專利名稱：光學元件、其制備方法、粘合劑光學元件和圖像顯示器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種具有光學薄膜并具有改善的耐水性的光學元件，該薄膜具有由防水材料覆蓋的端面。具體而言，本發(fā)明涉及一種光學元件，其包含含有其端面被防水材料覆蓋的偏振器的偏振片。此外，本發(fā)明涉及一種制備該光學元件的方法。此外，本發(fā)明涉及一種粘合劑光學元件，其粘合劑層是在光學元件上制備的，并且此外，本發(fā)明涉及一種使用該光學元件或粘合劑光學元件的圖像顯示器，如液晶顯示器、有機電致發(fā)光顯示器和PDP。
背景技術：
在液晶顯示器中，由于其圖像顯示系統(tǒng)，不可避免地需要在液晶板上表面上提供的玻璃基底的雙側沉積偏振器。因此，一般而言，使用向那里層壓有保護薄膜的偏振器作為偏振片。而且，為了提高顯示器的顯示質量，日益增加使用在偏振片上層壓各種光學薄膜的光學元件。例如，使用用于防止著色的延遲薄膜，用于改善液晶顯示器視角的視角補償薄膜，并且此外，用于改善顯示器對比度的亮度增強薄膜等。
將光學薄膜如偏振片等切割成適宜于圖像顯示器如液晶顯示器的預定尺寸，并且作為制造的物品供給。
對于偏振器，用二色性的物質如碘或染料浸漬由聚乙烯醇作為主要材料制成的薄膜，然后拉伸使用。此外，作為保護薄膜的材料，使用三乙酰纖維素，聚對苯二甲酸乙二醇酯，和丙烯酸基樹脂，聚碳酸酯，降冰片烯基樹脂等。但是，作為偏振器主要材料的聚乙烯醇是一種具有高親水性性能的材料，并且在長時間水浸泡期間溶脹和溶解。盡管保護薄膜保護偏振器的雙側表面，但是切割光學薄膜的切割端面(切割平面)暴露裸偏振器。
因此，當包括親水材料的光學元件如偏振器在高溫和高濕度的氣氛中長時間放置時，或者當由于露點冷凝等引起的水與光學元件的端面接觸時，發(fā)生偏振器(特別是親水材料，如聚乙烯醇)的溶脹、溶解等，并且因而，不能保持光學元件的原始形狀。作為結果，其有時會增加缺陷如對于光學元件的透射率增加，脫色等。
作為改善光學元件切割端面的性能的技術，建議了一種解決缺陷的技術，其涉及粘合劑型光學元件的粘合劑層，該元件具有在其中提供的粘合劑層。例如，日本專利公開11-129355、日本專利公開11-254550和日本專利公開2000-258628。日本專利公開11-129355公開了一種用熱塑性樹脂粉末形成層至粘合劑層的邊緣側的技術，和日本專利公開11-254550公開了一種對沒有粘合劑層的光學元件的端面進行涂布的技術。此外，日本專利公開2000-258628公開了一種粘附粉末至粘合劑層的邊緣側的技術。這類技術旨在通過覆蓋在端面中公開暴露的粘合劑層，防止由粘合劑的突出和沉積的污染導致的缺陷。
此外，公開了一種液晶顯示器，其中用密封劑覆蓋在液晶元件的透明基底上粘附的偏振片的周圍(日本專利公開8-320485)。但是，在液晶顯示板中，其中日益增加要求更窄的邊緣和擴大的顯示面積，描述于日本專利公開8-320485中的液晶顯示器的應用增加了由密封劑覆蓋暴露部分的可能性。作為結果，其不能防止由暴露部分密封元件引起的光學元件的缺陷。

發(fā)明內容
發(fā)明概述本發(fā)明旨在提供一種光學元件，其可以抑制在高溫和高濕度的氣氛下導致的涉及光學薄膜的缺陷的發(fā)生，特別是涉及偏振器的缺陷的發(fā)生，并且提供制備它的方法。此外，本發(fā)明旨在提供具有在其上制備的粘合劑層的粘合劑光學元件，并且還旨在提供一種使用該光學元件或粘合劑光學元件的圖像顯示器。
本發(fā)明人進行了深入細致的研究以解決上面所述的問題，并且發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的目的可以通過下面所示的光學元件實現(xiàn)，導致本發(fā)明的完成。
即，本發(fā)明涉及一種光學元件，其包含至少一種光學薄膜，其中所述至少一種光學薄膜的端面被防水材料所覆蓋。
對于光學元件，優(yōu)選一個實施方案，其中光學薄膜包含偏振片，并且偏振片的至少一個端面被防水材料所覆蓋。此外，對于光學元件，優(yōu)選一個實施方案，其中光學薄膜包含含有聚乙烯醇作為主要材料制成的偏振片，并且偏振片的至少一個端面被防水材料所覆蓋。
在光學元件中，可以適宜地將氟材料用作防水材料。
此外，本發(fā)明涉及一種制備光學元件的方法，該方法包括如下步驟用事先在其上涂布有防水材料的切割刀片沖切光學薄膜，以便在沖切的同時，向光學薄膜的端面上粘附防水材料，以形成覆蓋層。
