專利名稱：液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液晶顯示裝置和一種鐵電液晶顯示裝置、反鐵電液晶顯示裝置和使用面內(nèi)開關(guān)模式的液晶顯示裝置，其通過給在水平方向上配向的向列液晶施加橫向電場(chǎng)來顯示圖像。
背景技術(shù)：
已經(jīng)廣泛使用TN模式液晶顯示器。TN模式DLC通常包括兩個(gè)偏振板和夾在偏振板之間的由扭曲取向的向列液晶形成的液晶層，在垂直于液晶層基板的方向上施加電場(chǎng)。在TN模式中，在黑狀態(tài)時(shí)液晶分子相對(duì)于基板傾斜，因而當(dāng)在傾斜方向上觀看時(shí)，由于液晶分子的這種取向而產(chǎn)生雙折射，發(fā)生了光泄漏。為了解決該問題，通過混合配向的液晶分子形成的膜來光學(xué)補(bǔ)償液晶單元，這種液晶顯示器已經(jīng)投入了實(shí)際應(yīng)用。然而，即使使用由混合配向的液晶分子形成的膜，也極難很好地光學(xué)補(bǔ)償液晶單元，并且不可能避免在圖像下方區(qū)域產(chǎn)生的灰度反轉(zhuǎn)。
為了解決這個(gè)問題，已經(jīng)提出并在實(shí)際中使用了如下液晶顯示裝置采用其中給液晶分子施加橫向電場(chǎng)的所謂面內(nèi)切換(IPS)模式；采用所謂邊緣場(chǎng)切換(FFS)模式；或采用垂直配向(VA)模式，該垂直配向模式具有由形成在面板中的突出部或狹縫電極分割的多疇。近年來，這種液晶顯示器已經(jīng)發(fā)展成不僅在監(jiān)視器中使用而且還在TV中使用的面板，其亮度已經(jīng)顯著提高。因而，當(dāng)在傾斜方向上觀看時(shí)，在黑狀態(tài)中產(chǎn)生于相對(duì)角部的較小光泄漏已經(jīng)成為降低顯示質(zhì)量的一方面。
為了改善黑狀態(tài)中的色調(diào)或視角，還嘗試了在IPS模式或FFS模式顯示器中的液晶層與偏振板之間設(shè)置具有雙折射特性的光學(xué)補(bǔ)償材料。JPA No.hei-9-80424(這里使用的術(shù)語“JPA”是指“未審公開的日本專利申請(qǐng)(Kohkai Tokkyo Kohou)”)，JPA hei 10-54982，JPA No.hei 11-202323，JPA No.hei 9-292522，JPA No.hei 11-133408，JPA No.hei 11-305217和JPA No.hei 10-307291中公開了改善的液晶顯示器。
一些提出的方法是通過抵消單元中液晶的雙折射來提高視角的方法，不能充分阻止當(dāng)在傾斜方向上觀看液晶顯示器時(shí)產(chǎn)生的光泄漏，或者換句話說，偏振軸不是正交配向。一些提出的方法用于降低這種光泄漏，然而，即使使用這些方法，也極難很好地光學(xué)補(bǔ)償液晶單元。用于IPS模式或FFS模式液晶單元的公知的光學(xué)補(bǔ)償片較厚，因?yàn)樗鼈冇啥鄠€(gè)膜組成，這對(duì)于液晶顯示器的薄化是不利的。通過使用粘結(jié)層層疊拉伸的膜來制備一些光學(xué)補(bǔ)償片。粘結(jié)層根據(jù)溫度或濕度變化而收縮，因而一些拉伸的膜剝落或者有時(shí)發(fā)生膜翹曲。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種采用IPS模式、FFS模式等的液晶顯示器，其具有簡單的結(jié)構(gòu)，不僅改善了顯示質(zhì)量還改善了視角。
一方面，本發(fā)明提供了一種液晶顯示裝置，其至少包括按下列順序設(shè)置的第一偏振膜、第一延遲區(qū)域、第二延遲區(qū)域、包含液晶層和夾持液晶層的一對(duì)基板的液晶單元、和第二偏振膜，所述液晶層的液晶分子在黑狀態(tài)時(shí)平行于所述一對(duì)基板的表面配向，其中第一延遲區(qū)域的面內(nèi)延遲(Re)為從70nm到330nm；由[Nz＝Rth/Re+0.5]定義的第一延遲區(qū)域的Nz的值大于0且小于0.5，其中“Rth”是第一延遲區(qū)域厚度方向上的延遲，“Re”是第一延遲區(qū)域的面內(nèi)延遲；第二延遲區(qū)域的面內(nèi)延遲(Re)不超過50nm，在第二延遲區(qū)域的平面內(nèi)不包含任何光軸，第二延遲區(qū)域厚度方向上的延遲(Rth)為從10nm到140nm；
第一延遲區(qū)域的慢軸垂直于第一偏振膜的透射軸；且第一偏振膜的透射軸平行于在黑狀態(tài)的液晶層的液晶分子的慢軸方向。
作為本發(fā)明的實(shí)施方案，液晶顯示裝置包括用于至少夾持第一偏振膜或第二偏振膜的一對(duì)保護(hù)膜，其中在靠近液晶層側(cè)設(shè)置的保護(hù)膜中的至少一個(gè)具有從40nm到-100nm的厚度方向上的延遲Rth。
在另一個(gè)方面中，本發(fā)明提供了一種液晶顯示裝置，其至少包括按下列順序設(shè)置的第一偏振膜、第二延遲區(qū)域、第一延遲區(qū)域、包含液晶層和夾持液晶層的一對(duì)基板的液晶單元、和第二延遲膜，所述液晶層的液晶分子在黑狀態(tài)時(shí)平行于所述一對(duì)基板的表面配向，其中第一延遲區(qū)域的面內(nèi)延遲(Re)為從80nm到230nm；由[Nz＝Rth/Re+0.5]定義的第一延遲區(qū)域的Nz的值大于0且小于0.4；第二延遲區(qū)域的面內(nèi)延遲不超過50nm，在第二延遲區(qū)域的平面內(nèi)不包含任何光軸，第二延遲區(qū)域厚度方向上的延遲(Rth)為從20nm到120nm；第一延遲區(qū)域的慢軸平行于第一偏振膜的透射軸；且第一偏振膜的透射軸平行于在黑狀態(tài)的液晶層的液晶分子的慢軸方向。
作為本發(fā)明的實(shí)施方案，液晶顯示裝置包括用于至少夾持第一偏振膜或第二偏振膜的一對(duì)保護(hù)膜，其中在靠近液晶層側(cè)設(shè)置的保護(hù)膜中的至少一個(gè)具有從40nm到-50nm的厚度方向上的延遲Rth。
作為其他實(shí)施方案，本發(fā)明提供了一種液晶顯示裝置，其包括用于至少夾持第一偏振膜或第二偏振膜的一對(duì)保護(hù)膜，其中在靠近液晶層側(cè)設(shè)置的保護(hù)膜中的至少一個(gè)具有從20nm到-20nm的厚度方向上的延遲Rth；液晶顯示裝置包括用于至少夾持第一偏振膜或第二偏振膜的一對(duì)保護(hù)膜，其中在靠近液晶層側(cè)設(shè)置的保護(hù)膜中的至少一個(gè)具有不超過60μm的厚度；液晶顯示裝置包括用于至少夾持第一偏振膜或第二偏振膜的一對(duì)保護(hù)膜，其中在靠近液晶層側(cè)設(shè)置的保護(hù)膜中的至少一個(gè)包括?；w維素膜或降冰片烯類膜；液晶顯示裝置包括用于至少夾持第一偏振膜或第二偏振膜的一對(duì)保護(hù)膜，其中在靠近液晶層側(cè)設(shè)置的保護(hù)膜中的至少一個(gè)包括具有不小于2.87的?；鶊F(tuán)取代度的?；w維素；且提供了一種液晶顯示裝置，其中第一延遲區(qū)域和第二延遲區(qū)域設(shè)置在更靠近液晶單元的一對(duì)基板中與觀察側(cè)相反側(cè)的基板的位置中。
依照本發(fā)明，當(dāng)在傾斜方向上，尤其是在45°傾斜方向上觀看LCD時(shí)可提高對(duì)比度，且兩個(gè)偏振板的兩個(gè)透射軸之間的角度超過90°，并減小了在黑狀態(tài)時(shí)根據(jù)視角而產(chǎn)生的色變，而沒有降低正前方向上的顯示質(zhì)量。


圖1是顯示本發(fā)明液晶顯示裝置的像素區(qū)域的實(shí)施例的示意圖。
圖2是顯示本發(fā)明液晶顯示裝置的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。
圖3是顯示本發(fā)明液晶顯示裝置的另一個(gè)實(shí)施例的示意圖。
附圖中的標(biāo)記具有下面的含義1液晶元件像素區(qū)域2像素電極3顯示電極4摩擦方向5a，5b黑狀態(tài)時(shí)液晶化合物的指向矢6a，6b白狀態(tài)中液晶化合物的指向矢7a，7b，19a，19b偏振膜的保護(hù)膜8，20偏振膜9，21偏振膜的偏振透射軸
10第一延遲區(qū)域11第一延遲區(qū)域的慢軸12第二延遲區(qū)域13，17單元基板14，18單元基板的摩擦方向15液晶層16液晶層的慢軸方向具體實(shí)施方式
之后，將詳細(xì)解釋本發(fā)明。在該說明書中，用“到”表示的范圍是指包含在“到”之前和之后的數(shù)值作為最小和最大值的范圍。
在該說明書中，Re和Rth分別表示波長550nm時(shí)的面內(nèi)延遲和厚度方向上的延遲。通過使用KOBRA-21ADH(由Oji ScientificInstruments制造)在膜表面法線方向上對(duì)波長550nm的入射光測(cè)量Re。基于三個(gè)延遲值、一假設(shè)的平均折射率和一輸入的膜的厚度值，通過使用KOBRA-21ADH來計(jì)算Rth，其中第一個(gè)延遲值是上面獲得的Re，第二個(gè)延遲值是圍繞作為傾斜軸(旋轉(zhuǎn)軸)的面內(nèi)慢軸在相對(duì)于膜法線方向旋轉(zhuǎn)+40°的方向上對(duì)波長550nm的入射光測(cè)量的延遲，該慢軸由KOBRA 21ADH決定，第三個(gè)延遲值是圍繞作為傾斜軸(旋轉(zhuǎn)軸)的面內(nèi)慢軸在相對(duì)于膜法線方向旋轉(zhuǎn)-40°的方向上對(duì)波長550nm的入射光測(cè)量的延遲。在公開文獻(xiàn)，如“聚合物手冊(cè)”(JOHNWILEY&SONS，INC)和目錄中描述了各種材料的平均折射率。如果這些值不是已知的，就使用Abbe折射計(jì)等測(cè)量這些值。主要光學(xué)膜的平均折射率舉例如下?；w維素(1.48)，環(huán)烯烴聚合物(1.52)，聚碳酸酯(1.59)，聚甲基丙烯酸甲酯(1.49)，聚苯乙烯(1.59)。
當(dāng)假定的平均折射率和厚度值輸入KOBRA 21ADH時(shí)，計(jì)算nx，ny和nz。
