專利名稱：偏光元件、液晶面板、液晶電視和液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種偏光元件，以及各自使用該偏光元件的液晶面板、液晶電視和液晶顯示裝置。
背景技術(shù)：
液晶顯示裝置由于其諸如薄、輕以及功耗低等特性而引起關(guān)注，并且廣泛應(yīng)用于便攜式設(shè)備，例如移動電話和手表；辦公自動化(OA)設(shè)備，例如個人計算機監(jiān)視器和膝上型個人計算機；以及家用電器，例如攝像機和液晶電視。由于技術(shù)的革新，已經(jīng)克服了液晶顯示裝置的顯示特性隨著觀看屏幕角度的改變而變化以及液晶顯示裝置不能在高溫和極低溫度下工作的缺陷，使液晶顯示裝置得到廣泛應(yīng)用。然而，廣泛的應(yīng)用根據(jù)用途需要不同的特性。例如，傳統(tǒng)液晶顯示裝置僅僅具有這樣的視角特性斜向上白色/黑色顯示之間的對比度大約為10。這個定義由黑色墨水印刷在報紙、雜志等的白紙上的對比度衍生而來。然而，由于有多人同時觀看顯示屏，因此用于大型固定式彩色電視的液晶顯示裝置，要求從不同視角觀看都能良好顯示。即，例如，白色/黑色顯示之間的對比度必須為20或更大。一個人在不移動的情況下觀看大型顯示幕的四個角與一個人從不同的視角方向觀看屏幕具有可比性。因此，重要的是液晶面板在整個屏幕上具有均勻的對比度或沒有色彩不均勻地顯示。如果在大型固定式彩色電視的應(yīng)用中不能滿足上述技術(shù)要求，觀看者可能感到不適和疲勞。
通常有各種相位差膜用于液晶顯示裝置。例如，公開了通過在面內(nèi)切換(IPS)模式的液晶單元的一側(cè)配置多個相位差膜以便改進根據(jù)觀看角度而改變的圖像色彩(也稱作斜向色移)的方法(例如，參見專利文獻1)。但是，這種技術(shù)不能充分改進斜向?qū)Ρ榷群托毕蛏?。結(jié)果，由此獲得的液晶顯示裝置的顯示特性不能滿足大型固定電視的需要。
專利文獻1JP-A-11-133408

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題而完成本發(fā)明，因此本發(fā)明的一個目的是提供一種偏光元件，該偏光元件能夠減少液晶顯示裝置的黑色顯示中的漏光，并且最終能夠增加液晶顯示裝置的斜向?qū)Ρ榷群蜏p少液晶顯示裝置的斜向色移。
本發(fā)明的發(fā)明人進行了深入的研究以解決上述問題。結(jié)果，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)上述目標(biāo)可以通過下述偏光元件實現(xiàn)，從而完成本發(fā)明。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的偏光元件包括偏光片，以及各自配置在偏光片一側(cè)的負(fù)C板、正A板和正C板。正A板配置在偏光片和正C板之間，使得正A板的慢軸基本垂直于偏光片的吸收軸。正C板的RthPC[590]為-60納米或更小。
在本發(fā)明的一個實施方式中，負(fù)C板的RthPC[590]為30納米到200納米。在本發(fā)明的另一個實施方式中，負(fù)C板的RthNC[590]和正C板的RthPC[590]之和為-150納米到-30納米。
在本發(fā)明的又一個實施方式中，負(fù)C板包括含有至少一種選自纖維素類樹脂、聚酰胺酰亞胺類樹脂、聚醚醚酮類樹脂和聚酰亞胺樹脂的熱塑性樹脂作為主要成分的聚合物膜。
在本發(fā)明的又一個實施方式中，正A板的RePA[590]為60納米到180納米。在本發(fā)明的又一個實施方式中，正A板包括含有苯乙烯類樹脂的聚合物膜的拉伸膜。
在本發(fā)明的又一個實施方式中，正C板包括含有垂直配向的液晶化合物的液晶組合物的固化層或硬化層。
在本發(fā)明的又一個實施方式中，液晶組合物包括在部分分子結(jié)構(gòu)中具有至少一種聚合性官能團的液晶化合物。
在本發(fā)明的又一個實施方式中，含有垂直配向的液晶化合物的液晶組合物的固化層或硬化層的厚度為0.6微米到20微米。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種液晶面板。該液晶面板包括上述偏光元件和液晶單元。
在本發(fā)明的一個實施方式中，液晶單元包括含有在沒有電場的情況下均勻配向的向列型液晶的液晶層。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種液晶電視。該液晶電視包括上述液晶面板。
根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，提供一種液晶顯示裝置。該液晶顯示裝置包括上述液晶面板。
本發(fā)明的偏光元件配置在液晶顯示裝置的至少一側(cè)，從而提供一種具有下述特性的液晶顯示裝置該液晶顯示裝置通過增加斜向?qū)Ρ榷群蜏p少斜向色移而具有優(yōu)異顯示特性。


圖1(a)到1(c)是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的偏光元件的截面示意圖；圖2(a)到2(c)分別是圖1(a)到1(c)的偏光元件的透視示意圖；圖3是顯示用于本發(fā)明的偏光片的典型生產(chǎn)過程的原理的示意圖；圖4(a)是解釋平面配向的桿狀液晶化合物的示意圖，(b)是解釋柱狀配向的盤狀液晶化合物的示意圖；圖5是解釋生產(chǎn)用于正C板的相位差膜的方法的圖解示意圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式的液晶面板的截面示意圖；圖7是圖6的液晶面板的透視示意圖；圖8是解釋通過使用其它相位差膜來消除液晶單元的相位差值的方法的典型概念圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式的液晶顯示裝置的截面示意圖；圖10是實施例6的液晶顯示裝置的亮度等高線圖；圖11是實施例8的液晶顯示裝置的亮度等高線圖。
符號說明10、11、12偏光元件20偏光片
30 負(fù)C板40 正A板50 正C板60 第二偏光片70 其它相位差膜100 液晶單元101、102 玻璃基板103 液晶層110、111 保護層120、121 表面處理層130 亮度增強膜140 棱鏡片150 液晶面板160 光導(dǎo)板170 背光300 送料輥301 聚合物膜310 碘水溶液浴320 含有硼酸和碘化鉀的水溶液浴330 含有碘化鉀的水溶液浴311、312、321、322、331、332 輥340 干燥設(shè)備350 偏光片360 卷繞部件401 傳送部件402 基板403 導(dǎo)引輥404 第一涂布器部分405 第一干燥設(shè)備406 其上形成有配向膜的基板407 第二涂布器部分
408 第二干燥設(shè)備410 紫外線照射部分411 溫控設(shè)備412 紫外線燈414 卷繞部件具體實施方式
<A.偏光元件的概述>
圖1(a)到1(c)是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的偏光元件的截面示意圖。圖2(a)到2(c)分別是圖1(a)到1(c)的偏光元件的透視示意圖。注意，為清楚起見，圖1(a)到1(c)以及圖2(a)到2(c)中各構(gòu)件的長、寬和厚的比例與實際構(gòu)件不同。偏光元件(10、11和12)各自配置有偏光片20；以及各自配置在偏光片20一側(cè)的負(fù)C板30、正A板40和正C板50。正A板40配置在偏光片20和正C板50之間，使得正A板的慢軸基本垂直于偏光片20的吸收軸。正C板50的RthPC[590]為-60內(nèi)米或更小，其中Rth[590]指的是在23℃下使用波長為590納米的光測量的厚度方向的相位差值。注意，在實際應(yīng)用中，可以在偏光片20的外側(cè)(未配置負(fù)C板30或類似物的一側(cè))上配置任何適合的保護層(未顯示)。
圖1(a)所示的偏光元件10依次配置有偏光片20、負(fù)C板30、正A板40和正C板50。圖1(b)所示的偏光元件11依次配置有偏光片20、正A板40、正C板50和負(fù)C板30。圖1(c)所示的偏光元件12依次配置有偏光片20、正A板40、負(fù)C板30和正C板50。在圖1(a)到1(c)所示的各種情況中，正A板40配置在偏光片20和正C板50之間，使得正A板40的慢軸基本垂直于偏光片20的吸收軸。因此，以特定的位置關(guān)系使用特定的光學(xué)元件，從而顯示出各光學(xué)元件發(fā)揮協(xié)同效應(yīng)的功能。例如，本發(fā)明的光學(xué)元件可以配置在液晶單元的一側(cè)，從而增加液晶顯示裝置的斜向?qū)Ρ榷群蜏p少斜向色移。注意，只要能夠滿足本發(fā)明的目標(biāo)，本發(fā)明的偏光元件不限于附圖中所示的例子。例如，在所示的各光學(xué)元件之間還可以配置粘合層(典型的為膠層或加固涂層)、其它光學(xué)構(gòu)件(優(yōu)選各向同性膜)、或類似物。在后文中將更詳細(xì)地描述用于構(gòu)成本發(fā)明的偏光元件的構(gòu)件。
<B.偏光片>
在本發(fā)明的說明書中，術(shù)語“偏光片”指的是能夠?qū)⒆匀还饣蚱窆廪D(zhuǎn)化成適合的偏振光的膜。任意適合的偏光片可以用作用于本發(fā)明的偏光片。例如，優(yōu)選使用能夠?qū)⒆匀还饣蚱窆廪D(zhuǎn)化成線性偏振光的偏光片。
偏光片可以具有任何適合的厚度。偏光片的厚度典型地為5至80微米，優(yōu)選10至50微米，更優(yōu)選20至40微米。偏光片的厚度在上述范圍內(nèi)能夠提供優(yōu)異的光學(xué)特性和機械強度。
<B-1.偏光片的光學(xué)特性>
偏光片的透射率(也稱作單軸透射率)優(yōu)選為41％或更大，更優(yōu)選43％或更大，上述投射率是在23℃下使用波長為440納米的光測量的。單軸透射率的理論上限為50％。偏振度優(yōu)選為99.8％或更大，更優(yōu)選99.9％或更大。偏振度的理論上限為100％。單軸透射率和偏振度在上述范圍內(nèi)能夠進一步增加使用該偏光片的液晶顯示裝置的法線方向的對比度。
單軸透射率和偏振度可以使用分光光度計“DOT-3”(商品名，Murakami Color Research Laboratory制造)來測定。偏振度可以通過下述方式測定測量偏光片的平行透射率(H0)和垂直透射率(H90)；然后使用下述方程式。偏振度(％)＝{(H0-H90)/(H0+H90)}1/2×100。平行透射率(H0)指的是通過將兩個同樣的偏光片堆疊為使其各自的吸收軸彼此平行而制造的平行層積偏光片的透射率。垂直透射率(H90)指的是通過將兩個同樣的偏光片堆疊為使其各自的吸收軸彼此垂直而制造的垂直層積偏光片的透射率。透射率指的是根據(jù)JIS Z8701-1982，通過兩度視場(C源)進行顏色校正而獲得的Y值。
<B-2.配置偏光片的方法>
參照圖2(a)到2(c)，根據(jù)目的，任何適合的方法可以用作配置偏光片20的方法。優(yōu)選偏光片20在面對液晶單元的表面上配置有粘合層(未顯示)，并且粘附到負(fù)C板30或正A板40的表面。因此，液晶顯示裝置可以具有高對比度。在本發(fā)明的說明書中，術(shù)語“粘合層”沒有特別限制，只要其能夠粘合相鄰的光學(xué)元件或偏光片的表面并且結(jié)合相鄰的光學(xué)元件或偏光片，而其粘合強度和粘合時間不會在實際應(yīng)用中造成不良影響。粘合層的具體例子包括膠合層和加固涂層。粘合層可以具有多層結(jié)構(gòu)，其中加固涂層在粘合體(adherend)的表面形成，而粘合層在其上形成。
根據(jù)預(yù)期的用途、粘合強度等，可以適當(dāng)?shù)卮_定粘合層的厚度。優(yōu)選粘合層的厚度為0.1至50微米，更優(yōu)選0.5至40微米，最優(yōu)選1至到30微米。厚度處于上述范圍內(nèi)不會導(dǎo)致粘合的光學(xué)元件或偏光片浮起或剝離，并且提供的粘合強度和粘合時間在實際應(yīng)用中不會造成不良影響。
可以根據(jù)粘合體的類型或目的采用任意適合的粘合劑或加固涂層作為形成粘合層的物質(zhì)。根據(jù)形態(tài)分類，粘合劑的具體例子包括溶劑型粘合劑、乳劑型粘合劑、壓敏粘合劑、可溶性粘合劑、縮聚粘合劑、不溶性粘合劑、膜粘合劑和熱熔性粘合劑。根據(jù)化學(xué)結(jié)構(gòu)分類，粘合劑的具體例子包括合成樹脂粘合劑、橡膠類粘合劑和天然粘合劑。在本說明書中，術(shù)語“粘合劑”還包括通過施加壓力，在常溫下顯示可檢測的粘合強度的粘彈性物質(zhì)。
當(dāng)含有聚乙烯醇類樹脂作為主要成分的聚合物膜用作偏光片時，優(yōu)選用于形成粘合層的材料是水溶性粘合劑。更優(yōu)選水溶性粘合劑含有聚乙烯醇類樹脂作為主要成份。水溶性粘合劑的具體例子包括“GOHSEFIMER Z 200”(商品名，購買自Nippon Synthetic ChemicalIndustry Co.，Ltd.)，其為含有具有乙酰乙?；母男跃垡蚁┐甲鳛橹饕煞莸恼澈蟿?。水溶性粘合劑可以進一步含有交聯(lián)劑。交聯(lián)劑的具體例子包括氨基化合物(例如，商品名“Methaxylenediamine”，購買自Mitsubishi Gas Chemical Company，Inc.)、醛化合物(例如，商品名“Glyoxal”，購買自Nippon Synthetic Chemical Industry Co.，Ltd.)、羥甲基化合物(例如，商品名“Watersol”，購買自Dainippon Ink andChemicals，Incorporated)、環(huán)氧化合物、異氰酸酯化合物和多價金屬鹽。
<B-3.用于偏光片的光學(xué)膜>
用于偏光片的光學(xué)膜沒有具體限制。光學(xué)膜的例子包括含有包含二色性物質(zhì)的聚乙烯醇類樹脂作為主要成份的聚合物膜的拉伸膜；通過使含有二色性物質(zhì)和液晶化合物的液晶組合物在特定方向配向而制備的O-型偏光片(US 5,523,863)；以及通過使溶致液晶在特定方向配向而制備的E-型偏光片(US 6,049,428)。
優(yōu)選偏光片由含有包含二色性物質(zhì)的聚乙烯醇類樹脂作為主要組分的聚合物膜的拉伸膜形成。這樣的膜表現(xiàn)出高偏振度，因此提供了在法線方向具有高對比度的液晶顯示裝置。含有聚乙烯醇類樹脂作為主要組分的聚合物膜是通過例如JP 2000-315144 A中的[實施例1]中描述的方法生產(chǎn)的。
聚乙烯醇類樹脂可以通過下述方式制備將乙烯酯類單體聚合得到乙烯酯類聚合物；然后皂化乙烯酯類聚合物，以便將乙烯酯單元轉(zhuǎn)化成乙烯醇單元。乙烯酯類單體的例子包括甲酸乙烯酯、醋酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、戊酸乙烯酯、月桂酸乙烯酯、硬脂酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯、新戊酸乙烯酯和叔碳酸乙烯酯(vinyl versatate)。其中，優(yōu)選醋酸乙烯酯。
