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CN101063768A - 液晶板和液晶显示装置 - Google Patents

液晶板和液晶显示装置 Download PDF

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CN101063768A
CN101063768A CN 200710101920 CN200710101920A CN101063768A CN 101063768 A CN101063768 A CN 101063768A CN 200710101920 CN200710101920 CN 200710101920 CN 200710101920 A CN200710101920 A CN 200710101920A CN 101063768 A CN101063768 A CN 101063768A
Authority
CN
China
Prior art keywords
liquid crystal
polaroid
optical compensating
compensating layer
polarizer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN 200710101920
Other languages
English (en)
Inventor
武田健太郎
宇和田一贵
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nitto Denko Corp
Original Assignee
Nitto Denko Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nitto Denko Corp filed Critical Nitto Denko Corp
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Abstract

本发明提供一种适用于能够提供没有不均匀亮度的显示的液晶显示装置的液晶板,和使用所述液晶板的液晶显示装置。本发明的液晶板包括:液晶单元;安置在该液晶单元一侧上的第一偏振片;和安置在该液晶单元另一侧上的第二偏振片,其中该第一偏振片包括第一偏振器,该第二偏振片包括第二偏振器,并且该第一偏振片在至少部分侧表面上包含第一防水加工部分,和/或该第二偏振片在至少部分侧表面上包含第二防水加工部分。

Description

液晶板和液晶显示装置
依据35U.S.C.第119节,本申请要求2006年4月28日提交的日本专利申请No.2006-124985和2007年1月9日提交的日本专利申请No.2007-1497的优先权,这两个专利申请文件通过引用结合在此。
技术领域
本发明涉及一种液晶板和液晶显示装置。具体而言,本发明涉及一种适用于能够提供没有不均匀亮度的显示的液晶显示装置的液晶板和使用所述液晶板的液晶显示装置。
背景技术
偏振片被广泛用作对于液晶板和使用液晶板的液晶显示装置必不可少的光学元件。提出了大量的高价值的偏振片,如具有光学补偿功能的偏振片。
所述偏振片典型地采用通过在偏振器的每一侧上安置三乙酰纤维素等的保护层而获得的偏振片,所述偏振器由含有通过吸附而取向的碘或二色性染料的聚乙烯醇-基膜形成。
这种液晶显示装置的问题在于,显示屏周围区域中泄漏的背光的光降低了对比度,即引起不均匀的亮度。由此,提出了解决液晶显示装置中不均匀亮度的几种方法(参见JP 2005-70094A,JP 2003-185845A)。然而,随着近年来液晶显示装置的快速提高,需要更高水平地消除不均匀亮度。
发明内容
本发明是为了解决上述常规问题而进行的,因此本发明的一个目的是提供一种适用于能够提供没有不均匀亮度的显示的液晶显示装置的液晶板,和使用所述液晶板的液晶显示装置。
根据本发明的液晶板包括:液晶单元;安置在该液晶单元一侧上的第一偏振片;和安置在该液晶单元另一侧上的第二偏振片,其中:
该第一偏振片包括第一偏振器;
该第二偏振片包括第二偏振器;并且该第一偏振片在至少部分侧表面上包含第一防水加工部分,和/或该第二偏振片在至少部分侧表面上包含第二防水加工部分。
根据本发明的一个优选实施方案,该第一偏振片具有基本上为矩形的形状,并且所述的第一防水加工部分包括所述第一偏振片的四个角。
根据本发明的另一优选实施方案,第一防水加工部分构成第一偏振片的整个侧表面。
根据本发明的又一优选实施方案,所述的第二偏振片具有基本上为矩形的形状,并且所述的第二防水加工部分包括第二偏振片的四个角。
根据本发明的再一优选实施方案,第二防水加工部分构成第二偏振片的整个侧表面。
根据本发明的另一优选实施方案,在所述的第一防水加工部分和第二防水加工部分,水的接触角显示80°以上。
根据本发明的另一优选实施方案,所述液晶单元是VA模式或OCB模式。
根据本发明的另一方面,提供一种液晶显示装置。本发明的液晶显示装置包括本发明的液晶板。
本发明可以提供一种适用于能够提供没有不均匀亮度的显示的液晶显示装置的液晶板,和使用所述液晶板的液晶显示装置。这种效果可以通过在每一个安置在液晶单元两侧的偏振片的至少部分侧表面提供防水加工部分而得以实现。
附图说明
在附图中:
图1(a)和1(b)是根据本发明的一个优选实施方案的液晶板的示意性截面图;
图2(a)和2(b)是根据本发明另一优选实施方案的液晶板的示意性截面图;
图3(a)和3(b)是解释在本发明的液晶显示装置采用VA模式的液晶单元的情况下,液晶层中液晶分子的取向状态的示意性截面图;
图4(a)至4(d)是解释在本发明的液晶显示装置采用OCB模式的液晶单元的情况下,液晶层中液晶分子的取向状态的示意性截面图;
图5是显示在实施例1中亮度测量过程中的液晶板的状态的照片;
图6是显示在比较例1中亮度测量过程中的液晶板的状态的照片;
图7是显示在实施例2中亮度测量过程中的液晶板的状态的照片;
图8是显示在比较例2中亮度测量过程中的液晶板的状态的照片;
图9是显示在实施例3中亮度测量过程中的液晶板的状态的照片;
图10是显示在比较例3中亮度测量过程中的液晶板的状态的照片;
图11是显示在实施例4中亮度测量过程中的液晶板的状态的照片;和
图12是显示在比较例4中亮度测量过程中的液晶板的状态的照片。
具体实施方式
以下,将要描述本发明的优选实施方案,但是本发明不限于这些实施方案。
(术语和符号的定义)
下面描述本发明说明书中的术语和符号的定义。
(1)符号″nx″指的是提供最大面内折射率的方向(即,慢轴方向)上的折射率,而符号″ny″指的是在同一平面内垂直于慢轴的方向(即,快轴方向)上的折射率。符号″nz″指的是厚度方向上的折射率。此外,例如表述″nx=ny″,不仅指nx和ny完全相等的情况,而且包括nx和ny基本上相等的情况。在本发明的说明书中,短语″基本上相等″包括在实际使用中,nx和ny在对光学补偿层(可以称作光学膜)的总体偏振性能没有影响的范围内变不同的情况。
(2)术语″面内延迟Δnd(550)″是指使用波长为550nm的光在23℃测量的层(膜)的面内延迟值。Δnd(550)可由等式Δnd=(nx-ny)×d确定,其中nx和ny分别表示在慢轴方向和快轴方向上的550nm波长处的层(膜)的折射率,并且d(nm)表示层(膜)的厚度。术语″面内延迟Δnd(380)″是指使用波长为380nm的光在23℃测量的层(膜)的面内延迟值。术语″面内延迟Δnd(780)″是指使用波长为780nm的光在23℃测量的层(膜)的面内延迟值。
