偏振薄膜的制造方法和由该方法制得的偏振薄膜以及光学薄膜 【技术领域】
本发明涉及偏振薄膜的制造方法和由该方法制得的偏振薄膜以及光学薄膜。
背景技术
液晶显示装置(LCD)广泛用于台式电子计算机、电子表、个人计算机、文字处理器、汽车和机械的计量仪表类等。该液晶显示装置通常具有用于使液晶的取向变化可视化的偏振片，该偏振片对液晶显示装置的显示特性产生非常大的影响。
作为上述偏振片，通常使用在使碘或有机染料等二色性物质吸附取向的聚乙烯醇(PVA)类薄膜等偏振器(偏振薄膜)的两面上层叠了三乙酰基纤维素等保护膜而形成的偏振片等，特别希望开发出能够提供明亮、颜色的再现性好、显示特性优异的液晶显示装置的偏振器。
但是，在上述液晶显示装置中，特别是使用射出偏光的背光(backlight)时，存在产生显示斑、对比度的均一性下降的问题。特别是对于图像显示装置实现高对比度时，可明显看到与其相伴的显示斑，例如，液晶模式是常黑(normallyblack)(没有外加电压的状态是黑色显示状态)时，从倾斜30°、40°、60°或以上的方向观察时，显示不均匀性变得显著。
另一方面，作为偏振器地制造方法，一般是通过用导辊搬运亲水性聚合物薄膜(原始膜)而浸渍于溶胀浴中，使上述聚合物薄膜溶胀，接着浸渍于含有二色性物质的染色浴中实施染色，进而边浸渍于交联浴中边进行拉伸。到目前为止，作为上述原始膜，在特开2002-28939号公报、特开2002-31720号公报等中公开了使PVA薄膜的厚度的均一性得到提高的薄膜，但即使使用该薄膜，也可能在制造的偏振器中产生位相差变化，或在二色性物质的含量方面存在偏差。
【发明内容】
基于以上的理由，本发明的目的在于提供一种进一步看不到显示不均匀性而显示出均一的显示特性的、用于各种显示装置中的偏振薄膜。
为了达成上述目的，作为本发明的偏振薄膜的制造方法，可以列举以下所示的第1制造方法和第2制造方法。
即，本发明的第1制造方法为偏振薄膜的制造方法，其包括：通过用导辊搬运亲水性聚合物薄膜将其浸渍于溶胀浴内的水性溶剂中、使上述聚合物薄膜溶胀的溶胀工序，用二色性物质将上述聚合物薄膜染色的染色工序，将上述聚合物薄膜拉伸的拉伸工序；
其特征在于：在上述溶胀工序中，在上述溶胀浴内配置至少1个导辊(第1导辊)；将上述聚合物薄膜浸渍于上述水性溶剂中，并且在上述水性介质中移动时，在溶胀达到饱和状态前，使上述聚合物薄膜与上述导辊(第1导辊)接触。
此外，本发明的第2制造方法为偏振薄膜的制造方法，其包括：通过用导辊搬运亲水性聚合物薄膜将其浸渍于水性溶剂的溶胀浴中、在上述溶剂中使上述薄膜溶胀的溶胀工序，用二色性物质将上述薄膜染色的染色工序、将上述薄膜拉伸的拉伸工序；
其特征在于：在上述溶胀工序中，在上述溶胀浴内配置至少1个导辊(第1导辊)；将上述薄膜浸渍于上述水性溶剂中，并且在上述水性介质中移动时，在溶胀达到饱和状态后使上述薄膜与上述导辊(第1导辊)接触。
为了达成上述目的，本发明者就偏振薄膜的制造进行了潜心研究。其结果发现：如果将作为亲水性聚合物薄膜的聚乙烯醇(PVA)薄膜浸渍于溶胀浴的水性溶剂中，通常在15～25秒间溶胀急剧地发生，如果上述PVA薄膜在此时与导辊接触，则在上述导辊表面上的上述薄膜产生褶皱，以此为原因，在PVA薄膜上产生位相差变化，进而在二色性物质的含量上也产生偏差。此外还发现，根据上述聚合物薄膜的溶胀状态，通过控制与导辊的接触时间，具体地说，通过控制上述亲水性聚合物薄膜与溶胀浴的水性溶剂接触后到与溶胀浴中导辊接触的时间，可以减轻上述的位相差变化和二色性物质的含量偏差，从而想到了上述的第1和第2偏振薄膜的制造方法。此外，褶皱的产生原因被认为是在溶胀工序中聚合物薄膜厚度薄的部分比其它部分因溶胀产生的伸长更大而产生的松弛，为了将其消除，以往实施拉伸处理。但是，如果通过拉伸处理消除褶皱，例如，二色性物质的吸附量有可能降低，或者在后面的工序(交联工序等)中上述二色性物质有可能脱离，结果存在染色斑变得显著的问题。但是，根据本发明的方法，以消除褶皱为目的并非实施拉伸处理，而是减少褶皱本身的发生，因此也可以回避以往的问题。另外，溶胀浴中薄膜和导辊的关系对制造的偏振薄膜的褶皱产生和染色斑产生很大影响，这是本发明者最初发现的。
根据该本发明的第1和第2制造方法，制备的偏振薄膜的位相差变化和二色性物质的含量偏差得到抑制，因此当用于例如液晶显示装置等各种图像显示装置，特别是大型或高对比度的显示装置、平板显示器时，可以产生彻底消除显示斑(特别是黑色显示时的显示斑)的效果。
【附图说明】
图1为表示本发明光学薄膜的制造方法中溶胀工序的一例的示意图。
图2为表示本发明光学薄膜的制造方法中溶胀工序的另一例的示意图。
图3为表示本发明制造方法中使用的导辊的一例的示意图。
图4为表示本发明光学薄膜的一例的剖面图。
图5为表示本发明光学薄膜的另一例的剖面图。
图6为表示本发明液晶屏的一例的剖面图。
图7为表示本发明液晶屏的另一例的剖面图。
图8的(A)为表示本发明液晶屏的再一例的剖面图，(B)和(C)为上述(A)的局部剖面图。
图9为本发明实施例中背光的一例的剖面图。
图10为本发明实施例中背光再一例的剖面图。
图11为上述实施例中背光的再一例的剖面图。
图12的(A)为上述实施例中背光的再一例的剖面图，(B)为上述(A)的部分示意图。
【具体实施方式】
首先就本发明的第1制造方法进行说明。如上所述，本发明的第1制造方法为偏振薄膜的制造方法，其包括：通过用导辊搬运亲水性聚合物薄膜将其浸渍于溶胀浴内的水性溶剂中、使上述聚合物薄膜溶胀的溶胀工序，用二色性物质将上述聚合物薄膜染色的染色工序，将上述聚合物薄膜拉伸的拉伸工序；
其特征在于：在上述溶胀工序中，在上述溶胀浴内配置至少第1导辊；将上述聚合物薄膜浸渍于上述水性溶剂中，并且在上述水性溶剂中移动时，使上述聚合物薄膜在溶胀达到饱和状态前与上述第1导辊接触。此外，优选在聚合物薄膜的溶胀饱和以前以及在溶胀急剧发生前，使上述聚合物薄膜与第1导辊接触。
在本发明的第1制造方法中，上述聚合物薄膜可以在溶胀达到饱和前与上述第1导辊接触，上述聚合物薄膜与上述水性溶剂接触后到与第1导辊接触所需的时间(a)并无特别限制，例如，也可以根据溶胀浴的温度等进行适当的决定。具体地说，优选为0.6秒～12秒。如上所述，聚合物薄膜的溶胀一般在15秒～25秒间急剧发生，因此如果所需时间(a)为0.6～12秒，在与第1导辊接触后，上述聚合物薄膜的溶胀急剧发生而达到饱和，结果可以抑制褶皱的发生。因此，对于制造的偏振薄膜，可以抑制位相差变化和二色性物质的含量偏差。上述所需时间(a)优选为1.2秒～9秒，更优选在2.5秒～7秒的范围内。
此外，上述所需时间(a)，例如，可以根据溶胀浴的温度进行适当的决定，当上述溶胀浴的温度为40℃～50℃时，特别优选在2.5～4秒的范围内，当为30℃～不足40℃时，特别优选在2.5～6秒的范围内，当为15℃～不足30℃时，特别优选在2.5～7秒的范围内。
在本发明的第1制造方法中，当上述溶胀浴中还配置有第2导辊时，优选使上述聚合物薄膜在溶胀饱和前与上述第1导辊接触，进而在溶胀饱和后与上述第2导辊接触。这样一来，可以抑制上述聚合物薄膜与第1导辊接触所产生的褶皱等，并且在与第1导辊接触后，可以使上述聚合物薄膜的溶胀达到饱和，因此即使与随后的第2导辊接触，也不会受到影响。而且在与第2导辊接触时，聚合物薄膜的溶胀不必要求达到饱和状态，只要溶胀已经急剧发生就行。
上述聚合物薄膜的任意点与上述第1导辊接触后到与第2导辊接触所需的时间(b)，例如优选在13秒～120秒的范围内，更优选为20～100秒，特别优选在33～80秒的范围内。此外，上述所需时间(a)和上述所需时间(b)的合计，例如优选在25～180秒的范围内，更优选为30～160秒，特别优选为40～140秒。
