專利名稱：液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及耐久性優(yōu)異的具有寬視角性能的ECB模式液晶顯示裝置。
背景技術(shù)：
作為用于電子辦公設(shè)備(比如文字處理器、筆記本個人電腦)或個人電 腦、移動終端或電視機的顯視器，主要使用CRT(陰極射線管)。近年來， 由于液晶顯示裝置厚度薄、重量輕和所需電功率小，普遍使用液晶顯示裝 置代替CRT。液晶顯示裝置含有液晶元件和偏振片。偏振片通常包含保護 膜和偏振膜，且通過用碘染色包含聚乙烯醇膜的偏振膜，拉伸染色后的膜 并在拉伸后的膜的各側(cè)層疊保護膜而獲得。對于透射型液晶顯示裝置，該 偏振片設(shè)置在液晶元件的兩側(cè)，在一些情況中，在其上設(shè)置一個或多個光 學(xué)補償片。另外，對于反射型液晶顯示裝置，反射片、液晶元件、 一個或 多個光學(xué)補償片和偏振片通常以此順序設(shè)置。液晶元件通常包含液晶分子、 兩片用于密封分子的基板和用于對液晶分子施加電壓的電極層。液晶元件 根據(jù)液晶分子的取向狀態(tài)的差別進行開-關(guān)顯示，且可用于任何的透射型、 反射型和半透射型液晶顯示裝置。已經(jīng)提出了比如TN(扭曲向列)模式、 IPS(面內(nèi)切換)模式、OCB(光學(xué)補償彎曲)模式、VA(豎直取向)模式、ECB(電 控雙折射)模式和STN(超扭曲向列)模式。
光學(xué)補償片用在多種液晶顯示裝置中用于避免圖像的著色并擴大視 角。關(guān)于光學(xué)補償片，通常使用拉伸的雙折射聚合物膜。己經(jīng)有人提出代 替包含拉伸的雙折射膜的光學(xué)補償片，而使用具有形成于由低分子或高分 子液晶化合物形成的透明支持體上的光學(xué)各向異性層的光學(xué)補償片。由于 液晶化合物可具有多種取向，液晶化合物的使用可實現(xiàn)傳統(tǒng)的拉伸的雙折 射聚合物膜不能提供的光學(xué)性能。另外，這種光學(xué)補償片還可作為偏振片 的保護膜。
光學(xué)補償片的光學(xué)性能取決于液晶元件的光學(xué)性能，具體地說，取決
于顯示模式的差別。使用液晶化合物可以制備具有相應(yīng)于多種顯示模式的 多種光學(xué)性能的光學(xué)補償片。已經(jīng)有人提出使用相應(yīng)于多種顯示模式的液
晶化合物的光學(xué)補償片。比如，可用于ECB模式液晶元件的光學(xué)補償片進 行這樣的光學(xué)補償，即當(dāng)施加電壓時，液晶分子處于相對于消除混合結(jié)構(gòu) 的基板平面傾斜的取向，這樣可通過在黑色顯示時防止在傾斜方向漏光而 提高相對于對比度的觀察性能。
這樣，對于ECB模式液晶顯示裝置，視角性能得以改善。然而，對于 傳統(tǒng)的液晶顯示裝置，還沒有解決當(dāng)偏振片用于苛刻環(huán)境(比如高溫或高濕 環(huán)境)時收縮，從而引起漏光的問題。
這種漏光由偏振片的收縮引起，有這樣的實例，即可通過選擇偏振片 的粘合劑的材料而減少漏光(參見JP-T-2004-516359(此處使用的術(shù)語"JP-T" 指PCT專利申請的已公開的日文翻譯))。

發(fā)明內(nèi)容
然而，對于傳統(tǒng)的ECB模式液晶顯示裝置，偏振片的收縮在偏振片的 保護膜中引起延遲，導(dǎo)致僅通過選擇粘合劑不能完全避免的較大的漏光。 因此，本發(fā)明的目的是提供具有簡單的結(jié)構(gòu)，且不管偏振片的材料如何， 在用于苛刻環(huán)境時可靠性改善的ECB模式液晶顯示裝置。
在本發(fā)明中，這個問題通過從漏光最大的方向轉(zhuǎn)移(shifting)偏振片的收 縮方向而得到了解決。即，這個問題可通過改變ECB模式中的設(shè)置而解決， 即從偏振片的吸收軸與左-右方向以相對于屏的45°的角度相交的傳統(tǒng)的設(shè) 置變?yōu)槲蛰S以90。(垂直)或0。(平行)的角度相交的設(shè)置。在這種情況下， 左-右視角性能可通過適當(dāng)?shù)馗淖兿鄬τ谄衿奈蛰S的光學(xué)各向異性 層的定向軸和液晶元件的基板的定向軸而得以改善。
即，解決所述問題的方法如下。
(1)液晶顯示裝置，其包含
-液晶元件，該液晶元件包含
彼此相對設(shè)置的一對基板，其中該對基板中的至少一個具有電極；
和
液晶層，其設(shè)置在該對基板之間，包含含有液晶分子的向列型液晶
材料，其中當(dāng)液晶顯示裝置未被驅(qū)動時，由于該對基板中各個基板的相 對表面具有的定向軸，向列型液晶材料的液晶分子沿大致平行于基板的 表面的方向取向，且當(dāng)液晶顯示裝置被驅(qū)動時，液晶分子的取向受電極 產(chǎn)生的縱向電場控制，且液晶層的上界面中的平均取向方向和液晶層的 下界面中的平均取向方向之間的角度幾乎是0; -一對偏振片，該對偏振片將所述液晶元件夾于中間，
其中所述偏振片包含偏振膜；和設(shè)置于偏振膜至少一側(cè)的保護膜；
及
-設(shè)置于液晶元件和該對偏振片的至少一個之間的至少一個光學(xué)各向 異性層，
其中所述光學(xué)各向異性層包含取向受光學(xué)各向異性層的定向軸控 審IJ，且取向狀態(tài)固定的液晶化合物，
其中偏振膜的吸收軸和相對于液晶顯示裝置的屏的左-右方向互相
平行或垂直。
(2) 上面(l)所述的液晶顯示裝置，
其中包含在所述偏振片對中的至少一個中的偏振膜的吸收軸和與所述 基板對中更接近于上述至少一個偏振片的基板的定向軸以45。的角度相交。
(3) 上面(1)或(2)所述的液晶顯示裝置，
其中光學(xué)各向異性層的取向控制方向和包含在相鄰的偏振片中的偏振 膜的吸收軸以45。的角度相交。
(4) 上面(1)到(3)任一項所述的液晶顯示裝置，
其中所述光學(xué)各向異性層僅設(shè)置在液晶元件和所述偏振片對中的一個 之間。


圖1的示意圖顯示了傳統(tǒng)ECB模式液晶顯示裝置的一個示例性實例； 圖2的示意圖顯示了本發(fā)明ECB模式液晶顯示裝置的一個示例性實 例；且
圖3的示意圖顯示了本發(fā)明ECB模式液晶顯示裝置的一個示例性實
例， 其中1表示上偏振片的外側(cè)保護層;2表示上偏振片的外側(cè)保護層的慢 軸；3表示上偏振片中的偏振膜；4表示上偏振片中的偏振膜的吸收軸；5 表示位于液晶元件側(cè)的上偏振片的保護膜(光學(xué)補償片的支持體)；6表示液 晶元件側(cè)上的上偏振片的保護膜的慢軸；7表示上光學(xué)各向異性層；8表示 上光學(xué)各向異性層的取向控制方向(定向軸)；9表示液晶元件的上基板；10 表示上基板的液晶取向控制方向(定向軸)；11表示液晶分子(液晶層)；12 表示液晶元件的下基板；13表示下基板的液晶取向控制方向(定向軸)；14 表示下光學(xué)各向異性層；15表示下光學(xué)各向異性層的取向控制方向(定向 軸)；16表示位于液晶元件側(cè)的下偏振片的保護膜(光學(xué)補償片的支持體)； 17表示液晶元件側(cè)上的下偏振片的保護膜的慢軸；18表示下偏振片中的偏 振膜；19表示下偏振片中的偏振膜的吸收軸；20表示下偏振片的外保護膜； 且21表示下偏振片的外保護膜的慢軸。
具體實施例方式
下面將描述在本說明書中使用的術(shù)語。 (延遲，Re、 Rth)
在本說明書中，保護膜和光學(xué)各向異性層具有Re和Rth， Re(jo可通過 使用KOBRA 21ADH(由Ohji Measurement Co., Ltd.制造)用波長為X nm的 入射光沿著膜的法線方向照射而測得。Rth(i)可由KOBRA21 ADH根據(jù)在下 列三個方向測得的延遲值、平均折射率的設(shè)定值和輸入的膜厚度算得，艮P， Rew;以面內(nèi)慢軸(由KOBRA21ADH確定)作為傾斜軸(旋轉(zhuǎn)軸)，通過用入 nm的入射光沿著從膜的法線方向傾斜+40。的角度的方向照射而測得的延 遲值；和以面內(nèi)慢軸(由KOBRA21ADH確定)作為傾斜軸(旋轉(zhuǎn)軸)，通過用 人nm的入射光沿著從膜的法線方向傾斜-40。的角度的方向照射而測得的延 遲值。這里，關(guān)于平均折射率的設(shè)定值，可使用聚合物手冊(John Wley & Sons，Inc.)和多種光學(xué)膜目錄中描述的。對于平均折射率未知的膜，可通過 用阿貝折射儀測量而得知。主要的膜的平均折射率舉例如下。
纖維素?；?1.48)、環(huán)烯聚合物(1.52)、聚碳酸酯(1.59)、聚甲基丙烯 酸甲酯(1.49)和聚苯乙烯(1.59)。
nx、 ny和nz通過將這些設(shè)定的平均折射率值和膜厚度輸入KOBRA
21ADH而算得。Nz=(nx-nz)/(nx-ny)可進一步由這樣算得的nx、 ny和nz 算得。