此外，本發(fā)明涉及一種粘合劑光學元件，其包含在光學元件至少一側上的粘合劑層。
此外，本發(fā)明涉及一種使用至少一種光學元件或粘合劑光學元件的圖像顯示器。
(功能和作用)在本發(fā)明上面所述的光學元件中，用防水材料覆蓋常規(guī)公開暴露的光學薄膜的端面，其可以改善端面的防水性能，并且可以抑制在高溫和高濕度的氣氛下引起的涉及光學薄膜的缺陷。而且，由于光學薄膜端面的覆蓋抑制了缺陷，光學薄膜平面不應該引起暴露覆蓋在光學薄膜平面周圍的密封劑的缺陷。光學薄膜可以特別適宜用于由親水材料制成的偏振片，特別是含有由聚乙烯醇作為主要材料制成的偏振器的偏振片，其由在高溫和高濕度的氣氛下引起的涉及親水材料的缺陷被抑制。


圖1所示為本發(fā)明光學元件(偏振片)的剖面透視圖。
優(yōu)選實施方案描述本發(fā)明的光學元件具有含防水材料的覆蓋層，所述防水材料涂布光學薄膜端面的至少一部分。本發(fā)明的光學薄膜可以包含一層光學薄膜，或多層光學薄膜作為層壓產品，只要其具有光學薄膜即可。當光學薄膜是層壓產品時，在光學薄膜的端面上形成的覆蓋層可以形成在部分光學薄膜的端面上，并且可以形成在層壓產品的全部端面上。包含親水材料的光學薄膜適宜地用于具有覆蓋層在其上形成的光學薄膜。
可以將用于形成液晶顯示器等的光學薄膜用作應用于本發(fā)明的光學元件的光學薄膜，并且其類型沒有特別限制。例如，可以提及偏振片作為光學薄膜。本發(fā)明可以適宜地應用于利用如上面所述的由聚乙烯醇作為主要原料制成的偏振器作為光學薄膜的光學元件。
圖1為本發(fā)明使用偏振片作為光學薄膜的光學元件的剖面透視圖。在圖1中，具有保護薄膜1b在偏振器1a的兩側上的偏振片1的端面具有防水材料的覆蓋層2。盡管圖1舉例說明了偏振片1的左邊和右邊的端面都具有覆蓋層2的情況，但是當然，其前后兩個端面也具有覆蓋層。此外，覆蓋層2形成在偏振器1a和保護薄膜1b的全部端面上，可以只為偏振器1a形成覆蓋層2。
作為用防水材料覆蓋光學薄膜(偏振片等)的方法，例如，可以提及一種方法，其中當由切割刀片如湯姆森(Thomson)刀片將光學薄膜(偏振片等)切割為預定尺寸時，預先在切割刀片如湯姆森刀片上涂布防水材料，由此用切割方法向端面上粘附防水材料，以形成覆蓋層。此外，還可以提及一種方法，其中在將光學薄膜(偏振片等)切割成為預定尺寸時，排列并且重疊兩張或多張薄膜(幾張至幾十張至數(shù)百張)，然后使用刷子等涂布或使用噴淋方法，噴槍方法和噴墨方法等噴射防水材料至待粘附的端面(側面)，由此可以形成覆蓋層。在向排列且重疊的光學薄膜(偏振片等)上形成覆蓋層的情況下，優(yōu)選重疊的光學薄膜層是從最上面的部分和下面的部分和/或在某一側(不是待粘附防水材料的一側)的側面向下壓。
此外，當光學薄膜是層壓產品時，在層壓產品中，可以事先只在光學薄膜將要形成覆蓋層的端面上形成覆蓋層，接著，得到的薄膜可以與其它目前沒有形成覆蓋層的光學薄膜層壓。備選地，可以形成在由層壓多張光學薄膜得到的層壓產品的全部端面上形成覆蓋層。
防水材料沒有特別限制，但可以使用各種防水材料。在防水材料中，防水材料改善端面的防水性，并且可以在偏振片中抑制作為偏振器主要材料的聚乙烯醇的降解。例如，作為防水材料，可以提及硅基材料、氟基材料、長鏈烷基材料等。在這些防水材料中，考慮到涉及諸如圖像顯示器如液晶顯示器線路的污染的問題，在某些情況下不能使用硅基材料。因為氟基材料不具有這些缺點，可以優(yōu)選使用它。而且，作為防水材料，優(yōu)選使用預期與光學薄膜的材料具有反應性形成覆蓋層的材料。例如，當光學薄膜包括含有由聚乙烯醇作為主要材料制成的偏振片，偏振器的端面將被覆蓋時，對于防水材料，可以適宜地使用一種期望其與聚乙烯醇具有反應性的材料，例如硅烷偶聯(lián)劑。對于硅烷偶聯(lián)劑，可以適宜地使用含有氟的硅烷偶聯(lián)劑(例如，三氟丙基三甲氧基硅烷等)。此外，還可以使用這些用揮發(fā)性高的溶劑(例如，正己烷、乙醇、異丙醇等)稀釋的防水材料。
由光學薄膜的種類、大小等來適宜地調節(jié)在光學薄膜端面上形成的覆蓋層的厚度，并且其通常優(yōu)選為約0.5μm或更薄，更優(yōu)選為0.001至0.5μm，并且再更優(yōu)選為0.001至0.2μm。
對于用于本發(fā)明光學元件的光學薄膜，可以提及偏振片。偏振片通常在偏振器的一側或兩側上具有保護薄膜。
