專利名稱：液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及廣視場角特性、在廣視場角中具有優(yōu)異的色再現(xiàn)性的液晶顯示裝置。
背景技術(shù)：
使用了液晶顯示元件(也稱為液晶顯示面板)或電致發(fā)光元件(根據(jù)使用的熒光材料分為有機系、無機系，以下稱為EL元件)、場致發(fā)射元件(Field Emission Device，以下稱為FED元件)、電泳元件等的顯示裝置如陰極射線管(CRTCathode Ray Tube)那樣不在顯示畫面的內(nèi)側(cè)設(shè)置用于以二維方式掃描電子射線的空間(真空框體)而進行圖像顯示。因此，這些顯示裝置與陰極射線管相比，具有薄且輕量，耗電低等特點。這些顯示裝置從其外觀上的特點出發(fā)，有時也稱為平板顯示器(Flat Panel Display)。
使用了液晶顯示元件、EL元件或者場致發(fā)射元件等的顯示裝置從相對于陰極射線管的上述優(yōu)點出發(fā)，正在筆記本、個人計算機用監(jiān)控器等的OA設(shè)備、攜帶末端、電視等各種用途中代替使用陰極射線管的顯示裝置而廣泛普及。在由陰極射線管向平板顯示器的替換的發(fā)展背景中，有液晶顯示元件或EL元件等的視場角特性或顯示色再現(xiàn)性區(qū)域擴大等圖像質(zhì)量提高的技術(shù)革新。另外，最近隨著多媒體和網(wǎng)絡(luò)的普及，動畫顯示性能也有提高。此外，所謂的電子文件和大型公共、廣告用信息顯示器的CRT也在向不能實現(xiàn)的領(lǐng)域進軍。
液晶顯示裝置通常包括液晶單元和向液晶單元輸送顯示信號電壓的驅(qū)動電路、背面光(背面光源)和將輸入圖像信號輸送到驅(qū)動電路的信號控制系統(tǒng)，把它們合起來稱為液晶模塊。
液晶單元通常由液晶分子、用于將其密封并挾持的兩塊基板和用于向液晶分子施加電壓的電極層組成，進一步在其外側(cè)配置偏振片。偏振片通常由保護膜和偏振膜組成，將由聚乙烯醇薄膜組成的偏振膜用碘染色，并進行拉伸，通過保護膜將其兩面進行層疊而獲得。在透過型液晶顯示裝置中，有時也在液晶單元的兩側(cè)安裝該偏振片，并進一步配置一枚以上的光學(xué)補償片。另外，在反射型液晶顯示裝置中，通常按照反射板、液晶單元、一枚以上的光學(xué)補償片和偏振片的順序進行配置。液晶單元在液晶分子的取向狀態(tài)不同時，進行ON-OFF顯示，也可以適用于透過型、反射型和半透過型的任何一種。
如果使用按照最適合每個光波長的值設(shè)計光學(xué)性質(zhì)的光學(xué)補償薄片，則可以提供依賴于視場角的色變化小的液晶顯示裝置。在這些以往的液晶顯示裝置中，嘗試了通過控制光學(xué)補償薄膜的延遲的波長分散來改善色變化(專利文獻1)。另外還嘗試了通過按照每種顏色來改變?yōu)V色片的面內(nèi)延遲值(Re)來獲得顯示色的平衡(專利文獻2)。
特開平2002-221622號公報[專利文獻2]特開平5-196931號公報但是，上述液晶顯示裝置中，不能在整個波長進行改善，另外，不能改善斜方向的著色。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的課題是提供廣視場角中具有優(yōu)異的色再現(xiàn)性的液晶顯示裝置。
另外，在黑顯示時如果從斜向觀察，著色為藍色或紅色的所謂的色移的問題不能得以解決。
因此，本發(fā)明的課題是提供即使在黑顯示時從斜向觀察時，也沒有觀察到色移、或者色移被減少的液晶顯示裝置。
用于解決上述課題的手段如下所述。
、一種液晶顯示裝置，所述液晶顯示裝置具有至少一方具有電極的相對配置的一對基板、以及配置在該基板之間且經(jīng)過取向控制的液晶層，且所述液晶顯示裝置至少具有通過上述電極形成含有與具有該電極的基板平行的成分的電場的液晶單元、以及夾持上述液晶層而配置的一對偏振片，其中，上述液晶單元包括三個像素區(qū)域和在上述三個像素區(qū)域上配置的濾色片，在上述三個像素區(qū)域上配置的濾色片中，在至少兩個像素區(qū)域上配置的濾色片的Rth互不相同。
、根據(jù)[1]的液晶顯示裝置，其中，將分別相應(yīng)于上述濾色片的上述三個像素區(qū)域而獲得最大透過率的主波長從小的一方按照順序記為λ1、λ2和λ3(單位nm)時，上述濾色片的Rth滿足下述式(I)，式(I)Rth(λ3)＞Rth(λ2)。
、根據(jù)[1]或[2]的液晶顯示裝置，其中，將在上述三個像素區(qū)域上配置的濾色片的獲得最大透過率的主波長從小的一方按照順序記為λ1、λ2和λ3(單位nm)時，上述濾色片的Rth滿足下述式(II)，式(II)Rth(λ1)＞Rth(λ2)。
、根據(jù)[1]-[3]任何一項的液晶顯示裝置，其中，含有與上述基板平行的成分的電場由在不同層上配置的像素電極和對置電極產(chǎn)生。
、根據(jù)[1]-[4]任何一項的液晶顯示裝置，其特征在于含有相對于上述基板平行的成分的電場由在不同層上配置的至少一方是透明的一對電極、和不施加電壓的電極產(chǎn)生。
、根據(jù)[1]-[5]任何一項的液晶顯示裝置，其特征在于上述一對偏振片雙方都具有偏振膜和在該偏振膜的至少一個面上設(shè)置的保護膜，該保護膜配置在液晶單元和上述偏振膜之間。
根據(jù)本發(fā)明，可以提供廣視場角中具有優(yōu)異的色再現(xiàn)性的液晶顯示裝置。另外，根據(jù)本發(fā)明，可以提供即使在黑顯示時從斜向觀察時，也不會觀察到色移、或者色移被減少的液晶顯示裝置。


圖1是表示本發(fā)明液晶顯示裝置的一個例子的概略圖。
圖2是表示本發(fā)明液晶顯示裝置的一個例子的概略剖面圖。
圖3是表示本發(fā)明液晶顯示裝置的一個例子的概略剖面圖。
符號說明1上側(cè)偏振片保護膜2上側(cè)偏振片保護膜的滯相軸方向3上側(cè)偏振片偏振膜4上側(cè)偏振片偏振膜吸收軸5上側(cè)偏振片液晶單元側(cè)保護膜6上側(cè)偏振片液晶單元側(cè)保護膜的滯相軸方向7光學(xué)各向異性膜8光學(xué)各向異性膜滯相軸9液晶單元上側(cè)基板10 上側(cè)基板液晶取向用摩擦方向11 液晶分子(液晶層)12 液晶單元下側(cè)基板13 下側(cè)基板液晶取向用摩擦方向14 下側(cè)偏振片液晶單元側(cè)保護膜15 下側(cè)偏振片液晶單元側(cè)保護膜的滯相軸方向16 下側(cè)偏振片偏振膜17 下側(cè)偏振片偏振膜的吸收軸18 下側(cè)偏振片保護膜19 下側(cè)偏振片保護膜的滯相軸方向20 背光單元20a 光源燈21 上側(cè)偏振片22 下側(cè)偏振片23、23’外加電場方向24線狀電極
25絕緣層26電極具體實施方式
下面，對本發(fā)明的實施方式進行詳細說明。而且，本申請說明書中所述的“～”是按照將其前后記載的數(shù)值作為下限值和上限值而包含在內(nèi)的意思來使用。
另外，本說明書中，Re(λ)、Rth(λ)各自表示波長λ的面內(nèi)延遲和厚度方向的延遲。Re(λ)可在KOBRA 21ADH或者WR(王子計測儀器(株)制)中通過使波長λnm的光射入到薄膜法線方向來測定。
當測量的薄膜是用單軸或者雙軸折射率橢圓體表示時，用下面的方法計算出Rth(λ)。
Rth(λ)如下算出相對于把面內(nèi)的滯相軸(通過KOBRA 21ADH或者WR判斷)作為傾斜軸(旋轉(zhuǎn)軸)(在沒有滯相軸時把薄膜面內(nèi)的任意方向作為旋轉(zhuǎn)軸)的薄膜法線方向，從法線方向到單側(cè)50度以10度的梯級從其各自的傾斜方向射入波長λnm的光，共計測量6個點的上述Re(λ)，以其測量的延遲值和平均折射率的假定值以及輸入的膜厚值為基礎(chǔ)算出KOBRA 21ADH或者WR。
在上述中，在從法線方向?qū)⒚鎯?nèi)的滯相軸作為旋轉(zhuǎn)軸，在某一傾斜角度下具有延遲值為零的方向的薄膜的情況下，在比其傾斜角度大的傾斜角度下的延遲值的符號變?yōu)樨撝岛?，算出KOBRA 21ADH或者WR。
而且，也可以把滯相軸作為傾斜軸(旋轉(zhuǎn)軸)(在沒有滯相軸時把薄膜面內(nèi)的任意方向作為旋轉(zhuǎn)軸)，從任意傾斜的兩個方向測量延遲值，以該值和平均折射率的假定值以及輸入的膜厚值為基礎(chǔ)，由下述的式(1)和式(2)算出Rth。
式(1)Re(θ)=[nx-ny×nz(nysin(sin-1(sin(-θ)nx)))2+(nzcos(sin-1(sin(-θ)nx)))2]×dcos(sin-1(sin(-θ)nx))]]>式(2)Rth＝((nx+ny)/2-nz)×d注釋式中，Re(θ)表示從法線方向傾斜θ角的方向的延遲值。
另外，式中，nx表示面內(nèi)的滯相軸方向的折射率，ny表示在面內(nèi)與nx垂直的方向的折射率，nz表示與nx和ny垂直的方向的折射率。
當測量的薄膜是不能用單軸或者雙軸折射率橢圓體表示且沒有所謂的光學(xué)軸(optic axis)的薄膜時，用下面的方法算出Rth(λ)。
Rth(λ)如下算出相對于把面內(nèi)的滯相軸(通過KOBRA 21ADH或者WR判斷)作為傾斜軸(旋轉(zhuǎn)軸)的薄膜法線方向，從-50度到+50度以10度的梯級從其各自的傾斜方向射入波長λnm的光，測量11個點的上述Re(λ)，以其測量的延遲值和平均折射率的假定值以及輸入的膜厚值為基礎(chǔ)算出KOBRA 21ADH或者WR。
上述的測量中，平均折射率的假定值可以使用聚合物手冊(JOHNWILEY&SONS，INC)、各自光學(xué)薄膜的目錄值。對于平均折射率的值不是已知的物質(zhì)則用阿貝折射計測量。以下列出了主要的光學(xué)薄膜的平均折射率的值酰化纖維素(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)。
輸入這些平均折射率的假定值和膜厚時，通過KOBRA 21ADH或者WR算出nx、ny、nz。由該算出的nx、ny、nz進一步地算出Nz＝(nx-nz)/(nx-ny)。