(3)术语″厚度方向延迟Rth(550)″是指使用波长为550nm的光在23℃测量的厚度方向延迟值。Rth(550)可由等式Rth=(nx-nz)×d确定,其中nx和nz分别表示在慢轴方向和厚度方向上的550nm波长处的层(膜)的折射率,并且d(nm)表示层(膜)的厚度。术语″厚度方向延迟Rth(380)″是指使用波长为380nm的光在23℃测量的厚度方向延迟值。术语″厚度方向延迟Rth(780)″是指使用波长为780nm的光在23℃测量的厚度方向延迟值。
A.液晶板的整体结构
图1(a)是根据本发明的一个实施方案的液晶板的示意性截面图。液晶板100拥有:液晶单元10;安置在液晶单元10一侧上(该图的观察者一侧上)的第一偏振器20;安置在液晶单元10另一侧上(该图的背光侧上)的第二偏振器20′;和安置在第一偏振器20和第二偏振器20′之间的至少两个光学补偿层。至少两个补偿层包括第一光学补偿层30和第二光学补偿层40。该图中,第一光学补偿层30安置在第一偏振器20和液晶单元10之间,并且第二光学补偿层40安置在第二偏振器20′和液晶单元10之间。根据该实施方案,第一补偿层30可以充当在第一偏振器20的液晶单元侧上的保护层,并且第二光学补偿层40可以充当在第二偏振器20′的液晶侧上的保护层。由此,该实施方案可有助于降低液晶板(最终,液晶显示装置)的厚度。
图1(b)是根据本发明的另一个实施方案的液晶板的示意性截面图。在该实施方案中,保护层50安置在第一偏振器20和第一光学补偿层30之间。保护层50邻接第一偏振器20的液晶单元侧安置,并且第一光学补偿层30邻接保护层50的液晶单元侧安置。根据该实施方案,提供保护层50,从而显著地防止偏振器的劣化并且提供具有优异耐久性的液晶板。应指出,第一光学补偿层30可以安置在背光侧上,并且第二光学补偿层40可以安置在观察者侧,但是第一光学补偿层30优选如该图所示安置在观察者侧。这是因为可以减小背光的加热效果,从而发挥本发明的效果。此外,可以在第二偏振器20′和第二光学补偿层40之间设置任何合适的保护层。
图2(a)是根据本发明再一实施方案的液晶板的示意性截面图。在该实施方案中,第一光学补偿层30和第二光学补偿层40安置在第一偏振器20和液晶单元10之间。根据该实施方案,第一光学补偿层30可以充当第一偏振器20液晶单元侧上的保护层。由此,该实施方案可有助于降低液晶板(最终,液晶显示装置)的厚度。
图2(b)是根据本发明另一实施方案的液晶板的示意性截面图。在该实施方案中,保护层50安置在第一偏振器20和第一光学补偿层30之间。保护层50邻接第一偏振器20的液晶单元侧安置,并且第一光学补偿层30邻接保护层50的液晶单元侧安置。根据该实施方案,提供保护层50,从而显著地防止偏振器的劣化并且提供具有优异耐久性的液晶板。应指出,第一光学补偿层30和第二光学补偿层40的位置可以颠倒。
如图1(a)和1(b)所示,第一光学补偿层30和第二光学补偿层40优选安置在液晶单元10的不同侧。这是因为可以在不考虑第一光学补偿层30和第二光学补偿层40的层压方法的情况下设计产品,并且这种安排提供优异的生产率。
本发明中,根据需要,可以在第一偏振器20或第二偏振器20′和第二光学补偿层40之间提供任何合适的保护层(可以称作保护膜,未显示)。此外,根据需要,可以在第一偏振器20和/或第二偏振器20′的没有光学补偿层的一侧上提供任何合适的保护层。提供保护层,从而防止偏振器的劣化。在本发明中,可以提供另一光学补偿层(未显示)。这种光学补偿层的种类、数量、位置等可以根据用途适当选择。在本发明的液晶板中,各个层(膜)是通过任何合适的压敏粘合剂层或粘合剂层而层压的。
液晶单元10包括:一对衬底11和11′;和安置在衬底11和11′之间的作为显示介质的液晶层12。在一个衬底11(滤色器衬底)上提供滤色器和黑底(均未显示)。在另一衬底(有效矩阵衬底)11′上提供用于控制液晶电光性能的开关元件(典型地为TFT,未显示)、用于向开关元件提供栅极信号的扫描线(未显示)、用于向开关元件提供源极信号的信号线(未显示)、以及像素电极和对电极(均未显示)。应指出,滤色器可以安置在有效矩阵衬底11′侧。衬底11和11′之间的距离(单元间隙)由隔体(未显示)控制。在衬底11和11′与液晶层12接触的一侧上提供例如由聚酰亚胺形成的取向膜(未显示)。
只要可以获得本发明的效果,可以采用任何合适的驱动模式作为液晶单元10的驱动模式。驱动模式的具体实例包括STN(超扭转向列)模式,TN(扭转向列)模式,IPS(面内开关)模式,VA(垂直取向)模式,OCB(光学取向双折射)模式,HAN(混和取向向列)模式和ASM(轴向对称取向微单元)模式。优选VA模式和OCB模式。
图3(a)和3(b)各自是解释VA模式中液晶分子的取向状态的示意性截面图。如图3(a)所示,在没有施加电压时,液晶分子垂直于衬底11和11′的表面取向。这种垂直取向可以通过在各自具有形成于其上的垂直取向膜(未显示)的衬底之间安置具有负的介电各向异性的向列液晶而实现。光以这样的状态从一个衬底11的表面进入,而可以通过第一偏振器20并且进入液晶层12的线性偏振光沿着垂直取向的液晶分子的长轴前进。在液晶分子的长轴方向上不产生双折射,从而入射光在不改变偏振方向的情况下前进并且被具有垂直于第一偏振器20的偏振轴的第二偏振器20′吸收。以这种方式,在不施加电压的情况下获得暗显示(正常地,黑模式)。如图3(b)所示,在电极之间施加电压的情况下,液晶分子的长轴平行于衬底表面取向。液晶分子相对于以这种状态进入液晶层12的线性偏振光表现出双折射,并且入射光的偏振状态根据液晶分子的倾斜角变化。例如,在施加预定的最大电压下可以通过液晶层的光使其偏振方向旋转90°,转变成线性偏振光并且通过第二偏振器20′,从而提供亮显示。当回到不施加电压下的状态时,通过取向控制力再次提供暗显示。液晶分子的倾斜角是通过改变施加电压控制的。因此,来自第二偏振器20′的透射光的强度可以变化,从而提供梯度显示。
图4(a)至4(d)各自为解释OCB模式中液晶分子的取向状态的示意性截面图。OCB模式指的是其中以所谓的弯曲取向形成液晶层12的驱动模式。如图4(c)所示,弯曲取向是指这样的取向状态,其中:向列液晶分子在衬底附近以基本上平行的角度(取向角)取向;所述取向角相对于衬底向着液晶层中心的平面形成直角;所述取向逐渐并且连续地改变为:与远离液晶层中心的相对衬底表面平行;并且在整个液晶层中不存在扭曲的结构。这种弯曲取向是如下所示形成的。如图4(a)所示,液晶分子在没有电场的状态(初始状态)下具有基本上均匀的取向。然而,液晶分子各自具有预倾角(pretilt angle),并且衬底附近的预倾角与相对衬底附近的预倾角不同。在施加预定的偏压(典型地,1.5V至1.9V)时(在低电压施加下),液晶分子经历如图4(b)所示的喷射取向(spray alignment)并且变换为如图4(c)所示的弯曲取向。在施加显示电压(典型地,5V至7V)时(在高电压施加下),如图4(d)所示,处于弯曲取向状态的液晶分子基本上垂直于衬底表面取向。在正常的白显示模式中,可以通过第一偏振器20并且进入在高施加电压下处于如图4(d)所示的状态的液晶层的光,在不改变偏振方向的情况下前进并且被第二偏振器20′吸收,从而提供暗显示。显示电压的的降低使液晶分子在摩擦处理的取向控制力的作用下回到弯曲取向,从而再次提供亮显示。液晶分子的倾斜角是通过改变显示电压控制的。因此,来自偏振器的透射光的强度可以变化,由此提供梯度显示。拥有OCB模式液晶单元的液晶显示装置可以实现从喷射取向状态到弯曲取向状态的相转化的非常高速的切换,因此具有比拥有其它驱动模式如TN模式或IPS模式的液晶单元的液晶显示装置更好的影片显示性能。
如上所述的液晶板可适合用于液晶显示装置如个人电脑、液晶电视、移动电话、便携式数字助理(PDA)或投影仪。
B.偏振片
B-1.偏振片的结构