此外，上述所需时间(b)与上述所需时间(a)同样，也可以根据溶胀浴的温度进行适当的决定，当上述溶胀浴的温度为40℃～50℃时，特别优选在15～80秒的范围，当为30℃～不足40℃时，特别优选在20～85秒的范围内，当为15℃～不足30℃时，特别优选在25～90秒的范围内。
图1为表示本发明的第1制造方法中溶胀工序的一例的模式图。如图所示，在溶胀浴32以外配置有两根导辊41、42，在溶胀浴32的内部配置有两根导辊43、44，上述溶胀浴32内部充满了水性溶剂33。上述各导辊向着聚合物薄膜的前进方向(图中的箭头方向)顺次配置，配置在溶胀浴32内的导辊，聚合物薄膜前进方向上游的成为第1导辊43，另一个成为第2导辊44。而通过导辊搬运聚合物薄膜31时，从聚合物薄膜31与水性溶剂接触的部位(即水性溶剂的水面)到聚合物薄膜31与第1导辊43接触的部位之间的距离为“a”，聚合物薄膜31的任意点移动上述距离a所需的时间为所需时间(a)。此外，从聚合物薄膜31与第1导辊43接触的部位到与第2导辊44接触的部位之间的距离为“b”，聚合物薄膜31的任意点移动上述距离b所需时间为所需时间(b)。导辊的配置数并无特别限制，也可以根据需要进一步在溶胀浴的内外配置。
当使用该溶胀浴时，首先，通过导辊将聚合物薄膜31从溶胀浴32外部(图中左侧)搬运到溶胀浴中，浸渍于水性溶剂33中。然后，在聚合物薄膜31的溶胀达到饱和前，移动距离“a”，从第1导辊43到达第2导辊44前使聚合物薄膜31的溶胀达到饱和。而且所需时间(a)和所需时间(b)如上所述。
从上述聚合物薄膜与溶胀浴32的水性溶剂33接触的部位到与第1导辊43接触的部位之间的距离a并无特别限制，例如在4～2400mm的范围内，从聚合物薄膜3 1与第1导辊43接触的部位到与第2导辊44接触的部位之间的距离“b”，即第1导辊43和第2导辊44之间的距离并无特别限制，例如在80～36000mm的范围内。此外，薄膜的搬运速度例如为6～200mm/秒。
作为上述导辊的种类并无特别限制，可以使用以往公知的导辊，例如，可以列举图3的示意图中所示的导辊。在该图中，(a)为表面没有凹凸的平辊，(b)为具有使褶皱平展的效果的中高辊，(c)为舒展辊，(d)为耳高辊，(e)为螺旋辊。除了这些之外，也可以使用弯曲辊等。其中，螺旋辊也如特开2000-147252号公报中所公开的那样，有可能在亲水性聚合物薄膜上留下其痕迹形状，因此优选用于第1导辊以外的导辊(在第2制造方法中也是同样)。此外，上述导辊优选的是可表现出使褶皱平展的效果，例如，进一步优选与薄膜宽度方向上由于溶胀产生的伸长相比，不使其在横向拉伸。具体地说，当将由溶胀产生了伸长的薄膜的宽度方向的长度设为100％时，由导辊产生的进一步拉伸的比例例如优选为20％或以下，更优选为10％或以下，进一步优选为5％或以下。
上述各种辊的材质并无特别限制，例如可以列举金属或聚合物，对于舒展辊、耳高辊的至少耳高部分、螺旋辊，例如优选由表面能与在溶胀浴中处理的薄膜接近的材料所构成。
其次，就本发明的第2制造方法进行说明。如上所述，本发明的第2制造方法为偏振薄膜的制造方法，其包括：通过用导辊搬运亲水性聚合物薄膜将其浸渍于水性溶剂的溶胀浴中、在上述溶剂中使上述薄膜溶胀的溶胀工序，用二色性物质将上述薄膜染色的染色工序，将上述薄膜拉伸的拉伸工序，
其特征在于：在上述溶胀工序中，在上述溶胀浴内配置至少第1导辊；将上述薄膜浸渍于上述水性溶剂中，并且在上述水性溶剂中移动时，在溶胀达到饱和状态后使上述薄膜与上述第1导辊接触。
在本发明的第2制造方法中，上述聚合物薄膜可以在溶胀饱和后与上述第1导辊接触，上述薄膜的任意点与上述水性溶剂接触后到与第1导辊接触所需的时间(c)并无特别限制，例如，优选为25秒～180秒。如上所述，聚合物薄膜的溶胀一般在15秒～25秒间急剧发生，因此如果所需时间(a)为25秒或以上，在与第1导辊接触前，上述聚合物薄膜的溶胀饱和，结果可以抑制褶皱的发生，另一方面，如果为180秒或以下，可以进一步防止聚合物薄膜的松弛，薄膜的搬运也变得更为稳定。其结果，对于制造的偏振薄膜，可以更进一步抑制位相差变化和二色性物质的含量偏差。上述所需时间(c)优选30秒～160秒，更优选在40秒～140秒的范围内。另外，在第2制造方法中，在上述聚合物薄膜与第1导辊接触时，溶胀不必要求达到饱和状态，只要溶胀已经急剧发生就行。
此外，上述所需时间(c)与上述所需时间(a)和(b)同样，也可以根据溶胀浴的温度进行适当的决定，当上述溶胀浴的温度为40℃～50℃时，特别优选在40～140秒的范围内，当为30℃～不足40℃时，特别优选在45～140秒的范围内，当为15℃～不足30℃时，特别优选在50～140秒的范围内。
图2为表示本发明的第2制造方法中溶胀工序的一例的模式图。如图所示，在溶胀浴32以外配置有两根导辊41、42，在溶胀浴32的内部配置有一根导辊(第1导辊)45，上述溶胀浴32内部充满了水性溶剂33。上述各导辊向着聚合物薄膜的前进方向(图中的箭头方向)顺次配置。而通过导辊搬运聚合物薄膜31时，从聚合物薄膜31与水性溶剂33接触的部位到聚合物薄膜31与第1导辊45接触的部位之间的距离为“c”，聚合物薄膜的任意点移动上述距离c所需的时间为所需时间(c)。另外，导辊的配置数并无特别限制，也可以根据需要进一步在溶胀浴的内外配置。
当使用该溶胀浴时，首先，通过导辊将聚合物薄膜31从溶胀浴32外部(图中左侧)搬运到溶胀浴中，浸渍于水性溶剂33中。然后，边使聚合物薄膜31移动边使其溶胀，在到达第2导辊44前使聚合物薄膜31的溶胀达到饱和状态。另外，所需时间(c)如上所述。
从上述聚合物薄膜与溶胀浴32的水性溶剂接触的部位到与第1导辊接触的部位的距离“c”并无特别限制，例如在150～36000mm的范围内。此外，薄膜的搬运速度例如为6～200mm/秒。
其次，对于本发明的第1和第2制造方法，对一连串的制造工序的一例进行说明。具体地说，在上述条件下使亲水性聚合物薄膜溶胀，在染色浴中使用二色性物质染色，进而在交联浴中进行拉伸，实施水洗和干燥处理，由此便制得偏振薄膜(偏振器)。
(1)亲水性聚合物薄膜
作为上述亲水性聚合物薄膜并无特别限制，可以使用以往公知的薄膜，例如可以列举PVA类薄膜、部分缩甲醛化PVA类薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物类薄膜、以及它们的部分皂化薄膜等亲水性高分子薄膜等。除了这些之外，还可以使用PVA的脱水处理物和聚氯乙烯的脱盐酸处理物等聚烯取向薄膜、拉伸取向的聚亚乙烯基类薄膜等。其中，从上述二色性物质即碘产生的染色性优异方面考虑，优选PVA类聚合物薄膜。在聚合物薄膜中，以下将拉伸方向的长称为“长”，将与上述拉伸方向垂直的方向的长称为“宽”。
上述PVA薄膜的平均聚合度并无特别限制，从薄膜对水的溶解度方面考虑，优选在100～5000的范围内，更优选为1000～4000。此外，皂化度例如优选为75摩尔％或以上，更优选为98～100摩尔％。
上述聚合物薄膜的厚度并无特别限制，例如为110μm或以下，优选在38～110μm的范围内，更优选为50～100μm，特别优选为60～80μm。厚度如果为110μm或以下，将制造的偏振器安装到图像显示装置中时，可以充分抑制显示屏的颜色变化，如果在60～80μm的范围内，也易于进行进一步的拉伸处理。