在圍繞面內(nèi)慢軸(作為旋轉(zhuǎn)軸)相對(duì)于膜法線方向旋轉(zhuǎn)+20°的方向上對(duì)波長550nm的入射光進(jìn)行測(cè)量，當(dāng)獲得的值大于Re值時(shí)，就判定Rth為正，另一方面，當(dāng)獲得的值低于Re值時(shí)，就判定Rth為負(fù)。對(duì)于具有不小于9的|Rth/Re|值的樣品膜，使用裝備有可旋轉(zhuǎn)基底的偏振顯微鏡，在圍繞面內(nèi)慢軸(作為旋轉(zhuǎn)軸)相對(duì)于膜的法線方向旋轉(zhuǎn)+40°的方向上觀察波長550nm的入射光，當(dāng)通過檢查偏振板判定的慢軸平行于樣品膜的表面時(shí)，就判定Rth為正；另一方面，當(dāng)慢軸在厚度方向上時(shí)，就判定Rth為負(fù)。
在該說明書中，術(shù)語“A平行于B”，術(shù)語“A與B正交”或者術(shù)語“A垂直于B”是指A和B之間的角度落在精確角度±10°的范圍內(nèi)。該角度理想地落在精確角度±5°的范圍內(nèi)，更理想地落在精確角度±2°的范圍內(nèi)。術(shù)語“慢軸”是指給出最大折射率的方向。除非特別寫明，折射率都是在550nm時(shí)測(cè)得的。
在該說明書中，術(shù)語“偏振板”不僅指具有在液晶中使用的適當(dāng)尺寸的偏振板，而且還指在切割之前的長偏振板。在該說明書中，術(shù)語“偏振膜”與術(shù)語“偏振板”是有區(qū)別的，術(shù)語“偏振板”用于包含“偏振膜”和其上至少一個(gè)保護(hù)膜的任何疊層體。
之后將參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施方案。圖1是顯示本發(fā)明液晶顯示裝置的像素區(qū)域的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。圖2和圖3是分別顯示本發(fā)明液晶顯示裝置的一個(gè)實(shí)施方案的視圖。
圖2中所示的液晶顯示裝置包括偏振膜8和20、第一延遲區(qū)域10、第二延遲區(qū)域12、和包含一對(duì)基板13和17以及夾在其間的液晶層15的液晶單元。偏振膜8和20分別由保護(hù)膜7a和7b以及19a和19b夾持。
在圖2中所示的液晶顯示器中，液晶單元包括基板13和17以及夾在它們之間的液晶層15。對(duì)于在透射模式中不具有扭曲結(jié)構(gòu)的IPS模式液晶單元來說，液晶層厚度d(μm)和折射率各向異性Δn乘積的最佳值(Δn·d)為0.2到0.4μm。當(dāng)將乘積設(shè)定在該范圍中時(shí)，可獲得在白狀態(tài)中給出較高亮度在黑狀態(tài)中給出較低亮度，或者換句話說給出較高對(duì)比度和較高亮度的液晶顯示器。在基板13和17與液晶層15接觸的表面上形成有配向?qū)?沒有示出)，因而，在無電場(chǎng)狀態(tài)或施加低電場(chǎng)的狀態(tài)中，液晶分子平行于基板表面配向，并且沿著配向?qū)拥哪Σ练较?4和18控制它們的取向，由此確定了其慢軸16的方向。在基板13或17的內(nèi)表面上形成有給液晶分子施加電場(chǎng)的電極(圖2中沒有示出)。
圖1中顯示了液晶層15像素區(qū)域中液晶分子的取向。圖1是顯示在與像素區(qū)域?qū)?yīng)的極小區(qū)域中液晶分子取向的視圖，像素區(qū)域具有施加給基板13和17表面的摩擦方向4以及形成在基板13和17內(nèi)表面上給液晶分子施加電場(chǎng)的電極2和3。當(dāng)使用具有正介電常數(shù)各向異性的向列液晶作為場(chǎng)效應(yīng)型液晶并進(jìn)行有源驅(qū)動(dòng)時(shí)，在無電場(chǎng)狀態(tài)或施加低電場(chǎng)的狀態(tài)中，液晶分子的取向?yàn)?a和5b，然后，該狀態(tài)顯示黑色。當(dāng)在電極2和3之間施加電場(chǎng)時(shí)，液晶分子將取向從方向5a和5b變?yōu)榉较?a和6b。通常該狀態(tài)顯示白色。
此外，在本發(fā)明中使用的液晶單元不限于IPS模式或FFS模式，而是適用于所有的液晶顯示裝置，只要在黑色顯示時(shí)液晶分子大致平行于前述一對(duì)基板的表面配向就行。它們的例子包括鐵電液晶顯示裝置、反鐵電液晶顯示裝置和ECB模式液晶顯示裝置。
返回圖2，偏振膜8的透射軸9與偏振膜20的透射軸21正交。此外，第一延遲區(qū)域10的慢軸11與偏振膜8的透射軸9正交。此外，在黑色狀態(tài)時(shí)偏振膜8的透射軸9和液晶層15中液晶分子的慢軸16彼此平行，就是說，在黑色狀態(tài)時(shí)第一延遲區(qū)域10的慢軸11和液晶層15的慢軸16彼此正交。在該實(shí)施方案中，不僅這樣設(shè)置表現(xiàn)出隨后所述特定光學(xué)特性的第一延遲區(qū)域10，而且在第一延遲區(qū)域10和液晶單元之間還設(shè)置具有隨后所述特定光學(xué)特性的第二延遲區(qū)域，由此改善了液晶單元的視角特性。
在圖2中所示的液晶顯示裝置中，盡管顯示了其中由兩片保護(hù)膜7a和7b夾持偏振膜8的結(jié)構(gòu)，但可以省略保護(hù)膜7b。然而，在不設(shè)置保護(hù)膜7b的情形中，第一延遲區(qū)域10必須不僅具有隨后所述的特定光學(xué)特性，而且還具有保護(hù)偏振膜8的功能。在設(shè)置保護(hù)膜7b的情形中，優(yōu)選該保護(hù)膜厚度方向上的延遲Rth不超過40nm。此外，當(dāng)偏振膜20也由兩片保護(hù)膜19a和19b夾持時(shí)，可以省略掉靠近液晶層15一側(cè)的保護(hù)膜19a。在設(shè)置保護(hù)膜19a的情形中，該保護(hù)膜厚度方向上的延遲Rth的優(yōu)選范圍與保護(hù)膜7b的相同。此外，優(yōu)選保護(hù)膜7b和保護(hù)膜19a具有較薄的厚度，具體地說，厚度優(yōu)選不超過60μm。
在圖2的實(shí)施方案中，根據(jù)液晶單元的位置，第一延遲區(qū)域10和第二延遲區(qū)域12可設(shè)置在液晶單元和觀察者一側(cè)的偏振膜8之間，或者可設(shè)置在液晶單元和后面一側(cè)的偏振膜20之間。在這些實(shí)施方案的任意一個(gè)中，第二延遲區(qū)域12靠近液晶單元設(shè)置。
圖3中圖解了本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案。在圖3中，與圖2中相同的元件給出了相同的標(biāo)記，省略它們的詳細(xì)描述。在圖3中所示的液晶顯示裝置中，交換了第一延遲區(qū)域10和第二延遲區(qū)域12的位置，與第二延遲區(qū)域12相比，第一延遲區(qū)域10設(shè)置在遠(yuǎn)離偏振膜8的位置，就是說，第一延遲區(qū)域10設(shè)置在靠近液晶單元的位置。此外，在圖3中所示的實(shí)施方案中，在第一延遲區(qū)域10中，其慢軸11平行于偏振膜8的透射軸9設(shè)置。此外，在黑狀態(tài)時(shí)偏振膜8的透射軸9平行于液晶層15中液晶分子的慢軸16，就是說，在黑狀態(tài)時(shí)第一延遲區(qū)域10的慢軸11和液晶層15的慢軸16彼此平行。在該實(shí)施方案中，不僅這樣設(shè)置表現(xiàn)出隨后所述特定光學(xué)特性的第一延遲區(qū)域10，而且在第一延遲區(qū)域10和偏振膜8之間還設(shè)置具有隨后所述特定光學(xué)特性的第二延遲區(qū)域12，由此改善了液晶單元的視角特性。
在圖3的液晶顯示裝置中，與前面情形一樣可省略保護(hù)膜7b或保護(hù)膜19a。然而，在省略保護(hù)膜7b的情形中，第二延遲區(qū)域12必須不僅具有隨后所述的特定光學(xué)特性，而且還具有保護(hù)偏振膜8的功能。在設(shè)置保護(hù)膜7b的情形中，優(yōu)選該保護(hù)膜厚度方向上的延遲Rth不超過40nm。此外，當(dāng)偏振膜20也由兩片保護(hù)膜19a和19b夾持時(shí)，可以省略掉靠近液晶層15一側(cè)的保護(hù)膜19a。在設(shè)置保護(hù)膜19a的情形中，該保護(hù)膜厚度方向上的延遲Rth的優(yōu)選范圍與保護(hù)膜7b的相同。此外，優(yōu)選保護(hù)膜7b和保護(hù)膜19a具有較薄的厚度，具體地說，厚度優(yōu)選不超過60μm。
在圖3的實(shí)施方案中，根據(jù)液晶單元的位置，第一延遲區(qū)域10和第二延遲區(qū)域12可設(shè)置在液晶單元和觀察者一側(cè)的偏振膜8之間，或者可設(shè)置在液晶單元和后面一側(cè)的偏振膜20之間。在這些實(shí)施方案的任意一個(gè)中，第一延遲區(qū)域10如此設(shè)置，即靠近液晶單元。
本發(fā)明的液晶顯示裝置不限于圖1到圖3中所示的結(jié)構(gòu)，而是可包含其他元件。例如，可在液晶層和偏振膜之間設(shè)置彩色濾色器。此外，可在偏振膜的保護(hù)膜表面施加抗反射處理或硬涂層。此外，可使用被賦予傳導(dǎo)率的組成元件。此外，在液晶顯示裝置為透射模式的情形中，可在后表面設(shè)置作為光源的冷陰極或熱陰極熒光管，或使用發(fā)光二極管、場(chǎng)致發(fā)射元件或電致發(fā)光元件的背光。在該情形中，背光可設(shè)置在圖2和圖3每一個(gè)的上側(cè)或下側(cè)。然而，因?yàn)椴恍枰Y(jié)合具有較高廢品率的抗反射或抗靜電處理的偏振板，所以更加優(yōu)選背光設(shè)置在附圖中的下側(cè)。此外，可在液晶層和背光之間設(shè)置反射型偏振板或擴(kuò)散板、或棱鏡片或光導(dǎo)板。此外，如前面所述，本發(fā)明的液晶顯示裝置可以是反射型的。在該情形中，僅在觀察側(cè)設(shè)置一片偏振板，在液晶單元后面或在液晶單元下側(cè)中的基板內(nèi)表面上設(shè)置反射膜。不用說，可在液晶單元的觀察一側(cè)中設(shè)置使用前述光源的前光。