對于偏振器沒有特別限制，但是可以使用各種偏振器。對于偏振器，例如可以提及這樣的薄膜，其是在將二色性的物質如碘和二色性染料吸收到親水性的高分子量聚合物薄膜后單軸拉伸的，所述的親水性的高分子量聚合物薄膜如聚乙烯醇型薄膜，部分縮甲醛化的聚乙烯醇型薄膜，以及乙烯-醋酸乙烯酯共聚物型部分皂化的薄膜；聚烯型取向薄膜，如脫水聚乙烯醇和脫氯化氫聚氯乙烯等。在這些當中，適合使用的是拉伸后在薄膜上吸附和定向了二色性物質(碘，染料)的聚乙烯醇型薄膜。盡管對偏振器的厚度沒有特別限定，但是通常采用的厚度大約為5至80μm。
聚乙烯醇型薄膜用碘染色之后單軸拉伸的偏振器，是通過將聚乙烯醇薄膜在碘水溶液中浸漬并染色之后，將該薄膜拉伸到其原長度的3至7倍得到的。如果需要，也可以將薄膜浸漬于如硼酸和碘化鉀的水溶液中，其可以包含硫酸鋅，氯化鋅。此外，如果需要，在染色前，可以將聚乙烯醇型薄膜浸漬于水中并漂洗。通過用水漂洗聚乙烯醇型薄膜，使聚乙烯醇型薄膜溶脹，除了可以沖掉聚乙烯醇型薄膜表面上的污物和粘合抑制劑外，有望達到預防例如染色不均勻性的不均勻性的效果。拉伸可以在碘染色之后或同時進行，或相反地，可以在拉伸之后進行碘染色。可以在如硼酸和碘化鉀的水溶液中以及水浴中進行拉伸。
對于在偏振器的一側或雙側制備的保護薄膜，可以優(yōu)選使用在下列方面是優(yōu)異的材料透明性，機械強度，熱穩(wěn)定性，水屏蔽性，各向同性等。對于上面所述保護層的材料，可以提及例如聚酯型聚合物，如聚對苯二甲酸乙二醇酯和聚萘二甲酸乙二醇酯；纖維素型聚合物，如二乙酰纖維素和三乙酰纖維素；丙烯酸型聚合物，如聚甲基丙烯酸甲酯；苯乙烯型聚合物，如聚苯乙烯和丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS樹脂)；聚碳酸酯型聚合物。此外，作為形成保護薄膜的聚合物的實例，可以提及聚烯烴型聚合物，如聚乙烯、聚丙烯、具有環(huán)狀或降冰片烯結構的聚烯烴、乙烯-丙烯共聚物；氯乙烯型聚合物；酰胺型聚合物，如尼龍和芳香聚酰胺；二酰亞胺型聚合物；砜型聚合物；聚醚砜型聚合物；聚醚-醚酮型聚合物；聚苯硫型聚合物；乙烯基醇型聚合物，偏氯乙烯型聚合物；乙烯縮丁醛型聚合物；烯丙酯型聚合物；聚甲醛型聚合物；環(huán)氧型聚合物；或者上面所述聚合物的共混聚合物。可以提及由熱固型或紫外線固化型樹脂制成的薄膜，例如丙烯酸基，氨基甲酸乙酯基，丙烯?；被姿嵋阴セh(huán)氧基和硅氧烷基薄膜等。
此外，如在日本專利公開出版2001-343529(WO 01/37007)中所述，可以提及例如包含下面兩種熱塑性樹脂的樹脂組合物的聚合物膜(A)在側鏈中具有取代的和/或未取代的亞氨基的熱塑性樹脂，和(B)在側鏈中具有取代的和/或未取代的苯基和腈基的熱塑性樹脂。作為解釋性的實例，可以提及由含有包含異丁烯和N-甲基馬來酰亞胺的交替共聚物及丙烯腈-苯乙烯共聚物的樹脂組合物制成的薄膜。可以使用包含樹脂組合物等的混合擠出制品的薄膜等。
一般而言，考慮到強度、工作處理和薄層，保護薄膜可以任意確定的厚度為500μm或更薄，優(yōu)選為1至300μm，并且特別優(yōu)選5至300μm。
另外，優(yōu)選具有盡可能少著色的保護薄膜。因此，可以優(yōu)選使用在薄膜厚度方向由Rth＝[(nx+ny)/2-nz]×d表示的相差值為-90nm至+75nm的保護薄膜(其中，nx和ny表示薄膜平面內的主折射率，nz表示薄膜厚度方向的折射率，d表示薄膜厚度)。這樣，使用在厚度方向相差值(Rth)為-90nm至+75nm的保護薄膜，可以大部分地消除由保護薄膜引起的偏振片的著色(光學著色)。優(yōu)選厚度方向的相差值(Rth)為-80nm至+60nm，并且特別優(yōu)選-70nm至+45nm。
對于保護薄膜，如果考慮偏振性能和耐久性，優(yōu)選纖維素基聚合物如三乙酰纖維素，并且特別適宜的是三乙酰纖維素薄膜。此外，當在偏振器的兩側都提供保護薄膜時，可以在正面和背面上都使用包含相同聚合物材料的透明保護薄膜，并且可以使用包含不同聚合物材料等的保護薄膜。
將粘合劑用于上面所述偏振器和保護薄膜的粘合處理。對于粘合劑，可以提及異氰酸酯衍生的粘合劑，聚乙烯醇衍生的粘合劑，明膠衍生的粘合劑，乙烯基聚合物衍生的膠乳型，水性聚氨酯基粘合劑，水性聚酯衍生的粘合劑等。
可以向還沒有粘附有上面所述的保護薄膜的偏振膜的表面上制備硬涂層，或者進行抗反射處理，針對防粘附、散射或防眩的處理。
