專利名稱：液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示裝置，具體而言，本發(fā)明涉及視角特征優(yōu)異的垂直取向的向列型液晶顯示裝置。
背景技術(shù)：
液晶顯示裝置通常包括液晶顯示單元和偏振片。通常，偏振片包括保護(hù)膜和偏振膜，它典型地是通過(guò)用碘使由聚乙烯醇膜制造的偏振膜染色，拉伸所述的膜，和在所述膜的兩個(gè)表面上層疊保護(hù)膜而得到的。在某些透射型液晶顯示裝置的構(gòu)造中，偏振片可以附著在液晶顯示單元的兩個(gè)表面上，在某些情形下也采用將一種或多種光學(xué)補(bǔ)償片置于其上。在反射型液晶顯示裝置中，反射板、液晶單元、一種或多種光學(xué)補(bǔ)償片及偏振片被按此順序配置。液晶單元包括液晶分子，用于在其之間封存液晶分子的兩個(gè)基片，及用于對(duì)液晶分子施加電壓的電極層。液晶單元以液晶分子取向狀態(tài)的差別為基礎(chǔ)完成開(kāi)/關(guān)顯示，它可適用于透射型和反射型的兩種液晶顯示裝置。已提出的顯示模式的實(shí)例包括TN(扭轉(zhuǎn)向列型)、IPS(面內(nèi)轉(zhuǎn)換型)、OCB(光學(xué)補(bǔ)償彎折型)、VA(垂直取向型)和ECB(電控制雙折射型)。
對(duì)于需要高質(zhì)量顯示的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，在各種類型的LCD中，主要采用的是90°扭轉(zhuǎn)向列型液晶顯示裝置(通常稱為“TN模式”)，所述液晶顯示裝置是以使用具有正介電各向異性常數(shù)的向列型液晶分子為基礎(chǔ)，并由薄膜晶體管所驅(qū)動(dòng)的。TN模式的顯示可在前沿觀測(cè)上具有優(yōu)異的顯示特征，但視角特征受到損害，例如透視反差下降，或由于灰度級(jí)反轉(zhuǎn)而導(dǎo)致的顯示特征劣化，其特征在于在灰度顯示中的亮度的反轉(zhuǎn)。這些是強(qiáng)烈需要得到改進(jìn)的地方。
對(duì)于可改進(jìn)視角特征的LCD系統(tǒng)，最近提出了垂直取向的向列型液晶顯示裝置(下文中稱為“VA模式”)，所述顯示器以使用具有負(fù)介電各向異性常數(shù)的向列型液晶分子為基礎(chǔ)，其在沒(méi)有施加電壓的情況下具有接近垂直于基片而取向的縱軸，并由薄膜晶體管所驅(qū)動(dòng)(見(jiàn)日本公開(kāi)專利公布Hei 2-176625)。VA模式不僅在前沿觀測(cè)上具有類似于TN模式的優(yōu)異顯示特征，而且當(dāng)用相位差膜補(bǔ)償視角時(shí)也表現(xiàn)出寬的視角特征。在VA模式中，通過(guò)在液晶單元的前面和背面上使用各自具有垂直于膜平面方向的光軸的兩片負(fù)單軸相位差膜，成功地得到了寬的視角特征，而已經(jīng)知道的是，進(jìn)一步更寬廣的視角特征可以通過(guò)采用面內(nèi)相位差值為50nm和對(duì)LCD負(fù)折射各向異性的單軸相位差膜來(lái)實(shí)現(xiàn)(見(jiàn)SID 97 DIGEST第845至848頁(yè))。
但是，使用三片相位差膜不僅導(dǎo)致生產(chǎn)成本增加，而且導(dǎo)致由于多個(gè)膜的粘合工作而使產(chǎn)出比降低，以及由于使用多個(gè)薄膜而造成的厚度增加，就薄化顯示器而言這是不利的。另一個(gè)不利之處在于為使拉伸膜層疊而對(duì)增粘層tacking layer的使用，由于溫度或濕度變化的影響會(huì)使增粘層收縮，從而會(huì)導(dǎo)致所述膜的分離或翹曲。
已公開(kāi)了解決這些問(wèn)題的方法，包括減少相位差膜片數(shù)量的方法(日本公開(kāi)專利公布11-95208)，及使用膽甾型液晶層的方法(日本公開(kāi)專利公布2003-15134和11-95208)。即使在這些方法中，還存在著粘合多個(gè)膜的需要，而這導(dǎo)致在減少厚度和降低生產(chǎn)成本上只有有限的作用。另一個(gè)問(wèn)題是在黑色顯示模式下在偏振片的斜方向觀察到的漏光，這表明只有不充分的視角擴(kuò)展效果(視角沒(méi)有完全擴(kuò)展到理論的預(yù)期水平)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種液晶顯示裝置，具體來(lái)說(shuō)是提供VA模式的、具有以恰當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行光學(xué)補(bǔ)償?shù)囊壕卧⒅挥猩倭康钠枰澈?，并能夠薄化所述顯示器的液晶顯示裝置。
在一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種液晶顯示裝置，該液晶顯示裝置包括兩個(gè)偏振膜，具有相互垂直交叉的吸收軸；液晶單元，配置在所述兩個(gè)偏振膜之間，該液晶單元包括一對(duì)基片和在該一對(duì)基片之間的由液晶分子構(gòu)成的液晶層，其中液晶分子在不存在外部施加電場(chǎng)的非工作狀態(tài)下基本上垂直于基片而取向；至少一層具有光學(xué)正折射各向異性的第一光學(xué)各向異性層，該層由棒狀液晶分子形成，并且在可見(jiàn)光內(nèi)，其由以下定義的Re在40至150nm的范圍內(nèi)；和至少一層具有光學(xué)負(fù)折射各向異性的第二光學(xué)各向異性層，在可見(jiàn)光內(nèi)，其由以下定義的Re為10nm或更小，由以下定義的Rth在60至250nm的范圍內(nèi)Re＝(nx-ny)×d (1)Rth＝{(nx+ny)/2-nz}×d (2)其中，nx表示在層平面中慢軸方向的折射率；ny表示在垂直于nx方向的面內(nèi)折射率；nz表示在所述層的厚度方向的折射率d表示層的厚度。
作為本發(fā)明的實(shí)施方案，提供了液晶顯示裝置，其中所述第一光學(xué)各向異性層是由具有可聚合基團(tuán)的棒狀液晶分子所形成的層；提供了液晶顯示裝置，其中所述第一光學(xué)各向異性層是由各自由以下化學(xué)式(I)表示的棒狀液晶分子所形成的層化學(xué)式(I)Q1-L1-A1-L3-M-L4-A2-L2-Q2其中，每個(gè)Q1和Q2獨(dú)立地表示可聚合的基團(tuán)；每個(gè)L1、L2、L3和L4獨(dú)立地表示單鍵或二價(jià)的連接基團(tuán)；每個(gè)A1和A2獨(dú)立地表示C2～20的間隔基基團(tuán)；M表示內(nèi)消旋基團(tuán)；提供了液晶顯示裝置，其中所述的第一光學(xué)各向異性層是由同質(zhì)取向的棒狀液晶分子所形成的層，所述棒狀液晶分子的取向方向基本上垂直于更靠近第一光學(xué)各向異性層的偏振膜的吸收軸的方向；提供了液晶顯示裝置，其中所述的第二光學(xué)各向異性層是由盤(pán)狀液晶分子或聚合物所形成的層；提供了液晶顯示裝置，其中所述的第二光學(xué)各向異性層是由含可聚合基團(tuán)的盤(pán)狀液晶分子所形成的層；提供了液晶顯示裝置，其中所述的第二光學(xué)各向異性層是由基本上以同回歸方式取向的盤(pán)狀液晶分子所形成的層；提供了液晶顯示裝置，其中所述的第二光學(xué)各向異性層是由纖維素酰化物所形成的層，該纖維素酰化物含有代替羥基的乙?；虲3-22的?；阴；取癆”和C3-22的酰化度“B”滿足下式(C)式(C) 2.0≤A+B≤3.0；提供了液晶顯示裝置，其中所述的C3-22?；嵌□；虮；?；提供了液晶顯示裝置，其中所述的第二光學(xué)各向異性層還用作兩個(gè)偏振膜的至少一個(gè)的保護(hù)膜；提供了液晶顯示裝置，其中所述的第一光學(xué)各向異性層和第二光學(xué)各向異性層被步驟為使所述的液晶單元被置于所述的第一層和第二層之間；提供了液晶顯示裝置，其中被配置在更接近于第一光學(xué)各向異性層的偏振膜的吸收軸基本上垂直交叉于所述偏振膜的透明保護(hù)膜的縱向方向；提供了液晶顯示裝置，其中兩個(gè)偏振膜的至少一個(gè)具有由乙酸纖維素形成的保護(hù)膜，該保護(hù)膜被配置在更接近于所述的液晶單元，且Re為小于3nm。
在另一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種液晶顯示裝置，該液晶顯示裝置包括兩個(gè)偏振膜，具有相互垂直交叉的吸收軸；液晶單元，配置在所述兩個(gè)偏振膜之間，該液晶單元包括一對(duì)基片和在該一對(duì)基片之間的由液晶分子態(tài)構(gòu)成的液晶層，其中液晶分子在不存在外部施加電場(chǎng)的非工作狀態(tài)下基本上垂直于基片而取向；
至少一層第一光學(xué)各向異性層，該層由具有光學(xué)正折射各向異性的拉伸熱塑性聚合物膜形成，在可見(jiàn)光內(nèi)，其由以下定義的Re在40至150nm的范圍內(nèi)；和至少一層具有光學(xué)負(fù)折射各向異性的第二光學(xué)各向異性層，該層由盤(pán)狀液晶分子構(gòu)成，在可見(jiàn)光內(nèi)，其由以下定義的Re為10nm或更小，由以下定義的其Rth在60至250nm的范圍內(nèi)Re＝(nx-ny)×d(1)Rth＝{(nx+ny)/2-nz}×d(2)其中，nx表示在層平面中慢軸方向的折射率；ny表示在垂直于nx方向的面內(nèi)折射率；nz表示在所述層的厚度方向的折射率；并且d表示層的厚度。
作為本發(fā)明的實(shí)施方案，提供了液晶顯示裝置，其中所述的第一光學(xué)各向異性層是拉伸的聚碳酸酯共聚物膜；提供了液晶顯示裝置，其中所述的第二光學(xué)各向異性層由含可聚合基團(tuán)的盤(pán)狀液晶分子形成；提供了液晶顯示裝置，其中所述第二光學(xué)各向異性層的盤(pán)狀液晶分子按基本上同回歸方式取向；提供了液晶顯示裝置，其中所述的第一光學(xué)各向異性層還用作兩個(gè)偏振膜的至少一個(gè)的保護(hù)膜；提供了液晶顯示裝置，其中更接近于第一光學(xué)各向異性層的偏振膜的吸收軸基本上垂直交叉于所述偏振膜的透明保護(hù)膜的縱向方向；提供了液晶顯示裝置，其中兩個(gè)偏振膜的至少一個(gè)具有由乙酸纖維素形成的保護(hù)膜，該保護(hù)膜被配置在更接近于所述的液晶單元，且Re為小于3nm。
在另一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種液晶顯示裝置，該液晶顯示裝置包括兩個(gè)偏振膜，具有相互垂直交叉的吸收軸；液晶單元，配置在所述兩個(gè)偏振膜之間，該液晶單元包括一對(duì)基片和在該一對(duì)基片之間的由液晶分子構(gòu)成的液晶層，其中液晶分子在不存在外部施加電場(chǎng)的非工作狀態(tài)下基本上垂直于基片而取向；
至少一層第一光學(xué)各向異性層，該層由具有光學(xué)正折射各向異性的纖維素?；镄纬桑诳梢?jiàn)光內(nèi)，其由以下定義的Re在40至150nm的范圍內(nèi)，其中所述纖維素酰化物含有代替羥基的乙?；虲3-22的酰基，乙?；取癆”和C3-22的?；取癇”滿足下式(C)；和至少一層具有光學(xué)負(fù)折射各向異性的第二光學(xué)各向異性層，該層由盤(pán)狀液晶分子所形成，在可見(jiàn)光內(nèi)，其由以下定義的Re為10nm或更小，由以下定義的Rth在60至250nm的范圍內(nèi)Re＝(nx-ny)×d(1)Rth＝{(nx+ny)/2-nz}×d(2)其中，nx表示在層平面中慢軸方向的折射率；ny表示在垂直于nx方向的面內(nèi)折射率；nz表示在所述層的厚度方向的折射率；d表示層的厚度。
式(C) 2.0≤A+B≤3.0；作為本發(fā)明的實(shí)施方案，提供了液晶顯示裝置，其中所述C3-22的酰基是丁?；虮；?。
應(yīng)當(dāng)指出，在本專利說(shuō)明書(shū)中，與角度結(jié)合在一起的術(shù)語(yǔ)“基本”是指在精確角度左右的±5°或更小。與精確角度的差異優(yōu)選小于4°，更優(yōu)選小于3°。這里的“慢軸”是指得到最大折射率的方向。這里的折射率是指在可見(jiàn)光區(qū)中在λ＝550nm下測(cè)量的數(shù)值，除非另有特別說(shuō)明。在本專利說(shuō)明書(shū)上下文中的“可見(jiàn)光”是指400nm至700nm范圍內(nèi)的光。術(shù)語(yǔ)“偏振膜”和“偏振片”在本說(shuō)明書(shū)中是區(qū)別使用的，其中“偏振片”是指其中在“偏振膜”的至少一個(gè)面上有透明保護(hù)膜來(lái)保護(hù)所述偏振膜的層疊物。
附圖簡(jiǎn)述

圖1為顯示本發(fā)明的示例性液晶顯示裝置的示意性透視圖；和圖2為顯示可用于本發(fā)明的示例性偏振膜的示意性透視圖。
本發(fā)明的最佳實(shí)施方式以下將詳細(xì)描述本發(fā)明。首先，將參考附圖來(lái)解釋本發(fā)明的液晶顯示裝置的一個(gè)實(shí)施方案。
圖1為顯示本發(fā)明的示例性液晶顯示裝置的示意圖，圖2為顯示可用于本發(fā)明的示例性偏振片的示意圖。圖1涉及的是基于具有負(fù)介電各向異性的向列型液晶的活性驅(qū)動(dòng)被用作場(chǎng)效應(yīng)型液晶時(shí)的情況。
圖1中所示的液晶顯示裝置包括含有元件5至8的液晶單元，及配置在所述液晶單元兩面上的一對(duì)偏振片1和14。第一光學(xué)各向異性層3被置于偏振片1與含有元件5至8的液晶單元之間；第二光學(xué)各向異性層10和12被置于偏振片14與含有元件5至8的液晶單元之間。液晶單元包含上層電極基片5、下層電極基片8及在它們之間的液晶分子7。液晶分子7是按照在電極基片5和8的相對(duì)的面上進(jìn)行摩擦處理的方向進(jìn)行取向而受控制的，以使得在不存在外部施加電場(chǎng)的非工作狀態(tài)下按照接近垂直于基片而取向。上層偏振片1和下層偏振片14如此層疊，使得其吸收軸2和吸收軸15幾乎相互垂直交叉。
如圖2中所示，每個(gè)偏振片1和14包含保護(hù)膜101、105及固定在其之間的偏振膜103。偏振片1和14典型是通過(guò)用碘使由聚乙烯醇膜制造的偏振膜染色，拉伸所述的膜以得到偏振膜103，和將保護(hù)膜101和105層疊在其兩面上而得到的。在層疊過(guò)程中，就生產(chǎn)效率而言，輥-輥層壓一對(duì)保護(hù)膜和偏振膜總共三個(gè)膜是優(yōu)選的。輥-輥層壓是優(yōu)選的，還因?yàn)槿鐖D2中所示，保護(hù)膜101、105和偏振膜103可以方便地層疊，以使前兩者的慢軸102和106及后者的吸收軸104平行取向，就使所述的偏振膜較少造成尺寸變化和卷曲，及優(yōu)異的機(jī)械穩(wěn)定性而言這是優(yōu)選的。如果這三個(gè)膜的至少兩個(gè)的軸基本平行取向，將會(huì)得到相同的結(jié)果，這種情況可通過(guò)保護(hù)膜的慢軸及偏振膜的吸收軸互相平行，或通過(guò)兩個(gè)保護(hù)膜的慢軸互相平行給出實(shí)例說(shuō)明。
