CN100432785C - 液晶面板和液晶显示装置 - Google Patents

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CN100432785C CNB200510134558XA CN200510134558A CN100432785C CN 100432785 C CN100432785 C CN 100432785C CN B200510134558X A CNB200510134558X A CN B200510134558XA CN 200510134558 A CN200510134558 A CN 200510134558A CN 100432785 C CN100432785 C CN 100432785C
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Abstract

本发明提供了一种根据本发明的实施方式的液晶面板,包括液晶单元、配置在液晶单元一侧上的第一偏光片、配置在液晶单元另一侧上的第二偏光片、配置在液晶单元和第一偏光片之间的阳极A板和阳极C板以及配置在液晶单元和第二偏光片之间的各向同性光学元件,其中阳极A板配置在第一偏光片和阳极C板之间。

Description

液晶面板和液晶显示装置
本申请基于联邦法典第35篇第119节,要求2004年12月8日提交的日本专利申请第2004-355590号和2005年8月23日申请的日本专利申请第2005-240588号的优先权,以上文献整体并入本文作为参考。
技术领域
本发明涉及一种具有液晶单元、偏光片和光学元件的液晶面板。此外,本发明涉及均采用该液晶面板的液晶电视和液晶显示装置。
背景技术
配置有面内切换(IPS)模式液晶单元的液晶显示装置包括通过对在不施加电场的情况下基本上水平配向的液晶分子施加水平电场以使液晶分子旋转大约45°而对透光率(白色显示)和光屏蔽(黑色显示)加以控制。传统的配置有IPS模式液晶单元的液晶显示装置的问题在于,当从与偏光板的吸收轴成45°角的斜向(方位角45°、135°、225°或315°)观看屏幕时,对比度会降低;并且显示色彩变化现象(也称为色移)随观看屏幕的角度而增大。因此,公开了一种通过在液晶单元的一侧上配置多个相位差膜来改进色移的方法(例如,参见JP11-133408)。然而,这种技术改进了色移,却没有充分改进斜向对比度。
发明内容
根据本发明一个实施方式的液晶面板包括:液晶单元;配置在液晶单元一侧上的第一偏光片;配置在液晶单元另一侧上的第二偏光片;配置在液晶单元和第一偏光片之间的阳极A板和阳极C板;以及配置在液晶单元和第二偏光片之间的各向同性光学元件。这里,阳极A板配置在第一偏光片和阳极C板之间。
在本发明的一个实施方式中,液晶单元包括含有在不存在电场的情况下均匀配向的液晶分子的液晶层。
在本发明的另一个实施方式中,液晶层的折射率分布为nx>ny=nz。
在本发明的又一个实施方式中,液晶单元包括IPS模式、FFS模式和FLC模式中的一种。
在本发明的又一个实施方式中,液晶单元的初始配向方向基本上平行于第二偏光片的吸收轴方向。
在本发明的又一个实施方式中,液晶单元的初始配向方向基本上平行于配置在液晶单元背光侧的偏光片的吸收轴方向。或者,液晶单元的初始配向方向基本上垂直于配置在液晶单元背光侧的偏光片的吸收轴方向。
在本发明的又一个实施方式中,阳极A板的慢轴基本上垂直于第一偏光片的吸收轴。
在本发明的又一个实施方式中,阳极A板的面内相位差值(Re[590])在23℃下使用波长为590nm的光测量为70至200nm。
在本发明的又一个实施方式中,阳极A板的Re[590]和Rth[590]之间的差的绝对值,即|Rth[590]-Re[590]|为0至5nm。
在本发明的又一个实施方式中,阳极A板的Re[480]/Re[590]为0.8至1.2。
在本发明的又一个实施方式中,阳极A板包括含有聚降冰片烯和聚碳酸酯之一作为主要组分的聚合物膜的拉伸膜。
在本发明的又一个实施方式中,聚合物膜的光弹性系数的绝对值C[590](m2/N)为2.0×10-13至1.0×10-10
在本发明的又一个实施方式中,阳极C板的厚度方向的相位差值(Rth[590])在23℃下使用波长为590nm的光测量为-200至-30nm。
在本发明的又一个实施方式中,阳极C板的Re[590]为0至5nm。
在本发明的又一个实施方式中,阳极C板包括垂直配向的液晶组合物的硬化层和固化层中的一种。
在本发明的又一个实施方式中,各向同性光学元件包括含有至少一种选自聚降冰片烯、纤维素酯、异丁烯/N-甲基马来酰亚胺共聚物和丙烯腈/苯乙烯共聚物的树脂作为主要组分的聚合物膜。
在本发明的又一个实施方式中,聚合物膜的光弹性系数的绝对值C[590](m2/N)为2.0×10-13至1.0×10-10
根据本发明的另一方面,提供了一种液晶电视。该液晶电视包括上述液晶面板。
根据本发明的另一方面,提供了一种液晶显示装置。该液晶显示装置包括上述液晶面板。
在本发明的液晶面板中,阳极A板和阳极C板配置在液晶单元和配置在液晶单元一侧上的第一偏光片之间。此外,阳极A板配置在第一偏光片和阳极C板之间,并且各向同性光学元件配置在液晶单元和配置在液晶单元另一侧上的第二偏光片之间,从而增大液晶显示装置的斜向对比度并且减少液晶显示装置的斜向色移。
附图说明
在附图中:
图1是根据本发明的优选实施方式的液晶面板的截面示意图;
图2A是采用O-模式的本发明的液晶面板的透视示意图,图2B是采用E-模式的本发明的液晶面板的透视示意图;
图3是根据本发明的优选实施方式的液晶显示装置的截面示意图。
具体实施方式
A.整个液晶面板概述
图1是根据本发明的优选实施方式的液晶面板的截面示意图。图2A是采用O-模式的液晶面板的透视示意图,图2B是采用E-模式的液晶面板的透视示意图。注意,为清楚起见,图1、2A和2B中各构件的长、宽和厚的比例与实际构件不同。在液晶面板采用O-模式的情况下(图2A),例如,液晶面板100配置有:液晶单元10;配置在液晶单元10一侧(图2A中的观看侧)上的第一偏光片20;配置在液晶单元10的另一侧(图2A中的背光侧)上的第二偏光片20′;配置在第一偏光片20和液晶单元10之间的阳极A板30和阳极C板40;以及配置在第二偏光片20′和液晶单元10之间的各向同性光学元件50。阳极A板30配置在第一偏光片20和阳极C板40之间,使得阳极A板30的慢轴和第一偏光片20的吸收轴彼此垂直。阳极C板40配置在阳极A板30和液晶单元10之间。偏光片20和20′配置为使得各自的吸收轴彼此垂直。在实际应用中,可以在偏光片20和20′的外侧配置任何适合的保护膜(未显示)。在本发明的另一个实施方式中,在图1所示的构件之间可以配置其它元件(优选各向同性光学元件)。
优选将第二偏光片20′(即,在配置有各向同性光学元件50的一侧上的偏光片)配置为使其吸收轴基本上平行于液晶单元10的初始配向方向。将第一偏光片20配置为使其吸收轴基本上垂直于液晶单元10的初始配向方向。
本发明的液晶面板可以是所谓O-模式的或者是所谓E-模式的。术语“O-模式的液晶面板”指的是其中配置在液晶单元背光侧的偏光片的吸收轴与液晶单元的初始配向方向彼此平行的液晶面板。术语“E-模式的液晶面板”指的是其中配置在液晶单元背光侧的偏光片的吸收轴与液晶单元的初始配向方向彼此垂直的液晶面板。在如图2A所示的O-模式的液晶面板中,第一偏光片20、阳极A板30和阳极C板40优选配置在液晶单元10的观看侧,而各向同性光学元件50和第二偏光片20′优选配置在液晶单元10的背光侧。在如图2B所示的E-模式的液晶面板中,第一偏光片20、阳极A板30和阳极C板40优选配置在液晶单元10的背光侧,而各向同性光学元件50和第二偏光片20′优选配置在液晶单元10的观看侧。在本发明中,优选如图2A所示的O-模式的液晶面板,因为O-模式的配置能够实现更好的光学补偿。具体地说,在O-模式的配置中,阳极A板和阳极C板配置在远离背光的一侧,因此几乎不会受到由于背光的热所导致的负面影响,从而减少了相位差值的偏移或者不均匀。
B.液晶单元
参考图1,本发明的液晶面板中所使用的液晶单元10配置有:一对基板11和11′;以及配置在基板11和11′之间作为显示介质的液晶层12。一个基板(彩色滤光片基板)11配置有彩色滤光片和黑色矩阵(均未显示)。另一个基板(主动矩阵基板)11′配置有:用于控制液晶电光性能的开关元件(通常为TFT,未显示);用于为开关元件提供门信号的扫描线(未显示)和用于为其提供源信号的信号线(未显示);以及像素电极和辅助电极(均未显示)。彩色滤光片也可以配置在主动矩阵基板11′中。基板11和11′之间的距离(单元间隙)通过隔离片(未显示)来控制。由例如聚酰亚胺所形成的配向膜(未显示)配置在各基板11和11′与液晶层12相接触的一侧上。
优选液晶层12含有在不存在电场的情况下均匀配向的液晶分子。该液晶层(最终成为液晶单元)的折射率分布通常为nx>ny=nz(这里,nx、ny和nz分别代表液晶层慢轴方向、快轴方向和厚度方向的折射率)。在本发明的说明书中,ny=nz不仅包括ny和nz完全相等的情况,也包括ny和nz基本相等的情况。此外,短语“液晶单元的初始配向方向”指的是通过在不存在电场的情况下液晶层中的液晶分子的配向提供液晶层的最大面内折射率的方向。使用具有这样的折射率分布的液晶层的驱动模式的典型例子包括:面内切换(IPS)模式;边缘场切换(FFS)模式和铁电液晶(FLC)模式。用于那些驱动模式的液晶的具体例子包括向列型液晶和近晶型液晶。例如,向列型液晶用于IPS模式和FFS模式,而近晶型液晶用于FLC模式。
在IPS模式中,在没有电场的情况下均匀配向的液晶分子,例如通过利用电控双折射(ECB)效应在各自由金属形成的辅助电极和像素电极之间产生的平行于基板的电场(也称为水平电场)中作出响应。具体地说,如“Monthly Display July”(第83到88页,Techno Times公司出版,1997)或者“Ekisho vol.2,No.4”(第303到316页,JapaneseLiquid Crystal Society出版,1998)所述,正常的黑色模式通过以下方式在没有电场的情况下提供完全的黑色显示:在不施加电场的情况下在一个偏光片的吸收轴方向上调节液晶单元的配向方向;并且在液晶单元的上下配置偏光板使彼此垂直。在施加电场的情况下,液晶分子旋转同时保持与基板平行,从而根据旋转角得到透光率。IPS模式包括均使用V-形电极、Z形电极等的超面内切换(S-IPS)模式和高级超面内切换(AS-IPS)模式。市售的IPS模式液晶显示装置的例子包括20英寸宽液晶电视“Wooo”(商品名,Hitachi株式会社制造)、19英寸液晶显示器“ProLite E481S-1”(商品名,Iiyama株式会社制造)和17英寸TFT液晶显示器“FlexScan L565”(商品名,Eizo Nanao株式会社制造)。
在FFS模式中,在不存在电场的情况下均匀配向的液晶分子,例如通过利用电控双折射(ECB)效应在各自由透明导体形成的辅助电极和像素电极之间产生的平行于基板的电场(也称为水平电场)中作出响应。这种FFS模式中的水平电场也称为边缘电场,其可以通过将各自由透明导体形成的辅助电极和像素电极之间的距离设定为比单元间隙窄来产生。具体地说,如“Society for Information Display(SID)2001 Digest”(第484到487页)或者JP 2002-031812A所述,正常的黑色模式通过以下方式在不存在电场的情况下提供完全的黑色显示:在不施加电场的情况下,在一个偏光片的吸收轴方向上调节液晶单元的配向方向;并且在液晶单元的上下配置偏光板使彼此垂直。在施加电场的情况下,液晶分子旋转同时保持与基板平行,从而根据旋转角得到透光率。FFS模式包括使用V形电极、Z形电极等的高级边缘场切换(A-FFS)模式或超边缘场切换(U-FFS)模式。市售的FFS模式的液晶显示装置的例子包括Tablet PC“M1400”(商品名,MotionComputing公司制造)。
FLC模式利用了封闭在厚度均为大约1至2μm的电极基板之间的铁电手性近晶型液晶的性质,以显示出两种稳定的分子排列的状态,例如。具体地说,铁电手性近晶型液晶分子在平行于基板的面内旋转,并且由于施加电压而响应。FLC模式基于与IPS模式和FFS模式相同的原理能够提供黑色和白色显示。FLC模式具有这样一种特征:与其它驱动模式相比其响应速度高。在本发明的说明书中,FLC模式包括:表面稳定的铁电液晶(SS-FLC)模式;反铁电液晶(AFLC)模式;聚合物稳定的铁电液晶(PS-FLC)模式和V型切换铁电性液晶(V-FLC)模式。