本发明中,″偏振片″是指安置在液晶单元的每一侧上并且包括偏振器的光学元件。偏振片可以采用任何合适的结构,条件是偏振片是包括偏振器的光学元件。偏振片的典型实例包括:具有″保护层/偏振器/保护层″结构的偏振片;具有″保护层/偏振器/保护层/光学补偿层″结构的偏振片;具有″保护层/偏振器/保护层/光学补偿层/光学补偿层″结构的偏振片;具有″保护层/偏振器/光学补偿层″结构的偏振片;和具有″保护层/偏振器/光学补偿层/光学补偿层″结构的偏振片。光学补偿层的典型实例包括上面A部分中所述的第一光学补偿层、第二光学补偿层和其它光学补偿层。
本发明中,第一偏振片安置在液晶单元的一侧,并且第二偏振片安置在液晶单元的另一侧。第一偏振片的结构和第二偏振片的结构彼此可以相同或不同。
B-2.偏振片的防水处理
本发明中,第一偏振片在其至少部分侧表面上包含第一防水加工部分,和/或第二偏振片在其至少部分侧表面上包含第二防水加工部分。应指出,偏振片的″侧表面″是指偏振片在厚度方向上的端面。
第一偏振片优选具有基本上为矩形的形状。在这种情况下,第一防水加工部分优选包括第一偏振片的四个角。第一防水加工部分包括第一偏振片的四个角,从而在将获得的液晶板的整个面板表面上完全提供没有不均匀亮度的显示。
对于优选1/10或更高、更优选1/4或更高、进一步优选1/2或更高、特别优选3/4的侧表面、并且最优选第一偏振片的整个侧表面提供第一防水加工部分。在第一偏振片的侧表面的尽可能大的面积上提供防水加工部分,从而在将获得的液晶板的整个面板表面上更加完全地提供没有不均匀亮度的显示。
第二偏振片优选具有基本上为矩形的形状。在这种情况下,第二防水加工部分优选包括第二偏振片的四个角。第二防水加工部分包括第二偏振片的四个角,从而在将获得的液晶板的整个面板表面上完全提供没有不均匀亮度的显示。
对于优选1/10或更高、更优选1/4或更高、进一步优选1/2或更高、特别优选3/4的侧表面、最优选第二偏振片的整个侧表面提供第二防水加工部分。在第二偏振片的侧表面的尽可能大的面积上提供防水加工部分,从而在将获得的液晶板的整个面板表面上更加完全地提供没有不均匀亮度的显示。
在第一防水加工部分和第二防水加工部分,水的接触角优选显示80°以上、更优选100°以上。80°以上的水的接触角可以提供足够的防水性。
可以采用任何合适的防水方法提供第一防水加工部分和第二防水加工部分。优选地,可以通过在第一偏振片或第二偏振片的侧表面上采用喷淋等来涂覆防水剂而提供防水加工部分。
防水剂可以采用任何合适的防水剂。例如,可以使用释放剂作为防水剂。释放剂的实例包括:硅氧烷-基释放剂如二甲基硅油、二甲基硅橡胶、有机硅树脂或有机改性的有机硅树脂;脂肪酸酯-基释放剂如乙二醇脂肪酸酯、山梨糖醇脂肪酸酯或聚氧乙烯脂肪酸酯;磷酸酯-基释放剂如聚氧化烯磷酸酯;醇-基释放剂如聚亚氧烷基乙二醇、二元醇或聚氧乙烯高级醇醚;和氟-基释放剂如氟树脂,包括聚四氟乙烯或四氟乙烯/全氟烷基乙烯基醚共聚物,偏二氟乙烯,氟橡胶如六氟丙烯-基橡胶,氟-基表面活性剂,氟化碳,氟橡胶胶乳,或含氟树脂。可以单独使用一种释放剂,或者可以将其两种或更多种组合使用。此外,释放剂可以通过溶解在任何合适的溶剂中来使用。
C.光学补偿层
本发明中,在不抑制本发明的目的的情况下可以采用任何合适的光学补偿层。光学补偿层的实例包括:具有nx>ny=nz的折射率型(profile)的光学补偿层;具有nx>ny>nz的折射率型的光学补偿层;具有nx=ny>nz的折射率型的光学补偿层;和具有nx=ny<nz的折射率型的光学补偿层。
C-1.第一光学补偿层
第一光学补偿层可以采用如上所述的任何合适的光学补偿层。其典型的具体实例是具有以下性能的光学补偿层。
第一光学补偿层的光弹性系数的绝对值优选为40×10-12m2/N或更小,更优选0.2×10-12至35×10-12m2/N,进一步优选0.2×10-12至30×10-12m2/N。光弹性系数的绝对值调节到上述范围内,从而有效抑制显示不均匀。
第一光学补偿层优选具有nx>ny≥nz的折射率型。此外,第一光学补偿层优选具有所谓的反向波长色散性能。具体而言,面内延迟优选具有Δnd(380)<Δnd(550)<Δnd(780)的关系。更优选地,面内延迟优选具有Δnd(780)/Δnd(550)>1.10的关系。这种关系可以在整个可见光的宽区域实现良好的光学补偿。
如图1(a)和2(a)所示,在其中第一光学补偿层可以充当第一偏振器或第二偏振器的液晶单元侧上的保护层的实施方案中,第一光学补偿层的面内延迟Δnd(550)的下限优选为90nm或更高,更优选为120nm或更高,并且进一步优选为130nm或更高。同时,Δnd(550)的上限优选为200nm或更低,更优选170nm或更低,并且进一步优选160nm或更低。
如图1(a)和图2(a)所示,在其中在第一偏振器或第二偏振器和邻接保护层液晶单元侧安置的第一光学补偿层之间提供保护层的实施方案中,第一光学补偿层的面内延迟Δnd(550)的下限优选为50nm或更高,更优选为70nm或更高,进一步优选为75nm或更高。同时,Δnd(550)的上限优选为150nm或更低,更优选110nm或更低,并且进一步优选100nm或更低。
只要可以提供本发明的效果,第一光学补偿层的厚度可以采用任何合适的厚度。具体而言,该厚度优选为20至160μm,更优选40至140μm,进一步优选60至120μm。
典型地可以通过聚合物膜的拉伸处理形成第一光学补偿层。例如,适当选择聚合物的种类、拉伸条件、拉伸方法等,从而提供具有上述光学性能(折射率型、面内延迟和光弹性系数)的第一光学补偿层。
聚合物膜中包含的材料可以采用任何合适的材料,但是优选聚合物膜包含纤维素-基材料。
纤维素-基材料优选被乙酰基和丙酰基取代。纤维素-基材料的取代度″DSac(乙酰基取代度)+DSpr(丙酰基取代度)″(表示纤维素的重复单元中存在的三个羟基中平均有多少被乙酰基或丙酰基取代)的下限优选为2或更高,更优选为2.3或更高,还更优选为2.6或更高。″DSac+DSpr″的上限优选为3或更低,更优选为2.9或更低,还更优选为2.8或更低。将纤维素-基材料的取代度调节在上述范围内,从而提供具有上述所需折射率型的光学补偿层。
DSpr(丙酰基取代度)的下限优选为1或更高,更优选为2或更高,并且还更优选为2.5或更高。DSpr的上限优选为3或更低,更优选为2.9或更低,并且还更优选为2.8或更低。将DSpr调节在上述范围内,从而提高纤维素-基材料在溶剂中的溶解度并且便于控制所获得的第一光学补偿层的厚度。此外,将″DSac+DSpr″调节在上述范围内并且将DSpr调节在上述范围内,从而提供具有上述光学性能并且具有反向波长色散性能的光学补偿层。
DSac(乙酰基取代度)和DSpr(丙酰基取代度)可由JP 2003-315538A的[0016]至[0019]段中描述的方法确定。
纤维素-基材料可以具有除乙酰基和丙酰基外的取代基。其它取代基的实例包括:酯基如丁酸酯基;和醚基如烷基醚基或亚芳烷基醚基。
纤维素-基材料的数均分子量优选为5,000至100,000,并且更优选为10,000至70,000。将其数均分子量调节在上述范围内,从而提供优异的生产率和良好的机械强度。
取代乙酰基和丙酰基的方法可以采用任何合适的方法。例如,可以用强苛性钠溶液处理纤维素制备碱性纤维素,并且将碱性纤维素和预定量的乙酸酐与丙酸酐的混合物混合用于酰化。部分水解酰基,以调节取代度″DSac+DSpr″。
聚合物膜可以包含任何合适的聚合物材料。聚合物材料的实例包括:纤维素酯如丁酸纤维素;和纤维素醚如甲基纤维素或乙基纤维素。根据需要,聚合物膜可以包含添加剂如增塑剂、热稳定剂和UV稳定剂。
C-2.第二光学补偿层
第二光学补偿层可以采用任何合适的光学补偿层。其典型的具体实例是具有以下性能的光学补偿层。