聚乙烯醇類樹脂可以具有任意適合的平均聚合度。優(yōu)選平均聚合度為1,200至3,600，更優(yōu)選1,600至3,200，最優(yōu)選1,800至3,000。聚乙烯醇類樹脂的平均聚合度可以根據(jù)JIS K6726-1994的方法測定。
從偏光片的耐久性考慮，聚乙烯醇類樹脂的皂化度優(yōu)選為90.0摩爾％至99.9摩爾％，更優(yōu)選95.0摩爾％至99.9摩爾％，最優(yōu)選98.0摩爾％至99.9摩爾％。
皂化度指的是實際皂化成乙烯酯單元的單元與通過皂化可以轉(zhuǎn)化成乙烯酯單元的單元的比例。聚乙烯醇類樹脂的皂化度可以根據(jù)JISK6726-1994測定。
本發(fā)明中使用的含有聚乙烯醇類樹脂作為主要組分的聚合物膜可以優(yōu)選含有多元醇作為增塑劑。多元醇的例子包括乙二醇、丙三醇、丙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇和三羥甲基丙烷。這樣的多元醇可以單獨使用或者聯(lián)合使用。在本發(fā)明中，考慮到拉伸性、透明度、熱穩(wěn)定性等，優(yōu)選使用乙二醇或丙三醇。
相對于聚乙烯醇類樹脂中總固體含量為100重量份，本發(fā)明中多元醇的用量優(yōu)選為1至30重量份，更優(yōu)選3至25重量份，最優(yōu)選5至20重量份。多元醇的用量在上述范圍內(nèi)能夠進一步增強著色性或拉伸性。
含有聚乙烯醇類樹脂作為主要組分的聚合物膜可以進一步含有表面活性劑。表面活性劑的使用可以進一步增強著色性、拉伸性等。
可以采用任意適合類型的表面活性劑作為表面活性劑。表面活性劑的具體例子包括陰離子表面活性劑、陽離子表面活性劑和非離子表面活性劑。在本發(fā)明中優(yōu)選使用非離子表面活性劑。非離子表面活性劑的具體例子包括月桂酸二乙醇胺、椰子油脂肪酸二乙醇胺、椰子油脂肪酸單乙醇胺、月桂酸單異丙醇胺和油酸單異丙醇胺。但是，表面活性劑不限于此。在本發(fā)明中，優(yōu)選使用月桂酸二乙醇胺。
相對于100重量份聚乙烯醇類樹脂，表面活性劑的用量優(yōu)選大于0并且小于或等于1重量份，更優(yōu)選0.01到0.5重量份，最優(yōu)選0.05到0.3重量份。表面活性劑的用量在上述范圍內(nèi)能夠進一步增強著色性或拉伸性。
任何適合的二色性物質(zhì)可以用作二色性物質(zhì)。其具體例子包括碘和二色性染料。在本發(fā)明的說明書中，術(shù)語“二色性”指的是光吸收在兩個方向不同的光學(xué)各向異性，上述兩個方向指的是光軸方向及與其垂直的方向。
二色性染料的例子包括紅BR、紅LR、紅R、粉紅LB、品紅BL、棗紅GS、天藍LG、檸檬黃、藍BR、藍2R、深藍RY、綠LG、紫羅蘭LB、紫羅蘭B、黑H、黑B、黑GSP、黃3G、黃R、橙LR、橙3R、深紅GL、深紅KGL、剛果紅、亮紫BK、Supra藍G、Supra藍GL、Supra橙GL、直接天藍、直接固橙S和固黑。
參照圖3，描述偏光片的生產(chǎn)方法的例子。圖3是顯示本發(fā)明中使用的偏光片的典型生產(chǎn)過程的原理示意圖。例如，將含有聚乙烯醇類樹脂作為主要組分的聚合物膜301從送料輥300進料，浸入碘水溶液浴310中，隨后通過不同速度比的輥311和312在膜的縱向張力下進行膨脹和著色處理。接著，將膜浸入含有硼酸和碘化鉀的水溶液浴320中，并通過不同速度比的輥321和322在膜的縱向張力下進行交聯(lián)處理。經(jīng)過交聯(lián)處理的膜通過輥331和332浸入到含有碘化鉀的水溶液浴330中，并進行水洗處理。經(jīng)過水洗處理的膜通過干燥設(shè)備340干燥以調(diào)節(jié)其含濕量，并在卷繞部件360中卷繞。含有聚乙烯醇類樹脂作為主要組分的聚合物膜可以通過上述方法拉伸到原始長度的5至7倍，從而提供偏光片350。
偏光片可以具有任何適合的含濕量。具體地說，優(yōu)選含濕量為5％至40％，更優(yōu)選10％至30％，最優(yōu)選20％至30％。
<C.負(fù)C板>
在本發(fā)明的說明書中，術(shù)語“負(fù)C板”指的是滿足折射率分布為nx＝ny＞nz的負(fù)單軸光學(xué)元件。在理想的情況下，滿足折射率分布為nx＝ny＞nz的負(fù)單軸光學(xué)元件在法線方向具有光學(xué)軸。在本發(fā)明的說明書中，nx＝ny不僅指nx和ny完全相等的情況，還包括nx和ny基本相等的情況。短語“nx和ny基本相等的情況”包括，例如，在23℃下使用590納米波長的光測量的面內(nèi)相位差值(Re[590])為10納米或更小的情況。注意，光學(xué)元件的Rc[590]在下文中描述。這里，nx表示慢軸方向的折射率，ny表示快軸方向的折射率。此外，nz表示厚度方向的折射率。慢軸方向指的是提供最大面內(nèi)折射率的方向，快軸方向指在相同平面內(nèi)垂直于慢軸方向的方向。
參考圖1(a)到1(c)和2(a)到2(c)，只要負(fù)C板30配置在偏光片20和液晶單元100之間，則其可以配置在任意合適的位置。如圖2(a)所示，負(fù)C板30優(yōu)選配置在偏光片20和正A板40之間。根據(jù)該實施方式，負(fù)C板30還用作偏光片20液晶側(cè)的保護層，使得顯示屏能夠長期維持均勻性，甚至當(dāng)本發(fā)明的偏光元件用于在高溫和高濕環(huán)境中的液晶顯示裝置中也如此。
<C-1.負(fù)C板的光學(xué)特性>
在本發(fā)明的說明書中，Re[590]指的是在23℃下使用590納米波長的光測量的面內(nèi)相位差值。Re[590]能夠通過方程式Re[590]＝(nx-ny)×d)來確定。
用于本發(fā)明的負(fù)C板的Re[590]為10納米或更小，優(yōu)選5納米或更小，最優(yōu)選3納米或更小。注意，負(fù)C板的ReNC[590]理論下限為0納米。
在本發(fā)明的說明書中，Rth[590]指的是在23℃下使用波長為590納米的光測定的厚度方向的相位差值。Rth[590]可以通過方程式Rth[590]＝(nx-nz)×d來確定。
本發(fā)明中使用的負(fù)C板的RthNC[590]為20納米或更大，優(yōu)選30至200納米，更優(yōu)選30納米到160納米。具體地說，根據(jù)圖2(a)所示實施方式的本發(fā)明的偏光元件的負(fù)C板的RthNC[590]優(yōu)選為30納米到160納米，更優(yōu)選30納米到140納米，特別優(yōu)選30納米到120納米。根據(jù)圖2(b)或2(c)所示實施方式的本發(fā)明的偏光元件的負(fù)C板的RthNC[590]優(yōu)選為50納米到200納米，更優(yōu)選50納米到160納米，最優(yōu)選50納米到120納米。RthNC[590]在上述范圍內(nèi)能夠提供顯示各光學(xué)元件的功能的協(xié)同效應(yīng)，并且使得液晶顯示裝置的斜向?qū)Ρ榷仍黾雍托毕蛏茰p少。
此外，負(fù)C板的RthNC[590]優(yōu)選調(diào)節(jié)為使得負(fù)C板的RthNC[590]和正C板的RthPC[590]之和(Rthadd)為-150納米到10納米，更優(yōu)選-150納米到-30納米，特別優(yōu)選-130納米到-40納米。具體地說，根據(jù)圖2(a)所示實施方式的本發(fā)明的偏光元件的Rthadd優(yōu)選為-90納米到-30納米，特別優(yōu)選-80納米到-40納米。根據(jù)圖2(b)或2(c)所示實施方式的本發(fā)明的偏光元件的Rthadd優(yōu)選為-150納米到-50納米，更優(yōu)選-130納米到-70納米。注意，正C板的RthPC[590]在下文E-1部分描述。
Re[590]和Rth[590]可以使用“KOBRA-21ADH”(商品名，OjiScientific Instruments制造)測定。折射率nx、ny和nz能夠通過以下方式測定使用在23℃下在590納米波長測定的面內(nèi)相位差值(Re)、通過將慢軸傾斜40°作為傾角測定的相位差值(R40)、相位差膜的厚度(d)和相位差膜的平均折射率(n0)；然后使用下列方程式(i)至(iii)用于進行計算數(shù)值計算。然后，從下列方程式(iv)能夠計算出Rth。這里，Φ和ny′分別用下列方程式(v)和(vi)表示。
Re＝(nx-ny)×d…(i)R40＝(nx-ny′)×d/cos(Φ) …(ii)(nx+ny+nz)/3＝n0 …(iii)Rth＝(nx-nz)×d …(iv)Φ＝sin-1[sin(40°)/n0] …(v)ny′＝ny×nz[ny2×sin2(Φ)+nz2×cos2(Φ)]1/2…(vi)<C-2.配置負(fù)C板的方法>
參照圖2(a)到2(c)，根據(jù)目的，任何適合的方法可以用作配置負(fù)C板30的方法。例如，根據(jù)圖2(a)所示的實施方式，優(yōu)選負(fù)C板30在每一側(cè)上配備有粘合層(未示出)，并粘附到偏光片20和負(fù)A板40上。這樣，光學(xué)元件之間的間隙用粘合層填充，從而能夠防止各光學(xué)元件的光軸之間關(guān)系的移動，以及防止由各個光學(xué)元件裝入液晶顯示裝置，彼此磨損而造成光學(xué)元件的損傷。而且，可以減少光學(xué)元件的層之間的界面上產(chǎn)生的反射或折射的不良影響，從而增加液晶顯示裝置的正向或斜向?qū)Ρ榷取?br> 根據(jù)預(yù)期的用途、粘合強度等，可以適當(dāng)?shù)卮_定粘合層的厚度。粘合層的厚度優(yōu)選為0.1微米至50微米，更優(yōu)選0.5微米至40微米，最優(yōu)選1微米至30微米。粘合層的厚度處于上述范圍內(nèi)可以防止所粘合的光學(xué)元件或偏光片浮起或剝離，并且提供的粘合強度和粘合時間在實際應(yīng)用中不會造成不良影響。
可以從上述B-2部分所描述的材料中選擇任意適合的材料作為用于形成粘合層的材料，例如。從優(yōu)異的光學(xué)透明度、適合的濕潤性和粘合性、以及優(yōu)異的耐氣候性和耐熱性的角度，優(yōu)選各自用于形成層積光學(xué)元件的適合的粘合層的材料為含有丙烯酸聚合物作為基礎(chǔ)聚合物的壓敏粘合劑(也稱為丙烯酸壓敏粘合劑)和異氰酸酯類粘合劑。丙烯酸壓敏粘合劑的具體例子為無支撐雙面帶(商品名，“SK-2057”，購買自Soken Chemical&Engineering Co.，Ltd.)。異氰酸酯類粘合劑的具體例子為“Takenate 631”(商品名，購買自Mitsui Takeda Chemicals，Inc.)。
在nx和ny完全相等的情況中，負(fù)C板30沒有面內(nèi)相位差并且不能檢測到其慢軸。因此，負(fù)C板30的配置可以與偏光片20的吸收軸和負(fù)A板40的慢軸無關(guān)。在nx和ny基本上相等但是稍微不同的情況中，可以檢測到其慢軸。在這種情況中，負(fù)C板30優(yōu)選配置為使其慢軸基本平行或基本垂直于偏光片20的吸收軸。在本發(fā)明的說明書中，短語“基本平行”包括兩個方向之間形成的角度(在該情況下，指由負(fù)C板30的慢軸和偏光片20的吸收軸之間形成的角)為0°±2.0°的情況，優(yōu)選0°±1.0°，更優(yōu)選0°±0.5°。短語“基本垂直”包括兩個方向之間形成的角度(在該情況下，指由負(fù)C板30的慢軸和偏光片20的吸收軸之間形成的角)為90°±2.0°的情況，優(yōu)選90°±1.0°，更優(yōu)選90°±0.5°。角度極大地偏離上述范圍會導(dǎo)致液晶顯示裝置的正向和斜向?qū)Ρ榷葴p少。
<C-3.負(fù)C板的結(jié)構(gòu)>
負(fù)C板的結(jié)構(gòu)(層積結(jié)構(gòu))沒有特別限制，只要滿足上述C-1部分所述的光學(xué)特性。具體地說，負(fù)C板可以是單層相位差膜或兩層或多層相位差膜的層積體。為減少由于偏光片的收縮應(yīng)力或背光的熱所造成的相位差值的偏移或不均勻并且減少液晶面板的厚度，負(fù)C板優(yōu)選為單層相位差膜。作為層積體的負(fù)C板可以包括粘合層(例如膠合層或加固涂層)。在作為層積體的負(fù)C板包括兩層或多層相位差膜的情況下，相位差膜可以彼此相同或不同。相位差膜將在以下C-4部分詳細(xì)說明。
用于負(fù)C板的相位差膜的Rth[590]根據(jù)所使用的相位差膜的數(shù)目可以適當(dāng)?shù)剡x擇。例如，在負(fù)C板由單層相位差膜形成的情況下，相位差膜的Rth[590]優(yōu)選等于負(fù)C板的Rth[590]。因此，用于將負(fù)C板層積在偏光片上的粘合層的相位差值優(yōu)選盡可能地小。此外，例如，在負(fù)C板是包括兩層或更多層相位差膜的層積體的情況下，相位差膜的總Rth[590]優(yōu)選設(shè)計為等于負(fù)C板的RthNC[590]。具體地說，在通過將兩層相位差膜層積以制造RthNC[590]為60納米的負(fù)C板的情況中，相位差膜各自具有的Rth[590]可以為30納米。或者，一層相位差膜的Rth[590]為10納米，而另一層相位差膜的Rth[590]為50納米。在這兩層相位差膜的層積中，這兩層相位差膜優(yōu)選使得各自慢軸彼此垂直，從而減少Re[590]。注意，為了簡單起見，本說明書描述了由兩個或更少相位差膜形成的負(fù)C板的情況，但是本發(fā)明顯然可用于包括三個或更多相位差膜的層積體。
負(fù)C板的總厚度優(yōu)選為1微米至200微米，更優(yōu)選2微米至150微米，最優(yōu)選3微米至100微米。厚度在上述范圍內(nèi)可以提供具有優(yōu)異光學(xué)均勻性的光學(xué)元件。
<C-4.用于負(fù)C板的相位差膜>
用于負(fù)C板的相位差膜沒有特別限制。但是優(yōu)選所使用的相位差膜具有優(yōu)異的透明度、機械強度、熱穩(wěn)定性、防水特性等，并且?guī)缀醪粫捎谂で鸸鈱W(xué)不均勻。
相位差膜的光彈性系數(shù)的絕對值(C[590](m2/N))優(yōu)選為1×10-12至200×10-12，更優(yōu)選1×10-12至50×10-12，最優(yōu)選1×10-12至30×10-12。光彈性系數(shù)的絕對值較小可以減少由于使用該相位差膜的液晶顯示裝置的偏光片的收縮應(yīng)力或背光的熱所導(dǎo)致的相位差值的偏移或不均勻，從而提供具有優(yōu)異顯示均勻性的液晶顯示裝置。
相位差膜的透射率優(yōu)選為80％或更大，更優(yōu)選85％或更大，最優(yōu)選90％或更大，上述透射率是在23℃下使用波長為590納米的光測量的。負(fù)C板優(yōu)選具有類似的透射率。注意，透射率的理論上限為100％。