現(xiàn)在回頭參考圖1，第一光學(xué)各向異性層3具有光學(xué)正折射各向異性，并且在可見(jiàn)光內(nèi)的相位差(Re)為40至150nm。另一方面，第二光學(xué)各向異性層10、12具有光學(xué)負(fù)折射各向異性，在可見(jiàn)光內(nèi)的Re為10nm或更小，Rth為60至250nm。所述的第一和第二光學(xué)各向異性層3、10可以是由液晶分子化合物或聚合物膜構(gòu)成的層，構(gòu)成所述層的材料將在以后描述。光學(xué)各向異性層3、10和12有助于使液晶單元的圖像著色清晰和改進(jìn)視角。
雖然圖1顯示了具有兩個(gè)第二光學(xué)各向異性層的層的示例性液晶顯示裝置，但還可以提供單層或三層或多層的第二光學(xué)各向異性層。相同的情況也適合于第一光學(xué)各向異性層。
現(xiàn)在假設(shè)將圖1的上層一側(cè)作為觀察者的一側(cè)，圖1顯示了示例性的構(gòu)造，其中第一光學(xué)各向異性層3被配置在觀察者一側(cè)的偏振片1與觀察者一側(cè)的液晶單元基片5之間，第二光學(xué)各向異性層10、12被配置在背側(cè)的偏振片14與背側(cè)的液晶單元基片8之間，而所述的第一光學(xué)各向異性層和第二光學(xué)各向異性層可以相互互換；第一和第二光學(xué)各向異性層兩者都可以被置于觀察者一側(cè)的偏振片1與觀察者一側(cè)的液晶單元基片5之間；或被置于背側(cè)的偏振片14與背側(cè)的液晶單元基片8之間。在這些實(shí)施方案中，如果可能的話，第二光學(xué)各向異性層和第一光學(xué)各向異性層的任何一個(gè)都可以作為對(duì)另一個(gè)的支持體。
第一光學(xué)各向異性層3可以通過(guò)與偏振片1集成而被引入液晶顯示裝置中。在其中第一光學(xué)各向異性層是由棒狀液晶分子形成的實(shí)施方案中，第一光學(xué)各向異性層通常在支持體如聚合物膜上形成，所以它使得第一光學(xué)各向異性層的支持體在一側(cè)也起到偏振膜保護(hù)膜的作用，而優(yōu)選的是使透明保護(hù)膜、偏振膜、透明保護(hù)膜(也起透明支持體的作用)和第一光學(xué)各向異性層按此順序?qū)盈B來(lái)構(gòu)造集成偏振片。對(duì)于將集成偏振片引入液晶顯示裝置的情況來(lái)說(shuō)，優(yōu)選的是通過(guò)引入它而使得當(dāng)從顯示器的外部(從更遠(yuǎn)離液晶單元的一側(cè))進(jìn)行觀察時(shí)，透明保護(hù)膜、偏振膜、透明保護(hù)膜(也起基片的作用)以及第一光學(xué)各向異性層是按此順序配置的。在其中第一光學(xué)各向異性層是拉伸的熱塑性聚合物膜的情況下，所述膜本身可被用作偏振膜的保護(hù)膜，所以它使得第一光學(xué)各向異性層能夠典型地在一側(cè)也作為偏振膜的保護(hù)膜，優(yōu)選的是使透明保護(hù)膜、偏振膜和第一光學(xué)各向異性層(也起透明保護(hù)膜的作用)按此順序?qū)盈B來(lái)構(gòu)造集成偏振片。對(duì)于將集成偏振片引入液晶顯示裝置的情況來(lái)說(shuō)，優(yōu)選的是通過(guò)引入它而使得當(dāng)從顯示器的外部(從更遠(yuǎn)離液晶單元的一側(cè))進(jìn)行觀察時(shí)，透明保護(hù)膜、偏振膜及第一光學(xué)各向異性層(也其透明保護(hù)膜的作用)是按此順序配置的。
相同的情況也適合于第二光學(xué)各向異性層12，可以通過(guò)與偏振片14的集成而將它引入所述的液晶顯示裝置中。在其中第二光學(xué)各向異性層12是由液晶化合物構(gòu)成的實(shí)施方案中，偏振片14的一個(gè)保護(hù)膜也可以起到第二光學(xué)各向異性層12的透明支持體的作用。在此實(shí)施方案中，優(yōu)選的是使透明保護(hù)膜、偏振膜、透明保護(hù)膜(也起透明支持體的作用)和第二光學(xué)各向異性層按此順序?qū)盈B來(lái)構(gòu)造集成偏振片，和將所述的集成偏振片引入液晶顯示裝置中，以使得當(dāng)從顯示器的外部(從更遠(yuǎn)離液晶單元的一側(cè))進(jìn)行觀察時(shí)，透明保護(hù)膜、偏振膜、透明保護(hù)膜(也起基片的作用)及第二光學(xué)各向異性層是按此順序配置的。
在其中第二光學(xué)各向異性層12是聚合物膜的更另一種情況中，所述的第二光學(xué)各向異性層12可以作為偏振片14的一個(gè)保護(hù)膜。在此實(shí)施方案中，優(yōu)選的是使透明保護(hù)膜、偏振膜和第二光學(xué)各向異性層(也起透明保護(hù)膜的作用)按此順序?qū)盈B來(lái)構(gòu)造集成偏振片，和將所述集成偏振片引入液晶顯示裝置中，以使得當(dāng)從顯示器的外部(從更遠(yuǎn)離液晶單元的一側(cè))進(jìn)行觀察時(shí)，透明保護(hù)膜、偏振膜及第二光學(xué)各向異性層(也起透明保護(hù)膜的作用)是按此順序配置的。
本發(fā)明的液晶顯示裝置不限于上述的構(gòu)造，它可以包括其它部件。例如，可以將濾色片置于液晶單元與偏振片之間。透射型液晶顯示裝置的另一種可能的實(shí)施方案可以在其背面配置背光，背光使用冷的或熱的陰極熒光管、發(fā)光二極管或場(chǎng)致發(fā)光的元件作為光源。在另一方面，在反射型液晶顯示裝置的實(shí)施方案中，只要一個(gè)被配置在觀察一側(cè)的偏振片就足夠了，其中反射膜被配置在液晶單元的背面上，或被配置在所述液晶單元下層基片的內(nèi)表面上。當(dāng)然，也可以在觀察一側(cè)配置包含上述燈的前燈。還可以構(gòu)造半透明型的顯示器，其中所述顯示器的每個(gè)像素都有透射部分和反射部分。
對(duì)本發(fā)明的液晶顯示裝置的類型沒(méi)有特別限制，其包括直射影像觀察型、影像投射型和光學(xué)調(diào)制型液晶顯示裝置。在本發(fā)明中使用TFT或MIM的三終端或兩終端有源矩陣的液晶顯示裝置是有效的。當(dāng)然，使用由STN型器件為代表，基于時(shí)間分割操作的被動(dòng)式有源矩陣型液晶顯示裝置也是有效的。
在本發(fā)明中，液晶單元優(yōu)選為VA模式的液晶單元。VA模式的液晶單元通常通過(guò)上層和下層基片產(chǎn)生，兩個(gè)基片相隔一對(duì)的距離，在它們相對(duì)的表面上經(jīng)過(guò)初步的摩擦處理，使液晶分子取向。例如，在使用Δn為0.0813和Δε為-4.6或左右的液晶時(shí)，可以產(chǎn)生表示液晶分子的取向方向的所謂傾斜角，即取向角(director)為約89°的液晶單元。在這種情況下，液晶單元的厚度可以被調(diào)整到約3.5μm。在白色顯示模式下的亮度將依賴于液晶層的厚度d與折射各向異性Δn的乘積Δn·d而變化。就獲得最大亮度來(lái)說(shuō)，液晶層的厚度d優(yōu)選在0.2至0.5μm的范圍內(nèi)。
雖然在基片5和8的各自取向?qū)?未顯示出)的內(nèi)表面上形成了透明電極(未顯示出)，但是液晶層中的液晶分子7在不存在施加電壓的非工作狀態(tài)下基本垂直于所述基片的表面而取向，所以通過(guò)液晶面板出來(lái)的光的偏振狀態(tài)幾乎不變。因?yàn)橐壕卧蠈悠衿?的吸收軸2和下層偏振片14的吸收軸15幾乎相互垂直交叉，光線不能穿過(guò)偏振片，所以圖1中所示的液晶顯示裝置在非工作狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)了理想的黑色顯示。相反，在工作狀態(tài)下，液晶分子向平行于基片表面的方向傾斜，所以進(jìn)入液晶面板的光線在被液晶分子改變了其偏振狀態(tài)后從偏振片出來(lái)。換言之，圖1中所示的液晶顯示裝置在工作狀態(tài)下為白色顯示模式。
上面所示的實(shí)例是例如使用具有負(fù)介電各向異性的液晶材料，以使液晶分子可以對(duì)電場(chǎng)垂直響應(yīng)，原因在于這里的電場(chǎng)是施于上層和下層基片之間的。對(duì)于其中電極被配置到一個(gè)基片上，按照平行于所述基片表面的橫方向施加電場(chǎng)的情況來(lái)說(shuō)，可以使用具有正介電各向異性的液晶材料。
通常用于TN模式液顯示器中的手性試劑有時(shí)候可被用來(lái)減少取向的失敗，但不經(jīng)常使用，原因是在VA模式的液晶顯示裝置中動(dòng)態(tài)響應(yīng)特征的劣化。
VA模式的特征在于其高速響應(yīng)和高反差。但問(wèn)題在于當(dāng)從垂直方向觀察時(shí)，所述的反差可能確實(shí)高，但是當(dāng)從斜方向觀察時(shí)反差低。在黑色顯示模式中，液晶分子垂直于所述基片的表面而取向，這在垂直方向上提供了高反差，原因在于液晶分子幾乎沒(méi)有顯示雙折射，并提供了很小的透射率。但是，液晶分子在斜方向上有雙折射，所以當(dāng)在斜方向上觀察時(shí)，上層和下層偏振片吸收軸的交叉角度漸漸變得高于90°，雖然所述角度從垂直方向上觀察時(shí)為90°。鑒于這兩個(gè)原因，所述的液晶單元在斜方向上引起了漏光和反差降低。為解決此問(wèn)題，本發(fā)明分別采用至少一層的第一光學(xué)各向異性層和第二光學(xué)各向異性層。
VA模式顯示器中的液晶分子在白色顯示模式下是傾斜的，并在沿分子傾斜方向的斜方向上和與所述方向的反方向上觀察時(shí)具有不同的雙折射度，這導(dǎo)致發(fā)光度luminance和色調(diào)上的差異。液晶單元的多晶疇結(jié)構(gòu)是解決該問(wèn)題的優(yōu)選途徑。多晶疇結(jié)構(gòu)含有各自包含多個(gè)取向狀態(tài)不同的晶疇的像素。例如，多晶疇VA模式液晶單元含有各自包含多個(gè)液晶分子在施加電場(chǎng)下具有不同傾角的晶疇的像素，這使得可以用每個(gè)像素對(duì)施加電場(chǎng)下液晶分子的傾角平均化，還使得可以對(duì)視角特征平均化?？梢酝ㄟ^(guò)形成縫隙或?qū)﹄姌O進(jìn)行投射，由此改變或偏轉(zhuǎn)bias電場(chǎng)密度來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)單個(gè)像素內(nèi)取向的分區(qū)。增加分區(qū)數(shù)量可以成功地帶來(lái)視角的全方位均勻性，為了實(shí)現(xiàn)幾乎均勻的視角，四分區(qū)或八分區(qū)或更多的分區(qū)為足夠。具體來(lái)說(shuō)，八分區(qū)為優(yōu)選，因?yàn)槠衿奈战强梢员辉O(shè)定到任意角度。
液晶分子在分區(qū)取向的晶疇邊界中可以具有較低的響應(yīng)，這成為在其中必須保持黑色顯示時(shí)普通黑色顯示中發(fā)光度降低的原因。向液晶材料中加入手性試劑可以成功地使晶疇邊界最小化。
下一段將細(xì)述用于本發(fā)明的液晶顯示裝置中的第一和第二光學(xué)各向異性層。
在本發(fā)明中，第一和第二光學(xué)各向異性層有助于避免液晶顯示裝置上所顯示圖像不令人滿意的色彩，并改進(jìn)視角。因?yàn)橥ㄟ^(guò)使光學(xué)各向異性層的支持體也作為偏振片的保護(hù)膜，或通過(guò)使所述的光學(xué)各向異性層也作為偏振片的保護(hù)膜，可以成功地減少液晶顯示裝置元件的數(shù)目，該實(shí)施方案還有助于使液晶顯示裝置薄化。
在本發(fā)明中，第一光學(xué)各向異性層的面內(nèi)相位差(Re)為40至150nm，第二光學(xué)各向異性層的Re為10nm或更小，Rth為60至250nm。因?yàn)榈谝缓偷诙鈱W(xué)各向異性層可以從整體上以組合的方式表現(xiàn)出光學(xué)補(bǔ)償作用，所以對(duì)相位差的調(diào)整優(yōu)選為對(duì)歸因于所述組合的總值來(lái)進(jìn)行。優(yōu)選第一和第二光學(xué)各向異性層以組合的方式整體的Re為30至200nm，Rth為60至500nm。這里Re和Rth分別定義如下Re＝(nx-ny)×d (1)Rth＝{(nx+ny)/2-nz}×d (2)其中，nx表示在層平面中慢軸方向的折射率；ny表示在垂直于nx方向的面內(nèi)折射率；nz表示在所述層的厚度方向的折射率；d表示層的厚度。就上述所具有的光學(xué)性質(zhì)而言，第一和第二光學(xué)各向異性層的厚度不受限于任何范圍。通常，第一光學(xué)各向異性層的厚度優(yōu)選為被調(diào)整到20至200μm，更優(yōu)選40至150μm。
第一光學(xué)各向異性層的一個(gè)實(shí)施方案是由棒狀液晶分子形成的層，其Re為40至150nm，更優(yōu)選50至120nm。棒狀液晶分子優(yōu)選具有可聚合的基團(tuán)。所述具有可聚合基團(tuán)的棒狀液晶分子優(yōu)選被按照基本水平(同質(zhì))的取向固定。這里所述的“基本水平”是指所述棒狀液晶分子的縱軸方向與光學(xué)各向異性層表面之間的平均角度(平均傾角)在0°至10°的范圍內(nèi)。所述的棒狀液晶分子可傾斜在所述的層中。即使在這樣的情況下，平均傾角優(yōu)選為在0°至20°的范圍內(nèi)。
優(yōu)選在此使用的棒狀液晶化合物的實(shí)例包括偶氮甲堿化合物、氧化偶氮化合物、氰聯(lián)苯基化合物、氰苯基酯、苯甲酸酯、環(huán)己烷羧酸苯基酯、氰基苯基環(huán)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、二苯乙炔和鏈烯基環(huán)己基芐腈。除上述低分子量液晶分子外，也允許使用高分子量的液晶化合物。特別優(yōu)選的含低分子量可聚合基團(tuán)的棒狀液晶化合物的實(shí)例為由化學(xué)式(I)所表示的那些化學(xué)式(I)Q1-L1-A1-L3-M-L4-A2-L2-Q2其中，每個(gè)Q1和Q2獨(dú)立地表示可聚合的基團(tuán)；每個(gè)L1、L2、L3和L4獨(dú)立地表示單鍵或二價(jià)的連接基團(tuán)；每個(gè)A1和A2獨(dú)立地表示C2～20的間隔基基團(tuán)；M表示內(nèi)消旋基團(tuán)。
以下將進(jìn)一步細(xì)述獨(dú)立表示可聚合基團(tuán)的可聚合的棒狀液晶化合物的Q1和Q2。
在式中，每個(gè)Q1和Q2獨(dú)立地表示可聚合的基團(tuán)?？删酆匣鶊F(tuán)的聚合反應(yīng)優(yōu)選為加成聚合(包括開(kāi)環(huán)聚合)或縮合聚合?；蛘撸删酆匣鶊F(tuán)優(yōu)選為可以進(jìn)行加成聚合和縮合聚合的官能團(tuán)。以下所列為可聚合基團(tuán)的實(shí)例-SH-OH-NH2優(yōu)選由L1、L2、L3和L4所表示的二價(jià)連接基團(tuán)選自-O-、-S-、-CO-、-NR2-、-CO-O-、-O-CO-O-、-CO-NR2-、-NR2-CO-、-O-CO-、-O-CO-NR2-、-NR2-CO-O-、-NR2-CO-NR2-和單鍵。R2表示C1-7的烷基或氫原子。每個(gè)L3和L4所優(yōu)選為-O-或-O-CO-O-。
