專利名稱：光學(xué)補(bǔ)償薄膜、偏振片和液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示裝置領(lǐng)域，特別是涉及使用面內(nèi)轉(zhuǎn)換(IPQ模式和FFS模式、 通過對(duì)面內(nèi)取向的液晶分子施加橫向電場(chǎng)能夠顯示的液晶顯示裝置。本發(fā)明還涉及一種可用于改善使用IPS模式等的液晶顯示裝置的對(duì)比率的光學(xué)補(bǔ)償薄膜、和使用它的偏振片。
背景技術(shù)：
作為液晶顯示裝置，廣泛地使用所謂TN模式型的包括液晶層的液晶顯示裝置，所述液晶層含有扭轉(zhuǎn)取向的向列液晶，放置在兩個(gè)正交偏振片之間，并且在與基板垂直的方向施加有電場(chǎng)。當(dāng)從傾斜方向角度觀察時(shí)，由于液晶分子在黑色狀態(tài)下從基板升高，因此該模式因液晶化合物的雙折射引起漏光。為了解決該問題，使用具有混合取向的液晶化合物， 旨在光學(xué)補(bǔ)償該液晶單元并由此防止漏光的薄膜已投入使用。然而，在不引起任意問題的情況下，很難實(shí)現(xiàn)液晶單元的完全光學(xué)補(bǔ)償，即使使用盤狀液晶化合物制備這種薄膜，在屏幕的較低部分仍然留有灰色級(jí)反轉(zhuǎn)(grayscale inversion)的抑制不充分的問題。為了解決該問題，已提出使用對(duì)液晶施加橫向電場(chǎng)的所謂IPS模式和FFS模式、和使用包括被突起(projection)或在面板內(nèi)形成的縫電極(slit electrode)而分開的垂直取向的負(fù)介電各向異性的液晶的垂直取向(VA)模式的液晶顯示裝置，并投入使用。這些面板經(jīng)過開發(fā)不僅用于監(jiān)視器，而且用于電視機(jī)，并因此在亮度方面已大大改善。在這種情況下，甚至在黑色狀態(tài)下在對(duì)角線入射方向以傾斜方向小的漏光，它對(duì)這些模式以前不是很嚴(yán)重的問題，作為顯示質(zhì)量的降低因素已成為明顯的。作為改善黑色狀態(tài)下色調(diào)和視角特性的一種手段，對(duì)使用IPS或FFS模式的LCD 而言，已嘗試在液晶層和偏振片之間放置雙折射光學(xué)補(bǔ)償材料。例如，公開了白色狀態(tài)或半色調(diào)狀態(tài)下在傾斜角觀察的著色可以通過放置光軸彼此垂直的雙折射介質(zhì)來使其降低，當(dāng)基板與每個(gè)偏振片之間的層中的液晶分子傾斜取向時(shí)雙折射介質(zhì)可以補(bǔ)償液晶層的延遲的上升和降低(參見日本特開專利公報(bào)，有時(shí)簡(jiǎn)稱為"JPA" ,No.H9-80424)o還提出一種使用具有負(fù)內(nèi)稟雙折射的由苯乙烯-基聚合物或盤狀液晶化合物組成的光學(xué)補(bǔ)償薄膜的方法(參見JPA Nos. Η10-Μ982、Η11-202323和H9-29252W ；—種使用通過將具有正雙折射并具有面內(nèi)取向的光軸的薄膜和具有正雙折射并具有在薄膜法線方向取向的光軸的薄膜組合獲得的光學(xué)補(bǔ)償薄膜的方法(參見JPA No.Hll-133408)；一種使用具有半波長(zhǎng)的延遲的雙軸光學(xué)補(bǔ)償薄膜的方法(參見JPA No.Hll-305217)；和一種使用具有負(fù)延遲的薄膜作為偏振片的保護(hù)薄膜并在其表面上提供具有正延遲的光學(xué)補(bǔ)償層的薄膜的系統(tǒng)(參見JPA No. H10-307291)。在JPA No. 2005-265889中，公開了一種IPS液晶顯示裝置，它提供有由面內(nèi)延遲 Re和阪為1. 5-7的拉伸過的纖維素酰化物薄膜組成的補(bǔ)償薄膜，并在其上涂布和取向有棒狀液晶。該IPS液晶顯示裝置成功地改善了作為顯示質(zhì)量的視角特性，同時(shí)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。

