專利名稱：光學(xué)薄膜和圖像顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種層疊了偏振片和相位差薄膜的光學(xué)薄膜。另外，本發(fā)明還涉及使用了上述光學(xué)薄膜的液晶顯示裝置、PDP、CRT等圖像顯示裝置。特別是，本發(fā)明的光學(xué)薄膜適用于以所謂的IPS模式工作的液晶顯示裝置中。
背景技術(shù)：
以往，作為液晶顯示裝置，主要使用在彼此對置的基板之間使具有正的介電常數(shù)各向異性的液晶進行扭轉(zhuǎn)水平取向的所謂TN模式的液晶顯示裝置。但是，在TN模式中，在驅(qū)動特性方面，即使想要進行黑顯示，也會因基板附近的液晶分子引起雙折射，結(jié)果也會產(chǎn)生光漏泄，難以進行完全的黑顯示。對此，IPS模式的液晶顯示裝置由于在非驅(qū)動狀態(tài)下液晶分子具有相對基板面大致平行的均勻取向，所以光在幾乎不改變其偏振光面的情況下通過液晶層，其結(jié)果是通過在基板的上下配置偏振片而在非驅(qū)動狀態(tài)下幾乎完全地黑色顯示是可能的。
但是，盡管在IPS模式中可以在面板法線方向上進行幾乎完全的黑色顯示，但在從偏離法線方向的方向觀察面板的情況下，在偏離配置于液晶單元上下的偏振片的光軸方向的方向上，發(fā)生在偏振片的特性上無法避免的光漏泄，結(jié)果是視角變窄。
為了解決該問題，使用通過相位差薄膜來補償在斜向觀察時產(chǎn)生的偏振片的幾何學(xué)軸偏離的偏振片。公開有獲得這種效果的偏振片(例如參照專利文獻1、專利文獻2)。但是，用以往已知的相位差薄膜難以充分實現(xiàn)寬視角。
上述專利文獻1記載的偏振片使用相位差薄膜作為偏振鏡的保護薄膜。但是，該偏振片盡管可以在通常的使用環(huán)境下獲得良好的視角特性，但在高溫下或高濕度下，因偏振鏡的寸法變化也會導(dǎo)致直接層疊的保護薄膜變形。為此，用于保護薄膜的相位差薄膜的相位差值偏離需要的值，不能穩(wěn)定地保持其效果。
另一方面，在專利文獻2中，在應(yīng)用作為保護薄膜而一般使用的三乙酰纖維素薄膜(TAC薄膜)的偏振片上層疊有相位差薄膜。在該情況下，由于沒有直接向相位差薄膜施加應(yīng)力，所以相位差薄膜的相位差值穩(wěn)定。但是，由于在TAC薄膜上存在不可忽略的相位差值，所以難以設(shè)計補償軸偏離的相位差薄膜。另外，發(fā)生受到相位差影響的著色。
專利文獻1特開平4-305602號公報專利文獻2特開平4-371903號公報發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于，提供一種層疊了偏振片和相位差薄膜的光學(xué)薄膜，其特征在于，在應(yīng)用于圖像顯示裝置時，在寬范圍內(nèi)具有高對比率且可以實現(xiàn)易于觀察的顯示。
另外，本發(fā)明的目的還在于，提供使用了上述光學(xué)薄膜的在寬范圍具有高對比率且可以實現(xiàn)易于觀察的顯示的圖像顯示裝置，特別是提供以IPS模式工作的液晶顯示裝置。
本發(fā)明人等為了解決上述課題而進行了潛心研究，其結(jié)果發(fā)現(xiàn)了下述所示的光學(xué)薄膜，以至完成本發(fā)明。
即，本發(fā)明涉及一種光學(xué)薄膜，其特征在于，是在將透明保護薄膜層疊于偏振鏡的至少一面而成的偏振片的一面上進行層疊并使偏振片的吸收軸與相位差薄膜的滯相軸正交或平行的光學(xué)薄膜，上述相位差薄膜滿足nx＞nz＞ny，上述透明保護薄膜為至少配置于相位差薄膜一側(cè)的且厚度方向相位差(Rth)＝(nx-nz)×d為0～10nm的纖維素系薄膜。
其中，上述薄膜都是將波長590nm處的滯相軸方向、進相軸方向以及厚度方向的折射率分別設(shè)為nx、ny、nz，d(nm)為薄膜的厚度。滯相軸方向是薄膜面內(nèi)折射率為最大的方向。
在上述本發(fā)明的光學(xué)薄膜中，從耐熱性、耐濕性、耐氣候性的觀點出發(fā)，將偏振鏡作為層疊了透明保護薄膜的偏振片使用，在層疊相位差薄膜的一側(cè)的透明保護薄膜上使用纖維素系薄膜。通常，相位差薄膜側(cè)成為液晶單元側(cè)。在靠近液晶單元一側(cè)的偏振鏡的表面上層疊的透明保護薄膜，相位差值會影響液晶顯示裝置的視角特性，所以優(yōu)選小相位差值的透明保護薄膜。用于偏振片的透明保護薄膜的纖維素系薄膜，一般厚度方向相位差(Rth)較大為40～60nm左右，但在本發(fā)明的纖維素系薄膜中，厚度方向相位差(Rth)非常小，為0～10nm。通過如此減小殘留相位差，使層疊的相位差薄膜的設(shè)計變得容易，同時能夠獲得通過相位差薄膜的補償效果高的光學(xué)薄膜。這樣，可以實現(xiàn)在寬范圍具有高對比率的易于觀察的顯示。
作為上述透明保護薄膜的纖維素薄膜系薄膜的厚度方向相位差(Rth)為0～10nm，優(yōu)選為0～6nm，更優(yōu)選為0～3nm。還有，本發(fā)明的纖維素系薄膜，其面內(nèi)相位差(Re)也比一般使用的薄膜小。面內(nèi)相位差(Re)優(yōu)選為0～2nm，更優(yōu)選為0～1nm。
在上述光學(xué)薄膜中，上述相位差薄膜的用Nz＝(nx-nz)/(nx-ny)表示的Nz值滿足0.4～0.6，而且面內(nèi)相位差(Re)＝(nx-ny)×d優(yōu)選為200～350nm。
滿足上述Nz值、面內(nèi)相位差(Re)的相位差薄膜，在使用本發(fā)明的光學(xué)薄膜并以交叉尼科耳(cross Nicol)狀態(tài)配置偏振片的情況下，能夠通過上述特定的相位差薄膜消除在偏離光軸的方向上的光漏泄，所以優(yōu)選。特別是在IPS模式的液晶顯示裝置中，具有對液晶層的傾斜方向上的對比度的降低進行補償?shù)墓δ堋Ｈ缟纤?，由于本發(fā)明的光學(xué)薄膜使用厚度方向相位差(Rth)非常小的纖維素系薄膜作為透明保護薄膜，所以相位差薄膜的補償效果特別高。
從提高補償功能的觀點出發(fā)，Nz值優(yōu)選為0.45以上，進而優(yōu)選為0.48以上。另一方面，Nz值優(yōu)選為0.55以下，進而優(yōu)選為0.52以下。從提高補償功能的觀點出發(fā)，面內(nèi)相位差Re優(yōu)選為230nm以上，進而優(yōu)選為250nm以上。另一方面，面內(nèi)相位差Re優(yōu)選為300nm以下，進而優(yōu)選為280nm以下。對相位差薄膜的厚度d沒有特別限制，通常為40～100μm左右，優(yōu)選為50～70μm。
進而，本發(fā)明還涉及一種圖像顯示裝置，其特征在于，使用了上述光學(xué)薄膜。
另外，本發(fā)明還涉及一種IPS模式的液晶顯示裝置，其特征在于，在辨識側(cè)的單元基板上配置上述光學(xué)薄膜并使相位差薄膜成為單元基板側(cè)，在與辨識側(cè)相反一側(cè)的單元基板上配置如下所述的偏振片并使透明保護薄膜成為單元基板側(cè)，其中，所述的偏振片是在偏振鏡的至少一面上層疊厚度方向相位差(Rth)＝(nx-nz)×d為0～10nm的纖維素系薄膜作為該透明保護薄膜而成，而且，在不施加電壓的狀態(tài)下，液晶單元內(nèi)的液晶物質(zhì)的異常光折射率方向和該偏振片的吸收軸處于平行狀態(tài)。