本發(fā)明的實(shí)施方案包括直下式投影型和光調(diào)制型。包括3個(gè)或2個(gè)端子的半導(dǎo)體器件，如TFT或MIM的有源矩陣液晶顯示器的實(shí)施方案尤其有效。無源矩陣，或換句話說，時(shí)分驅(qū)動(dòng)液晶顯示器的實(shí)施方案與上面的實(shí)施方案一樣也是有效的。
之后將詳細(xì)描述在本發(fā)明液晶顯示裝置中使用的各個(gè)元件的光學(xué)特性、元件中使用的材料、及其制造方法。
在本發(fā)明的液晶顯示裝置的一個(gè)實(shí)施方案中，如圖2中所示，與第二延遲區(qū)域相比，第一延遲區(qū)域遠(yuǎn)離液晶單元設(shè)置。在該實(shí)施方案中，第一延遲區(qū)域具有從70nm到330nm的面內(nèi)延遲Re。為了便于有效減小傾斜方向上的光泄漏，第一延遲區(qū)域的Re更優(yōu)選從90nm到250nm，進(jìn)一步優(yōu)選從110nm到190nm。此外，由[Nz＝Rth/Re+0.5]確定的Nz大于0小于0.5，其中“Rth”是第一延遲區(qū)域厚度方向上的延遲；為了便于有效減小傾斜方向上的光泄漏，第一延遲區(qū)域的Nz更優(yōu)選為0.1或更大且小于0.4。不優(yōu)選Nz為0.5或更大的原因是因?yàn)樘岣邔?duì)比度所必需的Re變大，所以必須極高精確地粘附偏振板，且第二延遲區(qū)域中所需的Rth變大。
在該實(shí)施方案中，如此設(shè)置第一延遲區(qū)域，即在黑狀態(tài)時(shí)其慢軸與設(shè)置在靠近第一延遲區(qū)域位置中的偏振膜透射軸和液晶層的慢軸正交。
此外，在本發(fā)明的液晶顯示裝置的另一個(gè)實(shí)施方案中，如圖3中所示，與第二延遲區(qū)域相比，第一延遲區(qū)域靠近液晶單元設(shè)置。在該實(shí)施方案中，第一延遲區(qū)域具有從80nm到230nm的面內(nèi)延遲Re。為了便于有效減小傾斜方向上的光泄漏，第一延遲區(qū)域的Re更優(yōu)選從100nm到210nm，進(jìn)一步優(yōu)選從110nm到190nm。此外，由[Nz＝Rth/Re+0.5]確定的Nz大于0小于0.4，其中“Rth”是第一延遲區(qū)域厚度方向上的延遲；為了便于有效減小傾斜方向上的光泄漏，第一延遲區(qū)域的Nz更優(yōu)選為0.1或更大且小于0.35。不優(yōu)選Nz為0.4或更大的原因是因?yàn)樘岣邔?duì)比度所必需的Re變大，所以必須極高精確地粘附偏振板，且第二延遲區(qū)域中所需的Rth變大。
在該實(shí)施方案中，如此設(shè)置第一延遲區(qū)域，即在黑狀態(tài)時(shí)其慢軸與設(shè)置在靠近第一延遲區(qū)域位置中的偏振膜透射軸和液晶層的慢軸平行。
依照本發(fā)明，第一延遲區(qū)域并不特別限制其材料和形狀，只要其表現(xiàn)出前面的光學(xué)特性就行。例如，可使用由雙折射聚合物膜形成的任何延遲膜、通過在透明支撐體上涂覆包含高分子量化合物的組合物并將其加熱而生產(chǎn)的任何膜、以及包含延遲層的任何延遲膜，通過在透明支撐體上涂覆或轉(zhuǎn)印包含低分子量或高分子量液晶化合物的組合物來生產(chǎn)所述延遲層。第一延遲區(qū)域可包括多層，在這樣的實(shí)施方案中，可層疊兩個(gè)或多個(gè)雙折射膜、兩個(gè)或多個(gè)延遲層或至少一個(gè)雙折射層和至少一個(gè)延遲層。
作為能夠在本發(fā)明中使用作為第一延遲區(qū)域的雙折射聚合物膜，優(yōu)選具有優(yōu)秀可控能力的雙折射特性、透明度或熱阻抗，并具有較小的光彈性的聚合物膜。在該情形中，盡管使用的高分子量材料沒有特別限制，只要其能獲得均勻的雙軸配向就行，但優(yōu)選能通過溶劑澆鑄方法或擠壓成形系統(tǒng)將其形成膜的高分子量材料。其例子包括降冰片烯類聚合物、聚碳酸酯類聚合物、聚芳酯類聚合物、聚酯類聚合物、像聚砜這樣的芳族聚合物、像聚丙烯這樣的聚烯烴、?；w維素、和由這些聚合物的兩種或三種或多種的混合物形成的聚合物。
使用適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)，如利用輥的縱向拉伸系統(tǒng)或利用擴(kuò)布機(jī)的橫向拉伸系統(tǒng)或雙軸拉伸系統(tǒng)，通過拉伸所述膜可獲得膜的雙軸配向，該膜通過適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)，如擠壓成形系統(tǒng)或膜澆鑄系統(tǒng)制備。此外，該膜可通過在面方向上單軸或雙軸拉伸所述膜且還在厚度方向上拉伸的方法等控制厚度方向上的折射率來制備。此外，可通過將熱收縮膜粘結(jié)到聚合物膜、通過加熱在熱收縮膜的收縮力下利用熱收縮膜來拉伸和/或收縮聚合物膜以獲得配向來獲得所述膜(JP-A-5-157911，JP-A-11-125716，JP-A-2001-13324等中描述了該方法)。利用適當(dāng)?shù)募訜岱椒ǎ缋脽彷伡訜?、加熱空氣和組合使用這些方法的方法在加熱情況下利用輥來執(zhí)行前面的縱向拉伸。此外，對(duì)于利用擴(kuò)布機(jī)的雙軸拉伸系統(tǒng)，可使用適當(dāng)?shù)姆椒?，如完全利用擴(kuò)布機(jī)系統(tǒng)的同時(shí)雙軸拉伸方法和利用輥/擴(kuò)布機(jī)方法的連續(xù)雙軸拉伸方法。
此外，優(yōu)選不均勻配向和不均勻延遲較小的膜。盡管膜厚度能夠根據(jù)延遲等適當(dāng)確定，但一般地，從薄化的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選1到300μm，更優(yōu)選10到200μm，進(jìn)一步優(yōu)選20到150μm。
在本發(fā)明液晶顯示裝置的一個(gè)實(shí)施方案中，如圖2中所示，與第一延遲區(qū)域相比，第二延遲區(qū)域設(shè)置在靠近液晶單元的位置中。在該實(shí)施方案中，優(yōu)選第二延遲區(qū)域平面內(nèi)的折射率nx和ny大致彼此相等，其間的差優(yōu)選不超過0.05，更優(yōu)選不超過0.02，進(jìn)一步優(yōu)選不超過0.01。在第二延遲區(qū)域的平面內(nèi)不包括任何光軸。此外，第二延遲區(qū)域優(yōu)選具有不超過100nm的面內(nèi)延遲Re。Re更優(yōu)選不超過50nm，進(jìn)一步優(yōu)選不超過20nm。此外，厚度方向上的延遲Rth優(yōu)選從10nm到140nm，更優(yōu)選從30nm到130nm，進(jìn)一步優(yōu)選從60nm到110nm。
在該實(shí)施方案中，當(dāng)?shù)诙舆t區(qū)域慢軸的位置沒有特別限定時(shí)，在第二延遲區(qū)域的Re超過20nm的情形中，在第二延遲區(qū)域中，優(yōu)選所述慢軸平行于設(shè)置在所述靠近位置的偏振膜的透射軸設(shè)置。依照該設(shè)置，例如，第一延遲區(qū)域的厚度可做得較薄。
更詳細(xì)地說，在其中第一延遲區(qū)域的Nz值取較大值為大約0.4的實(shí)施方案中，第二延遲區(qū)域的Rth優(yōu)選從30nm到100nm，而在其中第一延遲區(qū)域的Nz值取較小值為大約0.1的實(shí)施方案中，第二延遲區(qū)域的Rth優(yōu)選從80到120nm。在其中第一延遲區(qū)域的Nz取中間值為大約0.25的實(shí)施方案中，第二延遲區(qū)域的Rth優(yōu)選從60到100nm。然而，前面優(yōu)選的范圍是對(duì)于包括至少一個(gè)保護(hù)膜的實(shí)施方案的優(yōu)選范圍，保護(hù)膜在厚度方向上具有從40nm到-100nm的延遲Rth，且其用于保護(hù)液晶單元與偏振膜之間的偏振膜。
在本發(fā)明液晶顯示裝置的另一個(gè)實(shí)施方案中，如圖3中所示，與第一延遲區(qū)域相比，第二延遲區(qū)域遠(yuǎn)離液晶單元設(shè)置。在該實(shí)施方案中，優(yōu)選第二延遲區(qū)域平面內(nèi)的折射率nx和ny大致彼此相等，其間的差優(yōu)選不超過0.05，更優(yōu)選不超過0.02，進(jìn)一步優(yōu)選不超過0.01。在第二延遲區(qū)域的平面內(nèi)不包括任何光軸。此外，第二延遲區(qū)域優(yōu)選具有不超過100nm的面內(nèi)延遲Re。Re更優(yōu)選不超過50nm，進(jìn)一步優(yōu)選不超過20nm。此外，厚度方向上的延遲Rth優(yōu)選從20nm到120nm，更優(yōu)選從25nm到100nm，進(jìn)一步優(yōu)選從30nm到80nm。
在該實(shí)施方案中，當(dāng)?shù)诙舆t區(qū)域慢軸的位置沒有特別限定時(shí)，在第二延遲區(qū)域的Re超過20nm的情形中，在第二延遲區(qū)域中，優(yōu)選所述慢軸垂直于設(shè)置在所述靠近位置的偏振膜的透射軸設(shè)置。依照該設(shè)置，例如，第一延遲區(qū)域的厚度可做得較薄。
更詳細(xì)地說，在其中第一延遲區(qū)域的Nz值取較大值為大約0.4的實(shí)施方案中，第二延遲區(qū)域的Rth優(yōu)選從30nm到40nm，而在其中第一延遲區(qū)域的Nz值取較小值為大約0.1的實(shí)施方案中，第二延遲區(qū)域的Rth優(yōu)選從70到80nm。在其中第一延遲區(qū)域的Nz取中間值為大約0.25的實(shí)施方案中，第二延遲區(qū)域的Rth優(yōu)選從50到70nm。然而，前面優(yōu)選的范圍是對(duì)于包括至少一個(gè)保護(hù)膜的實(shí)施方案的優(yōu)選范圍，保護(hù)膜在厚度方向上具有從40nm到-50nm的延遲Rth，且其用于保護(hù)液晶單元與偏振膜之間的偏振膜。
前述第二延遲區(qū)域?qū)τ谄洳牧喜]有特別限定，只要其具有前述的光學(xué)特性就行。例如，可使用由雙折射聚合物膜形成的任何延遲膜和包含延遲層的任何膜，通過在透明支撐體上涂覆或轉(zhuǎn)印包含低分子量或高分子量液晶化合物的組合物來生產(chǎn)所述延遲層。第二延遲區(qū)域可包括多層，在這樣的實(shí)施方案中，可層疊兩個(gè)或多個(gè)雙折射膜、兩個(gè)或多個(gè)延遲層或至少一個(gè)雙折射層和至少一個(gè)延遲層。
