液晶面板及液晶显示装置

申请号 CN200680035263.X 申请日 2006-10-20 公开(公告)号 CN101300522A 公开(公告)日 2008-11-05
申请人 日东电工株式会社; 发明人 武田健太郎; 村上奈穗; 长濑纯一; 饭田敏行; 吉田健太郎;
摘要 本 发明 提供一种画面 对比度 优良,色差较小,且显示不均较少的 液晶 面板及液晶显示装置。本发明的液晶面板是具有液晶单元、配置在该液晶单元的一侧的第1偏振片、配置在该液晶单元的另一侧的第2偏振片、以及配置在该第1偏振片与该第2偏振片间的包含第1光学补偿层及第2光学补偿层的至少2个光学补偿层;该第1光学补偿层是光 弹性模量 的绝对值为40×10-12(m2/N)以下,且具有下述式(1)及(2)的关系;该第2光学补偿层具有下述式(3)及(4)的关系。Δnd(380)<Δnd(550)<Δnd(780)…(1);nx>ny≥nz…(2);Rth(380)>Rth(550)>Rth(780)…(3);nx=ny>nz…(4)。
权利要求

1.一种液晶面板,其中,
具有:液晶单元、配置在该液晶单元的一侧的第1偏振片、配置在该 液晶单元的另一侧的第2偏振片、配置在该第1偏振片与该第2偏振片间 的包含第1光学补偿层及第2光学补偿层的至少2个光学补偿层;
对于该第1光学补偿层而言,光弹性模量的绝对值为40×10-12(m2/N) 以下,且具有下述式(1)及(2)的关系;
该第2光学补偿层具有下述式(3)及(4)的关系:
Δnd(380)<Δnd(550)<Δnd(780)…(1)
nx>ny≥nz    …(2)
Rth(380)>Rth(550)>Rth(780)…(3)
nx=ny>nz    …(4)
在此,Δnd(380)、Δnd(550)及Δnd(780)分别表示以23℃下的 波长380nm、550nm及780nm测定的面内的相位差,Rth(380)、Rth(550) 及Rth(780)分别表示以23℃下的波长380nm、550nm及780nm测定 的厚度方向的相位差,nx、ny及nz分别表示滞后相轴方向、超前相轴方 向及厚度方向的折射率。
2.根据权利要求1所述的液晶面板,其中,
所述第1光学补偿层具有Δnd(780)/Δnd(550)>1.10的关系。
3.根据权利要求1或2所述的液晶面板,其中,
所述第1光学补偿层含有纤维素系材料。
4.根据权利要求3所述的液晶面板,其中,
所述纤维素系材料的乙酰基取代度(DSac)及丙酰基取代度(DSpr) 为2.0≤DSac+DSpr≤3.0、1.0≤DSpr≤3.0。
5.根据权利要求1~4中任意一项所述的液晶面板,其中,
所述第2光学补偿层具有Rth(780)/Rth(550)<0.95的关系。
6.根据权利要求1~5中任意一项所述的液晶面板,其中,
构成所述第2光学补偿层的材料是从由聚酰胺、聚酰亚胺、聚酯、聚 醚、聚酰胺酰亚胺、及聚酯酰亚胺构成的组中选择的至少1种非液晶性 聚合物
7.根据权利要求1~6中任意一项所述的液晶面板,其中,
所述第1光学补偿层及所述第2光学补偿层以所述液晶单元为基准而 分别配置在不同侧。
8.根据权利要求1~7中任意一项所述的液晶面板,其中,
所述第1光学补偿层具有90nm≤Δnd(550)≤200nm的关系,且充 当所述第1偏振片或者第2偏振片的液晶单元侧的保护层。
9.根据权利要求1~7中任意一项所述的液晶面板,其中,
在所述第1偏振片或者第2偏振片的液晶单元侧进而具备具有下述式 (5)及(6)的关系的保护层,在该保护层的液晶单元侧配置有所述第1 光学补偿层,该第1光学补偿层具有50nm≤Δnd(550)≤150nm的关系:
0nm≤Δnd(550)≤10nm  …(5)
40nm≤Rth(550)≤80nm  …(6)。
10.根据权利要求1~9中任意一项所述的液晶面板,其中,
所述液晶单元为VA模式或者OCB模式。
11.一种液晶显示装置,其包含权利要求1~10中任意一项所述的液 晶面板。

说明书全文

技术领域

发明是关于液晶面板及液晶显示装置。更详细而言,本发明是关于 在第1偏振片与第2偏振片间具有至少2个光学补偿层的液晶面板及液晶 显示装置。

背景技术

VA模式或者OCB模式的液晶单元在未施加电压时,液晶分子在垂直 方向取向。故在自斜向观察液晶面板的情况,外观上,液晶分子成为斜向 取向的状态,来自该斜向的光的偏振光状态因液晶的双折射而变化,故自 偏振板产生漏光。又,偏振板因以其吸收轴正交的方式层叠配置,因此会 阻断光,但在自斜向观察如此层叠状态的偏振板的情况,外观上,偏振板 的吸收轴成为非正交状态,因此会自偏振板产生漏光。
为解决如上述的问题,揭示有如下技术:使用具有nx>ny>nz(nx表 示滞后相轴方向的折射率、ny表示超前相轴方向的折射率、nz表示厚度 方向的折射率)的关系的2轴光学补偿板,补偿液晶的双折射以及偏振板 的轴偏移对漏光的影响(例如,参照专利文献1~5)。然而,这些技术对 提高画面对比度、降低色差(Color Shift)及抑制显示不均皆不充分。

发明内容

本发明是为解决上述以往的课题而成的,其目的在于提供一种不增添 复杂手段,画面对比度优良,色差较小,且显示不均较小的液晶面板及液 晶显示装置。
本发明的液晶面板具有:液晶单元、配置在该液晶单元的一侧的第1 偏振片、配置在该液晶单元的另一侧的第2偏振片、以及配置在该第1偏 振片与该第2偏振片间的包含第1光学补偿层及第2光学补偿层的至少2 个光学补偿层。该第1光学补偿层是光弹性模量的绝对值为40×10-12 (m2/N)以下,且具有下述式(1)及(2)的关系,该第2光学补偿层具 有下述式(1)及(2)的关系。
Δnd(380)<Δnd(550)<Δnd(780)…(1)
nx>ny≥nz                     …(2)
Rth(380)>Rth(550)>Rth(780)   …(3)
nx=ny>nz                     …(4)
在此,Δnd(380)、Δnd(550)及Δnd(780)分别表示以23℃下的 波长380nm、550nm及780nm测定的面内的相位差,Rth(380)、Rth(550) 及Rth(780)分别表示以23℃下的波长380nm、550nm及780nm测定 的厚度方向的相位差,nx、ny及nz分别表示滞后相轴方向、超前相轴方 向及厚度方向的折射率。
在优选的实施形态中,上述第1光学补偿层具有Δnd(780)/Δnd(550) >1.10的关系。
在优选的实施形态中,上述第1光学补偿层含有纤维素系材料。
在优选的实施形态中,上述纤维素系材料的乙酰基取代度(DSac)及 丙酰基取代度(DSpr)为2.0≤DSac+DSpr≤3.0、1.0≤DSpr≤3.0。
在优选的实施形态中,上述第2光学补偿层具有Rth(780)/Rth(550) <0.95的关系。
在优选的实施形态中,构成上述第2光学补偿层的材料是选自由聚酰 胺、聚酰亚胺、聚酯、聚醚、聚酰胺酰亚胺、及聚酯酰亚胺所组成的组 中的至少1种的非液晶性聚合物
在优选的实施形态中,上述第1光学补偿层及上述第2光学补偿层以 上述液晶单元为基准而分别配置在不同侧。
在优选的实施形态中,上述第1光学补偿层具有90nm≤Δnd(550) ≤200nm的关系,且可充当上述第1偏振片或者第2偏振片的液晶单元侧 的保护层。
在其它的实施形态中,上述液晶面板在上述第1偏振片或者第2偏振 片的液晶单元侧进而具备具有下述式(5)及(6)的关系的保护层,在该 保护层的液晶单元侧配置有上述第1光学补偿层,该第1光学补偿层具有 50nm≤Δnd(550)≤150nm的关系:
0nm≤Δnd(550)≤10nm  …(5)
40nm≤Rth(550)≤80nm  …(6)。
在优选的实施形态中,上述液晶单元为VA模式或者OCB模式。
根据本发明的其它形态,提供液晶显示装置。该液晶显示装置含有上 述液晶面板。
如上所述,根据本发明,在第1偏振片与第2偏振片间,配置具有上 述光学特性的第1光学补偿层及第2光学补偿层,由此可提高画面对比度, 且降低色差。进而,可通过设置光弹性模量的绝对值为40×10-12(m2/N) 以下的第1光学补偿层,而防止因偏振片的收缩应背光灯的热量而产 生的相位差不均,从而抑制显示不均。其结果可提供一种不增添复杂手段, 画面对比度优良,色差较小,且显示不均较小的液晶面板及液晶显示装置。
附图说明
图1是本发明的优选实施形态的液晶面板的概略剖面图。
图2是本发明的其它优选实施形态的液晶面板的概略剖面图。
图3是说明在本发明的液晶显示装置采用VA模式的液晶单元的情况, 液晶层的液晶分子的取向状态的概略剖面图。
图4是说明在本发明的液晶显示装置采用OCB模式的液晶单元的情 况,液晶层的液晶分子的取向状态的概略剖面图。
图5(a)及(b)是本发明的实施例1的液晶面板的色差的测定结果, (c)是表示本发明的实施例1的液晶面板的对比度的视依存性的雷达 图。
图6(a)及(b)是本发明的实施例2的液晶面板的色差的测定结果, (c)是表示本发明的实施例2的液晶面板的对比度的视角依存性的雷达 图。
图7(a)及(b)是本发明的实施例3的液晶面板的色差的测定结果, (c)是表示本发明的实施例3的液晶面板的对比度的视角依存性的雷达 图。
图8(a)及(b)是本发明的实施例4的液晶面板的色差的测定结果, (c)是表示本发明的实施例4的液晶面板的对比度的视角依存性的雷达 图。
图9(a)及(b)是本发明的实施例5的液晶面板的色差的测定结果, (c)是表示本发明的实施例5的液晶面板的对比度的视角依存性的雷达 图。
图10(a)及(b)是比较例1的液晶面板的色差的测定结果,(c)是 表示比较例1的液晶面板的对比度的视角依存性的雷达图。
图11(a)及(b)是比较例2的液晶面板的色差的测定结果,(c)是 表示比较例2的液晶面板的对比度的视角依存性的雷达图。
图12(a)及(b)是比较例3的液晶面板的色差的测定结果,(c)是 表示比较例3的液晶面板的对比度的视角依存性的雷达图。
图13(a)及(b)是比较例4的液晶面板的色差的测定结果,(c)是 表示比较例4的液晶面板的对比度的视角依存性的雷达图。
图14(a)是本发明的实施例1的液晶显示装置的显示黑影像时的观 察照片,(b)是比较例4的液晶显示装置的显示黑影像时的观察照片。
图中:10-液晶单元,20-第1偏振片,20′-第2偏振片,30-第1 光学补偿层,40-第2光学补偿层,50-保护层,11、11′-基板,12-液 晶层,100-液晶面板。

