CN1755406B - 光学薄膜和图像显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种光学薄膜,其特征在于,是在偏振镜的至少一面上层叠了透明保护薄膜而成的偏振片的一面上进行层叠以使偏振片的吸收轴与相位差薄膜的滞相轴正交或平行的光学薄膜, 所述相位差薄膜满足nx>nz>ny, 所述透明保护薄膜是至少配置于相位差薄膜侧的且厚度方向相位差(Rth)=(nx-nz)×d为0~10nm的纤维素系薄膜。由此,本发明可以提供一种层叠了偏振片和相位差薄膜的光学薄膜,在将其应用于图像显示装置时,在宽范围内具有高对比率且可以实现易于观察的显示。
Description
技术领域
本发明涉及一种层叠了偏振片和相位差薄膜的光学薄膜。另外,本发明还涉及使用了上述光学薄膜的液晶显示装置、PDP、CRT等图像显示装置。特别是,本发明的光学薄膜适用于以所谓的IPS模式工作的液晶显示装置中。
背景技术
以往,作为液晶显示装置,主要使用在彼此对置的基板之间使具有正的介电常数各向异性的液晶进行扭转水平取向的所谓TN模式的液晶显示装置。但是,在TN模式中,在驱动特性方面,即使想要进行黑显示,也会因基板附近的液晶分子引起双折射,结果也会产生光漏泄,难以进行完全的黑显示。对此,IPS模式的液晶显示装置由于在非驱动状态下液晶分子具有相对基板面大致平行的均匀取向,所以光在几乎不改变其偏振光面的情况下通过液晶层,其结果是通过在基板的上下配置偏振片而在非驱动状态下几乎完全地黑色显示是可能的。
但是,尽管在IPS模式中可以在面板法线方向上进行几乎完全的黑色显示,但在从偏离法线方向的方向观察面板的情况下,在偏离配置于液晶单元上下的偏振片的光轴方向的方向上,发生在偏振片的特性上无法避免的光漏泄,结果是视角变窄。
为了解决该问题,使用通过相位差薄膜来补偿在斜向观察时产生的偏振片的几何学轴偏离的偏振片。公开有获得这种效果的偏振片(例如参照专利文献1、专利文献2)。但是,用以往已知的相位差薄膜难以充分实现宽视角。
上述专利文献1记载的偏振片使用相位差薄膜作为偏振镜的保护薄膜。但是,该偏振片尽管可以在通常的使用环境下获得良好的视角特性,但在高温下或高湿度下,因偏振镜的寸法变化也会导致直接层叠的保护薄膜变形。为此,用于保护薄膜的相位差薄膜的相位差值偏离需要的值,不能稳定地保持其效果。
另一方面,在专利文献2中,在应用作为保护薄膜而一般使用的三乙酰纤维素薄膜(TAC薄膜)的偏振片上层叠有相位差薄膜。在该情况下,由于没有直接向相位差薄膜施加应力,所以相位差薄膜的相位差值稳定。但是,由于在TAC薄膜上存在不可忽略的相位差值,所以难以设计补偿轴偏离的相位差薄膜。另外,发生受到相位差影响的着色。
专利文献1:特开平4-305602号公报
专利文献2:特开平4-371903号公报
发明内容
本发明的目的在于,提供一种层叠了偏振片和相位差薄膜的光学薄膜,其特征在于,在应用于图像显示装置时,在宽范围内具有高对比率且可以实现易于观察的显示。
另外,本发明的目的还在于,提供使用了上述光学薄膜的在宽范围具有高对比率且可以实现易于观察的显示的图像显示装置,特别是提供以IPS模式工作的液晶显示装置。
本发明人等为了解决上述课题而进行了潜心研究,其结果发现了下述所示的光学薄膜,以至完成本发明。
即,本发明涉及一种光学薄膜,其特征在于,是在将透明保护薄膜层叠于偏振镜的至少一面而成的偏振片的一面上进行层叠并使偏振片的吸收轴与相位差薄膜的滞相轴正交或平行的光学薄膜,
上述相位差薄膜满足nx>nz>ny,
上述透明保护薄膜为至少配置于相位差薄膜一侧的且厚度方向相位差(Rth)=(nx-nz)×d为0~10nm的纤维素系薄膜。
其中,上述薄膜都是将波长590nm处的滞相轴方向、进相轴方向以及厚度方向的折射率分别设为nx、ny、nz,d(nm)为薄膜的厚度。滞相轴方向是薄膜面内折射率为最大的方向。
在上述本发明的光学薄膜中,从耐热性、耐湿性、耐气候性的观点出发,将偏振镜作为层叠了透明保护薄膜的偏振片使用,在层叠相位差薄膜的一侧的透明保护薄膜上使用纤维素系薄膜。通常,相位差薄膜侧成为液晶单元侧。在靠近液晶单元一侧的偏振镜的表面上层叠的透明保护薄膜,相位差值会影响液晶显示装置的视角特性,所以优选小相位差值的透明保护薄膜。用于偏振片的透明保护薄膜的纤维素系薄膜,一般厚度方向相位差(Rth)较大为40~60nm左右,但在本发明的纤维素系薄膜中,厚度方向相位差(Rth)非常小,为0~10nm。通过如此减小残留相位差,使层叠的相位差薄膜的设计变得容易,同时能够获得通过相位差薄膜的补偿效果高的光学薄膜。这样,可以实现在宽范围具有高对比率的易于观察的显示。
作为上述透明保护薄膜的纤维素薄膜系薄膜的厚度方向相位差(Rth)为0~10nm,优选为0~6nm,更优选为0~3nm。还有,本发明的纤维素系薄膜,其面内相位差(Re)也比一般使用的薄膜小。面内相位差(Re)优选为0~2nm,更优选为0~1nm。
在上述光学薄膜中,上述相位差薄膜的用Nz=(nx-nz)/(nx-ny)表示的Nz值满足0.4~0.6,而且面内相位差(Re)=(nx-ny)×d优选为200~350nm。
满足上述Nz值、面内相位差(Re)的相位差薄膜,在使用本发明的光学薄膜并以交叉尼科耳(cross Nicol)状态配置偏振片的情况下,能够通过上述特定的相位差薄膜消除在偏离光轴的方向上的光漏泄,所以优选。特别是在IPS模式的液晶显示装置中,具有对液晶层的倾斜方向上的对比度的降低进行补偿的功能。如上所述,由于本发明的光学薄膜使用厚度方向相位差(Rth)非常小的纤维素系薄膜作为透明保护薄膜,所以相位差薄膜的补偿效果特别高。
从提高补偿功能的观点出发,Nz值优选为0.45以上,进而优选为0.48以上。另一方面,Nz值优选为0.55以下,进而优选为0.52以下。从提高补偿功能的观点出发,面内相位差Re优选为230nm以上,进而优选为250nm以上。另一方面,面内相位差Re优选为300nm以下,进而优选为280nm以下。对相位差薄膜的厚度d没有特别限制,通常为40~100μm左右,优选为50~70μm。
进而,本发明还涉及一种图像显示装置,其特征在于,使用了上述光学薄膜。
另外,本发明还涉及一种IPS模式的液晶显示装置,其特征在于,