用于本發(fā)明的負(fù)C板優(yōu)選包括含有熱塑性樹脂作為主要組分的聚合物膜。更優(yōu)選熱塑性樹脂為非結(jié)晶聚合物。非結(jié)晶聚合物的優(yōu)點在于具有優(yōu)異的透明度。含有熱塑性樹脂作為主要組分的聚合物膜可以被拉伸或可以不被拉伸。
含有熱塑性樹脂作為主要組分的聚合物膜的厚度可以根據(jù)所設(shè)計的相位差值、所使用的熱塑性樹脂的類型等適當(dāng)選擇。其厚度優(yōu)選為20微米到120微米，更優(yōu)選30微米到100微米。厚度處于上述范圍內(nèi)可以提供具有優(yōu)異的機械強度和光學(xué)均勻性并且滿足上述C-1部分所述光學(xué)特性的相位差膜。
熱塑性樹脂的例子包括通用塑料，例如聚烯烴樹脂、環(huán)烯烴類樹脂、聚氯乙烯類樹脂、纖維素類樹脂、苯乙烯類樹脂、丙烯腈/丁二烯/苯乙烯類樹脂、丙烯腈/苯乙烯類樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醋酸乙烯酯和聚偏二氯乙烯類樹脂；通用工程塑料，例如聚酰胺類樹脂、聚縮醛類樹脂、聚碳酸酯類樹脂、改性聚苯醚類樹脂、聚對苯二甲酸丁二酯類樹脂和聚對苯二甲酸乙二醇酯類樹脂；和超級工程塑料，例如聚苯硫醚類樹脂、聚砜類樹脂、聚醚砜類樹脂、聚醚醚酮類樹脂、多芳基化合物類樹脂、液晶樹脂、聚酰胺酰亞胺類樹脂、聚酰亞胺類樹脂和聚四氟乙烯類樹脂。熱塑性樹脂可以單獨使用或者結(jié)合使用。而且，熱塑性樹脂可以在選擇性地進行適當(dāng)?shù)木酆衔锔男院笫褂?。聚合物改性的例子包括共聚、交?lián)、分子末端改性和立構(gòu)規(guī)整性改性。
負(fù)C板優(yōu)選包括含有至少一種選自纖維素類樹脂、聚酰胺酰亞胺類樹脂、聚醚醚酮類樹脂和聚酰亞胺類樹脂的熱塑性樹脂作為主要成分的聚合物膜。在熱塑性樹脂通過例如溶劑澆鑄法形成薄片的情況下，例如，分子在溶劑蒸發(fā)過程中自發(fā)配向。因此，滿足折射率分布為nx＝ny＞nz的相位差膜可以在無需例如拉伸處理的特殊加工情況下獲得。含有纖維素類樹脂作為主要成分的聚合物膜可以通過例如JP-A-2001-188128描述的方法獲得。含有聚酰胺酰亞胺類樹脂、聚醚醚酮類樹脂和聚酰亞胺類樹脂的熱塑性樹脂作為主要成分的聚合物膜可以通過JP-A-2003-287750中描述的方法獲得。
熱塑性樹脂的重均分子量(Mw)優(yōu)選為25,000至200,000，更優(yōu)選30,000至100,000，特別優(yōu)選40,000至80,000，上述重均分子量是通過分子凝膠滲透色譜法(GPC)，使用四氫呋喃溶劑而測定的。熱塑性樹脂的重均分子量處于上述范圍內(nèi)能夠提供具有優(yōu)異的機械強度、溶解度、成型性和鑄造可加工性的聚合物膜。
任何適合的成型方法可以用作獲得含有熱塑性樹脂作為主要組分的聚合物膜的方法。成型方法的具體例子包括壓塑法、傳遞模塑法、注塑法、擠出法、吹塑法、粉末模塑法、FRP模塑法和溶劑澆鑄法等。其中優(yōu)選溶劑澆鑄法，因為能夠得到光學(xué)均勻性良好的高度光滑的相位差膜。具體地說，溶劑澆鑄法包括使通過將含有作為主要組分的熱塑性樹脂、增塑劑、添加劑等的樹脂組合物溶解在溶劑中而制備的濃溶液(濃液)消泡；在環(huán)狀的不銹鋼帶或轉(zhuǎn)鼓的表面上均勻地將消泡溶液流延成薄膜；并將溶劑蒸發(fā)而制得膜。
含有熱塑性樹脂作為主要組分的聚合物膜的成型條件可以根據(jù)樹脂的組成或種類、成型方法等而適當(dāng)選擇。在溶劑澆鑄法中，所使用的溶劑的例子包括環(huán)戊酮、環(huán)己酮、甲基異丁基酮、甲苯、乙酸乙酯、二氯甲烷和四氫呋喃。干燥溶劑的方法優(yōu)選包括使用空氣循環(huán)干燥爐等；并且將溫度逐漸從低溫升至高溫而干燥。干燥溶劑的溫度范圍優(yōu)選為50℃至250℃，更優(yōu)選80℃至150℃。選擇上述條件，從而提供具有小的Re[590]和優(yōu)異的光滑度和光學(xué)均勻性的相位差膜。注意，Rth[590]可以根據(jù)樹脂的組成或類型、干燥條件、成膜的厚度等適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)。
含有熱塑性樹脂作為主要組分的聚合物膜可以進一步含有任何適合的添加劑。添加劑的具體例子包括增塑劑、熱穩(wěn)定劑、光穩(wěn)定劑、潤滑劑、抗氧化劑、紫外線吸收劑、阻燃劑、著色劑、抗靜電劑、相容劑、交聯(lián)劑和增稠劑。所使用的添加劑的種類和數(shù)量可以根據(jù)目的而適當(dāng)設(shè)定。例如，相對于100重量份的熱塑性樹脂，添加劑的使用量優(yōu)選大于0并且小于或等于10重量份，更優(yōu)選大于0并且小于或等于5重量份，最優(yōu)選大于0并且小于或等于3重量份。
除上述相位差膜之外，市售的聚合物膜可以直接用作用于負(fù)C板的相位差膜。而且，市售的光學(xué)膜可以在使用之前進行例如拉伸處理和/或松弛處理的加工。市售的聚合物膜的具體例子包括“Fujitacseries”(UZ，TD等，商品名，購買自Fuji Photo Film Co.，Ltd.)；“Artonseries”(G，F(xiàn)等，商品名，購買自JSR株式會社)；“Zeonex 480”(商品名，購買自Zeon株式會社)；以及“Zeonor”(商品名，購買自Zeon株式會社)。
用于負(fù)C板的相位差膜可以含有液晶組合物。在使用液晶組合物的情況中，優(yōu)選用于負(fù)C板的相位差膜為含有平面配向的液晶化合物的液晶組合物的固化層或硬化層，或者含有柱狀配向的盤狀液晶化合物的液晶組合物的固化層或硬化層。在本發(fā)明的說明書中，術(shù)語“平面配向”指的是將液晶化合物(液晶分子)配向為使得液晶的螺旋軸垂直于兩個基板表面的狀態(tài)(例如，見圖4(a))。術(shù)語“柱狀配向”指的是將盤狀液晶化合物配向為堆疊成圓柱的狀態(tài)(例如，見圖4(b))。而且，術(shù)語“固化層”指的是通過將軟化或熔化的液晶組合物或溶液狀態(tài)的液晶組合物冷卻至固化狀態(tài)而制備的層。術(shù)語“硬化層”指的是通過熱、催化劑、光和/或輻射，將液晶組合物部分或全部交聯(lián)成為穩(wěn)定的不溶解和非熔化狀態(tài)或者穩(wěn)定的幾乎不溶解或幾乎不熔化狀態(tài)而制備的層。注意，硬化層包括從液晶組合物的固化層制備的硬化層。
在本發(fā)明的說明書中，術(shù)語“液晶組合物”指具有液晶相并且顯示液晶性的組合物。液晶相的例子包括向列型液晶相、近晶型液晶相、膽甾型液晶相以及柱狀液晶相。為獲得具有高透明度的相位差膜，本發(fā)明中使用的液晶組合物優(yōu)選為顯示向列型液晶相的液晶組合物。
液晶組合物沒有特別限制，只要該組合物含有液晶化合物并且顯示液晶性。相對于液晶組合物中的總固體含量為100重量份，液晶組合物中液晶化合物的含量優(yōu)選為40重量份到100重量份，更優(yōu)選50重量份到99.8重量份，最優(yōu)選70重量份到99.5重量份。液晶組合物優(yōu)選進一步含有手性試劑。根據(jù)目的，加入合適量的手性試劑，從而提供具有期望的折射率分布的膜。液晶組合物中可以在不會危害本發(fā)明的目的的范圍內(nèi)含有各種添加劑，例如均化劑、聚合引發(fā)劑、配向助劑、熱穩(wěn)定劑、潤滑劑、增塑劑和抗靜電劑。而且，液晶組合物可以在不會危害本發(fā)明的目的的范圍內(nèi)含有任意適合的熱塑性樹脂。
在本發(fā)明的說明書中，術(shù)語“液晶化合物”指的是在分子結(jié)構(gòu)中具有液晶原基團(mesogen group)并且通過例如加熱或冷卻的溫度變化或通過特定量的溶劑的作用而形成液晶相的化合物。術(shù)語“液晶原基團”指的是形成液晶相所需的結(jié)構(gòu)部分，其通常包括環(huán)狀單元。液晶原基團的例子包括聯(lián)苯基、苯甲酸苯酯基、苯基環(huán)己烷基、氧化偶氮苯基、偶氮甲堿基、偶氮苯基、苯基嘧啶基、二苯乙炔基、苯甲酸聯(lián)苯酯基、雙環(huán)己烷基、環(huán)己基苯基和三聯(lián)苯基。注意，這些環(huán)單元中的每一個的末端可以具有例如氰基、烷基、烷氧基或鹵素的取代基。其中，對于由環(huán)單元等形成的液晶原基團，優(yōu)選使用具有聯(lián)苯基或苯甲酸苯酯基的液晶原基團。
液晶化合物可以包括根據(jù)溫度變化而顯示液晶相的熱致液晶或者根據(jù)溶液中溶質(zhì)的濃度(液晶化合物)而顯示液晶相的溶致液晶。熱致液晶包括從結(jié)晶相(或玻璃態(tài))到液晶相的相轉(zhuǎn)變可逆的雙變(enantropic)液晶，以及液晶相僅僅在溫度升高過程中生長的單變液晶。由于在成膜過程中的優(yōu)異的生產(chǎn)率、可操作性、質(zhì)量等，優(yōu)選熱致液晶用于用于負(fù)C板的相位差膜中。
液晶化合物可以是在主鏈和/或側(cè)鏈上具有液晶原基團的聚合物質(zhì)(也稱作聚合物液晶)，或者在部分分子結(jié)構(gòu)中具有液晶原基團的低分子量物質(zhì)(也稱作低分子量液晶)。液晶態(tài)的聚合物液晶冷卻以固定分子的配向狀態(tài)，因此其特點在于成膜的生產(chǎn)率高并且形成的膜具有優(yōu)異的耐熱性、機械強度和耐化學(xué)性。低分子量液晶具有優(yōu)異的配向特性，因此其特點在于可以輕易獲得高度透明的膜。
由含有平面配向的液晶化合物的液晶組合物的固化層或硬化層形成的相位差膜可以通過JP-A-2003-287623描述的方法獲得。由含有柱狀配向的盤狀液晶化合物的液晶組合物的固化層或硬化層形成的相位差膜可以通過JP-A-09-117983描述的方法獲得。
用于負(fù)C板的由含有平面配向的液晶化合物的液晶組合物的固化層或硬化層形成的相位差膜或者由含有柱狀配向的盤狀液晶化合物的液晶組合物的固化層或硬化層形成的相位差膜的厚度優(yōu)選為1微米到20微米，更優(yōu)選1微米到10微米。相位差膜的厚度處于上述范圍內(nèi)提供的薄相位差膜具有優(yōu)異的光學(xué)均勻性并且滿足上述C-1部分所述的光學(xué)特性。
<D.正A板>
在本發(fā)明的說明書中，術(shù)語“正A板”指的是滿足折射率分布為nx＞ny＝nz的正單軸光學(xué)元件。注意，在本發(fā)明的說明書中，表達式“ny＝nz”不僅指ny和nz完全相等的情況，還包括ny和nz基本相等的情況。短語“ny和nz基本相等的情況”包括，例如，面內(nèi)相位差值(Re[590])和厚度方向的相位差值(Rth[590])之間的差的絕對值(|Rth[590]-Re[590]|)為10納米或更小的情況。
參考圖1(a)到1(c)和2(a)到2(c)，正A板40配置在偏光片20和正C板50之間，使得正A板40的慢軸基本垂直于偏光片20的吸收軸。只要滿足該關(guān)系，如圖1(a)到1(c)和2(a)到2(c)所示，負(fù)C板30可以配置在偏光片20和正C板50之間。如圖2(a)所示，正A板40優(yōu)選配置在負(fù)C板30和正C板50之間。根據(jù)該實施方式，負(fù)C板30還用作偏光片20的液晶側(cè)的保護層，使得顯示屏能夠長期維持均勻性，甚至當(dāng)本發(fā)明的偏光元件用于在高溫和高濕環(huán)境中的液晶顯示裝置中也如此。
<D-1.正A板的光學(xué)特性>
本發(fā)明中使用的正A板的RePA[590]優(yōu)選為20納米或更大，更優(yōu)選60納米到180納米，進一步優(yōu)選70納米到170納米，特別優(yōu)選80納米到160納米，最優(yōu)選90納米到150納米。具體地說，根據(jù)圖2(a)所示實施方式的本發(fā)明的偏光元件的正A板的RePA[590]優(yōu)選為70納米到130納米，特別優(yōu)選80納米到120納米，最優(yōu)選80納米到110納米。根據(jù)圖2(b)或2(c)所示實施方式的本發(fā)明的偏光元件的正A板的RePA[590]優(yōu)選為110納米到170納米，更優(yōu)選為120納米到160納米，最優(yōu)選130納米到150納米。RePA[590]在上述范圍內(nèi)能夠提供顯示各光學(xué)元件的功能的協(xié)同效應(yīng)，并且使得液晶顯示裝置的斜向?qū)Ρ榷仍黾雍托毕蛏茰p少。
用于本發(fā)明的正A板的RePA[590]和RthPA[590])之間的差的絕對值(|RthPA[590]-RePA[590]|)優(yōu)選為10納米或更小，更優(yōu)選5納米或更小，最優(yōu)選2納米或更小。注意，|RthPA[590]-RePA[590]|的理論下限為0納米。
通常，相位差膜的相位差值可以根據(jù)波長變化。這種現(xiàn)象被稱作相位差膜的波長色散性。在本發(fā)明的說明書中，波長色散性能夠通過在23℃下使用波長為480納米的光和波長為590納米的光測定的面內(nèi)相位差值之比Re[480]/Re[590]而確定。
正A板的RePA[480]/RePA[590]優(yōu)選大于0.8并小于1.2，更優(yōu)選大于0.8并小于1.0，特別優(yōu)選大于0.8并小于0.9。在RePA[480]/RePA[590]小于1的情況中，正A板顯示下述特性其中，波長越短則相位差值越小，該現(xiàn)象被稱作“反向波長色散性”。顯示反向波長色散性的相位差膜在寬的可見光區(qū)域內(nèi)具有均勻的相位差值。因此，采用該相位差膜的液晶顯示裝置幾乎不會造成特定波長的漏光，并且可以進一步減少液晶顯示裝置的黑色顯示中的斜向色移。
<D-2.配置正A板的方式>
參照圖2(a)到2(c)，可以采用任意適合的方法作為將正A板40配置在偏光片20和正C板50之間的方法。優(yōu)選正A板40在每一側(cè)上配備有粘合層(未示出)，并粘附到偏光片20和正C板50或負(fù)C板30上。這樣，光學(xué)元件之間的間隙用粘合層填充，從而能夠防止各光學(xué)元件的光軸之間關(guān)系的移動，以及防止由于各光學(xué)元件裝入液晶顯示裝置，彼此磨損而造成光學(xué)元件的損傷。而且，可以減少各光學(xué)元件的層之間的界面上產(chǎn)生的反射或折射的不良效應(yīng)，從而增加液晶顯示裝置斜向?qū)Ρ榷群蜏p少液晶顯示裝置的斜向色移。
粘合層的厚度以及用于形成粘合層的材料可以從上述B-2部分所述的那些以及在上述C-2部分所述的范圍和材料中適當(dāng)選擇。
如上所述，正A板40配置為使得其慢軸基本垂直于偏光片20的吸收軸。位置關(guān)系極大地偏離上述關(guān)系會減少采用該正A板40的液晶顯示裝置的正向和斜向?qū)Ρ榷取?br> <D-3.正A板的結(jié)構(gòu)>