上述聚合物薄膜，例如，为了抑制制造的偏振薄膜的位相差变化和二色性物质的含量偏差，例如优选在上述聚合物薄膜中含有增塑材料。上述聚合物薄膜中增塑材料的含量如果为能够达成本发明效果的量，则并无特别限制，相对于薄膜总量(100质量％)，例如优选含有1～17质量％。如果为上述范围，聚合物薄膜的操作性也十分优异，可以进一步防止破断，而且可以彻底回避对薄膜形成的影响。
作为上述增塑材料，如果为可以在上述聚合物薄膜中起增塑作用的物质，则并无特别限制，可以使用以往公知的物质。具体地说，优选水溶性增塑材料，可以列举例如乙二醇、二甘醇、丙二醇、低分子量的聚乙二醇(Mw：200～400)等二元醇类；甘油、二甘油、三甘油等甘油衍生物等。其中，由于与PVA的相互作用强，相容性大，因此优选甘油衍生物，特别优选甘油。这样当聚合物薄膜为PVA薄膜，水溶性增塑材料为甘油时，薄膜总量(100质量％)中甘油的含量优选3～16质量％，更优选在5～15质量％的范围内。
作为上述聚合物薄膜，例如在随后工序的溶胀处理中，优选使用溶胀偏差即溶胀引起的厚度偏差少的薄膜。原因在于可以进一步降低由其制造的偏振器的位相差、二色性物质的含量、透过率等的偏差。因此，优选使用例如结晶度的不均匀、厚度的不均匀、含水率偏差少的聚合物薄膜。此外，还优选甘油含量不存在偏差的聚合物薄膜。而且即使厚度存在偏差，厚度相对较薄的地方溶胀程度大，相对较厚的地方溶胀程度小，因而通过充分地进行溶胀，也可以减轻厚度偏差的问题。
(2)溶胀处理
将上述聚合物薄膜浸渍于溶胀浴中，在上述的条件下，在上述溶胀浴中移动，实施溶胀处理。在该溶胀工序中，例如，优选边使其溶胀边对上述聚合物薄膜实施拉伸处理。因为通过拉伸处理，溶胀进一步进行，即使当导辊上产生若干褶皱时，也可以将其消除。
作为溶胀浴中的水性溶剂，例如可以列举水、酸、碱、含有电解质等的溶胀处理用水溶液。酸、碱、电解质的种类和浓度如果不对制造的偏振器的位相差变化、二色性物质的含量偏差产生影响，则并无特别限定，可以使用以往公知的物质。具体地说，可以列举钾和钠等电解物质、甘油等，特别是当聚合物薄膜为PVA薄膜时，优选含有甘油。
上述溶胀浴中的水性溶剂的温度，例如优选为15～50℃。如果为15℃或以上，可以缩短处理时间，因此生产效率将进一步提高，如果为50℃或以下，则可以得到光学特性也十分优异的薄膜。
上述溶胀处理中的上述聚合物薄膜的拉伸倍率，例如相对于溶胀处理前的聚合物薄膜(原始膜)的长度优选为1.5～4.0倍，更优选1.7～3.8倍，进一步优选1.9～3.6倍。如果为该倍率，在接下来的染色工序中二色性色素的染色性将充分提高，光学特性也得以充分保持。特别是拉伸倍率越低，可以更进一步减轻后述染色工序中产生的染色斑，如果为4倍或以下，则可以更进一步抑制不均匀斑纹的产生。
在溶胀工序中，将上述聚合物薄膜浸渍于上述溶胀浴中的合计时间优选为100秒或以上。因为如果为100秒或以上，则溶胀达到饱和状态或接近饱和状态，例如，可以使拉伸倍率降低到1.1～1.5倍左右，还可以更进一步改善染色斑。另一方面，即使上述浸渍时间的合计不足100秒，通过实施上述拉伸处理，也可以减轻染色斑。
(3)染色处理
将上述聚合物薄膜从上述溶胀浴中拉起，例如，使其浸渍于含有二色性物质的染色浴中，在上述染色浴中进一步沿单轴方向进行拉伸处理。即通过上述浸渍，使上述聚合物薄膜吸附上述二色性物质，通过拉伸，使上述二色性物质沿一个方向取向。
作为上述二色性物质，可以使用以往公知的物质，例如可以列举碘或有机染料等。当使用上述有机染料时，例如，从可见光范围的中性化方面考虑，优选将两种或以上进行组合。
作为上述染色浴的溶液，可以使用将上述二色性物质溶解于溶剂的水溶液。作为上述溶剂，例如可以使用水，也可以进一步添加与水具有相容性的有机溶剂。上述溶液中的二色性物质的浓度并无特别限制，通常对于溶剂(例如水)100质量份，在0.1～10.0质量份的范围内。在上述溶液中也可以进一步含有碘化钾等助剂。
聚合物薄膜在上述染色浴中的浸渍条件并无特别限制，染色浴的温度例如在20～70℃的范围内，浸渍时间例如在5～20分钟的范围内。此外，染色处理中拉伸倍率，例如，相对于溶胀前的聚合物薄膜(原始膜)的长度，优选在2～4倍的范围内。
(4)交联处理
将上述聚合物薄膜从上述染色浴中拉起，使其浸渍于含有交联剂的交联浴中，在该交联浴中，进一步进行拉伸处理。通过实施交联处理，使运行稳定性得到保持。
作为上述交联剂，可以使用以往公知的物质，例如可以列举硼酸、硼砂、乙二醛、戊二醛之类的硼化物等。它们可以为1种，也可以将两种以上并用。作为上述交联浴的溶液，可以使用将上述交联剂溶解于溶剂中的水溶液。作为上述溶剂，例如可以使用水，也可以进一步含有与水具有相容性的有机溶剂。
上述溶液中交联剂的浓度并无特别限制，通常对于上述溶剂(例如水)100质量％，优选在0.1～10质量％的范围内。当上述交联剂为硼酸时，例如在1.5～8质量％的范围内，优选为2～6质量％。
从获得偏振器的面内均一的特性方面考虑，除了上述硼酸化合物外，上述水溶液也可以含有例如碘化钾、碘化锂、碘化钠、碘化锌、碘化铝、碘化铅、碘化铜、碘化钡、碘化钙、碘化锡、碘化钛之类的碘化物等助剂。其中，优选硼酸和碘化钾的组合。溶液中上述助剂的含量通常在0.05～15质量％的范围内。
上述交联浴的温度并无特别限定，通常在20～70℃的范围内，优选在40～60℃的范围内。上述聚合物薄膜的浸渍时间并无特别限定，通常为1秒到15分钟。
该交联处理中的拉伸倍率，相对于原始膜的长度优选例如拉伸到5～7倍。拉伸聚合物薄膜时，其拉伸方法和拉伸次数等并无特别限定，可以如上所述在染色工序和交联工序的各工序中进行，也可以只在任一工序中进行，或者在同一工序中进行多次。
(5)水洗-干燥工序
将上述聚合物薄膜从上述拉伸浴中拉起，通过水洗和干燥，便得到偏振薄膜。干燥并无特别限制，例如为自然干燥、风干、加热干燥等，当为加热干燥时，温度通常为20～80℃，处理时间通常在1～10分钟的范围内。
最终得到的本发明的偏振薄膜的厚度并无特别限制，例如，一般在1～80μm的范围内，更优选为2～45μm。上述厚度例如为1μm或以上，则显示更为优异的机械强度，此外，如果为80μm或以下，例如实际安装到液晶显示装置时，可以充分抑制显示屏的颜色变化，并且薄型化变得容易。
其次，本发明的偏振薄膜为借助于上述本发明的第1和第2制造方法制备的偏振薄膜，例如，可以用作偏振器。
此外，本发明的光学薄膜的特征在于含有上述本发明的偏振薄膜。该光学薄膜的例子如下所示。
作为本发明的光学薄膜的第1例，例如可以列举含有上述本发明的偏振薄膜和透明保护层、在上述偏振薄膜的至少一侧的表面上配置了上述透明保护层的偏振片。上述透明保护层可以只配置在上述偏振薄膜的单面上，也可以配置在两面上。当层叠在两面上时，例如可以使用相同种类的透明保护层，也可以使用不同种类的透明保护层。
图4表示上述偏振片的一例的剖面图。如图所示，偏振片10具备偏振薄膜1和2个透明保护层2，在上述偏振薄膜1的两面上分别配置有透明保护层2。
上述透明保护层2并无特别限制，可以使用以往公知的透明保护薄膜，例如优选透明性、机械强度、热稳定性、水分阻隔性、各向同性等优异的透明保护薄膜。作为该透明保护层的材质的具体例，可以列举三乙酰基纤维素等纤维素类树脂、聚酯类、聚碳酸酯类、聚酰胺类、聚酰亚胺类、聚醚砜类、聚砜类、聚苯乙烯类、丙烯酸类、醋酸酯类、聚烯烃类之类的透明树脂等。此外，也可以列举上述丙烯酸类、氨基甲酸酯类、丙烯酸氨基甲酸酯类、环氧类、硅氧烷类等热固性树脂或紫外线固化型树脂等。此外，优选像聚降冰片烯类树脂等那样光弹性系数低的树脂。