由于经受了配向处理的基板和液晶分子之间的相互作用而获得均匀配向的液晶分子,其中液晶分子的配向矢量平行于基板面并且均匀地配向。在本发明的说明书中,均匀配向包括配向矢量相对于基板面稍微倾斜的情况,也就是说,液晶分子预倾斜的情况。在液晶分子预倾斜的情况下,为了保持大的对比度并且获得良好的显示性能,优选预倾斜角小于或等于20°。
根据目的可以使用任意适合的向列型液晶作为向列型液晶。例如,向列型液晶可以具有正介电各向异性或者负介电各向异性。具有正介电各向异性的向列型液晶的具体例子包括“ZLI-4535”(商品名,日本Merck公司提供)。具有负介电各向异性的向列型液晶的具体例子包括“ZLI-2806”(商品名,日本Merck公司提供)。可以根据液晶的响应速率、透光率等适当地选择寻常光折射率(no)和非寻常光折射率(ne)之间的差值,即,双折射率(ΔnLC)。然而,通常优选双折射率为0.05至0.30。
根据目的可以使用任何适合的近晶型液晶作为近晶型液晶。优选所使用的近晶型液晶在分子结构的一部分中具有不对称碳原子,并且显示铁电性质(也称作铁电液晶)。表现出铁电性质的近晶型液晶的具体例子包括:对癸氧基亚苄基-对氨基-2-甲基丁基肉桂酸酯;对己氧基亚苄基-对-氨基-2-氯丙基肉桂酸酯和4-邻-(2-甲基)丁基间羟苯亚基-4′-辛基苯胺。市售的铁电液晶的例子包括:ZLI-5014-000(商品名,电容为2.88nF,自发极化为-2.8C/cm2,日本Merk公司提供);ZLI-5014-100(商品名,电容为3.19nF,自发极化为-20.0C/cm2,日本Merk公司提供)和FELIX-008(商品名,电容为2.26nF,自发极化为-9.6C/cm2,Hoechst Aktiengesellschaft提供)。
根据目的可以使用任意适合的单元间隙作为液晶单元的单元间隙(基板之间的距离)。然而,优选单元间隙为1.0到7.0μm。单元间隙在以上范围内能够减少响应时间并且提供良好的显示性能。
C.偏光片
在本发明的说明书中,术语“偏光片”是指能将自然光或偏振光转变成适合的偏振光的膜。任何适合的偏光片均可用作本发明所使用的偏光片。优选使用能够将自然光或偏振光转变成线性偏振光的偏光片。
偏光片可以具有任何适合的厚度。偏光片的厚度通常为5至80μm,优选10μm至50μm,更优选20μm至40μm。偏光片的厚度在以上范围内能够提供优异的光学性能和机械强度。
优选偏光片的透光率(也称为单轴透光率)在23℃下用波长为440nm的光测量为大于或等于41%,更优选大于或等于43%。单轴透光率的理论上限是50%。优选偏振度为99.8至100%,更优选99.9至100%。单轴透光率和偏振度在以上范围内能够进一步增大采用该偏光片的液晶显示装置的正向对比度。
单轴透光率和偏振度可以通过使用分光光度计“DOT-3”(商品名,Murakami Color Research Laboratory制造)来测定。偏振度的测定如下进行:测量偏光片的平行透光率(H0)和垂直透光率(H90);并且使用下面的方程式。偏振度(%)={(H0-H90)/(H0+H90)}1/2×100。平行透光率(H0)是指通过将两个同样的偏光片堆叠为使得其各自的吸收轴彼此平行而制造的平行层积偏光片的透光率。垂直透光率(H90)是指通过将两个同样的偏光片堆叠为使得其各自的吸收轴彼此垂直而制造的垂直层积偏光片的透光率。透光率是指根据JISZ8701-1982通过两度视场(C源)进行色彩校正而得到的Y值。
根据目的任何适合的偏光片可用作本发明所使用的偏光片。其例子包括:通过在例如聚乙烯醇类膜、部分缩甲醛化的聚乙烯醇类膜或部分皂化的乙烯/醋酸乙烯酯共聚物类膜之类的亲水聚合物膜上吸附例如碘或二色性染料之类的二色性物质,并且对该膜进行单轴拉伸而制备的膜;以及例如聚乙烯醇类膜的脱水产物或聚氯乙烯类膜的脱氯产物之类的多烯类取向膜。其中,因为其高偏振二色性,特别优选通过在聚乙烯醇类膜上吸附例如碘的二色性物质并且对该膜进行单轴拉伸而制备的膜。
通过在聚乙烯醇类膜上吸附碘并且对该膜进行单轴拉伸而制备的偏光片可以通过例如以下方法进行制备:将聚乙烯醇类膜浸入到碘的水溶液中以进行染色,然后将膜拉伸到原始长度的3到7倍长度。根据需要该水溶液可以含有硼酸、硫酸锌、氯化锌等,或者可以将该聚乙烯醇类膜浸入到碘化钾等的水溶液中。此外,根据需要可以在染色前将聚乙烯醇类膜浸入水中并在水中清洗。
用水清洗该聚乙烯醇类膜不仅可以除去膜表面的污染物或者洗去防粘剂,还提供防止例如通过聚乙烯醇类膜的膨胀而造成的不均匀着色的不均匀的效果。可以在用碘对膜进行着色之后、之中或者之前对膜进行拉伸。拉伸可以在硼酸或碘化钾的水溶液或在水浴中进行。
除了上述偏光片,本发明所使用的偏光片的进一步的例子包括:通过对含有例如碘或二色性染料的二色性物质的聚合物膜进行拉伸而制备的偏光片;通过使含有二色性物质和液晶化合物的液晶组合物在特定方向上配向而制备的客/主型O-型偏光片(US 5,523,863);以及通过使溶致液晶在特定方向上配向而制备的E-型偏光片(US6,049,428)。
在本发明的液晶面板中,配置在液晶单元两侧上的偏光片可以彼此相同或不同。
参考图2A和2B,根据目的可以使用任何合适的方法作为配置第一偏光片20和第二偏光片20′的方法。优选第一偏光片20和第二偏光片20′均在与液晶单元相对的表面上具有粘合层或者压敏粘合层(未显示)。然后,将第一偏光片20粘合到阳极A板30的表面,并且将第二偏光片20′粘合到各向同性光学元件50的表面。这样,可以增大采用该偏光片的液晶显示装置的对比度。
粘合层或压敏粘合层的厚度可以根据预期的用途、粘合强度等适当地确定。粘合层的厚度通常为0.1至50μm,优选0.1至20μm,特别优选0.1至10μm。压敏粘合层的厚度通常为1至100μm,优选5至80μm,特别优选10至50μm。
根据被粘物的种类,任何适当的粘合剂或者压敏粘合剂可以用于形成粘合层或者压敏粘合层。特别是,在使用聚乙烯醇类膜作为偏光片的情况下,优选使用水性粘合剂作为粘合剂。更优选使用含有聚乙烯醇类树脂作为主要组分的粘合剂。其具体例子包括含有具有乙酰乙酰基的改性聚乙烯醇作为主要组分的粘合剂“GOHSEFIMER Z200”(商品名,日本合成化学工业株式会社提供)。从优异的光学透明度、适合的压敏粘合性质(例如湿润性、凝聚性和粘附性)和优异的耐气候性和耐热性的角度来看,优选使用含有丙烯酸类聚合物作为基础聚合物的丙烯酸类压敏粘合剂作为压敏粘合剂。其具体例子包括含有丙烯酸类压敏粘合剂作为压敏粘合层的双面光带“SK-2057”(商品名,Soken化学工业株式会社提供)。
优选将第一偏光片20配置为使其吸收轴基本垂直于对面的第二偏光片20′的吸收轴。在本发明的说明书中,短语“基本垂直”包括第一偏光片20的吸收轴和第二偏光片20′的吸收轴形成90°±2.0°的角度的情况,优选90°±1.0°,更优选90°±0.5°。角度大大偏离上述范围易于导致采用第一偏光片20和第二偏光片20′的液晶显示装置的对比度降低。
D.阳极A板
在本发明的说明书中,术语“阳极A板”是指满足折射率分布为nx>ny=nz(这里,nx和ny分别代表慢轴方向和快轴方向的主面内折射率,并且nz代表厚度方向的折射率)的正单轴光学元件。注意,在本发明的说明书中,ny=nz不仅包括ny和nz完全相等的情况,也包括ny和nz基本相等的情况。本文所用的短语“ny和nz基本相等的情况”包括面内相位差值(Re[590])和厚度方向的相位差值(Rth[590])之间的差的绝对值(也就是说,|Rth[590]-Re[590]|)小于或等于10nm的情况。Re[590]和Rth[590]将在下面描述。
参考图1、2A和2B,阳极A板30配置在第一偏光片20和阳极C板之间。
D-1.阳极A板的光学性能
在本发明的说明书中,Re[590]是指在23℃下使用波长为590nm的光测量的面内相位差值。Re[590]可以从方程式Re[590]=(nx-ny)×d来确定(这里,nx和ny分别代表光学元件(或相位差膜)在590nm的波长下的慢轴方向和快轴方向的折射率,并且d(nm)代表光学元件(或相位差膜)的厚度)。注意,慢轴是指提供最大面内折射率的方向。
优选本发明所使用的阳极A板的Re[590]为70至200nm,更优选100至180nm,特别优选120至170nm,最优选130至150nm。Re[590]在以上范围内可增大液晶显示装置的斜向对比度。
在本发明的说明书中,Rth[590]是指在23℃下使用波长为590nm的光测量的厚度方向的相位差值。Rth[590]可以从方程式Rth[590]=(nx-nz)×d来确定(这里,nx和nz分别代表光学元件(或相位差膜)在590nm的波长下的慢轴方向和厚度方向的折射率,并且d(nm)代表光学元件(或相位差膜)的厚度)。注意,慢轴指的是提供最大面内折射率的方向。
本发明所使用的阳极A板的Re[590]和Rth[590]之差的绝对值,即|Rth[590]-Re[590]|优选为0至5nm,更优选0至2nm。|Rth[590]-Re[590]|在以上范围内可增大液晶显示装置的斜向对比度。
Re[590]和Rth[590]可以使用“KOBRA-21ADH”(商品名,Oji科学仪器株式会社制造)来测定。折射率nx、ny和nz可以通过以下方法测定:使用在23℃下在590nm的波长下测定的面内相位差值(Re)、通过将慢轴倾斜40°作为倾角所测定的相位差值(R40)、相位差膜的厚度(d)和相位差膜的平均折射率(n0);并且使用以下方程式(i)至(iii)来进行计算数值计算。然后,可由以下方程式(iv)来计算Rth。这里,Φ和ny′分别用方程式(v)和(vi)表示。
Re=(nx-ny)×d           …(i)
R40=(nx-ny′)×d/cos(Φ)…(ii)
(nx+ny+nz)/3=n0         …(iii)
Rth=(nx-nz)×d          …(iv)
Φ=sin-1[sin(40°)/n0]  …(v)
ny′=ny×nz[ny2×sin2(Φ)+nz2×cos2(Φ)]1/2…(vi)
通常,相位差膜的相位差值可以根据波长变化。这种现象称为相位差膜的波长色散性。在本发明的说明书中,波长色散性可以通过在23℃下使用波长为480nm和590nm的光测量的面内相位差值的比率Re[480]/Re[590]来确定。
优选阳极A板的Re[480]/Re[590]为0.8至1.2,更优选0.8至1.1,特别优选0.8至1.0。在上述范围内较小的Re[480]/Re[590]在宽的可见光区域提供均匀的相位差值。因此,在采用该阳极A板的液晶显示装置中,特定波长的光几乎不会泄漏,并且甚至可以在液晶显示装置的黑色显示中进一步减少斜向色移。
D-2.配置阳极A板的方法
参考图1、2A和2B,阳极A板30配置在第一偏光片20和阳极C板40之间。根据目的可以使用任意适合的方法作为将阳极A板30配置在第一偏光片20和阳极C板40之间的方法。优选通过在阳极A板30的每一侧上提供粘合层或压敏粘合层(未显示)来将阳极A板30粘合到第一偏光片20和阳极C板40上。这样可以使采用阳极A板30的液晶显示装置的对比度增大。
粘合层或压敏粘合层的厚度可以根据预期的用途、粘合强度等适当地确定。粘合层的合适厚度通常为0.1至50μm,优选0.1至20μm,特别优选0.1至10μm。压敏粘合层的合适厚度通常为1至100μm,优选5至80μm,特别优选10至50μm。
可以使用任意适合的粘合剂或压敏粘合剂作为用来形成粘合层或压敏粘合层。其例子包括各自含有例如丙烯酸类聚合物、硅氧烷类聚合物、聚酯、聚氨酯、聚酰胺、聚乙烯醚、醋酸乙烯酯/氯乙烯共聚物、改性聚烯烃、环氧类聚合物、氟类聚合物或橡胶类聚合物(例如天然橡胶类聚合物或合成橡胶类聚合物)之类的聚合物作为基础聚合物的那些粘合剂或压敏粘合剂,其可以适当地选择和使用。特别是,在一个被粘物是通过在聚乙烯醇类膜上吸附例如碘的二色性物质并且对该膜进行单轴拉伸而制备的偏光片的情况下,优选使用水性粘合剂作为粘合剂。特别优选使用含有聚乙烯醇类树脂作为主要组分的粘合剂。其具体例子包括含有具有乙酰乙酰基的改性聚乙烯醇作为主要组分的粘合剂“GOHSEFIMER Z200”(商品名,日本合成化学工业株式会社提供)。从优异的光学透明性、适合的压敏粘合性质(例如湿润性、凝聚性和粘附性)和优异的耐气候性和耐热性的角度来看,优选使用含有丙烯酸类聚合物作为基础聚合物的丙烯酸类压敏粘合剂作为压敏粘合剂。其具体例子包括含有丙烯酸类压敏粘合剂作为压敏粘合层的双面光带“SK-2057”(商品名,Soken化学工业株式会社提供)。