在辨识侧的单元基板上配置上述光学薄膜并使相位差薄膜成为单元基板侧,
在与辨识侧相反一侧的单元基板上配置如下所述的偏振片并使透明保护薄膜成为单元基板侧,其中,所述的偏振片是在偏振镜的至少一面上层叠厚度方向相位差(Rth)=(nx-nz)×d为0~10nm的纤维素系薄膜作为该透明保护薄膜而成,而且,在不施加电压的状态下,液晶单元内的液晶物质的异常光折射率方向和该偏振片的吸收轴处于平行状态。
另外,本发明还涉及一种IPS模式的液晶显示装置,其特征在于,
在辨识侧的单元基板上配置如下所述的偏振片并使透明保护薄膜成为单元基板侧,其中,所述的偏振片是在偏振镜的至少一面上层叠厚度方向相位差(Rth)=(nx-nz)×d为0~10nm的纤维素系薄膜作为该透明保护薄膜而成;
在与辨识侧相反一侧的单元基板上配置上述光学薄膜并使相位差薄膜成为单元基板侧,而且,在不施加电压的状态下,液晶单元内的液晶物质的异常光折射率方向和该光学薄膜的吸收轴处于正交状态。
作为本发明的图像显示装置,优选IPS模式的液晶显示装置。将上述本发明的光学薄膜如上所述地配置于IPS模式的液晶单元的任意一方的表面上,同时在其相反侧上如上所述地配置偏振片,其中,所述的偏振片是在偏振镜的至少一面上层叠厚度方向相位差(Rth)小的纤维素系薄膜作为透明保护薄膜而成,由此可以在IPS模式的液晶显示装置中,降低以往产生的黑显示时的光漏泄。这种IPS模式的液晶显示装置,具有全方位的高对比率,可以实现以宽视角容易观察的显示。还有,用于被配置于光学薄膜的相反侧的偏振片的纤维素系薄膜(透明保护薄膜),也优选具有上述相同的厚度方向相位差(Rth)、面内相位差(Re)的薄膜。
附图说明
图1是表示本发明的光学薄膜的截面图的一个例子。
图2是表示本发明的液晶显示装置的示意图。
图3是表示本发明的液晶显示装置的示意图。
图中:1-偏振片,1a-偏振镜,1b、1b’-透明保护薄膜,2-相位差薄膜,3-光学薄膜,4-IPS模式液晶单元。
具体实施方式
下面一边参照附图一边对本发明的光学薄膜和图像显示装置进行说明。如图1所示,本发明的光学薄膜3是在偏振片1的一面上具有相位差薄膜2,其中,所述的偏振片1是在偏振镜1a的至少一面上具有透明保护薄膜。至少在相位差薄膜2的一侧上配置有透明保护薄膜1b。透明保护薄膜1b是厚度方向相位差(Rth)小的纤维素系薄膜。在图1中,例示了在偏振镜1a的两面上具有透明保护薄膜1b、1b’的情况。还有,对相位差薄膜2侧的相反侧的透明保护薄膜1b’没有特别限制,可以与透明保护薄膜1b相同是厚度方向相位差(Rth)小的纤维素系薄膜,也可以是其它透明保护薄膜。对其进行层叠并使偏振片1的吸收轴与相位差薄膜2的滞相轴正交或平行。从层叠时的连接贴合工序的观点出发,偏振片1的吸收轴与相位差薄膜2的滞相轴优选平行层叠。
对偏振镜没有特别限制,可以使用各种偏振镜。作为偏振镜,例如可以举出,在聚乙烯醇系薄膜、部分甲缩醛化聚乙烯醇系薄膜、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物系部分皂化薄膜等亲水性高分子薄膜上,吸附碘或二色性染料等二色性物质后单向拉伸的材料;聚乙烯醇的脱水处理物或聚氯乙烯的脱盐酸处理物等聚烯系取向薄膜等。其中,优选的是由聚乙烯醇系薄膜和碘等二色性物质组成的偏振镜。对这些偏振镜的厚度没有特别的限定,但是通常为约5~80μm左右。
将聚乙烯醇系薄膜用碘染色后经单向拉伸而成的偏振镜,例如,可以通过将聚乙烯醇浸渍于碘的水溶液进行染色后,拉伸至原长度的3~7倍来制作。根据需要,也可以浸渍于可含硼酸或硫酸锌、氯化锌等的碘化钾等的水溶液中。此外,根据需要,也可以在染色前将聚乙烯醇系薄膜浸渍于水中水洗。通过水洗聚乙烯醇系薄膜,除了可以洗去聚乙烯醇系薄膜表面上的污物和防粘连剂之外,还可以通过使聚乙烯醇系薄膜溶胀,防止染色斑等不均匀现象。拉伸既可以在用碘染色之后进行,也可以一边染色一边进行拉伸,或者也可以在拉伸之后用碘进行染色。也可以在硼酸或碘化钾等的水溶液中或水浴中进行拉伸。
用于层叠相位差薄膜一侧的偏振镜的透明保护薄膜,使用厚度方向相位差(Rth)为0~10nm的纤维素系薄膜。作为纤维素薄膜的材料,可以举例为二乙酰纤维素或三乙酰纤维素等脂肪酸取代纤维素系聚合物。
通常使用的三乙酰纤维素在厚度40μm的厚度方向相位差(Rth)为40nm,不能满足上述厚度方向相位差(Rth)。在本发明中,对于纤维素系薄膜,通过对厚度方向相位差(Rth)实施适当的处理,将纤维素系薄膜的厚度方向相位差(Rth)控制为小的相位差值。对处理手段没有特别限制,但例如可以通过下述手段将纤维素系薄膜的厚度方向相位差(Rth)控制为小的相位差值。可以举出如下方法:将已涂布环戊酮、甲基乙基甲酮等溶剂的聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、不锈钢等基材贴合于通常的纤维素系薄膜,进行加热干燥(80~150℃左右,3-10分钟左右),然后,剥离基材薄膜的方法;将降冰片烯系树脂、丙烯酸系树脂等溶解于环戊酮、甲基乙基甲酮等溶剂,将上述而成的溶液涂布于通常的纤维素系薄膜上,进行加热干燥(80~150℃左右,3-10分钟左右),然后,剥离涂布薄膜的方法等。通过这种处理可以将厚度方向相位差(Rth)控制为小的相位差值。
另外,在厚度方向相位差(Rth)为0~10nm的纤维素系薄膜中,可以使用控制了脂肪酸取代度的脂肪酸取代纤维素系薄膜聚合物。在通常使用的三乙酰纤维素中,使用的是醋酸取代度为2.8左右的三乙酰纤维素,通过使用将醋酸取代度控制为1.8~2.7、进而将丙酸取代度控制为0.1~1的三乙酰纤维素,可以将厚度方向相位差(Rth)控制为小的相位差值。进而,通过向脂肪酸取代纤维素系聚合物中添加邻苯二甲酸二丁酯、对甲苯磺酰替苯胺、乙酰三乙基柠檬酸酯等增塑剂,可以将厚度方向相位差(Rth)控制为小的相位差值。增塑剂的添加量相对脂肪酸取代纤维素系聚合物100重量份优选为40重量份左右以下,进而优选为1~20重量份,进而更优选为1~15重量份。另外,通过组合这些技术,可以将厚度方向相位差(Rth)控制为小的相位差值。
