CN101604041B

CN101604041B - 偏光板、显示装置和电子设备

Info

Publication number: CN101604041B
Application number: CN2009101459396A
Authority: CN
Inventors: 坂井荣治
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Japan Display West Inc
Priority date: 2008-06-11
Filing date: 2009-06-11
Publication date: 2013-06-05
Anticipated expiration: 2029-06-11
Also published as: US20120229021A1; US8441605B2; TW201013239A; TWI399572B; KR101643212B1; JP2009300599A; KR20090129334A; US8203677B2; CN101604041A; JP4609529B2; US20090310068A1

Abstract

本发明提供偏光板，该偏光板包括：用于使入射光偏振并射出偏振光的偏光片层；设置在从偏光片层射出的偏振光所到达的一侧上的涂布型光学各向异性层。

Description

偏光板、显示装置和电子设备

技术领域

本发明涉及包括用于使入射光线性偏振并射出线性偏振光的偏光片(polarizer)的偏光板(polarizing plate)、具有该偏光板的显示装置和具有该显示装置的电子设备。

背景技术

在液晶显示装置和有机电致发光(EL)显示装置中，依据输入的图像信号光学调节透射光，或者使像素依据图像信号以一定的亮度自发光，从而获得基于像素的灰度(gradation)。下文将基于像素调节透射光或发光亮度的层称为“调节功能层(modulating functional layer)”。在液晶显示装置中，液晶层对应于调节功能层，在有机EL显示装置中，有机EL层对应于调节功能层。

从调节功能层射出到达显示面(前面)侧的光被二维光学调节，使得亮度基于像素而不同，从而所射出的光作为显示所需图像的图像显示光。

液晶层不是依靠自体完全遮光的光阀。因而，通常需要在液晶层厚度方向上的每一侧，即在液晶层的背光侧和显示面侧各自设置(线性)偏光板，从而将对比度提高到适合实际应用的水平。

另一方面，有机EL层在其上未施加电压时不发光。因而，有机EL显示装置能够完全黑屏显示，从而具有高的对比度。因此，在这种情况下，在显示面侧上没有设置偏光板以用于在黑屏显示时遮光。

然而，具体地，在有机EL显示装置用于户外时，易于出现环境光被内部金属线反射导致对比度降低的现象。由于被内部金属构件反射的光与屏幕显示无关且在黑屏显示时仍会产生，因而导致对比度降低。为了避免由于这种内部反射而出现对比度降低，一些有机EL显示装置在显示面侧具有例如(圆)偏光板和λ/4板的组合。当(圆)偏光板和λ/4板组合时，可保证入射环境光和反射光(被内部反射之后可能从与入射侧相同的一侧射出的光)之间90°的线性偏振光方向改变，从而可避免反射光的实际射出。

在两种显示装置中的任意一种之中，具有线性偏振功能的偏光板设置于显示面侧。

这种显示装置或具有这种显示装置的电子设备有时可能会被佩戴偏光太阳镜的用户使用。偏光太阳镜用于遮蔽阳光在各种物质上反射时通常所输出的偏振光分量，从而保护眼睛免受例如偏振光分量的强烈刺激。因而，偏光太阳镜是一种偏光板，其具有沿一定方向的透射轴和沿透射轴正交方向的吸收轴。

当佩戴偏光太阳镜的人观看显示装置时，显示面侧存在的偏光板可能根据视角的不同而明显降低显示屏的可见度(visibility)。

具体地，对于液晶显示装置，位于显示面侧的偏光板的配置角度与显示性能(亮度、对比度、视角等)具有极为密切的关系。具体地，当位于显示面侧的偏光板中的吸收轴相对于下方液晶层或其它偏光板中的吸收轴具有旋转误差时，显示性能本身可能降低。因而，难以在完全不影响显示性能的情况下提高透过偏光太阳镜观看屏幕时的屏幕可见度。