优选将阳极A板30配置为使其慢轴基本垂直于邻接的第一偏光片20的吸收轴。在本发明的说明书中,短语“基本垂直”包括阳极A板30的慢轴和第一偏光片20的吸收轴形成90°±2.0°的角度的情况,优选90°±1.0°,更优选90°±0.5°。角度大大偏离上述范围易于导致采用阳极A板30的液晶显示装置的对比度降低。
D-3.阳极A板的结构
阳极A板的结构(层积结构)没有特别限制,只要满足如上面D-1部分所述的光学性能。具体地说,阳极A板可以是单层相位差膜,或者可以是两个或多个相位差膜的层积体。为减少由于偏光片的收缩应力或背光的热所造成的相位差值的偏移或者不均匀并且减少液晶面板的厚度,优选阳极A板是单层相位差膜。作为层积体的阳极A板可以包括粘合层、压敏粘合层等,用于粘合两个或多个相位差膜。在作为层积体的阳极A板包括两个或多个相位差膜的情况下,这些相位差膜可以彼此相同或不同。相位差膜将在下面详细描述。
可以根据所使用的相位差膜的数目适当地选择用作阳极A板的相位差膜的Re[590]。例如,在阳极A板由单层相位差膜形成的情况下,优选相位差膜的Re[590]等于阳极A板的Re[590]。因此,优选用于将阳极A板层积在偏光片或阳极C板上的压敏粘合层、粘合层等的相位差尽可能地小。此外,在阳极A板是包括两个或多个相位差膜的层积体的情况下,例如,优选将层积体设计为使得多个相位差膜的总Re[590]等于阳极A板的Re[590]。具体地说,Re[590]为140nm的阳极A板可以通过将Re[590]各自为70nm的两个相位差膜层积在一起使其各自的慢轴彼此垂直而得到。为简单起见,本说明书描述了各自使用了少于或等于两个相位差膜的情况,但是显而易见地本发明可以应用于包括三个或更多个相位差膜的层积体。
优选阳极A板的总厚度为10到500μm,更优选20到400μm,最优选30到300μm。阳极A板的厚度在上述范围内可提供具有优异光学均匀性的液晶显示装置。
D-4.用于阳极A板的相位差膜
优选用于阳极A板的相位差膜是具有优异的透明度、机械强度、热稳定性、防水性等,并且几乎不会由于畸变(distortion)而导致光学不均匀的相位差膜。优选使用含有热塑性树脂作为主要组分的聚合物膜的拉伸膜作为相位差膜。在本发明的说明书中,术语“拉伸膜”是指通过以下方式获得的在特定方向上具有增强的分子配向的塑料膜:在适当的温度下对未拉伸膜施加张力;或者对预先拉伸过的膜施加额外的张力。
优选相位差膜的透光率在23℃下使用波长为590nm的光测量为大于或等于80%,更优选大于或等于85%,特别优选大于或等于90%。透光率的理论上限是100%,其可行的上限可以是94%。优选阳极A板在总体上具有相似的透光率。
优选相位差膜的光弹性系数的绝对值C[590](m2/N)为2.0×10-13至1.0×10-10,更优选1.0×10-12至1.0×10-10,特别优选1.0×10-12至3.0×10-11。光弹性系数的绝对值在以上范围内可以提供具有优异的显示均匀性的液晶显示装置。
根据目的或阳极A板的层积体结构,相位差膜可以具有任何适合的厚度。在阳极A板由单层相位差膜形成的情况下,相位差膜的厚度等于阳极A板的总厚度。此外,在阳极A板具有层积结构的情况下,各相位差膜的厚度可以被设定为使得相位差膜的总厚度等于阳极A板的优选总厚度。相位差膜可能各自具有相同或者不同的厚度。具体地说,优选相位差膜的厚度为10到250μm,更优选20到200μm,特别优选30到150μm。相位差膜的厚度在上述范围内可以提供具有优异的机械强度和显示均匀性的相位差膜。
可以使用任何适当的形成方法作为得到含有热塑性树脂作为主要组分的聚合物膜的方法。任何适当的方法可以选自压铸法、传递模塑法、注塑法、挤出法、吹塑法、粉料模塑法、FRP模塑法、溶剂浇铸法等。其中,优选挤出法和溶剂浇铸法,因为能够得到具有良好的光学均匀性的高度光滑的相位差膜。具体地说,挤出法包括:在加热下将含有作为主要成分的热塑性树脂、增塑剂、添加剂等的树脂组合物熔融;使用T-模具等在流延辊(casting roller)的表面上将熔融的树脂组合物挤出成为薄膜;并且使其整体冷却而制备膜。此外,溶剂浇铸法包括:使通过将含有作为主要组分的热塑性树脂、增塑剂、添加剂等的树脂组合物溶解在溶剂中制备的浓溶液(浓液)消泡;将消泡的溶液在不锈钢带或不锈钢转鼓的表面上浇铸成为薄膜;并且使溶剂蒸发以制备膜。成型条件可以根据所使用的树脂的组成或者种类、成型方法等适当地选择。
上述聚合物膜的玻璃化转变温度(Tg)不特别限制,但是优选110至185℃,更优选120至180℃,特别优选125至175℃。高于或等于110℃的Tg易于形成具有良好的热稳定性的膜,而低于或等于185℃的Tg易于通过拉伸来控制膜的面内相位差值和厚度方向的相位差值。玻璃化转变温度(Tg)可以根据JIS K7121通过差示扫描量热法(DSC)来测定。
形成热塑性树脂的材料的例子包括:通用塑料,例如聚乙烯、聚丙烯、聚降冰片烯、聚氯乙烯、纤维素酯、聚苯乙烯、ABS树脂、AS树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醋酸乙烯酯和聚偏二氯乙烯;通用工程塑料,例如聚酰胺、聚缩醛、聚碳酸酯、改性聚苯醚、聚对苯二甲酸丁二酯和聚对苯二甲酸乙二酯;和特级工程塑料,例如聚苯硫醚、聚砜、聚醚砜、聚醚醚酮、多芳基化合物、液晶聚合物、聚酰胺酰亚胺、聚酰亚胺和聚四氟乙烯。热塑性树脂可以在适当的聚合物改性后使用。聚合物改性的例子包括共聚、接枝、交联和在分子末端和立构规整性方面的改性。两种或多种热塑性树脂可以混合和使用。
含有热塑性树脂作为主要组分的聚合物膜可以根据需要进一步含有任何适合的添加剂。添加剂的具体例子包括增塑剂、热稳定剂、光稳定剂、润滑剂、抗氧化剂、紫外吸收剂、阻燃剂、着色剂、抗静电剂、相容剂、交联剂和增稠剂。所使用的添加剂的种类和数量可以根据目的适当地设定。将聚合物膜中的总固含量作为100,添加剂的用量通常为0.1至10或更少(重量比)。
因为其优异的透明度、机械强度、热稳定性和防水性能、相位差值的可展性、相位差值的易控性、对偏光片的粘附性等,用于本发明的阳极A板的相位差膜优选含有聚降冰片烯或聚碳酸酯作为主要组分的聚合物膜的拉伸膜。
聚降冰片烯是指通过使用具有降冰片烯环的降冰片烯类单体作为部分或全部起始物质(单体)而得到的(共)聚合物。聚降冰片烯是通过使用具有降冰片烯环(在降冰片烷环上具有双键)的降冰片烯类单体作为起始物质而获得的。然而,(共)聚合物在重复单元中可能具有或者可能不具有降冰片烷环。作为不具有降冰片烷环的(共)聚合物的聚降冰片烯是通过开环从形成五员环的单体来形成的,并且该单体的典型例子包括降冰片烯、二环戊二烯、5-苯基降冰片烯和其衍生物。在聚降冰片烯是共聚物的情况下,其重复单元的排列不特别限制。聚降冰片烯可以是无规共聚物、嵌段共聚物或者接枝共聚物。
聚降冰片烯的例子包括:(A)通过对降冰片烯类单体的开环(共)聚合物进行氢化而得到的树脂;和(B)通过降冰片烯类单体的加成(共)聚合而得到的树脂。降冰片烯类单体的开环(共)聚合物包括通过对一个或多个降冰片烯类单体和α-烯烃、环烯和/或非共轭二烯的开环共聚物进行氢化而得到的树脂。通过降冰片烯类单体的加成(共)聚合而得到的树脂包括通过对一个或多个降冰片烯类单体和α-烯烃、环烯和/或非共轭二烯的加成(共)聚而得到的树脂。优选用于阳极A板的相位差膜包括通过对降冰片烯类单体的开环(共)聚合物进行氢化而得到的树脂,从而得到具有优异的可模塑性和大的相位差值的高度均匀的相位差膜。
更优选地说,本发明所使用的相位差膜包括通过对降冰片烯类单体的开环(共)聚合物进行氢化而得到的树脂,并且至少含有由以下通式(1)、(2)和/或(3)所代表的重复单元。
Figure C20051013455800201
Figure C20051013455800211
在通式(1)、(2)和(3)中,R1至R14各自独立地代表氢、卤、具有1至5个碳原子的卤代烷基、具有1至5个碳原子的烷基、具有1至5个碳原子的亚烷基、具有1至5个碳原子的烯基、具有1至5个碳原子的烷氧基羰基、芳基、芳烷基、芳烷氧基、羟烷基、氰基、具有4至10个碳原子的环烷基、或者酰氧基、或其取代衍生物;并且n代表1或更大的整数。
特别优选,在通式(1)中,R1至R4各自独立地代表氢、卤、具有1至5个碳原子的卤代烷基、具有1至5个碳原子的烷基、具有1至5个碳原子的亚烷基、具有1至5个碳原子的烯基、具有1至5个碳原子的烷氧基羰基、芳基、芳烷基、芳烷氧基、具有4至10个碳原子的环烷基、或酰氧基;并且n代表1或更大的整数。此外,在通式(2)中,R5和R6各自独立地代表氢、卤、具有1至5个碳原子的卤代烷基、具有1至5个碳原子的烷基、具有1至5个碳原子的亚烷基、具有1至5个碳原子的烯基或具有1至5个碳原子的烷氧基羰基,并且n代表1或更大的整数。此外,在通式(3)中,R9至R14各自独立地代表氢或具有1至5个碳原子的烷基,并且n代表1或更大的整数。
最优选,在通式(1)中,R1和R2各自独立地代表氢、三氟甲基、甲基、乙基、亚甲基、亚乙基、乙烯基、丙烯基、甲氧基羰基、乙氧基羰基、苯基、乙苯基、苯甲酸基、环戊基或者环己基;R3和R4各自代表氢;并且n代表1或更大的整数。此外,在通式(2)中,R5和R6各自独立地代表氢、三氟甲基、甲基、乙基、亚甲基、亚乙基、乙烯基、丙烯基、甲氧基羰基或乙氧基羰基;R7和R8各自代表氢;并且n代表1或更大的整数。此外,在通式(3)中,R9至R12各自独立地代表氢或甲基;R13和R14各自代表氢;并且n代表1或更大的整数。
可以选择任何适当的单体作为降冰片烯类单体。例如,可以使用二环[2.2.1]-庚-2-烯(常用名:降冰片烯)及其衍生物。其具体例子包括5-甲基-二环[2.2.1]-庚-2-烯、5,5-二甲基-二环[2.2.1]-庚-2-烯、5-乙基-二环[2.2.1]-庚-2-烯、5-丙基-二环[2.2.1]-庚-2-烯、5-丁基-二环[2.2.1]-庚-2-烯、5-亚甲基-二环[2.2.1]-庚-2-烯、5-亚乙基-二环[2.2.1]-庚-2-烯、5-乙烯基-二环[2.2.1]-庚-2-烯、5-丙烯基-二环[2.2.1]-庚-2-烯,5-甲氧基羰基-二环[2.2.1]-庚-2-烯、5-乙氧基羰基-二环[2.2.1]-庚-2-烯、5-甲基-5-甲氧基羰基-二环[2.2.1]-庚-2-烯、5-甲基-5-乙氧基羰基-二环[2.2.1]-庚-2-烯、5-苯基-二环[2.2.1]-庚-2-烯、5-环戊基-二环[2.2.1]-庚-2-烯、5-环己基-二环[2.2.1]-庚-2-烯、5-苯甲酸基-5-甲基-二环[2.2.1]-庚-2-烯、5-三氟甲基-二环[2.2.1]-庚-2-烯、5,6-双(三氟甲基)-二环[2.2.1]-庚-2-烯、5-苄基-二环[2.2.1]-庚-2-烯、5-甲苯基-二环[2.2.1]-庚-2-烯、5-(乙苯基)-二环[2.2.1]-庚-2-烯、5-(异丙苯基)-二环[2.2.1]-庚-2-烯、5-氰基-二环[2.2.1]-庚-2-烯、二环[2.2.1]-庚-5-烯基-2-丙酸酯、二环[2.2.1]-庚-5-烯基-2-甲基辛酸酯、二环[2.2.1]-庚-5-烯-5,6-二羧酸酐、和5-羟甲基-二环[2.2.1]-庚-5-烯,及其被极性基团(比如卤素)所取代的产物。
也可以使用三环[4.3.12,5.01,6]-癸-3,7-二烯(常用名:二环戊二烯)和其衍生物。其具体的例子包括:2,3-二氢-三环[4.3.12,5.01,6]-癸-3,7-二烯、三环[4.3.12,5.01,6]-癸-3-烯、2-甲基-三环[4.3.12,5.01,6]-癸-3-烯和5-甲基-三环[4.3.12,5.01,6]-癸-3-烯、及其被极性基团(比如卤素)所取代的产物。
可以使用三环[4.4.12,5.01,6]-十一-3,7-二烯、三环[4.4.12,5.01,6]-十一-3,8-二烯和三环[4.4.12,5.01,6]-十一-3-烯及其衍生物(比如被极性基团(比如卤素)所取代的产物)。