另外，本發(fā)明還涉及一種IPS模式的液晶顯示裝置，其特征在于，在辨識側(cè)的單元基板上配置如下所述的偏振片并使透明保護薄膜成為單元基板側(cè)，其中，所述的偏振片是在偏振鏡的至少一面上層疊厚度方向相位差(Rth)＝(nx-nz)×d為0～10nm的纖維素系薄膜作為該透明保護薄膜而成；在與辨識側(cè)相反一側(cè)的單元基板上配置上述光學(xué)薄膜并使相位差薄膜成為單元基板側(cè)，而且，在不施加電壓的狀態(tài)下，液晶單元內(nèi)的液晶物質(zhì)的異常光折射率方向和該光學(xué)薄膜的吸收軸處于正交狀態(tài)。
作為本發(fā)明的圖像顯示裝置，優(yōu)選IPS模式的液晶顯示裝置。將上述本發(fā)明的光學(xué)薄膜如上所述地配置于IPS模式的液晶單元的任意一方的表面上，同時在其相反側(cè)上如上所述地配置偏振片，其中，所述的偏振片是在偏振鏡的至少一面上層疊厚度方向相位差(Rth)小的纖維素系薄膜作為透明保護薄膜而成，由此可以在IPS模式的液晶顯示裝置中，降低以往產(chǎn)生的黑顯示時的光漏泄。這種IPS模式的液晶顯示裝置，具有全方位的高對比率，可以實現(xiàn)以寬視角容易觀察的顯示。還有，用于被配置于光學(xué)薄膜的相反側(cè)的偏振片的纖維素系薄膜(透明保護薄膜)，也優(yōu)選具有上述相同的厚度方向相位差(Rth)、面內(nèi)相位差(Re)的薄膜。


圖1是表示本發(fā)明的光學(xué)薄膜的截面圖的一個例子。
圖2是表示本發(fā)明的液晶顯示裝置的示意圖。
圖3是表示本發(fā)明的液晶顯示裝置的示意圖。
圖中1-偏振片，1a-偏振鏡，1b、1b’-透明保護薄膜，2-相位差薄膜，3-光學(xué)薄膜，4-IPS模式液晶單元。
具體實施例方式
下面一邊參照附圖一邊對本發(fā)明的光學(xué)薄膜和圖像顯示裝置進行說明。如圖1所示，本發(fā)明的光學(xué)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是在偏振鏡1a的至少一面上具有透明保護薄膜。至少在相位差薄膜2的一側(cè)上配置有透明保護薄膜1b。透明保護薄膜1b是厚度方向相位差(Rth)小的纖維素系薄膜。在圖1中，例示了在偏振鏡1a的兩面上具有透明保護薄膜1b、1b’的情況。還有，對相位差薄膜2側(cè)的相反側(cè)的透明保護薄膜1b’沒有特別限制，可以與透明保護薄膜1b相同是厚度方向相位差(Rth)小的纖維素系薄膜，也可以是其它透明保護薄膜。對其進行層疊并使偏振片1的吸收軸與相位差薄膜2的滯相軸正交或平行。從層疊時的連接貼合工序的觀點出發(fā)，偏振片1的吸收軸與相位差薄膜2的滯相軸優(yōu)選平行層疊。
對偏振鏡沒有特別限制，可以使用各種偏振鏡。作為偏振鏡，例如可以舉出，在聚乙烯醇系薄膜、部分甲縮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親水性高分子薄膜上，吸附碘或二色性染料等二色性物質(zhì)后單向拉伸的材料；聚乙烯醇的脫水處理物或聚氯乙烯的脫鹽酸處理物等聚烯系取向薄膜等。其中，優(yōu)選的是由聚乙烯醇系薄膜和碘等二色性物質(zhì)組成的偏振鏡。對這些偏振鏡的厚度沒有特別的限定，但是通常為約5～80μm左右。
將聚乙烯醇系薄膜用碘染色后經(jīng)單向拉伸而成的偏振鏡，例如，可以通過將聚乙烯醇浸漬于碘的水溶液進行染色后，拉伸至原長度的3～7倍來制作。根據(jù)需要，也可以浸漬于可含硼酸或硫酸鋅、氯化鋅等的碘化鉀等的水溶液中。此外，根據(jù)需要，也可以在染色前將聚乙烯醇系薄膜浸漬于水中水洗。通過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連劑之外，還可以通過使聚乙烯醇系薄膜溶脹，防止染色斑等不均勻現(xiàn)象。拉伸既可以在用碘染色之后進行，也可以一邊染色一邊進行拉伸，或者也可以在拉伸之后用碘進行染色。也可以在硼酸或碘化鉀等的水溶液中或水浴中進行拉伸。
用于層疊相位差薄膜一側(cè)的偏振鏡的透明保護薄膜，使用厚度方向相位差(Rth)為0～10nm的纖維素系薄膜。作為纖維素薄膜的材料，可以舉例為二乙酰纖維素或三乙酰纖維素等脂肪酸取代纖維素系聚合物。
通常使用的三乙酰纖維素在厚度40μm的厚度方向相位差(Rth)為40nm，不能滿足上述厚度方向相位差(Rth)。在本發(fā)明中，對于纖維素系薄膜，通過對厚度方向相位差(Rth)實施適當(dāng)?shù)奶幚?，將纖維素系薄膜的厚度方向相位差(Rth)控制為小的相位差值。對處理手段沒有特別限制，但例如可以通過下述手段將纖維素系薄膜的厚度方向相位差(Rth)控制為小的相位差值。可以舉出如下方法將已涂布環(huán)戊酮、甲基乙基甲酮等溶劑的聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、不銹鋼等基材貼合于通常的纖維素系薄膜，進行加熱干燥(80～150℃左右，3-10分鐘左右)，然后，剝離基材薄膜的方法；將降冰片烯系樹脂、丙烯酸系樹脂等溶解于環(huán)戊酮、甲基乙基甲酮等溶劑，將上述而成的溶液涂布于通常的纖維素系薄膜上，進行加熱干燥(80～150℃左右，3-10分鐘左右)，然后，剝離涂布薄膜的方法等。通過這種處理可以將厚度方向相位差(Rth)控制為小的相位差值。
另外，在厚度方向相位差(Rth)為0～10nm的纖維素系薄膜中，可以使用控制了脂肪酸取代度的脂肪酸取代纖維素系薄膜聚合物。在通常使用的三乙酰纖維素中，使用的是醋酸取代度為2.8左右的三乙酰纖維素，通過使用將醋酸取代度控制為1.8～2.7、進而將丙酸取代度控制為0.1～1的三乙酰纖維素，可以將厚度方向相位差(Rth)控制為小的相位差值。進而，通過向脂肪酸取代纖維素系聚合物中添加鄰苯二甲酸二丁酯、對甲苯磺酰替苯胺、乙酰三乙基檸檬酸酯等增塑劑，可以將厚度方向相位差(Rth)控制為小的相位差值。增塑劑的添加量相對脂肪酸取代纖維素系聚合物100重量份優(yōu)選為40重量份左右以下，進而優(yōu)選為1～20重量份，進而更優(yōu)選為1～15重量份。另外，通過組合這些技術(shù)，可以將厚度方向相位差(Rth)控制為小的相位差值。
還有，對厚度方向相位差(Rth)為0～10nm的纖維素系薄膜的厚度沒有特別限制，但為了在保持薄膜強度的同時將厚度方向相位差(Rth)控制為上述范圍內(nèi)，其厚度通常為20～200μm左右，優(yōu)選為30～100μm，進而優(yōu)選為35～95μm的厚度。
對層疊相位差薄膜一側(cè)的相反側(cè)的透明保護薄膜沒有特別限制，可以為上述厚度方向相位差(Rth)小的纖維素系薄膜，也可以為除了上述以外的透明保護薄膜。希望相位差值的最佳化的透明保護薄膜，是靠近液晶單元的一側(cè)的透明保護薄膜，這是因為在遠離液晶單元的一側(cè)的偏振鏡的表面上層疊的透明保護薄膜不會使液晶顯示裝置的光學(xué)特性發(fā)生變化。
