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相位差膜、偏光板以及液晶顯示裝置制造方法

文檔序號:2709379閱讀:179來源:國知局
相位差膜、偏光板以及液晶顯示裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種相位差膜,其與支撐體及中間層的密接性優(yōu)異,維持適于橫向電場模式的液晶顯示裝置的光學補償?shù)墓鈱W特性及所需的撕裂強度,且可實現(xiàn)薄膜化,進而與偏光元件貼合而制成偏光板時,濕熱環(huán)境下的偏光板耐久性優(yōu)異。本發(fā)明的相位差膜依序具有支撐體、中間層、及固定了液晶材料的取向狀態(tài)的相位差層,并且支撐體含有平均?;〈菵S滿足2.0<DS<2.6的酰化纖維素、以及特定的聚縮合酯或特定的糖酯,中間層含有聚乙烯醇樹脂或具有極性基的丙烯酸系樹脂,相位差層含有經(jīng)垂直取向的液晶化合物,本發(fā)明的相位差膜具有特定的光學特性。
【專利說明】相位差膜、偏光板以及液晶顯示裝置

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種相位差膜、使用其的偏光板以及橫向電場模式的液晶顯示裝置, 上述相位差膜適于面內(nèi)切換(In-Plane Switching, IPS)模式等橫向電場模式的液晶顯示 裝置的光學補償,上述面內(nèi)切換模式等橫向電場模式的液晶顯示裝置通過對經(jīng)取向于水平 方向上的液晶化合物施加橫向電場來進行顯示。

【背景技術】
[0002] 面內(nèi)切換(In-Plane Switching,IPS)型及邊緣場切換(Fringe Field Switching,FFS)型的液晶顯示裝置并非如扭轉向列(Twisted Nematic,TN)型或垂直取向 (Vertical Alignment, VA)型般在上下基板間施加電場,通過液晶分子的堅起而進行驅(qū)動 的模式,而是被稱為橫向電場方式的方式(模式),上述橫向電場方式通過含有與基板面大 致平行的成分的電場來使液晶分子在基板面內(nèi)方向上響應。
[0003] 由于具有所述結構,故原理上為視角所受的限制少的方式,因此作為具有視角廣 而且色度偏差、色調(diào)變化少等特性的驅(qū)動方式而為人所知。近年來,除了電視用途以外,自 移動終端(mobile terminal)用的顯示裝置至業(yè)務用的高精細、高畫質(zhì)用途而遍及多方面 開始普及。
[0004] 在這些橫向電場方式的液晶顯示裝置中,也已知以下構成:通過將夾持液晶單元 的偏光板的保護膜設定為各向同性的膜,而在不損及上述液晶單元所具備的優(yōu)點的情況下 加以利用(例如專利文獻1)。
[0005] 然而,關于所述構成,未對由偏光元件所引起的補償進行研究,尤其必須對自傾斜 方向觀看時的由漏光所致的對比度降低或色彩偏移進行光學補償。因此,提出有一種通過 配置光學各向異性層而對顯示裝置整體進行了補償?shù)难芯康臋M向電場方式的液晶顯示裝 置。
[0006] 例如在專利文獻2中揭示有一種積層型的相位差膜,其是在?;w維素膜(支撐 體)上設置含有聚乙烯醇系樹脂的取向膜(中間層)、以及使棒狀液晶化合物垂直取向而成 的層所得。
[0007] 現(xiàn)有技術文獻
[0008] 專利文獻
[0009] 專利文獻1 :日本專利特開2010-107953號公報
[0010] 專利文獻2 :日本專利特開2007-279083號公報


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 發(fā)明要解決的課題
