偏振片的制作方法

文档序号:2808216阅读:285来源:国知局

专利名称::偏振片的制作方法
技术领域
:本发明涉及适合在正面投影式投影仪、背面投影式投影仪等的投影式液晶显示装置中使用的偏振片。
背景技术
:为了对应大画面化,投影式液晶显示装置代替以往的阴极射线显像管式显示装置,在办公用和家庭用方面迅速普及。这里,投影式是将来自光源的光分成RGB三原色,然后将各光在各光路中通过液晶板、偏振片等,最终由投影透镜放大,在屏幕上成像,显示图像的方式。投影式液晶显示装置中,由观看者一側看,图像被投射在屏幕的正面一侧的正面投影式投影仪主要是办公用,而图像投射在屏幕的背面一侧的背面投影式投影仪主要作为家庭用。近年来随着画面高亮度化的进展,投影式液晶显示装置开始使用释放强大光的高压汞灯作为光源。因此,对于配置在光路上的偏振片,要求其即使长时间透射强光也难以发生光泄漏的初期耐光性、以及即使在高湿下长时间保管也不会发生光泄漏的长期耐光性(以下将两者并称为"耐光性")。目前,偏振片的耐光性决定投影式液晶显示装置的寿命的重要因素。最近有报道称将含有起偏镜和保护层的偏振膜与导热率高的透明基板接合而成的偏振片可以使该起偏镜实现低温化,使偏振片的耐光性提高。例如在日本特开2000-206507号公报中提出了将导热率高的蓝宝石玻璃用作透明基板的偏振片,在日本特开2002-55231号公报中提出了将导热率高的YAG基板用作透明基板的偏振片。在曰本特开平10-39138号公报中提出,为了将起偏镜上产生的热直接传导到透明基材上,不使用保护层而通过两片透明基板直接夹持起偏镜的构成。在曰本特开平10-133196号公报中提出了一种技术,该技术是将入射侧偏振片和射出侧偏振片的至少一方的偏振片由多片的部分偏振片构成,整体起到一个偏振片的作用,由此可以使光的吸收量分散,降低偏振片的热负担。
发明内容目前,投影式液晶显示装置要求光源的光强度增加,在该状况下,要求偏振片的耐光性进一步提高。因此,本发明的目的在于提供耐光性十分优异、可以使正面投影式投影仪或背面投影式投影仪等投影式液晶装置的光学系统小型化的偏振片、具有该偏振片的光学部件、投影式液晶显示装置和偏振片的制备方法。为实现上述目的,本发明人对偏振片的构成进行了深入的研究,结果完成了本发明。本发明提供一种偏振片,该偏振片是将至少两片透明基板隔离对置,位于一方最外侧的第1透明基板与位于另一方最外側的第2透明基板之间至少设置2片起偏镜,其中,起偏镜均被密封,不与外界大气接触。上述偏振片的耐光性十分优异,可以使正面投影式投影仪或背面投影式投影仪等投影式液晶装置的光学系统小型化。上述偏振片中,优选在第1透明基板和第2透明基板相对的内面分别形成粘合剂层,通过该粘合剂层,分别安装起偏镜。本发明的偏振片中,在中心波长440nm、550nm或610nm的光中,优选分别安装在第1透明基板和第2透明基板上的起偏镜中的一个起偏镜在吸收轴方向的透射率为10%-70%,另一个起偏镜在吸收轴方向的透射率优选为1°/。或以下。起偏镜的透射率在上述范围,则可以抑制偏振片的劣化。上述偏振片优选将安装在第l透明基板上起偏镜的与粘合剂层相接触的面的相反侧的面、和安装在第2透明基板上起偏镜的与粘合剂层相接触的面的相反側的面用粘合剂层接合。优选在分别安装在第1透明基板和第2透明基板上的起偏镜的与粘合剂层相接触的面的相反侧的面上分别形成保护层。由此可以提高起偏镜的机械强度。优选在安装于第1透明基板上的起偏镜上形成的保护层、与在安装于第2透明基板上的起偏镜上形成的保护层通过粘合剂层接合。本发明的偏振片优选在安装于第l透明基板上的起偏镜上形成的保护层、与在安装于第2透明基板上的起偏镜上形成的保护层之间夹持第63透明基板,通过粘合剂层接合。上述保护层是使固化性树脂固化所得的,其厚度在0.1|um-30pm的范围,则可以进一步提高耐光性。上述保护层的主要成分是三乙酰基纤维素或烯烃树脂,其厚度在5pm-50pm的范围则可进一步提高耐光性。优选分别安装在第1透明基板和第2透明基板上的起偏镜的不与粘合剂层和/或保护层接触的露出部分用密封剂密封。由此,可以防止大气中的水分向起偏镜中渗入,偏振片的耐光性进一步提高。从使偏振片的耐光性进一步提高的角度考虑,上述密封剂优选为透湿度60g/m2.24小时或以下的树脂,还优选密封剂的煮沸吸水率为4重量%或以下。本发明的偏振片中,密封剂可以与粘合剂层或保护层为相同材料,可以用与粘合剂层或保护层相同的材料覆盖起偏镜的周围。从提高偏振片耐光性的角度考虑,优选第l透明基板和第2透明基板的至少一方的导热率为5W/(m.K)或以上。从由投影仪投影的画面的对比度良好的角度考虑,第l透明基板和第2透明基板的至少一方的正面相位差优选在380nm-780nm的波长范围j氐于5nm。上述起偏镜的水分含量为5重量%或以下,则可以使偏振片的耐光性大幅提高。本发明提供光学部件,该光学部件将上述偏振片和相位差薄膜接合而成。上述光学部件具备本发明的偏振片,因此耐光性十分优异。本发明提供偏振片的制备方法,该方法具备以下步骤至少2片透明基板隔离对置,位于一方最外側的第1透明基板与位于另一方最外側的第2透明基板相对的内面分别形成粘合剂层,通过该粘合剂层,在第1透明基板和第2透明基板上分别安装起偏镜的步骤,通过粘合剂层进行的透明基板与起偏镜的接合在减压下进行。由此,可以制备耐光性十分优异的偏振片。