用液晶顯示裝置等時，反射從觀察側(顯示側)入射的光顯示圖像；在比較暗的環境中用於使用內藏在半透光型偏光片的內側的背光等自帶光源顯示圖像的類型的液晶顯示裝置等中。即，上述半透光型偏光片在明亮的環境下可以節約背光等光源使用的電能；而在比較暗的環境下對於能夠使用上述自帶光源的液晶顯示裝置等的形成是有用的。
下面就本發明的橢圓偏光片或圓偏光片的一例進行說明。這些偏光片在例如上述第1例的偏光片上還層疊有相位差板或λ板。
上述橢圓偏光片補償(防止)例如因超扭曲向列(STN)型液晶顯示裝置的液晶層的復折射產生的著色(藍或黃)，在沒有上述著色的黑白顯示時可以有效利用。而且，由於控制了3維折射率橢圓偏光片還能夠補償(防止)例如從斜方向看液晶顯示裝置的畫面時產生的著色，因此比較理想。而上述圓偏光片在例如圖像為彩色顯示，調整反射型液晶顯示裝置的圖像的色調時等有效，還具有防止反射的功能。
上述相位差板用於將直線偏光變換成橢圓偏光，或者將橢圓偏光或圓偏光變換成直線偏光，或者使直線偏光的偏光方向偏光。特別是將直線偏光變換成橢圓偏光或圓偏光，將橢圓偏光或圓偏光變換成直線偏光的相位差板可以使用例如1/4波長板(也稱為「λ/4板」)等，在變換直線偏光的偏光方向時，通常使用1/2波長板(也稱為「λ/2板」)。
上述相位差板的材料可以列舉用薄膜支持復折射性薄膜、液晶聚合體的取向膜、液晶聚合體的取向層的層疊體等，所述復折射性薄膜拉伸處理了例如聚碳酸脂、PVA、聚苯乙烯、聚甲基異丁烯酸鹽、聚丙烯以及其他的聚烯烴、多芳基、聚醯胺、聚降冰片烯等聚合體薄膜。
為了達到補償例如上述1/2或1/4等各種波長板、液晶層的復折射引起的著色或補償視角擴大等視角的目的，上述相位差板的種類可以使用具有與使用目的相對應的相位差的種類，也可以是抑制了厚度方向的折射率的傾斜取向的薄膜。並且，也可以是層疊2種以上的相位差板、抑制了相位差等光學特性的層疊體等。
上述傾斜取向薄膜可以用例如將熱收縮性薄膜粘接在聚合體薄膜上，在加熱產生的收縮力的作用下通過在上述聚合體薄膜上實施拉伸處理或收縮處理的方法或使液晶聚合體傾斜取向的方法等獲得。
下面就在上述第1例的偏光片上再層疊了視角補償膜的偏光片的一例進行說明。
上述視角補償膜為增大視角使即使在例如不是從與畫面垂直的方向而是從稍微傾斜的方向看液晶顯示裝置的畫面，圖像看起來也比較鮮明的薄膜。這樣的視角補償薄膜可以使用例如在三乙醯纖維素薄膜上塗敷碟狀(デイスコテイツク)液晶的材料或相位差板。一般的相位差板使用例如沿其面方向單軸延伸的具有復折射的聚合體薄膜，而上述視角補償薄膜與此不同，使用例如沿面方向雙軸延伸的，具有復折射的聚合體薄膜；或在面方向內沿單一軸拉伸並在厚度方向也被拉伸，控制了厚度方向的折射率的傾斜取向聚合體這樣的雙方向拉伸的薄膜等相位差板。上述傾斜取向薄膜可以列舉例如將熱收縮性薄膜粘接在聚合體薄膜上，在加熱產生的收縮力的作用下對上述聚合體薄膜進行拉伸處理或收縮處理而得到的薄膜，以及使液晶聚合體傾斜取向而得到的薄膜等。另外，作為上述聚合體薄膜的素材原料可以使用與前面延伸的、上述相位差板的聚合體材料相同的材料。
下面說明在上述第1例的偏光片上再層疊了輝度提高膜的偏光片的一例。
