立体图像识别设备

申请号 CN201110347839.9 申请日 2011-10-24 公开(公告)号 CN102455521B 公开(公告)日 2016-02-17
申请人 富士胶片株式会社; 发明人 石黑诚;
摘要 本 发明 提供了立体 图像识别 设备,其包括 液晶 显示器 I和分时图像显示遮断器II。所述液晶显示器I包括在用于显示侧偏振片的保护区中的λ/4板A,所述保护区是位于其中一个所述偏振片的偏振器的显示侧上的区域。由所述显示侧偏振片的吸收轴和所述λ/4板A的慢轴形成的 角 度为35°至55°或125°至145°,并且所述保护区满足|Rth(550)|≤160nm。所述分时图像显示遮断器II包括所述第二液晶单元和观看者之间的偏振片C,和所述偏振片C和所述液晶显示器I之间的λ/4板B。当所述显示侧偏振片的吸收轴和所述偏振片C的吸收轴相互垂直或平行放置时,所述λ/4板A和所述λ/4板B的慢轴相互垂直或平行。
权利要求

1.立体图像识别设备,其包括:
液晶显示器I,其包括第一液晶单元和其间插入所述第一液晶单元的偏振片对,所述偏振片对中的一个偏振片为位于所述第一液晶单元的显示侧的显示侧偏振片;和分时图像显示遮断器II,其包括第二液晶单元,并位于所述液晶显示器I的显示表面和观看者之间,
其中,所述液晶显示器I包括在用于显示侧偏振片的保护区中的λ/4板A,所述保护区是位于所述偏振片对中的一个所述偏振片的偏振器的显示侧上的区域,其中由所述显示侧偏振片的吸收轴和所述λ/4板A的慢轴形成的度为35°至55°或125°至145°,并且所述保护区满足以下表达式(I),
其中所述分时图像显示遮断器II包括位于所述第二液晶单元和观看者之间的偏振片C,并且包括位于所述偏振片C和所述液晶显示器I之间的λ/4板B,并且
其中,当显示侧偏振片的吸收轴和所述偏振片C的吸收轴相互垂直或平行放置时,所述λ/4板A和所述λ/4板B的慢轴相互垂直或平行:
(I)│Rth(550)│≤160nm
其中Rth(λ)是波长为λnm时厚度方向的延迟,单位nm。
2.根据权利要求1所述的立体图像识别设备,其中所述λ/4板A和所述λ/4板B中的至少一个包括透明支持体、取向膜以及含有液晶化合物的光学各向异性层。
3.根据权利要求2所述的立体图像识别设备,其中所述液晶化合物是盘状液晶化合物,且所述盘状液晶化合物在所述光学各向异性层中基本上垂直地取向。
4.根据权利要求1所述的立体图像识别设备,其中所述保护区满足以下表达式(II):
(II)│Rth(550)│≤120nm。
5.根据权利要求1所述的立体图像识别设备,其中所述保护区满足以下表达式(IV)和(V):
(IV)1.00≤Re(450)/Re(550)≤1.18
(V)0.92≤Re(630)/Re(550)≤1.00
其中Re(λ)是波长为λnm时的面内延迟,单位nm。
6.根据权利要求1所述的立体图像识别设备,其中所述λ/4板B满足以下表达式(XII)和(XIII):
(XII):Re(450)/Re(550)≤0.89
(XIII):Re(630)/Re(550)≥1.04
其中Re(λ)是波长为λnm时的面内延迟,单位nm。
7.根据权利要求1所述的立体图像识别设备,其中所述保护区在其最外表面上具有抗反射层。
8.根据权利要求1所述的立体图像识别设备,其中所述保护区在380nm具有0.06或更大的吸收率。
9.根据权利要求1所述的立体图像识别设备,其中,从面对所述液晶显示器I的一侧开始,所述分时图像显示遮断器II至少依次包括所述λ/4板B、所述第二液晶单元、以及所述偏振片C。
10.根据权利要求1所述的立体图像识别设备,其中,从面对所述液晶显示器I的一侧开始,所述分时图像显示遮断器II至少依次包括所述λ/4板B、偏振片、所述第二液晶单元、以及所述偏振片C。

说明书全文

立体图像识别设备

[0001] 本申请基于分别于2010年10月22日和2011年6月30日提交的日本专利申请No.2010-238033和2011-146865,并根据35U.S.C.§119主张其优先权,所述专利申请的全文内容援引并入本申请中。
[0002] 发明背景发明领域
[0003] 本发明涉及立体图像识别设备,当在正面和倾斜地观看液晶显示器时,所述立体图像识别设备能够改善亮度并使有微弱颜色变化的图像被无交叉串扰地识别,所述液晶显示器通过分时方案投射以立体方式显示的图像。

背景技术

[0004] 作为立体图像识别设备,其具有主要包括液晶单元的液晶显示器、中间插入了液晶单元的偏振片对、以及包括眼镜等形式的偏振片和液晶单元的分时图像显示遮断器
(time division image display shutter),已知在JP-A-53-51917和JP-A-2002-82307
以及对应的US 2003/0044350中公开了立体图像识别设备。此外,当所述分时图像显示
遮断器为眼镜形式时,称之为液晶(下文中在一些情况下简称LC)快式眼镜(shutter
glass)。典型地,在液晶显示器垂直于地面竖立且分时图像显示遮断器平行于地面放置的状态下,观看所述立体图像识别设备(观看者的眼睛平行于地面)。
[0005] 关于立体图像识别设备的配置,有这样一种配置,其中λ/4板放置在液晶显示器的显示侧偏振片的观看侧,且液晶密封体例如液晶单元和λ/4板放置在位于分时图像显示遮断器的观看者侧的偏振片外(观看者侧的对侧)。(在下文中,具有两个偏振片的分时图像显示遮断器的配置称为双偏振片式分时图像显示遮断器,而具有一个偏振片的配置称为单偏振片式分时图像显示遮断器。)
[0006] 然而,在上述立体图像识别设备中,至少一个偏振片用于分时图像显示遮断器中,因此已知理论上显示屏的亮度降低。为了得到具有高显示清晰度的3D显示,尽可能地抑制显示屏亮度的降低是重要的。
[0007] 由于相关技术中的立体图像识别设备不使用λ/4板,如果在前方观看液晶显示器的情形下脸部倾斜,则存在显示屏变暗的问题,但是,在使用两个λ/4板的立体图像识别设备中,即使从前方观看液晶显示器时脸部倾斜,也可以防止显示屏变暗。
[0008] 此外,在单偏振片式分时图像显示遮断器的情形下,能抑制立体图像识别设备特有的闪烁现象;然而,存在下面问题:不能完全识别右眼图像和左眼图像之间的区别,所述区别是识别立体图像的机制,并出现所谓的交叉串扰现象,即当倾斜地观看所述液晶显示器时,观看者看到图像相互重叠。
[0009] 关于后述的交叉串扰问题,作为解决手段,JP-A-2004-226945以及对应的US2005/0151906公开了一项技术,其中通过排列盘状液晶,将作为λ/4板的构件形成在透明支持体上。
[0010] 已证明,如果将JP-A-2004-226945公开的负(-)片A应用于JP-A-2002-82307公开的立体图像识别设备,交叉串扰现象大大减少。

发明内容

[0011] 本发明人尝试在立体图像识别设备中使用两个λ/4板以改善显示屏的亮度,在最重要的上述观看形式中倾斜地观看液晶设备的情形下,发现与不使用λ/4板的立体图
像识别设备相比,亮度不但没有改善,反而降低了(屏幕变暗)。可以说,据本发明人所知,在立体图像识别设备内使用两个λ/4板所导致的问题在相关技术中都是未知的。
[0012] 此外,与不使用λ/4板的形式相比,在使用两个λ/4板的立体图像识别设备中,即使当脸部倾斜时(分时图像显示遮断器旋转)亮度变化降低了,显示屏的颜色变化也很大,立体显示(3D显示)清晰度相当低。
[0013] 单偏振片式分时图像显示遮断器中交叉串扰问题根据观看者的方位而变化。即使结合JP-A-2002-82307和JP-A-2004-226945公开的技术形成立体图像识别设备,也不能解决交叉串扰的方位角依赖性问题。
[0014] 换言之,本发明的一个目的是不但解决由于使用两个λ/4板导致的倾斜方向的亮度降低,而且减少显示屏颜色变化并改善交叉串扰。具体地,本发明的一个目的是提供能够改善颜色变化和交叉串扰、以及视角亮度的立体图像识别设备(3D显示设备)。
[0015] 此外,本发明的另一个目的是提供光学膜,所述光学膜能以高产率制备,并具有足以用于显示装置的最前方表面的物理性能。此外,本发明还有一个目的,即提供视角依赖性小、耐久性良好的立体图像识别设备(3D显示设备)。
[0016] 为了解决上述问题,通过进行各种研究,发现如果液晶显示器的显示侧偏振片保护区的总Rth(表示在液晶显示器的显示侧偏振片上的层中,位于显示侧偏振器的观看侧的所有层)处于一个范围内,除了采用两个λ/4板的立体图像识别设备的视角亮度之外,还显著地改善了颜色变化和交叉串扰,基于上述发现,本发明人完成了本发明。
[0017] 换句话说,可用以下手段解决上述问题。
[0018] [1]立体图像识别设备,其包括:
[0019] 液晶显示器I,其包括第一液晶单元和其间插入所述第一液晶单元的偏振片对,所述偏振片中的一个为位于所述第一液晶单元的显示侧上的显示侧偏振片;和
[0020] 分时图像显示遮断器II,其包含第二液晶单元,并位于所述液晶显示器I的显示表面和观看者之间,
[0021] 其中所述液晶显示器I包括在用于显示侧偏振片的保护区(即显示侧偏振片保护区)中的λ/4板A,所述保护区是位于一个所述偏振片的偏振器的显示侧上的区域,其中由所述显示侧偏振片的吸收轴和所述λ/4板A的慢轴形成的角度是35°至55°或125°至
145°,并且所述保护区满足以下表达式(I),
[0022] 其中所述分时图像显示遮断器II包括位于所述第二液晶单元和观看者之间的偏振片C,并且包括位于所述偏振片C和所述液晶显示器I之间的λ/4板B,并且
[0023] 其中,当显示侧偏振片的吸收轴和所述偏振片C的吸收轴相互垂直或平行放置时,所述λ/4板A和所述λ/4板B的慢轴相互垂直或平行:
[0024] (I)|Rth(550)|≤160nm
[0025] 其中Rth(λ)是波长为λnm时厚度方向的延迟(nm)。
[0026] [2]根据[1]所述的立体图像识别设备,其中所述λ/4板A和所述λ/4板B中的至少一个包括透明支持体、取向膜、以及含有液晶化合物的光学各向异性层。
[0027] [3]根据[2]所述的立体图像识别设备,其中所述液晶化合物是盘状液晶化合物,且所述盘状液晶化合物在所述光学各向异性层中基本上垂直地取向。
[0028] [4]根据[1]至[3]中任一项所述的立体图像识别设备,其中所述保护区满足以下表达式(II):
[0029] (II)|Rth(550)|≤120nm。
[0030] [5]根据[1]至[4]中任一项所述的立体图像识别设备,其中所述保护区满足以下表达式(IV)和(V):
[0031] (IV)1.00≤Re(450)/Re(550)≤1.18
[0032] (V)0.92≤Re(630)/Re(550)≤1.00
[0033] 其中Re(λ)是波长为λnm时的面内延迟(nm)。
[0034] [6]根据[1]至[5]中任一项所述的立体图像识别设备,其中所述λ/4板B满足以下表达式(XII)和(XIII):
[0035] (XII):Re(450)/Re(550)≤0.89
[0036] (XIII):Re(630)/Re(550)≥1.04
[0037] 其中Re(λ)是波长为λnm时的面内延迟(nm)。
[0038] [7]根据[1]至[6]中任一项所述的立体图像识别设备,其中所述保护区在其最外表面上具有抗反射层。
[0039] [8]根据[1]至[7]中任一项所述的立体图像识别设备,所述保护区在380nm具有0.06或更大的吸收率。
[0040] [9]根据[1]至[8]中任一项所述的立体图像识别设备,其中,从面对所述液晶显示器I的一侧开始,所述分时图像显示遮断器II至少依次包括所述λ/4板B、所述第二液晶单元、以及所述偏振片C。
[0041] [10]根据[1]至[9]中任一项所述的立体图像识别设备,其中,从面对所述液晶显示器I的一侧开始,所述分时图像显示遮断器II至少依次包括所述λ/4板B、偏振片、所述第二液晶单元、以及所述偏振片C。附图说明
[0042] 图1的横截面示意图显示包括根据本发明实施方案的双偏振片式分时图像显示遮断器的立体图像识别设备的实例。
[0043] 图2的横截面示意图显示包括根据本发明实施方案的单偏振片式分时图像显示遮断器的立体图像识别设备的实例。
[0044] 图3的横截面示意图显示根据本发明实施方案的显示侧偏振片保护区的λ/4板B和分时图像显示遮断器的实例。
[0045] 图4表示偏振器一侧具有保护层以及另一侧具有λ/4板的偏振片实例的横截面示意图。
[0046] 图5表示偏振器一侧具有保护层以及另一侧具有λ/4板的偏振片实例的横截面示意图。
[0047] 发明详述
[0048] 根据本发明的实施方案,可以提供能改善颜色变化和交叉串扰、以及视角亮度的显示(3D显示器)设备。
[0049] 下文将详细描述本发明的实施方案。
[0050] 此外,在本实施方案中,“平行”或“垂直”表示精确角度在±5°范围内。所述精确角度中误差优选为小于4°,更优选为小于3°。然而,在λ/4板A的慢轴和λ/4板B的慢轴间的关系中,“平行”表示由所述两个λ/4板形成的角度在±10°或更小的范围内,优选为在±5°或更小的范围内,更优选为在±3°或更小的范围内。在所述λ/4板A的慢
轴和所述λ/4板B的慢轴间的关系中,“垂直”表示由所述两个λ/4板形成的角度在80°
至100°或更小的范围内,优选为在85°至95°或更小的范围内,更优选在87°至93°或
更小的范围内。
[0051] 此外,对于角度,“+”表示顺时针方向,而“-”表示逆时针方向。
[0052] 此外,“慢轴”表示折射率最大的方向,除非特别说明,折射率的测量波长是可见光范围内的值(λ=550nm)。
[0053] 另外,在本实施方案的说明中,使用的“偏振片”意味着包括细长偏振片和切掉一定尺寸并安装在显示装置中的偏振片。此外,此处描述的“切掉”包括“冲孔”、“剪裁”等。在本实施方案的说明中,“偏振片”和“偏振器”相互区分,但是,“偏振片”表示层产品,所述层产品中,所述偏振器在至少一个表面上具有保护偏振器的透明保护层。所述透明保护层指位于液晶单元和偏振器之间的膜,并能支持自身。(延迟的大小没有关系。)此外,“偏光膜”和“偏振器”有相同的意思。
[0054] “λ/4板”和“λ/4膜”也有相同的意思。
[0055] 另外,在本实施方案的说明中,“分子对称轴”指在分子具有旋转对称轴的情形下相应的对称轴,但是,严格地说,不需要分子具有旋转对称性。通常,在盘状液晶化合物中,分子对称轴相当于穿过盘状平面中心并垂直于盘状平面的轴,并且,在棒状液晶化合物中,分子对称轴相当于分子的长轴。
[0056] 另外,在本申请文件中,Re(λ)和Rth(λ)分别表示波长λ时的面内延迟和厚度方向的延迟。通过使波长为λnm的光沿膜的法向入射,在KOBRA21ADH或WR(由Oji
Scientific Instruments制造)中测量Re(λ)。通过人工调换波长选择过滤器或使用程
序等转换测量值,可以选择测量波长λnm。如果用单轴或双轴折射率椭球表示被测量膜,用以下方法计算Rth(λ)。此外,测量方法部分地用于测量取向膜侧的平均倾斜角和后面描述的光学各向异性层中盘状液晶分子对侧的平均倾斜角。
[0057] 通过使波长为λnm的光从各倾斜方向入射,所述倾斜方向相对于膜的法向从法向起以10°为梯级递增直到50°,使用面内慢轴(由KOBRA 21ADH或WR确定)作为倾斜
轴(旋转轴)(如果没有慢轴,膜平面内任意轴作为旋转轴),测量全部六个点的Re(λ),
并且基于测量的延迟值、平均折射率的假定值和输入膜厚度值,用KOBRA 21ADH或WR计算Rth(λ)。以上说明中,在使用面内慢轴作为旋转轴,膜具有和法向成某一倾斜角时延迟值为零的方向的情况下,在大于所述倾斜角的倾斜角时,延迟值的符号变为负号(-),然后用KOBRA 21ADH或WR计算Rth(λ)。此外,使用慢轴作为倾斜轴(旋转轴)(如果没有慢轴,
膜平面内任意轴作为旋转轴),从任意两个倾斜方向测量延迟值,并且基于所述测量值、平均折射率的假定值和输入膜厚度值,可用以下等式(A)和(B)计算Rth。
[0058] 等式A:
[0059] 式(A)
[0060] 这里,Re(θ)表示从所述法向倾斜θ角的方向上的延迟值。
[0061] 此外,在等式(A)和以下等式(B)中,nx表示平面内慢轴方向上的折射率,ny表示平面内垂直于nx方向上的折射率,而nz表示垂直于nx和ny方向上的折射率。另外,d表示膜厚度。
[0062] 等式B:Rth=((nx+ny)/2-nz)×d
[0063] 如果不用单轴或双轴折射率椭球表示被测量膜,换句话说,没有所谓光轴,用以下方法计算Rth(λ)。相对于所述膜的法向,使波长为λnm的光与所述法向以10°为梯级从-50°变为+50°的各倾斜方向入射,使用面内慢轴(由KOBRA 21ADH或WR确定)作为
倾斜轴(旋转轴),测量全部十一个点的Re(λ),并且基于所测量的延迟值、平均折射率的假定值和输入膜厚度值,用KOBRA 21ADH或WR计算Rth(λ)。以上测量中,平均折射率的假定值可使用Polymer Handbook(JOHN WILEY & SONS,INC)或者用于各种光学膜的目录中描述的值。如果平均折射率值不存在,可使用阿贝折射计(Abbe refractometer)测量。以下举例说明主要光学膜的平均折射率值:纤维素酰化物(1.48)、环烯聚合物(1.52)、聚酸酯(1.59)、聚甲基丙烯酸甲酯(1.49)和聚苯乙烯(1.59)。如果输入平均折射率的假定
值和膜厚度,KOBRA 21ADH或WR计算nx、ny和nz。
[0064] 根据计算的nx、ny和nz,进一步计算Nz=(nx-nz)/(nx-ny)=Rth/Re+0.5。
[0065] <倾斜角的测量>
[0066] 在排列盘状液晶化合物或棒状液晶化合物的光学各向异性层中,难以直接并准确地测量所述光学各向异性层一个表面的倾斜角(倾斜角设为由所述盘状液晶化合物或所述棒状液晶化合物的物理对象轴(target axis)和所述光学各向异性层的界面形成的角
度)θ1及其另一表面的倾斜角θ2。因此,在本申请文件中,用以下方法计算θ1和θ2。
该方法不会准确地表示本发明中的实际取向状态,但是可作为表示所述光学膜的部分光学特性的相对关系的有效手段。
[0067] 所述方法中,为了便于计算,假定以下两种情况,并作为所述光学各向异性层两个界面的倾斜角。
[0068] 1.假定所述光学各向异性层为多层体,所述多层体由包括所述盘状液晶化合物或所述棒状液晶化合物的层构成。此外,假定构成所述多层体的最小单元层(假定在所述层中,盘状液晶化合物或棒状液晶化合物的倾斜角相等)作为一个光轴。
[0069] 2.假定在所述光学各向异性层的厚度方向上每个层的倾斜角以线性函数单调地变化。
[0070] 详细计算方法如下。
[0071] (1)在光学各向异性层的厚度方向上每个层的倾斜角以线性函数单调地变化的平面内,改变测量光入射到光学各向异性层的入射角,从而在三个或更多个测量角下测量延迟值。为了简化测量和计算,优选将光学各向异性层的方向设置为0°,并在三个测量角(-40°、0°和+40°)下测量延迟值。可使用KOBRA-21ADH和KOBRA-WR(由Oji Scientific
Instruments制造)、透射式椭圆率计AEP-100(由Shimadzu Corporation制造)、M150和
M520(由JASCO Corporation制造)以及ABR10A(由Uniopt Corporation制造)实施所述
测量。
[0072] (2)上述模型中,对于每层,普通光线(ordinary rays)的折射率用no表示,异常光线(extraordinary ray)的折射率用ne表示(所有层中ne为相同值,且所有层中no相同),多层体的总厚度用d表示。此外,在每层中倾斜角对应于所述层的一个轴的光轴方向的前提下,使用光学各向异性层一个表面的倾斜角θ1和另一个表面的倾斜角θ2作为变
量实行拟合,使得光学各向异性层延迟值的角度依赖性的计算与测量值匹配,从而计算θ1和θ2。
[0073] 这里,作为no和ne,可使用已知值,例如文献中公开的值或目录中公开的值。如果值未知,可使用阿贝折射计测量所述值。可使用光学干涉层厚度计、扫描式电子显微镜的横截面图等测量所述光学各向异性层的厚度。
[0074] 下文将详细描述根据本发明实施方案的立体图像识别设备、光学膜、偏振片、以及由其组成的图像显示装置、其各种制造材料及其制造方法。
[0075] <立体图像识别设备>
[0076] 根据本发明实施方案的立体图像识别设备包括:具有液晶单元(第一液晶单元)和其间插入所述液晶单元的偏振片对的液晶显示器I,以及位于所述液晶显示器I的显示
表面和观看者之间、并具有液晶单元(第二液晶单元)的分时图像显示遮断器II。如果位
于显示侧偏振片的偏振器显示侧上的区域是显示侧偏振片保护区,所述液晶显示器I具有显示侧偏振片保护区中的λ/4板A,并且由所述液晶显示器I的显示侧偏振片的吸收轴和
所述λ/4板A的慢轴形成的角度为35°至55°或125°至145°。此外,显示侧偏振片保
护区满足表达式(I)。
[0077] (1):|Rth(500)|≤160nm
[0078] 这里,Rth(λ)表示波长λnm时厚度方向的延迟(nm)。
[0079] 所述分时图像显示遮断器II在液晶单元和观看者之间具有至少一个偏振片C,并在所述偏振片C和所述液晶显示器I之间具有λ/4板B。
[0080] 这里,当所述液晶显示器I的显示侧偏振片的吸收轴和所述分时图像显示遮断器II的偏振片C的吸收轴相互垂直或平行放置时,所述λ/4板A和所述λ/4板B的慢轴相互垂直或平行。
[0081] 图1和2显示本发明立体图像识别设备具有代表性的方面。
[0082] 在图1和2显示的方面中,关于显示侧偏振片的偏振器,在与显示侧偏振片保护区相对的区域提供了光学补偿膜。此外,所述液晶显示器I包括背光单元,使用来自所述单元的光通过所述液晶显示器I可进行图像显示。所述显示侧偏振片保护区表示从显示侧偏振片的偏振器观看时,位于显示侧上的所述液晶显示器I的区域,所述显示侧偏振片保护区包括λ/4板A。所述λ/4板可由支持体和光学各向异性层组成,并具有λ/4功能,或者仅由具有期望的光学各向异性的支持体组成,并因此具有λ/4功能(下文也称为光学各向异性支持体)。
[0083] 所述显示侧偏振片保护区除了所述λ/4板A外,还包括各种表面膜。
[0084] 所述表面膜为在支持体上形成硬涂层的硬涂层膜,以及在支持体上形成抗反射层(低折射率层、中折射率层、高折射率层等)的抗反射膜,等等。通过在支持体上形成硬涂层和抗反射层,所述表面膜可以是具有硬涂层功能和抗反射功能的膜。所述表面膜的支持体也可作为λ/4板A。
[0085] 根据本发明实施方案的分时图像显示遮断器II包括液晶单元和观看者之间的至少一个偏振片C,并且包括所述偏振片C和液晶显示器I之间的λ/4板B。从所述液晶单
元观看时,所述偏振片C安装在观看者侧。
[0086] 分时图像显示遮断器可包括如图1所示的一个方面(双偏振片式),在所述方面中另一个偏振片和λ/4板B位于液晶单元的偏振片C的对侧,以及如图2所示的一个方面
(单偏振片式),在所述方面中所述λ/4板B位于液晶单元的偏振片C的对侧(没有偏振
片)。在单偏振片式分时图像显示遮断器中,所述偏振片C、液晶单元和λ/4板B可以依次堆叠(图2的a部分),或者所述偏振C、λ/4板B和液晶单元可以依次堆叠(图2的b部
分)。
[0087] 这里,在图1所示的方面中,当从与偏振片C相对的偏振片的偏振器看时,λ/4板B是位于液晶显示器I侧的层的通称,其中液晶单元插入到所述偏振片C和与所述偏振片C相对的偏振片之间,并且,在图2的a部分所示的方面中,当从液晶单元看时,所述λ/4板B是位于液晶显示器I上的层的通称。在图2的b部分所示的方面中,所述λ/4板B是位
于偏振片C的偏振器和液晶单元之间的层的通称,且所述λ/4板B也包括设于液晶单元侧
的偏振片C的透明保护层。
[0088] 以与λ/4板A相同的方式,所述分时图像显示遮断器II的λ/4板B可以由支持体和光学各向异性层组成,或者仅由具有期望的光学各向异性因而具有λ/4功能的支持
体(下文也称为光学各向异性支持体)组成。此外,图1和2所示的方面中,上述各表面膜
可以位于所述λ/4板B的最外表面上。
[0089] 如图3所示,所述显示侧偏振片保护区和所述分时图像显示遮断器的λ/4板B的配置实例可以包括以下内容。图3中,“OS”、“S”、“Hc”、“Ln”、“Mn”、“Hn”和“OP”分别表示光学各向异性层、支持体、硬涂层、低折射率层、中折射率层、高折射率层和光学各向异性层。
[0090] 光学各向异性支持体(图3(i)部分)
[0091] 光学各向异性支持体/硬涂层(图3(ii)部分)
[0092] 光学各向异性支持体/低折射率层(图3(iii)部分)
[0093] 光学各向异性支持体/硬涂层/低折射率层(图3(iv)部分)
[0094] 光学各向异性支持体/硬涂层/中折射率层/高折射率层/低折射率层(图3(v)部分)
[0095] 光学各向异性支持体/支持体/硬涂层(图3(vi)部分)
[0096] 光学各向异性支持体/支持体/低折率层(图3(vii)部分)
[0097] 光学各向异性支持体/支持体/硬涂层/低折射率层(图3(viii)部分)
[0098] 光学各向异性支持体/支持体/硬涂层/中折射率层/高折射率层/低折射率层(图3(ix)部分)
[0099] 支持体/光学各向异性支持体(图3第(x)部分)
[0100] 支持体/光学各向异性支持体/支持体/硬涂层(图3(xi)部分)
[0101] 支持体/光学各向异性支持体/支持体/低折射率层(图3(xii)部分)
[0102] 支持体/光学各向异性支持体/支持体/硬涂层/低折射率层(图3(xiii)部分)
[0103] 支持体/光学各向异性支持体/支持体/硬涂层/中折射率层/高折射率层/低折射率层(图3(xiv)部分)
[0104] 光学各向异性层/支持体(图3(xv)部分)
[0105] 光学各向异性层/支持体/支持体/硬涂层(图3(xvi)部分)
[0106] 光学各向异性层/支持体/支持体/低折射率层(图3(xvii)部分)
[0107] 光学各向异性层/支持体/支持体/硬涂层/低折射率层(图3(xviii)部分)
[0108] 光学各向异性层/支持体/支持体/硬涂层/中折射率层/高折射率层/低折射率层(图3(xix)部分)
[0109] 光学各向异性层/支持体/硬涂层(图3(xx)部分)
[0110] 光学各向异性层/支持体/低折射率层(图3(xxi)部分)
[0111] 光学各向异性层/支持体/硬涂层/低折射率层(图3(xxii)部分)
[0112] 光学各向异性层/支持体/硬涂层/中折射率层/高折射率层/低折射率层(图3(xxiii)部分)
[0113] 支持体/光学各向异性层/硬涂层(图3(xxiv)部分)
[0114] 支持体/光学各向异性层/低折射率层(图3(xxv)部分)
[0115] 支持体/光学各向异性层/硬涂层/低折射率层(图3(xxvi)部分)
[0116] 支持体/光学各向异性层/硬涂层/中折射率层/高折射率层/低折射率层(图3(xxvii)部分)
[0117] <λ/4板>
[0118] 下面描述可用于本发明的λ/4板,包括λ/4板A和λ/4板B。
[0119] 用于本发明的λ/4板可由自身具有期望的λ/4功能的光学各向异性支持体组成,或者在聚合物膜形成的支持体上具有光学各向异性层。换句话说,在后一情况下,通过在所述支持体上层叠其它层获得期望的λ/4功能。形成所述光学各项异性层的材料没有
特别限制。光学各项异性层由含有液晶化合物的组合物形成,并且可以是具有由液晶化合物分子取向表现的光学各向异性的层,可以是具有由聚合物拉伸膜中大分子取向表达的光学各向异性的层,或者可以具有上述两层。换句话说,光学各向异性层可以由一个或两个或更多个双轴膜组成,或者可以通过组合两个或更多个单轴膜组成,例如组合C板和A板。当然,光学各向异性层可以通过组合一个或多个双轴膜和一个或多个单轴膜组成。
[0120] 本发明中所用的光学各向异性支持体的面内延迟Re(550)为100nm至175nm。所述面内延迟更优选为100nm至165nm,更优选为115nm至155nn。厚度方向的延迟Rth(550)