作為形成除了上述以外的透明保護膜的材料，優(yōu)選在透明性、機械強度、熱穩(wěn)定性、水分屏蔽性、各向同性等各方面具有良好性質(zhì)的材料。例如，可以舉例為聚對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；二乙酰纖維素或三乙酰纖維素等纖維素系聚合物(上述厚度方向相位差(Rth)為0～10nm以外的纖維素系聚合物)；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樹脂)等苯乙烯系聚合物；聚碳酸酯系聚合物等。此外，作為形成上述透明保護膜的聚合物的例子，還可以舉例為如聚乙烯、聚丙烯、具有環(huán)狀或降冰片烯結(jié)構(gòu)的聚烯烴，乙烯-丙烯共聚物之類的聚烯烴系聚合物；氯乙烯系聚合物；尼龍或芳香族聚酰胺等酰胺系聚合物；酰亞胺系聚合物；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；聚乙烯醇縮丁醛系聚合物；芳基化物系聚合物；聚甲醛系聚合物；環(huán)氧系聚合物；或者上述聚合物的混合物等。透明保護薄膜還可以形成為丙烯酸系、氨基甲酸酯系、丙烯酸氨基甲酸酯系、環(huán)氧系、硅酮系等熱固化型、紫外線固化型的樹脂的固化層。
此外，可以舉出在特開2001-343529號公報(WO01/37007)中記載的聚合物薄膜，例如包含(A)在側(cè)鏈具有取代和/或未取代亞氨基的熱塑性樹脂、和(B)在側(cè)鏈具有取代和/或未取代苯基和腈基的熱塑性樹脂的樹脂組合物。作為具體實例，可以舉例為含有由異丁烯和N-甲基馬來酰亞胺組成的交替共聚物及丙烯腈-苯乙烯共聚物的樹脂組合物的薄膜。作為薄膜可以使用由樹脂組合物的混合擠出制品等構(gòu)成的薄膜。由于這些薄膜的相位差小，光彈性模量小，所以在應(yīng)用于偏振片等保護薄膜的情況下，可以消除變形導(dǎo)致的不均等不良情況，另外，由于透濕率小，所以加濕耐久性出色。
上述透明保護薄膜的厚度可以適當(dāng)確定，但是從強度或處理性等操作性、薄層性等觀點來看，一般為約1～500μm左右。更優(yōu)選為5～200μm，進而更優(yōu)選10～150μm。如果在上述范圍內(nèi)，可以機械地保護偏振鏡，即使被暴露于高溫高濕下偏振鏡也不收縮，保持穩(wěn)定的光學(xué)特性。
在上述透明保護薄膜的沒有粘接偏振鏡的面上，還可以進行硬涂層或防反射處理、防粘連處理、以擴散或防眩為目的的處理。
實施硬涂層處理的目的是防止偏振片的表面損壞等，例如可以通過在透明保護薄膜的表面上附加由丙烯酸系及硅酮系等適當(dāng)?shù)淖贤饩€固化型樹脂構(gòu)成的硬度、滑動特性等良好的固化被膜的方法等形成。實施防反射處理的目的是防止在偏振片表面的外光的反射，可以通過形成基于以往的防反射薄膜等來完成。此外，實施防粘連處理的目的是防止與相鄰層的粘附。
另外，實施防眩處理的目的是防止外光在偏振片表面反射而干擾偏振片透射光的辨識性，例如，可以通過采用噴砂方式或壓紋加工方式的粗表面化方式以及配合透明微粒的方式等適當(dāng)?shù)姆绞?，向透明保護薄膜表面賦予微細凹凸結(jié)構(gòu)來形成。作為在上述表面微細凹凸結(jié)構(gòu)的形成中含有的微粒，例如，可以使用平均粒徑為0.5～50μm的由氧化硅、氧化鋁、氧化鈦、氧化鋯、氧化錫、氧化銦、氧化鎘、氧化銻等組成的往往具有導(dǎo)電性的無機系微粒、由交聯(lián)或者未交聯(lián)的聚合物等組成的有機微粒等透明微粒。當(dāng)形成表面微細凹凸結(jié)構(gòu)時，微粒的使用量相對于100重量份形成表面微細凹凸結(jié)構(gòu)的透明樹脂，通常為大約2～50重量份，優(yōu)選5～25重量份。防眩層也可以兼當(dāng)用于將偏振片透射光擴散而擴大視角等的擴散層(視角擴大功能等)。
還有，上述防反射層、防粘連層、擴散層和防眩層等除了可以設(shè)置成透明保護薄膜自身以外，還可以作為與透明保護薄膜分開配置的另一光學(xué)層設(shè)置。
在上述偏振鏡和透明保護薄膜的粘接處理中，可以使用異氰酸酯系膠粘劑、聚乙烯醇系膠粘劑、明膠系膠粘劑、乙烯基系膠乳系、水系聚酯等。
作為相位差薄膜，可以舉例為高分子聚合物薄膜的雙折射性薄膜、液晶聚合物的取向薄膜等。相位差薄膜優(yōu)選滿足上述Nz值以及面內(nèi)相位差Re值。
作為高分子聚合物，例如可以舉出聚碳酸酯，聚丙烯等聚烯烴，聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯，聚降冰片烯等脂環(huán)式聚烯烴，聚乙烯醇、聚乙烯醇縮丁醛、聚甲基乙烯基醚、聚丙烯酸羥乙酯、羥乙基纖維素、羥丙基纖維素、甲基纖維素、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、聚酰亞胺、聚氯乙烯、纖維素系聚合物、或它們的二元系、三元系各種共聚物、接枝共聚物、混合物等。相位差薄膜可以通過利用對高分子聚合物薄膜在面方向上雙向拉伸的方法、在面方向上單向或雙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，可以通過在高分子聚合物薄膜上粘接熱收縮薄膜后在因加熱形成的收縮力的作用下，對聚合物薄膜進行拉伸處理或/和收縮處理而使其傾斜取向的方法等得到。
上述收縮性薄膜是通過將收縮性薄膜貼合于高分子薄膜的一面或兩面上并加熱拉伸而進行的。高分子薄膜優(yōu)選使用厚度10～500μm的薄膜，但優(yōu)選根據(jù)設(shè)計的相位差值選擇厚度。
使用收縮性薄膜是為了在加熱拉伸時賦予與拉伸方向正交的方向的收縮力。具體地說，可以舉例為雙向拉伸薄膜或單向拉伸薄膜等。作為用于上述收縮性薄膜的材料，可以舉出聚酯、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。從收縮均勻性、耐熱性良好的觀點來看，優(yōu)選使用雙向拉伸聚丙烯薄膜。
相對于層疊上述收縮性薄膜的上述高分子薄膜，上述收縮性薄膜優(yōu)選在140℃下的長幅方向的收縮率S(MD)為4～20％，而且，寬幅方向的收縮率S(TD)為4～30％。更優(yōu)選S(MD)為5～10％，S(TD)為7～25％。特別優(yōu)選S(MD)為6～8％，S(TD)為10～20％。
還有，上述收縮率可以根據(jù)JIS Z 1712的加熱收縮率A法而求得(其中，不同之處為用140℃的加熱溫度代替120℃，向試驗片施加重量3g)。具體地說，用縱(MD)、橫(TD)方法取得寬20mm、長150mm的試驗片各5張，制作在各自的中央部以約100mm的距離標(biāo)上標(biāo)點的試驗片。以施加重量3g的狀態(tài)下，將該試驗片垂直懸吊于溫度保持在140℃±3℃下的空氣循環(huán)式恒溫槽中，加熱15分鐘后，取出，在標(biāo)準(zhǔn)溫度(室溫)下放置30分鐘，然后使用JIS B 7507中規(guī)定的游標(biāo)卡尺測量標(biāo)準(zhǔn)間距離，求得5個測量值的平均值，通過S＝[＜加熱前的標(biāo)準(zhǔn)間距離(mm)-加熱后的標(biāo)準(zhǔn)間距離(mm)＞/加熱前的標(biāo)準(zhǔn)間距離(mm)]×100算出S(MD)和S(TD)。