本說明書中，對于角度，“+”指逆時針旋轉(zhuǎn)方向，“-”指時針旋轉(zhuǎn)方向。另外，把液晶顯示裝置上方規(guī)定為12時方向，下方規(guī)定為6時方向時，角度方向的絕對值0°方向是指3時方向(畫面右方向)。另外，“滯相軸”是指折射率達到最大的方向。此外，所述的“可見光區(qū)域”是指380nm～780nm的區(qū)域。另外，本說明書中，折射率等的測定波長除非特別敘述，否則就是可見光區(qū)域的λ＝550nm的值。
另外，對于各軸、各方向間的角度，在“平行”、“垂直”、“45°”等的情況下，是“大致平行”、“大致垂直”、“大致45°”的意思，并不是精確的意思。在實現(xiàn)各自目的的范圍內(nèi)允許或多或少偏離。例如所述的“平行”是交差角大致為0°，是-10°～10°、優(yōu)選為-5°～5°、更優(yōu)選為-3°～3°。所述的“垂直”是交差角大致為90°，是80°～100°、優(yōu)選為85°～95°、更優(yōu)選為87°～93°。所述的“45°”是交差角大致為45°，是35°～55°、優(yōu)選為40°～50°、更優(yōu)選為42°～48°。
另外，本說明書中，雖然區(qū)別使用“偏振膜(偏振薄膜)”和“偏振片”，但是“偏振片”是指在“偏振膜”的至少一個面上具有保護該偏振膜的透明保護膜的層疊體。
本發(fā)明涉及液晶顯示裝置，其具有至少一方具有電極的相對配置的一對基板、以及配置在該基板之間且經(jīng)過取向控制的液晶層，且液晶顯示裝置至少具有通過上述電極形成含有與具有該電極的基板平行的成分的電場的液晶單元、以及夾持上述液晶層而配置的一對偏振片，其中，上述液晶單元包括三個像素區(qū)域和在上述三個像素區(qū)域上配置的濾色片，在上述三個像素區(qū)域上配置的濾色片中，在至少兩個像素區(qū)域上配置的濾色片的Rth互不相同。
把在各個像素區(qū)域設(shè)置的濾色片的獲得最大透過率的主波長從小的一方按照順序記為λ1、λ2和λ3(單位nm)，把它們在各個像素區(qū)域的濾色片的厚度方向的延遲記為Rth時，就上述效果而言，優(yōu)選滿足下述式(I)或者(II)，進而，就上述效果而言，更優(yōu)選滿足下述式(I)和(II)兩者。
式(I)Rth(λ3)＞Rth(λ2)
式(II)Rth(λ1)＞Rth(λ2)下面，參照

本發(fā)明的實施方式。
圖1所示的液晶顯示裝置具有液晶單元(9-13)、挾持液晶單元而配置的上側(cè)偏振片21(1-6)和下側(cè)偏振片22(14-19)、以及在下側(cè)偏振片22的另一外側(cè)包含成為光源的燈20a的背光單元20。液晶單元(9-13)包括液晶單元上側(cè)基板9、液晶單元下側(cè)基板12和被它們挾持的液晶層11。下側(cè)基板12在其對置面具有電極層(圖1中，未圖示)，該電極層按照可以將與基板12的表面平行的電場供應(yīng)給液晶層的方式構(gòu)成。電極層通常由透明的銦錫氧化物(ITO)組成。在基板12的電極層上和基板9的對置面，形成控制液晶性分子11的取向的取向?qū)?圖1中未圖示)，不外加驅(qū)動電壓時，根據(jù)對其表面施加的摩擦處理的方向10和13來控制液晶性分子11的取向方向。
對電極的形狀、結(jié)構(gòu)等沒有特別限制，只要可以形成相對于液晶單元的基板平行的電場，任何一種都可以。通常，可以利用在IPS模式和FFS模式的液晶顯示裝置中使用的電極結(jié)構(gòu)。例如，可以由在不同層上配置的像素電極和對置電極構(gòu)成，也可以由在不同層上配置的至少一方是透明的一對電極和不外加電壓的電極構(gòu)成。
圖2中示意地表示關(guān)于IPS模式液晶顯示裝置的一個例子的OFF狀態(tài)和ON狀態(tài)。另外，圖2表示了液晶顯示裝置的一個像素的一部分，各部件的相對大小等不一定與實際的大小一致。后述的圖3也一樣。此外，在圖2中，對與圖1中的部件對應(yīng)的部件標記相同的符號。后述的圖3也一樣。
圖2中，在基板12的對置面形成的多個線狀電極層24在外加電壓時形成包含與基板12的平面平行的電場成分的電場23。在不外加電壓時或者外加低電壓時(OFF狀態(tài))，液晶性分子11通過基板9和12的對置面的摩擦軸(圖1中的10和13)，按照相對于線狀電極層24的長度方向稍微具有一點角度的方式控制取向。另外，假定此時的液晶的電介質(zhì)各向異性為正。對線狀電極層24外加電壓的狀態(tài)(ON狀態(tài))下，形成包含與基板9和12平行的成分的電場23，液晶性分子11通過使其長軸與電場方向一致而進行取向。另外，電場方向23相對于基板12的表面所構(gòu)成的角優(yōu)選為20度以下，更優(yōu)選為10度以下，即，優(yōu)選實際上是平行的。本說明書中把20度以下的電場統(tǒng)稱表示為平行電場。此外，無論是在上下基板上分開地形成線狀電極層24，還是僅在一個基板上形成，其效果都不發(fā)生變化。
圖3是示意地表示關(guān)于FFS模式的液晶顯示裝置的一個例子的OFF狀態(tài)和ON狀態(tài)。另外，對與圖2中相同的部件標記相同的符號，省略詳細的說明。
圖3中，電極為上層的電極層24和下層的電極層26的兩層結(jié)構(gòu)，隔著絕緣層25配置在不同的層上。電極層26可以是沒有形成圖案的電極層，只要是形成為線狀等圖案的電極層即可。上層的電極層24優(yōu)選為線狀，但是只要是可以通過來自下層電極層26的電場的形狀就行，可以是網(wǎng)狀、螺旋狀和點狀等中的任何。也可以再追加電位中立的浮動電極。另外絕緣層25可以是由SiO或氮化膜等無機材料組成的層，也可以是由丙烯酸或環(huán)氧系等有機材料組成的層。通過對上層的電極層24和下層的電極層26外加電壓，形成包含相對于基板9平行的成分的電場23’。在OFF狀態(tài)，與IPS模式相同，液晶性分子11通過使其長軸與基板9和12的對置面的摩擦軸(圖1中10和13)一致而進行取向。與此相反，在ON狀態(tài)，形成包含與基板9和12平行的成分的電場23’，液晶性分子11通過使其長軸與電場方向一致而進行取向。
另外，雖然圖1中未示出詳細的結(jié)構(gòu)，但是在液晶單元的上側(cè)基板9或者下側(cè)基板12的對置面上設(shè)置有濾色片，液晶單元包含三個像素區(qū)域。例如，圖1的液晶顯示裝置在具有由R層、G層、和B層組成的濾色片的形態(tài)下，三個像素區(qū)域是分別設(shè)置了R層、G層、和B層的RGB區(qū)域。在這三個著色層中，至少兩個著色層，例如G層和R層、或者G層和B層的厚度方向的Rth互不相同。更優(yōu)選三個著色層的Rth互不相同。獲得R區(qū)域、G區(qū)域、B區(qū)域的最大透過率的主波長λR、λG和λB按照小的順序為λB、λG和λR。把R區(qū)域、G區(qū)域、B區(qū)域的濾色片的厚度方向的延遲記為Rth時，優(yōu)選滿足下述關(guān)系式的任何一個，更優(yōu)選滿足兩者。
Rth(λR)＞Rth(λG)Rth(λB)＞Rth(λG)為了滿足上述關(guān)系式，例如，也可以使用R層的厚度(dr)、G層的厚度(dg)和B層的厚度(db)互不相同(例如，滿足dr＞dg、db＞dg的關(guān)系)的濾色片。
進而，在圖1中，液晶單元被配置在上側(cè)偏振片21和下側(cè)偏振片22之間，上側(cè)偏振片21和下側(cè)偏振片22是按照使該吸收軸4和17相互垂直的方式配置。把上側(cè)偏振片21記為視認側(cè)偏振片時，上側(cè)偏振片21的吸收軸4優(yōu)選在不外加電壓時(OFF狀態(tài))按照與液晶單元內(nèi)的液晶性分子11的非常光折射率方向垂直的方式進行層疊。上側(cè)偏振片21具有偏振膜3和在其表面配置的保護膜1和5，下側(cè)偏振片22具有偏振膜16和在其表面配置的保護膜14和18。
另外，在偏振膜的表面配置的保護膜通常由拉伸薄膜組成，在與MD(Mechanical direction)方向、或者TD(Tenter direction)方向一致的方向上具有滯相軸。在一個偏振膜的表面上配置的兩個保護膜的滯相軸方向可以如圖1中的上側(cè)偏振片21那樣是相互平行的(圖1中的2和6)，也可以如圖1中的下側(cè)偏振片22那樣是相互垂直的(圖1中的15和19)。
圖1中，考慮由配置在下側(cè)偏振片22的外側(cè)的背光單元20射入光的情況。在對電極(圖1中未圖示)不外加驅(qū)動電壓的非驅(qū)動狀態(tài)(OFF狀態(tài))下，液晶層中的液晶性分子11相對于基板9和12的面大致平行，而且使其長軸與摩擦軸10和13大致平行地進行取向。在該狀態(tài)下，通過偏振膜16而成為規(guī)定的偏振狀態(tài)的光沒有受到液晶性分子11的雙折射效果，其結(jié)果是，被偏振膜3的吸收軸4阻擋。此時，成為黑顯示。與此相反，在對電極(圖1中未圖示)外加驅(qū)動電壓的驅(qū)動狀態(tài)(ON狀態(tài))下，形成包含相對于基板平行的成分的電場，液晶性分子11通過使該長軸與電場方向一致地進行取向。該結(jié)果是通過偏振膜18而成為規(guī)定的偏振狀態(tài)的光受到液晶性分子11的雙折射效果而改變偏振狀態(tài)，其結(jié)果是通過偏振膜3。此時為白顯示。本發(fā)明中，由于使濾色片的厚度方向的延遲Rth在每個像素區(qū)域內(nèi)不同，可在廣視場角中獲得良好的色再現(xiàn)性，而且減少了黑顯示時的著色、所謂的色移。
圖2的IPS模式的液晶顯示裝置中，優(yōu)選把液晶層的取向控制方向(圖1中，摩擦軸10和13)作為顯示裝置的上下方向、12時-6時方向配置，上側(cè)偏振片和下側(cè)偏振片的吸收軸4和17也優(yōu)選配置在12時-6時方向，從而使其垂直。另外，在偏振膜3和16與液晶層之間配置的保護膜5和14的滯相軸6和15也優(yōu)選配置在12時-6時，從而與更近的位置上配置的液晶單元用基板的摩擦軸平行地配置。該配置在降低黑顯示時的漏光和消除視角方向的著色方面是有效的。