还有,对厚度方向相位差(Rth)为0~10nm的纤维素系薄膜的厚度没有特别限制,但为了在保持薄膜强度的同时将厚度方向相位差(Rth)控制为上述范围内,其厚度通常为20~200μm左右,优选为30~100μm,进而优选为35~95μm的厚度。
对层叠相位差薄膜一侧的相反侧的透明保护薄膜没有特别限制,可以为上述厚度方向相位差(Rth)小的纤维素系薄膜,也可以为除了上述以外的透明保护薄膜。希望相位差值的最佳化的透明保护薄膜,是靠近液晶单元的一侧的透明保护薄膜,这是因为在远离液晶单元的一侧的偏振镜的表面上层叠的透明保护薄膜不会使液晶显示装置的光学特性发生变化。
作为形成除了上述以外的透明保护膜的材料,优选在透明性、机械强度、热稳定性、水分屏蔽性、各向同性等各方面具有良好性质的材料。例如,可以举例为聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯系聚合物;二乙酰纤维素或三乙酰纤维素等纤维素系聚合物(上述厚度方向相位差(Rth)为0~10nm以外的纤维素系聚合物);聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸系聚合物;聚苯乙烯或丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS树脂)等苯乙烯系聚合物;聚碳酸酯系聚合物等。此外,作为形成上述透明保护膜的聚合物的例子,还可以举例为如聚乙烯、聚丙烯、具有环状或降冰片烯结构的聚烯烃,乙烯-丙烯共聚物之类的聚烯烃系聚合物;氯乙烯系聚合物;尼龙或芳香族聚酰胺等酰胺系聚合物;酰亚胺系聚合物;砜系聚合物;聚醚砜系聚合物;聚醚-醚酮系聚合物;聚苯硫醚系聚合物;乙烯基醇系聚合物,偏氯乙烯系聚合物;聚乙烯醇缩丁醛系聚合物;芳基化物系聚合物;聚甲醛系聚合物;环氧系聚合物;或者上述聚合物的混合物等。透明保护薄膜还可以形成为丙烯酸系、氨基甲酸酯系、丙烯酸氨基甲酸酯系、环氧系、硅酮系等热固化型、紫外线固化型的树脂的固化层。
此外,可以举出在特开2001-343529号公报(WO 01/37007)中记载的聚合物薄膜,例如包含(A)在侧链具有取代和/或未取代亚氨基的热塑性树脂、和(B)在侧链具有取代和/或未取代苯基和腈基的热塑性树脂的树脂组合物。作为具体实例,可以举例为含有由异丁烯和N-甲基马来酰亚胺组成的交替共聚物及丙烯腈-苯乙烯共聚物的树脂组合物的薄膜。作为薄膜可以使用由树脂组合物的混合挤出制品等构成的薄膜。由于这些薄膜的相位差小,光弹性模量小,所以在应用于偏振片等保护薄膜的情况下,可以消除变形导致的不均等不良情况,另外,由于透湿率小,所以加湿耐久性出色。
上述透明保护薄膜的厚度可以适当确定,但是从强度或处理性等操作性、薄层性等观点来看,一般为约1~500μm左右。更优选为5~200μm,进而更优选10~150μm。如果在上述范围内,可以机械地保护偏振镜,即使被暴露于高温高湿下偏振镜也不收缩,保持稳定的光学特性。
在上述透明保护薄膜的没有粘接偏振镜的面上,还可以进行硬涂层或防反射处理、防粘连处理、以扩散或防眩为目的的处理。
实施硬涂层处理的目的是防止偏振片的表面损坏等,例如可以通过在透明保护薄膜的表面上附加由丙烯酸系及硅酮系等适当的紫外线固化型树脂构成的硬度、滑动特性等良好的固化被膜的方法等形成。实施防反射处理的目的是防止在偏振片表面的外光的反射,可以通过形成基于以往的防反射薄膜等来完成。此外,实施防粘连处理的目的是防止与相邻层的粘附。
另外,实施防眩处理的目的是防止外光在偏振片表面反射而干扰偏振片透射光的辨识性,例如,可以通过采用喷砂方式或压纹加工方式的粗表面化方式以及配合透明微粒的方式等适当的方式,向透明保护薄膜表面赋予微细凹凸结构来形成。作为在上述表面微细凹凸结构的形成中含有的微粒,例如,可以使用平均粒径为0.5~50μm的由氧化硅、氧化铝、氧化钛、氧化锆、氧化锡、氧化铟、氧化镉、氧化锑等组成的往往具有导电性的无机系微粒、由交联或者未交联的聚合物等组成的有机微粒等透明微粒。当形成表面微细凹凸结构时,微粒的使用量相对于100重量份形成表面微细凹凸结构的透明树脂,通常为大约2~50重量份,优选5~25重量份。防眩层也可以兼当用于将偏振片透射光扩散而扩大视角等的扩散层(视角扩大功能等)。
还有,上述防反射层、防粘连层、扩散层和防眩层等除了可以设置成透明保护薄膜自身以外,还可以作为与透明保护薄膜分开配置的另一光学层设置。
在上述偏振镜和透明保护薄膜的粘接处理中,可以使用异氰酸酯系胶粘剂、聚乙烯醇系胶粘剂、明胶系胶粘剂、乙烯基系胶乳系、水系聚酯等。
作为相位差薄膜,可以举例为高分子聚合物薄膜的双折射性薄膜、液晶聚合物的取向薄膜等。相位差薄膜优选满足上述Nz值以及面内相位差Re值。
作为高分子聚合物,例如可以举出聚碳酸酯,聚丙烯等聚烯烃,聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯,聚降冰片烯等脂环式聚烯烃,聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、聚甲基乙烯基醚、聚丙烯酸羟乙酯、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、甲基纤维素、聚芳基化物(ポリアリレ一ト)、聚砜、聚醚砜、聚苯硫醚、聚苯醚、聚烯丙基砜、聚乙烯醇、聚酰胺、聚酰亚胺、聚氯乙烯、纤维素系聚合物、或它们的二元系、三元系各种共聚物、接枝共聚物、混合物等。相位差薄膜可以通过利用对高分子聚合物薄膜在面方向上双向拉伸的方法、在面方向上单向或双向拉伸且在厚度方向上拉伸的方法等控制厚度方向的折射率而得到。另外,可以通过在高分子聚合物薄膜上粘接热收缩薄膜后在因加热形成的收缩力的作用下,对聚合物薄膜进行拉伸处理或/和收缩处理而使其倾斜取向的方法等得到。
上述收缩性薄膜是通过将收缩性薄膜贴合于高分子薄膜的一面或两面上并加热拉伸而进行的。高分子薄膜优选使用厚度10~500μm的薄膜,但优选根据设计的相位差值选择厚度。
使用收缩性薄膜是为了在加热拉伸时赋予与拉伸方向正交的方向的收缩力。具体地说,可以举例为双向拉伸薄膜或单向拉伸薄膜等。作为用于上述收缩性薄膜的材料,可以举出聚酯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚偏氯乙烯等,但不限于此。从收缩均匀性、耐热性良好的观点来看,优选使用双向拉伸聚丙烯薄膜。