第二光学补偿层优选具有nx=ny≥nz的折射率型。此外,第二光学补偿层的厚度方向延迟优选具有Rth(380)>Rth(550)>Rth(780)的关系。更优选地,其厚度方向延迟优选具有Rth(780)/Rth(550)<0.95的关系。
第二光学补偿层厚度方向延迟Rth(550)的下限优选为10nm或更高,更优选为20nm或更高,并且还更优选为50nm或更高。同时,厚度方向延迟Rth(550)的上限优选为1,000nm或更低,更优选为500nm或更低,并且还更优选为250nm或更低。
第二光学补偿层可以是单层或两层或更多层的层压体。在层压体中,可以适当设置用于形成每一层的材料和每一层的厚度,条件是层压体作为一个整体具有如上所述的光学性能。
第二光学补偿层的厚度可以采用任何合适的厚度,条件是能够提供本发明的效果。具体地,厚度优选为0.1至50μm,更优选为0.5至30μm,并且还更优选为1至10μm。
只要能够获得如上所述的光学性能,用于形成第二光学补偿层的材料可以采用任何合适的材料。材料的实例是非液晶材料。其特别优选的实例是非液晶聚合物。非液晶材料不同于液晶材料,并且可以形成具有nx=ny>nz的光学单轴性的膜,因为其性能与衬底的取向性能无关。结果,不仅可以使用取向的衬底,而且可以使用非取向的衬底。此外,即使在使用非取向的衬底的情况下,也可以省略向其表面涂覆取向膜、在其上层压取向膜等的步骤。
非液晶材料的优选实例包括聚合物,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,因为这样的材料具有优异的耐热性、优异的耐化学性、优异的透明性和足够的刚性。可以使用一种类型的聚合物,或者可以使用具有不同官能团的两种或更多种的混合物,如聚芳基醚酮和聚酰胺。其中,考虑到高透明性、高取向力和高延伸性,特别优选聚酰亚胺。
对聚合物的分子量没有特别限制。然而,聚合物的重均分子量(Mw)优选在,例如,1,000至1,000,000范围内,更优选在2,000至500,000,范围内。
例如,具有高面内取向力并且可溶于有机溶剂的聚酰亚胺优选作为本发明中使用的聚酰亚胺。更具体地,可以使用在JP 2000-511296A中公开的聚合物,其包含9,9-双(氨基芳基)芴和芳族四羧酸二酐的缩聚产物,并且包含至少一种由下式(1)表示的重复单元。
Figure A20071010192000151
在上式(1)中,R3至R6独立地表示至少一种取代基,所述取代基选自氢、卤素、苯基、被1至4个卤素原子或1至4个各自具有1至10个碳原子的烷基取代的苯基、和具有1至10个碳原子的烷基。优选R3至R6独立地表示至少一种取代基,所述的取代基选自卤素、苯基、被1至4个卤素原子或1至4个各自具有1至10个碳原子的烷基取代的苯基、和具有1至10个碳原子的烷基。
在上式(1)中,Z表示含有6至20个碳原子的四价芳族基团,并且,例如,优选表示均苯四酸基、多环芳族基团、多环芳族基团的衍生物、或由下式(2)表示的基团。
Figure A20071010192000152
在上式(2)中,Z′表示共价键、C(R7)2基团、CO基团、O原子、S原子、SO2基团、Si(C2H5)2基团或NR8基团。多个Z′彼此可以相同或不同。w表示1至10的整数。R7独立地表示氢或C(R9)3基团。R8表示氢、含有1至约20个碳原子的烷基、或含有6至20个碳原子的芳基。多个R8彼此可以相同或不同。R9独立地表示氢、氟或氯。
多环芳族基团的实例包括衍生自萘、芴、苯并芴或蒽的四价基团。多环芳族基团的取代的衍生物的实例包括上述多环芳族基团,其被选自含有1至10个碳原子的烷基、其氟化衍生物和卤素如F或Cl中的至少一个基团取代。
聚酰亚胺的其它实例包括:JP 08-511812A中公开的并且包含由以下通式(3)或(4)表示的重复单元的均聚物;和其中公开的并且包含由以下通式(5)表示的重复单元的聚酰亚胺。应指出,下式(5)表示的聚酰亚胺是下式(3)表示的均聚物的优选形式。
Figure A20071010192000161
在上述通式(3)至(5)中,G和G′独立地表示,例如,共价键、CH2基团、C(CH3)2基团、C(CF3)2基团、C(CX3)2基团(其中,X表示卤素)、CO基团、O原子、S原子、SO2基团、Si(CH2CH3)2基团、或N(CH3)基团。G和G′彼此可以相同或不同。
在上述式(3)至(5)中,L是取代基,并且d和e各自表示取代基的数量。L表示,例如,卤素、含有1至3个碳原子的烷基、含有1至3个碳原子的卤代烷基、苯基、或取代的苯基。多个L彼此可以相同或不同。取代的苯基的实例包括具有至少一种取代基的取代的苯基,所述取代基选自,例如,卤素、含有1至3个碳原子的烷基、和含有1至3个碳原子的卤代烷基。卤素的实例包括氟、氯、溴和碘。d表示0至2的整数,并且e表示0至3的整数。
在上述式(3)至(5)中,Q是取代基,并且f表示取代基的个数。例如,Q表示选自氢、卤素、烷基、取代烷基、硝基、氰基、硫代烷基、烷氧基、芳基、取代芳基、烷基酯基和取代的烷基酯基中的原子或基团。多个Q彼此可以相同或不同。卤素的实例包括氟、氯、溴和碘。取代烷基的实例包括卤代烷基。取代芳基的实例包括卤代芳基。f表示0至4的整数,并且g表示0至3的整数。h表示1至3的整数。g和h各自优选大于1。
在上式(4)中,R10和R11独立地表示选自氢、卤素、苯基、取代苯基、烷基和取代烷基中的原子或基团。优选R10和R11独立地表示卤代烷基。
在上式(5)中,M1和M2独立地表示,例如,卤素、含有1至3个碳原子的烷基、含有1至3个碳原子的卤代烷基、苯基或取代苯基。卤素的实例包括氟、氯、溴和碘。取代苯基的实例包括具有选自卤素、含有1至3个碳原子的烷基和含有1至3个碳原子的卤代烷基中的基团的至少一种取代基的取代苯基。
上述式(3)表示的聚酰亚胺的具体实例包括由以下式(6)表示的化合物。
Figure A20071010192000181
聚酰亚胺的另一实例包括通过具有与上述不同的骨架(重复单元)的二酸酐和二胺的任意共聚制备的共聚物。
二酸酐的实例包括芳族四羧酸二酐。芳族四羧酸二酐的实例包括均苯四酸二酐、二苯甲酮四羧酸二酐、萘四羧酸二酐、杂环芳族四羧酸二酐和2,2′-取代的联苯四羧酸二酐。
均苯四酸二酐的实例包括:均苯四酸二酐;3,6-二苯基均苯四酸二酐;3,6-双(三氟甲基)均苯四酸二酐;3,6-二溴均苯四酸二酐;和3,6-二氯均苯四酸二酐。二苯甲酮四羧酸二酐的实例包括:3,3′,4,4′-二苯甲酮四羧酸二酐;2,3,3′,4′-二苯甲酮四羧酸二酐;和2,2′,3,3′-二苯甲酮四羧酸二酐。萘四羧酸二酐的实例包括:2,3,6,7-萘四羧酸二酐;1,2,5,6-萘四羧酸二酐;和2,6-二氯萘-1,4,5,8-四羧酸二酐。杂环芳族四羧酸二酐的实例包括:噻吩-2,3,4,5-四羧酸二酐;吡嗪-2,3,5,6-四羧酸二酐;和吡啶-2,3,5,6-四羧酸二酐。2,2′-取代的联苯四羧酸二酐的实例包括:2,2′-二溴-4,4′,5,5′-联苯四羧酸二酐;2,2′-二氯-4,4′,5,5′-联苯四羧酸二酐;和2,2′-双(三氟甲基)-4,4′,5,5′-联苯四羧酸二酐。
芳族四羧酸二酐的更多实例包括:3,3′,4,4′-联苯四羧酸二酐;双(2,3-二羧基苯基)甲烷二酐;双(2,5,6-三氟-3,4-二羧基苯基)甲烷二酐;2,2-双(3,4-二羧基苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷二酐;4,4′-双(3,4-二羧基苯基)-2,2-二苯基丙烷二酐;双(3,4-二羧基苯基)醚二酐;4,4′-氧二邻苯二甲酸二酐;双(3,4-二羧基苯基)磺酸二酐;3,3′,4,4′-二苯基砜四羧酸二酐;4,4′-[4,4′-亚异丙基-二(对-亚苯基氧基)]双(邻苯二酸酐);N,N-(3,4-二羧基苯基)-N-甲胺二酐;和双(3,4-二羧基苯基)二乙基硅烷二酐。