為了保護偏振片的表面不受損害，進行硬涂層處理，并且可以用下列方法形成此硬涂層薄膜一種方法，其中例如使用合適的紫外固化型樹脂例如丙烯酸型和硅氧烷型樹脂，將具有優(yōu)異硬度、滑動性等的可固化涂敷薄膜添加到保護薄膜的表面上。為了在偏振片表面上抗戶外光線的反射，進行抗反射處理，并且其可以通過根據(jù)常規(guī)方法等形成抗反射膜來制備。此外，為了防止與鄰接層粘附，進行防粘附處理。
另外，為了防止戶外光線在偏振片表面上的反射破壞透過偏振片的透射光的視覺識別的缺點，進行防眩處理，并且可以通過例如使用合適的方法，如采用噴砂或壓花的粗糙表面處理以及結合透明微粒的方法，在保護薄膜的表面上給出精細凸-凹結構來進行處理。作為為了在上述表面上形成精細凸-凹結構所結合的微粒，可以使用平均粒徑為0.5至50μm的透明微粒，例如可以具有傳導性的無機型微粒，其包含二氧化硅、氧化鋁、二氧化鈦、氧化鋯、氧化錫、氧化銦、氧化鎘、氧化銻等；和包含交聯(lián)或非交聯(lián)聚合物的有機型微粒。當在表面上形成精細凸-凹結構時，相對于在表面上形成精細凸-凹結構的100重量份透明樹脂而言，微粒的使用量通常為約2至50重量份，并優(yōu)選為5至25重量份。防眩層可以作為散射層(視角擴大功能等)，以散射通過偏振片的透射光并擴大觀測角等。
此外，可以在保護薄膜本身中構造上面所述的防反射層，防粘合層，散射層，防眩層等，并且也可以將它們作為不同于保護層的光學層來制備。
本發(fā)明的光學膜沒有特別限于可以用于形成液晶顯示器等的光學層，例如反射器、逆反射(transflective)片、延遲片(包括半波片和1/4波片)，和視角補償薄膜等。
特別優(yōu)選的偏振片是向本發(fā)明的偏振片上還層疊了反射器或逆反射型反射器的反射型偏振片或逆反射型偏振片；向偏振片上還層疊了延遲片的橢圓偏振片或圓偏振片；向偏振片上還層疊了視角補償薄膜的寬視角偏振片；或者向偏振片上還層疊了亮度增強薄膜的偏振片。
在偏振片上制備反射層以獲得反射型偏振片，并且此類型的偏振片用于從觀看側(顯示側)的入射光被反射獲得顯示的液晶顯示器。此類型的偏振片不需要內置的光源，如背光，但是具有液晶顯示器容易做得更薄的優(yōu)點?？梢圆捎眠m當?shù)姆椒ㄐ纬煞瓷湫推衿?，例如，如果需要，將金屬反射層等通過透明保護層等粘附在偏振片的一側。
作為反射型偏振片的實例，可以提及一種偏振片，其中在其上如果需要，采用將反射金屬如鋁的箔片和氣相沉積薄膜附著在消光處理的保護薄膜一面上的方法形成反射層。另外，可以提及不同類型的偏振片，其在通過將微?；旌系缴鲜霰Ｗo薄膜中得到的表面上具有精細的凹-凸結構，在其上上制備了凹-凸結構的反射層。具有上述精細凹-凸結構的反射層通過任意反射散射入射光以防止定向和眩光出現(xiàn)，并且具有控制亮暗不均勻等優(yōu)點。另外，含有微粒的保護薄膜具有可以更有效地控制亮暗不均勻的優(yōu)點，作為結果，入射光及其穿過薄膜透射的反射光被散射。在通過保護薄膜表面精細凹-凸結構影響的表面上具有精細凹-凸結構的反射層，可以通過采用適宜的方法，例如真空蒸發(fā)法如真空沉積法、離子電鍍法及濺射法和電鍍法等直接將金屬附著到透明保護層表面的方法形成。
替代其中將反射片直接給予到上述偏振片的保護薄膜上的方法，還可以將反射片用作通過在用于透明薄膜的適當薄膜上制備反射層組成的反射片。除此之外，由于反射層通常由金屬制成，從防止氧化降低反射率，長期保持初始反射率并且避免單獨制備保護層等的觀點來看，在使用時需要反射面用保護薄膜或偏振片等覆蓋。
另外，通過將上述反射層制備為逆反射型反射層，如反射并透射光的半透明反射鏡(half-mirror)等可以獲得逆反射型偏振片。逆反射型偏振片通常在液晶槽的背面制備并且可以形成當在光照比較好的環(huán)境中通過從觀看側(顯示側)反射的入射光顯示圖像的液晶顯示單元。并且該單元在比較暗的環(huán)境中，采用嵌入式光源如置于逆反射型偏振片背面的背光顯示圖像。即，逆反射型偏振片用于在光照良好的環(huán)境中得到節(jié)省光源如背光的能量的液晶顯示器，并且如果需要，在比較暗的環(huán)境中可以與內置光源一起使用。
上述偏振片可以用作其上層疊了延遲片的橢圓偏振片或圓偏振片。在下一段將描述上述橢圓偏振片或圓偏振片。通過延遲片的作用，這些偏振片將線偏振光轉換為橢圓偏振光或圓偏振光，將橢圓偏振光或圓偏振光轉換為線偏振光或者改變線偏振光的偏振方向。對于將圓偏振光轉換為線偏振光或者將線偏振光轉換為圓偏振光的延遲片，使用的是所謂的1/4波片(也稱作λ/4片)。通常，當改變線偏振光的偏振方向時，使用半波片(也稱作λ/2片)。
