專利名稱：延遲基板、其制造方法及液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可適用于例如液晶顯示裝置等顯示裝置的光學(xué)技術(shù)。
背景技術(shù)：
液晶顯示裝置具有薄型、輕量及耗電量低等特征。因此，近年來在便攜設(shè)備及電視 接收機等固定設(shè)備中的利用正在迅速增加。液晶顯示裝置在顯示多顏色圖像時，使用濾色器。例如，在能顯示多顏色圖像的透 射型或反射型液晶顯示裝置中，通常使用含有紅色、綠色及藍(lán)色著色層的濾色器。此外，在 能顯示多顏色圖像的半透射型液晶顯示裝置中，通常使用含有用于透射顯示的紅色、綠色 和藍(lán)色著色層以及用于反射顯示的紅色、綠色及藍(lán)色著色層的濾色器。多數(shù)的液晶顯示裝置含有延遲膜。例如，電視接收機的液晶顯示裝置中，為了顯示 從任何方向觀察都容易看到的圖像，將延遲膜與直線偏振膜組合使用。此外，在反射型或半 透射型液晶顯示裝置中，為了在太陽等高亮度光源的基礎(chǔ)上達(dá)到高的可見度，使用含有四 分之一波長片或含有四分之一波長片和二分之一波長片來作為延遲膜的吸收型的圓偏振 片。但是，盡管紅色、綠色和藍(lán)色像素的顯示顏色的波長區(qū)域不同，但通常延遲膜的光 學(xué)特性在面內(nèi)是均勻的。因此，難以采用對于所有顯示顏色不同的像素均為最適合的設(shè)計。更具體而言，液晶層及延遲膜各自的延遲具有波長分散。因此，在將液晶單元的延 遲被延遲膜充分地補償?shù)脑O(shè)計用在顯示某種顏色的像素中時，在顯示其他顏色的像素中， 液晶單元的延遲有可能無法被延遲膜充分地補償。此外，當(dāng)將在綠色的波長區(qū)域例如約550nm下能得到四分之一波長(λ/4)的延 遲的四分之一波長片與直線偏振片組合而作為圓偏振片使用時，假設(shè)即使該四分之一波長 片的折射率各向異性即雙折射率Δη對于可見光區(qū)域內(nèi)的所有波長都大致相等，在例如約 450nm的藍(lán)色的波長區(qū)域中，能得到比λ/4大的延遲。并且，在例如約630nm的紅色的波長 區(qū)域中，能得到比λ/4小的延遲。因此，將作為自然光的藍(lán)色光及紅色光照射在圓偏振片 上時，透射光不是圓偏振光而成為橢圓偏振光。實際上，在多數(shù)光學(xué)材料中，雙折射率在可 見光區(qū)域的短波長側(cè)即藍(lán)色的波長區(qū)域中變大，在長波長側(cè)即紅色的波長區(qū)域中變小，因 此該問題常常變得嚴(yán)重。在日本特開2005-24919號公報及日本特開2006-85130號公報中，作為延遲層，記 載了包含厚度不同的多個區(qū)域、即延遲不同的多個區(qū)域的固體化液晶層。具體而言，在日本特開2005-24919號公報中，記載了形成由厚度彼此不同的紅 色、綠色及藍(lán)色著色層構(gòu)成的濾色器層、并在該濾色器層上形成固體化液晶層的技術(shù)。該固 體化液晶層能夠通過在形成于濾色器層上的取向膜上涂布含有光聚合性液晶化合物的涂 布液并對涂膜照射紫外線而得到。根據(jù)該方法，由于這些著色層在濾色器層的表面所產(chǎn)生的凹凸結(jié)構(gòu)，能夠得到在 薄的著色層的位置更厚、在厚的著色層的位置更薄的固體化液晶層。即，能夠得到在顯示顏
4色不同的像素間厚度不同的固體化液晶層。換而言之，能夠得到包含延遲不同的多個區(qū)域 的固體化液晶層。在日本特開2006-85130號公報中記載了含有濾色器層和固體化液晶層的半透射 型液晶顯示裝置。該液晶顯示裝置中，濾色器層的各著色層在像素的透射部更厚、在像素的 反射部更薄。即，在濾色器層的表面設(shè)有凹凸結(jié)構(gòu)。該固體化液晶層可以通過在濾色器層 的設(shè)有凹凸結(jié)構(gòu)的面上形成聚酰亞胺層，對聚酰亞胺層的整個面實施摩擦處理，然后在聚 酰亞胺層上涂布紫外線固化性的液晶單體，并對涂膜照射紫外線而得到。或者，該固體化液 晶層通過在濾色器層的設(shè)有凹凸結(jié)構(gòu)的面上涂布液晶聚合物，對整個涂膜進行光取向處理 而得到。這樣得到的固體化液晶層在像素的透射部更薄、在像素的反射部更厚。即，根據(jù)該 方法，可以得到包含延遲不同的多個區(qū)域的固體化液晶層。但是，在日本特開2005-24919號公報所記載技術(shù)中，必須嚴(yán)密地控制著色層間的 厚度差。同樣，在日本特開2006-85130號公報所記載的技術(shù)中，必須嚴(yán)密地控制著色層的 反射部的厚度與透射部的厚度之差。因此，采用這些技術(shù)時，濾色器層的設(shè)計受到限制，或 者濾色器層的制造難度上升。而且，在這些技術(shù)中，在濾色器層的凹凸面上形成固體化液晶 層。因此，為了在固體化液晶層的各區(qū)域達(dá)到設(shè)計的膜厚，必須考慮涂布液的流動性、涂膜 的收縮率等各種因素。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，能夠容易地制造包含延遲不同的多個區(qū)域的延遲層。