优选为-400nm至260nm,更优选为-200nm至160nm,更优选为-90nm至90nm。在上述范围
内,可以得到光的波长依赖性或入射角依赖性小并且具有λ/4板功能的光学各向异性支
持体。此外,理想地,分散波长使得在450nm、550nm和630nm中任一波长时,Re为λ/4。换句话说,理想的λ/4板满足Re(450)等于112.5nm,Re(550)等于137.5nm,并且Re(630)等于157.5nm。理想地,在任何波长时,Rth优选为0nm。换句话说,理想的λ/4板Rth(450)等于0nm,Rth(550)等于0nm,并且Rth(630)等于0nm。
[0121] 在用于本发明的λ/4板包括支持体上的光学各向异性层等的方面中,组合支持体和光学各向异性层的总Re和Rth优选满足上述范围。
[0122] 所述液晶显示器I的整个显示侧偏振片保护区的面内延迟Re(550)优选范围与上述范围相同。所述整个显示侧偏振片保护区厚度方向的延迟Rth(550)
[0123] (I)优选为|Rth(550)|≤160nm,
[0124] (II)更优选为|Rth(550)|≤120nm,以及
[0125] (III)更优选为|Rth(550)|≤80nm。
[0126] 如果所述整个显示侧偏振片保护区的Rth(550)满足上述表达式(I),与不包括λ/4板的立体图像识别设备相比,可以提高视角亮度,并且如果满足上述表达式(II),可以增大图2所示的本发明一个方面中视角交叉串扰(包括单偏振片式分时图像显示遮断器
的所述立体图像识别设备)。此外,如果满足上述表达式(III),可以改善显示性能至如此程度:在右斜角地(例如,方位角方向为45度,极角方向为60度)观看液晶显示器和左斜
角地(例如,方位角方向为135度,极角方向为60度)观看液晶显示器的情形下,没有观察到左右不对称。
[0127] 所述整个显示侧偏振片保护区的Re的波长分散在0.80≤Re(450)/Re(550)≤1.21时,优选为0.82≤Re(630)/Re(550)≤1.11,并且在(IV)1.00≤Re(450)/
Re(550)≤1.18时,更优选为(V)0.92≤Re(630)/Re(550)≤1.00。在所述范围内,提供
了立体图像识别设备,在所述立体图像识别设备中视角亮度和视角交叉串扰主要取决于整个显示侧偏振片保护区的Rth,不依赖于整个显示侧偏振片保护区的Re的波长分散。
[0128] 由所述液晶显示器I的显示侧偏振片的吸收轴和所述λ/4板A的慢轴形成的角度优选为30°至60°或者120°至150°,
[0129] 更优选为35°至55°或者125°至145°,并且
[0130] 更优选为40°至50°或者130°至140°。
[0131] 安装在所述分时图像显示遮断器II上的λ/4板B的面内延迟Re(550)优选范围也与上述范围相同,并且,更优选为120nm至150nm。如果Re(550)在所述范围内,很大程度上没有观察到显示性能差异。安装在所述分时图像显示遮断器II上的λ/4板B厚度方向
的延迟Re(550)
[0132] (VI)优选为|Rth(550)|≤100nm,并且
[0133] (VII)更优选为|Rth(550)|≤40nm。
[0134] 如果安装在所述分时图像显示遮断器II上的λ/4板B的Rth(550)满足上述表达式(VI),液晶显示器的屏幕亮度不匀可降低到不可觉察的程度,并且如果Rth(550)满足上述表达式(VII),所述液晶显示器的屏幕亮度不匀可降低至根本观察不到的程度。在所述λ/4板B的最外表面上设有不同表面膜的一个方面中,优选满足包括所述表面膜的上述Rth范围。
[0135] 优选地,安装在所述分时图像显示遮断器II上的λ/4板B的面内延迟Re中波长分散显示所谓逆分散性(backward dispersibility),其中在可见光范围内,波长越长,分散越大,或者显示所谓平分散性(flat dispersibility),其中不管波长多少,分散不变。换句话说,优选波长分散满足Re(450)≤Re(550)≤Re(630)。这是因为,虽然由于所述分时图像显示遮断器II与所述液晶显示器I分离,可通过从包括所述分时图像显示遮断器II
的各角度观看液晶显示器I以获得立体显示,如果所述λ/4板B的Re具有向后波长分散
性或平分散性,当所述分时图像显示遮断器II旋转时,可以降低所述液晶显示器I的显示屏的颜色变化。为了在即使所述分时图像显示遮断器II旋转的情形下也获得颜色变化小
的立体显示,所述λ/4板B的波长分散
[0136] (VIII)优选为Re(450)/Re(550)≤1,和(IX)1≤Re(630)/Re(550),
[0137] (X)更优选为Re(450)/Re(550)≤0.94,和(XI)1.02≤Re(630)/Re(550),以及
[0138] (XII)更优选为Re(450)/Re(550)≤0.89,和(XIII)1.04≤Re(630)/Re(550)。
[0139] 此外,如果所述λ/4板B的波长分散满足上述表达式(X)和(XI),颜色变化可降低至几乎不可觉察的程度,并且如果满足上述表达式(XII)和(XIII),色差(color
shading)可改善至根本也看不到颜色变化的程度。
[0140] 在根据本发明实施方案的立体图像识别设备中,在又一个优选方面中,具有Re逆分散性的λ/4板用作分时图像显示遮断器II的λ/4板B,具有低Rth的λ/4板用作所述液晶显示器I显示侧偏振片保护区的λ/4板A。
[0141] 在相关的技术领域内,在使用两个λ/4板(λ/4膜)的立体图像识别设备中,从前方亮度和色彩可见度的观点来看,使用具有相同种类和特性的两个λ/4板。这是因为,在前方以推荐的方式观看立体图像时,两个λ/4板互相垂直放置,从而消除了Re波长分散性,因此,可以获得正面亮度高且无颜色变化的立体图像。
[0142] 然而,如上所述,理想的λ/4板具有Re(550)=137.5nm,Rth(550)=0nm,NZ=Rth/Re+0.5=0.5。这就是说,Re的理想波长分散是向后分散,Rth的理想波长分散是平分散。通过在液晶显示器I和分时图像显示遮断器II中使用理想的λ/4板,提供了具有良好的视角特性和前方特性的立体图像识别设备。然而,许多情形下,这种λ/4膜难以制造。
这是因为,如果使用光学各向异性支持体制造λ/4板,所述支持体的Re显示逆分散性以接近理想的板,则Nz因子几乎不到0.5,而且,通常,Nz为1或更大值(即,Rth增大)。另一方面,例如,如果使用层产品制造λ/4板,所述层产品具有透明支持体和由含有液晶化合物的组合物制成的光学各向异性层,则Nz因子可以达到0.5,但在一些情形下,Re波长分散性变为顺分散,从而增大了显示屏的颜色变化。
[0143] 通过深入的研究,本发明人发现包含在液晶显示器I的显示侧偏振片保护区中的λ/4板A和分时图像显示遮断器II的λ/4板B具有不同的所需特性。具体地,包含在液晶显示器I的显示侧偏振片保护区的λ/4板A优选具有低Rth,而分时图像显示遮断器II
的λ/4板B优选具有Re逆分散性。如果包含在液晶显示器I的显示侧偏振片保护区的
λ/4板A具有低Rth,则可以改善视角亮度和视角交叉串扰性能。如果分时图像显示遮断
器II的λ/4板B具有Re逆分散性,则颜色变化可以降低到当旋转分时图像显示遮断器II
时,无论包含在液晶显示器I显示侧偏振片保护区的λ/4板A的波长分散性如何,均看不
出来颜色变化的程度。
[0144] 此外,甚至在分时图像显示遮断器II的λ/4板B和液晶显示器I显示侧偏振片保护区的λ/4板A不同的情形下,前方亮度在Re(550)为115nm至155nm的范围基本上不
变化。
[0145] 也就是说,通过使用在分时图像显示遮断器II中具有Re逆分散性的λ/4板,并且通过在液晶显示器I显示侧偏振片保护区中使用具有低Rth的λ/4板A而获得视角亮
度和视角交叉串扰性能的改善,可以消除由于Re波长分散性(平分散和顺分散)造成颜色
变化的缺点。在这种情形下,即使不使用理想的λ/4板,也可以获得与使用理想的λ/4板的情形下相同的立体图像。
[0146] 在一个方面中,λ/4板A和λ/4板B的Re波长分散为平分散或顺分散,λ/4板A和λ/4板B中之一或两者的Re(550)优选低于137.5nm,具体地说,如果为130nm或更
小,颜色变化可降低到当旋转分时图像显示遮断器II时看不出来的程度。另一方面,如果Re(550)过高或过低,3D显示器的亮度降低,且交叉串扰增加。为了使颜色变化降低到当旋转分时图像显示遮断器II时看不出来,但在3D显示器中不降低亮度和增加(劣化)交
叉串扰的程度,Re(550)更优选115nm至130nm。特别地,在一个方面中,包括在液晶显示器I的显示侧偏振片保护区中的λ/4板A从多个方向观察显示Re顺分散性,λ/4板A的
Re(550)优选为115nm至130nm。
[0147] 本发明中所使用的光学各向异性支持体的材料没有特别的限制。可以使用不同聚合物膜,例如,聚酯基聚合物(如纤维素酰化物、聚碳酸酯基聚合物、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚二甲酸乙二醇酯等);丙烯酸聚合物(如聚甲基丙烯酸甲酯等);苯乙烯聚合物(如聚苯乙烯、丙烯腈/苯乙烯共聚物(AS树脂)等)等。此外,选自聚烯烃(如聚乙烯、聚丙烯等)、聚烯烃聚合物(如乙烯丙烯共聚物)、氯化乙烯基聚合物、酰基聚合物(如尼龙、芳香族聚酰胺等)、酰亚胺基聚合物、砜基聚合物、聚醚砜基聚合物、聚醚醚基聚合物、聚苯硫醚基聚合物、偏二氯乙烯基聚合物、乙烯醇基聚合物、乙烯缩丁基聚合物、芳基聚合物、聚化甲烯基聚合物、环氧聚合物,其聚合物混合物等的一种或两种或更多种可作为主要组分生产聚合物膜,所述聚合物膜可用于制备具有满足上述特性的组合的光学膜。
[0148] 在λ/4板是具有聚合物膜(透明支持体)和光学各向异性层的层产品的情形下,所述光学各向异性层包括至少一个由含有液晶化合物的组合物形成的层,优选聚合物膜,或更优选两者。也就是说,优选具有聚合物膜(透明支持体)和光学各向异性层的层产品,所述光学各向异性层由含有液晶化合物的组合物形成。可以使用具有低光学各向异性的聚合物,或者,可以使用经拉伸处理等表现的具有光学各向异性的聚合物。所述支持体可以具有80%或更高的透光率。
[0149] [含有液晶化合物的光学各向异性层]
[0150] 用于形成可以包含在λ/4板中的光学各向异性层的液晶化合物的类型没有特别的限制。例如,可以使用经以下方法获得的光学各向异性层,包括:形成在液晶状态下向列取向(nematic alignment)的低分子量液晶化合物,以及形成通过光交联或热交联进行固定获得的光学各向异性层,或形成在液晶状态下向列取向的高分子量液晶化合物,然后冷却以固定所述取向。此外,在本发明中,即使液晶化合物可以用在光学各向异性层中,光学各向异性层也是通过液晶化合物聚合等固定和形成的,因此,一旦层形成,并不需要显示结晶性。可聚合的液晶化合物可以是多功能可聚合的液晶化合物,也可以是单功能可聚合的液晶化合物。此外,所述液晶化合物可以是盘状液晶化合物,也可以是棒状液晶化合物。
[0151] 在光学各向异性层中,液晶化合物的分子优选在选自垂直取向、平取向、混合取向、倾斜取向的任何一种取向状态下固定。为了产生具有对称视角依赖性的延迟板,盘状液晶化合物的盘平面基本上与膜平面(光学各向异性层平面)垂直,或者,优选地,棒状液晶化合物的纵向方向基本上与膜平面(光学各向异性层平面)水平。基本上垂直的盘状液晶化合物由膜平面(光学各向异性层平面)与盘状液晶化合物的盘平面之间的角度限定,所
述角度的范围为70°至90°。所述角度优选80°至90°,更优选85°至90°。基本上水平
的棒状液晶化合物由膜平面(光学各向异性层平面)与棒状液晶化合物指向矢(director)
之间的角度限定,所述角度的范围为0°至20°。所述角度优选0°至10°,更优选0°至
5°。
[0152] 在液晶化合物分子混合取向以制备具有对称视角依赖性的光学补偿膜的情形下,所述液晶化合物的平均倾角优选5°至85°,更优选10°至80°,更优选15°至75°。
[0153] 在λ/4板包括含有液晶化合物的光学各向异性层的情形下,所述光学各向异性层可以由单层形成,或者为两个或更多个光学各向异性层的层产品。
[0154] 光学各向异性层可以通过在支持体上涂布棒状液晶化合物、盘状液晶化合物等而形成,并且,如果有必要,涂布含有以下聚合引发剂、空气界面取向材料及其他添加剂的组合物。优选地,在支持体上形成取向膜,然后将液晶组合物涂布到取向表面上。
[0155] [盘状液晶化合物]
[0156] 本发明中,优选使用盘状液晶化合物,从而形成包含在光学膜中的光学各向异性层。所述盘状液晶化合物在多种出版物中进行了描述(C.Destrade等人,Mol.Crysr.
Liq.Cryst.,Vol.71,第111页(1981);Chemical Society of Japan,Quarterly Journal of General Chemistry,No.22,Chemistry of Liquid Crystals,Chap.5,Chap.10,
Sec.2(1994);B.Kohne等人,Angew.Chem.Soc.Chem.Comm.,第1794页(1985);和J.Zhang等人,J.Am.Chem.Soc.,Vol.116,第2655页(1994))。JP-A-8-27284中描述了盘状液晶化合物的聚合。
[0157] 盘状液晶化合物优选含有可聚合基团,以使其通过聚合固定。例如,可以考虑具有作为取代基键联到盘状液晶化合物的盘状核心上的可聚合基团的结构,但当可聚合基团直接键联到盘状核上时,在聚合反应中难以维持所述取向状态。因此,优选在盘状核心与可聚合基团之间具有连接基团的结构。即,具有可聚合基团的盘状液晶化合物优选由下式表示的化合物。
[0158] D(-L-P)n
[0159] 其中,D是盘状核心,L是二价连接基团,P是可聚合基团,n是1到12的整数。式中的盘状核心(D)、二价连接基团(L)和可聚合基团(P)的优选具体实例分别在
JP-A-2001-4837的(D1)至(D15),(L1)至(L25)和(P1)至(P18)中公开,可以优选使用
出版物中的公开内容。此外,液晶化合物的盘状向列液晶相-固相的转变温度优选30℃至
300℃,更优选30℃至170℃。
[0160] 由下式(I)或(DI)表示的盘状液晶化合物具有面内延迟的低波长分散性,且可以表示高的面内延迟,并且即使不使用特定的取向膜或添加剂,可以实现与高平均倾斜角具有优异一致性的垂直取向。因此,所述盘状液晶化合物优选用来形成光学各向异性层。还含有液晶化合物的涂布液具有提供低粘度、良好涂布性能的倾向,因此是优选的。
[0161] (1)-1式(I)表示的盘状液晶化合物
[0162] 式(I):
[0163]
[0164] 式中,Y11、Y12和Y13各自独立地表示可被取代的次甲基(methine)或氮原子
[0165] 在Y11、Y12和Y13各自为次甲基的情形下,次甲基的氢原子可以由取代基取代。可以引入到次甲基的取代基的优选实例包括烷基、烷氧基、芳氧基、酰基,烷氧羰基、酰氧基、酰氨基、烷氧基羰基氨基(alkoxycarbonylamino)、烷硫基、芳硫基、卤素原子和氰基。这些取代基中,更优选烷基、烷氧基、烷氧羰基、酰氧基、卤素原子和氰基;更优选具有1至12个碳原子的烷基、具有1至12个碳原子的烷氧基、具有2至12个碳原子的烷氧羰基、具有2至12个碳原子的酰氧基、卤素原子和氰基。
[0166] 从化合物容易合成和成本方面来说,优选地,Y11、Y12和Y13均为次甲基,更优选地,均为未被取代的次甲基。
[0167] L1、L2和L3各自独立地表示单键或二价连接基团。
[0168] 在L1、L2和L3均为二价连接基团的情形下,所述连接基团优选地选7 7
自-O-、-S-、-C(=O)-、-NR-、-CH=CH-、-C≡C-、二价环状基团及其组合。R为具有1
至7个碳原子的烷基或氢原子,优选具有1至4个碳原子的烷基或氢原子,更优选甲基、乙基或氢原子,最优选氢原子。
[0169] L1、L2和L3的二价环状基团是具有至少一种环状结构(在下文中有时可以称为环状基团)的二价连接基团。所述环状基团优选为五元、六元或七元基团,更优选五元或六元基团,更优选六元基团。环状基团的环可以是缩合环。然而,单环状环(monocyclic ring)优于缩合环。环状环中的环可以是芳环、脂肪族环和杂环中的任何一个。芳环的优选实例是苯环和萘环。脂肪族环的优选实例包括环己烷环。杂环的优选实例包括吡啶环和嘧啶环。环状基团更优选芳环或杂环。此外,本发明中的二价环状基团更优选仅包括环状结构(只要其包括取代基)的二价连接基团(在下文中适用)。
[0170] 在L1、L2和L3表示的二价环状基团中,含苯环的环状基团优选1,4-亚苯基。含萘环的环状基团优选萘-1,5-二基或萘-2,6-二基。含环己烷环的环状基团优选1,4-亚环己基-二基。含吡啶环的环状基团优选吡啶-2,5-二基。含嘧啶环的环状基团优选嘧啶-2,5-二基。
[0171] 由L1、L2和L3表示的二价环状基团可以具有取代基。取代基的实例为卤素原子(优选氟原子或氯原子)、氰基、硝基、具有1至16个碳原子的烷基、具有2至16个碳原子
的烯基、具有2至16个碳原子的炔基、卤素原子取代的具有1至16个碳原子的烷基、具有
1至16个碳原子的烷氧基、具有2至16个碳原子的酰基、具有1至16个碳原子的烷硫基、
具有2至16个碳原子的酰氧基、具有2至16个碳原子的烷氧羰基、氨基甲酰基、烷基取代
的具有2至16个碳原子的氨基甲酰基和具有2至16个碳原子的酰氨基。
[0172] L1、L2和L3优选为单键、*-O-CO-、*-CO-O-、*-CH=CH-、*-C≡C-、*-二价环状基团-、* * * *-O-CO-二价环状基团-、-CO-O-二价环状基团-、-CH=CH-二价环状基团-、-C≡C-二
* * *
价环状基团-、-二价环状基团-O-CO-、-二价环状基团-CO-O-、-二价环状基团-CH=
* 1 2 3 * *
CH-、或 -二价环状基团-C≡C-。特别优选地,L、L和L 为单键、-CH=CH-、-C≡C-、
* *
-CH=CH-二价环状基团-、或 -C≡C-二价环状基团-,最优选为单键。此处,*表示基团
11 12 13
连接到含有Y 、Y 、和Y 的式(I)中的六元环的位置
[0173] 式(I)中,H1、H2、和H3各自独立地表示下式(I-A)或(I-B)的基团。
[0174] 式(I-A)
[0175]
[0176] 式(IA)中,YA1和YA2各自独立地表示次甲基或氮原子。
[0177] XA表示氧原子、硫原子、亚甲基或亚胺基;
[0178] *表示式(I)连接到L1至L3的任何一个的位置;且
[0179] **表示式(I)连接到R1到R3的任何一个的位置。
[0180] 式(I-B)
[0181]1 2
[0182] 式(I-B)中,YB和YB 各自独立地表示次甲基或氮原子;
[0183] XB表示氧原子、硫原子、亚甲基或亚胺基;1 3
[0184] *表示式(I)连接到L至L 的任何一个的位置;且1 3
[0185] **表示式(I)连接到R到R 的任何一个的位置。1 2 3
[0186] 式(I)中,R、R和R 各自独立地表示下式(I-R)。
[0187] 式(I-R)21 2 22 23 1
[0188] *-(-L -Q)n1-L -L -Q1 2 3
[0189] 式(I-R)中,*表示该式连接到式(I)中H、H或H 的位置。21 21
[0190] L 表示单键或二价连接基团。在L 是二价连接基团的情形下,优选地是选7
自-O-、-S-、-C(=O)-、-NR-、-CH=CH-、-C≡C-及其组合的二价连接基团。
7
[0191] R是具有1至7个碳原子的烷基或氢原子,优选具有1至4个碳原子的烷基或氢原子,更优选甲基、乙基或氢原子,最优选氢原子。
21 *** *** *** ***
[0192] L 优选单键、 -O-CO-、 -CO-O-、 -CH=CH-和 -C≡C-(其中,***表示式(DI-R)中*侧)中的至少一个,更优选单键。
2
[0193] Q表示具有至少有一个环状结构的二价基团(环状基团)。环状结构优选为五元环、六元环或七元环,更优选五元环或六元环,更优选六元环。环状结构可以是缩合环。然而,单环状环优于缩合环。此外,环状环中的环可以是芳环、脂肪族环和杂环中的任何一种。
芳环的优选实例包括苯环、萘环、蒽环和菲环。脂肪族环的优选实例包括环己烷环。杂环的优选实例包括吡啶环和嘧啶环。
[0194] 在上述Q2中,含苯环的基团优选1,4-亚苯基。含萘环的基团优选萘-1,4-二基、萘-1,5-二基、萘-1,6-二基、萘-2,5-二基、萘-2,6-二基和萘-2,7-二基。含环己烷环的基团优选1,4-亚环己基。含吡啶环的基团优选吡啶-2,5-二基。含嘧啶环的基团优选2
嘧啶-2,5-二基。在这些当中,Q尤其优选1,4-亚苯基、萘-2,6-二基或1,4-亚环己基。
[0195] Q2可以具有取代基。取代基的实例是卤素原子(氟原子、氯原子、溴原子或碘原子)、氰基、硝基、具有1至16个碳原子的烷基、具有2至16个碳原子的烯基、具有2至16个碳原子的炔基、卤素原子取代的具有1至16个碳原子的烷基、具有1至16个碳原子的烷
氧基、具有2到至6个碳原子的酰基、具有1至16个碳原子的烷硫基、具有2至16个碳原
子的酰氧基、具有2至16个碳原子的烷氧羰基、氨基甲酰基、烷基取代的具有2至16个碳
原子的氨基甲酰基和具有2至16个碳原子的酰胺基。取代基的优选实例包括卤素原子、氰基、具有1至6个碳原子的烷基、卤素原子取代的具有1至6个碳原子的烷基;更优选的实
例包括卤素原子、具有1至4个碳原子的烷基和卤素原子取代的具有1至4个碳原子的烷
基;更优选的实例包括卤素原子、具有1至3个碳原子的烷基和三氟甲基。
[0196] n1表示从0到4的整数。n1优选从1至3的整数,更优选1或2。
[0197] L22表示 **-O-、**-O-CO-、**-CO-O-、**-O-CO-O-、**-S-、**-NH-、**-SO2-、**-CH2-、**-CH** 2=CH-或 -C≡C-,其中**表示连接到Q侧的位置。
[0198] 优选地,L22表示 **-O-、**-O-CO-、**-CO-O-、**-O-CO-O-、**-CH2-、**-CH=CH-或** ** ** ** **-C≡C-,更优选 -O-、-O-CO-、-O-CO-O-或 -CH2-。当L22是含有氢原子的基团时,氢
原子可以被取代基取代。取代基的优选实例包括卤素原子、氰基、硝基、具有1至6个碳原子的烷基、卤素原子取代的具有1至6个碳原子的烷基、具有1至6个碳原子的烷氧基、具
有2至6个碳原子的酰基、具有1至6个碳原子的烷硫基、具有2至6个碳原子的酰氧基、
具有2至6个碳原子的烷氧羰基、氨基甲酰基、烷基取代的具有2至6个碳原子的氨基甲酰
基和具有2至6个碳原子的酰胺基,更优选的实例包括卤素原子和具有1至6个碳原子的
烷基。
[0199] L23表示二价连接基团,选自-O-、-S-、-C(=O)-、-SO2-、-NH-、-CH2-、-CH=CH-、-C≡C-及其组合。此处,-NH-、-CH2-或-CH=CH-中的氢原子可以被取代基取代。取代基的优选实例包括卤素原子、氰基、硝基、具有1至6个碳原子的烷基、卤素原子取代的具有1到6个碳原子的烷基、具有1至6个碳原子的烷氧基、具有2至6个碳原子的酰基、
具有1至6个碳原子的烷硫基、具有2至6个碳原子的酰氧基,具有2至6个碳原子的烷氧
羰基、氨基甲酰基、烷基取代的具有2至6个碳原子的氨基甲酰基和具有2至6个碳原子的
酰胺基,更优选的实例包括卤素原子和具有1至6个碳原子的烷基。通过这种取代基的取
代,可以改善用于从本发明的液晶化合物制备液晶组合物所使用的溶剂溶解度
[0200] 优选地,L23选自-O-、-C(=O)-、-CH2-、-CH=CH-、-C≡C-及其组合。L23优选23
具有1至20个碳原子,更优选2至14个碳原子。此外,L 更优选具有1至16个-CH2-,更
优选2至12个-CH2-。
[0201] Q1表示可聚合基团或氢原子。在本发明的液晶化合物用于光学膜等中的情形下,1
要求所述光学膜等的延迟不因受热而改变,例如光学补偿膜,Q优选可聚合基团。聚合反应优选加成聚合(包括开环聚合)或缩聚反应。换言之,可聚合基团优选为能够进行加成聚
合或缩聚反应的官能团。下面显示可聚合基团的实例。
[0202]
[0203] 此外,可聚合基团特别优选能够进行加成聚合反应的官能团。这种可聚合基团优选可聚合烯属不饱和基团或开环可聚合基团。
[0204] 可聚合烯属不饱和基团的实例包括下式(M-1)至(M-6)的基团。
[0205]
[0206] 式(M-3)和(M-4)中,R表示氢原子或烷基,优选氢原子或甲基。
[0207] 在式(M-1)至式(M-6)中,优选式(M-1)和(M-2),更优选式(M-1)。
[0208] 开环可聚合基团优选环醚基团,更优选环氧基团或氧杂环丁基(oxetanyl)。
[0209] 在式(I)的化合物中,更优选下式(I’)的化合物。
[0210] 式(I’)
[0211]11 12 13
[0212] 式(I’)中,Y 、Y 和Y 各自独立地表示次甲基或氮原子,优选次甲基,更优选未被取代的次甲基。11 12 13
[0213] R 、R 和R 各自独立地表示下式(I’-A)、下式(I’-B)或下式(I’-C)的基团。在降低固有的双折射波长分散性的情形下,优选式(I’-A)或式(I’-C)的基团,更优选
11 12 13 11 12 13
(I’-A)的基团。优选地,R 、R 和R 满足R =R =R 。
[0214] 式(I’-A)
[0215]
[0216] 式(I’-A)中,A11、A12、A13、A14、A15和A16各自独立地表示次甲基或氮原子。
[0217] 优选地,A11和A12至少有一个是氮原子,更优选地,它们都是氮原子。
[0218] 优选地,A13、A14、A15和A16至少有三个是次甲基,更优选地,它们均是次甲基,所述次甲基优选为未被取代的次甲基。
[0219] 在A11、A12、A13、A14、A15或A16是次甲基的情形下,取代基的实例包括卤素原子(氟原子、氯原子、溴原子或碘原子)、氰基、硝基、具有1至16个碳原子的烷基、具有2至16个碳原子的烯基、具有2至16个碳原子的炔基、卤素原子取代的具有1至16个碳原子的烷基,具有1至16个碳原子的烷氧基、具有2至16个碳原子的酰基、具有1至16个碳原子的烷
硫基、具有2至16个碳原子的酰氧基、具有2至16个碳原子的烷氧羰基、氨基甲酰基、烷基取代的具有2至16个碳原子的氨基甲酰基、以及具有2至16个碳原子的酰胺基。
[0220] 其中,优选卤素原子、氰基、具有1至6个碳原子的烷基和卤素原子取代的具有1至6个碳原子的烷基;更优选卤素原子、具有1至4个碳原子的烷基、具有1至4个碳原子的烷基取代的氨基甲酰基;而且,更优选卤素原子、具有1至3个碳原子的烷基和三氟甲基。
[0221] X1表示氧原子、硫原子、亚甲基或亚胺基,优选氧原子。
[0222] 式(I’-B)
[0223]
[0224] 式(I’-B)中,A21、A22、A23、A24、A25和A26各自独立地表示次甲基或氮原子。
[0225] 优选地,A21和A22至少有一个是氮原子,更优选地,它们均是氮原子。
[0226] 优选地,A23、A24、A25和A26至少有三个是次甲基,更优选地,它们均是次甲基。
[0227] 在A21、A22、A23、A24、A25或A26是次甲基的情形下,取代基的实例包括卤素原子(氟原子、氯原子、溴原子或碘原子)、氰基、硝基、具有1至16个碳原子的烷基、具有2至16个碳原子的烯基,具有2至16个碳原子的炔基、卤素原子取代的具有1至16个碳原子的烷基、具有1至16个碳原子的烷氧基、具有2至16个碳原子的酰基、具有1至16个碳原子的烷
硫基、具有2至16个碳原子的酰氧基、具有2至16个碳原子的烷氧羰基、氨基甲酰基、烷基取代的具有2至16个碳原子的氨基甲酰基和具有2至16个碳原子的酰氨基。