另外，上述收縮性薄膜優(yōu)選寬幅方向的收縮率與長幅方向的收縮率的差ΔS＝S(TD)-S(MD)為0.5％≤ΔS≤10％的范圍。更優(yōu)選為1％≤ΔS≤10％。特別優(yōu)選為2％≤ΔS≤10％。最優(yōu)選為6％≤ΔS≤10％。如果MD方向的收縮率大，除了拉伸張力之外，將上述收縮性薄膜的收縮力施加在拉伸機上而難以均勻拉伸。如果在上述范圍內(nèi)，則不會向拉伸機等設(shè)備施加過度負荷，可以進行均勻的拉伸。
上述收縮性薄膜的優(yōu)選厚度范圍可以按照上述收縮率、設(shè)計的相位差值等進行選擇，例如優(yōu)選為10～500μm，更優(yōu)選為20～300μm。特別優(yōu)選為30～100μm。最優(yōu)選為40～80μm。如果在上述范圍內(nèi)，可以制作獲得充分的收縮率、具有良好的光學(xué)均勻性的相位差薄膜。
上述收縮性薄膜向上述高分子薄膜的貼合方法，是以上述收縮性薄膜的收縮方向至少包含與拉伸方向正交的方向的成分的方式來進行的。即，以上述收縮性薄膜的收縮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進行。因而，上述收縮性薄膜的收縮方向也可以與上述高分子薄膜的拉伸方向斜交，不需要為完全正交的方向。
作為上述收縮性薄膜的貼合方法，沒有特別限制，從制造上容易的觀點來看，優(yōu)選在上述高分子薄膜與上述收縮性薄膜之間設(shè)置粘合劑層來粘接的方法。上述粘合劑層可以在上述高分子薄膜或上述收縮性薄膜的一方或兩方上形成。通常，上述收縮性薄膜由于在制作上述相位差薄膜之后被剝離，所以作為上述粘合劑，優(yōu)選在加熱拉伸工序中粘接性和耐熱性出色，在其后的剝離工序中容易剝離，在上述相位差薄膜的表面上沒有粘合劑劑殘留。
作為形成上述粘合劑層的粘合劑，使用丙烯酸系、合成橡膠系、橡膠系、硅酮系等。從粘接性、耐熱性、剝離性出色的觀點出發(fā)，優(yōu)選將丙烯酸系聚合物作為基礎(chǔ)聚合物的丙烯酸系粘合劑。優(yōu)選丙烯酸系聚合物的通過GPC法算出的重均分子量(Mw)，通過用GPC法測量的聚苯乙烯換算為30000～2500000。
作為用于上述丙烯酸系聚合物的單體，可以使用各種(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、異辛酯、異壬酯、異癸酯、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數(shù)為1～20的烷基酯)，它們可以單獨使用或組合使用。
另外，為了向得到的丙烯酸系聚合物賦予極性，可以連同上述(甲基)丙烯酸烷基酯，將(甲基)丙烯酸、衣康酸等含羧基單體；(甲基)丙烯酸羥乙酯、(甲基)丙烯酸羥丙酯等含羥基單體；N-羥甲基丙烯酰胺等含酰胺基單體；(甲基)丙烯腈等含氰基單體；(甲基)丙烯酸縮水甘油酯等含環(huán)氧基單體；醋酸乙烯酯等乙烯基酯類；苯乙烯、α-甲基苯乙烯等苯乙烯系單體等作為共聚單體使用。
還有，對上述丙烯酸系聚合物的聚合法沒有特別限制，可以采用溶液聚合、乳液聚合、懸浮聚合、UV聚合等公知的聚合法。
另外，在上述粘合劑中可以含有交聯(lián)劑。作為交聯(lián)劑，可以舉出聚異氰酸酯化合物、聚胺化合物、三聚氰胺樹脂、尿素樹脂、環(huán)氧樹脂等。進而，在上述粘合劑中，可以根據(jù)需要適當(dāng)使用增粘劑、增塑劑、填充劑、抗氧化劑、紫外線吸收劑、硅烷偶合劑等。
對形成上述粘合劑層的方法沒有特別限制，可以舉出在脫模薄膜上涂布粘合劑、干燥后轉(zhuǎn)印到上述高分子薄膜上的方法(轉(zhuǎn)印法)，在上述高分子薄膜上直接涂布粘合劑后干燥的方法(直印法)等。
作為上述粘合劑層的優(yōu)選厚度范圍，沒有特別限制，可以適當(dāng)根據(jù)粘合力或上述相位差薄膜的表面狀態(tài)來決定。例如，優(yōu)選為1～100μm，更優(yōu)選為5～50μm。特別優(yōu)選為10～30μm。如果在上述范圍內(nèi)，可以制作獲得了充分的收縮率、具有良好的光學(xué)均勻性的相位差薄膜。上述粘合劑層也可以層疊不同組成或不同種類的層而成。另外，根據(jù)需要，上述粘合劑層可以配合以控制粘接力為目的的增粘樹脂之類的天然或合成的樹脂類、抗氧化劑等適當(dāng)?shù)奶砑觿?br> 對于上述粘合劑層的露出面，在供于使用前為了防止其污染等，可以臨時粘貼隔離件覆蓋。由此可以防止在通常的操作狀態(tài)下與粘合層接觸的現(xiàn)象。作為上述隔離件，例如可以使用根據(jù)需要用硅酮系或長鏈烷基系、氟系或硫化鉬等適宜剝離劑對塑料薄膜、橡膠片、紙、布、無紡布、網(wǎng)狀物、發(fā)泡片材或金屬箔、它們的層疊體等適宜的薄片體進行涂敷處理后的材料等以往常用的適宜的隔離件。
對在上述高分子薄膜與粘合劑層的界面上的23℃下的粘接力，沒有特別限制，但優(yōu)選為0.1～10N/50mm。更優(yōu)選為0.1～5N/50mm。特別優(yōu)選為0.2～3N/50mm。關(guān)于上述粘接力的測量方法，利用以JIS Z 0237為基準(zhǔn)的手動輥往復(fù)三次將上述收縮性薄膜壓接到上述高分子薄膜上，將如此得到的構(gòu)件作為粘接力測量用樣品，在對該樣品進行高壓鍋處理(50℃、15分鐘、5kg/cm2)之后，利用以JIS B 7721為基準(zhǔn)的裝置，采用以JIS Z 0237為基準(zhǔn)的90度拉開法(提拉速度300mm/min)進行測量。上述粘接力可以通過例如以下方式的1種或2種以上實現(xiàn)在上述高分子薄膜的設(shè)有粘合劑層的一側(cè)的表面上實施電暈處理或等離子體處理等適宜的表面處理來控制與粘合劑層的粘接力的方式、在粘接上述高分子薄膜與上述收縮性薄膜的狀態(tài)下實施加熱處理或高壓鍋處理等適宜的處理來控制粘接力的方式等適宜的方式的1種或2種以上。
上述收縮性薄膜可以根據(jù)設(shè)計的收縮力等且以1張或2張以上的適宜數(shù)量粘接在上述高分子薄膜的一面或兩面上，但在粘接于兩面的情況下或在一面上粘接數(shù)張的情況下，在其內(nèi)外或上下的收縮性薄膜的收縮率可以相同，也可以不同。
對本發(fā)明的上述加熱拉伸方法沒有特別限制，如果是可以向上述高分子薄膜的拉伸方向附加張力、向與上述拉伸方向正交的方向附加收縮力的方法，可以使用以往公知的拉伸處理法。例如，可以舉出縱單向拉伸法、橫單向拉伸法、縱橫同時雙向拉伸法、縱橫順序雙向拉伸法等。上述拉伸處理法可以使用例如軋輥拉伸機、拉幅機或雙向拉伸機等適宜的拉伸機。另外，上述加熱拉伸也可以分為2次或3次以上的工序進行。拉伸上述高分子薄膜的方向可以是薄膜長幅方向(MD方向)，也可以是寬幅方向(TD方向)。另外，也可以使用特開2003-262721公報的圖1中記載的拉伸法，成為傾斜方向。
