积层光学体、 光学膜、 使用该光学膜的液晶显示装置与积层 光学体的制造方法 技术领域 本发明涉及一种积层光学体、 光学膜及使用该光学膜的液晶显示装置、 与积层光 学体的制造方法。
背景技术 液晶显示装置包含因其显示机制而需要偏光板作为构成要素。作为偏光板, 目前 广泛地使用通过使聚乙烯醇 (PVA) 系膜吸附二色性物质且经单轴拉伸所得物而获得的偏 光板产品。此种偏光板由于沿长度方向拉伸长条状 PVA 系膜而制造, 故而其吸收轴呈现于 长度方向。
此外, 于液晶显示装置中, 为了光学补偿液晶单元的相位差, 于较多情形时必需将 特定相位差膜设置为使其慢轴与偏光板 ( 实际为偏光板所包含的偏振片 ) 的吸收轴正交。 考虑到前述, 在许多情况下还使用包含偏光板与相位差膜的积层体 ( 所谓与相位差板一体 化的偏光板 )。
考 虑 到 相 位 差 板 一 体 化 的 偏 光 板 的 制 造 效 率, 极其优选所谓卷对卷 (roll-to-roll) 方式 ( 一面分别沿长度方向搬送长条状偏光板及长条状相位差膜, 一面保 持长度方向一致, 该板和该膜彼此连续粘贴 ) 的粘贴。此时, 由于常规偏光板的吸收轴为原 料膜的长度方向 (MD), 故而所粘贴的相位差膜的慢轴必需呈现于原料膜的短边方向 (TD)。 但是, 使相位差膜的慢轴呈现于原料膜的 TD 则是困难的。即使慢轴呈现于原料膜的 TD, 慢 轴呈现的方向在许多情形下也与期望方向很大程度上偏移。更具体而言, 当制作相位差膜 时, 在挤出或浇铸的膜成形时其慢轴将不可避免地呈现于膜的流动方向 ( 长度方向 ), 因此 用于使慢轴呈现于 TD 上而沿其宽度方向 ( 短边方向 ) 拉伸膜, 会导致慢轴方向上偏移扩 大。因此, 当使用常规偏光板 ( 于原料膜长度方向上具有吸收轴的偏光板 ) 来制作相位差 板一体化的偏光板时, 卷对卷方式的粘贴存在很多问题, 故而不得不对每一片偏光板进行 冲裁粘贴。 即便实现通过卷对卷方式地粘贴, 相位差膜的慢轴的偏移如上所述如此大的, 因 而难以实现可供实用的光学特性。此外, 常规偏光板存在高温·高湿环境下其尺寸变化大 的问题。结果, 即便与相位差板一体化的偏光板也存在以下问题。高温·高湿环境下因偏 光板尺寸变化而引起相位差膜变形, 因此发生相位差不均。
因上述问题, 当将与常规相位差板一体化的偏光板 ( 于其 MD 上具有吸收轴的偏光 板与于其 TD 上具有慢轴的相位差膜的积层体 ) 安装于液晶显示装置时, 存在以下问题。产 生显示不均·亮度不均。
另外, 除了如上所述的相位差板一体化的偏光板中共有问题以外, 即使当使用特 定之相位差膜时夜会产生问题。例如, 作为用于扭转向列 (TN)(Twisted Nematic) 的液晶 显示装置的光学补偿膜, 众所周知有包含倾斜配向相位差膜 ( 所谓 O 板 (O-plate)) 的积层 体。当使用 O 板作为相位差膜而制作积层体时, 在其粘贴时必需调整 O 板倾斜配向的方向 ( 背面和正面 )。然而, 制造积层体时, 明确表示 O 板倾斜配向的方向极为困难, 故而使每一
片进行粘贴的方法中, 存在如因倾斜配向方向的确认作业而导致制造效率降低及因粘贴错 误而导致产率下降地问题。为了解决使每一片板进行粘贴的方法的上述问题, 极其优选上 述卷对卷方式的粘贴。然而如上所述, 常规偏光板因其制造方法而于原料膜的 MD 中具有吸 收轴, 故而使 O 板的慢轴与该吸收轴正交进行卷对卷方式地粘贴时, 必需使 O 板的慢轴呈现 于原料膜的 TD 上。与任何其他相位差膜的情形相同, 使 O 板的慢轴精度良好地呈现于原料 膜的 TD 上是极为困难的。 此外, 于使用常规偏光板及 O 板的积层体中, 例如由于高温· 高湿 环境下偏光板的尺寸变化 ( 例如收缩 ) 而引起 O 板变形, 导致其倾斜配向的角度偏移。结 果难以实现所期望的光学补偿。
现有技术文献
专利文献
专利文献 1 : 日本专利特开 2005-49398 号公报
专利文献 2 : 日本专利特开 2000-121831 号公报
专利文献 3 : 日本专利特开 2001-337225 号公报 发明内容 发明要解决的问题
本发明是为解决上述常规问题研究而成的, 本发明目的在于提供一种制造效率优 异、 其相位差膜的慢轴显示轴偏移极小及该膜相位差不均显示极小且高温·高湿环境下显 示尺寸变化极小的积层光学体。
用于解决问题的方案
根据本发明的一方面, 提供积层光学体。本发明的积层光学体包括 : 长条状偏光 膜, 其沿短边方向上具有吸收轴, 且包含基材层与吸附有二色性物质的亲水性高分子层 ; 及 长条状相位差膜, 其沿长度方向上具有慢轴。该积层光学体系为长条状。
于本发明的一个实施方案中, 上述亲水性高分子层的厚度为 1μm ~ 10μm。
于本发明的另一个实施方案中, 上述基材层也用作上述亲水性高分子层的保护 层。
于本发明的又一个实施方案中, 上述相位差膜包含倾斜配向的分子。 优选地, 上述 相位差膜中的分子沿该相位差膜的厚度方向连续性或间断性倾斜 ; 且当在使该分子平行排 列于面内的情形下倾斜角设定为 0°时, 上述亲水性高分子层侧的倾斜角比该亲水性高分 子层相反侧的倾斜角大 20°~ 70°。 优选地, 上述倾斜配向的分子的平均倾斜角为 10°~ 40°。
于本发明的再一个实施方案中, 上述相位差膜中各上述分子的折射率椭圆体具有 nx > ny = nz 的关系。优选地, 上述积层光学体于上述相位差膜与上述亲水性高分子层相 反侧上进一步包括长条状第 2 相位差膜, 该第 2 相位差膜沿其短边方向上具有慢轴, 且折射 率椭圆体具有 nx > ny > nz 的关系。优选地, 上述第 2 相位差膜的面内相位差值 Re2[590] 为 80 ~ 160nm, Nz 系数为 1.1 ~ 1.8。
于本发明的又一个实施方案中, 上述相位差膜中各上述分子的折射率椭圆体具有 nx = ny > nz 的关系。优选地, 上述相位差膜的面内相位差值 Re1[590] 为 100nm 以下, 厚 度方向的相位差值 Rth1[590] 为 50nm ~ 200nm。优选地, 上述积层光学体进一步包括长条
状第 2 相位差膜。该第 2 相位差膜的面内相位差值 Re2[590] 小于 100nm, 且厚度方向的相 位差值 Rth2[590] 小于 200nm。优选地, 上述相位差膜与上述第 2 相位差膜的面内相位差值 的合计值 Re1+2[590] 为 10nm 以上至小于 200nm, 厚度方向的相位差值的合计值 Rth1+2[590] 为 50nm ~ 300nm。
根据本发明的其他方面, 而提供一种长条状积层光学体的制造方法。该制造方 法包括 : 对长条状基材施涂含有亲水性高分子的组合物以形成薄膜 ; 一起拉伸该薄膜与该 基材 ; 将该经拉伸的薄膜染色从而获得包含基材层与亲水性高分子层的长条状偏光膜 ; 以 及, 在使该偏光膜与长条状相位差膜长度方向一致的同时, 连续地粘贴。
于本发明的一个实施方案中, 上述薄膜沿其短边方向与上述基材一起进行拉伸。
根据本发明的又一方面, 而提供一种光学膜。该光学膜通过裁切或冲裁上述积层 光学体而获得。
根据本发明的再一方面, 而提供一种液晶显示装置。该液晶显示装置包含上述光 学膜与液晶单元。
发明的效果
根据本发明, 可使用极薄且沿短边方向上具有吸收轴的偏光膜, 因而利用卷对卷 方式该膜与沿其长度方向上具有慢轴的相位差膜进行积层。因此, 可获得相位差膜慢轴 的轴偏移极小的积层光学体。此外, 由于如上述般此类极薄偏光膜的尺寸变化率 ( 尤其高 温·高湿环境下 ) 极小, 故而积层光学体中因偏光膜尺寸变化而引起的相位差膜变形也变 得极小。其结果, 积层光学体的相位差不均变得极小。作为上述效果协同作用的结果, 本发 明的积层光学体当将其组装于液晶显示装置中时, 便可实现示出显示不均极小的液晶显示 装置。 此外, 本发明的积层光学体由于可以卷对卷方式地制造, 因此积层光学体的制造效率 优异。 附图说明 图 1A 是根据本发明优选实施方案的积层光学体的概略剖面图 ;
图 1B 是根据本发明其他优选实施方案的积层光学体的概略剖面图 ;
图 2(a) 是用以说明倾斜配向中分子排列状态的概略剖面图, 图 2(b) 是用以说明 混合配向中分子排列状态的概略剖面图 ;
图 3 是说明根据本发明优选实施方案的积层光学体的制造方法中的一个步骤的 概略图 ;
图 4 是根据本发明优选实施方案的液晶显示装置的概略剖面图 ;
图 5A 是拍摄实施例 1 中获得的液晶显示装置中显示画面 ( 黑图像 ) 所得照片 ;
图 5B 是表示实施例 1 中获得的液晶显示装置中显示画面的亮度分布的图像 ;
图 6A 是拍摄实施例 2 中获得的液晶显示装置中显示画面 ( 黑图像 ) 所得照片 ;
图 6B 是表示实施例 2 中获得的液晶显示装置中显示画面的亮度分布的图像 ;
图 7A 是拍摄比较例 1 中获得的液晶显示装置中显示画面 ( 黑图像 ) 所得照片 ;
图 7B 是表示比较例 1 中获得的液晶显示装置中显示画面的亮度分布的图像 ;
图 8A 是拍摄比较例 2 中获得的液晶显示装置中显示画面 ( 黑图像 ) 所得照片 ; 及
图 8B 是表示比较例 2 中获得的液晶显示装置中显示画面的亮度分布的图像。
附图标记说明 10 积层光学体 10′ 光学膜 11 偏光膜 11a 基材层 11b 亲水性高分子层 12 相位差膜 13 第 2 相位差膜 20 液晶单元 100 液晶显示装置具体实施方式
以下, 就本发明的优选实施方案进行说明。然而, 本发明并不限定于这些实施方 案。
A. 积层光学体的整体构成 图 1 是各自根据本发明优选实施方案的积层光学体的概略剖面图。 积层光学体 10 由偏光膜 11 与相位差膜 12 积层而成。偏光膜 11 是基材层 11a 与亲水性高分子层 11b( 于 本说明书中, 有时也称为 “偏光薄膜” ) 的积层体。亲水性高分子层 11b 中吸附有二色性物 质。积层光学体 10 为长条状。于本说明书中, 术语 ‘长条状’ , 是指长度 ( 长度方向 ) 相对 其宽度 ( 短边方向 ) 为 10 倍以上的产品。本发明的积层光学体优选为卷状。
偏光膜 11( 实质为亲水性高分子层 11b) 沿短边方向具有吸收轴。相位差膜 12 于 长度方向具有慢轴。因此, 偏光膜的吸收轴与相位差膜的慢轴实质正交。当使用如上所述 沿短边方向上具有吸收轴的此类长条状偏光膜时, 该膜与长度方向上具有慢轴的相位差膜 彼此进行所谓卷对卷方式地粘贴。 其结果, 与使每一片进行粘贴的情形相比, 制造效率得到 显著改善。此外, 若为卷对卷方式地粘贴, 则与使每一片进行粘贴的情形相比, 可显著减小 慢轴方向的偏差。 此外, 由于可采用长度方向上具有慢轴的相位差膜, 故而长条状相位差膜 制造的容易性显著改善, 且相位差膜的慢轴方向可容易地控制。 此外, 因短边方向上具有吸 收轴的长条状偏光膜可以制作为宽的, 故而该膜可适当地应用于大型液晶显示装置等。本 发明重大成果之一是实际制作出具有实用上可容许的光学特性、 且短边方向上具有吸收轴 的长条状偏光膜的事实。于本说明书中, 应注意术语 ‘短边方向’ 包含与短边方向实质平行 的方向, 术语 ‘长度方向’ 包含与长度方向实质平行的方向。短语 ‘实质平行’ 包含两个方 向所成角度为 0° ±1°的情形, 该角度优选为 0° ±0.5°。此外, 短语 ‘实质正交’ 包含 两个方向所成角度为 90° ±1°的情形, 该角度优选为 90° ±0.5°。
基材层 11a 可起到亲水性高分子层 11b 的保护膜的作用。亲水性高分子层 11b 与 相位差膜 12, 可以通过任意适合的粘合剂层或压敏粘合剂层 ( 未图示 ) 而粘贴。在基材层 11a 与亲水性高分子层 11b 之间、 和 / 或亲水性高分子层 11b 与粘合剂层或压敏粘合剂层之 间, 可设置任意适合的易粘合层 ( 例如丙烯酸类树脂的易粘合层, 未图示 )。此外, 可以在 亲水性高分子层 11b 与相位差膜 12 之间设置保护膜 ( 也称为 “内侧保护膜” , 未图示 )。此 外, 可以在基材层 11a 的与亲水性高分子层 11b 的相反侧 ( 即基材层 11a 的外侧 ), 根据目
的而设置任意适合的表面处理层 ( 未图示 )。作为表面处理层, 例如可列举经实施硬涂处 理、 抗反射处理、 抗黏处理、 扩散处理 ( 防眩处理 ) 等的处理层。
作为相位差膜 12, 只要在其长度方向上具有慢轴从而可获得本发明的效果, 则可 采用任意适合的相位差膜。在一实施方案中, 相位差膜 12 的折射率椭圆体呈现 nx > ny = nz 或 nx > ny > nz 的关系。在另一实施方案中, 相位差膜 12 为包含倾斜配向的分子的所 谓的 O 板。相位差膜 12 的详细内容将于下述 A-2 项中加以说明。
在一实施方案中, 本发明的积层光学体可进一步包括第 2 相位差膜。第 2 相位差 膜的光学特性及配置位置可根据目的、 相位差膜 12( 以下, 为方便起见有时也称为 “第 1 相 位差膜” ) 的光学特性等而适当设定。例如, 第 2 相位差膜 13 可如图 1B 所示, 在积层光学 体 10 中可以配置于第 1 相位差膜 12 的与亲水性高分子层 11b 的相反侧, 或者可以配置于 第 1 相位差膜 12 与亲水性高分子层 11b 之间 ( 未图示 )。第 2 相位差膜 13 的详细内容将 于下述的 A-3 项中加以说明。
在一实施方案中, 本发明的积层光学体可以在基材层 11a 的与亲水性高分子层 11b 的相反侧 ( 即基材层 11a 的外侧 ) 进一步包括增亮膜 ( 未图示 )。在另一实施方案中, 可以在亲水性高分子层 11b 的与相位差膜 12 的相反侧直接积层增亮膜 ( 即, 可以在剥离基 材层 11a 之后, 在亲水性高分子层 11b 上积层增亮膜, 未图示 )。包括增亮膜的积层光学体 例如可较好地用作背光侧的偏光板。 此时, 将积层光学体代表性地配置, 使得增亮膜可以在 背光侧。优选, 增亮膜通过任意适合的压敏粘合剂或粘合剂而积层于积层光学体上。优选, 该压敏粘合剂或粘合剂配置成无空隙地填充在增亮膜与积层光学体 ( 实质上为基材层 11a 或亲水性高分子层 11b) 之间。可通过如此构成, 而抑制在积层光学体与空气的界面的反 射, 从而抑制面板亮度降低。作为增亮膜, 可根据目的而使用任意适合的增亮膜。增亮膜例 如可列举 : 由具有折射率差的 2 种以上的材料所形成的 2 层以上的多层薄膜积层体、 使用具 有折射率的 2 种以上的树脂的 2 层以上的树脂积层体经拉伸所得的产物、 由具有折射率的 2 种以上的材料所形成的 2 层以上的双折射层多层薄膜积层体。增亮膜例如可为 3M 公司制 造的以商品名 DBEF 市售的反射偏振片。在使用反射偏振片作为增亮膜的情形时, 反射偏振 片配置为其偏光透射轴与偏光膜 11 的吸收轴正交。若使用反射偏振片作为增亮膜, 则可通 过卷对卷而使长条状增亮膜与长条状积层光学体粘贴。 即, 在常规偏光板中, 由于其吸收轴 位于原料膜的 MD 上, 因而必需使要粘贴的增亮膜的偏光透射轴呈现于 TD 上。另一方面, 根 据本发明, 由于偏光膜的吸收轴位于短边方向上, 因而可通过卷对卷使长条状增亮膜与长 条状积层光学体粘贴。再者, 可用于本发明的增亮膜的厚度具有代表性的是 50 ~ 200μm 左右。
当在 80℃的恒温环境试验室中保管 500 小时的条件下, 上述积层光学体 10 的尺寸 变化率优选为 0.2%以下, 更优选为 0.1%以下。此外, 当在 60℃、 90% RH 的恒温·恒湿试 验室中保管 500 小时的条件下, 上述尺寸变化率优选为 0.12%以下, 更优选为 0.08%以下。
A-1. 偏光膜
如上所述, 偏光膜 11 为基材层 11a 与亲水性高分子层 11b 的积层体。具有代表性 的是, 基材层 11a 与亲水性高分子层 11b 不通过任何粘合剂层和压敏粘合剂层而以紧密的 方式积层。由于亲水性高分子层 11b 极薄, 偏光膜的厚度由基材层 11a 的厚度支配, 其优选 为 10μm ~ 90μm, 更优选 21μm ~ 90μm, 特别优选 21μm ~ 80μm。当在 80℃的恒温环境试验室中保管 500 小时的条件下, 偏光膜 11 的尺寸变化率优 选为 2%以下, 更优选 0.5%以下。通常, 偏光板的尺寸变化率由最容易伸缩的偏振片的尺 寸变化支配。根据用于本发明的偏光膜, 由于亲水性高分子层 ( 于 A-1-2 项中详细说明 ) 与通常的偏振片相比极薄, 因而亲水性高分子层的尺寸变化极小, 其结果, 偏光膜整体的尺 寸变化率变得极小。此外, 推测到因为 A-1-2 项中记载的偏光膜的制造方法的复合作用, 使 得尺寸变化率减小。
A-1-1. 基材层