同时，具有显示装置的移动设备日益多功能化，已涌现出不仅用于简单显示字符数据还作为视频图像再现设备频繁用于显示电视广播、电影等的移动设备。

在这种移动设备中，当屏幕呈竖直取向时(人物状态)较容易看到所显示的字符，但当再现视频图像时期望将屏幕设置为宽屏状态(风景状态)。因而，这种移动设备可依据用户的选择在屏幕切换为人物状态或风景状态的情况下使用。不仅仅是移动设备还包括其它设备如车载设备均设计成能够使屏幕切换为人物状态和风景状态。

由于这些设备于户外或车辆驾驶员位置处使用，因而当佩戴偏光太阳镜的用户从任意角度观看这些设备的显示屏时显示屏必须保持一定水平的可见度。因此，需要保证可见度随着视角的变化差异极小的偏光板。

就此而言，已知如下技术：将延迟量(retardation)非常大的线性延迟片相对于偏光板以30°至60°的预定角粘结在位于显示面侧的偏光板的最外层表面(例如参考特开2004-170875号公报(此后称为专利文献1)和特开平06-258634号公报(此后称为专利文献2))。

发明内容

根据这些文献的描述，在专利文献1中延迟量不小于2400nm，在专利文献2中延迟量不小于4000nm。因而，延迟板非常厚，难以使偏光板整体较薄。鉴于这样的厚度，可预料到采用这种技术提供的延迟板属于形成在基体膜上并粘结于偏光板表面的类型。

另外，在λ/4波长条件下也可将线性延迟片设置于最外层表面，从而使线性延迟片较薄。

然而，在这种情况下，屏幕处于人物状态时所显示的颜色和屏幕处于风景状态时所显示的颜色互不相同，因而使得可见度降低。

因此，需要这样的偏光板，在透过偏光太阳镜观看屏幕时具有该偏光板的显示屏的可见度不随视角而降低并且该偏光板为薄型。

此外，需要在显示面侧具有薄型、高可见度偏光板的显示装置和具有所述偏光板的电子设备。

根据本发明的第一观点，提供偏光板，该偏光板包括：用于使入射光偏振并射出偏振光的偏光片层；设置在从偏光片层射出的偏振光所到达的一侧上的涂布型光学各向异性层。

就本发明的观点而言，优选地，偏光板还包括分子固定层，该分子固定层是与光学各向异性层接触的膜并使构成光学各向异性层的分子的取向固定为随机状态或介于随机状态和取向状态之间的中间状态。

在这种情况下，优选地，该偏光板包括：第一基体层；设置在第一基体层之上的偏光片层；设置在偏光片层之上的第二基体层；设置在第二基体层之上的分子固定层；设置在分子固定层之上的光学各向异性层；和设置在光学各向异性层之上的保护层。

或者，优选地，该偏光板包括：第一基体层；设置在第一基体层之上的偏光片层；设置在偏光片层之上的光学各向异性层；设置在光学各向异性层之上的分子固定层；和设置在分子固定层之上的第二基体层。

就本发明的观点而言，优选地，由光学各向异性层中的分子的双折射率与光学各向异性层的厚度的乘积表示的延迟量在100nm至200nm的范围内或者在该范围奇数倍的范围内。

根据上述构造，偏光板包括偏光片层和光学各向异性层。光从与光学各向异性层侧相对的一侧入射在偏光片层上。偏光板将入射光转变为(线性或圆)偏振光。转变后的光进入光学各向异性层。

光学各向异性层是其构成分子作为以不同角度布置的光学各向异性体存在的层。因而，当光进入光学各向异性层时，光被分子(光学各向异性体)分为速度不同的分量，从而引起所谓的二次折射(双折射)。因此，入射光在基于各分子(光学各向异性体)的局部单元中分别转变为圆偏振辐射。因而，从光学各向异性层输出的光是一组以不同角度圆偏振的辐射。