上述偏振片的制备方法中,优选进一步具有将安装在透明基板上的起偏镜在130。C或以下的温度下干燥的步骤。由此可以适当调节偏振片的水分含量。本发明还提供具有上迷偏振片的投影式液晶显示装置。本发明可提供耐光性十分优异、可以使正面投影式投影仪或背面投影式投影仪等投影式液晶装置的光学系统小型化的偏振片、具有该偏振片的光学部件、投影式液晶显示装置和偏振片的制备方法。图1是说明本发明的偏振片构成的一个例子的图(实施例1的构成图)。图2是说明本发明的偏振片构成的一个例子的图(实施例6-10的构成图)。图3是说明本发明的偏振片构成的一个例子的图(实施例3的构成图)。图4是说明本发明的偏振片构成的一个例子的图(实施例2的构成图)。图5是说明本发明的偏振片构成的一个例子的图(实施例4的构成图)。图6是说明本发明的偏振片构成的一个例子的图(实施例5的构成图)。图7是说明本发明的光学部件的构成的一个例子的图。图8是说明比较例1中使用的偏振片的构成的图(比较例1的构成图)。图9是说明比较例2中使用的偏振片的构成的图(比较例2的构成图)。图IO是投影仪的光路图。图11是表示耐光性评价装置的概略说明图。符号说明1,2,3,4…透明基板、5,6…起偏镜、7,8,9,10…保护层、11,12,13,14,15…粘合剂层、16,18,19…密封剂、17…照射光、20…高压汞灯、21…UV/IR截止滤光片、22…复眼透镜、23…偏振光束分束阵列、24…二色镜、25…透镜、26…样品支架、27…白色光、28…红色、绿色光、29…蓝色光、31,32,33,34,35…粘合剂层、40...相位差薄膜、111…高压汞灯、112…透镜阵列、U2a…微透镜、113…透8镜阵列、U4…偏振光转换元件、115…复合透镜、122…反光镜、121...二色镜、123…二色镜、132…二色镜、134…反光镜、135…透镜、140R…红色用LCD板、140G…绿色用LCD板、140B…蓝色用LCD板、142…偏振片(入射一侧)、143…偏振片(射出一侧)、150…交叉二色(夕口久夕'、夕口4少夕)薄膜、170…投影透镜、180...屏幕具体实施例方式以下根据需要、参照附图,对本发明的优选实施方案进行详细说明,但本发明并不限于这些实施方案。附图中,同一要素附有相同符号,重复说明省略。如无特别限定,上下左右等位置关系基于附图所示的位置关系。并且,附图的尺寸比例并不限于图示的比例。本发明的偏振片是至少2片透明基板隔离对置,在位于一方最外侧的第1透明基板和位于另一方最外側的第2透明基板之间至少设置2片起偏镜,起偏镜的全部均封闭,不与外界大气接触。图1是表示本发明的偏振片的一个实施方案的概略说明图。该图的偏振片中,隔离对置的第1透明基板一透明基板1和笫2透明基板一透明基板3的相对的内面分别以粘合剂层11和粘合剂层12的形式形成粘合剂层,2片起偏镜5、6通过粘合剂层11、12分别安装在透明基板1、3上。在起偏镜5、6与粘合剂层11、12相接触的面和相反侧的面上分别形成保护层7、9,保护层7、9用粘合剂层15接合。起偏镜5、6未与粘合剂层11、12和保护层7、9接触的露出部分用密封剂16覆盖,形成防止来自空气中的水分渗入起偏镜5、6的构成。密封剂16在起偏镜5、6的外周部区域形成,例如,起偏镜5、6为方形时,在其四个边上均形成。起偏镜5、6的露出部分未用密封剂16密封时,如后述比较例所示,在耐光性评价中,发生偏振度降低或吸收轴方向的透射率升高等,无法保持良好的耐光性。这是由于水分由起偏镜中膝露于空气中的端面向起偏镜内渗入,促进了起偏镜的劣化。将起偏镜5、6的露出部分用密封剂16密封,由此可以防止大气中的水分向起偏镜5、6中渗入,偏振片的耐光性显著提高。本发明中使用的密封剂16可以使用以往公知的密封剂,优选加工时具有流动性、加工后固化、具有密封功能。密封剂例如可优选使用紫外线固化型树脂或热固化型树脂,或者通过两者的作用固化的树脂。密封剂可以与形成后述粘合剂层的粘合剂相同种类,具体来说有乙烯*酸酐共聚物(例如^-求》制备,BYNEL)等聚烯烃系树脂、环氧树脂系粘合剂(例如七>夕'4>制备的热固化性环氧树脂EP582,ADEKA制备的紫外固化性环氧树脂KR695A,只卩一矛OK制备的紫外固化性环氧树脂TB3025G,大方、七少厶亍少夕只制备的紫外固化性树脂XNR5516Z)、氨酯系粘合剂、酚醛树脂系粘合剂等热固化性粘合剂,有机硅树脂(例如紫外线固化型有机硅、具有甲硅烷基末端聚醚的改性有机硅树脂)、氰基丙烯酸酯、丙烯酸树脂等紫外线固化性粘合剂。密封剂16还可以使用插入后具有密封功能的热收缩膜或热粘合膜的膜状密封剂。使用固化性型树脂作为密封剂16时,固化前的挥发成分优选2重量%或以下,更优选1重量%或以下。如果是挥发成分为2%重量或以下的密封剂,则可以抑制加工后密封剂内的微小气泡的发生,同时可在减压下涂布密封剂,成品率大幅提高。这里,挥发成分是按照"JISK6249"测定的值。密封剂16固化后的玻璃化转变温度优选为8(TC或以上,煮沸吸水率为4重量%或以下。由此可提高耐热性,同时可抑制水分由大气向起偏镜的渗入,使偏振片的耐光性提高。这里,煮沸吸水率是将密封剂的固化物在沸水中浸泡一小时后所增加的质量与浸泡前固化物质量的百分比,可按照"JISK6911"求出。密封剂16的透湿度通常优选60g/m2.24小时或以下,更优选25g/m2.24小时或以下。