通過補償(防止)由超扭曲向列(STN)型液晶顯示器液晶層的雙折射產生的著色(藍色或黃色)，有效地將橢圓偏振片用來得到?jīng)]有上述著色的單色顯示器。另外，三維折射率被控制的偏振片也可以優(yōu)選補償(防止)在從傾斜方向觀察液晶顯示器的屏幕時產生的著色。例如當調整提供彩色圖象的反射型液晶顯示器的圖象的色調時，有效地使用圓偏振片。并且圓偏振片也具有抗反射的作用。
對于延遲片，可以提及通過單軸或雙軸拉伸聚合物材料得到的雙折射薄膜，液晶聚合物的取向薄膜，和目前用薄膜支持的液晶聚合物的取向層。延遲片的厚度也沒有特別限制，并且一般而言，它約為20至150μm。
對于聚合物材料，例如，可以提及聚乙烯醇、聚乙烯縮丁醛、聚甲基乙烯基醚、聚丙烯酸羥乙酯、羥乙基纖維素、羥丙基纖維素、甲基纖維素、聚碳酸酯、聚烯丙基化物(polyallylates)、聚砜、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚醚砜、聚苯硫、聚苯醚、聚烯丙基砜、聚酰胺、聚酰亞胺、聚烯烴、聚氯乙烯、纖維素型聚合物和降冰片烯基樹脂、或二元或三元共聚物、接枝共聚物及其摻混物。拉伸這些聚合物材料得到拉伸膜的拉伸物。
對于液晶聚合物，例如，可以提及各種主鏈型和側鏈型聚合物，其中將賦予液晶取向的共軛的線性芳基(mesogens)結構引入聚合物的主鏈和側鏈中。對于主鏈型液晶聚合物的實例，可以提及具有由賦予撓性的間隔基部分連接mesogen基結構的聚合物，例如，具有向列取向性能的聚酯基液晶聚合物，蝶型(discotic)聚合物、膽甾型(cholesteric)聚合物等。對于側鏈型液晶聚合物的實例，可以提及具有聚硅氧烷、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯或聚丙二酸酯作為主鏈骨架，并且具有包含賦予向列取向性能的對-取代的環(huán)狀化合物單元的mesogen部分作為側鏈和包含共軛的芳基的間隔基部分的聚合物。例如通過在取向處理的表面上顯影液晶聚合物溶液，其中對形成在玻璃板上的薄膜如聚酰亞胺和聚乙烯醇的表而進行打磨處理，或其中通過傾斜蒸發(fā)方法沉積氧化硅，然后加熱處理，來將這些液晶聚合物排列。
可以使用根據(jù)使用的目的具有適宜相差的延遲片，該目的如旨在使用雙折射，例如各種波片和液晶層進行顏色或視角補償。此外，可以使用兩種或多種延遲片重疊在一起的延遲片，以控制光學性能如相差。
上述橢圓偏振片和上述反射型橢圓偏振片為適宜地組合偏振片或反射型偏振片與延遲片而得到的層壓片。這類橢圓偏振片等可以通過組合偏振片(反射型)及延遲片和通過在液晶顯示器的制造過程中一個接一個分別層疊偏振片及延遲片來制造。另一方面，預先進行層疊并且作為光學薄膜獲得的偏振片，如橢圓偏振片，在穩(wěn)定特性、層疊的可使用性等方面很出色，并且具有提高液晶顯示器生產效率的優(yōu)點。
視角補償薄膜是用于擴大視角的薄膜，以便即使在從傾斜方向而不是從垂直于屏幕方向觀看時，也可以比較清晰觀看圖象。此外，對于這種視角補償延遲片，可以使用通過單軸拉伸或正交雙向拉伸加工的具有雙折射特性的薄膜，以及雙向拉伸薄膜如傾斜取向薄膜等。對于傾斜取向薄膜，例如，可以提及采用將熱收縮薄膜粘合到聚合物薄膜，然后結合成的薄膜被加熱并且在被收縮力影響的情況下拉伸或收縮的方法獲得的薄膜，或者在傾斜方向被取向的薄膜。適宜地組合視角補償薄膜以防止由基于液晶槽等延遲的視角改變所產生的著色，并且擴大具有良好可視性的視角。
此外，考慮到獲得具有良好可視性的寬視角，可以優(yōu)選使用具有由三乙?；w維素薄膜支撐的由液晶聚合物取向層，特別是由蝶形液晶聚合物的傾斜取向層組成的光學各向異性層的補償片。
通常在液晶槽背面制備偏振片和亮度增強薄膜粘合在一起的偏振片。當液晶顯示器背光或背面反射的自然光等入射時，亮度增強薄膜顯示出反射具有預定偏振軸的線性偏振光，或反射具有預定方向的圓偏振光并透過其他光的特征。因此，通過將亮度增強薄膜層疊到偏振片上獲得的偏振片不透射非預定偏振態(tài)的光，并且反射非預定偏振態(tài)的光，同時通過接收來自光源如背光的光獲得預定偏振態(tài)的透射光。這種偏振片使得由亮度增強膜反射的光再通過在背部制備的反射層反射回來，強迫光再次進入亮度增強膜，并通過透射部分或全部具有預定偏振狀態(tài)的光的方式，增加通過亮度增強膜的透射光的數(shù)量。偏振片同時提供了難以在偏振器中吸收的偏振光，并增加了可用于液晶圖像顯示器等的光的數(shù)量，作為結果，改善了發(fā)光度。