發(fā)明內(nèi)容
隨著最近液晶顯示裝置的使用和在各種具有高溫高濕的環(huán)境下使用它們的機(jī)會(huì)增加，要求光學(xué)補(bǔ)償薄膜在這些環(huán)境下從不降低光學(xué)補(bǔ)償功能。例如，上述JPA No. 2005-265889中公開的光學(xué)補(bǔ)償薄膜使用具有大的Re延遲值和大的Rth延遲值的纖維素酰化物薄膜，但是Re值和Rth值隨溫度和濕度變化，可能導(dǎo)致光學(xué)補(bǔ)償性能降低。在高濕度下使用該薄膜將引起尺寸變化并降低光學(xué)補(bǔ)償性能。這種情況因此要求開發(fā)光學(xué)補(bǔ)償性能受環(huán)境變化較小的薄膜，并且較好、價(jià)廉和薄。本發(fā)明人的研究逐漸證實(shí)，當(dāng)在各種條件例如高濕度、高溫等下使用該薄膜時(shí)，難以保持聚合物薄膜例如雙軸纖維素?；锉∧ず桶魻钜壕又g的粘性。另一方面，用于液晶顯示裝置的偏振片通常是通過將主要含有三乙酸纖維素酯的薄膜作為保護(hù)薄膜粘附到通過吸附碘或二色性染料并在聚乙烯醇薄膜上取向而獲得的偏振器的兩個(gè)表面上制得的。纖維素?；锉∧?，特征在于其優(yōu)異的韌性、不燃性、光學(xué)各向同性(低延遲值)等，廣泛并且優(yōu)選地用作上述偏振片的保護(hù)薄膜，但是最近對(duì)液晶顯示裝置顯示性能的要求進(jìn)一步需要改善偏振片的保護(hù)薄膜的吸濕性、透濕性、耐環(huán)境性等。與纖維素酰化物薄膜相比，環(huán)狀聚烯烴通常具有較低的吸濕性和較低的透濕性。 環(huán)狀聚烯烴薄膜的特征還在于其光學(xué)特性因溫度和濕度引起的變化小。然而，該薄膜的問題在于它與通過固化液晶組合物形成的層的粘性很小。因此本發(fā)明的一個(gè)方面是提供一種光學(xué)補(bǔ)償薄膜和偏振片，它即使在苛刻環(huán)境下的耐用性優(yōu)異，并且顯示光學(xué)特性因環(huán)境變化例如濕度引起的波動(dòng)小，并且因此有利于改善IPS-型液晶顯示裝置的視角特性；并提供一種高質(zhì)量的液晶顯示裝置，特別是IPS-模式液晶顯示裝置，所述顯示裝置僅顯示與對(duì)比度有關(guān)的視角依賴性的小的降低和小的色調(diào)變化、并且顯示性能的小的溫度/濕度依賴性。一方面，本發(fā)明提供一種光學(xué)補(bǔ)償薄膜，其至少包括第一光學(xué)各向異性層和第二光學(xué)各向異性層，該第一光學(xué)各向異性層的面內(nèi)延遲為O-IOnm和厚度方向延遲為-400nm 至-80nm，該第二光學(xué)各向異性層的面內(nèi)延遲為20-150nm和厚度方向延遲為100-300nm，并且第一光學(xué)各向異性層和第二光學(xué)各向異性層中至少一個(gè)是聚合物薄膜。作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，提供了光學(xué)補(bǔ)償薄膜，其中第二光學(xué)各向異性層是包括至少一種纖維素酰化物的纖維素?；锉∧?，其中纖維素酰化物是用乙?；途哂? 個(gè)或更多碳原子的酰基取代纖維素的羥基而獲得的纖維素的混合脂肪酸酯；并且乙酰基的取代度A和具有3個(gè)或更多碳原子的?；娜〈菳滿足下式(I)和(II)式(I):2. 0 彡 A+B 彡 3. 0式(11):0< B作為另一實(shí)施方案，提供光學(xué)補(bǔ)償薄膜，其中第二光學(xué)各向異性層是環(huán)狀聚烯烴薄膜。該環(huán)狀聚烯烴薄膜可以包括至少一種含有至少一種下式(V)代表的重復(fù)單元的加成聚合物、或包括至少一種含有至少一種下式(VI)代表的重復(fù)單元的開環(huán)聚合物