該偏光片一般配置在液晶單元的裡面一側使用。上述輝度提高膜為具有當例如液晶顯示裝置等的背光或從內側來的反射等自然光入射時將預定偏光軸的直線偏光或預定方向的圓偏光反射，而讓其他的光透過的特性的薄膜。不僅讓從背光等光源來的光入射獲得預定偏光狀態的透過光，而且不讓上述預定偏光狀態以外的光透過，而將其反射。為不僅讓被該輝度提高膜的面反射的光經過再在其後一側設置的反射板等反射，再次入射到輝度提高膜上，以達到增加透過輝度提高膜的光量的目的，同時提供難以被偏光膜(偏振器)吸收的偏光，以達到增加液晶顯示裝置等能夠利用的光量的目的，通過這樣來提高輝度的薄膜。在不使用上述輝度提高膜而讓光從背光等液晶單元的內側經過偏振器入射的情況下，具有與上述偏振器的偏光軸不一致的偏光方向的光幾乎全被上述偏振器吸收，不通過上述偏振器。即，雖然根據使用的偏振器的特性不同而不同，但大約50％的光被上述偏振器吸收掉了，相應地，液晶顯示裝置能能夠利用的光量減少，圖像變暗。上述輝度提高膜使具有會被上述偏振器吸收的偏光方向的光不入射到上述偏振器中，而是用上述輝度提高膜臨時反射，再通過其後面一側設置的反射板等逆轉，再入射到上述輝度提高膜中，反覆進行這樣的過程。並且，由於僅讓在兩者之間反射、逆轉的光的偏光方向為能夠通過上述偏振器的偏光方向的偏光通過，並提供給上述偏振器，因此能夠有效地將背光等的光用於液晶顯示裝置的圖像顯示，能夠使畫面明亮。
並且，也可以在上述輝度提高膜與上述反射層之間設置擴散板。此時，上述輝度提高膜反射的偏光狀態的光射向上述反射層，設置的上述擴散板將通過的光均勻地擴散，同時解除偏光狀態變成非偏光狀態。即，回到最初的自然光狀態。該非偏光狀態即自然光狀態的光射向反射層等，通過上述反射層反射，再次通過上述擴散板，再次入射到上述輝度提高膜，反覆進行這一過程。這樣，通過設置返回到最初的自然光狀態的上述擴散板，維持例如顯示畫面的明亮度，同時減少顯示畫面的明亮度的不均勻，能夠提供均勻明亮的畫面。並且，還可以考慮通過上述擴散板適當增加初次入射光的反覆反射的次數，與上述擴散板的擴散功能相結合，能夠提供均勻明亮的顯示畫面。
上述輝度提高膜沒有特別的限制，可以使用例如電介質多層薄膜或折射率各向異性不同的薄膜的多層層疊體這樣的呈現讓預定偏光軸的直線偏光通過、將其他的光反射的特性的膜等。具體可以使用例如3M公司制的商品名為D-BEF等。並且，也可以是膽甾型液晶層，特別是膽甾型液晶聚合體的取向薄膜或將該取向液晶層支持在薄膜基體上的部件等這樣的，呈現反射順時針或逆時針一個方向的圓偏光而讓其他的光透過的特性的部件。這樣的薄膜可以使用例如日東電工公司製造的商品名為「PCF350」、Merck公司制的商品名為Transmax等。
因此，如果是透射預定偏光軸的直線偏光的類型的輝度提高膜，通過例如使該透射光直接匯聚到偏光軸入射到偏光片，不僅能夠抑制上述偏光片造成的吸收損失，而且能夠有效地讓其透射。而如果使膽甾型液晶層之類的透射圓偏光的類型的輝度提高膜，則能夠直接入射到偏振器，但為了控制吸收損失，優選是讓該透射圓偏光通過相位差板直線偏光化，再入射到上述偏光片。另外，上述相位差板可以通過使用例如1/4波長板將圓偏光變換成直線偏光。
在可見光區域等大波長範圍內起1/4波長板的作用的相位差板可以通過層疊對例如波長為550nm的光等單色光起1/4波長板作用的相位差層和呈現其他的相位差特性的相位差層(例如起1/2波長板作用的相位差層)等來獲得。因此，配置在偏光片與輝度提高膜之間的相位差板也可以是由1層或2層以上的相位差層形成的層疊體。即，即使是膽甾型液晶層也可以將反射波長不同的部件相組合，使其成為層疊2層或3層以上的層疊結構。通過這樣，能夠獲得在可見光等大波長範圍內發射圓偏光的偏光片，據此能夠獲得在大的波長範圍內的透射圓偏光。
上述第3例中的各種偏光片也可以是例如層疊上述偏光片和2層或3層以上的光學層的光學膜。具體可以列舉例如將上述反射型偏光片或半透射型偏光片與相位差板組合的反射型橢圓偏光片或半透射型橢圓偏光片等。