此外，也可以使用如特开2001-343529号公报(WO 01/37007号)和特开2002-328233号公报中所记载的、例如由含有异丁烯和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混合挤出物构成的薄膜等。该薄膜例如可以像如下所示的那样进行制造。首先，将N-甲基马来酰亚胺含量为50摩尔％的上述交替共聚物(100重量份)、和丙烯腈含量27重量％、苯乙烯含量73重量％的上述共聚物67重量份熔融混炼，将其颗粒供给到具有T型口模的熔融挤出机中，制作原始膜。在拉伸速度100cm/分、拉伸倍率1.45倍、拉伸温度162℃的条件下对该薄膜进行自由端纵向单轴拉伸。进而在相同条件下，在与前面的拉伸方向正交的方向上进行自由端单轴拉伸，由此得到厚49μm的拉伸薄膜。该拉伸薄膜的nx＝1.548028、ny＝1.548005、nz＝1.547970、面内位相差1.1nm、厚度方向相位差2.8nm、光弹性系数的绝对值1.9×10-13cm2/dye。
此外，这些透明保护膜例如其表面可以用碱等进行皂化处理。其中，从偏光特性和耐久性等方面考虑，优选TAC薄膜，更优选其表面进行了皂化处理的TAC薄膜。
上述透明保护膜例如优选不带颜色。具体地说，优选用下式表示的薄膜厚度方向的位相差值(Rth)在-90nm～+75nm的范围内，更优选为-80nm～+60nm，特别优选在-70nm～+45nm的范围内。上述位相差值如果在-90nm～+75nm的范围，则可以彻底地消除保护膜引起的偏振片的着色(光学着色)。
Rth＝[{(nx+ny)/2}-nz]·d
在上式中，d为透明保护层的厚度，nx、ny、nz分别表示上述透明保护层的X轴、Y轴和Z轴的折射率。上述X轴是指在上述透明保护层面内显示最大折射率的轴方向，Y轴是指在上述面内与上述X轴垂直的轴方向，Z轴表示与上述X轴和Y轴垂直的厚度方向。
上述透明保护层的厚度并无特别限制，例如，以偏振片的薄型化等为目的，例如为500μm或以下，优选为1～300μm，更优选在5～300μm的范围内。
此外，上述透明保护层也可以进一步实施例如硬涂层处理、防反射处理、防粘附处理、以扩散和防耀光等为目的的处理等。所谓上述硬涂层处理是以防止偏振片表面划伤等为目的、例如在上述透明保护层的表面上形成由固化型树脂构成的硬度和光滑性优异的固化被膜的处理。作为上述固化型树脂，例如可以使用硅氧烷类、氨基甲酸酯类、丙烯酸类、环氧类等紫外线固化型树脂等，上述处理可以采用以往公知的方法进行。
上述防反射处理是以防止外来光在偏振片表面的反射为目的，可以通过形成以往公知的防反射膜等而进行。防粘附处理以防止与邻接层之间的粘结为目的。
所谓上述防耀光处理，是以防止外来光在偏振片表面的反射以免妨碍偏振片透过光的可见性等为目的，例如可以采用以往公知的方法，通过在上述透明保护层的表面上形成微细的凹凸结构而进行。作为该凹凸结构的形成方法，例如可以列举采用喷砂法或压花加工等使表面粗化方式，或在上述的透明树脂中配合透明微粒而形成上述透明保护层的方式等。
作为上述透明微粒，例如可以列举二氧化硅、氧化铝、二氧化钛、氧化锆、氧化锡、氧化铟、氧化镉、氧化锑等或它们的固溶体。这样的上述透明微粒的平均粒径并无特别限制，例如在0.5～50μm的范围内。此外也可以使用具有导电性的无机系微粒、或由交联或未交联的聚合物粒状物等构成的有机系微粒等。此外，上述透明微粒的配合比例也无特别限制，通常优选对于每100质量份的上述透明树脂，其在2～50质量份的范围内，更优选在5～25质量份的范围内。
配合了上述透明微粒的防耀光层，例如也可以用作透明保护层本身，此外，也可以作为涂布层等形成在透明保护层表面上。进而上述防耀光层也可以兼作用于扩散偏振片透过光、扩大视角的扩散层。
此外，上述防反射层、扩散层、防耀光层等也可以与上述透明保护层不为同一层，例如作为由设置了这些层的片等构成的光学层设计在偏振片上。
上述偏振器和上述透明保护膜的粘接方法并无特别限制，可以采用以往公知的方法进行。通常可以使用粘合剂或其它粘接剂等，其种类可以根据偏振薄膜和透明保护层的种类等进行适当的确定。具体地说，例如可以列举由PVA类、改性PVA类、聚氨酯类聚合物构成的粘接剂或粘合剂。为了提高耐久性，这些粘接剂等也可以添加例如硼酸、硼砂、戊二醛、三聚氰胺、草酸、壳质、壳聚糖、金属盐、醇类溶剂之类的使乙烯醇类聚合物交联的水溶性交联剂。当上述偏振器例如使用PVA类薄膜时，从粘接处理的稳定性等方面考虑，优选PVA类粘接剂。该粘接层的厚度并无特别限制，例如为1nm～500nm，优选10nm～300nm，更优选20nm～100nm。
当通过上述粘接剂将上述偏振器和透明保护层粘接时，例如，为了防止因湿度和热的影响而产生的剥离，成为光透过率和偏光度优异的偏振片，优选实施干燥处理。干燥温度并无特别限制，可以根据使用的粘接剂或粘合剂的种类等进行适当的决定。当上述粘接剂为上述的PVA类、改性PVA类、聚氨酯类等水溶性粘接剂时，例如，干燥温度优选为60～70℃，更优选为60～75℃，干燥时间优选为1～10分钟左右。
此外，本发明的偏振片例如从容易在液晶单元等上面层叠这一方面考虑，优选其最外层还具有粘接剂层。图5表示如上所述具有粘接剂层的偏振片的剖面图。如图所示，偏振片20具备上述图4所示的偏振片10和粘接剂层3，在上述偏振片10的一方的透明保护层2的表面上进一步配置有粘接剂层3。
在上述透明保护层表面上形成上述粘接剂层可以采用以下方式进行：例如通过流延或涂布等展开方式将粘接剂的溶液或熔融液直接添加到上述透明保护层的预定面上形成层的方式，或同样地在后述的隔板上形成粘接剂层、将其转移到上述透明保护层的预定面上的方式等。另外，该粘接剂层可以如上述图5所示的那样形成在偏振片的任一面上，但并不限于此，也可以根据需要配置在两面上。
作为上述粘接剂层，可以适当使用例如丙烯酸类、硅氧烷类、聚酯类、聚氨酯类、聚醚类、橡胶类等以往公知的粘接剂来形成。特别地，从形成可防止吸湿引起的发泡现象和剥离现象、可防止热膨胀差等引起的光学特性的降低和液晶单元的弯曲、进而形成高品质、耐久性优异的液晶显示装置等方面考虑，优选使用吸湿率低、耐热性优异的粘接剂。作为该粘接剂，例如可以列举丙烯酸类、硅氧烷类、丙烯酸硅氧烷类、聚酯类、耐热橡胶类等粘接剂。此外，也可以是含有微粒并显示光扩散性的粘接层等。
此外，当设置在偏振片上的粘接剂层的表面露出时，在将上述粘接剂层供给实用前的这段时间，以防止污染等为目的，优选用隔板将上述表面覆盖。该隔板可以采用在上述透明保护膜之类的适当薄层薄膜上根据需要设置由硅氧烷类、长链烷基类、氟系、硫化钼等剥离剂形成的剥离涂层等方法来形成。
上述粘接剂层的厚度并无特别限定，例如优选为5～35μm，更优选为10～25μm，特别优选为15～25μm。如果设定在该范围，例如即使偏振片的尺寸发生变化，也能缓和此时产生的应力。
此外，本发明的偏振片可以用于形成液晶单元或液晶显示装置等，例如，在将透明保护层等层叠到上述偏振器的状态下，可以根据液晶单元等的大小进行裁断(切片)，也可以预先将上述偏振片裁断后再贴合透明保护层。
其次，本发明的光学薄膜的第2例为含有上述本发明的偏振器或上述第1例中的偏振片、偏光变换元件和位相差膜之中的至少一个的层压体。
作为上述偏振光变换元件并无特别限制，例如可以列举各向异性反射型偏振元件和各向异性散射型偏振元件等一般在液晶显示装置等的形成中使用的偏光变换元件。这些偏光变换元件，例如可以为一层，也可以层叠二层或以上。此外，当使用二层或以上时，可以为同种，也可以使用不同种类的层。
