[0160] 本说明书中,Rth[590]/Re[590]是指在23℃、以波长590nm的光所测定的厚度方向相位差值Rth[590]与面内相位差值Re[590]的比(也称为Nz系数)。
[0161] 上述光学元件(B)的Nz系数优选的是0.55~0.95,更优选的是0.60~0.90,进而优选的是0.65~0.85,特别好的是0.70~0.80。
[0162] E—2.光学元件(B)的配置机构
[0163] 参照图1以及图2(a)与图2(b),作为将上述光学元件(B)50配置在光学元件(A)40与液晶单元10之间的方法,可根据目的采用任意适当的方法。
[0164] 优选的是,上述光学元件(B)50以其滞后相轴与第1偏振片21的吸收轴在实质上正交的方式加以配置。偏离正交的程度越大,用于液晶显示装置时,对比度比下降的倾向越大。
[0165] E—3.光学元件(B)的构成
[0166] 光学元件(B)的构成(层叠结构)若为满足上述E—1项中揭示的光学特性者,则无特别限制。具体而言,光学元件(B)既可为单层,也可为多层。再者,关于形成光学元件(B)的材料等详细情况,在E—4项中加以叙述。
[0167] 上述光学元件(B)的整体厚度优选的是20~500μm,更优选的是20~400μm。
[0168] E—4.光学元件(B)中所使用的材料
[0169] 上述光学元件(B)可利用任意适当的材料形成。代表例为高分子薄膜的拉伸薄膜。作为形成该高分子薄膜的树脂,优选的是降冰片烯系树脂、聚碳酸酯系树脂。
[0170] 上述降冰片烯系树脂是以降冰片烯系单体作为聚合单元而加以聚合的树脂。作为该降冰片烯系单体,例如可列举降冰片烯、及其烷基及/或亚烷基取代体,例如,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、这些卤素等极性基取代体;二环戊二烯、2,3—二氢二环戊二烯等;二桥亚甲基八氢化萘、其烷基及/或亚烷基取代体、以及卤素等极性基取代体,例如,
6—甲基—1,4:5,8—二桥亚甲基—1,4,4a,5,6,7,8,8a—八氢化萘、6—乙基—1,4:5,8—二桥亚甲基—1,4,4a,5,6,7,8,8a—八氢化萘、6—亚乙基—1,4:5,8—二桥亚甲基—1,4,
4a,5,6,7,8,8a—八氢化萘、6—氯—1,4:5,8—二桥亚甲基—1,4,4a,5,6,7,8,8a—八氢化萘、6—氰基—1,4:5,8—二桥亚甲基—1,4,4a,5,6,7,8,8a—八氢化萘、6—吡啶基—1,
4:5,8—二桥亚甲基—1,4,4a,5,6,7,8,8a—八氢化萘、6—甲氧基羰基—1,4:5,8—二桥亚甲基—1,4,4a,5,6,7,8,8a—八氢化萘等;环戊二烯的三~四聚物,例如,4,9:5,8—二桥亚甲基—3a,4,4a,5,8,8a,9,9a—八氢—1H—苯并茚、4,11:5,10:6,9—三桥亚甲基—3a,4,
4a,5,5a,6,9,9a,10,10a,11,11a—十二氢—1H—环戊蒽等。上述降冰片烯系树脂也可为降冰片烯系系体与其它单体的共聚物。
[0171] 作为上述聚碳酸酯系树脂,优选的是使用芳香族聚碳酸酯。芳香族聚碳酸酯代表性的是通过碳酸酯前体与芳香族二酚化合物的反应而获得。作为碳酸酯前体的具体例,可列举光气、二酚类的双氯甲酸酯、碳酸二苯酯、碳酸二—对甲苯酯、碳酸苯基—对甲苯酯、碳酸二—对氯苯酯、碳酸二萘酯等。其中,优选的是光气、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。这些可单独使用或组合2种以上使用。优选的是使用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。尤其优选的是一并使用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。
[0172] 上述高分子薄膜可含有任意适当的其它热塑性树脂。作为其它热塑性树脂,可列举聚烯烃树脂、聚氯乙烯系树脂、纤维素系树脂、苯乙烯系树脂、丙烯腈—丁二烯—苯乙烯系树脂、丙烯腈—苯乙烯系树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙酸乙烯酯、聚偏氯乙烯系树脂等通用塑料;聚酰胺系树脂、聚缩醛系树脂、聚碳酸酯系树脂、改性聚苯醚系树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯系树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯系树脂等通用工程塑料;聚苯硫醚系树脂、聚砜系树脂、聚醚砜系树脂、聚醚醚酮系树脂、聚芳酯系树脂、液晶性树脂、聚酰胺酰亚胺系树脂、聚酰亚胺系树脂、聚四氟乙烯系树脂等超级工程塑料等。