相对于层叠上述收缩性薄膜的上述高分子薄膜,上述收缩性薄膜优选在140℃下的长幅方向的收缩率:S(MD)为4~20%,而且,宽幅方向的收缩率:S(TD)为4~30%。更优选S(MD)为5~10%,S(TD)为7~25%。特别优选S(MD)为6~8%,S(TD)为10~20%。
还有,上述收缩率可以根据JIS Z 1712的加热收缩率A法而求得(其中,不同之处为:用140℃的加热温度代替120℃,向试验片施加重量3g)。具体地说,用纵(MD)、横(TD)方法取得宽20mm、长150mm的试验片各5张,制作在各自的中央部以约100mm的距离标上标点的试验片。以施加重量3g的状态下,将该试验片垂直悬吊于温度保持在140℃±3℃下的空气循环式恒温槽中,加热15分钟后,取出,在标准温度(室温)下放置30分钟,然后使用JIS B 7507中规定的游标卡尺测量标准间距离,求得5个测量值的平均值,通过S=[<加热前的标准间距离(mm)一加热后的标准间距离(mm)>/加热前的标准间距离(mm)]×100算出S(MD)和S(TD)。
另外,上述收缩性薄膜优选宽幅方向的收缩率与长幅方向的收缩率的差:ΔS=S(TD)-S(MD)为0.5%≤ΔS≤10%的范围。更优选为1%≤ΔS≤10%。特别优选为2%≤ΔS≤10%。最优选为6%≤ΔS≤10%。如果MD方向的收缩率大,除了拉伸张力之外,将上述收缩性薄膜的收缩力施加在拉伸机上而难以均匀拉伸。如果在上述范围内,则不会向拉伸机等设备施加过度负荷,可以进行均匀的拉伸。
上述收缩性薄膜的优选厚度范围可以按照上述收缩率、设计的相位差值等进行选择,例如优选为10~500μm,更优选为20~300μm。特别优选为30~100μm。最优选为40~80μm。如果在上述范围内,可以制作获得充分的收缩率、具有良好的光学均匀性的相位差薄膜。
上述收缩性薄膜向上述高分子薄膜的贴合方法,是以上述收缩性薄膜的收缩方向至少包含与拉伸方向正交的方向的成分的方式来进行的。即,以上述收缩性薄膜的收缩力的全部或一部分作用于和上述高分子薄膜的拉伸方向正交的方向的方式进行。因而,上述收缩性薄膜的收缩方向也可以与上述高分子薄膜的拉伸方向斜交,不需要为完全正交的方向。
作为上述收缩性薄膜的贴合方法,没有特别限制,从制造上容易的观点来看,优选在上述高分子薄膜与上述收缩性薄膜之间设置粘合剂层来粘接的方法。上述粘合剂层可以在上述高分子薄膜或上述收缩性薄膜的一方或两方上形成。通常,上述收缩性薄膜由于在制作上述相位差薄膜之后被剥离,所以作为上述粘合剂,优选在加热拉伸工序中粘接性和耐热性出色,在其后的剥离工序中容易剥离,在上述相位差薄膜的表面上没有粘合剂剂残留。
作为形成上述粘合剂层的粘合剂,使用丙烯酸系、合成橡胶系、橡胶系、硅酮系等。从粘接性、耐热性、剥离性出色的观点出发,优选将丙烯酸系聚合物作为基础聚合物的丙烯酸系粘合剂。优选丙烯酸系聚合物的通过GPC法算出的重均分子量(Mw),通过用GPC法测量的聚苯乙烯换算为30000~2500000。
作为用于上述丙烯酸系聚合物的单体,可以使用各种(甲基)丙烯酸烷基酯。例如,可以例示(甲基)丙烯酸烷基酯(例如甲酯、乙酯、丙酯、丁酯、2-乙基己酯、异辛酯、异壬酯、异癸酯、十二烷基酯、月桂酯、十三烷基酯、十五烷基酯、十六烷基酯、十七烷基酯、十八烷基酯、十九烷基酯、二十烷基酯等碳原子数为1~20的烷基酯),它们可以单独使用或组合使用。
另外,为了向得到的丙烯酸系聚合物赋予极性,可以连同上述(甲基)丙烯酸烷基酯,将(甲基)丙烯酸、衣康酸等含羧基单体;(甲基)丙烯酸羟乙酯、(甲基)丙烯酸羟丙酯等含羟基单体;N-羟甲基丙烯酰胺等含酰胺基单体;(甲基)丙烯腈等含氰基单体;(甲基)丙烯酸缩水甘油酯等含环氧基单体;醋酸乙烯酯等乙烯基酯类;苯乙烯、α-甲基苯乙烯等苯乙烯系单体等作为共聚单体使用。
还有,对上述丙烯酸系聚合物的聚合法没有特别限制,可以采用溶液聚合、乳液聚合、悬浮聚合、UV聚合等公知的聚合法。
另外,在上述粘合剂中可以含有交联剂。作为交联剂,可以举出聚异氰酸酯化合物、聚胺化合物、三聚氰胺树脂、尿素树脂、环氧树脂等。进而,在上述粘合剂中,可以根据需要适当使用增粘剂、增塑剂、填充剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、硅烷偶合剂等。
对形成上述粘合剂层的方法没有特别限制,可以举出在脱模薄膜上涂布粘合剂、干燥后转印到上述高分子薄膜上的方法(转印法),在上述高分子薄膜上直接涂布粘合剂后干燥的方法(直印法)等。
作为上述粘合剂层的优选厚度范围,没有特别限制,可以适当根据粘合力或上述相位差薄膜的表面状态来决定。例如,优选为1~100μm,更优选为5~50μm。特别优选为10~30μm。如果在上述范围内,可以制作获得了充分的收缩率、具有良好的光学均匀性的相位差薄膜。上述粘合剂层也可以层叠不同组成或不同种类的层而成。另外,根据需要,上述粘合剂层可以配合以控制粘接力为目的的增粘树脂之类的天然或合成的树脂类、抗氧化剂等适当的添加剂。
对于上述粘合剂层的露出面,在供于使用前为了防止其污染等,可以临时粘贴隔离件覆盖。由此可以防止在通常的操作状态下与粘合层接触的现象。作为上述隔离件,例如可以使用根据需要用硅酮系或长链烷基系、氟系或硫化钼等适宜剥离剂对塑料薄膜、橡胶片、纸、布、无纺布、网状物、发泡片材或金属箔、它们的层叠体等适宜的薄片体进行涂敷处理后的材料等以往常用的适宜的隔离件。
对在上述高分子薄膜与粘合剂层的界面上的23℃下的粘接力,没有特别限制,但优选为0.1~10N/50mm。更优选为0.1~5N/50mm。特别优选为0.2~3N/50mm。关于上述粘接力的测量方法,利用以JIS Z 0237为基准的手动辊往复三次将上述收缩性薄膜压接到上述高分子薄膜上,将如此得到的构件作为粘接力测量用样品,在对该样品进行高压锅处理(50℃、15分钟、5kg/cm2)之后,利用以JIS B 7721为基准的装置,采用以JIS Z 0237为基准的90度拉开法(提拉速度:300mm/min)进行测量。上述粘接力可以通过例如以下方式的1种或2种以上实现:在上述高分子薄膜的设有粘合剂层的一侧的表面上实施电晕处理或等离子体处理等适宜的表面处理来控制与粘合剂层的粘接力的方式、在粘接上述高分子薄膜与上述收缩性薄膜的状态下实施加热处理或高压锅处理等适宜的处理来控制粘接力的方式等适宜的方式的1种或2种以上。