在上述偏光变换元件中，作为上述各向异性反射型偏振元件，例如，为胆甾醇型液晶层和位相差片的复合体，上述位相差片优选表现出上述各向异性反射偏振器具有的反射带宽所含波长的0.2～0.3倍位相差。更优选为0.25倍。作为上述胆甾醇型液晶层，特别优选胆甾醇型液晶聚合物的取向膜、或支持在薄膜基材上的取向液晶层，它们显示出反射左旋或右旋的任一方的圆偏光而其它光得以透过的特性。作为该各向异性反射型偏振元件，例如可以使用日东电工制造的PCF系列等。上述波长是任意的，只要在上述各向异性反射偏振器具有的反射带宽所含的波长范围内就行。此外，胆甾醇型液晶层例如可以为介电体的多层薄膜、或折射率各向异性变化的薄膜的多层层叠体，它们显示出透过预定偏振轴的直线偏光而反射其它光的特性。作为该各向异性反射型偏振元件，例如可以使用3M公司制造的DBEF(商品名)系列等。
此外，作为上述各向异性反射型偏振元件，还优选反射型光栅(grid)偏振器，作为具体例，可以使用Moxtek制造的Micro Wires(商品名)等。
另一方面，作为上述各向异性散射型偏振元件，可以使用例如3M公司制造的DRPF(商品名)等。
其次，作为本发明的光学薄膜的第3例，例如可以列举含有上述本发明的偏振器、上述第1例中的偏振片、或第2例中的层压体和各种光学薄膜的层压体即各种偏振片。作为上述光学层并无特别限制，例如可以列举以下所示的反射片、半透过反射片、含有1/2波长片、1/4波长片等λ片等的位相差片、视角补偿膜、辉度提高薄膜等用于液晶显示装置等形成的光学层。此外，这些光学层可以为一种，也可以将两种以上并用。作为含有该光学层的偏振片，特别优选反射型偏振片、半透过反射型偏振片、椭圆偏振片、圆偏振片、层叠了视角补偿膜和辉度提高薄膜的偏振片等。
以下就这些偏振片进行说明。
首先，就本发明的反射型偏振片或半透过反射型偏振片的一例进行说明。上述反射型偏振片例如在上述第1例的偏振片上进一步层叠有反射片，上述半透过反射型偏振片在上述偏振片上进一步层叠有半透过反射片。
上述反射型偏振片通常配置在液晶单元的内侧，能够用于使来自观看侧(显示侧)的入射光得以反射而进行显示的液晶显示装置(反射型液晶显示装置)等。该反射型偏振片，例如由于可以省略内藏背光等光源，因此具有可以使液晶显示装置薄型化等优点。
上述反射型偏振片例如可以采用在上述加热处理后的偏振片的单面上形成由金属等构成的反射片的方法等以往公知的方法来制作。具体地说，例如可以列举根据需要对上述偏振片中的透明保护层的单面(露出面)进行消光处理，在上述面上形成由铝等反射性金属构成的金属箔或蒸镀膜作为反射片的反射型偏振片等。
此外，还可以列举像上述那样在使各种透明树脂含有微粒从而使表面成为微细凹凸结构的透明保护层上、形成与该微细凹凸结构相对应的反射片的反射型偏振片等。其表面为微细凹凸结构的反射片，例如具有通过漫反射使入射光扩散，可以防止指向性和刺眼的外观，抑制明暗斑的优点。该反射片例如可以通过在上述透明保护层的凹凸表面上，采用真空蒸镀方式、离子镀方式、溅射方式等蒸镀方式或电镀方式等以往公知的方法直接形成上述金属箔或金属蒸镀膜。
正如上面所叙述的那样，反射片可以在偏振片的透明保护层上直接形成，另一方面，作为反射片，也可以使用在上述透明保护层之类的适当的薄膜上设置反射层的反射片等。上述反射片中的上述反射层通常由金属构成，因此例如从防止氧化引起的反射率的降低、进而长期维持初期反射率、以及避免另外形成透明保护层等方面考虑，其使用方式优选上述反射层的反射面被上述薄膜或偏振片等所覆盖的状态。
另一方面，上述半透过型偏振片在上述反射型偏振片中代替反射片而具有半透过型的反射片。作为上述半透过型反射片，例如可以列举用反射层反射光并且透过光的单向透视玻璃等。
上述半透过型偏振片通常设置在液晶单元的里侧，可以用于当在比较明亮的环境中使用液晶显示装置等时，反射来自观看侧(显示侧)的入射光显示图像，在比较暗的环境中，使用内藏在半透过型偏振片的背侧的背光等内藏光源显示图像类型的液晶显示装置等。即上述半透过型偏振片在以下类型的液晶显示装置等的形成中是有用的，它在明亮的环境下可以节约背光等光源使用的能量，另一方面，即使在比较暗的气氛下，也能够使用上述内藏光源。
其次，对本发明的椭圆偏振片或圆偏振片的一例进行说明。这些偏振片，例如在上述第1例的偏振片上进一步层叠有位相差片或λ片。
上述椭圆偏振片可有效地用于例如补偿(防止)超扭曲向列液晶(STN)型液晶显示装置的液晶层的双折射产生的着色(青或黄)，以便提供没有上述着色的白黑显示。此外，控制了三维的折射率的椭圆偏振片，例如由于还可以补偿(防止)从倾斜方向观看液晶显示装置的画面时产生的着色，因此是优选的。另一方面，上述圆偏振片例如对于图像为彩色显示、调整反射型液晶显示装置的图像的色调的情况等是有效的，还具有防止反射的功能。
上述位相差片用于将直线偏光变换为椭圆偏光或圆偏光，或者将椭圆偏光或圆偏光变换为直线偏光，或者使直线偏光的偏振方向偏振的情况。特别是作为将直线偏光变换为椭圆偏光或圆偏光、将椭圆偏光或圆偏光变换为直线偏光的位相差片，可以使用例如1/4波长片(也称为“λ/4片”)等，当变换直线偏光的偏振方向时，通常使用1/2波长片(也称为“λ/2片”)。
作为上述位相差片的材料，例如可以列举将聚碳酸酯、PVA、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯及其它的聚烯烃、聚芳酯、聚酰胺、聚降冰片烯等聚合物薄膜进行拉伸处理的双折射性膜、液晶聚合物的取向膜、用薄膜支持液晶聚合物的取向层的层压体等。
上述位相差片的种类例如可以为上述1/2或1/4等各种波长片、以补偿液晶层的双折射产生的着色和视角扩大等视角的补偿为目的等根据使用目的具有位相差的位相差片，也可以为对厚度方向的折射率进行了控制的倾斜取向膜。此外，也可以为将2种以上的位相差片层叠，对位相差等光学特性进行控制的层压体等。
上述倾斜取向膜可以通过例如将热收缩性膜与聚合物薄膜接合、在加热产生的其收缩力的作用下对上述聚合物薄膜实施拉伸处理或收缩处理的方法，以及使液晶聚合物倾斜取向的方法等方法来制备。
其次，对于在上述第1例的偏振片上还层叠有视角补偿膜的偏振片的一例进行说明。
上述视角补偿膜为例如即使对于液晶显示装置的画面从不与上述画面垂直而略微倾斜的方向观察时，也可以扩展视角以使图像能较鲜明地看到的薄膜。作为该视角补偿膜，例如可以使用在三乙酰基纤维素膜等上涂布了胆甾醇型液晶的薄膜以及位相差片。作为通常的位相差片，例如使用沿其面方向单轴拉伸而具有双折射的聚合物薄膜，与此相对应，作为上述视角补偿膜，例如可以使用沿面方向双轴拉伸而具有双折射的聚合物薄膜，以及沿面方向单轴拉伸并且沿厚度方向也拉伸的对厚度方向的折射率进行控制的倾斜取向聚合物薄膜这样的2方向拉伸薄膜等位相差片。作为上述倾斜取向膜，例如可以列举使热收缩性膜与聚合物薄膜接合，在加热产生的其收缩力的作用下对上述聚合物薄膜拉伸处理或收缩处理的薄膜，以及使液晶聚合物倾斜取向的薄膜等。作为上述聚合物薄膜的原材料，可以使用前面所述的与上述位相差片的聚合物材料相同的材料。
其次，就在上述第1例的偏振片上进一步层叠有辉度提高薄膜的偏振片的一例进行说明。