[0173] E—5.光学元件(B)的形成
[0174] 本发明的光学元件(B)可利用任意适当的方法形成。
[0175] 作为上述拉伸薄膜的制作方法,可采用任意适当的方法。代表性的是,可列举在上述高分子薄膜的单面或两面贴合收缩性薄膜并加热拉伸的方法。该收缩性薄膜用于在加热拉伸时在与拉伸方向正交的方向上赋予收缩力。作为收缩性薄膜所使用的材料,例如可列举聚酯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚偏氯乙烯等。就收缩均匀性、耐热性优异的方面而言,优选使用聚丙烯薄膜。
[0176] 作为上述拉伸方法,只要可对上述高分子薄膜的拉伸方向赋予张力,并对与该拉伸方向在薄膜面内正交的方向赋予收缩力,则可采用任意适当的拉伸方法。拉伸温度优选的是上述高分子薄膜的玻璃化转变温度(Tg)以上。其原因在于,所获得的拉伸薄膜的相位差值容易变得均匀,又,薄膜不易结晶化(白浊)。拉伸温度更优选的是上述高分子薄膜的Tg+1℃~Tg+30℃,进而优选的是Tg+2℃~Tg+20℃,特别优选的是Tg+3℃~Tg+15℃,最优选的是Tg+5℃~Tg+10℃。通过将拉伸温度设为此范围,可进行均匀的加热拉伸。进而,拉伸温度优选的是在薄膜宽度方向上一定。其原因在于,可制作相位差值的不均较小、具有良好光学均匀性的拉伸薄膜。
[0177] 上述拉伸时的拉伸倍率可设定为任意适当的值。优选的是1.05~2.00倍,进而优选的是1.10~1.50倍,特别优选的是1.20~1.40倍,最优选的是1.25~1.30倍。通过将拉伸倍率设为此范围,可获得薄膜宽度的收缩较少、机械强度优异的拉伸薄膜。
[0178] F.光学元件(C)
[0179] 参照图1以及图2(a)与图2(b),光学元件(C)30配置在第1偏振片21与光学元件(A)40之间。根据这种形态,该光学元件(C)作为偏振片的单元侧的保护层而发挥功能,防止偏振片的劣化,结果可长时间地高度维持液晶显示装置的显示特性。该光学元件(C)30优选的是实质上具有光学各向同性。本说明书中,“实质上具有光学各向同性”是指将面内的主折射率设为nx、ny、将厚度方向的折射率设为nz时,折射率分布满足nx=ny=nz者。再者,本说明书中,“实质上具有光学各向同性”,不仅包括nx、ny以及nz分别完全相同的情形,也包括nx、ny以及nz实质上相同的情形 此处,“nx、ny以及nz实质
上相同的情形”例如包括:面内的相位差值(Re[590])为10nm以下、厚度方向的相位差值(Rth[590])的绝对值为10nm以下者。
[0180] 本发明中,上述光学元件(C)可用于排除对液晶显示装置的显示特性造成的不良影响。通常,包含均匀取向的液晶分子的液晶层(结果为液晶单元)具有与单元间隙与液晶层的双折射率的积相等的相位差。该液晶层的相位差有时会与光学元件(C)的相位差起相乘作用,而对液晶显示装置的显示特性造成很大不良影响。具体而言,上述光学元件(C)的厚度方向的相位差值的绝对值超过10nm的情形时,存在液晶显示装置产生漏光、偏斜方向的对比度比变小、偏斜方向的色偏量变大的倾向。通过缩小光学元件(C)的面内以及厚度方向的相位差值,可排除上述液晶层的相位差对液晶显示装置的显示特性造成的不良影响。结果,可获得具有良好显示特性的液晶显示装置。
[0181] F—1.光学元件(C)的光学特性
[0182] 本发明可使用的光学元件(C)的Re[590]优选的是尽量地小。Re[590]优选的是5nm以下,更优选的是3nm以下。若在上述范围内,则可提高液晶显示装置的偏斜方向的对比度比,缩小偏斜方向的色偏量。
[0183] 上述光学元件(C)的Rth[590]较好的也是尽量地小。Rth[590]的绝对值优选的是10nm以下,更优选的是7nm以下,进而优选的是5nm以下。通过设为上述范围,可排除Rth对液晶显示装置的显示特性所造成的不良影响,可提高液晶显示装置的偏斜方向的对比度比,缩小偏斜方向的色偏量。
[0184] F—2.光学元件(C)的配置机构