也可以使用四环[4.4.12,5.17,10.0]-十二-3-烯(常用名:四环十二碳烯)及其衍生物。其具体例子包括8-甲基-四环[4.4.12,5.17,10.0]-十二-3-烯、8-乙基-四环[4.4.12,5.17,10.0]-十二-3-烯、8-亚甲基-四环[4.4.12,5.17,10.0]-十二-3-烯、8-亚乙基-四环[4.4.12,5.17,10.0]-十二-3-烯、8-乙烯基-四环[4.4.12,5.17,10.0]-十二-3-烯、8-丙烯基-四环[4.4.12,5.17,10.0]-十二-3-烯、8-甲氧基羰基-四环[4.4.12,5.17,10.0]-十二-3-烯、8-乙氧基羰基-四环[4.4.12,5.17,10.0]-十二-3-烯、8-正丙氧基羰基-四环[4.4.12,5.17,10.0]-十二-3-烯、8-丁氧基羰基-四环[4.4.12,5.17,10.0]-十二-3-烯、8-苯氧基羰基-四环[4.4.12,5.17,10.0]-十二-3-烯、8-三氟甲基-四环[4.4.12,5.17,10.0]-十二-3-烯、8-甲基-8-三氟甲基-四环[4.4.12,5.17,10.0]-十二-3-烯、8-甲基-8-甲氧基羰基-四环[4.4.12,5.17,10.0]-十二-3-烯、8-甲基-8-乙氧基羰基-四环[4.4.12,5.17,10.0]-十二-3-烯、8-甲基-8-正丙氧基羰基-四环[4.4.12,5.17,10.0]-十二-3-烯、8-甲基-8-丁氧基羰基-四环[4.4.12,5.17,10.0]-十二-3-烯和8-甲基-8-苯氧基羰基-四环[4.4.12,5.17,10.0]-十二-3-烯,及其被极性基团(比如卤素)所取代的产物。降冰片烯类单体可以单独使用或者组合使用。降冰片烯类单体可以在经受过任何适当的改性之后使用。
也可以使用八氢化萘及其衍生物。其具体例子包括:1,4:5,8-二亚甲基-1,4,4a,5,6,7,8a-八氢化萘和6-甲基-1,4:5,8-二亚甲基-1,4,4a,5,6,7,8a-八氢化萘。
优选降冰片烯类单体为5-甲基-二环[2.2.1]-庚-2-烯、5-甲基-二环[2.2.1]-庚-2-烯、5,5-二甲基-二环[2.2.1]-庚-2-烯、5-亚乙基-二环[2.2.1]-庚-2-烯、5-甲氧基羰基-二环[2.2.1]-庚-2-烯、5-甲基-5-甲氧基羰基-二环[2.2.1]-庚-2-烯、5-苯基-二环[2.2.1]-庚-2-烯、三环[4.3.12,5.01,6]-十一-3,7-二烯、2,3-二氢-三环[4.3.12,5.01,6]-癸-3,7-二烯、三环[4.3.12,5.01,6]-十一-3-烯、四环[4.4.12,5.17,10.0]-十二-3-烯、8-甲基-四环[4.4.12,5.17,10.0]-十二-3-烯、8-甲氧基羰基-四环[4.4.12,5.17,10.0]-十二-3-烯、8-甲基-8-甲氧基羰基-四环[4.4.12,5.17,10.0]-十二-3-烯、1,4:5,8-二亚甲基-1,4,4a,5,6,7,8a-八氢化萘或6-甲基-1,4:5,8-二亚甲基-1,4,4a,5,6,7,8a-八氢化萘或其组合。
优选α-烯烃具有2至20个碳原子,或者更优选2至10个碳原子。α-烯烃的具体例子包括乙烯、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、4,4-二甲基-1-戊烯、1-己烯、3-甲基-1-己烯、4,4-二甲基-1-己烯、4-乙基-1-己烯、3-乙基-1-己烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十二烯、1-十四烯、1-十六烯和1-二十烯。其中,特别优选乙烯。这些α-烯烃可以单独使用或者组合使用。α-烯烃可以根据需要与其它乙烯类单体共聚,除非会削弱本发明的效果。
环烯的例子包括环丁烯、环戊烯、环己烯、3-甲基-环己烯、3,4-二甲基-环己烯、2-(2-甲基丁基)-1-环己烯、环庚烯、环辛烯、6-溴-3-氯-4-甲基环己烯、3a,5,6,7a-四氢-4,7-亚甲基-1H-茚和5,6-二氢二环戊二烯。这些环烯烃可以单独使用或组合使用。这些环烯烃可以根据需要与其它乙烯类单体共聚,除非会削弱本发明的效果。
非共轭二烯的例子包括1,4-己二烯、4-甲基-1,4-己二烯、5-甲基-1,4-己二烯和1,7-辛二烯。这些非共轭二烯可以单独使用或组合使用。这些非共轭二烯可以根据需要与其它乙烯类单体共聚,除非会削弱本发明的效果。
通过对降冰片烯类单体的开环(共)聚合物进行氢化而得到的树脂可以通过以下方式获得:使降冰片烯类单体或类似物经过易位(metathesis)反应以得到开环(共)聚合物;并且对该开环(共)聚合物进行氢化。该树脂通过以下方法生产,例如:“Development andapplied techniques of optical polymer materials(光学聚合物质的发展和应用技术)”,NTS公司出版,第103页至第111页(2003)所述的方法;JP 11-116780A中[0059]和[0060]段所述的方法;JP 2001-350017A中[0035]至[0037]段所述的方法;以及JP 2005-008698A中[0053]段所述的方法,这些并入本文作为参考。
易位反应中所使用的开环聚合的催化剂的例子包括:金属卤化物,例如钌、铑、钯、锇、铱或铂的卤化物;由硝酸盐或者乙酰丙酮化合物和还原剂组成的聚合催化剂;以及由金属卤化物(例如钛、钒、锆、钨或者钼的卤化物)或者乙酰丙酮化合物和有机铝化合物组成的聚合催化剂。反应条件(比如聚合温度和聚合压力)可以根据降冰片烯类单体的类型、预期分子量等适当地选择。在本发明的一个实施方式中,聚合温度优选为-50℃至100℃,并且聚合压力优选为0至50kgf/cm2
通过对降冰片烯类单体的开环(共)聚合物进行氢化而得到的树脂中的每一种均可以通过在任何适合的氢化催化剂的存在下吹入氢气来进行的氢化反应而得到。氢化催化剂的具体例子包括:由过渡金属化合物/烷基金属化合物组成的均相催化剂,比如醋酸钴/三乙基铝、乙酰基丙酮酸镍/三异丁基铝、二氯化二茂钛/正丁基锂、二氯化二茂锆/仲丁基锂、或者四丁氧基钛酸盐/二甲基镁;非均相金属催化剂,比如镍、钯或铂;以及非均相固体负载(solid-carrying)催化剂,其中金属催化剂被装载(carry)在载体上,比如镍/二氧化硅、镍/硅藻土、镍/氧化铝、钯/碳、钯/二氧化硅、钯/硅藻土或者钯/氧化铝。
通过降冰片烯类单体的加成(共)聚合而得到的树脂可以通过JP61-292601A中的实施例1所述的方法而得到,其被并入本文作为参考。
优选本发明所使用的聚降冰片烯的重均分子量(Mw)使用甲苯溶剂通过凝胶渗透色谱(GPC)法测量为20,000至400,000,更优选30,000至300,000,特别优选40,000至200,000,最优选40,000至80,000。重均分子量在上述范围内的聚降冰片烯具有优异的机械强度,并且在铸塑中具有良好的溶解性、模塑性能和可操作性。
在聚降冰片烯是通过对降冰片烯类单体的开环(共)聚合物进行氢化而得到的情况下,优选氢化率大于或等于90%,更优选大于或等于95%,最优选大于或等于99%。以上述范围内的氢化率得到的聚降冰片烯具有优异的耐热性和优异的耐光性。氢化率可以通过以下方法获得:使聚降冰片烯经受1H-NMR(500MHz)测量;并且从烷烃基氢原子与烯烃基氢原子的累积强度比来测定氢化率。
用于阳极A板的相位差膜可以包括两种或多种类型的聚降冰片烯。相位差膜除聚降冰片烯外可以包括另一种热塑性树脂。将相位差膜的总固含量作为100,优选另一种热塑性树脂的含量(重量比)大于0并且小于或等于50,更优选大于0并且小于或等于40。另一种热塑性树脂的含量在上述范围内可以提供具有小的光弹性系数、良好的波长色散性和优异的耐久性、机械强度和透明度的相位差膜。
根据目的可以选择任何适当的热塑性树脂作为热塑性树脂。其具体例子包括:通用塑料,比如聚烯烃树脂、聚氯乙烯类树脂、纤维素类树脂、苯乙烯类树脂、丙烯腈/丁二烯/苯乙烯类树脂、丙烯腈/苯乙烯类树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醋酸乙烯酯和聚偏二氯乙烯类树脂;通用工程塑料,比如聚酰胺类树脂、聚缩醛类树脂、聚碳酸酯类树脂、改性聚苯醚类树脂、聚对苯二甲酸丁二酯类树脂和聚对苯二甲酸乙二酯类树脂;以及特级工程塑料,比如聚苯硫醚类树脂、聚砜类树脂、聚醚砜类树脂、聚醚醚酮类树脂、多芳基化合物类树脂、液晶树脂、聚酰胺-酰亚胺类树脂、聚酰亚胺类树脂和聚四氟乙烯类树脂。这些热塑性树脂可以单独使用或组合使用。这些热塑性树脂可以在经过任何适当的聚合物改性后使用。聚合物改性的例子包括共聚、交联、分子末端改性和立构规整性改性。
在用于阳极A板的相位差膜是含有聚降冰片烯和另一种热塑性树脂的拉伸聚合物膜的情况下,优选另一种热塑性树脂是苯乙烯类树脂。苯乙烯类树脂用于调节相位差膜的波长色散性或者光弹性系数。在本发明的说明书中,术语“苯乙烯类树脂”是指通过使苯乙烯类单体聚合而得到的聚合物。苯乙烯类单体的例子包括苯乙烯、α-甲基苯乙烯、邻甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、对氯苯乙烯、对硝基苯乙烯、对氨基苯乙烯、对羧基苯乙烯、对苯基苯乙烯和2,5-二氯苯乙烯。
苯乙烯类树脂可以是通过苯乙烯类单体和另一种单体的反应而得到的共聚物。该共聚物的具体例子包括苯乙烯/马来酰亚胺共聚物、苯乙烯/马来酸酐共聚物和苯乙烯/甲基丙烯酸甲酯共聚物。在苯乙烯类树脂是通过苯乙烯类单体和另一种单体的反应而得到的共聚物的情况下,优选苯乙烯类单体的含量大于或等于50mol%并且小于100mol%,更优选大于或等于60mol%并且小于100mol%,最优选大于或等于70mol%并且小于100mol%。苯乙烯类单体的含量在以上范围内可以提供具有小的光弹性系数和优异的波长色散性的相位差膜。
优选苯乙烯类树脂的重均分子量(Mw)使用四氢呋喃溶剂通过凝胶渗透色谱(GPC)法测量为1,000至400,000,更优选2,000至300,000。苯乙烯类树脂的重均分子量在上述范围内具有良好的溶解性或模塑性能。
优选使用由芳香族二元酚组分和碳酸酯组分组成的芳香族聚碳酸酯作为本发明所使用的聚碳酸酯类树脂。芳香族聚碳酸酯通常可以通过芳香族二元酚化合物和碳酸酯前体之间的反应获得。也就是说,芳香族聚碳酸酯可以通过以下方法获得:光气法,其中在苛性碱和溶剂的存在下将光气吹入芳香族二元酚化合物中;或者酯交换法,其中在催化剂的存在下,使芳香族二元酚化合物和碳酸二芳酯进行酯交换。
芳香族二元酚化合物的具体例子包括2,2-双(4-羟苯基)丙烷;9,9-双(4-羟苯基)芴;4,4′-双苯酚;4,4′-二羟基二苯基醚;2,2-双(3-甲基-4-羟苯基)丙烷;2,2-双(3-溴-4-羟苯基)丙烷;2,2-双(4-羟基-3,5-二甲苯基)丙烷;双(4-羟苯基)甲烷;1,1-双(4-羟苯基)乙烷;2,2-双(4-羟苯基)丁烷;2,2-双(4-羟基-3,5-二甲苯基)丁烷;2,2-双(4-羟基-3,5-二丙苯基)丙烷;1,1-双(4-羟苯基)环己烷和1,1-双(4-羟苯基)-3,3,5-三甲基环己烷。芳香族二元酚化合物可以单独使用或组合使用。
碳酸酯前体的具体例子包括光气、上述二元酚的二氯甲酸酯、碳酸二苯酯、碳酸二对甲苯酯;碳酸苯基对甲苯基酯;碳酸二对氯苯基酯和碳酸二萘酯。其中,优选光气和碳酸二苯酯。
优选聚碳酸酯类树脂的重均分子量(Mw)使用四氢呋喃溶剂通过凝胶渗透色谱(GPC)法测量为25,000至250,000,更优选30,000至200,000,特别优选40,000至100,000。聚碳酸酯类树脂的重均分子量在上述范围内能够提供具有优异的机械强度、溶解性、成型性和流延可操作性的聚合物膜。
其中,从优异的波长色散性和易展开(developing)的相位差值的角度来看,优选含有由以下通式(4)代表的重复单元(C)和由以下通式(5)代表的重复单元(D)、并且具有芴结构的聚碳酸酯用于阳极A板。
Figure C20051013455800281
在通式中,R1和R2各自独立地代表氢、卤、具有1至5个碳原子的卤代烷基、具有1至5个碳原子的烷基、具有1至5个碳原子的烷氧基、具有1至5个碳原子的烷氧基羰基、具有1至5个碳原子的烷基羰氧基及其取代衍生物。在通式中,n和m各自代表1或更大的整数,并且更优选R1和R2各自代表具有1至5个碳原子的烷基,特别优选代表甲基。
在含有由通式(4)代表的重复单元(C)和由通式(5)代表的重复单元(D)的聚碳酸酯中,优选重复单元(C)与重复单元(D)之间的比率(C∶D)为2∶8至4∶6。比率(C∶D)在以上范围内的聚碳酸酯形成在宽的可见光区域内具有均匀的相位差值的相位差膜。因此,可以降低液晶显示器的黑色显示中的斜向色移。注意,该比率可以通过所使用的单体(例如芳香族二元酚组分)的比率来进行调节。