作为基材层 11a, 只要可获得本发明的效果, 则可采用任意适合的高分子膜。基材 层优选为包含拉伸性优异的高分子膜, 更优选包含可以以 5 倍以上的拉伸率拉伸的高分子 膜。这种膜可在与用于形成亲水性高分子层的组合物紧密接触的状态下进行良好拉伸。此 外, 基材层优选为包含具有优异平滑性的膜。这种膜可均匀地涂布用于形成亲水性高分子 层的组合物。在一实施方案中, 基材层为包含具有正的固有双折射的高分子膜。当使用这 种膜时, 可以通过拉伸使亲水性高分子层 ( 偏光薄膜 ) 的吸收轴与基材层的慢轴 ( 呈现时 ) 实质平行。在其他实施方案中, 基材层为包含具有负的特性双折射的高分子膜。当使用这 种膜时, 可以通过拉伸使亲水性高分子层的吸收轴与基材层的慢轴 ( 呈现时 ) 实质正交。
作为构成如上所述的基材层的高分子的具体例, 可列举 : ( 甲基 ) 丙烯酸类树脂、 烯烃类树脂、 环烯烃类树脂 ( 如降冰片烯类树脂 )、 聚酯类树脂、 聚碳酸酯类树脂。这些中, 优选降冰片烯类树脂、 聚酯类树脂, 更优选降冰片烯类树脂。 降冰片烯类树脂和聚酯类树脂 不仅拉伸性良好而且透明性优异, 此外, 由该类树脂形成的膜的透湿度较低, 因而可直接用 作偏振片的保护膜。 降冰片烯类树脂的膜的尺寸稳定性尤其优异。 上述高分子可单独使用, 也可组合使用。
作为上述 ( 甲基 ) 丙烯酸类树脂, 例如可列举 : 聚甲基丙烯酸甲酯等的聚 ( 甲基 ) 丙烯酸酯、 甲基丙烯酸甲酯 -( 甲基 ) 丙烯酸共聚物、 甲基丙烯酸甲酯 -( 甲基 ) 丙烯酸酯共 聚物、 甲基丙烯酸甲酯 - 丙烯酸酯 -( 甲基 ) 丙烯酸共聚物、 ( 甲基 ) 丙烯酸甲酯 - 苯乙烯 共聚物 (MS 树脂等 )、 含有脂环族烃基的聚合物 ( 如甲基丙烯酸甲酯 - 甲基丙烯酸环己酯共 聚物、 甲基丙烯酸甲酯 -( 甲基 ) 丙烯酸降冰片酯共聚物等 )、 具有戊二酸酐结构的 ( 甲基 ) 丙烯酸类树脂、 具有内酯环结构的 ( 甲基 ) 丙烯酸类树脂、 具有戊二酰亚胺结构的 ( 甲基 ) 丙烯酸类树脂。优选具有内酯环结构的 ( 甲基 ) 丙烯酸类树脂。其原因在于可获得具有高 耐热性、 高透明性、 高机械强度的膜。
作为上述烯烃类树脂, 例如可列举包含乙烯或者碳数为 3 ~ 20 的直链或支链的 α- 烯烃的 ( 共 ) 聚合物。作为 α- 烯烃, 例如可列举 : 丙烯、 1- 丁烯、 1- 戊烯、 1- 己烯、 1- 庚烯、 1- 辛烯、 1- 壬烯、 1- 癸烯、 1- 十一烯、 1- 十二烯、 1- 十三烯、 1- 十四烯、 1- 十五烯、 1- 十六烯、 1- 十七烯、 1- 十八烯、 1- 十九烯、 1- 二十烯、 3- 甲基 -1- 丁烯、 3- 甲基 -1- 戊烯、 4- 甲基 -1- 戊烯、 2- 乙基 -1- 己烯、 2, 2, 4- 三甲基 -1- 戊烯。烯烃类树脂优选为聚 (3- 甲 基 -1- 戊烯 )、 聚 (4- 甲基 -1- 戊烯 )。
作为上述降冰片烯类树脂, 例如可列举 : 降冰片烯类单体的开环 ( 共 ) 聚合物、 降 冰片烯类单体的加成聚合物、 降冰片烯类单体与乙烯和丙烯等的 α- 烯烃的共聚物 ( 具有 代表性的是无规共聚物 )、 以及用不饱和羧酸或其衍生物改性这些聚合物所得的接枝改性 产物、 以及这些聚合物的氢化物。作为降冰片烯类单体, 例如可列举降冰片烯, 以及其烷基和 / 或亚烷基取代物如 5- 甲基 -2- 降冰片烯、 5- 二甲基 -2- 降冰片烯、 5- 乙基 -2- 降冰片 烯、 5- 丁基 -2- 降冰片烯、 5- 亚乙基 -2- 降冰片烯等, 以及其卤素等极性基取代物 ; 二环戊 二烯和 2, 3- 二氢二环戊二烯等 ; 二甲桥八氢化萘, 其烷基和 / 或亚烷基取代物, 以及其卤素 等极性基取代物, 例如 : 6- 甲基 -1, 4:5, 8- 二甲桥 -1, 4, 4a, 5, 6, 7, 8, 8a- 八氢化萘、 6- 乙 基 -1, 4:5, 8- 二甲桥 -1, 4, 4a, 5, 6, 7, 8, 8a- 八氢化萘、 6- 亚乙基 -1, 4:5, 8- 二甲桥 -1, 4, 4a, 5, 6, 7, 8, 8a- 八氢化萘、 6- 氯 -1, 4:5, 8- 二甲桥 -1, 4, 4a, 5, 6, 7, 8, 8a- 八氢化萘、 6- 氰 基 -1, 4:5, 8- 二甲桥 -1, 4, 4a, 5, 6, 7, 8, 8a- 八氢化萘、 6- 吡啶基 -1, 4:5, 8- 二甲桥 -1, 4, 4a, 5, 6, 7, 8, 8a- 八氢化萘和 6- 甲氧基羰基 -1, 4:5, 8- 二甲桥 -1, 4, 4a, 5, 6, 7, 8, 8a- 八氢 化萘等 ; 环戊二烯的三聚物和四聚物, 例如 : 4, 9:5, 8- 二甲桥 -3a, 4, 4a, 5, 8, 8a, 9, 9a- 八 氢 -1H- 苯并茚 (benzoindene)、 4, 11:5, 10:6, 9- 三甲桥 -3a, 4, 4a, 5, 5a, 6, 9, 9a, 10, 10a, 11, 11a- 十二氢 -1H- 环戊蒽等。
作为上述聚酯类树脂, 例如可列举 : PET(polyethylene terephthalate, 聚对苯二 甲酸乙二酯 )、 PAR(polyarylate, 聚芳酯 )、 PEN(polyethylene naphthalate, 聚萘二甲酸乙 二酯 )、 PBT(polybutylene terephthalate, 聚对苯二甲酸丁二酯 )、 其改性物或共聚物、 以 及其与其他树脂的混合物 ( 聚合物合金 )。这些中, 优选无定形的 PET, 或者 PET/PC、 PAR/ PC 等混合物。 作为上述聚碳酸酯类树脂, 优选使用芳香族聚碳酸酯。 作为芳香族聚碳酸酯, 具有 代表性的是可通过碳酸酯前驱物与芳香族二酚化合物反应而获得的那些。 作为碳酸酯前驱 物的具体例, 可列举 : 碳酰氯 (phosgene)、 二酚类的双氯甲酸酯、 碳酸二苯酯、 碳酸二 -( 对 甲苯基 ) 酯、 碳酸苯基 ( 对甲苯基 ) 酯、 碳酸二 ( 对氯苯基 ) 酯、 碳酸二萘酯等。其中, 优选 碳酰氯和碳酸二苯酯。作为芳香族二酚化合物的具体例, 可列举 : 2, 2- 双 (4- 羟基苯基 ) 丙烷、 2, 2- 双 (4- 羟基 -3, 5- 二甲基苯基 ) 丙烷、 双 (4- 羟基苯基 ) 甲烷、 1, 1- 双 (4- 羟基 苯基 ) 乙烷、 2, 2- 双 (4- 羟基苯基 ) 丁烷、 2, 2- 双 (4- 羟基 -3, 5- 二甲基苯基 ) 丁烷、 2, 2- 双 (4- 羟基 -3, 5- 二丙基苯基 ) 丙烷、 1, 1- 双 (4- 羟基苯基 ) 环己烷、 1, 1- 双 (4- 羟基 苯基 )-3, 3, 5- 三甲基环己烷等。 它们可单独使用, 或 2 种以上组合使用。 优选使用 2, 2- 双 (4- 羟基苯基 ) 丙烷、 1, 1- 双 (4- 羟基苯基 ) 环己烷、 1, 1- 双 (4- 羟基苯基 )-3, 3, 5- 三甲 基环己烷。特别优选 2, 2- 双 (4- 羟基苯基 ) 丙烷与 1, 1- 双 (4- 羟基苯基 )-3, 3, 5- 三甲 基环己烷组合使用。
上述基材层的拉伸前厚度优选为 50μm ~ 200μm, 更优选 100μm ~ 200μm。拉 伸后的厚度 ( 即偏光膜中基材层的厚度 ) 优选为 20μm ~ 80μm, 更优选 30μm ~ 60μm。
A-1-2. 亲水性高分子层
亲水性高分子层 11b 可起到偏振片的作用。亲水性高分子层 11b 可通过对基材 ( 最终成为基材层 ) 涂布包含乙烯醇类树脂的组合物 ( 以下, 也称为乙烯醇组合物 ) 形成薄 膜, 并一起拉伸该薄膜与基材, 且将该拉伸的薄膜染色而获得 ( 实质上获得基材层 / 亲水性 高分子层形成为一体的偏光膜 )。
作为乙烯醇类树脂, 例如可列举聚乙烯醇、 乙烯 - 乙烯醇共聚物。聚乙烯醇可通过 将聚乙酸乙烯酯皂化而获得。乙烯 - 乙烯醇共聚物可通过将乙烯 - 乙酸乙烯酯共聚物皂化 而获得。上述乙烯醇类树脂的皂化度优选为 95.0 摩尔%~ 99.95 摩尔%, 更优选 99.0 摩 尔%~ 99.93 摩尔%。上述皂化度可依据 JIS K 6726-1994 而求出。可通过使用皂化度处
于上述范围内的乙烯醇类树脂, 获得耐久性优异的偏振片。
上述乙烯醇类树脂的平均聚合度可根据目的而适当选择。 上述平均聚合度优选为 1200 ~ 4500, 更优选 1600 ~ 4300。再者, 平均聚合度可依据 JIS K 6726-1994 而求出。
上述乙烯醇组合物具有代表性的是通过将乙烯醇系树脂溶解于适合的溶剂中所 得的溶液。作为溶剂的代表例, 可列举水、 温水和热水。溶液中乙烯醇类树脂的浓度为 3 重 量%~ 20 重量%。若为上述树脂浓度, 可形成紧密接合于基材的均匀的涂布膜。
上述乙烯醇组合物优选含有塑化剂和 / 或表面活性剂。作为上述塑化剂, 例如可 列举乙二醇或丙三醇等多元醇。作为上述表面活性剂, 例如可列举非离子表面活性剂。上 述塑化剂和表面活性剂是为了进一步提升所得薄膜的染色性、 拉伸性而使用。上述乙烯醇 组合物可根据目的进一步含有任意适合的添加剂。
作为上述乙烯醇组合物的涂布方法, 可采用任意适合的方法。作为具体例, 可列 举: 辊涂法、 旋涂法、 线棒涂布法、 浸涂法、 挤出涂布法、 帘涂法、 喷涂法等。 根据本发明, 仅通 过涂布乙烯醇组合物, 便可无需通过粘合剂层或压敏粘合剂层而使基材与薄膜紧密接合积 层。其结果, 可使所得偏光膜的尺寸变化率减小。涂布时, 也可预先底涂乙烯醇组合物。
通过使上述涂布的乙烯醇组合物干燥形成薄膜。 干燥可为自然干燥, 也加热干燥, 或其组合。干燥后拉伸前的薄膜厚度优选为 2μm ~ 50μm。 接着, 一起拉伸上述基材 / 薄膜。可通过一起拉伸基材 / 薄膜, 获得所得偏光膜的 内部应力降低且尺寸变化率较小的偏光膜。作为拉伸上述基材 / 薄膜的方法, 可采用任意 适合的拉伸方法。 作为具体例, 可列举 : 纵向单轴拉伸法、 横向单轴拉伸法、 纵横同时双轴拉 伸法, 纵横逐次双轴拉伸法等。 作为拉伸装置, 可使用 : 辊拉伸机、 拉幅拉伸机或双轴拉伸机 等任意适合的拉伸机。 可以根据对所得亲水性高分子层所期望的光学特性适当设定拉伸率 和拉伸温度。 拉伸率优选为 3 倍~ 7 倍, 拉伸温度优选为基材的玻璃化转变温度 ±20℃、 或 100℃~ 180℃。在一实施方案中, 拉伸方向为长条状基材 / 薄膜的短边方向。可以通过沿 短边方向拉伸, 使吸收轴呈现于短边方向, 并可以获得较好地广泛应用于大画面液晶显示 装置的偏光膜。
上述拉伸的基材 / 薄膜经受染色处理, 以及视需要的膨润处理、 交联处理、 水洗处 理以及干燥处理 ( 水分率的调节处理 ), 而获得具有基材层 / 亲水性高分子层的构成的偏 光膜。 拉伸后通过进行染色, 获得所得偏光膜的内部应力降低且尺寸变化率较小的偏光膜。 作为染色处理, 具有代表性的是浸渍于含有二色性物质 ( 具有代表性的是碘、 二色性染料 ) 的染色浴中的湿式染色。基材 / 薄膜浸渍于染色浴中的合计时间优选为 5 秒~ 240 秒。如 果是上述浸渍时间, 则可以仅对薄膜染色, 而不会对基材造成影响。 二色性物质通过染色处 理吸附于薄膜 ( 最终为亲水性高分子层 ) 上。在一实施方案中, 上述拉伸的基材 / 薄膜在 高温 ( 例如 130℃~ 180℃ ) 下进行干式拉伸后, 进行湿式染色。可通过采用该顺序进一步 降低所得偏光膜的内部应力, 从而可获得尺寸变化率极小的偏光膜。 对于膨润处理、 交联处 理、 水洗处理以及干燥处理, 由于采用业界通常的实施条件, 因而省略其详细说明。
所获得的亲水性高分子层的厚度优选为 1μm ~ 10μm, 更优选 1μm ~ 6μm, 特优 选 1μm ~ 4μm。用于本发明的亲水性高分子层与通常的偏振片 ( 将乙烯醇类膜拉伸·染 色而获得的偏振片, 代表性的厚度为 10μm ~ 25μm 左右 ) 相比极薄, 因而亲水性高分子层 自身的尺寸变化极小。此外, 如以上所述, 可根据本发明所使用的偏光膜的制造方法, 推测
出以下处理分别有助于降低所得偏光膜的尺寸变化率 : (1) 对基材与薄膜直接进行紧密接 合积层 ; (2) 一起拉伸基材和薄膜 ; 及 (3) 拉伸后进行染色。可推测出在亲水性高分子层自 身的尺寸变化极小以及因制造方法而使得尺寸变化率降低的复合作用下, 使偏光膜整体的 尺寸变化率变得极小。
上述亲水性高分子层 ( 偏光薄膜 ) 在 23℃下测定的波长 550nm 的透射率 ( 也称为 单体透射率 ) 优选为 39%~ 46%, 更优选 42%~ 46%。
上述亲水性高分子层 ( 偏光薄膜 ) 的偏光度优选为 99.0%以上。此外, 偏光度的 理论上限为 100%。 通过使单体透射率和偏光度在上述范围内, 可获得正向漏光较小 ( 最终 为对比度较高 ) 的液晶显示装置。
上述亲水性高分子层 ( 偏光薄膜 ) 的美国国家标准局 (NBS) 的色相 a 值 ( 单体 a 值 ) 优选为 -2.0 以上, 更优选 -1.8 以上。此外, 上述 a 值的理想值为 0。此外, 上述亲水性 高分子层的美国国家标准局 (NBS) 的色相 b 值 ( 单体 b 值 ) 优选为 4.2 以下, 更优选 4.0 以下。此外, 上述 b 值的理想值为 0。通过使亲水性高分子层的各 a 值和 b 值为接近 0 的数 值, 可获得图像显示色彩鲜艳的液晶显示装置。本发明的重大成果之一为实际制作出与在 先的偏振片相比极薄 ( 因尺寸变化率小 ) 并且具有如上所述的实用上可容许的光学特性的 偏光薄膜 ( 亲水性高分子层 ), 最终实际制作出偏光膜。 A-2. 相位差膜
如上所述, 相位差膜 12 在长度方向上具有慢轴。作为相位差膜 12, 只要长度方向 上具有慢轴并且可以与上述偏光膜 11 积层, 就可根据目的而采用任意适合的相位差膜。以 下, 说明用于本发明的相位差膜的代表例。
A-2-1. 折射率椭圆体呈现 nx > ny = nz 或 nx > ny > nz 的关系的相位差膜
在一实施方案中, 相位差膜 12 的折射率椭圆体呈现 nx > ny = nz 或 nx > ny > nz 的关系。此处, nx 是指在膜面内折射率达到最大的方向 ( 慢轴方向 ) 的折射率, ny 是指 在膜面内与慢轴方向正交的方向 ( 快相方向 ) 的折射率, nz 是指在膜厚度方向的折射率。
在一实施方案中, 相位差膜 12 的折射率椭圆体系呈现 nx > ny = nz 关系。在本 说明书中, “ny = nz” 不仅包括 ny 与 nz 严格相等的情形, 还包括 ny 与 nz 实质相等的情形。 更具体地, 术语 “ny = nz” 是指 Nz 系数 ( = Rth/Re) 超过 0.9 并低于 1.1。折射率椭圆体 呈现 nx > ny = nz 关系的相位差膜在波长 590nm 下的面内相位差值 (Re[590]) 可根据目 的设定为任意适当值。在一实施方案中, 该相位差膜的 Re[590] 优选为 20nm ~ 150nm, 更 优选 30nm ~ 130nm, 特别优选 40nm ~ 120nm。通过使面内相位差值为上述范围内, 可以进 行更适当的液晶单元的光学补偿, 从而可以获得斜向对比度高的液晶显示装置。 此外, 在本 说明书中, 所谓的面内相位差值 (Re[λ]), 是指在 23℃下波长 λ(nm) 下的面内相位差值。 当使膜的厚度为 d(nm) 时, Re[λ] 可通过 Re[λ] = (nx-ny)×d 求出。折射率椭圆体呈现 nx > ny = nz 的关系的相位差膜在波长 590nm 下的厚度方向的相位差值 (Rth[590]) 也可 以根据目的设定任意适合的值。 此外, 在本说明书中, 所谓的厚度方向相位差值 (Rth[λ]), 是指在 23℃下波长 λ(nm) 下的厚度方向相位差值。当使膜的厚度为 d(nm) 时, Rth[λ] 可 通过式 Rth[λ] = (nx-nz)×d 求出。因此, 在折射率椭圆体呈现 nx > ny = nz 的关系的 相位差膜中, 面内相位差 Re 与厚度方向相位差 Rth 为实质相等。
上述相位差膜的厚度可根据目的或所期望的面内相位差以及厚度方向相位差而
适当设定。在一实施方案中, 相位差膜的厚度优选为 20 ~ 150μm。
上述相位差膜可通过对高分子膜进行拉伸处理而形成。具体而言, 通过适当地选 择聚合物的种类、 拉伸条件 ( 例如拉伸温度、 拉伸率和拉伸方向 )、 和拉伸方法等, 可以获得 具有所期望的光学特性 ( 例如折射率椭圆体、 面内相位差和厚度方向相位差 ) 的相位差膜。 在一实施方案中, 拉伸温度优选为 110 ~ 170℃, 拉伸率优选为 1.10 ~ 1.67 倍。作为拉伸 方法, 例如可列举纵向单轴拉伸。 通过使用此种拉伸方法, 可获得长度方向上具有慢轴的长 条状相位差膜。
作为形成上述高分子膜的树脂, 可采用任意适合的聚合物。作为具体例, 可列举 : 降冰片烯类树脂、 聚碳酸酯类树脂、 纤维素类树脂、 聚乙烯醇类树脂和聚砜类树脂等具有正 的固有双折射的树脂。其中, 优选降冰片烯类树脂、 聚碳酸酯类树脂和纤维素类树脂, 特别 优选降冰片烯系树脂。关于降冰片烯类树脂及聚碳酸酯类树脂的详细内容, 与上述 A-1-1 项中的说明相同。