具体实施方式

以下,对本发明的优选的实施形态加以说明,但本发明并不限定于这 些实施形态。
(术语及符号的定义)
说明书中的术语及符号的定义如下:
(1)“nx”是面内的折射率达到最大的方向(即,滞后相轴方向)的 折射率,“ny”是在面内垂直于滞后相轴的方向(即,超前相轴方向)的 折射率,“nz”是厚度方向的折射率。又,例如“nx=ny”,不仅包含nx 与ny严格相等的情况,也包含nx与ny实质相等的情况。在本说明书中, 所谓“实质相等”是指,也包含在未对附有光学补偿层的偏振板的整体的 偏振光特性产生实用上的影响的范围内nx与ny不同的情况。
(2)“面内相位差Δnd(550)”是指以23℃下的波长550nm的光测 定的层(薄膜)面内的相位差值。Δnd(550),可在将波长550nm的层(薄 膜)的滞后相轴方向、超前相轴方向的折射率分别设为nx、ny,将d(nm) 设为层(薄膜)的厚度时,通过式:Δnd=(nx-ny)×d而求得。再者,“面 内相位差Δnd(380)”是指以23℃下的波长380nm的光测定的层(薄膜) 面内的相位差值,“面内相位差Δnd(780)”是指以23℃下的波长780nm 的光测定的层(薄膜)面内的相位差值。
(3)“厚度方向的相位差Rth(550)”是指以23℃下的波长550nm 的光测定的厚度方向的相位差值。Rth(550),可在将波长550nm的层(薄 膜)的滞后相轴方向、厚度方向的折射率分别设为nx、nz,将d(nm)设 为层(薄膜)的厚度时,通过式:Rth=(nx-nz)×d而求得。再者,“厚 度方向的相位差Rth(380)”是指以23℃下的波长380nm的光测定的厚 度方向的相位差值,“厚度方向的相位差Rth(780)”是指以23℃下的波 长780nm的光测定的厚度方向的相位差值。
A.液晶面板的整体构成
图1(a)是本发明的一实施形态的液晶面板的概略剖面图。该液晶面 板100具有:液晶单元10、配置在液晶单元10的一侧(图示例中为观视 侧)的第1偏振片20、配置在液晶单元10的另一侧(图示例中为背光灯 侧)的第2偏振片20′、以及配置在第1偏振片20与第2偏振片20′间的 至少2个光学补偿层。该至少2个光学补偿层包含第1光学补偿层30及 第2光学补偿层40。在图标例中,第1光学补偿层30配置在第1偏振片 20与液晶单元10之间,第2光学补偿层40配置在第2偏振片20′与液晶 单元10之间。根据这样的实施形态,第1光学补偿层30可充当第1偏振 片20的液晶单元侧的保护层,故有助于液晶面板(最终为液晶显示装置) 的薄型化。图1(b)是本发明的其它的实施形态的液晶面板的概略剖面图。 在该实施形态中,在第1偏振片20与第1光学补偿层30间设有保护层50。 保护层50邻接于第1偏振片20的液晶单元侧,第1光学补偿层30邻接 于保护层50的液晶单元侧。根据这样的实施形态,通过设置保护层50, 可显著防止偏振片的劣化,获得耐久性优良的液晶面板。再者,第1光学 补偿层30也可配置在背光灯侧,第2光学补偿层40也可配置在观视侧, 但优选为第1光学补偿层30如图所示配置在观视侧。其原因在于:可降 低因背光灯的热量而产生的影响,进一步发挥本发明的效果。
图2(a)是本发明的其它的实施形态的液晶面板的概略剖面图。在该 实施形态中,第1光学补偿层30及第2光学补偿层40配置在第1偏振片 20与液晶单元10之间。根据这样的实施形态,第1光学补偿层30可充当 第1偏振片20的液晶单元侧的保护层,故有助于液晶面板(最终为液晶 显示装置)的薄型化。图2(b)是本发明的其它的实施形态的液晶面板的 概略剖面图。在该实施形态中,在第1偏振片20与第1光学补偿层30之 间设有保护层50。保护层50邻接于第1偏振片20的液晶单元侧,第1 光学补偿层30邻接于保护层50的液晶单元侧。根据这样的实施形态,通 过设置保护层50,可显著防止偏振片的劣化,获得耐久性优良的液晶面板。 再者,第1光学补偿层30与第2光学补偿层40的配置可交换。
优选为如图1(a)及图1(b)所示,第1光学补偿层30及上述第2 光学补偿层40以液晶单元10为基准而分别配置在不同侧。其原因在于: 可不考虑第1光学补偿层30与第2光学补偿层40的层叠方法而进行产品 设计,且生产性优良。再者,图1(a)、(b)及图2(a)、(b)所示的各 构成构件及各层的详细情况在下述B-1项~B-4项中进行说明。
在本发明中,视需要,可在第1偏振片20或者第2偏振片20′与第2 光学补偿层40之间,设置任意适合的保护薄膜(未图示)。进而,视需要, 也可在未形成第1偏振片20及/或第2偏振片20′的光学补偿层的侧,设置 任意适合的保护薄膜。可通过设置保护薄膜,而防止偏振片的劣化。在本 发明中,也可进而设置其它的光学补偿层(未图标)。这样的光学补偿层 的种类、数量、配置位置等可视目的而适当选择。
液晶单元10具有一对基板11、11′以及夹持在基板11、11′间的作为显 示介质的液晶层12。在一方的基板(滤色片基板)11上,设置有滤色片 及黑矩阵(black matrix)(均未图示)。在另一方的基板(有源矩阵基板) 11′上,设置有控制液晶的电光学特性的开关组件(代表性的有TFT)(未 图示)、向该开关组件提供信号的扫描线(未图标)及提供源信号的信 号线(未图标)、以及像素电极(未图示)。再者,滤色片也可设置在有源 矩阵基板11′侧。上述基板11、11′的间隔(单元间隙)通过间隔片(未图 示)控制。在上述基板11、11′的与液晶层12相接的侧,设置有例如包含 聚酰亚胺的取向膜(未图示)。
作为液晶单元10的驱动模式,只要可获得本发明的效果,则可采用 任意适合的驱动模式。作为驱动模式的具体例,可列举:超扭曲向列(STN, Super Twisted Nematic)模式、扭曲向列(TN,Twisted Nematic)模式、共面 转换(IPS,In-Plane Switching)模式、垂直取向(VA,Vertical Aligned)模式、 分支编码本(OCB,Optically Aligned Birefringence)模式、混成分子排列向 列(HAN,Hybrid Aligned Nematic)模式及轴对称排列微单元(ASM,Axially Symmetric Aligned Microcell)模式。优选为VA模式及OCB模式。
图3是说明VA模式的液晶分子的取向状态的概略剖面图。如图3(a) 所示,在未施加电压时,液晶分子垂直取向在基板11、11′面。这样的垂 直取向可通过在形成有垂直取向膜(未图示)的基板间取向具有负介电常 数各向异性向列型液晶而实现。在这样的状态下,若自一方的基板11 的面射入光,则通过第1偏振片20而射入液晶层12的直线偏振的光,沿 垂直取向的液晶分子的长轴方向前进。因在液晶分子的长轴方向上未产生 双折射,故入射光未改变偏振方位而前进,被具有与第1偏振片20正交 的偏振光轴的第2偏振片20′吸收。由此,在未施加电压时,可获得暗状 态的显示(正常显黑模式)。如图3(b)所示,若在电极间施加电压,则 液晶分子的长轴平行在基板面取向。对在射入该状态下的液晶层12的直 线偏振的光,液晶分子显示双折射性,入射光的偏振光状态根据液晶分子 的倾斜度而变化。在施加特定最大电压时,例如通过液晶层的光成为其偏 振光方位发生90°旋转的直线偏振光,故透过第2偏振片20′而获得明状态 的显示。若再次变为未施加电压状态,则可通过取向控制力而返回到暗状 态的显示。又,改变施加电压而控制液晶分子的倾斜度使自第2偏振片20′ 的透过光强度发生变化,由此可使灰阶显示成为可能。