在由Q1和L1，或Q2和L2的組合所表示的基團(tuán)中，優(yōu)選為CH2＝CH-CO-O-、CH2＝C(CH3)-CO-O-和CH2＝C(Cl)-CO-O-為，最優(yōu)選為CH2＝CH-CO-O-。
A1和A2優(yōu)選為C2-20的間隔基基團(tuán)，優(yōu)選地為C2-20的脂族基團(tuán)。所述的間隔基基團(tuán)更優(yōu)選為具有鏈的形式，并可以含有不相鄰的氧原子或硫原子。它們的每一個(gè)都可以具有取代基，如鹵素原子(氟、氯、溴)、氰基、甲基或乙基。
由M表示的內(nèi)消旋基團(tuán)可以選自任何已知的內(nèi)消旋基團(tuán)，優(yōu)選為選自由以下化學(xué)式(II)所表示的基團(tuán)化學(xué)式(II)-(-W1-L5)n-W2-其中，每個(gè)W1和W2表示二價(jià)的脂環(huán)族基團(tuán)、二價(jià)的芳香族基團(tuán)，或二價(jià)的雜環(huán)基團(tuán)。W1和W2的優(yōu)選實(shí)例包括1，4-環(huán)己烷-二基(diyl)、1，4-亞苯基、萘-2，6-二基和萘-1，5-二基。對(duì)于1，4-環(huán)己烷-二基，本發(fā)明中可以使用反式或順式的結(jié)構(gòu)異構(gòu)體，或基于任意組成比的任何混合物，其中反式異構(gòu)體為優(yōu)選。L5表示由L1至L4、-CH2-O-和-O-CH2-所表示的基團(tuán)。L5的優(yōu)選實(shí)例包括-CH2-O-、-O-CH2-、-CO-O-、-CO-NR2-、-NR2-CO-和-O-CO-。n表示1、2或3的數(shù)字，優(yōu)選2。每個(gè)W1和W2都可以有取代基，所述取代基的實(shí)例包括鹵素原子(氟、氯、溴、碘)、氰基、C1-10的烷基(甲基、乙基、丙基等)、C1-10的烷氧基(甲氧基、乙氧基等)、C1-10的?；?甲?；?、乙?；?、C1-10的烷氧羰基(甲氧羰基、乙氧羰基等)、C2-10的酰氧基(乙酰氧基、丙酰氧基等)、硝基、三氟甲基和二氟甲基。以下列出了由化學(xué)式(II)所表示的內(nèi)消旋基團(tuán)最優(yōu)選實(shí)例的基本骨架。這些基團(tuán)可以進(jìn)一步由以上所述的取代基取代。
其中，以下列出了特別優(yōu)選的基本骨架
下一段將描述本發(fā)明由化學(xué)式(I)所表示的化合物的具體實(shí)例，但這決不意味著本發(fā)明受限于此。應(yīng)當(dāng)指出，可以通過(guò)參考在公布的PCT國(guó)際公開(kāi)11-513019的日文翻譯中所描述的方法合成由化學(xué)式(I)所表示的化合物。



第一光學(xué)各向異性層的另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案是由纖維素?；锼纬傻摹Ｋ龅睦w維素?；飪?yōu)選地選自滿足以下式(C)的纖維素酰化物式(C) 2.0≤A+B≤3.0；在式中，“A”和“B”都表示纖維素?；锏孽；?，“A”表示乙?；?，“B”表示C3-22的?；?。
形成纖維素的β-1，4-鍵合-葡萄糖單元在2-、3-和6-位有游離的羥基。纖維素?；锸峭ㄟ^(guò)使部分或全部的這種羥基與酰基酯化而得到的聚合物。酰化度是指在2-、3-和6-位的羥基分別酯化的比率，?；?表示100％的酯化。在本發(fā)明中，乙?；取癆”和C3-22的?；取癇”的總和優(yōu)選為2.2至2.86，更優(yōu)選為2.40至2.80。?；取癇”優(yōu)選為不小于1.5，更優(yōu)選為不小于1.7。優(yōu)選地不少于28％，更優(yōu)選不少于30％，進(jìn)一步優(yōu)選不少于31％，還進(jìn)一步優(yōu)選不少于32％的?；取癇”來(lái)自6-位的酰化度。6-位的酰化度“A”和6-位的?；取癇”之和優(yōu)選為不少于0.75，更優(yōu)選為不少于0.80，特別優(yōu)選為不少于0.85。當(dāng)使用這種纖維素?；飼r(shí)，更容易是制備纖維素?；锏娜芤海绕涫侨芙庠诜锹热軇┲械娜芤?，該溶液具有低的粘度和良好的過(guò)濾性。乙?；取癆”或?；取盉”可以根據(jù)以ASTM D-817-91為基礎(chǔ)的方法測(cè)量。
本發(fā)明中使用的纖維素?；飪?yōu)選被C3-22的酰基，更優(yōu)選被C3-15的酰基，特別優(yōu)選被C3-9的?；〈?。C3-22的?；梢赃x自脂族?；蚍枷阕艴；?，纖維素酰化物可以選自纖維素烷基羰基酯、纖維素烯基羰基酯、纖維素芳基羰基酯或纖維素芳基烷基羰基酯，而這些可以進(jìn)一步被取代。C3-22?；膬?yōu)選實(shí)例包括丙?；⒍□；?、庚?；?、己酰基、辛?；?、癸酰基、十二酰基、十三酰基、十四?；?、十六?；?、十八?；?、異丁?；?、叔丁?；h(huán)己烷羰基、油?；⒈郊柞；?、萘羰基、肉桂?；Ｆ渲?，更優(yōu)選為丙?；?、丁?；⑹；⑹缩；⑹宥□；⒂王；⒈郊柞；?、萘?；腿夤瘐；?，特別優(yōu)選為丙?；投□；?。
下一步，將描述生產(chǎn)可用作光學(xué)各向異性層的纖維素酰化物的方法。在由ISHIDA等人編寫(xiě)，由KYORITSU SHUPPAN CO.，LTD出版的″Wood Chemistry(MOKUZAI KAGAKU)″的第180至190頁(yè)中描述了生產(chǎn)纖維素?；锏幕痉椒?。一種典型的方法是采用羧酸酐-乙酸-硫酸催化劑的液相酰基化反應(yīng)。具體來(lái)說(shuō)，該方法包括用合適量的乙酸處理纖維素材料如棉毛纖維或木質(zhì)紙漿的預(yù)處理步驟，以及將處理過(guò)的材料倒入羧酸化的預(yù)冷混合溶液中以酯化所述的材料，由此產(chǎn)生在2-、3-和6-位的酰化度總和接近等于3.00的完全纖維素?；锏孽セ襟E。所述羧酸化的混合溶液通?？梢院凶鳛槿軇┑囊宜幔鳛轷セ瘎┑聂人狒妥鳛榇呋瘎┑牧蛩?。與將要與酸酐反應(yīng)的纖維素的量，或反應(yīng)系統(tǒng)中所含的水的總量相比，可以過(guò)量使用所述的羧酸酐。?；螅欢康闹泻蛣┤玮}、鎂、鐵、鋁或鋅的碳酸鹽、乙酸鹽或氧化物的水溶液被加入所述的反應(yīng)系統(tǒng)中，以水解殘余過(guò)量的羧酸酐并中和部分的酯化催化劑。隨后，所得的完全纖維素?；锟梢栽谕ǔ槭Ｓ嗔蛩岬纳倭恳阴；磻?yīng)催化劑的存在下在50至90℃皂化陳化，以改變具有所需?；群退杈酆隙鹊睦w維素?；?。在所需的纖維素酰化物形成時(shí)，如果需要的話，可在用上述中和劑完全中和了剩余催化劑后，將反應(yīng)溶液傾倒進(jìn)水或稀硫酸中，以分離纖維素?；?。在干燥和穩(wěn)定化處理后，可以得到所需的纖維素?；?。
所述的第一光學(xué)各向異性層優(yōu)選地為基本由上述纖維素?；锼纬傻木酆衔锬ぁＰg(shù)語(yǔ)“基本由上述纖維素?；锼纬伞笔侵杆瞿ぶ胁簧儆?5％的聚合物組分是上述纖維素?；?，優(yōu)選地在所述膜中不少于70％，更優(yōu)選不少于80％的聚合物組分為上述的纖維素?；?。
對(duì)于制備所述膜的材料，優(yōu)選的是使用纖維素?；镱w粒。優(yōu)選的是不少于90％質(zhì)量的顆粒的粒徑范圍是0.5至5mm，同時(shí)也優(yōu)選的是不少于50％質(zhì)量的顆粒的粒徑范圍是1至4mm?？梢詢?yōu)選使用球形纖維素酰化物顆粒。
可用于本發(fā)明中的纖維素酰化物的聚合度，這里指粘均聚合度優(yōu)選為200至700，更優(yōu)選為250至550，特別優(yōu)選為250至400，還特別優(yōu)選為250至300。所述的粘均聚合度可以根據(jù)Uda Kazuo和Saitoh在Journal of The Society of Fiber Science and Technology，日本，1962年第18卷第105至120頁(yè)中所描述的Hideo Uda限制粘度法測(cè)量。該方法還被描述在日本公開(kāi)專利公布Hei 9-95538中。
由于除掉了低分子量組分，盡管與普通的纖維素?；锵啾染哂懈叩钠骄酆隙?，但本發(fā)明的纖維素酰化物可以有低的粘度，所以這種纖維素酰化物是有用的。所述的低分子量組分可以通過(guò)用任何適宜的有機(jī)溶劑洗滌纖維素酰化物來(lái)移除。當(dāng)產(chǎn)生了含有少量低分子組分的纖維素酰化物時(shí)，可以優(yōu)選地用以100重量份纖維素計(jì)0.5至25重量份的硫酸催化劑來(lái)進(jìn)行酰化反應(yīng)。當(dāng)按上述的量使用硫酸催化劑時(shí)，可以得到具有良好、均勻的分子量分布的纖維素?；?。
可用于本發(fā)明中的纖維素?；飪?yōu)選地具有不大于2％質(zhì)量，更優(yōu)選不大于1％質(zhì)量，進(jìn)一步優(yōu)選不大于0.7％質(zhì)量的含水量。纖維素酰化物通常含有2.5至5％質(zhì)量的水，為了使所述含水量在要求范圍內(nèi)，需要干燥纖維素?；铩？捎萌魏畏椒▉?lái)干燥所述的纖維素?；?。
由Japan Institute of Invention and Innovation在2001年3月5日公布的Kokai Giho 2001-1745的第7至12頁(yè)中描述了可優(yōu)選地用于本發(fā)明中的材料棉花，及生產(chǎn)纖維素酰化物的方法。
在本發(fā)明中，第二光學(xué)各向異性層具有負(fù)折射各向異性，在可見(jiàn)光內(nèi)的Re為10nm或更小，Rth為60至250nm。對(duì)于本發(fā)明中的第二光學(xué)各向異性層，優(yōu)選使用盤(pán)狀液晶化合物或聚合物層。
所述的盤(pán)狀液晶化合物優(yōu)選按基本上同回歸的方式取向，其中分子的盤(pán)狀面基本水平于層平面，而所述分子按平均傾角為0至10°取向。在各種文獻(xiàn)中描述了所述盤(pán)狀液晶化合物的實(shí)例(C.Destrade等人，Mol.Crysr.Liq.Cryst.第71卷第111頁(yè)(1981)；由日本化學(xué)會(huì)所編輯的Seasonal Chemical Review 22的″Ekisho no Kagaku(Science ofLiquid Crystal)第5和第10章第2部分(1994)；B.Kohne等人的Angew.Chem.Soc.Chem.Comm.，第1794頁(yè)(1985)；和J.Zhang等人的J.Am.Chem.Soc.，第116卷第2655頁(yè)(1994))。在日本公開(kāi)專利公布8-27284中描述了盤(pán)狀液晶分子的聚合。
所述的盤(pán)狀液晶分子優(yōu)選具有可聚合的基團(tuán)，以便它可以被聚合固定。盤(pán)狀液晶化合物的一種示例性結(jié)構(gòu)可以是例如具有盤(pán)狀的核心，及鍵合到其上作為取代基團(tuán)的可聚合基團(tuán)的結(jié)構(gòu)，其中在盤(pán)狀核心與可聚合基團(tuán)之間的直接鍵合使得在聚合反應(yīng)中難以保持取向狀態(tài)。因此優(yōu)選為在盤(pán)狀核心與可聚合基團(tuán)之間存在連接基團(tuán)的結(jié)構(gòu)。更具體來(lái)說(shuō)，具有可聚合基團(tuán)的盤(pán)狀液晶化合物優(yōu)選為由以下化學(xué)式(III)所表示的任何化合物化學(xué)式(III)D(-L-P)n其中D表示盤(pán)狀核心，L表示二價(jià)的連接基團(tuán)，P表示可聚合基團(tuán)，n為4至12的整數(shù)。
在化學(xué)式(III)中，盤(pán)狀核心(D)、二價(jià)連接基團(tuán)(L)和可聚合基團(tuán)(P)的優(yōu)選實(shí)例分別是日本公開(kāi)專利公布2001-4837中的(D1)至(D15)、(L1)至(L25)和(P1)至(P18)，所公布的說(shuō)明書(shū)優(yōu)選應(yīng)用于本發(fā)明。
當(dāng)使用具有可聚合基團(tuán)的盤(pán)狀液晶分子時(shí)，優(yōu)選所述分子按基本同回歸的方式取向。這里的“基本同回歸”是指所述盤(pán)狀液晶分子的盤(pán)狀表面與光學(xué)各向異性層表面之間的平均角度(平均傾角)在0°至10°的范圍內(nèi)，即使在傾斜取向的情況下，平均傾角優(yōu)選為在0°至20°的范圍內(nèi)。
優(yōu)選用于所述第二光學(xué)各向異性層的聚合物可以是任意的，只要它們具有負(fù)折射各向異性即可，就調(diào)整其Re值為10nm來(lái)說(shuō)，其優(yōu)選的實(shí)例包括聚烯烴，例如纖維素三?；?、Zeonex、Zeonor(都是Zeon公司的產(chǎn)品)及Arton(JSR公司的產(chǎn)品)。其它可獲得的實(shí)例包括非雙折射的光學(xué)樹(shù)脂材料，例如在日本公開(kāi)專利公布11-293116中所描述的那些。
第二光學(xué)各向異性層的另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案是由纖維素?；锼纬傻?。所述的纖維素?；飪?yōu)選地選自滿足以下式(C)的纖維素?；锸?C) 2.0≤A+B≤3.0；在式中，”A”和”B”都表示纖維素?；镏械孽；?，”A”表示乙?；?，”B”表示C3-22的?；取?br> 形成纖維素的β-1，4-鍵合-葡萄糖單元在2-、3-和6-位有游離的羥基。纖維素?；锸峭ㄟ^(guò)使部分或全部的這種羥基與?；セ玫降木酆衔?。?；仁侵冈?-、3-和6-位的羥基分別酯化的比率，?；?表示100％的酯化。在本發(fā)明中，乙酰化度“A”和C3-22的?；取癇”的總和優(yōu)選為2.2至2.86，更優(yōu)選為2.40至2.80。?；取癇”優(yōu)選為不小于1.5，更優(yōu)選為不小于1.7。優(yōu)選地不少于28％，更優(yōu)選不少于30％，進(jìn)一步優(yōu)選不少于31％，還進(jìn)一步優(yōu)選不少于32％的酰化度“B”來(lái)自6-位的?；?。6-位的酰化度“A”和6-位的?；取癇”之和優(yōu)選為不少于0.75，更優(yōu)選為不少于0.80，特別優(yōu)選為不少于0.85。當(dāng)使用這種纖維素酰化物時(shí)，更容易是制備纖維素?；锏娜芤?，尤其是溶解在非氯溶劑中的溶液，該溶液具有低的粘度和良好的過(guò)濾性。乙?；取癆”或酰化度”B”可以根據(jù)以ASTM D-817-91為基礎(chǔ)的方法測(cè)量。