通過單軸或雙軸拉伸聚合物膜可很容易地制造由具有前述光學(xué)特性的雙折射聚合物膜形成的延遲膜(例如，JPA No.2002-139621和JPANo.2002-146045)。在不使用任何拉伸步驟的情況下通過溶劑澆鑄方法，一些?；w維素可產(chǎn)生這種光學(xué)特性。由這種?；w維素形成的膜優(yōu)選用在第二延遲區(qū)域中。在JPA No.2000-275434，JPA No.2001-166144，JPA No.2002-161144和JPA No.2002-90541中描述了這種?；w維素的例子。作為聚合物膜的材料，一般使用合成聚合物(例如，聚碳酸酯，聚砜，聚醚砜，聚丙烯酸酯，聚丙烯酸甲酯，降冰片烯聚合物和?；w維素)。
通過在基板或臨時(shí)基板上涂覆包含手性(chiral)結(jié)構(gòu)單元的棒狀膽甾型液晶組合物、將其螺旋軸大致垂直于基板配向、然后將其固定，可制造由包含具有前述光學(xué)特性的液晶化合物的組合物形成的延遲層。在臨時(shí)基板上形成前述延遲層的情形中，可通過將形成的延遲層轉(zhuǎn)印到基板上來形成所述延遲層。此外，還使用將具有負(fù)雙折射(指向矢垂直于基板配向)的碟狀液晶化合物垂直配向并將其固定而制備的延遲層以及通過在基板上涂覆和固定聚酰亞胺聚合物而制備的延遲層。此外，具有前述光學(xué)特性的第二延遲區(qū)域包括多個(gè)延遲層。此外，第二延遲區(qū)域可如此構(gòu)造，即支撐體和延遲層疊層的整體滿足前述光學(xué)特性。
通過涂覆包含碟狀液晶化合物的涂覆液體，如果需要的話給基板上形成的垂直配向?qū)油扛簿酆弦l(fā)劑、空氣界面垂直配向劑(如日本專利申請(qǐng)第2003-388308號(hào)中所述的)以及其他添加劑，來制造含有由包含碟狀液晶化合物的組合物形成的延遲層的第二延遲區(qū)域。作為用于將碟狀液晶分子垂直配向的配向?qū)?，可使用由聚乙烯醇、聚酰亞胺、聚酰胺、聚丙烯酸酯等形成的具有小?.1％重量含量的固體，如有機(jī)酸或鹽的配向?qū)?。在形成配向?qū)又螅瑘?zhí)行摩擦或者不執(zhí)行摩擦。
此外，對(duì)于所使用的碟狀液晶化合物的例子、在制備涂覆液體的過程中使用的溶劑的例子、涂覆方法的例子、其他材料，如聚合引發(fā)劑和聚合單體、以及在形成延遲膜的過程中使用的基板，類似地參考日本專利申請(qǐng)第2004-37835號(hào)的描述。
本發(fā)明的液晶顯示裝置包括能保護(hù)偏振膜的保護(hù)膜。保護(hù)膜優(yōu)選為在可見光區(qū)域不具有吸收性，具有80％或更大的光透射率，并具有基于雙折射的較小延遲。具體地說，面內(nèi)Re優(yōu)選從0到30nm，更優(yōu)選從0到15nm，最優(yōu)選從0到5nm。此外，在與第二延遲區(qū)域相比，第一延遲區(qū)域更靠近液晶單元設(shè)置的實(shí)施方案，例如圖2中所示的實(shí)施方案中，設(shè)置在液晶單元一側(cè)的保護(hù)膜(例如圖2中的7b和19a)的Rth優(yōu)選不超過40nm，更優(yōu)選從40nm到-100nm，進(jìn)一步優(yōu)選從40nm到-50nm，最優(yōu)選從20nm到-20nm。此外，在與第一延遲區(qū)域相比，第二延遲區(qū)域更靠近液晶單元設(shè)置的實(shí)施方案，例如圖3中所示的實(shí)施方案中，設(shè)置在液晶單元一側(cè)的保護(hù)膜(例如圖3中的7b和19a)的Rth優(yōu)選不超過40nm，更優(yōu)選從40nm到-50nm，進(jìn)一步優(yōu)選從20nm到-20nm。其他保護(hù)膜(例如圖2和3中的7a和19b)的光學(xué)特性沒有特別限定。
此外，從使Rth較小的觀點(diǎn)看，保護(hù)膜的厚度，尤其是設(shè)置在液晶單元一側(cè)的保護(hù)膜的厚度優(yōu)選不超過60μm，更優(yōu)選不超過50μm，進(jìn)一步優(yōu)選不超過40μm。然而，為了滿足前述光學(xué)特性的目的，在保護(hù)膜由多層形成的情形中，厚度的優(yōu)選范圍不限于該范圍。
作為保護(hù)膜，盡管可適宜使用任何膜，只要其滿足前面的特性就行，但從偏振膜的耐久性觀點(diǎn)看，更優(yōu)選該膜包括?；w維素或降冰片烯類膜。
降冰片烯類聚合物是包含降冰片烯類單體，如降冰片烯及其衍生物、四環(huán)碳十二烯及其衍生物、二環(huán)戊二烯及其衍生物、甲烷四氫芴(methanotetrahydrofluorene)及其衍生物作為主要成分的單體的聚合物；其例子包括降冰片烯類單體的開環(huán)聚合物、降冰片烯類單體和可與其開環(huán)共聚的其他單體的開環(huán)共聚物、降冰片烯類單體的加聚物、降冰片烯類單體和可與其共聚的其他單體的加成共聚物、以及它們的氫化產(chǎn)物。其中，從抗熱和機(jī)械強(qiáng)度等的觀點(diǎn)看，最優(yōu)選降冰片烯的單體類開環(huán)聚合物的氫化產(chǎn)物。根據(jù)使用目的來選擇降冰片烯類聚合物、單環(huán)烯烴的聚合物、或環(huán)共軛二烯烴的聚合物的分子量。然而，就換算為通過環(huán)己烷溶液(或者當(dāng)聚合物不溶于環(huán)己烷中時(shí)為甲苯溶液)的凝膠滲透色譜法測(cè)量的聚異戊二烯或聚苯乙烯的重均分子量來說，當(dāng)分子量一般在從5,000到500,000，優(yōu)選從8,000到200,000，更優(yōu)選從10,000到100,000的范圍內(nèi)時(shí)，很好地平衡了機(jī)械強(qiáng)度和膜的成形加工性能，因此這是適宜的。
?；w維素沒有特別限定，無論?；鶊F(tuán)是脂肪族基團(tuán)還是芳基基團(tuán)都可以。其例子包括纖維素的烷基羰基酯、烯基羰基酯或芳基羰基酯和芳基烷基羰基酯；這些酯可進(jìn)一步具有取代基團(tuán)，優(yōu)選酯基團(tuán)總共具有不超過22個(gè)碳原子。在酯族中，優(yōu)選的?；w維素的例子包括具有?；鶊F(tuán)、烯丙基羰基基團(tuán)、芳基羰基基團(tuán)、或苯乙烯醛基基團(tuán)的?；w維素，所述?；鶊F(tuán)具有總數(shù)不超過22個(gè)的碳原子，例如乙?；⒈；?、丁?；?、戊?；?、庚酰基、辛酰基、癸酰基、十二烷酰基、十三烷酰基、十六烷酰基、和十八烷酰基，所述烯丙基羰基基團(tuán)例如丙烯?；彤惗∠；?，所述芳基羰基基團(tuán)例如苯甲酰基和萘基。在這些中，優(yōu)選醋酸纖維素、醋酸丙酸纖維素、醋酸丁酸纖維素、醋酸硬脂酸纖維素和醋酸苯酸纖維素。當(dāng)使用混合的酯時(shí)，盡管其比率沒有特別限定，但優(yōu)選乙酸酯在整個(gè)酯中摩爾量占30％或更多。
其中，優(yōu)選?；w維素，尤其優(yōu)選照相級(jí)別的一些?；w維素。當(dāng)滿足級(jí)別，如粘度平均聚合度和取代度時(shí)，可在商業(yè)上獲得照相級(jí)別的?；w維素。照相級(jí)別的纖維素三乙酸酯的制造商的例子包括Daicel Chemical Industries，Ltd.(例如，LT-20，30，40，50，70，35，55和105)、Eastman Kodak Company(例如，CAB-551-0.01，CAB-551-0.02，CAB-500-5，CAB-381-0.5，CAB-381-02，CAB-381-20，CAB-321-0.2，CAP-504-0.2，CAP-482-20和CA-398-3)、Courtaulds FibersLimited和Hoechst AG，且可以使用所有的照相級(jí)別的?；w維素。此外，為了控制膜的機(jī)械特性和光學(xué)特性，可以混合增塑劑(相對(duì)于纖維素脂的重量，優(yōu)選添加量為0.1到20wt％，此后類同)、改性劑(0.1到20wt％)、UV吸收劑(0.01到wt5％)、具有5到3000nm平均粒徑的微小顆粒(0.001到5wt％)、氟類表面活性劑(0.001到2wt％)、剝離劑(0.0001到2wt％)、抗降解劑(0.0001到2wt％)、控制光學(xué)各向異性的試劑(0.1到15wt％)、IR吸收劑(0.1到5wt％)等(參考文獻(xiàn)JPA No.2002-277632，JPA No.2002-182215，2001年3月15日由Japan Institute of Invention and Innovation公開的Kohkai GihoNo.2001-1745的第16到22頁)。
作為將透明聚合物模壓為片或膜的方法，例如，可以使用熱熔成型方法和溶劑澆鑄方法。更具體地說，熱熔成型方法可以分為擠出成型方法、按壓成型方法、膨脹成型方法、注射成型方法、吹氣成型方法和拉伸成型方法。在這些方法中，為了獲得機(jī)械強(qiáng)度、表面精度等出色的膜，優(yōu)選擠出成型方法、膨脹成型方法和按壓成型方法；最優(yōu)選擠出成型方法。根據(jù)使用目的和成型方法適當(dāng)選擇成型條件。在依照熱熔成型方法的情形中，圓柱體溫度適當(dāng)設(shè)為優(yōu)選從100到400℃，更優(yōu)選從150到350℃。前述片或膜的厚度優(yōu)選從10到300μm，更優(yōu)選從30到200μm。
在優(yōu)選從(Tg-30℃)到(Tg+60℃)，更優(yōu)選從(Tg-10℃)到(Tg+50℃)范圍內(nèi)的溫度時(shí)，優(yōu)選在至少一個(gè)方向上以1.01到2倍的拉伸比例進(jìn)行前述片或膜的拉伸，其中Tg表示上述透明聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。拉伸方向?yàn)橹辽僖粋€(gè)方向。在通過擠出成型獲得所述片的情形中，其方向優(yōu)選為聚合物的機(jī)械流動(dòng)方向(擠出方向)。作為拉伸方法，優(yōu)選自由收縮單軸拉伸方法、寬度固定單軸拉伸方法、和雙軸拉伸方法。通過控制拉伸比例和加熱溫度來控制光學(xué)特性。