[0228] 其中,优选卤素原子、氰基、具有1至6个碳原子的烷基和卤素原子取代的具有1至6个碳原子的烷基;更优选卤素原子、具有1至4个碳原子的烷基、烷基取代的具有1至4个碳原子的氨基甲酰基;而且,更优选卤素原子、具有1至3个碳原子的烷基和三氟甲基。
[0229] X2表示氧原子、硫原子、亚甲基或亚胺基,优选氧原子。
[0230] 式(I’-C)
[0231]
[0232] 式(I’-C)中,A31、A32、A33、A34、A35和A36各自独立地表示次甲基或氮原子。
[0233] 优选地,A31和A32至少有一个是氮原子,更优选地,它们均是氮原子。
[0234] 优选地,A33、A34、A35和A36至少有三个是次甲基,更优选地,它们均是次甲基。
[0235] 在A31、A32、A33、A34、A35或A36是次甲基的情形下,次甲基可以具有取代基。取代基的实例包括卤素原子(氟原子、氯原子、溴原子或碘原子)、氰基、硝基、具有1至16个碳原子的烷基、具有2至16个碳原子的烯基,具有2至16个碳原子的炔基、卤素原子取代的具有1至16个碳原子的烷基、具有1至16个碳原子的烷氧基、具有2至16个碳原子的酰基、
具有1至16个碳原子的烷硫基、具有2至16个碳原子的酰氧基,具有2至16个碳原子的
烷氧羰基、氨基甲酰基、烷基取代的具有2至16个碳原子的氨基甲酰基和具有2至16个碳
原子的酰氨基。
[0236] 其中,优选卤素原子、氰基、具有1至6个碳原子的烷基和卤素原子取代的具有1至6个碳原子的烷基;更优选卤素原子、具有1至4个碳原子的烷基、烷基取代的具有1至4个碳原子的氨基甲酰基;而且,更优选卤素原子、具有1至3个碳原子的烷基和三氟甲基。
[0237] X3表示氧原子、硫原子、亚甲基或亚胺基,优选氧原子。
[0238] 式(I’-A)中的L11、式(I’-B)中的L21和式(I’-C)中的L31各自独立地表示-O-、-C(=O)-、-O-CO-、-CO-O-、-O-CO-O-、-S-、-NH-、-SO2-、-CH2-、-CH=CH-或-C≡C-,优选-O-、-C(=O)-、-O-CO-、-CO-O-、-O-CO-O-、-CH2-、-CH=CH-或-C≡C-,更优选-O-、-O-CO-、-CO-O-、-O-CO-O-或-C≡C-。特别地,式(I’-A)中,从其可以预期具有低固有双折
11
射波长分散性的L 优选-O-、-CO-O-或-C≡C-,在这些当中优选-CO-O-,因为它使盘状向列相在更高的温度下形成。当上述基团是含有氢原子的基团时,氢原子可以被取代基取代。
取代基的优选实例包括卤素原子、氰基、硝基、具有1至6个碳原子的烷基、卤素原子取代的具有1至6个碳原子的烷基、具有1至6个碳原子的烷氧基、具有2至6个碳原子的酰基、
具有1至6个碳原子的烷硫基、具有2至6个碳原子的酰氧基、具有2至6个碳原子的烷氧
羰基、氨基甲酰基、烷基取代的具有2至6个碳原子的氨基甲酰基、具有2至6个碳原子的
酰氨基和卤素原子,优选具有1至6个碳原子的烷基。
[0239] 式(I’-A)中的L12、式(I’-B)中的L22和式(I’-C)中的L32各自独立地表示选自-O-、-S-、-C(=O)-、-SO2-、-NH-、-CH2-、-CH=CH-、-C≡C-及其组合的二价连接基团。
此处,-NH-、-CH2-或-CH=CH-中的氢原子可以被取代基取代。取代基的优选实例包括卤素原子、氰基、硝基、羟基、羧基、具有1至6个碳原子的烷基、卤素原子取代的具有1到6个碳原子的烷基、具有1至6个碳原子的烷氧基、具有2至6个碳原子的酰基、具有1至6个
碳原子的烷硫基、具有2至6个碳原子的酰氧基、具有2至6个碳原子的烷氧羰基、氨基甲
酰基、烷基取代的有2至6个碳原子的氨基甲酰基和具有2至6个碳原子的酰氨基,更优选
卤素原子、羟基和具有1至6个碳原子的烷基,特别优选卤素原子、甲基和乙基。
[0240] L12、L22和L32各自独立地选自-O-、-C(=O)-、-CH2-、-CH=CH-、-C≡C-及其组合。
[0241] L12、L22和L32各自独立地具有1至20个碳原子,更优选2至14个碳原子。其优选具有2至14个碳原子,更优选1至16个-CH2-基,更优选2至12个-CH2-基。
[0242] 构成L12、L22或L32的碳原子数影响液晶的相变温度和该化合物在溶剂中的溶解度。一般来说,较大的碳原子数倾向于降低从盘状向列相(ND相)到各向同性液体的转变温度。此外,随着碳原子数的增大,在溶剂中的溶解度倾向于增大。
[0243] 式(I’-A)中的Q11、式(I’-B)中的Q21和式(I’-C)中的Q31各自独立地表示可聚11 21 31
合基团或氢原子。此外,Q 、Q 和Q 优选可聚合基团。聚合反应优选加成聚合(包括开
环聚合)或缩聚反应。换言之,可聚合基团优选是能够进行加成聚合或缩聚反应的官能团。
可聚合基团的实例如上所述,其优选实例也如上所述。
[0244] 在下文中,由式(I)表示的化合物的具体实例包括JP-A-2009-97002的[0038]至
[0069]中描述的化合物,但本发明并不限于下列化合物。
[0245]
[0246]
[0247]
[0248]
[0249]
[0250]
[0251]
[0252]
[0253]
[0254]
[0255]
[0256]
[0257]
[0258]
[0259]
[0260]
[0261]
[0262] 对于三亚苯化合物,具有低波长分散的盘状液晶化合物的实例包括JP-A-2007-108732的[0062]至[0067]段中描述的化合物等,但本发明并不限于此。
[0263] [棒状液晶化合物]
[0264] 在本发明中,优选使用棒状液晶化合物形成在λ/4板中包括的光学各向异性层。作为棒状液晶化合物,优选使用甲亚胺(azomethines)、氧化偶氮类(azoxys)、氰基联苯、氰基苯酯类、苯甲酸酯类、环己烷羧酸苯酯类、氰基苯基环己烷、氰基取代的苯基嘧啶、烷氧基取代的苯基嘧啶、苯基二噁烷、二苯乙炔(tolanes)和烯基环己基苯基氰(alkenyl cyclohexylbenzonitriles)。不仅可以使用这些低分子量液晶化合物,也可以使用高分
子量液晶化合物。更优选地,通过棒状液晶化合物的聚合而固定其取向。优选使用具有
可以用活性光或电子射线、热等进行聚合或交联反应的局部结构的液晶化合物。这样的
局部结构的数量优选1至6个,更优选1至3个。作为可聚合棒状液晶化合物,可以使
用Makromol.Chem.,Vol.190,第2255页(1989)、Advanced Materials,Vol.5,第107页(1993)、美国专利4683327、5622648和5770107、WO95/22586、WO95/24455、WO97/00600、WO98/23580、WO98/52905、JP-A-1-272551、JP-A-6-16616、JP-A-7-110469、JP-A-11-80081、JP-A-2001-328973等中公开的化合物。
[0265] [垂直取向促进剂]
[0266] 为了在形成光学各向异性层时,垂直地均匀取向液晶化合物,必须在取向膜界面侧和空气界面侧垂直控制液晶化合物的取向。为此,优选使用组合物来形成光学各向异性层,所述组合物既含有所述液晶化合物,又含有具有通过排斥体积效应、静电效应或表面能效应垂直取向取向膜中所述液晶化合物的作用的化合物。此外,对于调节空气界面侧的取向,优选使用组合物来形成光学各向异性层,所述组合物含有液晶化合物以及具有在排列液晶化合物时,通过排斥体积效应、静电效应或表面能效应垂直取向液晶化合物的作用的化合物。对于促进在这些取向膜的界面侧垂直取向液晶化合物分子的化合物(取向膜界面侧垂直取向材料),可以优选使用吡啶衍生物。对于促进在这些取向膜的界面侧垂直取向液晶化合物分子的化合物(空气界面侧垂直取向材料),优选使用促进含有至少一个或
多个亲水基团的化合物不均匀分布的化合物及其盐,所述亲水基团选自氟代脂肪基、羧基(-COOH)、磺基(-SO3H)、膦酰氧基(phosphonoxy,-OP(=O)(OH)2)。此外,通过组合这些化合物,例如,当液晶化合物作为涂布液制备时,改善了涂布液的涂布性能,从而抑制了不均匀和鱼眼效果的产生。下文将详细描述所述垂直取向材料。
[0267] [取向膜界面侧垂直取向材料]
[0268] 对于可用于本发明的取向膜界面侧垂直取向材料,优选使用由下式(II)表示的吡啶衍生物(吡啶盐)。通过向液晶组合物中添加至少一种吡啶衍生物,可以使盘状液晶化合物的分子在取向膜附近、基本上垂直方向上排列。
[0269] 式(II)
[0270]23 24
[0271] L 和L 分别表示二价连接基团。23
[0272] L 优选单键、-O-、-O-CO-、-CO-O-、-C≡C-、-CH=CH-、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-C-AL-O-、-O-AL-O-CO-、-O-AL-CO-O-、-CO-O-AL-O-、-CO-O-AL-O-CO-、-CO-O-AL-CO-O-、-O-CO-AL-O-、-O-CO-AL-O-CO-或-O-CO-AL-CO-O-,AL是具有1至10个碳原子的亚烷基。23
L 优选单键、-O-、-O-AL-O-、-O-AL-O-CO-、-O-AL-CO-O-、-CO-O-AL-O-、-CO-O-AL-O-CO-、-CO-O-AL-CO-O-、-O-CO-AL-O-、-O-CO-AL-O-CO-或-O-CO-AL-CO-O-,更优选单键或-O-,最优选-O-。
24
[0273] L 优 选 单 键、-O-、-O-CO-、-CO-O-、-C≡ C-、-CH= CH-、-CH= N-、-N=24
CH-或-N=N-,更优选-O-CO-或-CO-O-。当m为2或更大值时,更优选地,多个L 交替
为-O-CO-和-CO-O-。
22
[0274] R 是氢原子、未被取代的氨基或具有1至25个碳原子的被取代的氨基。22
[0275] 在R 是二烷基取代的氨基时,两个烷基可以相互连接形成含氮杂环。此时,所形22
成的含氮杂环优选为五元环或六元环。R 更优选氢原子、未被取代的氨基或具有2至12个碳原子的二烷基取代的氨基,更优选氢原子、未被取代的氨基或具有2至8个碳原子的二烷
22
基取代的氨基。当R 是未被取代的氨基或取代的氨基时,吡啶环优选在其4位取代。
[0276] X是阴离子。
[0277] X优选单价阴离子。阴离子的实例包括卤素阴离子(如氟离子、氯离子、溴离子、碘离子等)、磺酸根离子(如甲基磺酸根离子、三氟甲基磺酸根离子、甲基硫酸根离子、甲苯磺酸根离子、对氯苯磺酸根离子、1,3-苯二磺酸根离子、1,5-萘二磺酸根离子、2,6-萘二磺酸根离子等)、硫酸根离子、碳酸根离子、硝酸根离子、硫氰酸根离子、高氯酸根离子、四氟酸根离子、苦味酸根离子、乙酸根离子、甲酸根离子、三氟乙酸根离子、磷酸根离子(如六氟磷酸根离子)、氢氧离子等。X优选卤素阴离子、磺酸根离子或氢氧离子。
[0278] Y22和Y23各自独立地为包括五元环或六元环作为局部结构的二价连接基团。
[0279] 所述五元环或六元环可以具有取代基。优选地,至少Y22和Y23中的一个是包括五22
元环或六元环作为局部结构的二价连接基团,所述二价连接基团具有取代基。优选地,Y 和
23
Y 是各自独立地包括六元环作为局部结构的二价连接基团。六元环的实例包括脂肪族环、芳环(苯环)和杂环。六元脂肪族环的实例包括环己烷环、环己烯环和环己二烯环。六元
杂环的实例包括吡喃环、二噁烷环、二噻烷环、thiine环、吡啶环、哌啶环、噁嗪环、吗啉环、噻嗪环、哒嗪环、嘧啶环、吡嗪环、哌嗪环和三嗪环。所述六元环可以与其他六元环或五元环缩合。
[0280] 所述取代基的实例包括卤素原子、氰基、具有1至12个碳原子的烷基和具有1至12个碳原子的烷氧基。烷基和烷氧基可以用具有2至12个碳原子的酰基或具有2至12个
碳原子的酰氧基取代。所述取代基优选为具有1至12个(更优选1至6个,更优选1至3
22 23
个)碳原子的烷基。可以包括两个或更多个取代基,例如,在Y 和Y 是亚苯基的情形下,它们可以用1至4个具有1至12个(更优选1至6个,更优选1至3个)烷基的烷基取代。
[0281] 此外,m为1或2,优选2。当m为2时,多个Y23和L24可以彼此相同或不同。
[0282] Z21是一价基团,选自卤素取代的苯基、硝基取代的苯基、氰基取代的苯基、被具有1至25个碳原子的烷基取代的苯基、被具有1至25个碳原子的烷氧基取代的苯基、具有1
至25个碳原子的烷基、具有2至25个碳原子的炔基、具有1至25个碳原子的烷氧基、具有
1至25个碳原子的烷氧羰基、具有7至26个碳原子的芳氧基羰基(aryloxycarbonyl)和具
有7至26个碳原子的芳基羰基。
[0283] 在m是2的情形下,Z21优选氰基、具有1至25个碳原子的烷基或具有1至25个碳原子的烷氧基,更优选具有4至20个碳原子的烷氧基。
[0284] 在m是1的情形下,Z21优选具有7至25个碳原子的烷基、具有7至25个碳原子的烷氧基、被具有7至25个碳原子的酰基取代的烷基、被具有7至25个碳原子的酰基取代
的烷氧基、被具有7至12个碳原子的酰氧基取代的烷基,或用具有7至25个碳原子的酰氧
基取代的烷氧基。
[0285] -CO-R表示所述酰基,-O-CO-R表示酰氧基,R表示脂肪基(烷基、取代的烷基、烯基、取代的烯基、炔基或取代的炔基),或芳族基团(芳基或取代的芳基)。R优选脂肪基,更优选烷基或烯基。
[0286] p是1至10的整数,特别优选1或2。CpH2p表示链状亚烷基,其可以具有支化结构。CpH2p优选线性亚烷基(-(CH2)p-)。
[0287] 在由上式(II)表示的化合物中,优选式(II’)表示的化合物。
[0288] 式(II’)
[0289]
[0290] 式(II’)中,与式(II)中相同的符号具有相同的定义,其优选范围也相同。L25与24 24 25 24
L 具有相同的定义,其优选范围也相同。优选地,L 和L 为-O-CO-或-CO-O-,还优选L
25
是-O-CO-且L 是-CO-O-。
[0291] R23、R24和R25各自为具有1至12个(更优选1至6个,更优选1至3)碳原子的烷基。n23表示0至4,n24表示1至4,n25表示0至4。优选地,n23和n25是0,且n24是1至
4(更优选1至3)。
[0292] 由式(II)表示的化合物的具体实例包括JP-A-2006-113500的[0058]至[0061]中描述的化合物。
[0293] 此外,由式(II)表示的化合物的具体实例包括下列化合物,只要去掉下式中的离-子(X)。
[0294]
[0295]
[0296] 由式(II’)表示的化合物的具体实例包括下列化合物,只要去掉下式中的离子(X-)。
[0297]
[0298]
[0299]
[0300]
[0301] 式(II)的吡啶衍生物,通常可以通过吡啶环的烷基化(Menschutkin反应)而得到。
[0302] 在形成光学各向异性层的组合物中,吡啶衍生物的含量的优选范围根据其用途而不同,但其在组合物(在其作为涂布液生产时,不含溶剂的液晶组合物)中的含量优选为0.005质量%至8质量%,更优选0.01质量%至5质量%。
[0303] [空气界面侧垂直取向材料]
[0304] 对于本发明中的空气界面侧垂直取向材料,优选使用氟基聚合物(II)或由式(III)表示的含氟化合物。
[0305] 所述氟基聚合物是包括由含氟代脂肪基的单体衍生的重复单元和由下式(II)表示的重复单元的共聚物。
[0306]
[0307] 式中,R1、R2和R3各自独立地表示氢原子或取代基;L表示选自以下连接基团组的二价连接基团,或由选自以下连接基团组的两种或更多种组合形成的二价连接基团。
[0308] (连接基团组)
[0309] 单键、-O-、-CO-、-NR4-(其中,R4表示氢原子、烷基、芳基或芳烷基)、-S-、5 5
SO2-、-P(=O)(OR)-(其中,R表示烷基、芳基或芳烷基)、亚烷基和亚芳基;
[0310] Q表示羧基(-COOH)或其盐、磺基(-SO3H)或其盐,或膦酰氧基{-OP(=O)(OH)2}或其盐。
[0311] 由下式(III)表示的含氟化合物。
[0312] 式(III)
[0313] (R0)m-L0-(W)n
[0314] 式中,R0表示烷基、末端具有CF3基团的烷基,或末端具有CF2H基团的烷基,m表示0
1或更大的整数。多个R可以彼此相同或不同,但其中至少有一个表示末端具有CF3基团或
0
CF2H基团的烷基。L表示(m+n)价的连接基团,W表示羧基(-COOH)或其盐,磺基(-SO3H)
或其盐,或膦酰氧基{-OP(=O)(OH)2}或其盐,n表示1或更大的整数。
[0315] 首先说明氟基聚合物。
[0316] 可以用于本发明的氟基聚合物的特征在于,其含有氟代脂肪基和至少一个或多个亲水基团,所述亲水基团选自羧基(-COOH)、磺基(-SO3H)、膦酰氧基{-OP(=O)(OH)2}及其盐。Revision of The Chemistry of Polymer Synthesis(Otsu,T,Kagaku Dojin出版,1-4页,1968年)中描述的聚合物的实例包括聚烯烃、聚酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚氨酯、聚碳酸酯、聚砜、聚碳酸酯、聚醚、聚缩醛、聚酮、聚苯氧化物、聚苯硫化物、聚芳酯、PTFE、聚偏氟乙烯、纤维素衍生物等。所述氟基聚合物优选聚烯烃。
[0317] 所述氟基聚合物是侧链具有氟代脂肪基的聚合物。氟基聚合物优选具有1至12个碳原子,更优选6至10个碳原子。脂肪基可以为链状或环状。当脂肪基为链状时,它可以是直链或支链的。其中,优选具有6至10个碳原子的直链氟代脂肪基。氟原子的取代度没有特别限制,但优选脂肪基中的50%或更多的氢原子被氟原子取代,进一步优选60%或更高的取代度。与聚合物主链键联的侧链中含有氟代脂肪基,其通过酯键、酰胺键、酰亚胺键、氨基甲酸乙酯键、脲键、醚键、硫醚键、芳环等引入。氟代脂肪基中的一个源自氟代脂肪族化合物,所述氟代脂肪族化合物通过调聚反应法(也称为调聚物法)或低聚法(也称为
低聚物法)制备。参考文献中描述了氟代脂肪族化合物的制备方法,例如,Synthesis and Function of Fluorine Compounds(Nobuo Ishikawa,CMC出版,1987年)的第117-118
页, 或 Hudlicky,M.& Pavlath,A.E.,Chemistry of Organic Fluorine Compounds II(Monograph 187,Milos Hudlicky和Attila E.Pavlath编辑,美国化学学会,1995年)的第747-752页。在调聚法的过程中,使用具有大的链转移常数的烷基卤化物(如碘化物
等)为调聚体进行含氟乙烯化合物(如四氟乙烯等)的自由基聚合,以合成调聚物(示例
于Scheme 1)。
[0318] Scheme1
[0319]
[0320] 所得到的以碘封端的调聚物通常经过适当的末端化学改性(如Scheme 2所示的那些),从而转化为氟代脂肪族化合物。如果必要的话,将这些化合物进一步转化成期望的单体结构,所述单体结构接下来可以用于制备氟化脂肪族聚合物。
[0321] Scheme2
[0322]
[0323] 可用于制备可用于本发明的氟基聚合物的单体的具体实例包括JP-A-2006-113500中[0075]至[0081]段中描述的化合物等,但本发明并不以任何方式局
限于这些具体实例。
[0324] 可用于本发明的氟基聚合物的一个实施方案是共聚物,所述共聚物包括衍生自含氟代脂肪基的单体的重复单元和具有由下式(II)表示的亲水基团的重复单元。
[0325]
[0326] 式(II)中,R1、R2和R3各自独立地表示氢原子或取代基。
[0327] Q表 示 羧 基(-COOH) 或 其 盐、磺 基(-SO3H)或其盐、或膦酰氧基(phosphonoxy,-OP(=O)(OH)2)或其盐。L表示选自以下连接基团组或由其两种或更多种的组合形成的二价连接基团的任意基团。
[0328] (连接基团组)
[0329] 单键、-O-、-CO-、-NRb-(其中,Rb表示氢原子、烷基、芳基或芳烷基)、-S-、c cSO2-、-P(=O)(OR)-(其中,R表示烷基、芳基或芳烷基)、亚烷基和亚芳基。
[0330] 式(II)中,R1、R2和R3各自独立地表示氢原子或选自以下取代基组的取代基。
[0331] (取代基组)
[0332] 烷基(优选具有1至20个碳原子的烷基,更优选具有1至12个碳原子,更优选具有1至8个碳原子,如甲基、乙基、异丙基、叔丁基、正辛基、正癸基、正十六烷基、环丙基、环戊基、环己基等);烯基(优选具有2至20个碳原子的烯基,更优选具有2至12个碳原子,
更优选具有2至8个碳原子,如乙烯基、芳基、2-丁烯基、3-戊烯基等);炔基(优选具有2至20个碳原子的炔基,更优选具有2至12个碳原子,更优选具有2至8个碳原子,如炔丙
基、3-炔戊基等);芳基(优选具有6至30个碳原子的芳基,更优选具有6至20个碳原子,
更优选具有6至12个碳原子,如苯基、对甲苯基、萘基等);芳烷基(优选具有7至30个碳
原子的芳烷基,更优选具有7至20个碳原子,更优选具有7至12个碳原子,如苄基、苯乙基、
3-苯丙基等);取代或未被取代的氨基(优选具有0至20个碳原子的氨基,更优选具有0
至10个碳原子,更优选具有0至6个碳原子,如未被取代的氨基、甲基氨基、二甲基氨基、二乙基氨基、苯胺基等);
[0333] 烷氧基(优选具有1至20个碳原子的烷氧基,更优选具有1至16个碳原子,更优选具有1至10个碳原子,如甲氧基、乙氧基、丁氧基等);烷氧羰基(优选具有2至20个碳
原子的烷氧羰基,更优选具有2至16个碳原子,更优选具有2至10个碳原子,如甲氧羰基、乙氧羰基等);酰氧基(优选具有2至20个碳原子的酰氧基,更优选具有2至16个碳原子,
更优选具有2至10个碳原子,如乙酰氧基、苯酰氧基等);酰氨基(优选具有2至20个碳原
子的酰氨基,更优选具有2至16个碳原子,更优选具有2至10个碳原子,如乙酰氨基、苯甲酰氨基等);烷氧基羰基氨基(alkoxycarbonylamino)(优选具有2至20个碳原子的烷氧基
羰基氨基,更优选具有2至16个碳原子,更优选具有2至12个碳原子,如甲氧基羰基氨基
等);芳氧基羰基氨基(aryloxycarbonylamino)(优选具有7至20个碳原子的芳氧基羰基
氨基,更优选具有7至16个碳原子,更优选具有7至12个碳原子,如苯氧基羰基氨基等);
磺酰基氨基(优选具有1至20个碳原子的磺酰基氨基,更优选具有1至16个碳原子,更优
选具有1至12个碳原子,如甲烷磺酰基氨基、苯磺酰基氨基等);氨基磺酰基(sulfamoyl)(优选具有0至20个碳原子的氨基磺酰基,更优选具有0至16碳原子,更优选具有0至12
个碳原子,如氨基磺酰基、甲基氨磺酰基、二甲基氨基磺酰基、苯基氨基磺酰基等);氨基甲酰基(carbamoyl)(优选具有1至20个碳原子的氨基甲酰基,更优选具有1至16个碳原子,
更优选具有1至12个碳原子,如未被取代的氨基甲酰基、甲基氨基甲酰基、二乙基氨基甲酰基、苯基氨基甲酰基等);
[0334] 烷硫基(优选具有1至20个碳原子的烷硫基,更优选具有1至16个碳原子,更优选具有1至12个碳原子,如甲硫基、乙硫基等);芳硫基(优选具有6至20个碳原子的芳硫
基,更优选具有6至16个碳原子,更优选具有6至12个碳原子,如苯硫基等);磺酰基(优
选具有1至20个碳原子的磺酰基,更优选具有1至16个碳原子,更优选具有1至12个碳原
子,如甲磺酰基(mesyl)、甲苯磺酰基(tosyl)等);亚磺酰基(优选具有1至20个碳原子的亚磺酰基,更优选具有1至16个碳原子,更优选具有1至12个碳原子,如甲烷亚磺酰基、苯亚磺酰基等);脲基(优选具有1至20碳原子的脲基,更优选具有1至16个碳原子,更优选
具有1至12个碳原子,如未被取代的脲基、甲基脲基、苯基脲基等);磷酰胺基(phosphoric amido)(优选具有1至20个碳原子的磷酸酰胺基,更优选具有1至16个碳原子,更优选具
有1至12个碳原子,如二乙基磷酰胺基、苯基磷酰胺基等);羟基;巯基;卤素原子(如氟原子、氯原子、溴原子和碘原子);氰基;磺基;羧基;硝基;异羟肟酸基(hydroxamic acid group);亚磺基(sulfino);肼基;亚氨基;杂环基(优选具有1至30个碳原子的杂环基,更优选具有1至12个碳原子,如含杂原子如氮原子、氧原子、硫原子的杂环基,例如咪唑基、吡啶基、喹啉基、呋喃基、哌啶基、吗啉基(morpholino)、苯并噁唑基、苯并咪唑基、苯噻唑基(benzthiazolyl)等);甲烷基(silyl)(优选具有3至40个碳原子的甲硅烷基,更优选具有3至30个碳原子,更优选具有3至24个碳原子,如三甲基甲硅烷基、三苯基甲硅烷等)。
这些取代基可以进一步用这些取代基取代。另外,在存在两个或更多个取代基的情形下,它们可以彼此相同或不同。此外,如果可能,它们还可以相互键联形成环。
[0335] 优选地,R1、R2和R3各自独立地表示氢原子、烷基、卤素基团(如氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等)或在后面描述的由-L-Q表示的基团,更优选氢原子、具有1至6个碳原子的烷基、氯原子或由-L-Q表示的基团,特别优选氢原子或具有1至4碳原子的烷基,
最优选氢原子或具有1至2个碳原子的烷基。烷基的具体实例包括甲基、乙基、正丙基、正丁基、仲丁基等。烷基可以具有合适的取代基。所述取代基的实例包括卤素原子、芳基、杂环基、烷氧基、芳氧基、烷硫基、芳硫基、酰基、羟基、酰氧基、氨基、烷氧羰基、酰氨基、氧羰基(oxycarbonyl)、氨基甲酰基(carbamoyl)、磺酰基(sulfonyl)、氨基磺酰基(sulfamoyl)、亚磺酰氨基(sulfonamido)、磺酰基(sulforyl)、羧基等。此外,对于烷基中的碳原子数,不考虑取代基中的碳原子。在下文中,这也适用于其他基团中的碳原子数。
[0336] L是选自连接基团组的二价连接基团,或由其两种或更多种的组合形成的二价连b b接基团。连接基团组当中,-NR-的R为氢原子、烷基、芳基或芳烷基,优选氢原子或烷基。此c c b c
外,-PO(OR)-的R为烷基、芳基或芳烷基,优选烷基。当R 和R 是烷基、芳基或芳烷基时,b
碳原子数与所描述的取代基组的相同。L的实例优选包括单键、-O-、-CO-、-NR-、-S-、-SO2-、b
亚烷基或亚芳基,特别优选包括-CO-、-O-、-NR、亚烷基或亚芳基。当L是亚烷基时,优选具有1至10个碳原子的亚烷基,更优选具有1至8个碳原子,更优选具有1至6个碳原子。
特别优选的亚烷基的具体实例包括亚甲基、亚乙基、三亚甲基、四亚丁基、六亚甲基等。当L是亚芳基时,亚芳基中的碳原子数优选为6至24,更优选为6至18,更优选为6至12。特别优选的亚芳基的具体实例包括亚苯基、亚萘基等。当L包括通过组合亚烷基和亚芳基得到的二价连接基团时,亚芳烷基(aralkylene)的数量优选为7至34,更优选为7至26,更优
选为7至16。特别优选的亚芳烷基的具体实例包括亚苯基亚甲基(phenylenemethylene)、亚苯基亚乙基(phenyleneethylene)、亚甲基亚苯基(methylenephenylene)等。作为L被
1 3
提及的基团可以具有合适的取代基。所述取代基的实例与R到R 中提及的取代基相同。
[0337] 在下文,L的具体结构包括JP-A-2006-113500的第[0090]至[0091]段中描述的结构,但本发明不以任何方式限于所述具体实例。
[0338] 式(II)中,Q表示羧基及其盐(如锂盐、钠盐、盐、铵盐(如铵、四甲基铵、三甲基-2-羟基乙基铵、四丁基铵、三甲基苯甲基铵(trimethylbenzylammonium)、二甲基苯基铵(dimethylphenylammonium)等)、吡啶盐等)、磺基及其盐(形成盐的阳离子的实例与对于羧基所描述的盐相同)、膦酰氧基(phosphonoxy)及其盐(形成盐的阳离子的实例与所描述供羧基的盐相同)。Q更优选羧基、磺基或二氧磷基(phospho group),特别优选羧基或磺基。