图4是说明OCB模式的液晶分子的取向状态的概略剖面图。OCB模 式是通过所谓弯曲取向的取向而构成液晶层12的驱动模式。所谓弯曲取 向是指如下的取向状态,如图4(c)所示,向列型液晶分子的取向在基板 附近具有几乎平行的角度(取向角),随着接近液晶层的中心,取向角相 对在基板平面呈垂直的角度,随着离开液晶层的中心,以与对向的基板表 面成取向的方式逐渐连续变化,且液晶层整体不具有扭曲的结构。这样的 弯曲取向以如下的方式形成。如图4(a)所示,在未赋予任何电场等的状 态(初始状态)下,液晶分子实质上为均匀取向。其中,液晶分子具有预 倾角,且基板附近的预倾角与其对向的基板附近的预倾角不同。若在此施 加特定偏压(代表性的为1.5V~1.9V)(施加低电压时),则可经过如图 4(b)所示的展曲(spray)取向,实现向如图4(c)所示的弯曲取向的 转变。若自弯曲取向状态进而施加显示电压(代表性的为5V~7V)(施 加高电压时),则液晶分子如图4(d)所示,相对在基板表面几乎直立。 在正常显白(Normaly White)的显示模式下,经由第1偏振片20,在施 加高电压时射入如图4(d)的状态的液晶层的光,未改变偏振光方位而前 进,被第2偏振片20′吸收。因此,成为暗状态的显示。若降低显示电压, 则通过摩擦处理的取向控制力,而返回弯曲取向,从而可返回到明状态的 显示。又,改变显示电压而控制液晶分子的倾斜度,使来自偏振片的透过 光强度发生变化,由此可使灰阶显示成为可能。再者,具有OCB模式的 液晶单元的液晶显示装置,可非常高速地转换自展曲取向状态向弯曲取向 状态的相转变,故具有与TN模式或者IPS模式等其它驱动模式的液晶显 示装置相比,动态影像显示特性优良的特征。
B-1.第1光学补偿层
第1光学补偿层的光弹性模量的绝对值为40×10-12m2/N以下,更优 选为0.2×10-12~35×10-12,尤其优选为0.2×10-12~30×10-12。若光弹性模量 的绝对值为这样的范围,则可有效抑制显示不均。
第1光学补偿层具有nx>ny≥nz的折射率分布。进而,第1光学补偿 层具有所谓逆分散的波长依存性。具体而言,其面内相位差具有Δnd(380) <Δnd(550)<Δnd(780)的关系。优选为面内相位差具有Δnd(780)/Δnd (550)>1.10的关系。通过具有这样的关系,可实现可见光的较广范围内 良好的光学补偿。实现具有如上述的低光弹性模量与逆分散的波长依存性 并存的光学补偿层的液晶面板,为本发明的特征的一。
如图1(a)或者图2(a)所示,在第1光学补偿层可充当第1偏振 片或者第2偏振片的液晶单元侧的保护层的实施形态中,第1光学补偿层 的面内相位差Δnd(550)的下限优选为90nm以上,更优选为120nm以 上,尤其优选为130nm以上。另一方面,Δnd(550)的上限优选为200nm 以下,更优选为170nm以下,尤其优选为160nm以下。又,在该实施形 态中,第1光学补偿层的厚度方向的相位差Rth(550)的下限优选为120 nm以上,更优选为140nm以上,尤其优选为160nm以上。另一方面, Rth(550)的上限优选为250nm以下,更优选为230nm以下,尤其优选 为210nm以下。
如图1(b)或者图2(b)所示,在第1偏振片或者第2偏振片与第1 光学补偿层之间设置保护层,第1光学补偿层邻接在保护层的液晶单元侧 的实施形态中,第1光学补偿层的面内相位差Δnd(550)的下限优选为 50nm以上,更优选为70nm以上,尤其优选为75nm以上。另一方面, Δnd(550)的上限优选为150nm以下,更优选为110nm以下,尤其优选 为100nm以下。又,在该实施形态中,第1光学补偿层的厚度方向的相 位差Rth(550)的下限优选为50nm以上,更优选为70nm以上,尤其优 选为75nm以上。另一方面,Rth(550)的上限优选为150nm以下,更 优选为130nm以下,尤其优选为110nm以下。
第1光学补偿层的厚度,只要实现本发明的效果,则可采用任意适合 的厚度。具体而言,厚度优选为20~160μm,更优选为40~140μm,尤 其优选为60~120μm。
第1光学补偿层,具有代表性的是通过对聚合物薄膜进行拉伸处理而 形成。例如可通过适当选择聚合物的种类、拉伸条件、拉伸方法等,而获 得具有如上述的光学特性(折射率分布、面内相位差、光弹性模量)的第 1光学补偿层。
作为上述聚合物薄膜所含的材料,可采用任意适合的材料,优选为含 有纤维素系材料。
作为上述纤维素系材料,优选经乙酰基及丙酰基取代。该纤维素系材 料的取代度“DSac(乙酰基取代度)+DSpr(丙酰基取代度)”(表示存 在纤维素的重复单元中的3个羟基,平均被多少乙酰基或者丙酰基取代) 的下限优选为2以上,更优选为2.3以上,尤其优选为2.6以上。 “DSac+DSpr”的上限优选为3以下,更优选为2.9以下,尤其优选为2.8 以下。通过将纤维素系材料的取代度设为上述范围,可获得具有如上述的 所期望的折射率分布的光学补偿层。
上述DSpr(丙酰基取代度)的下限优选为1以上,更优选为2以上, 尤其优选为2.5以上。DSpr的上限优选为3以下,更优选为2.9以下,尤 其优选为2.8以下。通过将DSpr设为上述范围,可提高对纤维素系材料 的溶剂的溶解性,易于控制所获得的第1光学补偿层的厚度。进而,通过 将“DSac+DSpr”设为上述范围,且将DSpr设为上述范围,可获得具有 上述光学特性,且具有逆分散的波长依存性的光学补偿层。
上述DSac(乙酰基取代度)及DSpr(丙酰基取代度)可根据日本专 利特开2003-315538号公报[0016]~[0019]所揭示的方法而求得。
上述纤维素系材料可具有除乙酰基及丙酰基以外的其它取代基。作为 其它的取代基,例如可列举丁酸酯等酯基;烷基醚基、亚芳烷醚(aralkylene ether)基等醚基等。
上述纤维素系材料的数均分子量优选为5千~10万,更优选为1万~ 7万。通过设为上述范围,可使生产性优良,且获得良好的机械强度。
作为取代为乙酰基及丙酰基的方法,可采用任意适宜的方法。例如以 强苛性钠溶液处理纤维素而制成性纤维素,通过特定量的乙酸酐与丙酸 酐的混合物将其酰化。通过将酰基部分解,而调整取代度“DSac+DSpr”。
上述聚合物薄膜可含有任意适宜的高分子材料。作为这样的高分子材 料,例如可列举纤维素丁酸酯等纤维素酯;甲基纤维素、乙基纤维素等纤 维素醚等。聚合物薄膜可视需要而含有增塑剂、热稳定剂、紫外线稳定剂 等添加剂。
B-2.第2光学补偿层
第2光学补偿层具有nx=ny>nz的折射率分布。进而第2光学补偿层 的厚度方向的相位差具有Rth(380)>Rth(550)>Rth(780)的关系。优 选为厚度方向的相位差具有Rth(780)/Rth(550)<0.95的关系。
第2光学补偿层的厚度方向的相位差Rth(550)的下限优选为10nm 以上,更优选为20nm以上,尤其优选为50nm以上。另一方面,Rth(550) 的上限优选为1000nm以下,更优选为500nm以下,尤其优选为250nm 以下。第2光学补偿层的面内相位差Δnd(550)的上限为10nm以下, 优选为5nm以下,更优选为3nm以下。
第2光学补偿层可为单层,也可为2层以上的层叠体。在层叠体的情 况,只要作为层叠体整体具有如上述的光学特性,则可适当设定构成各层 的材料及各层的厚度。
第2光学补偿层的厚度,只要实现本发明的效果,则可采用任意适合 的厚度。具体而言,厚度优选为0.1~50μm,更优选为0.5~30μm、尤其 优选为1~10μm。
作为构成第2光学补偿层的材料,只要可获得如上述的光学特性,则 可采用任意适合的材料。例如,作为这样的材料,可列举非液晶性材料。 尤其优选为非液晶性聚合物。这样的非液晶性材料与液晶性材料不同,与 基板的取向性无关,可通过其自身的性质而形成显示nx=ny>nz的光学单 轴性的膜。其结果,不仅可使用取向基板也可使用未取向基板。进而,在 使用未取向基板的情况,可省略在其表面上涂布取向膜的工序或者层叠取 向膜的工序等。
作为上述非液晶性材料,例如从耐热性、耐化学性、透明性优良、也 富有刚性的角度出发,优选聚酰胺、聚酰亚胺、聚酯、聚醚酮、聚酰胺酰 亚胺、聚酯酰亚胺等聚合物。这些聚合物可单独使用任意一种,也可例如 如聚芳醚酮与聚酰胺的混合物,作为具有不同官能基的2种以上的混合物 使用。在这样的聚合物之中,因具有高透明性、高取向性、高拉伸性,故 聚酰亚胺尤其优选。
上述聚合物的分子量并无特别限定,例如优选为重均分子量(Mw) 为1,000~1,000,000的范围,更优选为2,000~500,000的范围。
作为上述聚酰亚胺,例如优选为面内取向性较高,且可溶在有机溶剂 的聚酰亚胺。具体而言,例如可使用在日本专利特表2000-511296号公 报中所揭示的含有9,9-双(基芳基)芴与芳香族四羧酸二酐的缩聚产物, 且含有一个以上如下述式(1)所示的重复单元的聚合物。
[化1]