其中,芳族四羧酸二酐优选为2,2′-取代的联苯四羧酸二酐,更优选为2,2′-双(三卤代甲基)-4,4′,5,5′-联苯四羧酸二酐,并且还更优选为2,2′-双(三氟甲基)-4,4′,5,5′-联苯四羧酸二酐。
二胺的实例包括芳族二胺。芳族二胺的具体实例包括苯二胺、二氨基二苯甲酮、萘二胺、杂环芳族二胺和其它芳族二胺。
苯二胺的实例包括苯二胺类如邻-、间-或对-苯二胺、2,4-二氨基甲苯、1,4-二氨基-2-甲氧基苯、1,4-二氨基-2-苯基苯、和1,3-二氨基-4-氯苯。二氨基二苯甲酮的实例包括2,2′-二氨基二苯甲酮和3,3′-二氨基二苯甲酮。萘二胺的实例包括1,8-二氨基萘和1,5-二氨基萘。杂环芳族二胺的实例包括2,6-二氨基吡啶、2,4-二氨基吡啶和2,4-二氨基-S-三嗪。
芳族二胺的更多实例包括:4,4′-二氨基联苯;4,4′-二氨基二苯基甲烷;4,4′-(9-亚芴基)-双苯胺;2,2′-双(三氟甲基)-4,4′-二氨基联苯;3,3′-二氯-4,4′-二氨基二苯基甲烷;2,2′-二氯-4,4′-二氨基联苯;2,2′,5,5′-四氯联苯胺;2,2-双(4-氨基苯氧基苯基)丙烷;2,2-双(4-氨基苯基)丙烷;2,2-双(4-氨基苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷;4,4′-二氨基二苯基醚;3,4′-二氨基二苯在醚;1,3-双(3-氨基苯氧基)苯;1,3-双(4-氨基苯氧基)苯;1,4-双(4-氨基苯氧基)苯;4,4′-双(4-氨基苯氧基)联苯;4,4′-双(3-氨基苯氧基)联苯;2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷;2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷;4,4′-二氨基二苯基硫醚;和4,4′-二氨基二苯基砜。
聚醚酮的实例包括在JP 2001-049110A中公开并且由以下通式(7)表示的聚醚酮。
Figure A20071010192000191
在上式(7)中,X表示取代基,并且q表示取代基的个数。例如,X表示卤素原子、低级烷基、卤代烷基、低级烷氧基或卤代烷氧基。多个X彼此可以相同或不同。
卤素原子的实例包括氟原子、氯原子、溴原子和碘原子。其中,优选氟原子。低级烷基优选为1至6个碳原子的直链或支链的烷基,更优选为1至4个碳原子的直链或支链的烷基。更具体地,低级烷基优选为甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基或叔丁基。特别优选甲基或乙基。卤代烷基的实例包括上述低级烷基的卤化物如三氟甲基。低级烷氧基优选为1至6个碳原子的直链或支链的烷氧基,更优选为1至4个碳原子的直链或支链的烷氧基。更具体地,低级烷氧基优选为甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基或叔丁氧基,并且特别优选甲氧基或乙氧基。卤代烷氧基的实例包括上述低级烷氧基的卤化物如三氟甲氧基。
在上式(7)中,q是0至4的整数。在上式中(7),优选q=0,并且结合在苯环两端的羰基和醚的氧原子位于对位。
在上式(7)中,R1是由以下式(8)表示的基团,并且m是0或1的整数。
在上式(8)中,X′表示,例如与上式(7)中的X相同的取代基。在上式(8)中,多个X’彼此可以相同或不同。q′表示取代基X′的个数。q′是0至4的整数,并且优选q′为0。p是0或1的整数。
在上式(8)中,R2表示二价芳族基团。二价芳族基团的实例包括:邻-、间-或对-亚苯基;和衍生自萘、联苯、蒽、邻-、间-或对-三联苯、菲、氧芴、联苯醚或联苯砜的二价基团。在二价芳族基团中,直接结合在芳族基团上的氢可以被卤素原子、低级烷基或低级烷氧基取代。其中,优选R2是选自由下式(9)至(15)表示的基团中的芳族基团。
Figure A20071010192000211
在上式(7)中,R1优选为以下式(16)表示的基团。在下式(16)中,R2和p如上式(8)中的那些所定义的。
Figure A20071010192000212
在上式(7)中,n表示聚合度。例如,n落入在2至5,000的范围内,优选落入在5至500范围内。聚合可以包括相同结构的重复单元的聚合或者不同结构的重复单元的聚合。在后一种情况下,重复单元的聚合形式可以是嵌段聚合或者无规聚合。
上述式(7)表示的聚芳基醚酮的末端在对-四氟亚苯甲酰基侧上优选是氟原子和氧化烯基侧上优选是氢原子。例如,这样的聚芳基醚酮可以由以下通式(17)表示。在下式(17)中,与在式(7)中一样,n表示聚合度。
由上述式(7)表示的聚芳基醚酮的具体实例包括由下式(18)至(21)表示的化合物。以下各式中,与在上式(7)中一样,n表示聚合度。
Figure A20071010192000222
Figure A20071010192000231
另外,聚酰胺或聚酯的实例包括在JP 10-508048A中公开的聚酰胺或聚酯。如,其重复单元可以由以下通式(22)表示。
Figure A20071010192000232
在上式(22)中,Y表示O或NH。E表示,例如,选自共价键、含有2个碳原子的亚烷基、含有2个碳原子的卤代亚烷基、CH2基团、C(CX3)2基团(其中,X是卤素或氢)、CO基团、O原子、S原子、SO2基团、Si(R)2基团和N(R)基团中的至少一个。多个E彼此可以相同或不同。在E中,R是含有1至3个碳原子的烷基和含有1至3个碳原子的卤代烷基中的至少一个,并且位于羰基官能团或Y基团的间或对位。
在上式(22)中,A和A′各自表示取代基,并且t和z表示各个取代基的个数。p表示0至3的整数,并且q表示1至3的整数。r表示0至3的整数。
A选自,例如,氢、卤素、含有1至3个碳原子的烷基、含有1至3个碳原子的卤代烷基、由OR(其中R如上定义)表示的烷氧基、芳基、通过卤化等制备的取代芳基、含有1至9个碳原子的烷氧基羰基、含有1至9个碳原子的烷基羰基氧基、含有1至12个碳原子的芳氧基羰基、含有1至12个碳原子的芳基羰基氧基及其取代的衍生物、含有1至12个碳原子的芳基氨基甲酰基和含有1至12个碳原子的芳基羰基氨基及其取代的衍生物。多个A彼此可以相同或不同。A′选自,例如,卤素、含有1至3个碳原子的烷基、含有1至3个碳原子的卤代烷基、苯基和取代苯基。多个A′彼此可以相同或不同。取代苯基的苯环上的取代基的实例包括卤素、含有1至3个碳原子的烷基、含有1至3个碳原子的卤代烷基、以及它们的组合。t表示0至4的整数,并且z表示0至3的整数。
由上述式(22)表示的聚酰胺或聚酯的重复单元优选为以下通式(23)表示的重复单元。
Figure A20071010192000241
在上式(23)中,A、A′和Y如上式(22)中的那些所定义。v表示0至3的整数、优选0至2的整数。x和y各自为0或1,但是不同时为0。
接着,描述制备第二光学补偿层的方法。只要能够提供本发明的效果,可以采用任何合适的方法作为制备第二光学补偿层的方法。
将选自聚酰胺、聚酰亚胺、聚酯、聚醚酮、聚酰胺酰亚胺和聚酯酰亚胺中的至少一种聚合物的溶液涂覆在透明聚合物膜上并且干燥,以在透明聚合物膜上形成聚合物层。然后,可以整体拉伸或者收缩聚合物膜和聚合物层,从而获得第二光学补偿层。