對(duì)于制造酰化纖維素膜的方法和設(shè)備，這里使用的是之前一般在現(xiàn)有技術(shù)中使用的溶劑澆鑄方法和溶劑澆鑄設(shè)備。將在溶解器(罐)中制備的濃液(聚合物溶液)一次存儲(chǔ)在存儲(chǔ)罐中，其中使?jié)庖喝コ菽⒁蚨罱K制備，濃液的溫度保持為特定溫度，例如30℃，通過例如能根據(jù)旋轉(zhuǎn)數(shù)精確供給濃液的測(cè)量壓力齒輪泵將濃液取出并供給進(jìn)壓模中，然后通過壓模的狹縫將濃液均勻地澆鑄到不斷運(yùn)轉(zhuǎn)的金屬支撐體的鑄造元件上，在金屬支撐體幾乎旋轉(zhuǎn)一周的剝離點(diǎn)處，將還是濕的濃液膜(這稱作網(wǎng)膜)從金屬支撐體剝離。在該澆鑄步驟中，可同時(shí)澆鑄或共同澆鑄兩種或多種濃液。
澆鑄步驟中的外部溫度優(yōu)選設(shè)在-50℃到50℃，更優(yōu)選從-30℃到40℃、最優(yōu)選從-20℃到30℃的范圍內(nèi)。如果?；w維素溶液以較低的溫度流動(dòng)澆鑄到支撐元件上，溶液就會(huì)快速冷卻在支撐元件上，且提高了凝膠強(qiáng)度。因而，可獲得包含大量有機(jī)溶劑的膜并可在短時(shí)間內(nèi)從支撐元件剝離，不需要蒸發(fā)有機(jī)溶劑?？梢杂每諝饣虻?dú)狻寤蚝怏w冷卻流延制膜系統(tǒng)周圍的環(huán)境。流延制膜在0到70％，優(yōu)選0到50％的相對(duì)濕度時(shí)進(jìn)行。其上澆鑄有酰化纖維素溶液的支撐元件(流延制膜元件)的溫度優(yōu)選設(shè)在-50到130℃，更優(yōu)選-30到25℃，最優(yōu)選-20到15℃的范圍內(nèi)。為了冷卻流延制膜元件，可在流延制膜元件中引入冷卻的空氣?？墒褂迷O(shè)置在流延制膜元件處的冷卻裝置冷卻流延制膜元件。在冷卻步驟中避免流延制膜元件上的露珠凝結(jié)是很重要的。使用氣體，優(yōu)選使用干燥氣體來冷卻。
接下來，當(dāng)夾住如此獲得的網(wǎng)膜的兩端以確保其寬度時(shí)，用擴(kuò)布機(jī)傳遞網(wǎng)膜并干燥，然后進(jìn)一步用輥將其傳遞到將網(wǎng)膜進(jìn)行徹底干燥的干燥器中，之后將其圍繞卷繞機(jī)卷起到預(yù)定寬度。根據(jù)所制造的膜的目的，可以改變具有輥的擴(kuò)布機(jī)和干燥器的組合。
干燥膜的殘余溶劑含量優(yōu)選在0到5wt％、更優(yōu)選0到2wt％，更加優(yōu)選0到1wt％的范圍內(nèi)。在干燥后，在裁減掉其邊緣的同時(shí)卷起所述膜。優(yōu)選的寬度為從0.5到5m，更優(yōu)選的寬度為從0.7到3m，最優(yōu)選的寬度為從1到2m。優(yōu)選卷起的長度為從300到30000m，更優(yōu)選的長度為從500到10000m，更加優(yōu)選的長度為從1000到7000m。
為了將所述膜的Re或Rth設(shè)定在優(yōu)選的范圍內(nèi)，可執(zhí)行拉伸。在干燥步驟前的任何階段(例如在完成干燥之前在從支撐元件剝離所述膜之后的階段)或在干燥之后的任何階段處都可進(jìn)行拉伸。在膜形成步驟之后，可以不間斷地(在線)執(zhí)行拉伸，或者在膜形成步驟和卷起步驟之后任何間斷地(脫機(jī))進(jìn)行拉伸。
在優(yōu)選Tg℃到(Tg+50℃)，更優(yōu)選(Tg+1℃)到(Tg+30℃)，最優(yōu)選(Tg+2℃)到(Tg+20℃)的范圍內(nèi)的溫度時(shí)執(zhí)行拉伸。拉伸度理想地在1％到500％，更優(yōu)選3％到400％，更加優(yōu)選5％到300％的范圍內(nèi)?？梢宰鳛橐粋€(gè)步驟或多個(gè)步驟執(zhí)行拉伸。
可以使用兩對(duì)或多對(duì)壓送輥在長度方向上(縱向拉伸)執(zhí)行這種拉伸，或者使用夾子夾住膜的兩個(gè)邊緣在與長度方向的正交方向上(橫向拉伸)執(zhí)行拉伸。一般地，依照拉伸方法，當(dāng)拉伸度較大時(shí)，可獲得表現(xiàn)出較大Rth的膜。通過在縱向拉伸的拉伸度與橫向拉伸的拉伸度之間設(shè)定較大的差可獲得表現(xiàn)出較大Re的膜。
作為使酰化纖維素膜的Rth變小的方法，將該膜與具有非平面結(jié)構(gòu)的化合物混合是有效的。此外，可列舉出在JPA No.hei 11-246704、JPA No.2001-247717和日本專利申請(qǐng)No.2003-379975中所述的方法。此外，通過使?；w維素膜的厚度變小可使Rth變小。
通過添加能降低Rth的試劑或通過使用具有不小于2.87取代度的酰化纖維素，可制造具有負(fù)Rth的膜。
能降低Rth的試劑選自可打亂?；w維素分子的取向且本身不取向和/或具有較低極化各向異性的化合物；優(yōu)選選自具有用于打亂?；w維素分子取向的極性基團(tuán)和非極性基團(tuán)的化合物。對(duì)于打亂酰化纖維素分子的取向或降低極化各向異性，試劑優(yōu)選選自柔性化合物，如液晶化合物，如果化合物具有多個(gè)芳香環(huán)，則優(yōu)選環(huán)不位于同一個(gè)平面中。相對(duì)于?；w維素的重量，能降低Rth的試劑的量優(yōu)選從0.1到30wt％，更優(yōu)選從1到25wt％，更加優(yōu)選從5到20wt％。
依照使用具有不小于2.87取代度的?；w維素的方法，優(yōu)選的膜以與上述相同的方式通過流動(dòng)澆鑄濃液獲得，該濃液通過在冷卻的條件下將?；w維素溶解在鹵代烴或鹵代烴和醇的混合溶劑中來制備。取代度優(yōu)選不小于2.87，更優(yōu)選從2.87到.96，更加優(yōu)選從2.88到2.95，最優(yōu)選從2.90到2.95。
用于制備濃液的溶劑的優(yōu)選例子包括二氯甲、甲酸甲酯、甲酸乙酯、醋酸甲酯、丙酮、甲基乙基酮、環(huán)戊酮、環(huán)己酮、甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、環(huán)己醇、乙酰乙酸甲酯、己烷和環(huán)己烷。從纖維素脂溶解度的觀點(diǎn)來看，相對(duì)于溶劑的總重量，溶劑優(yōu)選包含含量為10到30wt％，更優(yōu)選11到30wt％，更加優(yōu)選12到25wt％的醇。
從降低Rth的觀點(diǎn)來看，相對(duì)于溶劑的總重量，在溶劑中理想地包含含量為1到10wt％，更優(yōu)選1.5到8wt％，更加優(yōu)選2到6wt％的對(duì)于?；w維素較弱、具有不低于95℃沸點(diǎn)的有機(jī)溶劑，其在干燥步驟的早期階段時(shí)不會(huì)隨鹵代烴蒸發(fā)，且其逐漸濃縮。從降低從帶剝離的負(fù)載及降低Rth的觀點(diǎn)來看，這種具有不低于95℃沸點(diǎn)的弱有機(jī)溶劑優(yōu)選選自醇；從減小干燥和提高生產(chǎn)率的難度的觀點(diǎn)來看，優(yōu)選使用兩種或多種醇，其中一個(gè)具有不低于95℃的沸點(diǎn)，另一個(gè)具有低于95℃的沸點(diǎn)。
?；w維素溶液優(yōu)選根據(jù)冷卻溶解方法來制備，并可根據(jù)冷卻溶解方法和高溫溶解方法的結(jié)合來制備。在JPA No.syo 58-127737，JPANo.syo 61-106628，JPA No.hei 2-276830，JPA No.hei 4-259511，JPA No.hei 5-163301，JPA No.hei 9-95544，JPA No.hei 10-45950，JPA No.hei10-95854，JPA No.hei 11-71463，JPA No.hei 11-302388，JPA No.hei11-322946，JPA No.hei 11-322947，JPA No.hei 11-323017，JPA No.2000-53784，JPA No.2000-273184，JPA No.2000-273239等中詳細(xì)描述了制備酰化纖維素溶液的方法。
通過在膜的厚度方向上拉伸聚合物膜(例如JPA No.2000-162436)或者涂覆乙烯咔唑類聚合物并干燥(例如JPA No.2001-091746)，很容易制造用于具有Rth為負(fù)的這種光學(xué)特性的偏振膜的保護(hù)膜。此外，保護(hù)膜包含液晶材料，例如其是由包含具有Rth為負(fù)的這種光學(xué)特性的液晶化合物的組合物形成的延遲層。該延遲層的例子包括通過配向包含手性結(jié)構(gòu)單元的膽甾型碟狀液晶化合物或其組合物以使其旋轉(zhuǎn)軸大致垂直于基板并將其固定而制造的層、和通過大致垂直于基板配向具有正折射率各向異性的棒狀液晶化合物或其組合物并將其固定而制造的層(例如，見JPA No.hei 6-331826和日本專利No.2,853,064)。棒狀液晶化合物可以為低分子化合物或高分子化合物。此外，除一片延遲層之外，可通過層疊多個(gè)延遲層來構(gòu)造具有Rth為負(fù)的這種光學(xué)特性的保護(hù)膜。此外，可如此構(gòu)造保護(hù)膜，即支撐體和延遲層的整個(gè)疊層滿足前面的光學(xué)特性。作為所使用的棒狀液晶化合物，適宜使用在進(jìn)行配向和固定的溫度范圍內(nèi)呈現(xiàn)向列液晶相、近晶液晶相、或者溶致液晶相的液晶化合物。優(yōu)選其中可獲得均勻垂直配向并沒有波動(dòng)的、表現(xiàn)出近晶A相和B相的液晶。特別是，對(duì)于在存在添加劑時(shí)在適當(dāng)配向溫度中變?yōu)榍笆鲆壕顟B(tài)的棒狀液晶化合物，還優(yōu)選通過使用包含上述添加劑和棒狀液晶化合物的組合物來形成所述層。