该偏振片通常配置在液晶单元的里侧使用。上述辉度提高薄膜例如通过液晶显示装置等的背光或从其里侧的反射等，显示如果入射自然光则反射预定偏光轴的直线偏光或预定方向的圆偏光并透过其它光的特性。入射来自于背光等光源的光，在获得预定偏振状态的透过光的同时，上述预定偏振状态以外的光不透过而反射。将在该辉度提高薄膜面上反射的光进而通过设置在其后侧的反射片等反转，使之再次入射到辉度提高薄膜，作为预定偏振状态的光透过其一部分或全部，在实现透过辉度提高薄膜的光产生增量的同时，供给不易被偏振薄膜(偏振器)吸收的偏光，实现能被液晶显示装置等利用的光量的增大，由此使辉度得以提高。当不使用上述辉度提高薄膜而用背光等从液晶单元的里侧通过偏振器入射光时，具有与上述偏振器的偏振轴不一致的偏振方向的光几乎被上述偏振器所吸收而不透过上述偏振器。也就是说，虽然因使用的偏振器的特性而异，但约50％的光被上述偏振器所吸收。相应地，能够被液晶显示装置等利用的光量减少，图像变暗。上述辉度提高薄膜重复以下过程：不使具有被上述偏振器吸收的偏振方向的光入射到上述偏振器上，而是在上述辉度提高薄膜上反射一次，进而通过设置在其后侧的反射板等将其反转，使之再次入射到上述辉度提高薄膜上。此外，因为在该两者间反射、反转的偏振光得以通过并供给只有当光的偏振方向成为能通过上述偏振器的偏振方向时才能透过的上述偏振器，因此能高效地将背光等光用于液晶显示装置的图像显示，使画面明亮。
此外，可以在上述辉度提高薄膜和上述反射层等之间设置扩散片。在这种情况下，通过上述辉度提高薄膜反射的偏振状态的光朝向上述反射层，而设置的上述扩散片使通过的光均匀扩散的同时，还解除偏振状态而成为非偏振状态。即返回原来的自然光状态。该非偏振光状态、即自然光状态的光反复进行以下过程：朝向反射层等并通过上述反射层反射，再次通过上述扩散片，再入射到上述辉度提高薄膜上。这样一来，通过设置回复到原来的自然光状态的上述扩散片，例如在维持显示画面的亮度的同时，使显示画面的亮斑减少，能够提供均匀的明亮的画面。此外，一般认为凭借上述扩散片，初次入射光的反射重复次数适度地增加，与上述扩散片的扩散功能相辅相成，可以提供均匀的明亮的显示画面。
作为上述辉度提高薄膜，并无特别限定，可以使用例如介电体的多层薄膜、折射率各向异性不同的薄膜的多层层叠体这样的显示透过预定偏振轴的直线偏光而反射其它光的特性的薄膜等。具体地说，可以使用例如3M公司制造的商品名D-BEF等。此外，也可以是胆甾醇型液晶层，特别是胆甾醇型液晶聚合物的取向膜，或其取向液晶层支持在薄膜基材上的材料，它们显示出反射左右一方的圆偏光而透过其它光的特性。作为该薄膜，例如可以使用日东电工公司制造的商品名“PCF350”、Merck公司制造的商品名Transmax等。
因此，如果是使预定偏振轴的直线偏光透过这种类型的辉度提高薄膜，例如，通过匹配偏振轴使其透过光照原样入射在偏振片上，便可以抑制上述偏振片产生的吸收损失，可以更高效地使光透过。另一方面，如果是胆甾醇型液晶层之类的透过圆偏光这种类型的辉度提高薄膜，也可以照原样使其入射到偏振器上，但从抑制吸收损失的方面考虑，优选通过位相差片使其透过圆偏光成为直线偏光，再使其入射到上述偏振片上。作为位相差片，例如，通过使用1/4波长片，可以将圆偏光变换为直线偏光。
在可见光范围等宽波长范围中以1/4波长片发挥作用的位相差片，例如通过使相对于波长550nm的光等单色光作为1/4波长片发挥作用的位相差层和显示其它位相差特性的位相差层(例如，作为1/2波长片发挥作用的位相差层)层叠而制备。因此，作为配置在偏振片和辉度提高薄膜之间的位相差片，可以是由1层、2层或以上的位相差层构成的层叠体。对于胆甾型液晶层，也可以将反射波长不同的层组合而成为层叠了2层、3层以上的层叠结构。这样，在可见光等的宽波长范围中可以得到反射圆偏光的偏振片，以此为基础，可以得到宽波长范围的透过圆偏光。
第3例中的以上的各种偏振片，例如也可以是由上述偏振片、和2层、3层或以上的光学层层叠而成的光学薄膜。具体地说，例如可以列举上述反射型偏振片或半透过型偏振片、和组合了位相差片的反射型椭圆偏光片或半透过型椭圆偏振片等。
像这样层叠了2层或以上的光学层的光学薄膜，例如在液晶显示装置等的制造过程中，也可以通过顺次分别层叠的方式形成，如果是预先将层叠体之间层叠而形成的光学部件，则具有例如品质稳定性和组装操作性等优异、可以使液晶显示装置等的制造效率提高的优点。与上述相同，层叠中可以使用粘接层等各种粘接手段。
以上形成本发明的光学薄膜的偏振薄膜、透明保护层、光学层、粘接剂层等各层，例如通过用水杨酸酯类化合物、二苯酮类化合物、苯并三唑类化合物、氰基丙烯酸酯类化合物、镍络合物盐类化合物等紫外线吸收剂进行适当的处理，可以使其具有紫外线吸收能。
其次，本发明的液晶屏含有上述本发明的偏振器和光学薄膜的至少一个(以下也称为“光学薄膜”)，其配置在液晶单元的至少一方的表面上。
液晶单元的种类并无特别限制，可以适当使用以往公知的液晶单元，本发明的偏振器等对于使处于偏振状态的光入射到液晶单元上而得以显示的液晶显示装置有用，因此，其中优选使用了例如TN(扭曲向列型)液晶和STN(超扭曲向列型)液晶的液晶单元等。除此之外，也可以用于使用了非扭曲系液晶的IPS(面内转换)、VA(垂直取向)、OCB(光学补偿型双折射)模式的液晶单元，和使用了使上述二色性染料分散于液晶中的客体-主体(guest-host)系液晶或强介电性液晶的液晶单元等。此外，对于液晶的驱动方式也无特别限定。
上述偏振片等的光学薄膜可以只配置在上述液晶单元的一面上，也可以配置在两面上。当配置在上述两面上时，光学薄膜的种类可以相同，也可以不同。此外，当在液晶单元的两侧设置偏振片和光学部件时，它们可以相同，也可以不同。
此外，在适当的位置可以具有棱镜阵列片和透镜阵列片、光扩散片等通常的零件，这些零件可以配置1个、2个或以上。
图6～8表示配置有本发明的光学薄膜的液晶屏的例子。这些图以断面的形式表示液晶单元和光学薄膜的层叠状态，为了区别构成物而引入阴影线。此外，在各图中在同一处标记同一符号。而且本发明的液晶屏并不限于这些。
图6的液晶屏具有液晶单元12和偏振片11，在液晶单元12的两面上分别配置偏振片11。上述液晶单元的结构(未图示)并无特别限制，一般为在阵列基板和滤光片基板之间保持有液晶的结构。
此外，图7的液晶屏具有液晶单元12、偏振片11和位相差片13，在液晶单元12的两面上通过位相差片13分别层叠偏振片11。位相差片13和偏振片11可以作为成为一体的本发明的光学薄膜，配置在液晶单元12的两面上。
图8(A)的液晶屏具备液晶单元12、偏振片11和偏振变换元件14，在液晶单元12的两面上分别层叠偏振片11，在一方的偏振片的单面上，进一步层叠有偏振变换元件14。作为上述偏振变换元件14，可以使用上述的元件，例如可以列举图8(B)所示的1/4波长片15和胆甾型液晶16的复合体、和图8(C)所示的各向异性多重薄膜反射型偏振元件17。另外，偏振片11和偏振变换元件14也可以作为成为一体的本发明的光学薄膜配置在液晶单元12的单面上。
其次，本发明的液晶显示装置为含有液晶屏的液晶显示装置，上述液晶屏为上述本发明的液晶屏。
该液晶显示装置还可以具有光源。作为上述光源并无特别限制，例如，从可以有效地利用光能方面考虑，例如优选的是出射偏光的平面光源。
本发明的液晶显示装置，在观看侧的光学薄膜(偏振片)上还可以配置例如扩散片、防耀光层、防反射膜、保护层和保护片，或者在液晶屏的液晶单元和偏振片之间也可以适当配置补偿用位相差片等。
其次，本发明的场致发光(EL)显示装置为具有本发明的偏振器和本发明的光学薄膜的至少一个的显示装置。该EL装置也可以是有机EL和无机EL的任一种。
近年来，在EL显示装置中，作为来自处于黑状态的电极的防反射手段，例如，例如提出了将偏振器和偏振片等光学薄膜与λ/4片一起使用的方案。本发明的偏振器和光学薄膜特别在从EL层发出直线偏光、圆偏光或椭圆偏光的任一种偏光的情况下，或者即使在正面方向发出自然光而倾斜方向的出射光部分偏振情况下，是非常有用的。