本發(fā)明中使用的纖維素?；飪?yōu)選被C3-22的酰基，更優(yōu)選被C3-15的?；?，特別優(yōu)選被C3-9的?；〈?。C3-22的?；梢赃x自脂族?；蚍枷阕艴；?，纖維素?；锟梢赃x自纖維素烷基羰基酯、纖維素烯基羰基酯、纖維素芳基羰基酯或纖維素芳基烷基羰基酯，而這些可以進(jìn)一步被取代。C3-22酰基的優(yōu)選實(shí)例包括丙?；?、丁?；?、庚酰基、己?；⑿刘；⒐秕；?、十二?；⑹；⑹孽；?、十六?；⑹缩；?、異丁?；?、叔丁酰基、環(huán)己烷羰基、油?；?、苯甲?；?、萘羰基、肉桂?；?。其中，更優(yōu)選為丙?；⒍□；⑹；?、十八酰基、叔丁酰基、油?；?、苯甲酰基、萘?；腿夤瘐；?，特別優(yōu)選為丙?；投□；?br> 下一步，將描述生產(chǎn)可用作光學(xué)各向異性層的纖維素?；锏姆椒āＴ谟蒊SHIDA等人編寫(xiě)，由KYORITSU SHUPPAN CO.，LTD出版的″Wood Chemistry(MOKUZAI KAGAKU)″的第180至190頁(yè)中描述了生產(chǎn)纖維素?；锏幕痉椒?。一種典型的方法是采用羧酸酐-乙酸-硫酸催化劑的液相?；磻?yīng)。具體來(lái)說(shuō)，該方法包括用合適量的乙酸處理纖維素材料如棉毛纖維或木質(zhì)紙漿的預(yù)處理步驟，以及將處理過(guò)的材料倒入羧酸化的預(yù)冷混合溶液中以酯化所述的材料，由此產(chǎn)生在2-、3-和6-位的?；瓤偤徒咏扔?.00的完全纖維素?；锏孽セ襟E。所述羧酸化的混合溶液通?？梢院凶鳛槿軇┑囊宜?，作為酯化劑的羧酸酐和作為催化劑的硫酸。與將要與酸酐反應(yīng)的纖維素的量，或反應(yīng)系統(tǒng)中所含的水的總量相比，可以過(guò)量使用所述的羧酸酐。酰化后，一定量的中和劑如鈣、鎂、鐵、鋁或鋅的碳酸鹽、乙酸鹽或氧化物的水溶液被加入所述的反應(yīng)系統(tǒng)中，以水解殘余過(guò)量的羧酸酐并中和部分的酯化催化劑。隨后，所得的完全纖維素?；锟梢栽谕ǔ槭Ｓ嗔蛩岬纳倭恳阴；磻?yīng)催化劑的存在下在50至90℃皂化陳化，以改變具有所需酰化度和所需聚合度的纖維素?；铩Ｔ谒璧睦w維素?；镄纬蓵r(shí)，如果需要的話，可在用上述中和劑完全中和了剩余催化劑后，將反應(yīng)溶液傾倒進(jìn)水或稀硫酸中，以分離纖維素酰化物。在干燥和穩(wěn)定化處理后，可以得到所需的纖維素?；?。
所述的第二光學(xué)各向異性層優(yōu)選地為基本由上述纖維素?；锼纬傻木酆衔锬ぁＰg(shù)語(yǔ)“基本由上述纖維素?；锼纬伞笔侵杆瞿ぶ胁簧儆?5％的聚合物組分是上述纖維素?；?，優(yōu)選地在所述膜中不少于70％，更優(yōu)選不少于80％的聚合物組分為上述的纖維素?；?。
對(duì)于制備所述膜的材料，優(yōu)選的是使用纖維素?；镱w粒。優(yōu)選的是不少于90％質(zhì)量的顆粒的粒徑范圍是0.5至5mm，同時(shí)也優(yōu)選的是不少于50％質(zhì)量的顆粒的粒徑范圍是1至4mm。可以優(yōu)選地使用球形纖維素?；镱w粒。
可用于本發(fā)明中的纖維素?；锏木酆隙?，這里指粘均聚合度優(yōu)選為200至700，更優(yōu)選為250至550，特別優(yōu)選為250至400，還特別優(yōu)選為250至300。所述的粘均聚合度可以根據(jù)Uda Kazuo和Saitoh在Journal of The Society of Fiber Science and Technology，日本，1962年第18卷第105至120頁(yè)中所描述的Hideo Uda限制粘度法測(cè)量。該方法還被描述在日本公開(kāi)專利公布Hei 9-95538中。
由于除掉了低分子量組分，盡管與普通的纖維素酰化物相比具有高的平均聚合度，但本發(fā)明的纖維素?；锟梢杂械偷恼扯龋赃@種纖維素?；锸怯杏玫?。所述的低分子量組分可以通過(guò)用任何適宜的有機(jī)溶劑洗滌纖維素?；飦?lái)移除。當(dāng)產(chǎn)生了含有少量低分子組分的纖維素?；飼r(shí)，可以優(yōu)選地用以100重量份纖維素計(jì)0.5至25重量份的硫酸催化劑來(lái)進(jìn)行?；磻?yīng)。當(dāng)按上述的量使用硫酸催化劑時(shí)，可以得到具有良好、均勻的分子量分布的纖維素?；?。
可用于本發(fā)明中的纖維素?；飪?yōu)選地具有不大于2％質(zhì)量，更優(yōu)選不大于1％質(zhì)量，進(jìn)一步優(yōu)選不大于0.7％質(zhì)量的含水量。纖維素?；锿ǔ：?.5至5％質(zhì)量的水，為了使所述含水量在要求范圍內(nèi)，需要干燥纖維素?；??？捎萌魏畏椒▉?lái)干燥所述的纖維素?；铩?br> 由Japan Institute of Invention and Innovation在2001年3月5日公布的Kokai Giho 2001-1745的第7至12頁(yè)中描述了可優(yōu)選地用于本發(fā)明中的材料棉花，及生產(chǎn)纖維素酰化物的方法。
當(dāng)用液晶化合物來(lái)生產(chǎn)所述的第一和第二光學(xué)各向異性層時(shí)，優(yōu)選固定取向的液晶分子，同時(shí)保持取向的狀態(tài)不變。所述固定優(yōu)選為通過(guò)被引入液晶分子的可聚合基團(tuán)的聚合反應(yīng)來(lái)進(jìn)行。這種聚合反應(yīng)的實(shí)例包括使用熱聚合引發(fā)劑的熱聚合，和使用光聚合引發(fā)劑的光聚合反應(yīng)，更優(yōu)選為后者。光聚合引發(fā)劑的實(shí)例包括α-羰基化合物(描述在U.S.P 2367661和2367670的專利說(shuō)明書(shū)中)，偶姻醚(描述在U.S.P2448828的專利說(shuō)明書(shū)中)，α-烴取代的芳香族偶姻化合物(描述在U.S.P 2722512的專利說(shuō)明書(shū)中)，多核醌化合物(描述在U.S.P 3046127和2951758的專利說(shuō)明書(shū)中)，三芳基咪唑的二聚體與對(duì)-氨基苯基酮的組合(描述在U.S.P 3549367的專利說(shuō)明書(shū)中)，吖啶與吩嗪化合物(描述在日本公開(kāi)專利公布60-105667和U.S.P 4239850的專利說(shuō)明書(shū)中)，和噁二唑化合物(描述在U.S.P 4212970的專利說(shuō)明書(shū)中)。
優(yōu)選光聚合引發(fā)劑的量以涂布液的固體計(jì)為0.01至20％質(zhì)量，更優(yōu)選0.5至5％質(zhì)量。對(duì)液晶化合物聚合的光輻射優(yōu)選使用紫外輻射。輻射能量?jī)?yōu)選20至50J/cm2，更優(yōu)選在100至800J/cm2的范圍內(nèi)。也允許在加熱條件下進(jìn)行光輻射。所述光學(xué)各向異性層的厚度優(yōu)選調(diào)整為0.1至10μm，更優(yōu)選0.5至5μm。
所述光學(xué)各向異性層優(yōu)選通過(guò)在取向?qū)拥谋砻嫔贤糠蠛辽僖环N的液晶化合物、上述聚合引發(fā)劑及其它添加劑的涂布液來(lái)形成。有機(jī)溶劑被優(yōu)選用作制備涂布液的溶劑，其實(shí)例包括酰胺(例如N，N-二甲基甲酰胺)、亞砜(例如二甲基亞砜)、雜環(huán)化合物(例如吡啶)、烴(例如苯、己烷)、烷基鹵(例如氯仿、二氯甲烷)、酯(例如乙酸甲酯、乙酸丁酯)、酮(例如丙酮、丁酮)，以及醚(例如四氫呋喃、1，2-二甲氧基乙烷)。特別優(yōu)選烷基鹵和酮。也可以組合使用兩種或多種溶劑。所述的涂布液可以通過(guò)任何的公知方法來(lái)涂布(例如擠出涂布、直接凹版涂布、反向凹版涂布、模式涂布)。
當(dāng)通過(guò)使用液晶化合物來(lái)生產(chǎn)所述的第一和第二光學(xué)各向異性層時(shí)，為了取向液晶分子，優(yōu)選使用取向?qū)?。所述的取向?qū)涌梢酝ㄟ^(guò)摩擦由有機(jī)化合物(優(yōu)選聚合物)所形成的層、無(wú)機(jī)化合物的斜角蒸汽沉積、具有微基團(tuán)的層的形成、或基于Langmuir-Blodgett(LB膜)方法的有機(jī)化合物的累積(例如ω-二十三烷，氯化雙十八烷基甲基銨、硬脂酸甲酯)來(lái)生產(chǎn)。還知道有表現(xiàn)出可以通過(guò)施加磁場(chǎng)或通過(guò)光輻射來(lái)取向分子的性質(zhì)的層。特別優(yōu)選為通過(guò)摩擦聚合物層來(lái)產(chǎn)生取向?qū)?。所述的摩擦是通過(guò)用紙張或布在一個(gè)方向上摩擦聚合物層的表面幾次來(lái)進(jìn)行的。
用于構(gòu)成所述取向?qū)拥木酆衔锏姆N類的確定取決于對(duì)液晶化合物所期望的取向(具體來(lái)說(shuō)為平均傾角)。例如，通過(guò)使用不造成取向?qū)颖砻婺芙档偷木酆衔?通常用于取向的聚合物)，將可以得到液晶分子的同質(zhì)取向。在關(guān)于液晶單元和光學(xué)補(bǔ)償片的各種文獻(xiàn)中描述了所述聚合物的具體實(shí)例。特別對(duì)于其中液晶化合物是按照垂直于摩擦方向取向的情況來(lái)說(shuō)，用于本發(fā)明中的所述聚合物的實(shí)例包括在日本公開(kāi)專利公布2002-62427中所描述的改性聚乙烯醇，在日本公開(kāi)專利公布2002-98836中所描述的丙烯酸酯基的共聚物，以及在日本公開(kāi)專利公布2002-268068中所描述的聚酰亞胺和聚酰胺酸。為改進(jìn)液體/結(jié)晶態(tài)化合物與透明支持體之間的粘合性，優(yōu)選這些取向?qū)拥娜魏我粋€(gè)有可聚合的基團(tuán)。可以通過(guò)使用在其側(cè)鏈含這種可聚合基團(tuán)的重復(fù)單元，或作為環(huán)狀基團(tuán)的取代基來(lái)引入可聚合基團(tuán)。更優(yōu)選使用可以在界面與液晶化合物形成化學(xué)鍵的取向?qū)?，在日本公開(kāi)專利公布9-152509中描述這種類型的取向?qū)印?br> 取向?qū)拥暮穸葍?yōu)選為0.01至5μm，更優(yōu)選0.05至2μm。
還允許使用取向?qū)觼?lái)使液晶分子取向，在保持所述液晶分子取向狀態(tài)不變的同時(shí)形成光學(xué)各向異性層，和只將所述的光學(xué)各向異性層轉(zhuǎn)移到聚合物膜(或透明支持體)上面。
下一段將詳細(xì)描述用于本發(fā)明的液晶顯示裝置的偏振膜。
對(duì)可用于本發(fā)明中的偏振膜沒(méi)有特別的限制，可以使用任何公知的偏振膜?？色@得的實(shí)例包括由親水性聚合物如聚乙烯醇，部分縮甲醛改性的聚乙烯醇和部分皂化的乙烯/醋酸乙烯共聚物所構(gòu)成，用二色性物質(zhì)如碘和/或偶氮基、蒽醌基、四嗪基二色性染料吸附，并使其經(jīng)受拉伸取向的膜。在本發(fā)明中，優(yōu)選使用在日本公開(kāi)專利公布2002-131548中所描述的拉伸方法，特別優(yōu)選使用橫向單軸拉伸型拉幅式拉伸機(jī)，特征在于偏振膜的吸收軸基本交叉垂直于所述膜的縱向方向。對(duì)橫向單軸拉伸型拉幅式拉伸機(jī)的使用使得可以利用普通的取向?qū)幼鳛樵诘谝还鈱W(xué)各向異性層上使用的取向?qū)?，同時(shí)使得不太需要使用特殊的取向?qū)觼?lái)使液晶化合物按垂直于摩擦的方向取向。就成本和由取向所帶來(lái)的缺陷來(lái)說(shuō)這是有利的。
用透明保護(hù)膜(也簡(jiǎn)稱為保護(hù)膜)在至少一個(gè)表面上進(jìn)行保護(hù)的偏振膜通常可被用作偏振片。對(duì)透明保護(hù)膜的種類沒(méi)有特別限制，可獲得的實(shí)例包括纖維素酯，例如乙酸纖維素、丁酸纖維素、乙酸丁酸纖維素和丙酸纖維素；聚碳酸酯；聚烯烴；聚苯乙烯；和聚酯。
透明保護(hù)膜通常以輥繞的產(chǎn)品形式提供，優(yōu)選以連續(xù)的方式與較長(zhǎng)的偏振膜粘合，以便取向它們的縱向方向。這里透明保護(hù)膜的取向軸(慢軸)可以按任何方向定向，但優(yōu)選按平行于縱向方向定向，以簡(jiǎn)化操作。同樣，對(duì)透明保護(hù)膜的慢軸(取向軸)與偏振膜吸收軸(拉伸軸)之間的角度沒(méi)有特別的限制，可適宜地根據(jù)偏振膜的用途來(lái)確定。
對(duì)于其中偏振膜是通過(guò)是使用橫向單軸拉伸型拉幅式拉伸機(jī)制備，即優(yōu)選可用于本發(fā)明中的情況來(lái)說(shuō)，透明保護(hù)膜的慢軸(取向軸)與偏振膜的吸收軸(拉伸軸)可以基本上相互垂直地交叉。
在632.8nm下，透明保護(hù)膜的相位差值優(yōu)選被典型調(diào)整到10nm或更小，更優(yōu)選5nm或更小。就這種低相位差來(lái)說(shuō)，優(yōu)選用于所述透明保護(hù)膜的聚合物可以是聚烯烴，例如纖維素三酰化物、Zeonex，Zeonor(都是Zeon公司的產(chǎn)品)及Arton(JSR公司的產(chǎn)品)。其它可獲得的實(shí)例包括非雙折射的光學(xué)樹(shù)脂材料，例如在日本公開(kāi)專利公布11-293116中所描述的那些。對(duì)于其中乙酸纖維素被用作所述透明保護(hù)膜的情況來(lái)說(shuō)，為了使由于環(huán)境溫度和濕度所造成的相位差波動(dòng)最小，所述相位差值優(yōu)選被調(diào)整為小于3nm，更優(yōu)選小于2nm。
在本發(fā)明中，偏振膜上的任何一個(gè)保護(hù)膜也可作為光學(xué)各向異性層的支持體，或整個(gè)作為光學(xué)各向異性層。為防止光軸的位移和防止塵土或其它異物進(jìn)入，優(yōu)選通過(guò)粘合使光學(xué)各向異性層與偏振膜層疊。例如將透明粘合層置于其間的合適的粘合工藝對(duì)于通過(guò)粘合的層疊是可用的。對(duì)粘合劑的種類沒(méi)有特別的限制，就防止組件光學(xué)特性發(fā)生變化來(lái)說(shuō)，其中優(yōu)選的是不需要高溫固化處理和長(zhǎng)時(shí)間周期干燥的那些粘合劑?；谶@種觀點(diǎn)，優(yōu)選使用親水性聚合物基粘合劑和增粘層。
增粘層可通過(guò)使用由適宜的聚合物如丙烯酸聚合物、有機(jī)硅聚合物、聚酯、聚氨酯、聚醚及合成橡膠構(gòu)成的透明增粘劑而形成。其中，就光學(xué)透明性、增粘性能和耐候性來(lái)說(shuō)，丙烯酸聚合物增粘劑為優(yōu)選。為了粘合到某些粘合目標(biāo)如液晶單元上，還可以在所述偏振片的一面或兩面上配置增粘層。對(duì)于其中增粘層暴露于頂面的情況來(lái)說(shuō)，優(yōu)選暫時(shí)在其上面放置一個(gè)隔離物等，以防止增粘層的表面污染，直到將其投入實(shí)際使用為止。
同樣優(yōu)選的是使用含有在其一個(gè)或兩個(gè)表面上形成有保護(hù)膜的偏振膜的偏振片，該保護(hù)膜結(jié)合有上述的透明保護(hù)膜，并具有各種不同目的，如作為防水層，或合適的功能層，如防反射膜和/或防眩光層，以防止表面反射。防反射膜可以典型地由含氯聚合物的涂層，或典型地由多層蒸汽沉積的金屬膜組成的光干涉膜而恰當(dāng)?shù)匦纬伞７姥９饽た赏ㄟ^(guò)任何可造成表面反射光散開(kāi)的合適技術(shù)形成，其中所述的技術(shù)包括對(duì)含細(xì)顆粒的樹(shù)脂涂層的使用，以及通過(guò)適宜的方法如壓花、噴砂和蝕刻，在表面上形成細(xì)致的不規(guī)則結(jié)構(gòu)。