作为上述纤维素类树脂, 可采用任意适合的纤维素类树脂 ( 具有代表性的是纤 维素与酸的酯 )。优选纤维素类树脂由乙酰基和丙酰基取代。纤维素类树脂的取代度 “DSac( 乙酰基取代度 )+DSpr( 丙酰基取代度 )” ( 表示存在于纤维素重复单元中的 3 个羟 基由乙酰基或丙酰基平均取代了多少 ) 的下限优选为 2 以上, 更优选 2.3 以上, 更优选 2.6 以上。 “DSac+DSpr” 的上限优选为 3 以下, 更优选 2.9 以下, 更优选 2.8 以下。通过使纤维 素系树脂的取代度在上述范围内, 可获得具有所期望的折射率分布的相位差膜。
上述 DSpr( 丙酰基取代度 ) 的下限优选为 1 以上, 更优选 2 以上, 更优选 2.5 以 上。DSpr 的上限优选为 3 以下, 更优选 2.9 以下, 更优选 2.8 以下。通过使 DSpr 在上述范 围内, 可使纤维素类树脂在溶剂中的溶解性提高, 使所得相位差膜的厚度变得容易控制。 此 外, 通过使 “DSac+DSpr” 在上述范围, 并且使 DSpr 在上述范围内, 可获得具有所期望的光学 特性并具有逆分散的波长依赖性的相位差膜。
于本发明的一个实施方案中, 上述亲水性高分子层的厚度为 1μm ~ 10μm。
于本发明的另一个实施方案中, 上述基材层也用作上述亲水性高分子层的保护 层。
于本发明的又一个实施方案中, 上述相位差膜包含倾斜配向的分子。 优选地, 上述 相位差膜中的分子沿该相位差膜的厚度方向连续性或间断性倾斜 ; 且当在使该分子平行排 列于面内的情形下倾斜角设定为 0°时, 上述亲水性高分子层侧的倾斜角比该亲水性高分 子层相反侧的倾斜角大 20°~ 70°。 优选地, 上述倾斜配向的分子的平均倾斜角为 10°~ 40°。
于本发明的再一个实施方案中, 上述相位差膜中各上述分子的折射率椭圆体具有 nx > ny = nz 的关系。优选地, 上述积层光学体于上述相位差膜与上述亲水性高分子层相 反侧上进一步包括长条状第 2 相位差膜, 该第 2 相位差膜沿其短边方向上具有慢轴, 且折射 率椭圆体具有 nx > ny > nz 的关系。优选地, 上述第 2 相位差膜的面内相位差值 Re2[590] 为 80 ~ 160nm, Nz 系数为 1.1 ~ 1.8。
于本发明的又一个实施方案中, 上述相位差膜中各上述分子的折射率椭圆体具有 nx = ny > nz 的关系。优选地, 上述相位差膜的面内相位差值 Re1[590] 为 100nm 以下, 厚 度方向的相位差值 Rth1[590] 为 50nm ~ 200nm。优选地, 上述积层光学体进一步包括长条
状第 2 相位差膜。该第 2 相位差膜的面内相位差值 Re2[590] 小于 100nm, 且厚度方向的相 位差值 Rth2[590] 小于 200nm。优选地, 上述相位差膜与上述第 2 相位差膜的面内相位差值 的合计值 Re1+2[590] 为 10nm 以上至小于 200nm, 厚度方向的相位差值的合计值 Rth1+2[590] 为 50nm ~ 300nm。
根据本发明的其他方面, 而提供一种长条状积层光学体的制造方法。该制造方 法包括 : 对长条状基材施涂含有亲水性高分子的组合物以形成薄膜 ; 一起拉伸该薄膜与该 基材 ; 将该经拉伸的薄膜染色从而获得包含基材层与亲水性高分子层的长条状偏光膜 ; 以 及, 在使该偏光膜与长条状相位差膜长度方向一致的同时, 连续地粘贴。
于本发明的一个实施方案中, 上述薄膜沿其短边方向与上述基材一起进行拉伸。
根据本发明的又一方面, 而提供一种光学膜。该光学膜通过裁切或冲裁上述积层 光学体而获得。
根据本发明的再一方面, 而提供一种液晶显示装置。该液晶显示装置包含上述光 学膜与液晶单元。
发明的效果
根据本发明, 可使用极薄且沿短边方向上具有吸收轴的偏光膜, 因而利用卷对卷 方式该膜与沿其长度方向上具有慢轴的相位差膜进行积层。因此, 可获得相位差膜慢轴 的轴偏移极小的积层光学体。此外, 由于如上述般此类极薄偏光膜的尺寸变化率 ( 尤其高 温·高湿环境下 ) 极小, 故而积层光学体中因偏光膜尺寸变化而引起的相位差膜变形也变 得极小。其结果, 积层光学体的相位差不均变得极小。作为上述效果协同作用的结果, 本发 明的积层光学体当将其组装于液晶显示装置中时, 便可实现示出显示不均极小的液晶显示 装置。 此外, 本发明的积层光学体由于可以卷对卷方式地制造, 因此积层光学体的制造效率 优异。 附图说明 图 1A 是根据本发明优选实施方案的积层光学体的概略剖面图 ;
图 1B 是根据本发明其他优选实施方案的积层光学体的概略剖面图 ;
图 2(a) 是用以说明倾斜配向中分子排列状态的概略剖面图, 图 2(b) 是用以说明 混合配向中分子排列状态的概略剖面图 ;
图 3 是说明根据本发明优选实施方案的积层光学体的制造方法中的一个步骤的 概略图 ;
图 4 是根据本发明优选实施方案的液晶显示装置的概略剖面图 ;
图 5A 是拍摄实施例 1 中获得的液晶显示装置中显示画面 ( 黑图像 ) 所得照片 ;
图 5B 是表示实施例 1 中获得的液晶显示装置中显示画面的亮度分布的图像 ;
图 6A 是拍摄实施例 2 中获得的液晶显示装置中显示画面 ( 黑图像 ) 所得照片 ;
图 6B 是表示实施例 2 中获得的液晶显示装置中显示画面的亮度分布的图像 ;
图 7A 是拍摄比较例 1 中获得的液晶显示装置中显示画面 ( 黑图像 ) 所得照片 ;
图 7B 是表示比较例 1 中获得的液晶显示装置中显示画面的亮度分布的图像 ;
图 8A 是拍摄比较例 2 中获得的液晶显示装置中显示画面 ( 黑图像 ) 所得照片 ; 及
图 8B 是表示比较例 2 中获得的液晶显示装置中显示画面的亮度分布的图像。
附图标记说明 10 积层光学体 10′ 光学膜 11 偏光膜 11a 基材层 11b 亲水性高分子层 12 相位差膜 13 第 2 相位差膜 20 液晶单元 100 液晶显示装置具体实施方式
以下, 就本发明的优选实施方案进行说明。然而, 本发明并不限定于这些实施方 案。
A. 积层光学体的整体构成 图 1 是各自根据本发明优选实施方案的积层光学体的概略剖面图。 积层光学体 10 由偏光膜 11 与相位差膜 12 积层而成。偏光膜 11 是基材层 11a 与亲水性高分子层 11b( 于 本说明书中, 有时也称为 “偏光薄膜” ) 的积层体。亲水性高分子层 11b 中吸附有二色性物 质。积层光学体 10 为长条状。于本说明书中, 术语 ‘长条状’ , 是指长度 ( 长度方向 ) 相对 其宽度 ( 短边方向 ) 为 10 倍以上的产品。本发明的积层光学体优选为卷状。
偏光膜 11( 实质为亲水性高分子层 11b) 沿短边方向具有吸收轴。相位差膜 12 于 长度方向具有慢轴。因此, 偏光膜的吸收轴与相位差膜的慢轴实质正交。当使用如上所述 沿短边方向上具有吸收轴的此类长条状偏光膜时, 该膜与长度方向上具有慢轴的相位差膜 彼此进行所谓卷对卷方式地粘贴。 其结果, 与使每一片进行粘贴的情形相比, 制造效率得到 显著改善。此外, 若为卷对卷方式地粘贴, 则与使每一片进行粘贴的情形相比, 可显著减小 慢轴方向的偏差。 此外, 由于可采用长度方向上具有慢轴的相位差膜, 故而长条状相位差膜 制造的容易性显著改善, 且相位差膜的慢轴方向可容易地控制。 此外, 因短边方向上具有吸 收轴的长条状偏光膜可以制作为宽的, 故而该膜可适当地应用于大型液晶显示装置等。本 发明重大成果之一是实际制作出具有实用上可容许的光学特性、 且短边方向上具有吸收轴 的长条状偏光膜的事实。于本说明书中, 应注意术语 ‘短边方向’ 包含与短边方向实质平行 的方向, 术语 ‘长度方向’ 包含与长度方向实质平行的方向。短语 ‘实质平行’ 包含两个方 向所成角度为 0° ±1°的情形, 该角度优选为 0° ±0.5°。此外, 短语 ‘实质正交’ 包含 两个方向所成角度为 90° ±1°的情形, 该角度优选为 90° ±0.5°。
基材层 11a 可起到亲水性高分子层 11b 的保护膜的作用。亲水性高分子层 11b 与 相位差膜 12, 可以通过任意适合的粘合剂层或压敏粘合剂层 ( 未图示 ) 而粘贴。在基材层 11a 与亲水性高分子层 11b 之间、 和 / 或亲水性高分子层 11b 与粘合剂层或压敏粘合剂层之 间, 可设置任意适合的易粘合层 ( 例如丙烯酸类树脂的易粘合层, 未图示 )。此外, 可以在 亲水性高分子层 11b 与相位差膜 12 之间设置保护膜 ( 也称为 “内侧保护膜” , 未图示 )。此 外, 可以在基材层 11a 的与亲水性高分子层 11b 的相反侧 ( 即基材层 11a 的外侧 ), 根据目
的而设置任意适合的表面处理层 ( 未图示 )。作为表面处理层, 例如可列举经实施硬涂处 理、 抗反射处理、 抗黏处理、 扩散处理 ( 防眩处理 ) 等的处理层。
作为相位差膜 12, 只要在其长度方向上具有慢轴从而可获得本发明的效果, 则可 采用任意适合的相位差膜。在一实施方案中, 相位差膜 12 的折射率椭圆体呈现 nx > ny = nz 或 nx > ny > nz 的关系。在另一实施方案中, 相位差膜 12 为包含倾斜配向的分子的所 谓的 O 板。相位差膜 12 的详细内容将于下述 A-2 项中加以说明。
在一实施方案中, 本发明的积层光学体可进一步包括第 2 相位差膜。第 2 相位差 膜的光学特性及配置位置可根据目的、 相位差膜 12( 以下, 为方便起见有时也称为 “第 1 相 位差膜” ) 的光学特性等而适当设定。例如, 第 2 相位差膜 13 可如图 1B 所示, 在积层光学 体 10 中可以配置于第 1 相位差膜 12 的与亲水性高分子层 11b 的相反侧, 或者可以配置于 第 1 相位差膜 12 与亲水性高分子层 11b 之间 ( 未图示 )。第 2 相位差膜 13 的详细内容将 于下述的 A-3 项中加以说明。
在一实施方案中, 本发明的积层光学体可以在基材层 11a 的与亲水性高分子层 11b 的相反侧 ( 即基材层 11a 的外侧 ) 进一步包括增亮膜 ( 未图示 )。在另一实施方案中, 可以在亲水性高分子层 11b 的与相位差膜 12 的相反侧直接积层增亮膜 ( 即, 可以在剥离基 材层 11a 之后, 在亲水性高分子层 11b 上积层增亮膜, 未图示 )。包括增亮膜的积层光学体 例如可较好地用作背光侧的偏光板。 此时, 将积层光学体代表性地配置, 使得增亮膜可以在 背光侧。优选, 增亮膜通过任意适合的压敏粘合剂或粘合剂而积层于积层光学体上。优选, 该压敏粘合剂或粘合剂配置成无空隙地填充在增亮膜与积层光学体 ( 实质上为基材层 11a 或亲水性高分子层 11b) 之间。可通过如此构成, 而抑制在积层光学体与空气的界面的反 射, 从而抑制面板亮度降低。作为增亮膜, 可根据目的而使用任意适合的增亮膜。增亮膜例 如可列举 : 由具有折射率差的 2 种以上的材料所形成的 2 层以上的多层薄膜积层体、 使用具 有折射率的 2 种以上的树脂的 2 层以上的树脂积层体经拉伸所得的产物、 由具有折射率的 2 种以上的材料所形成的 2 层以上的双折射层多层薄膜积层体。增亮膜例如可为 3M 公司制 造的以商品名 DBEF 市售的反射偏振片。在使用反射偏振片作为增亮膜的情形时, 反射偏振 片配置为其偏光透射轴与偏光膜 11 的吸收轴正交。若使用反射偏振片作为增亮膜, 则可通 过卷对卷而使长条状增亮膜与长条状积层光学体粘贴。 即, 在常规偏光板中, 由于其吸收轴 位于原料膜的 MD 上, 因而必需使要粘贴的增亮膜的偏光透射轴呈现于 TD 上。另一方面, 根 据本发明, 由于偏光膜的吸收轴位于短边方向上, 因而可通过卷对卷使长条状增亮膜与长 条状积层光学体粘贴。再者, 可用于本发明的增亮膜的厚度具有代表性的是 50 ~ 200μm 左右。
当在 80℃的恒温环境试验室中保管 500 小时的条件下, 上述积层光学体 10 的尺寸 变化率优选为 0.2%以下, 更优选为 0.1%以下。此外, 当在 60℃、 90% RH 的恒温·恒湿试 验室中保管 500 小时的条件下, 上述尺寸变化率优选为 0.12%以下, 更优选为 0.08%以下。
A-1. 偏光膜
如上所述, 偏光膜 11 为基材层 11a 与亲水性高分子层 11b 的积层体。具有代表性 的是, 基材层 11a 与亲水性高分子层 11b 不通过任何粘合剂层和压敏粘合剂层而以紧密的 方式积层。由于亲水性高分子层 11b 极薄, 偏光膜的厚度由基材层 11a 的厚度支配, 其优选 为 10μm ~ 90μm, 更优选 21μm ~ 90μm, 特别优选 21μm ~ 80μm。当在 80℃的恒温环境试验室中保管 500 小时的条件下, 偏光膜 11 的尺寸变化率优 选为 2%以下, 更优选 0.5%以下。通常, 偏光板的尺寸变化率由最容易伸缩的偏振片的尺 寸变化支配。根据用于本发明的偏光膜, 由于亲水性高分子层 ( 于 A-1-2 项中详细说明 ) 与通常的偏振片相比极薄, 因而亲水性高分子层的尺寸变化极小, 其结果, 偏光膜整体的尺 寸变化率变得极小。此外, 推测到因为 A-1-2 项中记载的偏光膜的制造方法的复合作用, 使 得尺寸变化率减小。
A-1-1. 基材层
作为基材层 11a, 只要可获得本发明的效果, 则可采用任意适合的高分子膜。基材 层优选为包含拉伸性优异的高分子膜, 更优选包含可以以 5 倍以上的拉伸率拉伸的高分子 膜。这种膜可在与用于形成亲水性高分子层的组合物紧密接触的状态下进行良好拉伸。此 外, 基材层优选为包含具有优异平滑性的膜。这种膜可均匀地涂布用于形成亲水性高分子 层的组合物。在一实施方案中, 基材层为包含具有正的固有双折射的高分子膜。当使用这 种膜时, 可以通过拉伸使亲水性高分子层 ( 偏光薄膜 ) 的吸收轴与基材层的慢轴 ( 呈现时 ) 实质平行。在其他实施方案中, 基材层为包含具有负的特性双折射的高分子膜。当使用这 种膜时, 可以通过拉伸使亲水性高分子层的吸收轴与基材层的慢轴 ( 呈现时 ) 实质正交。
作为构成如上所述的基材层的高分子的具体例, 可列举 : ( 甲基 ) 丙烯酸类树脂、 烯烃类树脂、 环烯烃类树脂 ( 如降冰片烯类树脂 )、 聚酯类树脂、 聚碳酸酯类树脂。这些中, 优选降冰片烯类树脂、 聚酯类树脂, 更优选降冰片烯类树脂。 降冰片烯类树脂和聚酯类树脂 不仅拉伸性良好而且透明性优异, 此外, 由该类树脂形成的膜的透湿度较低, 因而可直接用 作偏振片的保护膜。 降冰片烯类树脂的膜的尺寸稳定性尤其优异。 上述高分子可单独使用, 也可组合使用。
作为上述 ( 甲基 ) 丙烯酸类树脂, 例如可列举 : 聚甲基丙烯酸甲酯等的聚 ( 甲基 ) 丙烯酸酯、 甲基丙烯酸甲酯 -( 甲基 ) 丙烯酸共聚物、 甲基丙烯酸甲酯 -( 甲基 ) 丙烯酸酯共 聚物、 甲基丙烯酸甲酯 - 丙烯酸酯 -( 甲基 ) 丙烯酸共聚物、 ( 甲基 ) 丙烯酸甲酯 - 苯乙烯 共聚物 (MS 树脂等 )、 含有脂环族烃基的聚合物 ( 如甲基丙烯酸甲酯 - 甲基丙烯酸环己酯共 聚物、 甲基丙烯酸甲酯 -( 甲基 ) 丙烯酸降冰片酯共聚物等 )、 具有戊二酸酐结构的 ( 甲基 ) 丙烯酸类树脂、 具有内酯环结构的 ( 甲基 ) 丙烯酸类树脂、 具有戊二酰亚胺结构的 ( 甲基 ) 丙烯酸类树脂。优选具有内酯环结构的 ( 甲基 ) 丙烯酸类树脂。其原因在于可获得具有高 耐热性、 高透明性、 高机械强度的膜。
作为上述烯烃类树脂, 例如可列举包含乙烯或者碳数为 3 ~ 20 的直链或支链的 α- 烯烃的 ( 共 ) 聚合物。作为 α- 烯烃, 例如可列举 : 丙烯、 1- 丁烯、 1- 戊烯、 1- 己烯、 1- 庚烯、 1- 辛烯、 1- 壬烯、 1- 癸烯、 1- 十一烯、 1- 十二烯、 1- 十三烯、 1- 十四烯、 1- 十五烯、 1- 十六烯、 1- 十七烯、 1- 十八烯、 1- 十九烯、 1- 二十烯、 3- 甲基 -1- 丁烯、 3- 甲基 -1- 戊烯、 4- 甲基 -1- 戊烯、 2- 乙基 -1- 己烯、 2, 2, 4- 三甲基 -1- 戊烯。烯烃类树脂优选为聚 (3- 甲 基 -1- 戊烯 )、 聚 (4- 甲基 -1- 戊烯 )。