[0185] 参照图2(a)以及图2(b),作为将上述光学元件(C)30配置在第1偏振片21与光学元件(A)40之间的方法,可根据目的采用任意适当的方法。优选的是,上述光学元件(C)30在其两面设置胶粘剂层或粘合剂层,与第1偏振片21以及光学元件(A)40粘接。通过以此方式将各光学元件之间隙以胶粘剂层或粘合剂层填满,在组入液晶显示装置时,可防止各光学元件的光学轴的关系偏移,或防止各光学元件彼此擦伤。又,可减少各光学元件的层间的界面反射,用于液晶显示装置时可提高正面方向以及偏斜方向的对比度比。
[0186] 上述胶粘剂层或粘合剂层的厚度可根据使用目的或粘接力等适当地在合适的范围内确定。胶粘剂的优选的厚度的范围优选的是0.1~50μm。粘合剂的优选的厚度的范围优选的是1~100μm。
[0187] 作为形成上述胶粘剂或粘合剂层的胶粘剂或粘合剂,可采用任意适当的胶粘剂或粘合剂。作为胶粘剂,例如可列举热塑性胶粘剂、热熔胶粘剂、橡胶系胶粘剂、热固性胶粘剂、单体反应型胶粘剂、无机系胶粘剂、天然胶粘剂等。作为粘合剂,例如可列举溶剂型粘合剂、非水系乳液型粘合剂、水系粘合剂、热熔型粘合剂、液状固化型粘合剂、固化型粘合剂、利用压延法(calender method)的粘合剂等。
[0188] 上述光学元件(C)30在nx与ny完全相同的情形时,在面内不会产生相位差值,故检测不出滞后相轴,可不考虑与第1偏振片21的吸收轴及光学元件(A)40的滞后相轴的关系而加以配置。在nx与ny实质上相同,而nx与ny稍微不同的情形时,有时会检测出滞后相轴。在此情形时,优选的是,上述光学元件(C)30以其滞后相轴与第1偏振片21的吸收轴实质上平行或正交的方式加以配置。偏离正交或平行的程度越大,用于液晶显示装置时,对比度比下降的倾向越大。
[0189] F—3.光学元件(C)的构成
[0190] 光学元件(C)的构成(层叠结构)若为满足上述F—1项中揭示的光学特性者,则并无特别限制。上述光学元件(C)可为单独的光学薄膜,也可为2片以上的光学薄膜的层叠体。光学元件(C)为层叠体的情形时,也可包含用于粘贴上述光学薄膜的胶粘剂层或粘合剂层。只要光学元件(C)实质上具有光学各向同性,则上述光学薄膜既可为各向同性薄膜,也可为相位差薄膜。例如,层叠2片相位差薄膜的情形时,各相位差薄膜优选的是以各滞后相轴相互正交的方式加以配置。通过如此配置,可缩小面内的相位差值。又,各相位差薄膜优选的是层叠厚度方向的相位差值的正负相反的薄膜。通过如此层叠,可缩小厚度方向的相位差值。
[0191] 上述光学元件(C)的整体厚度优选的是20μm~500μm,更优选的是20μm~400μm,进而优选的是20μm~200μm。通过设为上述厚度范围,可有助于液晶显示装置薄型化。
[0192] F—4.光学元件(C)中所使用的光学薄膜
[0193] 光学元件(C)中所使用的光学薄膜,优选的是各向同性薄膜。在本说明书中,“各向同性薄膜”是指三维方向上的光学差较小、实质上不显示双折射等各向异性的光学性质的薄膜。再者,“实质上不显示各向异性的光学性质”是表示即使在稍微存在双折射的情形时,未对液晶显示装置的显示特性造成实用上的不良影响的情形也包含在各向同性中。光学元件(C)中所使用的各向同性薄膜并无特别限制,优选的是使用透明性、机械强度、热稳定性、防水性等优异,且难以由应变产生光学不均者。
[0194] 上述各向同性薄膜的厚度可根据目的或光学元件(C)的层叠结构进行适当选择。优选的是20μm~200μm,更优选的是20μm~180μm,进而优选的是20μm~150μm。
若在上述范围内,则可获得机械强度或光学均匀性优异、满足上述F—1项中揭示的光学特性的光学薄膜。
[0195] 上述各向同性薄膜的光弹性系数的绝对值(C[590](m2/N))优选的是1×10-12~-12 -12 -12 -12 -12100×10 ,更优选的是1×10 ~50×10 ,进而优选的是1×10 ~30×10 ,特别好的
-12 -12
是1×10 ~8×10 。光弹性系数的绝对值越小,用于液晶显示装置时,越不容易产生由在偏振片的收缩应力或背光灯的热所导致的相位差值的偏差或不均,可获得显示均匀性优异的液晶显示装置。
[0196] 上述各向同性薄膜在23℃、以波长590nm的光测定的透过率优选的是80%以上,更优选的是85%以上,进而优选的是90%以上。优选的是上述光学元件(B)也具有相同的透光率。
[0197] 上述相位差薄膜优选的是以热塑性树脂作为主成分的高分子薄膜的拉伸薄膜。上述热塑性树脂既可为非晶质聚合物,也可为结晶性聚合物。非晶质聚合物具有透明性优异的优点,结晶性聚合物具有刚性、强度、耐化学性优异的优点。又,以上述热塑性树脂作为主成分的高分子薄膜既可拉伸,也可不拉伸。