[0339] 氟基聚合物可以含有式(II)表示的重复单元的一种,也可以含有其两种或更多种。此外,氟基聚合物可以含有除各重复单元以外的其他重复单元的一种或两种或更多种。
对其他重复单元没有特别限制,但其优选的实例通常包括来自可自由基聚合单体实例的重复单元。在下文中,将会提到用于衍生其他重复单元的单体的具体实例。所述氟基聚合物可以包含衍生自一种或两种或更多种单体的重复单元,所述单体选自以下单体组。
[0340] 单体组
[0341] (1)烯烃
[0342] 乙烯、丙烯、1-丁烯、异丁烯、1-己烯、1-十二烯、1-十八烯、1-二十烯、六氟丙烯、偏氟乙烯、氯三氟乙烯、3,3,3-三氟丙烯、四氟乙烯、氯乙烯、偏二氯乙烯等;
[0343] (2)二烯烃
[0344] 1,3-丁二烯、异戊二烯、1,3-戊二烯、2-乙基-1,3-丁二烯、2-正丙基-1,3-丁二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯、2-甲基-1,3-戊二烯、1-苯基-1,3-丁二烯、1-α-萘-1,3-丁二烯、1-β-萘-1,3-丁二烯、2-氯-1,3-丁二烯、1-溴-1,3-丁二烯、1-氯丁二烯、
2-氟-1,3-丁二烯、2,3-氯-1,3-丁二烯、1,1,2-三氯-1,3-丁二烯和2-氰基-1,3-丁二烯、1,4-二乙烯基环己烷等;
[0345] (3)α,β-不饱和羧酸的衍生物
[0346] (3a)丙烯酸烷基酯
[0347] 丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸仲丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸戊酯、丙烯酸正己酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸叔辛酯、丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸苯酯、丙烯酸苄酯、丙烯酸-2-氯乙酯、丙烯酸-2-溴乙酯、丙烯酸-4-氯丁酯、丙烯酸-2-氰乙酯、丙烯酸-2-乙酰氧乙酯、丙烯酸甲氧基苄酯、丙烯酸-2-氯代环己酯、丙烯酸糠酯、丙烯酸四氢糠基酯、丙烯酸-2-甲氧基乙酯、丙烯酸-ω-甲氧基聚乙二醇酯(聚氧化乙烯加成摩尔数:n=2至100)、丙烯酸-3-甲氧基丁酯、丙烯酸-2-乙氧基乙酯、丙烯酸-2-丁氧基乙酯、丙烯酸-2-(2-丁氧基乙氧基)乙酯、丙烯酸-1-溴-2-甲氧基乙酯、丙烯酸-1,1-二氯-2-乙
氧基乙酯、丙烯酸缩水甘油酯等;
[0348] (3b)甲基丙烯酸烷基酯
[0349] 甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸仲丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸戊酯、甲基丙烯酸正己酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸十八烷基酯、甲基丙烯酸苄基酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸烯丙酯、甲基丙烯酸糠酯、甲基丙烯酸四氢糠酯、甲基丙烯酸甲苯酯、甲基丙烯酸萘酯、甲基丙烯酸-2-甲氧基乙酯、甲基丙烯酸-3-甲氧基丁酯、甲基丙烯酸-ω-甲氧基聚乙二醇酯(聚氧化乙烯加成摩尔数:n=2至100)、甲基丙烯酸-2-乙酰氧基乙酯、甲基丙烯酸-2-乙氧基乙酯、甲基丙烯酸-2-丁氧基乙酯、甲基丙烯酸-2-(2-丁氧基乙氧基)乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油
酯、甲基丙烯酸-3-三甲氧基甲硅烷基丙酯、甲基丙烯酸烯丙酯、甲基丙烯酸-2-异氰酸乙酯等;
[0350] (3c)不饱和多价羧酸的二酯
[0351] 苹果酸二甲酯、苹果酸二丁酯、衣康酸二甲酯、衣康酸二丁酯、巴豆酸二丁酯、巴豆酸二己酯、富酸二乙酯、富马酸二甲酯等;以及
[0352] (3d)α,β-不饱和羧酸的酰胺
[0353] N,N-二甲基丙烯酰胺、N,N-二乙基丙烯酰胺、N-正丙基丙烯酰胺、N-叔丁基丙烯酰胺、N-叔辛基甲基丙烯酰胺、N-环己基丙烯酰胺、N-苯基丙烯酰胺、N-(2-乙酰乙酰氧乙基)丙烯酰胺(N-(2-acetoacetoxyethyl)acrylic amide)、N-苄基丙烯酰胺、N-丙烯酰基吗啉、双丙酮丙烯酰胺、N-甲基马来酰亚胺等;
[0354] (4)不饱和腈类
[0355] 丙烯腈、甲基丙烯腈等;
[0356] (5)苯乙烯及其衍生物:
[0357] 苯乙烯、乙烯基甲苯、乙基苯乙烯、对叔丁基苯乙烯、对乙烯基苯甲酸甲酯、α-甲基苯乙烯、对氯甲基苯乙烯、乙烯萘、对甲氧基苯乙烯、对羟甲基苯乙烯、对乙酰氧基苯乙烯等;
[0358] (6)乙烯酯
[0359] 乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、异丁酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯、水杨酸乙烯酯、氯乙酸乙烯酯、甲氧基乙酸乙烯酯、苯乙酸乙烯酯等;
[0360] (7)乙烯基醚:
[0361] 甲基乙烯基醚、乙基乙烯基醚、正丙基乙烯基醚、异丙基乙烯基醚、正丁基乙烯基醚、异丁基乙烯基醚、叔丁基乙烯基醚、正戊基乙烯基醚、正己基乙烯基醚、正辛基乙烯基醚、正十二烷基乙烯基醚、正二十烷基乙烯基醚、2-乙基己基乙烯基醚、环己基乙烯基醚、氟丁基乙烯基醚、氟丁氧基乙基乙烯基醚等;以及
[0362] (8)其他可聚合单体:
[0363] N-乙烯基吡咯烷酮、甲基乙烯基酮、苯基乙烯基酮、甲氧基乙基乙烯基酮、2-乙烯基噁唑啉、2-异丙烯基噁唑啉等。
[0364] 在氟基聚合物中,含氟代脂族基团的单体的含量占聚合物中组分单体的总含量优选5质量%或更多,更优选10质量%或更多,更优选30质量%或更多。对于氟基聚合物,由式(II)表示的重复单元的含量占聚合物中组分单体的总含量优选0.5质量%或更多,更优选1至20质量%或更多,更优选1-10质量%或更多。由于优选范围的数值根据所用单体的分子量而变化,质量百分数可以很容易地变化,因此,通过给出每单位质量聚合物的官能团的摩尔数,可确定由式(II)表示的重复单元的准确含量。在使用这种表示法的情形下,氟基聚合物中所含亲水基团(式(II)中的Q)优选的含量为0.1mmol/g至10mmol/g,更优
选的含量为0.2mmol/g至8mmol/g。
[0365] 用于本发明的氟基聚合物的质量平均分子量优选1000000或更低,更优选500000或更低,更优选100000或更低。以聚苯乙烯(PS)计的质量平均分子量可通过凝胶渗透色谱法(GPC)测量。
[0366] 对氟基聚合物的聚合方法没有特别限制,但是,例如可采用选自阳离子聚合、使用乙烯基的自由基聚合、阴离子聚合等的聚合方法。其中,从常用的角度来看,特别优选自由基聚合。对于聚合引发剂,可以使用常规化合物如自由基热聚合引发剂、自由基光致聚合引发剂等,但特别优选使用自由基热聚合引发剂。在本申请中,自由基热聚合引发剂是加热到分解温度或更高温度则产生自由基的化合物。自由基热聚合引发剂的实例包括二氧过氧化物(过氧化乙酰、过氧化苯甲酰等)、酮过氧化物(甲乙酮过氧化物、环己酮过氧化物等)、氢过氧化物(过氧化氢、叔丁基过氧化氢、异丙苯过氧化氢(cumene hydroperoxide)等)、二烷基过氧化物(二叔丁基过氧化物、二异丙苯过氧化物、过氧化二月桂酰等)、过氧酯(过氧化乙酸叔丁酯、过氧化特戊酸叔丁酯(tert-butyl peroxypivarate)等)、偶氮化合物(偶氮二异丁腈、偶氮二异戊腈等)以及过硫酸盐(过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾等)。这些自由基热聚合引发剂可以单独使用或其两种或两种以上结合使用。
[0367] 对自由基聚合没有特别限制,但可以选择并采用乳液聚合、悬浮聚合、本体聚合、溶液聚合等。作为典型的自由基聚合,下面将详细介绍溶液聚合。其他聚合方法的
基本原理是相同的,并且在例如Experimental Methods for Polymer Synthesis(Tokyo KAGAKU-DOJIN,1981)中进行了介绍。
[0368] 使用有机溶剂进行溶液聚合。只要不损害本发明的目的和效果,可以任意选择有机溶剂。有机溶剂一般是在大气压下的沸点范围在50℃至200℃的有机化合物,优选可溶解各组成组分的有机化合物。有机溶剂的优选实例包括醇类如异丙醇、丁醇等;醚类如二丁醚、乙二醇二甲醚、四氢呋喃、二噁烷等;酮类如丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮等;酯类如乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸戊酯、γ-丁内酯等;以及芳族烃如苯、甲苯、二甲苯等。此外,所述有机溶剂可单独使用或其两种或更多种组合使用。另外,从单体或生成的聚合物的溶解度来看,还可以使用水混合有机溶剂,在所述水混合有机溶剂中,水与有机溶剂组合使用。
[0369] 此外,对溶液聚合的条件没有特别限制,但优选地,例如,所述条件为:温度在50℃至200℃,加热持续时间为10分钟至30小时。此外,为了不使生成的自由基失活,优选地,在溶液聚合过程中且溶液聚合开始前,必定进行惰性气体吹洗。作为惰性气体,优选地,可以使用常用的氮气。
[0370] 为了在优选的分子量范围内获得氟基聚合物,使用链转移剂的自由基聚合方法尤其有效。作为链转移剂,可以使用硫醇(如辛基硫醇、癸基硫醇、十二烷基硫醇、叔十二烷基硫醇、十八烷基硫醇、苯硫酚、对壬基苯硫酚等)、聚烷基卤化物(如四氯化碳、氯仿、1,1,1-三氯乙烷、1,1,1-三溴辛烷等)、低活性单体(α-甲基苯乙烯、α-甲基苯乙烯二聚体等),优选具有4至16个碳原子的硫醇。链转移剂的使用量受链转移剂的活性、单体组
合、聚合条件等影响,并需要精确控制。然而,对于所用单体的总摩尔数,链转移剂的使用量优选约0.01摩尔%至0.05摩尔%,更优选0.05摩尔%至30摩尔%,特别优选0.08摩
尔%至25摩尔%。在聚合过程中,链转移剂也可以与需要以聚合度的方式控制的对象单体(subjective monomers)很好地共存,而且其添加过程不是特别关键。链转移剂可以通过溶解在单体中添加或与单体分开添加。
[0371] 此外,本发明的氟基聚合物优选含有可聚合基团作为取代基,以固定所述盘状液晶化合物的取向状态。
[0372] 优选用于本发明的氟基聚合物的具体实例包括JP-A-2006-113500的[0110]至
[0114]段中所述的化合物,但本发明不以任何方式限于这些具体实例。
[0373] 本发明中使用的氟基聚合物可以通过常规的实用的方法制备。例如,首先,在含有给定含氟单体(具有可以发生氢键合等的基团的单体)的有机溶剂中添加典型的自由基聚合引发剂,混合物聚合生成氟基聚合物。此外,在有些情形下,还添加其他额外的可聚合不饱和化合物,进行相同的过程以生成氟基聚合物。对于各单体的可聚合性,通过逐滴聚合法(dropwise polymerization)或类似方法获得具有均一的组合物的聚合物是有效的,所述逐滴聚合法在逐滴添加单体和引发剂进入反应器时发生聚合。
[0374] 氟基聚合物在组合物中含量的优选范围因用途而不同,但在用于形成光学各向异性层的情形下,优选占组合物(在作为涂布液制备时,不含溶剂的液晶组合物)的0.005质量%至8质量%,更优选0.01质量%至5质量%,更优选0.05质量%至3质量%。当氟基聚合物的添加量小于0.005质量%时,其效果不够,但当添加量大于8质量%时,不能有效进行涂膜的干燥,光学膜的性质(例如,延迟的均匀性等)受到负面影响。
[0375] 接下来描述由式(III)表示的含氟化合物。
[0376] 式(III)中,Ro作为含氟化合物的疏水基团。由Ro表示的烷基可以为取代的或未o被取代的烷基,可以是直链或支链。由R表示的烷基优选具有1至20个碳原子的烷基,更
优选具有4至16个碳原子的烷基,特别优选具有6至16个碳原子的烷基。作为取代基,可
o
以使用以下取代基组D所示例的任何一个取代基。末端具有CF3基团的由R 表示的烷基优
选具有1至20个碳原子的烷基,更优选具有4至16个碳原子,特别优选具有4至8个碳原
子。末端具有CF3基团的烷基是烷基中所含的氢原子部分或全部由氟原子取代的烷基。优选地,烷基中50%或更多的氢原子由氟原子取代,更优选60%或更高的取代度,特别优选
70%或更高的取代度。剩余氢原子可以进一步由以下取代基组D所示例的取代基取代。末o
端具有CF2H基团的由R表示的烷基优选为具有1至20个碳原子的烷基,更优选具有4至
16个碳原子,特别优选具有4至8个碳原子。在末端具有CF2H基团的烷基是烷基中所含的
氢原子部分或全部由氟原子取代的烷基。优选地,烷基中50%或更多的氢原子由氟原子取代,更优选60%或更高的取代度,特别优选70%或更高的取代度。剩余氢原子可以进一步由以下取代基组D所示例的取代基取代。在末端具有CF3基团的烷基或在末端具有CF2H基
团的烷基的实例如下所示。
[0377] R1:n-C8F17-
[0378] R2:n-C6F13-
[0379] R3:n-C4F9-
[0380] R4:n-C8F17-(CH2)2-
[0381] R5:n-C6F13-(CH2)2-
[0382] R6:n-C4F9-(CH2)2-
[0383] R7:H-(CF2)8-
[0384] R8:H-(CF2)6-
[0385] R9:H-(CF2)4-
[0386] R10:H-(CF2)8-(CH2)-
[0387] R11:H-(CF2)6-(CHf2)-
[0388] R12:H-(CF2)4-(CH2)-
[0389] 式(III)中,由Lo表示的(m+n)价连接基团优选为通过基团的组合形成的连接基团,所述基团选自亚烷基、亚烯基、芳基、杂环基、-CO-、-NR-(其中R为具有1至5个碳原子的烷基或为氢原子)、-O-、-S-、-SO-和-SO2-。
[0390] 式(III)中,W表示羧基(-COOH)或其盐、磺基(-SO3H)或其盐,或膦酰氧基{-OP(=O)(OH)2}或其盐。W的优选范围与式(II)中Q的优选范围相同。
[0391] 在由式(III)表示的含氟化合物中,优选由下式(III)-a或式(III)-b表示的化合物。
[0392] 式(III)-a
[0393]
[0394] 式(III)-a中,R4和R5各自表示烷基、末端具有CF3基团的烷基,或末端具有CF2H基团的烷基,但R4和R5不能同时为烷基。W1和W2各自表示氢原子、羧基(-COOH)或其盐、磺基(-SO3H)或其盐、膦酰氧基{-OP(=O)(OH)2}或其盐,或具有羧基、磺基或膦酰氧基作为取代基的烷基、烷氧基或烷氨基,但W1和W2不能同时为氢原子。
[0395] 式(III)-b
[0396] (R6-L2-)m2(Ar1)-W3
[0397] 式(III)-b中,R6表示烷基、末端具有CF3基团的烷基,或末端具有CF2H基团的烷基,m2表示1或更大的整数。多个R6可以彼此相同或不同,但至少一个R6表示末端具有CF3基团或CF2H基团的烷基。L2表示二价连接基团,选自亚烷基、芳基、-CO-、-NR-(其中R为具有1至5个碳原子的烷基或为氢原子)、-O-、-S-、-SO-、-SO2-或其组合,且多个L2可以彼此相同或不同。Ar1表示芳烃环或芳杂环,W3表示羧基(-COOH)或其盐、磺基(-SO3H)或其盐、膦酰氧基{-OP(=O)(OH)2}或其盐,或具有羧基、磺基或膦酰氧基为取代基的烷基、烷氧基或烷氨基。
[0398] 首先说明式(III)-a。
[0399] R4和R5与式(III)中的Ro具有相同的定义,其优选范围也相同。由W1和W2表示的羧基(-COOH)或其盐、磺基(-SO3H)或其盐、膦酰氧基{-OP(=O)(OH)2}或其盐与式(III)中的W具有相同的定义,其优选范围也相同。具有由W1和W2表示的羧基、磺基或膦酰氧基为取代基的烷基可以是直链或支链,优选具有1至20个碳原子的烷基,更优选具有1至8
个碳原子的烷基,特别优选具有1至3个碳原子的烷基。具有羧基、磺基或膦酰氧基为取代基的烷基可以具有至少一个羧基、磺基或膦酰氧基,所述羧基、磺基或膦酰氧基与式(III)中由W表示的羧基、磺基或膦酰氧基具有相同的定义,其优选范围也相同。具有羧基、磺基或膦酰氧基为取代基的烷基可以由除其以外的其他取代基取代,作为取代基,可以适当地使用以下取代基组D所示例的任何一个取代基。具有由W1和W2表示的羧基、磺基或膦酰氧基为取代基的烷氧基可以是直链或支链,优选具有1至20个碳原子的烷氧基,更优选具有1至8个碳原子的烷氧基,特别优选具有1至4个碳原子的烷氧基。具有羧基、磺基或膦酰氧基为取代基的烷氧基可以具有至少一个羧基、磺基或膦酰氧基,所述羧基、磺基或膦酰氧基与式(III)中由W表示的羧基、磺基或膦酰氧基具有相同的定义,其优选范围也相同。具有羧基、磺基或膦酰氧基为取代基的烷氧基可以由除其以外的其他取代基取代,作为取代基,可以适当地使用以下取代基组D所示例的任何一个取代基。具有由W1和W2表示的羧基、磺基或膦酰氧基为取代基的烷氨基可以是直链或支链,优选具有1至20个碳原子的烷氨基,更优选具有1至8个碳原子的烷氨基,特别优选具有1至4个碳原子的烷氨基。具有羧基、
磺基或膦酰氧基为取代基的烷氨基可以具有至少一个羧基、磺基或膦酰氧基,所述羧基、磺基或膦酰氧基与式(III)中由W表示的羧基、磺基或膦酰氧基具有相同的定义,其优选范围也相同。具有羧基、磺基或膦酰氧基为取代基的烷氨基可以由除其以外的其他取代基取代,作为取代基,可以适当地使用以下取代基组D所示例的任何一个取代基。
[0400] W1和W2分别特别优选氢原子或-(CH2)nSO3M(其中n表示0或1)。M表示阳离子,但在分子内的电荷变为0的情形下,M可以不存在。可以优选使用由M表示的阳离子的实
例,如氢鎓离子(protonium ion)、金属离子(锂离子、钠离子、钾离子等)、碱土金属离子(钡离子、离子等)、铵离子等。其中,特别优选氢鎓离子、锂离子、钠离子、钾离子和铵离子。
[0401] 下面说明式(III)-b。
[0402] R6与式(III)中的Ro具有相同的定义,其优选范围也相同。L2优选表示总共具有0至40个碳原子的连接基团,所述连接基团选自具有1至12个碳原子的亚烷基、
具有6至12个碳原子的芳基、-CO-、-NR-、-O-、-S-、-SO-、-SO2-或其组合,特别优选具有0至20个碳原子的连接基团,所述连接基团选自具有1到8个碳原子的亚烷基、苯
基、-CO-,-NR-、-O-、-S-、-SO2-或其组合。Ar1优选表示具有6至12个碳原子的芳烃环,特别优选苯环或萘环。由W3表示的羧基(-COOH)或其盐、磺基(-SO3H)或其盐、膦酰氧基
{-OP(=O)(OH)2}或其盐、或具有羧基、磺基或膦酰氧基为取代基的烷基、烷氧基或烷氨基与式(III)-a中由W1和W2表示的羧基(-COOH)或其盐、磺基(-SO3H)或其盐、膦酰氧基
{-OP(=O)(OH)2}或其盐或具有羧基、磺基或膦酰氧基为取代基的烷基、烷氧基或烷氨基具有相同的定义,其优选范围也相同。
[0403] W3优选表示羧基(-COOH)或其盐、磺基(-SO3H)或其盐,或具有羧基(-COOH)或其盐或磺基(-SO3H)或其盐为取代基的烷氨基,特别优选SO3M或CO2M。M是阳离子,但在分子内的电荷变为0的情形下,可以不存在。作为由M表示的阳离子,可以优选使用氢鎓离子、碱金属离子(锂离子、钠离子、钾离子等)、碱土金属离子(钡离子、钙离子等)、铵离子等。其中,特别优选氢鎓离子、锂离子、钠离子、钾离子和铵离子。
[0404] 在本申请中,取代基组D的实例包括烷基(优选具有1至20个碳原子的烷基,更优选具有1至12个碳原子,特别优选具有1至8个碳原子,如甲基、乙基、异丙基、叔丁基、正辛基、正癸基、正十六烷基、环丙基、环戊基、环己基等);烯基(优选具有2至20个碳原子的烯基,更优选具有2至12个碳原子,特别优选具有2至8个碳原子,如乙烯基、芳基、2-丁烯基、3-戊烯基等);炔基(优选具有2至20个碳原子的炔基,更优选具有2至12个碳原
子,特别优选具有2至8个碳原子,如炔丙基、3-戊炔基(3-pentynyl)等);芳基(优选具
有6至30个碳原子的芳基,更优选具有6至20个碳原子,特别优选具有6至12个碳原子,
如苯基、对甲基苯基、萘基等);取代的或未被取代的氨基(优选具有0至20个碳原子的氨基,更优选具有0至10个碳原子,特别优选具有0至6个碳原子,如未被取代的氨基、甲基氨基、二甲基氨基、二乙基氨基、二苯基氨基等);
[0405] 烷氧基(优选具有1至20个碳原子的烷氧基,更优选具有1至12个碳原子,特别优选具有1至8个碳原子,如甲氧基、乙氧基、丁氧基等);芳氧基(优选具有6至20个碳
原子的芳氧基,更优选具有6至16个碳原子,特别优选具有6至12个碳原子,如苯氧基、
2-萘氧基等);酰基(优选具有1至20个碳原子的酰基,更优选具有1至16个碳原子,特
别优选具有1至12个碳原子,如乙酰基、苯甲酰组、甲酰基、特戊酰基等);烷氧羰基(优选具有2至20个碳原子的烷氧羰基,更优选具有2至16个碳原子,特别是优选具有2至12
个碳原子,如甲氧羰基、乙氧羰基等);芳氧基羰基(优选具有7至20个碳原子的芳氧基羰基,更优选具有7至16个碳原子,特别优选具有7至10个碳原子,如苯氧基羰基等);酰氧基(优选具有2至20个碳原子的酰氧基,更优选具有2至16个碳原子,特别优选具有2至
10个碳原子,如乙酰氧基、苯酰氧基等);
[0406] 酰氨基(优选具有2至20个碳原子的酰氨基,更优选具有2至16个碳原子,特别优选具有2至10个碳原子,如乙酰氨基、苯甲酰氨基等);烷氧基羰基氨基(优选具有2至
20个碳原子的烷氧基羰基氨基,更优选具有2至16个碳原子,特别优选具有2至12个碳原
子,如甲氧基羰基氨基等);芳氧基羰基氨基(优选具有7至20个碳原子的芳氧基羰基氨
基,更优选具有7至16个碳原子,特别优选具有7至12个碳原子,如苯氧基羰基氨基等);
磺酰基氨基(优选具有1至20个碳原子的磺酰基氨基,更优选具有1至16个碳原子,特别
优选具有1至12个碳原子,如甲烷磺酰基氨基、苯磺酰基氨基等);氨磺酰基(优选具有0
至20个碳原子的氨磺酰基,更优选具有0至16碳原子,特别优选具有0至12个碳原子,如
氨磺酰基、甲基氨磺酰基、二甲基氨磺酰基、苯基氨磺酰基等);氨基甲酰基(优选具有1至
20个碳原子的氨基甲酰基,更优选具有1至16个碳原子,特别优选具有1至12个碳原子,
如未被取代的氨基甲酰基、甲基氨基甲酰基、二乙基氨基甲酰基、苯基氨基甲酰基等);
[0407] 烷硫基(优选具有1至20个碳原子的烷硫基,更优选具有1至16个碳原子,特别优选具有1至12个碳原子,如甲硫基、乙硫基等);芳硫基(优选具有6至20个碳原子的
芳硫基,更优选具有6至16个碳原子,特别优选具有6至12个碳原子,如苯硫基等);磺酰基(优选具有1至20个碳原子的磺酰基,更优选具有1至16个碳原子,特别优选具有1至
12个碳原子,如甲磺酰基、甲苯磺酰基等);亚磺酰基(优选具有1至20个碳原子的亚磺酰基,更优选具有1至16个碳原子,特别优选具有1至12个碳原子,如甲烷亚磺酰基、苯亚磺酰基等);脲基(优选具有1至20碳原子的脲基,更优选具有1至16个碳原子,特别优选
具有1至12个碳原子,如未被取代的脲基、甲基脲基、苯基脲基等);磷酰胺基(phosphoric amido)(优选具有1至20个碳原子的磷酰胺基,更优选具有1至16个碳原子,特别优选具
有1至12个碳原子,如二乙基磷酰胺基、苯基磷酰胺基等);羟基、巯基、卤素原子(如氟原子、氯原子、溴原子和碘原子);氰基;磺基;羧基;硝基;异羟肟酸基;亚磺基(sulfino);肼基;亚氨基;杂环基(优选具有1至30个碳原子的杂环基,更优选具有1至12个碳原子,
如含杂原子如氮原子、氧原子、硫原子的杂环基,例如咪唑基、吡啶基、喹啉基、呋喃基、哌啶基、吗啉基、苯并噁唑基、苯并咪唑基、苯并噻唑基等);甲硅烷基(优选具有3至40个碳原子的甲硅烷基,更优选具有3至30个碳原子,特别优选具有3至24个碳原子,如三甲基甲
硅烷基、三苯基甲硅烷等)。这些取代基可以进一步用这些取代基取代。另外,在存在两个或更多的取代基的情形下,它们可以彼此相同或不同。此外,如果可能的话,它们还可以相互键合形成环。
[0408] 此外,本发明的含氟化合物优选包含可聚合基团作为取代基,以固定所述盘状液晶化合物的取向状态。
[0409] 可用于本发明的由式(III)表示的含氟化合物的具体实例包括JP-A-2006-113500的第[0136]至[0140]段中所述的化合物,但本发明不以任何方式限于
这些具体实例。
[0410] 所述组合物中含氟化合物含量的优选范围根据其用途而不同,但在用于形成光学各向异性层的情形下,其在组合物(在其作为涂布液生产时,不含溶剂的液晶组合物)中的含量范围优选为0.005质量%至8质量%,更优选为0.01质量%至5质量%,更优选为
0.05质量%至3质量%。
[0411] [可聚合引发剂]
[0412] 垂直取向的液晶化合物是固定的,同时保持取向状态。优选通过引入到液晶化合物的可聚合基团(P)的聚合反应进行固定。聚合反应的实例包括使用热聚合引发剂的
热聚合反应以及使用光聚合引发剂的光聚合反应。优选光聚合反应。光聚合引发剂的实
例包括α-羰基化合物(美国专利2367661和2367670中均有描述)、偶姻醚(acyloin
ethers)(美国专利2448828中所述)、α-烃取代的芳族偶姻化合物(美国专利2722512
中所述)、多核醌类化合物(美国专利3046127和2951758中均有描述)、三芳基咪唑
(triarylimidazole)二聚体和对氨基苯酮的组合(美国专利3549367中所述)、吖啶和吩
嗪化合物(JP-A-60-105667和美国专利4239850中均有描述)以及噁二唑化合物(美国专
利4212970中所述)。
[0413] 涂布液的固体含量中,所述光聚合引发剂的使用量优选为0.01质量%至20质量%,更优选为0.5质量%至5质量%。对于盘状液晶化合物聚合的光照射,优选使用紫外
2 2 2 2
线。照射能量优选为20mJ/cm至50mJ/cm ,更优选为100mJ/cm至800mJ/cm 。为了促进聚
合反应,光照射可在加热条件下进行。所述延迟层的厚度优选为0.1μm至10μm,更优选为
0.5μm至5μm,最优选为1μm至5μm。
[0414] [光学各向异性层中的其他添加剂]
[0415] 除液晶化合物之外,增塑剂表面活性剂、可聚合单体等还可以组合使用,以改善涂膜的均匀性、膜强度、液晶化合物的取向特征等。这些材料中,优选与液晶化合物具有相容性的材料以及不阻碍取向的材料。
[0416] 所述可聚合单体可以是可自由基聚合或阳离子聚合的化合物。优选可与具有可聚合基团的液晶化合物共聚的多官能可自由基聚合单体。其实例包括JP-A-2002-296423的第[0018]至[0020]段中所述的化合物。相对于所述盘状液晶化合物,所述化合物的含量
优选为1质量%至50质量%,更优选为5质量%至30质量%。
[0417] 所述表面活性剂可以是常规化合物,但特别优选含氟化合物。其具体实例包括如JP-A-2001-330725的第[0028]至[0056]段中所述的化合物,以及如JP-A-2003-295212的第[0069]至[0126]段中所述的化合物。
[0418] 与液晶化合物一同使用的聚合物优选可增大涂布液粘度的聚合物。所述聚合物可以为纤维素酯。纤维素酯的优选实例包括如JP-A-2000-155216的第[0178]段中所述的纤维素酯。为了防止阻碍液晶化合物的取向,相对于所述盘状液晶化合物,所述化合物的含量优选为0.1质量%至10质量%,更优选为0.1质量%至8质量%。
[0419] 所述液晶化合物的盘状向列相液晶相-固相的转变温度优选为70℃至300℃,更优选为70℃至170℃。
[0420] [涂布溶剂]