作为上述降冰片烯类树脂, 例如可列举 : 降冰片烯类单体的开环 ( 共 ) 聚合物、 降 冰片烯类单体的加成聚合物、 降冰片烯类单体与乙烯和丙烯等的 α- 烯烃的共聚物 ( 具有 代表性的是无规共聚物 )、 以及用不饱和羧酸或其衍生物改性这些聚合物所得的接枝改性 产物、 以及这些聚合物的氢化物。作为降冰片烯类单体, 例如可列举降冰片烯, 以及其烷基和 / 或亚烷基取代物如 5- 甲基 -2- 降冰片烯、 5- 二甲基 -2- 降冰片烯、 5- 乙基 -2- 降冰片 烯、 5- 丁基 -2- 降冰片烯、 5- 亚乙基 -2- 降冰片烯等, 以及其卤素等极性基取代物 ; 二环戊 二烯和 2, 3- 二氢二环戊二烯等 ; 二甲桥八氢化萘, 其烷基和 / 或亚烷基取代物, 以及其卤素 等极性基取代物, 例如 : 6- 甲基 -1, 4:5, 8- 二甲桥 -1, 4, 4a, 5, 6, 7, 8, 8a- 八氢化萘、 6- 乙 基 -1, 4:5, 8- 二甲桥 -1, 4, 4a, 5, 6, 7, 8, 8a- 八氢化萘、 6- 亚乙基 -1, 4:5, 8- 二甲桥 -1, 4, 4a, 5, 6, 7, 8, 8a- 八氢化萘、 6- 氯 -1, 4:5, 8- 二甲桥 -1, 4, 4a, 5, 6, 7, 8, 8a- 八氢化萘、 6- 氰 基 -1, 4:5, 8- 二甲桥 -1, 4, 4a, 5, 6, 7, 8, 8a- 八氢化萘、 6- 吡啶基 -1, 4:5, 8- 二甲桥 -1, 4, 4a, 5, 6, 7, 8, 8a- 八氢化萘和 6- 甲氧基羰基 -1, 4:5, 8- 二甲桥 -1, 4, 4a, 5, 6, 7, 8, 8a- 八氢 化萘等 ; 环戊二烯的三聚物和四聚物, 例如 : 4, 9:5, 8- 二甲桥 -3a, 4, 4a, 5, 8, 8a, 9, 9a- 八 氢 -1H- 苯并茚 (benzoindene)、 4, 11:5, 10:6, 9- 三甲桥 -3a, 4, 4a, 5, 5a, 6, 9, 9a, 10, 10a, 11, 11a- 十二氢 -1H- 环戊蒽等。
作为上述聚酯类树脂, 例如可列举 : PET(polyethylene terephthalate, 聚对苯二 甲酸乙二酯 )、 PAR(polyarylate, 聚芳酯 )、 PEN(polyethylene naphthalate, 聚萘二甲酸乙 二酯 )、 PBT(polybutylene terephthalate, 聚对苯二甲酸丁二酯 )、 其改性物或共聚物、 以 及其与其他树脂的混合物 ( 聚合物合金 )。这些中, 优选无定形的 PET, 或者 PET/PC、 PAR/ PC 等混合物。 作为上述聚碳酸酯类树脂, 优选使用芳香族聚碳酸酯。 作为芳香族聚碳酸酯, 具有 代表性的是可通过碳酸酯前驱物与芳香族二酚化合物反应而获得的那些。 作为碳酸酯前驱 物的具体例, 可列举 : 碳酰氯 (phosgene)、 二酚类的双氯甲酸酯、 碳酸二苯酯、 碳酸二 -( 对 甲苯基 ) 酯、 碳酸苯基 ( 对甲苯基 ) 酯、 碳酸二 ( 对氯苯基 ) 酯、 碳酸二萘酯等。其中, 优选 碳酰氯和碳酸二苯酯。作为芳香族二酚化合物的具体例, 可列举 : 2, 2- 双 (4- 羟基苯基 ) 丙烷、 2, 2- 双 (4- 羟基 -3, 5- 二甲基苯基 ) 丙烷、 双 (4- 羟基苯基 ) 甲烷、 1, 1- 双 (4- 羟基 苯基 ) 乙烷、 2, 2- 双 (4- 羟基苯基 ) 丁烷、 2, 2- 双 (4- 羟基 -3, 5- 二甲基苯基 ) 丁烷、 2, 2- 双 (4- 羟基 -3, 5- 二丙基苯基 ) 丙烷、 1, 1- 双 (4- 羟基苯基 ) 环己烷、 1, 1- 双 (4- 羟基 苯基 )-3, 3, 5- 三甲基环己烷等。 它们可单独使用, 或 2 种以上组合使用。 优选使用 2, 2- 双 (4- 羟基苯基 ) 丙烷、 1, 1- 双 (4- 羟基苯基 ) 环己烷、 1, 1- 双 (4- 羟基苯基 )-3, 3, 5- 三甲 基环己烷。特别优选 2, 2- 双 (4- 羟基苯基 ) 丙烷与 1, 1- 双 (4- 羟基苯基 )-3, 3, 5- 三甲 基环己烷组合使用。
上述基材层的拉伸前厚度优选为 50μm ~ 200μm, 更优选 100μm ~ 200μm。拉 伸后的厚度 ( 即偏光膜中基材层的厚度 ) 优选为 20μm ~ 80μm, 更优选 30μm ~ 60μm。
A-1-2. 亲水性高分子层
亲水性高分子层 11b 可起到偏振片的作用。亲水性高分子层 11b 可通过对基材 ( 最终成为基材层 ) 涂布包含乙烯醇类树脂的组合物 ( 以下, 也称为乙烯醇组合物 ) 形成薄 膜, 并一起拉伸该薄膜与基材, 且将该拉伸的薄膜染色而获得 ( 实质上获得基材层 / 亲水性 高分子层形成为一体的偏光膜 )。
作为乙烯醇类树脂, 例如可列举聚乙烯醇、 乙烯 - 乙烯醇共聚物。聚乙烯醇可通过 将聚乙酸乙烯酯皂化而获得。乙烯 - 乙烯醇共聚物可通过将乙烯 - 乙酸乙烯酯共聚物皂化 而获得。上述乙烯醇类树脂的皂化度优选为 95.0 摩尔%~ 99.95 摩尔%, 更优选 99.0 摩 尔%~ 99.93 摩尔%。上述皂化度可依据 JIS K 6726-1994 而求出。可通过使用皂化度处
于上述范围内的乙烯醇类树脂, 获得耐久性优异的偏振片。
上述乙烯醇类树脂的平均聚合度可根据目的而适当选择。 上述平均聚合度优选为 1200 ~ 4500, 更优选 1600 ~ 4300。再者, 平均聚合度可依据 JIS K 6726-1994 而求出。
上述乙烯醇组合物具有代表性的是通过将乙烯醇系树脂溶解于适合的溶剂中所 得的溶液。作为溶剂的代表例, 可列举水、 温水和热水。溶液中乙烯醇类树脂的浓度为 3 重 量%~ 20 重量%。若为上述树脂浓度, 可形成紧密接合于基材的均匀的涂布膜。
上述乙烯醇组合物优选含有塑化剂和 / 或表面活性剂。作为上述塑化剂, 例如可 列举乙二醇或丙三醇等多元醇。作为上述表面活性剂, 例如可列举非离子表面活性剂。上 述塑化剂和表面活性剂是为了进一步提升所得薄膜的染色性、 拉伸性而使用。上述乙烯醇 组合物可根据目的进一步含有任意适合的添加剂。
作为上述乙烯醇组合物的涂布方法, 可采用任意适合的方法。作为具体例, 可列 举: 辊涂法、 旋涂法、 线棒涂布法、 浸涂法、 挤出涂布法、 帘涂法、 喷涂法等。 根据本发明, 仅通 过涂布乙烯醇组合物, 便可无需通过粘合剂层或压敏粘合剂层而使基材与薄膜紧密接合积 层。其结果, 可使所得偏光膜的尺寸变化率减小。涂布时, 也可预先底涂乙烯醇组合物。
通过使上述涂布的乙烯醇组合物干燥形成薄膜。 干燥可为自然干燥, 也加热干燥, 或其组合。干燥后拉伸前的薄膜厚度优选为 2μm ~ 50μm。 接着, 一起拉伸上述基材 / 薄膜。可通过一起拉伸基材 / 薄膜, 获得所得偏光膜的 内部应力降低且尺寸变化率较小的偏光膜。作为拉伸上述基材 / 薄膜的方法, 可采用任意 适合的拉伸方法。 作为具体例, 可列举 : 纵向单轴拉伸法、 横向单轴拉伸法、 纵横同时双轴拉 伸法, 纵横逐次双轴拉伸法等。 作为拉伸装置, 可使用 : 辊拉伸机、 拉幅拉伸机或双轴拉伸机 等任意适合的拉伸机。 可以根据对所得亲水性高分子层所期望的光学特性适当设定拉伸率 和拉伸温度。 拉伸率优选为 3 倍~ 7 倍, 拉伸温度优选为基材的玻璃化转变温度 ±20℃、 或 100℃~ 180℃。在一实施方案中, 拉伸方向为长条状基材 / 薄膜的短边方向。可以通过沿 短边方向拉伸, 使吸收轴呈现于短边方向, 并可以获得较好地广泛应用于大画面液晶显示 装置的偏光膜。
上述拉伸的基材 / 薄膜经受染色处理, 以及视需要的膨润处理、 交联处理、 水洗处 理以及干燥处理 ( 水分率的调节处理 ), 而获得具有基材层 / 亲水性高分子层的构成的偏 光膜。 拉伸后通过进行染色, 获得所得偏光膜的内部应力降低且尺寸变化率较小的偏光膜。 作为染色处理, 具有代表性的是浸渍于含有二色性物质 ( 具有代表性的是碘、 二色性染料 ) 的染色浴中的湿式染色。基材 / 薄膜浸渍于染色浴中的合计时间优选为 5 秒~ 240 秒。如 果是上述浸渍时间, 则可以仅对薄膜染色, 而不会对基材造成影响。 二色性物质通过染色处 理吸附于薄膜 ( 最终为亲水性高分子层 ) 上。在一实施方案中, 上述拉伸的基材 / 薄膜在 高温 ( 例如 130℃~ 180℃ ) 下进行干式拉伸后, 进行湿式染色。可通过采用该顺序进一步 降低所得偏光膜的内部应力, 从而可获得尺寸变化率极小的偏光膜。 对于膨润处理、 交联处 理、 水洗处理以及干燥处理, 由于采用业界通常的实施条件, 因而省略其详细说明。
所获得的亲水性高分子层的厚度优选为 1μm ~ 10μm, 更优选 1μm ~ 6μm, 特优 选 1μm ~ 4μm。用于本发明的亲水性高分子层与通常的偏振片 ( 将乙烯醇类膜拉伸·染 色而获得的偏振片, 代表性的厚度为 10μm ~ 25μm 左右 ) 相比极薄, 因而亲水性高分子层 自身的尺寸变化极小。此外, 如以上所述, 可根据本发明所使用的偏光膜的制造方法, 推测
出以下处理分别有助于降低所得偏光膜的尺寸变化率 : (1) 对基材与薄膜直接进行紧密接 合积层 ; (2) 一起拉伸基材和薄膜 ; 及 (3) 拉伸后进行染色。可推测出在亲水性高分子层自 身的尺寸变化极小以及因制造方法而使得尺寸变化率降低的复合作用下, 使偏光膜整体的 尺寸变化率变得极小。
上述亲水性高分子层 ( 偏光薄膜 ) 在 23℃下测定的波长 550nm 的透射率 ( 也称为 单体透射率 ) 优选为 39%~ 46%, 更优选 42%~ 46%。
上述亲水性高分子层 ( 偏光薄膜 ) 的偏光度优选为 99.0%以上。此外, 偏光度的 理论上限为 100%。 通过使单体透射率和偏光度在上述范围内, 可获得正向漏光较小 ( 最终 为对比度较高 ) 的液晶显示装置。
上述亲水性高分子层 ( 偏光薄膜 ) 的美国国家标准局 (NBS) 的色相 a 值 ( 单体 a 值 ) 优选为 -2.0 以上, 更优选 -1.8 以上。此外, 上述 a 值的理想值为 0。此外, 上述亲水性 高分子层的美国国家标准局 (NBS) 的色相 b 值 ( 单体 b 值 ) 优选为 4.2 以下, 更优选 4.0 以下。此外, 上述 b 值的理想值为 0。通过使亲水性高分子层的各 a 值和 b 值为接近 0 的数 值, 可获得图像显示色彩鲜艳的液晶显示装置。本发明的重大成果之一为实际制作出与在 先的偏振片相比极薄 ( 因尺寸变化率小 ) 并且具有如上所述的实用上可容许的光学特性的 偏光薄膜 ( 亲水性高分子层 ), 最终实际制作出偏光膜。 A-2. 相位差膜
如上所述, 相位差膜 12 在长度方向上具有慢轴。作为相位差膜 12, 只要长度方向 上具有慢轴并且可以与上述偏光膜 11 积层, 就可根据目的而采用任意适合的相位差膜。以 下, 说明用于本发明的相位差膜的代表例。
A-2-1. 折射率椭圆体呈现 nx > ny = nz 或 nx > ny > nz 的关系的相位差膜
在一实施方案中, 相位差膜 12 的折射率椭圆体呈现 nx > ny = nz 或 nx > ny > nz 的关系。此处, nx 是指在膜面内折射率达到最大的方向 ( 慢轴方向 ) 的折射率, ny 是指 在膜面内与慢轴方向正交的方向 ( 快相方向 ) 的折射率, nz 是指在膜厚度方向的折射率。
在一实施方案中, 相位差膜 12 的折射率椭圆体系呈现 nx > ny = nz 关系。在本 说明书中, “ny = nz” 不仅包括 ny 与 nz 严格相等的情形, 还包括 ny 与 nz 实质相等的情形。 更具体地, 术语 “ny = nz” 是指 Nz 系数 ( = Rth/Re) 超过 0.9 并低于 1.1。折射率椭圆体 呈现 nx > ny = nz 关系的相位差膜在波长 590nm 下的面内相位差值 (Re[590]) 可根据目 的设定为任意适当值。在一实施方案中, 该相位差膜的 Re[590] 优选为 20nm ~ 150nm, 更 优选 30nm ~ 130nm, 特别优选 40nm ~ 120nm。通过使面内相位差值为上述范围内, 可以进 行更适当的液晶单元的光学补偿, 从而可以获得斜向对比度高的液晶显示装置。 此外, 在本 说明书中, 所谓的面内相位差值 (Re[λ]), 是指在 23℃下波长 λ(nm) 下的面内相位差值。 当使膜的厚度为 d(nm) 时, Re[λ] 可通过 Re[λ] = (nx-ny)×d 求出。折射率椭圆体呈现 nx > ny = nz 的关系的相位差膜在波长 590nm 下的厚度方向的相位差值 (Rth[590]) 也可 以根据目的设定任意适合的值。 此外, 在本说明书中, 所谓的厚度方向相位差值 (Rth[λ]), 是指在 23℃下波长 λ(nm) 下的厚度方向相位差值。当使膜的厚度为 d(nm) 时, Rth[λ] 可 通过式 Rth[λ] = (nx-nz)×d 求出。因此, 在折射率椭圆体呈现 nx > ny = nz 的关系的 相位差膜中, 面内相位差 Re 与厚度方向相位差 Rth 为实质相等。
上述相位差膜的厚度可根据目的或所期望的面内相位差以及厚度方向相位差而
适当设定。在一实施方案中, 相位差膜的厚度优选为 20 ~ 150μm。
上述相位差膜可通过对高分子膜进行拉伸处理而形成。具体而言, 通过适当地选 择聚合物的种类、 拉伸条件 ( 例如拉伸温度、 拉伸率和拉伸方向 )、 和拉伸方法等, 可以获得 具有所期望的光学特性 ( 例如折射率椭圆体、 面内相位差和厚度方向相位差 ) 的相位差膜。 在一实施方案中, 拉伸温度优选为 110 ~ 170℃, 拉伸率优选为 1.10 ~ 1.67 倍。作为拉伸 方法, 例如可列举纵向单轴拉伸。 通过使用此种拉伸方法, 可获得长度方向上具有慢轴的长 条状相位差膜。
作为形成上述高分子膜的树脂, 可采用任意适合的聚合物。作为具体例, 可列举 : 降冰片烯类树脂、 聚碳酸酯类树脂、 纤维素类树脂、 聚乙烯醇类树脂和聚砜类树脂等具有正 的固有双折射的树脂。其中, 优选降冰片烯类树脂、 聚碳酸酯类树脂和纤维素类树脂, 特别 优选降冰片烯系树脂。关于降冰片烯类树脂及聚碳酸酯类树脂的详细内容, 与上述 A-1-1 项中的说明相同。
作为上述纤维素类树脂, 可采用任意适合的纤维素类树脂 ( 具有代表性的是纤 维素与酸的酯 )。优选纤维素类树脂由乙酰基和丙酰基取代。纤维素类树脂的取代度 “DSac( 乙酰基取代度 )+DSpr( 丙酰基取代度 )” ( 表示存在于纤维素重复单元中的 3 个羟 基由乙酰基或丙酰基平均取代了多少 ) 的下限优选为 2 以上, 更优选 2.3 以上, 更优选 2.6 以上。 “DSac+DSpr” 的上限优选为 3 以下, 更优选 2.9 以下, 更优选 2.8 以下。通过使纤维 素系树脂的取代度在上述范围内, 可获得具有所期望的折射率分布的相位差膜。
上述 DSpr( 丙酰基取代度 ) 的下限优选为 1 以上, 更优选 2 以上, 更优选 2.5 以 上。DSpr 的上限优选为 3 以下, 更优选 2.9 以下, 更优选 2.8 以下。通过使 DSpr 在上述范 围内, 可使纤维素类树脂在溶剂中的溶解性提高, 使所得相位差膜的厚度变得容易控制。 此 外, 通过使 “DSac+DSpr” 在上述范围, 并且使 DSpr 在上述范围内, 可获得具有所期望的光学 特性并具有逆分散的波长依赖性的相位差膜。
上述 DSac( 乙酰基取代度 ) 和 DSpr( 丙酰基取代度 ) 可利用日本专利特开平 2003-315538 号公报
~
中记载的方法求出。作为用乙酰基和丙酰基取代的 方法, 可采用任意适合的方法。 例如可利用强苛性钠溶液处理纤维素获得碱纤维素, 并与特 定量的乙酸酐和丙酸酐的混合物混合以将该碱纤维素酰化。 可通过将酰基部分水解来调整 取代度 “DSac+DSpr” 。
上述纤维素类树脂可具有乙酰基和丙酰基以外的其他取代基。作为其他取代基, 例如可列举 : 丁酸酯等酯基 ; 烷基醚基、 亚芳烷醚基等醚基等。
在其他实施方案中, 相位差膜 12 的折射率椭圆体呈现 nx > ny > nz 关系。此时, Nz 系数优选为 1.1 ~ 3.0, 更优选 1.1 ~ 2.0。折射率椭圆体呈现 nx > ny > nz 关系的相 位差膜在波长 590nm 下的面内相位差值 (Re[590]) 可根据目的而设定任意适合的值。在一 实施方案中, 该相位差膜的 Re[590] 优选为 20nm ~ 150nm, 更优选 30nm ~ 130nm, 特别优选 40nm ~ 120nm。 折射率椭圆体呈现 nx > ny > nz 的关系的相位差膜在波长 590nm 下的厚度 方向的相位差值 (Rth[590]) 也可根据目的而设定任意适合的值。在一实施方案中, 上述相 位差膜的 Rth[590] 优选为 22nm ~ 300nm, 更优选 40nm ~ 200nm, 特别优选 50nm ~ 150nm。 通过使面内相位差值以及厚度方向的相位差在上述范围内, 可进行更适当的液晶单元的光 学补偿, 从而获得斜向对比度较高的液晶显示装置。在一实施方案中, 折射率椭圆体呈现 nx > ny > nz 的关系的相位差膜可通过对高 分子膜进行拉伸处理而形成。通过适当地选择聚合物的种类、 拉伸条件 ( 例如拉伸温度、 拉 伸率和拉伸方向 )、 和拉伸方法等, 可获得具有所期望的光学特性 ( 例如折射率椭圆体、 面 内相位差、 厚度方向相位差 ) 的相位差膜。高分子膜的材料或拉伸条件与上述关于折射率 椭圆体呈现 nx > ny = nz 的关系的相位差膜的说明相同。作为拉伸方法, 例如可列举固定 端双轴拉伸、 或逐次双轴拉伸。