正A板的結(jié)構(gòu)(層積結(jié)構(gòu))沒有特別限制，只要滿足上述D-1部分所述的光學(xué)特性。正A板可以是單層相位差膜或者兩層或多層相位差膜的層積體。為減少由于偏光片的收縮應(yīng)力或背光的熱所造成的相位差值的偏移或不均勻并且減少液晶面板的厚度，正A板優(yōu)選為單層相位差膜。作為層積體的正A板可以包括粘合層以粘附兩層或更多層的相位差膜。在作為層積體的正A板包括兩層或多層相位差膜的情況下，相位差膜可以彼此相同或不同。相位差膜將在D-4部分詳細(xì)說明。
用于正A板的相位差膜的Re[590]根據(jù)所使用的相位差膜的數(shù)目可以適當(dāng)?shù)剡x擇。例如，在正A板由單層相位差膜形成的情況下，相位差膜的Re[590]優(yōu)選等于正A板的RePA[590]。因此，用于將正A板層積在偏光片和正C板上的粘合層的相位差值優(yōu)選盡可能地小。此外，例如，在正A板是包括兩層或更多層相位差膜的層積體的情況下，層積體優(yōu)選設(shè)計為相位差膜的總Re[590]等于正A板的RePA[590]。具體地說，RePA[590]為100納米的正A板可以通過將各自的Re[590]為50納米的兩層相位差膜以其各自的慢軸彼此平行的方式層積而獲得。注意，為清楚起見，僅描述了由兩層或更少層相位差膜形成的正A板的情況，但是本發(fā)明顯然可用于包括三層或更多層相位差膜的層積體。
正A板的總厚度優(yōu)選為1微米至200微米，更優(yōu)選2微米至150微米，最優(yōu)選3微米至100微米。厚度在上述范圍內(nèi)可以提供具有優(yōu)異的光學(xué)均勻性的光學(xué)元件。
<D-4.用于正A板的相位差膜>
用于正A板的相位差膜沒有特別限制。但是優(yōu)選所使用的相位差膜具有優(yōu)異的透明度、機械強度、熱穩(wěn)定性、防水特性等，并且?guī)缀醪粫捎谂で鸸鈱W(xué)不均勻。
相位差膜的光彈性系數(shù)的絕對值(C[590](m2/N))優(yōu)選為1×10-12至200×10-12，更優(yōu)選1×10-12至50×10-12，最優(yōu)選1×10-12至20×10-12。光彈性系數(shù)的絕對值較小可以減少當(dāng)液晶顯示裝置采用該相位差膜時由于偏光片的收縮應(yīng)力或背光的熱所導(dǎo)致的相位差值的偏移或不均勻，從而提供具有優(yōu)異的顯示均勻性的液晶顯示裝置。
相位差膜的透射率優(yōu)選為80％或更大，更優(yōu)選85％或更大，特別優(yōu)選90％或更大，上述透射率是在23℃下使用波長為590納米的光測量的。正A板優(yōu)選總體上具有類似的透射率。注意，透射率的理論上限為100％。
相位差膜優(yōu)選為含有熱塑性樹脂作為主要成分的聚合物膜的拉伸膜。相位差膜更優(yōu)選為含有熱塑性樹脂的非結(jié)晶性聚合物作為主要成分的聚合物膜的拉伸膜。非結(jié)晶性聚合物的優(yōu)點在于優(yōu)異的透明度。在本發(fā)明的說明書中，術(shù)語“拉伸膜”指的是通過下述方法獲得的在特定方向具有增強的分子配向的塑料膜在適當(dāng)?shù)臏囟认聦ξ蠢斓哪な┘訌埩Γ换蛘邔︻A(yù)先拉伸過的膜施加額外的張力。
含有熱塑性樹脂作為主要成分的聚合物膜的拉伸膜的厚度可以根據(jù)所設(shè)計的相位差值、層積體中的層數(shù)等而適當(dāng)選擇。其厚度優(yōu)選為5微米到120微米，更優(yōu)選為10微米到100微米。其厚度處于上述范圍內(nèi)可以提供具有優(yōu)異的機械強度和光學(xué)均勻性并且滿足上述D-1部分所述光學(xué)特性的相位差膜。
例如，熱塑性樹脂可以適當(dāng)?shù)剡x自上述C-4部分所述的材料。用于正A板的相位差膜優(yōu)選為含有苯乙烯類樹脂的聚合物膜的拉伸膜。苯乙烯類樹脂用于調(diào)節(jié)相位差膜的波長色散性或光彈性系數(shù)。在本發(fā)明的說明書中，術(shù)語“苯乙烯類樹脂”指的是通過苯乙烯類單體的聚合而獲得的聚合物。苯乙烯類樹脂的例子包括聚苯乙烯；丙烯腈/苯乙烯共聚物；丙烯腈/丁二烯/苯乙烯共聚物；丙烯腈/乙烯/苯乙烯共聚物；苯乙烯/馬來酰亞胺共聚物；苯乙烯/馬來酐共聚物；以及苯乙烯/甲基丙烯酸甲酯共聚物。
苯乙烯類樹脂的重均分子量(Mw)的范圍優(yōu)選為1,000至400,000，更優(yōu)選2,000至300,000，上述重均分子量是使用四氫呋喃溶劑通過分子凝膠滲透色譜法(GPC)測定的。重均分子量處于上述范圍內(nèi)能夠提供優(yōu)異的溶解度、成型性和可操作性的苯乙烯類樹脂。
相對于相位差膜中的固體含量為100重量份，苯乙烯類樹脂的含量優(yōu)選為10重量份到50重量份，更優(yōu)選20重量份到40重量份。苯乙烯類樹脂的含量處于上述范圍內(nèi)可以提供具有光彈性系數(shù)小、良好的波長色散性以及優(yōu)異的耐久性、機械強度和透明度的相位差膜。
用于正A板的相位差膜特別優(yōu)選為含有包含苯乙烯類樹脂和其它熱塑性樹脂的樹脂組合物作為主要成分的聚合物膜的拉伸膜。上述其它熱塑性樹脂可以適當(dāng)?shù)剡x自上述C-4部分所述的材料。上述其它熱塑性樹脂優(yōu)選為環(huán)烯烴類樹脂，特別優(yōu)選通過降冰片烯類單體的開環(huán)聚合物的氫化而獲得的環(huán)烯烴類樹脂。含有包含苯乙烯類樹脂和環(huán)烯烴類樹脂的樹脂組合物作為主要成分的聚合物膜的拉伸膜具有小的光彈性系數(shù)、優(yōu)異的波長色散性和優(yōu)異的耐久性、機械強度和透明度。
具有降冰片烯類單體的氫化開環(huán)聚合物的環(huán)烯烴類樹脂通過下述方式獲得降冰片烯類單體進行復(fù)分解反應(yīng)以獲得開環(huán)聚合物；然后氫化上述開環(huán)聚合物。例如，該樹脂可以通過NTS公司出版的“OpticalPolymer Zairyo No Kaihatsu/Ouyougijutsu，第103頁到第111頁(2003)描述的方法制造。
降冰片烯類單體的例子包括降冰片烯烷基衍生物，例如5-甲基-2-降冰片烯、5-乙基-2-降冰片烯和5-二甲基-2-降冰片烯；降冰片烯亞烷基衍生物，例如5-亞乙基-2-降冰片烯；二環(huán)戊二烯衍生物，例如2，3-二氫二環(huán)戊二烯等；以及八氫化萘衍生物，例如1，45，8-二亞甲基-1，4，4a，5，6，7，8a-八氫化萘和6-甲基-1，45，8-二亞甲基-1，4，4a，5，6，7，8a-八氫化萘。
從耐熱性和耐光性的觀點出發(fā)，具有降冰片烯類單體的氫化開環(huán)聚合物的環(huán)烯烴類樹脂的氫化率通常為90％或更大，優(yōu)選95％或更大，更優(yōu)選99％或更大。
具有降冰片烯類單體的氫化開環(huán)聚合物的環(huán)烯烴類樹脂的重均分子量(Mw)優(yōu)選為20,000至300,000，更優(yōu)選30,000至200,000，上述重均分子量是使用四氫呋喃溶劑通過分子凝膠滲透色譜法(GPC)測定的。重均分子量處于上述范圍內(nèi)能夠提供具有優(yōu)異的機械強度、溶解度、成型性和鑄造可加工性的聚合物膜。
獲得含有熱塑性樹脂作為主要組分的用于正A板的聚合物膜的方法與如上述C-4部分所述的成型方法相同。其中，優(yōu)選擠出法，因為能夠得到具有優(yōu)異的光滑度和光學(xué)均勻性的相位差膜。具體地說，擠出法為包括下述步驟的方法將含有熱塑性樹脂作為主要成分的樹脂組合物、添加劑等熱熔；通過使用T-模等在流延輥的表面上將樹脂組合物擠出成膜；并將所得物冷卻以形成膜。在混合使用兩種或更多種樹脂的情況下，混合樹脂的方法沒有特別限制。在采用擠出法的情況下，例如，為了均勻混合，樹脂可以以預(yù)定的比例混合熔融。
用于形成含有熱塑性樹脂作為主要組分的聚合物膜的條件可以根據(jù)樹脂的組成或種類、成型方法等而適當(dāng)選擇。在采用擠出法的情況下，優(yōu)選的方法包括在加熱到240℃至300℃下，將熱熔樹脂流注成薄片；并通過使用卷繞輥(冷卻鼓)等將所得物逐漸從高溫冷卻到低溫。選擇上述條件，從而提供具有預(yù)期的Re[590]和Rth[590]并且具有優(yōu)異的光滑度和光學(xué)均勻性的相位差膜。
含有熱塑性樹脂作為主要組分的聚合物膜可以進一步含有任何適合的添加劑。添加劑的具體例子包括增塑劑、熱穩(wěn)定劑、光穩(wěn)定劑、潤滑劑、抗氧化劑、紫外線吸收劑、阻燃劑、著色劑、抗靜電劑、相容劑、交聯(lián)劑和增稠劑。所使用的添加劑的種類和數(shù)量可以根據(jù)目的而適當(dāng)設(shè)定。例如，相對于熱塑性樹脂為100重量份，添加劑的使用量優(yōu)選大于0并且小于或等于10重量份，更優(yōu)選大于0并且小于或等于5重量份，最優(yōu)選大于0并且小于或等于3重量份。
任意適合的拉伸方法可以用作拉伸含有熱塑性樹脂作為主要成分的聚合物膜的方法。拉伸方法的具體例子包括縱向單軸拉伸法；橫向單軸拉伸法；縱向橫向同步雙軸拉伸法；以及縱向橫向順序雙軸拉伸法。任何適合的拉伸機，例如，輥式拉伸機、拉幅機或雙軸拉伸機可用作拉伸工具。在熱拉伸中，溫度可以連續(xù)改變或可以逐步變化，或者拉伸和收縮或松弛可以結(jié)合進行。拉伸步驟可以分成兩步或多步進行。拉伸方向可以在膜的縱向(加工(MD)方向)或膜的寬度方向(橫向(TD)方向)內(nèi)。拉伸可以通過JP-A-2003-262721的圖1所述拉伸方法在斜向進行(斜拉伸)。用于正A板的相位差膜的Re[590]和Rth[590]可以通過選擇拉伸前膜的相位差值和厚度、拉伸比、拉伸溫度等適當(dāng)調(diào)節(jié)。
優(yōu)選拉伸前聚合物膜的面內(nèi)相位差值和厚度方向的相位差值盡可能相等。具體地說，優(yōu)選拉伸前聚合物膜的Re[590]和Rth[590]之間的差的絕對值(|Rth[590]-Re[590]|)為5納米或更小。更優(yōu)選拉伸前聚合物膜具有相等的小的面內(nèi)相位差值和厚度方向的相位差值。具體地說，拉伸前聚合物膜的Re[590]和Rth[590]各自為10納米或更小，更優(yōu)選5納米或更小，最優(yōu)選2納米或更小。從經(jīng)濟效率和操作性的觀點出發(fā)，優(yōu)選在成膜過程中，對拉伸前聚合物膜的Re[590]和Rth[590]進行調(diào)節(jié)。但是，在成膜后聚合物膜的Re[590]和Rth[590]彼此不同的情況下，聚合物膜的Re[590]和Rth[590]可以通過對聚合物膜進行例如拉伸處理、收縮(或松弛)處理或加熱松弛處理的加工而調(diào)節(jié)。
在拉伸含有熱塑性樹脂作為主要組分的聚合物膜的過程中，拉伸爐內(nèi)的溫度(也稱為拉伸溫度)優(yōu)選等于或高于聚合物膜的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)，因為在上述溫度范圍內(nèi)，相位差值易于均勻，并且膜幾乎不結(jié)晶(變得有云花紋)。優(yōu)選拉伸溫度為Tg+1℃至Tg+30℃。典型的拉伸溫度優(yōu)選為110℃至200℃，更優(yōu)選120℃至170℃。玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)可以根據(jù)JIS K7121-1987，通過差示掃描量熱法(DSC)測定。
控制拉伸爐內(nèi)溫度的具體方法沒有特別限制，并且可以從使用以下設(shè)備的加熱方法或溫度控制方法中選擇熱空氣或冷空氣在其中循環(huán)的空氣循環(huán)式恒溫爐；使用微波或遠(yuǎn)紅外線等的加熱器；用于溫度調(diào)節(jié)的加熱輥；熱管輥；以及金屬帶。
在聚合物膜的拉伸過程中，拉伸比根據(jù)聚合物膜的組成、揮發(fā)性成分的類型、揮發(fā)性成分的殘余量等、所設(shè)計的相位差值等適當(dāng)選擇。具體地說，拉伸比通常大于初始長度的1倍并且小于或等于3倍，優(yōu)選為1.1倍至2倍，更優(yōu)選1.2倍至1.8倍。拉伸過程中的傳送速度沒有特別限制，但是考慮到拉伸機的機械精度、穩(wěn)定性等，優(yōu)選為1米/分鐘至20米/分鐘。
用于正A板的相位差膜可以采用液晶組合物。在采用液晶組合物的情況下，用于正A板的相位差膜優(yōu)選為含有均勻配向的液晶化合物的液晶組合物的固化層或硬化層。在本發(fā)明的說明書中，術(shù)語“均勻配向”指的是液晶化合物平行于膜面并在相同方向內(nèi)配向的狀態(tài)。注意，用于正A板的液晶組合物和液晶化合物和上述C-4部分所述相同。
由含有均勻配向的液晶化合物的液晶組合物的固化層或硬化層形成的相位差膜可以通過JP-A-2002-156526所述方法獲得，例如。
由含有均勻配向的液晶化合物的液晶組合物的固化層或硬化層形成的用于正A板的相位差膜的厚度優(yōu)選為1微米到20微米，更優(yōu)選1微米到10微米。其厚度處于上述范圍內(nèi)可以提供具有優(yōu)異光學(xué)均勻性并且滿足上述D-1部分所述光學(xué)特性的薄的相位差膜。
<E.正C板>
在本發(fā)明的說明書中，術(shù)語“正C板”指滿足折射率分布為nz＞nx＝ny的正單軸光學(xué)元件。理想的情況下，滿足折射率分布為nz＞nx＝ny的正單軸光學(xué)元件在法線方向具有光學(xué)軸。在本發(fā)明的說明書中，nx＝ny”不僅指nx和ny完全相等的情況，還包括nx和ny基本相等的情況。短語“nx和ny基本相等的情況”包括，例如，面內(nèi)相位差值(Re[590])為10納米或更小的情況。
參考圖1(a)到1(c)和2(a)到2(c)，正C板50配置在正A板40和液晶單元100之間。如圖2(a)所示，正C板50優(yōu)選配置在正A板40和液晶單元100之間，而沒有負(fù)C板30配置在它們之間。根據(jù)該實施方式，負(fù)C板30還用作偏光片20的液晶側(cè)的保護層，使得顯示屏能夠長期維持均勻性，甚至當(dāng)本發(fā)明的偏光元件用于在高溫和高濕環(huán)境中的液晶顯示裝置中也如此。
<E-1.正C板的光學(xué)特性>
本發(fā)明中使用的正C板的RePC[590]優(yōu)選為5納米或更小，更優(yōu)選2納米或更小。注意，正C板的RePC[590]的理論下限為0納米。
正C板的RthPC[590]為-60納米或更小，優(yōu)選-350納米到-60納米，更優(yōu)選-310納米到-60納米。具體參照圖2(a)到2(c)，根據(jù)圖2(a)所示實施方式的本發(fā)明的偏光元件的正C板的RthPC[590]優(yōu)選為-230納米到-60納米，更優(yōu)選-190納米到-60納米，特別優(yōu)選-160納米到-60納米。根據(jù)圖2(b)或2(c)所示實施方式的本發(fā)明的偏光元件的正C板的RthPC[590]優(yōu)選為-350納米到-80納米，更優(yōu)選-310納米到-80納米，最優(yōu)選-270納米到-80納米。RthPC[590]在上述范圍內(nèi)能夠提供顯示各光學(xué)元件的功能的協(xié)同效應(yīng)，并且使得液晶顯示裝置的斜向?qū)Ρ榷仍黾雍托毕蛏茰p少。