涂布溶液(将要涂覆在透明聚合物膜上的聚合物溶液)的溶剂的实例包括但不限于:卤代烃如氯仿、二氯甲烷、四氯化碳、二氯乙烷、四氯乙烷、三氯乙烯、四氯乙烯、氯苯和邻-二氯苯;酚类如苯酚和对氯苯酚;芳族烃如苯、甲苯、二甲苯、甲氧基苯和1,2-二甲氧基苯;酮-基溶剂如丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮、环戊酮、2-吡咯烷酮和N-甲基-2-吡咯烷酮;酯-基溶剂如乙酸乙酯和乙酸丁酯;醇-基溶剂如叔丁醇、甘油、乙二醇、三甘醇、乙二醇单甲醚、二甘醇二甲醚、丙二醇、双丙甘醇和2-甲基-2,4-戊二醇;酰胺-基溶剂如二甲基甲酰胺和二甲基乙酰胺;腈-基如乙腈和丁腈;醚-基溶剂如乙醚、二丁醚和四氢呋喃;二硫化碳;乙基溶纤剂;和丁基溶纤剂。其中,优选甲基异丁基酮,因为非-液晶材料在该溶剂中具有高溶解度并且该溶剂不腐蚀衬底。这些溶剂的每一种可以单独使用,或者它们中的两种或更多种可以组合使用。
涂布溶液可以具有任何合适的非-液晶聚合物浓度,只要能够获得上述光学补偿层并且可以涂布所述涂布溶液即可。例如,所述溶液含有相对于100重量份溶剂优选为5至50重量份,并且更优选为10至40重量份的非-液晶聚合物。浓度在上述范围内的溶液具有可以容易涂布的粘度。
根据需要,涂布溶液还可以包含各种添加剂如稳定剂、增塑剂和金属。
根据需要,涂布溶液还可以包含另一不同的树脂。另一不同树脂的实例包括各种通用树脂、工程塑料、热塑性树脂和热固性树脂。将这样的树脂组合使用,从而可以根据用途形成具有适宜的机械强度或耐久性的光学补偿层。
通用树脂的实例包括聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、ABS树脂和AS树脂。工程塑料的实例包括聚乙酸酯(POM)、聚碳酸酯(PC)、聚酰胺(PA:尼龙)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)。热塑性树脂的实例包括聚苯硫(PPS)、聚醚砜(PES)、聚酮(PK)、聚酰亚胺(PI)、聚环己烷二甲醇对苯二甲酸酯(PCT)、聚烯丙基化合物(polyallylate)(PAR)和液晶聚合物(LCP)。热固性树脂的实例包括环氧树脂和酚醛清漆树脂。
加入到涂布溶液中的另一不同的树脂的种类和数量可以根据用途适当设置。例如,将这样的树脂以优选0至50质量%、更优选0至30质量%的比率加入到非-液晶聚合物中。
涂覆溶液的方法的实例包括:旋涂法;辊涂法;流涂法;印刷法;浸涂法;流延法;棒涂法;和凹版印刷法。为了涂覆,根据需要还可以使用聚合物层重叠法。
在涂覆后,将上述溶液中的溶剂蒸发并且通过干燥如自然干燥、风干或加热干燥(例如60至250℃)而除去,从而形成膜状的光学补偿层。
可以将与下面将要描述的用于保护层的膜相同的膜用作透明聚合物膜。
第二光学补偿层可以通过从如上所述获得的层压体(在透明聚合物膜上形成有第一光学补偿层的层压体)剥离第一光学补偿层而使用,或者作为层压体本身使用。在其中第二光学补偿层用作层压体并且还层压有偏振器的情况下,层压体中的透明聚合物膜还充当下面将要描述的偏振器的保护膜。
D.偏振器
本发明中,第一偏振片包括第一偏振器,并且第二偏振器包括第二偏振器。根据用途,可以采用任何合适的偏振器作为用于本发明的第一偏振器和第二偏振器。其实例包括:通过在亲水聚合物膜如聚乙烯醇-基膜、部分缩甲醛化的聚乙烯醇-基膜或部分皂化的乙烯/乙酸乙烯酯共聚物-基膜上吸附二色性物质如碘或二色性染料,并且拉伸所述的膜而制备的膜;和多烯-基取向膜如聚乙烯醇-基膜的脱水产物或聚氯乙烯-基膜的脱氯化氢产物。其中,通过在聚乙烯醇-基膜上吸附二色性物质如碘并且单轴拉伸该膜而制备的偏振器由于其高的偏振二色性而是特别优选的。这种偏振器的厚度通常为但不限于约5至80μm。
通过在聚乙烯醇-基膜上吸附二色性物质如碘并且单轴拉伸该膜制备的偏振器可以用例如以下方法制备:将聚乙烯醇-基膜浸渍在用于着色的碘的水溶液中;并且将该膜拉伸至原长度的3至7倍长度。根据需要,水溶液可以包含硼酸、硫酸锌、氯化锌等,或者可以将聚乙烯醇-基膜浸渍在碘化钾等的水溶液中。此外,根据需要,可以在着色前将聚乙烯醇-基膜在水中浸渍并且洗涤。用水洗涤聚乙烯醇-基膜不仅可以除去膜表面的污染物或洗去防粘剂,而且提供防止由聚乙烯醇-基膜的溶胀造成的不均匀性如不均匀着色的效果。膜的拉伸可以在用碘着色膜之后进行、在膜的着色过程中进行或者在用碘着色膜之前进行。可以在硼酸、碘化钾等的水溶液中,或者在水浴中进行拉伸。
E.保护层
保护层优选透明和无色。保护层可以采用任何合适的保护层,条件是其能够在不抑制本发明效果的情况下保护偏振器。其典型实例包括以下保护层(1)至(3)。
E-1.保护层(1)
保护层(1)的面内延迟Δnd(550)优选为0nm或更高且10nm或更低,并且更优选为0nm或更高且8nm或更低。保护层(1)的厚度方向延迟Rth(550)优选为10nm或更高且80nm或更低,更优选为40nm或更高且80nm或更低,并且还更优选为45nm或更高且70nm或更低。
保护层(1)的厚度可以根据用途适当设置。具体地,其厚度优选为20至140μm,更优选为40至120μm,并且还更优选为60至100μm。
用于形成保护层(1)的材料可以采用任何合适的材料。材料的一个实例是具有优异的透明性、机械强度、热稳定性、防潮性等的塑料膜。用于形成塑料膜的树脂的具体实例包括乙酸酯树脂如三乙酰纤维素(TAC)、聚酯树脂、聚醚砜树脂、聚砜树脂、聚碳酸酯树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、聚烯烃树脂、丙烯酸类树脂、聚降冰片烯树脂、纤维素树脂、聚烯丙基化合物树脂、聚苯乙烯树脂、聚乙烯醇树脂、聚丙烯酸类树脂、以及它们的混合物。此外,还可以使用丙烯酸类、氨基甲酸酯-基、丙烯酰基氨基甲酸酯-基、环氧-基、硅氧烷-基等热固化性树脂或UV-固化性树脂。从偏振性能和耐久性考虑,优选具有用碱等皂化处理过的表面的TAC膜。
E-2.保护层(2)
保护层(2)的面内延迟Δnd(550)优选为0nm或更高且10nm或更低,更优选为0nm或更高且6nm或更低,并且还更优选为0nm或更高且3nm或更低。保护层(2)的厚度方向延迟Rth(550)优选为0nm或更高且20nm或更低,更优选为0nm或更高且10nm或更低,还更优选为0nm或更高且6nm或更低,特别优选为0或更高且3或更低。
保护层(2)的厚度可以根据用途适当设置。具体地,其厚度优选为20至200μm,更优选为30至100μm,并且还更优选为35至95μm。
典型地使用纤维素-基膜作为保护层(2)。对具有大的厚度方向延迟(Rth)的纤维素-基膜进行适当的处理以减小厚度方向延迟(Rth),从而有利地获得保护层(2)。
减小厚度方向延迟(Rth)的处理可以采用任何合适的处理方法。其实例包括:将由聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、不锈钢等形成的并且其上涂覆有溶剂如环戊酮或甲基乙基酮的衬底与普通纤维素-基膜粘附在一起,在加热下(约80至150℃加热约3至10分钟)将其整个干燥并且剥离衬底膜的方法;和将含有溶解在溶剂如环戊酮或甲基乙基酮中的降冰片烯-基树脂、丙烯酸类树脂等的溶液涂覆在普通纤维素-基膜上,在加热下(约80至150℃加热约3至10分钟)将其整个干燥并且剥离涂覆的膜的方法。
用于形成纤维素-基树脂的材料的优选实例是脂肪酸取代的纤维素-基聚合物如二乙酰纤维素或三乙酰纤维素。通常使用的三乙酰纤维素的乙酸取代度为约2.8。然而,乙酸取代度优选控制为1.8至2.7,并且丙酸取代度更优选控制为0.1至1,从而减小厚度方向延迟(Rth)。
可以将增塑剂如邻苯二甲酸二丁酯、对-甲苯磺酰苯胺或柠檬酸乙酰基三乙酯加入到脂族酸取代的纤维素-基聚合物中,从而可以控制厚度方向延迟(Rth)为一小值。相对于100重量份的脂族酸取代的纤维素-基聚合物,增塑剂的添加量优选为40重量份或更低,更优选为1至20重量份,并且还更优选为1至15重量份。