密封剂的透湿度为60g/m2.24小时或以下,则可进一步抑制水分由大气向起偏镜的渗入,可提高偏振片的耐光性。这里,透湿度是根据"JISZ0208",求出将密封剂制成厚度100pm所得的固化物在温度40°C、相对湿度90%环境下透过的水分量。如后所述,从降低气泡在密封剂中的混入的角度考虑,密封剂16的注入优选在起偏镜5、6的两面接合有透明基板1、3后在减压下进行。密封剂16的注入可与透明基板1、3的接合同时进行,此时,密封剂16在发挥密封功能的同时还发挥粘合功能。本发明中使用的透明基板1、3的材质可例举无机透明材料。具体可例举硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃、钛硅酸盐玻璃、氟化锆等氟化物玻璃、熔融石英、水晶、蓝宝石、YAG晶体、荧石、氧化镁、尖晶石(MgO'Al203)。其中,从可将起偏镜5、6所产生的热高效率地释放到外部、使起偏镜5、6低温化、使偏振片的耐光性提高的角度考虑,优选导热率为5W/mK或以上的。上述材质例如有蓝宝石(导热率40W/mK)或水晶(导热率8W/mK)。优选透明基板1、3的至少一方在380nm-780nm波长范围的正面相位差低于5nm。透明基板正面相位差低于5nm,则来自光源的光透过起偏镜,所生成的偏振光的面没有变形,也透过透明基板,因此由投影仪投影的画面的对比度良好。上述透明基板可例举硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃、钛硅酸盐玻璃、熔融石英(石英玻璃)、氧化镁、尖晶石。这里,"正面相位差"是在以透明基板面内折射率最大的方向为X轴、以与X轴垂直的方向为Y轴、以透明基板厚度方向为Z轴、各轴向的折射率为nxl、nyl、nzl、膜厚为山(nm)的情况下,以(nxi-nyl)x山计算的数值。从工业化时的成品率或与所采用的投影仪光学系统的尺寸配合性角度考虑,透明基板1、3的厚度优选0.05mm-3mm,更优选0.08-2mm。透明基板的厚度为0.05mm或以上,则加工时透明基板的破损受到抑制,可以稳定制备。另外,透明基板的厚度为3mm或以下,则可以使所得偏振片实现小型化、轻量化。优选透明基板1、3与空气相接触的外面根据所使用的光的波长实施防反射处理。防反射处理例如有通过溅射法或真空蒸镀法形成电介质多层膜的方法;通过涂层赋予一层或以上的低折射率层的方法。并且,防反射面还可以进行用于防止表面附着污渍的防污处理。防污处理例如有在表面形成含有对防反射性能几乎没有影响的程度的含氟的薄膜层。本发明中使用的起偏镜5、6可以是吸收型起偏镜、反射型起偏镜、扩散型起偏镜的任意一种。吸收型起偏镜例如有含有在将聚乙烯醇(PVA)系树脂单轴拉伸得到的膜上吸附了碘或二色性染料等二色性色素的PVA系树脂的起偏镜。反射型起偏镜例如有使金属细线排列而成的线栅起偏镜、将电介质薄膜层合而成的光学晶体起偏镜、或电介质多层膜起偏镜。它们可以在透明基板上直接形成,或者在透明膜上形成,用作起偏镜。另外,反射型起偏镜例如有将具有满足特性条件的相位差的薄膜层合而成的起偏镜(例如3M制备,商品名"DBEF"等)。扩散型起偏镜有在粘合剂中,使满足特定条件的液晶分子取向.分散而成的起偏镜等。本发明的偏振片中,使用吸收型起偏镜时,其效果显著,吸收型起偏镜可例举在聚乙烯醇系树脂、聚乙酸乙烯酯树脂、乙烯/乙酸乙烯酯(EVA)树脂、聚酰胺树脂、聚酯树脂等起偏镜的基材上吸附二色性染料或硤并取向而成的。这里,用作起偏镜基材的聚乙烯醇系树脂包含聚乙酸乙烯酯的部分或完全皂化物一聚乙烯醇;皂化EVA树脂等与可与乙酸乙烯酯共聚的其它单体(例如乙烯或丙烯等烯烃类,巴豆酸或丙烯酸、曱基丙烯酸、马来酸等不饱和羧酸类,不饱和磺酸类,乙烯基醚类)的共聚物的急化物;将聚乙烯醇用醛改性所得的聚乙烯醇缩甲醛或聚乙烯醇缩乙醛等。从染料的吸附性和取向性的角度考虑,起偏镜的基材优选使用聚乙烯醇系树脂薄膜,特别是含有聚乙烯醇的薄膜。含有聚乙烯醇/聚亚乙烯基共聚物的起偏镜是将通过拉伸等进行分子取向的聚乙烯醇薄膜暴露于浓盐酸或浓疏酸等中,部分脱水,生成聚亚乙烯(;K!J匕、、k乂)的共轭链段。可将该共聚物直接用作起偏镜,但通常是将含浸硼酸和/或硼砂所得的作为起偏镜使用。从耐光性的角度考虑,吸附于起偏镜的基材上并取向的染料优选二色性染料。通过使用波长相关性的不同的染料,可以分别制备投影式液晶显示装置的蓝色沟道(Bch)用、绿色沟道(Gch)用、红色沟道(Rch)用的起偏镜。二色性染料有"液晶显示装置用二色性色素的开发"(陌根等人、住友化学、2002-11、23-30页)记栽的化合物。二色性染料具体可例举游离酸形式的下述通式(I)所示的化合物。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>式(I)中,Me表示选自铜原子、镍原子、锌原子和铁原子的金属原子。A'表示可被取代的苯基或可被取代的萘基。B表示可被取代的萘基,与Me结合的氧原子和-N-N-所示的偶氮基与苯环上碳的相邻位置的碳结合。R'和I^各自独立,表示碳原子数l-4的烷基、碳原子数l-4的烷氧基、羧基、亚砜基(7/1/水*'》)、氨磺酰基、磺化烷酰胺基、氨基、酰基氨基、硝基或卣素原子。二色性染料可例举游离酸形式的下述通式(ii)所示的化合物。