首先，这里对一般的有机EL显示装置进行说明。上述有机EL显示装置一般具有在透明基板上按透明电极、有机发光层和金属电极的顺序层叠而成的发光体(有机EL发光体)。上述有机发光层为各种有机薄膜的层压体，例如可以列举由三苯胺衍生物等构成的空穴注入层和蒽等荧光性有机固体构成的发光层的层压体、或该发光层和苝衍生物等构成的电子注入层的层压体、以及上述空穴注入层、发光层和电子注入层的层压体等以及它们的各种组合。
此外，该有机EL显示装置以下述原理发光：通过向上述阳极和阴极外加电压，在上述有机发光层注入空穴和电子，通过上述空穴和电子的再结合而生成的能量激发荧光物质，激发的荧光物质返回基态时发出光。上述空穴和电子的再结合的机理与一般的二极管相同，电流和发光强度对于外加电压，伴随着整流性而呈现出很强的非线性。
在上述有机EL显示装置中，为了将上述有机发光层的发光取出，至少一方的电极必须是透明的，因此通常以氧化铟锡(ITO)等透明导电体形成的透明电极用作阳极。另一方面，为了使电子注入容易并提高发光效率，重要的是在阴极使用功函数小的物质，通常使用Mg-Ag、Al-Li等金属电极。
在这种构成的有机EL显示装置中，上述有机发光层例如优选以厚度10nm左右的极薄的薄膜形成。这是因为在上述有机发光层中，也与透明电极一样使光几乎完全透过。其结果，在非发光时，从上述透明基板的表面入射，透过上述透明电极和有机发光层而在上述金属电极反射的光再次从上述透明基板的表面侧出来。因此，从外部观看时，有机EL显示装置的显示面看起来如镜面一样。
本发明的有机EL显示装置，例如，在含有在上述有机发光层的表面侧具备透明电极、在上述有机发光层的背面侧具备金属电极的上述有机EL发光体的有机EL显示装置中，优选在上述透明电极的表面配置本发明的光学薄膜(偏振片等)，更优选在偏振片和EL元件之间配置λ/4片。这样，通过配置本发明光学薄膜，得到具有抑制外界的反射、可以提高可见性这一效果的有机EL显示装置。此外，优选在上述透明电极和光学薄膜之间还配置位相差片。
上述位相差片和光学薄膜(偏振片等)，例如，具有使由外部入射、在上述金属电极反射而来的光产生偏振的作用，借助于该偏振作用，具有从外部无法看到上述金属电极镜面的效果。特别地，如果使用1/4波长片作为位相差片，并且将上述偏振片和上述位相差片的偏振方向所成的角度调整为π/4，则可以完全将上述金属电极的镜面遮蔽。即入射该有机EL显示装置的外部光，由于上述偏振片的作用，只有直线偏光成分得以透过。该直线偏光由于上述位相差片的作用，一般成为椭圆偏光，特别当上述位相差片为1/4波长片而且上述角为π/4时，则成为圆偏光。
该圆偏光，例如通过透明基板、透明电极、有机薄膜，在金属电极反射，再次透过有机薄膜、透明电极、透明基板，在上述位相差片处再次成为直线偏光。此外，该直线偏光由于与上述偏振片的偏振方向正交，因此不能透过上述偏振片，其结果如上所述，可以完全地将金属电极的镜面遮蔽。
此外，本发明的液晶显示装置和EL显示装置的内部(in-house)制造方法为包括以下工序的制造方法：将显示面侧具备表面保护膜并且在反面具备粘合剂层和剥离层的上述本发明的偏振器和上述本发明的光学薄膜的至少一个切片后，立即贴合到上述显示装置上。
这样，采用将上述偏振器和光学薄膜裁断、以连贯的方式将其粘贴到液晶单元等上而生产各种显示装置内部制造法，例如，为了检测不良区域需要当场进行测定，由于设定极限样品或线上测定，必须进行标记的判断。根据本发明的制造方法，各种显示装置可以按以下方式生产：对于本发明的偏振器或光学薄膜，在不满足上述条件(1)的部分进行标记，打眼后立即粘贴到液晶屏和EL显示元件上。这样，一连串的偏振器和光学薄膜的打眼、以及筛选、直至粘贴的工序能够以连贯的方式进行，因而检查可以在较短的时间内进行，从而可以谋求制造的简单化和低成本化。另外，所谓内部一般是指将偏振片的压延的原始膜打眼、进行检查、直至粘贴到LCD上的一条生产总线。
实施例
以下使用下述的实施例和比较例就本发明进行进一步的说明。本发明并不只限于这些实施例。只要没有特别说明，“％”表示“质量％”。
实施例1
如图1所示，预先在溶胀浴中配置2根导辊(平辊)，将纯水装入浴内作为溶胀溶剂，保持在25℃。用导辊将厚度75μm的PVA膜(商品名VF-PS#7500；Kuraray公司制造)原始膜搬运到上述溶胀浴中，在上述溶胀浴内使上述薄膜溶胀，进而相对于原始膜的长度进行2.5倍的拉伸。薄膜与溶胀浴的溶剂接触后到通过搬运与第1导辊接触的时间(a)设定为3.5秒，进而与第1导辊接触后到与第2导辊接触的时间(b)设定为60秒。此外，薄膜的任意点在溶胀浴中浸渍的时间合计为92秒。
将该薄膜浸渍于碘0.04％和碘化钾0.4％的混合溶液(染色浴，下同)中，在上述染色浴中，边相对于原始膜的长度拉伸3倍，边将上述薄膜染色。进而将该薄膜浸渍于3.5％硼酸水溶液(拉伸浴)中，进行拉伸使其达到原始膜的6倍，由此制作得到偏振薄膜(厚27μm)。然后，将厚80μm的TAC膜(商品名TD-80U：富士相片胶卷公司制造)进行皂化处理后，用1％PVA水溶液贴合到上述偏振薄膜的两面上，通过干燥便制作得到偏振片。
实施例2
在溶胀处理中，除了将薄膜与溶胀浴的溶剂接触后到通过搬运与第1导辊接触的时间(a)设定为2秒、进而将与第1导辊接触后到与第2导辊接触的时间(b)设定为35秒外，与上述实施例1同样地制作偏振薄膜和偏振片。另外，薄膜的任意点在溶胀浴中浸渍的时间合计为63秒。
实施例3
在溶胀处理中，除了将薄膜与溶胀浴的溶剂接触后到通过搬运与第1导辊接触的时间(a)设定为11秒、进而将与第1导辊接触后到与第2导辊接触的时间(b)设定为110秒外，与上述实施例1同样地制作偏振薄膜和偏振片。另外，薄膜的任意点在溶胀浴中浸渍的时间合计为130秒。
实施例4
如图2所示，除了在溶胀浴内配置1根导辊、将薄膜与溶胀浴的溶剂接触后到通过搬运与第1导辊接触的时间(c)设定为70秒外，与上述实施例1同样地制作偏振薄膜和偏振片。另外，薄膜的任意点在溶胀浴中浸渍的时间合计为75秒。
实施例5
如图1所示，预先在溶胀浴中配置2根导辊，将水装入浴内作为溶胀溶剂，保持在32℃。用导辊将厚度75μm的PVA膜(商品名OPL-M；日本合成化学公司制造)原始膜搬运到上述溶胀浴中，在上述溶胀浴内使上述薄膜溶胀，进而相对于原始膜的长度进行1.9倍的拉伸。薄膜与溶胀浴的溶剂接触后到通过搬运与第1导辊接触的时间(a)设定为5秒，进而与第1导辊接触后到与第2导辊接触的时间(b)设定为77秒。薄膜的任意点在溶胀浴中浸渍的时间合计为121秒。
将该薄膜浸渍于碘0.04％和碘化钾0.4％的混合溶液(染色浴)中，在上述染色浴中，边相对于原始膜的长度拉伸2.8倍，边将上述薄膜染色。进而将该薄膜浸渍于3.5％硼酸水溶液(拉伸浴)中，进行拉伸使其达到原始膜的6倍，由此制作得到偏振薄膜(厚30μm)。然后，将进行过皂化处理的上述TAC膜用1％PVA水溶液贴合到上述偏振薄膜的两面上，通过干燥便制作得到偏振片。
实施例6
除了使用与实施例5相同的PVA膜、用螺旋辊代替导辊、将薄膜与溶胀浴的溶剂接触后到通过搬运与第1导辊接触的时间(a)设定为11秒，进而将与第1导辊接触后到与第2导辊接触的时间(b)设定为110秒外，与上述实施例1同样地制作偏振薄膜和偏振片。上述螺旋辊的沟(凹处)的宽为1cm，沟的深度为1cm。另外，薄膜的任意点在溶胀浴中浸渍的时间合计为128秒。
实施例7