上述式(1)中,R3~R6分别独立为选自由氢、卤素、苯基、经1~4 个卤素原子或者C1~10烷基取代的苯基、及C1~10烷基所组成的组中的至少 一种的取代基。优选为R3~R6分别独立为选自由卤素、苯基、经1~4个 卤素原子或者C1~10烷基取代的苯基、及C1~10烷基所组成的组中的至少一 种的取代基。
上述式(1)中,Z为例如C6~20的4价芳香族基,优选为苯均四酸基、 多环式芳香族基、多环式芳香族基的衍生物,或者以下述式(2)表示的 基。
[化2]

上述式(2)中,Z′为例如共价键、C(R7)2基、CO基、O原子、S 原子、SO2基、Si(C2H5)2基或者NR8基,在为复数的情况,可分别相同 也可不同。又,w表示1至10的整数。R7分别独立为氢或者C(R9)3。 R8为氢、原子数为1~约20的烷基、或者C6~20芳基,在为复数的情况, 可分别相同也可不同。R9分别独立为氢、氟、或者氯。
作为上述多环式芳香族基,例如可列举自、芴、苯并芴或者蒽衍生 的4价基团。又,作为上述多环式芳香族基的取代衍生物,例如可列举经 选自由C1~10的烷基、其氟化衍生物、及F或Cl等卤素所组成的组中的至 少一个基团取代的上述多环式芳香族基。
此外,例如可列举在日本专利特表平8-511812号公报中所揭示的, 重复单元以下述通式(3)或者(4)表示的均聚物或者重复单元以下述通 式(5)表示的聚酰亚胺等。再者,下述式(5)的聚酰亚胺是下述式(3) 的均聚物的优选形态。
[化3]

[化4]

[化5]

上述通式(3)~(5)中,G及G′分别独立为例如选自由共价键、CH2 基、C(CH3)2基、C(CF3)2基、C(CX3)2基(在此X为卤素)、CO 基、O原子、S原子、SO2基、Si(CH2CH3)2基、及N(CH3)基所组成 的组中的基团,其可分别相同也可不同。
上述式(3)及式(5)中,L为取代基,d及e表示其取代数。L例 如为卤素、C1-3烷基、C1-3卤化烷基、苯基、或者取代苯基,在为复数的 情况,可分别相同也可不同。作为上述取代苯基,例如可列举具有选自由 卤素、C1-3烷基、及C1-3卤化烷基所组成的组中的至少一种取代基的取代 苯基。又,作为上述卤素,例如可列举氟、氯、溴或者碘。d为0至2的 整数,e为0至3的整数。
上述式(3)~(5)中,Q为取代基,f表示其取代数。作为Q例如 为选自由氢、卤素、烷基、取代烷基、硝基、氰基、硫代烷基、烷基、 芳基、取代芳基、烷基酯基、及取代烷基酯基所组成的组中的原子或者基 团,在Q为复数的情况,可分别相同也可不同。作为上述卤素,例如可列 举氟、氯、溴及碘。作为上述取代烷基,例如可列举卤化烷基。又作为上 述取代芳基,例如可列举卤化芳基。f为0至4的整数,g为0至3的整数, h为1至3的整数。又,优选g及h大在1。
上述式(4)中,R10及R11分别独立为选自由氢、卤素、苯基、取代 苯基、烷基、及取代烷基所组成的组中的基团。其中,优选R10及R11分 别独立为卤化烷基。
上述式(5)中,M1及M2分别独立为例如卤素、C1-3烷基、C1-3卤化 烷基、苯基、或者取代苯基。作为上述卤素,例如可列举氟、氯、溴及碘。 又,作为上述取代苯基,例如可列举具有选自由卤素、C1-3烷基、及C1-3 卤化烷基所组成的组中的至少一种取代基的取代苯基。
作为上述式(3)所示的聚酰亚胺的具体例,例如可列举以下述式(6) 表示的聚酰亚胺等。
[化6]