N-N-B3(丑)S03H("H)m式(ii)中,八3和83各自独立,表示可被取代的苯基或可被取代的萘基,W和R"各自独立,表示氢原子、碳原子数l-4的烷基、碳原子数1-4的烷氧基、羧基、亚砜基、氨磺酰基、磺化烷酰胺基、氨基、卤素原子或硝基,m表示0或l。并且,二色性染料还例举游离酸形式的下述通式(iii)所示的化合物。q'-:nhn-q2-x-q3-n-n-q4(ni)式(iii)中,(^和(^各自独立,表示可被取代的苯基或可被取代的萘基,(52和03各自独立,表示可被取代的亚苯基。x表示下式(iii-i)或式(m-2)所分别表示的二价基团。—n-n—(m-i〉一N-N—(迈一2)O二色性染料还有游离酸形式的下述通式(iv)所示的化合物。13C^-N-N^ta^Y^"N-N-Q6(IV)式(IV)中,Me表示选自铜原子、镍原子、锌原子和铁原子的金属原子,05和06各自独立,表示可具有取代基的萘基,与Me结合的氧原子和-N-N-所示的偶氮基与苯环上碳的相邻位置的碳结合。115和R6各自独立,表示氢原子、碳原子数l-4的烷基、碳原子数l-4的烷氧基或亚砜基。Y表示在下式(IV-1)或式(IV-2)中分别表示的二价基团。—N=N—(IV—1)—N-N—(IV—2〉O二色性染料有C.I.直接黄12、C.I.直接红31、C丄直接红28、C丄直接黄44、C丄直接黄28、C.I.直接橙107、C丄直接红79、C.I.直接红2、C丄直接红81、C丄直接橙26、C丄直接橙39、C丄直接红247以及C.I.直接黄142所示的C丄染料通用名称(ColorIndexGenericName)中所表示的染料。二色性染料可以以游离酸的形式使用,也可以以铵盐、乙醇胺盐、烷胺盐等胺盐的形式使用。二色性染料通常以锂盐、钠盐、钾盐等碱金属盐的形式使用。二色性染料可以将一种单独或将两种或以上组合使用。起偏镜例如可如下制备。首先,将二色性染料溶解于水中,浓度为0.0001-10重量%左右,制备染浴。可根据需要使用染色助剂。例如,优选将作为染色助剂的芒硝在染浴中溶解0.1-10重量%。在上述制备的染浴中浸泡起偏镜的基材,进行染色。优选的染色温度是40-8(TC。染料的取向通过将染色前的偏光薄膜基材或染色后的起偏镜的基材进行拉伸进行。拉伸方法例如有通过湿式法或干式法拉伸的方法。为了提高起偏镜的透光率、偏振度和耐光性,可以实施硼酸处理等后处理。种类而不同,通常是使用制备成1-15重量%、优选5-10重量%浓度范围的硼酸水溶液、在30-80'C、优选50-80'C的温度范围浸渍偏振薄膜基材的处理。还可根椐需要,用含有阳离子系高分子化合物的水溶液,结合固定处理来进行。图1所示的偏振片中,优选入射光17最初透射的起偏镜6的吸收轴方向透射率比入射光17接着透射的起偏镜5的透射率高。具体来说,在所使用的光的中心波长中,优选光第二个透射的起偏镜5在吸收轴方向的透射率为1%或以下,光最初透射的起偏镜6在吸收轴方向的透射率为10%或以上、70%或以下。如果起偏镜6在吸收轴方向的透射率比10°/。低,则起偏镜6的发热量增大,可能促进起偏镜6的劣化。而起偏镜6在吸收轴方向的透射率比70%高,则起偏镜5的发热量增大。通过使起偏镜6在吸收轴方向的透射率为10%或以上、70%或以下,则起偏镜5和起偏镜6的热负荷不会产生不均衡,可以抑制起偏镜5和起偏镜6—体层合而成的偏振片的劣化。所使用的光的中心波长根据RGB的颜色而不同,测定吸收轴透射率的波长是Rch为610nm,Gch为550nm,Bch为440證。本发明中使用的起偏镜5、6的水分含量优选为5重量%或以下,更优选1重量%或以下。在PVA中添加二色性染料制备的起偏镜中,水分含量为5重量%或以下,则染料分解被显著抑制,可以使所得偏振片的耐光性有较大提高。起偏镜5、6的水分含量的测定方法是在将起偏镜暴露的状态下、在130。C下通风干燥20分钟,求出起偏镜重量减少量所占的比例的方法。即,由下式计算起偏镜的水分含量。水分含量(%)=[(Wl-W2)/Wl]x100Wl:起偏镜干燥前的重量,W2:起偏镜干燥后的重量起偏镜5、6的水分含量可通过对起偏镜进行干燥来调节。为了将起偏镜5、6的水分含量调节至5重量%或以下,干燥步骤可以是透明基板l、3完全未与起偏镜5、6接合的阶段,也可以是在起偏镜5、6的单面或两面接合透明基板1、3之后的阶段。在透明基板与一个面接合的阶段进行干燥时,可以保持起偏镜的平坦性,还可从起偏镜5、6未接合透明基板1、3的面上迅速地除去水分,因此更优选。这种情况具有水分不会从干燥后的透明基板一侧渗入,容易保持起偏镜的千燥状态的优点。另外,在透明基板与起偏镜5、6的一个面接合的阶段进行干燥、在透明基板与起偏镜的另一面接合之后在130'C或以下的温度下干燥,则可以使起偏镜进一步干燥,优选。干燥方法可采用以往公知的方法,例如有加热干燥法或减压干燥法。从偏振片生产设备的简易性考虑,优选加热干燥法。加热干燥法例如有加到加热炉中的方法;对偏振片照射光,利用起偏镜对光的吸收产生的偏振片自身发热的方法等。加热干燥法中的加热温度与加热方法无关,优选130。C或以下,更优选40。C-130。C,进一步优选50-100°C。为40。C或以上,则在较短时间内即可以完成干燥,在130。C或以下,则可以抑制粘合剂层或保护层的劣化或起偏镜光学特性的劣化。