另外，如圖1所示，也可以在上側(cè)偏振片21的液晶單元側(cè)保護膜5和液晶層11之間配置光學(xué)各向異性層7。光學(xué)各向異性層7的延遲值優(yōu)選設(shè)定為液晶層11的Δn·d值的兩倍以下。此外，圖1中，示出了在上側(cè)偏振片21的保護膜5和液晶層11之間配置光學(xué)各向異性層7的結(jié)構(gòu)，但是也可以在下側(cè)偏振片22的保護膜14和液晶層11之間配置光學(xué)各向異性層7，還可以兩者都配置。另外，上側(cè)偏振膜3的保護膜5的延遲與下側(cè)偏振膜16的保護膜14的延遲相比，Rth大20nm以上時，在降低黑顯示時的漏光和消除視角方向的著色方面是有效的。
圖3所示的FFS方式液晶顯示裝置中，優(yōu)選把液晶層的取向控制方向(圖1中，摩擦軸10和13)作為顯示裝置的左右方向、3時-9時方向配置，上側(cè)偏振片和下側(cè)偏振片的吸收軸4和17也優(yōu)選配置在3時-9時方向，從而使其垂直。另外，在偏振膜3和16與液晶層之間配置的保護膜5和14的滯相軸6和11也優(yōu)選配置在3時-9時，從而與更近的位置上配置的液晶單元用基板的摩擦軸平行地配置。該配置在降低黑顯示時的漏光和消除視角方向的著色方面是有效的。另外，如圖1所示，也可以在上側(cè)偏振片21和液晶單元側(cè)保護膜5和液晶層11之間配置光學(xué)各向異性層7。光學(xué)各向異性層7的延遲值優(yōu)選設(shè)定為液晶層11的Δn·d值的兩倍以下。此外，圖1中，示出了在上側(cè)偏振片21的保護膜5和液晶層11之間配置光學(xué)各向異性層7的結(jié)構(gòu)，但是也可以在下側(cè)偏振片22的保護膜14和液晶層11之間配置光學(xué)各向異性層7，還可以兩者都配置。
對于電極的形狀和配置并不限于圖2和3中所示的結(jié)構(gòu)，可以利用以往在IPS模式和FFS模式中利用的任何一種形狀的電極和其結(jié)構(gòu)。例如，為了獲得更廣的視場角，也可以按照鋸齒的形狀配置線狀電極(有時稱為“梳齒電極”)。但是此時，有時在電極的彎曲部液晶層中的液晶性分子的取向紊亂，顯示裝置的對比度下降。為了減少該對比度的下降，有效的是使由偏振膜(圖1中3和16)的?；w維素薄膜等組成的保護膜(圖1中5和14)的滯相軸(圖1中，6和15)與液晶層11的平均取向控制方向(圖1中10和13)在10°以內(nèi)交差。如果這樣配置，則可以補償由該取向紊亂產(chǎn)生的液晶層的相位差不均勻，可以提高顯示的均勻性。另外由摩擦處理產(chǎn)生的液晶分子的取向紊亂產(chǎn)生黑顯示時的亮度不均勻也可以通過按照使其滯相軸與摩擦軸交差的方式配置保護膜，可以自補償延遲不均以減少亮度不均勻。
這些液晶分子的取向紊亂的平均方向由原來的取向控制方向偏移大致5-15°左右。通過使保護膜的滯相軸與其平均取向軸交差而補償延遲，從而可以減少顯示不均。另外，如上所述，按照使其滯相軸交差的方式來配置保護膜時，如果保護膜的Re值大，即使可以減少不均勻，有時黑亮度絕對值上升并產(chǎn)生對比度下降，所以優(yōu)選使用Re小的保護膜。
另外，如上所述，配置光學(xué)各向異性層，即使使其滯相軸或取向控制方向、平均的取向方向與液晶層的平均取向控制方向在10°以內(nèi)交差，也同樣可以降低不均勻。
此外，F(xiàn)FS模式存在視場角比IPS模式變得更窄的傾向，另外，由于在電極端施加高電場而具有液晶取向紊亂增加的特點。由此，通過使由?；w維素薄膜等組成的保護膜(圖1中5和14)的滯相軸(圖1中，6和15)與液晶層11的平均取向控制方向(圖1中10和13)在10°以內(nèi)交差而產(chǎn)生的降低不均勻的效果更大。
另外，在IPS模式和FFS模式的任何一種形態(tài)的液晶顯示裝置中，對于視認側(cè)和背光側(cè)的偏振片雙方或者任何一方而言，也都優(yōu)選保護膜的滯相軸和偏振膜的吸收軸在上述范圍內(nèi)發(fā)生偏移，對于只為任何一方而言，更優(yōu)選保護膜的滯相軸和偏振膜的吸收軸在上述范圍內(nèi)發(fā)生偏移。
下面，對可以用于本發(fā)明的液晶顯示裝置的各部件等進行詳細說明。
對構(gòu)成本發(fā)明的液晶顯示裝置中使用的液晶層的液晶材料沒有特別的限制。在圖1所示結(jié)構(gòu)的液晶顯示裝置中，例如，可以使用介電常數(shù)各向異性Δε為正的向列液晶作為液晶材料。液晶層的厚度(間隔)優(yōu)選設(shè)定為大于2.8μm且小于4.5μm左右。如果將液晶層的延遲(Δn·d)設(shè)定為大于0.25μm且小于0.32μm，在可見光范圍內(nèi)更加容易獲得幾乎沒有波長依賴性的透過率特性。液晶性分子從摩擦方向到電場方向旋轉(zhuǎn)45度時可以獲得最大透過率。另外，液晶層的厚度(間隔)由聚合物珠控制。不用說即使是玻璃珠或纖維、樹脂制的柱狀隔板也可以獲得同樣的間隔。另外液晶材料LC如果是向列液晶，則沒有特別限制。介電常數(shù)各向異性Δε的值大的可以降低驅(qū)動電壓，折射率各向異性Δn小的可以增大液晶層的厚度(間隔)，縮短液晶的密入時間，而且可以降低間隔不均。
本發(fā)明的液晶顯示裝置中使用的液晶單元具有至少一方具有電極的相對配置的一對基板、以及配置在該基板之間且經(jīng)過取向控制的液晶層。優(yōu)選在液晶單元用基板的內(nèi)側(cè)的對置面的雙方形成使液晶分子取向的取向膜。另外，優(yōu)選在任何一個的對置面形成濾色片。此外，可以在液晶單元的內(nèi)側(cè)配置偏振膜，也可以配置有助于液晶層的延遲的光學(xué)補償?shù)墓鈱W(xué)各向異性層。另外，通常配置用于保持兩枚基板間的距離(單元間隔)的柱狀或者球狀的隔板。另外，也可以在單元內(nèi)配置反射板、聚光透鏡、亮度提高薄膜、發(fā)光層、熒光層、磷光層、抗反射膜、防污膜、硬膜層等。
液晶單元用基板通常使用透明玻璃基板，也可以使用更硬且耐高溫的硅玻璃基板。另外，也可以使用耐熱性優(yōu)異的塑料基板、由高分子材料得到的基板。使用由可以變形的材料得到的基板對撓性和リ一ラブル顯示器也是有效的。另外就反射型顯示裝置來說，基板的一方最好是透明的，另一方也可以使用不銹鋼等金屬基板。
本發(fā)明中，液晶顯示裝置包括三個像素區(qū)域。例如，在具有濾色片的、進行彩色顯示的液晶顯示裝置中，光的三原色、紅、綠、藍的亞像素精度(sub-pixel)(像素區(qū)域)為一組，通常形成一個像素。另外有時也通過三色以上的亞像素形成一個像素。作為本發(fā)明的一個方式，在構(gòu)成一個像素的各色亞像素中，可列舉各自單元間隔不同的多間隔方式。
另外，也可以通過形成將一個像素分割為多個區(qū)域的稱為多區(qū)域(Multi-domain)的結(jié)構(gòu)，進行色平衡的調(diào)整和視場角特性的平均化。
本發(fā)明中，優(yōu)選在液晶單元的一對基板的一個對置面上配置濾色片。對于濾色片沒有特別限制，例如，優(yōu)選配置包括紅色(R)、綠色(G)和藍色(B)各層的濾色片。
如上所述，在本發(fā)明的液晶顯示裝置中，上述液晶單元包括三個像素區(qū)域，其中在至少兩個像素區(qū)域分別配置的濾色片的Rth互不相同。更優(yōu)選在三個像素區(qū)域分別配置的濾色片的Rth互不相同。實現(xiàn)該結(jié)構(gòu)的優(yōu)選手段之一可列舉出在上述三個像素區(qū)域分別配置的濾色片的厚度之中，使在至少兩個像素區(qū)域配置的濾色片的厚度為不同的厚度。
由此，在上述三個像素區(qū)域分別配置的濾色片的Rth之中，可以使在至少兩個像素區(qū)域分別配置的濾色片的Rth互不相同，從而可以更加有效地實現(xiàn)本發(fā)明的課題。
濾色片例如可以用以下的方法制作。首先，在透明基板上形成紅色、綠色、藍色等符合目的的著色像素。作為在透明基板上形成紅色、綠色、藍色等著色像素的方法，可以適當使用上述的染色法、印刷法、或者將著色感光性樹脂液通過旋涂法等涂敷后，在由光刻工序形成圖案的著色抗蝕劑法、以及層疊法等。例如，在包含涂敷工序的形成方法中，可以通過調(diào)整涂敷量，形成具有厚度不同的RGB層的濾色片。另外，利用層疊法時，可以通過使用厚度不同的轉(zhuǎn)印材料，形成由厚度不同的RGB層組成的濾色片。
使用黑色感光性樹脂形成黑色矩陣(也稱為黑底)時，優(yōu)選在形成上述著色像素后形成。這是因為最初形成黑色矩陣時，在光密度高的黑色感光性樹脂中，由于只有樹脂表面進行固化，接著通過進行的顯影處理、特別是為了形成著色像素而重復(fù)進行的顯影處理洗提出未固化的樹脂(稱為側(cè)面腐蝕)，在極端的情況下形成的矩陣有時也發(fā)生剝離。
相反，如果最后形成黑色矩陣，由于黑色矩陣的周圍被著色像素包圍，難以從剖面浸透顯影液，從而具有難以產(chǎn)生側(cè)面腐蝕，可以形成光密度高的黑色矩陣的較大優(yōu)點。
另外，用層疊法形成著色像素形成用著色層時，如果在先形成黑色矩陣，則由于應(yīng)該形成著色像素的地方被黑色矩陣封閉為大致格子狀，具有層疊時易于卷入氣泡的問題，但是如果之后形成黑色矩陣，則由于不產(chǎn)生該問題，所以優(yōu)選。
著色像素相對于黑色感光性樹脂的感光波長區(qū)域的光透過率超過2％時，預(yù)先在著色像素中加入光吸收劑等，優(yōu)選使該透過率為2％以下。作為此時使用的光吸收劑可以使用公知的各種化合物。例如，可列舉二苯甲酮衍生物(4，4′-二(N，N-二甲氨基)二苯甲酮等)、部花青系化合物、金屬氧化物、苯并三唑系化合物、香豆素系化合物等。其中，優(yōu)選光吸收性好，而且即使在200℃以上的熱處理后還保持25％以上的光吸收性能的化合物，具體地可列舉氧化鈦、氧化鋅、苯并三唑系化合物、香豆素系化合物。其中，從耐熱性、光吸收性這兩個觀點考慮，特別優(yōu)選香豆素系化合物。而且，上述200℃以上的熱處理是在形成各像素后，為了進一步固化而進行的。
接著，通過覆蓋像素圖案而在透明基板的整個面上設(shè)置黑色感光性樹脂層，但是其也可以利用將黑色感光性樹脂液用旋涂法和輥涂法進行涂敷的方法、以及通過預(yù)先在臨時支撐體上涂敷黑色感光性樹脂液來制作圖像形成材料，并在像素圖案上轉(zhuǎn)印該黑色感光性樹脂層的方法等。