這樣一來，層疊了2層以上的光學層的光學膜可以例如在液晶顯示裝置等的製造過程中用依次單個層疊的方式形成，但如果是預先將層疊體互相層疊來作為光學部件的部件，則具有例如品質的穩定性及組裝作業的作業性好、能夠提高液晶顯示裝置等的製造效率的優點。另外，在層疊中可以與上述一樣用粘接層等各種粘接方法。
上述形成本發明的光學膜的偏光膜、透明保護層、光學層、粘接劑層等的各層也可以是通過用例如水楊酸脂系化合物、二苯甲酮系化合物、苯並三唑系化合物、氰基丙烯酸脂系化合物、鎳錯鹽系化合物等紫外線吸收劑適當處理，而具有紫外線吸收功能的物質。
本發明的液晶板包括上述本發明的偏振器及光學薄膜中的至少1個(以下也稱為「光學薄膜」)，將它配置在液晶單元的至少一個表面上。
液晶單元的種類沒有特別的限制，可以適當使用以往眾所周知的液晶單元，但由於本發明的偏振器等對使偏光狀態的光入射到液晶單元中進行顯示的液晶顯示裝置是有用的，因此其中優選是使用了例如TN(Twisted Nematic，扭曲向列)液晶或STN(Super Twisted Nematic，超扭曲向列)液晶的液晶單元等。並且，除此以外，也可以使用採用了非扭曲系的液晶的IPS(In-Plane Switching，共面轉換)、VA(VerticalAligned，直列)、OCB(Optically Compensated Birefringence，光學補償雙折射)型液晶單元或將上述雙色性染料分散到液晶中混入物主體系液晶或使用了強導電性液晶的液晶單元等。另外，對於液晶的驅動方式沒有特別的限制。
上述偏光片等光學膜既可以僅配置在上述液晶單元的一面，也可以配置在兩面。當配置在上述兩面時，光學膜的種類既可以相同也可以不同。並且，在液晶單元的兩側設置偏光片或光學部件的情況下，它們既可以相同也可以不同。
而且，也可以在適當的位置具有稜鏡陣列片或透鏡陣列片、光擴散板等普通的部件，這些部件可以配置1個或2個以上。
圖3～圖5表示配置了本發明的光學膜的液晶板的示例。這些圖為表示液晶單元與光學膜的層疊狀態的剖視圖，為了區分構成物而加入了陰影。並且，各圖中相同的地方添加了相同的附圖標記。另外，本發明的液晶板並不局限於此。
圖3的液晶板具有液晶單元12和偏光片11，液晶單元12的兩面分別配置有偏光片11。另外，上述液晶單元的結構(圖中沒有表示)沒有特別的限制，一般為液晶被保持在陣列基板與濾光片基板之間的結構。
並且，圖4的液晶板具有液晶單元12、偏光片11及偏振光變換元件14，偏光片11通過相位差板13分別層疊在液晶單元12的兩面。另外，相位差板13和偏光片11也可以配置在液晶單元12的兩面作為本發明的一體的光學膜。
圖5(A)的液晶板具備液晶單元12、偏光片11和偏振光變換元件14，偏光片11分別層疊在液晶單元12的兩面，而且在一個偏光片的一面還層疊有偏振光變換元件14。上述偏振光變換元件14可以使用上述那樣的元件，例如該圖(B)所示那樣的1/4波長板15與膽甾型液晶16的複合體，或該圖(C)所示那樣的各向異性多重薄膜反射型偏振光元件17。另外，偏光片11和偏振光變換元件14可以配置在液晶單元12的單面作為本發明的一體的光學膜。
本發明的液晶顯示裝置為包含液晶板的液晶顯示裝置，上述液晶板為上述本發明的液晶板。該液晶顯示裝置也可以還具備光源。上述光源沒有特別限制，為了能夠例如有效地使用光的能量，優選使用例如出射偏光的平面光源。
本發明的液晶顯示裝置可以再在觀察側的光學膜(偏光片)上配置例如擴散板、防眩光層、防反射膜、保護層或保護板，並且也可以在液晶板的液晶單元與偏光片之間適當配置補償用相位差板等。
本發明的場致發光(EL)顯示裝置為具有本發明的偏振器或本發明的光學膜中的至少一個的顯示裝置。該EL裝置可以是有機EL或無機EL中的任意一種。