為了提高保護(hù)膜與設(shè)置在其上的層(粘結(jié)層、鈍化層、配向?qū)?、延遲層、抗反射層、硬涂層、抗靜電層或抗眩層)之間的粘結(jié)性，使所述膜經(jīng)過表面處理，例如輝光放電處理、電暈放電處理、紫外光(UV)處理、火焰處理或皂化處理(酸皂化處理或堿皂化處理)。優(yōu)選輝光放電處理和堿皂化處理。使用或不使用這種表面處理，可形成底涂層(粘結(jié)層)。在Japan Institute of Invention and Innovation的2001年3月5日公開的Kokai Giho No.2001-1745的32頁上詳細(xì)描述了該底涂層。此外，為了在轉(zhuǎn)移步驟中賦予滑性并在卷起之后阻止背面與表面之間的粘結(jié)，對(duì)于保護(hù)膜或縱向保護(hù)膜，優(yōu)選使用通過在支撐體一側(cè)上涂覆聚合物層制造的保護(hù)膜，所述聚合物層其中混合有具有大約10到100nm平均顆粒尺寸和5％到40％固體重量百分比的無機(jī)顆粒，或者使用沿著支撐體共同澆鑄的保護(hù)膜。在Japan Institute of Invention andInnovation的2001年3月5日公開的Kokai Giho No.2001-1745的32到45頁上詳細(xì)描述了形成在?；w維素膜上的各種功能層，這些都可以用于本發(fā)明。
實(shí)施例下面的段落將參照特定的實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明。注意，在不脫離本發(fā)明的精神的情況下，可適當(dāng)改變?nèi)魏尾牧?、反?yīng)物、使用的量或比例、操作等等。因此本發(fā)明的范圍并不意味著限制于下面所述的特定實(shí)施例。
<IPS模式液晶單元No.1的制備>
如圖1中所示，在一片玻璃基板上以相鄰電極之間為20μm的間隔設(shè)置電極(圖1中的2和3)，在其上設(shè)置作為配向膜的聚酰亞胺膜并使其經(jīng)過摩擦處理。在圖1中所示的方向4上執(zhí)行摩擦處理。在一片玻璃基板的一個(gè)表面上設(shè)置聚酰亞胺膜，其分別制備并經(jīng)過摩擦處理，由此形成配向膜。疊加兩片玻璃基板并彼此以這樣的方式層疊，即配向膜彼此相對(duì)，基板之間的間隙(d)調(diào)整為3.9μm，兩片玻璃基板的摩擦方向平行。接下來，在其中裝入具有折射率各向異性(Δn)為0.0769、正介電各向異性(Δε)為4.5的向列液晶組合物。液晶層具有d·Δn為300nm的值。
<第一延遲區(qū)域No.1到4的制備>
在具有80μm厚和120nm Re的聚碳酸酯膜的兩個(gè)表面上通過丙烯酸粘結(jié)層粘結(jié)由單軸拉伸聚酯膜形成的熱縮膜，從而它們的慢軸垂直相交。在160℃時(shí)加熱該疊層且在收縮該熱縮膜的同時(shí)使用拉伸單元進(jìn)行調(diào)整，以分別在寬度方向上具有收縮之前長度92％，88％和96％的長度。之后，將熱縮膜分離，從而分別獲得第一延遲區(qū)域No.1、第一延遲區(qū)域No.2、第一延遲區(qū)域No.3和第一延遲區(qū)域No.4。
使用自動(dòng)雙折射分析器(KOBRA-21ADH，由Oji ScientificInstruments制造)測(cè)量Re的光入射角相關(guān)性，并計(jì)算它們的光學(xué)特性。結(jié)果，確定了第一延遲區(qū)域No.1具有160nm的Re，-40nm的Rth和0.25的Nz；第一延遲區(qū)域No.2具有150nm的Re，-60nm的Rth和0.10的Nz；第一延遲區(qū)域No.3具有140nm的Re，-21nm的Rth和0.35的Nz；第一延遲區(qū)域No.4具有120nm的Re，-26nm的Rth和0.28的Nz。
<第二延遲區(qū)域No.1和2的制備>
在混合罐中，填充下面的組合物并在加熱條件下攪拌以將各個(gè)成分溶解在其中，由此制備具有下面配方的醋酸纖維素溶液。
醋酸纖維素溶液的配方具有60.9％乙酰化度的醋酸纖維素100重量份磷酸三苯酯(增塑劑)7.8重量份磷酸聯(lián)苯二苯基酯(增塑劑) 3.9重量份二氯甲烷(第一溶劑)300重量份甲醇(第二溶劑)54重量份1-丁醇(第三溶劑) 11重量份在另一個(gè)混合罐中，填充16重量份的下述延遲增強(qiáng)劑、80重量份的二氯甲烷和20重量份的甲醇，并在加熱條件下攪拌，由此制備延遲增強(qiáng)劑溶液。將6重量份的延遲增強(qiáng)劑溶液與487重量份的醋酸纖維素溶液混合，并徹底地?cái)嚢柙摶旌衔?，從而制備濃液?br> 延遲增強(qiáng)劑 使用薄帶澆鑄機(jī)器澆鑄所得的濃液。在薄帶上膜表面溫度達(dá)到40℃后，在60℃時(shí)用暖空氣干燥該膜一分鐘，然后從薄帶剝離。接下來，在140℃時(shí)用干燥空氣干燥該膜10分鐘，由此制備具有80μm厚度的膜。
通過使用自動(dòng)雙折射分析器(KOBRA-21ADH，由Oji ScientificInstruments制造)測(cè)量Re的光入射角相關(guān)性來確定該膜的光學(xué)特性。結(jié)果，該膜具有5nm的Re和80nm的Rth。該膜用作第二延遲區(qū)域No.1。
以與第二延遲區(qū)域No.1相同的方式制備一膜，不同在于濃液的釋放量改變，從而該膜的厚度為60μm。通過使用自動(dòng)雙折射分析器(KOBRA-21ADH，由Oji Scientific Instruments制造)測(cè)量Re的光入射角相關(guān)性來確定該膜的光學(xué)特性。結(jié)果，該膜具有2nm的Re和67nm的Rth。該膜用作第二延遲區(qū)域No.2。
<偏振板保護(hù)膜No.1到3的制備>
(偏振板保護(hù)膜No.1)在混合罐中，填充下面的成分并在加熱條件下攪拌，以將各個(gè)成分溶解在其中，由此制備醋酸纖維素溶液A。
<醋酸纖維素溶液A的配方>
具有2.86取代度的醋酸纖維素100重量份磷酸三苯酯(增塑劑)7.8重量份磷酸聯(lián)苯二苯基酯(增塑劑) 3.9重量份二氯甲烷(第一溶劑)300重量份甲醇(第二溶劑)54重量份1-丁醇(第三溶劑) 11重量份在另一個(gè)混合罐中，填充下面的成分并在加熱條件下攪拌，以將各個(gè)成分溶解在其中，由此制備添加劑溶液B-1。
<添加劑溶液B-1的配方>
二氯甲烷80重量份甲醇20重量份光學(xué)各向異性減小劑 40重量份具有下面的分子式
給477重量份的醋酸纖維素溶液A添加40重量份的添加劑溶液B-1，并將混合物徹底攪拌，由此制備濃液。將濃液從澆鑄噴嘴澆鑄到冷卻為0℃的鼓上。在溶劑含量為70％重量份的狀態(tài)時(shí)將膜剝離，通過針擴(kuò)布機(jī)(JPA No.hei 4-1009的圖3中所述的針擴(kuò)布機(jī))將寬度方向上的膜的兩端每個(gè)都固定，并在保持間隙的同時(shí)干燥所述膜，從而在具有溶劑含量為3到5％重量份的狀態(tài)中，橫向方向(與加工方向垂直的方向)上的拉伸比例為3％。之后，通過在熱處理單元的輥之間傳送來進(jìn)一步干燥所述膜，由此制備了具有80μm厚度的偏振板保護(hù)膜No.1。
使用自動(dòng)雙折射分析器(KOBRA-21ADH，由Oji ScientificInstruments制造)測(cè)量Re的光入射角相關(guān)性，并計(jì)算其光學(xué)特性。結(jié)果，確定偏振板保護(hù)膜No.1具有1nm的Re和6nm的Rth。
(偏振板保護(hù)膜No.2)使用商業(yè)上可獲得的醋酸纖維素膜(FUJITAC TD80UF，由FujiPhoto Film Co.，Ltd.制造，Re＝2nm，Rth＝48nm)，使其表面經(jīng)過皂化處理，然后使用絲桿涂敷器以2.4mL/m2涂敷商業(yè)上可獲得的已經(jīng)用甲基乙基酮(1∶1)稀釋的垂直配向膜(JALS-204R，由JSR Corporation制造)。緊接之后，用暖空氣在120℃將所得的膜干燥120秒。
在配向膜上，通過#2.3絲桿涂敷1.8g下面的棒狀液晶化合物、0.06g光聚合引發(fā)劑(IRGACURE 907，由Ciba-Geigy AG制造)、0.02g敏化劑(KAYACURE DETX，由Nippon Kayaku Co.，Ltd.制造)、和溶解在9.2g甲基乙基酮中的在用于空氣界面處垂直配向的0.002g下面的試劑。將所得的配向膜粘在金屬框架上并在100℃時(shí)在恒溫器中加熱2分鐘，由此配向棒狀液晶化合物。接下來，在100℃時(shí)使用120W/cm的高壓汞蒸汽燈在UV輻射下將棒狀液晶化合物交聯(lián)30秒，隨后冷卻到室溫。如此制備了偏振板保護(hù)膜No.2。
棒狀液晶化合物 用于在空氣界面處垂直配向的試劑 使用自動(dòng)雙折射分析器(KOBRA-21ADH，由Oji ScientificInstruments制造)測(cè)量偏振板保護(hù)膜No.2的Re的光入射角相關(guān)性。結(jié)果，Re為2nm，Rth為-15nm。此外，偏振板保護(hù)膜2具有83nm的整體厚度。
(偏振板保護(hù)膜No.3)(酰化纖維素溶液的制備)使用具有2.91取代度的?；w維素粉末。?；w維素具有270的粘度平均聚合度、0.93的6位取代度、7wt％的丙酮提取量、重均分子量相對(duì)于數(shù)均分子量的比為2.3、160℃的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)、0.2wt％的濕量、6wt％二氯甲烷溶液的粘度為305mPa·s、不大于0.1wt％的乙酸殘余量、65ppm的Ca含量、26ppm的Mg含量、0.8ppm的鐵含量、18ppm的硫酸鐵含量、1.9的黃色指數(shù)、以及47ppm的分離(isolation)乙酸量。粉末的平均顆粒尺寸為1.5mm，標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.5mm。
在周圍循環(huán)冷卻水且裝備有攪拌葉片的不銹鋼400L罐中，倒入80.0wt份的二氯甲烷(主溶劑)、10.0wt份的甲醇(第二溶劑)、5.0wt份的丁醇(第三溶劑)、2.4wt份的三羥甲基丙烷三乙酸酯(增塑劑)、2，6-二-叔-丁基-4-甲基苯酚(抗降解劑)、0.2wt份的2，4-雙(辛基硫)-6-(4-羥基-3，5-二-叔-丁基苯胺基)-1，3，5-三嗪(UV吸收劑A)、0.2wt份的2-(2’-羥基-3’，5’-二-叔-丁基苯基)-5-氯苯三唑，(UV吸收劑B)、0.2wt份的2-(2’-羥基-3’，5’-二-叔-戊基苯基)-5-氯苯三唑(UV吸收劑C)、0.05wt份的具有20nm平均粒徑的二氧化硅顆粒(莫氏硬度大約7)、和0.04wt份的檸檬酸乙酯(單酯和雙酯以1∶1比例的混合物)。二氯甲烷(主溶劑)、甲醇(第二溶劑)和丁醇(第三溶劑)中的濕氣含量不大于0.2wt％。