[0421] 作为用于制备涂布液的溶剂,优选使用有机溶剂。有机溶剂的实例包括酰胺(如N,N-二甲基甲酰胺)、亚砜(如二甲基亚砜)、杂环化合物(如吡啶)、烃(如苯和己烷)、卤代烷(如氯仿和二氯甲烷)、酯类(如乙酸甲酯和乙酸丁酯)、酮类(如丙酮和甲基乙基
酮)、醚类(如四氢呋喃和1,2-二甲氧基乙烷)。优选卤代烷和酮类。两种或更多种有机
溶剂可以组合使用。
[0422] [涂布方法]
[0423] 涂布液的涂布可以通过已知的方法(例如,挤出涂布法、直接凹板涂布法、逆向凹板涂布法和染料涂布法)进行。其中,在形成光学各向异性层时,优选使用线棒涂布法进行涂布,线棒的旋转速度优选满足下式。
[0424] 0.6<(W×(R+2r)×π)/V<1.4
[0425] [W:线棒转速(rpm),R:棒芯直径(m),r:棒直径(m),V:支持体输送速度(m/min)][0426] (W×(R+2r)×π)/V优选在0.7至1.3的范围内,更优选在0.8至1.2的范围内。
[0427] 在形成光学各向异性层时,优选使用模具涂布(die coating)法,特别优选使用滑动涂布器(slide coater)或槽模涂布机(slot die coater)的涂布法。
[0428] [取向膜]
[0429] 本发明中,优选将所述液晶化合物涂布在取向膜的表面,从而排列液晶化合物的分子。由于具有调节所述盘状液晶化合物的取向方向的功能,优选取向膜用于实施本发明的优选实施方案。然而,由于排列液晶化合物后,一旦取向状态固定,取向膜即完成其作用,因此,取向膜不是作为本发明组成要素的必需材料。也就是说,可以通过仅仅转移所述取向膜的所述光学各向异性层而制备偏振片,在所述取向膜中,所述取向固定在偏振器上。
[0430] 可以通过以下方法形成取向膜,例如,有机化合物(优选聚合物)的摩擦处理、无机化合物的斜向蒸镀(oblique evaporation)、具有微槽(microgroove)的层的形成,或通过Langmuir-Blodgett法(LB膜)积聚有机化合物(如ω-二十三烷酸、双十八烷基甲基氯化铵(dioctadecylmethylammonium chloride)和硬脂酸甲酯)。此外,在给定电场、给定磁场或光照射下表现出排列功能的取向膜也是已知的。优选通过聚合物的摩擦处理而形成的取向膜。
[0431] 聚合物的实例包括JP-A-8-338913的第[0022]段中公开的甲基丙烯酸酯共聚物、苯乙烯共聚物、聚烯烃、聚乙烯醇和改性聚乙烯醇、聚(N-羟甲基丙烯酰胺)、聚酯、聚酰亚胺、乙酸乙烯共聚物、羧甲基纤维素、聚碳酸酯等。硅烷偶联剂可以用作聚合物。优选水溶性单体(如聚(N-羟甲基丙烯酰胺)、羧甲基纤维素、明胶、聚乙烯醇和改性聚乙烯醇),更优选明胶、聚乙烯醇和改性聚乙烯醇,最优选聚乙烯醇和改性聚乙烯醇。
[0432] 聚乙烯醇的皂化度优选为70%至100%,更优选为80%至100%。聚乙烯醇的聚合度优选为100至5000。
[0433] 在本发明的取向膜中,优选将具有可交联官能团(如双键)的侧链键联到主链,或将具有排列所述液晶化合物功能的可交联官能团引入侧链。作为用于取向膜的聚合物,可使用能自交联或使用交联剂交联的聚合物,可使用其多种组合。
[0434] 当具有可交联官能团的侧链键联到用于取向膜的聚合物的主链上时,或当可交联官能团引入到具有排列所述液晶化合物功能的侧链中时,用于取向膜的聚合物可以与所述光学各向异性层中含有的多官能单体共聚。结果,不仅在多官能单体和多官能单体之间通过共聚形成强键,而且还在取向膜的聚合物和取向膜的聚合物之间通过共聚形成强键,还在多官能单体与用于取向膜的聚合物之间通过共聚形成强键。因此,可以通过将可交联官能团引入到用于取向膜的聚合物中,以显著改善光学补偿片的强度。
[0435] 优选地,用于取向膜的聚合物的可交联官能团以与多官能单体相同的方式含有可聚合基团。其具体实例包括如JP-A-2000-155216的第[0080]至[0100]段等所述。
[0436] 用于取向膜的聚合物除使用可交联官能团交联外,还可以使用交联剂交联。交联剂的实例包括醛类、N-羟甲基化合物、二噁烷衍生物、通过活化羧基生成的化合物、活化的乙烯化合物、活化的卤素化合物、异噁唑(isooxazole)以及双醛淀粉。两种或更多种交联剂可以组合使用。其具体实例包括JP-A-2002-62426的第[0023]至[0024]段中所述的化合物等。优选具有高反应活性的醛类,特别优选戊二醛。
[0437] 相对于聚合物,所述交联剂的含量优选为0.1质量%至20质量%,更优选为0.5质量%至15质量%。取向膜中剩余未反应交联剂的量优选为1.0质量%或更少,更优选
为0.5质量%或更少。一旦如此控制,即使当取向膜在液晶显示器中长时间使用时或当
取向膜在高温/高湿度气氛中长时间放置时,也可以获得足够的耐久性而不产生网状物
(reticulation)。
[0438] 基本上取向膜可以通过以下方法形成:在透明支持体上涂布含有作为取向膜形成材料的所述聚合物、交联剂和添加剂的溶液,然后加热干燥(交联)并进行摩擦处理。可以在将溶液涂布于如上所述的透明支持体上后的任意时间进行交联反应。当水溶性聚合物如聚乙烯醇用作取向膜形成材料时,优选使用在水和具有消泡作用的有机溶剂(如甲醇)的混合溶剂中的涂布液。
[0439] 水:甲醇的质量比优选为0∶100至99∶1,更优选为0∶100至91∶9。这样可抑制泡沫产生,从而显著降低所述取向膜中以及所述光学各向异性层表面的缺陷
[0440] 用于形成取向膜的涂布方法优选为旋涂法、浸涂法、帘式涂布法、挤出涂布法、棒涂法或辊涂法,特别优选棒涂法。此外,干燥后膜厚度优选为0.1μm至10μm。可以在20℃至110℃下进行加热干燥。为了进行足够的交联,优选在60℃至100℃下进行加热干燥,特别优选在80℃至100℃下进行加热干燥。干燥时间可以为1分钟至36小时,优选为1分钟至30分钟。
[0441] 设置pH值为对所用的交联剂最佳的数值,在使用戊二醛的情形下,pH值优选为4.5至5.5。
[0442] 优选地,所述取向膜置于透明支持体上。可以如上述通过交联所述聚合物层,然后对表面进行摩擦处理而获得取向膜。
[0443] 作为这种摩擦处理,可以使用广泛地用作处理LCD液晶排列的过程的处理方法。也就是说,可以使用通过摩擦取向膜表面而实现排列的方法,所述摩擦使用纸张或纱布、毡、橡胶、尼龙、聚酯纤维等。通常,所述方法是通过用布等摩擦多次而进行的,所述布具有长度和厚度一致的平均移植纤维(averagely transplanted fibers)。
[0444] 将液晶组合物涂布在摩擦处理的取向膜表面,并且排列所述盘状液晶化合物的分子。然后,如果有必要,用于取向膜的聚合物与光学各向异性层中含有的多官能单体反应,或使用交联剂交联用于取向膜的聚合物,从而形成所述光学各向异性层。
[0445] 取向膜的厚度优选在0.1μm至10μm的范围内。
[0446] [透明的支持体(聚合物膜)]
[0447] 支持光学各向异性层的透明支持体(聚合物膜)的面内延迟(Re)优选为0nm至50nm,更优选为0nm至30nm,最优选为0nm至10nm。此外,支持体在厚度方向的延迟(Rth)优选为-300nm至300nm,更优选为-100nm至200nm,最优选为-60nm至60nm。优选通过与
置于支持体上的光学各向异性层的组合而选择支持体的光学各向异性,所述组合使得λ/4板的Nz值得以控制。
[0448] 聚合物的实例包括:聚烯烃类例如纤维素酰化物膜(如三乙酸纤维素膜(折射率1.48)、二乙酸纤维素膜、乙酸丁酸纤维素膜和乙酸丙酸纤维素膜)、聚乙烯、聚丙烯等,聚酯基树脂膜例如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等,聚丙烯酸树脂膜例如聚醚砜膜、聚甲基丙烯酸甲酯等,聚氨酯基树脂膜,聚酯膜,聚碳酸酯膜,聚砜膜,聚醚膜,聚甲基戊烯膜,聚醚酮膜,(甲基)丙烯腈膜,聚烯烃类,具有脂肪族结构的聚合物(降片烯基树脂(ARTON:商品名,由JSR公司制造,无定形聚烯烃(ZEONEX:商品名,由日本Zeon公司制造))等。其中,优选具有三乙酰纤维素、聚对苯二甲酸乙二醇酯和脂肪族结构的聚合物,特别优选三乙酰纤维素。
[0449] 聚合物膜优选通过溶剂流延(solvent casting)法形成。作为溶剂流延法,可以使用溶液分层流延(solution lamination-casting)法,如共溶剂流延(co-solvent
casting)法、连续流延法(successive-casting)、涂布法等。通过使用共流延法或连续流延法制备,生成用于各层的纤维素酰化物溶液(浓液)。在共流延法(同时多层流延)这种
流延法中,用于各层的浓液(可以是三层或更多层)同时从流延支持体(带或滚筒)的各
缝隙通过使用用于流延的geeser挤出,然后在适当的时候从支持体上剥离,然后干燥形成膜。
[0450] 在连续流延法这种流延法中,首先,第一层的浓液从流延排出中挤出,在支持体上流延;干燥或不干燥后,然后第二层的浓液从流延排出阀中挤出,在第一层上流延,如有必要,第三层或更高层的浓液以这种方式连续流延并堆叠,然后在适当的时候从支持体中去除,并干燥形成膜。
[0451] 在所述涂布法中,一般来讲,芯层的膜按照溶液成膜法形成于膜中,然后生成待施加于表面层的涂布液,使用适当的涂布设备在单侧或双侧涂布涂布液,并干燥形成膜。
[0452] 待使用的透明支持体的厚度通常约为25μm至1000μm,优选为25μm至250μm,更优选为30μm至90μm。为了提高透明支持体和其上的层(粘合剂层、垂直取向膜或延迟层)之间的粘附性,可以在透明支持体上进行表面处理(例如,辉光放电处理、电晕放电处理、紫外线(UV)辐射处理、火焰处理)。
[0453] 所述透明支持体上可提供粘合剂层(底涂层)。此外,为了在输送过程中产生滑动性或防止滚动后表面和反面粘合,优选使用透明支持体或长的透明支持体,所述透明支持体通过在支持体的一侧涂布或与聚合物层的支持体共流延而形成,在所述聚合物层中,混合固体含量质量比为5%至40%的平均粒径为10nm至100nm的无机颗粒。
[0454] 此外,λ/4板具有层产品结构,在所述层产品结构中,光学各向异性层形成于上述支持体上,但本发明不限于这一实施方案。如上所述,λ/4板可以只包括拉伸的聚合物膜(光学各向异性支持体),或可以只包括由含液晶化合物的组合物形成的液晶膜。所述液晶膜的优选实例也与以上光学各向异性层的优选实例相同。
[0455] 优选地,λ/4板为纵向连续。还优选所述光学各向异性层的慢轴既不平行也不垂直于所述纵向方向。也就是说,由包含在λ/4板中的光学各向异性层的至少一层的慢轴和λ/4板的长边形成的角度优选为5°至85°。
[0456] 在所述光学各向异性层由液晶化合物形成的情形下,可通过摩擦角度控制所述光学各向异性层的慢轴角度。在λ/4板由拉伸处理的聚合物膜(光学各向异性支持体)形成的情形下,可以通过拉伸方向控制所述慢轴的角度。通过具有既不平行也不垂直于所述长膜的纵向的光学各向异性层慢轴角度,所述光学各向异性层可能与长偏振器通过辊对辊(roll-to-roll)粘连,从而可以以高轴角精度、高生产率生产椭圆偏振片。
[0457] [硬涂层和抗反射层]
[0458] 在所述显示侧偏振片保护区中,如图3所示,可以根据目的在表面膜上提供单个或多个功能层。优选实施方案的实例包括硬涂层堆叠在光学各向异性层上的实施方案,抗反射层堆叠在光学各向异性层上的实施方案,硬涂层堆叠在光学各向异性层上且抗反射层堆叠在其上的实施方案,等。抗反射层为包括至少一个层的层,所述抗反射层的设计考虑了折射率、膜厚度、层数、层的顺序等,从而通过光学干涉减少反射率。
[0459] 在抗反射层最简单的构造中,在膜的最外表面上提供低折射率层。为了进一步减少反射率,优选组合具有高折射率的高折射率层和具有低折射率的低折射率层以组成抗反射层。构造的实例包括按顺序堆叠在基底上的高折射率层/低折射率层的双层组成,具有不同折射率的三层的组成,亦即在所述构造中,按照中折射率层(折射率比低折射率层高、比高折射率层低的层)/高折射率层/低折射率层的顺序堆叠,等,还建议堆叠更多的抗反射层。其中,从耐久性、光学特性、成本、生产率等方面来看,优选以中折射率层/高折射率层/低折射率层这种顺序堆叠的构造,其实例包括JP-A-8-122504、JP-A-8-110401、JP-A-10-300902、JP-A-2002-243906、JP-A-2000-111706等 中 所 述 的 组 成。 此 外,JP-A-2008-262187中描述了具有三层构造的抗反射膜,该膜具有优异的防止膜厚度变化的稳健性。对于具有三层组成的抗反射膜,在其置于图像显示装置的表面上的情况下,反射率的平均值可以设置为0.5%或更低,可以明显减少反射,并可得到具有明显立体感的图像。
此外,各层可以具有其他功能,这些层的实例包括防污低折射率层、防静电高折射率层、防静电硬涂层、抗眩光涂层(例如JP-A-10-206603、JP-A-2002-243906、JP-A-2007-264113等)。
[0460] 在有硬涂层或抗反射层的情形下,具体的层构造的实例如下所示。在下面的说明中,-*/表示其上堆叠有功能层的基材。具体来说,-*/表示如上所述的光学各向异性支持体、光学各向异性层、支持体等。
[0461] -*/硬涂层
[0462] -*/低折射率层
[0463] -*/防眩光层/低折射率层
[0464] -*/硬涂层/低折射率层
[0465] -*/硬涂层/防眩光层/低折射率层
[0466] -*/硬涂层/高折射率层/低折射率层
[0467] -*/硬涂层/中折射率层/高折射率层/低折射率层
[0468] -*/硬涂层/防眩光层/高折射率层/低折射率层
[0469] -*/硬涂层/防眩光层/中折射率层/高折射率层/低折射率层
[0470] -*/防眩光层/高折射率层/低折射率层
[0471] -*/防眩光层/中折射率层/高折射率层/低折射率层
[0472] 在所述各自构造中,优选在光学各向异性层上形成硬涂层、防眩光层、抗反射层等功能层。此外,除了包括光学各向异性层的光学膜以外,还可以在用于制备的支持体上粘附并堆叠具有硬涂层、防眩光层、抗反射层等的光学膜。
[0473] (硬涂层)
[0474] 可以在表面膜上形成硬涂层,以提供具有物理强度的膜,所述表面膜形成于本发明立体图像识别设备的显示侧偏振片保护区中。本发明中可以不形成所述硬涂层,但从增强铅笔划痕试验等的抗刮擦性方面来看,优选形成硬涂层。
[0475] 优选地,在硬涂层上提供低折射率层,更优选地,在硬涂层和低折射率层之间提供中折射率层和高折射率层,以构成抗反射膜。
[0476] 硬涂层可以通过层叠两层或更多层而构成。
[0477] 在本发明中,从光学设计方面来看,硬涂层的折射率优选在1.48至2.00的范围内,更优选在1.48至1.70的范围内,从而获得抗反射表面膜。
[0478] 从提供具有足够耐久性和抗冲击性的表面膜的观点来看,硬涂层的膜厚度通常约为0.5μm至50μm,优选为1μm至20μm,更优选为5μm至20μm。
[0479] 在铅笔硬度试验中,硬涂层的强度优选为H或更高,更优选为2H或更高,更优选为3H或更高。优选地,在按照JIS K5400进行泰伯试验(tabertest)后,试件的磨损很小。
[0480] 优选通过电离辐射固化化合物的交联反应或聚合反应形成所述硬涂层。例如可以通过将包含电离辐射可固化多官能单体或多官能寡聚物的涂布组合物涂布在透明支
持体上,使所述多官能单体或多官能寡聚物发生交联反应或聚合反应形成硬涂层。电离辐射可固化多官能单体或多官能寡聚物的官能团优选可以通过光、电子束或辐射聚合,其中,优选可光聚合官能团。可光聚合官能团的实例包括具有可聚合官能团,如(甲基)丙烯酰
基、乙烯基,苯乙烯基、烯丙基等的化合物,在所述可聚合官能团中,优选(甲基)丙烯酰基和-C(O)OCH=CH2。
[0481] 电离辐射可固化化合物的具体实例包括亚烷基二醇的(甲基)丙烯酸二酯、聚亚氧烷基乙二醇的(甲基)丙烯酸二酯、多元醇的(甲基)丙烯酸二酯、氧化乙烯或氧化丙烯
加成物的(甲基)丙烯酸二酯、环氧(甲基)丙烯酸酯、氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、聚
酯(甲基)丙烯酸酯等。
[0482] 作为具有(甲基)丙烯酰基的多官能丙烯酸酯基化合物,可以使用市售化合物,其实例包括NK ester A-TMMT(由Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制造)、KAYARAD
DPHA(由Nippon Kayaku Co.,Ltd.制造)等。JP-A-2009-98658的第[0114]至[0122]段
中描述了多官能单体,且所述多官能单体将用于本发明。
[0483] 从与支持体的粘合和低卷曲性来看,电离辐射可固化化合物是具有氢键合取代基的化合物。氢键合取代基指取代基中,具有高电负性的原子(如氮、氧、硫、卤素等)与氢键共价键合,氢键合取代基的实例包括-OH、-SH-、-NH-、CHO-、CHN-等。其中,优选具有羟基的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯和(甲基)丙烯酸酯。可以使用市售化合物,其实例包括NK oiligo U4HA和NK ester A-TMM-3(均由Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.生产)、
KAYARAD PET-30(由Nippon Kayaku Co.,Ltd.生产),等。
[0484] 所述硬涂层可以含有平均粒径为1.0μm至10.0μm,优选为1.5μm至7.0μm的消光颗粒,例如,无机化合物颗粒或树脂颗粒,以实现提供内部散射特性的目的。
[0485] 各种折射率单体或/和无机颗粒可以加入到硬涂层的粘合剂中,以控制所述硬涂层的折射率。除控制折射率的作用外,所述无机颗粒还具有抑制由于交联反应导致的固化收缩的作用。在本发明中,即使形成硬涂层以后,通过如上所述的多官能单体和/或高折射率单体的聚合等生成的聚合物和分散于其中的无机颗粒也称为粘合剂。
[0486] (防眩光层)
[0487] 形成防眩光层的目的是使膜具有硬涂层特性,以通过表面散射改进抗眩光特性,优选改进表面膜的硬度和抗刮擦性。
[0488] JP-A-2009-98658的第[0178]至[0189]段中描述了所述防眩光层,且这种防眩光层将应用于本发明。
[0489] [高折射率层和中折射率层]
[0490] 高折射率层的折射率优选为1.70至1.74,更优选为1.71至1.73。调节中折射率层的折射率,使其介于低折射率层的折射率和高折射率层的折射率之间。中折射率层的折射率优选为1.60至1.64,更优选为1.61至1.63。
[0491] 作为形成所述高折射率层或所述中折射率层的方法,虽然可以使用通过化学气相沉积(CVD)法或物理气相沉积(PVD)法,尤其是通过物理气相沉积法中的真空沉积法或溅射法,形成的无机氧化物的透明薄膜,但是优选通过全湿式涂布(all-wet coating)的方法。
[0492] 除了所述中折射率层的折射率与所述高折射率层的折射率不同之外,可以使用与所述高折射率层相同的材料并以相同的方式制备所述中折射率层,因此,下面特别描述了所述高折射率层。
[0493] 优选通过涂布包含无机细颗粒、含有三官能可聚合基团或更高官能的可聚合基团的可固化化合物(下文中有时也叫做粘合剂)、溶剂和聚合引发剂的涂布组合物,干燥所述溶剂,然后以加热和电离辐射照射之一或两种方式固化所述涂层,从而形成所述高折射率层。在使用可固化化合物和引发剂的情形下,在聚合反应时,涂布后经由加热和/或电离辐射固化可固化化合物,从而可以形成具有优异耐刮擦性和粘合性能的中折射率层或高折射率层。
[0494] (无机细颗粒)
[0495] 无机细颗粒优选金属氧化物的细颗粒,更优选含有至少一种选自Ti、Zr、In、Zn、Sn、Al和Sb的金属氧化物的无机细颗粒。
[0496] 作为无机氧化物颗粒,从折射率的出发点来看,优选氧化细颗粒。此外,从传导性的出发点来看,优选使用含有至少一种选自Sb、In和Sn的金属氧化物作为主要组分的无机细颗粒。传导性无机细颗粒更优选至少一种选自掺氧化铟(ITO)、掺锑氧化锡(ATO)、掺氟氧化锡(FTO)、掺磷氧化锡(PTO)、掺锑氧化锌(AZO)、掺锌氧化铟(IZO)、氧化锌、氧化钌、氧化铼、氧化、氧化镍和氧化的金属氧化物。通过改变无机细颗粒的量,可以调整至预定折射率。
[0497] 在氧化锆作为主要组分的情形下,层中所述无机细颗粒的平均粒径优选为1nm至120nm,更优选为1nm至60nm,更优选为2nm至40nm。优选所述范围,因为在所述范围内,抑制了雾度,并且由于表面上适当的不规则性,改善了分散稳定性和与上层的粘合性能。
[0498] 含有氧化锆作为主要组分的无机细颗粒的折射率优选为1.90至2.80,更优选为2.00至2.40,最优选为2.00至2.20。
[0499] 无机细颗粒的加入量可以取决于无机细颗粒加入的层而变化,并且在所述中折射率层中,以整个中折射率层的固体含量计,加入量优选为20质量%至60质量%,更优选为25质量%至55质量%,更优选为30质量%至50质量%。在所述高折射率层中,以整个高
折射率层的固体含量计,加入量优选为40质量%至90质量%,更优选为50质量%至85质
量%,更优选为60质量%至80质量%。
[0500] 可以通过光散射方法或电子显微照片测量无机细颗粒的粒径。无机细颗粒的比表2 2 2
面积优选为10至400m/g,更优选为20至200m/g,最优选为30至150m/g。
[0501] (可固化化合物)
[0502] 可固化化合物优选为可聚合化合物,并且作为可聚合化合物,优选使用可电离辐射固化的多官能单体或多官能低聚物。所述化合物中的官能团优选可光聚合、电子束聚合或辐射聚合官能团,其中优选可光聚合官能团。可光聚合官能团的实例包括不饱和可聚合官能团,例如(甲基)丙烯酰基、乙烯基、苯乙烯基、烯丙基等,其中优选(甲基)丙烯酰基。
[0503] 作为含有可光聚合官能团的可光聚合多官能单体的实例,优选使用上面关于用于形成硬涂层的电离辐射可固化化合物描述的化合物。
[0504] 在所述高折射率层中,除了上述组分(无机细颗粒、可固化化合物、聚合引发剂、光敏剂等)之外,还可以加入表面活性剂、抗静电剂、偶联剂、增稠剂、着色抑制剂着色剂(颜料或染料)、消泡剂、流平剂、阻燃剂、紫外线吸收剂、红外线吸收剂、增粘剂(adhesion-imparting agent)、聚合抑制剂、抗氧化剂、表面改性剂、传导性金属细颗粒等。
[0505] 如上所述,可以使用与所述高折射率层相同的方式得到所述中折射率层。
[0506] [低折射率层]
[0507] 本发明的低折射率层的折射率优选为1.30至1.47。在多层薄膜干涉型(中折射率层/高折射率层/低折射率层)的抗反射膜情形下,所述低折射率层的折射率优选为1.33至1.38,更优选为1.35至1.37。
[0508] 优选所述范围,因为在所述范围内,可保持膜强度,同时降低反射率。作为形成所述低折射率层的方法,虽然可以使用通过化学气相沉积(CVD)法或物理气相沉积(PVD)法,尤其是通过物理气相沉积法中的真空沉积法或溅射法形成的无机氧化物的透明薄膜,但是优选使用用于形成低折射率层的组合物的全湿式涂布的方法。
[0509] 所述低折射率层可由含氟可固化聚合物、含氟可固化单体、不含氟可固化单体、低折射率颗粒等作为构成组分形成。作为所述化合物,可使用JP-A-2010-152311的第[0018]至[0168]段描述的化合物。
[0510] 所述低折射率层的雾度优选为3%或更小,更优选为2%或更小,最优选为1%或更小。
[0511] 在500g负载的铅笔硬度实验中,包含所形成的低折射率层的抗反射膜的强度优选为H或更大,更优选为2H或更大,最优选为3H或更大。
[0512] 此外,为了改善所述抗反射膜的抗污性能,在其表面上与水的接触角优选为95°或更大,更优选为102°或更大。特别地,如果接触角为105°或更大,则改善了对指纹的抗污性能,因此是特别优选的。另外,与水的接触角为102°或更大,并且表面自由能更优选为25dynes/cm或更小,特别优选为23dynes/cm或更小,更优选为20dynes/cm或更小。最优选地,与水的接触角为105°或更大,并且表面自由能为20dynes/cm或更小。
[0513] (低折射率层的形成)
[0514] 低折射率层的形成:优选通过涂布涂布组合物,所述涂布组合物中溶解或分散有具有可聚合不饱和基团的含氟抗污剂、具有可聚合不饱和基团的多官能单体、无机细颗粒,以及如需要,光聚合引发剂和其他任意组分,并且在涂布的同时或涂布和干燥后,在交联反应或聚合反应时,通过电离辐射照射(例如光照射、电子束照射等)或加热固化所述涂层。
[0515] (固化条件)
[0516] 特别地,当通过电离辐射可固化化合物的交联反应或聚合反应形成所述硬涂层和/或抗反射层时,优选在氧气浓度为10体积%或更小的气氛下进行交联反应或聚合反应。当在氧气浓度为1体积%或更小的气氛下形成所述低折射率层时,可得到具有优异的物理强度和耐化学性的最外层。
[0517] 氧气浓度优选为1.0体积%体积%或更小,更优选为0.1体积%体积%或更小,特别优选为0.05体积%体积%或更小,最优选为0.02体积%体积%或更小。
[0518] 作为降低氧气浓度至1体积%或更小的手段,优选用其他气体置换空气(氮气浓度:约79体积%,氧气浓度:约21体积%),特别优选用氮气(用氮气吹洗)置换。
[0519] (紫外线吸收剂)
[0520] 根据本发明的表面膜的硬涂层和/或抗反射层可包含紫外线吸收剂。作为所述紫外线吸收剂,可使用任何已知的能显示紫外线吸收性能的紫外线吸收剂。为了得到用于电子图像显示装置中的高紫外线吸收性能和紫外线吸收能力(防紫外线性能(ultravioletcutting property)),在所述紫外线吸收剂中,优选苯并三唑基或羟基苯基三嗪基紫外线吸收剂。此外,两种或更多种具有不同最大吸收波长的紫外线吸收剂可以组合使用以加宽紫外线吸收带。
[0521] 所述苯并三唑基紫外线吸收剂的实例包括2-[2’-羟基-5’-(甲基丙烯酰氧甲基)苯基]-2H-苯并三唑、2-[2’-羟基-5’-(甲基丙烯酰氧乙基)苯基]-2H-苯并三唑、
2-[2’-羟基-5’-(甲基丙烯酰氧丙基)苯基]-2H-苯并三唑、2-[2’-羟基-5’-(甲基丙
烯酰氧己基)苯基]-2H-苯并三唑、2-[2’-羟基-3’-叔丁基-5’-(甲基丙烯酰氧乙基)
苯基]-2H-苯并三唑、2-[2’-羟基-5’-叔丁基-3’-(甲基丙烯酰氧乙基)苯基]-2H-苯
并三唑、2-[2’-羟基-5’-(甲基丙烯酰氧乙基)苯基]-5-氯-2H-苯并三唑、2-[2’-羟
基-5’-(甲基丙烯酰氧乙基)苯基]-5-甲氧基-2H-苯并三唑、2-[2’-羟基-5’-(甲基
丙烯酰氧乙基)苯基]-5-氰基-2H-苯并三唑、2-[2’-羟基-5’-(甲基丙烯酰氧乙基)
苯基]-5-叔丁基-2H-苯并三唑、2-[2’-羟基-5’-(甲基丙烯酰氧乙基)苯基]-5-硝
基-2H-苯并三唑、2-(2-羟基-5-叔丁基苯基)-2H-苯并三唑、苯丙酸-3-(2H-苯并三
唑-2-基)-5-(1,1-二甲基乙基)-4-羟基、C7-至C9-支链或直链烷基酯、2-(2H-苯并三
唑-2-基)-4,6-双(1-甲基-1-苯乙基)苯酚、2-(2H-苯并三唑-2-基)-6-(1-甲基-1-苯
乙基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯酚等。
[0522] 所述羟基苯基三嗪基紫外线吸收剂的实例包括2-[4-[(2-羟基-3-十二烷基氧丙基)氧]-2-羟苯基]-4,6-双(2,4-二甲苯基)-1,3,5-三嗪、2-[4-(2-羟基-3-十三
烷基氧丙基)氧]-2-羟苯基]-4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪、2-[4-[(2-羟
基-3-(2’-乙基)己基)氧]-2-羟苯基]-4,6-双(2,4-二甲苯基)-1,3,5-三嗪、2,4-双(2-羟基-4-丁基氧苯基)-6-(2,4-双丁基氧苯基)-1,3,5-三嗪、2-(2-羟基-4-[1-辛基氧羰基乙氧基]苯基)-4,6-双(4-联苯基)-1,3,5-三嗪、2,2’,4,4’-四羟基二苯甲酮、