在本說明書中，關(guān)于角度使用的"+"指的是逆時針方向，而"-"指的是順 時針方向。另外，當(dāng)液晶顯示裝置的上方表示為12點方向，且其下方表示 為6點方向，則在角度方向上的0。的絕對值指的是3點方向(屏的右方)。 此處使用的術(shù)語"慢軸"指的是折射率變?yōu)樽畲蟮姆较?。此處使用的術(shù)語"可 見光區(qū)"指的是從380nm到780nm的區(qū)域。另夕卜，除非另作說明，用于測 量折射率的光的波長是在可見光區(qū)的550 nm。
關(guān)于在本說明書中給出的設(shè)置或各軸之間的交叉角和方向的描述，沒 有顯示特定的范圍的術(shù)語"平行"、"垂直"、"0°"、 "90°"和"45°"分別指的是" 大致平行"、"大致垂直"、"大致0。"、"大致90。"和"大致45。"，且不以嚴格 的含義使用。在提供各種效果的范圍內(nèi)的某些偏差是可以接受的。比如，"平 行"或"0。"指的是交叉角大致是0。，且為0。到10。，優(yōu)選為0。到5。，更優(yōu)選 為0°到3°。術(shù)語"垂直"或"卯。"指的是交叉角大致為90。，且為80。到90。， 優(yōu)選為85。到90。，更優(yōu)選為87。到90。。 "45。"指的是交叉角大致是45。，且 為35。到55。，優(yōu)選為40。到50。，更優(yōu)選為42°到48°。
下面將詳細地描述本發(fā)明。
對于ECB模式液晶顯示裝置，其包含彼此相對設(shè)置的一對基板，其 中該對基板中的至少一個具有電極；液晶層，其設(shè)置在該對基板之間，包 含含有液晶分子的向列型液晶材料，其中當(dāng)裝置未被驅(qū)動時，由于該對基 板中各個基板的相對表面具有的定向軸，向列型液晶材料的液晶分子沿大 致平行于基板的表面的方向取向，且當(dāng)裝置被驅(qū)動時，液晶分子的取向受 電極產(chǎn)生的縱向電場控制，且液晶層的上界面中的平均取向方向和液晶層 的下界面中的平均取向方向之間的角度幾乎是O; —對偏振片，該對偏振片 將液晶元件層夾于中間，其中所述偏振片包含偏振膜和設(shè)置于偏振膜至少 一側(cè)的保護膜；和設(shè)置于液晶層和該對偏振片的至少一個之間的至少一個 光學(xué)各向異性層，并含有取向受所述光學(xué)各向異性層的定向軸控制，且取 向狀態(tài)固定的液晶化合物，其中偏振膜的吸收軸和相對于液晶顯示裝置的 屏的左-右方向互相平行或垂直。通過使偏振膜的吸收軸和偏振片的收縮最 大的方向(即，偏振片的邊緣的長邊或短邊的方向(或顯示裝置的屏的左-右
方向))變?yōu)榛ハ嗥叫谢虼怪?，本發(fā)明減少了偏振片周圍的漏光，即使當(dāng)顯示
裝置用于苛刻環(huán)境(高溫和高濕)中，比如，在40°C的溫度和80%的濕度(或 在40'C的溫度和90%的濕度，或在65'C的溫度和80%的濕度)。另外，可 通過調(diào)節(jié)液晶元件基板的定向軸和光學(xué)各向異性層的取向控制方向的配置 角關(guān)系(dispositional angular relation)而獲得寬的視角性能。
通過深入研究，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，對于傳統(tǒng)的ECB模式液晶顯示裝置，偏 振片周圍的漏光由光彈性效應(yīng)(photoelastic effect)引起的偏振片的保護膜中 的延遲Re和Rth引起，而所述光彈性效應(yīng)由偏振片的收縮造成，并發(fā)現(xiàn)漏 光可通過調(diào)節(jié)液晶元件基板的定向軸、用于光學(xué)補償?shù)墓鈱W(xué)各向異性層的 取向控制方向和偏振片的吸收軸之間的配置角關(guān)系而得到降低。
偏振片在苛刻環(huán)境中產(chǎn)生收縮。特別地，在平行于屏的長邊和短邊的 方向上收縮變?yōu)樽畲?。?dāng)對其施加彈力(比如收縮或伸長作用)時，用于偏振 片的膜發(fā)生延遲變化。當(dāng)偏振片的吸收軸和延遲產(chǎn)生的方向以45。的角度交 叉時，光的透射變?yōu)樽畲螅@視為漏出光。
在本發(fā)明中，發(fā)現(xiàn)對于具有ECB模式液晶層的顯示裝置，漏光可以得 到顯著的降低。在傳統(tǒng)的ECB模式液晶顯示裝置中，偏振片的吸收軸以45° 的角度與屏的左-右方向(即偏振片的邊緣的長邊(圖l))相交。由于偏振片的 收縮方向平行于偏振片的邊緣的長邊和短邊，該設(shè)置造成最大漏光。
因此，發(fā)現(xiàn)ECB模式液晶顯示裝置的漏光可通過設(shè)置使得偏振片的吸 收軸變?yōu)槠叫谢虼怪庇谄恋淖?右方向(即偏振片的邊緣的長邊的方向)而得 到降低。
為了獲得非常好的、高對比度、高圖像質(zhì)量的顯示，ECB模式液晶顯
示裝置采用TFT驅(qū)動(driving)。在TFT驅(qū)動中，柵極布線(gate wiring)和信
號(或源)線(signal wiring)沿平行或垂直于屏的方向設(shè)置。由于偏振片的收縮
方向平行或垂直于線(wiring)，使偏振片的吸收軸變成平行或垂直于線的設(shè)
置等于吸收軸變?yōu)槠叫谢虼怪庇谄衿氖湛s變?yōu)樽畲蟮姆较?即，偏振片
的邊緣的長邊或短邊的方向)的設(shè)置，從而減少漏光。
另外，為了獲得ECB模式液晶顯示裝置寬的視角，可以使該對偏振片 的至少一個的吸收軸與位于至少一個偏振片側(cè)的基板的定向軸以45。的角
度相交。 偏振片周圍的漏光可通過設(shè)置使得偏振片的吸收軸變?yōu)槠叫谢虼怪庇?屏的左-右方向(即，偏振片的邊緣的長邊的方向)，而得到降低?？赏ㄟ^將
ECB模式液晶顯示裝置的取向控制方向(即，液晶元件的基板的定向軸)設(shè) 置為45。的角度，而獲得在左-右方向幾乎對稱的視角性能。
對于傳統(tǒng)的ECB模式液晶顯示裝置，取向控制方向設(shè)定在屏的上-下 方向，而上-下視角性能是不對稱的，盡管左-右視角性能是對稱的。然而， 當(dāng)用于苛刻環(huán)境時它們在偏振片的周圍發(fā)生漏光。
下面將通過參考附圖描述本發(fā)明用于ECB模式液晶顯示裝置的實施方案。
為了描述本發(fā)明，首先，以普通的ECB模式液晶顯示裝置為例描述圖 1顯示的作為傳統(tǒng)實例的液晶顯示裝置的操作。這里，使用這樣的實例進行 描述，其中使用具有正介電各向異性的向列型液晶作為場效應(yīng)液晶來進行 TFT(活性)驅(qū)動。
液晶元件9到13包含上基板9、下基板12和夾在它們之間由液晶分子 11形成的液晶層。在與液晶分子11接觸的基板9和13的每一個的表面(在 下文中亦稱"內(nèi)表面")上形成有定向膜(未顯示)，且當(dāng)未施加或施加了低電 壓時，液晶分子ll的取向由在定向膜上進行的摩擦處理控制。另外，在基 板9和12的每一個的內(nèi)表面上形成有透明電極(未顯示)，電壓可通過它施 加在包含液晶分子11的液晶層。
對于ECB模式液晶顯示裝置，當(dāng)電極間未施加驅(qū)動電壓時，液晶元件 中的液晶分子ll處于未驅(qū)動狀態(tài)，且取向大致平行于基板平面，取向方向 不在上基板和下基板之間扭曲。對于透射型顯示裝置，來自背光的光獲得 線偏振。根據(jù)液晶層和光學(xué)各向異性層中產(chǎn)生的延遲度，該線偏振變成橢 圓偏振。延遲度可通過改變施加在液晶層上的電壓而變化。因此，可透過 液晶顯示裝置的光的量可由設(shè)置在液晶層和偏振片之間的光學(xué)各向異性層 7和14的延遲值(在這種情況下，符號為負)和液晶層的延遲值(在這種情況 下，符號為正)的總和來控制。比如在低電壓時，液晶層的延遲值大于光學(xué) 各向異性層的延遲值，偏振態(tài)變成橢圓偏振(理想的線偏振，其中軸從入射 的偏振光旋轉(zhuǎn)90。)，從而顯示裝置產(chǎn)生白色顯示。
另一方面，當(dāng)施加的電壓增大，液晶分子逐漸達到接近垂直于基板面
的方向。在這種情況下，當(dāng)光學(xué)各向異性層7和14的延遲值(在這種情況 下，符號為負)和液晶層的延遲值(在這種情況下，符號為正)的總和大致變 為0，在入射側(cè)的線偏振的光到達出射光側(cè)的偏振片，而不改變偏振態(tài)，由 此入射光以與出射光側(cè)的吸收軸相交成直角的角度引入。這樣，光被中斷 而產(chǎn)生黑色顯示。
如上所述，ECB模式液晶顯示裝置通過遮斷或透射偏振光起到顯示裝 置的作用。 一般地，白色顯示亮度與黑色顯示亮度的比值定義為對比度， 其用作表示顯示質(zhì)量的數(shù)值。具有較高對比度的顯示裝置具有較高的品質(zhì)， 并且為了增大對比度，在液晶顯示裝置中使光在傳遞時保持其偏振態(tài)是重 要的。