在其他实施方案中, 上述相位差膜可通过涂布非液晶聚合物的溶液并去除溶剂而 形成。在该方法中, 优选进行用以赋予光学二轴性 (nx > ny > nz) 的处理 ( 例如拉伸处 理 )。作为上述非液晶聚合物, 例如可列举 : 聚酰胺、 聚酰亚胺、 聚酯、 聚醚酮、 聚酰胺酰亚胺 和聚酯酰亚胺。这些中, 优选聚酰亚胺。此外, 上述聚酰亚胺的具体例以及相位差膜的形成 方法的详细内容公开在日本专利特开 2004-46065 号公报中。当相位差膜为涂布膜的情形 时, 其厚度代表性地为 0.1 ~ 10μm, 更优选 0.1 ~ 8μm, 特别优选 0.1 ~ 5μm。
A-2-2. 包含倾斜配向的分子的相位差膜 ( 倾斜配向膜 )
上述相位差膜 12 也可以为包含倾斜配向的分子的所谓 O 板。倾斜配向的分子可 整体补偿液晶单元中液晶分子整体的双折射。 倾斜配向的分子可适合地补偿液晶单元的基 板界面的液晶分子的双折射。在本说明书中, 所谓 “O 板” , 不仅包括分子的倾斜配向角度为 固定角度, 而且包括混合配向。所谓 “混合配向” 是指分子的倾斜角 (tilt angle) 沿厚度 方向连续性或间断性增加或减少, 并且偏光膜侧的倾角 (θA) 与相反侧 ( 图示例中为空气 界面侧 ) 的倾角 (θB) 不同。此处, 所谓倾角 (θ), 表示邻接的层面与各分子所成的角度, 该分子平行排列于面内的情形为 0°。在图 2(a) 中示意性表示倾斜配向的分子的代表性 排列状态, 并且在图 2(b) 中示意性表示混合配向的分子的代表性排列状态。图 2(a) 及图 2(b) 中, 上侧为偏光膜侧。
此外, 倾角可如下述式 (I) 及式 (II) 所示, 在 Journal of Applied Phisics, Vol.38(1999 年 ), P.748 中记载的 Witte 公式中, 代入预先测定的 ne、 no 及相位差值 ( 沿 与慢轴平行的方向, 在极角 -40°~ +40° ( 法线方向为 0° ) 的范围内以 5°为刻度所测 定的各值 ) 而求出。此处, θair 表示倾斜配向的分子在一侧 ( 例如空气界面 ) 的倾角, θAL 表示在另一侧 ( 例如基材或配向膜 ) 界面的倾角。d 表示包含倾斜配向的分子的相位差膜 的厚度, ne 表示分子的异常光折射率, no 表示分子的正常光折射率。
[ 数 1]
当相位差膜 12 取单一倾斜配向的情形时, 其平均倾斜角在一实施方案中优选为 10°~ 40°。 通过使平均倾斜角在上述范围内, 可进行更适合的液晶单元的光学补偿, 从而 获得斜向对比度高的液晶显示装置。在本说明书中, 所谓 “平均倾斜角” 表示以统计意义上 的所得的分子整体的倾斜配向角度的平均值。
当相位差膜 12 取混合配向的情形时, 如图 2(b) 所示, 偏光膜侧 ( 亲水性高分子层 侧 ) 的倾角 (θA) 优选为大于相反侧的倾角 (θB)。在一实施方案中, 偏光膜侧 ( 亲水性高
分子层侧 ) 的倾角 (θA) 与相反侧的倾角 (θB) 之差 (Δθ = θA-θB) 优选为 1°~ 40°, 更优选 1°~ 10°。上述偏光膜侧的倾角 (θA) 优选为 20°~ 90°, 更优选 25°~ 35°。 上述相反侧的倾角 (θB) 优选为 19°~ 50°, 特别优选 24°~ 34°。在其他实施方案中, Δθ 优选为 20°~ 70°, 更优选 40°~ 65°。 θA 优选为 20 ~ 90°, 更优选 40°~ 85°。 θB 优选为 0°~ 20°, 更优选 0°~ 10°, 特别优选 0°~ 5°。
A-2-2-1. 构成分子各自呈现 nx > ny ≥ nz 的折射率椭圆体的倾斜配向膜
在一实施方案中, 就相位差膜 12 而言, 分子的倾斜配向方向在相位差膜面内投影 的方向与慢轴实质平行。在这种相位差膜中, 构成该膜的分子呈现 nx > ny ≥ nz 的折射率 椭圆体, 且该分子为倾斜配向。这种相位差膜例如可通过对呈现 nx > ny ≥ nz 的折射率椭 圆体的相位差膜进行倾斜配向处理而获得 ( 倾斜配向的方法将在后文中说明 )。在一实施 方案中, 构成相位差膜 12 的分子的折射率优选为 0.9 ~ 4。分子的折射率比是与分子的形 状相关的参数, 以式 : (nx-nz)/(nx-ny) 表示。在本说明书中, 当提及 “分子的折射率椭圆 体” 或 “分子的折射率比” 时, nx 是指分子的长轴方向, ny 是指在包含分子的长轴的面内与 分子的长轴方向 (nx 方向 ) 正交的方向, nz 是指与 nx 方向及 ny 方向任一个都正交的方向。 当提及 “相位差膜的折射率椭圆体” 时、 以及表示膜的光学特性 ( 例如面内相位差 ) 时, nx 是指膜面内折射率达到最大的方向 ( 慢轴方向 ) 的折射率, ny 是指膜面内与慢轴方向正交 的方向 ( 快相方向 ) 的折射率, nz 是指膜的厚度方向的折射率。当然, 提及 “分子的折射率 椭圆体” 或 “分子的折射率比” 时, 分子的长轴方向 (nx 方向 ) 是指构成膜的全部分子的统 计平均。分子的折射率椭圆体及分子的折射率比可根据倾斜配向膜的面内相位差值、 厚度 方向相位差值以及平均倾斜角算出。
上述相位差膜在波长 590nm 下的面内相位差值 (Re[590]) 可根据目的而设定任意 适合的值。 在一实施方案中, 上述相位差膜的 Re[590] 优选为 20nm ~ 150nm, 更优选 30nm ~ 130nm, 特别优选 40nm ~ 120nm。通过使面内相位差值在上述范围内, 可进行更适当的液晶 单元的光学补偿, 从而获得斜向对比度高的液晶显示装置。
上述相位差膜在波长 590nm 下厚度方向的相位差值 (Rth[590]) 可根据目的而设 定任意适合的值。在一实施方案中, 上述相位差膜的 Rth[590] 优选为 45nm ~ 800nm, 更优 选 60nm ~ 720nm, 特别优选 80nm ~ 640nm。通过使厚度方向的相位差值在上述范围内, 可 进行更适当的液晶单元的光学补偿, 从而获得斜向对比度较高的液晶显示装置。
如上所述, 构成相位差膜 12 的分子的折射率优选为 0.9 ~ 4, 更优选 2 ~ 3.5。如 果折射率比在上述范围内, 则可适当进行液晶单元的各液晶分子的光学补偿, 从而获得斜 向对比度高的液晶显示装置。
作为形成上述相位差膜的材料, 可采用能够形成下述膜的任意适合的化合物, 该 膜在倾斜配向处理前呈现 nx > ny ≥ nz 的折射率椭圆体, 且可进行下述的倾斜配向处理。 此种材料在一实施方案中为热塑性树脂, 在其他实施方案中为液晶化合物。作为热塑性树 脂的具体例, 可列举降冰片烯类树脂、 聚碳酸酯类树脂、 纤维素类树脂、 聚乙烯醇类树脂和 聚砜类树脂。其中, 优选降冰片烯类树脂。降冰片烯类树脂的详细内容与上述 A-1-1 项中 的说明相同。 此外, 热塑性树脂可为具有正的固有双折射的树脂, 也可为具有负的固有双折 射的树脂。
在相位差膜包含热塑性树脂的情形时, 该相位差膜可通过对由热塑性树脂形成的高分子膜的各面施加不同的剪切力而获得。高分子膜优选为相位差膜, 更优选呈现 nx > ny ≥ nz 的折射率椭圆体的相位差膜。作为对膜的各面施加不同的剪切力的方法, 例如可 列举 : 利用一对不同材质的辊 ( 例如, 一对摩擦系数不同的辊 ) 进行压延 ; 利用一对直径不 同的辊进行压延 ; 及利用一对旋转速度不同的辊进行压延。这些方法也可以组合。例如, 通过使下侧辊的旋转速度快于上侧辊的旋转速度, 可获得以膜的延展方向的下游侧朝上的 方式倾斜配向的相位差膜。在一实施方案中, 压延可在加热 ( 优选高分子膜的 Tg 附近的加 热 ) 下进行。通过适当地设定辊的摩擦系数差、 辊的直径比率、 辊的旋转速度比、 辊的辊隙 压力、 加热温度、 构成高分子膜的树脂的种类等, 可控制平均倾斜角及倾斜方向。 例如, 如果 使用未拉伸的降冰片烯类树脂膜, 且将辊的加热温度设为 120℃, 下侧辊 / 上侧辊的旋转速 度比设为 1.1, 则可获得如下的相位差膜, 其在膜的长度方向上具有慢轴, 构成膜的分子的 折射率比为 3, 且以膜的延展方向的下游侧朝上的方式以 30°的平均倾斜角倾斜配向。此 外, 务必注意在倾斜配向处理前后, 构成膜的分子的折射率比不同。 即, 在倾斜配向处理中, 构成高分子膜的树脂分子并非仅单纯地倾斜, 而是随着倾斜配向, 树脂分子被拉伸使得分 子的形状自身产生变化。如果倾斜配向处理中分子仅仅倾斜, 则构成相位差膜 12 的分子的 折射率比在倾斜配向前后不会产生变化, 而由于分子的形状产生变化, 则可使分子的折射 率比在倾斜配向处理前后成为不同值。例如, 如上所述在辊的加热温度为 120℃, 下侧辊 / 上侧辊的旋转速度比为 1.1 的处理条件下, 如果要获得分子的折射率比为 3 的倾斜配向相 位差膜, 则构成所使用的高分子膜的分子的折射率比可为 1 ~ 1.35, 高分子膜的 Nz 系数可 为 1 ~ 1.35。此外, 在由热塑性树脂构成相位差膜的情形时, 相位差膜的厚度可根据目的、 所期望的面内相位差及厚度方向相位差而适当地设定, 优选为 60 ~ 150μm。 在由液晶化合物构成相位差膜的情形时, 液晶化合物可为棒状液晶化合物。 此时, 分子的折射率椭圆体代表性地呈现 nx > ny = nz 的关系。此处, “ny = nz” 不仅包括 ny 与 nz 严格相等的情形, 而且包括 ny 与 nz 实质相等的情形。具体而言, 可为 -0.005 < ny-nz < 0.005, 优选 -0.001 < ny-nz < 0.001。此外, 在相位差膜中, 由于呈现上述折射率椭圆 体的关系的分子在相位差膜中为倾斜配向, 因而就相位差膜整体而言, 有时折射率椭圆体 并不具有 nx > ny = nz 的关系。
在本说明书中, 所谓 “棒状液晶化合物” 是指如下化合物, 其在分子结构中具有介 晶基团 (mesogenic group), 该介晶基团的长轴方向的折射率大于短轴方向的折射率, 并且 通过加热或冷却等温度变化或者一定量的溶剂作用而呈现液晶相。 棒状液晶化合物可任意 适合地选择。 优选, 棒状液晶化合物在室温下呈现结晶或玻璃状态, 而在高温时则呈现向列 液晶相。棒状液晶化合物也可在成膜前呈现液晶相, 而在成膜后例如通过交联反应形成网 状结构从而不再呈现液晶相。如果使用上述性质的棒状液晶化合物, 例如可在呈现液晶相 的状态下形成混合排列, 然后通过冷却乃至交联而将该排列状态固定。
上述介晶基团是形成液晶相所必需的结构部分, 其通常含有环状单元。作为上述 介晶基团的具体例, 例如可列举 : 联苯基、 苯甲酸苯酯基、 苯基环己烷基、 氧化偶氮苯基、 偶 氮甲碱基 (azomethine group)、 偶氮苯基、 苯基嘧啶基、 二苯乙炔基、 苯甲酸二苯酯基、 双环 己烷基、 环己基苯基、 联三苯基等。此外, 这些环状单元的末端例如也可具有氰基、 烷基、 烷 氧基、 卤基等取代基。其中, 作为含有环状单元等的介晶基团, 优选使用具有联苯基和苯甲 酸苯酯基的。
上述棒状液晶化合物优选分子结构的一部分中具有至少一个以上的可交联官能 团。其原因在于, 通过交联反应, 可获得机械强度增加并且耐久性优异的相位差层。作为上 述可交联官能团, 例如可列举 : 丙烯酰基、 甲基丙烯酰基、 环氧基和乙烯醚基等。 上述棒状液 晶化合物也可直接使用市售产品。或者也可向市售或经合成的棒状液晶化合物中, 添加任 意其他液晶化合物, 或例如聚合引发剂、 流平剂等任意的添加剂而制成液晶性组合物进行 使用。作为市售的具有可交联官能团的棒状液晶化合物, 例如可列举 BASF 公司制造的商品 名为 “Paliocolor LC242” 、 HUNTSMAN 公司制造的商品名为 “CB483” 等。
在由液晶化合物构成相位差膜的情形时, 该相位差膜可通过使棒状液晶化合物 倾斜配向, 且保持该配向状态固定不变, 使该棒状液晶化合物固化 (solidifying) 或硬化 (curing) 而获得。具体而言, 可通过如下方式形成 : 在长条状配向基材的经过配向处理的 表面上涂布包含棒状液晶化合物的液晶性组合物, 形成涂布层 ; 干燥该涂布层, 形成倾斜配 向的液晶固化层 ; 以及对该液晶固化层照射紫外线, 形成倾斜配向的液晶硬化层。即, 相位 差膜可为液晶硬化层。 此时, 液晶分子的形状在倾斜配向处理前后不会产生变化, 因而分子 的折射率比在倾斜配向处理前后也不产生变化。此外, 在本说明书中, “固化层” 是指软化、 溶融或溶液状态的液晶性组合物经冷却形成凝固状态的层, “硬化层” 是指液晶性组合物的 一部分或全部因热、 催化剂、 光和 / 或放射线而交联, 形成不溶、 不融状态或难溶、 难融状态 的层。
作为配向基材, 只要可将液晶性组合物展开在基材上, 则可采用任意适合的基材。 配向基材优选为高分子基材。配向基材可为单层, 也可为包含多层的积层体 ( 例如基材与 配向膜的积层体 )。
上述基材的表面经过任意适合的配向处理。 作为配向处理, 具体而言可列举 : 机械 配向处理、 物理配向处理和化学配向处理。 作为机械配向处理的具体例, 可列举摩擦处理和 拉伸处理。作为物理配向处理的具体例, 可列举磁场配向处理和电场配向处理。作为化学 配向处理的具体例, 可列举斜向蒸镀法和光配向处理。其中优选摩擦处理。此外, 各种配向 处理的处理条件可根据目的而采用任意适合的条件。
上述液晶性组合物可进一步含有高分子液晶化合物 ( 液晶聚合物 )。高分子液晶 化合物是为了提升棒状液晶化合物的配向性而使用的。 相对于液晶性组合物中总固形物成 分 100 重量份, 上述高分子液晶化合物的含量优选为 10 重量份~ 40 重量份, 更优选 15 重量 份~ 30 重量份。作为上述高分子液晶化合物, 例如可列举下述通式 (III) 所示的化合物 :
[ 化 1]
( 式中, h 为 14 ~ 20 的整数, 在 m 与 n 之和为 100 的情形时, m 为 50 ~ 70, n为 30 ~ 50)。
利用任意适合的方法将液晶性组合物涂布于上述配向基板上, 藉此形成涂布层。 涂布层的厚度优选为 1μm ~ 50μm, 更优选 1μm ~ 30μm。
通过使上述涂布层干燥, 形成液晶固化层。干燥时间优选为 20 秒~ 20 分钟, 更 优选 1 分钟~ 10 分钟, 特别优选 1 分钟~ 5 分钟。干燥温度优选为 30℃以上、 液晶相 - 各 向同性相转移温度 (Ti) 以下, 更优选 30℃~ 120℃。此外, 液晶相 - 各向同性相转移温度 (Ti) 可通过对包含液晶化合物的液晶性组合物的样品一边加热, 一边用偏光显微镜观察而 得知。
通过对上述液晶固化层照射紫外线, 形成倾斜配向的液晶硬化层。紫外线在波长 2 365nm 下的照射量优选为 400mJ/cm ~ 1500mJ/cm2。液晶硬化层的厚度可根据目的、 所期 望的面内相位差及厚度方向相位差而适当设定, 优选为 1μm ~ 5μm, 更优选 1μm ~ 3μm。 液晶硬化层是液晶化合物倾斜配向的, 优选是以混合排列配向的。
A-2-2-2. 构成分子呈现 nx = ny > nz 的折射率椭圆体的倾斜配向膜
在其他实施方案中, 相位差膜 12 中, 分子的倾斜配向方向投影于相位差膜面内的 方向与慢轴实质正交。 即, 倾斜配向的分子的倾斜配向方向为相位差膜的短边方向。 在这样 的相位差膜中, 构成该膜的分子呈现 nx = ny > nz 的折射率椭圆体, 且该分子为倾斜配向。 在本说明书中, “nx = ny” 不仅包括 nx 与 ny 严格相等的情形, 而且包括 nx 与 ny 实质相等 的情形。具体而言, 可为 nx-ny < 0.005, 优选 nx-ny < 0.001。由于具有这样折射率椭圆 体的关系的分子为倾斜配向, 且成为与黑显示时液晶单元内的正的单轴性液晶分子镜面对 称的状态, 因而可进行全方位的光学补偿, 从而可提升视角特性。 此外, 在上述相位差膜中, 由于倾斜配向的分子呈现上述折射率椭圆体的关系, 因而相位差膜的折射率椭圆体的关系 有时不满足 nx = ny > nz。
作为上述倾斜配向的分子, 可使用任意适合的化合物。 在一实施方案中, 该分子可 为热塑性树脂。在其他实施方案中, 该分子可为圆盘型液晶化合物。
作 为 上 述 热 塑 性 树 脂, 可 列 举 降 冰 片 烯 类 树 脂、 和 例 如 三 乙 酰 纤 维 素 (TAC, triacetyl cellulose) 等纤维素类树脂等。 优选为降冰片烯类树脂。 降冰片烯类树脂的详 细内容与上述 A-1-1 项中的说明相同。
上述所谓的圆盘型液晶化合物, 一般而言是指具有如下圆盘状分子结构的液晶性 化合物, 该结构中将如苯、 1, 3, 5- 三嗪或杯芳烃等环状母核配设于分子中心, 并且用直链的