2,2’-二羟基-4,4’-二甲氧基二苯甲酮、2,2’-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2,4-二羟基二苯甲酮、2-羟基-4-乙酰氧基乙氧基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2,2’-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2,2’-二羟基-4,4’-二甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-n-辛氧基二苯甲酮、2,2’-二羟基-4,4’-二甲氧基-5,5’-二磺基二苯甲酮二钠盐等。
[0523] 紫外线吸收剂的含量取决于紫外线吸收剂所需的紫外线透射率或吸收率,但是基于100质量份紫外线可固化树脂,通常为20质量份或更少,优选为1至20质量份。在所述紫外线吸收剂含量大于20质量份的情形下,具有降低可固化组合物的紫外线固化性的倾
向,同时,有可能降低光学膜的可见光透射率,而在所述紫外线吸收剂的含量少于1质量份的情形下,不能充分地显示所述光学膜的紫外线吸收性。
[0524] [偏振片]
[0525] 用于本发明的偏振片(液晶显示器I的偏振片、分时图像显示遮断器II的偏振片C、以及其他偏振片)包括保护膜和偏振器。作为所述偏振器,可以使用碘基偏振器、使用二色性染料的染料基偏振器以及聚烯基偏振器中的任一种偏振器。通常,聚乙烯醇基膜用于制备碘基偏振器和染料基偏振器。所述偏振器的吸收轴相当于所述膜的拉伸方向。因此,拉伸至垂直方向(输送方向)的偏振器具有平行于纵向的吸收轴,并且拉伸至交叉方向(输
送方向和垂直方向)的偏振器具有垂直于纵向的吸收轴。
[0526] 通常,偏振器具有保护膜。本发明中,所述λ/4板可作为所述偏振器的保护膜。在堆叠有偏振器的保护膜(除了所述λ/4板之外)的情形下,优选使用具有高光学各向同性的纤维素酯膜作为保护膜。
[0527] 用于本发明的偏振片的优选方法包括连续地纵向层叠所述λ/4板和所述偏振器的步骤。切割长偏振片以适应图像装置中的屏幕尺寸。
[0528] 组合作为所述偏振器的线性偏振器和所述λ/4板,从而以高生产率制备整合有偏振器的光学膜作为圆偏振片或椭圆偏振片。
[0529] 根据本发明的用于液晶显示装置I的显示侧的偏振片可堆叠在所述偏振器的一侧,并且具有光学各向异性的光学补偿膜可堆叠在所述偏振器的另一侧。根据本发明,可从观看者开始依次设置所述λ/4板、所述偏振器、所述光学补偿膜和所述液晶单元,从而使所述光学补偿膜作为用于所述液晶显示器的对比度或视角的补偿膜,并且根据本发明的所述λ/4板作为用于所述偏振器的外侧的膜。
[0530] 图4和5显示具有用于根据本发明的立体图像识别设备的λ/4板的偏振片的实例。图4中显示的所述偏振片具有位于所述偏振器一侧上的保护膜,以及位于另一侧上的光学各向异性支持体,或者各自作为λ/4板的支持体和光学各向异性层,并且如果必要的话,可在所述偏振片上提供硬涂层或抗反射层(低折射率层、中折射率层和高折射率层)。
图5中显示的偏振片具有位于所述偏振器一侧作为保护膜的光学补偿膜,以及位于另一
侧的光学各向异性支持体,或者各自作为λ/4板的支持体和光学各向异性层,并且如果必要的话,可在所述偏振片上提供硬涂层或抗反射层(低折射率层、中折射率层和高折射率层)。图4和5均显示部分(i)至(xxvii)的典型构造实例。在图4和5中,“OS”、“S”、
“Hc”、“Ln”、“Mn”、“Hn”、“OC”、“OL”、“PL”和“PR”分别表示光学各向异性层、支持体、硬涂层、低折射率层、中折射率层、高折射率层、光学各向异性层、光学补偿膜、偏振器和保护层。
[0531] [液晶显示器]
[0532] 只要本发明的液晶显示器I具有位于显示侧偏振片保护区的λ/4板,对它的构造就没有特别限制,并且可以是例如反射型、半透射型和透射型液晶显示器中的任一种。通常,所述液晶显示器包括偏振片和液晶单元,以及如果必要的话,延迟膜、反射层、光漫射层、背光、前光、光控制膜、导光板、棱镜片、滤色器等其他构件。除了所述具有λ/4板的偏振片之外,对所述偏振片的位置没有特别限制,可利用一个或两个或更多个位置。对液晶单元没有特别限制,可以是任何普通液晶单元,例如具有夹在有电极的透明基底对之间的液晶层的液晶单元。对构成所述液晶单元的所述透明基底没有特别限制,只要它以特定的取向方向排列液晶材料以构成所述液晶层。具体地,所述透明基底可以是自身具有排列液晶性能的透明基底,或者自身不具有排列能力但是涂布有具有排列液晶性能的取向膜等的透明基底中的任一种。用于所述液晶单元的电极可以是任何普通电极。通常,所述电极可置于保持与所述液晶层接触的透明基底表面上,并且在使用具有取向膜的基底的情形下,所述电极可置于所述基底和所述取向膜之间。对形成液晶层的液晶材料没有特别限制,其实例包括各种类型能形成各种液晶单元的普通低分子液晶化合物、高分子液晶化合物及其混合物。此外,在液体结晶性没有受到不利影响的范围内,可将染料、手性试剂、非液晶化合物等加入所述层。
[0533] 除了上述电极基底和液晶层外,所述液晶单元还可以包括其他各种必需的构成元件以构成下述各种类型的液晶单元。液晶单元模式包括各种不同类型的模式,例如扭
曲向列相(TN,twisted nematic)模式、超扭曲向列相(STN,super-twisted nematic)模式、电控双折射(ECB,electrically controlledbirefringence)模式、面内切换(IPS,in-plane switching)模式、垂直取向(VA,vertical alignment)模式、多域垂直取向
(MVA,multidomain vertical alignment)模式、垂直取向构型(PVA,patterned vertical alignment)模式、光学补偿双折射(OCB,optically compensated birefringence)模式、混合排列向列相(HAN,hybrid aligned nematic)模式、轴对称排列微胞(ASM,axially symmetric aligned microcell)模式、半色调晶粒尺度(halftone grain scale)模式、多域(multidomain)模式、使用电液晶和反铁电液晶的显示模式等。对用于所述液晶单元的驱动系统也没有特别限制。所述驱动系统可以是用于STN-LCD等的无源矩阵系统,和使用有源电极例如薄膜晶体管(TFT,thin film transistor)电极、薄膜二极管(TFD,thin film diode)电极等的有源矩阵系统中的任一种,或者是等离子体地址系统。也可以是不使用滤色器的场顺序系统。
[0534] 所述液晶单元优选为VA模式、OCB模式、IPS模式或者TN模式中的任一种模式,但是不限于这些模式。
[0535] 在VA模式液晶显示器中,棒状液晶分子在不施加电压时基本上垂直地排列。所述VA模式液晶单元包括(1)狭义VA模式液晶单元,其中棒状液晶分子在不施加电压时基
本上垂直地排列,而在施加电压时基本上水平地排列(在JP-A-2-176625中描述);(2)采
用模式(MVA模式)的液晶单元,其中VA模式转换成用于增大视角的多域模式(在SID97,
Digest of tech.Papers(pre-prints),28(1997),845中描述);(3)采用模式(n-ASM模
式)的液晶单元,其中棒状液晶分子在不施加电压时基本上垂直地排列,而在施加电压
时排列成在多域中扭曲(在Preprints of Symposium on Japanese Liquid Crystal
Society,58-59(1998)中描述);以及(4)采用SURVAIVAL模式的液晶单元(发表在LCD
International 98中)。此外,所述液晶单元可以是垂直取向构型(PVA)、光学取向型
(optical alignment)和聚合物稳定取向型(PSA,Polymer-Sustained Alignment)中的任一种。在JP-A-2006-215326和JP-T-2008-538819中详细地描述了上述模式。
[0536] 在OCB模式液晶显示器中,所述液晶单元采用弯曲取向模式,其中在上部和下部的棒状液晶分子取向基本上相反(对称)。美国专利4583825和5410422公开了使用所述弯曲取向模式液晶单元的液晶显示器。由于在所述晶体单元的上部和下部的棒状液晶分子对称地取向,采用弯曲取向模式的液晶单元具有自我光学补偿功能。因此所述模式称为光学补偿弯曲(OCB,optically compensatory bend)液晶模式。
[0537] 关于显示黑色的OCB模式液晶单元的取向态,所述棒状液晶分子垂直地排列在所述液晶单元的中心部分,而与在TN模式中相同,这些分子水平地排列在所述液晶单元基底的附近。采用弯曲取向模式的所述液晶单元具有响应速度高的优点。
[0538] 在IPS模式液晶显示器中,棒状液晶分子基本上与基底平行,并且通过施加电压,所述液晶分子在平面内响应。当不施加电压时IPS模式变成黑色图像,并且在上部和下部的偏振片对的透射轴相互垂直。JP-A-10-54982、JP-A-11-202323、JP-A-9-292522、JP-A-11-133408、JP-A-11-305217、JP-A-10-307291等描述了通过用黑色图像减少倾斜方向的漏光,从而改善视角的方法。
[0539] 在TN模式液晶单元中,棒状液晶分子在不施加电压时是基本上水平的,并且以60°至120°扭曲排列。所述TN模式液晶单元最常用作颜色-TFT液晶显示器,并且很多出
版物中描述了所述TN模式液晶单元。
[0540] 对所述分时图像显示遮断器II的液晶单元没有特别限制;可以使用与所述液晶显示器I的液晶单元一样的液晶单元。
实施例
[0541] 参考以下实施例和对比实施例,更详细地描述了本发明的特性。在以下实施例中,可以适当地修改或改变要使用的材料的量、比例、处理、处理顺序等,而不脱离本发明的主旨和范围。因此,本发明的范围不应理解为限于以下显示的具体实施例。
[0542] 1.膜1至50的制备
[0543] (1)膜1的制备
[0544] <透明支持体(乙酸纤维素膜T1)的制备>
[0545] 将以下组合物加入到混合槽中,在搅拌的同时加热到30℃以溶解各组分,从而制备乙酸纤维素溶液(用于内层的浓液A和用于外层的浓液B)。
[0546]乙酸纤维素溶液的组成(质量份) 内层 外层
乙酰化度为60.9%的乙酸纤维素 100 100
磷酸三苯酯(增塑剂) 7.8 7.8
磷酸联苯基二苯基酯(增塑剂) 3.9 3.9
二氯甲烷(第一溶剂) 293 314
甲醇(第二溶剂) 71 76
1-丁醇(第三溶剂) 1.5 1.6
二氧化硅细颗粒(AEROSIL R972,由Nippon Aerosil Co.,Ltd.生产) 0 0.8
以下所示的延迟增强剂(A) 1.7 0
[0547] 延迟增强剂
[0548]
[0549] 使用三层共流延模将由此得到的用于内层的浓液A和用于外层的浓液B流延在0℃下冷却的滚筒上。将残留溶剂含量为70质量%的膜从滚筒上剥离。所述膜两边缘用
针板拉幅机固定,在机器方向上以拉伸比110%输送,并在80℃下干燥;当膜的残留溶剂含量达到10%时,在110℃下干燥。接着,在140℃下干燥30分钟,从而生成残留溶剂含量为
0.3质量%的乙酸纤维素膜(厚度为80μm(外层厚度3μm,内层厚度74μm以及外层厚度
3μm))。所述生成的乙酸纤维素膜的Re(550)和Rth(550)分别为5nm和90nm。
[0550] <含有液晶化合物的光学各向异性层的形成>
[0551] (碱皂化处理)
[0552] 使乙酸纤维素膜T1通过在60℃温度下的介电加热辊,使膜表面温度升至40℃;然2
后使用棒式涂布机将具有下面显示的组成的碱溶液以14ml/m的量施加到所述膜上。然后,用Noritake Company生产的在110℃下加热10秒钟的蒸汽远红外加热器保持。之后,又
2
使用棒式涂布机以3ml/m向其施加纯净水。接着,用喷注式涂布机(fountain coater)水
洗,并用气刀脱水,重复所述操作三次;然后在干燥区中在70℃下输送所述膜10秒钟,以制备碱皂化处理的纤维素酰化物膜。
[0553] (碱溶液的组成)
[0554]
[0555] (取向膜的形成)
[0556] 使用线棒#14将具有以下显示的组成的取向膜涂布液连续地施加到上述长的皂化处理的乙酸纤维素膜。将其在60℃下热干燥60秒钟,然后在100℃下热风干燥120秒
钟。
[0557]
[0558] 改性的聚乙烯醇
[0559]
[0560] (含有液晶化合物的盘状光学各向异性层的形成)
[0561] 对上面制备的取向膜连续地进行摩擦处理。此处,长膜的纵向和输送方向相互平行,并且相对于膜的纵向,摩擦辊的旋转轴逆时针方向旋转45°。
[0562] 使用线棒将具有以下显示的组成的含有盘状液晶化合物的涂布液A连续地施加到上面制备的取向膜上。所述膜的输送速度(V)设定为36m/min。为了干燥所述涂布液中
的溶剂并取向熟化所述盘状液晶化合物,在120℃下暖风加热所述膜90秒钟,随后在80℃下紫外光辐照以固定液晶化合物的取向,从而形成厚度为1.77μm的光学各向异性层。这样,所述过程得到膜1。
[0563]
[0564] 盘状液晶化合物
[0565]
[0566] 丙烯酸酯单体
[0567] 环氧乙烷改性的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(V# 360,由Osaka Organic Chemical Industry Ltd.生产)
[0568] 吡啶盐
[0569]
[0570] 氟基聚合物(FP1)
[0571]
[0572] 氟基聚合物(FP3)
[0573]
[0574] 在550nm下,所制备的膜1的Re(550)和Rth(550)分别为138nm和54nm。其慢轴方向垂直于所述摩擦辊的旋转轴。即,相对于支持体的纵向,慢轴方向顺时针旋转45°。
已经确认盘状液晶分子的盘平面向膜平面的平均倾斜角为90°,盘状液晶与所述膜平面垂直地取向。
[0575] (2)膜2的制备
[0576] 制备低反射膜CLEAR LR“CV-LC”(由Fujifilm Corporation制造),所述低反射膜具有市售的基于纤维素酰化物的膜作为支持体。接着,通过粘合剂层将“CV-LC”的支持体表面粘附于所述膜1的光学各向异性层侧,然后将其用作膜2。
[0577] (3)膜3的制备
[0578] 以与所述膜2的制备方法相同的方式制备膜3,区别在于将在所述膜2的制备中作为膜2的光学各向异性层的支持体使用的纤维素酰化物膜T1改成市售的纤维素酰化物膜“TD80UL”(由Fujifilm Corporation制造)。对于所述膜3的光学各向异性层,已经确认盘状液晶分子的盘平面向膜平面的平均倾斜角为90°,所述盘状液晶与所述膜平面垂直地取向。
[0579] (4)膜4的制备
[0580] <透明支持体(乙酸纤维素膜T2)的制备>
[0581] 以与制备所述乙酸纤维素膜T1相同的方式制备乙酸纤维素膜T2,区别在于调节浓液A的流速以改变所述膜的膜厚度。所述乙酸纤维素膜T2的全部层厚度、Re(550)和
Rth(550)分别为110μm、7nm和117nm。
[0582] 以与所述膜2的制备方法相同的方式制备膜4,区别在于将在所述膜2的制备中作为膜2的光学各向异性层的支持体使用的纤维素酰化物膜T1改成T2。对于所述膜4的光学各向异性层,已经确认盘状液晶分子的盘平面向膜平面的平均倾斜角为90°,所述盘状液晶与所述膜平面垂直地取向。
[0583] (5)膜5的制备
[0584] <透明支持体(乙酸纤维素膜T3)的制备>
[0585] 以与制备所述乙酸纤维素膜T1相同的方式制备乙酸纤维素膜T3,区别在于调节浓液A的流速以改变所述膜的膜厚度。所述乙酸纤维素膜T3的全部层厚度、Re(550)和
Rth(550)分别为87μm、5nm和97nm。
[0586] <透明支持体(乙酸纤维素膜T4)的制备>
[0587] 以与制备所述乙酸纤维素膜T1相同的方式制备乙酸纤维素膜T4,区别在于调节浓液A的流速以改变所述膜的膜厚度。所述乙酸纤维素膜T4的全部层厚度、Re(550)和
Rth(550)分别为55μm、3nm和60nm。
[0588] 所述乙酸纤维素膜T3和T4各自的一侧经过碱皂化处理,并且使用聚乙烯基粘合剂相互粘附。
[0589] 以与所述膜2的制备方法相同的方式制备膜5,区别在于将在所述膜2的制备中作为所述膜2的光学各向异性层的支持体使用的纤维素酰化物膜T1改成通过相互粘附T3和T4形成的膜。对于所述膜5的光学各向异性层,已经确认盘状液晶分子的盘平面向膜平面的平均倾斜角为90°,所述盘状液晶与所述膜平面垂直地取向。
[0590] (6)膜6的制备
[0591] 制备两片乙酸纤维素膜T1,每片的一侧经过碱皂化处理,然后使用聚乙烯基粘合剂相互粘附。
[0592] 以与所述膜2的制备方法相同的方式制备膜6,区别在于将在所述膜2的制备中作为所述膜2的光学各向异性层的支持体使用的纤维素酰化物膜T1改成所述两片T1相互粘附形成的膜。对于所述膜6的光学各向异性层,已经确认盘状液晶分子的盘平面向膜平面的平均倾斜角为90°,所述盘状液晶与所述膜平面垂直地取向。
[0593] (7)膜7的制备
[0594] 以与所述膜1的制备方法相同的方式制备膜7,区别在于在所述膜1的制备中,适当地调节光学各向异性层形成中线棒的类型和作为涂布液的甲基乙基酮的量。所述光学各向异性层的厚度为1.60μm。550nm下所制备的膜7的Re(550)和Rth(550)分别为125nm和61nm。慢轴方向垂直于摩擦辊的旋转轴。即,相对于所述支持体的纵向,所述慢轴方向顺时针旋转45°。已经确认盘状液晶分子的盘平面向膜平面的平均倾斜角为90°,所述盘状
液晶与所述膜平面垂直地取向。
[0595] (8)膜8的制备
[0596] 制备低反射膜CLEAR LR“CV-LC”(由Fujifilm Corporation制造),所述低反射膜具有市售的基于纤维素酰化物的膜作为支持体。接着,通过粘合剂层将“CV-LC”的支持体表面粘附于所述膜7的光学各向异性层侧,然后将其用作膜8。
[0597] (9)膜9的制备
[0598] 以与所述膜7的制备方法相同的方式,区别在于在膜7的制备中,取向膜的摩擦处理步骤中摩擦辊的旋转轴变为顺时针方向45°,通过粘合剂层将低反射膜的“CV-LC”的支持体表面粘附于支持体表面上的乙酸纤维素膜T1侧,然后用作膜9。
[0599] 此外,所述膜9的慢轴方向垂直于所述摩擦辊的旋转轴。即,当涂布表面朝下(“CV-LC”平面朝下)时,相对于支持体的纵向,所述慢轴逆时针方向旋转45°。已经确认盘状液晶分子的盘平面向膜平面的平均倾斜角为90°,所述盘状液晶与所述膜平面垂直地取向。
[0600] (10)膜10的制备
[0601] 所述乙酸纤维素膜T1和T4各自的一侧经过碱皂化处理,并且使用聚乙烯基粘合剂相互粘附。
[0602] 以与所述膜8的制备方法相同的方式制备膜10,区别在于将在所述膜8的制备中作为所述膜8的光学各向异性层的支持体使用的纤维素酰化物膜T1改成T1和T4相互粘
附形成的膜。对于所述膜10的光学各向异性层,已经确认盘状液晶分子的盘平面向膜平面的平均倾斜角为90°,所述盘状液晶与所述膜平面垂直地取向。
[0603] (11)膜11的制备
[0604] 以与所述膜2的制备方法相同的方式制备膜11,区别在于在所述膜2的制备中,适当地调节光学各向异性层的形成中线棒的类型和作为涂布液的甲基乙基酮的量。所述光学各向异性层的厚度为1.50μm。所制备的膜11包括“CV-LC”。550nm时所制备的膜11的Re(550)和Rth(550)分别为117nm和104nm。所述慢轴方向垂直于所述摩擦辊的旋转轴。
即,相对于支持体的纵向,所述慢轴顺时针旋转45°。已经确认盘状液晶分子的盘平面向膜平面的平均倾斜角为90°,所述盘状液晶与所述膜平面垂直地取向。
[0605] (12)膜12的制备
[0606] <透明支持体(乙酸纤维素膜T5)的制备>
[0607] 以与制备所述乙酸纤维素膜T1相同的方式制备乙酸纤维素膜T5,区别在于调节浓液A的流速以改变所述膜的膜厚度。所述乙酸纤维素膜T5的全部层厚度、Re(550)和
Rth(550)分别为77μm、5nm和86nm。
[0608] 所述乙酸纤维素膜T4和T5各自的一侧经过碱皂化处理,并且使用聚乙烯基粘合剂相互粘附。
[0609] 以与所述膜11的制备方法相同的方式制备膜12,区别在于在所述膜11的制备中,将作为所述膜11的光学各向异性层的支持体使用的纤维素酰化物膜T1改成T4和T5相互粘附形成的膜。对于所述膜12的光学各向异性层,已经确认盘状液晶分子的盘平面向膜平面的平均倾斜角为90°,所述盘状液晶与所述膜平面垂直地取向。
[0610] (13)膜13的制备
[0611] <含有液晶化合物的光学各向异性层的形成>
[0612] (取向膜的碱皂化和形成)
[0613] 制备低反射膜CLEAR LR“CV-LC”(由Fujifilm Corporation制造),所述低反射膜具有市售的基于纤维素酰化物的膜作为支持体。以与所述膜1的制备方法相同的方式使用“CV-LC”,碱皂化处理“CV-LC”的支持体表面,随后形成取向膜。
[0614] (含有液晶化合物的盘状光学各向异性层的形成)
[0615] 上面制备的取向膜连续地经过摩擦处理。此处,长膜的纵向和输送方向相互平行,并且所述膜的纵向和所述摩擦辊的旋转轴的方向形成逆时针方向旋转45°的角度。
[0616] 使用线棒将具有以下显示的组成且含有盘状液晶化合物的涂布液A连续地施加到上面制备的取向膜上。膜的输送速度(V)设定为36m/min。为了干燥涂布液中的溶剂并
取向熟化所述盘状液晶化合物,在120℃下暖风加热所述膜90秒钟,随后在80℃下紫外光辐照以固定所述液晶化合物的取向,从而形成厚度为1.77μm的光学各向异性层。这样,所述过程得到膜13。
[0617] 在550nm下,所制备的膜13的Re(550)和Rth(550)分别为138nm和3nm。所述慢轴方向垂直于所述摩擦辊的旋转轴。即,当涂布表面朝下(“CV-LC”平面朝下)时,相对于支持体的纵向,所述慢轴逆时针方向旋转45°。已经确认盘状液晶分子的盘平面向膜平面的平均倾斜角为90°,所述盘状液晶与所述膜平面垂直地取向。
[0618] (14)膜14的制备
[0619] 以与所述膜13的制备方法相同的方式制备膜14,区别在于在所述膜13的制备中,适当地调节光学各向异性层的形成中线棒的类型和作为涂布液的甲基乙基酮的量。所述光学各向异性层的厚度为1.60μm。对于所述膜14的光学各向异性层,已经确认盘状液晶分子的盘平面向膜平面的平均倾斜角为90°,所述盘状液晶与所述膜平面垂直地取向。
[0620] (15)膜15的制备
[0621] 以与所述膜13的制备方法相同的方式制备膜15,区别在于在所述膜13的制备中,适当地调节光学各向异性层形成中线棒的类型和作为涂布液的甲基乙基酮的量。所述光学各向异性层的厚度为1.50μm。对于所述膜15的光学各向异性层,已经确认盘状液晶分子的盘平面向膜平面的平均倾斜角为90°,所述盘状液晶与所述膜平面垂直地取向。
[0622] (16)膜16的制备
[0623] 以与制备所述膜13相同的方式制备所述膜16,“CV-LC”的支持体表面连续地经过碱皂化处理,从而进一步形成取向膜。所制备的取向膜连续地经过摩擦处理。此处,长膜的纵向和输送方向相互平行,所述膜的纵向和摩擦辊的旋转轴方向形成顺时针旋转45°的角度。
[0624] 使用线棒将具有以下显示的组成且含有盘状液晶化合物的涂布液B连续地施加到上面制备的取向膜上。所述膜的输送速度(V)设定为36m/min。为了干燥涂布液中的溶
剂并取向熟化所述盘状液晶化合物,在120℃下暖风加热所述膜90秒钟,随后在80℃下紫外光辐照以固定液晶化合物的取向,从而形成厚度为0.91μm的光学各向异性层。这样,所述过程得到膜16。
[0625]
[0626] 盘状液晶化合物
[0627]
[0628] 吡啶盐
[0629]
[0630] 氟基聚合物(FP2)
[0631]
[0632] 所制备的膜16的Re(550)和Rth(550)分别为125nm和8nm。所述慢轴方向垂直于所述摩擦辊的旋转轴。即,当涂布表面朝下(“CV-LC”平面放置在下面)时,所述支持体的纵向和所述慢轴形成逆时针方向旋转45°的角度。已经确认盘状液晶分子的盘平面向膜平面的平均倾斜角为90°,所述盘状液晶与所述膜平面垂直地取向。
[0633] (17)膜17的制备
[0634] 通过在156℃温度下以拉伸率45%单轴向拉伸市售的降冰片烯基聚合物膜“ZEONOR ZF14”(由Nippon Zeon Co.,Ltd.制造)制备膜17。所述膜17的Re(550)和
Rth(550)分别为138nm和81nm。
[0635] (18)膜18的制备
[0636] 制备低反射膜CLEAR LR“CV-LC”(由Fujifilm Corporation制造),所述低反射膜具有市售的基于纤维素酰化物的膜作为支持体。接着,通过粘合剂层将“CV-LC”的支持体表面粘附于所述膜17的光学各向异性层侧,然后将其用作膜18。
[0637] (19)膜19的制备
[0638] 市售的聚碳酸酯基膜“PURE-ACE WR W-142”(由Teijin Chemicals,Ltd.生产)用作膜19。所述膜17的Re(550)和Rth(550)分别为138nm和72nm。
[0639] (20)膜20的制备
[0640] 制备低反射膜CLEAR LR“CV-LC”(由Fujifilm Corporation制造),所述低反射膜具有市售的基于纤维素酰化物的膜作为支持体。所述膜19的表面经过电晕放电处理,接着将“CV-LC”的支持体表面与其粘附,然后将其用作膜20。
[0641] (21)膜21的制备
[0642] 市售的聚碳酸酯基膜“PURE-ACE WR W-142”(由Teijin Chemicals,Ltd.生产)用作膜21。所述膜21的Re(550)和Rth(550)分别为125nm和72nm。
[0643] (22)膜22的制备
[0644] 室温下混合平均乙酰化度为59.7%的乙酸纤维素120质量份、磷酸三苯酯9.36质量份、磷酸联苯基二苯基酯4.68质量份、延迟增强剂(A)1.00质量份、二氯甲烷543.14质量份、甲醇99.35质量份和正丁醇19.87质量份,以制备溶液(浓液)。
[0645] 室温下将得到的浓液流延在玻璃平面上1分钟,然后在45℃下干燥5分钟。干燥后,溶剂残留量为30质量%。将乙酸纤维素膜从玻璃板上剥离,并在120℃下干燥10分钟。
将所述膜切成合适尺寸,然后在130℃下在平行于流延方向的方向拉伸。可以使垂直于拉伸方向的方向自由收缩。拉伸并在120℃下干燥30分钟后,收集拉伸膜。拉伸后,溶剂的残留量为0.1质量%。这样,得到膜22。所得到的膜22的厚度、Re(550)和Rth(550)分别为
95μm、138nm和74nm。此外,拉伸率为42%。
[0646] (23)膜23的制备
[0647] 以与制备所述膜22相同的方式得到膜23,区别在于调整膜的厚度。
[0648] 所得到的膜23的厚度、Re(550)和Rth(550)分别为83μm、120nm和64nm。
[0649] (24)膜24的制备
[0650] 以与制备所述膜22相同的方式得到膜24,区别在于调整膜的厚度。
[0651] 所得到的膜24的厚度、Re(550)和Rth(550)分别为150μm、150nm和80nm。
[0652] (25)膜25的制备
[0653] 以与所述膜1的制备方法相同的方式制备膜25,区别在于在所述膜1的制备中,适当地调节光学各向异性层的形成中线棒的类型和作为涂布液的甲基乙基酮的量。所述光学各向异性层的厚度为1.54μm。在550nm下,所制备的膜25的Re(550)和Rth(550)分别为120nm和60nm。所述慢轴方向垂直于所述摩擦辊的旋转轴。即,相对于所述支持体的纵向,所述摩擦辊的旋转轴逆时针方向旋转45°。已经确认盘状液晶分子的盘平面向膜平面的平均倾斜角为90°,所述盘状液晶与所述膜平面垂直地取向。