ECB模式液晶元件結(jié)構(gòu)的一個實例顯示如下。通過在上基板9和下基 板12之間用摩擦取向設(shè)置正介電各向異性A^約+8.5且折射率各向異性 An= 0.0854(589 nm， 2(TC)的液晶來制備液晶元件。液晶層的取向由定向膜 和摩擦來控制。顯示液晶分子的取向方向(所謂的傾角)的導(dǎo)向器優(yōu)選設(shè)定在 0.1。到約10。的范圍內(nèi)，在此選擇3。。沿著與上下基板相交成直角的方向進 行摩擦。傾角可通過選擇摩擦的力量和次數(shù)來控制。定向膜通過涂布并烘 焙聚酰亞胺薄膜而形成。液晶層的扭轉(zhuǎn)角調(diào)節(jié)至0°。液晶層的厚度設(shè)為3 (xm0
另外，液晶材料LC沒有特別限制，只要它是向列型液晶。關(guān)于介電 各向異性As，較大的介電各向異性值可降低驅(qū)動電壓。關(guān)于折射率各向異 性An，較小的折射率各向異性可以增大液晶層的厚度(間隙)，從而縮短密 封液晶所需的時間并降低間隙的不均勻性。此外，較大的An值可以減小元 件間隙，這可以提供高速響應(yīng)。通常，An設(shè)置在0.04到0.28的范圍內(nèi)， 元件間隙設(shè)置在1到10 |im的范圍內(nèi)，并對它們進行調(diào)節(jié)，以使An和d 的乘積落在0.20和0.55 pm之間。
上偏振片和下偏振片層疊，使得上偏振片的吸收軸4與下偏振片的吸 收軸19相交成直角，另外，上偏振片的吸收軸4與液晶元件的上基板9的 摩擦方向(定向軸)成45。的角度，且下偏振片的吸收軸19與液晶元件的下 基板12的摩擦方向(定向軸)成45。的角度。透明電極(未顯示)形成于上基板 9和下基板12上的各個定向膜的內(nèi)側(cè)。在本實施例的液晶顯示裝置中，其
中液晶元件中的液晶分子11和基板面大致平行取向，且與當(dāng)電極間未施加 驅(qū)動電壓時處于未驅(qū)動狀態(tài)的上下基板處于平行取向，當(dāng)施加低壓時實現(xiàn) 白色顯示，且當(dāng)施加高壓時實現(xiàn)黑色顯示。該類系統(tǒng)有時稱作常白系統(tǒng)
(normally white system)。另一方面，在低壓時實現(xiàn)黑色顯示且在高壓時實 現(xiàn)白色顯示的系統(tǒng)有時稱作常黑系統(tǒng)。本發(fā)明可用于任一系統(tǒng)。
分別設(shè)置在更靠近液晶元件側(cè)的上下偏振片上的保護膜5和16還可起 到光學(xué)各向異性層7和14的支持體的作用。上偏振片和下偏振片可作為分 別以一致的方式與光學(xué)各向異性層7和14層疊的結(jié)構(gòu)并入液晶顯示裝置 中。在本發(fā)明的液晶顯示裝置中，可使用統(tǒng)一的橢圓形偏振片，其具有下 列結(jié)構(gòu)其中光學(xué)補償片的透明支持體還起到偏振膜中的一個的保護膜的 作用，即，透明保護膜、偏振膜、透明保護膜(還起到透明支持體的作用) 和光學(xué)各向異性層以此順序?qū)盈B。使用該統(tǒng)一的橢圓形偏振片可以通過簡 單的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)液晶顯示裝置的精確的光學(xué)補償，因為它具有具備光學(xué)補償 能力的光學(xué)各向異性層。在液晶顯示裝置中，透明保護膜、偏振膜、透明 支持體和光學(xué)各向異性層優(yōu)選以此順序從裝置外側(cè)灘晶元件的遠側(cè)展疊。
本發(fā)明液晶顯示裝置不局限于圖1顯示的結(jié)構(gòu)且可含有其他組件。比 如，可在液晶元件和偏振膜之間設(shè)置濾色器。另外，在使用透射型裝置的 情況中，可在背側(cè)設(shè)置具有冷陰極或熱陰極熒光燈、發(fā)光二極管、場致發(fā) 射元件或電致發(fā)光元件作為光源的背光。本發(fā)明液晶顯示裝置可以是反射 型的，在此情況下，在觀察側(cè)僅設(shè)置一個偏振片，并在液晶元件的背側(cè)或 液晶元件的下基板的內(nèi)表面上設(shè)置反射膜就足夠了。當(dāng)然可以設(shè)置使用液 晶元件的觀察側(cè)上的光源的前燈。另外，為了同時實現(xiàn)透射模式和反射模 式，本發(fā)明液晶顯示裝置可以是半透射型的，其中在顯示裝置的各個像素 中提供反射部分和透射部分。
另外，為了增強背光的發(fā)光效率，可在背光和液晶元件之間層疊棱柱 狀或透鏡狀的光匯聚型亮度提高片(膜)或提供由于偏振片的吸收而能夠減 少光損失的偏振-反射型亮度提高片(膜)。還可為了合并背光的光源而層疊 散射片(膜)或，相反地，通過印刷在其上形成用于賦予光源面內(nèi)分布的反射 或散射圖案的片(膜)。
本發(fā)明液晶顯示裝置包括直接圖像直視型、圖像投影型和光調(diào)制型。
當(dāng)用于使用三端或二端半導(dǎo)體元件(比如TFT或MIM)的有源矩陣(active matrix)液晶顯示裝置時，本發(fā)明尤其有效。當(dāng)然，將本發(fā)明用于由稱為時 分驅(qū)動(time-division driving)的STN型無源矩陣(passive matrix)液晶顯示裝 置的實施方案時同樣有效。
下面將描述用于本發(fā)明液晶顯示裝置的單個構(gòu)件。
在本發(fā)明中，為了液晶元件的光學(xué)補償，使用含有取向狀態(tài)固定的液 晶化合物的光學(xué)各向異性層。在本發(fā)明中，光學(xué)各向異性層可形成于支持 體上，以在液晶顯示裝置中作為光學(xué)補償片將其并入，或?qū)⒐鈱W(xué)補償片和 線偏振膜合并，以將它們作為橢圓形偏振片并入液晶顯示裝置中。制備角 度設(shè)定為如上所述的光學(xué)補償片和偏振片的方法沒有特別限制，但已有下 述方法在制備光學(xué)補償片或偏振片時調(diào)節(jié)相對于輥輸運方向的取向控制 方向或拉伸方向的方法；和以輥-輥方式制備光學(xué)補償片和偏振片，并以預(yù) 定的角度沖切(punch out)的方法。
用于本發(fā)明的光學(xué)補償片的實例包含其上設(shè)有由液晶化合物形成的光 學(xué)各向異性層的光學(xué)透明支持體?？赏ㄟ^在液晶顯示裝置中使用該光學(xué)補 償片，而在不影響其他各種性能的情況下，使液晶元件得到光學(xué)補償。
下面將描述光學(xué)補償片的組件。 《支持體》
光學(xué)補償片可具有支持體。其上設(shè)置了光學(xué)各向異性層的透明支持體
對其慢軸的方向沒有特別限制。然而，慢軸的方向優(yōu)選為相對于液晶化合 物控制取向的方向-50。到50°，優(yōu)選-45°±5°、 45°±5°或-5。到5°。支持體優(yōu) 選為玻璃纖維或透明聚合物膜。支持體的透光率優(yōu)選為80%或更高。組成 聚合物膜的聚合物的實例包括纖維素酯(比如，纖維素單到三?；?、降冰 片烯系聚合物和聚甲基丙烯酸甲酯?？墒褂檬惺劬酆衔?比如，ARTON和 ZEONEX，均為降冰片烯系聚合物)。對于易于形成雙折射的聚合物(比如常 規(guī)已知的聚碳酸酯或聚砜)，優(yōu)選在改性分子后使用，以便如WO00/26705 所描述的控制雙折射的產(chǎn)生。
其中，優(yōu)選纖維素酯，更優(yōu)選纖維素的低脂肪酸酯。此處使用的術(shù)語"低
脂肪酸"指的是含有6個或更少碳原子的脂肪酸。特別優(yōu)選含有2到4個碳 原子的纖維素酰化物。特別優(yōu)選纖維素乙酸酯。還可使用混合脂肪酸酯， 比如纖維素乙酸丙酸酯或纖維素乙酸丁酸酯。纖維素乙酸酯的粘均聚合度 (DP)優(yōu)選為250或更大，更優(yōu)選為290或更大。另外，纖維素乙酸酯優(yōu)選 具有較窄的由凝膠滲透色譜法測量的以Mw/Mn(Mw:重均分子量；Mn: 數(shù)均分子量)表示的分子量分布。具體地，Mw/Mn優(yōu)選為1.0到1.7，更優(yōu) 選為1.0到1.65。
至于聚合物膜，優(yōu)選使用乙?；葹?5.0%到62.5%的纖維素乙酸酯， 更為優(yōu)選57.0到62.0%的乙?；?。此夕卜，此處使用的術(shù)語"乙?；?指 的是與每單位質(zhì)量的纖維素鍵合的乙酸的量。乙?；瓤赏ㄟ^根據(jù)ASTM: D-817-91(纖維素乙酸酯的測試方法)的乙?；鹊臏y量和計算來測定。
對于纖維素乙酸酯，在纖維素的2、 3和6位的羥基沒有被均勻地取代， 且在6位的取代度往往較小。至于本發(fā)明中使用的聚合物膜，優(yōu)選為在纖 維素的6位的取代度約等于或大于在2和3位的取代度?；谠?、 3和6 位的取代度的總和，在6位的取代度的比例優(yōu)選為30到40%，更優(yōu)選為 31到40%,最優(yōu)選為32到40%。在6位的取代度優(yōu)選為0.88或更大。
酰基和合成纖維素?；锏姆椒ǖ木唧w的實例詳細描述在Hatsumei Kyokai Kokai Giho， Kogi-No. 2001-1745(2001年3月15日出版)的第9頁。