除上述聚合物膜之外,实际上可以使用市售光学膜作为用于阳极A板的相位差膜。市售光学膜可以在使用前经受例如拉伸处理和/或松弛处理的加工。市售聚降冰片烯膜的具体例子包括:“ZEONEX系列”(480、480R等,商品名,Zeon株式会社提供);“ZEONOR系列”(ZF14、ZF16等,商品名,Zeon株式会社提供)和“ARTON系列”(ARTON G、ARTON F等,商品名,JSR株式会社提供)。市售聚碳酸酯膜的具体例子包括:“Pureace系列”(商品名,Teijin公司提供);“Elmech系列”(R140、R435等,商品名,Kaneka株式会社提供);“Illuminex系列”(商品名,GE塑料日本公司提供)。
可以使用任何适合的拉伸方法作为形成含有热塑性树脂作为主要组分的聚合物膜的拉伸膜的方法。拉伸方法的具体例子包括:纵向单轴拉伸法;横向单轴拉伸法;纵向和横向同步双轴拉伸法;以及纵向和横向顺序双轴拉伸法。任何适当的拉伸机可以用作拉伸工具,比如辊式拉伸机、扩幅拉伸机或双轴拉伸机。在进行热拉伸的情况下,拉伸温度可以连续变化或可以逐步变化。拉伸可以两步或多步完成。优选使用纵向单轴拉伸法或横向单轴拉伸法,因为可以得到在膜的宽度方向上慢轴变化小的相位差膜。为了增强分子的单轴性能(分子的配向方向容易在特定方向上配向),特别优选使用纵向单轴拉伸法,并且该方法的特征在于即使使用几乎不会引起相位差值的材料也能得到大的相位差值。横向单轴拉伸法使得可以辊式生产(roller production)具有相位差膜和附着的偏光片(其中相位差膜的慢轴和偏光片的吸收轴彼此垂直)的层积体,并且该方法的特征在于产率可以大大提高。
优选聚合物膜的拉伸过程中拉伸炉内的温度(也称为拉伸温度)等于或高于聚合物膜的玻璃化转变温度(Tg),因为相位差值容易在宽度方向上均匀,并且膜几乎不会结晶(变得有云花纹)。优选拉伸温度为Tg+1℃至Tg+30℃。更具体地说,拉伸温度通常为110至200℃,更优选120至180℃。玻璃化转变温度(Tg)可以根据JIS K7121-1987通过差示扫描量热法(DSC)来测定。
控制拉伸炉内温度的具体方法没有特别限制,并且可以适当地选自使用以下设备的加热方法或温度控制方法:热空气或冷空气在其中循环的空气循环式恒温炉;使用微波、远红外线等的加热器;用于温度调节的加热辊;热导管辊和加热的金属带。
聚合物膜的拉伸过程中的拉伸比没有特别限制,并且可以根据聚合物膜的组成、挥发组分或类似物的种类、挥发组分或类似物的残留量、设计的相位差值等适当地确定。具体地说,优选拉伸比为1.05倍至2.00倍。拉伸过程中的输送速度没有特别限制,但是考虑拉伸机的机械精度、稳定性等,优选0.5至20米/分钟。
E.阳极C板
在本发明的说明书中,阳极C板是指满足折射率分布为nz>nx≈ny(这里,nx和ny分别代表慢轴方向和快轴方向的主面内折射率,并且nz代表厚度方向的折射率)的正单轴相位差光学元件。正单轴相位差光学元件理想地在膜的法线方向上具有光轴。在本发明的说明书中,nx=ny不仅包括nx和ny完全相等的情况,也包括nx和ny基本相等的情况。本文所使用的短语“nx和ny基本相等”包括面内相位差值(Re[590])小于或等于10nm的情况。
E-1.阳极C板的光学性能
优选本发明所使用的阳极C板的Re[590]为0至5nm,更优选0至2nm。Re[590]在以上范围内可增大液晶显示装置的斜向对比度。
优选本发明所使用的阳极C板的Rth[590]为-200至-30nm,更优选-180nm至-40nm,特别优选-160nm至-50nm,最优选-130nm至-70nm。Rth[590]在以上范围内可增大液晶显示装置的斜向对比度。
E-2.配置阳极C板的方法
参考图1、2A和2B,阳极C板40配置在阳极A板和液晶单元10之间。根据目的,可以使用任何适合的方法作为将阳极C板配置在阳极A板30和液晶单元10之间的方法。优选通过在阳极C板40的两侧上提供粘合层或压敏粘合层(未显示)而将阳极C板40粘合到阳极A板30和液晶单元10上。这样可以增大采用阳极C板40的液晶显示装置的对比度。
粘合层或压敏粘合层的厚度可以根据预期的用途、粘合强度等适当地确定。粘合层的厚度通常为0.1至50μm,优选0.1至20μm,特别优选0.1至10μm。压敏粘合层的厚度通常为1至100μm,优选5至80μm,特别优选10至50μm。
任何适合的粘合剂或压敏粘合剂可以用于形成粘合层或压敏粘合层。其例子包括各自含有例如丙烯酸类聚合物、硅氧烷类聚合物、聚酯、聚氨酯、聚酰胺、聚乙烯醚、醋酸乙烯酯/氯乙烯共聚物、改性聚烯烃、环氧类聚合物、氟类聚合物或橡胶类聚合物(例如天然橡胶类聚合物或合成橡胶类聚合物)之类的聚合物作为基础聚合物的那些粘合剂或压敏粘合剂,以上所列出的这些粘合剂或压敏粘合剂可以适当地选择和使用。特别是,在一个被粘物是用于液晶单元的基板(通常是,玻璃基板)的情况下,优选使用压敏粘合剂,因为当在偏光片的粘合过程中发生轴偏移时,可以将偏光片剥离(也称为重新加工)以重新利用该液晶单元。从优异的光学透明性、适合的压敏粘合性质(例如湿润性、凝聚性和粘附性)和优异的耐气候性和耐热性的角度来看,优选使用含有丙烯酸类聚合物作为基础聚合物的丙烯酸类压敏粘合剂作为用于将阳极C板粘附到液晶单元10的表面的压敏粘合剂。其具体例子包括含有丙烯酸类压敏粘合剂作为压敏粘合层的双面光带“SK-2057”(商品名,Soken化学工业株式会社提供)。
在阳极C板40的nx和ny完全相等的情况下,阳极C板40显示出不存在面内双折射,并且其慢轴无法被检测到。因此,阳极C板40可以与第一偏光片20的吸收轴、阳极A板30的慢轴和液晶单元10中的液晶分子的配向方向无关而独立地进行配置。在阳极C板40的nx和ny基本相等但是稍微不同的情况下,其慢轴可以被检测到。在这种情况下,优选将阳极C板40配置为使其慢轴基本平行或垂直于第一偏光片20的吸收轴。在本发明的说明书中,短语“基本平行”包括阳极C板40的慢轴和第一偏光片20的吸收轴形成0°±2.0°的角度的情况,优选0°±1.0°,更优选0°±0.5°。短语“基本垂直”包括阳极C板40的慢轴和第一偏光片20的吸收轴形成90°±2.0°的角度的情况,优选90°±1.0°,更优选90°±0.5°。角度大大偏离上述范围易于导致采用阳极C板40的液晶显示装置的对比度降低。
E-3.阳极C板的结构
阳极C板的结构(层积结构)没有特别限制,只要满足如以上E-1部分所述的光学性能。具体地说,阳极C板可以是单层相位差膜,或者可以是两个或多个相位差膜的层积体。为减少由于偏光片的收缩应力或背光的热所造成的相位差值的偏移或不均匀,并且减少液晶面板的厚度,优选阳极C板是单层相位差膜。作为层积体的阳极C板可以包括用于粘合两个或多个相位差膜的粘合层、压敏粘合层等。在作为层积体的阳极C板包括两个或多个相位差膜的情况下,这些相位差膜可以彼此相同或不同。下面将详细描述相位差膜。
用作阳极C板的相位差膜的Rth[590]可以根据所使用的相位差膜的数目适当地选择。例如,在阳极C板由单层相位差膜形成的情况下,优选相位差膜的Rth[590]等于阳极C板的Rth[590]。因此,优选用于将阳极C板层积在阳极A板或液晶单元上的压敏粘合层、粘合层等的相位差尽可能地小。此外,在阳极C板是包括两个或多个相位差膜的层积体的情况下,例如,优选将该层积体设计为相位差膜的总Rth[590]等于阳极C板的Rth[590]。具体地说,Rth[590]为-100nm的阳极C板可以通过将Rth[590]各自为-50nm的两个相位差膜层积在一起,或者通过将Rth[590]为+50nm的相位差膜和Rth[590]为-150nm的相位差膜层积在一起而得到。在这样的情况下,将两个相位差膜层积为使得其各自的慢轴彼此垂直,这样能够降低阳极C板的面内相位差值。为简单起见,本说明书描述了各采用少于或等于两个相位差膜的情况,但是显而易见地本发明可以适用于包括三个或更多个相位差膜的层积体。
在阳极C板由单层相位差膜形成的情况下,优选阳极C板的总厚度为0.1至3μm,更优选0.3至2μm,特别优选0.5至2μm。在阳极C板由两个或多个相位差膜形成的情况下,优选阳极C板的总厚度为10至200μm,更优选20至150μm,特别优选30至120μm。
E-4.用于阳极C板的相位差膜
优选用于阳极C板的相位差膜是具有优异的透明度、机械强度、热稳定性、防水性等,并且几乎不会由于畸变而引起光学不均匀的相位差膜。优选该相位差膜是垂直配向的液晶组合物的硬化层或固化层。
在本发明的说明书中,术语“垂直配向”指的是液晶组合物中的液晶化合物平行于膜的法线方向均匀配向的状态。术语“硬化层”是指通过使软化的、熔融的或溶液态的液晶组合物冷却并且硬化而得到的层。术语“固化层”是指通过热、催化剂、光和/或辐照而将液晶组合物交联成不溶并且不熔的、或者几乎不溶和几乎不熔的稳定状态而得到的层。注意,“固化层”包括从液晶组合物的硬化层得到的固化层。
在本发明的说明书中,术语“液晶组合物”是指具有液晶相并且显示出液晶性的组合物。液晶相的具体例子包括向列型液晶相、近晶型液晶相和胆甾醇型液晶相。优选本发明所使用的液晶组合物具有向列型液晶相,从而得到高度透明的相位差膜。液晶相从分子结构中具有含有环状单元等的液晶性基团的液晶化合物发展而来。
将总固含量作为100,优选液晶组合物中液晶化合物的含量为40至100(重量比),更优选50至99(重量比),特别优选70至98(重量比)。在不抑制本发明的效果的情况下,液晶组合物可以含有各种添加剂,例如均化剂、聚合引发剂、配向剂(aligner)、热稳定剂、润滑剂、增塑剂和抗静电剂。
液晶化合物的含有环状单元等的液晶性基团的例子包括联苯基、苯甲酸苯酯基、苯基环己烷基、氧化偶氮苯基、偶氮甲碱(azomethine)基、偶氮苯基、苯基嘧啶基、联苯乙炔基、苯甲酸联苯酯基、双环己烷基、环己基苯基和三联苯基。环状单元的末端可以带有取代基,例如氰基、烷基、烷氧基或卤基。其中,优选所使用的含有环状单元等的液晶性基团具有联苯基或苯甲酸苯酯。
优选所使用的液晶化合物在分子的一部分中具有至少一个可聚合官能团。可聚合官能团的例子包括丙烯酰基、异丁烯酰基、环氧基和乙烯醚基。其中,优选使用丙烯酰基或异丁烯酰基。此外,优选该液晶化合物在分子的一部分中具有两个或多个可聚合官能团,从而通过由聚合反应形成的交联结构改进耐久性。在分子的一部分中具有两个可聚合官能团的液晶化合物的具体例子包括“Paliocolor LC242”(商品名,BASF Aktiengesellschaft提供)。
更优选用于阳极C板的相位差膜包括含有JP 2002-174725A中所述的液晶化合物的液晶组合物,并且是通过使液晶组合物垂直配向而得到的硬化层或固化层。特别优选用于阳极C板的相位差膜包括含有由以下通式(6)所代表的液晶聚合物的液晶组合物,并且是通过使该液晶组合物垂直配向而得到的硬化层或固化层。最优选用于阳极C板的相位差膜包括含有由以下通式(6)所代表的液晶聚合物和在分子的一部分中具有至少一个可聚合官能团的液晶化合物的液晶组合物,并且是通过使该液晶组合物垂直配向而得到的硬化层或固化层。这样的液晶组合物能够提供具有优异的光学均匀性的高度透明的相位差膜。
Figure C20051013455800341
在通式(6)中,h代表14至20的整数。当m和n的和是100时,m是50至70并且n是30至50。
获得垂直配向的液晶组合物的方法的例子是包括将液晶组合物的熔融产品或溶液涂覆在经受了配向处理的基板上的方法。其优选例子包括,涉及将通过使液晶组合物溶解在溶剂中而制备的溶液(也称为涂覆溶液)涂覆在经受了配向处理的基板上的方法。这种方法能提供几乎没有液晶组合物的配向缺陷(也称为向错(disclination))的相位差膜。
涂覆溶液可以通过使用市售的液晶组合物溶液来制备,或者可以通过向市售的含有液晶组合物的溶液中加入溶剂而制备。或者,涂覆溶液可以通过以下方法制备:将液晶组合物的固体内容物溶解在各种溶剂中;或者根据需要向液晶化合物中加入各种添加剂并且加入溶剂以溶解添加剂。
涂覆溶液的总固含量随溶解度、涂覆粘度、相对于基板的湿润性、涂覆后的厚度等而变化。然而,将溶剂作为100,固含量通常为2至100(重量比),更优选10至50(重量比),特别优选20至40(重量比)。其固含量在上述范围内能够提供具有高度表面均匀性的相位差膜。
可以使用能够均匀溶解液晶组合物以制备溶液的液体物质作为溶剂。溶剂的例子包括:非极性溶剂,例如苯或己烷;极性溶剂,例如水或醇。溶剂的进一步的例子包括:无机溶剂,例如水;和有机溶剂,例如醇、酮、醚、酯、脂肪烃和芳香烃、卤代烃、酰胺和溶纤剂。优选溶剂是至少一种选自环戊酮、环己酮、甲基异丁基酮、甲基乙基酮、甲苯、醋酸乙酯和四氢呋喃中的溶剂。这样的溶剂在实际应用中不会对基板产生例如腐蚀之类的负面影响,并且能够充分溶解液晶组合物。
基板没有特别限制,其可以使用的例子包括:玻璃基板,例如玻璃片或石英基板;聚合物基板,例如塑料膜或塑料基板;金属基板,例如铝基板或铁基板;无机基板,例如陶瓷基板;和半导体基板,例如硅晶片。特别优选聚合物基板,因为其具有优异的基板平滑性和与液晶组合物的湿润性,并且允许使用辊进行连续生产,从而显著地改进了产率。