上述收缩性薄膜可以根据设计的收缩力等且以1张或2张以上的适宜数量粘接在上述高分子薄膜的一面或两面上,但在粘接于两面的情况下或在一面上粘接数张的情况下,在其内外或上下的收缩性薄膜的收缩率可以相同,也可以不同。
对本发明的上述加热拉伸方法没有特别限制,如果是可以向上述高分子薄膜的拉伸方向附加张力、向与上述拉伸方向正交的方向附加收缩力的方法,可以使用以往公知的拉伸处理法。例如,可以举出纵单向拉伸法、横单向拉伸法、纵横同时双向拉伸法、纵横顺序双向拉伸法等。上述拉伸处理法可以使用例如轧辊拉伸机、拉幅机或双向拉伸机等适宜的拉伸机。另外,上述加热拉伸也可以分为2次或3次以上的工序进行。拉伸上述高分子薄膜的方向可以是薄膜长幅方向(MD方向),也可以是宽幅方向(TD方向)。另外,也可以使用特开2003-262721公报的图1中记载的拉伸法,成为倾斜方向。
上述相位差薄膜的加热拉伸的温度(也称为拉伸温度),在上述高分子薄膜的玻璃化温度(Tg)以上进行拉伸时,上述相位差薄膜的相位差值容易变得均匀、另外薄膜难以结晶化(白浊)等,从这些观点来看优选。上述拉伸温度优选为上述高分子薄膜的Tg+1℃~Tg+30℃。更优选为Tg+2℃~Tg+20℃。进而优选为Tg+3℃~Tg+15℃。特别优选为Tg+5℃~Tg+10℃。拉伸温度如果在上述范围内,可以进行均匀的加热拉伸。另外,上述拉伸温度在薄膜宽幅方向上恒定,这可以制作相位差值的偏差小的、具有良好的光学均匀性的相位差薄膜。
对将上述拉伸温度保持恒定的具体方法没有特别限制,可以举出使用了热风或冷风、利用微波或远红外线等的加热器、用于温度调节进行加热或冷却的辊、热管辊或金属带等的公知的加热或冷却方法或者温度控制方法。
上述拉伸温度如果偏差大,拉伸不均匀变大,而引起最终获得的相位差薄膜的相位差值的偏差。因而,薄膜宽幅方向的温度偏差越小越好,更优选面内方向的温度偏差为±1℃以下,特别优选为±1℃以下的范围内。
上述加热拉伸时的拉伸倍率是由使用的高分子薄膜、挥发性成分等的种类、挥发性成分等的残留量、设计的相位差值等决定的,没有特别限定,例如优选使用1.01~3倍。更优选为1.1~2.5倍。特别优选为1.1~2倍。最优选为1.2~1.8倍。另外,对拉伸时的输送速度没有特别限制,从拉伸装置的机械精度、稳定性等出发,优选为0.5m/分钟以上,更优选为1m/分钟以上。
作为用于相位差薄膜的液晶性聚合物,例如可以举出在聚合物的主链或侧链上导入了赋予液晶取向性的共轭性的直线状原子团(mesogene)的主链型或侧链型的各种聚合物等。作为主链型液晶性聚合物的具体例,可以举出具有在赋予弯曲性的间隔部上结合了上述直线状原子团基的构造的聚合物,例如向列取向性的聚酯系液晶性聚合物、圆盘状聚合物或胆甾醇型聚合物等。作为侧链型液晶性聚合物的具体例,可以举出如下的化合物等,即,以聚硅氧烷、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯或聚丙二酸酯为主链骨架,作为侧链隔着由共轭性的原子团构成的间隔部而具有由赋予向列取向性的对位取代环状化合物单元构成的直线原子团部的化合物等。这些液晶性聚合物的取向薄膜优选例如通过以下方法使液晶聚合物取向的薄膜,特别是倾斜取向的薄膜,即,在已对形成于玻璃板上的聚酰亚胺或聚乙烯醇等薄膜的表面进行摩擦处理后的材料、斜向蒸镀了氧化硅的材料等的取向处理面上,铺展液晶性聚合物的溶液后进行热处理。
对上述相位差薄膜与偏振片的层叠方法没有特别限制,只要是透明性高的物质即可,可以适宜使用粘合剂、胶粘剂等。对粘合剂、胶粘剂没有特别限制,例如可以适宜选择使用将丙烯酸系聚合物、硅酮系聚合物、聚酯、聚氨酯、聚酰胺、聚醚、氟系或橡胶系等聚合物作为基础聚合物的物质。特别是,可以优选使用丙烯酸系粘合剂之类的光学透明性出色的、显示适当的润湿性、凝聚性和粘接性的粘合特性、在耐气候性或耐热性等方面出色的物质。
在光学薄膜或粘合剂层等各层上,也可以利用例如用水杨酸酯系化合物或苯并苯酚(benzophenol)系化合物、苯并三唑系化合物或氰基丙烯酸酯系化合物、镍络合盐系化合物等紫外线吸收剂进行处理的方式等方式,使之具有紫外线吸收能力等。
本发明的光学薄膜适合用于IPS模式的液晶显示装置。IPS模式的液晶显示装置具有具备如下结构的液晶单元,所述的液晶单元具备:夹持液晶层的一对基板、在上述一对基板的一方形成的电极组、在上述基板间被夹持的具有电介质各向异性的液晶组成物质层、用于在上述一对基板的对面形成并将上述液晶组成物质的分子排列在规定方向排列的取向控制层和用于向上述电极组施加驱动电压的驱动机构。上述电极组具有相对于上述取向控制层和上述液晶组成物质层的界面以主要施加平行电场的方式而配置的排列结构。
如图2、图3所示,本发明的光学薄膜3配置于液晶单元4的辨识侧或光入射侧。在图2、图3的光学薄膜中,例示了偏振片1的吸收轴与相位差薄膜2的滞相轴平行的情况,而这也可以为正交。光学薄膜3将相位差薄膜2-侧作为液晶单元4侧。虽未图示,但由此在图2、图3中,在使用图1的光学薄膜3的情况下,将厚度方向相位差(Rth)控制为小的相位差值的透明保护薄膜1b,比透明保护薄膜1b’更靠近液晶单元4一侧。在配置了光学薄膜3的液晶单元4的相反侧上配置有偏振片1。配置于液晶单元4的两侧的偏振片1的吸收轴和光学薄膜3(偏振片1)的吸收轴被配置成为正交状态。偏振片1使用的是与用于光学薄膜3中的相同的在偏振镜1a的至少一面上层叠了透明保护薄膜1b(根据需要,在其相反侧上层叠1b’)的偏振片。偏振片1配置为透明保护薄膜1b位于液晶单元4一侧。虽未图示,但在图2、图3中,在使用图1的光学薄膜3的情况下,将厚度方向相位差(Rth)控制为小的相位差值的透明保护薄膜1b比透明保护薄膜1b’更靠近液晶单元4一侧。
如图2所示,在将光学薄膜3配置于IPS模式的液晶单元4的辨识侧的情况下,优选在相对辨识侧的相反侧(光入射侧)的液晶单元4的基板上配置偏振片1,并使得在不施加电压的状态下液晶单元4内的液晶物质的异常光折射率方向与偏振片1的吸收轴处于平行状态。