上述相位差薄膜的加熱拉伸的溫度(也稱為拉伸溫度)，在上述高分子薄膜的玻璃化溫度(Tg)以上進行拉伸時，上述相位差薄膜的相位差值容易變得均勻、另外薄膜難以結(jié)晶化(白濁)等，從這些觀點來看優(yōu)選。上述拉伸溫度優(yōu)選為上述高分子薄膜的Tg+1℃～Tg+30℃。更優(yōu)選為Tg+2℃～Tg+20℃。進而優(yōu)選為Tg+3℃～Tg+15℃。特別優(yōu)選為Tg+5℃～Tg+10℃。拉伸溫度如果在上述范圍內(nèi)，可以進行均勻的加熱拉伸。另外，上述拉伸溫度在薄膜寬幅方向上恒定，這可以制作相位差值的偏差小的、具有良好的光學(xué)均勻性的相位差薄膜。
對將上述拉伸溫度保持恒定的具體方法沒有特別限制，可以舉出使用了熱風(fēng)或冷風(fēng)、利用微波或遠紅外線等的加熱器、用于溫度調(diào)節(jié)進行加熱或冷卻的輥、熱管輥或金屬帶等的公知的加熱或冷卻方法或者溫度控制方法。
上述拉伸溫度如果偏差大，拉伸不均勻變大，而引起最終獲得的相位差薄膜的相位差值的偏差。因而，薄膜寬幅方向的溫度偏差越小越好，更優(yōu)選面內(nèi)方向的溫度偏差為±1℃以下，特別優(yōu)選為±1℃以下的范圍內(nèi)。
上述加熱拉伸時的拉伸倍率是由使用的高分子薄膜、揮發(fā)性成分等的種類、揮發(fā)性成分等的殘留量、設(shè)計的相位差值等決定的，沒有特別限定，例如優(yōu)選使用1.01～3倍。更優(yōu)選為1.1～2.5倍。特別優(yōu)選為1.1～2倍。最優(yōu)選為1.2～1.8倍。另外，對拉伸時的輸送速度沒有特別限制，從拉伸裝置的機械精度、穩(wěn)定性等出發(fā)，優(yōu)選為0.5m/分鐘以上，更優(yōu)選為1m/分鐘以上。
作為用于相位差薄膜的液晶性聚合物，例如可以舉出在聚合物的主鏈或側(cè)鏈上導(dǎo)入了賦予液晶取向性的共軛性的直線狀原子團(mesogene)的主鏈型或側(cè)鏈型的各種聚合物等。作為主鏈型液晶性聚合物的具體例，可以舉出具有在賦予彎曲性的間隔部上結(jié)合了上述直線狀原子團基的構(gòu)造的聚合物，例如向列取向性的聚酯系液晶性聚合物、圓盤狀聚合物或膽甾醇型聚合物等。作為側(cè)鏈型液晶性聚合物的具體例，可以舉出如下的化合物等，即，以聚硅氧烷、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯或聚丙二酸酯為主鏈骨架，作為側(cè)鏈隔著由共軛性的原子團構(gòu)成的間隔部而具有由賦予向列取向性的對位取代環(huán)狀化合物單元構(gòu)成的直線原子團部的化合物等。這些液晶性聚合物的取向薄膜優(yōu)選例如通過以下方法使液晶聚合物取向的薄膜，特別是傾斜取向的薄膜，即，在已對形成于玻璃板上的聚酰亞胺或聚乙烯醇等薄膜的表面進行摩擦處理后的材料、斜向蒸鍍了氧化硅的材料等的取向處理面上，鋪展液晶性聚合物的溶液后進行熱處理。
對上述相位差薄膜與偏振片的層疊方法沒有特別限制，只要是透明性高的物質(zhì)即可，可以適宜使用粘合劑、膠粘劑等。對粘合劑、膠粘劑沒有特別限制，例如可以適宜選擇使用將丙烯酸系聚合物、硅酮系聚合物、聚酯、聚氨酯、聚酰胺、聚醚、氟系或橡膠系等聚合物作為基礎(chǔ)聚合物的物質(zhì)。特別是，可以優(yōu)選使用丙烯酸系粘合劑之類的光學(xué)透明性出色的、顯示適當(dāng)?shù)臐櫇裥?、凝聚性和粘接性的粘合特性、在耐氣候性或耐熱性等方面出色的物質(zhì)。
在光學(xué)薄膜或粘合劑層等各層上，也可以利用例如用水楊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、鎳絡(luò)合鹽系化合物等紫外線吸收劑進行處理的方式等方式，使之具有紫外線吸收能力等。
本發(fā)明的光學(xué)薄膜適合用于IPS模式的液晶顯示裝置。IPS模式的液晶顯示裝置具有具備如下結(jié)構(gòu)的液晶單元，所述的液晶單元具備夾持液晶層的一對基板、在上述一對基板的一方形成的電極組、在上述基板間被夾持的具有電介質(zhì)各向異性的液晶組成物質(zhì)層、用于在上述一對基板的對面形成并將上述液晶組成物質(zhì)的分子排列在規(guī)定方向排列的取向控制層和用于向上述電極組施加驅(qū)動電壓的驅(qū)動機構(gòu)。上述電極組具有相對于上述取向控制層和上述液晶組成物質(zhì)層的界面以主要施加平行電場的方式而配置的排列結(jié)構(gòu)。
如圖2、圖3所示，本發(fā)明的光學(xué)薄膜3配置于液晶單元4的辨識側(cè)或光入射側(cè)。在圖2、圖3的光學(xué)薄膜中，例示了偏振片1的吸收軸與相位差薄膜2的滯相軸平行的情況，而這也可以為正交。光學(xué)薄膜3將相位差薄膜2一側(cè)作為液晶單元4側(cè)。雖未圖示，但由此在圖2、圖3中，在使用圖1的光學(xué)薄膜3的情況下，將厚度方向相位差(Rth)控制為小的相位差值的透明保護薄膜1b，比透明保護薄膜1b’更靠近液晶單元4一側(cè)。在配置了光學(xué)薄膜3的液晶單元4的相反側(cè)上配置有偏振片1。配置于液晶單元4的兩側(cè)的偏振片1的吸收軸和光學(xué)薄膜3(偏振片1)的吸收軸被配置成為正交狀態(tài)。偏振片1使用的是與用于光學(xué)薄膜3中的相同的在偏振鏡1a的至少一面上層疊了透明保護薄膜1b(根據(jù)需要，在其相反側(cè)上層疊1b’)的偏振片。偏振片1配置為透明保護薄膜1b位于液晶單元4一側(cè)。雖未圖示，但在圖2、圖3中，在使用圖1的光學(xué)薄膜3的情況下，將厚度方向相位差(Rth)控制為小的相位差值的透明保護薄膜1b比透明保護薄膜1b’更靠近液晶單元4一側(cè)。
如圖2所示，在將光學(xué)薄膜3配置于IPS模式的液晶單元4的辨識側(cè)的情況下，優(yōu)選在相對辨識側(cè)的相反側(cè)(光入射側(cè))的液晶單元4的基板上配置偏振片1，并使得在不施加電壓的狀態(tài)下液晶單元4內(nèi)的液晶物質(zhì)的異常光折射率方向與偏振片1的吸收軸處于平行狀態(tài)。
另外，如圖3所示，在將光學(xué)薄膜3配置于IPS模式的液晶單元4的光入射側(cè)的情況下，優(yōu)選在辨識側(cè)的液晶單元4的基板上配置偏振片1，并使得在不施加電壓的狀態(tài)下液晶單元4內(nèi)的液晶物質(zhì)的異常光折射率方向與光學(xué)薄膜3(偏振片1)的吸收軸處于正交狀態(tài)。
上述光學(xué)薄膜、偏振片在實際使用時可以層疊其它光學(xué)層而使用。對該光學(xué)層沒有特別限定，可以使用例如反射板或半透過板、相位差板(包括1/2和1/4等波長片)等在液晶顯示裝置等的形成中可以使用得光學(xué)層1層或2層以上。特別優(yōu)選在偏振片上進一步層疊反射板或半透過反射板而成的反射型偏振片或半透過型偏振片、在偏振片上進一步層疊亮度改善薄膜而成的偏振片。