然后，通過光掩膜從黑色感光性樹脂層側(cè)進行曝光，使不存在著色像素的遮光部分(黑色矩陣)的黑色感光性樹脂層固化。著色像素受到曝光機的基線誤差或基板的熱膨脹的影響，位置有或多或少的偏移，并且像素本身有粗有細，通常是不像設(shè)計尺寸那樣按照間隔或大小配置。在尺寸特別大的基板上該傾向變得明顯。因此，如設(shè)計像素間隔那樣用光掩膜進行曝光時，產(chǎn)生黑色矩陣與像素重疊的部分，或者相反在與像素之間產(chǎn)生可以有空隙的部分。由于重疊的部分變得突出，可以有空隙的部分形成漏光，所以哪個都不優(yōu)選。
濾色片優(yōu)選滿足下述條件。
(I)0≤Re(630)≤10，而且，|Rth(630)|≤25(II)|Re(400)-Re(700)|≤10，而且，|Rth(400)-Rth(700)|≤35(上述式(I)和(II)中，Re(λ)表示波長λnm的正面延遲值(nm)，Rth(λ)表示波長λnm的膜厚方向的延遲值(nm)。)其中，Re表示面內(nèi)的延遲，該數(shù)值優(yōu)選為了降低正面對比度比而盡可能接近于0。另外，在不是0的情況下，還優(yōu)選Re的滯相軸和偏振膜吸收軸平行、或者垂直。
Rth表示厚度方向的延遲，不會給正面對比度比的下降帶來影響，有助于改善斜向的色調(diào)視場角。通過對濾色片賦予上述條件的Rth，則可以對每個像素更加完全地進行視場角的光學(xué)補償，并可以改善(減少)各顯示模式的液晶顯示裝置在傾斜方向的著色現(xiàn)象。
對于濾色片的延遲，例如在使用轉(zhuǎn)印材料制作濾色片時，也可以通過向作為轉(zhuǎn)印材料的結(jié)構(gòu)層的感光層或著色層中加入延遲上升劑或降低劑來調(diào)整濾色片的延遲。
作為延遲上升劑的代表例，可列舉下述式表示的化合物和與其類似的化合物。
延遲降低劑的例子有下述通式(13)表示的化合物。
通式(13) 上述通式(13)中，R11表示烷基或者芳基，R12和R13分別獨立地表示氫原子、烷基或者芳基。另外，特別優(yōu)選R11、R12和R13的碳原子數(shù)的總和為10以上。R11、R12和R13可以具有取代基，作為取代基，優(yōu)選氟原子、烷基、芳基、烷氧基、磺基和磺酰胺基，特別優(yōu)選烷基、芳基、烷氧基、磺基和磺酰胺基。另外，烷基可以是直鏈也可以是支鏈，也可以是環(huán)狀，優(yōu)選碳原子數(shù)為1-25的烷基，更優(yōu)選為6-25的烷基，特別優(yōu)選為6-20的烷基(例如甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、叔丁基、戊基、異戊基、叔戊基、己基、環(huán)己基、庚基、辛基、二環(huán)辛基、壬基、金剛烷基、癸基、叔辛基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基)。作為芳基，優(yōu)選碳原子數(shù)為6-30的芳基，特別優(yōu)選為6-24的芳基(例如，苯基、聯(lián)苯基、三聯(lián)苯基、萘基、聯(lián)萘基、三苯基苯基)。
本發(fā)明的液晶顯示裝置也可以具有光學(xué)補償片。光學(xué)補償片在各種液晶顯示裝置中使用，以便消除圖像著色或擴大視場角。作為光學(xué)補償片，一直以來使用拉伸雙折射聚合物薄膜。提出了代替由拉伸雙折射薄膜組成的光學(xué)補償片，使用在透明支撐體上具有由低分子或者高分子液晶性化合物形成的光學(xué)各向異性層的光學(xué)補償片，或者除了由拉伸雙折射薄膜組成的光學(xué)補償片以外，還使用具有由低分子或者高分子液晶性化合物形成的光學(xué)各向異性層的光學(xué)補償片。由于在液晶性化合物中具有各種各樣的取向形態(tài)，所以利用液晶性化合物，可以實現(xiàn)僅用以往的拉伸雙折射聚合物薄膜不能得到的光學(xué)性質(zhì)。另外也可以起到作為偏振片的保護膜的作用。也可以把本光學(xué)補償片自身用作液晶單元的基板，另外也可以在塑料基板中兼具光學(xué)補償片。還可以在液晶單元的內(nèi)部形成本光學(xué)補償片。
光學(xué)補償片的光學(xué)性質(zhì)根據(jù)液晶單元的光學(xué)性質(zhì)、具體地是如上所述的顯示模式的不同決定。如果使用液晶性化合物，可以制造具有與液晶單元的各種顯示模式相對應(yīng)的各種光學(xué)性質(zhì)的光學(xué)補償片。已經(jīng)提出了各種使用與各種顯示模式相對應(yīng)的棒狀、旋轉(zhuǎn)橢圓體狀和圓盤狀的液晶性化合物的光學(xué)補償片。例如IPS模式用光學(xué)補償片可以補償偏振片的視場角依存性而全方位地降低黑顯示的亮度，并提高對比度的視角特性。另外通過按照最適合每個光波長的值來設(shè)計光學(xué)補償片的光學(xué)性質(zhì)，可提供色變化少的具有廣視野特性的液晶顯示裝置。對多間隔和多區(qū)域組合特別有效。此外，并不是擴大視場角，還可以進行僅從特定方向觀察顯示那樣的縮小視場角。
下面，作為可以用于本發(fā)明的光學(xué)補償片，對在由聚合物薄膜等組成的支撐體上具有由含有液晶性化合物的組合物形成的光學(xué)各向異性層的光學(xué)補償片進行詳細說明。
《光學(xué)各向異性層》對于光學(xué)各向異性層，可以將含有液晶性化合物的組合物配置在表面、例如沿規(guī)定的摩擦軸等進行摩擦處理的表面上，根據(jù)該摩擦軸，使液晶性化合物的分子取向，在其取向狀態(tài)下固定并形成光學(xué)各向異性層。作為在光學(xué)各向異性層的形成中使用的液晶化合物的例子，可以包括棒狀液晶性化合物和圓盤型液晶性化合物的任何一種。棒狀液晶性化合物和圓盤型液晶性化合物可以是高分子液晶也可以是低分子液晶，而且還包括低分子液晶交聯(lián)的不顯示液晶性的化合物。
《棒狀液晶性分子》作為棒狀液晶性分子，優(yōu)選使用甲亞胺類、氧化偶氮類、氰基聯(lián)苯類、氰基苯酯類、安息香酸酯類、環(huán)己羧酸苯酯類、氰基苯基環(huán)己烷類、氰基取代苯基嘧啶類、烷氧基取代苯基嘧啶類、苯基二噁烷類、二苯乙炔類和鏈烯基環(huán)己基苯并硝基類。
另外，在棒狀液晶性分子中還含有金屬絡(luò)合物。另外，作為棒狀液晶性分子，還可以使用在重復(fù)單元中含有棒狀液晶性分子的液晶聚合物。換而言之，棒狀液晶性分子可以與(液晶)聚合物結(jié)合。
對于棒狀液晶性分子，在季刊化學(xué)總說第22卷液晶化學(xué)(1994)日本化學(xué)會編的第4章、第7章和第11章以及液晶裝置手冊日本學(xué)術(shù)振興會第142委員會編的第3章中有所記載。棒狀液晶性分子的雙折射率優(yōu)選在0.001～0.7范圍內(nèi)。
棒狀液晶性分子為了固定其取向狀態(tài)，優(yōu)選具有聚合性基團。聚合性基團優(yōu)選為自由基聚合性不飽和基團或陽離子聚合性基團，具體地，可列舉例如特開2002-62427號公報說明書中段落號 ～ 中記載的聚合性基團、聚合性液晶化合物。
《圓盤型液晶性化合物》圓盤型液晶性化合物相對于聚合物薄膜面大致垂直地取向。圓盤型液晶性化合物可以廣泛采用各種文獻(C.Destrade等，Mol.Crysr.Liq.Cryst.，71卷、111頁(1981)；日本化學(xué)會編、季刊化學(xué)總說No.22、液晶化學(xué)、第5章、第10章第2節(jié)(1994)；B.Kohne等，Angew.Chem.Soc.Chem.Comm.，1794頁(1985)；J.Zhang等，J.Am.Chem.Soc.116卷、2655頁(1994))等文獻中記載的化合物。
圓盤型液晶性化合物優(yōu)選例如特開平8-27284號公報中記載的具有聚合性基團的化合物，以便可以通過聚合進行固定。例如，考慮在圓盤型液晶性化合物的圓盤狀中心(core)上結(jié)合聚合性基團作為取代基的結(jié)構(gòu)，但是，如果使聚合性基團直接結(jié)合于圓盤狀中心，很難在聚合反應(yīng)中保持取向狀態(tài)。所以，優(yōu)選在圓盤狀中心和聚合性基團之間具有連接基團的結(jié)構(gòu)。即，具有聚合性基團的圓盤型液晶性化合物優(yōu)選為以下述式(III)所示的化合物。
式(III)D(-L-P)n式(III)中，D為圓盤狀中心，L為二價的連接基團、P為聚合性基團、n為4～12的整數(shù)。
上述式(III)中的圓盤狀中心(D)、二價的連接基團(L)和聚合性基團(P)的優(yōu)選的具體例子分別為特開2001-4837號公報中記載的(D1)-(D15)、(L1)-(L25)、(P1)-(P18)，可以優(yōu)選使用該公報中記載的內(nèi)容。
上述光學(xué)各向異性層中，液晶性化合物的分子優(yōu)選相對于層面大致垂直地進行取向。棒狀液晶性分子優(yōu)選使其長軸相對于層面大致垂直地進行取向；圓盤型液晶性分子優(yōu)選使其圓盤面相對于層面大致垂直地進行取向。另外，所述的大致垂直指棒狀液晶性化合物的長軸或者圓盤型液晶性分子的圓盤面與層面的平均角度(平均傾斜角)在70度-90度的范圍內(nèi)。另外，液晶性分子優(yōu)選實質(zhì)上均勻地取向，更優(yōu)選在實質(zhì)上均勻地取向的狀態(tài)下進行固定，最優(yōu)選通過聚合反應(yīng)固定液晶性化合物。
光學(xué)各向異性層優(yōu)選通過將含有液晶性化合物、以及根據(jù)需要的下述聚合引發(fā)劑或其它添加劑的組合物配置在取向膜上而形成。上述組合物也可以調(diào)制成涂敷液。作為用于調(diào)制涂敷液的溶劑，優(yōu)選使用有機溶劑。作為有機溶劑的例子，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)、烷基鹵化物(例如氯仿、二氯甲烷)、酯(例如乙酸甲酯、乙酸丁酯)、酮(例如丙酮、甲乙酮)、醚(例如四氫呋喃、1，2-二甲氧基乙烷)。優(yōu)選烷基鹵化物和酮。也可以并用兩種以上的有機溶劑。涂敷液的涂敷可以用公知的方法(例如擠壓涂敷法、直接凹版涂敷法、逆向凹版涂敷法、模壓涂敷法)進行。