聚合物膜延遲值的優(yōu)選范圍取決于隨著光學(xué)補償片所用于的液晶元件 的種類及其用途而變化。然而，Re延遲值優(yōu)選為0到200nm，并且Rth延 遲值優(yōu)選為70到400 nm。在液晶顯示裝置中使用兩個光學(xué)各向異性層的 情況中，聚合物膜的Rth延遲值優(yōu)選在70到250 nm的范圍內(nèi)。在液晶顯 示裝置中使用一個光學(xué)各向異性層的情況中，基板的Rth延遲值優(yōu)選在150 到400nm的范圍內(nèi)。
另外，基板膜的雙折射率(An: nx-ny)優(yōu)選在0.00028到0.020的范圍內(nèi)。 另外，纖維素乙酸酯膜在厚度方向的雙折射率((nx+ny)/2-nz)優(yōu)選在0.001 到0.04的范圍內(nèi)。
為了調(diào)節(jié)聚合物膜的延遲， 一般的方法是施加外力(比如拉伸)。在一些 情況中，可加入用于調(diào)節(jié)光學(xué)各向異性的延遲增大劑。為了調(diào)節(jié)纖維素酰 化物膜的延遲，優(yōu)選使用具有至少2個芳環(huán)的芳族化合物作為延遲增大劑。
芳族化合物的用量優(yōu)選為0.01到20質(zhì)量份每100質(zhì)量份的纖維素酰化物。 (在本說明書中，質(zhì)量比等于重量比。)也可使用兩種或更多種芳族化合物。 芳族化合物的芳環(huán)除芳烴環(huán)之外還包括芳香雜環(huán)。其實例包括在 EP-A-911656、 JP-A-2000-111914和JP-A-2000-275434中描述的化合物。
另外，優(yōu)選將用于光學(xué)補償片的纖維素乙酸酯膜的吸濕膨脹系數(shù)調(diào)節(jié) 至30xlO'5/%RH或更小，更優(yōu)選為15xl0'5/%RH或更小，進一步優(yōu)選為 10xl(T5/%RH或更小。吸濕膨脹系數(shù)越小越優(yōu)選，但通常為1.0xlO'5/%RH 或更大。另外，吸濕膨脹系數(shù)顯示在保持溫度為恒定水平而相對濕度變化 時樣品長度的變化量?？赏ㄟ^調(diào)節(jié)該吸濕膨脹系數(shù)，來保持光學(xué)補償片的 光學(xué)補償性能來防止框狀圖案的透射率的增加(變形造成的漏光)。
測量吸濕膨脹系數(shù)的方法描述如下。從制得的聚合物膜中剪裁寬度為5 mm且長度為20 mm的樣品，然后將膜的一端固定懸掛在25"C和20%RH(Ro) 的氣氛下。在其另一端懸掛0.5 g的質(zhì)量，放置樣品10分鐘以測量長度(U)。 然后，在保持溫度為25'C時將濕度變?yōu)?0。/。RH(Ri)，并測量長度(LO。吸 濕膨脹系數(shù)根據(jù)下式計算。從各樣品膜制備10個樣品片并作測量，采用其 平均值。
吸濕膨脹系數(shù)[/%RH] = ((L-Lo)/Lo〉/(R廣Ro)
為了減小聚合物膜由于吸濕的尺寸變化，優(yōu)選加入具有疏水基的化合 物或細顆粒。關(guān)于具有疏水基的化合物，特別優(yōu)選使用選自在分子內(nèi)具有 疏水基(比如脂族基或芳族基)的增塑劑或防變質(zhì)劑的適當(dāng)?shù)牟牧稀；诖?備的溶液(濃液)的質(zhì)量，化合物的加入量優(yōu)選為0.01到10質(zhì)量％的范圍內(nèi)。 此外，它足以使聚合物膜中的自由體積(freevolume)更小。具體地，根據(jù)將 在下文中描述的溶劑澆鑄法(solvent casting method)的成膜時的剩余溶劑的 量越小，自由體積就越小。干燥優(yōu)選在纖維素乙酸酯膜中的剩余溶劑的量 落在0.01到1.00質(zhì)量％的范圍內(nèi)的條件下進行。
上述加入到聚合物膜中的添加劑或根據(jù)各種目的加入的各種添加劑 (比如，防紫外線劑、脫模劑、抗靜電劑、防劣化齊U(deteriomtionpreventing agent)(例如，抗氧化劑、過氧化物分解劑、自由基抑制劑、金屬活化劑、 除酸劑或胺)和紅外吸收劑)可以是固體材料或油狀材料。當(dāng)膜由多層形成 時，各層中的添加劑的種類和數(shù)量可以不同。具體地，優(yōu)選使用在前述Kogi-No.2001-1754， 16-22頁中描述的材料。這些待使用的添加劑的量沒有 特別限制，只要可以顯示它們的作用，但它們的用量優(yōu)選為基于整個膜組 合物的質(zhì)量的0.001到25質(zhì)量％的范圍。
《制備聚合物膜(支持體)的方法》
聚合物膜優(yōu)選根據(jù)溶劑澆鑄法制備。在溶劑澆鑄法中，通過使用有機 溶劑中的聚合材料的溶液(濃液)來制備膜。將濃液澆鑄在輥筒或帶上，蒸發(fā) 溶劑以形成膜。優(yōu)選在澆鑄前調(diào)節(jié)濃液，使其固體含量變?yōu)?8到35%。輥 筒或帶的表面優(yōu)選經(jīng)鏡面拋光。
優(yōu)選將濃液澆鑄在表面溫度為IO'C或更低的輥筒或帶上?？蓪⒂纱双@ 得的膜從輥筒或帶上釋放，并用從100到16(TC連續(xù)改變溫度的高溫空氣干 燥，從而蒸發(fā)剩余溶劑。該方法在JP-B-5-17844中有描述。該方法可以縮 短澆鑄和釋放之間的時間。為了進行該方法，要求在澆鑄時的輥筒或帶的 表面溫度下將濃液膠凝。
在澆鑄步驟中，可將一種纖維素?；锶芤簼茶T成單層，或?qū)煞N或 多種纖維素酰化物溶液同時或連續(xù)共澆鑄。
對于共澆鑄多種纖維素?；锶芤旱膬蓪踊蚋鄬拥姆椒?，舉例有比 如，通過多個按照適當(dāng)?shù)拈g隔設(shè)置于支持體輸運方向的澆鑄縫隙澆鑄含有 纖維素酰化物的溶液，從而層疊的方法(比如，在JP-A-11-198285中描述的
方法)；通過兩個澆鑄縫隙澆鑄纖維素?；锶芤旱姆椒?在JP-A-6-134933 中描述的方法)和用低粘度的纖維素?；锶芤喊鼑哒扯鹊睦w維素?；?物溶液流，然后將高粘度的纖維素?；锶芤汉偷驼扯鹊睦w維素?；锶?液共同擠出的方法(在JP-A-56-162617中描述的方法)。本發(fā)明并不僅限于 這些方法。溶劑澆鑄法的制備步驟在前述Kogi-No.2001-1745， 22-30頁中 有詳細描述，其中描述分為溶解、澆鑄(包括共澆鑄)、金屬支持體、干燥、 釋放和拉伸。
本發(fā)明的膜(支持體)的厚度優(yōu)選為15到120 pm，更優(yōu)選為30到80 jxm。
《聚合物膜(支持體)的表面處理》 聚合物膜優(yōu)選經(jīng)過表面處理。這種表面處理包括電暈放電處理、輝光 放電處理、火焰處理、酸處理、堿處理和紫外線照射處理。這些在前述
Kogi-No.2001-1745， 30-32頁中有詳細描述。其中，特別優(yōu)選堿皂化處理， 且其作為纖維素?；锬さ谋砻嫣幚順O為有效。
堿皂化處理可以任何方式進行，比如，通過在皂化溶液中浸泡或通過 涂布皂化溶液，優(yōu)選涂布法。涂布法的實例包括浸漬涂布法、簾式淋涂法、 擠壓涂布法、棒式涂布法和E-型涂布法。關(guān)于堿皂化處理溶液，舉例有氫 氧化鉀溶液和氫氧化鈉溶液。氫氧離子的當(dāng)量濃度(normality)優(yōu)選在0.1到 3.0N的范圍內(nèi)。透明支持體的皂化溶液的濕潤性和皂化溶液隨時間的穩(wěn)定 性可通過向其中加入對膜顯示良好濕潤性的溶劑(比如，異丙醇、正丁醇、 甲醇或乙醇)，表面活性劑和潤濕劑(比如，二醇或甘油)而改善。具體地， 在其中的含量在比如JP-A-2002-82226和WO02/46809的文件中給出。
除了表面處理，可在表面處理之外采用形成下涂層的處理(在 JP-A-333433中有描述)，僅涂布一個同時含有疏水基和親水基的樹脂層(比 如明膠層)的單層涂布處理，或設(shè)置和高分子膜較好地粘合的層作為第一層 (下文簡寫成"第一下涂層")和設(shè)置和定向膜較好地粘合的親水樹脂層作為 第二層(下文簡寫成"第二下涂層")的所謂的雙層涂布處理(在，比如， JP-A-11 -248940中有描述)。
《定向膜》
在本發(fā)明中，光學(xué)各向異性層中的液晶化合物受定向軸取向控制并固 定在這樣的取向。對于起到取向控制液晶化合物的作用的定向軸，舉例有 在光學(xué)各向異性層和聚合物膜(支持體)之間形成的定向膜的摩擦軸。然而， 在本發(fā)明中，定向軸并不局限于摩擦軸，可以是像摩擦軸那樣控制液晶化 合物的取向的任何一種。
定向膜具有確定液晶化合物的取向方向的性能。因此，定向膜對于實 現(xiàn)本發(fā)明的優(yōu)選實施方案是必需的。然而， 一旦液晶化合物的取向固定， 定向膜就完成了其功能，因此沒必要作為本發(fā)明的不可缺少的組分。艮P， 可僅將具有固定取向并形成于定向膜上的光學(xué)各向異性層輸運到偏振器 上，以制備本發(fā)明偏振片。
定向膜可通過這樣的技術(shù)而提供有機化合物(優(yōu)選為聚合物)的摩擦處
理，無機化合物的傾斜汽相沉積，具有密紋(microogrooves)的層的形成和通 過Langmuir-Blodgett方法(LB膜)形成的有機化合物(例如，w-二十三酸、氯 化二十八烷基甲基銨或硬脂酸甲酯)的聚積。另外，己知通過施加電場、施 加磁場或光輻射而獲得取向能力的定向膜。