另外,如图3所示,在将光学薄膜3配置于IPS模式的液晶单元4的光入射侧的情况下,优选在辨识侧的液晶单元4的基板上配置偏振片1,并使得在不施加电压的状态下液晶单元4内的液晶物质的异常光折射率方向与光学薄膜3(偏振片1)的吸收轴处于正交状态。
上述光学薄膜、偏振片在实际使用时可以层叠其它光学层而使用。对该光学层没有特别限定,可以使用例如反射板或半透过板、相位差板(包括1/2和1/4等波长片)等在液晶显示装置等的形成中可以使用得光学层1层或2层以上。特别优选在偏振片上进一步层叠反射板或半透过反射板而成的反射型偏振片或半透过型偏振片、在偏振片上进一步层叠亮度改善薄膜而成的偏振片。
反射型偏振片是在偏振片上设置反射层而成的,可以用于形成反射从辨识侧(显示侧)入射的入射光来进行显示的类型的液晶显示装置等,并且可以省略内置的背光灯等光源,从而具有易于使液晶显示装置薄型化等优点。形成反射型偏振片时,可以通过根据需要借助透明保护层等后在偏振片的一面附设由金属等组成的反射层的方式等适当的方式进行。
作为反射型偏振片的具体例子,可以举例为通过根据需要在经消光处理的透明保护薄膜的一面上,附设由铝等反射性金属组成的箔或蒸镀膜而形成反射层的偏振片等。另外,还可以举例为通过使上述透明保护薄膜含有微粒而形成表面微细凹凸结构,并在其上具有微细凹凸结构的反射层的反射型偏振片等。上述的微细凹凸结构的反射层通过漫反射使入射光扩散,由此防止定向性和外观发亮,具有可以抑制明暗不均的优点等。另外,含有微粒的透明保护薄膜还具有当入射光及其反射光透过它时可以通过扩散进一步抑制明暗不均的优点等。反映透明保护薄膜的表面微细凹凸结构的微细凹凸结构的反射层的形成,例如可以通过用真空蒸镀方式、离子镀方式、溅射方式等蒸镀方式或镀覆方式等适当的方式在透明保护层的表面上直接附设金属的方法等进行。
作为代替将反射板直接附设在上述偏振片的透明保护薄膜上的方法,还可以在以该透明薄膜为基准的适当的薄膜上设置反射层形成反射薄片等后作为反射板使用。还有,由于反射层通常由金属组成,所以从防止由于氧化而造成的反射率的下降,进而长期保持初始反射率的观点和避免另设保护层的观点等来看,优选用透明保护薄膜或偏振片等覆盖其反射面的使用形式。
还有,在上述中,半透过型偏振片可以通过作成用反射层反射光的同时使光透过的半透半反镜等半透过型的反射层而获得。半透过型偏振片通常被设于液晶单元的背面侧,可以形成如下类型的液晶显示装置等,即,在比较明亮的环境中使用液晶显示装置等的情况下,反射来自于辨识侧(显示侧)的入射光而显示图像,在比较暗的环境中,使用内置于半透过型偏振片的背面的背光灯等内置光源来显示图像。即,半透过型偏振片在如下类型的液晶显示装置等的形成中十分有用,即,在明亮的环境下可以节约背光灯等光源使用的能量,在比较暗的环境下也可以使用内置光源的类型的液晶显示装置等。
对在偏振片上进一步层叠相位差板而构成的椭圆偏振片或圆偏振片进行说明。在将直线偏振光改变为椭圆偏振光或圆偏振光,或者将椭圆偏振光或圆偏振光改变为直线偏振光,或者改变直线偏振光的偏振方向的情况下,可以使用相位差板等。特别是,作为将直线偏振光改变为圆偏振光或将圆偏振光改变为直线偏振光的相位差板,可以使用所谓的1/4波长片(也称为λ/4片)。1/2波长片(也称为λ/2片)通常用于改变直线偏振光的偏振方向的情形。
椭圆偏振片可以有效地用于以下情形,即补偿(防止)液晶显示装置的因液晶层的双折射而产生的着色(蓝或黄等),从而进行所述没有着色的白黑显示的情形等。另外,控制三维折射率的偏振片还可以补偿(防止)从斜向观察液晶显示装置的画面时产生的着色,因而十分理想。圆偏振光片例如可以有效地用于对以彩色显示图像的反射型液晶显示装置的图像的色调进行调整的情形等,而且还具有防止反射的功能。
将偏振片和亮度改善薄膜贴合在一起而成的偏振片通常被设于液晶单元的背面一侧。亮度改善薄膜是显示如下特性的薄膜,即,当因液晶显示装置等的背光灯或来自背面侧的反射等,有自然光入射时,反射特定偏光轴的直线偏振光或特定方向的圆偏振光,而使其他光透过。因此将亮度改善薄膜与偏振片层叠而成的偏振片可以使来自背光灯等光源的光入射,而获得特定偏振光状态的透射光,同时,所述特定偏振光状态以外的光不能透过,被予以反射。借助设于其后侧的反射层等再次反转在该亮度改善薄膜面上反射的光,使之再次入射到亮度改善薄膜上,使其一部分或全部作为特定偏振光状态的光透过,从而增加透过亮度改善薄膜的光,同时向偏振镜提供难以吸收的偏振光,从而增大能够在液晶显示图像的显示等中利用的光量,并由此可以提高亮度。即,在不使用亮度改善薄膜而用背光灯等从液晶单元的背面侧穿过偏振镜而使光入射的情况下,具有与偏振镜的偏光轴不一致的偏光方向的光基本上被偏振镜所吸收,因而无法透过偏振镜。即,虽然会因所使用的偏振镜的特性而不同,但是大约50%的光会被偏振镜吸收掉,因此,液晶图像显示等中能够利用的光量将减少,导致图像变暗。由于亮度改善薄膜反复进行如下操作,即,使具有能够被偏振镜吸收的偏光方向的光不是入射到偏振镜上,而是使该类光在亮度改善薄膜上发生反射,进而借助设于其后侧的反射层等完成反转,使光再次入射到亮度改善薄膜上,这样,亮度改善薄膜只使在这两者间反射并反转的光中的、其偏光方向变为能够通过偏振镜的偏光方向的偏振光透过,同时将其提供给偏振镜,因此可以在液晶显示装置的图像的显示中有效地使用背光灯等的光,从而可以使画面明亮。
也可以在亮度改善薄膜和所述反射层等之间设置扩散板。由亮度改善薄膜反射的偏振光状态的光朝向所述反射层等,所设置的扩散板可将通过的光均匀地扩散,同时消除偏振光状态而成为非偏振光状态。即,扩散板使偏振光恢复到原来的自然光状态。反复进行如下的作业,即,将该非偏振光状态即自然光状态的光射向反射层等,经过反射层等而反射后,再次通过扩散板而又入射到亮度改善薄膜上。这样通过在亮度改善薄膜和所述反射层等之间设置使偏振光恢复到原来的自然光状态的扩散板,可以在维持显示画面的亮度的同时,减少显示画面的亮度的不均,从而可以提供均匀并且明亮的画面。通过设置该扩散板,可适当增加初次入射光的重复反射次数,并利用扩散板的扩散功能,可以提供均匀的明亮的显示画面。