形成聚合物基板的材料的例子包括热固性树脂、紫外固化树脂、热塑性树脂、热塑性弹性体和生物降解塑料。其中,优选使用热塑性树脂。热塑性树脂可以是非晶聚合物或结晶聚合物。非晶聚合物具有优异的透明度,因此其优点在于相位差膜(阳极C板)实际上可以无需从基板上剥离而用于液晶面板或类似物。相反,结晶聚合物具有优异的刚性、强度和耐化学性,因此其优点在于能够稳定地生产相位差膜(阳极C板)。最优选聚对苯二甲酸乙二酯用于聚合物基板,因为其优异的表面均匀性、强度、耐化学性和生产稳定性。聚对苯二甲酸乙二酯基板通常在使垂直配向的液晶组合物硬化或固化后剥离。
根据液晶化合物的种类、用于基板的材料等,可以选择任何适合的配向处理。其具体例子包括:基板表面直接配向处理(A);基板表面间接配向处理(B);以及基板表面变形(deformation)配向处理(C)。在本发明的说明书中,术语“基板表面直接配向处理(A)”是指包括以下步骤的方法:在基板表面上通过例如溶液涂覆(湿处理)或等离子聚合或溅射(干处理)之类的方法形成配向剂的薄层;并且利用配向剂和液晶化合物之间的相互作用在特定方向上调节液晶化合物的配向方向。术语“基板表面间接配向处理(B)”是指包括以下步骤的方法:在基板表面涂覆预先溶解有配向剂的液晶组合物;并且利用配向剂从液晶组合物渗透并且在基板表面上吸附的现象以及利用配向剂和液晶化合物之间的相互作用在特定方向上调节液晶化合物的配向方向。术语“基板表面变形配向处理(C)”是指包括以下步骤的方法:使基板表面变形以形成粗糙表面;并且利用粗糙表面和液晶化合物之间的相互作用在特定方向上调节液晶化合物的配向方向。其中,在本发明中优选使用基板表面直接配向处理(A),因为这种处理具有优异的液晶化合物的配向能力,从而提供具有优异的光学均匀性的高度透明的相位差膜。
在基板表面上经受溶液涂覆的配向剂的具体例子包括卯磷脂、硬脂酸、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基胺盐酸化物、一元铬羧化物配合物(例如肉豆蔻酸铬配合物或全氟壬酸铬配合物)和有机硅烷(例如硅烷偶联剂或硅氧烷)。在基板表面上经受等离子聚合的配向剂的具体例子包括全氟二甲基环己烷和四氟乙烯。在基板表面上经受溅射的配向剂的具体例子是聚四氟乙烯。其中,特别优选有机硅烷作为配向剂,因为其优异的可操作性、产品质量和液晶化合物的配向能力。作为配向剂的有机硅烷的具体例子是含有四乙氧基甲硅烷作为主要组分的“Ethyl silicate(硅酸乙酯)”(商品名,COLCOAT公司提供)。
除上述方法之外,配向剂可以通过以下方法制备:采用市售的配向剂,或者市售的含有配向剂的溶液或分散体;向市售的配向剂、或者市售的含有配向剂的溶液或分散体中加入溶剂;将配向剂的固体内容物溶解或分散在各种溶剂中。
将涂覆溶液涂覆在基板表面上的方法没有特别限制。例如,可以采用使用任何适合的涂料器的涂覆方法。涂料器的具体例子包括反转辊式涂胶机、正旋转辊式涂胶机、凹槽辊涂胶机、刮刀式涂胶机、棒式涂胶机、缝隙孔涂胶机、幕涂机、喷式涂胶机、气刀涂胶机、吻涂机、浸涂机、液滴涂胶机、刮板式涂胶机、涂铸机、喷涂机、旋转涂胶机、挤涂机和热熔涂胶机。其中,本发明所使用的涂料器的优选例子包括反转辊式涂胶机、正旋转辊式涂胶机、凹槽辊涂胶机、棒式涂胶机、缝隙孔涂胶机、幕涂机、喷式涂胶机和旋转涂胶机。采用上述涂胶机的涂覆方法可以提供具有优异的表面均匀性和光学均匀性的非常薄的相位差膜。
根据所使用的液晶化合物的种类,可以采用使液晶组合物硬化和/或固化的方法作为使垂直配向的液晶组合物固定的方法。例如,在液晶组合物含有液晶聚合物作为液晶化合物的情况下,使含有液晶聚合物的熔融产物或溶液硬化,从而提供足以进行实际应用的机械强度。同时,在液晶组合物含有液晶单体作为液晶化合物的情况下,液晶单体溶液的硬化不能提供足够的机械强度。在这种情况下,使用在分子的一部分中具有至少一个可聚合官能团的可聚合液晶单体,用紫外光辐照,并且使其固化,从而提供足以进行实际应用的机械强度。
用于紫外光辐照的光源包括超高压汞灯、闪光紫外灯、高压汞灯、低压汞灯、深紫外灯、氙气灯、氙气闪光灯和金属卤化物灯。从光源发出的紫外光可以是非偏振光或偏振光。
用于紫外辐照的光源的波长可以根据本发明所使用的液晶化合物的可聚合官能团的光吸收波长范围来确定,但是通常为210至380nm,优选250至380nm。为了抑制液晶化合物的光分解反应,优选将该光源的100至200nm的真空紫外区域通过滤光器等切掉。波长在上述范围内使得液晶组合物得以通过交联反应而充分固化,并且固定液晶组合物的配向。
优选紫外辐照量为100至1,500mJ/cm2,更优选100至800mJ/cm2。紫外辐照量在上述范围内使得液晶组合物得以通过交联反应而充分固化,并且在基板上固定液晶组合物的配向。
在上述紫外辐照量下辐照设备内的温度(也称为辐照温度)没有特别限制,但是优选在使温度保持在等于或低于本发明所使用的液晶组合物的液晶相-均质相转变温度(Ti)下进行辐照。优选辐照温度低于或等于Ti-5℃,更优选低于或等于Ti-10℃。具体地说,优选辐照温度为15至90℃,更优选15至60℃。辐照温度在以上范围内可形成高度均匀的相位差膜。
液晶相-均质相转变温度(Ti)可通过以下方式测定:将本发明所使用的液晶组合物固定在两个载玻片之间;将其整体放置在温度控制器“LK-600PM”(商品名,日本Hightech株式会社制造);在加热下用偏光显微镜对其整体进行观察,在该偏光显微镜中两个偏光片被放置为正交Nicol排列;并且测量暗场代替光场出现时的温度。
保持辐照温度恒定的具体方法没有特别限制,可以适当地选自使用以下设备的加热方法或者温度控制方法:热空气或冷空气在其中循环的空气循环恒温炉;使用微波、远红外线等的加热器;用于温度调节的加热辊;热导管辊和加热的金属带。
在本发明中,其上涂覆有涂覆溶液的基板可以在紫外辐照之前和/或之后经受干燥处理。干燥处理过程中的温度(干燥温度)没有特别限制,但是优选在液晶组合物具有液晶相的温度范围内。此外,优选干燥温度等于或低于基板的玻璃化转变温度(Tg)。优选干燥温度为50至130℃,更优选80至100℃。温度在上述范围内可以形成高度均匀的相位差膜。
干燥处理的时间(干燥时间)没有特别限制,但是为获得具有良好的光学均匀性的相位差膜,优选10至20分钟,更优选1至15分钟,最优选2至10分钟。
优选用于阳极C板的相位差膜的透光率在23℃下使用波长为590nm的光测量为大于或等于80%,更优选大于或等于85%,特别优选大于或等于90%。优选阳极C板具有相似的透光率。
优选用于阳极C板的相位差膜的厚度方向的双折射(nx-nz)在23℃下使用波长为590nm的光测量为-0.20至-0.03,更优选-0.15至-0.05,特别优选-0.12至-0.05。厚度方向的双折射在上述范围内可以提供几乎没有面内相位差值的不均匀的薄的相位差膜。
根据目的或阳极C板的层积结构,用于阳极C板的相位差膜可以具有任何适合的厚度。在阳极C板由单层相位差膜形成的情况下,相位差膜的厚度等于阳极C板的总厚度。此外,在阳极C板具有层积结构的情况下,可以将各相位差膜的厚度设定为使得相位差膜的总厚度等于阳极C板的优选总厚度。相位差膜可以各自具有相同或不同的厚度。具体地说,优选相位差膜的厚度为0.1到100μm,更优选0.1到80μm,特别优选0.1到50μm。相位差膜的厚度在上述范围内可提供具有优异的机械强度和显示均匀性的相位差膜。
F.各向同性光学元件
参考图1、2A和2B,各向同性光学元件50配置在液晶单元10和第二偏光片20′之间。这样,各向同性光学元件充当偏光片的液晶单元侧上的保护层,并且防止偏光片损坏,从而长期保持液晶面板的高显示性能。
在本发明的说明书中,术语“各向同性光学元件”是指满足折射率分布为nx=ny=nz(这里,nx和ny代表主面内折射率,并且nz代表厚度方向的折射率)的光学元件。本发明的说明书不仅包括包括nx、ny和nz完全相等的情况,也包括nx、ny和nz基本相等的情况。这里所使用的短语“nx、ny和nz基本相等的情况”包括面内相位差值(Re[590])小于或等于10nm并且厚度方向的相位差值(Rth[590])小于或等于10nm的情况。
F-1.各向同性光学元件的光学性能
为增大液晶显示装置的正向对比度和斜向对比度,优选本发明所使用的各向同性光学元件的Re[590]尽可能地小。优选Re[590]小于或等于5nm,最优选小于或等于3nm。
为增大液晶显示装置的斜向对比度,优选各向同性光学元件的Rth[590]尽可能小。优选Rth[590]小于或等于7nm,最优选小于或等于5nm。Rth[590]在上述范围内能够消除Rth对液晶显示装置的显示性能的负面影响。
F-2.配置各向同性光学元件的方法
参考图2A和2B,根据目的可以采用任何适合的方法作为将各向同性光学元件50配置在液晶单元10和第二偏光片20′之间的方法。优选通过在各向同性光学元件50的两侧上提供粘合层或压敏粘合层(未显示)将各向同性光学元件50粘合到液晶单元10和第二偏光片20′上。这样,可以增大采用各向同性光学元件50的液晶显示装置的对比度。
粘合层或压敏粘合层的厚度可以根据预期的用途、粘合强度等适当地确定,通常为1至500μm,优选5至200μm,特别优选10至100μm。
任何适合的粘合剂或压敏粘合剂可用于形成粘合层或压敏粘合层。其例子包括各自含有例如丙烯酸类聚合物、聚硅氧烷类聚合物、聚酯、聚氨酯、聚酰胺、聚乙烯醚、醋酸乙烯酯/氯乙烯共聚物、改性聚烯烃、环氧类聚合物、氟类聚合物或橡胶类聚合物(例如天然橡胶类聚合物或合成橡胶类聚合物)的聚合物作为基础聚合物的那些粘合剂和压敏粘合剂,以上所列出的可以适当地选择和使用。特别是,在一个被粘物是用于液晶单元的基板(通常为玻璃基板)的情况下,优选使用压敏粘合剂,因为当在偏光片的粘合过程中发生轴偏移时,可以将偏光片剥离(也称为重新加工)以重新利用液晶单元。从优异的光学透明性、适合的压敏粘合性质(例如湿润性、凝聚性和粘附性)以及优异的耐气候性和耐热性的角度来看,优选使用含有丙烯酸类聚合物作为基础聚合物的丙烯酸类压敏粘合剂作为用于将各向同性光学元件50粘附到液晶单元10的表面的压敏粘合剂。其具体例子包括含有丙烯酸类压敏粘合剂作为压敏粘合层的双面光带“SK-2057”(商品名,Soken化学工业株式会社提供)。
在各向同性光学元件50的nx和ny完全相等的情况下,各向同性光学元件50显示出不存在面内双折射,并且其慢轴未被检测到。因此,各向同性光学元件50的配置可以与第二偏光片20′的吸收轴无关。在各向同性光学元件50的nx和ny基本相等但是稍微不同的情况下,其慢轴可以被检测到。在这种情况下,优选将各向同性光学元件50配置为使其慢轴基本平行或垂直于第二偏光片20′的吸收轴。在本发明的说明书中,短语“基本平行”包括各向同性光学元件50的慢轴和第二偏光片20′的吸收轴形成0°±2.0°的角度的情况,优选0°±1.0°,更优选0°±0.5°。短语“基本垂直”包括各向同性光学元件50的慢轴和第二偏光片20′的吸收轴形成90°±2.0°的角度的情况,优选90°±1.0°,更优选90°±0.5°。角度大大偏离上述范围易于导致采用各向同性光学元件50的液晶显示装置的对比度降低。
F-3.各向同性光学元件的结构
各向同性光学元件的结构(层积结构)没有特别限制,只要满足如上面F-1部分所述的光学性能。具体地说,各向同性光学元件可以是单层光学膜或两个或多个光学膜的层积体。作为层积体的各向同性光学元件可以包括粘合层、压敏粘合层等以粘附光学膜。光学膜可以是各向同性膜或相位差膜,只要该各向同性光学元件基本具有光学各向同性。在作为层积体的各向同性光学元件包括两个相位差膜的情况下,优选将相位差膜配置为使各自的慢轴彼此垂直,从而降低面内相位差值。此外,优选将厚度方向的相位差值的符号相反的相位差膜层积在一起,从而降低厚度方向的相位差值。
优选各向同性光学元件的总厚度为10到200μm,更优选15到150μm,特别优选20到100μm。厚度在上述范围内可提供具有优异光学均匀性的各向同性光学元件。
F-4.用于各向同性光学元件的相位差膜
优选用于各向同性光学元件的相位差膜是各向同性膜。在本发明的说明书中,术语“各向同性膜”是指光学性能在三维方向上的差异小并且基本不具有各向异性光学性能(例如双折射)的膜。注意,短语“基本不具有各向异性光学性能”表明,各向同性包括在实际使用中轻微的双折射不会对液晶显示装置的显示性能造成负面影响的情况。