上述的細(xì)顆?？梢允瞧骄綖?.5至20μm的單一材料，或者兩種或多種材料的組合，所述材料選自無(wú)機(jī)細(xì)顆粒，如氧化硅、氧化鈣、氧化鋁、氧化鈦、氧化鋯、氧化錫、氧化銦、氧化鎘和氧化銻，所述細(xì)顆粒在某些條件下可具有電導(dǎo)性；以及交聯(lián)或非交聯(lián)的聚合物，如聚甲基丙烯酸甲酯和聚氨酯。還可以設(shè)計(jì)含有上述細(xì)顆粒的粘合層和增粘層，以表現(xiàn)出光的傳播性。
用于本發(fā)明中的包括透明保護(hù)膜、偏振膜和透明支持體的偏振片的光學(xué)性質(zhì)和耐久性(短期和長(zhǎng)期可儲(chǔ)存性)優(yōu)選為等于或優(yōu)于商業(yè)上的那些超高對(duì)比度的產(chǎn)品(例如由Sanritz Corporation所制造的HLC2-5618)。更具體來(lái)說(shuō)，優(yōu)選的指標(biāo)包括可見(jiàn)光透射率為42.5％或更高；偏振度(Tp-Tc)/(Tp+Tc)}1/2為0.9995或更高(其中Tp為平行透射率而Tc為垂直透射率)；在60℃、90％RH下放置500小時(shí)，然后在80℃下干燥500小時(shí)后光透射率的變化率以絕對(duì)值計(jì)為3％或更小，更優(yōu)選1％或更??；以及偏振度的變化率以絕對(duì)值計(jì)為1％或更小，更優(yōu)選0.1％或更小。
實(shí)施例以下段落將通過(guò)參考具體的實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步細(xì)述本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出，在不偏離本發(fā)明精神的情況下，可以適宜地改變?nèi)魏尾牧?、試劑、用量或使用的比率、操作等等。因此，本發(fā)明的范圍決不受限于以下所描述的具體的實(shí)施例。
制備具有圖1中所示結(jié)構(gòu)的液晶顯示裝置。應(yīng)當(dāng)指出，只提供了一層第二光學(xué)各向異性層(即省略圖1中的第二光學(xué)各向異性層12)。更具體而言，上層偏振片1、液晶單元(上層基片5、液晶層7、下層基片8)和下層偏振片14被按照從觀察方向(上層)觀察的順序?qū)盈B，進(jìn)一步提供背光光源(未顯示出)。為提高所述液晶顯示裝置的光學(xué)特征，分別單獨(dú)地在上層和下層偏振片及液晶單元之間分別配置第一光學(xué)各向異性層3和第二光學(xué)各向異性層10。這里所使用的上層偏振片1和下層偏振片14為具有圖2中所示結(jié)構(gòu)的那些偏振片，其包括保護(hù)膜101，偏振膜103和保護(hù)膜105(保護(hù)膜105被置于更接近于液晶單元)。在偏振片1被按照集成的上層偏振片制備后，上層偏振片1被引入到所述的液晶顯示裝置中，其中保護(hù)膜105也被用作第一光學(xué)各向異性層3的透明支持體，以便與第一光學(xué)各向異性層3集成。另一方面，下層偏振片14被構(gòu)造為使保護(hù)膜105也作為第二光學(xué)各向異性層10。
以下將描述制備這里所使用的單個(gè)元件的方法。
<液晶單元的制備>
液晶單元按以下步驟制備。將用于制備取向?qū)拥木酆衔锶芤?例如，JSR公司的產(chǎn)品JALS204R)涂敷到基片的表面上，然后摩擦以調(diào)整所謂傾角的定向角為約89°，該傾角表示液晶分子相對(duì)于基片表面的取向方向。將上層和下層基片之間的縫隙調(diào)整為3.5μm，向其中一滴一滴地注入具有負(fù)介電各向異性，Δn＝0.0813，Δε＝-4.6或左右的液晶(例如Merck的產(chǎn)品MLC-6608)，并封裝。
<集成的上層偏振片的制備>
偏振膜通過(guò)使碘被吸附到拉伸的聚乙烯醇膜上面來(lái)制備。
將皂化的市售的三乙酸纖維素膜(Fuji Photo Film Co.，Ltd的產(chǎn)品Fujitac TD80UF)用作更遠(yuǎn)離液晶單元一側(cè)上的透明保護(hù)膜(圖2中的元件101)。所述保護(hù)膜的Re為3nm，Rth為50nm。另一方面，根據(jù)下一步所描述的程序制備和皂化的透明支持體A被用作更接近液晶單元一側(cè)上的透明保護(hù)膜(圖2中的元件105)。
(透明支持體A的制備)將如下所示的組分置于混合罐中，在加熱下攪拌以使單個(gè)組分溶解，由此制備乙酸纖維素溶液。
乙酸纖維素溶液的組成乙酸纖維素100重量份(乙?；龋?0.7至61.1％)磷酸三苯脂7.8重量份(增塑劑)磷酸聯(lián)苯基二苯酯 3.9重量份(增塑劑)二氯甲烷 336重量份(第一溶劑)甲醇(第二溶劑)29重量份在另一個(gè)混合罐中置入16重量份的如下所示的相位差增強(qiáng)劑、92重量份的二氯甲烷和8重量份的甲醇，在加熱下攪拌，由此制備相位差增強(qiáng)劑溶液。然后將25重量份的所述相位差增強(qiáng)劑溶液加入474重量份的乙酸纖維素溶液中，充分?jǐn)嚢瑁纱酥苽錆庖?。所述相位差增?qiáng)劑的添加量以100重量份乙酸纖維素計(jì)為3.5重量份。
相位差增強(qiáng)劑 將所得的濃液流延到帶拉幅機(jī)上。在帶上的膜溫達(dá)到40℃后，用70℃的熱空氣干燥所述的膜1分鐘，再?gòu)膸У囊粋?cè)用干燥的140℃的熱空氣進(jìn)一步干燥12分鐘，由此制備出殘余溶劑含量為0.3％質(zhì)量的乙酸纖維素膜(80μm厚)。在波長(zhǎng)為550nm下用偏振光橢圓率測(cè)量?jī)x(由JASCO Corporation制備的M-150)測(cè)量所得乙酸纖維素膜的Re值和Rth值。結(jié)果發(fā)現(xiàn)Re為2nm(偏差＝±1nm)，Rth為120nm(偏差＝±3nm)。還發(fā)現(xiàn)在400nm至700nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)Re為2±1nm，在400nm至700nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)Rth為120±2nm。
將由此產(chǎn)生的乙酸纖維素膜浸漬到2.0N的氫氧化鉀溶液(25℃)中2分鐘，用硫酸中和，用純水洗滌，然后干燥。通過(guò)接觸法測(cè)量所述的乙酸纖維素膜，結(jié)果發(fā)現(xiàn)表面能為63mN/m。由此制備的乙酸纖維素膜被命名為“透明支持體A”。
(取向?qū)拥男纬?用#15繞線棒涂布器以26.3ml/m2的量將具有如下所示組成的涂布液涂敷到由此制備的透明支持體A的對(duì)面上。
用于取向?qū)拥耐坎家旱慕M成如下所示的聚合物化合物P 4重量份 三乙胺2重量份5％的Denacol EX-521水溶液(Nagase ChemteX Corporation的產(chǎn)品，環(huán)氧化合物))8.1重量份水57重量份甲醇 29重量份在25℃下干燥涂布膜30秒鐘，再進(jìn)一步用120℃的熱空氣干燥120秒鐘。結(jié)果發(fā)現(xiàn)干燥的取向?qū)拥暮穸葹?.0μm。在原子力顯微鏡(AFM，SPI3800N，Seiko Instruments Inc.的產(chǎn)品)下觀察的所述取向?qū)拥谋砻娲植诙葹?.135nm。然后按照與所述透明支持體A的慢軸相同的方向摩擦由此形成的膜(縱向方向在550nm下測(cè)量)。
(第一光學(xué)各向異性層的制備)第一光學(xué)各向異性層在由此形成的取向?qū)由闲纬?。更具體而言，在以上所述的取向?qū)由?，用棒涂器連續(xù)涂布具有如下所示組成的涂布液，干燥并加熱(取向陳化)，進(jìn)一步用紫外線輻照來(lái)照射，由此形成厚0.5μm的同質(zhì)取向的第一光學(xué)各向異性層。
第一光學(xué)各向異性層涂布液的組成棒狀液晶化合物 38.1％質(zhì)量(示例化合物I-2)如下所示的增感劑A 0.38％質(zhì)量 如下所示的光聚合引發(fā)劑B 1.14％質(zhì)量 如下所示的取向控制劑C 0.19％質(zhì)量 戊二醛 0.04％質(zhì)量丁酮60.1％質(zhì)量由此形成的第一光學(xué)各向異性層3具有垂直于透明支持體A的縱向(摩擦方向)方向的慢軸4，據(jù)發(fā)現(xiàn)其在550nm下的Re為60nm。它具有正光學(xué)各向異性，在整個(gè)可見(jiàn)光范圍內(nèi)Re的值為64±7nm。
用聚乙烯醇基粘合劑將由此制備的透明支持體A與第一光學(xué)各向異性層及以上所述的三乙酸纖維素膜Fujitac TD80UF的層疊物分別粘合到偏振膜的兩個(gè)表面上，由此制備出集成的上層偏振片。在圖2中，更遠(yuǎn)離液晶單元的透明保護(hù)膜101對(duì)應(yīng)于FujitacTD80UF，而更接近液晶單元的透明保護(hù)膜105對(duì)應(yīng)于透明支持體A?，F(xiàn)在來(lái)假定對(duì)單個(gè)層的層疊角度的表示方式，定義從所述顯示器頂部觀察的橫向?yàn)榛鶞?zhǔn)(0°)，上層偏振片保護(hù)膜的慢軸102、106的角度被調(diào)整為90°，偏振膜吸收軸104(圖1中的元件2)的角度被再次調(diào)整為90°。
將由此制備的包括上層偏振片1和第一光學(xué)各向異性層3的集成的上層偏振片引入液晶顯示裝置，使第一光學(xué)各向異性層3被置于更接近于液晶單元的上層基片5。
<下層偏振片的制備>
使用按以上制備上層偏振片中采用的相同方法所生產(chǎn)的偏振膜。與上層偏振片的情況相似，將皂化的市售的三乙酸纖維素膜(FujiPhoto Film Co.，Ltd的產(chǎn)品Fujitac TD80UF)用作更遠(yuǎn)離液晶單元一側(cè)上的透明保護(hù)膜(圖2中的元件101)。另一方面，再次類似于上層偏振片的情況，將根據(jù)上面的描述而制備的透明支持體A用作更接近液晶單元一側(cè)上的透明保護(hù)膜(圖2中的元件105)。然后用與上述相似的粘合劑將兩種類型的保護(hù)膜分別層壓到偏振膜的表面?，F(xiàn)在來(lái)假定對(duì)單個(gè)層的層疊角度的表示，定義從所述顯示器頂部觀察的橫向?yàn)榛鶞?zhǔn)(0°)，所述偏振膜吸收軸104(圖1中的元件15)的角度被再次調(diào)整為0°，所述保護(hù)膜的慢軸102、106的角度被調(diào)整為0°。
據(jù)發(fā)現(xiàn)透明支持體A具有光學(xué)負(fù)折射各向異性，在可見(jiàn)光范圍內(nèi)的光學(xué)特征的特征在于Re＝2nm和Rth＝120nm，并起第二光學(xué)各向異性層的作用。將由此制備的包括兩個(gè)保護(hù)膜及偏振膜的偏振片用作集成的下層偏振片，其對(duì)應(yīng)于圖1中所示的與第二光學(xué)各向異性層10集成的下層偏振片14。將由此制備的集成的下層偏振片3引入液晶顯示裝置中，使第二光學(xué)各向異性層10被置于更接近液晶單元的下層基片8。
<對(duì)所制備液晶顯示裝置漏光的測(cè)量>
測(cè)量由此制備的液晶顯示裝置的透射率的視角依賴性。假定水平向右的方向?yàn)榛鶞?zhǔn)(0°)，從前面向80°的傾斜方向以10°間隔改變仰角，在360°內(nèi)以10°間隔改變方位角，同時(shí)進(jìn)行測(cè)量。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，由于漏光透射率的增加，在黑色模式下的發(fā)光度隨前方仰角的增加而增加，并在仰角為60°或左右時(shí)達(dá)到最大值。還發(fā)現(xiàn)在黑色模式下的透射率的增加使對(duì)比度劣化，而對(duì)比度表示的是白色顯示下的透射率與黑色顯示下的透射率之比。因此本發(fā)明人決定評(píng)價(jià)基于垂直黑色顯示的透射率和在仰角為60°時(shí)的最大漏光透射率的視角特征。
結(jié)果發(fā)現(xiàn)在本實(shí)施例中，垂直透射率為0.02％，在仰角為60°時(shí)的最大漏光透射率在30°方位角下為0.05％。這意味著垂直對(duì)比度為500∶1，在仰角為60°時(shí)的對(duì)比度為200∶1。
制備具有圖1中所示結(jié)構(gòu)的液晶顯示裝置。應(yīng)當(dāng)指出，只提供了一層第二光學(xué)各向異性層(即省略圖1中的第二光學(xué)各向異性層12)。更具體而言，上層偏振片1、液晶單元(上層基片5，液晶層7，下層基片8)和下層偏振片14被按照從觀察方向(上層)觀察的順序?qū)盈B，進(jìn)一步提供背光光源(未顯示出)。為提高所述液晶顯示裝置的光學(xué)特征，分別單獨(dú)地在上層和下層的偏振片及液晶單元之間配置第一光學(xué)各向異性層3和第二光學(xué)各向異性層10。這里所使用的上層偏振片1和下層偏振片14為具有圖2中所示結(jié)構(gòu)的那些偏振片，其包括保護(hù)膜101，偏振膜103和保護(hù)膜105(保護(hù)膜105被置于更接近于液晶單元)。在偏振片1被按照集成的上層偏振片制備后，上層偏振片1被引入到所述的液晶顯示裝置中，其中保護(hù)膜105也被用作第一光學(xué)各向異性層3的透明支持體，以便與第一光學(xué)各向異性層3集成。另一方面，在偏振片14被按照集成的下層偏振片制備后，下層偏振片14被引入到所述的液晶顯示裝置中，其中保護(hù)膜105也被用作第二光學(xué)各向異性層10的透明支持體，以便與第二光學(xué)各向異性層10集成。
這里所用的液晶顯示單元和偏振膜與實(shí)施例1-1中所使用的那些相同。
對(duì)于上層和下層偏振膜的保護(hù)膜，使用與實(shí)施例1-1中所描述相似的市售三乙酸纖維素膜(Fuji Photo Film Co.，Ltd.的產(chǎn)品FujitacTD80UF，Re＝3nm，Rth＝50nm)。
<集成的上層偏振片的制備>
在與實(shí)施例1-1中所描述的透明支持體相類似皂化的FujitacTD80UF(Re＝3nm，Rth＝50nm)上形成取向?qū)雍偷谝还鈱W(xué)各向異性層3。通過(guò)取向與實(shí)施例1-1中所描述的相似的棒狀液晶分子，形成這里的第一光學(xué)各向異性層3(以使其慢軸與支持體的慢軸垂直相交)，除了所述第一光學(xué)各向異性層3在550nm的Re值被設(shè)定為85nm，在可見(jiàn)光范圍區(qū)的Rth值被設(shè)定為91±9nm(0.7μm厚)。所述的第一光學(xué)各向異性層表現(xiàn)出光學(xué)正折射各向異性。
用聚乙烯醇基粘合劑將由此制備的Fujitac TD80UF與第一光學(xué)各向異性層3的層疊物與Fujitac TD80UF分別粘合到偏振膜的兩個(gè)表面上，由此制備出集成的上層偏振片。將所述的集成的上層偏振片引入液晶顯示裝置中，以使第一光學(xué)各向異性層3被置于更接近液晶單元的上層基片5。
<集成的下層偏振片的制備>
(取向?qū)拥闹苽?