上述减小厚度方向延迟(Rth)为一小值的技术可以组合使用。
保护层(2)的另一优选的具体实例是丙烯酸类树脂膜。丙烯酸类树脂膜的优选实例是在JP 2005-314534A中所述的、包含作为主要组分的含有由以下结构式(24)表示的戊二酐单元的丙烯酸类树脂(A)的丙烯酸类树脂膜。含有由以下结构式(1)表示的戊二酐单元的丙烯酸类树脂(A)可以改善耐热性。在以下结构式(1)中,R1和R2彼此可以相同或不同,并且各自表示氢原子或含有1至5个碳原子的烷基,更优选为氢原子或甲基,并且还更优选为甲基。
在丙烯酸类树脂(A)中,由结构式(24)表示的戊二酐单元的比例优选为20至40wt%,并且更优选为25至35wt%。
除由结构式(24)表示的戊二酐单元外,丙烯酸类树脂(A)还可以包含一种或两种或更多种的适宜的单体单元。单体单元的优选实例是乙烯基羧酸烷基酯单元。在丙烯酸类树脂(A)中,乙烯基羧酸烷基酯单元的比率优选为60至80wt%,并且更优选为65至75wt%。
乙烯基羧酸烷基酯单元的实例是由以下通式(25)表示的单元。以下通式(25)中:R3表示氢原子或者含有1至5个碳原子的脂肪族或脂环族烃;并且R4表示含有1至5个碳原子的脂肪族烃。
Figure A20071010192000292
丙烯酸类树脂(A)的重均分子量优选为80,000至150,000。
丙烯酸类树脂(A)在丙烯酸类树脂膜中的比例优选为60至90wt%。
除丙烯酸类树脂(A)外,丙烯酸类树脂膜可以包含一种或两种或更多种的合适组分。可以在不抑制本发明效果的范围内采用任何合适的组分。合适组分的实例包括除丙烯酸类树脂(A)外的树脂、UV吸收剂、抗氧化剂、润滑剂、增塑剂、释放剂、色保护剂、阻燃剂、成核剂、防静电剂、颜料和着色剂。
E-3.保护层(3)
例如,如JP 2001-343529A(WO 01/37007)中描述的树脂组合物形成的聚合物膜可以用于保护层(3)。具体而言,所述树脂组合物是指以下的混合物:侧链上含有取代酰亚胺基或未取代酰亚胺基的热塑性树脂;和侧链上含有取代苯基或未取代苯基和氰基的热塑性树脂。其具体实例为这样的树脂组合物,其包含:异丁烯和N-亚甲基马来酰亚胺的交替共聚物;和丙烯腈/苯乙烯共聚物。例如,可以使用这种树脂组合物的挤压模塑产品。
以下,将参考实施例更加具体地描述本发明,但是本发明不限于所述实施例。实施例中测量性能的方法描述如下。
(1)延迟的测量
除非特别描述了其它方法,样品膜的折射率nx、ny和nz是用光谱椭圆偏振计(M-220,由JASCO Corporation制造)测量的,并且计算面内延迟And和厚度方向延迟Rth。测量波长为380nm、550nm和780nm。
(2)光弹性系数的测量
样品膜的光弹性系数是用光谱椭圆偏振计(M-220,由JASCOCorporation制造)测量的。
(3)水接触角的测量
通过使用固-液界面分析仪(商品名″Drop Master 300″,由KyowaInterface Science Co.,Ltd.制造),将液体滴到衬底上,并且测量5秒后的接触角。测量条件用于(were for)静止接触角测量。使用超纯水作为水,并且液滴为0.5μl。每个衬底重复测量10次,并且将测量的平均值用作测量值。
(4)亮度的测量
使用亮度测量装置(商品名″CA-1500″,由Konica Minolta Holdings,Inc.制造)测量液晶板的亮度。具体地,如下所述进行测量。首先,从由SonyCorporation制造的液晶显示装置″BRAVIA40英寸X系列″中取出液晶板,并且将粘附在液晶板液晶单元之上和之下的偏振片剥离。然后,改为通过丙烯酸类压敏粘合剂将实施例和比较例中制备的偏振片粘附在液晶单元的两侧,从而制备新的液晶板。将制备的液晶板重新安装在液晶显示装置中,并将所得装置在60℃和95%RH的条件下静置250小时。然后,整体在室温静置3小时,并且在打开背光的同时静置3小时。在1m的测量距离评价液晶板的亮度不均匀度。亮度不均匀度的评价是通过测量白部分和黑显示部分而进行的。白部分和黑显示部分的测量位置描述如下。
白部分:在离角部1/30长边长度和1/30短边长度的液晶板内部的点
黑显示部分:液晶板中心的点
[实施例1]
(第一光学补偿层的形成)
在145℃将厚度为70μm的纤维素树脂膜(获自Kaneka Corporation,商品名:KA,DSac(乙酰基取代度)=0.04,DSpr(丙酰基取代度)=2.76)在自由端拉伸至1.5倍长度,获得厚度为68μm的第一光学补偿层。所得第一光学补偿层的光弹性系数为25×10-12(m2/N)。所得第一光学补偿层的面内延迟Δnd(380)为65nm,Δnd(550)为90nm并且Δnd(780)为105nm,而厚度方向延迟Rth(380)为69nm,Rth(550)为95nm并且Rth(780)为111nm。所得第一光学补偿层的折射率型为在550nm处nx>ny≈nz。
(配置有第一光学补偿层的偏振片的制备)
通过压敏粘合剂(厚度为20μm),将如上所述获得的第一光学补偿层粘附在具有TAC保护膜(获自FUJIFILM Corporation,商品名:TF80UL)/偏振器/TAC保护膜(商品名:TF80UL)结构的偏振片(获自Nitto DenkoCorporation,商品名:SEG1224)上,获得配置有第一光学补偿层的偏振片。此时,进行层压,使得第一光学补偿层的慢轴与偏振器的拉伸轴(吸收轴)基本上相互垂直。
(第二光学补偿层的形成)
将从2,2-双(3,4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐(6FDA)和2,2′-双(三氟甲基)-4,4′-二氨基联苯(TFMB)合成的聚酰亚胺溶解在甲基异丁基酮(MIBK)中,制备15质量%的聚酰亚胺溶液。将该溶液涂覆于三乙酰纤维素衬底(透明聚合物膜)至30μm的厚度。然后,整个在100℃进行干燥处理10分钟,获得厚度为约4μm的第二光学补偿层。所得第二光学补偿层的面内延迟Δnd(380)为0.4nm,Δnd(550)为0.3nm并且Δnd(780)为0.3nm,而厚度方向延迟Rth(380)为178nm,Rth(550)为120nm并且Rth(780)为110nm。所得第二光学补偿层的折射率型在550nm处nx≈ny>nz。
(配置有第二光学补偿层的偏振片的形成)
通过压敏粘合剂(厚度为20μm),将如上所述获得的第二光学补偿层粘附在偏振片(获自Nitto Denko Corporation,商品名:SEG1224)上,获得配置有第二光学补偿层的偏振片。
(偏振片的防水处理)
将防水剂(获自Daikin Industries,Ltd.,氟-基释放剂,商品名:DAIFREEGA-6010)喷淋在如上所述的配置有第一光学补偿层的偏振片和配置有第二光学补偿层的偏振片的每一个的整个侧表面上,进行防水处理。每个防水加工部分的水接触角为116°。
(亮度测量)
通过使用经过防水处理的配置有第一光学补偿层的偏振片和配置有第二光学补偿层的偏振片,测量亮度。用如下方式将配置有第一光学补偿层的偏振片和配置有第二光学补偿层的偏振片粘附在液晶单元上:通过丙烯酸类压敏粘合剂,将配置有第一光学补偿层粘附到液晶单元的观察者侧,使得第一光学补偿层安置在液晶单元侧。此外,通过丙烯酸类压敏粘合剂,将配置有第二光学补偿层的偏振片粘附在液晶单元的背光侧,使得第二光学补偿层安置在液晶单元侧。进行层压,使得配置有第一光学补偿层的偏振片的偏振器的拉伸(吸收)轴和配置有第二光学补偿层的偏振片的偏振器的拉伸(吸收)轴基本上相互垂直,从而获得液晶板。作为测量的结果,白部分的亮度为0.53cd/m2,并且黑显示部分的亮度为0.47cd/m2。图5显示了亮度测量过程中的液晶板的状态。
[比较例1]