可以使用任何适合的方法作为获得各向同性膜的方法。其具体例子包括挤出法、溶剂浇铸法和吹胀法。优选使用挤出法以形成各向同性膜。
形成各向同性膜的材料的例子包括:通用塑料,例如聚乙烯、聚丙烯、聚降冰片烯、聚氯乙烯、纤维素酯、聚苯乙烯、ABS树脂、AS树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醋酸乙烯酯和聚偏二氯乙烯;通用工程塑料,例如聚酰胺、聚缩醛、聚碳酸酯、改性聚苯醚、聚对苯二甲酸丁二酯和聚对苯二甲酸乙二酯;以及特级工程塑料,例如聚苯硫醚、聚砜、聚醚砜、聚醚醚酮、多芳基化合物、液晶聚合物、聚酰胺酰亚胺、聚酰亚胺和聚四氟乙烯。各向同性膜可以在适当的聚合物改性之后使用。聚合物改性的例子包括共聚、接枝、交联和在分子末端的改型以及立构规整性改性。两种或多种各向同性膜可以组合使用。
从优异的透明度、机械强度、热稳定性和防水性能、小的光弹性系数的绝对值和与偏光片的优异粘附性的角度来看,优选所使用的形成各向同性膜的材料是含有至少一种选自聚降冰片烯、纤维素酯、异丁烯/N-甲基马来酰亚胺共聚物和丙烯腈/苯乙烯共聚物的树脂作为主要组分的聚合物膜。
由特别小的光弹性系数的绝对值和几乎不会发展的相位差值的角度来看,特别优选使用通过乙烯和降冰片烯类单体的加成共聚而得到的聚降冰片烯。特别优选使用D-4部分所述的聚降冰片烯,最优选使用含有由以下通式(7)所代表的重复单元的聚降冰片烯。
Figure C20051013455800421
在通式(7)中,R1至R4各自独立地代表选自氢、卤、具有1至5个碳原子的卤代烷基、具有1至5个碳原子的烷基、具有1至5个碳原子的烷氧基、具有1至5个碳原子的烷氧基羰基、具有1至5个碳原子的烷基羰氧基及其取代衍生物的基团;并且n代表1或更大的整数。更优选,R1至R4各自代表氢原子。
优选用于各向同性光学元件的各向同性膜的透光率在23℃下使用波长为590nm的光测量为大于或等于80%,更优选大于或等于85%,特别优选大于或等于90%。优选各向同性光学元件具有相似的透光率。
优选各向同性膜的光弹性系数的绝对值C[590](m2/N)为2.0×10-13至1.0×10-10,更优选1.0×10-12至1.0×10-10,特别优选1.0×10-12至2.0×10-11。光弹性系数的绝对值在以上范围内能够提供具有优异的显示均匀性的液晶显示装置。
根据目的或各向同性光学元件的层积结构,各向同性膜可以具有任何适合的厚度。在各向同性光学元件由单层各向同性膜形成的情况下,各向同性膜的厚度等于各向同性光学元件的总厚度。此外,在各向同性光学元件具有层积结构的情况下,可以将各个各向同性膜的厚度设定为使各向同性膜的总厚度等于各向同性光学元件的优选总厚度。各向同性膜可能各自具有相同或不同的厚度。具体地说,优选各向同性膜的厚度为10到100μm,更优选10到80μm,特别优选10到50μm。厚度在上述范围内可提供具有优异的机械强度和显示均匀性的各向同性膜。
G.液晶显示装置
本发明的液晶面板可用于:液晶显示装置,例如个人计算机、液晶电视、移动电话或个人数字助理(PDA);或者图像显示装置,例如有机电致发光显示(有机EL)、投影仪、投影电视或等离子电视。特别是,本发明的液晶面板优选用于液晶显示装置,特别优选用于液晶电视。
图3是根据本发明优选实施方式的液晶显示装置的截面示意图。液晶显示装置200配置有:液晶面板100;配置在液晶面板两侧的保护层60和60′;配置在保护层60和60′外侧上的表面处理层70和70′;配置在表面处理层70′外侧(背光侧)的亮度增强膜80;棱镜片110;光导板120和背光130。使用经过硬膜处理、防反射处理、防粘处理、扩散处理(也称作防眩处理)等的膜作为表面处理层70和70′。使用具有偏光选择层的偏光分离膜“D-BEF系列”(商品名,Sumitomo 3M公司提供)等作为亮度增强膜80。使用上述光学元件,从而得到具有较好显示性能的显示装置。根据另一个实施方式,图3所示的光学元件可以根据驱动模式或者液晶单元的应用而部分省略或者由其它元件代替,只要得到了本发明的效果。
优选配置有本发明的液晶面板的液晶显示装置的对比度(YW/YB)在45°方位角和60°极角处为10至200,更优选15至200,特别优选40至200。
优选配置有本发明的液晶面板的液晶显示装置的色移(Δab值)在45°方位角和60°极角处为0.05至1.3,更优选0.05至0.9,特别优选0.05至0.6。
H.本发明的液晶面板的用途
本发明的液晶面板和液晶显示装置的用途没有特别限制,但是本发明的液晶面板和液晶显示装置可以用于各种用途,例如:办公自动化(OA)设备,例如个人计算机显示装置、膝上型个人计算机和复印机;便携式设备,例如移动电话、手表、数字式照相机、个人数字助理(PDA)和便携式游戏机;家用电器,例如摄像机、液晶电视和微波炉;车内设备,例如后监视器、汽车导航系统监视器和汽车音响;显示设备,比如商业信息监视器;安全装置,例如监视器;以及看护/医用设备,例如看护监视器和医用监视器。
尤其是,本发明的液晶面板和液晶显示装置优选用于大的液晶电视。使用本发明的液晶面板和液晶显示装置的液晶电视的屏幕尺寸优选为宽17英寸(373mm×224mm)或更大,更优选宽23英寸(499mm×300mm)或更大,特别优选宽26英寸(566mm×339mm)或更大,最优选宽32英寸(687mm×412mm)或更大。‘
将使用下面的实施例和比较实施例更详细地描述本发明。然而,本发明不限于实施例。下面说明在实施例中使用的分析方法。
(1)测定单轴透光率和偏振度的方法:
单轴透光率和偏振度使用分光光度计“DOT-3”(商品名,MurakamiColor Research Laboratory制造)在23℃下测定。
(2)测量分子量的方法:
分子量使用聚苯乙烯作为标准样品通过凝胶渗透色谱法(GPC)进行计算。具体地说,分子量使用以下设备和仪器在以下测量条件下进行测定。
·分析仪:“HLC-8120GPC”,Tosoh株式会社制造
·柱:TSKgel SuperHM-H/H4000/H3000/H2000
·柱的尺寸:6.0mm I.D.×150mm
·洗脱液:四氢呋喃
·流速:0.6ml/min
·检测器:RI
·柱温:40℃
·注射量:20μl
(3)测量厚度的方法:
小于10μm的厚度通过使用薄膜厚度分光光度计“Multichannelphotodetector MCPD-2000”(商品名,Otsuka电子株式会社制造)测量。大于或等于10μm的厚度使用数字千分尺“KC-351C型”(商品名,Anritsu株式会社制造)测量。
(4)测定相位差值的方法(Re,Rth):
相位差值在23℃下使用波长为590nm的光,基于平行Nicol旋转法,使用自动双折射分析仪“KOBRA-21ADH”(商品名,Oji科学仪器株式会社制造)进行测量。还使用波长为480nm的光进行波长色散性的测量。
(5)测量膜折射率的方法:
膜的折射率在23℃下使用波长为589nm的光,使用阿贝折射仪“DR-M4”(商品名,Atago公司制造)测量折射率而测定。
(6)测量透光率的方法:
透光率在23℃下使用波长为590nm的光,使用紫外-可见光分光光度计“V-560”(商品名,JASCO株式会社制造)进行测量。
(7)测量光弹性系数的方法:
使用椭圆偏光光谱仪“M-220”(商品名,JASCO株式会社制造)在应力下测量尺寸为2cm×10cm的样品中心处的相位差值(23℃/590nm波长),同时固定样品的两端,并且由应力和相位差值的函数的斜率计算光弹性系数。
(8)测定液晶显示装置的对比度的方法:
在23℃下使用以下方法、液晶单元和测量设备在暗室中进行测量。在液晶显示装置上显示白色图像和黑色图像,使用“EZ Contrast 160D”(商品名,ELDIM SA公司制造)在显示屏的45°方位角和60°极角处测量XYZ显示系统的Y值。从白色图像的Y值(YW)和黑色图像的Y值(YB)计算斜向对比度“YW/YB”。注意,45°的方位角指的是相对于面板较长侧在0°逆时针方向旋转45°的方向。60°极角是指相对于液晶显示屏的法线方向在0°倾斜60°的方向。
·液晶单元:安装在“KLV-17HR2”中的液晶单元(商品名,由Sony株式会社制造)
·面板尺寸:375mm×230mm
(9)测定液晶显示装置色移的方法:
在液晶显示装置上显示黑色图像,使用“EZ Contrast 160D”(商品名,ELDIM SA公司制造)在所有方位方向(0°至360°)和60°极角处测量色调(a值和b值)。所有方位方向(0°至360°)和60°极角处的a值和b值的平均值分别由aave值和bave值表示,45°方位角和60°极角处的a值和b值分别由a45°值和b45°值表示。从以下表达式{(a45°-aave)2+(b45°-bave)2}1/2计算。注意,方位角45°指的是相对于面板的较长侧在0°逆时针方向旋转45°的方向。60°极角是指相对于液晶显示屏的法线方向在0°倾斜60°的方向。
阳极A板的制备
[参考实施例1]
使用辊式拉伸机将市售的含有聚降冰片烯作为主要组分的聚合物膜“ARTON G”(商品名,厚度为100μm,玻璃化转变温度为171℃,重均分子量为130,000,JSR株式会社提供)在空气循环恒温炉中在175℃(距离膜的背面3cm处测量的温度,温度波动为±1℃)下纵向单轴拉伸1.30倍,同时固定膜的纵向,从而制成相位差膜A。表1显示了获得的相位差膜A的性能。聚合物膜(拉伸前)的Re[590]为3nm,Rth[590]为7nm。
[参考实施例2]
将含有聚碳酸酯作为主要组分并且在分子结构中具有芴结构的市售聚合物膜“Pureace WR”(商品名,厚度为78μm,Teijin公司提供)用作相位差膜B。表1显示了相位差膜B的性能。
[参考实施例3]
以与参考实施例1相同的方式制备相位差膜C,除了拉伸比从1.30倍改为1.38倍。表1显示了所得到的相位差膜C的性能。
阳极C板的制备
[参考实施例4]
使用凹槽辊涂胶机,将硅酸乙酯溶液(乙酸乙酯和异丙醇的2wt%的混合溶液,COLCOAT公司提供)涂覆在市售的聚对苯二甲酸乙二酯膜“S-27E”(商品名,厚度为75μm,Toray工业株式会社提供)上,并且将其整体在空气循环恒温炉中在130℃下(温度波动为±1℃)干燥1分钟,从而制成具有玻璃聚合物膜的聚对苯二甲酸乙二酯膜(厚度为0.1μm)。
将5重量份的由下式(8)所代表的液晶聚合物(重均分子量为5,000)、20重量份的具有苯甲酸苯酯基作为液晶性基团并且在分子结构中具有两个可聚合官能团的市售液晶化合物“Paliocolor LC242”(商品名,BASF Aktiengesellschaft提供)和1.25重量份的光聚合引发剂“IRGACURE 907”(商品名,Ciba特种化学品公司提供)混合,从而制得液晶组合物。将液晶组合物溶解在75重量份的环己酮中,从而制成涂覆溶液。使用棒式涂胶机将涂覆溶液涂覆在聚对苯二甲酸乙二酯膜的玻璃聚合物膜上,并且在空气循环恒温炉中在80℃下(温度波动为±1℃)整体干燥2分钟,然后冷却到室温(23℃),从而在基板上形成垂直配向的液晶组合物的硬化层。在空气气氛中用400mJ/cm2的紫外光(使用带有金属卤化物灯作为光源的辐照设备,在365nm的波长处测量)从其上涂覆有涂覆溶液的一侧对由此形成的层进行辐照,从而在基板上形成垂直配向的液晶组合物的固化层。将基板剥离,从而制成相位差膜D。表1显示了相位差膜D的性能。
Figure C20051013455800471
[参考实施例5]
以与参考实施例4相同的方式制备相位差膜E,除了改变涂覆溶液的涂覆厚度。表1显示了相位差膜E的性能。
[参考实施例6]
以与参考实施例4相同的方式制备相位差膜F,除了改变涂覆溶液的涂覆厚度。表1显示了相位差膜F的性能。
表1
  参考实施例1   参考实施例2   参考实施例3   参考实施例4   参考实施例5   参考实施例5
  相位差膜   A   B   C   D   E   F
  厚度(μm)   80   78   73   0.75   1.0   1.5
  透光率(%)   91   91   91   92   91   91
  Re[590](nm)   100   140   160   0.1   0.1   0.1
  Rth[590](nm)   102   138   160   -75   -100   -150
  Re[590]/Rth[590]   1.00   0.86   1.00   未测定   未测定   未测定
  C[590]×10<sup>-12</sup>(m<sup>2</sup>/N)   5.0   57.5   5.0   未测定   未测定   未测定