反射型偏振片是在偏振片上設(shè)置反射層而成的，可以用于形成反射從辨識側(cè)(顯示側(cè))入射的入射光來進行顯示的類型的液晶顯示裝置等，并且可以省略內(nèi)置的背光燈等光源，從而具有易于使液晶顯示裝置薄型化等優(yōu)點。形成反射型偏振片時，可以通過根據(jù)需要借助透明保護層等后在偏振片的一面附設(shè)由金屬等組成的反射層的方式等適當(dāng)?shù)姆绞竭M行。
作為反射型偏振片的具體例子，可以舉例為通過根據(jù)需要在經(jīng)消光處理的透明保護薄膜的一面上，附設(shè)由鋁等反射性金屬組成的箔或蒸鍍膜而形成反射層的偏振片等。另外，還可以舉例為通過使上述透明保護薄膜含有微粒而形成表面微細凹凸結(jié)構(gòu)，并在其上具有微細凹凸結(jié)構(gòu)的反射層的反射型偏振片等。上述的微細凹凸結(jié)構(gòu)的反射層通過漫反射使入射光擴散，由此防止定向性和外觀發(fā)亮，具有可以抑制明暗不均的優(yōu)點等。另外，含有微粒的透明保護薄膜還具有當(dāng)入射光及其反射光透過它時可以通過擴散進一步抑制明暗不均的優(yōu)點等。反映透明保護薄膜的表面微細凹凸結(jié)構(gòu)的微細凹凸結(jié)構(gòu)的反射層的形成，例如可以通過用真空蒸鍍方式、離子鍍方式、濺射方式等蒸鍍方式或鍍覆方式等適當(dāng)?shù)姆绞皆谕该鞅Ｗo層的表面上直接附設(shè)金屬的方法等進行。
作為代替將反射板直接附設(shè)在上述偏振片的透明保護薄膜上的方法，還可以在以該透明薄膜為基準(zhǔn)的適當(dāng)?shù)谋∧ど显O(shè)置反射層形成反射薄片等后作為反射板使用。還有，由于反射層通常由金屬組成，所以從防止由于氧化而造成的反射率的下降，進而長期保持初始反射率的觀點和避免另設(shè)保護層的觀點等來看，優(yōu)選用透明保護薄膜或偏振片等覆蓋其反射面的使用形式。
還有，在上述中，半透過型偏振片可以通過作成用反射層反射光的同時使光透過的半透半反鏡等半透過型的反射層而獲得。半透過型偏振片通常被設(shè)于液晶單元的背面?zhèn)?，可以形成如下類型的液晶顯示裝置等，即，在比較明亮的環(huán)境中使用液晶顯示裝置等的情況下，反射來自于辨識側(cè)(顯示側(cè))的入射光而顯示圖像，在比較暗的環(huán)境中，使用內(nèi)置于半透過型偏振片的背面的背光燈等內(nèi)置光源來顯示圖像。即，半透過型偏振片在如下類型的液晶顯示裝置等的形成中十分有用，即，在明亮的環(huán)境下可以節(jié)約背光燈等光源使用的能量，在比較暗的環(huán)境下也可以使用內(nèi)置光源的類型的液晶顯示裝置等。
對在偏振片上進一步層疊相位差板而構(gòu)成的橢圓偏振片或圓偏振片進行說明。在將直線偏振光改變?yōu)闄E圓偏振光或圓偏振光，或者將橢圓偏振光或圓偏振光改變?yōu)橹本€偏振光，或者改變直線偏振光的偏振方向的情況下，可以使用相位差板等。特別是，作為將直線偏振光改變?yōu)閳A偏振光或?qū)A偏振光改變?yōu)橹本€偏振光的相位差板，可以使用所謂的1/4波長片(也稱為λ/4片)。1/2波長片(也稱為λ/2片)通常用于改變直線偏振光的偏振方向的情形。
橢圓偏振片可以有效地用于以下情形，即補償(防止)液晶顯示裝置的因液晶層的雙折射而產(chǎn)生的著色(藍或黃等)，從而進行所述沒有著色的白黑顯示的情形等。另外，控制三維折射率的偏振片還可以補償(防止)從斜向觀察液晶顯示裝置的畫面時產(chǎn)生的著色，因而十分理想。圓偏振光片例如可以有效地用于對以彩色顯示圖像的反射型液晶顯示裝置的圖像的色調(diào)進行調(diào)整的情形等，而且還具有防止反射的功能。
將偏振片和亮度改善薄膜貼合在一起而成的偏振片通常被設(shè)于液晶單元的背面一側(cè)。亮度改善薄膜是顯示如下特性的薄膜，即，當(dāng)因液晶顯示裝置等的背光燈或來自背面?zhèn)鹊姆瓷涞?，有自然光入射時，反射特定偏光軸的直線偏振光或特定方向的圓偏振光，而使其他光透過。因此將亮度改善薄膜與偏振片層疊而成的偏振片可以使來自背光燈等光源的光入射，而獲得特定偏振光狀態(tài)的透射光，同時，所述特定偏振光狀態(tài)以外的光不能透過，被予以反射。借助設(shè)于其后側(cè)的反射層等再次反轉(zhuǎn)在該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為特定偏振光狀態(tài)的光透過，從而增加透過亮度改善薄膜的光，同時向偏振鏡提供難以吸收的偏振光，從而增大能夠在液晶顯示圖像的顯示等中利用的光量，并由此可以提高亮度。即，在不使用亮度改善薄膜而用背光燈等從液晶單元的背面?zhèn)却┻^偏振鏡而使光入射的情況下，具有與偏振鏡的偏光軸不一致的偏光方向的光基本上被偏振鏡所吸收，因而無法透過偏振鏡。即，雖然會因所使用的偏振鏡的特性而不同，但是大約50％的光會被偏振鏡吸收掉，因此，液晶圖像顯示等中能夠利用的光量將減少，導(dǎo)致圖像變暗。由于亮度改善薄膜反復(fù)進行如下操作，即，使具有能夠被偏振鏡吸收的偏光方向的光不是入射到偏振鏡上，而是使該類光在亮度改善薄膜上發(fā)生反射，進而借助設(shè)于其后側(cè)的反射層等完成反轉(zhuǎn)，使光再次入射到亮度改善薄膜上，這樣，亮度改善薄膜只使在這兩者間反射并反轉(zhuǎn)的光中的、其偏光方向變?yōu)槟軌蛲ㄟ^偏振鏡的偏光方向的偏振光透過，同時將其提供給偏振鏡，因此可以在液晶顯示裝置的圖像的顯示中有效地使用背光燈等的光，從而可以使畫面明亮。
也可以在亮度改善薄膜和所述反射層等之間設(shè)置擴散板。由亮度改善薄膜反射的偏振光狀態(tài)的光朝向所述反射層等，所設(shè)置的擴散板可將通過的光均勻地擴散，同時消除偏振光狀態(tài)而成為非偏振光狀態(tài)。即，擴散板使偏振光恢復(fù)到原來的自然光狀態(tài)。反復(fù)進行如下的作業(yè)，即，將該非偏振光狀態(tài)即自然光狀態(tài)的光射向反射層等，經(jīng)過反射層等而反射后，再次通過擴散板而又入射到亮度改善薄膜上。這樣通過在亮度改善薄膜和所述反射層等之間設(shè)置使偏振光恢復(fù)到原來的自然光狀態(tài)的擴散板，可以在維持顯示畫面的亮度的同時，減少顯示畫面的亮度的不均，從而可以提供均勻并且明亮的畫面。通過設(shè)置該擴散板，可適當(dāng)增加初次入射光的重復(fù)反射次數(shù)，并利用擴散板的擴散功能，可以提供均勻的明亮的顯示畫面。
作為所述亮度改善薄膜，例如可以使用電介質(zhì)的多層薄膜或折射率各向異性不同的薄膜多層疊層體之類的顯示出使特定偏光軸的直線偏振光透過而反射其他光的特性的薄膜(3M公司制，D-BEF等)、膽甾醇型液晶聚合物的取向薄膜或在薄膜基材上支撐了該取向液晶層的薄膜(日東電工制，PCF350或Merck公司制，Transmax等)之類的顯示出將左旋或右旋中的任一種圓偏振光反射而使其他光透過的特性的薄膜等適宜的薄膜。