[0012] 然而,對于專利文獻2中記載的相位差膜而言,根據(jù)本發(fā)明人等人的研究得知: (1)?;w維素膜(支撐體)與含有聚乙烯醇樹脂(Polyvinyl alcohol, PVA)的取向膜 (中間層)的密接性有改善的余地;(2)在與偏光元件貼合而制成偏光板時,濕熱環(huán)境下的 偏光板耐久性有改善的余地。
[0013] 因此,鑒于上述情況,本發(fā)明的目的在于提供一種相位差膜,所述相位差膜的支撐 體與中間層的密接性優(yōu)異,且與偏光兀件貼合而制成偏光板時,濕熱環(huán)境下的偏光板耐久 性優(yōu)異。另外,本發(fā)明的目的在于提供一種具有此種相位差膜的偏光板以及液晶顯示裝置。
[0014] 解決問題的技術手段
[0015] 本發(fā)明人等人為了解決上述課題而反復進行了努力研究,結果認為,在專利文獻2 中被用作支撐體的乙?;娜〈葹?. 8的高取代度的乙酸纖維素膜由于具有疏水的性 質(zhì),故對PVA所具有的親水基的相互作用弱,支撐體與PVA層的密接性降低。因此,認為必 須較專利文獻2而降低?;w維素的酰基的平均取代度,并實施了實驗,結果可獲得密接 性優(yōu)異的積層型相位差膜。進而得知,通過將平均取代度設定為高于2. 0、低于2. 6的范圍 (低取代度),光學特性的表現(xiàn)性也提高,也可與如今所需求的薄膜化對應的可能性高。
[0016] 另一方面得知,在僅使?;w維素的酰基的取代度降低的情況下,親水性上升,進 而由于具有光學特性的高表現(xiàn)性,故膜厚變薄,由此透濕度上升,偏光板耐久性反而劣化。 因此,對各種方法進行了努力研究,結果得知,通過使低取代度?;w維素含有以下的i) 或ii)的添加劑,偏光板耐久性也可改良,從而完成了本發(fā)明。
[0017] i)含有平均碳數(shù)為5. 5以上、10. 0以下的二羧酸殘基且具有至少一種芳香族二羧 酸殘基的聚縮合酯
[0018] ii)含有1個?12個的至少一個輕基經(jīng)芳香族酯化而成的批喃糖(pyranose)結 構或呋喃糖(furanose)結構的糖酯
[0019] 另外,即便使用具有極性基的丙烯酸系層來代替PVA層,也可獲得同樣的效果。
[0020] 即,本發(fā)明可提供一種薄膜的相位差膜,其在使用低取代度酰化纖維素及上述添 加劑的支撐體上設置中間層,在其上設置液晶層,由此三層的密接性優(yōu)異,進而偏光板耐久 性優(yōu)異。
[0021] 本發(fā)明為下述構成。
[0022] [1] -種相位差膜,其至少依序具有支撐體、中間層及相位差層,并且
[0023] 上述支撐體為含有以下化合物且酰化纖維素的平均?;〈菵S為2. 0 < DS < 2. 6的酰化纖維素膜:
[0024] i)含有平均碳數(shù)為5. 5以上、10. 0以下的二羧酸殘基且具有至少一種芳香族二羧 酸殘基的聚縮合酯、或
[0025] ii)含有1個?12個的至少一個羥基經(jīng)芳香族酯化而成的吡喃糖結構或呋喃糖結 構的糖酯,
[0026] 上述中間層含有聚乙烯醇樹脂、或具有極性基的丙烯酸系樹脂,
[0027] 上述相位差層為固定了液晶化合物的垂直取向狀態(tài)的層,
[0028] 相位差膜的光學特性滿足下述式(1)、式(2)及式(3),
[0029] 80nm ^ Re ^ 150nm 式(I)
[0030] -IOOnm < Rth < IOnm 式(2)
[0031] 0· 05 彡 |Rth/Re| 彡 I. 0 式(3)
[0032] 此處,Re及Rth分別為在25°C、60% RH下利用波長550nm的光測定的面內(nèi)延遲值 (單位:nm)及厚度方向的延遲值(單位:nm)。
[0033] [2]如[1]所記載的相位差膜,其中相對于作為支撐體的主成分的酰化纖維素,含 有1質(zhì)量%?30質(zhì)量%的上述i)聚縮合酯或ii)糖酯。