《液晶性化合物的取向狀態(tài)的固定化》被取向的液晶性化合物分子優(yōu)選保持取向狀態(tài)而進行固定。固定化優(yōu)選通過向液晶性化合物引入的聚合性基團的聚合反應(yīng)來實施。作為聚合反應(yīng)，包括使用熱聚合引發(fā)劑的熱聚合反應(yīng)和使用光聚合引發(fā)劑的光聚合反應(yīng)，更優(yōu)選光聚合反應(yīng)。作為光聚合引發(fā)劑的例子，包括α-羰基化合物(美國專利2367661號、美國專利2367670號公報中記載)、偶姻醚(美國專利2448828號公報記載)、α-烴取代芳香族偶姻化合物(美國專利2722512號公報記載)、多核醌化合物(美國專利3046127號、美國專利2951758號公報記載)、三芳基咪唑二聚物和對-氨基苯基酮的組合(美國專利3549367號公報記載)、吖啶和吩嗪化合物(日本特開昭60-105667號公報、美國專利4239850號公報記載)和噁二唑化合物(美國專利4212970號公報記載)。
光聚合引發(fā)劑的用量優(yōu)選為涂布液的固體成分的0.01～20質(zhì)量％，更優(yōu)選為0.5～5質(zhì)量％。用于使液晶化合物的聚合的光照射優(yōu)選使用紫外線。照射能量優(yōu)選為20mJ/cm2～50J/cm2、更優(yōu)選為100～800mJ/cm2。為了促進光聚合反應(yīng)，也可以在加熱條件下實施光照射。光學(xué)各向異性層的厚度優(yōu)選為0.1-10μm，更優(yōu)選為0.5-5μm。
《垂直取向膜》為了使液晶性化合物在取向膜一側(cè)進行垂直取向，重要的是降低取向膜的表面能量。具體地講，通過聚合物的官能基降低取向膜的表面能量，由此使液晶性化合物變?yōu)榱⑵鸬臓顟B(tài)。作為降低取向膜的表面能量的官能基，有效的是氟原子和碳原子數(shù)為10以上的烴基。要想在取向膜的表面存在氟原子或者烴基，與在聚合物的主鏈上相比，優(yōu)選在側(cè)鏈上引入氟原子或者烴基。含氟聚合物優(yōu)選以0.05-80質(zhì)量％的比例含有氟原子，更優(yōu)選以0.1-70質(zhì)量％的比例含有，進一步優(yōu)選以0.5-65質(zhì)量％的比例含有，最優(yōu)選以1-60質(zhì)量％的比例含有。烴基是脂肪族基、芳香族基或者它們的組合。脂肪族基可以是環(huán)狀、支鏈狀或者直鏈狀的任何一種。脂肪族基優(yōu)選為烷基(也可以是環(huán)烷基)或者鏈烯基(也可以是環(huán)鏈烯基)。烴基也可以具有如鹵原子這樣的不顯示出強親水性的取代基。烴基的碳原子數(shù)優(yōu)選為10-100，更優(yōu)選為10-60，最優(yōu)選為10-40。聚合物的主鏈優(yōu)選具有聚酰亞胺結(jié)構(gòu)或者聚乙烯醇結(jié)構(gòu)。
聚酰亞胺通常通過四羧酸和二胺的縮合反應(yīng)合成。也可以使用二種以上的四羧酸或者二種以上的二胺，合成相當于共聚物的聚酰亞胺。氟原子或者烴基可以存在于來自于四羧酸的重復(fù)單元中，也可以存在于來自于二胺的重復(fù)單元中，還可以存在于兩者的重復(fù)單元中。在聚酰亞胺中引入烴基時，特別優(yōu)選在聚酰亞胺的主鏈或者側(cè)鏈形成甾類結(jié)構(gòu)。存在于側(cè)鏈的甾類結(jié)構(gòu)相當于碳原子數(shù)為10以上的烴基，具有使液晶性化合物垂直取向的功能。本說明書中，所述的甾類結(jié)構(gòu)指環(huán)戊烷并氫化菲環(huán)結(jié)構(gòu)或者該環(huán)的鍵合的一部分在脂肪族環(huán)的范圍(不形成芳香族環(huán)的范圍)內(nèi)形成雙鍵的環(huán)結(jié)構(gòu)。
另外，作為使液晶性化合物的分子垂直地取向的手段，可以適當使用在聚乙烯醇或聚酰亞胺的高分子中混合有機酸的方法。作為混合的酸，適宜使用羧酸或磺酸、氨基酸。也可以使用在后述的空氣界面取向劑中的顯示出酸性的化合物。其混合量相對于高分子，優(yōu)選為0.1質(zhì)量％-20質(zhì)量％，更優(yōu)選為0.5質(zhì)量％-10質(zhì)量％。
為了使圓盤型液晶性化合物分子均勻取向，優(yōu)選將垂直取向膜進行摩擦處理而控制取向方向。摩擦處理可以通過在聚合物層的表面用紙或布沿一定方向擦數(shù)次來進行。另一方面，棒狀液晶性化合物分子也可以在不進行摩擦處理下進行取向。無論哪種取向膜，都優(yōu)選在取向膜上具有聚合性基，以便改善光學(xué)各向異性層和透明支撐體的密接性。聚合性基可以在側(cè)鏈引入具有聚合性基團的重復(fù)單元，或者引入作為環(huán)狀基的取代基。更優(yōu)選在界面使用與液晶性化合物的分子形成化學(xué)鍵的取向膜，作為該取向膜，記載于特開平9-152509號公報中。取向膜的厚度優(yōu)選為0.01-5μm，更優(yōu)選為0.05-1μm。另外，使用取向膜而使液晶性化合物的分子取向后，也可以在該取向狀態(tài)下將液晶性化合物的分子固定而形成光學(xué)各向異性層，僅將光學(xué)各向異性層轉(zhuǎn)印至聚合物薄膜等支撐體上。
《空氣界面取向劑》由于通常的液晶性化合物的分子在空氣界面?zhèn)染哂袃A斜取向的性質(zhì)，所以為了獲得均勻垂直取向的狀態(tài)，還需要在空氣界面?zhèn)葘σ壕曰衔锓肿舆M行垂直取向控制。為了實現(xiàn)該目的，通過在空氣界面?zhèn)绕冢鶕?jù)其體積互斥效應(yīng)(Excluded Volume Effect)或靜電效應(yīng)在上述組合物(涂敷液)中含有給液晶性化合物的分子帶來垂直取向作用的化合物。使液晶性化合物分子進行垂直取向的作用相當于在圓盤型液晶性化合物分子中減少其指向矢(director)的傾斜角度，即減少指向矢和空氣側(cè)表面形成的角度的作用。作為減少圓盤型液晶性分子的指向矢的傾斜角度的化合物，優(yōu)選使用如下所示的化合物，即，為了在空氣界面?zhèn)犬a(chǎn)生偏在，在結(jié)合了多個F原子的化合物或者結(jié)合了磺?；螋然幕衔锷?，進一步結(jié)合對液晶性分子賦予垂直取向的體積互斥效應(yīng)的剛性的結(jié)構(gòu)單元。
(n＝1～8、m＝3～16) (n＝1～8、m＝3～16)[化學(xué)式5] (n＝1～8、m＝3～16)[化學(xué)式6] (n＝1～8、m＝3～16)[化學(xué)式7] (k＝1～10、m＝0～5、n＝3～16)[化學(xué)式8] (k＝1～10、m＝0～5、n＝3～16)除了例示的化合物以外，還可以把特開2002-20363號公報、特開2002-129162號公報中記載的化合物用作空氣界面取向劑。另外，本發(fā)明還可以適當使用特開2004-53981號公報的段落號0072-0075、特愿2002-243600號說明書的段落號0038-0040和0048-0049、特愿2002-262239號說明書的段落號0037-0039、特開2004-4688號說明書的段落號0071-0078中記載的化合物。
使用空氣界面取向劑時，光學(xué)各向異性層形成用組合物中的空氣界面取向劑的添加量優(yōu)選為0.05質(zhì)量％-5質(zhì)量％。另外，使用含氟飽和系空氣界面取向劑時，優(yōu)選為1質(zhì)量％以下。
光學(xué)補償片整體的面內(nèi)延遲(Re)優(yōu)選為20-200nm。光學(xué)補償片整體的厚度方向的延遲(Rth)優(yōu)選為50-500nm。
上述光學(xué)補償片也可以具有支撐上述光學(xué)各向異性層的、由聚合物薄膜組成的支撐體。作為支撐體所使用的聚合物薄膜，沒有特別限制，可使用?；w維素、聚碳酸酯、聚砜、聚醚砜、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、降冰片烯樹脂等薄膜。這些聚合物薄膜可以是拉伸的高分子薄膜，或者可以并用涂敷型的高分子層和高分子薄膜。這些高分子薄膜由于生產(chǎn)效率的提高和溫濕度變化時的形狀穩(wěn)定性，優(yōu)選在制造時在薄膜長度方向上同樣(連續(xù)卷軸式，roll-to-roll)制造。
另外，光學(xué)各向異性層的支撐體在兼具偏振片的保護膜的形態(tài)下，優(yōu)選支撐體為后述的?；w維素薄膜。
由于作為液晶性化合物具有各種各樣的取向形態(tài)，所以利用液晶性化合物形成的光學(xué)各向異性層通過單層或者多層的層疊體，表現(xiàn)出所希望的光學(xué)性質(zhì)。即，上述光學(xué)補償片也可以是由支撐體、在該支撐體上形成的一層以上的光學(xué)各向異性層和層疊體整體、且滿足光學(xué)補償片所要求的光學(xué)特性的形態(tài)。該形態(tài)中，光學(xué)補償片整體的延遲可以通過光學(xué)各向異性層的光學(xué)特性和由聚合物薄膜組成的支撐體的光學(xué)特性兩者來調(diào)整。
另外，本發(fā)明的液晶顯示裝置中，也可以使用由拉伸雙折射聚合物薄膜組成的光學(xué)補償片。通過調(diào)整拉伸條件等，可以制作滿足光學(xué)補償片所要求的光學(xué)特性的拉伸雙折射聚合物薄膜。
本發(fā)明中，也可以使用具有偏振膜和挾持該偏振膜的一對保護膜、或者具有偏振膜和在該偏振膜至少一個面上設(shè)置的保護膜的偏振片。例如，可以使用將由聚乙烯醇薄膜等組成的偏振膜用碘染色，進行拉伸，將其兩面用保護膜層疊而得到的偏振片。也可以在液晶單元內(nèi)側(cè)配置偏振膜。本發(fā)明的液晶顯示裝置中，優(yōu)選通過挾持液晶單元而配置具有偏振膜和挾持該偏振膜的一對保護膜的一對偏振片。
《偏振膜》作為偏振膜(有時稱為“直線偏振膜”)，有碘系偏振膜、使用二色性染料的染料系偏振膜或聚烯系偏振膜。碘系偏振膜和染料系偏振膜通常使用聚乙烯醇系薄膜制造。
直線偏振膜優(yōu)選為以O(shè)ptiva Inc.為代表的涂布型偏振膜、或者由粘合劑和碘或和二色性染料構(gòu)成的偏振膜。直線偏振膜中的碘和二色性染料通過在粘合劑中取向而表現(xiàn)偏振性能。優(yōu)選碘和二色性染料沿著粘合劑分子取向或者二色性染料通過液晶那樣的自我組織化而取向于一個方向。目前市售的偏振器通常如下制作，即將拉伸的聚合物浸漬在浴槽中的碘或二色性染料的溶液中，在粘合劑中使碘或二色性染料浸透到粘合劑中，從而制作。