[0654] (26)膜26的制备
[0655] 以与所述膜1的制备方法相同的方式制备膜26,区别在于在所述膜1的制备中,将作为所述膜1的光学各向异性层的支持体使用的纤维素酰化物膜T1改为市售的纤维素酰化物膜“TD80UL”(由Fujifilm Corporation制造)。对于所述膜26的光学各向异性层,
已经确认盘状液晶分子的盘平面向膜平面的平均倾斜角为90°,所述盘状液晶与所述膜平面垂直地取向。
[0656] (27)膜27的制备
[0657] 以与所述膜1的制备方法相同的方式制备膜27,区别在于在所述膜1的制备中,适当地调节光学各向异性层的形成中线棒的类型和作为涂布液的甲基乙基酮的量。所述光学各向异性层的厚度为1.92μm。在550nm下,所制备的膜27的Re(550)和Rth(550)分别为150nm和49nm。所述慢轴方向垂直于所述摩擦辊的旋转轴。即,相对于所述支持体的纵向,所述摩擦辊的旋转轴逆时针方向旋转45°。已经确认盘状液晶分子的盘平面向膜平面的平均倾斜角为90°,所述盘状液晶与所述膜平面垂直地取向。
[0658] (28)膜28的制备
[0659] 以与制备所述膜4相同的方式制备膜28,区别在于使用反射抑制膜“AGA1”(由Sanritz Automation Co.,Ltd.生产),而不是使用通过粘合剂层粘附于所述膜4的光学各向异性层侧的“CV-LC”。
[0660] (29)膜29的制备
[0661] 以与制备所述膜5相同的方式制备膜29,区别在于使用反射抑制膜“AGA1”(由Sanritz Automation Co.,Ltd.生产),而不是使用通过粘合剂层粘附于所述膜5的光学各向异性层侧的“CV-LC”。
[0662] (30)膜30的制备
[0663] 以与制备所述膜10相同的方式制备膜30,区别在于使用反射抑制膜“AGA1”(由Sanritz Automation Co.,Ltd.生产),而不是使用通过粘合剂层粘附于所述膜10的光学各向异性层侧的“CV-LC”。
[0664] (31)膜31的制备
[0665] 以与制备所述膜13相同的方式制备膜31,区别在于使用反射抑制膜的“AGA1”(由Sanritz Automation Co.,Ltd.生产),而不是“CV-LC”。
[0666] (32)膜32的制备
[0667] 以与制备所述膜14相同的方式制备膜32,区别在于使用反射抑制膜的“AGA1”(由Sanritz Automation Co.,Ltd.生产),而不是“CV-LC”。
[0668] (33)膜33的制备
[0669] 以与制备所述膜4相同的方式制备膜33,区别在于使用反射抑制膜的“CV-LU”(由Fujifilm Corporation制造),而不是使用通过粘合剂层粘附于所述膜4的光学各向异性层侧的“CV-LC”。
[0670] (34)膜34的制备
[0671] 以与制备所述膜5相同的方式制备膜34,区别在于使用反射抑制膜的“CV-LU”(由Fujifilm Corporation制造),而不是通过粘合剂层粘附于所述膜5的光学各向异性层侧的“CV-LC”。
[0672] (35)膜35的制备
[0673] 以与制备所述膜10相同的方式制备膜35,区别在于使用反射抑制膜的“CV-LU”(由Fujifilm Corporation制造),而不是通过粘合剂层粘附于所述膜10的光学各向异性层侧的“CV-LC”。
[0674] (36)膜36的制备
[0675] 以与制备所述膜13相同的方式制备膜36,区别在于使用反射抑制膜的“CV-LU”(由Fujifilm Corporation制造),而不是“CV-LC”。
[0676] (37)膜37的制备
[0677] 以与制备所述膜14相同的方式制备膜37,区别在于使用反射抑制膜的“CV-LU”(由Fujifilm Corporation制造),而不是“CV-LC”。
[0678] (38)膜38的制备
[0679] 以与制备所述膜4相同的方式制备膜38,区别在于使用反射抑制膜的CLEARAR(由SONY Chemical Corp.制造),而不是使用通过粘合剂层粘附于所述膜4的光学各向
异性层侧的“CV-LC”。
[0680] (39)膜39的制备
[0681] 以与制备所述膜5相同的方式制备膜39,区别在于使用反射抑制膜的CLEARAR(由SONY Chemical Corp.制造),而不是使用通过粘合剂层粘附于所述膜5的光学各向
异性层侧的“CV-LC”。
[0682] (40)膜40的制备
[0683] 以与制备所述膜10相同的方式制备膜40,区别在于使用反射抑制膜的CLEARAR(由SONY Chemical Corp.制造),而不是使用通过粘合剂层粘附于所述膜10的光学各
向异性层侧的“CV-LC”。
[0684] (41)膜41的制备
[0685] 以与制备所述膜13相同的方式制备膜41,区别在于使用反射抑制膜的CLEARAR(由SONY Chemical Corp.制造),而不是“CV-LC”。
[0686] (42)膜42的制备
[0687] 以与制备所述膜14相同的方式制备膜42,区别在于使用反射抑制膜的CLEARAR(由SONY Chemical Corp.制造),而不是“CV-LC”。
[0688] (43)膜43的制备
[0689] 以与制备所述膜18相同的方式制备膜43,区别在于使用反射抑制膜的“AGA1”(由Sanritz Automation Co.,Ltd.生产),而不是“CV-LC”。
[0690] (44)膜44的制备
[0691] 以与制备所述膜18相同的方式制备膜44,区别在于使用反射抑制膜的“CV-LU”(由Fujifilm Corporation制造),而不是“CV-LC”。
[0692] (45)膜45的制备
[0693] 以与制备所述膜18相同的方式制备膜45,区别在于使用反射抑制膜的CLEARAR(由SONY Chemical Corp.制造),而不是“CV-LC”。
[0694] (46)膜46的制备
[0695] <透明支持体(乙酸纤维素膜T6)的制备>
[0696] 将以下组合物加入到混合槽中,在搅拌的同时加热溶解各组分,从而制备固体含量浓度为22质量%的乙酸纤维素溶液(浓液C)。
[0697] (乙酸纤维素溶液的组成)
[0698]乙酰化度为60.7%至61.1%的乙酸纤维素 100质量份
磷酸三苯酯(增塑剂) 7.8质量份
磷酸联苯基二苯基酯(增塑剂) 3.9质量份
紫外线吸收剂(由Ciba Specialty Chemicals K.K.生产的Tinuvin 328) 0.9质量份
紫外线吸收剂(由Ciba Specialty Chemicals K.K.生产的Tinuvin 326) 0.2质量份
二氯甲烷(第一溶剂) 336质量份
甲醇(第二溶剂) 29质量份
1-丁醇(第三溶剂) 11质量份
[0699] 制备含有消光剂(matting agent)的浓液D:相对于100质量份乙酸纤维素,在浓液C中加入0.02质量份平均粒径为16nm的二氧化硅颗粒(AEROSIL R972,由Nippon
Aerosil Co.,Ltd.生产),形成所述浓液D。与所述浓液C的组成相同,将固体含量浓度调整为19质量%。
[0700] 主要使用所述浓液C,所述含有消光剂的浓液D设成最下层和最上层,并使用带式拉伸装置(band stretch device)流延。在带上膜表面温度达到40℃后,所述浓液D在70℃下暖风干燥1分钟,然后将膜从所述带上剥离,并在140℃下暖风干燥10分钟,从而制备残留溶剂量为0.3质量%的乙酸纤维素膜T6。调节各自含有所述消光剂的最下层和最上层,使其流速分别为3μm、主流速为74μm。
[0701] 所得到的长的乙酸纤维素膜T6的宽度和厚度分别为2300mm和80μm。此外,面内延迟Re(550)和厚度方向延迟Rth(550)分别为2nm和41nm。
[0702] 以与所述膜14的制备方法相同的方式制备光学各向异性支持体F1,区别在于,将在所述膜14的制备中作为光学各向异性层的支持体使用的“CV-LC”换成乙酸纤维素膜T6。所述光学各向异性层的厚度为1.60μm。对于所述光学各向异性支持体F1的光学各向异性层,已经确认盘状液晶分子的盘平面向膜平面的平均倾斜角为90°,所述盘状液晶与所述膜平面垂直地取向。
[0703] (用于硬涂层的涂布液的制备)
[0704] 将以下组合物加入到混合槽中,搅拌,并用孔径为0.4μm的聚丙烯过滤器过滤,得到用于硬涂层的涂布液(固体含量浓度为58质量%)。
[0705] (乙酸纤维素溶液的组成)
[0706]
[0707] 下面显示各化合物。
[0708] PETA:具有以下结构的化合物,由Shin-Nakamura Chemical生产。质均分子量为325,一个分子中官能团数为3.5(平均值)。
[0709]
[0710] 氨酯单体:具有如下结构的化合物。质均分子量为596,一个分子中官能团数为4。
[0711]
[0712] 流平剂(SP-13)
[0713]
[0714] (用于低折射率层的涂布液的制备)
[0715] 混合以下各组分,并溶解在MEK/MMPG-AC的85/15(质量比)混合物中,从而制备用于低折射率层、固体含量为5质量%的涂布液。
[0716]
[0717] 下面显示所用的化合物。
[0718] 全氟烯烃共聚物
[0719]
[0720] 在所述结构式中,50∶50表示摩尔比。
[0721] 氟基可聚合化合物
[0722]
[0723] DPHA:二季戊四醇五丙烯酸酯和二季戊四醇六丙烯酸酯的混合物(由NipponKayaku Co.,Ltd.生产)
[0724] 防御剂MCF-323:氟基表面活性剂,由Defenser Dainippon Ink K.K.生产
[0725] Irgacure 127:光聚合引发剂,由Ciba Specialty Chemicals K.K.生产
[0726] 中空二氧化硅:中空二氧化硅颗粒分散体(平均颗粒尺寸为45nm,折射率为1.25,表面用含有丙烯酰基的硅烷偶联剂处理,MEK分散体浓度为20%)
[0727] MEK:甲基乙基酮
[0728] MMPG-Ac:乙酸丙二醇单甲基醚酯(propylene glycol monomethyl etheracetate)
[0729] (硬涂层和低折射率层的形成)
[0730] 将用于硬涂层的涂布液涂布在一侧的支持体表面上(固体含量涂布量为12g/m2),所述一侧没有施加含有上述制备实施例制备的光学各向异性支持体F1的液晶化合物的层。在100℃下干燥60秒钟后,使用160W/cm的风冷式金属卤化物灯(由Eye Graphics
2
Co.,Ltd.制造)进行紫外线照射使涂层固化,紫外线照度为400mW/cm,照射剂量为150mJ/
2
cm,同时用氮气吹洗,使气氛中氧气浓度为0.1体积%,从而制备粘附有硬涂层的光学膜。
在所述硬涂层上,涂布用于低折射率层的涂布液。所述低折射率层的干燥条件为在70℃下干燥60秒钟,紫外线固化条件为使用240W/cm的风冷式金属卤化物灯(由Eye Graphics
2 2
Co.,Ltd.制造),紫外线照度为600mW/cm,照射剂量为300mJ/cm,同时用氮气吹洗,使气氛中氧气浓度为1.0体积%或更小。所述低折射率层的折射率和膜厚度分别为1.34和95nm。
[0731] 如上所述,制备了依次层叠有所述硬涂层和所述低折射率层的膜46。所述膜46是具有优异的抗反射性能的光学膜,其在380nm至780nm下具有约1.0%的低反射率。所述膜46的Re(550)和Rth(550)分别为125nm和8nm。
[0732] (47)膜47的制备
[0733] 在玻璃板上形成所述膜46形成的过程中形成硬涂层和低折射率层,然后从玻璃上剥离所述硬涂层和所述低折射率层。使用粘合剂将该层粘附在设有含有所述光学各向异性支持体F1的液晶化合物的层的一侧,从而制备膜47。所述膜47的Re(550)和Rth(550)
分别为125nm和8nm。
[0734] (48)膜48的制备
[0735] <透明支持体(乙酸纤维素膜T7)的制备>
[0736] 以与制备所述乙酸纤维素膜T6相同的方式制备乙酸纤维素膜T7,区别在于将所加的紫外线吸收剂(由Ciba Specialty Chemicals K.K.生产的Tinuvin 328)的量
变成0.45质量份,并且所加的紫外线吸收剂(由Ciba Specialty Chemicals K.K.生产
的Tinuvin 326)的量变为0.1质量份。所述乙酸纤维素膜T7的全部层厚度、Re(550)和
Rth(550)分别为82μm、2nm和41nm。
[0737] 以与所述膜46的制备方法相同的方式制备膜48,区别在于将在所述膜46的制备中作为所述膜46的光学各向异性层的支持体使用的纤维素酰化物膜T6调节成T7。对于
所述膜48的光学各向异性层,已经确认盘状液晶分子的盘平面向膜平面的平均倾斜角为
90°,所述盘状液晶与所述膜平面垂直地取向。所述膜48的Re(550)和Rth(550)分别为
125nm和8nm。
[0738] (49)膜49的制备
[0739] 以与所述膜48的制备方法相同的方式制备膜49,区别在于将在所述膜48的制备中作为所述膜48的光学各向异性层的支持体使用的纤维素酰化物膜T7调节成T1。对于
所述膜49的光学各向异性层,已经确认盘状液晶分子的盘平面向膜平面的平均倾斜角为
90°,所述盘状液晶与所述膜平面垂直地取向。所述膜49的Re(550)和Rth(550)分别为
125nm和8nm。
[0740] (50)膜50的制备
[0741] 制备低反射膜的CLEAR LR“CV-LC”(由Fujifilm Corporation制造),并作为膜50,所述低反射膜具有市售的基于纤维素酰化物的膜作为支持体。
[0742] 2、膜1至50的特性
[0743] 下表1概述了所制备的膜1至50的特性。此外,关于每个膜的Re(550)和Rth(550),在25℃、60%相对湿度(RH)下对尺寸为30mm×40mm的样品进行加湿,关于
KOBRA 21 ADH或WR(由Oji Scientifc Instruments制造),在波长为450nm、550nm和
630nm时测量Re(550)和Rth(550)。
[0744] 表1
[0745]膜 Re(550)(nm) Rth(550)(nm) Re(450)/Re(550) Re(630)/Re(550)
膜1 138 54 1.15 0.94
膜2 138 93 1.15 0.94
膜3 138 42 1.15 0.94
膜4 138 120 1.15 0.94
膜5 138 160 1.15 0.94
膜6 138 183 1.15 0.94
膜7 125 61 1.15 0.94
膜8 125 100 1.15 0.94
膜9 125 100 1.15 0.94
膜10 125 160 1.15 0.94
膜11 117 104 1.15 0.94
膜12 117 160 1.15 0.94
膜13 138 3 1.15 0.94
膜14 125 8 1.15 0.94
膜15 117 11 1.15 0.94
膜16 125 8 1.12 0.95
膜17 138 81 1.00 1.00
膜18 138 120 1.00 1.00
膜19 138 72 0.82 1.06
膜20 138 111 0.82 1.06
膜21 125 72 0.82 1.06
膜22 138 74 0.89 1.04
膜23 120 64 0.89 1.04
膜24 150 80 0.89 1.04
膜25 120 60 1.15 0.94
膜26 138 3 1.15 0.94
膜27 150 49 1.15 0.94
膜28 138 120 1.15 0.94
膜29 138 160 1.15 0.94
膜30 125 160 1.15 0.94
[0746]膜31 138 3 1.15 0.94
膜32 125 8 1.15 0.94
膜33 138 120 1.15 0.94
膜34 138 160 1.15 0.94
膜35 125 160 1.15 0.94
膜36 138 3 1.15 0.94
膜37 125 8 1.15 0.94
膜38 138 120 1.15 0.94
膜39 138 160 1.15 0.94
膜40 125 160 1.15 0.94
膜41 138 3 1.15 0.94
膜42 125 8 1.15 0.94
膜43 138 120 1 1
膜44 138 120 1 1
膜45 138 120 1 1
膜46 125 8 1.15 0.94
膜47 125 8 1.15 0.94
膜48 125 8 1.15 0.94
膜49 125 8 1.15 0.94
膜50 2 39 -1.21 2.32
[0747] 下表2概述了波长为380nm时所制备的膜46至49的吸光度。此外,使用紫外分光光度计V-7100(由JASCO Corp.制造)测量各个膜的吸光度。
[0748] 表2
[0749]膜 波长为380nm时吸光度
膜46 1.57
膜47 1.57
膜48 0.77
膜49 0.055
[0750] 3、偏振片1至50的制备
[0751] 用于液晶显示器的偏振片6、8至16、18、20以及28至50的制备
[0752] 在30℃下将厚度为80μm的聚乙烯醇(PVA)膜浸于碘浓度为0.05质量%的碘溶液中染色60秒钟,然后垂直拉伸至原长的五倍,同时浸于硼浓度为4质量%的硼溶液中60秒钟,在50℃下干燥4分钟,从而得到厚度为20μm的偏振器。
[0753] 上表1描述的膜2至6、8、10至12、28至30、33至35、38至40、47和50的支持体表面(与CV-LC侧相对的表面)经过碱皂化处理。制备VA相差膜(由Fujifilm Corporation制造,Re(550)=50nm,Rth(550)=125nm),所述VA相差膜经过与所述各个膜经过的碱皂化处理相同的碱皂化处理,并且使用粘合剂将作为一个表面的所述VA相差膜与作为另一
个表面的所述膜2至6、8至16、18、20以及28至50中任一个相互粘合,所述偏振器插入两者中间,从而制备偏振片2至6、8至16、18、20以及28至50,其中,上表中的膜和所述VA相差膜用作所述偏振器的保护层。此外,如果粘合表面为纤维素酰化物膜,则使用聚乙烯基粘合剂,否则,使用丙烯基粘合剂用于偏振器的粘合。此时,对于膜2至6、8至16、18、20以及
28至49形成的偏振片2至6、8至16、18、20以及28至49,使所述偏振器的吸收轴和所述
膜2至6、8至16、18、20以及28至49的慢轴形成135度角。对于由所述膜50形成的所述
偏振片50,使所述偏振器的吸收轴和上表1的所述膜50的慢轴形成0度角。此外,使所述
偏振器的吸收轴和所述VA相差膜的慢轴形成90度角。
[0754] 用于LC快门式眼镜的偏振片1、7、17、19以及21至27的制备
[0755] 在30℃下将厚度为80μm的聚乙烯醇(PVA)膜浸于碘浓度为0.05质量%的碘溶液中染色60秒钟,然后垂直拉伸至原长的五倍,同时浸于硼浓度为4质量%的硼溶液中60秒钟,在50℃下干燥4分钟,从而得到厚度为20μm的偏振器。
[0756] 上表1描述的膜1、7以及22至27的支持体表面经过碱皂化处理。制备纤维素酰化物膜“TD80UL”(由Fujifilm Corporation制造),所述纤维素酰化物膜经过与所述各
个膜经过的碱皂化处理相同的碱皂化处理,并且使用粘合剂将作为一个表面的所述TD80UL与作为另一个表面的所述膜1、7、17、19以及21至27中任一个相互粘合,所述偏振器插入两者中间,从而制备偏振片1、7、17、19以及21至27,其中,上表中的膜和所述TD80UL作为所述偏振器的保护层。此外,在涂布有光学各向异性层的所述膜1、7以及25至27中,支持体侧作为粘合表面。如果所述粘合表面为纤维素酰化物膜,则使用聚乙烯基粘合剂,否则,使用丙烯基粘合剂用于偏振器的粘合。此时,对于所述膜1、7、17、19以及21至27形成的偏振片1、7、17、19以及21至27,使所述偏振器的吸收轴和所述膜1、7、17、19以及21至27的慢轴形成135度角。此外,使所述偏振器的吸收轴和所述TD80UL的慢轴形成0度角。
[0757] 4、液晶显示器和LC快门式眼镜的制备以及3D显示性能的评价
[0758] (1)液晶显示器2至6、8至16、18、20以及28至50的制备
[0759] 制备由SHARP Corporation制造的液晶电视(TV)“LC-46LV3”。剥离观看侧的偏振片,通过易粘合层将所述偏振片2至6、8至16、18、20以及28至50的VA相差膜与LC单元相互粘合,从而制造液晶显示器2至6、8至16、18、20以及28至50。
[0760] 此外,所述产品的观看侧偏振片和所述偏振片50具有相同的膜配置,已经确认在所述观看侧偏振片剥离前的所述液晶显示器(产品)和所述液晶显示器50中显示性能没有变化。
[0761] (2)-(i)双偏振片式LC快门式眼镜A-2、B-2、C-2、D-2、E-2、F-2、G-2、H-2、I-2、J-2、K-2和W的制备
[0762] 制备由SHARP Corporation制造的LC快门式眼镜“AN-3DG10”。所述“AN-3DG10”是没有λ/4膜的双偏振片式LC快门式眼镜。剥离所述“AN-3DG10”的与眼睛相对侧(面对液晶显示器侧)的偏振片,通过易粘合层将其与上面制造的LC快门式眼镜偏振片1的
TD80UL侧粘合,从而制造LC快门式眼镜A-2。这里,实施粘合以使所述A-2的偏振片1的
吸收轴垂直于所述“AN-3DG10”的眼睛侧偏振片(未被剥离的剩余偏振片)的吸收轴。当
安装所述A-2使其面对所述液晶显示器时,在脸部不倾斜的情形下,使所述A-2的偏振片1的吸收轴平行于所述液晶显示器的观看侧偏振片的吸收轴,并且使所述A-2的慢轴垂直于所述液晶显示器的观看侧偏振片的λ/4板的慢轴。
[0763] 此外,除了用偏振片7替换所述偏振片1之外,以相同的方式制造LC快门式眼镜B-2;除了用偏振片17替换所述偏振片1之外,以相同的方式制造LC快门式眼镜C-2;除了用偏振片19替换所述偏振片1之外,以相同的方式制造LC快门式眼镜D-2;除了用偏振片
21替换所述偏振片1之外,以相同的方式制造LC快门式眼镜E-2;除了用偏振片22替换所
述偏振片1之外,以相同的方式制造LC快门式眼镜F-2;除了用偏振片23替换所述偏振片
1之外,以相同的方式制造LC快门式眼镜G-2;除了用偏振片24替换所述偏振片1之外,以相同的方式制造LC快门式眼镜H-2。另外,除了用偏振片25替换所述偏振片1之外,以相
同的方式制造LC快门式眼镜I-2;除了用偏振片26替换所述偏振片1之外,以相同的方式
制造LC快门式眼镜J-2;除了用偏振片27替换所述偏振片1之外,以相同的方式制造LC快
门式眼镜K-2。
[0764] 此外,所述“AN-3DG10”的产品形式作为LC快门式眼镜W用于实验。
[0765] (2)-(ii)单偏振片式LC快门式眼镜A-1、B-1、C-1、D-1、E-1、F-1、G-1、H-1、I-1、J-1、K-1和S的制备
[0766] 剥离由SHARP Corporation制造的所述“AN-3DG10”位于眼睛相对侧(面对液晶显示器侧)的偏振片,并且通过易粘合层将其与上面制造的膜1的支持体侧粘合,从而制造LC快门式眼镜A-1。当安装所述A-1使其面对所述液晶显示器时,使所述A-1的膜1的慢
轴垂直于所述液晶显示器的观看侧偏振片保护区的λ/4膜的慢轴。
[0767] 此外,除了用膜7替换所述膜1之外,以相同的方式制造LC快门式眼镜B-1(所述眼镜的液晶单元和所述膜7的支持体表面);除了用膜17替换所述膜1之外,以相同的方
式制造LC快门式眼镜C-1;除了用膜19替换所述膜1之外,以相同的方式制造LC快门式
眼镜D-1;除了用膜21替换所述膜1之外,以相同的方式制造LC快门式眼镜E-1;除了用膜
22替换所述膜1之外,以相同的方式制造LC快门式眼镜F-1;除了用膜23替换所述膜1之
外,以相同的方式制造LC快门式眼镜G-1;除了用膜24替换所述膜1之外,以相同的方式
制造LC快门式眼镜H-1。另外,除了用膜25替换所述膜1之外,以相同的方式制造LC快门
式眼镜I-1(所述眼镜的液晶单元和所述膜25的支持体表面);除了用膜26替换所述膜1
之外,以相同的方式制造LC快门式眼镜J-1(所述眼镜的液晶单元和所述膜26的支持体表
面);除了用膜27替换所述膜1之外,以相同的方式制造LC快门式眼镜K-1(所述眼镜的
液晶单元和所述膜27的支持体表面)。
[0768] 此外,已剥离了所述“AN-3DG10”的眼睛相对侧的偏振片的形式作为LC快门式眼镜S用于实验。所述快门式眼镜S为无膜单偏振片式LC快门式眼镜。
[0769] 所述液晶显示器2至6、8至16、18、20以及28至50和以这种方式制造的LC快门式眼镜A-1、A-2、B-1、B-2、C-1、C-2、D-1、D-2、E-1、E-2、F-1、F-3、G-1、G-2、H-1、H-2、I-1、I-2、J-1、J-2、K-1、K-2、S和W通过表3至8所示的组合方式组合,从而根据实施方案1至
91和对比实施例1和2(使用双偏振片式LC快门式眼镜)、以及实施方案92至182和对比
实施例3和4(使用双偏振片式LC快门式眼镜),制造立体图像识别设备。
[0770] (3)3D显示性能评价
[0771] 对于每个制造的立体图像识别设备进行以下评价。此外,在评价中,放置液晶显示器使其垂直于地面(相当于正常使用形式)。
[0772] (3)-1正面白色亮度的测量
[0773] 将LC快门式眼镜置于液晶显示器正面,并且设置成使所述LC快门式眼镜的左右镜片连线平行于地面。作为显示在所述液晶显示器上的3D内容项(3D content item),使用为一只眼睛显示白色、为另一只眼睛显示黑色的3D内容项,并且,在暗室中,使用测量装置(由TOPCON Corporation制造的BM5A)测量白色显示侧LC快门镜片的亮度值。
[0774] (3)-2正面白色亮度变化率的测量
[0775] 在暗室中,当置于液晶显示器正面的LC快门式眼镜旋转时,使用测量装置(由TOPCON Corporation制造的BM5A)测量白色显示侧LC快门镜片的亮度值。此外,作为显示在所述液晶显示器上的3D内容项,使用为一只眼睛显示白色、为另一只眼睛显示黑色的3D内容项。
[0776] 基于白色亮度测量值的最小值和最大值,根据下面表达式计算白色亮度变化率。
[0777] 白色亮度变化率(%)=(白色亮度最大值-白色亮度最小值)/白色亮度最大值×100
[0778] 基于计算的白色亮度变化率,以下面的基准作出评价。
[0779] A:低于3%(根本看不到变化)
[0780] B:3%或更大并且低于10%(看到轻微变化,并且所述变化是可容许的)
[0781] C:10%或更大并且低于20%(看到变化,但是所述变化是可容许的)
[0782] D:20%或更大(清楚地看到变化,并且所述变化是不可容许的)。
[0783] (3)-3视角白色亮度的测量
[0784] 从液晶显示器正面以45度方位角方向和60度极角方向以及以135度方位角方向和60度极角方向设置测量装置(由TOPCON Corporation制造的BM5A)和LC快门式眼镜,
并设置成使所述LC快门式眼镜的左右镜片连线平行于地面。作为显示在所述液晶显示器
上的3D内容项,使用为一只眼睛显示白色、为另一只眼睛显示黑色的3D内容项,并且,在暗室中,使用所述测量装置测量白色显示侧LC快门镜片的亮度值。基于45度方位角方向和
135度方位角方向亮度值的平均值,评价视角白色亮度。
[0785] (3)-4正面交叉串扰的测量
[0786] 将LC快门式眼镜置于液晶显示器前,并设置成使左右镜片连线平行于地面。作为显示在所述液晶显示器上的3D内容项,使用为一只眼睛显示白色、为另一只眼睛显示黑色的3D内容项,并且,在暗室中,使用测量装置(由TOPCON Corporation制造的BM5A)测量白色显示侧LC快门镜片的白色亮度和黑色显示侧LC快门镜片的黑色亮度,然后根据下面