用#16繞線棒涂布器以28ml/m2的量，將具有如下所示組成的涂布液涂敷到與實(shí)施例1-1中所描述用于透明支持體的相似的皂化的Fujitac TD80UF(Re＝3nm，Rth＝50nm)的表面上。
用于取向?qū)拥耐坎家旱慕M成如下所示的改性聚乙烯醇20重量份 水361重量份甲醇 119重量份戊二醛(交聯(lián)劑)0.5重量份在25℃下干燥涂布膜60秒鐘，再進(jìn)一步用90℃的熱空氣干燥150秒鐘。結(jié)果發(fā)現(xiàn)干燥的取向?qū)拥暮穸葹?.1μm。在原子力顯微鏡(AFM，SPI3800N，Seiko Instruments Inc.的產(chǎn)品)下觀察到的所述取向?qū)拥谋砻娲植诙葹?.147nm。然后按照與Fujitac TD80UF的慢軸相同的方向摩擦由此形成的層。
(第二光學(xué)各向異性層的制備)在摩擦過(guò)的所述取向?qū)由?，涂敷含有盤(pán)狀液晶并具有如下所示的組成的涂布液。
盤(pán)狀液晶的涂布液的組成盤(pán)狀液晶化合物(1)*1132.6％質(zhì)量乙酸丁酸纖維素0.7％質(zhì)量環(huán)氧乙烷改性的三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(V#360，Osaka OrganicChemical Industry，Ltd.的產(chǎn)品)3.2％質(zhì)量增感劑0.4％質(zhì)量(Kayacure DETX，Nippon Kayaku Co.，Ltd.的產(chǎn)品)光聚合引發(fā)劑 1.1％質(zhì)量(Irgacure 907，Ciba-Geigy Corporation的產(chǎn)品)丁酮 62.0％質(zhì)量*11，2，1’，2’1，1”，2”-三[4，5-二(乙烯基羰氧基丁氧基苯甲酸基)苯撐(示例性化合物TE-8-(8)，m＝4，公開(kāi)在日本公開(kāi)專利公布8-50206中的第 段)，被用作所述的盤(pán)狀液晶化合物(1)。
然后，在加熱下在130℃的加熱區(qū)中干燥所述的涂布膜2分鐘，由此使盤(pán)狀液晶化合物取向。此時(shí)采用UV輻照，在130℃下用120-W/cm的高壓汞燈使盤(pán)狀液晶化合物聚合4秒鐘。然后維持所述的膜使其冷卻至室溫，由此形成厚度為1.4μm的第二光學(xué)各向異性層，它具有光學(xué)負(fù)折射各向異性，在可見(jiàn)光范圍內(nèi)Re＝0nm和Rth＝140nm。據(jù)發(fā)現(xiàn)所述第二光學(xué)各向異性層的盤(pán)狀液晶化合物以傾角為±2°同回歸取向。
用聚乙烯醇基粘合劑將由此制備的Fujitac TD80UF與第二光學(xué)各向異性層的層疊物與Fujitac TD80UF分別粘合到偏振膜的兩個(gè)表面上，由此制備出集成的下層偏振片。
在由此制備的集成的下層偏振片中，第二光學(xué)各向異性層10的慢軸11的角度與緊密相鄰于第二光學(xué)各向異性層10的透明保護(hù)膜(圖2中的元件105)的慢軸(圖2中的元件106)相同。將由此制備的集成的下層偏振片引入液晶顯示裝置中，使第二光學(xué)各向異性層10與液晶單元的下層基片8接觸。
液晶顯示裝置的其它結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1-1中的那些相同。
<對(duì)所制備液晶顯示裝置漏光的測(cè)量>
按照類似于實(shí)施例1-1中所描述的，對(duì)由此制備的液晶顯示裝置在黑色顯示模式下的漏光的視角特征進(jìn)行測(cè)量。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在本實(shí)施例中，垂直透射率為0.02％，在仰角為60°時(shí)的最大漏光透射率在30°的方位角下為0.04％。
類似于實(shí)施例1-2中所描述的制備液晶顯示裝置，除用于第一光學(xué)各向異性層的棒狀液晶化合物被以上所示的示例化合物I-14所代替以外。對(duì)由此制備的液晶顯示裝置所測(cè)量的漏光值與實(shí)施例1-2中的相同。
類似于實(shí)施例1-1中所描述的制備液晶顯示裝置，除實(shí)施例1-1中的集成的上層偏振片是在不形成第一光學(xué)各向異性層3下制備的以外。
<對(duì)所制備的液晶顯示裝置漏光的測(cè)量>
按照類似于實(shí)施例1-1中所描述的，對(duì)由此制備的液晶顯示裝置在黑色顯示模式下的漏光的視角特征進(jìn)行測(cè)量。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在本實(shí)施例中，垂直透射率為0.02％，在仰角為60°時(shí)的最大漏光透射率在45°的方位角下為0.035％。
結(jié)果顯示與本發(fā)明的實(shí)施例1-1、1-2和1-3相比，對(duì)比例1-1具有更大的漏光率，這證明了本發(fā)明的優(yōu)越。
按照類似于實(shí)施例1-1中所描述的制備上層偏振片，除Re為36nm、Rth為173nm的膜被用作所述上層偏振片1的更接近液晶單元一側(cè)的透明保護(hù)膜外，上層偏振片1外部保護(hù)膜的慢軸的角度被設(shè)定為0°，偏振膜吸收軸2的角度被設(shè)定為0°，液晶單元側(cè)的保護(hù)膜的慢軸的角度被設(shè)定為90°，沒(méi)有使用第一光學(xué)各向異性層3。
同樣，下層偏振片按類似于實(shí)施例1-1中所描述的進(jìn)行制備，除Re為9nm、Rth為68nm的膜被用作所述下層偏振片14的更接近液晶單元一側(cè)的透明保護(hù)膜外，下層偏振片14外層保護(hù)膜的慢軸的角度被設(shè)定為90°，偏振膜吸收軸15的角度被設(shè)定為90°，液晶單元側(cè)的保護(hù)膜的慢軸的角度被設(shè)定為0°。
按類似于實(shí)施例1-1中所描述的制備液晶顯示裝置，除了使用這些上層和下層偏振片以外。
<對(duì)所制備液晶顯示裝置漏光的測(cè)量>
按照類似于實(shí)施例1-1中所描述的，對(duì)由此制備的液晶顯示裝置在黑色顯示模式下的漏光的視角特征進(jìn)行測(cè)量。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在本實(shí)施例中，垂直透射率為0.02％，在仰角為60°時(shí)的最大漏光透射率在30°的方位角下為0.17％。
結(jié)果顯示與本發(fā)明的實(shí)施例1-1、1-2和1-3相比，對(duì)比例1-2具有更大的漏光率，這證明了本發(fā)明的優(yōu)越。
制備具有圖1中所示結(jié)構(gòu)的液晶顯示裝置。這里所使用的偏振片1、14例如具有圖2中所示的結(jié)構(gòu)，并使用市售的三乙酸纖維素膜(FujiPhoto Film Co.，Ltd.的產(chǎn)品Fujitac TD80UF，Re＝3nm，Rth＝50nm)作為保護(hù)膜101、105。將一層相位差膜C(圖1中的元件3)置于上層偏振片1和液晶單元的上層基片5之間，將兩層相位差膜D(圖1中的元件10和12)置于下層偏振片14和液晶單元的下層基片8之間。偏振片上保護(hù)膜的慢軸方向與偏振片吸收軸的方向按類似于實(shí)施例1-2中所描述的進(jìn)行設(shè)定。
相位差膜C包括降冰片烯基的拉伸膜，在膜的拉伸方向的平均折射率Nx為1.51，在垂直于膜的拉伸方向的平均折射率Ny為1.509，在膜的厚度方向的平均折射率Nz為1.509，厚度為95μm。所述膜的Re值被設(shè)定為95nm，其慢軸4的角度被設(shè)定為0°。兩個(gè)相位差膜D(10、12)為由降冰片烯基的拉伸膜所構(gòu)成，其在膜的拉伸方向的平均折射率Nx為1.51，在垂直于膜的拉伸方向的平均折射率Ny為1.51，在膜的厚度方向的平均折射率Nz為1.5084，厚度為70μm，Re為5nm，Rth為110nm。將這兩個(gè)膜層疊，以使其慢軸幾乎相互垂直交叉，并使與下層偏振片接觸的膜的慢軸13的角度調(diào)整為90°，與液晶單元接觸的膜的慢軸10的角度調(diào)整為0°。
<對(duì)所制備液晶顯示裝置漏光的測(cè)量>
按照類似于實(shí)施例1-1中所描述的，對(duì)由此制備的液晶顯示裝置在黑色顯示模式下的漏光的視角特征進(jìn)行測(cè)量。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在對(duì)比例1-3中的垂直透射率為0.02％，在仰角為60°時(shí)的最大漏光透射率在30°的方位角下為0.17％。
結(jié)果顯示與本發(fā)明的實(shí)施例1-1、1-2和1-3相比，對(duì)比例1-3具有更大的漏光率，并且它需要多達(dá)3層的相位差膜，這證明了本發(fā)明的優(yōu)越。
按照類似于對(duì)比例1-3中所描述的，制備與對(duì)比例1-3中所描述的類似構(gòu)造的液晶顯示裝置，除采用由涂敷的膽甾型液晶化合物構(gòu)成的光學(xué)各向異性層E來(lái)替代相位差膜D(10、12)外。
光學(xué)各向異性層E按照日本公開(kāi)專利公布2002-311243中所描述的方法形成，其中通過(guò)加入如下所示的手性試劑D而賦與棒狀液晶化合物(示例化合物I-2)以光學(xué)活性，由此使其能夠作為膽甾層。據(jù)發(fā)現(xiàn)厚度為4μm的所述層的Re為3nm，Rth為250nm，并且膽甾型液晶的螺距為130nm。配置由此制備的光學(xué)各向異性層E，以調(diào)整其慢軸相對(duì)于下層偏振片的角度為0°。
手性試劑D(具有異山梨醇核心的可聚合的手性試劑) <對(duì)所制備液晶顯示裝置漏光的測(cè)量>
按照類似于實(shí)施例1-1中所描述的，對(duì)由此制備的液晶顯示裝置在黑色顯示模式下的漏光的視角特征進(jìn)行測(cè)量。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在此對(duì)比例1-4中，垂直透射率為0.05％，在仰角為60°時(shí)的最大漏光透射率在30°的方位角下為0.17％。
結(jié)果顯示與本發(fā)明的實(shí)施例1-1、1-2和1-3相比，對(duì)比例1-4具有更大的漏光率，與本發(fā)明相比它需要一塊額外的相位差膜，這證明了本發(fā)明的優(yōu)越。
按照類似于實(shí)施例1-2中所描述的，制備如圖1中所示相似構(gòu)造的液晶顯示裝置，除偏振膜和集成的上層偏振片的第一光學(xué)各向異性層的取向?qū)影慈缦虏襟E來(lái)制備。
(偏振膜的制備)用15℃至17℃的離子交換水洗滌平均聚合度為2400、厚度為100μm的PVA膜60秒鐘，用不銹鋼制的刮鏟在其表面刮擦以除掉水，在40℃將其浸漬到含0.77g/l碘和60.0g/l碘化鉀的水溶液中55秒鐘，同時(shí)校正其濃度以使其保持在不變的水平，然后在40℃將其浸漬到含42.5g/l硼酸和30g/l碘化鉀的水溶液中90秒鐘，同時(shí)校正其濃度以使其保持在不變的水平，用不銹鋼制的刮鏟在其兩個(gè)表面上刮擦以除掉過(guò)剩的水，由此保持所述膜的含水量為2％或更少，然后將其引入如日本公開(kāi)專利公布2002-131548中的圖2所示的拉幅式拉伸機(jī)中。在60℃的大氣、95％的RH下以4m/min的進(jìn)料速度和100m的進(jìn)料長(zhǎng)度5倍長(zhǎng)地拉伸所述的膜，在70℃的大氣中干燥，同時(shí)保持寬度不變，從拉幅機(jī)上取下膜。PVA膜在拉伸前的含水量為32％，在干燥后的含水量為1.5％。在拉幅機(jī)的出口沒(méi)有觀察到薄膜變形。結(jié)果發(fā)現(xiàn)拉伸及干燥后的薄膜厚度為18μm。
用切割工具切掉拉伸膜的在寬度方向上寬達(dá)3cm的兩個(gè)邊緣部分，在薄膜的兩個(gè)表面上，用3％的PVA(PVA-117H，Kuraray Co.，Ltd.的產(chǎn)品)水溶液作為粘合劑粘合皂化的市售三乙酸纖維素膜(FujiPhoto Film Co.，Ltd的產(chǎn)品Fujitac TD80UF，Re＝3nm，Rth＝50nm)，在70℃加熱10分鐘，由此得到有效寬度為650mm、在其兩個(gè)面上有三乙酸纖維素保護(hù)膜的偏振片。
據(jù)發(fā)現(xiàn)由此制備的偏振膜的吸收軸與其縱向成90°角。視覺(jué)檢查沒(méi)有觀察到褪色條紋。
(第一光學(xué)各向異性層的取向?qū)拥闹苽?
在Fujitac TD-80UF上形成與實(shí)施例1-2中所描述的用于第二光學(xué)各向異性層相同的取向?qū)?，然后按照與Fujitac TD-80UF慢軸相同的方向摩擦取向?qū)印＝Y(jié)果發(fā)現(xiàn)類似于實(shí)施例1-2中所描述的，在其上形成的第一光學(xué)各向異性層3的慢軸4處于平行于Fujitac TD-80UF的縱向的方向(摩擦方向)，在550nm波長(zhǎng)的Re為8nm，在可見(jiàn)光區(qū)的Re為91±9nm(0.7μm厚)。據(jù)發(fā)現(xiàn)第二光學(xué)各向異性層與實(shí)施例1-2相比缺陷的數(shù)量較少。
<對(duì)所制備液晶顯示裝置漏光的測(cè)量>
按照類似于實(shí)施例1-1中所描述的，對(duì)由此制備的液晶顯示裝置在黑色顯示模式下的漏光的視角特征進(jìn)行測(cè)量。據(jù)發(fā)現(xiàn)在本實(shí)施例中，垂直透射率為0.02％，在仰角為60°時(shí)的最大漏光透射率在30°的方位角下為0.04％。
按照與實(shí)施例1-1中的相同方法生產(chǎn)液晶顯示裝置，除透明支持體B被用來(lái)替代透明支持體A外。按照與實(shí)施例1-1中的相同方法測(cè)量由液晶顯示裝置所產(chǎn)生的漏光。據(jù)發(fā)現(xiàn)在本實(shí)施例中，垂直透射率為0.02％，在仰角為60°時(shí)的最大漏光透射率在30°方位角下為0.06％。
(透明支持體B的制備)將如下所示的組分置于混合罐中，在加熱下攪拌以使各個(gè)組分溶解，由此制備乙酸丙酸纖維素溶液。
乙酸丙酸纖維素溶液的組成乙酸丙酸纖維素100重量份
(EASTMAN CHEMICAL，CO.LTD制造的″CAP-482-20″)磷酸三苯脂 3.9重量份(增塑劑)磷酸聯(lián)苯基二苯酯1.9重量份(增塑劑)二氯甲烷317重量份(第一溶劑)甲醇(第二溶劑) 28重量份二氧化硅0.1重量份(粒徑為0.2微米)在另一個(gè)混合罐中置入16重量份的如下所示的相位差增強(qiáng)劑、92重量份的二氯甲烷和8重量份的甲醇，在加熱下攪拌，由此制備相位差增強(qiáng)劑溶液01。
然后將25重量份的所述相位差增強(qiáng)劑溶液01加入474重量份的乙酸丙酸纖維素溶液中，充分?jǐn)嚢瑁纱酥苽錆庖?。所述相位差增?qiáng)劑的添加量以100重量份乙酸丙酸纖維素計(jì)為3.5重量份。本實(shí)施例中所使用的乙酸丙酸纖維素的乙?；取盇”為0.18，C3?；取盉”為2.47，因此滿足式(C)。酰化度按照上文所述的方法測(cè)量。
相位差增強(qiáng)劑 按與實(shí)施例1-1中的相同方法將所得的濃液流延到帶式拉幅機(jī)上。在波長(zhǎng)為550nm下用偏振光橢圓率測(cè)量?jī)x(由JASCO Corporation制造的M-150)測(cè)量所得乙酸丙酸纖維素膜的Re值和Rth值。結(jié)果發(fā)現(xiàn)Re為2nm(偏差＝±1nm)，Rth為125nm(偏差＝±3nm)。還發(fā)現(xiàn)在400nm至700nm的波長(zhǎng)范圍內(nèi)Re為2±1nm，在400nm至700nm的波長(zhǎng)范圍內(nèi)Rth為125±2nm。
將由此產(chǎn)生的乙酸丙酸纖維素膜浸漬到2.0N的氫氧化鉀溶液(25℃)中2分鐘，用硫酸中和，用純水洗滌，然后干燥。通過(guò)接觸法測(cè)量所得的乙酸纖維素膜，結(jié)果發(fā)現(xiàn)表面能為63mN/m。由此制備的乙酸丙酸纖維素膜被命名為“透明支持體B”。
按照與實(shí)施例1-1中的相同方法生產(chǎn)液晶顯示裝置，除透明支持體C被用來(lái)替代透明支持體A外。按照與實(shí)施例1-1中的相同方法測(cè)量由液晶顯示裝置所產(chǎn)生的漏光。據(jù)發(fā)現(xiàn)在本實(shí)施例中，垂直透射率為0.02％，在仰角為60°時(shí)的最大漏光透射率在30°方位角下為0.05％。
(透明支持體C的制備)
將如下所示的組分置于混合罐中，在加熱下攪拌以使單個(gè)組分溶解，由此制備乙酸丁酸纖維素溶液。
乙酸丁酸纖維素溶液的組成乙酸丁酸纖維素100重量份(EASTMAN CHEMICAL，CO.LTD制造的″CAP-381-20″)磷酸三苯脂2.0重量份(增塑劑)磷酸聯(lián)苯基二苯酯 1.0重量份(增塑劑)二氯甲烷 309重量份(第一溶劑)甲醇(第二溶劑)27重量份二氧化硅 0.1重量份(粒徑為0.2微米)然后將25重量份的所述相位差增強(qiáng)劑溶液01加入439重量份的乙酸丁酸纖維素溶液中，充分?jǐn)嚢?，由此制備濃液。所述相位差增?qiáng)劑的添加量以100重量份乙酸丁酸纖維素計(jì)為3.5重量份。本實(shí)施例中所使用的乙酸丁酸纖維素的乙酰化度“A”為1.00，C4?；取盉”為1.66，因此滿足式(C)。?；劝凑丈衔乃龅姆椒y(cè)量。
按與實(shí)施例1-1中的相同方法將所得的濃液流延到帶式拉幅機(jī)上。在波長(zhǎng)為550nm下用偏振光橢圓率測(cè)量?jī)x(由JASCO Corporation制造的M-150)測(cè)量所得乙酸丁酸纖維素膜的Re值和Rth值。結(jié)果發(fā)現(xiàn)Re為2nm(偏差＝±1nm)，Rth為121nm(偏差＝±3nm)。還發(fā)現(xiàn)在400nm至700nm的波長(zhǎng)范圍內(nèi)Re為2±1nm，在400nm至700nm的波長(zhǎng)范圍內(nèi)Rth為121±2nm。