近年來，在EL顯示裝置中也提出了與λ/4板一起使用例如偏振器或偏光片等光學膜作為防止黑狀態下電極的反射的方案。本發明的偏振器或光學膜特別是在從EL層到直線偏光、圓偏光或橢圓偏光中的任何一個偏光發光的情況下，或者在正面方向發出自然光或斜方向發出的光部分偏光的情況下使用是有用的。
首先就一般的有機EL顯示裝置進行說明。上述有機EL顯示裝置一般具有按照透明電極、有機發光層及金屬電極這樣的順序在透明基板上層疊了這些部件的發光體(有機EL發光體)。上述有機發光層為各種各樣的有機薄膜的層疊體，例如可以列舉由三苯胺電介質等形成的正孔注入層和由蒽等螢光性有機固體形成的發光層的層疊體，這樣的發光層與由二萘嵌苯電介質等形成的電子注入層的層疊體，以及上述正孔注入層、發光層與電子注入層的層疊體等各種組合。
並且，這樣的有機EL顯示裝置通過在上述陽極和陰極上施加電壓，將正孔和電子注入上述有機發光層，上述正孔與電子的再結合產生的電能激勵螢光物質，當被激勵的螢光物質返回到基底狀態時發射光，這就是它們的發光原理。上述正孔與電子的再結合這樣的機理與一般的二極體相同，電流和發光強度隨整流性對施加電壓呈現很強的非線性。
在上述有機EL顯示裝置中，為了得到上述有機發光層的發光，至少一個電極必須是透明的，因此通常將由氧化銦錫(ITO)等透明導電體形成的透明電極作為陽極使用。而為了使電子注入容易提高發光效率，陰極使用功函數小的物質很重要，一般使用Mg-Ag、Al-Li等金屬電極。
在這種結構的有機EL顯示裝置中，上述有機發光層優選是用例如厚度為10nm左右的極薄的膜形成。這是因為即使在上述有機發光層中也與透明電極一樣要讓光幾乎全部通過的緣故。其結果，在非發光時，從上述透明基板的表面入射、透過上述透明電極和有機發光層在上述金屬電極反射的光再次射出到上述透明基板的表面一側。因此，從外部觀察時，有機EL顯示裝置的顯示面看起來像鏡面。
本發明的有機EL顯示裝置在例如上述有機發光層的表面側具備透明電極，在上述有機發光層的裡面側具備金屬電極的包含有上述有機EL發光體的有機EL顯示裝置中，優選在上述透明電極的表面配置本發明的光學膜(偏光片等)，而且優選在偏光片與EL元件之間配置λ/4板。這樣，通過配置本發明的光學膜就成為能夠抑制外界反射、呈現具有能夠提高觀察性這樣的效果的有機EL顯示裝置。並且，優選還在上述透明電極與光學膜之間配置相位差板。
由於上述相位差板及光學膜(偏光片等)具有例如使從外部入射被上述金屬電極反射來的光偏光的作用，因此在該偏光作用的作用下具有從外部不能觀察上述金屬電極的鏡面的效果。特別是如果使用1/4波長板作為相位差板並且將上述偏光片與上述相位差板的偏光方向的夾角調整為π/4的話，則能夠完全遮蔽上述金屬電極的鏡面。即，入射到該有機EL顯示裝置的外部光由於上述偏光片，僅有直線偏光成分透過。該直線偏光在上述相位差板的作用下一般為橢圓偏光，但特別是在上述相位差板為1/4波長板並且上述角為π/4的情況下，為圓偏光。
該圓偏光透過例如透明基板、透明電極、有機薄膜，被金屬電極發射，再次透過有機薄膜、透明電極和透明基板，在上述相位差板上再次成為直線偏光。並且，由於該直線偏光與上述偏光片的偏光方向直交，因此不能透過上述偏光片，其結果像上面敘述的一樣，能夠完全遮蔽金屬電極的鏡面。
並且，本發明的液晶顯示裝置及EL顯示裝置的內部製造方法為包括將顯示面側具備表面保護膜並且反面具備粘接劑層及剝離劑層的上述本發明的偏振器和上述本發明的光學膜中的至少一個切片後，立即貼合到上述顯示裝置上的過程的製造方法。