當(dāng)攪拌并分散這些成分時(shí)，逐漸加入20wt份的纖維素，制備具有200Kg總重量的濃液。在給罐添加酰化纖維素粉末之后，將罐中的壓力減小1300Pa。使用以15m/sec的圓周速度(剪切應(yīng)力5×104kgf/sec2)攪拌的溶解器型偏心攪拌棒、以及以1m/sec的圓周速度(剪切應(yīng)力1×104kgf/sec2)攪拌的在中心軸具有葉片的攪拌棒進(jìn)行30分鐘的攪拌。開始攪拌時(shí)溶液的溫度設(shè)為25℃，在用流動(dòng)水冷卻的條件下進(jìn)行攪拌，且攪拌結(jié)束時(shí)溶液的溫度設(shè)為35℃。停止溶解器型偏心攪拌棒，且將具有葉片的攪拌棒的圓周速度變?yōu)?.5m/sec，然后在進(jìn)行100分鐘的攪拌，用于膨脹?；w維素粉末(薄片)。用氮?dú)鈱⒐拗械膲毫υ黾?.12MPa，一直到膨脹結(jié)束。為了避免爆炸，氧氣的濃度保持低于0.2vol.％。確定濃液中的濕氣含量不大于0.2wt％。
通過軸中心部被加熱為30℃的螺旋泵傳送獲得的膠質(zhì)產(chǎn)物，并使其穿過冷卻部，該冷卻部從螺桿的外部在-75℃被冷卻3分鐘。使用-80℃制冷劑的冷凝機(jī)進(jìn)行冷卻。在通過螺旋泵傳送的同時(shí)將冷卻的溶液加熱35℃，并傳送到不銹鋼容器中。在50℃時(shí)攪拌溶液2小時(shí)，從而變得均勻，然后使其穿過具有0.01mm絕對(duì)過濾精度的過濾紙(由ToyoRoshi Kaisha，Ltd.制造的#63)和具有2.5μm絕對(duì)過濾精度的過濾紙(由PALL Ltd.制造的FH025)。獲得的溶液在泵的加熱加壓部中在110℃時(shí)加熱并在1MPa時(shí)加壓，然后在標(biāo)準(zhǔn)壓力(0.1MPa)下釋放，從而蒸發(fā)有機(jī)溶劑。因而，獲得了包含24.0wt％酰化纖維素的40℃的溶液。該溶液在40℃時(shí)具有120Pa·s的粘度，在15℃，-5℃和-50℃時(shí)分別具有3800Pa，35000Pa和240000Pa的動(dòng)態(tài)儲(chǔ)能模量?？偩酆隙葹閺?,800,000到3,200,000。
(?；w維素膜的制備)在將獲得的溶液過濾并保持在50℃后，使溶液通過JPA No.hei11-314233中所述的流延模，并以具有3m直徑的鼓形流動(dòng)澆鑄在不銹鋼支撐體的鏡加工過的表面上，支撐體的溫度設(shè)為-5℃。流延制膜速度設(shè)為75/min，涂敷寬度設(shè)為200cm。流延制膜系統(tǒng)周圍環(huán)境的溫度設(shè)為15℃。在形成?；w維素膜的流動(dòng)澆鑄區(qū)域之前50cm的點(diǎn)處將溶液流動(dòng)澆鑄到支撐體上。然后，將酰化纖維素膜傳送50cm距離，從支撐體剝離并用針擴(kuò)布機(jī)抓住兩個(gè)邊緣。將用針擴(kuò)布機(jī)抓住的?；w維素膜傳送進(jìn)干燥區(qū)中。在第一干燥階段，給所述膜傳送45℃的干燥空氣。用110℃空氣將所述膜干燥5分鐘，用145℃空氣干燥所述膜10分鐘(膜的溫度大約為140℃)。由此，獲得了具有80μm厚度的膜。
在距邊緣3cm處剪切一部分膜，給距邊緣2到10mm的區(qū)域施加具有100μm高度的壓花紋，然后將膜卷起。由此，制造了偏振板保護(hù)膜No.3。
使用自動(dòng)雙折射分析器(KOBRA-21ADH，由Oji ScientificInstruments制造)測(cè)量偏振板保護(hù)膜No.3的Re的光入射角相關(guān)性。結(jié)果，Re為0.3nm，Rth為-43nm。用眼睛檢查偏振板保護(hù)膜No.3的表面情況，在表面中既沒有發(fā)現(xiàn)十字狀不均勻，也沒有發(fā)現(xiàn)斑點(diǎn)。
<偏振板A的制備>
接下來，在拉伸的聚乙烯醇膜上吸附碘，以制備偏振膜。使商業(yè)上可獲得的醋酸纖維素膜(FUJITAC TD80UF，由Fuji Photo Film Co.，Ltd.制造，Re＝2nm，Rth＝48nm)經(jīng)過皂化處理并使用聚乙烯醇類粘結(jié)劑粘貼到偏振膜的一個(gè)表面上。此外，在偏振膜的另一個(gè)表面上，使用聚乙烯醇類粘結(jié)劑如此粘貼偏振板保護(hù)膜No.2，即醋酸纖維素膜一側(cè)面對(duì)偏振膜一側(cè)，由此制備了偏振板A。
<偏振板B的制備>
以相同的方式制備偏振膜，并使商業(yè)上可獲得的醋酸纖維素膜(FUJITAC TD80UF，由Fuji Photo Film Co.，Ltd.制造)經(jīng)過皂化處理并使用聚乙烯醇類粘結(jié)劑粘貼到偏振膜的一個(gè)表面上。此外，以相同的方式將前面制備的偏振板保護(hù)膜No.1粘貼到偏振膜的另一側(cè)上，由此制備了偏振板B。
<偏振板C的制備>
使商業(yè)上可獲得的醋酸纖維素膜(FUJITAC TD80UF，由Fuji PhotoFilm Co.，Ltd.制造)經(jīng)過皂化處理并使用聚乙烯醇類粘結(jié)劑粘貼到偏振膜的一個(gè)表面上。此外，以相同的方式使商業(yè)上可獲得的醋酸纖維素膜(FUJITAC T40UZ，由Fuji Photo Film Co.，Ltd.制造，Re＝1nm，Rth＝35nm，厚度40μm)經(jīng)過皂化處理并使用聚乙烯醇類粘結(jié)劑粘貼到偏振膜的另一側(cè)上，由此制備了偏振板C。
<偏振板D的制備>
以相同的方式制備偏振膜，并使商業(yè)上可獲得的醋酸纖維素膜(FUJITAC TD80UF，由Fuji Photo Film Co.，Ltd.制造)經(jīng)過皂化處理并使用聚乙烯醇類粘結(jié)劑粘貼到偏振膜的兩個(gè)表面上，由此制備偏振板D。
<偏振板E的制備>
以相同的方式制備偏振膜，并使商業(yè)上可獲得的醋酸纖維素膜(FUJITAC TD80UF，由Fuji Photo Film Co.，Ltd.制造)經(jīng)過皂化處理并使用聚乙烯醇類粘結(jié)劑粘貼到偏振膜的一個(gè)表面上。此外，以相同的方式將前面制備的偏振板保護(hù)膜No.3粘貼到偏振膜的另一側(cè)上，由此制備了偏振板E。
使用丙烯酸粘結(jié)劑以下述方式將制備的第一延遲區(qū)域No.1粘貼到偏振板A的偏振板保護(hù)膜No.2側(cè)，即偏振膜的透射軸和第一延遲區(qū)域No.1的慢軸彼此垂直交叉。此外，使用丙烯酸粘結(jié)劑將第二延遲區(qū)域No.1粘貼到其上。
將該疊層以下述方式粘貼到之前制備的IPS模式液晶單元No.1的一側(cè)上，即偏振板的透射軸平行于液晶單元的摩擦方向(就是說，在黑狀態(tài)時(shí)，第一延遲區(qū)域No.1的慢軸與液晶單元的液晶分子的慢軸垂直交叉)且第二延遲區(qū)域No.1側(cè)面對(duì)液晶單元側(cè)。
隨后，將偏振板C以下述方式粘貼到該IPS模式液晶單元No.1的另一側(cè)上，即FUJITAC T40UZ側(cè)面對(duì)液晶單元側(cè)且其與偏振板A為正交Nichol設(shè)置，由此制備了液晶顯示裝置。測(cè)量如此制備的液晶顯示裝置的漏光。將不具有偏振板的液晶單元No.1放置在暗室中的展示柜(schaukasten)上，用亮度光度計(jì)測(cè)量黑狀態(tài)中的單元的亮度，亮度1，所述亮度光度計(jì)在相對(duì)于單元的摩擦方向?yàn)?5°逆時(shí)針方向上且相對(duì)于單元的法線60°傾斜方向上遠(yuǎn)離單元1m設(shè)置。
之后，將具有偏振板的液晶單元No.1放置在暗室中的展示柜上，并以與上面相同的方式測(cè)量黑狀態(tài)中的單元的亮度，亮度2。亮度2與亮度1的百分比定義為漏光。計(jì)算的漏光為0.08％。
使用丙烯酸粘結(jié)劑以下述方式將制備的第一延遲區(qū)域No.2粘貼到偏振板B的偏振板保護(hù)膜No.1側(cè)，即偏振膜的透射軸和第一延遲區(qū)域No.2的慢軸彼此垂直交叉。此外，使用丙烯酸粘結(jié)劑將第二延遲區(qū)域No.1粘貼到其上。
將該疊層以下述方式粘貼到之前制備的IPS模式液晶單元No.1的一側(cè)上，即偏振板的透射軸平行于液晶單元的摩擦方向(就是說，在黑狀態(tài)時(shí)，第一延遲區(qū)域No.2的慢軸與液晶單元的液晶分子的慢軸垂直交叉)且第二延遲區(qū)域No.1側(cè)面對(duì)液晶單元側(cè)。
隨后，將偏振板B以下述方式粘貼到該IPS模式液晶單元No.1的另一側(cè)上，即偏振板保護(hù)膜No.1側(cè)面對(duì)液晶單元側(cè)且其與偏振板B為正交Nichol設(shè)置，由此制備了液晶顯示裝置。以與上面相同的方式測(cè)量如此制備的液晶顯示裝置的漏光。漏光為0.08％。
使用丙烯酸粘結(jié)劑以下述方式將制備的第一延遲區(qū)域No.3粘貼到偏振板D上，即偏振膜的透射軸和第一延遲區(qū)域No.3的慢軸彼此平行。在該構(gòu)造中，作為偏振板D的保護(hù)膜的具有2nm Re和48nm Rth的FUJITAC TD80UF對(duì)應(yīng)于第二延遲區(qū)域。
將該疊層以下述方式粘貼到之前制備的IPS模式液晶單元No.1的一側(cè)上，即偏振板的透射軸平行于液晶單元的摩擦方向(就是說，在黑狀態(tài)時(shí)，第一延遲區(qū)域No.3的慢軸平行于液晶單元的液晶分子的慢軸)且第一延遲區(qū)域No.3側(cè)面對(duì)液晶單元側(cè)。
隨后，將偏振板C以下述方式粘貼到該IPS模式液晶單元No.1的另一側(cè)上，即FUJITAC T40UZ側(cè)面對(duì)液晶單元側(cè)且其與偏振板D為正交Nichol設(shè)置，由此制備了液晶顯示裝置。以與上面相同的方式測(cè)量如此制備的液晶顯示裝置的漏光。漏光為0.09％。
使用丙烯酸粘結(jié)劑以下述方式將制備的第一延遲區(qū)域No.1粘貼到偏振板D上，即偏振膜的透射軸和第一延遲區(qū)域No.1的慢軸彼此平行。在該構(gòu)造中，作為偏振板D的保護(hù)膜的具有2nm Re和48nm Rth的FUJITAC TD80UF對(duì)應(yīng)于第二延遲區(qū)域。