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種延遲基板，其具備基板和與其一個主表面相 對的固體化液晶層，所述固體化液晶層包含相對于所述主表面平行排列的第1至第3區(qū)域， 在將下述亮度Ll與下述亮度L2之比L1/L2設(shè)為對比度CR1^將下述亮度L3與下述亮度L4 之比L3/L4的最大值設(shè)為對比度CRke的情況下，所述第1至第3區(qū)域各自的由下述等式算 出的退偏度D低于5. OX 10_4，所述第1至第3區(qū)域所獲得的所述退偏度D的最大值與最小 值之差低于2. OX 10_4;其中，所述亮度Ll是在將一對偏振片按照它們的透射軸成為平行的 方式相對的狀態(tài)下，在從法線方向以白色光對所述一對偏振片中的一個進行照明的第1照 明條件下，所述一對偏振片中的另一個沿所述法線方向射出的透射光的亮度；所述亮度L2 是除了將所述一對偏振片按照它們的透射軸正交的方式相對以外，在與所述第1照明條件 同樣的第2照明條件下，所述一對偏振片中的所述另一個沿所述法線方向射出的透射光的 亮度；所述亮度L3是除了在所述一對偏振片間介入所述固體化液晶層以外，在與所述第1 照明條件同樣的第3照明條件下，所述一對偏振片中的所述另一個沿所述法線方向射出的 透射光的亮度；所述亮度L4是除了將所述一對偏振片按照它們的透射軸正交的方式相對 以外，在與所述第3照明條件同樣的第4照明條件下，所述一對偏振片中的所述另一個沿所 述法線方向射出的透射光的亮度。
權(quán)利要求
1.一種延遲基板，其具備基板和與其一個主表面相對的固體化液晶層，所述固體化液 晶層包含相對于所述主表面平行排列的第1至第3區(qū)域，在將下述亮度Ll與下述亮度L2 之比L1/L2設(shè)為對比度CRpp將下述亮度L3與下述亮度L4之比L3/L4的最大值設(shè)為對比度 CRee的情況下，所述第1至第3區(qū)域各自的由下述等式算出的退偏度D低于5. 0 X ΙΟ"4,所述 第l·至第3區(qū)域所獲得的所述退偏度D的最大值與最小值之差低于2. OX UT4 ；其中，所述 亮度Ll是在將一對偏振片按照它們的透射軸成為平行的方式相對的狀態(tài)下，在從法線方 向以白色光對所述一對偏振片中的一個進行照明的第1照明條件下，所述一對偏振片中的 另一個沿所述法線方向射出的透射光的亮度；所述亮度L2是除了將所述一對偏振片按照 它們的透射軸正交的方式相對以外，在與所述第1照明條件同樣的第2照明條件下，所述一 對偏振片中的所述另一個沿所述法線方向射出的透射光的亮度；所述亮度L3是除了在所 述一對偏振片間介入所述固體化液晶層以外，在與所述第1照明條件同樣的第3照明條件 下，所述一對偏振片中的所述另一個沿所述法線方向射出的透射光的亮度；所述亮度L4是 除了將所述一對偏振片按照它們的透射軸正交的方式相對以外，在與所述第3照明條件同 樣的第4照明條件下，所述一對偏振片中的所述另一個沿所述法線方向射出的透射光的亮 度，
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的延遲基板，其中，將所述第1至第3區(qū)域各自供于大氣中 230°C下1小時的加熱時，延遲伴隨該加熱而發(fā)生的變化低于5nm或者低于3%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的延遲基板，其中，所述第1至第3區(qū)域各自的霧度低于2%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的延遲基板，其中，所述固體化液晶層為連續(xù)膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的延遲基板，其中，所述固體化液晶層使熱致液晶化合物或組 合物聚合和/或交聯(lián)而成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的延遲基板，其中，所述固體化液晶層具有均勻的厚度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的延遲基板，其還具備濾色器層，所述濾色器層包含與所述第1 至第3區(qū)域分別相對、吸收光譜彼此不同的第1至第3著色區(qū)域。
8.一種液晶顯示裝置，其具備權(quán)利要求1至7中任一項所述的延遲基板和與其相對的 液晶層。
9.一種延遲基板的制造方法，其包括在基板上形成固體化液晶層的工序，其中，所述固 體化液晶層的形成包括以下工序成膜工序，其在所述基板上形成液晶材料層，所述液晶材料層含有光聚合性或光交聯(lián) 性的熱致液晶化合物、且所述熱致液晶化合物的介晶形成有規(guī)定的取向結(jié)構(gòu)；曝光工序，其將所述基板的各位置的溫度從所述基板的平均溫度的偏離維持在;TC以 內(nèi)且將所述平均溫度對應(yīng)于時間的變化維持在；TC以內(nèi)，并且以不同的曝光量或以不同的 照度或以不同的亮線對所述液晶材料層的至少3個區(qū)域進行曝光，在所述液晶材料層中形 成第1區(qū)域、第2區(qū)域和第3區(qū)域，所述第1區(qū)域含有所述熱致液晶化合物的聚合或交聯(lián)產(chǎn) 物，所述第2區(qū)域含有所述聚合或交聯(lián)產(chǎn)物和作為未反應(yīng)化合物的所述熱致液晶化合物、 且所述聚合或交聯(lián)產(chǎn)物的含有率低于所述第1區(qū)域，所述第3區(qū)域含有所述未反應(yīng)化合物、且所述聚合或交聯(lián)產(chǎn)物的含有率低于所述第2區(qū)域；顯影工序，其包括在曝光工序后，在以相當(dāng)于大氣壓下的0. 