进行与实施例1相同的程序,不同之处在于不对配置有第一光学补偿层的偏振片和配置有第二光学补偿层的偏振片进行实施例1中的防水处理。没有进行防水处理的配置有第一光学补偿层的偏振片和配置有第二光学补偿层的偏振片在每个侧表面上的水接触角各自为35°。作为亮度测量的结果,白部分的亮度为0.80cd/m2,并且黑显示部分的亮度为0.45cd/m2。图6显示了亮度测量过程中的液晶板的状态。
比较图5和6,在采用经过防水处理的偏振片的实施例1的液晶板中没有观察到亮度不均匀,但是在采用没有经过防水处理的偏振片的比较例1的液晶板中观察到明显的亮度不均匀。
[实施例2]
将防水剂(获自Daikin Industries,Ltd.,氟-基释放剂,商品名:DAIFREE GA-6010)喷淋在均获自Nitto Denko Corporation的偏振片″NIBCOM-NXP″和″SEG1224″的整个侧表面上,进行防水处理。每个防水加工部分的水接触角为116°。
接着,使用丙烯酸类压敏粘合剂(厚度为20μm),将″NIBCOM-NXP″粘附在从Sony Corporation制造的液晶TV″BRAVIA 40英寸X系列″中取出的液晶单元的背光侧,并且将″SEG1224″粘附在其观察者侧,从而制备液晶板。进行层压,使得″NIBCOM-NXP″的偏振器的拉伸(吸收)轴和″SEG1224″的偏振器的拉伸(吸收)轴基本上相互垂直。
测量获得的液晶板的亮度。图7显示了亮度测量过程中的液晶板的状态。
[比较例2]
进行与实施例2相同的程序,不同之处在于不对″NIBCOM-NXP″和″SEG1224″进行实施例2中的防水处理。
测量获得的液晶板的亮度。图8显示了亮度测量过程中的液晶板的状态。
比较图7和8,在采用经过防水处理的偏振片的实施例2的液晶板中没有观察到亮度不均匀,但是在采用没有经过防水处理的偏振片的比较例2的液晶板中观察到明显的亮度不均匀。
[实施例3]
将防水剂(获自Daikin Industries,Ltd.,氟-基释放剂,商品名:DAIFREE GA-6010)喷淋在″NIBCOM-NXP″和″VEG1722″偏振片(均获自Nitto Denko Corporation)的整个侧表面上,进行防水处理。每个防水加工部分的水接触角为116°。
接着,使用丙烯酸类压敏粘合剂(厚度为20μm),将″NIBCOM-NXP″粘附在从Sony Corporation制造的液晶TV″BRAVIA 40英寸X系列″中取出的液晶单元的背光侧,并且将″VEG1722″粘附在其观察者侧,从而制备液晶板。进行层压,使得″NIBCOM-NXP″的偏振器的拉伸(吸收)轴和″VEG1722″的偏振器的拉伸(吸收)轴基本上相互垂直。
测量获得的液晶板的亮度。图9显示了亮度测量过程中的液晶板的状态。
[比较例3]
进行与实施例3相同的程序,不同之处在于不对″NIBCOM-NXP″和″VEG1722″进行实施例3中的防水处理。
测量获得的液晶板的亮度。图10显示了亮度测量过程中的液晶板的状态。
比较图9和10,在采用经过防水处理的偏振片的实施例3的液晶板中没有观察到亮度不均匀,但是在采用没有经过防水处理的偏振片的比较例3的液晶板中观察到明显的亮度不均匀。
[实施例4]
在145℃将获自JSR Corporation的降冰片烯-基膜″Arton″拉伸到3倍长度。使用Oji Scientific Instruments制造的″KOBRA-21ADH″测量膜的延迟值。该膜的Δnd为115nm并且Rth为135nm。
接着,将降冰片烯-基膜粘附在获自Nitto Denko Corporation的偏振器的一侧,并且将获自FUJIFILM Corporation的三乙酰纤维素膜(厚度为40μm)粘附在偏振器的相对侧,从而制备偏振片(A)。将防水剂(获自DaikinIndustries,Ltd.,氟-基释放剂,商品名:DAIFREE GA-6010)喷淋在获得的偏振片(A)的整个侧表面上,进行防水处理。防水加工部分的水接触角为116°。
同时,将底漆(聚酯氨基甲酸酯)涂覆在获自FUJIFILM Corporation的三乙酰纤维素膜(厚度为40μm)上,并且向其上涂覆由2,2′-双(3,4-二羧基苯基)六氟丙烷和2,2′-双(三氟甲基)-4,4′-二氨基联苯合成的聚酰亚胺的15%溶液(使用环己烷作为溶剂)至厚度为约20μm。然后,整个在100℃进行干燥处理10分钟,从而获得厚度为约3.2μm的聚酰亚胺薄膜。使用由Oji Scientific Instruments制造的″KOBRA-21ADH″测量获得的复合延迟膜的延迟值。该膜的Δnd为1nm并且Rth为183nm。接着,通过聚乙烯醇-基粘合剂,将代替三乙酰纤维素膜的复合延迟膜粘附在获自NittoDenko Corporation的偏振片″SEG1224″的一侧,使得聚酰亚胺薄膜安置在外侧,从而获得偏振片(B)。在偏振片(B)中,聚酰亚胺薄膜的慢轴和偏振器的吸收轴相互垂直。将防水剂(获自Daikin Industries,Ltd.,氟-基释放剂,商品名:DAIFREE GA-6010)喷淋在偏振片(B)的整个侧表面上,进行防水处理。防水加工部分的水接触角为116°。
接着,使用丙烯酸类压敏粘合剂(厚度为20μm),将偏振片(A)粘附在从由Sony Corporation制造的液晶TV″BRAVIA 40英寸X系列″中取出的液晶单元的观察者侧,使得降冰片烯-基膜安置在单元侧,并且将偏振片(B)粘附在其背光侧,使得聚酰亚胺薄膜安置在单元侧,从而制备液晶板。进行层压,使得偏振片(A)的偏振器的拉伸(吸收)轴和偏振片(B)的偏振器的拉伸(吸收)轴基本上相互垂直。
测量获得的液晶板的亮度。图11显示了亮度测量过程中的液晶板的状态。
[比较例4]
进行与实施例4相同的程序,不同之处在于不对偏振片(A)和偏振片(B)进行实施例4中的防水处理。
测量获得的液晶板的亮度。图12显示了亮度测量过程中的液晶板的状态。
比较图11和12,在采用经过防水处理的偏振片的实施例4的液晶板中没有观察到亮度不均匀,但是在采用没有经过防水处理的偏振片的比较例4的液晶板中观察到明显的亮度不均匀。
本发明的液晶板和包括液晶板的液晶显示装置可适合用于液晶电视、移动电话等。
在不偏离本发明范围和精神的情况下,许多其它修改对于本领域技术人员而言将是显而易见和容易实施的。因此,应当理解后附权利要求的范围不是意图受说明书的细节限制,而应当更广义地理解。

Claims (8)

1.一种液晶板,其包含:液晶单元;安置在该液晶单元一侧上的第一偏振片;和安置在该液晶单元另一侧上的第二偏振片,其中:
该第一偏振片包含第一偏振器;
该第二偏振片包含第二偏振器;并且
该第一偏振片在至少部分侧表面上包含第一防水加工部分,和/或该第二偏振片在至少部分侧表面上包含第二防水加工部分。
2.根据权利要求1记载的液晶板,其中:所述第一偏振片具有基本上为矩形的形状;并且所述第一防水加工部分包括该第一偏振片的四个角。
3.根据权利要求1或2记载的液晶板,其中所述第一防水加工部分构成所述第一偏振片的整个侧表面。
4.根据权利要求1至3中任一项记载的液晶板,其中:所述第二偏振片具有基本上为矩形的形状;并且所述第二防水加工部分包括该第二偏振片的四个角。
5.根据权利要求1至4中任一项记载的液晶板,其中所述第二防水加工部分构成所述第二偏振片的整个侧表面。
6.根据权利要求1至5中任一项记载的液晶板,其中在所述第一防水加工部分和所述第二防水加工部分,水的接触角显示80°以上。
7.根据权利要求1至6中任一项记载的液晶板,其中所述液晶单元为VA模式或OCB模式。
8.一种液晶显示装置,其包含根据权利要求1至7中任一项记载的液晶板。
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