本发明的偏振片中,粘合剂层11、12、15的材质例如有紫外线固化型粘合剂或热固化型粘合剂等。其中,从固化速度快的角度考虑优选紫外线固化型粘合剂。另夕卜,起偏镜5、6中产生的热主要由透明基板1、3释放,因此,粘合剂层ll、12的厚度很重要。粘合剂层ll、12的厚度优选O.lpm-15(am,更优选1nm。使粘合剂层11、12的厚度为O.liam或以上,则可得到充分的粘合强度,为15pm或以下,则可将起偏镜5、6所产生的热有效地传导至透明基板1、3,可使起偏镜5、6的耐光性提高。通过粘合剂层U、12将起偏镜5、6与透明基板1、3接合时,为了防止气泡混入粘合剂层11、12,优选在比大气压更低的减压下进行。本发明的偏振片中,保护层7、9的材质例如有乙烯酸酐共聚物(例如BYNEL(注册商标、f工水y制备))等聚烯烃系粘合剂、环氧树脂系粘合剂、氨基曱酸酯系粘合剂、酚醛树脂系粘合剂等热固化性粘合剂,有机硅树脂(例如7*于'力制备的紫外线固化型树脂FX-V550、紫外线固化型有机硅、有机硅RTV、硅橡胶、具有甲硅烷基末端聚醚的改性有机硅树脂)、氰基丙烯酸酯、丙烯酸树脂等紫外线固化性粘合剂。其中,无溶剂型的粘合剂可以防止溶剂浸入透明基板1、3与起偏镜5、6之间,因此优选。16保护层7、9在起偏镜5、6上的形成可例举以下将薄膜状的保护层7、9贴合在起偏镜5、6上形成;或者在起偏镜5、6的表面涂布作为保护层7、9的固化性树脂,使其固化形成。保护层7、9在起偏镜5、6上的形成可以是起偏镜5、6与透明基板1、3接合之前的步骤,也可以是之后的步骤。通过在起偏镜5、6上形成保护层7、9,起偏镜5、6的机械强度提高,制备成品率提高。并且可以防止投影式液晶显示装置长期使用时起偏镜5、6产生裂隙。起偏镜5、6的基材含有PVA、保护层7、9是涂布固化性树脂使其固化获得的情况,所使用的固化性树脂优选热固化性树脂和紫外固化性树脂。这种情况下,从固化步骤不必处于高温状态、不使偏振片的光学性能降低的角度考虑,特别优选紫外固化性树脂。保护层7、9的厚度优选0.1fam,更优选1pm-20^m。保护层7、9的厚度为0.1|um或以上,则起偏镜5、6的机械强度提高,可以防止起偏镜5、6的破损;保护层7、9的厚度为30(am或以下,则可以将起偏镜5、6因吸光而产生的热有效地传导至透明基板1、3,结果,偏振片的耐光性提高。起偏镜5、6的基材含有PVA、保护层7、9的主要成分为三乙酰基纤维素或烯烃树脂时,保护层7、9的厚度优选为5|Lim。图2-6是表示本发明的偏振片的其它方案的模式截面图。图2所示的偏振片与图1的偏振片不同之处在于起偏镜5、6上未设置保护层7、9,使起偏镜5、6通过粘合剂层13直接接合。通过上述构成,可以实现偏振片的进一步小型化,同时可以提高产率。图3所示的偏振片与图1的偏振片的不同之处在于作为密封剂18,使用与图1偏光片中的粘合剂层15相同材质的。即,图3的偏振片中,接合保护层7和保护层9的粘合剂层18覆盖起偏镜5、6的周围,也发挥密封剂的功能,。图4所示的偏振片中,通过粘合剂层ll、12在透明基板1、3上安装起偏镜5、6,再在起偏镜5、6上形成保护层7、9。保护层7、9夹持透明基板2,用粘合剂层13、14接合。起偏镜5、6的露出部分用密封剂16密封。通过上述构成,起偏镜5、6上产生的热除透明基板1、3之外也可以传达到透明基板2,可以进一步促进起偏镜5、6的排热。图5所示的偏振片与图4的偏振片的不同之处在于使用与图4的偏振片中的粘合剂层13、M相同的材料的作为密封剂31、32。即,使图4所示的偏振片的粘合剂层13、14覆盖起偏镜5、6的周围,发挥密封剂的功能。并且,图6所示的偏振片中,保护层7、9可覆盖起偏镜5、6的周围,同时,使用与图4所示的偏振片中的粘合剂层13、14相同的材料的作为密封剂33、34,通过保护层7、9和密封剂33、34,密封起偏镜5、6的露出部分。以上说明的偏振片的实施方案中使用了2片起偏镜,本发明的偏振片中,对于起偏镜的片数没有限定,使用3片或以上起偏镜也可以得到同样的效果。对于透明基板也同样,使用4片或以上也可以获得同样的效果。下面对本发明的光学部件进行说明。本发明的光学部件是将上述偏振片与相位差薄膜接合而成的,在上述说明的偏振片的透明基板外表面接合相位差薄膜。即,光学部件是在本发明的偏振片的第1透明基板和第2透明基板外侧面的至少一个面上接合相位差薄膜而成的。图7表示本发明的光学部件的一个例子。图7的光学部件是在图2所示的偏振片的透明基板3的表面经由粘合剂层35接合相位差薄膜40而成的。这里,形成粘合剂层35的粘合剂例如有弹性粘合剂、胶粘剂、固化性粘合剂,其中优选使用固化性粘合剂。本发明中使用的相位差薄膜40没有特别限定,可以使用以往所公知的。相位差薄膜40例如可以使用倾斜取向或混合取向的碟状液晶保持在含有交联的透明有机高分子的基质中所得的。相位差薄膜的基质材料通常优选三乙酰基纤维素或聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯等耐环境性或耐化学试剂性优异的有机高分子薄膜。本发明的偏振片例如可用于投影式液晶显示装置(投影仪)。其详细内容以图10所示的背面投影式投影仪的光学系统为例进行说明。以高压汞灯111作为光源的光线束首先经由笫1透镜阵列112、第2透镜阵列113、偏振转换元件114、复合透镜115进行在反光光线束截面上亮度的均匀化和偏振化。