制備具有圖1中所示結(jié)構(gòu)的液晶顯示裝置。應(yīng)當(dāng)指出，只提供了一層第二光學(xué)各向異性層(即省略圖1中的第二光學(xué)各向異性層12)。更具體而言，上層偏振片1、液晶單元(上層基片5、液晶層7、下層基片8)和下層偏振片14被按照從觀察方向(上層)觀察的順序?qū)盈B，進(jìn)一步提供背光光源(未顯示出)。為提高所述液晶顯示裝置的光學(xué)特征，單獨(dú)地在上層和下層偏振片及液晶單元之間分別配置第一光學(xué)各向異性層3和第二光學(xué)各向異性層10。這里所使用的上層偏振片1和下層偏振片14為具有圖2中所示結(jié)構(gòu)的那些偏振片，其包括保護(hù)膜101，偏振膜103和保護(hù)膜105(保護(hù)膜105被配置在更接近于液晶單元)。在偏振片1被按照集成的上層偏振片制備后，上層偏振片1被引入到所述的液晶顯示裝置中，其中保護(hù)膜105被與第一光學(xué)各向異性層3粘合。另一方面，在偏振片14被按照集成的下層偏振片制備后，下層偏振片14被引入到所述的液晶顯示裝置中，其中保護(hù)膜105也被用作第二光學(xué)各向異性層10的透明支持體，以便與第二光學(xué)各向異性層10集成。
以下將描述制備這里所使用的單個(gè)元件的方法。
<液晶單元的制備>
液晶單元按照以下步驟制備。將取向?qū)?例如，JSR公司的產(chǎn)品JALS204R)涂敷到基片的表面上，然后摩擦以調(diào)整所謂傾角的定向角為約89°，該傾角表示液晶分子相對(duì)于基片表面的取向方向。將上層和下層基片之間的縫隙調(diào)整為3.5μm，向其中一滴一滴地注入具有負(fù)介電各向異性，Δn＝0.0813，Δε＝-4.6或左右的液晶(例如Merck的產(chǎn)品MLC-6608)，并封裝。
<集成的上層偏振片的制備>
(上層偏振片的制備)偏振膜通過(guò)使碘被吸附到拉伸的聚乙烯醇膜上面來(lái)制備。
將皂化的市售的三乙酸纖維素膜(Fuji Photo Film Co.，Ltd的產(chǎn)品Fujitac TD80UF)用作所述偏振膜的透明保護(hù)膜，并用聚乙烯醇基粘合劑分別將其粘合到所述偏振膜的兩個(gè)表面上，由此制備出集成的上層偏振片。結(jié)果發(fā)現(xiàn)所述保護(hù)膜的Re為3nm，Rth為50nm。
現(xiàn)在來(lái)假定對(duì)單個(gè)層的層疊角度的表示，定義從所述顯示器頂部觀察的橫向?yàn)榛鶞?zhǔn)(0°)，所述上層偏振片保護(hù)膜的慢軸102、106的角度被調(diào)整為90°，而偏振膜吸收軸104(圖1中的元件2)的角度被調(diào)整為90°。
(第一光學(xué)各向異性層的制備)根據(jù)國(guó)際專利申請(qǐng)公布WO 00/26705說(shuō)明書(shū)中實(shí)施例3的描述制備聚碳酸酯共聚物的拉伸膜。據(jù)發(fā)現(xiàn)所述拉伸膜在450nm、550nm和650nm的Re值分別為55.3nm、60.0nm和60.6nm。即，據(jù)發(fā)現(xiàn)所述的拉伸膜表現(xiàn)出了正折射光學(xué)各向異性，并且是可以作為在可見(jiàn)光區(qū)Re為56±5nm的第一光學(xué)各向異性層的膜。這里的相位差值是使用Oji Scientific Instruments的產(chǎn)品KOBRA21DH型自動(dòng)雙折光分析儀測(cè)量的。相同的情況也適用于下文的任何描述。
使用增粘材料將所述的拉伸膜粘合到所制備的上層偏振片的更接近于液晶單元一側(cè)上的透明保護(hù)膜(圖2中的元件105)，由此制備出集成的上層偏振片。聚碳酸酯共聚物拉伸膜的慢軸4與下層偏振片偏振膜的吸收軸15幾乎平行取向。
<集成的下層偏振片>
(下層偏振片的制備)
對(duì)用于下層偏振片的偏振膜，制備與以上所制備的上層偏振片相同的偏振膜。然后將Fujitac TD80UF作為保護(hù)膜(在更遠(yuǎn)離液晶單元一側(cè)上的保護(hù)膜，圖2中的元件101)粘合到偏振片的一個(gè)表面上。
(集成有透明支持體的第二光學(xué)各向異性層的制備)《取向?qū)拥闹苽洹废乱徊?，皂化Fujitac TD80UF(Re＝3nm，Rth＝50nm)的表面。通過(guò)將所述的膜浸漬到2.0N的氫氧化鉀溶液(25℃)中2分鐘，用硫酸中和，用純水洗滌，然后干燥來(lái)進(jìn)行所述的皂化。通過(guò)接觸法測(cè)量，由此皂化的膜的表面能為63mN/m。用#16繞線棒涂布器以28ml/m2的量，將具有如下所示組成的涂布液涂敷到皂化膜的一個(gè)表面上。
用于取向?qū)拥耐坎家旱慕M成如下所示的改性聚乙烯醇20重量份 水 361重量份甲醇119重量份戊二醛(交聯(lián)劑) 0.5重量份在25℃下干燥涂布膜60秒鐘，進(jìn)一步用60℃的熱空氣干燥60秒鐘，再進(jìn)一步用90℃的熱空氣干燥150秒鐘。結(jié)果發(fā)現(xiàn)干燥的取向?qū)拥暮穸葹?.1μm。在原子力顯微鏡(AFM，SPI3800N，SeikoInstruments Inc.的產(chǎn)品)下觀察到的所述取向?qū)拥谋砻娲植诙葹?.147nm。然后按照與Fujitac TD80UF的慢軸相同的方向摩擦由此形成的膜。
《第二光學(xué)各向異性層的制備》在摩擦過(guò)的取向?qū)由?，涂敷含有盤(pán)狀液晶并具有如下所示的組成的涂布液。
盤(pán)狀液晶的涂布液的組成盤(pán)狀液晶化合物(1)*1 132.6％質(zhì)量乙酸丁酸纖維素 0.7％質(zhì)量環(huán)氧乙烷改性的三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(V#360，Osaka OrganicChemical Industry，Ltd.的產(chǎn)品)3.2％質(zhì)量增感劑 0.4％質(zhì)量(Kayacure DETX，Nippon Kayaku Co.，Ltd.的產(chǎn)品)光聚合引發(fā)劑1.1％質(zhì)量(Irgacure 907，Ciba-Geigy Corporation的產(chǎn)品)丁酮62.0％質(zhì)量*11，2，1’，2’1，1”，2”-三[4，5-二(乙烯基羰氧基丁氧基苯甲酸基)苯撐(示例性化合物TE-8-(8)，m＝4，公開(kāi)在日本公開(kāi)專利公布8-50206中的第 段)被用作所述的盤(pán)狀液晶化合物(1)。
然后，在加熱下在130℃的加熱區(qū)中干燥所述的涂布膜2分鐘，由此使盤(pán)狀液晶化合物取向。此時(shí)采用UV輻照在130℃下用120-W/cm的高壓汞燈使盤(pán)狀液晶化合物聚合4秒鐘。然后維持所述的膜使其冷卻至室溫，由此形成厚度為2.2μm的第二光學(xué)各向異性層，它具有光學(xué)負(fù)折射各向異性，在可見(jiàn)光范圍內(nèi)Re＝0nm和Rth＝216nm。據(jù)發(fā)現(xiàn)所述第二光學(xué)各向異性層的盤(pán)狀液晶化合物以±2°傾斜地同回歸取向。
據(jù)此，制備出了集成有透明支持體的第二光學(xué)各向異性層。
用聚乙烯醇基粘合劑將由此制備的第二光學(xué)各向異性層與下層偏振片粘合，由此制備出集成的下層偏振片，其中使上面沒(méi)有形成第二光學(xué)各向異性層的透明支持體(Fujitac TD80UF)的表面被粘合到在其上面沒(méi)有形成保護(hù)膜(FujitacTD80UF)的下層偏振片上。
現(xiàn)在來(lái)假定對(duì)單個(gè)層的層疊角度的表示，定義從所述顯示器頂部觀察的橫向?yàn)榛鶞?zhǔn)(0°)，所述偏振膜慢軸104(圖1中的元件15)的角度被調(diào)整為0°，而所述保護(hù)膜慢軸102、106的角度被再次調(diào)整為90°。
<對(duì)所制備液晶顯示裝置漏光的測(cè)量>
測(cè)量由此制備的液晶顯示裝置與視角有關(guān)的透射率。假定水平向右的方向?yàn)榛鶞?zhǔn)(0°)，從前面向80°的傾斜方向以10°間隔改變仰角，在360°內(nèi)以10°間隔改變方位角，同時(shí)進(jìn)行測(cè)量。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，由于漏光透射率的增加，在黑色模式下的發(fā)光度隨前方仰角的增加而增加，并在仰角為60°或左右時(shí)達(dá)到最大值。還發(fā)現(xiàn)在黑色模式下的透射率的增加使對(duì)比度劣化，而對(duì)比度表示的是白色顯示下的透射率與黑色顯示下的透射率之比。因此本發(fā)明人決定評(píng)價(jià)基于垂直黑色顯示的透射率和在仰角為60°時(shí)的最大漏光透射率的視角特征。
結(jié)果發(fā)現(xiàn)在本實(shí)施例中，垂直透射率為0.02％，在仰角為60°時(shí)的最大漏光透射率在30°方位角下為0.04％。這意味著垂直對(duì)比度為500∶1，在仰角為60°時(shí)的對(duì)比度為250∶1。

使上層偏振片與下層偏振片相對(duì)于實(shí)施例2-1中液晶單元的位置關(guān)系反轉(zhuǎn)，也就是說(shuō)，使第一光學(xué)各向異性層與第二光學(xué)各向異性層相對(duì)于液晶的位置關(guān)系反轉(zhuǎn)，對(duì)所制備液晶顯示裝置漏光的測(cè)量得到了相似的結(jié)果。
這里所使用的液晶單元和偏振膜與以上實(shí)施例2-1中所使用的那些相同。
<集成的上層偏振膜的制備>
(上層偏振膜的制備)對(duì)于更遠(yuǎn)離液晶單元一側(cè)的偏振膜的保護(hù)膜，與實(shí)施例2-1中所描述的相類似，使用市售的三乙酸纖維素(Fuji Photo Film Co.，Ltd.的產(chǎn)品Fujitac TD8OUF)。
(第一光學(xué)各向異性層的制備)對(duì)于更接近液晶單元一側(cè)的保護(hù)膜，使用實(shí)施例2-1中產(chǎn)生的第一光學(xué)各向異性層。即，所述第一光學(xué)各向異性層也被用作上層偏振片液晶單元一側(cè)上的保護(hù)膜。據(jù)發(fā)現(xiàn)在550nm測(cè)量的第一光學(xué)各向異性層的Re值為63nm，而在可見(jiàn)光區(qū)測(cè)量的Re值為59±5nm。
(第二光學(xué)各向異性層的制備)使得到的第一光學(xué)各向異性層經(jīng)受電暈放電處理，并按照與實(shí)施例2-1中所描述的類似地分別在其上面生產(chǎn)取向?qū)优c由盤(pán)狀液晶分子形成的第二光學(xué)各向異性層。
將上述獲得的層引入液晶顯示裝置中作為集成的上層偏振片，以使配置的第二光學(xué)各向異性層與液晶單元接觸。這里，第二光學(xué)各向異性層的慢軸(摩擦方向)平行于第一光學(xué)各向異性層的慢軸而取向，而所述第一光學(xué)各向異性層的慢軸垂直于所述上層偏振片的吸收軸2而取向。
<集成的下層偏振片的制備>
集成的下層偏振片按照類似于實(shí)施例2-1中的下層偏振片進(jìn)行構(gòu)造產(chǎn)生，除省略掉取向?qū)优c第二光學(xué)各向異性層以外。將其引入液晶顯示裝置，以作為集成的下層偏振片。
然后，按照類似于實(shí)施例2-1中所描述的制備液晶顯示裝置，除以上所制備的集成的下層偏振片被引入所述液晶顯示裝置中作為上層和下層偏振片，以代替實(shí)施例2-1中所使用的上層和下層偏振片。對(duì)漏光測(cè)量的結(jié)果與實(shí)施例2-1中的那些相似。
雖然第二光學(xué)各向異性層的支持體也被用作下層偏振片的保護(hù)膜，但這點(diǎn)并沒(méi)有在這里的實(shí)施例2-4中實(shí)施。即，在更接近液晶單元的一側(cè)上、在其上面配置了Fujitac TD80UF以作為保護(hù)膜的偏振片被引入液晶顯示裝置中，以作為下層偏振片。類似于實(shí)施例2-1中所描述的進(jìn)一步生產(chǎn)集成有支持體的第二光學(xué)各向異性層，并將其引入液晶單元和下層偏振片之間。對(duì)于其中在更接近液晶單元一側(cè)上保護(hù)膜的慢軸與第二光學(xué)各向異性層的支持體按相同方向取向的情況下，據(jù)發(fā)現(xiàn)對(duì)第二光學(xué)各向異性層來(lái)說(shuō)，其需要有1.4μm的厚度，而在可見(jiàn)光區(qū)的Re和Rth值應(yīng)該分別為0nm和140nm。對(duì)由此制備的液晶顯示裝置漏光的測(cè)量結(jié)果與實(shí)施例2-1中的那些相似。
將Re為3nm、Rth為120nm的膜用作如實(shí)施例2-1中所描述的透明保護(hù)膜(用于上層和下層偏振片的那些)，但在上層偏振片的透明保護(hù)膜上沒(méi)有產(chǎn)生第一光學(xué)各向異性層。其它的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例2-1中的那些相同。
<對(duì)所制備液晶顯示裝置漏光的測(cè)量>
按照類似于實(shí)施例2-1中所描述的，對(duì)由此制備的液晶顯示裝置在黑色顯示模式下的漏光的視角特征進(jìn)行測(cè)量。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在本對(duì)比例中，垂直透射率為0.02％，在仰角為60°時(shí)的最大漏光透射率在45°的方位角下為0.35％。
結(jié)果顯示與本發(fā)明的實(shí)施例2-1至2-4相比，對(duì)比例2-1具有更大的漏光率，這證明了本發(fā)明的優(yōu)越。
這里所使用的上層偏振片是這樣的偏振片它在更接近液晶單元一側(cè)上的透明保護(hù)膜的Re和Rth值分別為36nm和173nm；外部保護(hù)膜(在更遠(yuǎn)離液晶單元的一側(cè))慢軸的角度為0°；偏振膜吸收軸2的角度為0°；在液晶單元一側(cè)上保護(hù)膜的慢軸的角度為90°。
相似地，所使用的下層偏振片14是這樣的偏振片它在更接近液晶單元一側(cè)上的透明保護(hù)膜的Re和Rth值分別為9nm和68nm；外部保護(hù)膜慢軸的角度為90°；偏振膜吸收軸15的角度為90°；在液晶單元一側(cè)上保護(hù)膜的慢軸的角度為0°。
除所述保護(hù)膜外沒(méi)有光學(xué)各向異性層被分別配置在上層和下層偏振片及液晶單元之間。液晶顯示裝置的其它結(jié)構(gòu)與實(shí)施例2-1中的那些相同。
<對(duì)所制備液晶顯示裝置漏光的測(cè)量>
按照類似于實(shí)施例2-1中所描述的，對(duì)由此制備的液晶顯示裝置在黑色顯示模式下的漏光的視角特征進(jìn)行測(cè)量。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在本實(shí)施例中，垂直透射率為0.02％，在仰角為60°時(shí)的最大漏光透射率在30°的方位角下為0.17％。
結(jié)果顯示與本發(fā)明的實(shí)施例2-1至2-4相比，對(duì)比例2-2具有更大的漏光率，這證明了本發(fā)明的優(yōu)越。
將上層和下層偏振片的所有保護(hù)膜替換為市售的三乙酸纖維素(Fuji Photo Film Co.，Ltd.的產(chǎn)品Fujitac TD80UF，Re＝3nm，Rth＝50nm)。將一層相位差膜C(3)配置在上層偏振片與液晶單元之間，兩層相位差膜D(10，12)配置在下層偏振片與液晶單元之間。偏振片上保護(hù)膜的慢軸及偏振片吸收軸的方向按實(shí)施例2-2中所描述的進(jìn)行類似設(shè)定。
相位差膜C包括降冰片烯基的拉伸膜，它在膜的拉伸方向的平均折射率Nx為1.51，在垂直于膜的拉伸方向的平均折射率Ny為1.509，在膜的厚度方向的平均折射率Nz為1.509，厚度為95μm。所述膜的Re值被設(shè)定為95nm，其慢軸4的角度被設(shè)定為0°。兩個(gè)相位差膜D(10、12)均由降冰片烯基拉伸膜構(gòu)成，它在膜的拉伸方向的平均折射率Nx為1.51，在垂直于膜的拉伸方向的平均折射率Ny為1.51，在膜的厚度方向的平均折射率Nz為1.5084，厚度為70μm，Re為5nm，Rth為110nm。將這兩個(gè)膜層疊，以使其慢軸幾乎相互垂直交叉，并按照使其與下層偏振片接觸的膜的慢軸13的角度調(diào)整為90°，和與液晶單元接觸的膜的慢軸10的角度調(diào)整為0°來(lái)配置。
<對(duì)所制備液晶顯示裝置漏光的測(cè)量>
按照類似于實(shí)施例2-1中所描述的，對(duì)由此制備的液晶顯示裝置在黑色顯示模式下的漏光的視角特征進(jìn)行測(cè)量。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在本對(duì)比例中的垂直透射率為0.02％，在仰角為60°時(shí)的最大漏光透射率在30°的方位角下為0.17％。
結(jié)果顯示與本發(fā)明的實(shí)施例2-1至2-4相比，對(duì)比例2-3具有更大的漏光率，它需要多達(dá)3層的相位差膜，這證明了本發(fā)明的優(yōu)越。
按照實(shí)施例2-3中所描述的構(gòu)造液晶顯示裝置，除了采用由涂覆的膽甾型液晶構(gòu)成的光學(xué)各向異性層E替代在對(duì)比例2-3中所使用的相位差膜D(10，12)以外。
參考在日本公開(kāi)專利公布2002-311243中描述的方法形成光學(xué)各向異性層E，其中通過(guò)加入如下所示的手性試劑D而賦與棒狀液晶化合物A以光學(xué)活性，由此使其能夠作為膽甾層。結(jié)果發(fā)現(xiàn)厚度為4μm的所述層的Re為3nm，Rth為250nm，膽甾型液晶的螺距為130nm。配置由此制備的光學(xué)各向異性層E，以調(diào)整其慢軸相對(duì)于下層偏振片的角度為0°。