作為市售的偏振膜，碘或二色性染料分布在距離聚合物表面4μm左右處(兩側(cè)合計為8μm左右)，為了得到充分的偏振性能，需要至少10μm的厚度。浸透度可以根據(jù)碘或二色性染料的溶液濃度、碘或二色性染料的浴槽的溫度、碘或二色性染料的浸漬時間而控制。如上所述，粘合劑厚度的下限優(yōu)選為10μm。厚度的上限，從液晶顯示裝置時的漏光現(xiàn)象的觀點出發(fā)，越薄越好。目前市售的偏振片優(yōu)選(約30μm)以下、更優(yōu)選25μm以下、進一步優(yōu)選20μm以下。如果為20μm以下，則在17英寸的液晶顯示裝置中觀察不到漏光現(xiàn)象。
偏振膜的粘合劑也可以交聯(lián)。作為交聯(lián)的粘合劑，可以使用自身可交聯(lián)的聚合物。對于具有官能團的聚合物、或者在聚合物中導(dǎo)入官能團而得到的粘合劑，可以根據(jù)光、熱或pH變化，使其在粘合劑間反應(yīng)而形成偏振膜。另外，還可以通過交聯(lián)劑在聚合物中導(dǎo)入交聯(lián)結(jié)構(gòu)。交聯(lián)一般如下實施，即，將含有聚合物或聚合物與交聯(lián)劑的混合物的涂布液涂布在表面上后進行加熱。由于只要在最終的商品階段能夠確保耐久性即可，因此交聯(lián)處理可以在得到最終偏振片之前的任何階段進行。
偏振膜的粘合劑可以使用自身可交聯(lián)的聚合物或者通過交聯(lián)劑進行交聯(lián)的聚合物的任何一種。最優(yōu)選聚乙烯醇和改性聚乙烯醇。關(guān)于改性聚乙烯醇，在特開平8-338913號、特開平9-152509號和特開平9-316127號的各公報中有所記載。聚乙烯醇和改性聚乙烯醇可以二種以上并用。
偏振膜中，粘合劑的交聯(lián)劑的添加量相對于粘合劑優(yōu)選為0.1-20質(zhì)量％。偏振元件的取向性、偏振膜的耐濕熱性良好。
取向膜即便在交聯(lián)反應(yīng)結(jié)束后也可以含有某種程度的未反應(yīng)的交聯(lián)劑。但是，殘存的交聯(lián)劑的量在取向膜中優(yōu)選為1.0質(zhì)量％以下、更優(yōu)選0.5質(zhì)量％以下。這樣一來，將偏振膜組裝在液晶顯示裝置中并長期使用、或者在高溫高濕的環(huán)境下長期放置時，偏振度不發(fā)生降低。
關(guān)于交聯(lián)劑，在美國再發(fā)行專利23297號說明書中有所記載。另外，還可以使用硼化合物(例如硼酸、硼砂)作為交聯(lián)劑。
作為二色性色素，可以使用偶氮類色素、二苯乙烯類色素、吡唑啉酮類色素、三苯基甲烷類色素、喹啉類色素、噁嗪類色素、噻嗪類色素或蒽醌類色素。二色性色素優(yōu)選為水溶性。二色性色素優(yōu)選具有親水性取代基(例如磺基、氨基、羥基)。
作為二色性色素的例子可列舉上述公技號2001-1745號第58頁中記載的化合物。
用拉伸法制造上述偏振膜時，拉伸倍率優(yōu)選為2.5～30.0倍，更優(yōu)選為3.0～10.0倍。拉伸可以通過在空氣中的干式拉伸而實施。另外，還可以以浸漬在水中的狀態(tài)實施濕式拉伸。干式拉伸的拉伸倍率優(yōu)選為2.5～5.0倍，濕式拉伸的拉伸倍率優(yōu)選為3.0～10.0倍。拉伸工序可以包括斜向拉伸且分為數(shù)次進行。通過分為數(shù)次，即便是高倍率拉伸也能進行更加均勻的拉伸。斜向拉伸之前，可以進行橫向或縱向上的若干拉伸(防止寬度方向收縮的程度)。拉伸可以通過以左右不同的工序進行雙軸拉伸中的拉幅機拉伸而實施。上述雙軸拉伸與在通常的薄膜制造中所進行的拉伸方法相同。在雙軸拉伸中，由于按照左右不同的速度而拉伸，因此有必要使拉伸前的粘合劑薄膜的厚度左右不同。流延制膜中，通過使模具帶有錐度而能夠使粘合劑溶液的流量具有左右差別。
用摩擦法制造上述偏振膜時，可以應(yīng)用作為LCD液晶取向處理工序而被廣泛采用的摩擦處理方法。即，通過使用紙、金屬絲網(wǎng)、毛氈、橡膠或尼龍、聚酯纖維在一定方向上對膜的表面進行摩擦而得到取向。一般來說，通過使用平均植絨有長度和粗度均勻的纖維的布進行數(shù)次左右的摩擦而實施。優(yōu)選使用輥本身的圓度、圓柱度、擺動(偏心)均為30μm以下的摩擦輥進行實施。在摩擦輥中的薄膜的接觸角度優(yōu)選為0.1～90°。但是，如特開平8-160430號公報所記載那樣，通過卷繞360°以上，也能夠得到穩(wěn)定的摩擦處理。
在包含摩擦處理長條形薄膜的工序時，優(yōu)選利用搬送裝置在一定張力的狀態(tài)下以1～100m/min的速度搬送薄膜。為了進行任意的摩擦角度設(shè)定，摩擦輥優(yōu)選能夠相對于薄膜行進方向在水平方向上自由旋轉(zhuǎn)。優(yōu)選在0～60°的范圍內(nèi)選擇適當?shù)哪Σ两嵌取?br> 本發(fā)明使用的偏振膜優(yōu)選其吸收軸相對于長度方向具有規(guī)定的角度。如果偏振膜的吸收軸相對于長度方向具有規(guī)定的角度，將滯相軸與長度方向一致的保護膜與偏振膜貼合時，可以容易地通過連續(xù)卷軸式方法(roll-to-roll)進行貼合。例如，如在特開2003-207628號公報中記載的那樣在制作為長條狀的偏振膜的兩面上，貼合制作為長條狀的一對保護膜，獲得長條狀的層疊體，并經(jīng)過根據(jù)所希望的大小進行切斷(沖切)的工序，可以高效率地獲得單板的偏振片。
對提高偏振片的生產(chǎn)效率來說，保護膜的透濕性是重要的。即，使偏振膜和保護膜用水系粘接劑進行貼合，并且該粘接劑溶劑通過在保護膜中擴散而被干燥。如果保護膜的透濕性提高，則越高干燥越快，生產(chǎn)效率得以提高，但是過高時，由于液晶顯示裝置的使用環(huán)境(高濕下)，水分浸入偏振膜中而存在偏振性能下降的傾向。
《保護膜》上述保護膜優(yōu)選使用在上述偏振膜的至少一個面上設(shè)置的保護膜是滿足下述(3)和(4)中的任何一個條件的保護膜。
(3)滿足下述式(I)或(II)的?；w維素薄膜(I)0≤Re(630)≤10，而且，|Rth(630)|≤25(II)|Re(400)-Re(700)|≤10，而且，|Rth(400)-Rth(700)|≤35(上述式(I)和(II)中，Re(λ)表示波長λnm的正面延遲值(nm)，Rth(λ)表示波長λnm的膜厚方向的延遲值(nm)。)(4)含有使保護膜厚度方向的Rth滿足下述式(III)和(IV)的這樣的Rth降低的化合物的保護膜(III)(Rth(A)-Rth(O))/A≤-1.0(IV)0.01≤A≤30(式(III)和(IV)中，Rth(A)表示含有使Rth降低的化合物的保護膜的Rth(單位nm)，Rth(O)表示該保護膜，且表示不含有使Rth降低的化合物的薄膜的Rth(nm)，A表示把薄膜原料聚合物的質(zhì)量記為100時使Rth降低的化合物的質(zhì)量(％)。)上述式(III)和(IV)中更優(yōu)選為(III-I)(Rth(A)-Rth(O))/A≤-2.0(IV-I)0.1≤A≤20其中，所述的薄膜原料的聚合物是指構(gòu)成薄膜主要成分的原料聚合物，例如，可列舉出?；w維素。
作為?；w維素原料的纖維素，可列舉棉絨和木漿(闊葉樹漿，針葉樹漿)等，也可以使用由任何原料纖維素得到的?；w維素，根據(jù)情況也可以混合使用。關(guān)于這些原料纖維素的詳細記載，可以使用例如塑料材料講座(17)纖維素系樹脂(丸澤、宇田著，日刊工業(yè)新聞社，1970年發(fā)行)和發(fā)明協(xié)會公開技報2001-1745(第7-8頁)中記載的纖維素，沒有特別限制。
在本發(fā)明中可以使用的?；w維素是例如纖維素的羥基被酰化的化合物，還可以使用其取代基為酰基的碳原子數(shù)為2-22的乙?；娜魏我环N。關(guān)于對本發(fā)明中可以使用的酰化纖維素的纖維素向羥基的取代度沒有特別限制，可通過測定將纖維素取代為羥基的醋酸和/或碳原子數(shù)為3-22的脂肪酸的結(jié)合度，由計算而獲得取代度。作為測定方法，可以按照ASTM的D-817-91進行實施。
上述酰化纖維素中，關(guān)于對纖維素的羥基的取代度沒有特別限制，但是，對纖維素的羥基的?；〈葍?yōu)選為2.50-3.00。另外，取代度更優(yōu)選為2.75-3.00，進一步優(yōu)選為2.85-3.00。
對纖維素的羥基進行取代的醋酸和/或碳原子數(shù)為3-22的脂肪酸中，作為碳原子數(shù)為2-22的酰基，可以是脂肪族基也可以是烯丙基，可以是單一化合物也可以是二種以上的混合物。例如，可列舉纖維素的烷基羰基酯、鏈烯基羰基酯、芳香族羰基酯和芳香族烷基羰基酯等。它們也可以分別進一步具有取代基。作為這些優(yōu)選的?；?，可列舉乙?；?、丙?；⒍□；⒏；?、己?；?、辛?；?、癸酰基、十二烷?；⑹轷；⑹耐轷；?、十六烷?；?、十八烷?；?、異丁?；?、叔丁酰基、環(huán)己烷羰基、油?；⒈郊柞；?、萘基羰基、肉桂酰基等。其中，優(yōu)選乙?；?、丙?；⒍□；⑹轷；?、十八烷?；?、叔丁?；?、油酰基、苯甲?；?、萘基羰基、肉桂?；?，更優(yōu)選乙?；⒈；⒍□；?。
上述對纖維素的羥基進行取代的?；〈?，對于實際上由乙酰基、丙酰基和丁?；械闹辽賰煞N組成的情況，其總共取代度為2.50-3.00時，可以降低酰化纖維素薄膜的光學(xué)各向異性，所以優(yōu)選。更優(yōu)選的?；〈葹?.60-3.00，進一步優(yōu)選為2.65-3.00。
本發(fā)明中優(yōu)選使用的?；w維素的聚合度以粘均聚合度計為180-700，對于纖維素醋酸酯來說，更優(yōu)選為180-550，進一步優(yōu)選為180-400，特別優(yōu)選為180-350。通過將聚合度規(guī)定為恒定以下可以提高酰化纖維素的涂料溶液的粘度，更加有效地防止難以通過流延制作薄膜。通過將聚合度規(guī)定為恒定以上，可以更加有效地防止所制作的薄膜的強度下降。平均聚合度可以用例如宇田等的極限粘度法(宇田和夫、齊藤秀夫、纖維學(xué)會志，第18卷第1號，第105-120頁，1962年)測量。該方法詳細地記載在特開平9-95538號公報中。
另外，本發(fā)明中優(yōu)選使用的?；w維素的分子量分布用凝膠滲透色譜法進行評價，優(yōu)選其多分散性指數(shù)Mw/Mn(Mw是質(zhì)均分子量，Mn是數(shù)均分子量)小，分子量分布窄。作為具體的Mw/Mn的值，優(yōu)選為1.0-3.0，更優(yōu)選為1.0-2.0，最優(yōu)選為1.0-1.6。