各向同性光学元件的制备
[参考实施例7]
将通过乙烯和降冰片烯的加成共聚而得到的聚降冰片烯“TOPAS”(商品名,玻璃化转变温度为140℃,重均分子量为90,000,Ticona公司提供)球粒在100℃下干燥5小时。然后,采用40nmΦ的单螺杆挤出机和400mm宽的T-模具在270℃下将所得到的物质挤出,使用冷却鼓将片状的熔融树脂冷却,从而产生宽为大约600mm并且厚度为40μm的聚合物膜A。表2显示了聚合物膜A的性能。
[参考实施例8]
将20重量份的聚降冰片烯(商品名,JSR株式会社提供)溶解在80重量份的环戊酮(溶剂)中,从而制备溶液。将溶液涂覆到市售的纤维素酯膜“UZ-TAC”(商品名,厚度为40μm,Fuji胶片株式会社提供)上,涂覆厚度为150μm,以便使纤维素酯膜膨胀。将所得到的产物在空气循环恒温炉中在140℃下(温度波动为±1℃)干燥3分钟以蒸发溶剂,从而在纤维素酯膜上形成聚降冰片烯层。剥离聚降冰片烯层,而得到透明纤维素酯膜,作为聚合物膜B。表2显示了聚合物膜B的性能。纤维素酯膜在膨胀前的Re[590]为2.2nm,Rth[590]为39.8nm。
[参考实施例9]
使用挤出机将65重量份的异丁烯和N-甲基马来酰亚胺的交替共聚物(N-甲基马来酰亚胺的含量为50mol%,玻璃化转变温度为157℃)、35重量份的丙烯腈/苯乙烯共聚物(丙烯腈含量为27mol%)和1重量份的2-[4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基]-5-己氧基-酚(紫外吸收剂)成形为球粒。然后,将所得到的物质在100℃下干燥5小时,并且使用40nmΦ的单螺杆挤出机和400mm宽的T-模具在270℃下将其挤出,使用冷却鼓将片状的熔融树脂冷却,从而产生宽度为大约600mm并且厚度为40μm的聚合物膜C。表2显示了聚合物膜C的性能。
[参考实施例10]
将市售的纤维素酯膜“UZ-TAC”(商品名,厚度为80μm,Fuji胶片株式会社提供)直接用作聚合物膜D。表2显示了聚合物膜D的性能。
表2
 参考实施例7   参考实施例8   参考实施例9   参考实施例10
  聚合物膜   A   B   C   D
  厚度(μm)   40   42   40   80
  透光率(%)   91   90   91   91
  Re[590](nm)   0.1   2.0   2.1   2.5
  Rth[590](nm)   1.0   0.5   2.9   60.2
  C[590]×10<sup>-12</sup>(m<sup>2</sup>/N)   4.8   17.8   5.1   14.0
偏光片的制备
[参考实施例11]
使用辊式拉伸机将含有聚乙烯醇作为主要组分的聚合物膜“9P75R”(商品名,厚度为75μm,平均聚合度为2,400,皂化度为99.9mol%,Kuraray公司提供)单轴拉伸2.5倍,同时将该聚合物膜在保持在30℃±3℃并且含有碘和碘化钾的着色浴中着色。接着,在保持在60℃±3℃并且含有硼酸和碘化钾的水溶液中将该聚合物膜单轴拉伸到聚乙烯醇膜原长度的6倍长度,同时进行交联反应。将所得到的膜在空气循环恒温炉中在50℃±1℃下干燥30分钟,从而得到各自的湿含量为26%、厚度为28μm、偏振度为99.9%并且单轴透光率为43.5%的偏光片P1和P2。
[实施例1]
将液晶面板从配置有IPS模式液晶单元的市售液晶显示装置“KLV-17HR2”(Sony株式会社制造)中取出。除去配置在液晶单元上下的偏光板,并且清洗液晶单元的玻璃表面(前后表面)。然后,使用丙烯酸类压敏粘合层(厚度为20μm),将参考实施例5中所制备的相位差膜E作为阳极C板粘附在液晶单元的观看侧上的表面,使得相位差膜E的慢轴平行于(0°±0.2°)液晶单元的较长侧。接着,使用丙烯酸类压敏粘合层(厚度为10μm),将参考实施例2中所制备的相位差膜B作为阳极A板粘附到相位差膜E的表面,使得相位差膜B的慢轴垂直于(90°±0.2°)液晶单元的较长侧。此外,使用丙烯酸类压敏粘合层(厚度为10μm),将参考实施例11中制备的偏光片P1作为第一偏光片粘附到相位差膜B的表面,使得偏光片P1的吸收轴平行于(0°±0.2°)液晶单元的较长侧。在这种情况下,相位差膜B的慢轴和偏光片P1的吸收轴彼此垂直(90°±0.4°)。
接着,使用丙烯酸类压敏粘合层(厚度为10μm),将参考实施例7中制得的聚合物膜作为各向同性光学元件粘附到液晶单元的背光侧的表面,使的聚合物膜A的慢轴平行于(0°±0.2°)液晶单元的较短侧。然后,使用丙烯酸类压敏粘合层(厚度为10μm),将参考实施例11中所制备的偏光片P2粘附到聚合物膜A的表面,使的偏光片2的吸收轴平行于(0°±0.2°)液晶单元的较短侧。在这种情况下,偏光片P1的吸收轴和偏光片P2的吸收轴彼此垂直(90°±0.4°)。
由此制备的液晶面板是结构与图2A相似的O-模式的液晶面板。将液晶面板并入原来的液晶显示装置,并且将背光打开10分钟,从而测定斜向对比度和斜向色移。表3显示了所得到的性能。
(实施例2)
按照与实施例1相同的方法制备液晶面板,除了用相位差膜A代替相位差膜B作为阳极A板,从而测定斜向对比度和斜向色移。表3显示了所获得的性能。
(实施例3)
按照与实施例1相同的方法制备液晶面板,除了用相位差膜C代替相位差膜B作为阳极A板,从而测定斜向对比度和斜向色移。表3显示了所获得的性能。
(实施例4)
按照与实施例1相同的方法制备液晶面板,除了用相位差膜D代替相位差膜E作为阳极C板,从而测定斜向对比度和斜向色移。表3显示了所获得的性能。
(实施例5)
按照与实施例1相同的方法制备液晶面板,除了用相位差膜F代替相位差膜E作为阳极C板,从而测定斜向对比度和斜向色移。表3显示了所获得的性能。
(实施例6)
按照与实施例1相同的方法制备液晶面板,除了用聚合物膜C代替聚合物膜A作为各向同性光学元件,从而测定斜向对比度和斜向色移。表3显示了所获得的性能。
(对比实施例1)
按照与实施例1相同的方法制备液晶面板,除了用参考实施例10中制备的聚合物膜D代替聚合物膜A作为各向同性光学元件,从而测定斜向对比度和斜向色移。表3显示了所获得的性能。
(对比实施例2)
按照与实施例1相同的方式,将液晶面板从配置有IPS模式液晶单元的市售液晶显示装置“KLV-17HR2”(Sony索尼株式会社制造)中取出。除去配置在液晶单元上下的偏光板,并且清洗液晶单元的玻璃表面(前后表面)。然后,使用丙烯酸类压敏粘合层(厚度为20μm),将参考实施例11中制得的偏光片P1作为第一偏光片粘附在液晶单元的观看侧上的表面,使偏光片P1的吸收轴平行于(0°±0.2°)液晶单元的较长侧。换句话说,没有使用阳极A板或者阳极C板。
接着,使用丙烯酸类压敏粘合层(厚度为10μm),将参考实施例7中制备的聚合物膜A作为各向同性光学元件粘附到液晶单元的背光侧的表面,使聚合物膜A的慢轴平行于(0°±0.2°)液晶单元的较短侧。然后,使用丙烯酸类压敏粘合层(厚度为10μm),将参考实施例11中制备的偏光片P2作为第二偏光片粘附到聚合物膜A的表面,使偏光片P2的吸收轴平行于(0°±0.2°)液晶单元的较短侧。在这种情况下,偏光片P1的吸收轴和偏光片P2的吸收轴彼此垂直(90°±0.4°)。
按照与实施例1相同的方式测定配置有由此制备的液晶面板的液晶显示装置的斜向对比度和斜向色移。表3显示了所得的性能。
[对比实施例3]
按照与实施例1相同的方法制备液晶面板,除了将相位差膜E和相位差膜B粘附到液晶单元的观看侧的表面的顺序颠倒(也就是说,将相位差膜B配置在液晶单元和相位差膜E之间),从而测定斜向对比度和斜向色移。表3显示了所得的性能。
表3
Figure C20051013455800531
[评价]
如实施例1到6的每一个所示,如图2A和2B所示配置有阳极A板、阳极C板和各向同性光学元件的液晶面板提供了一种具有大的斜向对比度和小的斜向色移的液晶显示装置。实施例1至3的结果表明,最优选阳极A板的Re[590]为大约140nm。此外,实施例1、4和5的结果表明,最优选阳极C板的Rth[590]为大约-100nm。同时,对比实施例1提供了一种采用聚合物膜D代替聚合物膜A作为各向同性光学元件的液晶面板,迄今为止聚合物膜D被用作偏光片的保护层。这种液晶面板仅仅提供了具有小的斜向对比度和大的斜向色移的液晶显示装置。类似地,不采用阳极A板和阳极C板的对比实施例2的液晶面板仅仅提供具有小的斜向对比度和大的斜向色移的液晶显示装置。对比实施例3的液晶面板具有配置顺序与实施例1的液晶面板相反的阳极A板和阳极C板,其仅提供具有小的斜向对比度和大的斜向色移的液晶显示装置。
如上所述,本发明的液晶面板能增大斜向对比度并且减少斜向色移,因此对于改进液晶显示装置的显示性能非常有用。因此,本发明的液晶面板可以适用于液晶显示装置或液晶电视。
对于本领域技术人员来说,在不背离本发明的范围和精神的情况下作出许多其它的变化是显而易见和容易实施的。因此,应当理解所附权利要求的范围不意味着被说明书的具体内容所限制,而宁可说是广泛地解释。

Claims (19)

1.一种液晶面板,包括:
液晶单元;
配置在所述液晶单元一侧上的第一偏光片;
配置在所述液晶单元另一侧上的第二偏光片;
配置在所述液晶单元和所述第一偏光片之间的阳极A板和阳极C板;和
配置在所述液晶单元和所述第二偏光片之间的各向同性光学元件,
其中所述阳极A板是满足折射率分布为nx>ny=nz的正单轴光学元件,所述阳极C板是满足折射率分布为nz>nx≈ny的正单轴相位差光学元件,其中nx和ny分别代表慢轴方向和快轴方向的主面内折射率,nz代表厚度方向的折射率,
其中所述阳极A板配置在所述第一偏光片和所述阳极C板之间,并且
所述阳极A板的面内相位差值Re[590]在23℃下使用波长为590nm的光测量为70至200nm。
2.根据权利要求1所述的液晶面板,其中所述液晶单元包括含有在没有电场存在下均匀配向的液晶分子的液晶层。
3.根据权利要求2所述的液晶面板,其中所述液晶层的折射率分布为nx>ny=nz。
4.根据权利要求3所述的液晶面板,其中所述液晶单元包括面内切换模式、边缘场切换模式和铁电液晶模式中的一种。
5.根据权利要求1所述的液晶面板,其中所述液晶单元的初始配向方向基本平行于所述第二偏光片的吸收轴方向。
6.根据权利要求5所述的液晶面板,其中所述液晶单元的初始配向方向基本平行于配置在所述液晶单元的背光侧上的偏光片的吸收轴方向。
7.根据权利要求5所述的液晶面板,其中所述液晶单元的初始配向方向基本垂直于配置在所述液晶单元的背光侧上的偏光片的吸收轴方向。
8.根据权利要求1所述的液晶面板,其中所述阳极A板的慢轴基本垂直于所述第一偏光片的吸收轴。
9.根据权利要求1所述的液晶面板,其中所述阳极A板的Re[590]和Rth[590]之间的差的绝对值,即|Rth[590]-Re[590]|为0至5nm,其中Rth[590]是指在23℃下通过使用波长为590nm的光测量的厚度方向的相位差值。
10.根据权利要求1所述的液晶面板,其中所述阳极A板的Re[480]/Re[590]为0.8至1.2,其中Re[480]/Re[590]是指在23℃下使用波长为480nm和590nm的光测量的面内相位差值之比的比率。
11.根据权利要求1所述的液晶面板,其中所述阳极A板包括含有聚降冰片烯和聚碳酸酯之一作为主要组分的聚合物膜的拉伸膜。
12.根据权利要求11所述的液晶面板,其中所述聚合物膜的光弹性系数的绝对值C[590]为2.0×10-13至1.0×10-10m2/N。
13.根据权利要求1所述的液晶面板,其中所述阳极C板的厚度方向的相位差值Rth[590]在23℃下通过使用波长为590nm的光测量为-200至-30nm。
14.根据权利要求13所述的液晶面板,其中所述阳极C板的Re[590]为0至5nm。
15.根据权利要求1所述的液晶面板,其中所述阳极C板包括垂直配向的液晶组合物的硬化层和固化层之一。
16.根据权利要求1所述的液晶面板,其中所述各向同性光学元件包括含有至少一种选自聚降冰片烯、纤维素酯、异丁烯/N-甲基马来酰亚胺共聚物和丙烯腈/苯乙烯共聚物的树脂作为主要组分的聚合物膜。
17.根据权利要求16所述的液晶面板,其中所述聚合物膜的光弹性系数的绝对值C[590]为2.0×10-13至1.0×10-10m2/N。
18.一种包含根据权利要求1所述液晶面板的液晶电视。
19.一种包含根据权利要求1所述液晶面板的液晶显示装置。
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