這樣，如果採用連續將上述偏光片或光學膜切片並貼合到液晶單元等上來生產各種顯示裝置的內部製造方法的話，則為了檢測出不良區域有必要立即進行測定，並且有必要通過設定有限的樣本或在線(inline)測定，進行標記的判斷。而如果採用本發明的製造方法，能夠對本發明的偏振器或光學膜的不滿足上述條件(1)的部分進行標記，在切片後立即貼到液晶板或EL顯示元件上製造各種顯示裝置。這樣，能夠進行對偏振器或光學膜的衝裁，然後選擇、粘貼等一連串的過程，由於能夠省略檢查時間，因此能夠使製造簡單、降低成本。另外，內部(inhouse)加工一般是指偏光片的原材料輥的衝裁、檢查、貼到LCD上的一連串的過程。
實施例下面再用以下的實施例和比較例進一步說明本發明。
根據下表1所示的條件對PVA膜實施溶脹處理、染色處理、交聯處理、拉伸處理和水洗處理，製作偏振器，然後用上述偏振器製作偏光片。接著評價偏振器和偏光片的性能。另外，PVA膜使用聚合度為2400的PVA膜(クラレ公司制，商品名為VF-PS#7500，寬600mm)和聚合度為2600的PVA膜(日本合成公司制，商品名為OPL M-7500，寬600mm)。各實施例及比較例中使用的PVA膜的種類在下述表1中用聚合度表示。並且，PVA膜(原材料)的厚度及厚度變位量也一併表示在表1中。
A.偏振器的製作(1)溶脹處理用下表1所示的條件對PVA膜實施溶脹處理。具體為，將上述PVA膜浸漬到水溶液(溶脹浴)中，進行拉伸。下表1中表示了浸漬時間、溶脹浴的溫度、對溶脹前的PVA膜(原材料)長度的拉伸倍率。另外，為了使在上述溶脹浴中的脫水性好，使用了導向輥(以下一樣)。
(2)染色處理將上述PVA膜從上述溶脹浴中提起，浸漬到含0.03％重量比的碘的水溶液(染色浴)中，再進行拉伸。下表1中表示了浸漬時間、染色浴的溫度、對原材料長度的拉伸倍率。
(3)交聯處理將上述PVA膜從上述染色浴中提起，浸漬到含硼酸和KI的水溶液(交聯液)中，再進行拉伸。下表1中表示了浸漬時間、交聯液的溫度、對原材料的拉伸倍率、染色浴中硼酸濃度和KI的濃度。並且，浸漬到上述交聯液中的時間表示在表1中。
(4)拉伸處理將上述PVA膜從上述交聯液中提起，浸漬到含硼酸和KI的水溶液(拉伸浴)中，再進行拉伸。下表1中表示了浸漬時間、浸漬液的溫度、對原材料的拉伸倍率、拉伸浴中硼酸濃度和KI的濃度。並且，浸漬到拉伸浴中的時間(提供給拉伸處理的時間)表示在表1中。
(5)水洗處理將上述PVA膜從上述拉伸浴中提起，浸漬到含KI的水溶液(水洗液)中，用水洗淨。下表1中表示了水洗液中KI的濃度和水洗液的溫度。
(6)乾燥處理以25℃對上述水洗後的PVA膜實施3分鐘的乾燥處理，做成偏振器。分別求取假設原材料的寬度為100％時獲得的偏振器的寬度的相對值(％)和假設原材料的厚度為100％時獲得的偏振器的厚度的相對值(％)。其結果一起表示在表1中。

表1
B.偏光片的製作預先將商品名為KC4UVX2MW(コニカ薄膜公司制)的TAC膜浸漬到40℃、5％重量比的NAOH水溶液中2分鐘，用30℃的純水洗1分鐘，然後再在100℃下乾燥2分鐘，通過這樣製作成實施了硬化處理的保護膜(厚度40μm)。用相位差計(王子計量設備公司制，商品名為KOBRA21ADH)對該保護膜測定相位差的結果為，面內相位差為1nm，厚度方向相位差為27nm(測定波長550nm)。用3％重量分的PVA水溶液將上述保護膜粘貼到上述偏振器的兩面，通過實施乾燥處理(65℃，5分鐘)製作成偏光片。
C.性能評價方法(1)相位差的測定用商品名為KOBRA-31PR的相位差計(王子計量設備制)測定了(測定波長為1000nm)偏光片的面內相位差。具體為，在長250mm×寬200mm的偏光片中每2mm面內進行測定，合計測定12276個點。將其結果作為偏光片的相位差變動範圍表示在表2中。