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)補(bǔ)償薄膜，至少包括第一光學(xué)各向異性層和第二光學(xué)各向異性層，所述第一光學(xué)各向異性層的面內(nèi)延遲為O-IOnm和厚度方向延遲為-400nm至-80nm，所述第二光學(xué)各向異性層的面內(nèi)延遲為20-150nm和厚度方向延遲為100-300nm，并且所述第一光學(xué)各向異性層和所述第二光學(xué)各向異性層中至少一個(gè)是聚合物薄膜，其中所述第二光學(xué)各向異性層是環(huán)狀聚烯烴薄膜。
2.權(quán)利要求1的光學(xué)補(bǔ)償薄膜，其中所述環(huán)狀聚烯烴薄膜是通過橫向單軸拉伸、縱向單軸拉伸、同時(shí)雙軸拉伸或相繼雙軸拉伸而拉伸的單軸或雙軸薄膜。
3.權(quán)利要求1或2的光學(xué)補(bǔ)償薄膜，其中所述環(huán)狀聚烯烴薄膜包括至少一種具有至少一種下式(V)代表的重復(fù)單元的加成聚合物，或者包括至少一種具有至少一種下式(VI)代表的重復(fù)單元的開環(huán)聚合物其中，m是0-4的整數(shù)；R43-R46獨(dú)立地代表氫原子或C1,烴基；X42、X43、Y42和Y43獨(dú)立地代表氫原子、C1,烴基、鹵素原子、鹵素取代的C1,烴基、-(CH2)nC00R51、-(CH2)n0C0R52、-(CH2) nNC0、- (CH2) nN02、- (CH2) nCN、- (CH2) nC0NR53R54、- (CH2) nNR53R54、- (CH2) n0Z51、- (CH2) nff51、或者 (-C0)20 或者由 X42 和 Y42、或者 X43 和 Y43 組成的(-C0)20NR55 ；R51、R52、R53、R54 和 R55 獨(dú)立地代表氫原子或C1,烴基；Z51代表烴基或鹵素取代的烴基；W51代表SiR56pD513_p(R56代表C1,烴基、D51代表鹵素原子-OCOR56或0R56，并且ρ是0-3的整數(shù))；并且η是0_10的整數(shù)。
4.權(quán)利要求1或2的光學(xué)補(bǔ)償薄膜，其中所述環(huán)狀聚烯烴薄膜包括至少一種在其側(cè)鏈具有酯基的環(huán)狀聚烯烴，所述環(huán)狀聚烯烴是通過將含有至少一種具有酯基的環(huán)狀烯烴單體的可聚合組合物聚合而獲得的。
5.權(quán)利要求4的光學(xué)補(bǔ)償薄膜，其中所述環(huán)狀聚烯烴薄膜的一個(gè)表面或者兩個(gè)表面經(jīng)過皂化。
6.權(quán)利要求1或2的光學(xué)補(bǔ)償薄膜，其中在所述第一光學(xué)各向異性層和所述第二光學(xué)各向異性層之間設(shè)置至少一層粘合層。式(V)式(VI)
7.權(quán)利要求1或2的光學(xué)補(bǔ)償薄膜，其中所述第一光學(xué)各向異性層是由包括至少一種棒狀液晶化合物的組合物形成，其中所述棒狀液晶化合物的分子基本上以垂直取向狀態(tài)固定。
8.權(quán)利要求1或2的光學(xué)補(bǔ)償薄膜，其中所述第一光學(xué)各向異性層包括以垂直取向狀態(tài)固定的棒狀液晶分子，并且從層平面的法線旋轉(zhuǎn)40°的方向測(cè)定的第一光學(xué)各向異性層的延遲滿足下面關(guān)系1 ^ Re (40) 450/Re (40) 550 ^ 1.07其中，Rd40)450和1^(40) 55(1分別代表在450歷和550nm下，從法線旋轉(zhuǎn)40°的方向測(cè)定的延遲值。