此外，正C板的RthPC[590]優(yōu)選調(diào)節(jié)為使得負(fù)C板的RthNC[590]和正C板的RthPC[590]之和(Rthadd)調(diào)節(jié)到上述C-1部分所述的范圍之內(nèi)。
<E-2.配置正C板的方式>
參照圖2(a)到2(c)，可以采用任意適合的方法作為將正C板50配置在正A板40和液晶單元100之間的方法。優(yōu)選正C板50在每一側(cè)上配備有粘合層(未示出)，并粘附到液晶單元100、正A板40或負(fù)C板30上。這樣，光學(xué)元件之間的間隙用粘合層填充，從而能夠防止各光學(xué)元件的光軸之間關(guān)系的移動，以及防止由于各光學(xué)元件裝入液晶顯示裝置，彼此磨損而造成光學(xué)元件的損傷。此外，可以減少各光學(xué)元件的層之間的界面上產(chǎn)生的反射或折射的不良效應(yīng)，從而增加液晶顯示裝置斜向?qū)Ρ榷群蜏p少液晶顯示裝置的斜向色移。
粘合層的厚度以及用于形成粘合層的材料可以從上述B-2部分所述的那些以及在上述C-2部分所述的范圍和材料中適當(dāng)選擇。
在nx和ny完全相等的情況中，正C板50沒有面內(nèi)相位差，不能檢測到其慢軸。因此，正C板50的配置可以與偏光片20的吸收軸和正A板的慢軸無關(guān)。在nx和ny基本上相等但是有稍微不同的情況下，可以檢測到其慢軸。在這種情況下，正C板50優(yōu)選配置成使其慢軸基本平行或垂直于偏光片20的吸收軸。角度極大地偏離上述范圍會導(dǎo)致液晶顯示裝置的正向和斜向?qū)Ρ榷葴p少。
<E-3.正C板的結(jié)構(gòu)>
正C板的結(jié)構(gòu)(層積結(jié)構(gòu))沒有特別限制，只要滿足上述E-1部分所述的光學(xué)特性。正C板可以是單層相位差膜或兩層或多層相位差膜的層積體。為減少由于偏光片的收縮應(yīng)力或背光的熱所造成的相位差值的偏移或不均勻并且減少液晶面板的厚度，正C板優(yōu)選為單層相位差膜。作為層積體的正C板可以包括粘合層以粘附兩層或更多層的相位差膜。在作為層積體的正C板包括兩層或多層相位差膜的情況下，相位差膜可以彼此相同或不同。相位差膜將在E-4部分詳細(xì)說明。
用于正C板的相位差膜的Rth[590]根據(jù)所使用的相位差膜的數(shù)目可以適當(dāng)?shù)剡x擇。例如，在正C板由單層相位差膜形成的情況下，相位差膜的Rth[590]優(yōu)選等于正C板的RthPC[590]。因此，用于將正C板層積在正A板和液晶單元上的粘合層的相位差值優(yōu)選盡可能地小。而且，在例如正C板是包括兩層或更多層相位差膜的層積體的情況下，層積體優(yōu)選設(shè)計為相位差膜的總Rth[590]等于正A板的RePC[590]。具體地說，例如，RePC[590]為-100納米的正C板可以通過將各自的Rth[590]為-50納米的兩層相位差膜層積而獲得。同時，這樣的正C板可以通過層積Rth[590]為-20納米的相位差膜和Rth[590]為-80納米的相位差膜而獲得。在這種情況下，優(yōu)選相位差膜優(yōu)選層積為使得其各自的慢軸彼此垂直從而減少面內(nèi)相位差值。注意，為清楚起見，僅描述了由兩層或更少層的相位差膜形成的正C板的情況，但是本發(fā)明顯然適用于包括三層或更多層相位差膜的層積體。
正C板的總厚度優(yōu)選為0.5微米至200微米，更優(yōu)選1微米至150微米，最優(yōu)選3微米至100微米。厚度在上述范圍內(nèi)可以提供具有優(yōu)異的光學(xué)均勻性的光學(xué)元件。
<E.用于正C板的相位差膜>
用于正C板的相位差膜優(yōu)選具有優(yōu)異的透明度、機械強度、熱穩(wěn)定性、防水特性等。優(yōu)選用于正C板的相位差膜為含有垂直配向的液晶化合物的液晶組合物的固化層或硬化層。在本發(fā)明的說明書中，術(shù)語“垂直配向”指的是液晶組合物中的液晶化合物均勻地并且平行于膜的法線方向地配向的狀態(tài)。注意，用于正C板的液晶組合物和液晶化合物可以和上述C-4部分所述相同。
更優(yōu)選，用于正C板的相位差膜為含有垂直配向的液晶化合物的液晶組合物的固化層或硬化層，并且液晶組合物中包括在部分分子結(jié)構(gòu)中具有至少一個聚合性或交聯(lián)性官能團的低分子量液晶。特別優(yōu)選，液晶組合物包括在部分分子結(jié)構(gòu)中具有至少兩個聚合性或交聯(lián)性官能團的低分子量液晶。這樣的液晶化合物可以通過聚合(或交聯(lián))反應(yīng)以聚合(或交聯(lián))聚合性(或交聯(lián)性)官能團。因此，相位差膜的機械強度增加，并且可以獲得具有優(yōu)異的耐久性和尺寸穩(wěn)定性的相位差膜。在部分分子結(jié)構(gòu)中具有一個液晶原基團和兩個聚合性官能團的低分子量液晶的例子包括“Paliocolor LC242”，商品名，購買自BASF集團公司(Δn＝0.131)；以及“CB483”，商品名，購買自HuntsmanInternational LLC.(Δn＝0.080)。
可以選擇任意適合的官能團作為聚合性官能團，其例子包括丙烯?；?、甲基丙烯?；?、環(huán)氧基和乙烯醚基。其中，從具有高度反應(yīng)性和提供具有優(yōu)異的透明度的相位差膜的觀點出發(fā)，優(yōu)選使用丙烯?；蚣谆；?br> 由含有垂直配向的液晶化合物的液晶組合物的固化層或硬化層形成的相位差膜的厚度根據(jù)所設(shè)計的相位差值變化，但是優(yōu)選為0.6微米到20微米，更優(yōu)選0.8微米到10微米，最優(yōu)選0.8微米到2.5微米。厚度處于上述范圍內(nèi)可以提供在成膜過程中具有優(yōu)異的生產(chǎn)率或操作性、在實際使用中具有充分的機械強度和優(yōu)異的光學(xué)均勻性的相位差膜。
在23℃下使用589納米波長的光測量的、由含有垂直配向的液晶化合物的液晶組合物的固化層或硬化層形成的相位差膜的非尋常光折射率(ne)和尋常光折射率(no)之間的差值(也稱作雙折射率(Δn)，Δn＝ne-no)優(yōu)選為-0.20到-0.04，更優(yōu)選-0.18到-0.05，最優(yōu)選-0.14到-0.07?？梢允褂镁哂猩鲜龇秶碾p折射率的相位差膜，從而滿足上述E-1部分所述的光學(xué)特性并調(diào)節(jié)相位差膜的厚度處于提供優(yōu)異的生產(chǎn)率和操作性的范圍內(nèi)。
在23℃下使用590納米波長的光測量的由含有垂直配向的液晶化合物的液晶組合物的固化層或硬化層形成的相位差膜的透明度優(yōu)選為80％或更大，更優(yōu)選為85％或更大，特別優(yōu)選90％或更大。正C板優(yōu)選具有相似的透明度。注意，透明度的理論上限為100％。
由含有垂直配向的液晶化合物的液晶組合物的固化層或硬化層形成的相位差膜可以進一步含有下述通式(I)所表示的聚合物液晶。該聚合物液晶用于改進液晶化合物的配向特性。
在通式(1)中，1表示14到20的整數(shù)。當(dāng)m和n之和為100，m為50到70，n為30到50。
將由含有垂直配向的液晶化合物的液晶組合物的固化層或硬化層形成的相位差膜中的總固體含量作為100重量份，聚合物液晶的含量優(yōu)選為10重量份到40重量份，更優(yōu)選15重量份到30重量份。
由含有垂直配向的液晶化合物的液晶組合物的固化層或硬化層形成的相位差膜可以通過下述的1到3步驟獲得，例如。具體地說，相位差膜可以通過下述方式獲得將基板(也稱作支持物)表面進行垂直配向處理的步驟(步驟1)；將液晶組合物的溶液或分散液涂覆到經(jīng)過垂直配向的處理基板表面，從而使液晶組合物中的液晶化合物垂直配向的步驟(步驟2)；以及將液晶組合物干燥從而固化的步驟(步驟3)。形成相位差膜的方法優(yōu)選在步驟1到3之后包括將液晶組合物用紫外線射線照射從而固化的步驟(步驟4)。注意，在相位差膜用于實際使用中時，通常將基板剝離。
圖5是解釋根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式的生產(chǎn)用于正C板的相位差膜的方法的圖解示意圖。在該步驟中，基板402從傳送部件401提供，并通過導(dǎo)引輥403傳送到第一涂布器部分404，在這里涂覆了配向劑的溶液或分散液。將涂覆有配向劑的基板傳送到第一干燥設(shè)備405，在這里將溶劑蒸發(fā)并在其上形成配向劑層(也稱作配向膜)。隨后，在第二涂布器部分407中，將液晶組合物的溶液或分散液涂覆到表面形成有配向膜的基板406上，并用第二干燥設(shè)備408將溶劑蒸發(fā)，從而形成含有垂直配向的液晶化合物的液晶組合物的固化層。隨后，將其上形成有含有垂直配向的液晶化合物的液晶組合物的固化層的基板409傳送到紫外線照射部分410，在這里固化層的表面用紫外線射線照射，從而形成含有垂直配向的液晶化合物的液晶組合物的硬化層。注意，紫外線照射部分410通常配置有紫外線燈412和溫控設(shè)備411。隨后，其上形成有硬化層的基板413在卷繞部件414中卷繞并應(yīng)用于生產(chǎn)偏光元件的步驟(將硬化層粘附到偏光片上)。
步驟1(基板表面進行垂直配向處理的步驟)中使用的基板用于將液晶組合物的溶液或分散液薄且均勻地流延。任意適合的材料可以選作用于形成基板的材料。其具體例子包括玻璃基板，例如玻璃片或石英基板；聚合物基板，例如膜或塑料基板；由鋁、鐵等形成的金屬基板；無機基板，例如陶瓷基板；以及半導(dǎo)體基板，例如硅片?；鍍?yōu)選為聚合物基板，因為聚合物基板可以為基板表面提供優(yōu)異的光滑度或者為液晶組合物提供優(yōu)異的濕度，并且允許用輥連續(xù)生產(chǎn)，從而顯著改進生產(chǎn)率。注意，基板通常在相位差膜實際使用之前剝離。
用于形成聚合物基板的材料的例子包括熱固性樹脂、紫外線固化樹脂、熱塑性樹脂、熱塑性高彈體和生物降解塑料。其中，優(yōu)選使用熱塑性樹脂。熱塑性樹脂可以為非結(jié)晶聚合物或結(jié)晶聚合物。非結(jié)晶聚合物的優(yōu)點在于優(yōu)異的透明度，因此可以直接用于液晶面板等而無需將相位差膜從基板剝離。同時，結(jié)晶聚合物的優(yōu)點在于優(yōu)異的硬度、強度和耐化學(xué)性，因此在相位差膜的生產(chǎn)中提供優(yōu)異的生產(chǎn)穩(wěn)定性。聚合物基板還用作用于本發(fā)明的正A板或負(fù)C板的相位差膜。參照圖2(a)或2(b)，例如，含有熱塑性樹脂作為主要成分的聚合物膜的拉伸膜可以用作充當(dāng)基板(支持物)的正A板40，并且可以在基板的表面形成含有垂直配向的液晶化合物的液晶組合物的固化層或硬化層(最終，正C板50)。參照圖2(b)或2(c)，例如，含有熱塑性樹脂作為主要成分的聚合物膜可以用作充當(dāng)基板(支持物)的負(fù)C板30，并且可以在基板的表面形成含有垂直配向的液晶化合物的液晶組合物的固化層或硬化層(最終，正C板50)。
垂直配向處理用于液晶組合物的液晶化合物的垂直配向。任意適合的方法可以用作垂直配向處理。該方法優(yōu)選的例子包括將配向劑吸附到基板表面以形成配向劑層(也稱作配向膜)。因此，可以生產(chǎn)液晶化合物的配向缺陷(旋錯)非常少的相位差膜。
在垂直配向處理中，將配向劑吸附到基板表面的方法的例子包括溶劑涂布法、等離子聚合法和濺射法。優(yōu)選溶劑涂布法，因為該方法提供優(yōu)異的連續(xù)生產(chǎn)性、操作性和經(jīng)濟性并且允許液晶化合物均勻配向。在本發(fā)明的說明書中，術(shù)語“溶劑涂布法”指包括將配向劑的溶液或分散液涂布到基板表面并將該溶液或分散液干燥以形成配向膜的方法。
任意適合的配向劑可以用于垂直配向處理。其具體例子包括卵磷脂、硬脂酸、十六烷基三甲基溴化銨、鹽酸十八胺、一元羧酸鉻絡(luò)合物(例如肉豆蔻酸鉻絡(luò)合物或全氟壬酸鉻絡(luò)合物)、有機硅烷(例如硅烷偶聯(lián)劑或硅氧烷)、全氟二甲基環(huán)己烷、四氟乙烯和聚四氟乙烯。其中，由于其優(yōu)異的加工性、產(chǎn)品質(zhì)量和液晶化合物的配向特性，特別優(yōu)選使用有機硅烷作為配向劑。作為配向劑的有機硅烷的具體例子為“Ethyl silicate”，商品名，購買自COLCOAT公司，其含有四乙氧基甲硅烷作為主要成份。
對于制備配向劑的溶液或分散液的方法，市售的配向劑的溶液或分散液可以直接使用，或者可以將溶劑加入到市售的配向劑的溶液或分散液中。或者，可以將一定固體含量的配向劑溶解在不同溶劑中，或者可以將配向劑、各種添加劑和溶劑混合溶解。
配向劑溶液中的總固體含量根據(jù)溶解度、涂覆粘度、基板上的濕度、涂覆后的厚度等而變化。但是，相對于100重量份的溶劑，總固體含量通常為0.05到20重量份，更優(yōu)選0.5到10重量份，特別優(yōu)選1到5重量份。總固體含量處于上述范圍內(nèi)可以提供具有高度表面均勻性的相位差膜。
用于配向劑的溶劑優(yōu)選采用能夠?qū)⑴湎騽┚鶆蛉芙庠谌芤褐械囊后w物質(zhì)。溶劑可以為非極性溶劑，例如苯或己烷；或者極性溶劑，例如水或醇。而且，溶劑可以為無機溶劑，例如水；或者有機溶劑，例如醇、酮、醚、酯、脂肪烴和芳香烴、鹵代烴、酰胺和溶纖劑。溶劑優(yōu)選為至少一種選自環(huán)戊酮、環(huán)己酮、丁酮和四氫呋喃的溶劑。優(yōu)選這些溶劑，因為這些溶劑不會腐蝕基板而在實際應(yīng)用中帶來不良效應(yīng)，并且各自能夠充分溶劑配向劑。
對于配向劑的溶液或分散液的涂覆方法，可以選擇任意適合的采用涂布器的涂覆方法。涂布器的具體例子包括反向輥式涂布器、正向旋轉(zhuǎn)輥式涂布器、凹版式涂布器、刀片式涂布器、棒式涂布器、槽孔式涂布器、幕簾式涂布器、噴注式涂布器、氣刀式涂布器、吻合式涂布器、浸漬涂布器、液滴式涂布器、刮刀式涂布器、流延涂布器、噴霧涂布器、旋轉(zhuǎn)涂布器、擠出涂布器和熱熔涂布器。其中，優(yōu)選的涂布器的例子包括反向輥式涂布器、正向旋轉(zhuǎn)輥式涂布器、凹版式涂布器、棒式涂布器、槽孔式涂布器、幕簾式涂布器、噴注式涂布器和旋轉(zhuǎn)涂布器。采用上述涂布器的涂覆方法可以提供具有優(yōu)異均勻性的非常薄的配向膜。
配向劑的溶液或分散液的干燥方法(也稱作干燥設(shè)備)可以適當(dāng)選自，例如，使用以下設(shè)備的加熱方法或溫度控制方法熱空氣或冷空氣在其中循環(huán)的空氣循環(huán)式恒溫爐；使用微波或遠(yuǎn)紅外線等的加熱器；用于溫度調(diào)節(jié)的加熱輥；熱管輥；以及金屬帶。