[0198] 上述热塑性树脂,可列举聚乙烯、聚丙烯、聚降冰片烯、聚氯乙烯、纤维素酯、聚苯乙烯、ABS树脂(Acrylonitrile Butadiene Styrene resin,丙烯腈—苯乙烯—丁二烯树脂)、AS树脂(Acrylonitrile Styrene resin,丙烯腈—苯乙烯树脂)、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙酸乙烯酯、聚偏氯乙烯等通用塑料;聚酰胺、聚缩醛、聚碳酸酯、改性聚苯醚、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯等通用工程塑料;聚苯硫醚、聚砜、聚醚砜、聚醚醚酮、聚芳酯、液晶聚合物、聚酰胺酰亚胺、聚酰亚胺、聚四氟乙烯等超级工程塑料等。上述热塑性树脂可单独使用或组合2种以上使用。又,上述热塑性树脂也可进行任意适当的聚合物改性后使用。作为上述聚合物改性的例,可列举共聚合、交联、分子末端、立体规则性等改性。
[0199] 作为光学元件(C)中所使用的各向同性薄膜,更优选的是将选自纤维素酯、使降冰片烯系单体的开环聚合物氢化的环烯烃系树脂、降冰片烯系单体与α—烯烃单体的加成共聚物、以及马来酰亚胺系单体与烯烃单体的加成共聚物中的至少一种树脂作为主成分的高分子薄膜。
[0200] 上述纤维素酯可采用任意适当的纤维素酯。作为具体例,可列举乙酸纤维素、丙酸纤维素、丁酸纤维素等有机酸酯等。又,上述纤维素酯例如也可为纤维素的羟基的一部分由乙酰基与丙酰基取代的混合有机酸酯。为了获得以上述纤维素酯作为主成分,且Re[590]以及Rth[590]皆较小的高分子薄膜,优选的是通过浇铸法成形,Re[590]以及Rth[590]可根据成形条件、薄膜厚度等进行适当调整。该薄膜例如可通过日本专利特开平7—112446号的实施例1中所揭示的方法获得。又,通过以环戊酮之类的酮系溶剂使市售的薄膜膨润后实施干燥处理,也可减小处理前的Rth[590]。
[0201] 作为上述使降冰片烯系单体的开环聚合物氢化的环烯烃系树脂,可采用任意适当的树脂。例如,作为以使降冰片烯系单体的开环聚合物氢化的环烯烃系树脂作为主成分的高分子薄膜,可列举日本ZEON股份有限公司制商品名“ZEONEX series”(480、480R等)、同公司制商品名“ZEONOAseries”(ZF14、ZF16等)、JSR股份有限公司制商品名“ARTON series”(ARTON G、ARTON F等)等。为了获得以上述使降冰片烯系单体的开环聚合物氢化的环烯烃系树脂作为主成分、且Re[590]以及Rth[590]皆较小的高分子薄膜,优选的是通过挤出成形法成形,Re[590]以及Rth[590]可根据成形条件、薄膜厚度等进行适当调整。具体例如,该薄膜例如可通过日本专利特开平4—301415号公报的实施例1所揭示的方法获得。
[0202] 上述降冰片烯系单体与α—烯烃单体的加成共聚物,例如可通过日本专利特开昭61—292601号公报的实施例1所揭示的方法获得。
[0203] 作为上述降冰片烯系单体,也可使用三环[4.3.12,5.01,6]—癸—3,7—二烯(惯用2,5 1,6
名:二环戊二烯)及其衍生物。作为具体例,可列举三环[4.3.1 .0 ]—癸—3—烯、2—甲
2,5 1,6 2,5 1,6
基—三环[4.3.1 .0 ]—癸—3—烯、5—甲基—三环[4.3.1 .0 ]—癸—3—烯、以及这些的极性基(例如,卤素)取代体。
[0204] 上述降冰片烯系单体既可仅使用1种,也可并用2种以上。上述降冰片烯系单体也可在进行任意适当的改性后使用。
[0205] 上述降冰片烯系单体,优选的是5—甲基—双环[2.2.1]—庚—2—烯、5—甲基—双环[2.2.1]—庚—2—烯、5—甲氧基羰基—双环[2.2.1]—庚—2—烯、5—甲基—5—甲2,
氧基羰基—双环[2.2.1]—庚—2—烯、5—苯基—双环[2.2.1]—庚—2—烯、三环[4.3.1
5 1,6 2,5 1,6 2,5 7,10
.0 ]—癸—3,7—二烯、三环[4.3.1 .0 ]—癸—3—烯、四环[4.4.1 .1 .0]—十二—
2,5 7,10 2,
3—烯、8—甲基—四环[4.4.1 .1 .0]—十二—3—烯、8—甲氧基羰基—四环[4.4.1
5 7,10 2,5 7,10
.1 .0]—十二—3—烯、或8—甲基—8—甲氧基羰基四环[4.4.1 .1 .0]—十二—3—烯或者这些的组合。