作为所述亮度改善薄膜,例如可以使用:电介质的多层薄膜或折射率各向异性不同的薄膜多层叠层体之类的显示出使特定偏光轴的直线偏振光透过而反射其他光的特性的薄膜(3M公司制,D-BEF等)、胆甾醇型液晶聚合物的取向薄膜或在薄膜基材上支撑了该取向液晶层的薄膜(日东电工制,PCF350或Merck公司制,Transmax等)之类的显示出将左旋或右旋中的任一种圆偏振光反射而使其他光透过的特性的薄膜等适宜的薄膜。
因此,通过利用使所述的特定偏光轴的直线偏振光透过的类型的亮度改善薄膜,使该透射光直接沿着与偏光轴一致的方向入射到偏振片上,可以在抑制由偏振片造成的吸收损失的同时,使光有效地透过。另一方面,利用胆甾醇型液晶层之类的使圆偏振光透过的类型的亮度改善薄膜,虽然可以直接使光入射到偏振镜上,但是,从抑制吸收损失这一点考虑,最好借助相位差板对该圆偏振光进行直线偏振光化,之后再入射到偏振片上。而且,通过使用1/4波长片作为该相位差板,可以将圆偏振光变换为直线偏振光。
在可见光区域等较宽波长范围中能起到1/4波长片作用的相位差板,例如可以利用以下方式获得,即,将相对于波长550nm的浅色光能起到1/4波长片作用的相位差层和显示其他的相位差特性的相位差层例如能起到1/2波长片作用的相位差层重叠的方式等。所以,配置于偏振片和亮度改善薄膜之间的相位差板可以由1层或2层以上的相位差层构成。
还有,就胆甾醇型液晶层而言,也可以组合不同反射波长的材料,构成重叠2层或3层以上的配置构造,由此获得在可见光区域等较宽的波长范围内反射圆偏振光的构件,从而可以基于此而获得较宽波长范围的透过圆偏振光。
另外,偏振片如同所述偏振光分离型偏振片那样,可以由层叠了偏振片和2层或3层以上的光学层的构件构成。所以,也可以是组合了所述反射型偏振片或半透过型偏振片和相位差板而成的反射型椭圆偏振片或半透过型椭圆偏振片等。
层叠了所述光学层的光学薄膜、偏振片可以利用在液晶显示装置等的制造过程中依次独立层叠的方式来形成,但是预先经层叠而成为光学薄膜的偏振片在质量的稳定性或组装操作等方面优良,因此具有可以改善液晶显示装置等的制造工序的优点。在层叠中可以使用粘合层等适宜的粘接手段。在粘接所述偏振片和其他光学层时,它们的光学轴可以根据目标相位差特性等而采用适宜的配置角度。
液晶显示装置可以根据以往的方法形成。即,一般来说,液晶显示装置可以通过根据需要而加入的照明系统等构成部件并装入驱动电路等而形成,在本发明中,除了使用上述光学薄膜之外,没有特别限定,可以依据以往的方法形成。对于液晶单元而言,除了上述例示的IPS模式之外,也可以使用例如VA型、π型等任意类型的液晶单元。
液晶显示装置可以形成使用了照明系统或反射板的装置等适宜的液晶显示装置。另外,在形成液晶显示装置时,可以在适宜的位置上配置1层或2层以上的例如扩散板、防眩层、防反射膜、保护板、棱镜阵列、透镜阵列薄片、光扩散板、背光灯等适宜的部件。
[实施例]
下面通过实施例对本发明进行具体地说明,但本发明不限定于这些实施例。
(透明保护薄膜、相位差薄膜的相位差等的测量)
使用自动双折射测量装置(王子计测机器株式会社制,自动双折射计KOBRA21ADH),根据测量波长590nm的折射率nx、ny、nz的值进行计量,算出厚度方向相位差(Rth)、Nz、面内相位差(Re)。
实施例1
(透明保护薄膜)
在将环戊酮涂布于聚对苯二甲酸乙二醇酯上之后,将其贴合于厚40μm的三乙酰纤维素薄膜(富士胶片(株)制,商品名“UZ-TAC”,Re(590)=3nm,Rth(590)=40nm)上。在100℃下对其进行5分钟干燥。在干燥后剥离聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜。得到的透明薄膜(纤维素系薄膜)的Re(590)=0.2nm,Rth(590)=5.4nm。
(偏振片)
使用胶粘剂将上述透明保护薄膜层叠于在聚乙烯醇系薄膜上吸附碘并拉伸的薄膜(偏振镜:20μm)的两面上,从而制作偏振片。
(光学薄膜)
通过丙烯酸系粘合剂在聚碳酸酯薄膜(厚度68μm)的两面上贴合由双向拉伸聚酯薄膜构成的收缩薄膜,并在130℃下拉伸到1.03倍,获得厚度65μm、Re(590)=260nm、Nz=0.5的相位差薄膜。使用粘合剂层叠该相位差薄膜和上述偏振片层叠并使相位差薄膜的滞相轴和偏振片的吸收轴成为平行状态,从而制作光学薄膜。
(液晶显示装置)
如图2所示,利用粘合剂进行层叠并使光学薄膜的相位差薄膜侧成为IPS模式的液晶单元的辨识侧一面。另一方面,利用粘合剂在液晶单元的相反侧的面上层叠偏振片,从而制作液晶显示装置。辨识侧的偏振片的层叠是使在不施加电压时液晶单元内的液晶组合物的异常光折射率方向与偏振片的吸收轴正交。另外配置成为偏振片的吸收轴与光学薄膜的吸收轴正交。
(评价)
在该液晶显示装置中,测量在相对于正交的偏振片的光轴的方位方向45度的从法线方向倾斜70度方向的对比率,此时对比率=50。使用EZContrast(ELDIM公司制)测量对比率。
实施例2
(透明保护薄膜)
在环戊酮中溶解降冰片烯系树脂,调制固体成分为20重量%的溶液。将该溶液以厚度150μm涂布于厚40μm的三乙酰纤维素薄膜(富士胶片(株)制,商品名“UZ-TAC”,Re(590)=3nm,Rth(590)=40nm)上,然后在140℃下对其进行3分钟干燥。在干燥后剥离在三乙酰纤维素薄膜表面上形成的降冰片烯系树脂薄膜。得到的透明薄膜(纤维素系薄膜)的Re(590)=1.1nm,Rth(590)=3.4nm。
除了使用上述透明保护薄膜以外,用与实施例1同样的方法,制作偏振片和光学薄膜。另外,用与实施例1同样的方法,制作液晶显示装置。在该液晶显示装置中,测量在相对于正交的偏振片的光轴的方位方向45度的从法线方向倾斜70度方向的对比率,此时对比率=60。
实施例3
(透明保护薄膜)
相对于醋酸取代度为2.2、丙酸取代度为0.7的脂肪酸纤维素酯100重量份,将作为增塑剂的邻苯二甲酸二丁酯18重量份溶解于作为溶剂的丙酮570重量份中调制而成溶液。利用通常的流延法将该溶液涂布于不锈钢板上,干燥之后,从不锈钢板进行剥离,由此获得厚80μm的透明薄膜(纤维素系薄膜)。得到的透明薄膜的Re(590)=3.1nm,Rth(590)=3.1nm。脂肪酸纤维素酯的取代度是通过ASTM-D-817-91(乙酸纤维素等的试验方法)测量的值。
(相位差薄膜)