进而,作为上述聚酰亚胺,例如可列举适当共聚合除如上述的骨架(重 复单元)以外的酸二酐或者二胺的共聚物。
作为上述酸二酐,例如可列举芳香族四羧酸二酐。作为上述芳香族四 羧酸二酐,例如可列举苯均四酸二酐、二苯酮四羧酸二酐、萘四羧酸二酐、 杂环式芳香族四羧酸二酐、2,2′-取代联苯基四羧酸二酐等。
作为上述苯均四酸二酐,例如可列举苯均四酸二酐、3,6-二苯基苯均 四酸二酐、3,6-双(三氟甲基)苯均四酸二酐、3,6-二溴苯均四酸二酐、3,6- 二氯苯均四酸二酐等。作为上述二苯酮四羧酸二酐,例如可列举3,3′,4,4′- 二苯酮四羧酸二酐、2,3,3′,4′-二苯酮四羧酸二酐、2,2′,3,3′-二苯酮四羧酸二 酐等。作为上述萘四羧酸二酐,例如可列举2,3,6,7-萘-四羧酸二酐、1,2,5,6- 萘-四羧酸二酐、2,6-二氯-萘-1,4,5,8-四羧酸二酐等。作为上述杂环式芳香 族四羧酸二酐,例如可列举噻吩-2,3,4,5-四羧酸二酐、吡嗪-2,3,5,6-四羧酸 二酐、吡啶-2,3,5,6-四羧酸二酐等。作为上述2,2′-取代联苯四羧酸二酐, 例如可列举2,2′-二溴-4,4′,5,5′-联苯四羧酸二酐、2,2′-二氯-4,4′,5,5′-联苯四羧 酸二酐、2,2′-双(三氟甲基)-4,4′,5,5′-联苯四羧酸二酐等。
又,作为上述芳香族四羧酸二酐的其它例,可列举3,3′,4,4′-联苯四羧 酸二酐、双(2,3-二羧基苯基)甲烷二酐、双(2,5,6-三氟-3,4-二羧基苯基) 甲烷二酐、2,2-双(3,4-二羧基苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷二酐、4,4′-双(3,4- 二羧基苯基)-2,2-二苯基丙烷二酐、双(3,4-二羧基苯基)醚二酐、4,4′- 氧二苯二甲酸二酐、双(3,4-二羧基苯基)磺酸二酐、3,3′,4,4′-二苯砜四羧 酸二酐、4,4′[4,4′-异亚丙基-二(对亚苯基氧基)]双(苯二甲酸酐)、N,N- (3,4-二羧基苯基)-N-甲基胺二酐、双(3,4-二羧基苯基)二乙基烷二 酐等。
在这些中,作为上述芳香族四羧酸二酐,优选为2,2′-取代联苯四羧酸 二酐,更优选为2,2′-双(三卤甲基)-4,4′,5,5′-联苯四羧酸二酐,尤其优选 为2,2′-双(三氟甲基)-4,4′,5,5′-联苯四羧酸二酐。
作为上述二胺,例如可列举芳香族二胺,作为具体例,可列举苯二胺、 二氨基二苯酮、萘二胺、杂环式芳香族二胺、以及其它的芳香族二胺。
作为上述苯二胺,例如可列举选自由如邻、间及对苯二胺、2,4-二氨 基甲苯、1,4-二氨基-2-甲氧基苯、1,4-二氨基-2-苯基苯及1,3-二氨基-4-氯 苯的苯二胺所组成的组中的二胺等。作为上述二氨基二苯酮的例,可列举 2,2′-二氨基二苯酮、及3,3′-二氨基二苯酮等。作为上述萘二胺,例如可列 举1,8-二氨基萘、及1,5-二氨基萘等。作为上述杂环式芳香族二胺的例, 可列举2,6-二氨基吡啶、2,4-二氨基吡啶、及2,4-二氨基-S-三嗪等。
又,作为芳香族二胺,除上述外,可列举4,4′-二氨基联苯、4,4′-二氨 基二苯基甲烷、4,4′-(9-亚芴基)-二苯胺、2,2′-双(三氟甲基)-4,4′-二氨 基联苯、3,3′-二氯-4,4′-二氨基二苯基甲烷、2,2′-二氯-4,4′-二氨基联苯、 2,2′,5,5′-四氯联苯胺、2,2-双(4-氨基苯氧基苯基)丙烷、2,2-双(4-氨基苯 基)丙烷、2,2-双(4-氨基苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷、4,4′-二氨基二苯醚、 3,4′-二氨基二苯醚、1,3-双(3-氨基苯氧基)苯、1,3-双(4-氨基苯氧基) 苯、1,4-双(4-氨基苯氧基)苯、4,4′-双(4-氨基苯氧基)联苯、4,4′-双(3- 氨基苯氧基)联苯、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、2,2-双[4-(4- 氨基苯氧基)苯基]-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷、4,4′-二氨基二苯硫醚、4,4′-二氨 基二苯基砜等。
作为上述聚醚酮,例如可列举揭示在日本专利特开2001-49110号公 报中的,以下述通式(7)表示的聚芳醚酮。
[化7]

上述式(7)中,X表示取代基,q表示其取代数。X为例如卤素原子、 低级烷基、卤化烷基、低级烷氧基、或者卤化烷氧基,在X为复数的情况, 可分别相同也可不同。
作为上述卤素原子,例如可列举氟原子、溴原子、氯原子及碘原子, 在这些中,优选为氟原子。作为上述低级烷基,例如优选为C1~6的直链或 者具有支链的烷基,更优选为C1~4的直链或者支链的烷基。具体而言,优 选为甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、及叔丁基,尤 其优选为甲基及乙基。作为上述卤化烷基,例如可列举三氟甲基等上述低 级烷基的卤化物。作为上述低级烷氧基,例如优选为C1~6的直链或者支链 的烷氧基,更优选为C1~4的直链或者支链的烷氧基。具体而言更优选为甲 氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、及叔 丁氧基,尤其优选为甲氧基及乙氧基。作为上述卤化烷氧基,例如可列举 三氟甲氧基等上述低级烷氧基的卤化物。
上述式(7)中,q为0至4的整数。在上述式(7)中,优选为q=0, 且键结在苯环的两端的羰基与醚的氧原子互相处在对位。
又,上述式(7)中,R1为以下述式(8)表示的基团,m为0或者1 的整数。
[化8]

上述式(8)中,X′表示取代基,例如与上述式(7)的X相同。在上 述式(8)中,在X′为复数的情况,可分别相同也可不同。q′表示上述X′ 的取代数,为0至4的整数,优选为q′=0。又,p为0或者1的整数。
上述式(8)中,R2表示2价的芳香族基。作为该2价的芳香族基, 例如可列举邻、间或对亚苯基、或者由萘、联苯、蒽、邻、间或对联三苯、 菲、二苯并呋喃、联苯醚、或联苯砜衍生的2价基团等。在这些2价芳香 族基中,直接键结在芳香族的氢,可被卤素原子、低级烷基或者低级烷氧 基取代。在这些中,作为上述R2,优选为选自由下述式(9)~(15)所 组成的组中的芳香族基。
[化9]

上述式(7)中,作为R1,优选为以下述式(16)表示的基团,在下 述式(16)中,R2及p与上述式(8)同义。
[化10]

进而,上述式(7)中,n表示聚合度,例如为2~5000的范围,优选 为5~500的范围。又,其聚合可为包含相同结构的重复单元的聚合,也 可为包含不同结构的重复单元的聚合。在后者的情况下,重复单元的聚合 形态可为嵌段聚合,也可为无规聚合。
进而,优选以上述式(7)表示的聚芳醚酮的末端是对四氟亚苯甲酰 基侧为氟,氧基亚烷基侧为氢原子,这样的聚芳醚酮,例如可以下述通式 (17)表示。再者,在下述式中,n表示与上述式(7)相同的聚合度。
[化11]

作为以上述式(7)表示的聚芳醚酮的具体例,可列举以下述式(18)~ (21)表示的聚芳醚酮等,在下述各式中,n表示与上述式(7)相同的聚 合度。
[化12]

[化13]

[化14]

[化15]

又,除这些外,作为上述聚酰胺或者聚酯,例如可列举揭示在日本专 利特表平10-508048号公报的聚酰胺或者聚酯,这些的重复单元,例如 可以下述通式(22)表示。
[化16]

上述式(22)中,Y为O或者NH。又,E为例如选自由共价键、C2 亚烷基、卤化C2亚烷基、CH2基、C(CX3)2基(在此,X为卤素或者氢)、 CO基、O原子、S原子、SO2基、Si(R)2基、及N(R)基所组成的组 中的至少一种的基团,可分别相同也可不同。在上述E中,R为C1-3烷基 及C1-3卤化烷基的至少一种,相对在羰基官能团或者Y基团位于间位或者 对位。
又,上述式(22)中,A及A′为取代基,t及z表示各自的取代数。 又,p为0至3的整数,q为1至3的整数,r为0至3的整数。
上述A例如选自由氢、卤素、C1-3烷基、C1-3卤化烷基、以OR(在此, R如上述中所定义)表示的烷氧基、芳基、通过卤化等的取代芳基、C1-9 烷氧基羰基、C1-9烷基羰氧基、C1-12芳氧基羰基、C1-12芳基羰氧基及其取 代衍生物、C1-12芳基氨基甲酰基、及C1-12芳基羰基胺基及其取代衍生物所 组成的组,在为复数的情况,可分别相同也可不同。上述A′例如选自由卤 素、C1-3烷基、C1-3卤化烷基、苯基及取代苯基所组成的组,在为复数的 情况,可分别相同也可不同。作为上述取代苯基的苯环上的取代基,例如 可列举卤素、C1-3烷基、C1-3卤化烷基及这些的组合。上述t为0至4的整 数,上述z为0至3的整数。
在以上述式(22)表示的聚酰胺或者聚酯的重复单元中,优选为以下 述通式(23)表示的重复单元。
[化17]