具体来说,由光源111射出的光线束被第1透镜阵列112分割成很多微小的光线束,其中所述第1透镜阵列112是微透镜112a矩阵状配置而成的。第2透镜阵列113和复合透镜115用于使被分割的各光线束分别照射到作为照明对象的三个LCD板140R、140G、140B全体上。因此,各LCD板入射侧表面形成整体大致均匀的照度。通常,偏振转换元件114通过由偏振光束分裂阵列构成,配置于第2透镜阵列113和复合透镜115之间。由此,将来自光源的随机偏振光预先转换成具有特定偏振方向的偏振光,起到降低后迷的入射侧偏振片上的光量损失、提高画面亮度的作用。亮度均匀且偏振化的光经由反射镜122、通过用于分成RGB三原色的二色镜121、123、132依次分成红色沟道、绿色沟道、蓝色沟道,分别入射到LCD板140R、l衡、140B。对于LCD板140R、140G、140B,在其入射侧和射出侧分别配置本发明的偏振片(入射侧)142和偏振片(射出侧)143。对于在RGB各光路中夹持液晶板、配置在入射側和射出側的2片偏振片进行说明。配置在各光路上的偏振片(入射侧)142和偏振片(射出侧)143以与其吸收轴垂直的构成配置,通过配置在各光路上的各LCD板140R、140G、140B,发挥将根据图像信号对各像素进行控制的偏振状态转换成光量的功能。本发明的偏振片在蓝色沟道、绿色沟道、红色沟道的所有光路为共通的构成,在任何光路中作为耐久性优异的偏振片都有效,其中在蓝色沟道、绿色沟道中特别有效。根据LCD板140R、140G、140B的图像数据,对每个像素以不同的透射率使入射光透射,由此制作光学成像,通过交叉二色棱镜150合成,通过投影透镜170放大投影到屏幕180上。本偏振片无论入射侧、射出侧,通常均是将吸收轴方向透射率小的起偏镜配置在光源一侧。实施例以下给出实施例,进一步详细说明本发明,但本发明并不受这些实施例的任何限定。实施例1如下制备具备图1所示构成的偏振片。首先,将聚乙烯醇薄膜(夕,k制备,商品名"VF-PX",以下记为"PVA薄膜")单轴拉伸,用吸收蓝色的多偶氮系染料染色,使其干燥,得到投影仪蓝色沟道用的起偏镜。起偏镜5在440nm下的偏振度为99.9%,吸收轴方向透射率为0.0%,起偏镜6在440nm下的偏振度为32.0°/。,吸收轴方向透射率为46.0%。在上迷所得的起偏镜5的一个面上,通过含有丙烯酸系紫外固化性粘合剂(7—于Vk制备,商品名"M05")的粘合剂层ll、减压下贴合厚度0.5mm的透明基板(蓝宝石基板、京七,制造)1(粘合剂层厚度5jum),在另一个面上涂布有机硅系紫外固化性树脂(ADEKA制备,商品名"FXV550"),使其固化,形成厚度10pm的保护层7(以下将其称为"中间构成体A")。并且,同样在起偏镜6的一个面上,通过含有丙烯酸系紫外固化性粘合剂(7—f/k制备,M05)的粘合剂层12粘合厚度0.5mm的透明基板3(水晶基板),在另一个面上形成厚度10pm的保护层9(以下将其称为"中间构成体B"K中间构成体A和中间构成体B均在70'C的烘箱中干燥10小时,调节起偏镜5、6的水分含量为5重量%或以下。紫外固^性粘合剂(7二,Vk制备,M05)的粘合剂层15在减压下接合。然后,在起偏镜5、6的露出部分涂布含有热固化性环氧树脂(七乂夕"O制备,商品名"EP582"、透湿度20g/m、24小时)的密封剂16,并使其固化,密封起偏镜5、6的露出部分。所使用的蓝宝石基板和水晶基板与空气相接触的外面上通过真空蒸镀实施含有电介质层的防反射处理。上述制备的具有图1所示构成的偏振片厚度约Umm,与后述比较例的偏振片相比,较薄,可适应投影式液晶显示装置等光学系统的小型化》为了对所制备的偏振片的耐光性进行评价,在图11所示的耐光性评价装置的蓝色沟道的光路中加入偏振片,研究是否有劣化导致的光泄漏的发生(以下称为"初期评价")。将所得偏振片在60'C、相对湿度90%的环境下放置72小时,然后进行同样的耐光性评价(以下称为"长期评价")。结果如表1所示。图11的耐光性评价装置是以74'J、77。X制造的130W的高压汞灯为光源20,具有偏振光束分裂阵列23或双凸透镜25等与背面投影式投影TV的光学系统同样的光学系统,对偏振片26的照射光量是每lcm2为3.0W。这里,光泄漏是指加入到耐光性评价装置后所发生的偏振片26的劣化现象,是吸收轴方向的透射率升高的现象。作为评价对象的偏振片与正常的偏振片配置成正交尼科耳棱镜时,原本透射率应该降低,但是由于光泄漏而透射,因此出现上述表现。本实验中,进行Bch用偏振片的耐光性评价,光泄漏的基准为"440nm下的吸收轴方向透射率为0.3°/。或以下,则视为没有光泄漏"。[实施例2]实施例2如下制备具备图4所示构成的偏振片。将与实施例1同样调节起偏镜5、6的水分含量为5重量%或以下。然后将中间构成体A的保护层7和中间构成体B的保护层9以在中间夹持0.5mm透明基板(青板玻璃)2的形式,用含有丙烯酸系紫外固化性粘合剂(7—于V^制备,M05)的粘合剂层13、14减压接合。然后,在起偏镜5、6外周的露出部分涂布含有热固化性环氧树脂(七乂夕'^7制备,EP582:透湿度20g/m2'24小时)的密封剂16,使其固化,密封起偏镜5、6的露出部分。