定向膜優(yōu)選通過聚合物的摩擦處理而形成。原則上，用作定向膜的聚 合物具有擁有使液晶分子取向的性能的結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明中，優(yōu)選除了取向 液晶分子的性能之外，在主鏈上連接具有可交聯(lián)基團(例如，雙鍵)的側(cè)鏈或 在側(cè)鏈上引入具有使液晶分子取向的性能的可交聯(lián)官能團。對于用作定向 膜的聚合物，自身可引起交聯(lián)的聚合物和可用交聯(lián)劑交聯(lián)的聚合物均可使 用，也可使用多個它們的組合。聚合物的實例包括在JP-A-8-338913，段落
中描述的甲基丙烯酸酯系列共聚物、苯乙烯系列共聚物、聚烯烴、聚 乙烯醇和改性聚乙烯醇、聚(N-羥甲基丙烯酰胺)、聚酯、聚酰亞胺、乙酸乙 烯酯共聚物、羧甲基纖維素和聚碳酸酯。硅垸偶聯(lián)劑可用作聚合物。優(yōu)選 水溶性聚合物(例如，聚(N-羥甲基丙烯酰胺)、羧甲基纖維素、明膠、聚乙 烯醇和改性聚乙烯醇)。其中，更為優(yōu)選明膠、聚乙烯醇和改性聚乙烯醇， 而最為優(yōu)選聚乙烯醇和改性聚乙烯醇。特別優(yōu)選組合使用兩種或更多種聚 合度不同的聚乙烯醇或改性聚乙烯醇。
聚乙烯醇的皂化度優(yōu)選為70到100%，更優(yōu)選為80到100%。聚乙烯 醇的聚合度優(yōu)選為100到5,000。
具有使液晶分子取向的性能的側(cè)鏈一般具有疏水基作為官能團。官能 團的具體種類根據(jù)液晶分子的種類和必要的取向狀態(tài)決定。比如，改性聚 乙烯醇的改性基團可通過共聚改性、鏈轉(zhuǎn)移改性或嵌段共聚改性來引入。 改性基團的實例包括親水基團(例如，羧酸基、磺酸基、膦酸基、氨基、銨 基、胺基或硫醇基)、含有10至ljlOO個碳原子的烴基、氟原子取代的烴基、 硫醚基、可聚合基團(例如，不飽和的可聚合基團、環(huán)氧基或氮丙啶基)和垸 氧基甲硅烷基(例如，三烷氧基、二烷氧基或單垸氧基)。作為改性聚乙烯醇 化合物的具體的實例，舉例有比如，在JP-A-2000-155216,段落
到
和JP-A-2002-62426，段落
到
中描述的。
定向膜的聚合物和在光學(xué)各向異性層中含有的多官能單體可通過向取 向聚合物的主鏈上鍵連具有可交聯(lián)官能團的側(cè)鏈或通過向具有使液晶分子
取向的性能的側(cè)鏈上引入可交聯(lián)官能團而彼此聚合。因而，在取向聚合物 之間和在多官能單體內(nèi)和定向膜聚合物之間，以及在多官能單體之間形成 強共價鍵。因此，光學(xué)補償片的強度可通過在取向聚合物中引入跨官能基
團(cross-fiinctional group)而得以顯著提高。
定向膜聚合物的可交聯(lián)官能團優(yōu)選含有與多官能單體相同的可聚合基 團。具體地，舉例有比如在JP-A-2000-155216，段落
到
中描述的。
可選地，定向膜聚合物也可以通過使用交聯(lián)劑代替引入可交聯(lián)官能團 而交聯(lián)。交聯(lián)劑的實例包括醛、N-羥甲基化合物、二氧六環(huán)衍生物、能活 化羧基的化合物、活性乙烯化合物、活性鹵素化合物、異噁唑和雙醛淀粉。 兩種或更多種交聯(lián)劑可以它們的組合使用。具體地，舉例有比如，在 JP-A-2002-62426,段落
到
中描述的化合物。優(yōu)選高活性醛，而 特別優(yōu)選戊二酸。
基于聚合物的質(zhì)量，交聯(lián)劑的加入量優(yōu)選為0.1到20質(zhì)量％，更優(yōu)選 為0.5到15質(zhì)量％。保留在定向膜中的未反應(yīng)的交聯(lián)劑的量優(yōu)選為1.0質(zhì) 量％或更少，更優(yōu)選為0.5質(zhì)量％或更少。通過調(diào)節(jié)上述量可獲得定向膜的 足夠的耐久性而不產(chǎn)生網(wǎng)狀物(reticulation)，即使當(dāng)定向膜在液晶顯示裝置 中長期使用或長期置于高溫高濕的氣氛下也如此。
定向膜基本上可通過在透明支持體上涂布含有用于形成定向膜的聚合 物和交聯(lián)劑的組合物，將其加熱干燥(引起交聯(lián))，并對涂布后的膜進行摩擦 處理而獲得。如上所述，交聯(lián)反應(yīng)可在將涂布溶液涂在透明支持體上之后 的任何階段進行。在使用水溶性聚合物(比如聚乙烯醇)作為形成定向膜的材 料的情況中，涂布溶液的溶劑優(yōu)選為具有去泡沫作用的有機溶劑(比如，甲 醇)和水的混合溶劑。水甲醇的質(zhì)量比率優(yōu)選為0:100到99:1，更優(yōu)選為 0:100到91:9，從而可以抑制泡沫的產(chǎn)生，并且可以顯著地減少定向膜的缺 陷，以及進一步，光學(xué)各向異性層的表面的缺陷。
作為涂布定向膜的方法，優(yōu)選旋涂法、浸涂法、簾涂法、擠壓涂布法、 棒式涂布法或輥涂法，特別優(yōu)選棒式涂布法。定向膜的干燥厚度優(yōu)選為O.l 到10 pm。加熱干燥可在2(TC到110'C的溫度下進行。為了進行充分的交 聯(lián)，溫度優(yōu)選為6(TC到l(KTC，特別優(yōu)選為8(TC到IOO'C。干燥可在1分
鐘到36小時內(nèi)完成，優(yōu)選1分鐘到30分鐘。pH優(yōu)選設(shè)置在對使用的交聯(lián) 劑最佳的水平。當(dāng)使用戊二醛時，pH為4.5到5.5，特別優(yōu)選為5。
定向膜設(shè)置于透明支持體或下涂層上?？赏ㄟ^如上所述交聯(lián)聚合物層， 并對層進行摩擦處理而獲得定向膜。
對于摩擦處理，可以采用廣泛用作取向LCD的液晶的處理步驟。艮P， 通過用紙、紗布、氈(felt)、橡膠、或尼龍或聚酯纖維沿著一定的方向摩擦 定向膜的表面得到取向的方法。 一般地，通過使用其上均勻地設(shè)置了一致 的長度和厚度的纖維的布多次摩擦來進行摩擦處理。
其次，利用定向膜的作用來取向設(shè)置在定向膜上的光學(xué)各向異性層的 液晶分子。然后，根據(jù)需要，定向膜聚合物和光學(xué)各向異性層中含有的多 官能單體反應(yīng)，或者可選地，定向膜聚合物和交聯(lián)劑交聯(lián)。定向膜的厚度 優(yōu)選為0.1到lO(om。
《光學(xué)各向異性層》
下面將詳細描述包含液晶化合物的光學(xué)各向異性層的優(yōu)選實施方案。 光學(xué)各向異性層的設(shè)計優(yōu)選使得在黑色顯示時補償液晶顯示裝置的液晶元
件中的液晶化合物。在黑色顯示時的液晶元件中的液晶化合物的取向狀態(tài) 根據(jù)液晶顯示裝置的模式而不同。關(guān)于液晶元件中的液晶化合物的取向狀 態(tài)，IDW'OO， FMC7-2， 411-414頁中給出了描述。光學(xué)各向異性層含有取 向受定向軸(比如摩擦軸)控制且取向固定的液晶化合物。
可用于光學(xué)各向異性層的液晶分子的實例包括棒狀液晶分子和盤狀液 晶分子。棒狀液晶分子和盤狀液晶分子可以是高分子液晶或低分子液晶， 并進一步包括由低分子液晶交聯(lián)形成且不再顯示液晶性能的那些。在棒狀 液晶化合物用于制備光學(xué)各向異性層的情況中，棒狀液晶化合物優(yōu)選處于 分子的長軸投射在支持體表面上的平均方向平行于定向軸的狀態(tài)。此外， 在盤狀液晶化合物用于制備光學(xué)各向異性層的情況中，盤狀液晶分子優(yōu)選 處在分子的短軸投射在支持體表面上的平均方向平行于定向軸的狀態(tài)。此 外，優(yōu)選在下文中描述的混合取向，其中盤狀平面和層平面之間的角度(傾 角)沿著深度方向變化。
《棒狀液晶分子》
對于棒狀液晶分子，優(yōu)選甲亞胺、氧化偶氮化合物、腈基聯(lián)苯化合物、 苯腈酯、苯甲酸酯、苯基環(huán)己烷羧化物、氰基苯基環(huán)己烷、氰取代的苯基 嘧啶、烷氧基取代的苯基嘧啶、苯基二氧己環(huán)、二苯乙炔和烯基環(huán)己基苯 基氰分子。
另外，棒狀液晶分子包括金屬絡(luò)合物。此外，在重復(fù)單元中含有棒狀 液晶分子的液晶聚合物可用作棒狀液晶分子。換言之，棒狀液晶分子可與 (液晶)聚合物鍵連。
關(guān)于棒狀液晶分子，按季度出版的Kagaku Sosetsu, vol.22, Ekisho no Kagaku (1994)， compiled by Nihon Kagaku Kyokai, chapters 4， 7 and 11; and Ekisho Device Handbook, compiled by Nihon Gakujutsu Shinko畫kai, 142th Iinkai， chaper 3中給出了相關(guān)描述。
棒狀液晶分子的雙折射率優(yōu)選在0.001到0.7的范圍內(nèi)。 為了固定取向狀態(tài)，棒狀液晶分子優(yōu)選具有可聚合基團。關(guān)于可聚合 基團，優(yōu)選自由基可聚合不飽和基團或陽離子可聚合基團。具體地，舉例 有比如，在JP-A-2002-62427，段落