上述式(23)中,A、A′及Y如上述式(22)中所定义,v为0至3 的整数,优选为0至2的整数。x及y分别为0或者1,但不可同时为0。
继而,对上述第2光学补偿层的代表性制造方法加以说明。作为第2 光学补偿层的制造方法,只要可获得本发明的效果,则可采用任意适合的 方法。
第2光学补偿层优选为通过如下方法形成:将选自由聚酰胺、聚酰亚 胺、聚酯、聚醚酮、聚酰胺酰亚胺、及聚酯酰亚胺所组成的组中的至少1 种的聚合物溶液涂布在透明高分子薄膜上后,进行干燥而在透明高分子薄 膜上形成该聚合物层,将该透明高分子薄膜与该聚合物层作为一体进行拉 伸或者收缩。
上述涂布溶液(涂布在透明高分子薄膜上的聚合物溶液)的溶剂并无 特别限定,例如可列举氯仿、二氯甲烷、四氯化碳、二氯乙烷、四氯乙烷、 三氯乙烯、四氯乙烯、氯苯、邻二氯苯等卤化类;苯酚、对氯苯酚等酚 类;苯、甲苯、二甲苯、甲氧基苯、1,2-二甲氧基苯等芳香族烃类;丙酮、 甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮、环戊酮、2-吡咯烷酮、N-甲基-2- 吡咯烷酮等酮系溶剂;乙酸乙酯、乙酸丁酯等酯系溶剂;如叔丁醇、甘油、 乙二醇、三乙二醇、乙二醇单甲醚、二乙二醇二甲醚、丙二醇、二丙二醇、 2-甲基-2,4-戊二醇的醇系溶剂;如二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺的酰胺系 溶剂;如乙腈、丁腈的腈系溶剂;如二乙醚、二丁醚、四氢呋喃的醚系溶 剂;或者二硫化碳、乙基溶纤剂、丁基溶纤剂等。在其中,优选为甲基异 丁基酮。其原因在于,对非液晶材料显示出较高溶解性,且不侵蚀基板。 这些溶剂可单独或者组合2种以上使用。
上述涂布溶液中的上述非液晶性聚合物的浓度,若可获得如上所述的 光学补偿层,且可涂布,则可采用任意适合的浓度。例如,该溶液,相对 于100重量份的溶剂,优选含有5~50重量份,尤其优选10~40重量份 的非液晶性聚合物。这样的浓度范围的溶液,具有易于涂布的粘度
上述涂布溶液,视需要,可进而含有稳定剂、增塑剂、金属类等各种 添加剂。
上述涂布溶液,视需要,可进而含有不同的其它树脂。作为这样的其 它树脂,例如可列举各种通用树脂、工程塑料、热塑性树脂、热固性树脂 等。通过并用这样的树脂,可视目的而形成具有适当机械强度或耐久性的 光学补偿层。
作为上述通用树脂,例如可列举聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙 烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、ABS树脂、及AS树脂等。作为 上述工程塑料,例如可列举聚缩(POM)、聚碳酸酯(PC)、聚酰胺(PA: 尼龙)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、及聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT) 等。作为上述热塑性树脂,例如可列举聚苯硫醚(PPS)、聚醚砜(PES)、 聚酮(PK)、聚酰亚胺(PI)、聚对苯二甲酸环己二醇酯(PCT)、聚芳酯 (PAR)、及液晶聚合物(LCP)等。作为上述热固性树脂,例如可列举环 氧树脂、苯酚酚醛清漆树脂等。
添加在上述涂布溶液中的上述不同树脂的种类及数量,可视目的而适 当设定。例如,这样的树脂相对于上述非液晶性聚合物,优选以0~50质 量%,尤其优选以0~30质量%的比例添加。
作为上述溶液的涂布方法,例如可列举旋涂法、辊涂法、淋涂法(flow coat)、印刷法、浸渍涂布法、流延成膜法、棒涂法、凹版印刷法等。又, 在涂布时,视需要也可采用聚合物层的重叠方式。
涂布后,例如通过自然干燥、干、加热干燥(例如60~250℃)等 干燥,而将上述溶液中的溶剂蒸发除去,形成薄膜状的光学补偿层。
作为上述透明高分子薄膜,可使用与下述保护层(在B-4项中说明) 相同的薄膜。
第2光学补偿层可自上述中所获得的层叠体(在透明高分子薄膜上形 成第1光学补偿层的层叠体)剥离第1光学补偿层而使用,也可直接使用 层叠体。在直接使用层叠体进而与偏振片层叠的情况,层叠体中的透明高 分子薄膜也可充当下述偏振片的保护薄膜。
B-3.偏振片
作为上述第1偏振片及第2偏振片,可视目的而采用任意适合的偏振 片。例如可列举使聚乙烯醇系薄膜、部分甲缩醛化聚乙烯醇系薄膜、乙烯·乙 酸乙烯酯共聚物系部分皂化薄膜等亲水性高分子薄膜,吸收碘或二色性染 料等二色性物质后经单轴拉伸而得到的薄膜、聚乙烯醇的脱水处理物或聚 氯乙烯的脱盐酸处理物等多烯系取向薄膜等。在这些中,使聚乙烯醇系薄 膜吸收碘等二色性物质后经单轴拉伸而成的偏振片,其偏振光二色比高, 故尤其优选。这些偏振片的厚度并无特别限定,通常为5~80μm左右。
使聚乙烯醇系薄膜吸收碘后经单轴拉伸而成的偏振片,例如可通过将 聚乙烯醇浸渍在碘的水溶液中而染色,并拉伸至原长的3~7倍而制造。 也可视需要而含有酸或硫酸锌、氯化锌等,可浸渍在碘化等水溶液。 进而视需要也可在染色前将聚乙烯醇系薄膜浸渍在水中进行水洗。通过水 洗聚乙烯醇系薄膜,不仅可清洗聚乙烯醇系薄膜表面的污垢或防粘连剂, 也具有防止因聚乙烯醇系薄膜溶胀而导致的染色不均等不均匀的效果。拉 伸可在以碘染色后进行,也可一面染色一面拉伸,又也可拉伸后以碘染色。 可在硼酸或碘化钾等水溶液中或水浴中拉伸。
B-4.保护层
保护层50优选为透明,无色。保护层50的面内相位差Δnd(550), 优选为0nm以上10nm以下,更优选为0nm以上8nm以下。保护层50 的厚度方向的相位差Rth(550),优选为10nm以上80nm以下,更优选 为40nm以上80nm以下,尤其优选为45nm以上70nm以下。
上述保护层50的厚度,可视目的而适当设定。具体而言,优选厚度 为20~140μm,更优选40~120μm,尤其优选60~100μm。
作为构成保护层50的材料,可采用任意适合的材料。作为这样的材 料,例如可列举透明性、机械强度、热稳定性、水分阻隔性等优良的塑料 薄膜。作为构成塑料薄膜的树脂的具体例,可列举三乙酰纤维素(TAC) 等乙酸树脂、聚酯树脂、聚醚砜树脂、聚砜树脂、聚碳酸酯树脂、聚酰胺 树脂、聚酰亚胺树脂、聚烯烃树脂、丙烯酸树脂、聚降片烯树脂、纤维 素树脂、聚芳酯树脂、聚苯乙烯树脂、聚乙烯醇树脂、聚丙烯酸树脂、及 这些的混合物。又,也可使用丙烯酸系、氨基甲酸酯系、丙烯酸氨甲酸酯 系、环氧系、硅酮系等热固性树脂或者紫外线固化型树脂。就偏振光特性 及耐久性的观点而言,优选为以碱等对表面进行皂化处理的TAC薄膜。
进而,例如也可将如日本专利特开2001-343529号公报(WO 01/37007号)中揭示的由树脂组成物形成的聚合物薄膜用于透明保护层。 更详细而言,为在侧链上具有经取代酰亚胺基或者未经取代酰亚胺基的热 塑性树脂与在侧链上具有经取代苯基或者未经取代苯基以及氰基的热塑 性树脂的混合物。作为具体例,可列举具有包含异丁烯以及N-亚甲基顺丁 烯二酰亚胺的交互共聚物与丙烯腈·苯乙烯共聚物的树脂组成物。例如,可 使用这样的树脂组成物的挤出成形物。
如上述,本发明的液晶面板,除上述保护层以外,也可具有保护薄膜。 作为保护薄膜,可使用与保护层同样的薄膜。
上述各层(薄膜)的层叠是经由任意适合的粘合剂层或者粘接剂层而 层叠。
以下,通过实施例具体说明本发明,但本发明并不受这些实施例限定。 实施例的各特性的测定方法如下所述。
(1)相位差的测定
利用分光椭圆偏振计(日本分光株式会社制造,M-220)测定样品薄 膜的折射率nx、ny及nz,算出面内相位差Δnd及厚度方向相位差Rth。 测定温度为23℃,测定波长为380nm、550nm及780nm。
(2)光弹性模量的测定
利用分光椭圆偏振计(日本分光株式会社制造,M-220)测定样品薄 膜的光弹性模量。
(3)色差的测定
使用ELDIM公司制造的商品名“EZ Contrast160D”,在方位角45° 方向上,使极角在0°~80°进行变化而测定液晶显示装置的色调,并绘在 XY色度图上。进而,在极角60°方向上,使方位角在0°~360°进行变化而 测定液晶显示装置的色调。
(4)对比度的测定
使液晶显示装置显示白影像及黑影像,通过ELDIM公司制造的商品 名“EZ Contrast160D”而测定。
[实施例1]
(第1光学补偿层的形成)
在145℃下将厚度为70μm的纤维素酯的薄膜[Kaneka公司制造,商 品名:KA,DSac(乙酰基取代度)=0.04,DSpr(丙酰基取代度)=2.76] 予以自由端拉伸1.5倍而获得厚度为68μm的第1光学补偿层。所获得的 第1光学补偿层的光弹性模量为25×10-12(m2/N)。所获得的第1光学补偿 层的面内相位差为Δnd(380)=65nm、Δnd(550)=90nm、Δnd(780) =105nm,厚度方向的相位差为Rth(380)=69nm、Rth(550)=95nm、 Rth(780)=111nm。550nm的折射率分布为