上述得到的图4所示构成的偏振片厚度约1.1mm,与后述比较例的偏振片相比,较薄,可适应投影式液晶显示装置等光学系统的小型化。另外,与实施例1同样地评价所制备的偏振片的耐光性。结果如表1所示。[实施例3]实施例3如下制备具备图3所示构成的偏振片。将与实施例1同样得到的中间构成体A和中间构成体B均在60'C的烘箱中干燥24小时,将起偏镜的水分含量调节为5重量%或以下。然后将中间构成体A和中间构成体B的保护层之间用含有热固化性环氣树脂(七>夕'4^制备,EP582:透湿度20g/m2.24小时)的粘合剂层18减压贴合,同时将起偏镜5、6的露出部分用粘合剂层18密封,得到图3所示构成的偏振片。所使用的蓝宝石基板和水晶基板与空气接触的外面上通过真空蒸镀实施含有电介质5层的防反射处理。上述得到的具备图3所示构成的偏振片厚度约l.lmm,与后述比较例的偏振片相比,较薄,可适应投影式液晶显示装置等光学系统的小型化。另外,与实施例1同样地评价所制备的偏振片的耐光性。结果如表1所示。[实施例4]实施例4如下制备具备图5所示构成的偏振片。将与实施例1同样得到的中间构成体A和中间构成体B均在60°C的烘箱中干燥24小时,调节起偏镜的水分含量为5重量%或以下。然后将中间构成体A和中间构成体B以在中间夹持0.5mm透明基板(青板玻璃)2的形式,用含有热固化性环氧树脂(七爿夕'4》制备,EP582:透湿度20g/m2.24小时)的粘合剂层31、32减压接合,同时用粘合剂层31、32密封起偏镜5、6的露出部分,制备具备图5所示构成的偏振片。透明基板l、3与空气接触的外面上通过真空蒸镀实施含有电介质5层的防反射处理。上述得到的具备图5所示构成的偏振片厚度约1.6mm,与后述比较例的偏振片相比,较薄,可适应投影式液晶显示装置等光学系统的小型化。另外,与实施例1同样地评价所制备的偏振片的耐光性。结果如表1所示。[实施例5]实施例5如下制备具备图6所示构成的偏振片。实施例1中,将在起偏镜5上形成的保护层7形成至起偏镜5的側面,除此之外,与中间构成体A的制备步骤同样地制备中间构成体C。另外,将在起偏镜6上形成的保护层9形成至起偏镜6的側面,同时,与起偏镜6接合的透明基板3使用厚度为0.5mm的水晶基板,除此之外,与中间构成体B的制备步骤同样地制备中间构成体D。中间构成体C和中间构成体D均在6CTC的烘箱中干燥24小时,调节起偏镜5、6的水分含量为5重量%或以下。然后将中间构成体C的保护层7和中间构成体D的保护层9以在中间夹持0.5mm透明基板(青板玻璃)2的形式,用含有热固化性环氧树脂(七>夕'47制备,EP582:透湿度20g/m、24小时)的粘合剂层33、34减压接合,同时用粘合剂层33、34密封起偏镜5、6的露出部分,制备图6所示构成的偏振片。透明基板1、3与空气接触的外面上通过真空蒸镀实施含有电介质5层的防反射处理。上述制备的具备图6所示构成的偏振片厚度约1.6mm,与后述比较例的偏振片相比,较薄,可适应投影式液晶显示装置等光学系统的小型化。另外,与实施例1同样地评价所制备的偏振片的耐光性。结果如表1所示。[实施例6]实施例6如下制备具备图2所示构成的偏振片。首先,在与实施例1同样制备的起偏镜5的一个面上,用厚度25pm的粘合剂层11减压贴合厚度0.5mm的透明基板(蓝宝石基板京七,制造)1(以下将其称为"中间构成体E")。同样,在起偏镜6的一个面上,用含有丙烯酸系紫外固化性粘合剂(7—^A制备,M05)的厚度5iam的粘合剂层12粘合厚度0.5mm的透明基板3(尖晶石基板)(以下将其称为"中间构成体F")。将中间构成体E和中间构成体F均在8(TC的烘箱内干燥24小时,调节起偏镜5、6的水分含量为5重量%或以下。然后将中间构成体E和中间构成体F的起偏镜5、6之间用粘合剂层13减压接合。然后在起偏镜5、6的露出部分涂布含有热固化性环氧树脂(只'J一术》卜'、制备,TB3025G:透湿度10g/m2'24小时)的密封剂16,并使其固化,密封偏振片5、6的露出部分。透明基板l、3与空气接触的外面上通过真空蒸镀实施含有电介质5层的防反射处理。上述得到的具备图2所示构成的偏振片与实施例1同样地进行评价。结果如表1所示。[实施例7-10]使用表1所示的材料作为透明基板1、透明基板2、透明基板3,起偏镜5、6的干燥条件按照表1所述进行,除此之外,与实施例6同样地制备偏振片。与实施例1同样地评价所制备的偏振片。结果如表1所示。(比较例1)比较例1如下制备具备图8所示构成的偏振片。首先,在与实施例1同样地得到的起偏镜5和起偏镜6的两面,用以羧基改性聚乙烯醇树性聚酰胺环氧树脂(产品名义、;W—Xk-7650)作为有效成分的粘合剂贴合作为保护层7、8、9、IO的、厚度80pm的乙酰纤维系薄膜(3-力制备,KC8UY,以下称为8UYTAC),制备2片偏光薄膜。将具有起偏镜5的偏光薄膜的一个面用粘合剂层U贴合在厚度0.5mm的透明基板(蓝宝石基板京七,制造)l上,制成第1偏振片。将具有起偏镜6的偏光薄膜的一个面用粘合剂层11贴合在厚度0.5mm的透明基板(水晶基板)3上,制成第2偏振片。这2片偏振片相对于光入射方向如图8所示配置。为了避免温度升高,将2片偏振片以5mm的间隔设置。包括偏振片间的距离,整体厚度约6.4mm。将以上制备的具备图8所示构成的偏振片与实施例1同样地进行评价。结果如表1所示。(比较例2)比较例2如下制备具备图9所示构成的偏振片。