即，當光通過背光等從液晶槽的背后進入偏振器而不使用亮度增強膜的情況下，偏振方向不同于偏振器的偏振軸的大部分光被偏振器吸收而不通過偏振器透射。這意味著，盡管受所使用的偏振器的特征的影響，但是大約50％的光被偏振器吸收，可用于液晶圖像顯示器等的光的數(shù)量被極大地降低，得到的顯示圖像變暗了。亮度增強膜不輸入被偏振器吸附到偏振器的偏振方向的光，但是光被亮度增強膜反射一次，進一步使得通過在背面制備的反射層等反轉回來的光再次進入亮度增強膜。通過上述反復操作，只有當在二者之間反射和反轉的光的偏振方向變?yōu)榫哂锌梢酝ㄟ^偏振器的偏振方向時，亮度增強膜透射光將其提供給偏振器。作為結果，可以將來自背光的光有效地用于顯示液晶器的圖像以獲得一個明亮的屏幕。
也可以在亮度增強膜和上述反射層之間制備散射片等。由亮度增強膜反射的偏振光轉到上述反射層等中，并且所安置的散射片均勻地散射透過光，并同時將光的狀態(tài)改變?yōu)橄?。即，散射片使偏振光返回到自然光狀態(tài)。重復進行這樣的步驟使處于非偏振狀態(tài)即自然光狀態(tài)的光經(jīng)過反射層等進行反射，并再次通過朝向反射層等的散射片進入亮度增強膜。以這種方式將使偏振光返回到自然光狀態(tài)的散射片安置在亮度增強膜和上述反射層等之間，并且由此可以提供均勻并且明亮的屏幕，而保持顯示屏的亮度且同時控制顯示屏亮度的不均勻性。通過制備這樣的散射片，認為，第一次入射光反射的重復次數(shù)增加到足夠程度，可以提供與散射片的散射功能相結合的均勻并且明亮的顯示屏。
將適當?shù)谋∧び米魃厦嫠龅牧炼仍鰪娔ぁ＜?，可以提及介電物質的多層薄膜；具有透射具有預定偏振軸的線性偏振光并能反射其它光的特性的層壓膜，如具有不同折射指數(shù)各向異性的薄膜的多層層壓膜(由3M有限公司制造的D-BEF等)；膽甾型液晶聚合物的排列膜；具有反射左旋或右旋圓偏振光的并能透射其它光特性的膜，例如承載排列的膽甾型液晶層的膜(由NITTO DENKO CORPORATION生產的PCF350，由Merck Co.，Ltd.生產的Transmax，等)等。
因此，在透射具有上面所述預定偏振軸的線性偏振光的這種類型的亮度增強膜中，通過排列透射光的偏振軸并使光原樣進入偏振片，可以控制偏振片的吸收損失并可以有效地透射偏振光。另一方面，在作為膽甾型液晶層的透射圓偏振光的這種類型的亮度增強膜中，光可以原樣地進入到偏振器中，但是理想的是考慮到控制吸收損失，把圓偏振光通過延遲片變成線性偏振光后，使光進入偏振器。此外，可以使用1/4波片作為延遲片來將圓偏振光轉化成線性偏振光。
在一個寬的波長范圍，例如可見光區(qū)，作為1/4波片工作的延遲片是用這種方法獲得的對于波長為550nm的淺色光用作為1/4波片的延遲層，與具有其它延遲特性的延遲層如用作為1/2波片的延遲層層壓。因此，位于偏振片和亮度增強膜之間的延遲片可以由一個或多個延遲層組成。
此外，也是在膽甾型液晶層中，可以通過采用把具有不同反射波長的兩層或多層層壓在一起的構型結構，來獲得在一個寬波長范圍如可見光區(qū)域內反射圓偏振光的層。因此，使用這種類型的膽甾型液晶層可以在寬波長范圍內獲得透射的圓偏振光。
此外，偏振片可以由偏振片層壓層的多層膜和兩個或多個上述分離型偏振片的光學層組成。因此，偏振片可以是反射型橢圓偏振片或者半透射型橢圓偏振片等，其中上述反射型偏振片或逆反射型偏振片與上述延遲片分別地組合起來。
在上述偏振片和光學薄膜中，還可以制備用于粘合其它元件如液晶槽等的粘合層。作為形成粘合層的壓敏粘合劑沒有特別的限制，并且，可以適宜選擇例如，丙烯酸型聚合物；硅氧烷型聚合物；聚酯、聚氨酯、聚酰胺、聚醚；氟型及橡膠型聚合物作為基礎聚合物。特別地，可以優(yōu)選使用壓敏粘合劑如丙烯酸型壓敏粘合劑，該粘合劑光學透明度出色，顯示出具有適度的潤濕性、粘聚性和粘結性的粘合特性，并且具有突出的耐候性、耐熱性等。
另外，需要具有低吸濕性和出色耐熱性的粘合層。這是因為需要那些特性以防止由吸濕引起的發(fā)泡和剝離現(xiàn)象、以防止由熱膨脹差異等引起的液晶槽的光學特性和曲率的降低，和以制造具有高質量耐久性的液晶顯示器。
粘合層可以含有添加劑，例如，如天然或合成樹脂、粘合劑樹脂、玻璃纖維、玻璃珠、金屬粉末、包含其它無機粉末的填充料等、顏料、著色劑和抗氧化劑。另外，它可以是包含微粒并且顯示出光學散射特性的粘合層。