(附有第1光学补偿层的偏振板的制造)
经由粘合剂(厚度20μm),将上述所获得的第1光学补偿层贴合在具 有TAC保护薄膜(富士胶片公司制造,商品名:TF80UL)/偏振片/TAC 保护薄膜(商品名:TF80UL)的构成的偏振板[日东电工株式会社制造, 商品名:SEG1224]上,而获得附有第1光学补偿层的偏振板。此时,以第 1光学补偿层的滞后相轴与偏振片的拉伸轴(吸收轴)以互相实质正交的 方式层叠。又,该TAC保护薄膜(商品名:TF80UL)的面内相位差为Δnd (550)=1nm,厚度方向的相位差为Rth(550)=60nm。
(第2光学补偿层的形成)
将由2,2-双(3,4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐(6FDA)以及2,2′-双(三 氟甲基)-4,4′-二氨基联苯(TFMB)合成的聚酰亚胺溶解在甲基异丁基酮 (MIBK)中,制备15质量%的聚酰亚胺溶液。将该溶液以30μm的厚度 涂布在三乙酰纤维素基材(透明高分子薄膜)上。其后,通过在100℃下 干燥处理10min,而获得厚度约4μm的第2光学补偿层。所获得的第2 光学补偿层的面内相位差为Δnd(380)=0.4nm、Δnd(550)=0.3nm、 Δnd(780)=0.3nm,厚度方向的相位差为Rth(380)=178nm、Rth(550) =120nm、Rth(780)=110nm。550nm的折射率分布为
(附有第2光学补偿层的偏振板的制造)
经由粘合剂(厚度20μm),将上述所获得的第2光学补偿层贴合在偏 振板[日东电工株式会社制造,商品名:SEG1224]上,获得附有第2光学 补偿层的偏振板。
(液晶面板的制造)
自SONY公司制造的Happy WEGA32英寸液晶电视(装载有VA模 式液晶单元)取下液晶单元,经由粘接剂(厚度20μm),将上述附有第1 光学补偿层的偏振板贴合在该液晶单元的观视侧。此时,以第1光学补偿 层处在液晶单元侧的方式贴合。经由粘接剂(厚度20μm),将附有上述第 2光学补偿层的偏振板贴合在液晶单元的背光灯侧。此时,以第2光学补 偿层处在液晶单元侧的方式贴合。又,以附有第1光学补偿层的偏振板的 偏振片的拉伸(吸收)轴与附有第2光学补偿层的偏振板的偏振片的拉伸 (吸收)轴互相实质正交的方式层叠,而获得液晶面板。将使用所获得的 液晶面板而制造的液晶显示装置的,在方位角45°方向上使极角在0°~80° 进行变化时的色差的测定结果表示在图5(a),将在极角60°方向上使方位 角在0°~360°进行变化时的色差的测定结果表示在图5(b)。又,将对比度 的视角依存性表示在图5(c)的雷达图。
[实施例2]
(第1光学补偿层的形成)
在145℃下将厚度为70μm的纤维素酯的薄膜[Kaneka公司制造,商 品名:KA]予以自由端拉伸1.45倍而获得第1光学补偿层。所获得的第1 光学补偿层的光弹性模量为25×10-12(m2/N)。所获得的第1光学补偿层的 面内相位差为Δnd(380)=58nm、Δnd(550)=80nm、Δnd(780)= 93nm,厚度方向的相位差为Rth(380)=65nm、Rth(550)=90nm、 Rth(780)=105nm。550nm的折射率分布为
(第2光学补偿层的形成)
将由2,2-双(3,4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐(6FDA)以及2,2′-双(三 氟甲基)-4,4′-二氨基联苯(TFMB)合成的聚酰亚胺溶解在甲基异丁基酮 (MIBK)中,而制备15质量%的聚酰亚胺溶液。将该溶液以30μm的厚 度涂布在三乙酰纤维素基材(透明高分子薄膜)上。其后,通过在100℃ 下干燥处理10min,而获得厚度为约5μm的第2光学补偿层。所获得的 第2光学补偿层的面内相位差为Δnd(380)=0.3nm、Δnd(550)=0.2nm、 Δnd(780)=0.2nm,厚度方向的相位差为Rth(380)=208nm、Rth(550) =140nm、Rth(780)=129nm。550nm的折射率分布为
除使用上述所获得的第1光学补偿层及第2光学补偿层以外,以与实 施例1相同的操作,而获得液晶面板。将使用所获得的液晶面板而制造的 液晶显示装置的,在方位角45°方向上使极角在0°~80°进行变化时的色差 的测定结果表示在图6(a),将在极角60°方向上使方位角在0°~360°进行 变化时的色差的测定结果表示在图6(b)。又,将对比度的视角依存性表 示在图6(c)的雷达图。
[实施例3]
(第1光学补偿层的形成)
在145℃下将厚度为70μm的纤维素酯的薄膜[Kaneka公司制造,商 品名:KA]予以自由端拉伸1.55倍而获得第1光学补偿层。所获得的第1 光学补偿层的光弹性模量为25×10-12(m2/N)。所获得的第1光学补偿层的 面内相位差为Δnd(380)=73nm、Δnd(550)=100nm、Δnd(780)= 117nm,厚度方向的相位差为Rth(380)=76nm、Rth(550)=105nm、 Rth(780)=123nm。550nm的折射率分布为
(第2光学补偿层的形成)
将由2,2-双(3,4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐(6FDA)以及2,2′-双(三 氟甲基)-4,4′-二氨基联苯(TFMB)合成的聚酰亚胺溶解在甲基异丁基酮 (MIBK)中,而制备15质量%的聚酰亚胺溶液。将该溶液以30μm的厚 度涂布在三乙酰纤维素基材(透明高分子薄膜)上。其后,通过在100℃ 下干燥处理10min,获得厚度为约4μm的第2光学补偿层。所获得的第 2光学补偿层的面内相位差为Δnd(380)=0.3nm、Δnd(550)=0.2nm、 Δnd(780)=0.2nm,厚度方向的相位差为Rth(380)=164nm、Rth(550) =110nm、Rth(780)=101nm。550nm的折射率分布为
除使用上述所获得的第1光学补偿层及第2光学补偿层以外,以与实 施例1相同的操作,而获得液晶面板。将使用所获得的液晶面板而制造的 液晶显示装置的,在方位角45°方向上使极角在0°~80°进行变化时的色差 的测定结果表示在图7(a),在极角60°方向上使方位角在0°~360°进行变 化时的色差的测定结果表示在图7(b)。又,将对比度的视角依存性表示 在图7(c)的雷达图。
[实施例4]
(第1光学补偿层的形成)
在150℃下将厚度为70μm的纤维素酯的薄膜[Kaneka公司制造,商 品名:KA]予以自由端拉伸1.5倍而获得第1光学补偿层。所获得的第1 光学补偿层的光弹性模量为25×10-12(m2/N)。所获得的第1光学补偿层的 面内相位差为Δnd(380)=65nm、Δnd(550)=90nm、Δnd(780)= 105nm,厚度方向的相位差为Rth(380)=80nm、Rth(550)=110nm、 Rth(780)=128nm。550nm的折射率分布为nx>ny>nz。
(第2光学补偿层的形成)
将由2,2-双(3,4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐(6FDA)以及2,2′-双(三 氟甲基)-4,4′-二氨基联苯(TFMB)合成的聚酰亚胺溶解在甲基异丁基酮 (MIBK)中,而制备15质量%的聚酰亚胺溶液。将该溶液以25μm的厚 度涂布在三乙酰纤维素基材(透明高分子薄膜)上。其后,通过在100℃ 下干燥处理10min,而获得厚度为约3.5μm的第2光学补偿层。所获得 的第2光学补偿层的面内相位差为Δnd(380)=0.4nm、Δnd(550)=0.3 nm、Δnd(780)=0.3nm,厚度方向的相位差为Rth(380)=149nm、 Rth(550)=100nm、Rth(780)=92nm。550nm的折射率分布为
(附有第1光学补偿层的偏振板的制造)
经由粘合剂(厚度20μm),将上述所获得的第1光学补偿层贴合在偏 振板[日东电工株式会社制造,商品名:SEG1224]上。此时,以第1光学 补偿层的滞后相轴与偏振片的拉伸轴(吸收轴)互相实质正交的方式层叠。 继而,经由粘合剂(厚度20μm),将上述所获得的第2光学补偿层贴合在 该第1光学补偿层上,而获得附有第1光学补偿层的偏振板。
(液晶面板的制造)