如果除去低分子成分，由于平均分子量(聚合度)變高，而粘度比普通的?；w維素還低，所以是有用的。低分子成分少的?；w維素可以用通常的方法從合成的?；w維素中除去低分子成分獲得。低分子成分的除去可以通過用適合的有機溶劑洗滌酰化纖維素而加以實施。另外，制造低分子成分少的?；w維素時，優(yōu)選將乙?；磻?yīng)中的硫酸催化劑的量調(diào)整為相對于纖維素100質(zhì)量份為0.5-25質(zhì)量份。使硫酸催化劑的量為上述范圍時，可以合成從分子量分布的觀點出發(fā)也優(yōu)選的(分子量分布均勻的)酰化纖維素。在制造可以用于本發(fā)明的酰化纖維素中被使用時，是含水率優(yōu)選為2質(zhì)量％以下，更優(yōu)選為1質(zhì)量％以下，特別是具有0.7質(zhì)量％以下含水率的?；w維素。通常，?；w維素含有水并且已知為2.5-5質(zhì)量％。要想使?；w維素的含水率為上述范圍，需要進行干燥，只要該方法達到目標的含水率就沒有特別限制。關(guān)于滿足上述各種特性的?；w維素的原料綿和合成方法，詳細地記載于發(fā)明協(xié)會公開技報(公技號2001-1745、2001年3月15日發(fā)行，發(fā)明協(xié)會)第7-12頁。
作為上述酰化纖維素膜的原料，可以優(yōu)選使用取代基、取代度、聚合度、分子量分布等為上述范圍的、單一或者將不同的二種以上的?；w維素混合形成的物質(zhì)。
在制作上述?；w維素膜中可以使用的?；w維素溶液(涂料)中，可以在各調(diào)制工序根據(jù)用途加入各種添加劑(例如，降低光學(xué)各向異性的化合物、波長分散調(diào)整劑、紫外線抑制劑、增塑劑、防劣化劑、微粒子、光學(xué)特性調(diào)整劑等)，下面對這些添加劑進行說明。另外，對于其添加的時期，無論在涂料制作工序的哪個工序都可以添加，也可以通過在涂料調(diào)制工序的最后調(diào)制工序添加添加劑并進行調(diào)制的工序來進行。
首先，對可以向涂料中添加的一個上述添加劑、且使?；w維素膜的光學(xué)各向異性降低的化合物進行說明。
上述化合物是抑制薄膜中的?；w維素在面內(nèi)和膜厚方向取向的化合物，通過向涂料中添加該化合物來制作薄膜，可充分地降低薄膜的光學(xué)各向異性，獲得Re為0、而且Rth接近于0的薄膜。其中，所述的接近于0是指，例如在任意的某個波長下為±2nm以下。因此，對于降低光學(xué)各向異性的化合物而言，其可以與?；w維素充分相容，而且化合物本身不具有棒狀的結(jié)構(gòu)或平面性是有利的。具體地講當具有多個如芳香族基的平面性的官能基時，不在同一平面內(nèi)而是在非平面上具有這些官能基的結(jié)構(gòu)是有利的。
如上所述，抑制薄膜中的?；w維素在面內(nèi)和膜厚方向取向而降低光學(xué)各向異性的化合物之中，優(yōu)選使用辛醇-水分配系數(shù)(logP值)為0-7的化合物。通過采用logP值為7以下的化合物，與?；w維素的相溶性變得更好，可以更加有效地防止薄膜白濁和吹粉(粉吹き)。另外，通過采用logP值為0以上的化合物，可以更加有效地防止纖維素醋酸酯薄膜的耐水性惡化，以便提高親水性。作為logP值更優(yōu)選的范圍是1-6，特別優(yōu)選為的范圍是1.5-5。
辛醇-水分配系數(shù)(logP值)的測量可以用在JIS日本工業(yè)規(guī)格Z7260-107(2000)中記載的燒瓶浸漬法進行。另外，辛醇-水分配系數(shù)(logP值)也可以用計算化學(xué)法或者經(jīng)驗法進行估算以代替實際測定。作為計算方法，優(yōu)選使用Crippen’s fragmentation法(J.Chem.Inf.Comput.Sci.，27，21(1987).)、Viswanadhan’s fragmentation法(J.Chem.Inf.Comput.Sci.，29，163(1989).)、Broto’s fragmentation法(Eur.J.Med.Chem.-Chim.Theor.，19，71(1984).)等，更優(yōu)選Crippen’sfragmentation法(J.Chem.Inf.Comput.Sci.，27，21(1987).)。當某個化合物的logP值根據(jù)測量方法或計算方法的不同而不同時，該化合物是否在本發(fā)明的范圍內(nèi)，優(yōu)選用Crippen’s fragmentation法進行判斷。
降低光學(xué)各向異性的化合物可以含有芳香族基，也可以不含有芳香族基。另外，降低光學(xué)各向異性的化合物優(yōu)選分子量為150-3000，更優(yōu)選為170-2000，進一步優(yōu)選為200-1000。只要在這些分子量的范圍內(nèi)，可以是特定的單體結(jié)構(gòu)，也可以是結(jié)合了多個該單體單元的低聚物結(jié)構(gòu)、聚合物結(jié)構(gòu)。
降低光學(xué)各向異性的化合物優(yōu)選在25℃下是液體，或者熔點為25-250℃的固體，更優(yōu)選在25℃下是液體，或者熔點為25-200℃的固體。另外降低光學(xué)各向異性的化合物優(yōu)選在?；w維素膜制作的涂料流延、干燥的過程中不揮發(fā)。
降低光學(xué)各向異性的化合物的添加量優(yōu)選為酰化纖維素的0.01-30質(zhì)量％，更優(yōu)選為1-25質(zhì)量％，特別優(yōu)選為5-20質(zhì)量％。
降低光學(xué)各向異性的化合物可以單獨使用，也可以將二種以上化合物按照任意的比混合使用。
對添加降低光學(xué)各向異性的化合物的時期，在涂料制作工序中的哪個工序都可以，也可以在涂料調(diào)制工序的最后進行。
降低光學(xué)各向異性的化合物在從至少一側(cè)的表面到整個膜厚的10％的部分中的該化合物的平均含量優(yōu)選按照在該?；w維素膜的中心部分中的該化合物的平均含量為80-99％存在。降低光學(xué)各向異性的化合物的存在量可以用例如特開平8-57879號公報中記載的使用紅外吸收光譜的方法等測量表面和中心部分的化合物量求出。
降低?；w維素膜的光學(xué)各向異性的化合物的具體例子記載于特開2005-309382號公報的 - 中，它們可以用于本發(fā)明，但是并不限于這些。
《粘接劑》偏振膜和保護膜的粘合劑沒有特別限制，可列舉PVA系樹脂(包括乙酰乙?；?、磺酸基、羧基、氧化烯基等改性PVA)或硼化合物水溶液等，其中還優(yōu)選PVA系樹脂。對于粘合劑層的厚度，優(yōu)選干燥后的厚度為0.01-10μm，特別優(yōu)選為0.05-5μm。
《偏振膜和保護膜的連續(xù)性制造工序》對于本發(fā)明中使用的偏振片，通常在將偏振膜用薄膜拉伸后具有使其收縮并降低揮發(fā)率的干燥工序，優(yōu)選在干燥后或者干燥中在至少一個面上貼合保護膜后具有加熱工序。對于上述保護膜，優(yōu)選以兼具作為光學(xué)補償層功能的光學(xué)補償膜的支撐體的形態(tài)，在一個面上貼付保護膜、在相反側(cè)貼合具有光學(xué)補償膜的透明支撐體后，進行加熱。作為具體的貼合方法，有下述方法等在薄膜的干燥工序中，在保持兩端的狀態(tài)下使用粘合劑以在偏振膜上貼附保護膜，然后將兩端修邊、或者在干燥后，從兩端保持部分除去偏振膜用薄膜，將薄膜兩端修邊后，貼附保護膜等方法。作為修邊的方法，可以使用刀具等切割器進行切割的方法、使用激光的方法等普通的技術(shù)。貼合后，為了使粘合劑干燥以及使偏振性能良好，優(yōu)選進行加熱。作為加熱的條件，根據(jù)粘合劑的不同而不同，在水系的情況下，優(yōu)選為30°以上，更優(yōu)選為40-100°，進一步優(yōu)選為50-90°。通過連續(xù)性線路制造這些工序，在性能方面和生產(chǎn)效率方面更優(yōu)選。
《偏振片的性能》為了提高本發(fā)明的液晶顯示裝置的對比度比，優(yōu)選所使用的偏振膜的透過率高，優(yōu)選偏振度也高。偏振片的透過率在波長550nm的光中優(yōu)選為30-50％的范圍，更優(yōu)選為35-50％的范圍，最優(yōu)選為40-50％的范圍。偏振度在波長550nm的光中優(yōu)選為90-100％的范圍，更優(yōu)選為95-100％的范圍，最優(yōu)選為99-100％的范圍。
另外，特別優(yōu)選偏振片的光學(xué)性質(zhì)和耐久性(短期、長期的保存性)具有與市售的Super High Contrast品(例如，株式會社Sanritz社制HLC2-5618等)同等以上的性能。具體地講，可見光透過率為42.5％以上，偏振度{(Tp-Tc)/(Tp+Tc)}1/2≥0.9995(其中，Tp是平行透過率，Tc是垂直透過率)，在60°、濕度90％RH氛圍氣體下放置500小時和在80°、干燥氛圍氣體下放置500小時的情況下的其前后光透過率的變化率，以絕對值為基礎(chǔ)優(yōu)選為3％以下，更優(yōu)選為1％以下，偏振度的變化率，以絕對值為基礎(chǔ)優(yōu)選為1％以下，更優(yōu)選為0.1％以下。
本發(fā)明使用的偏振片的最表面也可以具有防污性和耐擦傷性的抗反射膜?？狗瓷淠ひ部梢允褂靡酝娜魏我环N。
另外，本發(fā)明也可以使用具有光學(xué)各向異性層的橢圓偏振片。例如，將保護膜、偏振膜和上述光學(xué)補償片按該順序?qū)盈B而得到的橢圓偏振片配置在光學(xué)補償片在液晶單元一側(cè)，也可以配置在液晶顯示裝置內(nèi)。該結(jié)構(gòu)的橢圓偏振片中，光學(xué)補償片的支撐體(聚合物薄膜)兼具偏振膜的保護膜。優(yōu)選的是，按照可以直接裝入液晶顯示裝置中的方式，將橢圓偏振片以使其與構(gòu)成液晶單元的一對基板大致相同的形狀成形(例如，液晶單元為矩形時，優(yōu)選橢圓偏振片也以相同的矩形形狀成形)。
液晶顯示裝置在通過液晶單元的光的ON、OFF阻擋來進行顯示，但是作為透過型使用時，通過在背面配置以冷陰極或者熱陰極熒光管、或者發(fā)光二極管、場致發(fā)射元件、電致發(fā)光元件為光源的背光，則形成明亮、鮮艷的顯示裝置。