除了使用与实施例5相同的PVA膜、用中高辊代替导辊、使溶胀浴中拉伸倍率为原始膜长度的2.1倍，使染色浴中拉伸倍率为原始膜长度的2.9倍、将薄膜与溶胀浴的溶剂接触后到通过搬运与第1导辊接触的时间(a)设定为2秒、进而将与第1导辊接触后到与第2导辊接触的时间(b)设定为35秒外，与上述实施例1同样地制作偏振薄膜和偏振片。另外，薄膜的任意点在溶胀浴中浸渍的时间合计为63秒。
实施例8
除了使用与实施例5相同的PVA膜、使溶胀浴温度为42℃、在溶胀处理中、将薄膜与溶胀浴的溶剂接触后到通过搬运与第1导辊接触的时间(a)设定为6秒、进而将与第1导辊接触后到与第2导辊接触的时间(b)设定为60秒外，与上述实施例1同样地制作偏振薄膜和偏振片。另外，薄膜的任意点在溶胀浴中浸渍的时间合计为95秒。
实施例9
如图2所示，除了在溶胀浴中配置1根导辊(中高辊)、使用与实施例5相同的PVA膜、将薄膜与溶胀浴的溶剂接触后到通过搬运与第1导辊接触的时间(c)设定为170秒外，与上述实施例4同样地制作偏振薄膜和偏振片。另外，薄膜的任意点在溶胀浴中浸渍的时间合计为173秒。
比较例1
在溶胀处理中，除了将薄膜与溶胀浴的溶剂接触后到通过搬运与第1导辊接触的时间(a)设定为14秒、进而将与第1导辊接触后到与第2导辊接触的时间(b)设定为75秒外，与上述实施例1同样地制作偏振薄膜和偏振片。另外，薄膜的任意点在溶胀浴中浸渍的时间合计为94秒。
比较例2
在溶胀处理中，除了将薄膜与溶胀浴的溶剂接触后到通过搬运与第1导辊接触的时间(a)设定为0.3秒、进而将与第1导辊接触后到与第2导辊接触的时间(b)设定为4秒外，与上述实施例1同样地制作偏振薄膜和偏振片。另外，薄膜的任意点在溶胀浴中浸渍的时间合计为15秒。
比较例3
在溶胀处理中，除了将薄膜与溶胀浴的溶剂接触后到通过搬运与第1导辊接触的时间(c)设定为22秒外，与上述实施例4同样地制作偏振薄膜和偏振片。另外，薄膜的任意点在溶胀浴中浸渍的时间合计为24秒。
比较例4
除了使用与实施例5相同的PVA膜、用螺旋辊代替导辊(与实施例6相同)、使溶胀温度为38℃、使溶胀浴中拉伸倍率为原始膜长度的2.5倍、使染色浴中拉伸倍率为原始膜长度的3.2倍、将薄膜与溶胀浴的溶剂接触后到通过搬运与第1导辊接触的时间(c)设定为188秒外，与上述实施例4同样地制作偏振薄膜和偏振片。另外，薄膜的任意点在溶胀浴中浸渍的时间合计为191秒。但是，在比较例4中，薄膜的运行性差，无法制造偏振薄膜。
比较例5
除了使用与实施例5相同的PVA膜、使溶胀浴温度为32℃、使溶胀浴中拉伸倍率为原始膜长度的2.8倍、使染色浴中拉伸倍率为原始膜长度的3.5倍、将薄膜与溶胀浴的溶剂接触后到通过搬运与第1导辊接触的时间(a)设定为15秒、进而将与第1导辊接触后到与第2导辊接触的时间(b)设定为5秒外，与上述实施例1同样地制作偏振薄膜和偏振片。另外，薄膜的任意点在溶胀浴中浸渍的时间合计为21秒。
显示斑的评价方法
将实施例1～9和比较例1～3和5中制备的偏振片分别裁成长25cm×宽20cm的方形，通过粘合剂贴合到高对比度型的IPS液晶单元的表面(光源侧)，在上述液晶单元的另一表面(观看侧)贴合商品名SEG1425DU(日东电工制)。将制备的液晶屏置于后述的各种背光(A～D)上，使上述光源侧的偏振片(制作的偏振片)向下。然后在上述液晶屏的观看侧，从正面方向和倾斜方向(30°、45°、60°)进行观察，根据下述评价基准对显示黑色时的斑进行评价。在下述评价基准中，7～6表示优异的效果，5～3为可以实用，2～1可以判断为不可以实用。
(评价基准)
7：完全没有看到斑
6：在暗室内看到稍稍有斑，但在荧光灯下完全没有看到斑
5：在暗室内看到斑，但在荧光灯下完全没有看到斑
4：在暗室内清楚地看到斑，但在荧光灯下完全没有看到斑
3：在荧光灯下看到稍稍有斑
2：在荧光灯下看到斑
1：在荧光灯下清楚地看到斑
(背光A)
图9为示意表示背光A的剖面图。如图所示，该背光6在背面实施了印刷的楔形导光片22中具有冷阴极管26和灯室27，上面和下面分别配置有扩散片21和扩散反射板23。
(背光B)
图10为示意表示背光B的剖面图。如图所示，该背光7在上述图9所示的背光6的上面配置有胆甾层和λ/4板层的层叠体。此时，上述层叠体被配置以便使胆甾面(16)在背光6侧，而λ/4板(15)在观看侧。当在该背光7上像前述那样配置液晶单元时，将使透光量达到最大。作为上述胆甾层和λ/4板层的层叠体，使用了从日东电工公司制造的商品名PCF400TEG中只将偏振片部分去除的层叠体。
(背光C)
图11为示意表示背光C的剖面图。如图所示，该背光8在上述图9所示的背光6的上面配置各向异性多重薄膜反射偏振器(商品名DBEF；3M公司制造)17。当在该背光8上如上所述配置液晶单元时，将使透光量达到最大。
(背光D)
图12(A)为示意表示背光D的剖面图，图12(B)表示上述(A)的部分示意图。如图所示，该背光9在光出射面上形成棱镜的楔形导光片25上具有冷阴极管26和灯室27，在上述导光片25的下面和上面分别配置扩散反射板23和棱镜片24。该棱镜片24如图12(A)的部分放大图(B)所示，其棱镜面与上述导光片25的棱镜面相向配置。此外，在上述棱镜面24的上面还配置有扩散片21。
表1 背光A 背光B 背光C 背光D 0° 30° 45° 60° 0° 30° 45° 60° 0° 30° 45° 60° 0° 30° 45° 60° 实施例1 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 6 实施例2 7 7 7 6 7 7 6 5 7 7 6 6 7 7 6 6 实施例3 7 7 6 6 7 6 6 5 7 6 5 5 7 7 6 5 实施例4 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 6 6 实施例5 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 实施例6 6 6 6 5 6 5 4 4 6 5 4 4 6 6 5 5 实施例7 7 7 7 7 7 7 6 6 7 7 6 6 7 7 7 6 实施例8 7 7 6 6 7 7 6 5 7 7 6 6 7 7 6 6 实施例9 7 7 7 7 7 7 7 6 7 7 7 6 7 7 6 6 比较例1 4 4 4 3 4 3 3 2 4 3 2 1 4 3 2 2 比较例2 3 3 3 2 3 2 1 1 3 1 1 1 3 3 2 2 比较例3 3 3 2 2 3 2 2 1 3 2 1 1 3 3 2 1 比较例4 - - - - - - - - - - - - - - - - 比较例5 3 2 2 1 2 1 1 1 2 1 1 1 3 2 1 1
从表1可以看到，实施例1～9的偏振片与比较例1～3和5的偏振片相比得到了优异的结果：从正面和斜向目视观察时，看到的显示斑较少。从以上的结果可知，由于采用本发明的制造方法可以制造优异的偏振薄膜，因此可以制备显示斑得到控制的各种图像显示装置。
如上所述，如果是采用本发明的制造方法制备的偏振器，即使作为偏振片等光学薄膜用于液晶屏和液晶显示装置等，显示斑也能够得以消除，从而取得了优异的显示特性。此外，由于根据本发明可以通过在线(in-line)测定对偏振器和偏振片等进行标记，因此不需要例如对偏振器切片后的外观检查和捆包等离线(off-line)工序，这使连贯地把偏振器贴合到液晶显示装置和EL显示装置上的内部(in-house)制造成为可能。这样，例如可以谋求显示装置的低成本化，并且其制造工序的管理也变得容易，因此本发明具有很大的工业价值。