到
中描述的那些可聚合基團 和可聚合液晶化合物。
《盤狀液晶分子》
盤狀液晶分子包括在C. Destrade等人的研究報告，Mol. Cryst vol.71 ， p.lll(1981)中描述的苯衍生物；在C. Destrade等人的研究報告，Mol. Cryst. vo1.122， p.l41(1985)和Physics lett. A， vol.78， p.82(1990)中描述的三聚茚 (truxene)衍生物；在Angew. Chem.， vol.96， p.70(1984)中描述的環(huán)己烷衍 生物；和J. M. Lehn等人的研究報告，J. Chem. Commun.， p.l794(1985)， J. Zhang等人的研究報告，和J. Am. Chem. Soc.， vo1.116， p.2655(1994)中 描述的氮雜冠系列或苯基乙炔系列大環(huán)化合物分子。
盤狀液晶分子包括顯示液晶性能的化合物的分子，該化合物的結(jié)構(gòu)中 位于分子中心的母核被直鏈烷基、烷氧基或取代的苯甲酸基放射狀地 (radially)取代。優(yōu)選分子或分子團具有旋轉(zhuǎn)對稱性能，并可提供明確的取向 的那些化合物。對于由盤狀液晶分子組成的光學(xué)各向異性層，光學(xué)各向異
性層中含有的化合物并非必須在產(chǎn)物層中保持其盤狀液晶性能，比如，還 包括那些開始是具有熱或光活性基團的低分子盤狀液晶化合物，最后通過 加熱或光被聚合或交聯(lián)形成不起液晶作用的聚合物的化合物。盤狀液晶化
合物的優(yōu)選實例在JP-A-8-50206中有描述。盤狀液晶分子的聚合反應(yīng)在 JP-A-8-27284中有描述。
為了通過聚合固定盤狀液晶分子，有必要將可聚合基團作為取代基鍵 連至各個盤狀液晶分子的盤狀核心。優(yōu)選盤狀核心和可聚合基團通過連接 基團彼此連接的化合物。這種化合物即使在聚合反應(yīng)中也能保持取向狀態(tài)。 舉例有比如，在JP-A-2000-155216中描述的化合物。
在混合取向中，盤狀液晶分子的盤狀平面和偏振膜的平面之間的角度 隨著偏振膜的平面沿著光學(xué)各向異性層的深度方向的距離的增大而增大或 減小。角度優(yōu)選隨著距離的增大而增大。另外，對于角度的變化，連續(xù)地 增大的變化、連續(xù)地減小的變化、間歇的增大、間歇的減小、包括連續(xù)的 增大和連續(xù)的減小的變化、及包括增大和減小的間歇的變化都是可能的。 間歇的變化在深度方向中間含有一個傾角不變化的區(qū)域。即使存在角度不 變的區(qū)域，它滿足角度在整體上增大或減小的變化。另外，優(yōu)選角度連續(xù) 變化。
盤狀液晶分子的長軸在偏振膜側(cè)的平均方向一般可通過適當(dāng)?shù)剡x擇盤 狀液晶分子或定向膜的材料或通過適當(dāng)?shù)剡x擇摩擦處理來調(diào)節(jié)。盤狀液晶 分子的盤狀平面在表面?zhèn)?空氣側(cè))的方向一般可通過適當(dāng)?shù)剡x擇盤狀液晶 分子或同時選擇盤狀液晶分子和添加劑的種類來調(diào)節(jié)。和盤狀液晶分子一 起使用的添加劑的實例包括增塑劑、表面活性劑、可聚合的單體和聚合物。 長軸的取向的變化程度也可以如上所述的通過適當(dāng)?shù)剡x擇液晶分子和添加 劑來調(diào)節(jié)。
《光學(xué)各向異性層中的其他添加劑》 增塑劑、表面活性劑或可聚合單體可以和液晶分子一同使用，以改善 涂膜的均勻性、膜強度和液晶分子的取向性能。對于這種添加劑，優(yōu)選和 液晶分子具有適應(yīng)性，并可引起液晶分子的傾角的變化或不抑制取向的添 加劑。
對于可聚合單體，舉例有自由基可聚合或陽離子可聚合化合物。優(yōu)選 多官能自由基可聚合單體，并優(yōu)選那些可與具有上述可聚合基團的液晶化
合物共聚合的可聚合單體。比如，舉例有在JP-A-2002-296423，段落
到
中描述的那些。基于盤狀液晶分子的質(zhì)量，化合物的加入量一般在 1到50質(zhì)量％，優(yōu)選在5到30質(zhì)量％的范圍內(nèi)。
關(guān)于表面活性劑，舉例有常規(guī)已知的化合物，特別優(yōu)選含氟化合物。 具體地，舉例有比如，在JP-A-2001-330725，段落
到
中描述的 那些化合物。
和盤狀液晶化合物共同使用的聚合物可優(yōu)選地引起盤狀液晶分子的傾 角的改變。
聚合物的實例包括纖維素酯。纖維素酯的優(yōu)選實例包括在 JP-A-2000-155216，段落
中描述的那些。為了不抑制液晶分子的取向， 基于液晶分子的質(zhì)量，聚合物的加入量在優(yōu)選為0.1到10質(zhì)量％，更優(yōu)選 為0.1到8質(zhì)量％的范圍內(nèi)。盤狀向列，液晶相-固相轉(zhuǎn)變溫度優(yōu)選為70到 300°C ，更優(yōu)選為70到170°C 。
《光學(xué)各向異性層的形成》 光學(xué)各向異性層可以通過在定向膜上涂布含有液晶分子和，根據(jù)需要，
下文中描述的聚合引發(fā)劑或任選組分的涂布溶液而形成。
對于用于制備涂布溶液的溶劑，優(yōu)選使用有機溶劑。有機溶劑的實例 包括酰胺(例如，N，N-二甲基酰胺)、亞砜(例如，二甲亞砜)、雜環(huán)化合物(例 如，吡啶)、烴(例如，苯和己烷)、鹵代垸(例如，氯仿、二氯甲垸和四氯乙 垸)、酯(例如，乙酸甲酯和乙酸丁酯)、酮(例如，丙酮和丁酮)和醚(例如， 四氫呋喃和1,2-二甲氧基乙烷)。其中，優(yōu)選鹵代烷和酮?？梢越M合使用兩 種或更多種有機溶劑。
涂布可通過已知的方法進行(例如，線棒涂布法、擠壓涂布法、直接凹 版涂布法、反向凹版涂布法或模具涂布法)。
光學(xué)各向異性層的厚度優(yōu)選為0.1到20 pm，更優(yōu)選為0.5到15 ^irn， 最優(yōu)選為1到10 Mm。
《液晶分子的取向狀態(tài)的固定》 取向液晶分子可在保持取向的情況下被固定。優(yōu)選通過聚合反應(yīng)進行 固定。這種聚合包括熱聚合反應(yīng)和光聚合反應(yīng)，優(yōu)選光聚合。光聚合引發(fā)
劑的實例包括a-羰基化合物(在美國專利No.2,367，661和2,367,670中有描 述)、偶姻醚(在美國專利Na2,448，828中有描述)、a-烴取代芳香偶姻化合 物(在美國專利No.2，722,512中有描述)、多核奎寧化合物(在美國專利 No.3，046,127和2,951,758中有描述)、三芳基咪唑二聚體和對氨基苯基酮的 組合(在美國專利No.3，549，367中有描述)、吖啶和吩嗪化合物(在 JP-A-60-105667和美國專利No.4，239，850中有描述)和噁二唑化合物(在美國 專利No.4，212，970中有描述)。
光聚合引發(fā)劑的量在優(yōu)選為0.01到20質(zhì)量％，更優(yōu)選為0.5%到5質(zhì) 量％的范圍內(nèi)。
優(yōu)選使用紫外線進行光照射使液晶分子聚合。照射量優(yōu)選在20mJ/cm2 到50 J/m2，更優(yōu)選為20到5,000 mJ/cm2，進一步優(yōu)選為100到800 mJ/cm2 的范圍內(nèi)。為了促進光聚合反應(yīng)，可在加熱下進行光的照射。
另外，可在光學(xué)各向異性層上設(shè)置保護層。
《橢圓形偏振片》
在本發(fā)明中，可使用光學(xué)各向異性層和線型偏振膜合并的橢圓形偏振 片。橢圓形偏振片優(yōu)選以與組成液晶元件的一對基板大致相同的形式形成， 以便這樣并入液晶顯示裝置中。(比如，當(dāng)液晶元件為矩形形式，橢圓形偏 振片優(yōu)選以相同的矩形形式形成。)在本發(fā)明中，調(diào)節(jié)液晶元件的基板的定 向軸，以使線型偏振膜的吸收軸和/或光學(xué)各向異性層的定向軸形成特定的 角度。
橢圓形偏振片可通過層疊光學(xué)補償片和線型偏振膜(在下文中，"偏振膜 "指的是"線型偏振膜")來制備。光學(xué)補償片也可起到保護膜的作用。
線型偏振膜優(yōu)選為Optiva Inc.代表的涂布型偏振膜或包含粘合劑和碘 或二色性染料的偏振膜。線型偏振膜中的碘和二色性染料通過粘合劑中的 取向產(chǎn)生偏振能力。碘和二色性染料優(yōu)選沿著粘合劑分子取向，或二色性 染料由于自組織沿著一個方向取向。目前市售的偏振器一般通過將拉伸后
的聚合物浸入浴中含有的碘或二色性染料的溶液中，從而將碘或二色性染 料浸入粘合劑來制備。