[0206] 作为上述a烯烃单体,可列举碳原子数优选2~20、更优选2~10的a—烯烃单体。例如,优选的是列举乙烯、丙烯、1—丁烯、3—甲基—1—丁烯、1—戊烯、3—甲基—1—戊烯、4—甲基—1—戊烯、1—己烯、1—辛烯、1—癸烯、1—十二烯、1—十四烯、1—十六烷、1—二十烯等。其中,更优选的是乙烯。这些α—烯烃单体既可仅使用1种,也可并用2种以上。又,根据需要,也可在不损及本发明的目的的范围内,使其它乙烯系单体共聚合。
[0207] 为了获得以上述降冰片烯系单体与α—烯烃单体的加成共聚物作为主成分、且Re[590]以及Rth[590]皆较小的高分子薄膜,优选的是通过挤出成形法进行成形,Re[590]以及Rth[590]可根据成形条件、薄膜厚度等进行适当调整。
[0208] 上述各向同性薄膜中所使用的马来酰亚胺系单体与烯烃单体的加成共聚物,例如可通过日本专利特开平5—59193号公报的实施例1中所揭示的方法获得。
[0209] 作为上述马来酰亚胺系单体,例如可列举N—甲基马来酰亚胺、N—乙基马来酰亚胺、N—正丙基马来酰亚胺、N—异丙基马来酰亚胺、N—正丁基马来酰亚胺、N—异丁基马来酰亚胺、N—仲丁基马来酰亚胺、N—叔丁基马来酰亚胺、N—正戊基马来酰亚胺、N—正己基马来酰亚胺、N—正庚基马来酰亚胺、N—正辛基马来酰亚胺、N—月桂基马来酰亚胺、N—十八烷基马来酰亚胺、N—环丙基马来酰亚胺、N—环丁基马来酰亚胺、N—环己基马来酰亚胺等N—烷基取代马来酰亚胺类,其中,优选的是N—甲基马来酰亚胺、N—乙基马来酰亚胺、N—异丙基马来酰亚胺或者N—环己基马来酰亚胺。这些马来酰亚胺系单体既可仅使用1种,也可并用2种以上。
[0210] 作为上述烯烃单体,例如可列举异丁烯、2—甲基—1—丁烯、2—甲基—1—戊烯、2—甲基—1—己烯、1—甲基—1—庚烯、1—异辛烯、2—甲基—1—辛烯、2—乙基—1—戊烯、2—甲基—2—丁烯、2—甲基—2—戊烯、2—甲基—2—己烯等烯烃单体,其中,优选的是异丁烯。这些烯烃单体既可仅使用1种,也可并用2种以上。
[0211] 又,根据需要,也可在不损及本发明的目的的范围内,使其它乙烯系单体共聚合。为了获得以上述马来酰亚胺系单体与烯烃单体的加成共聚物作为主成分、且Re[590]以及Rth[590]皆较小的高分子薄膜,优选的是通过挤出成形法进行成形,Re[590]以及Rth[590]可根据成形条件、薄膜厚度等进行适当调整。该薄膜例如可通过日本专利特开2004—45893号公报的实施例1中所揭示的方法获得。
[0212] 作为上述各向同性薄膜,除了上述材料以外,也可列举日本专利特开2001—253960号公报揭示的侧链具有9,9—双(4—羟基苯基)芴的聚碳酸酯系树脂、或NTS股份有限公司出版的“光学聚合物材料的开发·应用技术”2003年版p.194~p.207中揭示的构成显示正取向双折射的聚合物的单体与构成显示负取向双折射的聚合物的单体的无规共聚物、或掺杂有各向异性低分子或双折射性结晶的聚合物等。
[0213] G.光学元件(D)
[0214] 参照图1以及图2(a)与图2(b),光学元件(D)60可配置在液晶单元10与第2偏振片22之间。液晶面板为O模式的情形时,如图2(a)所示,光学元件(D)60可配置在液晶单元10与配置在液晶单元的背光灯侧的第2偏振片22之间。液晶面板为E模式的情形时,如图2(b)所示,光学元件(D)60可配置在液晶单元10与配置在液晶单元的观视侧的第2偏振片22之间。根据这种形态,该光学元件(D)作为偏振片的单元侧的保护层而发挥功能,防止偏振片的劣化,结果可长时间地高度维持液晶显示装置的显示特性。该光学元件(D)60实质上具有光学各向同性。
[0215] 本发明中,上述光学元件(D)是用于排除对液晶显示装置的显示特性造成的不良影响。通常,包含均匀取向的液晶分子的液晶层(结果为液晶单元)具有与单元间隙与液晶层的双折射率的积相等的相位差。该液晶层的相位差有时会与光学元件(D)的相位差起相乘作用,而对液晶显示装置的显示特性造成很大不良影响。具体而言,上述光学元件(D)的厚度方向的相位差值的绝对值超过10nm的情形时,存在液晶显示装置产生漏光、偏斜方向的对比度比变小、偏斜方向的色偏量变大的倾向。通过缩小光学元件(D)的面内以及厚度方向的相位差值,可排除上述液晶层的相位差对液晶显示装置的显示特性造成的不良影响。结果,可获得具有良好显示特性的液晶显示装置。
[0216] G—1.光学元件(D)的光学特性
[0217] 可发挥与上述F—1项中说明的光学元件(C)的光学特性同样的光学特性。
[0218] G—2.光学元件(D)的配置机构