9.一種偏振片，包括偏振器薄膜和權(quán)利要求1或2所述的光學(xué)補(bǔ)償薄膜。
10.權(quán)利要求9的偏振片，其中在所述光學(xué)補(bǔ)償薄膜和所述偏振器薄膜之間僅設(shè)置光學(xué)基本上各向同性的粘合層和/或基本上光學(xué)各向同性的保護(hù)薄膜。
11.權(quán)利要求10的偏振片，其中所述透明保護(hù)薄膜是含有纖維素酰化物或環(huán)狀聚烯烴的薄膜，并且面內(nèi)延遲為O-lOnm，厚度方向延遲為-20至20nm。
12.權(quán)利要求9的偏振片，包括在其中依次堆疊的第一光學(xué)各向異性層、第二光學(xué)各向異性層和偏振器薄膜，第二光學(xué)各向異性層的慢軸方向基本上與所述偏振器薄膜的吸收軸方向垂直。
13.權(quán)利要求9的偏振片，包括在其中依次堆疊的第二光學(xué)各向異性層、第一光學(xué)各向異性層和偏振器薄膜，第二光學(xué)各向異性層的慢軸方向基本上與所述偏振器薄膜的吸收軸方向平行。
14.一種液晶顯示裝置，包括液晶單元，所述液晶單元包括一對(duì)基板和在這對(duì)基板之間的液晶層，其中在黑色狀態(tài)下所述液晶分子基本上平行于所述基板表面取向；權(quán)利要求12所述的偏振片，所述偏振片安裝在這對(duì)基板的一個(gè)基板的外側(cè)，使得從這對(duì)基板的這個(gè)基板觀察依次安裝有第一光學(xué)各向異性層、第二光學(xué)各向異性層和偏振器薄膜，并且使得第二光學(xué)各向異性層的慢軸基本上與黑色狀態(tài)下液晶分子的縱軸的平均方向平行；和第二偏振器薄膜，安裝在這對(duì)基板的另一基板的外側(cè)，使得所述偏振器薄膜的吸收軸彼此正交。
15.一種液晶顯示裝置，包括液晶單元，所述液晶單元包括一對(duì)基板和在這對(duì)基板之間的液晶層，其中在黑色狀態(tài)下液晶分子基本上平行于所述基板表面取向；權(quán)利要求13所述的偏振片，所述偏振片安裝在這對(duì)基板的一個(gè)基板的外側(cè)，使得從這對(duì)基板的這個(gè)基板觀察依次安裝有第二光學(xué)各向異性層、第一光學(xué)各向異性層和偏振器薄膜，并且使得第二光學(xué)各向異性層的慢軸基本上與黑色狀態(tài)下液晶分子的縱軸的平均方向正交；和第二偏振器薄膜，其安裝在這對(duì)基板的另一基板的外側(cè)，使得所述偏振器薄膜的吸收軸彼此正交。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種新的光學(xué)補(bǔ)償薄膜、偏振片和液晶顯示裝置，該薄膜至少包括第一光學(xué)各向異性層和第二光學(xué)各向異性層，所述第一光學(xué)各向異性層的面內(nèi)延遲為0-10nm和厚度方向延遲為-400nm至-80nm，所述第二光學(xué)各向異性層的面內(nèi)延遲為20-150nm和厚度方向延遲為100-300nm，并且第一光學(xué)各向異性層和第二光學(xué)各向異性層中至少一個(gè)是聚合物薄膜。
文檔編號(hào)G02F1/13363GK102207573SQ201110158769
公開日2011年10月5日 申請(qǐng)日期2006年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月2日
發(fā)明者川西弘之, 福田謙一, 高橋勇太 申請(qǐng)人:富士膠片株式會(huì)社