烷基、 烷氧基、 或经取代的苯甲酰氧基等作为其侧链而放射状取代。 作为圆盘型液晶化合物 的代表例, 可列举 : C.Destrade 等人的研究报告 Mol.Cryst.Liq Cryst vol.71, p.111(1981 年 ) 中记载的苯衍生物、 苯并菲 (triphenylene) 衍生物、 三聚茚 (truxene) 衍生物、 酞菁 衍生物 ; B.Kohne 等人的研究报告 Angew.Chem.vol.96, p.70(1984 年 ) 中记载的环己烷 衍生物 ; 以 及 J.M.Lehn 等 人 的 研 究 报 告 J.Chem.Soc.Chem.Commun., p.1794(1985 年 ) 和 J.Zhang 等人的研究报告 J.Am.Chem.Soc.vol.116, p.2655(1994 年 ) 中记载的氮杂冠 (azacrown) 类或苯乙炔类巨环 (macrocycle)。
上述相位差膜在波长 590nm 下的面内相位差值 (Re[590]) 可根据目的而设定为任 意适合的值。于一实施方案中, 上述相位差膜的 Re[590] 优选为 100nm 以下, 更优选 5nm ~ 80nm, 特别优选 5nm ~ 60nm。 通过使面内相位差值在上述范围内, 可进行更适当的液晶单元 的光学补偿, 从而获得斜向对比度较高的液晶显示装置。
上述相位差膜在波长 590nm 下的厚度方向相位差值 (Rth[590]) 可根据目的而设 定为任意适合的值。在一实施方案中, 上述相位差膜的 Rth[590] 优选为 50nm ~ 200nm, 更 优选 60nm ~ 180nm, 特别优选 80nm ~ 160nm。通过使厚度方向的相位差值在上述范围内, 可进行更适当的液晶单元的光学补偿, 从而获得斜向对比度较高的液晶显示装置。
在由热塑性树脂构成相位差膜的情形时, 该相位差膜可使用 A-2-2-1 项中记载的 方法, 通过对由热塑性树脂形成的高分子膜的各面施加不同的剪切力, 继而沿短边方向进 行拉伸处理而获得。 作为对于短边方向的拉伸方法, 例如可列举横向单轴拉伸法。 相位差膜 的制造方法的具体例如下所示。 即, 若使用未拉伸的降冰片烯类树脂膜, 且将辊的加热温度 设为 120℃, 下侧辊 / 上侧辊的旋转速度比设为 1.25, 则可获得膜的长度方向上具有慢轴, 且包含以膜的延展方向的下游侧朝上的方式的倾斜配向的分子的相位差膜。 通过以拉伸温 度 120℃、 拉伸率 1.35 倍沿短边方向拉伸该膜, 可获得包含以 18°的平均倾斜角沿短边方 向倾斜配向且折射率椭圆体具有 nx = ny > nz 的关系的分子, 并且长度方向上具有慢轴的 相位差膜。 此外, 在由热塑性树脂构成相位差膜的情形时, 相位差膜的厚度可根据目的和所 期望的面内相位差及厚度方向相位差而适当设定, 优选为 60 ~ 150μm。
在由液晶化合物构成相位差膜的情形时, 该相位差膜可使用圆盘型液晶化合物, 并以与 A-2-2-1 项中记载的方法相同的方式获得。液晶化合物的倾斜配向状态可通过调 整该化合物的种类及分子结构、 配向剂的种类和添加剂 ( 例如塑化剂、 黏合剂、 表面活性 剂 ) 等而控制。在使用圆盘型液晶化合物构成相位差膜的情形时, 相位差膜的厚度优选为 1μm ~ 5μm。
A-3. 第 2 相位差膜
如上所述, 本发明的积层光学体可进一步包括第 2 相位差膜。第 2 相位差膜的光 学特性及配置位置可根据目的和相位差膜 12 的光学特性等而适当设定。以下, 就代表例进 行说明。此外, 在本项中, 为方便起见而将相位差膜 12 称为第 1 相位差膜。此外, 下标 1 表 示第 1 相位差膜, 下标 2 表示第 2 相位差膜。
A-3-1. 第 1 相位差膜为其倾斜配向的分子的折射率椭圆体具有 nx > ny = nz 的 关系的倾斜配向膜的情形
此时, 第 2 相位差膜 13 是在短边方向上具有慢轴 ( 即, 与第 1 相位差膜的慢轴实 质正交 ), 并且折射率椭圆体具有 nx > ny > nz 的关系。此时, 第 2 相位差膜 13 配置在本发明的积层光学体中相位差膜 12 的与亲水性高分子层 11b 的相反侧。
第 2 相位差膜的面内相位差值 Re2[590] 优选为 80 ~ 160nm, 更优选 90 ~ 150nm, 特 别优选 100 ~ 140nm。第 2 相位差膜可补偿偏光膜的光轴。Nz 系数 (Rth/Re) 优选为 1.1 ~ 1.8, 更优选 1.2 < Nz < 1.7。
上述第 2 相位差膜可由任意适合的材料形成。作为具体例, 可列举高分子膜的拉 伸膜。作为形成该高分子膜的树脂, 优选降冰片烯类树脂、 聚碳酸酯类树脂。降冰片烯类树 脂及聚碳酸酯类树脂的详细内容与上述 A-1-1 项中的说明相同。
作为上述拉伸膜的制作方法, 可采用任意适合的方法。作为拉伸方法, 例如可列 举: 横向单轴拉伸、 固定端双轴拉伸和逐次双轴拉伸。作为固定端双轴拉伸的具体例, 可列 举使高分子膜沿长度方向行进的同时, 沿短边方向 ( 横方向 ) 进行拉伸的方法。 该方法表观 上可为横向单轴拉伸。拉伸温度优选为 135 ~ 165℃, 更优选 140 ~ 160℃。拉伸率优选为 1.2 ~ 3.2 倍, 更优选 1.3 ~ 3.1 倍。此时, 膜厚度具有代表性的是 20 ~ 80μm, 优选 25 ~ 75μm, 更优选 30 ~ 60μm。
作为形成上述第 2 相位差膜的材料的其他具体例, 可列举非液晶性材料。优选为 非液晶性聚合物。具体而言, 优选聚酰胺、 聚酰亚胺、 聚酯、 聚醚酮、 聚酰胺酰亚胺和聚酯酰 亚胺等聚合物。这些聚合物可单独使用任意一种, 也可以 2 种以上的混合物使用。其中, 就 高透明性、 高配向性、 及高拉伸性而言, 特别优选聚酰亚胺。
此时, 上述第 2 相位差膜具有代表性的是可通过在基材膜上涂布上述非液晶性聚 合物的溶液, 并去除溶剂而形成。在该第 2 相位差膜的形成方法中, 优选进行用以赋予光学 二轴性 (nx > ny > nz) 的处理 ( 例如拉伸处理 )。通过进行此种处理, 可以可靠地在面内 赋予折射率差 (nx > ny)。 此外, 作为上述聚酰亚胺的具体例以及该第 2 相位差膜的形成方 法的具体例, 可列举日本专利特开 2004-46065 号公报中记载的聚合物以及光学补偿膜的 制造方法。此时, 厚度具有代表性的是 0.1 ~ 10μm, 更优选 0.1 ~ 8μm, 特别优选 0.1 ~ 5μm。
A-3-2. 第 1 相位差膜为其倾斜配向的分子的折射率椭圆体具有 nx = ny > nz 的 关系的倾斜配向膜的情形
此时, 第 2 相位差膜可配置于本发明的积层光学体中相位差膜 12 的与亲水性高分 子层 11b 的相反侧, 也可配置于相位差膜 12 与亲水性高分子层 11b 之间。可根据目的和配 置位置而使用具有适合的光学特性的相位差膜。第 2 相位差膜 13 既可为单层膜, 也可为积 层 2 层以上的膜。
上述第 2 相位差膜在波长 590nm 下的面内相位差值 (Re2[590]) 可根据目的而设 定为任意适合的值。面内相位差值 Re2[590] 优选为小于 100nm, 更优选小于 80nm。通过使 面内相位差值在上述范围内, 可进行更适当的液晶单元的光学补偿, 从而获得斜向对比度 较高的液晶显示装置。
上述第 2 相位差膜在波长 590nm 下的厚度方向相位差值 (Rth2[590]) 可根据目的 而设定为任意适合的值。厚度方向相位差值 Rth2[590] 优选为小于 200nm, 更优选 50nm ~ 180nm。通过使厚度方向的相位差值在上述范围内, 可进行更适当的液晶单元的光学补偿, 从而获得斜向对比度较高的液晶显示装置。
第 1 相位差膜与第 2 相位差膜的面内相位差值的合计值 Re1+2[590] 优选为大于 10nm 至 小于 200nm, 更优选 10nm ~ 160nm。此 外, 其厚 度 方向的 相 位差值 的 合计值 Rth1+2[590] 优选为 50nm ~ 300nm, 更优选 100nm ~ 280nm。如此, 通过使面内相位差值的 合计值及厚度方向的相位差值的合计值在特定范围内, 可进行更适当的液晶单元的光学补 偿, 从而获得斜向对比度较高的液晶显示装置。
上述第 2 相位差膜只要可获得上述适当的 Re2[590] 及 Rth2[590], 则可具有任意 适合的折射率椭圆体的关系。在一实施方案中, 第 2 相位差膜可为折射率椭圆体具有 nx > ny = nz 的关系的所谓的正 A 板。在其他实施方案中, 第 2 相位差膜可为折射率椭圆体具有 nx = ny > nz 的关系的所谓的负 C 板。
作为形成正 A 板即第 2 相位差膜的材料, 可采用任意适合的材料。在一实施方案 中, 优选为液晶材料, 更优选液晶相为向列相的液晶材料 ( 向列液晶 )。 在其他实施方案中, 优选为热塑性树脂。热塑性树脂可为具有正的固有双折射的树脂, 也可为具有负的固有双 折射的树脂。
作为上述液晶材料, 例如可使用液晶聚合物或液晶单体。液晶材料的液晶性的呈 现机制可为溶致型或热致型中的任一种。液晶的配向状态优选为平行配向。液晶聚合物及 液晶单体既可分别单独使用, 也可组合使用。作为上述液晶单体以及第 2 相位差膜的形成 方法的具体例, 可列举日本专利特开 2006-178389 号公报中记载的单体以及形成方法。此 时, 厚度优选为 0.5 ~ 10μm, 更优选 0.5 ~ 8μm, 特别优选 0.5 ~ 5μm。
作为上述热塑性树脂, 例如可列举 : 降冰片烯类树脂、 聚碳酸酯类树脂、 纤维素类 树脂、 聚乙烯醇类树脂和聚砜类树脂。其中, 优选降冰片烯类树脂和聚碳酸酯类树脂。降冰 片烯类树脂及聚碳酸酯类树脂与上述情况相同。可通过根据此种树脂的种类, 适当地选择 拉伸条件 ( 例如拉伸温度、 拉伸率、 拉伸方向 )、 拉伸方法等, 拉伸由此种树脂形成的高分子 膜, 而获得具有上述所期望的光学特性 ( 例如面内相位差、 厚度方向的相位差 ) 的第 2 相位 差膜。此时, 厚度优选为 5 ~ 55μm, 更优选 10 ~ 50μm, 特别优选 15 ~ 45μm。
作为形成负 C 板即第 2 相位差膜的材料, 可采用任意适合的材料。在一实施方案 中, 第 2 相位差膜可为胆固醇状配向固化层。作为胆固醇状配向固化层的具体例, 可列举日 本专利特开 2003-287623 号公报中记载的胆固醇状层。此时, 厚度优选为 0.5 ~ 10μm, 更 优选 0.5 ~ 8μm, 特别优选 0.5 ~ 5μm。
在其他实施方案中, 作为负 C 板的第 2 相位差膜可由例如聚酰胺、 聚酰亚胺、 聚酯、 聚醚酮、 聚酰胺酰亚胺或聚酯酰亚胺等非液晶性聚合物形成。其中, 就高透明性、 高配向性 和高拉伸性而言, 特别优选聚酰亚胺。作为聚酰亚胺的具体例以及第 2 相位差膜的形成方 法的具体例, 可列举日本专利特开 2004-46065 号公报中记载的聚合物以及光学补偿膜的 制造方法。此时, 厚度优选为 0.5 ~ 10μm, 更优选 0.5 ~ 8μm, 特别优选 0.5 ~ 5μm。
在再一其他实施方案中, 作为负 C 板的第 2 相位差膜可为由三乙酰纤维素 (TAC) 等纤维素类树脂、 降冰片烯类树脂等形成的高分子膜, 或其拉伸膜。 纤维素类树脂及降冰片 烯类树脂与上述情况相同。作为拉伸方法, 例如可列举双轴拉伸 ( 纵横等倍率拉伸 )。此 时, 厚度优选为 45 ~ 705μm, 更优选 55 ~ 95μm, 特别优选 50 ~ 90μm。
在又一其他实施方案中, 作为负 C 板的第 2 相位差膜可为包含上述胆固醇状配向 固化层与塑胶膜层的积层体。作为形成该塑胶膜层的树脂, 例如可列举上述纤维素类树脂 或上述降冰片烯类树脂等。A-4. 保护膜
上述保护膜 ( 内侧保护膜 ) 优选具有光学各向同性。 具体而言, 内侧保护膜的厚度 方向的相位差 Rth[550] 优选为 -20nm ~ +20nm, 更优选 -10nm ~ +10nm, 特别优选 -6nm ~ +6nm, 最优选 -3nm ~ +3nm。内侧保护膜的面内相位差 Re[550] 优选为 0nm 以上至 10nm 以 下, 更优选 0nm 以上至 6nm 以下, 特别优选 0nm 以上至 3nm 以下。具有这种光学各向同性的 保护膜的详细内容公开在日本专利特开 2008-180961 号公报中, 本说明书中引用此记载作 为参考。
A-5. 积层光学体的制造方法
本发明的积层光学体 10 通过使上述长条状偏光膜 11 与上述长条状相位差膜 12 分别沿长度方向搬送的同时保持长度方向一致, 而连续进行粘贴 ( 所谓卷对卷 ) 制成。在 一实施方案中, 上述长条状偏光膜 11 及上述长条状相位差膜 12 分别以卷状保管后供给至 粘贴步骤。在其他实施方案中, 上述长条状偏光膜 11 自上述 A-1-2 项记载的制造步骤起持 续供给至粘贴步骤, 上述长条状相位差膜 12 自上述 A-2 项记载的制造步骤起持续供给至粘 贴步骤。
上述偏光膜 11 与上述相位差膜 12 是通过压敏粘合剂组合物或粘合剂组合物而粘 贴。具体而言可列举下述方法 : 在偏光膜或相位差膜任一个的单面涂布压敏粘合剂组合物 或粘合剂组合物, 然后使偏光膜与相位差膜粘贴并进行干燥。 作为上述压敏粘合剂组合物或粘合剂组合物, 可采用任意适合的压敏粘合剂组合 物或粘合剂组合物。压敏粘合剂组合物优选为丙烯酸类压敏粘合剂组合物。其原因在于丙 烯酸类压敏粘合剂组合物透明性优异, 成本低并易于购买。粘合剂组合物优选包含聚乙烯 醇类树脂和交联剂。聚乙烯醇类树脂优选含乙酰乙酰基的聚乙烯醇树脂。其原因在于可进 一步提高偏光膜与相位差膜之间的密着性, 并可以提高积层光学体的耐久性。聚乙烯醇类 树脂和交联剂的详细内容公开在例如日本专利特开 2008-180961 号公报中, 本说明书中引 用此记载作为参考。
作为压敏粘合剂组合物或粘合剂组合物的涂布方法, 例如可列举 : 辊涂法、 喷雾法 或浸渍法等。在使用压敏粘合剂组合物的情形时, 涂布膜的厚度可设定为干燥后的厚度优 选为 10μm ~ 60μm。 在使用粘合剂组合物的情形时, 涂布膜的厚度可设定为干燥后的厚度 优选为 20nm ~ 150nm。通过达到上述厚度, 可获得充分的粘合力。干燥温度具有代表性的 是 5 ~ 150℃, 优选 30 ~ 120℃。干燥时间具有代表性的是 120 秒以上, 优选 400 秒以上。
图 3 中图示本发明的积层光学体的制造方法的一个实例中的一个步骤。如图 3 所 示, 使偏光膜 11 和涂布有上述压敏粘合剂组合物或粘合剂组合物 ( 未图示 ) 的相位差膜 12 沿箭头方向送出, 并且在使各自的长度方向一致的状态下进行粘贴。 即, 以卷对卷的方式使 偏光膜 11 与相位差膜 12 连续进行粘贴, 从而获得积层光学体 10。此外, 在图 3 中, 附图标 记 111 和 112 分别表示卷绕长条状偏光膜和相位差膜的辊, 附图标记 113 表示用以使偏光 膜与相位差膜粘贴的导辊。 此外, 在相位差膜为涂布膜的情形时, 相位差膜具有代表性的是 在涂布于任意适合的基材上而形成之后, 可转印至偏光膜上 ( 未图示 )。
在本发明的积层光学体 10 进一步包括第 2 相位差膜 13 的情形时, 在一实施方案 中, 积层光学体 10 是通过使上述长条状偏光膜 11、 上述长条状相位差膜 12、 以及长条状第 2 相位差膜 13 分别沿长度方向搬送的同时保持长度方向一致, 而连续进行粘贴制成。在其
他实施方案中, 积层光学体 10 通过如下方式制成 : 以卷对卷的方式使长条状第 1 相位差膜 12 与长条状第 2 相位差膜 13 粘贴, 获得长条状积层体, 继而, 以卷对卷的方式使该积层体与 长条状偏光膜 11 粘贴。在再一其他实施方案中, 积层光学体 10 通过如下方式制成 : 以卷对 卷的方式使长条状偏光膜 11 与长条状相位差膜 12 粘贴, 获得长条状积层体, 继而, 以卷对 卷的方式使该积层体与第 2 相位差膜 13 粘贴。
B. 光学膜
本发明的光学膜是裁切或冲裁以如上方式所得的积层光学体而获得。 裁切或冲裁 可采用任意适合的方法。本发明的积层光学体因偏光膜的制造方法而宽度较宽, 因而容易 冲裁或裁切成大型液晶显示装置用的光学膜, 并可减少冲裁等所产生的废材, 因而在成本 方面有利。将所得的积层光学体裁切成与适用的液晶显示装置的尺寸相应的尺寸时, 就制 造效率方面而言, 优选将 2 片以上的积层光学体叠合后进行裁切加工。具有相同构成的之 前的积层光学体 ( 偏光板 ) 因厚度较大, 因此 2 片以上的积层光学体叠合裁切必需施加较 大的力。 其结果, 经叠合的积层光学体彼此容易偏移, 可能导致所得的光学膜的尺寸精度不 足。另一方面, 本发明的积层光学体因厚度极薄, 因而即便将 2 片以上叠合进行裁切, 也可 精度良好地进行裁切, 在制造效率方面极佳。
C. 液晶显示装置