配向劑的溶液或分散液的干燥溫度優(yōu)選為基板的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)或更低。具體地說，干燥溫度優(yōu)選為50℃到180℃，更優(yōu)選80℃到150℃。干燥時間為1分鐘到20分鐘，例如，優(yōu)選1分鐘到10分鐘，更優(yōu)選1分鐘到5分鐘。
在步驟2(將液晶組合物的溶液或分散液涂覆到經(jīng)過垂直配向處理的基板表面，使液晶組合物中的液晶化合物垂直配向的步驟)中，液晶組合物的溶液或分散液的涂覆方法可以從類似于上述配向劑的涂覆方法的方法中選擇。
對于制備液晶組合物的溶液或分散液的方法，可以直接使用市售的液晶組合物的溶液或分散液，或者可以將溶劑加入到市售的液晶組合物的溶液或分散液中。或者，可以將一定固體含量的液晶組合物溶解在不同溶劑中，或者可以將液晶組合物、各種添加劑和溶劑混合溶解。
液晶組合物溶液中的總固體含量根據(jù)溶解度、涂覆粘度、基板上的濕度、涂覆后的厚度等而變化。但是，相對于100重量份的溶劑，總固體含量通常為10到100重量份，更優(yōu)選為20到80重量份，特別優(yōu)選30到60重量份?？偣腆w含量處于上述范圍內(nèi)可以提供具有高度表面均勻性的相位差膜。
用于液晶組合物的溶劑優(yōu)選采用能夠?qū)⒁壕Щ衔锞鶆蛉芙庠谌芤褐胁⑶規(guī)缀醪蝗芙馀湎蚰さ囊后w物質(zhì)。優(yōu)選溶劑為至少一種選自環(huán)戊酮、環(huán)己酮、丁酮、甲苯和乙酸乙酯的溶劑。優(yōu)選這些溶劑，因為這些溶劑均不會腐蝕基板而在實際應(yīng)用中帶來不良效應(yīng)，并且各自能夠充分溶解配向劑。
在步驟3(將液晶組合物干燥以固化的步驟)中，液晶組合物的干燥方法(也稱作干燥設(shè)備)可以適當(dāng)選自，例如，使用以下設(shè)備的加熱方法或溫度控制方法熱空氣或冷空氣在其中循環(huán)的空氣循環(huán)式恒溫爐；使用微波或遠(yuǎn)紅外線等的加熱器；用于溫度調(diào)節(jié)的加熱輥；熱管輥；以及金屬帶。
液晶組合物的干燥溫度優(yōu)選處于液晶組合物顯示液晶相的溫度范圍內(nèi)并且等于或低于基板的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)。具體地說，干燥溫度優(yōu)選為50℃到130℃，更優(yōu)選70℃到120℃。干燥時間通常為1分鐘到20分鐘，優(yōu)選1分鐘到10分鐘，更優(yōu)選1分鐘到5分鐘。處于上述條件下，可以生產(chǎn)具有高度均勻性的相位差膜。
形成用于正C板的相位差膜的方法優(yōu)選在步驟1到3之后包括將液晶組合物用紫外線照射從而硬化的步驟(步驟4)。在這種情況下，液晶組合物優(yōu)選包括在部分分子結(jié)構(gòu)中具有至少一個聚合性或交聯(lián)性官能團的低分子量液晶(液晶化合物)。聚合或交聯(lián)該液晶化合物，從而增加相位差膜的機械強度并提供具有優(yōu)異的耐久性和尺寸穩(wěn)定性的相位差膜。
液晶組合物的硬化方法可以適當(dāng)選自各自使用采用以下裝置作為光源的照射裝置，例如超高壓水銀燈、電介質(zhì)激發(fā)物放電燈、閃光紫外線燈、高壓水銀燈、低壓水銀燈、遠(yuǎn)紫外線燈、氙燈、氙閃光燈或金屬鹵化物燈。
用于紫外線照射的光源的波長根據(jù)液晶化合物的聚合性或交聯(lián)性官能團顯示光學(xué)吸收的波長區(qū)域確定。光源的波長區(qū)域通常為210納米到380納米，更優(yōu)選250納米到380納米。100納米到200納米的真空紫外線區(qū)域優(yōu)選用濾光器等從光源的波長區(qū)域分開，從而抑制液晶化合物的光分解反應(yīng)。光源的波長區(qū)域處于上述范圍內(nèi)可以通過聚合反應(yīng)或交聯(lián)反應(yīng)而使得液晶化合物充分硬化并且提供具有優(yōu)異的機械強度的相位差膜。
在365納米的波長下測量的紫外線照射量優(yōu)選為30mJ/cm2到1,000mJ/cm2，更優(yōu)選50mJ/cm2到800mJ/cm2，特別優(yōu)選100mJ/cm2到500mJ/cm2。照射量處于上述范圍內(nèi)可以通過聚合反應(yīng)或交聯(lián)反應(yīng)而使得液晶化合物充分聚合或交聯(lián)，并且提供具有優(yōu)異的機械強度的相位差膜。
在紫外線照射過程中，照射裝置內(nèi)的溫度(也稱作照射溫度)優(yōu)選維持在液晶組合物的液晶相-各向同性相轉(zhuǎn)變溫度(Ti)或更低。照射溫度更優(yōu)選維持在Ti-5℃或更低，特別優(yōu)選Ti-10℃或更低。具體地說，照射溫度優(yōu)選為15℃到90℃，更優(yōu)選15℃到60℃。照射溫度處于上述范圍內(nèi)提供具有高度均勻性的相位差膜。
照射溫度維持恒定的方法(也稱作溫控方法)可以適當(dāng)選自，例如，使用以下設(shè)備的加熱方法或溫度控制方法熱空氣或冷空氣在其中循環(huán)的空氣循環(huán)式恒溫爐；使用微波或遠(yuǎn)紅外線等的加熱器；用于溫度調(diào)節(jié)的加熱輥；熱管輥；以及金屬帶。
<F.液晶面板的概述>
本發(fā)明的偏光元件配置在液晶單元的至少一側(cè)并且用作液晶面板。該偏光元件優(yōu)選配置在液晶單元的觀看側(cè)以增加液晶顯示裝置的斜向?qū)Ρ榷?。液晶單元的類型沒有特別限制，可以使用透射型、反射型或半透射型液晶單元。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的液晶面板的截面示意圖。圖7是該液晶面板的透視示意圖。注意，為清楚起見，圖6和7中各構(gòu)件的長、寬和厚的比例與實際構(gòu)件不同。液晶面板150配置有液晶單元100；配置在液晶單元100觀看側(cè)的偏光元件10；配置在液晶單元100背光側(cè)的第二偏光片60；以及配置在液晶單元100和第二偏光片60之間的其它相位差膜70。如圖1(a)到1(c)所示，偏光元件10包括第一偏光片20作為其最外層。第一偏光片20和第二偏光片60配置為使得其各自的吸收軸彼此垂直。在實際使用中，可以在第一偏光片20和第二偏光片60的外側(cè)配置任意適合的保護層(未示出)。注意，本發(fā)明的液晶面板不限于圖中的例子，并且可以在結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間配置任意的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，例如膜或粘合層(優(yōu)選具有各向同性光學(xué)特性)。圖6只顯示了采用偏光元件10的情況，但是偏光元件11和12可以按照與圖中所示例子相同的方式用于液晶單元。顯然可以使用根據(jù)本發(fā)明的其它實施方式的偏光元件(在圖1(a)到1(c)中未示出的偏光元件)。
<G.液晶單元>
參照圖6，液晶單元100配置有一對玻璃基板(101和102)、以及配置在基板之間作為顯示介質(zhì)的液晶層103。一個玻璃基板(主動矩陣基板)配置有用于控制液晶的電光特性的開關(guān)元件(典型地為TFT)、以及用于為開關(guān)元件提供門信號的掃描線(未顯示)和用于為其提供源信號的信號線(未顯示)。另一個玻璃基板(濾色片基板)配置有作為濾色片的著色層、光屏蔽層(也稱作黑色矩陣)和ITO層(均未示出)。兩個玻璃基板之間的距離(單元間隙)通過隔離物(未顯示)來控制。例如將由聚酰亞胺形成的配向膜(未顯示)配置在與液晶層相接觸的每個玻璃基板的一側(cè)上。
液晶單元的驅(qū)動模式的例子包括扭曲向列(TN)模式、超扭曲向列(STN)模式、電控雙折射(ECB)模式、垂直配向(VA)模式、面內(nèi)切換(IPS)模式、光學(xué)補償雙折射(OCB)模式、混合配向向列(HAN)模式、表面穩(wěn)定鐵電液晶(SSFLC)模式和抗鐵電液晶(AFLC)模式。本發(fā)明的偏光元件優(yōu)選用于IPS模式、VA模式或OCB模式的液晶單元。本發(fā)明的偏光元件最優(yōu)選用于IPS模式的液晶單元中。
扭曲向列(TN)模式的液晶單元指的是在兩個基板之間包括正介電各向異性向列型液晶、并且液晶分子的配向方向通過玻璃基板的表面配向處理而扭曲90°的液晶單元。TN模式的液晶單元的具體例子包括Baifukan公司出版的“Ekisho Jiten”(1989)的第158頁描述的液晶單元；以及JP-A-63-279229描述的液晶單元。
垂直配向(VA)模式的液晶單元指的是在不施加電場的情況下利用電控雙折射(ECB)效應(yīng)、并且在透明電極之間包括垂直配向的負(fù)介電各向異性向列型液晶的液晶單元。VA模式的液晶單元的具體例子包括JP-A-62-210423和JP-A-04-153621中描述的液晶單元。如JP-A-11-258605所述，VA模式的液晶單元可以是多區(qū)域MVA模式的液晶單元，其在像素中配置有縫隙從而擴展視角或采用各自的表面具有突起的基板。而且，如JP-A-10-123576所述，VA模式的液晶單元可以是VATN模式的液晶單元，其中在液晶中加入手性試劑，并且向列型液晶在不施加電壓的情況下基本垂直配向并在施加電壓的情況下扭曲以形成多區(qū)域配向。
在IPS模式中，在沒有電場的情況下在所謂的“三明治”式單元中均勻配向的向列型液晶通過利用電控雙折射(ECB)效應(yīng)，在平行于基板的電場(也稱為水平電場)中響應(yīng)。具體地說，如“Monthly DisplayJuly”(第83至88頁，Techno Times公司出版，1997)或者“Ekishovol.2，No.4”(第303至316頁，Japanese Liquid Crystal Society出版，1998)所述，在不存在電場的情況下通過下述方式提供完全的黑色顯示在不施加電場的情況下，調(diào)節(jié)液晶分子的縱軸，使其處于光進入的偏光板的吸收軸方向；并在液晶單元上下配置偏光板使彼此垂直。在施加電場的情況下，液晶分子旋轉(zhuǎn)同時保持與基板平行，從而根據(jù)旋轉(zhuǎn)角得到透射率。
OCB模式的液晶單元指的是在不施加電壓的情況下，利用電控雙折射效應(yīng)并誘導(dǎo)正介電各向同性向列型液晶根據(jù)在透明電極中心部分的扭曲配向而彎曲配向的液晶單元。OCB模式的液晶單元也稱作“JI單元”。OCB模式的液晶單元的具體例子包括Kyoritsu Shuppan公司(2000)出版的“Jisedai Ekisho Display”的第11到27頁描述的液晶單元；以及JP-A-07-084254描述的液晶單元。
<H.其它相位差膜>
在本發(fā)明中，任意適合的其它相位差膜可以根據(jù)液晶單元的驅(qū)動模式而采用。注意，其它相位差膜可以根據(jù)液晶單元的驅(qū)動模式而省略或用各向同性膜代替。參照圖6和7，其它相位差膜70配置在液晶單元100和第二偏光片60之間。根據(jù)該實施方式，其它相位差膜70還用作第二偏光片60的液晶單元側(cè)的保護層，從而有助于減少液晶面板的厚度。注意，配置其它相位差膜70的位置不限于圖中所示的例子，其它相位差膜70可以配置在液晶單元100和正C板50之間，例如?；蛘?，其它相位差膜70可以配置在液晶單元100的每一側(cè)。在圖中所示的例子中，在液晶單元100和第二偏光片60之間只配置了一層其它相位差膜70，但是也可以在這之間配置兩層其它相位差膜70。而且，可以在液晶單元的每一側(cè)都配置一層或多層其它相位差膜70。在使用兩層或更多層其它相位差膜的情況下，相位差膜可以彼此相同或不同。
優(yōu)選其它相位差膜70用于光學(xué)補償或消除液晶單元100的相位差值。圖8是解釋通過使用其它相位差膜而消除液晶單元的相位差值的方法的典型概念圖。在本發(fā)明的說明書中，短語“消除液晶單元的相位差值”指對相位差值進行光學(xué)補償以使得液晶單元和其它相位差膜的層積體基本具有nx＝ny＝nz的各向同性折射率分布。如圖8所示，為了消除折射率分布為nz＞nx＝ny的液晶單元(典型地，驅(qū)動模式為例如TN模式、OCB模式或HAN模式的液晶單元)的相位差值，優(yōu)選將折射率分布為nx＝nY＞nz的其它相位差膜配置為使得液晶單元和該其它相位差膜的慢軸彼此垂直。注意，為簡單起見，只在圖中的例子中顯示了折射率分布為nz＞nx＝ny的液晶單元，但是通過使用具有適當(dāng)?shù)恼凵渎史植嫉钠渌辔徊钅ぃ景l(fā)明顯然可以應(yīng)用于折射率分布為nz＞nx＞ny的液晶單元或折射率分布為nx＞ny＝nz的液晶單元。
任意適當(dāng)?shù)牟牧峡梢赃x作用于形成其它相位差膜的材料。優(yōu)選使用具有優(yōu)異的透明度、機械強度、熱穩(wěn)定性、防水特性等的材料。其具體例子包括含有熱塑性樹脂作為主要成分的聚合物膜的拉伸膜；含有具有適當(dāng)?shù)呐湎虿⑶疫M行了固化或硬化的液晶化合物的光學(xué)膜。注意，根據(jù)液晶單元的折射率分布而設(shè)定適當(dāng)?shù)南辔徊钪底鳛槠渌辔徊钅さ南辔徊钪?最終為相位差值)。
<I.本發(fā)明的液晶顯示裝置的概述>
圖9是根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式的液晶顯示裝置的截面示意圖。液晶顯示裝置200配置有液晶面板150；配置在液晶面板兩側(cè)的保護層110和111；配置在保護層110和111外側(cè)的表面處理層120和121；配置在表面處理層121的外側(cè)(背光側(cè))上的亮度增強膜130、棱鏡片140、光導(dǎo)板160和背光170。使用經(jīng)過硬膜處理、抗反射處理、防粘處理、擴散處理(也稱作防眩處理)等的膜作為表面處理層120和121。具有偏光選擇層“D-BEF series”(商品名，例如，購買自Sumitomo3M Limited)等的偏光分離膜用作亮度增強膜130。使用上述光學(xué)構(gòu)件，從而得到具有較好的顯示特性的顯示裝置。根據(jù)另一個實施方式，只要得到本發(fā)明的效果，根據(jù)驅(qū)動模式或者所使用的液晶單元的用途，圖9中顯示的光學(xué)構(gòu)件可以至少部分省略或者由其它構(gòu)件代替。
配置有本發(fā)明的液晶面板的液晶顯示裝置在45°方位角和60°極角的對比度(YW/YB)優(yōu)選為10或更大，更優(yōu)選12或更大，特別優(yōu)選20或更大，最優(yōu)選50或更大。
除了上述對比度之外，配置有本發(fā)明的液晶面板的液晶顯示裝置在45°方位角和60°極角的色移(Δxy值)優(yōu)選為1或更小，更優(yōu)選0.7或更小，特別優(yōu)選0.6或更小，最優(yōu)選0.5或更小。
<J.本發(fā)明的液晶面板和液晶顯示裝置的用途>