可以采用適宜的方法以將粘合層粘附到光學薄膜。作為實例，制備了約10至40重量％的壓敏粘合溶液，其中基礎聚合物或其組合物溶解或分散在，例如甲苯或乙酸乙酯或這兩種溶劑的混合溶劑中?？梢蕴峒耙环N方法，其中使用適宜的展開方法，如流動法及涂敷法，將溶液直接涂敷于偏振片頂部或光學薄膜頂部，或者一種方法，其中采用粘合層一旦在分隔物上形成，如上所述，就轉移到偏振片或光學薄膜上。粘合層還可以作為這樣的層制備，其中具有不同成分或不同種類的壓敏粘合劑層疊在一起。粘合層的厚度可以適宜地由用途或粘合強度等決定，通常為1至500μm，優(yōu)選5至200μm，并且更優(yōu)選10至100μm。
臨時隔離物粘附在粘合層的暴露面以防止污染等，直至實際使用時為止。因此，它可以防止在通常的處理中雜質接觸粘合層。對于隔離物，不考慮上述厚度條件，例如可以使用其如果需要涂覆有隔離劑，如硅氧烷型、長鏈烷基型、氟型隔離劑和硫化鉬的適宜的常規(guī)片材。對于適宜的常規(guī)片材，可以使用塑料薄膜、橡膠薄片、紙、布、無紡織物、網(wǎng)狀物、泡沫薄片和金屬薄片或其層壓薄片。
盡管可以通過下面的方法形成具有層壓至偏振片的上述光學層的光學薄膜在制備液晶顯示器等的方法中，順序地單獨進行層壓，但是預先層壓形式的光學薄膜具有下面的益處優(yōu)異的質量穩(wěn)定性，裝配可操作性，因而可以提高液晶顯示器等的加工處理性。可以將適宜的粘合方式如粘合劑層用于層壓。在粘合上面所述的偏振片和其它光學薄膜中，可以將光軸根據(jù)目標延遲特性等設置為適宜的構造角。
除此之外，在本發(fā)明中，可以采用加入UV吸收劑如水楊酸酯型化合物、苯酚型化合物、苯并三唑型化合物、氰丙烯酸酯型化合物和鎳復合物鹽型化合物的方法，將紫外吸收特性賦予上述每一層，如光學薄膜等和粘合層。
本發(fā)明的光學薄膜優(yōu)選用于制造各種裝置，如液晶顯示器等?？梢园凑粘Ｒ?guī)的方法進行液晶顯示器的裝配。即，通常通過適宜地裝配多個部件如液晶槽、光學薄膜及如果需要，照明系統(tǒng)和通過包含驅動電路來制造液晶顯示器。本發(fā)明中，除了使用本發(fā)明的光學薄膜之外，對使用任何的常規(guī)方法沒有特別限制。還可以使用任意類型的液晶槽，如TN型、STN型、π型。
可以制造適宜的液晶顯示器，如在液晶槽一側或雙側安裝有上述光學薄膜的液晶顯示器和具有用于照明系統(tǒng)的背光或反射鏡的液晶顯示器。在此情況下，可以將本發(fā)明的光學薄膜安裝于液晶槽的一側或雙側。當在兩側都安裝光學薄膜時，它們可以為相同的類型或不同的類型。另外，在裝配液晶顯示器中，在一層或兩層或更多層中的合適位置，可以安裝適宜的部件，如散射片、抗眩光層、抗反射薄膜、保護片、棱鏡陣列、透鏡陣列片、光學散射片和背光。
接著，將解釋有機電致發(fā)光裝置(有機EL顯示器)。通常，在有機EL顯示器中，透明電極、有機發(fā)光層和金屬電極依次層疊在透明基質上以配置成光源(有機電致發(fā)光光源)。這里，有機發(fā)光層是各種有機薄膜的層疊材料，并且已知很多各種組合的組合物，例如包含三苯胺衍生物等的空穴注入層的層壓材料、包含熒光有機固體如蒽的發(fā)光層；包含這樣的發(fā)光層和苝衍生物等的電子注入層的層壓材料；這些空穴注入層、發(fā)光層和電子注入層等的層壓材料。
有機EL顯示器基于這樣的原理發(fā)射光通過在透明電極和金屬電極之間施加電壓將正的空穴和電子注入有機發(fā)光層中，由這些正的空穴和電子重組產生的能量激發(fā)熒光物質，隨后，光在被激發(fā)的熒光物質返回基態(tài)時發(fā)光。發(fā)生在中間過程的稱為重組的機理與普通二極管中的機理相同，并且如期望的那樣，通過對所施加電壓整流，在電流與發(fā)光強度之間存在強非線性關系。
在有機EL顯示器中，為了去掉有機發(fā)光層中的熒光，至少一個電極必須是透明的。通常將用透明導電體如氧化銦錫(ITO)形成的透明電極用作陽極。另一方面，為了使電子注入更容易并且提高發(fā)光效率，重要的是將具有小功函(work function)的物質用于陰極，通常使用金屬電極，如Mg-Ag和Al-Li。
在這種結構的有機EL顯示器中，用約10nm厚的非常薄的薄膜形成有機發(fā)光層。因此，正如通過透明電極一樣，光幾乎完全透射通過有機發(fā)光層。從而，當光不發(fā)射時，由于光從一個透明基底的表面作為入射光進入并透射通過透明電極和有機發(fā)光層，然后被金屬電極反射，再在透明基底的前表面一端出現(xiàn)，有機EL顯示器的顯示一端從外面看像是鏡子。