[0034] [3]如[1]或[2]所記載的相位差膜,其中在上述支撐體與上述中間層之間具有含 有上述支撐體的主成分與上述中間層的主成分的混合層,上述混合層的膜厚為〇. 3 μ m以 上、5. 0 μ m以下。
[0035] [4]如[1]至[3]中任一項所記載的相位差膜,其中上述相位差層含有至少一種由 下述通式(I)所表示的鎗化合物,
[0036] [化 1]

【權利要求】
1. 一種相位差膜,其至少依序具有支撐體、中間層及相位差層,并且 所述支撐體為含有以下化合物且?;w維素的平均?;〈菵S為2.O<DS< 2. 6 的酰化纖維素膜: i) 含有平均碳數(shù)為5. 5以上、10.O以下的二羧酸殘基且具有至少一種芳香族二羧酸殘 基的聚縮合酯、或 ii) 含有1個?12個的至少一個輕基經(jīng)芳香族酯化而成的批喃糖結構或呋喃糖結構的 糖酯, 所述中間層含有聚乙烯醇樹脂、或具有極性基的丙烯酸系樹脂, 所述相位差層為固定了液晶化合物的垂直取向狀態(tài)的層, 所述相位差膜的光學特性滿足下述式(1)、式(2)及式(3), 80nm^Re^ 150nm式(I) -IOOnm^Rth^IOnm式(2) 0· 05 彡 |Rth/Re| 彡I. 0 式(3) 其中,Re及Rth分別為在25°C、60%RH下利用波長550nm的光測定的面內(nèi)延遲值(單 位:nm)及厚度方向的延遲值(單位:nm)。
2. 根據(jù)權利要求1所述的相位差膜,其中相對于作為所述支撐體的主成分的?;w維 素,含有1質(zhì)量%?30質(zhì)量%的所述i)聚縮合酯或ii)糖酯。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的相位差膜,其中在所述支撐體與所述中間層之間具有含 有所述支撐體的主成分與所述中間層的主成分的混合層,所述混合層的膜厚為〇. 3μm以 上、5. 0μm以下。
4. 根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的相位差膜,其中所述相位差層含有至少一種由 下述通式(I)所表示的鎗化含物,
通式(I)中,環(huán)A表示包含含氫雜環(huán)的四級銨離子;X表示陰離子;L1表示二價連結基;L2表示單鍵或二價連結基;Y1表示具有5元環(huán)或6元環(huán)作為部分結構的二價連結基;Z表示 具有2?20的亞烷基作為部分結構的二價連結基;P1及P2分別獨立地表示具有聚合性乙 烯性不飽和基的一價取代基。
5. 根據(jù)權利要求1至4中任一項所述的相位差膜,其中在所述相位差層中含有選自溴、 硼及硅中的至少一種元素。
6. 根據(jù)權利要求5所述的相位差膜,其中在所述相位差層中,選自溴、硼及硅中的至少 一種元素大多偏向靠近所述中間層的一側。
7. 根據(jù)權利要求1至6中任一項所述的相位差膜,其中形成所述相位差層的液晶化合 物為選自由具有聚合性基的下述通式(IIA)所表示的化合物、及下述通式(IIB)所表示的 化合物所組成的組群中的至少一種化合物, [化2]
R1?R4分別獨立地為-(CH2)n-OOC-CH=CH2,η表示2?5的整數(shù);X及Y分別獨立地 表不氫原子或甲基。
8. 根據(jù)權利要求7所述的相位差膜,其中在所述通式(IIA)或所述通式(IIB)中,X及Y表不甲基。
9. 根據(jù)權利要求7或8所述的相位差膜,其中相對于相位差層的總固體成分,所述相位 差層分別含有3質(zhì)量%以上的所述通式(IIA)所表示的化合物、及所述通式(IIB)所表示 的化合物。
10. 根據(jù)權利要求1至9中任一項所述的相位差膜,其中所述酰化纖維素為乙酸纖維 素。
11. 根據(jù)權利要求1至10中任一項所述的相位差膜,其中在所述支撐體中,酰化纖維素 的平均?;〈菵S滿足2. 00 <DS< 2. 5。