因此，通過利用使所述的特定偏光軸的直線偏振光透過的類型的亮度改善薄膜，使該透射光直接沿著與偏光軸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損失的同時，使光有效地透過。另一方面，利用膽甾醇型液晶層之類的使圓偏振光透過的類型的亮度改善薄膜，雖然可以直接使光入射到偏振鏡上，但是，從抑制吸收損失這一點考慮，最好借助相位差板對該圓偏振光進行直線偏振光化，之后再入射到偏振片上。而且，通過使用1/4波長片作為該相位差板，可以將圓偏振光變換為直線偏振光。
在可見光區(qū)域等較寬波長范圍中能起到1/4波長片作用的相位差板，例如可以利用以下方式獲得，即，將相對于波長550nm的淺色光能起到1/4波長片作用的相位差層和顯示其他的相位差特性的相位差層例如能起到1/2波長片作用的相位差層重疊的方式等。所以，配置于偏振片和亮度改善薄膜之間的相位差板可以由1層或2層以上的相位差層構(gòu)成。
還有，就膽甾醇型液晶層而言，也可以組合不同反射波長的材料，構(gòu)成重疊2層或3層以上的配置構(gòu)造，由此獲得在可見光區(qū)域等較寬的波長范圍內(nèi)反射圓偏振光的構(gòu)件，從而可以基于此而獲得較寬波長范圍的透過圓偏振光。
另外，偏振片如同所述偏振光分離型偏振片那樣，可以由層疊了偏振片和2層或3層以上的光學(xué)層的構(gòu)件構(gòu)成。所以，也可以是組合了所述反射型偏振片或半透過型偏振片和相位差板而成的反射型橢圓偏振片或半透過型橢圓偏振片等。
層疊了所述光學(xué)層的光學(xué)薄膜、偏振片可以利用在液晶顯示裝置等的制造過程中依次獨立層疊的方式來形成，但是預(yù)先經(jīng)層疊而成為光學(xué)薄膜的偏振片在質(zhì)量的穩(wěn)定性或組裝操作等方面優(yōu)良，因此具有可以改善液晶顯示裝置等的制造工序的優(yōu)點。在層疊中可以使用粘合層等適宜的粘接手段。在粘接所述偏振片和其他光學(xué)層時，它們的光學(xué)軸可以根據(jù)目標(biāo)相位差特性等而采用適宜的配置角度。
液晶顯示裝置可以根據(jù)以往的方法形成。即，一般來說，液晶顯示裝置可以通過根據(jù)需要而加入的照明系統(tǒng)等構(gòu)成部件并裝入驅(qū)動電路等而形成，在本發(fā)明中，除了使用上述光學(xué)薄膜之外，沒有特別限定，可以依據(jù)以往的方法形成。對于液晶單元而言，除了上述例示的IPS模式之外，也可以使用例如VA型、π型等任意類型的液晶單元。
液晶顯示裝置可以形成使用了照明系統(tǒng)或反射板的裝置等適宜的液晶顯示裝置。另外，在形成液晶顯示裝置時，可以在適宜的位置上配置1層或2層以上的例如擴散板、防眩層、防反射膜、保護板、棱鏡陣列、透鏡陣列薄片、光擴散板、背光燈等適宜的部件。
下面通過實施例對本發(fā)明進行具體地說明，但本發(fā)明不限定于這些實施例。
(透明保護薄膜、相位差薄膜的相位差等的測量)使用自動雙折射測量裝置(王子計測機器株式會社制，自動雙折射計KOBRA21ADH)，根據(jù)測量波長590nm的折射率nx、ny、nz的值進行計量，算出厚度方向相位差(Rth)、Nz、面內(nèi)相位差(Re)。
實施例1(透明保護薄膜)在將環(huán)戊酮涂布于聚對苯二甲酸乙二醇酯上之后，將其貼合于厚40μm的三乙酰纖維素薄膜(富士膠片(株)制，商品名“UZ-TAC”，Re(590)＝3nm，Rth(590)＝40nm)上。在100℃下對其進行5分鐘干燥。在干燥后剝離聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜。得到的透明薄膜(纖維素系薄膜)的Re(590)＝0.2nm，Rth(590)＝5.4nm。
(偏振片)使用膠粘劑將上述透明保護薄膜層疊于在聚乙烯醇系薄膜上吸附碘并拉伸的薄膜(偏振鏡20μm)的兩面上，從而制作偏振片。
(光學(xué)薄膜)通過丙烯酸系粘合劑在聚碳酸酯薄膜(厚度68μm)的兩面上貼合由雙向拉伸聚酯薄膜構(gòu)成的收縮薄膜，并在130℃下拉伸到1.03倍，獲得厚度65μm、Re(590)＝260nm、Nz＝0.5的相位差薄膜。使用粘合劑層疊該相位差薄膜和上述偏振片層疊并使相位差薄膜的滯相軸和偏振片的吸收軸成為平行狀態(tài)，從而制作光學(xué)薄膜。
(液晶顯示裝置)如圖2所示，利用粘合劑進行層疊并使光學(xué)薄膜的相位差薄膜側(cè)成為IPS模式的液晶單元的辨識側(cè)一面。另一方面，利用粘合劑在液晶單元的相反側(cè)的面上層疊偏振片，從而制作液晶顯示裝置。辨識側(cè)的偏振片的層疊是使在不施加電壓時液晶單元內(nèi)的液晶組合物的異常光折射率方向與偏振片的吸收軸正交。另外配置成為偏振片的吸收軸與光學(xué)薄膜的吸收軸正交。
(評價)在該液晶顯示裝置中，測量在相對于正交的偏振片的光軸的方位方向45度的從法線方向傾斜70度方向的對比率，此時對比率＝50。使用EZContrast(ELDIM公司制)測量對比率。
實施例2(透明保護薄膜)在環(huán)戊酮中溶解降冰片烯系樹脂，調(diào)制固體成分為20重量％的溶液。將該溶液以厚度150μm涂布于厚40μm的三乙酰纖維素薄膜(富士膠片(株)制，商品名“UZ-TAC”，Re(590)＝3nm，Rth(590)＝40nm)上，然后在140℃下對其進行3分鐘干燥。在干燥后剝離在三乙酰纖維素薄膜表面上形成的降冰片烯系樹脂薄膜。得到的透明薄膜(纖維素系薄膜)的Re(590)＝1.1nm，Rth(590)＝3.4nm。
除了使用上述透明保護薄膜以外，用與實施例1同樣的方法，制作偏振片和光學(xué)薄膜。另外，用與實施例1同樣的方法，制作液晶顯示裝置。在該液晶顯示裝置中，測量在相對于正交的偏振片的光軸的方位方向45度的從法線方向傾斜70度方向的對比率，此時對比率＝60。
實施例3(透明保護薄膜)相對于醋酸取代度為2.2、丙酸取代度為0.7的脂肪酸纖維素酯100重量份，將作為增塑劑的鄰苯二甲酸二丁酯18重量份溶解于作為溶劑的丙酮570重量份中調(diào)制而成溶液。利用通常的流延法將該溶液涂布于不銹鋼板上，干燥之后，從不銹鋼板進行剝離，由此獲得厚80μm的透明薄膜(纖維素系薄膜)。得到的透明薄膜的Re(590)＝3.1nm，Rth(590)＝3.1nm。脂肪酸纖維素酯的取代度是通過ASTM-D-817-91(乙酸纖維素等的試驗方法)測量的值。
(相位差薄膜)利用丙烯酸系粘合劑在降冰片烯系薄膜(厚度60μm)的兩面上貼合由雙向拉伸聚酯薄膜構(gòu)成的收縮薄膜，在146℃下拉伸到1.38倍，由此獲得厚度65μm、Re(590)＝260nm、Nz＝0.5的相位差薄膜。
除了使用上述透明保護薄膜、相位差薄膜以外，用與實施例1同樣的方法制作偏振片和光學(xué)薄膜。另外，用與實施例1同樣的方法制作液晶顯示裝置。在該液晶顯示裝置中，測量在相對于正交的偏振片的光軸的方位方向45度的從法線方向傾斜70度方向的對比率，此時對比率＝65。