在含有有機電致發(fā)光光源的有機EL顯示器中，其在有機發(fā)光層的表面裝備了通過電壓的作用發(fā)射光的透明電極，并且與此同時，在有機發(fā)光層的背面裝備了金屬電極，可以在透明電極與偏振片之間設置延遲片，而在透明電極的表面?zhèn)壬现苽淦衿?br> 由于延遲片和偏振片具有將從外部作為入射光進入的并且已被金屬電極反射的光進行偏振的作用，它們通過偏振作用具有使金屬電極的鏡面從外部不可見的效果。如果延遲片與1/4波片配置，并且偏振片與延遲片的兩個偏振方向之間的角度調整為π/4，可以完全覆蓋金屬電極的鏡面。
這意味著，只有作為入射光到達該有機EL顯示器的外部光的線偏振光分量由偏振片的作用被透射。通常該線偏振光經(jīng)延遲片產生橢圓偏振光，特別是延遲片為1/4波片時，另外，當偏振片和延遲片的兩個偏振方向之間的角度調整為π/4時，產生圓偏振光。
該圓偏振光透射穿過透明基底、透明電極和有機薄膜，并且被金屬電極反射，然后再次透射穿過有機薄膜、透明電極和透明基底，并用延遲片又恢復為線偏振光。由于該線偏振光與偏振片的偏振方向成直角，因此不能透射穿過偏振片。作為結果，可以完全覆蓋金屬電極的鏡面。
具體實施例方式
實施例盡管以下通過使用實施例將給出對本發(fā)明的詳細描述，但本發(fā)明并不完全限于這些實施例。
實施例1對于偏振片，使用一種薄膜，其中使用厚度為1μm的聚乙烯醇基粘合劑，將厚度為80μm的保護膜(三乙酰纖維素基薄膜)粘附在厚度為25μm的偏振器(由聚乙烯醇作為主要材料制備的)的雙側。
將100張上面所述的偏振片，沖切成15-英寸大小，重疊在一起。用力將層壓的偏振片從上表面和下表面夾緊。將氟基材料(由Sumitomo 3M制備的Fluorad FC-722)作為防水材料涂布在整個側面并且干燥，形成厚度為0.1μm的覆蓋層。在涂布端面的偏振片(每一張)的一側上，層壓厚度為25μm的丙烯基粘合劑，并且制備粘合劑型偏振片。
實施例2除了使用三氟丙基三甲氧硅烷(LS-1090，Shin-etsu Silicone Co.，Ltd)作為實施例1中的防水材料外，使用與實施例1相同的方法制備涂布端面的偏振片。此外，使用得到的偏振片，與實施例1一樣層壓粘合劑，制備粘合劑型偏振片。
實施例3在實施例1描述的偏振片(沖切之前)上，與實施例1一樣，層壓厚度為25μm的丙烯酸基粘合劑，以制備粘合劑型偏振片。使用涂布有與實施例1相同的氟基材料的湯姆森刀片，將此沖切為15-英寸大小。
比較例1如實施例1一樣，在偏振片(在其端面上沒有形成覆蓋層)上層壓粘合劑，以制備粘合劑型偏振片。
對在實施例和比較例得到的粘合劑型偏振片，進行防水測試。在防水測試中，在玻璃板上粘附粘合劑型偏振片之后，將每種得到的樣品浸漬于60℃的溫水中。測量每種偏振片直到其端面再次脫色為止的期限。結果示于表1。
表1

權利要求
1.一種光學元件，其包含至少一種光學薄膜，其中所述的至少一種光學薄膜的端面被防水材料所覆蓋。
2.根據(jù)權利要求1所述的光學元件，其中所述的光學薄膜包含偏振片并且所述偏振片的至少一個端面被防水材料所覆蓋。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的光學元件，其中所述的光學薄膜包含含有由聚乙烯醇作為主要原料制成的偏振器的偏振片，并且所述偏振器的至少一個端面被防水材料所覆蓋。
4.根據(jù)權利要求1至3任何一項所述的光學元件，其中所述的防水材料是氟材料。
5.一種制備根據(jù)權利要求1至4任何一項所述的光學元件的方法，該方法包括如下步驟用事先在其上涂布有防水材料的刀片沖切光學薄膜，以便在沖切的同時，向光學薄膜的端面上粘附防水材料，以形成覆蓋層。
6.一種粘合劑光學元件，其包含在根據(jù)權利要求1至4任何一項所述的光學元件至少一側上的粘合劑層。
7.一種圖像顯示器，其使用至少一種根據(jù)權利要求1至4任何一項所述的光學元件或根據(jù)權利要求6所述的粘合劑光學元件。
全文摘要
一種光學元件，其包含至少一種光學薄膜，其中所述的至少一種光學薄膜的端面被防水材料所覆蓋，用來抑制涉及該光學薄膜在高溫和高濕度的氣氛下導致的缺陷的發(fā)生，特別是涉及偏振器的缺陷的發(fā)生。
文檔編號G02F1/1335GK1525195SQ20041000669
公開日2004年9月1日 申請日期2004年2月25日 優(yōu)先權日2003年2月25日
發(fā)明者佐竹正之, 小笠原晶子, 晶子 申請人:日東電工株式會社