對于市售偏振膜，碘或二色性染料分布在距離聚合物表面約4 nm(兩側(cè) 總共約8拜)的深度，為了獲得足夠的偏振性能，要求膜具有至少10 nm的 厚度。滲透度(penetration degree)可通過選擇碘或二色性染料的溶液的濃度、 浴溫和浸入時間來控制。粘合劑的厚度的下限如上所述優(yōu)選為10 pm。考 慮到液晶顯示裝置中的漏光，厚度的上限越小越為優(yōu)選。厚度優(yōu)選等于或 小于目前市售偏振片的厚度(約30 pm),優(yōu)選為25 pm或更小，更優(yōu)選為 20Kim或更小。當(dāng)厚度為20pm或更小時，17英寸液晶顯示裝置中不再能 觀察到漏光現(xiàn)象。
偏振膜中的粘合劑可以是交聯(lián)的。對于交聯(lián)聚合物，可使用自身可引 起交聯(lián)的聚合物?？赏ㄟ^光照、加熱或改變pH，在具有官能團的聚合物的 粘合劑分子之間或通過向聚合物中引入官能團而獲得的粘合劑分子之間引 起反應(yīng)而形成偏振膜。還可以用交聯(lián)劑向聚合物中引入交聯(lián)結(jié)構(gòu)。交聯(lián)一 般通過在透明支持體上涂布含有聚合物或聚合物和交聯(lián)劑的混合物的涂布 溶液，然后加熱來進行。由于它足以保證在制成品階段的耐久性，交聯(lián)處 理可在獲得最終偏振片之前的任何階段進行。
對于偏振膜的粘合劑，自身可引起交聯(lián)的聚合物和可用交聯(lián)劑交聯(lián)的 聚合物均可使用。關(guān)于聚合物的實例，舉例有和對于定向膜所描述的聚合 物相同的聚合物。最為優(yōu)選聚乙烯醇和改性聚乙烯醇。關(guān)于改性聚乙烯醇， 在JP-A-8-338913、 JP-A-9-152509和JP-A-9-316127中給出了描述。聚乙烯
醇和改性聚乙烯醇可兩種或多種組合使用。
基于粘合劑的質(zhì)量，粘合劑的交聯(lián)劑的加入量優(yōu)選為0.1到20質(zhì)量％。 偏振器的取向性能和偏振膜的耐濕熱性改善。
即使在交聯(lián)反應(yīng)完成之后，定向膜仍含有一定量的未反應(yīng)的交聯(lián)劑。 然而，定向膜中的剩余的交聯(lián)劑的量優(yōu)選為1.0質(zhì)量％或更少，更優(yōu)選為 0.5質(zhì)量％或更少。因而，當(dāng)并入液晶顯示裝置的偏振膜長時間使用或長期 置于高溫高濕氣氛下時可避免偏振度的降低。
關(guān)于交聯(lián)劑，美國再頒專利No.23297給出了描述。硼化合物(例如， 硼酸或硼砂)也可以用作交聯(lián)劑。
對于二色性染料，使用偶氮系列染料、芪(stylbene)系列染料、吡唑啉 酮系列染料、三苯甲烷系列染料、喹啉系列染料、噁嗪系列染料、噻嗪系 列染料和蒽醌系列染料。二色性染料優(yōu)選為水溶性的。二色性染料優(yōu)選具 有親水的取代基(例如，磺基、氨基或羥基)。
關(guān)于二色性染料的實例，舉例有比如，在前述KogiNo. 2001-1745， 58 頁中描述的化合物。
為了提高液晶顯示裝置的對比度，更為優(yōu)選具有較高透射率的偏振片， 透射率越高的偏振度越為優(yōu)選。偏振片對波長為550 nm的光的透射率優(yōu)選 在30到50%，更優(yōu)選為35到50%，最優(yōu)選為40到50%的范圍內(nèi)。對波長 為550nm的光的偏振度在優(yōu)選為90到100%,更優(yōu)選為95到100%，最優(yōu) 選為99到100%的范圍內(nèi)。
《橢圓偏振片的制備》
對于拉伸方法，拉伸率優(yōu)選為初始的2.5到30.0倍，更優(yōu)選為初始的 3.0到10.0倍。拉伸可按照空氣中的干拉伸進行。另外，可進行處于浸在水 中的狀態(tài)的濕拉伸。干拉伸的拉伸率優(yōu)選為初始的2.5到5.0倍，濕拉伸的 拉伸率優(yōu)選為初始的3.0到10.0倍。拉伸步驟可分成包括傾斜拉伸步驟的 幾個步驟進行。將拉伸步驟分成多個步驟可以在拉伸率較高時較均勻地拉 伸。在進行傾斜拉伸之前可進行某些沿著橫向或縱向(至防止沿著寬度方向 收縮的程度)的拉伸。拉伸可通過以左側(cè)和右側(cè)不同的速度沿著雙軸向拉伸 進行拉幅機拉伸而進行。雙軸向拉伸和用于普通成膜方法的拉伸方法相同。 由于拉伸進行時膜的左右側(cè)的速度不同，粘合劑膜在拉伸之前有必要左側(cè) 和右側(cè)的厚度不同。在澆鑄成膜法中，可通過使用錐形模使粘合劑溶液在 左側(cè)和右側(cè)的流量彼此不同。
對于摩擦方法，可以使用廣泛用作取向LCD的液晶的處理步驟的摩擦 處理方法。即，用紙、紗布、氈(felt)、橡膠、或尼龍或聚酯纖維沿著一定 的方向摩擦定向膜的表面實現(xiàn)取向。 一般地，摩擦處理通過使用其上均勻 地具有一致的長度和厚度的纖維的布摩擦多次來進行。優(yōu)選使用圓系數(shù)、 圓柱度和擺動(run-out)(偏心率)為30拜或更小的摩擦輥進行摩擦處理。摩 擦輥的膜的包角(wrap angle)優(yōu)選為0.1到90。。然而，如JP-A-8-160463中描述的，可通過包裹(wrapping)360。或更多來進行穩(wěn)定的摩擦處理。
在對連續(xù)片進行摩擦處理的情況中，優(yōu)選通過輸運設(shè)備對其施加一定
的張力以1到100米/分鐘的速度輸運膜。優(yōu)選地，摩擦輥可相對于膜運動
方向自由地沿著水平方向旋轉(zhuǎn)，以便將摩擦角度設(shè)定在任何角度。優(yōu)選在0
到60。的范圍內(nèi)選擇適當(dāng)?shù)哪Σ两?。在液晶顯示裝置中使用膜的情況中，摩
擦角優(yōu)選為40到50。，特別優(yōu)選為45。。
優(yōu)選在線型偏振膜與光學(xué)各向異性層側(cè)相反的表面上設(shè)置聚合物膜
(即，按照光學(xué)各向異性層/偏振膜/聚合物膜的順序)。
聚合物膜優(yōu)選在其最外層表面設(shè)置具有防著色性能和劃傷抗性的防反
射膜。對于防反射膜，任何常規(guī)己知的均可使用。
下面將通過引用實施例更具體地描述本發(fā)明。材料、試劑、物質(zhì)的量 及其比例、操作等可在不背離本發(fā)明實質(zhì)的基礎(chǔ)上適當(dāng)改變。因此，本發(fā) 明范圍不限于下列具體實施例。
制備圖2顯示的結(jié)構(gòu)的液晶顯示裝置。即，上(橢圓形)偏振片(包含保 護膜1、偏振膜3、保護膜5(還起到光學(xué)補償片支持體的作用)和光學(xué)各向 異性層7)，液晶元件(包含上基板9、液晶層11和下基板12)，下(橢圓形) 偏振片(包含光學(xué)各向異性層14、保護膜16(還起到光學(xué)補償片支持體的作 用)、偏振膜18和保護膜20)從觀察側(cè)(上面)按此順序?qū)盈B，且使用冷陰極 熒光燈的背光(未顯示)設(shè)置在下偏振片下。
制備所使用的各個組件的方法描述如下。 《液晶元件的制備》
液晶元件的元件間隙(d)調(diào)節(jié)至3 ^m，逐滴向基板之間的空間中注入具 有正介電常數(shù)各向異性的液晶材料，以形成具有260 nm的An，d(An為折射 率各向異性)的液晶層11。此外，液晶元件的上基板9(觀察偵lj)的摩擦方向(定 向軸)10調(diào)節(jié)至135。，下基板12(背光側(cè))的摩擦方向(定向軸)13調(diào)節(jié)至315。， 扭轉(zhuǎn)角為O。。從而，制備ECB模式液晶元件。 《光學(xué)補償片的制備》
將下列組分置于混合容器中并在加熱下攪拌以溶解各組分。從而，制 備纖維素乙酸酯溶液。
纖維素乙酸酯溶液的配方
乙酰化度為60.7到61.1%的纖維素乙酸酯 100質(zhì)量份
向另一個混合容器中放置16質(zhì)量份的下述延遲增大劑、92質(zhì)量份的二 氯甲烷和8質(zhì)量份的甲醇，將得到的混合物在加熱下攪拌，以制備延遲增 大劑溶液。將474質(zhì)量份的纖維素乙酸酯溶液和25質(zhì)量份的延遲增大劑溶 液混合，充分攪拌以制備濃液。延遲增大劑的加入量為6.0質(zhì)量份每100 質(zhì)量份的纖維素乙酸酯。
延遲增大劑<formula>formula see original document page 27</formula>
用帶式涂布機澆鑄由此獲得的濃液。當(dāng)帶上的膜溫度降低到40'C時， 用7(TC的熱風(fēng)將膜干燥1分鐘，然后用140'C的干風(fēng)處理IO分鐘，從而形 成含有0.3質(zhì)量％的剩余溶劑的纖維素乙酸酯膜(厚度80 pm)。測量制得 的纖維素乙酸酯膜(透明支持體、透明保護膜)在546 nm的波長下的Re延
磷酸三苯酯(增塑劑) 聯(lián)苯基二苯基磷酸酯(增塑劑)
二氯甲垸(第一溶劑)
甲醇(第二溶劑)
l-丁醇(第三溶劑)
7.8質(zhì)量份 3.9質(zhì)量份 336質(zhì)量份 29質(zhì)量份 ll質(zhì)量份
遲值和Rth延遲。發(fā)現(xiàn)Re為8nm， Rth為78nm。將由此制得的纖維素酰 化物膜浸入2.0N氫氧化鉀溶液(25r)中2分鐘，然后用硫酸中和，用純水 清洗，然后干燥。從而，制備透明保護膜的纖維素乙酸酯膜。 <光學(xué)各向異性層的定向膜的制備>