等式计算正面交叉串扰。
[0787] 正面交叉串扰(%)=2×黑色亮度/(白色亮度+黑色亮度)×100
[0788] 此外,在由SHARP Corporation制造的上述LC-46LV3的产品状态下,正面交叉串扰为10%。在本产品的情形下,在为一只眼睛显示白色图像、为另一只眼睛显示黑色图像的3D内容项中,发现由于电视电路因素,白色图像和黑色图像混杂在一起。
[0789] (3)-5视角交叉串扰的测量
[0790] 从液晶显示器正面以45度方位角方向和60度极角方向以及以135度方位角方向和60度极角方向设置测量装置(由TOPCON Corporation制造的BM5A)和LC快门式眼镜,
并设置成使左右镜片连线平行于地面。作为显示在所述液晶显示器上的3D内容项,使用为一只眼睛显示白色、为另一只眼睛显示黑色的3D内容项,并且,在暗室中,使用所述测量装置测量白色显示侧LC快门镜片的白色亮度和黑色显示侧LC快门镜片的黑色亮度,然后根
据下面等式计算视角交叉串扰。
[0791] 视角交叉串扰(%)=2×黑色亮度/(白色亮度+黑色亮度)×100
[0792] 基于两个方向计算的亮度平均值评价视角交叉串扰。
[0793] (3)-6视角交叉串扰差测量
[0794] 从液晶显示器正面以45度方位角方向和60度极角方向以及以135度方位角方向和60度极角方向设置测量装置(由TOPCON Corporation制造的BM5A)和LC快门式眼镜,
当所述LC快门式眼镜旋转时,使用测量装置(由TOPCON Corporation制造的BM5A)测量
白色显示侧LC快门镜片的白色亮度和黑色显示侧LC快门镜片的黑色亮度。此外,作为显
示在所述液晶显示器上的3D内容项,使用为一只眼睛显示白色、为另一只眼睛显示黑色的
3D内容项。基于根据(3)-5中显示的等式计算的视角交叉串扰的最小值和最大值,根据下面等式计算两个方向的视角交叉串扰差。
[0795] 视角交叉串扰差(%)=视角交叉串扰的最大值-视角交叉串扰最小值
[0796] 基于所计算的视角交叉串扰的平均值,以下面的基准作出评价。
[0797] A:低于3%(根本看不到变化)
[0798] B:3%或更大并且低于10%(看到轻微变化,并且所述变化是容许的)
[0799] C:10%或更大并且低于20%(看到变化,但是所述变化是容许的)
[0800] D:20%或更大(清楚地看到变化,并且所述变化是不容许的)
[0801] -:亮度变化大且不能测量颜色。
[0802] (3)-7正面白场色调(white shading)Δv’的测量
[0803] 在暗室中,当在保持LC快门式眼镜与液晶显示器的正面平行的情形下旋转所述LC快门式眼镜时,使用测量装置(由TOPCON Corporation制造的BM5A)测量白色显示侧
LC快门镜片的白场色调v’。此外,作为显示在所述液晶显示器上的3D内容项,使用为一只眼睛显示白色、为另一只眼睛显示黑色的3D内容项。
[0804] 基于所述色差v’的最小值和最大值之间的差异,以下面的基准作出评价。
[0805] AA:白色显示中v’变化低于0.005(看不到色差,且为容许的)
[0806] A:白色显示中v’变化为0.05或更大并且低于0.010(根本看不到色差,并且所述色差是容许的)
[0807] B:白色显示中v’变化为0.010或更大并且低于0.025(看到轻微的色差,并且所述色差是容许的)
[0808] C:白色显示中v’变化为0.025或更大并且低于0.040(看到色差,但是所述色差是容许的)
[0809] D:白色显示中v’变化为0.040或更大(清楚地看到色差,并且所述色差是不容许的)
[0810] -:亮度变化大,并且不能测量颜色。
[0811] (3)-8视角白场色调Δv’测量
[0812] 从液晶显示器正面以45度方位角方向和60度极角方向以及以135度方位角方向和60度极角方向设置测量装置(由TOPCON Corporation制造的BM5A)和LC快门式眼镜,
当所述LC快门式眼镜旋转时,使用测量装置(由TOPCON Corporation制造的BM5A)测量
白色显示侧LC快门镜片的白场色调。此外,作为显示在所述液晶显示器上的3D内容项,使用为一只眼睛显示白色、为另一只眼睛显示黑色的3D内容项。
[0813] 基于色差v’的最小值和最大值之间的差异,以下面的基准作出评价。
[0814] AA:白色显示中v’变化低于0.005(看不到色差,且为容许的)
[0815] A:白色显示中v’变化为0.05或更大并且低于0.010(根本看不到色差,并且所述色差是容许的)
[0816] B:白色显示中v’变化为0.010或更大并且低于0.025(看到轻微的色差,并且所述色差是容许的)
[0817] C:白色显示中v’变化为0.025或更大并且低于0.040(看到色差,但是所述色差是容许的)
[0818] D:白色显示中v’变化为0.040或更大(清楚地看到色差,并且所述色差是不容许的)
[0819] -:亮度变化大,并且不能测量颜色。
[0820] (3)-9耐光性评价
[0821] 使用Super Xenon Weather Meter SX75(由Suga Test Instrument Co.,Ltd.制2
造)以180W/m的输出光照射所述液晶显示器200小时。另外,当假定所述液晶显示器每
天暴露于荧光灯12小时,光照射200小时为相当于20年的耐光性加速实验。然后按照下
面方法测量2D和3D的耐光性。
[0822] (i)2D评价(没有LC快门式眼镜的评价)
[0823] 使用测量装置(由TOPCON Corporation制造的BM5A)测量正面白色亮度和正面黑色亮度,并且以下面的基准作出评价。
[0824] A:光照射前后的变化在3%内(看不到变化,且为容许的)
[0825] B:光照射前后的变化为3%或更大至5%或更小(看不到变化,且为容许的)
[0826] C:光照射前后的变化为5%或更大(看到变化,并且所述变化是不容许的)。
[0827] (ii)3D评价(有LC快门式眼镜的评价)
[0828] 将LC快门式眼镜置于液晶显示器前方,并设置成使左右镜片连线平行于地面。用测量装置(由TOPCON Corporation制造的BM5A)测量白色显示侧LC快门镜片的白色亮度,并且以下面的基准评价耐光性。
[0829] A:光照射前后的变化在3%内(看不到变化,且为容许的)
[0830] B:光照射前后的变化为3%或更大至5%或更小(看不到变化,且为容许的)
[0831] C:光照射前后的变化为5%或更大(看到变化,并且所述变化是不容许的)
[0832] 此外,在该评价中,当以最推荐的形式从前方观看3D图像时,评价白色亮度,容许的亮度变化小于(3)-2中当LC快门式眼镜旋转时的亮度变化。
[0833] (3)-10屏幕亮度差的评价
[0834] 在LC快门式眼镜磨损的情形下,当从前方观看显示白色的液晶显示器时观察屏幕亮度差,并以下面的基准作出评价。此处,观看距离设定为所述液晶显示器高度的1.5倍。
[0835] A:整个屏幕均匀,看不到亮度差(容许的)。
[0836] B:角落稍暗,其为不引人注意的亮度差,但是容许的。
[0837] C:清楚地看到屏幕角落的亮度差,其为不容许的。
[0838] 下表3至5显示了使用双偏振片式LC快门式眼镜的3D显示性能的评价结果。
[0839]
[0840]
[0841]
[0842]
[0843]
[0844]
[0845]
[0846]
[0847]
[0848] 从上述结果可以看出:与现有立体图像识别设备产品(其液晶显示器的显示侧偏振片保护区和LC快门式眼镜都不含λ/4板)和在包括具有不满足上面表达式(I)的显示侧偏振片保护区的液晶显示器的立体图像识别设备相比,在包括液晶显示器I(具有满足
上面表达式(I)的显示侧偏振片保护区)和双偏振片式LC快门式眼镜(分时图像显示遮
断器II)(具有λ/4板)的立体图像识别设备中,正面白色亮度、正面交叉串扰和视角交叉串扰相同,正面白色亮度没有变化,视角亮度高。
[0849] 比较根据实施方案1至91的立体图像识别设备的四个项目(正面白色亮度、正面交叉串扰、视角交叉串扰和正面白色亮度变化率)和根据对比实施例1的立体图像识别设
备(显示侧偏振片保护区和LC快门式眼镜中没有λ/4板)的四个项目(正面白色亮度、
正面交叉串扰、视角交叉串扰和正面白色亮度变化率),可以看出:本发明的立体图像识别设备从正面白色亮度变化率的观点来看特别优异,同时保持同等的正面白色亮度、正面交叉串扰和视角交叉串扰。
[0850] 此外,关于对比实施例2,由于对比实施例2中显示侧偏振片保护区的Rth不满足上面表达式(I),虽然除了所述显示侧偏振片保护区的Rth不同之外,其立体图像识别设备和根据实施方案1至5的立体图像识别设备相同,其视角白色亮度低于对比实施例1的视角白色亮度。据此,在液晶显示器的显示侧偏振片保护区和LC快门式眼镜中应用λ/4板
并使显示侧偏振片保护区满足表达式(I),可初步达到本发明的效果。
[0851] 可以看出:具有满足上面表达式(XII)和(XIII)的LC快门式眼镜的λ/4板的立体图像识别设备为优异的立体图像识别设备,所述立体图像识别设备具有良好的正
面白场色调和视角色调,以及其他特性(正面白色亮度、正面交叉串扰、视角交叉串扰、正面白色亮度变化和视角白色亮度),即使旋转所述LC快门式眼镜,也看不到色差(color
difference)。具体地,关于应用LC快门式眼镜A-2的实施方案3、6、7和10,应用LC快门式眼镜C-2的实施方案20至23,应用LC快门式眼镜D-2的实施方案24、25、28和29,以及
应用LC快门式眼镜F-2的实施方案30至33,除了用于LC快门式眼镜中的λ/4膜不同之
外,所述立体图像识别设备为具有相同配置的立体图像识别设备。然而,可以看出:与在根据实施方案24、25、28和29应用LC快门式眼镜D-2和根据实施方案30至33应用LC快门
式眼镜F-2的立体图像识别设备中的变化相比,在根据实施方案3、6、7和10应用LC快门
式眼镜A-2和根据实施方案20至23应用LC快门式眼镜C-2的立体图像识别设备中,由于
所述LC快门式眼镜的λ/4板不满足上面表达式(XII)和(XIII),所以变化大。
[0852] 此外,比较上述实施方案可以看出:在一些情形下,LC快门式眼镜的λ/4板和显示侧偏振片保护区的λ/4板优选由不同材料制成。换句话说,在相关技术中,如果所述LC快门式眼镜的λ/4板和所述显示侧偏振片保护区的λ/4板由相同材料制成,Re或Rth的波长分散性相同,从圆极化补偿的观点来看是优选的。然而,可以看出:所述LC快门式眼镜的λ/4板的Re优选显示逆分散性(显示此种波长分散性,从而在可见光区域内,波长越长,Re的波长分散越大)
[0853] 显示侧偏振片保护区的λ/4板的Re显示顺分散的立体图像识别设备中,关于λ/4板的Re(550)和正面白场色调v’之间的关系,比较结果为:随着所述显示侧偏振片保护区的λ/4板的Re(550)减小,正面白场色调v’也减少。例如,比较实施方案20至23的
白场色调v’发现,当LC快门式眼镜旋转时,所述显示侧偏振片保护区的λ/4板的Re(550)越低,白色显示中v’变化减少得越多。评价实施方案21至23的正面色差Δv’类似B,但是几乎看不到颜色变化,于是评价其接近A。
[0854] 比较实施方案1、4至6以及8和实施方案40至44可以看出:如果用于LC快门式眼镜中的λ/4板的Rth低,则液晶显示器的屏幕亮度差得到改善。
[0855] 比较实施方案1至5的视角白场色调可以看出:显示侧偏振片保护区的Rth越低,颜色变化降低得越多。
[0856] 比较实施方案65至68的耐光性可以看出:从包含在显示侧偏振片保护区中的光学各向异性层和液晶显示器的显示侧偏振器的耐光性的观点来看,所述具有必需的UV吸
收能力的显示侧偏振片保护区是必需的。具体地,从显示侧偏振片保护区的耐光性的观点来看,在应用不满足必需的UV吸收能力的膜49的实施方案68中,测试了耐光性后,显示
出在2D和3D中显示性能的降低;并且,在实施方案66中,其中从耐光性角度出发,满足必需的UV吸收能力的支持体置于显示侧偏振片保护区的光学各向异性层和显示侧偏振片之
间,测试了耐光性后,只有3D显示性能降低了。另一方面,在应用位于显示侧偏振片保护区中的膜46和48的实施方案65和67中,满足必需的UV吸收能力的支持体置于显示侧偏振
片保护区的光学各向异性和显示侧偏振片的外侧,因而测试了耐光性后,2D和3D显示中都没有显示出性能降低。据此,可以看出:从耐光性角度的观点来看,有必要在位于显示侧偏振片保护区中的光学各向异性层和显示侧偏振片的外侧提供具有必需的UV吸收能力的支
持体和功能层。
[0857] 参考例:
[0858] 在实施方案3中,以相同的方式评价立体图像识别设备,除了使用液晶显示器50而不是液晶显示器2之外,所述立体图像识别设备以与实施方案3相同的方式制造。因此降低了正面白色亮度和视角白色亮度,增大(劣化)了正面交叉串扰和视角交叉串扰。此
外,在实施方案3中,也以相同的方式评价立体图像识别设备,除了使用LC快门式眼镜W而不是LC快门式眼镜A-2作为LC快门式眼镜之外,所述立体图像识别设备以与实施方案3
相同的方式制造;然而,以与以前描述相同的方式降低了正面白色亮度和视角白色亮度,增大(劣化)了正面交叉串扰和视角交叉串扰。据此,可以看出:通过在液晶显示器和LC快
门式眼镜两者中使用满足上面表达式(I)的λ/4板,可以实现本发明的效果。
[0859] 在实施方案1至91和对比实施例1和2中,使用由SHARP Corporation制造的“LC-46LV3”作为液晶显示器和由SHARP Corporation制造的AN-3DG10作为LC快门式眼
镜作出评价,并且在使用由SAMSUNG Corporation制造的“UN46C7000”作为液晶显示器和由SAMSUNG Corporation制造的“SSG-2200AR”作为LC快门式眼镜的情形下,也以相同的方式作出评价。结果,在由SAMSUNG Corporation制造的“UN46C7000”中,得到的交叉串扰绝对值降低了;然而,显示侧偏振片保护区的Rth、LC快门式眼镜的光学特性和3D显示特性之间的关系显示了相同的倾向。估计在由SAMSUNG Corporation制造的“UN46C7000”中交叉串扰降低的原因是TV电路因素。换句话说,如上所述,在由SHARP Corporation制造的“LC-46LV3”中,在为一只眼睛显示黑色图像、为另一眼睛显示白色图像的3D内容项中,已经确认了由于TV电路因素,白色图像和黑色图像混杂在一起;然而,在由SAMSUNG Corporation制造的“UN46C7000”中,由于TV电路因素(3D信号处理),白色图像和黑色
图像轻微地混杂在一起,并且产品配置中交叉串扰大幅降低至2%。然而,由于显示侧偏振片保护区的Rth、LC快门式眼镜的光学特性和3D显示特性之间的关系显示了与上述由
SAMSUNG Corporation制造的“UN46C7000”中结果同样的倾向,很清楚,无论交叉串扰如何,使用满足上面表达式(I)至(XIII)的显示侧偏振片保护区和LC快门式眼镜的λ/4板实
现了本发明的效果。
[0860] 虽然在实施方案31和69至72中,低反射膜的CLEAR LR“CV-LC”(由FujifilmCorporation制造)用于所述液晶显示器的观看侧偏振片中,由于在使用反射抑制膜的
“AGA1”(由Sanritz Automation Co.,Ltd.制造)的实施方案73至77、使用反射抑制膜
的CLEAR LR“CV-LC”(由Fujifilm Corporation制造)的实施方案78至82、以及使用低
反射膜的CLEARAR(由SONY Chemical Corp.制造)的实施方案83至87中也确认了相同
的效果,但可以看出:不依赖置于液晶显示器的观看侧偏振片最外表面的功能层类型,可以实现本发明的效果。此外,估计在使用防眩光膜或抗反射膜的情形下,也可以实现相同的效果。
[0861] 在实施方案1至91中,以相同的方式评价立体图像识别设备,除了改变形成偏振片1至49的λ/4板的慢轴和用于立体图像识别设备中偏振器的吸收轴之间的135度粘附角(attached angle)之外,所述立体图像识别设备以与实施方案1至91相同的方式制造。
结果,如果λ/4板A的慢轴和偏振器的吸收轴成35°至55°或者125°至145°,3D显示
特性显示了与实施方案1至91中相同的倾向。特别地,如果λ/4板的慢轴和偏振器的吸
收轴为40°至50°或者130°至140°,3D显示特性显示了与实施方案1至91中相同的结
果。
[0862] 虽然在上述实施方案1至91中,作为显示侧偏振片保护区和LC快门式眼镜的λ/4板,纤维素酰化物基膜、含有液晶化合物的光学各向异性层、降冰片烯基聚合物膜和聚碳酸酯基膜,即使使用例如纤维素酰化物基膜以及其他含有纤维素酰化物(例如丙酸纤维素膜、丁酸纤维素(cellulose bytyrate)膜等)、聚烯烃(例如降冰片烯基聚合物)、聚甲基丙烯酸酯(例如聚甲基丙烯酸甲酯)、聚碳酸酯、聚酯或聚砜作为主要组分的膜作为所
述显示侧偏振片保护区和所述LC快门式眼镜的λ/4板,也能实现相同的效果。此外,估
计即使使用其他市售聚合物膜(在降冰片烯基聚合物膜中,ARTON(由JSR Corp.制造)、
ZEONOR(由日本Zeon Corp.制造)等),也能实现相同的效果。
[0863] 下表6至8显示使用单偏振片式LC快门式眼镜评价3D显示性能的结果。
[0864]
[0865]
[0866]
[0867]
[0868]
[0869]
[0870]
[0871]
[0872]
[0873] 从上述结果可以看出:与现有立体图像识别设备产品(其液晶显示器的显示侧偏振片保护区和LC快门式眼镜都不含λ/4板)和包括具有不满足上面表达式(I)的显示侧偏振片保护区的液晶显示器的立体图像识别设备相比,在包括液晶显示器I(具有满足上
面表达式(I)的显示侧偏振片保护区)和单偏振片式LC快门式眼镜(分时图像显示遮断
器II)(具有λ/4板)的立体图像识别设备中,正面白色亮度、正面交叉串扰和视角交叉串扰相同,正面白色亮度没有变化,视角亮度高。
[0874] 比较根据实施方案92至182的立体图像识别设备的四个项目(正面白色亮度、正面交叉串扰、视角交叉串扰和正面白色亮度变化率)和根据对比实施例3的立体图像识别
设备(显示侧偏振片保护区和LC快门式眼镜中都没有λ/4板)的四个项目(正面白色亮
度、正面交叉串扰、视角交叉串扰和正面白色亮度变化率),可以看出:从正面白色亮度变化率的角度出发,本发明立体图像识别设备特别优异,同时保持同等的正面白色亮度、正面交叉串扰和视角交叉串扰。
[0875] 此外,关于对比实施例4,虽然除了所述显示侧偏振片保护区的Rth不同之外,立体图像识别设备和实施方案92至96的立体图像识别设备相同,由于对比实施例4中显示侧偏振片保护区的Rth不满足上面表达式(I),所以视角白色亮度低于对比实施例3的视角白色亮度。据此,可以清楚地看出,在液晶显示器的显示侧偏振片保护区和LC快门式眼镜两者中应用λ/4板和满足表达式(I)的显示侧偏振片保护区,与相关技术中不包括这些的立体图像识别设备相比,可初步达到视角白色亮度改善的明亮3D显示。
[0876] 此外,由于在实施方案96中显示侧偏振片保护区的Rth不满足上面表达式(II),视角交叉串扰低于对比实施例3中的视角交叉串扰。由此可以看出:通过满足上面表达式(II)的所述显示侧偏振片保护区的Rth可以得到立体图像识别设备,与相关技术中不包含λ/4板的立体图像识别设备相比,所述立体图像识别设备具有相同的正面白色亮度,以及优异的正面交叉串扰、正面白色亮度变化率、视角交叉串扰差、正面白色亮度和视角亮度。
[0877] 可以看出:具有单偏振片式LC快门式眼镜的λ/4板(满足上面表达式(XII)和(XIII))的立体图像识别设备为优异的立体图像识别设备,所述立体图像识别设备具有良好的正面白场色调和视角色调(viewing angle shading),以及其他特性(正面白色亮度、正面交叉串扰、视角交叉串扰、正面白色亮度变化和视角白色亮度),即使所述LC快门式眼镜旋转,也看不到色差。具体地,关于应用LC快门式眼镜A-1的实施方案94、97、98和101,应用LC快门式眼镜C-1的实施方案111至114,应用LC快门式眼镜D-1的实施方案115、
116、119和120,以及应用LC快门式眼镜F-1的实施方案121至124的立体图像识别设备,
除了用于所述LC快门式眼镜中的λ/4板不同之外,它们是具有相同配置的立体图像识别
设备。然而,可以看出:与根据实施方案115、116、119和120应用LC快门式眼镜D-1的立体图像识别设备和根据实施方案121至124应用LC快门式眼镜F-1的立体图像识别设备
中的变化相比,在根据实施方案91、97、98和101应用LC快门式眼镜A-1的立体图像识别
设备和根据实施方案111至114应用LC快门式眼镜C-1的立体图像识别设备中,由于所述
LC快门式眼镜的λ/4板不满足上面表达式(XII)和(XIII),所以变化大。
[0878] 此外,比较上述实施方案可以看出:在一些情形下,LC快门式眼镜的λ/4板和显示侧偏振片保护区的λ/4板优选由不同材料制成。换句话说,在相关技术中,如果所述LC快门式眼镜的λ/4板和所述显示侧偏振片保护区的λ/4板由相同材料制成,Re或Rth的波长分散性相同,从圆极化补偿的观点来看是优选的。然而,可以看出:所述LC快门式眼镜的λ/4板的Re优选显示逆分散性(显示此种波长分散性,从而在可见光区域内,波长越长,Re的波长分散越大)。
[0879] 比较立体图像识别设备(显示侧偏振片保护区的λ/4板的Re显示顺分散)中所述λ/4板的Re(550)和正面白场色调v’之间的关系,结果表明,随着所述显示侧偏振片保护区的λ/4板的Re(550)减小,正面白场色调v’也减少。例如,比较实施方案111至114
的白场色调v’发现,当LC快门式眼镜旋转时,所述偏振片保护区的λ/4板的Re(550)越
低,白色显示中v’变化减少得越多。特别地,如果所述显示侧偏振片保护区的λ/4板的Re(550)从138nm减小到125nm,当所述LC快门式眼镜旋转时,显著地改善了白色显示中v’变化。
[0880] 比较实施方案92、95至97以及99和实施方案131至135可以看出:如果用于LC快门式眼镜中的λ/4板的Rth低,则改善了液晶显示器的屏幕亮度差。
[0881] 比较实施方案92至96的视角白场色调,上表中所有评价定为C,但是显示侧偏振片保护区的Rth越低,颜色变化减少得越多。由此可以看出,所述显示侧偏振片保护区的Rth越低,视角颜色变化减少得越多。
[0882] 比较实施方案156至159的耐光性可以看出:从包含在液晶显示器的显示侧偏振片保护区中的光学各向异性层和显示侧偏振器的耐光性角度出发,所述具有必需的UV吸
收能力的显示侧偏振片保护区是必需的。具体地,从显示侧偏振片保护区的耐光性角度出发,在应用不满足必需的UV吸收能力的膜49的实施方案159中,测试了耐光性后,在2D
和3D中显示出显示性能的降低;并且,在实施方案157中,其中从耐光性角度出发,满足必需的UV吸收能力的支持体置于显示侧偏振片保护区的光学各向异性层和显示侧偏振片之
间,测试了耐光性后,只有3D显示性能降低了。另一方面,在应用位于显示侧偏振片保护区中的膜46和48的实施方案156和158中,满足必需的UV吸收能力的支持体置于显示侧偏
振片保护区的光学各向异性层和显示侧偏振片的外侧,因而测试了耐光性后,2D和3D显示中都不显示性能降低。由此可以看出:从耐光性角度出发,有必要在位于显示侧偏振片保护区中的光学各向异性层和显示侧偏振片的外侧提供具有必需的UV吸收能力的支持体和功
能层。
[0883] 参考例:
[0884] 在实施方案94中,以相同的方式评价立体图像识别设备,除了使用液晶显示器50而不是液晶显示器2之外,所述立体图像识别设备以与实施方案94相同的方式制造。结果,正面白色亮度和视角白色亮度降低,正面交叉串扰和视角交叉串扰增大(劣化)。此外,在实施方案94中,也以相同的方式评价立体图像识别设备,除了使用LC快门式眼镜S而不是LC快门式眼镜A-1作为LC快门式眼镜之外,所述立体图像识别设备以与实施方案94相
同的方式制造;然而,以与以前描述相同的方式降低了正面白色亮度和视角白色亮度,增大(劣化)了视角交叉串扰。由此可以看出:通过使用位于所述液晶显示器和所述LC快门式
眼镜中并满足上面表达式(I)的λ/4膜,可以实现本发明的效果。
[0885] 在实施方案92至182和对比实施例3和4中,使用由SHARP Corporation制造的“LC-46LV3”作为液晶显示器和由SHARP Corporation制造的AN-3DG10作为LC快门式眼镜作出评价,并且在使用由SAMSUNG Corporation制造的“UN46C7000”作为液晶显示器和由SAMSUNG Corporation制造的“SSG-2200AR”作为LC快门式眼镜的情形下,也以相同的方式作出评价。结果,在由SAMSUNG Corporation制造的“UN46C7000”中,如上所述降低了通过TV电路因素得到的交叉串扰绝对值;然而,显示侧偏振片保护区的Rth、LC快门式眼镜的光学特性和3D显示特性之间的关系显示了相同的倾向。相反,减少了TV电路因素引起的交
叉串扰,从而增大了所述显示侧偏振片保护区的Rth引起的交叉串扰差。然而,由于所述显示侧偏振片保护区的Rth、所述LC快门式眼镜的光学特性和3D显示特性之间的关系也显
示了与上述由SAMSUNG Corporation制造的“UN46C7000”中结果同样的倾向,清楚可知,无论TV电路因素引起的交叉串扰如何,使用满足上面表达式(I)至(XIII)的所述显示侧偏
振片保护区和所述LC快门式眼镜的λ/4膜实现了本发明的效果。
[0886] 虽然在实施方案122和160至163中,低反射膜的CLEAR LR“CV-LC”(由Fujifilm Corporation制造)用于液晶显示器的观看侧偏振片中,由于在使用反射抑制膜的“AGA1”(由Sanritz Automation Co.,Ltd.制造)的实施方案164至168、使用反射抑
制膜的CLEAR LR“CV-LC”(由Fujifilm Corporation制造)的实施方案169至173、以及
使用低反射膜的CLEAR AR(由SONY Chemical Corp.制造)的实施方案174至178中也证
实了相同的效果,可以看出:不依赖置于液晶显示器的观看侧偏振片最外表面的功能层类型,可以实现本发明的效果。此外,估计在使用防眩光膜或抗反射膜的情形下,也可以实现相同的效果。
[0887] 在实施方案92至182中,以相同的方式评价立体图像识别设备,除了改变形成偏振片2至6、8至16、18、20以及28至49的λ/4板的慢轴和用于液晶显示器中偏振器的吸收轴之间的135度粘附角,以及附到所述LC快门式眼镜的膜的慢轴角度之外,所述立体图像识别设备以与实施方案92至182相同的方式制造。结果,如果所述λ/4板A的慢轴和
所述偏振器的吸收轴为35°至55°或者125°至145°,3D显示特性显示了与实施方案92
至182中相同的倾向。特别地,如果所述λ/4板A的慢轴和所述偏振器的吸收轴为40°至
50°或者130°至140°,3D显示特性显示了与实施方案92至182中相同的倾向。
[0888] 虽然在上述实施方案92至182中,作为显示侧偏振片保护区和LC快门式眼镜的λ/4板,纤维素酰化物基膜、含有液晶化合物的光学各向异性层、降冰片烯基聚合物膜和聚碳酸酯基膜,即使使用例如纤维素酰化物基膜以及其他含有纤维素酰化物(例如丙酸纤维素膜、丁酸纤维素膜等)、聚烯烃(例如降冰片烯基聚合物)、聚甲基丙烯酸酯(例如聚甲基丙烯酸甲酯)、聚碳酸酯、聚酯或聚砜作为主要组分的膜作为所述显示侧偏振片保护区和所述LC快门式眼镜的λ/4板,也能实现相同的效果。此外,估计即使使用其他市售聚合物膜(在降冰片烯基聚合物膜中,ARTON(由JSR Corp.制造)、ZEONOR(由日本Zeon Corp.制
造)等),也能实现相同的效果。
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