1體積％以上的濃度含有 氧的氣氛中，將所述液晶材料層加熱至與所述熱致液晶化合物從液晶相向各向同性相變化 的相轉(zhuǎn)變溫度相等的溫度以上，至少在所述第2及第3區(qū)域中使所述介晶的取向程度降 低；定影工序，其在不含氧或者以相當(dāng)于大氣壓下的5體積％以下的濃度含有氧的氣氛 中，在使所述取向程度降低的狀態(tài)下使所述未反應(yīng)化合物聚合和/或交聯(lián)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制造方法，其中，在所述曝光工序中，將所述基板的平均溫 度保持在30°C以下。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制造方法，其中，在以相當(dāng)于大氣壓下的0.1體積％以上的 濃度含有氧的氣氛中進行所述曝光工序。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制造方法，其中，在大氣氣氛中進行所述曝光工序。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制造方法，其中，在將所述曝光工序中的最大曝光量設(shè)定為 1000mJ/cm2時，在將所述第1區(qū)域所獲得的雙折射率設(shè)為Δη，將所述第1區(qū)域獲得所述雙 折射率Δη的97%以上的雙折射率所需要的對所述第1區(qū)域的最小曝光量設(shè)定為E的情 況下，將所述曝光工序中的所述第1至第3區(qū)域的曝光量均設(shè)定為所述曝光量E的75%以 下。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制造方法，其中，在所述成膜工序中，使所述液晶材料層形 成為具有均勻厚度的連續(xù)膜。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制造方法，其中，在所述定影工序中，通過光照射誘發(fā)所述 未反應(yīng)化合物的聚合和/或交聯(lián)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的制造方法，其中，所述定影工序中的所述光照射通過將所 述液晶材料層整體曝光來進行。
17.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制造方法，其中，所述熱致液晶化合物是通過加熱至高于所 述相轉(zhuǎn)變溫度的聚合和/或交聯(lián)溫度而進行聚合和/或交聯(lián)的材料，所述定影工序中的所 述未反應(yīng)化合物的聚合和/或交聯(lián)通過加熱至所述熱致液晶化合物聚合和/或交聯(lián)的溫度 以上的溫度來進行。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的制造方法，其中，所述顯影工序中的所述加熱通過使所述 基板的溫度從所述曝光工序中的溫度連續(xù)地上升至所述定影工序中的溫度來進行。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的制造方法，其中，在所述定影工序中的所述加熱期間，將所 述基板的各位置的溫度從所述基板的平均溫度的偏離維持在10°C以內(nèi)。
20.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制造方法，其還包括在形成所述固體化液晶層之前在所述 基板上形成濾色器層的工序，所述固體化液晶層直接或中間夾入其他層形成于所述濾色器 層上。
21.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制造方法，其還包括在形成所述固體化液晶層之后形成濾 色器層的工序，所述固體化液晶層直接或中間夾入其他層形成于所述濾色器層上。
全文摘要
本發(fā)明能夠容易地制造包含延遲不同的多個區(qū)域的延遲層。延遲基板(10)包含基板(110)和與其一個主表面相對的固體化液晶層(130)。固體化液晶層(130)包含多個區(qū)域(130a至130c)，這些區(qū)域(130a至130c)各自的退偏度低于5.0×10-4。這些區(qū)域(130a至130c)獲得的退偏度的最大值與最小值的差低于2.0×10-4。
文檔編號G02F1/1335GK102124381SQ20098013180
公開日2011年7月13日 申請日期2009年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月15日
發(fā)明者三橋則登, 久保祐治, 相松將, 福永悟大, 系井健, 赤尾壯介 申請人:凸版印刷株式會社