在該纖維素乙酸酯膜上用#16線棒涂布機以28 mL/m2的量涂布下列配 方的涂布溶液，然后用90'C的熱空氣干燥150秒。之后，形成的膜進行摩 擦處理，以便沿著相對于面內(nèi)慢軸(與澆鑄方向平行)45。的方向取向。(因此， 光學(xué)各向異性層7和14的取向控制方向(摩擦軸)8和15以45°的角度與纖 維素乙酸酯膜5和16的慢軸6和17相交。參見圖2。)
用于形成定向膜的涂布溶液的配方
下面顯示的改性聚乙烯醇 20質(zhì)量份
水 360質(zhì)量份
甲醇 120質(zhì)量份
戊二醛(交聯(lián)劑) 1.0質(zhì)量份
改性聚乙烯醇
<formula>formula see original document page 28</formula>
<光學(xué)各向異性層的制備>
在原始定向膜上使用#3.6線棒以6.2 ml/m2的量涂布下列涂布溶液，該 涂布溶液由91.0 g的下述盤狀液晶化合物、9.0 g的環(huán)氧乙烷改性的三羥甲 基丙烷三丙烯酸酯(由Osaka Yuki Kagaku K.K.制造的V#360)、 2.0 g的醋酸 丁酸纖維素(由Eastman Chemical Co.制造的CAB551-0.2)、0.5 g的醋酸丁酸 纖維素(由Eastman Chemical Co.制造的CAB531-1)、 3.0 g的光聚合引發(fā)劑 (由Ciba Geigy制造的Irgacure 907)、 1.0 g的敏化劑(由Nippon Kayaku制造 的Kayacure DETX)和1.3 g的含氟代脂肪基共聚物(由Dainippon Ink & Chemicals, Inc.制造的Megafac F780)溶于207 g的丁酮中形成。在13(TC的
等溫區(qū)中將其加熱2分鐘以取向盤狀液晶化合物。之后，在6(TC的氣氛中 使用120W/cm高壓滎燈用紫外光照射l分鐘，以聚合盤狀化合物。然后， 冷卻至室溫。從而，形成光學(xué)各向異性層以制備光學(xué)補償片。 液晶化合物
R
當(dāng)偏振片以正交尼科耳位設(shè)置，觀察得到的光學(xué)補償片的不均勻性時， 從面內(nèi)方向和從自法線傾斜60°的方向沒有發(fā)現(xiàn)不均勻。
《灘圓形)偏振片的制備》 用拉伸后的聚乙烯醇膜吸附碘制備偏振膜，而制得的光學(xué)補償片使用 聚乙烯醇系列粘合劑固定在偏振膜的一側(cè)，使得該片的支持體側(cè)朝向偏振 膜。此外，使80 nm厚的三醋酸纖維素薄膜(由Fuji Photo Film Co.， Ltd.制 造的TD-80U)經(jīng)過皂化處理，并用聚乙烯醇系列粘合劑固定在偏振膜的對 側(cè)，使得偏振膜的吸收軸變?yōu)槠叫杏诠鈱W(xué)補償片的支持體的慢軸(與澆鑄方 向平行)。(因此，偏振膜3和18的吸收軸4和19以45。的角度與光學(xué)各向 異性層7和14的取向控制方向(摩擦軸)8和15相交。參見圖2。)剪裁偏振 片，使其長或短邊變?yōu)槠叫杏谥С煮w的慢軸。從而，制得(橢圓形)偏振片。
《液晶顯示裝置的制備》
由此制得的橢圓形偏振片通過粘合劑以偏振膜的吸收軸垂直或平行于 顯示裝置的屏的左右方向的方式，固定在制得的ECB元件的觀察側(cè)和背光 側(cè)。在這種情況下，調(diào)整光學(xué)各向異性層的取向控制方向，使其平行(反向) 于面對(facing)液晶元件的基板的取向控制方向(摩擦方向)。從而，制備液 晶顯示裝置。
艮P，在本實施例中，上偏振片中的偏振膜3的吸收軸4、上偏振片中的
保護膜1和5的慢軸2和6設(shè)定為90°，而下偏振片中的偏振膜18的吸收 軸19、下偏振片中的保護膜16和20的慢軸17和21設(shè)定為0°。此外，上 光學(xué)各向異性層7的取向控制方向8設(shè)定為315°，而下光學(xué)各向異性層14 的取向控制方向15設(shè)定為135°。
<制得的液晶顯示裝置的光學(xué)測量>
在由此制得的液晶顯示裝置上施加60Hz的矩形波電壓。裝置為常白模 式，其中通過施加1.5V得到白色顯示，通過施加5V得到黑色顯示。對于 測量儀器，使用EZ-Contrast 160D(由ELDIM制造)測量透射率(白色顯示/ 黑色顯示)，即，對比度。發(fā)現(xiàn)正面對比度為1000:1。當(dāng)將裝置儲存在40。C 和80°/。的環(huán)境測試室中24小時，然后置于室溫一小時，在黑色顯示時在面 板的中心區(qū)域和偏振片的長邊的中心區(qū)域之間測量亮度差別，發(fā)現(xiàn)為0.1 cd/m2。在偏振片的周圍沒有視覺觀察到漏光。此外，在左右方向的對比度 為10或更大時，視角在左側(cè)為80。，在右側(cè)為80。。
制備圖3顯示的結(jié)構(gòu)的液晶顯示裝置。該結(jié)構(gòu)和實施例1中顯示的相 同，區(qū)別在于省略下光學(xué)各向異性層14。
當(dāng)將裝置儲存在4(TC和80%的環(huán)境測試室中24小時，然后置于室溫 一小時，在黑色顯示時在面板的中心區(qū)域和偏振片的長邊的中心區(qū)域之間 測量亮度差別，發(fā)現(xiàn)為O.l cd/m2。在偏振片的周圍沒有視覺觀察到漏光。 此外，在左右方向的對比度為IO或更大時，視角在左側(cè)為60°，在右側(cè)為 60。。
制備圖1顯示的結(jié)構(gòu)的液晶顯示裝置。該結(jié)構(gòu)和實施例1中顯示的相 同，區(qū)別在于沿著逆時針方向旋轉(zhuǎn)所有角度-45°。
當(dāng)將裝置儲存在4(TC和80%的環(huán)境試驗室中24小時，然后置于室溫 一小時，在黑色顯示時在面板的中心區(qū)域和偏振片的長邊的中心區(qū)域之間 測量亮度差別，發(fā)現(xiàn)為0.5 cd/m2。在偏振片的周圍沒有視覺觀察到漏光。
此外，在左右方向的對比度為IO或更大時，視角在左側(cè)為80。，在右側(cè)為 80。。
工業(yè)實用性
本發(fā)明可提供具有改良的可靠性的ECB模式液晶顯示裝置，通過設(shè)置 偏振膜的吸收軸以平行或垂直于顯示裝置的屏的左右方向，即使采用和常 規(guī)顯示裝置相同的結(jié)構(gòu)用于苛刻的環(huán)境，也不會在偏振片的周圍引起漏光。
在此以引用的方式將在本申請中要求了外國優(yōu)先權(quán)的每個外國專利申 請的全部內(nèi)容并入，如同完全闡述。
權(quán)利要求
1.液晶顯示裝置，其包含-液晶元件，該液晶元件包含彼此相對設(shè)置的一對基板，其中該對基板中的至少一個具有電極；和液晶層，其設(shè)置在該對基板之間，包含含有液晶分子的向列型液晶材料，其中當(dāng)液晶顯示裝置未被驅(qū)動時，由于該對基板中各個基板的相對表面具有的定向軸，向列型液晶材料的液晶分子沿大致平行于基板的表面的方向取向，且當(dāng)液晶顯示裝置被驅(qū)動時，液晶分子的取向受電極產(chǎn)生的縱向電場控制，且液晶層的上界面中的平均取向方向和液晶層的下界面中的平均取向方向之間的角度幾乎是0；-一對偏振片，該對偏振片將所述液晶元件夾于中間，其中所述偏振片包含偏振膜；和設(shè)置于偏振膜至少一側(cè)的保護膜；及-設(shè)置于液晶元件和該對偏振片的至少一個之間的至少一個光學(xué)各向異性層，其中所述光學(xué)各向異性層包含取向受光學(xué)各向異性層的定向軸控制，且取向狀態(tài)固定的液晶化合物，其中偏振膜的吸收軸和相對于液晶顯示裝置的屏的左-右方向互相平行或垂直。
2. 權(quán)利要求1的液晶顯示裝置，其中包含在所述偏振片對中的至少一 個中的偏振膜的吸收軸和與所述基板對中更接近于上述至少一個偏振片的 基板的定向軸以45。的角度相交。
3. 權(quán)利要求1的液晶顯示裝置，其中光學(xué)各向異性層的取向控制方向 和包含在相鄰的偏振片中的偏振膜的吸收軸以45。的角度相交。
4. 權(quán)利要求1的液晶顯示裝置，其中所述光學(xué)各向異性層僅設(shè)置在液 晶元件和所述偏振片對中的一個之間。
全文摘要
本發(fā)明提供了ECB模式液晶顯示裝置，其具有一對基板9和12、液晶層11、一對偏振片(1，3，5)(16，18，20)和至少一個光學(xué)各向異性層7和/或14，其中它們的設(shè)置使得偏振片中的偏振膜3和18的吸收軸4和19平行或垂直于顯示裝置的屏的左-右方向?；?和12的定向軸10和13和光學(xué)各向異性層7和14的定向軸8和15優(yōu)選以45°的角度與相鄰的偏振片的偏振膜3和18的吸收軸4和19相交。
文檔編號G02F1/1335GK101371188SQ200780003048
公開日2009年2月18日 申請日期2007年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月13日
發(fā)明者大室克文, 大橋祐介, 齊藤之人 申請人:富士膠片株式會社