利用丙烯酸系粘合剂在降冰片烯系薄膜(厚度60μm)的两面上贴合由双向拉伸聚酯薄膜构成的收缩薄膜,在146℃下拉伸到1.38倍,由此获得厚度65μm、Re(590)=260nm、Nz=0.5的相位差薄膜。
除了使用上述透明保护薄膜、相位差薄膜以外,用与实施例1同样的方法制作偏振片和光学薄膜。另外,用与实施例1同样的方法制作液晶显示装置。在该液晶显示装置中,测量在相对于正交的偏振片的光轴的方位方向45度的从法线方向倾斜70度方向的对比率,此时对比率=65。
实施例4
(透明保护薄膜)
以88∶12(重量比)的比例混合三乙酰纤维素树脂(醋酸取代度2.7)和作为增塑剂的对甲苯磺酰替苯胺,将如此而成的物质溶解于二氯甲烷中而调制成溶液。利用通常的流延法将该溶液涂布于不锈钢板上,干燥之后,从不锈钢板进行剥离,从而获得厚80μm的透明薄膜(纤维素系薄膜)。得到的透明薄膜的Re(590)=0.5nm,Rth(590)=1.1nm。
(相位差薄膜)
利用丙烯酸系粘合剂在降冰片烯系薄膜(厚度60μm)的两面上贴合由双向拉伸聚酯薄膜构成的收缩薄膜,在146℃下拉伸到1.38倍,由此获得厚度65μm、Re(590)=260nm、Nz=0.5的相位差薄膜。
除了使用上述透明保护薄膜以外,用与实施例3同样的方法制作偏振片和光学薄膜。另外,用与实施例1同样的方法制作液晶显示装置。在该液晶显示装置中,测量在相对于正交的偏振片的光轴的方位方向45度的从法线方向倾斜70度方向的对比率,此时对比率=70。
比较例1
(偏振片)
在使聚乙烯醇系薄膜吸附碘而拉伸的薄膜(偏振镜:20μm)的两面上,使用胶粘剂层叠厚40μm的三乙酰纤维素薄膜(富士胶片(株)制,商品名“UZ-TAC”,Re(590)=3nm,Rth(590)=40nm)作为透明保护薄膜,从而制作偏振片。
利用粘合剂,将该偏振片层叠于与实施例1同样的IPS模式的液晶单元的两面上而制作液晶显示装置。另外,配置于液晶单元的两面上的偏振片以偏光轴彼此正交的方式配置。
在该液晶显示装置中,测量在相对于正交的偏振片的光轴的方位方向45度的从法线方向倾斜70度方向的对比率,此时对比率=9。
比较例2
利用粘合剂,将在实施例1中使用的偏振片层叠于与实施例1同样的IPS模式的液晶单元的两面上,制作液晶显示装置。另外,配置于液晶单元的两面上的偏振片以偏光轴彼此正交的方式配置。
在该液晶显示装置中,测量在相对于正交的偏振片的光轴的方位方向45度的从法线方向倾斜70度方向的对比率,此时对比率=6。
参考例1
在实施例1中制成的偏振片上,利用粘合剂层叠面内相位差Re(590)=100nm、Nz=0.5的相位差薄膜,并使相位差薄膜的滞相轴和偏振片的吸收轴成为平行状态,从而制作偏振光光学薄膜,其中,所述的相位差薄膜是通过在聚碳酸酯薄膜的两面上利用丙烯酸系粘合剂贴合由双向拉伸聚酯薄膜构成的收缩薄膜并在130℃下拉伸到1.01倍而获得。与实施例1一样,利用粘合剂层叠如此制作的偏振光光学薄膜层叠并使相位差薄膜侧成为IPS模式的液晶单元的辨识侧的面。另一方面,利用粘合剂在相反侧的一面上层叠在实施例1中使用的偏振片,从而制作液晶显示装置。
在该液晶显示装置中,测量在相对于正交的偏振片的光轴的方位方向45度的从法线方向倾斜70度方向的对比率,此时对比率=15。
比较例3
在实施例1中制成的偏振片上,利用粘合剂层叠通过拉伸聚碳酸酯薄膜而获得的面内相位差Re(590)=260nm、Nz=1.0的相位差薄膜,并使相位差薄膜的滞相轴和偏振片的吸收轴成为平行状态,从而制作偏振光光学薄膜。与实施例1一样,利用粘合剂层叠如此制作的偏振光光学薄膜,并使相位差薄膜侧成为IPS模式的液晶单元的辨识侧的面。另一方面,利用粘合剂在相反侧的一面上层叠在实施例1中使用的偏振片,从而制作液晶显示装置。
在该液晶显示装置中,测量在相对于正交的偏振片的光轴的方位方向45度的从法线方向倾斜70度方向的对比率,此时对比率=7。
Claims (4)
1.一种光学薄膜,其特征在于,是在将透明保护薄膜层叠于偏振镜的至少一面而成的偏振片的一面上进行层叠并使偏振片的吸收轴与相位差薄膜的滞相轴正交或平行的光学薄膜,
所述相位差薄膜满足nx>nz>ny,
所述透明保护薄膜是至少配置于相位差薄膜侧的且厚度方向相位差Rth=(nx-nz)×d为0~10nm的纤维素系薄膜;
其中,所述薄膜都将波长590nm处的滞相轴方向、进相轴方向以及厚度方向的折射率分别设为nx、ny、nz,d为薄膜的厚度,所述d的单位是nm;滞相轴方向是薄膜面内的折射率为最大的方向,
而且所述相位差薄膜的面内相位差Re=(nx-ny)×d为200~350nm,
所述相位差薄膜的用Nz=(nx-nz)/(nx-ny)表示的Nz值满足0.4~0.6。
2.一种图像显示装置,其特征在于,
使用权利要求1所述的光学薄膜。
3.一种IPS模式的液晶显示装置,其特征在于,
在辨识侧的单元基板上配置权利要求1所述的光学薄膜并使相位差薄膜成为单元基板侧,
在与辨识侧相反一侧的单元基板上配置如下所述的偏振片并使透明保护薄膜成为单元基板侧,其中,所述的偏振片是在偏振镜的至少一面上层叠厚度方向相位差Rth=(nx-nz)×d为0~10nm的纤维素系薄膜作为该透明保护薄膜而成,而且,在不施加电压的状态下,液晶单元内的液晶物质的异常光折射率方向和该偏振片的吸收轴处于平行状态,
在辨识侧的单元基板上配置的光学薄膜的偏振片的吸收轴与在与辨识侧相反一侧的单元基板上配置的偏振片的吸收轴配置成正交状态。
4.一种IPS模式的液晶显示装置,其特征在于,
在辨识侧的单元基板上配置如下所述的偏振片并使透明保护薄膜成为单元基板侧,其中,所述的偏振片是在偏振镜的至少一面上层叠厚度方向相位差Rth=(nx-nz)×d为0~10nm的纤维素系薄膜作为该透明保护薄膜而成;
在与辨识侧相反一侧的单元基板上配置权利要求1所述的光学薄膜并使相位差薄膜成为单元基板侧,而且,在不施加电压的状态下,液晶单元内的液晶物质的异常光折射率方向和所述光学薄膜的偏振片的吸收轴处于正交状态,
在辨识侧的单元基板上配置的偏振片的吸收轴与在与辨识侧相反一侧的单元基板上配置的光学薄膜的偏振片的吸收轴配置成正交状态。
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