本發(fā)明的液晶面板和液晶顯示裝置的用途并沒有特別的限制，但是本發(fā)明的液晶面板和液晶顯示裝置可用于各利用途，例如辦公自動化(OA)設(shè)備，如個人計算機監(jiān)視器、膝上型個人計算機和復(fù)印機；便攜式設(shè)備，例如便攜式電話、手表、數(shù)碼相機、個人數(shù)字助理(PDA)和便攜式游戲機；家用電器，例如攝像機、液晶電視和微波爐；車載裝置，例如倒車監(jiān)視器、汽車導(dǎo)航系統(tǒng)監(jiān)視器和車載音響；顯示裝置，例如商業(yè)信息監(jiān)視器；安全裝置，例如監(jiān)視器；護理和醫(yī)療設(shè)備，例如護理監(jiān)視器和醫(yī)療監(jiān)視器。
特別地，本發(fā)明的液晶面板和液晶顯示裝置優(yōu)選用于大型液晶電視。采用本發(fā)明的液晶面板和液晶顯示裝置的液晶電視的屏幕尺寸優(yōu)選為17英寸寬(373毫米×224毫米)或更大，更優(yōu)選23英寸寬(499毫米×300毫米)或更大，特別優(yōu)選26英寸寬(566毫米×339毫米)或更大，最優(yōu)選32英寸寬(687毫米×412毫米)或更大。
實施例本發(fā)明將用下面的實施例和對比實施例來更詳細(xì)地描述。但本發(fā)明不限于這些實施例。實施例中使用的分析方法描述如下。
(1)測定單軸透射率和偏振度的方法單軸透射率和偏振度是在23℃下，用分光光度計“DOT-3”(商品名，Murakami Color Research Laboratory制造)測量的。
(2)測量分子量的方法分子量是用聚苯乙烯作為標(biāo)準(zhǔn)樣品，通過凝膠滲透色譜法(GPC)進行計算的。具體地說，分子量是在下列測量條件下通過使用下列裝置和儀器進行測量。
·分析儀“HLC-8120GPC”，Tosoh株式會社制造·柱TSKgel Super HM-H/H4000/H3000/H2000·柱的尺寸6.0mmI.D.×150毫米·洗脫液四氫呋喃·流速0.6毫升/分鐘
·檢測器RI·柱溫40℃·注射量20微升(3)測量厚度的方法小于10微米的厚度用薄膜厚度分光光度計“Multichannelphotodetecdor MCPD-2000”(商品名，Otsuka Electronics Co.，Ltd.制造)測量。10微米或更大的厚度則用數(shù)字千分尺“KC-351C-型”(商品名，Anritsu株式會社制造)測量。
(4)測定相位差值(Re、Rth)的方法相位差值是在23℃下使用波長為590納米的光，基于平行Nicol旋轉(zhuǎn)法，用自動雙折射分析儀“KOBRA-21ADH”(商品名，Oji ScientificInstrument制造)測量。波長為480納米的光也用于波長色散性的測量。
(5)測量膜折射率的方法膜的平均折射率是在23℃下使用波長為589納米的光，用Abbe折射計“DR-M4”(商品名，Atago公司制造)測量折射率而測定的。
(6)測量透射率的方法透射率是在23℃下使用波長為590納米的光，用紫外線-可見光分光光度計“V-560”(商品名，JASCO株式會社制造)測量的。
(7)測量光彈性系數(shù)的方法尺寸為2厘米×10厘米的樣品中心處的相位差值(23℃/590納米波長)，通過使用橢圓偏光光譜儀“M-220”(商品名，JASCO株式會社制造)在應(yīng)力(5到15N)下，同時固定樣品的兩端進行測量，光彈性系數(shù)由應(yīng)力和相位差值的函數(shù)的斜率計算。
(8)紫外線照射方法使用在365納米的波長下光強度為120mW/cm2的金屬鹵素?zé)糇鳛楣庠吹淖贤饩€照射裝置。
(9-1)測定液晶顯示裝置的對比度的方法在23℃下在暗室中將背光打開一段預(yù)定時間，使用下述方法和測量裝置測量。液晶顯示裝置上顯示白色圖像和黑色圖像，使用“EZContrast 160D”(商品名，ELDIM SA公司制造)在顯示屏的45°方位角和60°極角處測量XYZ顯示系統(tǒng)的Y值。從白色圖像的Y值(YW)和黑色圖像的Y值(YB)計算斜向?qū)Ρ榷取癥W/YB”。注意，方位角45°指的是相對于面板較長邊在0°逆時針方向旋轉(zhuǎn)45°的方向。極角60°指的是相對于顯示屏的法線方向在0°傾斜60°的方向。
(9-2)測定液晶顯示裝置的漏光的方法在23℃下在暗室中打開背光30分鐘，通過使用“EZ Contrast 160D”(商品名，ELDIM SA公司制造)在45°方位角和60°極角處測量顯示黑色圖像的屏幕的CIE1931 XYZ顯示系統(tǒng)所定義的三色Y值。
(10-1)測定液晶顯示裝置的色移(Δxy值)的方法在23℃下在暗室中將背光打開一段預(yù)定時間，通過使用下述測量設(shè)備通過下述方法測量色移。液晶顯示裝置上顯示黑色圖像，使用“EZContrast 160D”(商品名，ELDIM SA公司制造)在45°方位角和60°極角處測量XYZ色彩系統(tǒng)中的x值和y值。斜向色移(Δxy值)從下述表達式{(x-0.31)2+(y-0.31)2}1/2來計算。45°方位角指的是相對于面板的長邊為0°逆時針方向旋轉(zhuǎn)45°的方向。60°極角指的是相對于垂直于面板的方向為0°從60°斜向觀看的方向。
(10-1)測定液晶顯示裝置的色移(ΔE值)的方法在23℃下在暗室中將背光打開一段預(yù)定時間(在本發(fā)明的說明書中為30分鐘)，進行色移的測量。在液晶顯示裝置中顯示黑色圖像，并且通過使用“EZ Contrast 160D”(商品名，ELDIM SA公司制造)在45°方位角和60°極角處測量CIE1976 L*a*b*彩色空間所定義的亮度L*、以及彩色坐標(biāo)a*和b*。斜向色移(ΔE值)從下述表達式{(L*)2+(a*)2+(b*)2}1/2來計算。
<用于負(fù)C板的相位差膜的制造> 使用含有三乙?；w維素作為主要成分的聚合物膜[“Fujitac”，商品名，購買自Fuji Photo Film，Co.，Ltd.(厚度為80微米，平均折射率＝1.48)]作為相位差膜A-1。表1顯示了相位差膜A-1的特性以及下述參考實施例2到4的膜的特性。
表1
將90重量份在部分分子結(jié)構(gòu)中具有兩個聚合性官能團的桿狀液晶化合物[“Paliocolor LC242”，商品名，BASF集團公司制造(ne＝1.654，no＝1.523)]、10重量份聚合性手性試劑[“Paliocolor LC756”，商品名，BASF集團公司制造]和5重量份光聚合引發(fā)劑[“Irgacure 907”，商品名，Ciba Specialty Chemicals制造]溶解在300重量份環(huán)己酮中，從而制備總固體含量為26重量％的液晶組合物溶液。將該液晶組合物溶液均勻地涂覆到市售的聚對苯二甲酸乙二醇酯膜[“Lumirror S27-E”，商品名，Toray Industries，Inc.(厚度為75微米)]的表面上，并將其整體在空氣循環(huán)式恒溫爐中以70℃±1℃干燥5分鐘，從而獲得含有平面配向的液晶化合物的液晶組合物的固化層。隨后，將該固化層用600mJ/cm2的紫外線照射(在空氣氛下)，從而通過聚合反應(yīng)而硬化該液晶組合物。將聚對苯二甲酸乙二醇酯膜剝離，從而獲得含有平面配向的液晶化合物的液晶組合物的硬化層，其厚度為1.5微米。由此獲得的膜稱作相位差膜A-2。表1顯示該相位差膜A-2的特性。
將17.7重量份聚酰亞胺(重均分子量為124,000，平均折射率為1.55，imidation率為99％)溶解在100重量份甲基異丁基酮中，從而制備總固體含量為15重量％的液晶組合物的溶液，上述聚酰亞胺是通過2，2’-雙(3，4-二羧基苯基)六氟丙酸二酐(20毫摩爾)與2，2-雙(三氟甲基)-4，4’-二氨基聯(lián)苯(20毫摩爾)通過標(biāo)準(zhǔn)方法反應(yīng)而獲得的。將該聚酰亞胺溶液均勻地涂覆到市售的聚對苯二甲酸乙二醇酯膜[“Lumirror S27-E”，商品名，Toray Industries，Inc.(厚度為75微米)]的表面上，并將其整體在空氣循環(huán)式恒溫爐中以135℃±1℃干燥5分鐘，然后在空氣循環(huán)恒溫爐中以150℃±1℃干燥10分鐘，從而將溶劑蒸發(fā)。將聚對苯二甲酸乙二醇酯膜剝離，從而獲得含有聚酰亞胺作為主要成份的聚合物膜(可揮發(fā)成分殘量為2％)，其厚度為3.8微米。由此獲得的聚合物膜稱作相位差膜A-3，表1顯示了相位差膜A-3的特性。
將含有三乙?；w維素作為主要成分的聚合物膜[“Fujitac UZ”，商品名，F(xiàn)uji Photo Film，Co.，Ltd.制造(厚度為40微米，平均折射率＝1.48)]稱作相位差膜A-4。表1顯示了相位差膜A-4的特性。
<用于正A板的相位差膜的制造> 將70重量份通過降冰片烯類單體的開環(huán)聚合物的氫化獲得的環(huán)烯烴類樹脂[“ARTON”，商品名，JSR株式會社制造(玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為171℃，重均分子量為130,000)]和30重量份苯乙烯/馬來酐共聚物[Sigma-Aldrich Japan K.K.公司制造(玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為120℃，重均分子量為224,000)]溶解在300重量份甲苯中，從而制備總固體含量為25重量％的樹脂組合物的溶液。將該溶液均勻地涂覆到市售的聚對苯二甲酸乙二醇酯膜[“Lumirror S27-E”，商品名，Toray Industries，Inc制造(厚度為75微米)]的表面上，并將其整體在空氣循環(huán)式恒溫爐中以135℃±1℃干燥5分鐘，然后在空氣循環(huán)式恒溫爐中以150℃±1℃干燥10分鐘，從而將溶劑蒸發(fā)。將聚對苯二甲酸乙二醇酯膜剝離，從而獲得含有具有苯乙烯/馬來酐共聚物和通過降冰片烯類單體的開環(huán)聚合物的氫化而獲得的環(huán)烯烴類樹脂的樹脂組合物作為主要成份的聚合物膜(Re[590]為3納米，Rth[590]為4納米，平均折射率為1.52)，其厚度為83微米。使用雙軸拉伸機，將該聚合物膜在空氣循環(huán)式恒溫爐中以120℃±1℃在一個方向(垂直單軸拉伸)拉伸1.2倍，同時固定聚合物膜的縱軸。由此獲得的拉伸膜稱作相位差膜B-1。表2顯示了相位差膜B-1的特性以及下述參考實施例6到10的膜的特性。
表2
按照參考實施例5的相同方法生產(chǎn)相位差膜B-2，除了拉伸比變?yōu)?.35倍。表2顯示了相位差膜B-2的特性。
按照參考實施例5的相同方法生產(chǎn)相位差膜B-3，除了拉伸溫度變?yōu)? 50℃；并且拉伸比變?yōu)?.5倍。表2顯示了相位差膜B-3的特性。
使用輥式拉伸機，將通過降冰片烯類單體的開環(huán)聚合物的氫化而獲得的樹脂的膜[“Zeonor ZF14”，商品名，Optes公司制造(厚度為60微米，Tg＝136℃)]在空氣循環(huán)式恒溫爐中以140℃在縱向拉伸1.19倍，從而生產(chǎn)相位差膜B-4。表2顯示了相位差膜B-4的特性。
按照參考實施例8的相同方法生產(chǎn)相位差膜B-5，除了拉伸比變?yōu)?.24倍。表2顯示了相位差膜B-5的特性。
按照參考實施例8的相同方法生產(chǎn)相位差膜B-6，除了拉伸比變?yōu)?.27倍。表2顯示了相位差膜B-6的特性。
<用于正C板的相位差膜的制造> 通過使用凹版式涂布器，將硅酸乙酯溶液[購買自Colcoat公司(硅酸乙酯和異丙醇混合溶液，2重量％)]涂覆到市售的聚對苯二甲酸乙二醇酯膜[“S27-E”，商品名，Toray Industries，Inc.制造(厚度為75微米)]的表面上，并將其整體在空氣循環(huán)式恒溫爐中以130℃±1℃干燥1分鐘，從而在聚對苯二甲酸乙二醇酯膜表面上形成厚度為0.1微米的玻璃狀聚合物膜。
隨后，將5重量份下式(II)所表示的聚合物液晶(重均分子量為5,000)、20重量份在部分分子結(jié)構(gòu)中具有兩個聚合性官能團的桿狀液晶化合物[“Paliocolor LC242”，商品名，BASF集團公司(ne＝1.654，no＝1.523)制造]、以及1.25重量份光聚合引發(fā)劑[“Irgacure 907”，商品名，Ciba Specialty Chemicals制造]溶解在75重量份的環(huán)己酮中，從而制備液晶組合物的溶液。使用棒涂布器，將該溶液均勻地涂覆到聚對苯二甲酸乙二醇酯膜的玻璃狀聚合物膜上，并將其整體在空氣循環(huán)式恒溫爐中以80℃±1℃干燥2分鐘，并逐漸冷卻到室溫(23℃)，從而在聚對苯二甲酸乙二醇酯膜的表面上形成垂直配向的液晶組合物的固化層。隨后，在空氣氛下將該固化層用400mJ/cm2的紫外線照射，從而通過聚合反應(yīng)而硬化該液晶組合物。將聚對苯二甲酸乙二醇酯膜剝離，從而獲得垂直配向的液晶組合物的硬化層，其厚度為0.5微米。該硬化層稱作相位差膜C-1。表3顯示相位差膜C-1的特性以及下文所述參考實施例12到17的膜的特性。


表3
按照參考實施例11的相同方法生產(chǎn)相位差膜C-2，除了改變液晶組合物溶液的涂覆厚度。表3顯示了相位差膜C-2的特性。
按照參考實施例11的相同方法生產(chǎn)相位差膜C-3，除了改變液晶組合物溶液的涂覆厚度。表3顯示了相位差膜C-3的特性。
按照參考實施例11的相同方法生產(chǎn)相位差膜C-4，除了改變液晶組合物溶液的涂覆厚度。表3顯示了相位差膜C-4的特性。
按照參考實施例11的相同方法制備液晶組合物溶液。使用模具涂布器(die coater)，將該溶液均勻地涂覆到市售的含有降冰片烯類樹脂[“Zeonor ZF14”，商品名，Optes公司制造(厚度為100微米)]作為主要成分的聚合物膜上，并將其整體在空氣循環(huán)式恒溫爐中以80℃±1℃干燥2分鐘，并逐漸冷卻到室溫(23℃)，從而在聚合物膜的表面上形成垂直配向的液晶組合物的固化層。隨后，在空氣氛下將該固化層用400mJ/cm2的紫外線照射，從而通過聚合反應(yīng)而硬化該液晶組合物。將聚合物膜剝離，從而獲得含有垂直配向的桿狀液晶化合物的液晶組合物的硬化層。該硬化層稱作相位差膜C-5。表3顯示了相位差膜C-5的特性。
按照參考實施例15的相同方法生產(chǎn)相位差膜C-6，除了改變液晶組合物溶液的涂覆厚度。表3顯示了相位差膜C-6的特性。
按照參考實施例15的相同方法生產(chǎn)相位差膜C-7，除了改變液晶組合物溶液的涂覆厚度。表3顯示了相位差膜C-7的特性。
<各向同性膜的生產(chǎn)> 使用擠出機，將65重量份異丁烯和N-甲基馬來酰亞胺的交替共聚物(N-甲基馬來酰亞胺的含量為50摩爾％，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為157℃)、35重量份的丙烯腈/苯乙烯共聚物(丙烯腈含量為27摩爾％)和1重量份2-[4，6-二苯基-1，3，5-三嗪-2-基]-5-[己氧基]-苯酚(紫外線吸收劑)成形為球粒。然后，將所得物在100℃下干燥5小時，并在270℃下使用40nmΦ的單螺桿擠出機和400毫米寬的T-模擠出，并使用冷卻鼓將片狀的熔融樹脂冷卻，從而制成寬約600毫米并且厚為40微米的聚合物膜X。聚合物膜X的Re[590]為1納米，Rth[590]為2納米，透明度為90％，并且光彈性系數(shù)的絕對值為5.1×10-12(m2/N)。