[0219] 参照图2(a)以及图2(b),作为将上述光学元件(D)60配置在液晶单元10与第2偏振片22之间的方法,可根据目的采用任意适当的方法。优选的是,上述光学元件(D)60在其两侧设置胶粘剂层或粘合剂层(未图标),与液晶单元10以及第2偏振片22粘接。通过以此方式将各光学元件的间隙以胶粘剂层或粘合剂层填满,在组入液晶显示装置时,可防止各光学元件的光学轴的关系偏移,或防止各光学元件彼此擦伤。又,可减少各光学元件的层间的界面反射,用于液晶显示装置时可提高正面方向以及偏斜方向的对比度比。
[0220] 上述胶粘剂层或粘合剂层的厚度、以及形成胶粘剂层或粘合剂层的胶粘剂或粘合剂的种类可采用与上述F—2项中揭示者同样的范围、同样者。
[0221] 上述光学元件(D)60在nx与ny完全相同的情形,不会在面内产生相位差值,故检测不出滞后相轴,可不考虑与第2偏振片22的吸收轴的关系而加以配置。在nx与ny实质上相同,而nx与ny稍微不同的情形时,有时会检测出滞后相轴。在此情形时,优选的是,上述光学元件(D)60以其滞后相轴与第2偏振片22的吸收轴实质上平行或正交的方式加以配置。偏离正交或平行的程度越大,用于液晶显示装置时,对比度比下降的倾向越大。
[0222] G—3.光学元件(D)的构成
[0223] 可采用与上述F—3项中说明的光学元件(C)的构成同样的构成。
[0224] G—4.光学元件(D)中所使用的光学薄膜
[0225] 可采用与上述F—4项中说明的光学元件(C)中所使用的光学薄膜同样的光学薄膜。
[0226] H.液晶显示装置
[0227] 本发明的液晶面板可用于个人计算机、液晶电视、手机、个人数字助理(PDA)等液晶显示装置,或有机电致发光显示器(有机EL)、投影仪、投影电视、等离子电视等图像显示装置。其中,本发明的液晶面板可较好地用于液晶显示装置,尤其较好地用于液晶电视。
[0228] 图4为本发明的优选的实施方式的液晶显示装置的概略剖面图。该液晶显示装置400具备:本发明的液晶面板100、配置在液晶面板100两侧的保护层65、65′、配置在保护层65、65′的更外侧的表面处理层70、70′、配置在表面处理层70′外侧(背光灯侧)的亮度改善薄膜80、棱镜片110、导光板120以及灯130。作为上述表面处理层70、70′,可使用实施有棒涂处理、抗反射处理、防粘连处理、扩散处理(也称为防眩处理)等的处理层。又,作为上述亮度改善薄膜80,可使用具有偏振光选择层的偏振光分离薄膜(例:住友3M股份有限公司制商品名“D—BEF series”)等。通过使用这些光学部件,可获得显示特性更高的显示装置。又,在其它实施方式中,图4所例示的光学部件,只要满足本发明,则可根据所使用的液晶单元的驱动模式或用途,省略其一部分,或者替换为其它光学部件。
[0229] I.本发明的液晶面板的用途
[0230] 使用本发明的液晶面板及液晶显示装置的用途并无特别限制,可用于电脑显示器、笔记型电脑、复印机等办公室自动化设备;手机、钟表、数码相机、个人数字助理(PDA)、掌上游戏机等携带装置;摄影仪、液晶电视、微波炉等家用电气设备;后方监视器、汽车导航系统用监视器、汽车音响等车载用设备;商业店铺用信息显示器等展示设备;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·医疗设备等各种用途。
[0231] 实施例
[0232] 利用以上的实施例以及比较例就本发明加以更具体的说明。再者,本发明并不仅限定于这些实施例。再者,实施例中所使用的各分析方法如下所述。
[0233] (1)偏振片的单体透过率、偏光度的测定方法:
[0234] 使用分光光度计[村上色彩技术研究所股份有限公司制产品名“DOT—3”],在23℃下进行测定。
[0235] (2)厚度的测定方法:
[0236] 厚度未满10μm时,使用薄膜用分光光度计[大冢电子股份有限公司制造的产品名“瞬间多信道测光系统(internsified multichannel photodetector)MCPD—2000”]进行测定。厚度为10μm以上时,使用Anritsu公司制造的数字式测微计“KC—351C型”进行测定。
[0237] (3)相位差值(Re、Rth)的测定方法:
[0238] 使用以平行尼科尔旋转法为原理的相位差计[王子计测机器股份有限公司制产品名“KOBRA21—ADH”],在23℃、以波长590nm的光进行测定。再者,关于波长分散测定,也使用波长480nm的光。
[0239] (4)水的接触角的测定方法:
[0240] 使用固液界面解析装置[协和界面科学股份有限公司制产品名“DropMaster300”],将液体滴加在基材上后,测定经过5秒钟后的接触角。测定条件为静态接触角测定。水使用超纯水,液滴设为0.5μl。针对各基材,将重复次数10次的平均值作为测定值。
[0241] (5)导电度的测定方法:
[0242] 利用将浓度调制为0.05重量%的水溶液对溶液导电率计[京都电子工业股份有3
限公司制产品名“CM—117”]的电极进行清洗后,在连接在电极的1cm 的容器中填满试料,将所显示的导电度成为固定值时的值设为测定值。
[0243] (6)色偏的测定
[0244] 使用ELDIM公司制商品名”EZ Contrast160D”,在方位角45°方向,使极角在0°~80°变化,测定液晶显示装置的色调,在XY色度图上绘图。进而,在极角60°方向,使方位角在0°~360°变化,测定液晶显示装置的色调。
[0245] (7)对比度比的测定
[0246] 使液晶显示装置显示白图像以及黑图像,通过ELDIM公司制商品名“EZContrast160D”进行测定。
[0247] [参考例1]:偏振片的制作
[0248] 将以聚乙烯醇作为主成分的高分子薄膜[Kuraray股份有限公司制商品名“9P75R(厚度:75μm、平均聚合度:2,400、皂化度99.9mol%)”],在保持于30℃±3℃的碘与碘化钾调配的染色浴中,使用辊拉伸机,一面进行染色一面单轴拉伸为2.5倍。其次,在保持于60±3℃的硼酸与碘化钾调配的水溶液中,一面进行交联反应,一面进行单轴拉伸,使聚乙烯醇薄膜拉伸为原长的6倍。使所获得的薄膜在50℃±1℃的空气循环式恒温烘箱内干燥30分钟,获得含水率26%、厚度28μm、偏光度99.9%、单体透过率43.5%的偏振片P1以及P2。
[0249] [参考例2]:偏振片保护薄膜的制作
[0250] 使用三醋酸纤维素薄膜(富士胶片股份有限公司制商品名“FUJITACUZ(厚度80μm)”)作为偏振片保护薄膜。
[0251] [参考例3]:光学元件(C)的制作
[0252] 将面内相位差Re为0nm的三醋酸纤维素薄膜(富士胶片股份有限公司制商品名“Z—TAC(厚度80μm)”)浸渍在溶解有氢氧化钠的水溶液中,对薄膜表面实施碱处理(皂化处理)。碱处理后的薄膜在23℃下的水的接触角为42.2°(处理前为64.6°)。
[0253] [参考例4]:苊并[1,2—b]喹喔啉(QAN)的合成
[0254] 向具备搅拌机的反应容器中添加5L的冰醋酸与精制的490g苊醌,在氮发泡下搅拌15分钟,获得苊醌溶液。同样向具备搅拌机的其它反应容器中添加7.5L的冰醋酸与275g邻苯二胺,在氮发泡下搅拌15分钟,获得邻苯二胺溶液。其后,一面在氮气环境下进行搅拌,一面花费1小时向苊醌溶液中慢慢添加邻苯二胺溶液,其后持续3小时搅拌,由此使之反应。向所获得的反应液中添加离子交换水后,过滤沈淀物,获得粗产物。以热冰醋酸使该粗产物再结晶,获得精制的QAN。
[0255] [参考例5]:苊并[1,2—b]喹喔啉—2—磺酸(2—sulfo—QAN)的合成
[0256] 将300g参考例4中所获得的QAN加入2.1L的30%发烟硫酸中,在室温下搅拌48小时而使之反应。一面将所获得的溶液保持于40~50℃,一面添加4.5L的离子交换水进行稀释,进而搅拌3小时。过滤沈淀物,获得2—sulfo—QAN。
[0257] 反应路径示于式(4)。
[0258] [化5]
[0259]
[0260] [参考例6]:苊并[1,2—b]喹喔啉—2,5—二磺酸(2,5—sulfo—QAN)的合成[0261] 将300g参考例4中所获得的QAN加入2.1L的30%发烟硫酸中,在室温下搅拌24小时后,加热至125℃,搅拌32小时,使之反应。一面将所获得的溶液保持于40~50℃,一面添加4.5L的离子交换水进行稀释,进而搅拌3小时。过滤沈淀物,以硫酸进行再结晶,获得2,5—sulfo—QAN。
[0262] 反应路径示于式(5)。
[0263] [化6]
[0264]
[0265] [参考例7]:溶致液晶水溶液(a)的制备