在与实施例1中所使用的液晶单元相同的液晶单元的观视侧上经由粘 接剂(厚度20μm)贴合上述附有第1光学补偿层的偏振板。此时,以第 2光学补偿层处在液晶单元侧的方式贴合。在液晶单元的背光灯侧,经由 粘接剂(厚度20μm)贴合偏振板[日东电工株式会社制造,商品名: SEG1224]。又,以附有第1光学补偿层的偏振板的偏振片的拉伸(吸收) 轴与偏振板的偏振片的拉伸(吸收)轴互相实质正交的方式层叠,而获得 液晶面板。将使用所获得的液晶面板而制造的液晶显示装置的,在方位角 45°方向上使极角在0°~80°进行变化时的色差的测定结果表示在图8(a), 将在极角60°方向上使方位角在0°~360°进行变化时的色差的测定结果表 示在图8(b)。又,将对比度的视角依存性表示在图8(c)的雷达图。
[实施例5]
(第1光学补偿层的形成)
在150℃下将厚度为110μm的纤维素酯的薄膜[Kaneka公司制造,商 品名:KA]予以自由端拉伸1.5倍而获得第1光学补偿层。所获得的第1 光学补偿层的光弹性模量为25×10-12(m2/N)。所获得的第1光学补偿层的 面内相位差为Δnd(380)=94nm、Δnd(550)=130nm、Δnd(780)= 152nm,厚度方向的相位差为Rth(380)=105nm、Rth(550)=145nm、 Rth(780)=169nm。550nm的折射率分布为nx>ny>nz。
(附有第1光学补偿层的偏振板的制造)
将聚乙烯醇薄膜在含有碘的水溶液中染色后,在含有硼酸的水溶液 中,在速比不同的滚筒间单轴拉伸6倍而获得偏振片。在这样所获得的偏 振片的单侧上,经由粘接剂(厚度0.1μm)贴合上述第1光学补偿层。此 时,以第1光学补偿层的滞后相轴与偏振片的拉伸轴(吸收轴)互相实质 正交的方式层叠。进而,在偏振片的另一侧上,经由聚乙烯醇系粘接剂(厚 度0.1μm)贴合市售的TAC保护薄膜(厚度80μm)[富士胶片公司制造, 商品名:TF80UL],获得附有第1光学补偿层的偏振板。
(第2光学补偿层的形成)
将由2,2-双(3,4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐(6FDA)以及2,2′-双(三 氟甲基)-4,4′-二氨基联苯(TFMB)合成的聚酰亚胺溶解在甲基异丁基酮 (MIBK)中,而制备15质量%的聚酰亚胺溶液。将该溶液以30μm的厚 度涂布在三乙酰纤维素基材(透明高分子薄膜)上。其后,通过在100℃ 下干燥处理10min,而获得厚度为约4.2μm的第2光学补偿层。所获得 的第2光学补偿层的面内相位差为Δnd(380)=0.3nm、Δnd(550)=0.3 nm、Δnd(780)=0.2nm,厚度方向的相位差为Rth(380)=208nm、 Rth(550)=140nm、Rth(780)=129nm。550nm的折射率分布为
除使用上述所获得的附有第1光学补偿层的偏振板及第2光学补偿层 以外,以与实施例1相同的操作,而获得液晶面板。将使用所获得的液晶 面板而制造的液晶显示装置的,在方位角45°方向上使极角在0°~80°进行 变化时的色差的测定结果表示在图9(a),将在极角60°方向上使方位角在 0°~360°进行变化时的色差的测定结果表示在图9(b)。又,将对比度的视 角依存性表示在图9(c)的雷达图。
(比较例1)
除在第2光学补偿层的形成中,将聚酰亚胺溶液涂布在三乙酰纤维素 基材后,在100℃下干燥处理10min,在155℃下拉伸1.2倍而形成第2 光学补偿层,以及不使用第1光学补偿层以外,以与实施例1相同的操作, 而获得液晶面板。再者,所获得的第2光学补偿层的550nm的折射率分 布为nx>ny>nz。将使用所获得的液晶面板而制造的液晶显示装置的,在方 位角45°方向上使极角在0°~80°进行变化时的色差的测定结果表示在图10 (a),将在极角60°方向上使方位角在0°~360°进行变化时的色差的测定结 果表示在图10(b)。又,将对比度的视角依存性表示在图10(c)的雷达 图。
(比较例2)
在135℃下将降冰片烯系树脂薄膜[日本Zeon公司制造,商品名: ZEONOR ZF14-100]在X轴方向上拉伸1.25倍、在Y轴方向上拉伸1.03 倍后,用作第2光学补偿层。所获得的第2光学补偿层的面内相位差为Δnd (380)=75nm、Δnd(550)=68nm、Δnd(780)=67nm,厚度方向 的相位差为Rth(380)=188nm、Rth(550)=170nm、Rth(780)=168 nm。550nm的折射率分布为nx>ny>nz。经由粘合剂(厚度20μm),将所 获得的第2光学补偿层贴合在偏振板[日东电工株式会社制造,商品名: SEG1224]上,而获得附有第2光学补偿层的偏振板。
在与实施例1中所使用的液晶单元相同的液晶单元的观视侧上,经由 粘接剂(厚度20μm)贴合偏振板[日东电工株式会社制造,商品名: SEG1224]。在液晶单元的背光灯侧上,经由粘接剂(厚度20μm)贴合上 述所获得的附有第2光学补偿层的偏振板。此时,以第2光学补偿层处在 液晶单元侧的方式贴合。又,以夹持液晶单元的偏振片的各自拉伸(吸收) 轴互相实质正交的方式层叠,而获得液晶面板。将使用所获得的液晶面板 而制造的液晶显示装置的,在方位角45°方向上使极角在0°~80°进行变化 时的色差的测定结果表示在图11(a),将在极角60°方向上使方位角在 0°~360°进行变化时的色差的测定结果表示在图11(b)。又,将对比度的 视角依存性表示在图11(c)的雷达图。
(比较例3)
除使用纤维素系树脂薄膜[Konica Minolta公司制造,商品名: KC8NYACS]作为第1光学补偿层及第2光学补偿层以外,以与实施例1 相同的操作获得液晶面板。再者,该纤维素系树脂薄膜的面内相位差为Δnd (380)=37nm、Δnd(550)=45nm、Δnd(780)=49nm,厚度方向 的相位差为Rth(380)=120nm、Rth(550)=145nm、Rth(780)=157 nm。550nm的折射率分布为nx>ny>nz。将使用所获得的液晶面板而制造 的液晶显示装置的,在方位角45°方向使极角在0°~80°进行变化时的色差 的测定结果表示在图12(a),将在极角60°方向上使方位角在0°~360°进 行变化时的色差的测定结果表示在图12(b)。又,将对比度的视角依存性 表示在图12(c)的雷达图。
(比较例4)
使用聚碳酸酯系树脂薄膜[帝人公司制造,商品名:Pureace]作为第1 光学补偿层。该聚碳酸酯系树脂薄膜的光弹性模量为61×10-12(m2/N),面 内相位差为Δnd(380)=101nm、Δnd(550)=145nm、Δnd(780)= 153nm,厚度方向的相位差为Rth(380)=99nm、Rth(550)=141nm、 Rth(780)=149nm。550nm的折射率分布为
在175℃下将降冰片烯系树脂薄膜[JSR制造,商品名:ARTON]纵横 双轴拉伸1.3倍,用作第2光学补偿层。该第2光学补偿层的面内相位差 为Δnd(380)=2nm、Δnd(550)=2nm、Δnd(780)=2nm,厚度方 向的相位差为Rth(380)=244nm、Rth(550)=220nm、Rth(780)= 218nm。550nm的折射率分布为
除使用上述第1光学补偿层及上述第2光学补偿层以外,以与实施例 1相同的操作,获得液晶面板。将使用所获得的液晶面板而制造的液晶显 示装置的,在方位角45°方向上使极角在0°~80°进行变化时的色差的测定 结果表示在图13(a),将在极角60°方向上使方位角在0°~360°进行变化 时的色差的测定结果表示在图13(b)。又,将对比度的视角依存性表示在 图13(c)的雷达图。
自图5~13可明确知晓:实施例1~5中所获得的液晶面板与比较例 1~4中所获得的液晶面板相比,色差优良。
自图5~13可明确知晓:本发明的实施例的液晶显示装置与比较例的 液晶显示装置相比,正面对比度及斜向对比度两者皆优良。
使用实施例1及比较例4的液晶面板而制造液晶显示装置,观察在显 示黑影像时是否产生显示不均。将该观察照片表示在图14。如图14(a) 所示,实施例1的液晶显示装置可良好抑制显示不均。另一方面,如图14 (b)所示,比较例4的液晶显示装置在画面整体上产生不均(到处有漏 光)。再者,自图14的照片可明确:本发明的液晶显示装置与比较例的液 晶显示装置相比,蓝光特别少。
产业上的可利用性
本发明的液晶面板及液晶显示装置可优选适用于液晶电视、行动电话 等。
[专利文献1]日本专利特愿2003-926号公报
[专利文献2]日本专利特愿2003-27488号公报
[专利文献3]日本专利特愿2003-38734号公报
[专利文献4]日本专利特愿2002-63796号公报
[专利文献5]日本专利特愿2002-222830号公报
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