12. 根據(jù)權利要求1至11中任一項所述的相位差膜,其中所述相位差膜的撕裂強度為 L5g·cm/cm?6.Og·cm/cm〇
13. 根據(jù)權利要求1至12中任一項所述的相位差膜,其膜厚為20μm?50μm。
14. 根據(jù)權利要求1至13中任一項所述的相位差膜,其中所述相位差層的膜厚為 0· 5μm?2. 0μm。
15. 根據(jù)權利要求1至14中任一項所述的相位差膜,其中所述中間層為含有具有極性 基的丙烯酸系樹脂的層,所述丙烯酸系樹脂為丙烯酸系單體交聯(lián)而成的層,所述極性基為 羥基。
16. 根據(jù)權利要求1至15中任一項所述的相位差膜,其中所述支撐體為進一步積層有 平均?;〈葹?. 6?3. 0的?;w維素的層作為表面層的支撐體。
17. 根據(jù)權利要求1至16中任一項所述的相位差膜,其中所述支撐體的Rth大于Re, 并且 80nm<Re< 150nm且 80nm<Rth< 150nm, 其中,Re及Rth分別為在25°C、60%RH下利用波長550nm的光測定的面內(nèi)延遲值及厚 度方向的延遲值。
18. 根據(jù)權利要求1至17中任一項所述的相位差膜,其中在所述相位差層中,Re為 Onm?IOnm,Rth為 _250nm?-IOOnm, 其中,Re及Rth分別為在25°C、60%RH下利用波長550nm的光測定的面內(nèi)延遲值及厚 度方向的延遲值。
19. 一種偏光板,其具有偏光膜及保護所述偏光膜的兩面的2片保護膜,并且所述保護 膜的至少一片為根據(jù)權利要求1至18中任一項所述的相位差膜。
20. -種偏光板,在所述2片保護膜中,其中一片為根據(jù)權利要求1至18中任一項所述 的相位差膜,另一片為包含丙烯酸系樹脂的膜。
21. 根據(jù)權利要求19或20所述的偏光板,其膜厚為80μm?120μm。
22. -種液晶顯示裝置,其具有根據(jù)權利要求1至18中任一項所述的相位差膜、或根據(jù) 權利要求19至21中任一項所述的偏光板。
23. -種橫向電場模式的液晶顯示裝置,其使用根據(jù)權利要求1至18中任一項所述的 相位差膜。
24. -種橫向電場模式的液晶顯示裝置,其使用根據(jù)權利要求19至21中任一項所述的 偏光板。
25. -種相位差膜的制造方法,其制造至少依序具有支撐體、中間層及相位差層的相位 差膜,并且所述相位差膜的制造方法依序進行以下工序: 將化合物溶解于溶劑中,將所得的溶液流延至金屬支撐體上后,加以剝離并去除溶劑 而形成所述支撐體,所述化合物為 平均?;〈菵S滿足2. 0 <DS< 2. 6的酰化纖維素,以及 i) 含有平均碳數(shù)為5. 5以上、10. 0以下的二羧酸殘基且具有至少一種芳香族二羧酸殘 基的聚縮合酯、或 ii) 含有1個?12個的至少一個輕基經(jīng)芳香族酯化而成的批喃糖結構或呋喃糖結構的 糖醋; 將溶液涂布于所述支撐體上后加以干燥,使其硬化而形成中間層,所述溶液是使至少 一種聚乙烯醇樹脂、或具有極性基的丙烯酸系樹脂溶解或分散于具有對?;w維素的膨潤 能力或溶解能力的溶劑中而成;以及 將含有聚合性液晶化合物的溶液涂布于所述中間層上,進行干燥,使所述聚合性液晶 化合物垂直取向后,通過聚合使取向狀態(tài)固定,形成所述相位差層。
【文檔編號】G02F1/1335GK104246555SQ201380020862
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年3月28日 優(yōu)先權日:2012年4月13日
【發(fā)明者】武田淳, 松田由紀, 一原信彥 申請人:富士膠片株式會社
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