[0266] 将参考例5中所获得的2—sulfo—QAN与参考例6中所获得的2,5—sulfo—QAN溶解在30L的离子交换水(导电度:0.1μS/cm)中,进而加入氢氧化钠水溶液进行中和。将所获得的水溶液放入供给槽中,使用具备反渗透膜过滤器(日东电工股份有限公司制,商品名“NTR—7430FilterElement”)的高压RO组件试验装置,一面以液量成为固定量的方式添加反渗透水,一面进行循环过滤,去除残存硫酸,直至废液的导电度达到10μS/cm为止。其次,使用旋转蒸发器对该水溶液进行调整,使水溶液中的多环化合物的浓度达到24重量%。用偏振光显微镜观察以此方式获得的水溶液,在23℃下显示溶致液晶相。通过液相色谱分析,对水溶液中的2—sulfo—QAN的钠盐与2,5—sulfo—QAN的钠盐的组成比进行定量,结果组成比为2—sulfo—QAN的钠盐:2,5—sulfo—QAN的钠盐=35:65。
[0267] 反应路径示于式(6)、(7)。
[0268] [化7]
[0269]
[0270] [化8]
[0271]
[0272] [参考例8]:光学元件(D)的制作
[0273] 将富士胶片公司制造的商品名“ZRF80S”(Re[590]=0nm、Rth[590]=1nm)作为光学元件(D)。
[0274] [参考例9]:IPS模式的液晶单元的制作
[0275] 自包含IPS模式的液晶单元的液晶显示装置[SONY制KLV—17HR2]中取出液晶面板,取下配置在液晶单元上下的偏振板,清洗上述液晶单元的玻璃面(表背)。
[0276] [实施例1]
[0277] 在参考例3中所获得的光学元件(C)的经碱处理的表面上,使用棒涂机(tester sangyo制,Wire Bar #4)涂布参考例7中所获得的溶致液晶水溶液,在23℃的恒温室内一面对涂布表面吹风一面使之干燥后,进而在40℃的空气循环式干燥烘箱内使之干燥3分钟。其结果,在光学元件(C)的表面上获得折射率椭球显示nx>nz>ny的关系的光学元件(A)。所获得的光学元件(A)的厚度为0.9μm,Re[590]=273nm,Nz系数=0.25。
[0278] 其次,在厚度58μm的含有苯乙烯系树脂与聚碳酸酯系树脂的高分子薄膜的两面,经由丙烯酸系粘合剂层贴合收缩性薄膜,在145℃拉伸1.28倍。拉伸后,剥离收缩性薄膜以及丙烯酸系粘合剂层,制作光学元件(B)。所获得的光学元件(B)的Re[590]=270nm,Rth[590]=202nm,Nz系数=0.75。
[0279] 将所获得的光学元件(B)经由丙烯酸系粘合剂(厚度20μm)层叠在光学元件(A)上。
[0280] 利用连续卷轴式技术(roll to roll),在参考例1中所获得的偏振片P1的其中一面贴合参考例2中所获得的偏振片保护薄膜,在另一面贴合上述获得的光学元件(C)/光学元件(A)/光学元件(B)的层叠体的光学元件(C)侧,获得偏振板(A)。此时,以光学元件(A)及光学元件(B)的滞后相轴与偏振片的吸收轴实质上正交的方式加以配置。
[0281] 另一方面,利用连续卷轴式技术,在参考例1中所获得的偏振片P2的其中一面贴合参考例2中所获得的偏振片保护薄膜,在另一面贴合参考例8中所获得的光学元件(D),获得偏振板(B)。
[0282] 经由丙烯酸系粘合剂(厚度20μm),以光学元件(B)以及光学元件(D)分别为液晶单元侧的方式,在参考例9中所获得的液晶单元的观视侧的表面层叠上述偏振板(A),在背光灯侧的表面层叠上述偏振板(B)。此时,以偏振板(A)中的偏振片P1的吸收轴与偏振板(B)中的偏振片P2的吸收轴实质上正交的方式加以配置。以此方式获得液晶面板(1)。
[0283] 表示所得液晶面板(1)的对比度、漏光、色偏的雷达图示于图5。
[0284] 如图5所示,液晶面板(1)的偏斜方向的对比度比高,漏光较少,偏斜方向的色偏较小。
[0285] [比较例1]
[0286] 利用连续卷轴式技术,在参考例1中所获得的偏振片P1(或P2)的两面贴合参考例2中所获得的偏振片保护薄膜,获得偏振板(C)。
[0287] 经由丙烯酸系粘合剂(厚度20μm),在参考例9中所获得的液晶单元的观视侧以及背光灯侧的表面上层叠上述偏振板(C)。此时,以观视侧的偏振板(C)中的偏振片的吸收轴与背光灯侧的偏振板(C)中的偏振片的吸收轴实质上正交的方式加以配置。以此方式获得液晶面板(C1)。
[0288] 表示所得液晶面板(C1)的对比度、漏光、色偏的雷达图示于图6。
[0289] 如图6所示,液晶面板(C1)与实施例1中所获得的液晶面板(1)相比,偏斜方向的对比度比较低,漏光较多,偏斜方向的色偏较大。
[0290] 产业上的可利用性
[0291] 如上所述,本发明的液晶面板的偏斜方向的对比度比高,漏光较少,偏斜方向的色偏较小,并且可形成为极薄,故可以说对于薄型液晶显示装置的显示特性提高极为有用。本发明的液晶面板可较好地用于液晶显示装置以及液晶电视。