並且，將相鄰測定點的相位差代入下述公式中，求出上述微分相位差變化量(σ)(求出的變化量的數n＝12054)。另外，在下述公式中，d為2mm。將他們的結果作為偏振器的微分相位差變化量的變動範圍表示在表2中。
σ＝ΔR/dΔR＝Ri-Ri+1並且，求出獲得的面內相位差中的最大相位差與最小相位差之差，以及最小相位差的測定點和最小相位差的測定點之間的距離。將這些結果表示在表2中。
(2)透射率的測定用分光光度計(商品名為DOT-3C，村上色彩技術研究所制)進行測定，用JIS Z 8701的2度視野(C光源)進行視感度修正後的Y值表示。
(3)偏光度的測定將2枚相同的偏光片重疊，使其偏光軸平行，按上述透射率的測定方法測定此時的透射率(H0)和直交重疊時的透射率(H90)，用下式求出偏光度。另外，平行透射率(H0)和正交透射率(H90)與上述一樣為視覺感覺修正後的Y值。
(4)單體色相、平行色相、正交色相的測定用積分球式分光透射率測定器(商品名DOT-3C，村上色彩技術研究所制)測定了單體色相a、單體色相b、平行色相a、平行色相b、正交色相a、正交色相b。這些結果表示在表2中。
(5)顯示不均勻的評價方法將實施例和比較例獲得的偏光片分別切片成長25cm×寬20cm，用粘接劑粘貼到高對比度型IPS液晶單元的表面(光源側)，上述液晶單元的另一個表面(觀察側)貼合商品名為SEG1425DU(日東電工制)。將獲得的液晶板放置在後述各種背光(A～D)的上面，使上述光源側的偏光片(製作的偏光片)位於下方。然後在上述液晶板的觀察側從正面方向(0°)和傾斜方向(30°、60°)觀看，根據下述評價標準評價黑顯示時的不均勻。這些結果表示在表3中。
(背光A)圖6為表示背光A的概況的剖視圖。如圖所示，該背光6在裡面實施了印刷的楔型導光板22上具備冷陰極管26和燈罩27，在上面配置了擴散板21，下面配置了擴散反射板23。
(背光B)圖7為表示背光B的概況的剖視圖。如圖所示，該背光7在上述圖6所示的背光6上配置了膽甾型液晶層與λ/4板層的層疊體。此時這樣配置上述層疊體使膽甾型液晶面(16)挨著背光6一側，λ/4板挨著觀察側。當像上述那樣在該背光7的上面配置液晶單元時，透射光量為最大。另外，作為上述膽甾型液晶層與λ/4板層的層疊體，使用從日東電工公司制的商品名為PCF400TEG中取下偏光片部分以外的部件。
(背光C)圖8為表示背光C的概況的剖視圖。如圖所示，該背光8在上述圖6所示的背光6上配置了各向異性多重薄膜反射偏振器(商品名為DBEF，スリ一エム公司制)17。當像上述那樣在該背光8的上面配置液晶單元時，透射光量為最大。
(背光D)圖9(A)為表示背光D的概況的剖視圖。該圖(B)為表示上述(A)的部分的概況的圖。如圖所示，該背光9在楔型導光板25上具備冷陰極管26和燈罩27，所述楔型導光板在光出射面上形成了稜鏡，在上述導光板25的下面配置了擴散反射板23，在上述導光板25的上面配置了稜鏡片24。另外，該稜鏡片24如該圖(A)的局部放大圖(B)所示那樣，以其稜鏡面與上述導光板25的稜鏡面相對的方式配置。並且，上述稜鏡片24的上面還配置在擴散板21。
(評價標準)5完全看不見顯示不均勻4在螢光燈亮時完全看不見顯示不均勻，在滅燈(暗室)時不均勻隱約可見3在螢光燈亮時完全看不見顯示不均勻，在滅燈(暗室)時可見不均勻2在螢光燈亮時顯示不均勻隱約可見1在螢光燈亮時顯示不均勻清晰可見

表2
背光