將該疊層以下述方式粘貼到之前制備的IPS模式液晶單元No.1的一側(cè)上，即偏振板的透射軸平行于液晶單元的摩擦方向(就是說，在黑狀態(tài)時(shí)，第一延遲區(qū)域No.1的慢軸平行于液晶單元的液晶分子的慢軸)且第一延遲區(qū)域No.1側(cè)面對(duì)液晶單元側(cè)。
隨后，將偏振板B以下述方式粘貼到該IPS模式液晶單元No.1的另一側(cè)上，即偏振板保護(hù)膜No.1側(cè)面對(duì)液晶單元側(cè)且其與偏振板D為正交Nichol設(shè)置，由此制備了液晶顯示裝置。以與上面相同的方式測(cè)量如此制備的液晶顯示裝置的漏光。漏光為0.04％。
使用丙烯酸粘結(jié)劑以下述方式將制備的第一延遲區(qū)域No.1粘貼到偏振板D上，即偏振膜的透射軸和第一延遲區(qū)域No.3的慢軸彼此平行。在該構(gòu)造中，作為偏振板D的保護(hù)膜的具有2nm Re和48nm Rth的FUJITAC TD80UF對(duì)應(yīng)于第二延遲區(qū)域。
將該疊層以下述方式粘貼到之前制備的IPS模式液晶單元No.1的一側(cè)上，即偏振板的透射軸平行于液晶單元的摩擦方向(就是說，在黑狀態(tài)時(shí)，第一延遲區(qū)域No.1的慢軸平行于液晶單元的液晶分子的慢軸)且第一延遲區(qū)域No.1側(cè)面對(duì)液晶單元側(cè)。
隨后，將其中液晶單元側(cè)保護(hù)膜具有48nm Rth的偏振板D以下述方式粘貼到該IPS模式液晶單元No.1的另一側(cè)上，即其與另一側(cè)偏振板D為正交Nichol設(shè)置，由此制備了液晶顯示裝置。以與上面相同的方式測(cè)量如此制備的液晶顯示裝置的漏光。漏光為0.19％。
就是說，注意到，使用其中設(shè)置在液晶側(cè)的保護(hù)膜具有不超過40nm Rth(液晶單元側(cè)的保護(hù)膜的Rth為6nm)的偏振板B的實(shí)施例4在漏光方面比使用其中在液晶單元側(cè)的保護(hù)膜具有大于40nm Rth(液晶單元側(cè)中保護(hù)膜的Rth為48nm)的偏振板D的實(shí)施例5小。
使用丙烯酸粘結(jié)劑以下述方式將制備的第一延遲區(qū)域No.4粘貼到偏振板E上，即偏振膜的透射軸和第一延遲區(qū)域No.4的慢軸彼此垂直。此外使用丙烯酸粘結(jié)劑將第二延遲區(qū)域No.2粘貼到其上。
將該疊層以下述方式粘貼到之前制備的IPS模式液晶單元No.1的一側(cè)上，即偏振板的透射軸平行于液晶單元的摩擦方向(就是說，在黑狀態(tài)時(shí)，第一延遲區(qū)域No.4的慢軸垂直于液晶單元的液晶分子的慢軸)且第二延遲區(qū)域No.2側(cè)面對(duì)液晶單元側(cè)。
隨后，將偏振板B以下述方式粘貼到該IPS模式液晶單元No.1的另一側(cè)上，即偏振板保護(hù)膜No.1面對(duì)液晶單元側(cè)且其與偏振板E為正交Nichol設(shè)置，由此制備了液晶顯示裝置。以與上面相同的方式測(cè)量如此制備的液晶顯示裝置的漏光。漏光為0.02％。
在之前制備的IPS模式液晶單元兩側(cè)上以正交Nichol設(shè)置的方式粘貼商業(yè)上可獲得的偏振板(HLC2-5618，由Sanritz Corporation制造)，由此制備液晶顯示裝置。沒有使用光學(xué)補(bǔ)償膜。在前面的液晶顯示裝置中，以與實(shí)施例1中相同的方式以下述方式粘貼偏振板，即上偏振板的透射軸平行于液晶單元的摩擦方向。測(cè)量如此制備的液晶顯示裝置的漏光。漏光為0.55％。
使用丙烯酸粘結(jié)劑以下述方式將制備的第一延遲區(qū)域No.2粘貼到偏振板保護(hù)膜的一側(cè)上，即偏振膜的透射軸和第一延遲區(qū)域No.2的慢軸彼此平行。此外使用丙烯酸粘結(jié)劑將第二延遲區(qū)域1粘貼到其上。
將該疊層以下述方式粘貼到之前制備的IPS模式液晶單元No.1的一側(cè)上，即偏振板的透射軸平行于液晶單元的摩擦方向(就是說，在黑狀態(tài)時(shí)，第一延遲區(qū)域No.2的慢軸平行于液晶單元的液晶分子的慢軸)且第二延遲區(qū)域No.1側(cè)面對(duì)液晶單元側(cè)。
隨后，將偏振板B以下述方式粘貼到該IPS模式液晶單元No.1的另一側(cè)上，即偏振板保護(hù)膜No.1側(cè)面對(duì)液晶單元側(cè)且其與偏振板B為正交Nichol設(shè)置，由此制備了液晶顯示裝置。測(cè)量如此制備的液晶顯示裝置的漏光。漏光為0.99％。
相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用該申請(qǐng)要求在2004年4月27提交的日本專利申請(qǐng)No.2004-131539和2005年2月22日提交的日本專利申請(qǐng)No.2005-045775的優(yōu)先權(quán)。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示裝置，其至少包括按下列順序設(shè)置的第一偏振膜、第一延遲區(qū)域、第二延遲區(qū)域、包含液晶層和夾持液晶層的一對(duì)基板的液晶單元、和第二偏振膜，所述液晶層的液晶分子在黑狀態(tài)時(shí)平行于所述一對(duì)基板的表面配向，其中第一延遲區(qū)域的面內(nèi)延遲(Re)為從70nm到330nm；由[Nz＝Rth/Re+0.5]定義的第一延遲區(qū)域的Nz的值大于0且小于0.5，其中“Rth”是第一延遲區(qū)域厚度方向上的延遲，“Re”是第一延遲區(qū)域的面內(nèi)延遲；第二延遲區(qū)域的面內(nèi)延遲(Re)不超過50nm，在第二延遲區(qū)域的平面內(nèi)不包含任何光軸，第二延遲區(qū)域厚度方向上的延遲(Rth)為從10nm到140nm；第一延遲區(qū)域的慢軸垂直于第一偏振膜的透射軸；且第一偏振膜的透射軸平行于在黑狀態(tài)的液晶層的液晶分子的慢軸方向。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，包括用于至少夾持第一偏振膜或第二偏振膜的一對(duì)保護(hù)膜，其中在靠近液晶層側(cè)設(shè)置的保護(hù)膜中的至少一個(gè)具有從40nm到-100nm的厚度方向上的延遲Rth。
3.一種液晶顯示裝置，其至少包括按下列順序設(shè)置的第一偏振膜、第二延遲區(qū)域、第一延遲區(qū)域、包含液晶層和夾持液晶層的一對(duì)基板的液晶單元、和第二偏振膜，所述液晶層的液晶分子在黑狀態(tài)時(shí)平行于所述一對(duì)基板的表面配向，其中第一延遲區(qū)域的面內(nèi)延遲(Re)為從80nm到230nm；由[Nz＝Rth/Re+0.5]定義的第一延遲區(qū)域的Nz的值大于0且小于0.4；第二延遲區(qū)域的面內(nèi)延遲不超過50nm，在第二二延遲區(qū)域的平面內(nèi)不包含任何光軸，第二延遲區(qū)域厚度方向上的延遲(Rth)為從20nm到120nm；第一延遲區(qū)域的慢軸平行于第一偏振膜的透射軸；且第一偏振膜的透射軸平行于在黑狀態(tài)的液晶層的液晶分子的慢軸方向。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的液晶顯示裝置，包括用于至少夾持第一偏振膜或第二偏振膜的一對(duì)保護(hù)膜，其中在靠近液晶層側(cè)設(shè)置的保護(hù)膜中的至少一個(gè)具有從40nm到-50nm的厚度方向上的延遲Rth。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4任意一個(gè)所述的液晶顯示裝置，包括用于至少夾持第一偏振膜或第二偏振膜的一對(duì)保護(hù)膜，其中在靠近液晶層側(cè)設(shè)置的保護(hù)膜中的至少一個(gè)具有從20nm到-20nm的厚度方向上的延遲Rth。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到5任意一個(gè)所述的液晶顯示裝置，包括用于至少夾持第一偏振膜或第二偏振膜的一對(duì)保護(hù)膜，其中在靠近液晶層側(cè)設(shè)置的保護(hù)膜中的至少一個(gè)具有不超過60μm的厚度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1到6任意一個(gè)所述的液晶顯示裝置，包括用于至少夾持第一偏振膜或第二偏振膜的一對(duì)保護(hù)膜，其中在靠近液晶層側(cè)設(shè)置的保護(hù)膜中的至少一個(gè)包括?；w維素膜或降冰片烯類膜。
8.根據(jù)權(quán)利要求1到6任意一個(gè)所述的液晶顯示裝置，包括用于至少夾持第一偏振膜或第二偏振膜的一對(duì)保護(hù)膜，其中在靠近液晶層側(cè)設(shè)置的保護(hù)膜中的至少一個(gè)包括具有不小于2.87的酰基基團(tuán)取代度的?；w維素。
9.根據(jù)權(quán)利要求1到8任意一個(gè)所述的液晶顯示裝置，其中第一延遲區(qū)域和第二延遲區(qū)域設(shè)置在更靠近所述液晶單元的一對(duì)基板中的與觀察側(cè)相反側(cè)的基板的位置中。
全文摘要
公開了一種新穎的液晶顯示裝置。該液晶顯示裝置包括按下列順序設(shè)置的第一偏振膜，具有70到330nm的Re和不小于0且小于0.5的Nz值且慢軸垂直于第一偏振膜透射軸的第一延遲區(qū)域；具有不超過50nm的Re和10到140nm的Rth的第二延遲區(qū)域；包括液晶層的液晶單元，該液晶層具有在黑狀態(tài)時(shí)平行于第一偏振膜的透射軸的慢軸；和第二偏振膜。
文檔編號(hào)G02F1/1335GK1969225SQ20058002011
公開日2007年5月23日 申請(qǐng)日期2005年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月27日
發(fā)明者市橋光芳, 西浦陽介, 佐佐田泰行 申請(qǐng)人:富士膠片株式會(huì)社