直接使用含有纖維素類樹脂作為主要成份的市售的聚合物膜[“Fujitac ZRF80S”，商品名，F(xiàn)uji Photo Film，Co.，Ltd.制造]。該聚合物膜稱作光學(xué)膜Y。光學(xué)膜Y的Re[590]＝0納米，Rth[590]＝2納米，并且基本具有光學(xué)各向同性特性。
<偏光片的生產(chǎn)> 使用輥式拉伸機，將含有聚乙烯醇作為主要組分的聚合物膜[“9P75R”，商品名，Kuraray公司制造，厚度為75微米，平均聚合度為2,400，皂化度為99.9摩爾％]單軸拉伸2.5倍，同時聚合物膜在保持在30℃±3℃下并含有碘和碘化鉀的著色浴中著色。接著，將聚合物膜在保持在60℃±3℃并含有硼酸和碘化鉀的水溶液浴中單軸拉伸到聚乙烯醇膜的原始長度的6倍，同時進行交聯(lián)反應(yīng)。所得的膜在50℃±1℃下的空氣循環(huán)式恒溫加熱爐中干燥30分鐘，從而得到各自的含濕量為23％、厚度為28微米、偏振度為99.9％并且單軸透射率為43.5％的偏光片P1和P2。
<其它偏光元件的生產(chǎn)> 將參考實施例18所獲得的聚合物膜X通過由異氰酸酯類粘合劑[“Takenate 631”，商品名，購買自Mitsui Takeda Chemicals，Inc.]形成的厚度為5微米的粘合層層積到參考實施例20所獲得的偏光片P2的每一側(cè)，從而生產(chǎn)偏光元件(X)。
將參考實施例19所獲得的光學(xué)膜Y通過由異氰酸酯類粘合劑[“Takenate 631”，商品名，購買自Mitsui Takeda Chemicals，Inc.]形成的厚度為5微米的粘合層而層積到參考實施例20所獲得的偏光片P2的每一側(cè)，從而生產(chǎn)偏光元件(Y)。
<IPS模式液晶單元的生產(chǎn)> 將液晶面板從包括IPS模式的液晶單元的液晶顯示裝置[“KLV-17HR2”，Sony株式會社制造]中取出。去掉配置在液晶單元上方和下方的光學(xué)膜，并清洗液晶單元的玻璃表面(前后表面)。由此獲得的液晶單元稱作液晶單元A。
將液晶面板從包括IPS模式液晶單元的液晶顯示裝置[32V型液晶電視“FACE”，商品名，TOSHIBA株式會社制造，型號32LC100，屏幕大小697毫米×392毫米]取出。去掉配置在液晶單元上方和下方的光學(xué)膜，并清洗液晶單元的玻璃表面(前后表面)。由此獲得的液晶單元稱作液晶單元B。
通過由異氰酸酯類粘合劑[“Takenate 631”，商品名，Mitsui TakedaChemicals，Inc.制造]形成的厚度為5微米的粘合層，將參考實施例18所獲的聚合物膜X層積在參考實施例20所獲的偏光片P1的一側(cè)表面上。通過由異氰酸酯類粘合劑[“Takenate 631”，商品名，Mitsui TakedaChemicals，Inc.制造]形成的厚度為5微米的粘合層，將相位差膜A-1(負(fù)C板)層積在偏光片P1的另一側(cè)上，使得相位差膜A-1的慢軸基本平行于偏光片P1的吸收軸(0°±0.5°)。通過由丙烯酸壓敏粘合劑形成的厚度為20微米的粘合層，將相位差膜B-2(正A板)層積在相位差膜A-1的表面上，使得相位差膜B-2的慢軸基本垂直于偏光片P1的吸收軸(90°±0.5°)。隨后，通過由丙烯酸壓敏粘合劑形成的厚度為20微米的粘合層，將相位差膜C-2(正C板)層積在相位差膜B-2的表面上，使得相位差膜C-2的慢軸基本平行于偏光片P1的吸收軸(0°±0.5°)，從而制造偏光元件(i)。
隨后，通過由丙烯酸壓敏粘合劑形成的厚度為20微米的粘合層，將偏光元件(i)層積在參考實施例23所獲的IPS模式的液晶單元A的觀看側(cè)表面上，使得偏光片P1的吸收軸基本平行于液晶單元和面對該液晶單元的相位差膜的長邊(0°±0.5°)。此時，偏光片P1的吸收軸基本垂直于液晶單元的初始配向方向。通過由丙烯酸壓敏粘合劑形成的厚度為20微米的粘合層，將參考實施例21所獲的偏光元件(X)層積在IPS模式的液晶單元的背光側(cè)，使得偏光片P2的吸收軸基本平行于液晶單元的短邊(0°±0.5°)。此時，偏光片P1和P2的吸收軸彼此垂直。
由此制造的液晶面板(i)具有如圖2(a)所示的結(jié)構(gòu)。將該液晶面板(i)連接到背光單元，從而制造液晶顯示裝置(i)。當(dāng)背光打開30分鐘之后，測量斜向?qū)Ρ榷群托毕蛏?。?顯示所獲特性以及實施例2到4和比較實施例1和2的數(shù)據(jù)。
表4
按照實施例1的相同方式制造液晶面板(ii)和液晶顯示裝置(ii)，除了將相位差膜A-2用作負(fù)C板；以及將相位差膜B-1用作正A板。表4顯示液晶顯示裝置(ii)的特性。
通過由異氰酸酯類粘合劑[“Takenate 631”，商品名，Mitsui TakedaChemicals，Inc.制造]形成的厚度為5微米的粘合層，將參考實施例18所獲的聚合物膜X層積在參考實施例20所獲的偏光片P1的一側(cè)表面上。隨后，通過由異氰酸酯類粘合劑[“Takenate 631”，商品名，MitsuiTakeda Chemicals，Inc.制造]形成的厚度為5微米的粘合層，將相位差膜B-3(正A板)層積在偏光片P1的另一側(cè)表面上，使得相位差膜B-3的慢軸基本垂直于偏光片P1的吸收軸(90°±0.5°)。通過由丙烯酸壓敏粘合劑形成的厚度為20微米的粘合層，將相位差膜C-3(正C板)層積在相位差膜B-3的表面上，使得相位差膜C-3的慢軸基本平行于偏光片P1的吸收軸(0°±0.5°)。而且，通過由丙烯酸壓敏粘合劑形成的厚度為20微米的粘合層，將相位差膜A-1(負(fù)C板)層積在相位差膜C-3的表面上，使得相位差膜A-1的慢軸基本平行于偏光片P1的吸收軸(0°±0.5°)，從而制造偏光元件(iii)。
隨后，通過由丙烯酸壓敏粘合劑形成的厚度為20微米的粘合層將偏光元件(iii)層積在參考實施例23所獲的IPS模式的液晶單元的觀看側(cè)表面上，使得偏光片P1的吸收軸基本平行于液晶單元和面對該液晶單元的相位差膜的長邊(0°±0.5°)。同樣，通過由丙烯酸壓敏粘合劑形成的厚度為20微米的粘合層，將偏光元件(X)層積在IPS模式的液晶單元的背光側(cè)，使得偏光片P2的吸收軸基本平行于液晶單元的短邊(0°±0.5°)。此時，偏光片P1和P2的吸收軸彼此垂直。
由此獲得的液晶面板(iii)具有圖2(b)所示的結(jié)構(gòu)。將液晶面板(iii)連接到背光單元，從而制備液晶顯示裝置(iii)。表4顯示了液晶顯示裝置(iii)的特性。
按照實施例3的相同方式制造液晶面板(iv)和液晶顯示裝置(iv)，除了將相位差膜A-3用作負(fù)C板；以及將相位差膜C-4用作正C板。表4顯示液晶顯示裝置(iv)的特性。
按照實施例1的相同方式制造液晶面板(p)和液晶顯示裝置(p)，除了將相位差膜C-1用作正C板。表4顯示了液晶顯示裝置(p)的特性。
按照實施例3的相同方式制造液晶面板(q)和液晶顯示裝置(q)，除了將相位差膜C-1用作正C板。表4顯示了液晶顯示裝置(q)的特性。
通過由異氰酸酯類粘合劑[“Takenate 631”，商品名，Mitsui TakedaChemicals，Inc.制造]形成的厚度為5微米的粘合層，將參考實施例19所獲的聚合物膜Y層積在參考實施例20所獲的偏光片P1的一側(cè)表面上。隨后，通過由異氰酸酯類粘合劑[“Takenate 631”，商品名，MitsuiTakeda Chemicals，Inc.制造]形成的厚度為5微米的粘合層，將相位差膜A-4(負(fù)C板)層積在偏光片P1的另一側(cè)表面上，使得相位差膜A-4的慢軸基本平行于偏光片P1的吸收軸(0°±0.5°)。同樣，通過由丙烯酸壓敏粘合劑形成的厚度為20微米的粘合層，將相位差膜B-4(正A板)層積在相位差膜A-4的表面上，使得相位差膜B-4的慢軸基本垂直于偏光片P1的吸收軸(90°±0.5°)。而且，通過由丙烯酸壓敏粘合劑形成的厚度為20微米的粘合層，將相位差膜C-5(正C板)層積在相位差膜B-4的表面上，使得相位差膜C-5的慢軸基本平行于偏光片P1的吸收軸(0°±0.5°)，從而制造偏光元件(v)。
隨后，通過由丙烯酸壓敏粘合劑形成的厚度為20微米的粘合層，將偏光元件(v)層積在參考實施例24所獲的IPS模式的液晶單元B的觀看側(cè)表面上，使得偏光片P1的吸收軸基本平行于液晶單元和每一個面對該液晶單元的相位差膜的長邊(0°±0.5°)。此時，偏光片P1的吸收軸基本垂直于液晶單元的初始配向方向。同樣，通過由丙烯酸壓敏粘合劑形成的厚度為20微米的粘合層，將參考實施例22所獲的偏光元件(Y)層積在IPS模式的液晶單元的背光側(cè)，使得偏光片P2的吸收軸基本平行于液晶單元的短邊(0°±0.5°)。此時，偏光片P1和P2的吸收軸彼此垂直。
由此制造的液晶面板(v)具有如圖2(a)所示的結(jié)構(gòu)。將該液晶面板(v)連接到背光單元，從而制造液晶顯示裝置(v)。當(dāng)背光打開30分鐘之后，測量斜向?qū)Ρ榷群托毕蛏?。?顯示所獲特性以及表5
按照實施例5的相同方式制造液晶面板(vi)和液晶顯示裝置(vi)，除了將相位差膜B-5用作正A板。表5顯示了液晶顯示裝置(vi)的特性。而且，圖10顯示了該液晶顯示裝置的亮度等高線圖。
按照實施例5的相同方式制造液晶面板(vii)和液晶顯示裝置(vii)，除了將相位差膜C-6用作正C板。表5顯示了液晶顯示裝置(vii)的特性。
按照實施例5的相同方式制造液晶面板(viii)和液晶顯示裝置(viii)，除了將相位差膜B-5用作正A板，以及將相位差膜C-6用作正C板。表5顯示了液晶顯示裝置(viii)的特性。圖11顯示了該液晶顯示裝置的亮度等高線圖。
按照實施例5的相同方式制造液晶面板(ix)和液晶顯示裝置(ix)，除了將相位差膜B-6用作正A板，以及將相位差膜C-6用作正C板。表5顯示了液晶顯示裝置(ix)的特性。
按照實施例5的相同方式制造液晶面板(x)和液晶顯示裝置(x)，除了將相位差膜C-7用作正C板。表5顯示了液晶顯示裝置(x)的特性。
按照實施例5的相同方式制造液晶面板(xi)和液晶顯示裝置(xi)，除了將相位差膜B-5用作正A板以及將相位差膜C-7用作正C板。表5顯示了液晶顯示裝置(xi)的特性。
如實施例1到4的每一個所示，配置有本發(fā)明的偏光元件的液晶面板(最終為液晶顯示裝置)具有優(yōu)異的顯示特性，例如高的斜向?qū)Ρ榷群托〉男毕蛏?Δxy)。另一方面，如比較實施例1和2的每一個所示，配置有其中的用于正C板的相位差膜的Rth[590]大于-60納米的偏光元件的液晶顯示裝置的斜向?qū)Ρ榷鹊?，不能滿足實際所需的水平。如表5(實施例5到11)所示，配置有本發(fā)明的偏光元件的液晶面板(最終為液晶顯示裝置)具有良好的平均斜向漏光和最大斜向漏光，并且具有良好的斜向色移(ΔE)。此外，圖10和11各自顯示，配置有本發(fā)明的偏光元件的液晶面板(最終為液晶顯示裝置)的斜向漏光少。
工業(yè)實用性如上所述，本發(fā)明的偏光元件配置在液晶單元的至少一側(cè)上，從而增加斜向?qū)Ρ榷群蜏p少斜向色移。因此，偏光元件對于改進液晶顯示裝置的顯示特性非常有用。本發(fā)明的偏光元件適用于液晶顯示裝置和液晶電視。
權(quán)利要求
1.一種偏光元件，其包括偏光片以及均配置在所述偏光片一側(cè)的負(fù)C板、正A板和正C板，其中所述正A板配置在所述偏光片和所述正C板之間，使得所述正A板的慢軸基本垂直于所述偏光片的吸收軸；并且所述正C板的RthPC[590]為-60納米或更小。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏光元件，其中所述負(fù)C板的RthNC[590]為30納米到200納米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的偏光元件，其中所述負(fù)C板的RthNC[590]和所述正C板的RthPC[590]之和為-150納米到-30納米。
4.根據(jù)權(quán)利要求1到3的任意一項所述的偏光元件，其中所述負(fù)C板包括含有至少一種選自纖維素類樹脂、聚酰胺酰亞胺類樹脂、聚醚醚酮類樹脂和聚酰亞胺樹脂的熱塑性樹脂作為主要成分的聚合物膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4的任意一項所述的偏光元件，其中所述正A板的RePA[590]為60納米到180納米。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到5的任意一項所述的偏光元件，其中所述正A板包括含有苯乙烯類樹脂的聚合物膜的拉伸膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求1到6的任意一項所述的偏光元件，其中所述正C板包括含有垂直配向的液晶化合物的液晶組合物的固化層或硬化層。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的偏光元件，其中所述液晶組合物包括在部分分子結(jié)構(gòu)中具有至少一個聚合性官能團的液晶化合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的偏光元件，其中所述含有垂直配向的液晶化合物的液晶組合物的固化層或硬化層的厚度為0.6微米到20微米。
10.一種液晶面板，其包括根據(jù)權(quán)利要求1到9的任意一項所述的偏光元件和液晶單元。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的液晶面板，其中所述液晶單元包括含有在沒有電場的情況下均勻配向的向列型液晶的液晶層。
12.一種液晶電視，其包括根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的液晶面板。
13.一種液晶顯示裝置，其包括根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的液晶面板。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種能夠增加液晶顯示裝置的斜向?qū)Ρ榷炔⑶覝p少液晶顯示裝置的斜向色移的偏光元件。該偏光元件配置有偏光片，在該偏光片的一側(cè)上配置有負(fù)C板、正A板和正C板。正A板配置在偏光片和正C板之間使得正A板的慢軸基本垂直于偏光片的吸收軸。正C板的Rth
文檔編號G02F1/1335GK1954244SQ20068000023
公開日2007年4月25日 申請日期2006年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月25日
發(fā)明者小石直樹, 矢野周治, 與田健治, 小林顯太郎, 朝永政俊, 大江直人 申請人:日東電工株式會社