棒狀的液晶化合物A 手性試劑D(具有異山梨醇核心的可聚合的手性試劑)
<對(duì)所制備液晶顯示裝置漏光的測(cè)量>
按照類似于實(shí)施例1-1中所描述的，對(duì)由此制備的液晶顯示裝置在黑色顯示模式下的漏光的視角特征進(jìn)行測(cè)量。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在此對(duì)比例2-4中，垂直透射率為0.05％，在仰角為60°時(shí)的最大漏光透射率在30°的方位角下為0.17％。
結(jié)果顯示與本發(fā)明的實(shí)施例2-1至2-4相比，對(duì)比例2-4具有更大的漏光率，與本發(fā)明相比它需要一塊額外的相位差膜，這證明了本發(fā)明的優(yōu)越。
按照類似于實(shí)施例2-1中所描述的制備如圖1中所示構(gòu)造的液晶顯示裝置，除偏振膜和集成的上層偏振片被替換為如下所示的那些以外。使用增粘層將用作第一光學(xué)各向異性層的拉伸膜粘合到更接近由此制備的上層偏振片一側(cè)上的透明保護(hù)膜(圖2中的元件105)上，同時(shí)將兩個(gè)縱向方向平行取向。使聚碳酸酯共聚物拉伸膜的慢軸4與上層偏振片的吸收軸2幾乎相互垂直地取向。
對(duì)由此制造的液晶顯示裝置的漏光的測(cè)量結(jié)果與實(shí)施例2-1中的那些相似。
(偏振膜的制備)用15℃至17℃的離子交換水洗滌平均聚合度為2400、厚度為100μm的PVA膜60秒鐘，用不銹鋼制的刮鏟在其表面刮擦以除掉水，在40℃將其浸漬到含0.77g/l碘和60.0g/l碘化鉀的水溶液中55秒鐘，同時(shí)校正其濃度以使其保持在不變的水平，然后在40℃將其浸漬到含42.5g/l硼酸和30g/l碘化鉀的水溶液中90秒鐘，同時(shí)校正其濃度以使其保持在不變的水平，用不銹鋼制的刮鏟在其兩個(gè)表面上刮擦以除掉過(guò)剩的水，由此保持所述膜的含水量為2％和更少，然后將其引入日本公開(kāi)專利公布2002-131548的圖2中所示的拉幅式拉伸機(jī)中。在60℃的大氣、95％的RH下以4m/min的進(jìn)料速度和100m的進(jìn)料長(zhǎng)度5倍長(zhǎng)地拉伸所述的膜，在70℃的大氣中干燥，同時(shí)保持寬度不變，從拉幅機(jī)上取下膜。PVA膜在拉伸前的含水量為32％，在干燥后的含水量為1.5％。在拉幅機(jī)的出口沒(méi)有觀察到膜變形。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在拉伸及干燥后的膜厚度為18μm。
用切割工具切掉拉伸膜的在寬度方向上寬達(dá)3cm的兩個(gè)邊緣部分，在薄膜的兩個(gè)面上，用3％的PVA(PVA-117H，Kuraray Co.，Ltd.的產(chǎn)品)水溶液作為粘合劑粘合皂化的市售的三乙酸纖維素膜(FujiPhoto Film Co.，Ltd的產(chǎn)品Fujitac TD80UF，Re＝3nm，Rth＝50nm)，在70℃加熱10分鐘，由此得到有效寬度為650mm、在其兩個(gè)面上有三乙酸纖維素保護(hù)膜的偏振片。
據(jù)發(fā)現(xiàn)由此得到的偏振膜的吸收軸與其縱向成90°。視覺(jué)檢查沒(méi)有觀察到褪色條紋。
<集成的上層偏振片的制備>
(第一光學(xué)各向異性層的制備)《乙酸丙酸纖維素膜的制備》將如下所示的組分置于混合罐中，在加熱下攪拌以使單個(gè)組分溶解，由此制備乙酸丙酸纖維素溶液。
乙酸丙酸纖維素溶液的組成乙酸丙酸纖維素 100重量份(EASTMAN CHEMICAL，CO.LTD制造的″CAP-482-20″)磷酸三苯脂 3.9重量份(增塑劑)
磷酸聯(lián)苯基二苯酯 1.9重量份(增塑劑)二氯甲烷 317重量份(第一溶劑)甲醇(第二溶劑)28重量份二氧化硅 0.1重量份(粒徑為0.2微米)在另一個(gè)混合罐中置入20重量份的如下所示的相位差控制劑、87重量份的二氯甲烷和13重量份的甲醇，在加熱下攪拌，由此制備相位差控制劑溶液01。
然后將45重量份的所述相位差控制劑溶液01加入451重量份的乙酸丙酸纖維素溶液中，充分?jǐn)嚢?，由此制備濃液。所述相位差控制劑的添加量?00重量份乙酸丙酸纖維素計(jì)為7.5重量份。本實(shí)施例中，所使用的乙酸丙酸纖維素的乙?；取癆”為0.18，C3?；取癇”為2.47，因此滿足式(C)。?；劝凑丈衔乃龅姆椒y(cè)量。
相位差控制劑 將所得的濃液流延到帶式拉幅機(jī)上。通過(guò)拉幅機(jī)在130℃下以30％的拉伸比在寬度方向上拉伸殘余溶劑含量為25％質(zhì)量的膜，以形成乙酸丙酸纖維素膜(92μm厚)。將所得到的乙酸丙酸纖維素膜用作為第一光學(xué)各向異性層。用Oji Scientific Instruments的產(chǎn)品KOBRA21DH在550nm的波長(zhǎng)下測(cè)量所得乙酸丙酸纖維素膜的Re值和Rth值。結(jié)果發(fā)現(xiàn)Re為61nm，Rth為156nm。
(第二光學(xué)各向異性層的制備)按實(shí)施例2-1中的相同方法將所得的乙酸丙酸纖維素膜，即第一光學(xué)各向異性層的表面皂化，和在所述表面上形成取向?qū)?。將用于?shí)施例2-1中第二光學(xué)各向異性層的涂布液涂敷在所述取向?qū)由?，以形成厚度?.7μm，在550nm時(shí)Re為0nm、Rth為70nm的第二光學(xué)各向異性層。盤(pán)狀液晶分子在第二光學(xué)各向異性層中以±2°同回歸取向。
借此，按照與實(shí)施例2-1中的相同方法生產(chǎn)出集成的上層偏振片，并按照與實(shí)施例2-3中的相同方法將所得的偏振片置于液晶顯示裝置中。
<集成的下層偏振片的制備>
按照與實(shí)施例2-3中的相同方法生產(chǎn)集成的下層偏振片，并按照與實(shí)施例2-3中的相同方法將所得的偏振片置于液晶顯示裝置中。
<對(duì)所制備液晶顯示裝置漏光的測(cè)量>
按照與實(shí)施例2-3中的相同方法生產(chǎn)液晶顯示裝置，除使用集成的上層偏振片以外。測(cè)量所述顯示器的漏光。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在本實(shí)施例中，垂直透射率為0.02％，在仰角為60°時(shí)的最大漏光透射率在30°方位角下為0.05％。這意味著垂直對(duì)比度為500∶1，在仰角為60°時(shí)的對(duì)比度為200∶1。
<集成的上層偏振片的制備>
(第一光學(xué)各向異性層的制備)《乙酸丁酸纖維素膜的制備》將如下所示的組分置于混合罐中，在加熱下攪拌以使單個(gè)組分溶解，由此制備乙酸丁酸纖維素溶液。
乙酸丁酸纖維素溶液的組成乙酸丁酸纖維素 100重量份(EASTMAN CHEMICAL，CO.LTD.制造的″CAP-381-20″)磷酸三苯脂 2.0重量份(增塑劑)磷酸聯(lián)苯基二苯酯 1.0重量份(增塑劑)二氯甲烷 309重量份(第一溶劑)甲醇(第二溶劑) 27重量份二氧化硅 0.1重量份(粒徑為0.2微米)然后將44重量份的所述相位差控制劑溶液01加入439重量份的乙酸丁酸纖維素溶液中，充分?jǐn)嚢?，由此制備濃液。所述相位差控制劑的添加量?00重量份乙酸丁酸纖維素計(jì)為7.5重量份。本實(shí)施例中所使用的乙酸丁酸纖維素的乙?；取盇”為1.00，C4?；取盉”為1.66，因此滿足式(C)。?；劝凑丈衔乃龅姆椒y(cè)量。
按照與實(shí)施例2-6中的相同方法生產(chǎn)乙酸丁酸纖維素膜(厚度為92μm)，即第一光學(xué)各向異性層。將所得的乙酸丁酸纖維素用作第一光學(xué)各向異性層。用Oji Scientific Instruments的產(chǎn)品KOBRA21DH在550nm的波長(zhǎng)下測(cè)量所得乙酸丁酸纖維素膜的Re值和Rth值。結(jié)果發(fā)現(xiàn)Re為60nm，Rth為153nm。
按照與實(shí)施例2-6中的相同方法生產(chǎn)第二光學(xué)各向異性層、集成的上層偏振片和集成的下層偏振片，然后按照與實(shí)施例2-6中的相同方法生產(chǎn)液晶顯示裝置。測(cè)量的所述顯示器的漏光與實(shí)施例2-6中所測(cè)量的相同。
工業(yè)實(shí)用性通過(guò)使用特殊的光學(xué)各向異性層，通過(guò)本發(fā)明，可以在不改變普通液晶顯示裝置結(jié)構(gòu)的情況下光學(xué)補(bǔ)償液晶單元。具有本發(fā)明這種光學(xué)各向異性層的液晶顯示裝置不僅在顯示質(zhì)量方面，而且在視角性能方面都得到顯著改善。盡管結(jié)合有光學(xué)補(bǔ)償片的普通液晶顯示裝置需要層疊多個(gè)相位差膜和偏振片并精確地調(diào)整它們之間的角度的制備方法，但在本發(fā)明中不再需要這種方法，同時(shí)本發(fā)明還帶來(lái)了較大的成本優(yōu)勢(shì)?？傊?，本發(fā)明成功地提供了一種特別是VA模式的液晶顯示裝置，它具有按恰當(dāng)?shù)姆椒ü鈱W(xué)補(bǔ)償?shù)囊壕卧?，只需要粘合少量的層，因此可以被薄化?br> 權(quán)利要求
1.一種液晶顯示裝置，該液晶顯示裝置包括兩個(gè)偏振膜，它們具有相互垂直交叉的吸收軸；液晶單元，其被配置在所述兩個(gè)偏振膜之間，該液晶單元包括一對(duì)基片和在該一對(duì)基片之間的由液晶分子構(gòu)成的液晶層，其中液晶分子在不存在外部施加電場(chǎng)的非工作狀態(tài)下基本上垂直于所述的基片而取向；至少一層具有光學(xué)正折射各向異性的第一光學(xué)各向異性層，該層由棒狀液晶分子形成，并且在可見(jiàn)光內(nèi)，其由以下定義的Re在40至150nm的范圍內(nèi)；和至少一層具有光學(xué)負(fù)折射各向異性的第二光學(xué)各向異性層，在可見(jiàn)光內(nèi)，其由以下定義的Re為10nm或更小，由以下定義的Rth在60至250nm的范圍內(nèi)Re＝(nx-ny)×d(1)Rth＝{(nx+ny)/2-nz}×d(2)其中，nx表示在層平面中慢軸方向的折射率；ny表示在垂直于nx方向的面內(nèi)折射率；nz表示在所述層的厚度方向的折射率；并且d表示層的厚度。
2.權(quán)利要求1的液晶顯示裝置，其中所述的第一光學(xué)各向異性層是由具有可聚合基團(tuán)的棒狀液晶分子所形成的層。
3.權(quán)利要求2的液晶顯示裝置，其中所述的第一光學(xué)各向異性層是由各自由以下化學(xué)式(I)所表示的棒狀液晶分子所形成的層化學(xué)式(I)Q1-L1-A1-L3-M-L4-A2-L2-Q2其中，每個(gè)Q1和Q2獨(dú)立地表示可聚合基團(tuán)；每個(gè)L1、L2、L3和L4獨(dú)立地表示單鍵或二價(jià)的連接基團(tuán)；每個(gè)A1和A2獨(dú)立地表示C2～20間隔基基團(tuán)；M表示內(nèi)消旋基團(tuán)。
4.權(quán)利要求1至3任何一項(xiàng)的液晶顯示裝置，其中所述第一光學(xué)各向異性層是由同質(zhì)取向的棒狀液晶分子所形成的層，所述棒狀液晶分子的取向方向基本上垂直于更接近于所述的第一光學(xué)各向異性層的偏振膜的吸收軸的方向。
5.權(quán)利要求1至4任何一項(xiàng)的液晶顯示裝置，其中所述第二光學(xué)各向異性層是由盤(pán)狀的液晶分子或聚合物所形成的層。
6.權(quán)利要求5的液晶顯示裝置，其中所述第二光學(xué)各向異性層是由具有可聚合基團(tuán)的盤(pán)狀液晶分子所形成的層。
7.權(quán)利要求5或6的液晶顯示裝置，其中所述的第二光學(xué)各向異性層是由基本以同回歸的方式取向的盤(pán)狀液晶分子所形成的層。
8.權(quán)利要求1至5任何一項(xiàng)的液晶顯示裝置，其中所述的第二光學(xué)各向異性層是由纖維素?；锼纬傻模摾w維素酰化物含有代替羥基的乙?；虲3-22酰基，并且乙酰化度“A”和C3-22?；取癇”滿足下式(C)式(C)2.0≤A+B≤3.0。
9.權(quán)利要求8的液晶顯示裝置，其中所述C3-22?；鶠槎□；虮；?。
10.權(quán)利要求1至9任何一項(xiàng)的液晶顯示裝置，其中所述第二光學(xué)各向異性層也作為所述兩個(gè)偏振膜的至少一個(gè)的保護(hù)膜。
11.權(quán)利要求1至10任何一項(xiàng)的液晶顯示裝置，其中所述第一光學(xué)各向異性層和所述第二光學(xué)各向異性層被配置為使所述的液晶單元被置于所述的第一層和第二層之間。
12.權(quán)利要求1至11任何一項(xiàng)的液晶顯示裝置，其中被配置在更接近第一光學(xué)各向異性層的偏振膜的吸收軸基本上交叉垂直于所述偏振膜的透明保護(hù)膜的縱向方向。
13.權(quán)利要求1至12任何一項(xiàng)的液晶顯示裝置，其中兩個(gè)偏振膜的至少一個(gè)具有由乙酸纖維素形成的保護(hù)膜，該保護(hù)膜被配置在更接近于所述的液晶單元，且Re為小于3nm。
14.一種液晶顯示裝置，該液晶顯示裝置包括兩個(gè)偏振膜，它們具有相互垂直交叉的吸收軸；液晶單元，其被配置在所述兩個(gè)偏振膜之間，該液晶單元包括一對(duì)基片和在該一對(duì)基片之間的由液晶分子構(gòu)成的液晶層，其中液晶分子在不存在外部施加電場(chǎng)的非工作狀態(tài)下基本上垂直于所述的基片而取向；至少一層第一光學(xué)各向異性層，該層由具有光學(xué)正折射各向異性的拉伸的熱塑性聚合物膜形成，在可見(jiàn)光內(nèi)，其由以下定義的Re在40至150nm的范圍內(nèi)；和至少一層具有光學(xué)負(fù)折射各向異性的第二光學(xué)各向異性層，該層由盤(pán)狀液晶分子構(gòu)成，在可見(jiàn)光內(nèi)，其由以下定義的Re為10nm或更小，由以下定義的Rth在60至250nm的范圍內(nèi)Re＝(nx-ny)×d(1)Rth＝{(nx+ny)/2-nz}×d(2)其中，nx表示在層平面中慢軸方向的折射率；ny表示在垂直于nx方向的面內(nèi)折射率；nz表示在所述層的厚度方向的折射率；并且d表示層的厚度。
15.權(quán)利要求14的液晶顯示裝置，其中所述的第一光學(xué)各向異性層是拉伸的聚碳酸酯共聚物膜。
16.一種液晶顯示裝置，該液晶顯示裝置包括兩個(gè)偏振膜，它們具有相互垂直交叉的吸收軸；液晶單元，其被配置在所述兩個(gè)偏振膜之間，該液晶單元包括一對(duì)基片和在該一對(duì)基片之間的由液晶分子構(gòu)成的液晶層，其中液晶分子在不存在外部施加電場(chǎng)的非工作狀態(tài)下基本上垂直于所述的基片而取向；至少一層第一光學(xué)各向異性層，該層由具有光學(xué)正折射各向異性的纖維素?；镄纬?，在可見(jiàn)光內(nèi)，其由以下定義的Re在40至150nm的范圍內(nèi)，其中所述的纖維素?；锖写媪u基的乙?；虲3-22?；?，乙酰化度“A”和C3-22?；取癇”滿足下式(C)；和至少一層具有光學(xué)負(fù)折射各向異性的第二光學(xué)各向異性層，該層由盤(pán)狀液晶分子形成，在可見(jiàn)光內(nèi)，其由以下定義的Re為10nm或更小，由以下定義的Rth在60至250nm的范圍內(nèi)Re＝(nx-ny)×d(1)Rth＝{(nx+ny)/2-nz}×d(2)其中，nx表示在層平面中慢軸方向的折射率；ny表示在垂直于nx方向的面內(nèi)折射率；nz表示在所述層的厚度方向的折射率；并且d表示層的厚度；式(C) 2.0≤A+B≤3.0。
17.權(quán)利要求16的液晶顯示裝置，其中所述C3-22?；鶠槎□；虮；?br> 18.權(quán)利要求14至17任何一項(xiàng)的液晶顯示裝置，其中所述第二光學(xué)各向異性層由具有可聚合基團(tuán)的盤(pán)狀液晶分子形成。
19.權(quán)利要求14至18任何一項(xiàng)的液晶顯示裝置，其中所述第二光學(xué)各向異性層的盤(pán)狀液晶分子基本按同回歸的方式取向。
20.權(quán)利要求14至19任何一項(xiàng)的液晶顯示裝置，其中所述第一光學(xué)各向異性層也作為所述兩個(gè)偏振膜的至少一個(gè)的保護(hù)膜。
21.權(quán)利要求14至20任何一項(xiàng)的液晶顯示裝置，其中更接近于第一光學(xué)各向異性層的偏振膜的吸收軸基本上交叉垂直于所述偏振膜的透明保護(hù)膜的縱向方向。
22.權(quán)利要求14至21任何一項(xiàng)的液晶顯示裝置，其中所述兩個(gè)偏振膜的至少一個(gè)具有由乙酸纖維素形成的保護(hù)膜，該保護(hù)膜被配置在更接近于所述的液晶單元，且Re為小于3nm。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種新穎的液晶顯示裝置。所述的液晶顯示裝置包括兩個(gè)偏振膜(1，14)、被配置在這兩個(gè)偏振膜之間的液晶單元，其中液晶分子在不存在外部施加電場(chǎng)的非工作狀態(tài)下基本上垂直于基片而取向；至少一層在可見(jiàn)光內(nèi)Re為40至150nm的第一光學(xué)各向異性層；和至少一層具有光學(xué)負(fù)折射各向異性、在可見(jiàn)光內(nèi)Re為10nm或更小，Rth在60至250nm的范圍內(nèi)的第二光學(xué)各向異性層。
文檔編號(hào)G02F1/139GK1768294SQ20048000852
公開(kāi)日2006年5月3日 申請(qǐng)日期2004年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月28日
發(fā)明者伊藤忠, 平方純一 申請(qǐng)人:富士膠片株式會(huì)社