實施例4(透明保護薄膜)以88∶12(重量比)的比例混合三乙酰纖維素樹脂(醋酸取代度2.7)和作為增塑劑的對甲苯磺酰替苯胺，將如此而成的物質(zhì)溶解于二氯甲烷中而調(diào)制成溶液。利用通常的流延法將該溶液涂布于不銹鋼板上，干燥之后，從不銹鋼板進行剝離，從而獲得厚80μm的透明薄膜(纖維素系薄膜)。得到的透明薄膜的Re(590)＝0.5nm，Rth(590)＝1.1nm。
(相位差薄膜)利用丙烯酸系粘合劑在降冰片烯系薄膜(厚度60μm)的兩面上貼合由雙向拉伸聚酯薄膜構(gòu)成的收縮薄膜，在146℃下拉伸到1.38倍，由此獲得厚度65μm、Re(590)＝260nm、Nz＝0.5的相位差薄膜。
除了使用上述透明保護薄膜以外，用與實施例3同樣的方法制作偏振片和光學(xué)薄膜。另外，用與實施例1同樣的方法制作液晶顯示裝置。在該液晶顯示裝置中，測量在相對于正交的偏振片的光軸的方位方向45度的從法線方向傾斜70度方向的對比率，此時對比率＝70。
比較例1(偏振片)在使聚乙烯醇系薄膜吸附碘而拉伸的薄膜(偏振鏡20μm)的兩面上，使用膠粘劑層疊厚40μm的三乙酰纖維素薄膜(富士膠片(株)制，商品名“UZ-TAC”，Re(590)＝3nm，Rth(590)＝40nm)作為透明保護薄膜，從而制作偏振片。
利用粘合劑，將該偏振片層疊于與實施例1同樣的IPS模式的液晶單元的兩面上而制作液晶顯示裝置。另外，配置于液晶單元的兩面上的偏振片以偏光軸彼此正交的方式配置。
在該液晶顯示裝置中，測量在相對于正交的偏振片的光軸的方位方向45度的從法線方向傾斜70度方向的對比率，此時對比率＝9。
比較例2
利用粘合劑，將在實施例1中使用的偏振片層疊于與實施例1同樣的IPS模式的液晶單元的兩面上，制作液晶顯示裝置。另外，配置于液晶單元的兩面上的偏振片以偏光軸彼此正交的方式配置。
在該液晶顯示裝置中，測量在相對于正交的偏振片的光軸的方位方向45度的從法線方向傾斜70度方向的對比率，此時對比率＝6。
參考例1在實施例1中制成的偏振片上，利用粘合劑層疊面內(nèi)相位差Re(590)＝100nm、Nz＝0.5的相位差薄膜，并使相位差薄膜的滯相軸和偏振片的吸收軸成為平行狀態(tài)，從而制作偏振光光學(xué)薄膜，其中，所述的相位差薄膜是通過在聚碳酸酯薄膜的兩面上利用丙烯酸系粘合劑貼合由雙向拉伸聚酯薄膜構(gòu)成的收縮薄膜并在130℃下拉伸到1.01倍而獲得。與實施例1一樣，利用粘合劑層疊如此制作的偏振光光學(xué)薄膜層疊并使相位差薄膜側(cè)成為IPS模式的液晶單元的辨識側(cè)的面。另一方面，利用粘合劑在相反側(cè)的一面上層疊在實施例1中使用的偏振片，從而制作液晶顯示裝置。
在該液晶顯示裝置中，測量在相對于正交的偏振片的光軸的方位方向45度的從法線方向傾斜70度方向的對比率，此時對比率＝15。
比較例3在實施例1中制成的偏振片上，利用粘合劑層疊通過拉伸聚碳酸酯薄膜而獲得的面內(nèi)相位差Re(590)＝260nm、Nz＝1.0的相位差薄膜，并使相位差薄膜的滯相軸和偏振片的吸收軸成為平行狀態(tài)，從而制作偏振光光學(xué)薄膜。與實施例1一樣，利用粘合劑層疊如此制作的偏振光光學(xué)薄膜，并使相位差薄膜側(cè)成為IPS模式的液晶單元的辨識側(cè)的面。另一方面，利用粘合劑在相反側(cè)的一面上層疊在實施例1中使用的偏振片，從而制作液晶顯示裝置。
在該液晶顯示裝置中，測量在相對于正交的偏振片的光軸的方位方向45度的從法線方向傾斜70度方向的對比率，此時對比率＝7。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)薄膜，其特征在于，是在將透明保護薄膜層疊于偏振鏡的至少一面而成的偏振片的一面上進行層疊并使偏振片的吸收軸與相位差薄膜的滯相軸正交或平行的光學(xué)薄膜，所述相位差薄膜滿足nx＞nz＞ny，所述透明保護薄膜是至少配置于相位差薄膜側(cè)的且厚度方向相位差(Rth)＝(nx-nz)×d為0～10nm的纖維素系薄膜；[其中，所述薄膜都將波長590nm處的滯相軸方向、進相軸方向以及厚度方向的折射率分別設(shè)為nx、ny、nz，d(nm)為薄膜的厚度；滯相軸方向是薄膜面內(nèi)的折射率為最大的方向]。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)薄膜，其特征在于，所述相位差薄膜的用Nz＝(nx-nz)/(nx-ny)表示的Nz值滿足0.4～0.6，而且面內(nèi)相位差(Re)＝(nx-ny)×d為200～350nm。
3.一種圖像顯示裝置，其特征在于，使用權(quán)利要求1或者2所述的光學(xué)薄膜。
4.一種IPS模式的液晶顯示裝置，其特征在于，在辨識側(cè)的單元基板上配置權(quán)利要求1或2所述的光學(xué)薄膜并使相位差薄膜成為單元基板側(cè)，在與辨識側(cè)相反一側(cè)的單元基板上配置如下所述的偏振片并使透明保護薄膜成為單元基板側(cè)，其中，所述的偏振片是在偏振鏡的至少一面上層疊厚度方向相位差(Rth)＝(nx-nz)×d為0～10nm的纖維素系薄膜作為該透明保護薄膜而成，而且，在不施加電壓的狀態(tài)下，液晶單元內(nèi)的液晶物質(zhì)的異常光折射率方向和該偏振片的吸收軸處于平行狀態(tài)。
5.一種IPS模式的液晶顯示裝置，其特征在于，在辨識側(cè)的單元基板上配置如下所述的偏振片并使透明保護薄膜成為單元基板側(cè)，其中，所述的偏振片是在偏振鏡的至少一面上層疊厚度方向相位差(Rth)＝(nx-nz)×d為0～10nm的纖維素系薄膜作為該透明保護薄膜而成；在與辨識側(cè)相反一側(cè)的單元基板上配置權(quán)利要求1或者2所述的光學(xué)薄膜并使相位差薄膜成為單元基板側(cè)，而且，在不施加電壓的狀態(tài)下，液晶單元內(nèi)的液晶物質(zhì)的異常光折射率方向和該光學(xué)薄膜的吸收軸處于正交狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種光學(xué)薄膜，其特征在于，是在偏振鏡的至少一面上層疊了透明保護薄膜而成的偏振片的一面上進行層疊以使偏振片的吸收軸與相位差薄膜的滯相軸正交或平行的光學(xué)薄膜，所述相位差薄膜滿足nx＞nz＞ny，所述透明保護薄膜是至少配置于相位差薄膜側(cè)的且厚度方向相位差(Rth)＝(nx－nz)×d為0～10nm的纖維素系薄膜。由此，本發(fā)明可以提供一種層疊了偏振片和相位差薄膜的光學(xué)薄膜，在將其應(yīng)用于圖像顯示裝置時，在寬范圍內(nèi)具有高對比率且可以實現(xiàn)易于觀察的顯示。
文檔編號G02F1/1335GK1755406SQ20051010754
公開日2006年4月5日 申請日期2005年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月1日
發(fā)明者矢野周治, 與田健治, 中田美惠 申請人:日東電工株式會社