首先,将与实施例1同样制备的中间构成体A和中间构成体B直接在60'C的烘箱中干燥24小时,调节起偏镜5和起偏镜6的水分含量为5重量°/。或以下。然后将中间构成体A的保护层8和透明基板2、中间构成体B的保护层9和透明基板4分别用含有丙烯酸系紫外固化性粘合剂(T一于Vl^制备,M05)的粘合剂层13减压接合,得到2个偏振片。透明基板l、2、3、4与空气接触的外面上通过真空蒸镀实施含有电介质5层的防反射处理。将2片偏振片相对于光的入射方向如图9所示配置。为避免温度升高,将2片偏振片以5mm的间隔设置。包括偏振片间距离,整体厚度约7.1mm。对以上制备的具备图9所示构成的偏振片与实施例1同样地进行评价。结果如表1所示。<table>tableseeoriginaldocumentpage25</column></row><table>权利要求1.偏振片,该偏振片是将至少2片透明基板隔离对置,位于一方最外侧的第1透明基板与位于另一方最外侧的第2透明基板之间至少设置2片起偏镜,其中,上述起偏镜均被密封,不与外界大气接触。2.权利要求1的偏振片,该偏振片是在上述第1透明基板和上述第2透明基板相对的内面分别形成粘合剂层,通过该粘合剂层,上述偏振片安装在各上述透明基板上。3.权利要求2的偏振片,其中,在中心波长440nm的光中,分别安装在上述第1透明基板和上述第2透明基板上的起偏镜中的一个起偏镜在吸收轴方向的透射率为10%-70%,另一个起偏镜在吸收轴方向的透射率优选为1%或以下。4.权利要求2的偏振片,其中,在中心波长550nm的光中,分别安装在上述第1透明基板和上述第2透明基板上的起偏镜中的一个起偏镜在吸收轴方向的透射率为10%-70%,另一个起偏镜在吸收轴方向的透射率优选为1%或以下。5.权利要求2的偏振片,其中,在中心波长610nm的光中,分别安装在上述第1透明基板和上述第2透明基板上的起偏镜中的一个起偏镜在吸收轴方向的透射率为10%-70%,另一个起偏镜在吸收轴方向的透射率优选为1%或以下。6.权利要求2-5中任一项的偏振片,其中,将安装在上述第l透明基板上的起偏镜的与上述粘合剂层相接触的面的相反侧的面、和安装在面用:合剂层i合。、,、一—'、7.权利要求2-5中任一项的偏振片,其中,在分别安装在上述第1的相反侧的面上分别形成保护层。8.权利要求7的偏振片,其中,在安装于上述第1透明基板上的起偏镜上形成的保护层、与在安装于上述第2透明基板上的起偏镜上形成的保护层通过粘合剂层接合。9.权利要求7的偏振片,其中,在安装于上述第1透明基板上的起偏镜上形成的保护层、与在安装于上述第2透明基板上的起偏镜上形成的保护层之间夹持第3透明基板,通过粘合剂层接合。10.权利要求7-9中任一项的偏振片,其中,上述保护层是使固化性树脂固化所得的,其厚度在O.lium的范围。11.权利要求7-9中任一项的偏振片,其中,上述保护层的主要成<>分是三乙酰基纤维素或烯烃树脂,其厚度在5^un-50pm的范围。12.权利要求2-5中任一项的偏振片,其中,分别安装在上述第1透明基板和上述第2透明基板上的起偏镜的不与上述粘合剂层接触的露出部分用密封剂密封。13.权利要求7-11中任一项的偏振片,其中,分别安装在上述第1透明基板和上述第2透明基板上的起偏镜的不与上述粘合剂层接触、且不与上述保护层接触的露出部分用密封剂密封。14.权利要求12的偏振片,其中,上述密封剂为透湿度60g/m2.24小时或以下的树脂。15.权利要求12的偏振片,其中,上述密封剂的煮沸吸水率为4重量%或以下。16.权利要求12的偏振片,其中,上述密封剂与上迷粘合剂层为相同材料。17.权利要求13的偏振片,其中,上述密封剂与上述保护层为相同材料。18.权利要求1-5中任一项的偏振片,其中,上述第l透明基板和上述第2透明基板的至少一方的导热率为5W/(m.K)或以上。19.权利要求1-5中任一项的偏振片,其中,第1透明基板和第2透明基板的至少一方的正面相位差在380nm-780nm的波长范围低于5nm。20.权利要求1-5中任一项的偏振片,其中,上述起偏镜的水分含量为5重量%或以下。21.光学部件,该光学部件是将权利要求1-5中任一项的偏振片、和相位差薄膜接合而成的。22.偏振片的制备方法,该方法具备以下步骤至少2片透明基板隔离对置,位于一方最外侧的第1透明基板与位于另一方最外側的第2透明基板相对的内面分别形成粘合剂层,通过该粘合剂层,在上述第1透明基板和上述第2透明基板上分别安装起偏镜的步骤,压下进行。23.权利要求22的偏振片的制备方法,该方法还具备将与上述透明基板接合的起偏镜在13(TC或以下的温度下千燥的步骤。24.投影式液晶显示装置,该投影式液晶显示装置具有权利要求1-5中任一项的偏振片。全文摘要本发明涉及偏振片,该偏振片是将至少2片透明基板隔离对置,位于一方最外侧的第1透明基板与位于另一方最外侧的第2透明基板之间至少设置2片起偏镜,其中,起偏镜均被密封,不与外界大气接触。文档编号G02B1/10GK101598829SQ20081010957公开日2009年12月9日申请日期2008年6月2日优先权日2007年5月31日发明者宫北衡,桥本由美子,藤井贵志,金泽笃志申请人:住友化学株式会社
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