本发明的液晶显示装置包括上述本发明的光学膜及液晶单元。图 4 是本发明的 优选实施方案的液晶显示装置的概略剖面图。液晶显示装置 100 包括 : 液晶单元 20 和 配置于液晶单元 20 至少一侧的光学膜 10′。光学膜 10′以基材层 11a 成为外侧的方式 进行配置。在光学膜 10′仅配置于液晶单元一侧的情形时, 在另一侧配置有通常的偏光 板。作为液晶单元 20 的驱动模式, 可采用任意适合的驱动模式。作为驱动模式的代表例, 可列举 : STN(Super Twisted Nematic, 超扭转向列 ) 模式、 TN(Twisted Nematic, 扭转向 列 ) 模式、 IPS(In-Plane Switching, 平面切换 ) 模式、 VA(Vertical Aligned, 垂直配向 ) 模式、 OCB(Optically Compensated Birefringence, 光学补偿双折射 ) 模式、 HAN(Hybrid Aligned Nematic, 混合排列向列 ) 模式以及 ASM(Axially Symmetric Aligned Microcell, 轴对称排列微胞 ) 模式。当将折射率椭圆体呈现 nx > ny = nz 或 nx > ny > nz 的关系的 相位差膜用作光学膜 10′的相位差膜时, 驱动模式优选为 VA 模式。当将 O 板用作光学膜 10′的相位差膜时, 驱动模式优选为 TN 模式。其原因在于通过光学膜 10′的相位差膜, 可 实现极优异的光学补偿。
优选, 光学膜 10′如图 4 所示配置于液晶单元 20 的两侧。更优选, 配置于液晶单 元的两侧的光学膜 10′、 10′为由同一原料膜 ( 积层光学体 ) 裁切或冲裁所得的光学膜。 通过由同一原料膜 ( 积层光学体 ) 进行裁切或冲裁, 可获得光轴的偏移极小或即便存在轴 偏移, 轴偏移的程度也实质相同的一对光学膜, 因而可获得具有极优异显示特性的液晶显 示装置。光学膜 10′、 10′ ( 或光学膜 10′与偏光板 ) 既可配置为各自的吸收轴正交, 也 可配置为各自的吸收轴平行。具有代表性的是配置为各自的吸收轴正交。因此, 在液晶单 元为 TN 模式的情形时, 不施加电压时呈现亮态 ( 白显示 )( 正常白模式 ), 在液晶单元为 VA 模式的情形时, 不施加电压时为暗态 ( 黑显示 )( 正常黑模式 )。
[ 实施例 ]
以下, 通过实施例来具体说明本发明, 但本发明并不受这些实施例的限定。此外,实施例中的测定方法如下所述。此外, 实施例中, 当表示倾斜角以外的角度时, 使膜的长度 方向为 0°, 并使从长度方向逆时针旋转的方向为正。
(1) 尺寸变化率
将实施例和比较例中所得的积层光学体切割成 10cm×10cm, 并作为试验片。以特 定间隔对该试验片的特定位置进行标记。将经标记的试验片放入烘箱 (ESPEC 公司制造, 制 品名 PH-201) 中, 并在 80℃下放置 500 小时后取出。 测定取出的试验片的标记间隔, 并根据 下式求出尺寸变化率 :
尺寸变化率 (% ) = {(DA-DB)/DA}×100
DA : 放入烘箱前的标记距离
DB : 放入烘箱后的标记距离
此外, 将以与上述相同方式标记的试验片放入恒温·恒湿烘箱 (ESPEC 公司制造, 制品名 PL-2KT) 中, 在 60℃、 90% RH 的条件下放置 500 小时后取出。测定取出的试验片的 标记间隔, 并使用与上述相同的公式求出尺寸变化率。
(2) 轴精度
将参考例 4 ~ 7 中制成的相位差膜切割成 5cm×3cm, 并作为试验片。使用王子计 测机器 ( 股 )(Oji Scientific Instruments) 制造的制品名 “KOBRA-21ADH” , 在原料膜的宽 度方向上, 以等间隔对试验片的慢轴的角度测定 15 点。求出 15 点的平均值, 并将与该平均 值的标准偏差作为轴精度的指标。
(3) 亮度不均
对各实施例及比较例中所得的液晶显示装置, 在 23℃的暗室中点亮背光经过 20 分钟后进行测定。具体而言, 使用 Konica Minolta 制造的二维色分布测定装置 “CA-1500” 拍摄显示画面。使用上述装置测定自整个显示画面随机选择的 24235 处的亮度, 并求出亮 度的平均值, 将与该平均值的标准偏差作为亮度不均。
(4) 相位差值 (Re[590]、 Rth[590]) 及偏差
使用 Axiometric 公司制造的制品名 “Axoscan” , 在波长 590nm 和 23℃下测定参考 例中制成的相位差膜的相位差。将特定方向上的相位差值的最大值与最小值的差作为偏 差。
(5) 平均倾斜角
如 下 述 式 (I) 及 式 (II) 所 示, 在 Journal of Applied Phisics Vol.38(1999 年 )P.748 中记载的 Witte 的式中, 代入 ne、 no 及相位差值 ( 平行于慢轴, 在极角 -40°~ +40° ( 将法线方向作为 0° ) 的范围内以 5°为刻度测定的各值 ), 从而求出 θair 及 θAL, 将这些平均值作为平均倾斜角。此外, 相位差值系采用使用 Axiometric 公司制造的制品名 “Axoscan” , 于波长 590nm 处以 23℃测定的值。此外, ne 及 no 是使用阿贝折射计 [ 日本爱 拓 ( 股 )(ATAGO CO., LTD.) 制造的制品名 “DR-M4” ] 测定的值。
[ 数 2]
(6)Nz 系数、 分子的折射率比和分子的折射率椭圆体
由以上所述项 (4) 的方式测定的 Re[590] 及 Rth[590] 计算出 Nz 系数。此外, 由 Re[590]、 Rth[590] 及上述平均倾斜角计算出分子的折射率比和折射率椭圆体。
(7) 对比度
通过通常的方法, 测量以参考例中制成的相位差膜、 偏光膜以及液晶单元为主用 于液晶显示装置的所有光学构件的光学特性。使用这些测量值, 并使用 Shintech 公司 (Shintech, Inc) 制造的制品名 “LCD Master” , 模拟液晶显示装置的对比度。
(8) 轴角度
上 述 (2) 轴 精 度 以 外 的 轴 角 度, 使用王子计测机器 ( 股 ) 制造的制品名 “KOBRA21-WPR” 来测定。
(9) 厚度
使用大冢电子公司 (Otsuka Electronics Co., Ltd) 制造的制品名 “MCPD-3000” 测定厚度。
[ 参考例 1]
[ 偏光膜的制作 ]
将聚乙烯醇树脂 ( 日本合成化学公司 (Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd.) 制造, 制品名 “Gohsenol NH-18” , 皂化度为 98 ~ 99% ) 溶解于热水中后冷却, 制备 7 重量%的聚乙烯醇水溶液。另一方面, 作为基材准备降冰片烯类树脂膜 (JSR( 股 ) (JSR Corporation) 制造, 制品名 “ARTON” , 厚度为 100μm)。将上述水溶液涂布于基材表 面, 在 100℃下干燥 10 分钟, 从而在基材上形成厚度为 7μm 的聚乙烯醇薄膜。在拉伸温度 140℃、 拉伸率 4.5 倍下, 沿短边方向拉伸该获得的基材 / 薄膜的积层体。拉伸后的积层体 的整体厚度为 60μm, 聚乙烯醇薄膜的厚度为 3μm。将经如此拉伸的积层体浸渍于 30℃的 碘水溶液 ( 碘∶碘化钾∶水= 1 ∶ 10 ∶ 200( 重量比 )) 中 30 秒后, 放入 55℃的硼酸水溶 液 (5 重量% ) 中浸渍 60 秒, 此外, 放入 30℃的碘化钾水溶液 (5 重量% ) 中浸渍 10 秒, 使 聚乙烯醇薄膜染色并交联。将其在 80℃下干燥 4 分钟, 获得具有基材层 / 亲水性高分子层 的构成的卷状偏光膜。所得的偏光膜的透射率为 41.5%, 偏光度为 99%。此外, 所得的偏 光膜在短边方向 (TD) 上具有吸收轴。
[ 参考例 2]
[ 偏光膜的制作 ]
将聚乙烯醇树脂 ( 日本合成化学公司制造, 制品名 “Gohsenol NH-18” , 皂化度为 98 ~ 99% ) 溶解于热水中后冷却, 制备 7 重量%的聚乙烯醇水溶液。另一方面, 作为基材 准备降冰片烯类树脂膜 (JSR( 股 ) 制造, 制品名 “ARTON” , 厚度为 100μm)。将上述水溶液 涂布于基材表面, 在 100℃下干燥 10 分钟, 从而在基材上形成厚度为 7μm 的聚乙烯醇薄膜。 在拉伸温度 140℃、 拉伸率 4.5 倍下, 沿短边方向拉伸该获得的基材 / 薄膜的积层体。拉伸 后的积层体的整体厚度为 60μm, 聚乙烯醇薄膜的厚度为 3μm。将经如此拉伸的积层体浸 渍于 20℃的碘水溶液 ( 碘∶碘化钾∶水= 1 ∶ 10 ∶ 200( 重量比 )) 中 60 秒后, 放入 55℃ 的硼酸水溶液 (10 重量% ) 中浸渍 420 秒, 此外, 放入 30℃的碘化钾水溶液 (4 重量% ) 中 浸渍 10 秒, 使聚乙烯醇薄膜染色并交联。将其在 60℃下干燥 4 分钟, 获得具有基材 / 偏光 薄膜的构成的卷状偏光膜。所得的偏光膜的透射率为 41.5%, 偏光度为 99%。此外, 所得的偏光膜在短边方向上具有吸收轴。
[ 参考例 3]
[ 偏光板 ]
偏光板是使用具有保护膜 / 偏振片 / 保护膜构成的市售的偏光板 ( 日东电工 ( 股 ) (Nitto Denko Corporation) 制造, 制品名 “NPF-TEG1465DU” )。该偏光板中, 液晶单元侧的 保护膜的面内相位差实质为零。此外, 偏光板的单体透射率约为 44%, 并在长度方向 (MD) 上具有吸收轴。
[ 参考例 4]
[ 相位差膜的制作 ]
从降冰片烯类树脂膜 (JSR 公司制造, 商品名 “ARTON” , 厚度为 100μm, 宽度为 1.2m, 长度为 500m) 的卷状卷绕体中依序抽出膜的同时, 通过辊式纵向单轴拉伸法在 150℃ 下沿长度方向拉伸 1.3 倍后, 裁切为宽度 1m, 获得长条状相位差膜。 所得的相位差膜在长度 方向 (MD) 上具有慢轴。所得的相位差膜的厚度为 70μm, 面内相位差 Re[590] 为 55nm, 宽 度方向的 Re[590] 的偏差为 5nm, 慢轴的轴精度为 0.5°。所得的相位差膜的折射率椭圆体 具有 nx > ny = nz 的关系。
[ 参考例 5]
[ 相位差膜的制作 ]
从 降 冰 片 烯 类 树 脂 膜 ( 日 本 Zeon 公 司 (Zeon Corporation) 制 造, 商品名 “Zeonor” , 厚度为 100μm, 宽度为 1.3m, 长度为 1000m) 的卷状卷绕体中依序抽出膜的同时, 通过辊式纵向单轴拉伸法在 140℃下沿长度方向拉伸 1.15 倍后, 裁切为宽度 1m, 获得长条 状相位差膜。所得的相位差膜在长度方向 (MD) 上具有慢轴。所得的相位差膜的厚度为 94μm, 面内相位差 Re[590] 为 64nm, 宽度方向的 Re[590] 的偏差为 4nm, 慢轴的轴精度为 0.8°。所得的相位差膜的折射率椭圆体具有 nx > ny = nz 的关系。
[ 参考例 6]
[ 相位差膜的制作 ]
从降冰片烯类树脂膜 (JSR 公司制造, 商品名 “ARTON” , 厚度为 100μm, 宽度为 1.2m, 长度为 500m) 的卷状卷绕体中依序抽出膜的同时, 通过拉幅式横向单轴拉伸法在 150℃下沿横方向拉伸 1.3 倍后, 裁切为宽度 1m, 获得长条状相位差膜。所得的相位差膜在 短边方向 (TD) 上具有慢轴。 所得的相位差膜的厚度为 72μm, 面内相位差 Re[590] 为 53nm, 宽度方向的 Re[590] 的偏差为 8nm, 慢轴的轴精度为 1.5°。所得的相位差膜的折射率椭圆 体具有 nx > ny = nz 的关系。
[ 参考例 7]
[ 相位差膜的制作 ]
从降冰片烯类树脂膜 ( 日本 Zeon 公司制造, 商品名 “Zeonor” , 厚度为 100μm, 宽 度为 1.3m, 长度为 1000m) 的卷状卷绕体中依序抽出膜的同时, 通过拉幅式横向单轴拉伸法 在 140℃下沿横方向拉伸 1.15 倍后, 裁切为宽度 1m, 获得长条状相位差膜。所得的相位差 膜在短边方向 (TD) 上具有慢轴。所得的相位差膜的厚度为 94μm, 面内相位差 Re[590] 为 60nm, 宽度方向的 Re[590] 的偏差为 4.5nm, 慢轴的轴精度为 1.8°。所得的相位差膜的折 射率椭圆体具有 nx > ny = nz 的关系。[ 参考例 8]
[ 相位差膜 (O 板 ) 的制作 ]
将辊加热至 120℃, 并使下侧辊 / 上侧辊的旋转速度比为 1.1, 对未拉伸的降冰片 烯类树脂膜 ( 日本 Zeon 公司制造, “Zeonor” 膜 ) 进行压延, 获得卷状的相位差膜。所得的 相位差膜的面内相位差值为 90nm, 平均倾斜角为 30°, 分子的折射率比为 3, 慢轴方向为长 度方向。所得的倾斜配向相位差膜的分子的折射率椭圆体具有 nx > ny > nz 的关系。
[ 参考例 9]
[ 相位差膜 (O 板 ) 的制作 ]
除了使下侧辊 / 上侧辊的旋转速度比为 1.25 以外, 进行与参考例 8 相同的操作。 接着, 在拉伸温度 120℃、 拉伸率 1.15 倍下, 沿膜的短边方向 (TD 方向 ) 拉伸所得的膜, 获得 卷状的相位差膜。所得的相位差膜的面内相位差值为 30nm, 平均倾斜角为 50°, 分子的折 射率比为 5.2, 慢轴方向为短边方向。 所得的倾斜配向相位差膜的分子的折射率椭圆体具有 nx > ny > nz 的关系。
[ 参考例 10]
[ 相位差膜 A(O 板 ) 的制作 ] 将下述式 (IV) 所示的高分子液晶化合物 ( 重量平均分子量 : 5,000)20 重量份、 可 聚合液晶化合物 (BASF 公司制造, 商品名 “Paliocolor LC242” , ne = 1.654, no = 1.523)80 重量份溶解于环戊酮 30 重量份中。在所得溶液中添加表面调节剂 (BYK-Chemie 公司制造, 商品名 “BYK375” )0.3 重量份, 接着添加聚合引发剂 (Ciba 公司制造, 商品名 “Irgacure 907” )5 重量份。此外, 添加环戊酮以使固形物成分浓度为 20 重量%, 从而获得涂布溶液。
[ 化 2]
沿膜长度方向对聚对苯二甲酸乙二酯膜 (Toray 公司 (Toray Industries, Inc.) 制造, 商品名 “RC06” ) 进行摩擦处理, 获得配向基板。将上述涂布溶液均匀地涂布于配向 基板的摩擦处理表面, 形成涂布层 (Re[590] = 90nm)。使该涂布层在 80℃的空气循环式烘 箱内加热干燥 2 分钟, 形成倾斜配向的液晶固化层 (Re[590] = 90nm)。使用输送式紫外线 照射装置, 在空气环境下, 以该固化层表面在波长 365nm 下的照射量达到 500mJ/cm2 的方式 照射紫外线, 使该固化层硬化。由此, 形成在配向基板上作为液晶硬化层积层有相位差膜 A( 厚度 : 1.5μm) 的积层体 A。所得的相位差膜 A 的面内相位差值 Re[590] 为 90nm, 平均倾 斜角为 35°, 慢轴方向为 0° ( 均为中心值 )。 所得的倾斜配向相位差膜的分子的折射率椭 圆体具有 nx > ny = nz 的关系。
[ 参考例 11]
[ 相位差膜 B 的制作 ]
使 用 经 拉 伸 而 成 的 市 售 长 条 状 降 冰 片 烯 类 树 脂 膜 ( 日 本 Zeon 公 司 (Zeon Corporation) 制造, 商品名 “Zeonor” ) 作为相位差膜 B。相位差膜 B 的面内相位差值 Re[590] 为 130nm, Nz 系数为 1.5, 慢轴方向为 90° ( 均为中心值 )。该膜的折射率椭圆体 具有 nx > ny > nz 的关系。
[ 参考例 12]
[ 相位差膜 (O 板 ) 的制作 ]
将辊加热至 120℃, 并使下侧辊 / 上侧辊的旋转速度比为 1.25, 对未拉伸的降冰 片烯类树脂膜 ( 日本 Zeon 公司制造, “Zeonor” 膜 ) 进行压延, 获得卷状的膜。在拉伸温度 120℃、 拉伸率 1.35 倍下, 沿膜的短边方向 (TD 方向 ) 拉伸该膜, 获得卷状的相位差膜 I。所 得的相位差膜的面内相位差值 Re[590] 为 50nm, 厚度方向相位差值 Rth[590] 为 150nm, 平 均倾斜角为 18°, 慢轴方向为 0° ( 长度方向 )( 均为中心值 )。此外, 所得的倾斜配向相位 差膜的分子的折射率椭圆体具有 nx = ny > nz 的关系。
[ 参考例 13]
[ 液晶单元 ]
从包含 VA 模式的液晶单元的液晶显示装置 (SONY 公司 (SONY CORPORATION) 制造, 32 寸液晶电视, 型号 S-2500) 中取出液晶面板, 将配置于液晶单元上下的光学膜全部去除, 然后清洗该液晶单元上下的玻璃基板的表面后进行使用。
[ 参考例 14]
[ 液晶单元 ]
从包含 TN 模式的液晶单元的液晶显示装置 (BENQ 公司制造, 17 寸液晶监视器, 型 号 “FP71+” ) 中取出液晶面板, 将配置于液晶单元上下的光学膜全部去除, 然后清洗该液晶 单元上下的玻璃基板的表面后进行使用。
[ 实施例 1]
[ 积层光学体的制作 ]