表3由於如表2所示，比較例的偏振器在1000nm時的面內相位差的變動範圍未950～1350nm範圍以外，因此為表3所示那樣的顯示不均勻的評價差的結果。而如果採用上述變動範圍為950～1350nm的範圍的實施例的偏振器的話，則使用了它的偏光片抑制了顯示不均勻，結果為顯示特性好，根據以上的結果，如果是本發明的偏振器，則能夠獲得抑制了顯示不均勻的各種圖像顯示裝置。
工業應用如上所述，如果採用本發明的偏振器，即使作為偏光片等的光學膜使用到液晶板或液晶顯示裝置等中也能夠達到沒有顯示不均勻、優良的顯示特性。並且，如果採用本發明，由於能夠通過在線測定來標記偏振器或偏光片等，因此不需要例如將偏振器切片以後立即進行的外觀檢查或捆包等下線以後的作業，能夠一連串地進行貼到液晶顯示裝置或EL顯示裝置上的內部製造。因此，能夠例如降低顯示裝置的製造成本，並且其製造過程的管理也變得容易，所以工業價值很大。
權利要求
1.一種偏振器，在基體中含有雙色性物質，其特徵在於，在不呈現吸收的測定波長，面內相位差在950～1350nm的範圍內。
2.如權利要求1所述的偏振器，在上述不呈現吸收的測定波長內，面內相位差的微分相位差變化量(σ)在-5nm/mm～5nm/mm的範圍內。
3.如權利要求1所述的偏振器，在上述不呈現出吸收的測定波長內，呈現出面內相位差的最大值的測定部位與呈現出最小值的測定部位之間的距離在10mm以下的範圍或100mm以上的範圍，並且，上述最大值與上述最小值之差(面內相位差的偏差)不到60nm。
4.如權利要求1所述的偏振器，上述測定波長在800～1500nm的範圍內。
5.如權利要求4所述的偏振器，上述測定波長為1000nm。
6.如權利要求1所述的偏振器，上述基體為聚合體薄膜。
7.如權利要求6所述的偏振器，上述聚合體薄膜為聚乙烯醇薄膜。
8.如權利要求1所述的偏振器，該偏振器被切片。
9.一種光學薄膜，其特徵在於，包含權利要求1所述的偏振器。
10.如權利要求9所述的光學薄膜，還包括透明保護層，在上述偏振器的至少一個表面配置有上述透明保護層。
11.如權利要求9所述的光學薄膜，至少在一個最外層配置有粘接層。
12.如權利要求9所述的光學薄膜，還包括偏振光變換元件及相位差薄膜中的至少一個。
13.如權利要求12所述的光學薄膜，上述偏振光變換元件為各向異性反射型偏振光元件或各向異性散射型偏振光元件。
14.一種液晶板，其特徵在於，在液晶單元的至少一個表面上，配置權利要求1所述的偏振器及權利要求9所述的光學薄膜中的至少配置權利要求1所述的偏振器及權利要求9所述的光學薄膜中的至少一個。
15.一種液晶顯示裝置，其特徵在於，包括權利要求14所述的液晶板。
16.如權利要求15所述的液晶顯示裝置，具有射出偏振光的平面光源。
17.一種圖像顯示裝置，包括權利要求1所述的偏振器及權利要求9所述的光學薄膜中的至少一種。
18.如權利要求17所述的圖像顯示裝置，為場致發光顯示裝置。
19.一種內部(inhouse)製造方法，是權利要求17所述的圖像顯示裝置的內部製造方法，包括在將權利要求1所述的偏振器及權利要求9所述的光學薄膜中的至少一個切片後，立即貼合到上述顯示裝置上的工序。
全文摘要
提供一種能夠形成不出現顯示不均勻、呈現優良的顯示特性的液晶顯示裝置或場致發光顯示裝置的偏振器。在不呈現吸收的測定波長內的面內相位差在950～1350nm的範圍內，為基體中含有雙色性物質的偏振器。上述測定波長優選為上述雙色性物質不呈現吸收的波長，例如1000nm。
文檔編號H01L51/52GK1672069SQ0381758
公開日2005年9月21日 申請日期2003年7月24日 優先權日2002年7月24日
發明者龜山忠幸, 水島洋明, 杉野洋一郎, 和田守正 申請人:日東電工株式會社