作為背光，有在攜帶末端和筆記本中使用的顯示裝置中使用的側(cè)光型背光和電視等顯示裝置中使用的直下型背光。側(cè)光型是在導(dǎo)光板的頂部配置一個或者兩個熒光燈的形狀，有可以縮小背光裝置厚度的優(yōu)點。另一方面，就直下型背光來說，可以根據(jù)需要的亮度來增加熒光燈的數(shù)量，易于獲得高亮度。在側(cè)光型和直下型背光中，代替熒光燈而使用發(fā)光二極管、場致發(fā)射元件、電致發(fā)光元件等的結(jié)構(gòu)也是有效的。
另外，為了提高背光的發(fā)光效率，也可以層疊棱鏡狀和透鏡狀的聚光型亮度提高薄片(薄膜)，或者在背光和液晶單元之間層疊通過偏振片的吸收改善光損失的偏振反射型亮度提高薄片(薄膜)。此外，也可以層疊用于使背光的光源均勻化的擴散薄片(薄膜)，相反也可以層疊通過印刷等形成了用于使光源具有面內(nèi)分布的反射、擴散圖案的薄片(薄膜)。背光除了經(jīng)常點燈以外，還有間歇點燈、在多個領(lǐng)域分割背光而使其發(fā)光。還可以與圖像成像相關(guān)來調(diào)節(jié)發(fā)光方法。也可以是將背光分為多個區(qū)域，形成各自不同的發(fā)光(亮度和顏色)的結(jié)構(gòu)。
作為利用液晶顯示裝置的全色顯示方式，有空間混合方式和時間差混合方式，后者稱為場序方式，無論哪種方式都是有效的?？臻g混合方式是以將紅(R)、綠(G)、藍(B)波長區(qū)域的光重疊的加法混色為基本原理，在LCD中，在R-G-B上相鄰配置各個光的像素，同時通過改變各像素的亮度，將這些顏色任意混色，獲得任意的色光。另外，在利用空間混合方式的LCD中，通常使用濾色片。但是由于濾色片在光吸收下進行顏色顯示，所以透過率低，就消耗電力的觀點來說場序背光優(yōu)異。
所述的場序方式是利用“分時”產(chǎn)生的混色的彩色顯示方式。即，是通過連續(xù)地切換二色以上的光使其發(fā)光，而且，把該切換的速度規(guī)定為超出人眼的時間上的分辯能力的速度時，利用人將上述二色以上的顏色混色辨認的方式。
在場序方式的彩色LCD中，在動畫顯示的每個場，可以分別以R-G-B三個發(fā)光色(有時也使用4色以上的發(fā)光色)中的之一的發(fā)光色使背光發(fā)光，同時在每個場連續(xù)地切換(分時)各個發(fā)光色而使其發(fā)光，通過充分地提高該切換速度而獲得任意顏色的光。
本發(fā)明的液晶顯示裝置包括圖像直視型、圖像投影型和光調(diào)制型。作為圖像直視型，對筆記本、個人計算機用監(jiān)控器等OA機、電視等多媒體用顯示器、汽車導(dǎo)航系統(tǒng)(car navigation)、攜帶電話、攜帶末端、時針型末端、可穿戴式顯示器等小型顯示裝置有效。另外對娛樂機器的顯示裝置和會議用的立式和臥式的大型顯示裝置也是有效的。
圖像投影型有直接投影在屏幕上的前投影器型和由屏幕的背面進行投影的后投影器型。另外對使用LED光源等的攜帶型投影器也是有效的。
光調(diào)制型對一般稱為三維顯示器和高臨場感型顯示器的顯示裝置有效。例如對使用了兩個液晶單元的三維顯示器和由多個后投影器組成的圓柱形三維顯示器有效。
實施例下面，列舉實施例對本發(fā)明進行更加具體地說明。以下實施例中所示的材料、使用量、比例、處理內(nèi)容、處理步驟等只要不超出本發(fā)明的宗旨，就可以適當變更。因此，本發(fā)明的范圍并受以下所示的具體例子的限定。
<IPS模式液晶單元的制作>
在一張玻璃基板上，按照鄰接的電極間的距離為20μm的方式配設(shè)電極，在其上設(shè)置聚酰亞胺膜而作為取向膜，并進行摩擦處理。在另外準備的一張玻璃基板的一側(cè)表面上設(shè)置聚酰亞胺膜，并進行摩擦處理而作為取向膜。將2張玻璃基板重疊貼合，使得取向膜之間相對、且基板的間隔(間距d)為4.0μm、且2張玻璃基板的摩擦方向平行，接著封入折射率各向異性(Δn)為0.0769和介電常數(shù)各向異性(Δε)為正的4.5的向列液晶組合物。液晶層的d·Δn值為310nm。
<偏振膜的制作>
將PVA薄膜的兩面以2升/分鐘的水流用離子交換水進行洗滌，通過氣流吹走表面水分并使附著于表面的異物為0.5％以下，然后將該PVA薄膜在1.0g/升碘、60.0g/升碘化鉀的水溶液中在25℃浸漬90秒，再在40g/升硼酸、30g/升碘化鉀的水溶液中在25℃浸漬120秒，然后導(dǎo)入拉幅拉伸機中，在40℃、95％氛圍氣體下姑且拉伸為7.0倍后，收縮至5.3倍，以后保持恒定寬度，在60℃下干燥后脫離拉幅機。拉伸開始前的PVA薄膜的含水率為30％，干燥后的含水率為1.5％。另外，拉伸前的PVA薄膜的彈性率在40℃、95％氛圍氣體下為35Mpa。
(偏振片的制作)上側(cè)偏振片如下制作使用丙烯酸系粘合劑，在上述制作的偏振膜的兩側(cè)按照滯相軸和偏振膜的吸收軸為平行狀態(tài)的方式粘接酰化纖維素薄膜(Re＝0.5nm，Rth＝0.2nm)。
下側(cè)偏振片如下制作使用丙烯酸系粘合劑，在上述制作的偏振膜的兩側(cè)粘接?；w維素薄膜(Re＝0.5nm，Rth＝0.2nm)。使保護膜的滯相軸和偏振膜的吸收軸的交差角在±2°以內(nèi)交差進行層疊。
(液晶顯示裝置的制作)在液晶單元的兩側(cè)的面上用粘合劑層疊偏振片來制作液晶顯示裝置。視認側(cè)的偏振片(上側(cè)偏振片)在不外加電壓時按照液晶單元內(nèi)的液晶組合物的異常光折射率方向和偏振片的吸收軸垂直的方式進行層疊。另外將視認側(cè)和背光側(cè)的偏振片的吸收軸垂直地配置。
(濾色片的制作)在構(gòu)成液晶單元的兩張玻璃基板中的一枚的表面上，用特開平10-221518號公報中記載的方法，利用富士膠片制造的轉(zhuǎn)印(Transer)濾色片，形成濾色片。轉(zhuǎn)印濾色片的表面凹凸為0.2微米以下。
此時，通過改變藍、綠、紅的濾色片各層厚度，改變各著色層的厚度方向的延遲Rth，把藍層(450nm)的Rth規(guī)定為8nm，把綠層(550nm)的Rth規(guī)定為1nm，把紅層(650nm)的Rth規(guī)定為5nm。
(液晶顯示裝置的光學(xué)性能)將制作的液晶顯示裝置配置在由RGB3色LED光源組成的場序背光上，通過在液晶單元上施加白顯示電壓2V、黑顯示電壓5V，并使用亮度計(トプコン社制SR-3)，測定面板正面的對比度比(白顯示透過率和黑顯示透過率的比)，以及在極角60°下以5°的間隔測定方位角0-360°的黑顯示的透過率，最大透過率如表1所示。由該表的結(jié)果可知，在藍、綠、紅的顯示中光漏少，從斜向觀察時著色少。
在實施例1中，通過改變藍、綠、紅的濾色片各色的厚度，改變各著色層的厚度方向的延遲Rth，把藍層(450nm)的Rth規(guī)定為12nm，把綠層(550nm)的Rth規(guī)定為5nm，把紅層(650nm)的Rth規(guī)定為15nm，其它結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)。
本實施例的液晶顯示裝置與實施例1的液晶顯示裝置相比，進一步減少了各色中的斜向透過率，并改善了著色。
在實施例1中，在不層疊濾色片下進行測定，同樣觀察各色的光漏。結(jié)果如表1所示。由該表所示的結(jié)果可以理解，黑顯示時紅的透過率特別大，著色為紅色。


權(quán)利要求
1.一種液晶顯示裝置，所述液晶顯示裝置具有至少一方具有電極的相對配置的一對基板、以及配置在該基板之間且經(jīng)過取向控制的液晶層，且所述液晶顯示裝置至少具有通過所述電極形成含有與具有該電極的基板平行的成分的電場的液晶單元、以及夾持所述液晶層而配置的一對偏振片，其中，所述液晶單元包括三個像素區(qū)域和在所述三個像素區(qū)域上配置的濾色片，在所述三個像素區(qū)域上配置的濾色片中，在至少兩個像素區(qū)域上配置的濾色片的Rth互不相同。
2.權(quán)利要求1記載的液晶顯示裝置，其中，將在所述三個像素區(qū)域上配置的濾色片的獲得最大透過率的主波長從小的一方按照順序記為λ1、λ2和λ3時，所述濾色片的Rth滿足下述式(I)，所述λ1、λ2和λ3的單位是nm，式(I)Rth(λ3)＞Rth(λ2)。
3.權(quán)利要求1或2記載的液晶顯示裝置，其中，將在所述三個像素區(qū)域上配置的濾色片的獲得最大透過率的主波長從小的一方按照順序記為λ1、λ2和λ3時，所述濾色片的Rth滿足下述式(II)，所述λ1、λ2和λ3的單位是nm，式(II)Rth(λ1)＞Rth(λ2)。
4.權(quán)利要求1-3任何一項記載的液晶顯示裝置，其中，含有與所述基板平行的成分的電場由在不同層上配置的像素電極和對置電極產(chǎn)生。
5.權(quán)利要求1-4任何一項記載的液晶顯示裝置，其中，含有相對于所述基板平行的成分的電場由在不同層上配置的至少一方是透明的一對電極和不施加電壓的電極產(chǎn)生。
6.權(quán)利要求1-5任何一項記載的液晶顯示裝置，其中，所述一對偏振片雙方都具有偏振膜和在該偏振膜的至少一個面上設(shè)置的保護膜，該保護膜配置在液晶單元和所述偏振膜之間。
全文摘要
本發(fā)明提供在廣視場角中具有優(yōu)異的色再現(xiàn)性、即使在黑顯示時從斜向觀察時也不會觀察到色移的液晶顯示裝置。一種液晶顯示裝置，所述液晶顯示裝置具有至少一方具有電極的相對配置的一對基板、以及配置在該基板之間且經(jīng)過取向控制的液晶層，且所述液晶顯示裝置至少具有通過上述電極形成含有與具有該電極的基板平行的成分的電場的液晶單元、以及夾持上述液晶層而配置的一對偏振片，其中，上述液晶單元包括三個像素區(qū)域和在上述三個像素區(qū)域上配置的濾色片，在上述三個像素區(qū)域上配置的濾色片中，在至少兩個像素區(qū)域上配置的濾色片的Rth互不相同。
文檔編號G02F1/133GK101063769SQ20071010192
公開日2007年10月31日 申請日期2007年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月28日
發(fā)明者海鉾洋行, 平方純一 申請人:富士膠片株式會社