以图 3 所示的方式, 以卷对卷的方式, 通过丙烯酸类压敏粘合剂 ( 厚度 : 20μm) 而 粘贴参考例 1 中所得的偏光膜与参考例 4 中所得的相位差膜, 从而获得卷状积层光学体。 所 用的相位差膜的轴精度、 所得的积层光学体的总厚度及尺寸变化率, 以及下述的液晶显示 装置的亮度不均, 一起示于下述表 1 中。
[ 液晶显示装置的制作 ]
将以如上方式获得的卷状积层光学体 ( 原料膜 ) 对应参考例 13 的液晶单元的尺 寸进行裁切, 从而获得光学膜。 此外, 光学膜系以其长度方向与偏光膜的吸收轴正交的方式 进行裁切。2 片光学膜切割自同一原料膜, 并分别通过丙烯酸类压敏粘合剂 ( 厚度 : 20μm) 而粘贴在参考例 13 的液晶单元的上下, 获得液晶面板。将该液晶面板与取出了上述液晶单 元的液晶显示装置的背光单元结合, 获得液晶显示装置。将所得的液晶显示装置的亮度不 均示于下述表 1 中, 将拍摄显示画面 ( 黑图像 ) 所得的照片示于图 5A, 将显示画面的亮度分 布示于图 5B。此外, 该亮度分布是从黑图像测定的面内亮度, 并根据亮度范围分色而成。
[ 表 1]
[ 实施例 2]除相位差膜使用参考例 5 中所得的相位差膜以外, 以与实施例 1 相同的方式获得 卷状积层光学体。除使用该积层光学体 ( 原料膜 ) 以外, 以与实施例 1 相同的方式制作液 晶显示装置。 所用的相位差膜的轴精度、 所得的积层光学体的总厚度及尺寸变化率、 以及液 晶显示装置的亮度不均, 示于上述表 1 中。此外, 拍摄所得的液晶显示装置的显示画面 ( 黑 图像 ) 所得的照片示于图 6A, 显示画面的亮度分布示于图 6B。
[ 比较例 1]
除使用参考例 3 的市售的偏光板代替参考例 1 的偏光膜, 并且相位差膜使用参考 例 6 中所得的相位差膜以外, 以与实施例 1 相同的方式获得卷状积层光学体。除使用该积 层光学体 ( 原料膜 ) 以外, 以与实施例 1 相同的方式制作液晶显示装置。所用的相位差膜 的轴精度、 所得的积层光学体的总厚度及尺寸变化率、 以及液晶显示装置的亮度不均, 示于 上述表 1。此外, 拍摄所得的液晶显示装置的显示画面 ( 黑图像 ) 所得的照片示于图 7A, 显 示画面的亮度分布示于图 7B。
[ 比较例 2]
除使用参考例 3 的市售的偏光板代替参考例 1 的偏光膜, 并且相位差膜使用参考 例 7 中所得的相位差膜以外, 以与实施例 1 相同的方式获得卷状积层光学体。除使用该积 层光学体 ( 原料膜 ) 以外, 以与实施例 1 相同的方式制作液晶显示装置。所用的相位差膜 的轴精度、 所得的积层光学体的总厚度及尺寸变化率、 以及液晶显示装置的亮度不均, 示于 上述表 1。此外, 拍摄所得的液晶显示装置的显示画面 ( 黑图像 ) 所得的照片示于图 8A, 显 示画面的亮度分布示于图 8B。
[ 实施例 1 ~ 2 和比较例 1 ~ 2 的评价 ]
根据表 1 可明确, 与短边方向上具有慢轴的相位差膜相比, 长度方向上具有慢轴 的相位差膜的慢轴的轴精度更优异。此外, 与比较例 1 ~ 2 的积层光学体相比, 实施例 1 ~ 2 的积层光学体的尺寸变化率明显优异。 由于这些特性, 与比较例 1 ~ 2 的液晶显示装置相 比, 实施例 1 ~ 2 的液晶显示装置的亮度不均明显较小。此外, 比较图 5A 及图 5B ~图 8A及图 8B 可明确, 实施例 1 ~ 2 的液晶显示装置与比较例 1 ~ 2 的液晶显示装置相比, 显示 不均得以显著改善。
[ 实施例 3]
[ 积层光学体的制作 ]
以图 3 所示的方式, 以卷对卷的方式通过丙烯酸类压敏粘合剂 ( 厚度 : 20μm) 而 粘贴参考例 2 中所得的偏光膜与参考例 8 中所得的相位差膜, 从而获得卷状积层光学体。 积 层光学体的概要示于下述表 2。
[ 比较例 3]
除使用参考例 3 的市售的偏光板代替上述偏光膜以外, 以与实施例 3 相同的方式 获得卷状积层光学体。积层光学体的概要示于下述表 2。
[ 比较例 4]
使用参考例 3 的市售的偏光板代替上述偏光膜。利用冲裁机将该偏光板及参考例 8 中所得的相位差膜冲裁成特定的尺寸后, 使用单板粘贴机, 使其通过丙烯酸类压敏粘合剂 ( 厚度 : 20μm) 而粘贴, 获得积层光学体。积层光学体的概要示于下述表 2。
[ 比较例 5]
除使用参考例 3 的市售的偏光板代替上述偏光膜, 并使用参考例 9 中所得的相位 差膜代替参考例 8 中所得的相位差膜以外, 以与实施例 3 相同的方式获得卷状积层光学体。 积层光学体的概要示于下述表 2。
[ 表 2]
实施例 3 偏光膜的吸收轴方向 (° ) 相位差膜的慢轴方向 (° ) 制造方法
90 0 卷对卷 比较例 3 0 0 卷对卷 比较例 4 90 0 冲裁 比较例 5 0 90 卷对卷[ 实施例 4]
[ 液晶显示装置的制作 ]
将实施例 3 中所得的卷状积层光学体 ( 原料膜 ) 对应参考例 14 的液晶单元的尺寸 进行裁切, 从而获得光学膜。 此外, 光学膜是以使其长度方向与偏光膜的吸收轴所成的角度 为 45°的方式进行裁切。将 2 片光学膜切割自同一原料膜, 并使其分别通过丙烯酸类压敏 粘合剂 ( 厚度 : 20μm) 粘贴在参考例 14 的液晶单元的上下, 从而获得液晶面板。将该液晶 面板与取出了上述液晶单元的液晶显示装置的背光单元结合, 从而获得液晶显示装置。液 晶显示装置中各层的光轴的位置关系示于下述表 3。
[ 比较例 6]
除使用比较例 3 中所得的积层光学体代替实施例 3 中所得的积层光学体以外, 以 与实施例 4 相同的方式获得液晶显示装置。液晶显示装置中各层的光轴的位置关系示于下 述表 3。
[ 比较例 7]除使用比较例 4 中所得的积层光学体代替实施例 3 中所得的积层光学体以外, 以 与实施例 4 相同的方式获得液晶显示装置。液晶显示装置中各层的光轴的位置关系示于下 述表 3。
[ 比较例 8]
除使用比较例 5 中所得的积层光学体代替实施例 3 中所得的积层光学体以外, 以 与实施例 4 相同的方式获得液晶显示装置。液晶显示装置中各层的光轴的位置关系示于下 述表 3。
[ 表 3]
[ 实施例 3 ~ 4 和比较例 3 ~ 8 的评价 ]
(1) 对比度
计算出实施例 4 的液晶显示装置和比较例 6 的液晶显示装置的上下左右方向中从 极角 40°方向起的对比度。结果示于表 4。
[ 表 4]
实施例 4 上 下 左 右
2503 124 198 90 比较例 6 17 57 39 44根据表 4 可明确, 使用本发明实施例的光学膜的液晶显示装置, 与比较例 6 的液晶 显示装置相比, 在所有方向上对比度均明显较大。在比较例 6 中, 由于卷对卷方式无法使相位差膜的慢轴与偏光膜的吸收轴正交, 因而视角补偿不充分。
(2) 轴偏移 : 卷对卷与单板粘贴的比较
在实施例 3 所得的积层光学体中裁切所得的光学膜和比较例 4 中所得的积层光学 体 ( 光学膜 ) 中, 比较偏光膜的吸收轴与相位差膜的慢轴的轴偏移。具体而言, 将实施例 3 和比较例 4 的光学膜各制作 10 片, 对各光学膜测定从 90°的偏移。 偏移的平均值及最大值 示于表 5。
[ 表 5]
偏移 (° ) 平均值 最大值
实施例 3 0.04 0.29 比较例 4 0.06 0.77根据表 5 可明确, 与单板粘贴的比较例 4 的光学膜相比, 卷对卷方式的实施例 3 的 光学膜的轴偏移程度明显较小。
(3) 轴偏移 : 卷对卷的原料膜彼此的比较
在实施例 3 中所得的卷状积层光学体 ( 原料膜 ) 和比较例 5 中所得的卷状积层光 学体 ( 原料膜 ) 中, 比较偏光膜的吸收轴与相位差膜的慢轴的轴偏移。具体而言, 在各卷 ( 原料膜 ) 中以 50mm 为单位测定从 90°的偏移。偏移的平均值、 最大值、 最小值及 3σ(σ 为标准偏差 ) 示于表 6。
[ 表 6]
偏移 (° ) 平均值 最大值 最小值 3σ 实施例 3 0.140368 0.527117 0.007117 0.387394 比较例 5 0.672500 1.500000 0.150000 0.911803根据表 6 可明确, 与比较例 5 的积层光学体相比, 实施例 3 的积层光学体的轴偏移 程度明显较小。 由于比较例 5 的积层光学体使用普通的偏光板 ( 长度方向上具有吸收轴 ), 因而使该吸收轴与相位差膜 (O 板 ) 的慢轴正交, 必需使 O 板的慢轴呈现于短边方向上。使 O 板的慢轴呈现于短边方向上的处理极为困难, 并且即便可使 O 板的慢轴呈现于短边方向 上, 也如表 6 所示可知轴偏移会变大。
[ 实施例 5]
[ 积层光学体的制作 ]
以图 3 所示的方式, 以卷对卷的方式, 通过丙烯酸类压敏粘合剂 ( 厚度 : 20μm) 粘 贴参考例 10 中所得的积层体 A 和参考例 2 中所得的偏光膜。 之后, 去除配向基板 (PET 膜 ),
获得偏光膜上转印有相位差膜 A 的卷状积层体 B。接着, 以相位差膜 A 与相位差膜 B 对向的 方式, 通过丙烯酸类压敏粘合剂 ( 厚度 : 20μm) 以卷对卷粘贴积层体 B 和参考例 11 的相位 差膜 B, 从而获得积层光学体。所得的积层光学体的概要示于下述表 7。
[ 比较例 9]
除使用参考例 3 的市售的偏光板代替上述偏光膜以外, 以与实施例 5 相同的方式 获得卷状积层光学体。积层光学体的概要示于下述表 7。
[ 比较例 10]
使用冲裁机, 将参考例 3 的市售的偏光板、 上述相位差膜 A 以及相位差膜 B 冲裁为 特定的尺寸后, 利用单板粘贴机, 使其通过丙烯酸类压敏粘合剂 ( 厚度 : 20μm) 粘贴, 从而 获得积层光学体。积层光学体的概要示于下述表 7。
[ 表 7]
实施例 5 偏光膜的吸收轴方向 (° ) 相位差膜 A 的慢轴方向 (° ) 相位差膜 B 的慢轴方向 (° ) 制造方法
90 0 90 卷对卷 比较例 9 0 0 90 卷对卷 比较例 10 90 0 90 冲裁[ 实施例 6]
[ 液晶显示装置的制作 ]
将实施例 5 中所得的卷状积层光学体 ( 原料膜 ) 对应参考例 14 的液晶单元的尺 寸进行裁切, 从而获得光学膜。 此外, 光学膜是以使其长度方向与偏光膜的吸收轴所成角度 为 45°的方式进行裁切。将 2 片光学膜切割自同一原料膜, 并使其分别通过丙烯酸类压敏 粘合剂 ( 厚度 : 20μm) 粘贴于参考例 14 的液晶单元的上下, 从而获得液晶面板。将该液晶 面板与取出了上述液晶单元的液晶显示装置的背光单元结合, 获得液晶显示装置。液晶显 示装置中各层的光轴的位置关系示于下述表 8。
[ 比较例 11]
除使用比较例 9 中所得的积层光学体代替实施例 5 中所得的积层光学体, 以及将 光学膜以使其长度方向与偏光膜的吸收轴所成的角度为 135°的方式进行裁切以外, 以与 实施例 6 相同的方式获得液晶显示装置。液晶显示装置中各层的光轴的位置关系示于下述 表 8。
[ 比较例 12]
除使用比较例 10 中所得的积层光学体代替实施例 5 中所得的积层光学体以外, 以 与实施例 6 相同的方式获得液晶显示装置。液晶显示装置中各层的光轴的位置关系示于下 述表 8。
[ 表 8]
[ 实施例 5 ~ 6 和比较例 9 ~ 12 的评价 ](1) 对比度
计算出实施例 6 的液晶显示装置和比较例 11 的液晶显示装置的上下左右方向中 从极角 40°方向起的对比度。结果示于表 9。
[ 表 9]
实施例 6 上 下 左 右
178 144 700 489 比较例 11 10 15 23 25根据表 9 可明确, 实施例 6 的液晶显示装置与比较例 11 的液晶显示装置相比, 在 所有方向上对比度均显著较大。在比较例 11 中, 卷对卷方式无法使第 1 相位差膜的慢轴与 偏光膜的吸收轴正交, 因而视角补偿不充分。
(2) 轴偏移 : 卷对卷与单板粘贴的比较
在由实施例 5 中所得的积层光学体裁切所得的光学膜以及比较例 10 中所得的积 层光学体 ( 光学膜 ) 中, 比较偏光膜 ( 偏振片 ) 的吸收轴分别与相位差膜 A 及相位差膜 B 的慢轴的轴偏移。具体而言, 将实施例 5 和比较例 10 的光学膜各制作 10 片, 对各光学膜测 定从 90°的偏移。偏移的平均值、 最大值、 最小值、 以及最大值与最小值的差 (range) 示于 表 10。
[ 表 10]
根据表 10 可明确, 与单板粘贴的比较例 10 的光学膜相比, 卷对卷方式的实施例 5 的光学膜的轴偏移程度明显较小。
[ 实施例 7]
[ 积层光学体的制作 ]
以图 3 所示的方式, 以卷对卷方式, 通过水溶粘合剂 ( 厚度 : 80nm) 粘贴参考例 12 中所得的相位差膜 I 和参考例 2 中所得的偏光膜, 从而获得卷状积层光学体。积层光学体 的概要示于下述表 11。
[ 比较例 13]
除使用参考例 3 的市售的偏光板代替上述偏光膜以外, 以与实施例 7 相同的方式 获得卷状积层光学体。积层光学体的概要示于下述表 11。
[ 比较例 14]
使用冲裁机, 将参考例 12 中所得的相位差膜 I 与参考例 2 中所得的偏光膜冲裁为 特定的尺寸后, 使用单板粘贴机使其通过水溶粘合剂 ( 厚度 : 80nm) 粘贴, 从而获得积层光 学体。积层光学体的概要示于下述表 11。
[ 表 11]
实施例 7 偏光膜的吸收轴方向 (° ) 相位差膜 I 的慢轴方向 (° ) 制造方法
90 0 卷对卷 比较例 13 0 0 卷对卷 比较例 14 90 0 冲裁[ 实施例 8]
[ 液晶显示装置的制作 ]
将实施例 7 中所得的卷状的积层光学休 ( 原料膜 ) 对应参考例 14 的液晶单元的 尺寸进行裁切, 从而获得光学膜。 此外, 光学膜是以使其长度方向与偏光膜的吸收轴所成的 角度为 135°的方式进行裁切。 将 2 片光学膜切割自同一原料膜, 并分别通过丙烯酸类压敏 粘合剂 ( 厚度 : 20μm) 粘贴于参考例 14 的液晶单元的上下, 从而获得液晶面板。将该液晶 面板与取出了上述液晶单元的液晶显示装置的背光单元结合, 获得液晶显示装置。液晶显示装置中各层的光轴的位置关系示于下述表 12。
[ 比较例 15]
除使用比较例 13 中所得的积层光学体代替实施例 7 中所得的积层光学体, 以及将 光学膜以使其长度方向与偏光膜的吸收轴所成的角度为 45°的方式进行裁切以外, 以与实 施例 8 相同的方式获得液晶显示装置。液晶显示装置中各层的光轴的位置关系示于下述表 12。
[ 表 12]
[ 实施例 7 ~ 8 和比较例 13 ~ 15 的评价 ]
(1) 对比度
计算出实施例 8 的液晶显示装置和比较例 15 的液晶显示装置的上下左右方向中 从极角 40°方向起的对比度。结果示于表 13。
[ 表 13]
实施例 8 上 下 左 右
309 204 862 443 比较例 15 9 24 28 31根据表 13 可明确, 实施例 8 的液晶显示装置与比较例 15 的液晶显示装置相比, 在 所有方向上对比度均显著较大。在比较例 15 中, 卷对卷方式无法使相位差膜 I 的慢轴与偏 光膜的吸收轴正交, 因而视角补偿不充分。
(2) 轴偏移 : 卷对卷与单板粘贴的比较
在由实施例 7 中所得的积层光学体裁切所得的光学膜以及比较例 14 中所得的积 层光学体 ( 光学膜 ) 中, 比较偏光膜的吸收轴与相位差膜 I 的慢轴的轴偏移。具体而言, 将实施例和比较例的光学膜各制作 10 片, 对各光学膜测定从 90°的偏移。偏移的平均值、 最 大值、 最小值、 以及最大值与最小值的差 (range) 示于表 14。
[ 表 14]
偏移 (° ) 平均值 最大值 最小值 range
实施例 7 0.18 0.56 -0.48 1.04 比较例 14 0.17 1.27 -0.99 2.36根据表 14 可明确, 与单板粘贴的比较例 14 的光学膜相比, 卷对卷方式的实施例 7 的光学膜的轴偏移程度明显较小。
[ 对实施例整体的评价 ] 由实施例 1 ~ 8 和比较例 1 ~ 15 可明确, 根据本发明的实施例, 可获得制造效率 优异, 相位差膜的慢轴的轴偏移以及相位差不均都极小, 并且高温· 高湿环境下尺寸变化极 小的积层光学体。其结果, 可获得亮度不均、 显示不均以及对比度都优异的液晶显示装置。
产业上的可利用性
本发明的积层光学体和光学膜可适合用于液晶显示装置。本发明的积层光学体 和光学膜尤其可适合用于大画面用途的液晶显示装置。本发明的液晶显示装置可适合用 于例如个人电脑监视器、 笔记型电脑、 影印机等 OA 设备 (office automation equipment, 办公室自动化设备 ), 移动电话、 表、 数码相机、 移动式资讯终端 (PDA(Personal Digital Assistant, 个人数字助理 ))、 移动游戏机等移动设备, 摄影机、 电视、 微波炉等家用电气设 备, 后监视器、 汽车导航系统用监视器、 汽车音响等车载用设备, 商铺用途的资讯用监视器 等展示设备, 监视用监视器等警戒设备, 看护用监视器、 医疗用监视器等看护· 医疗设备等。