根据本发明的第二观点，提供显示装置，该显示装置包括：第一基底和第二基底，液晶密封于所述第一基底和第二基底之间而形成液晶层；设置于第一基底的反液晶层侧(counter-liquid-crystal-layer side)的第一偏光板；设置于第二基底的反液晶层侧的第二偏光板；设置于第一偏光板的反液晶层侧的背光源(backlight)；其中第二偏光板包括：使来自液晶层侧的入射光线性偏振并射出线性偏振光到达显示面侧的偏光片层，以及设置在从偏光片层射出的光所到达的一侧上的涂布型光学各向异性层。

根据本发明的第三观点，提供显示装置，该显示装置包括：有机电致发光板，通过该有机电致发光板由有机电致发光元件产生的光透过圆偏光板输出，该圆偏光板设置在位于有机电致发光板一侧的构成主表面的出射表面上；其中该圆偏光板包括：用于使入射光圆偏振并射出圆偏振光的偏光片层，以及设置在从偏光片层射出的光所到达的一侧上的涂布型光学各向异性层。

根据本发明的第四观点，提供电子设备，该电子设备包括在图像显示面侧引入偏光板的显示装置，其中该偏光板包括：用于使入射光偏振并射出偏振光到达显示面侧的偏光片层，以及相对于偏光片靠近显示面侧设置的涂布型光学各向异性层。

根据本发明的实施方案，可提供偏光板，该偏光板为薄型，这是因为其属于涂布型，并且该偏光板可射出以不同的角度局部经受圆偏振的辐射。

根据本发明的实施方案，通过使用上述薄型偏光板，可提供对于不同的视角显示屏可见度一致的显示装置和安装有该显示装置的电子设备。

附图说明

图1是根据本发明第一和第二实施方案的液晶显示装置的截面结构图；

图2是根据本发明第一实施方案的第一和第二偏光板的截面结构图；

图3是根据本发明第一和第二实施方案的偏光板的基本结构图；

图4是根据本发明第二实施方案的第二偏光板的截面结构图；

图5A至5B2根据本发明第三实施方案示出第一和第二实施方案中的第二偏光板的制造方法；

图6是根据本发明第四实施方案的有机EL显示装置的截面结构示意图；和

图7示出第一至第四实施方案中的光学各向异性层的操作和作用。

具体实施方式

以下将参照附图描述本发明的实施方案。

第一实施方案

显示装置的结构

第一实施方案涉及具有本发明的偏光板的液晶显示装置。

图1示出了该液晶显示装置的截面结构图。这种截面结构是可能为半透射型或透射型的所有液晶显示装置所常见的结构。此外，在图1所示的截面图中，为了便于参看附图，部分省略了表示截面的阴影。

图1所示的液晶显示装置10具有背光源20，该背光源20设置在与显示面11(在该图中位于最上层一侧的表面)一侧相对的背面(在该图中位于最下层一侧的表面)一侧上。

在该液晶显示装置10中，显示单元设置在背光源20和显示面11之间，该显示单元包括相互粘结的两个玻璃基底并且在玻璃基底之间和玻璃基底的外侧具有各种功能层。

背光源20是专用于图像显示的照明装置，其中导光板21、光源22(如发光二极管)、光源驱动部分23、反光片24、反光板25、棱镜片(prism sheet)26等组装成一体。

显示单元具有作为两个玻璃基底的位于背光源20侧的驱动基底30和位于显示面11侧的对向基底31。

驱动基底30具有：电路形成层33，在该层中形成有在各像素内包括TFT晶体管的电路元件和电极；形成在电路形成层33之上的第一取向膜34。

滤色层35和第二取向膜36形成在对向基底31一侧。

驱动基底30结合在对向基底31上，并且在驱动基底30和对向基底31之间插有间隔体32以便在其中间形成内部空间。在这种情况下，两个基底相互结合，使得驱动基底30的其上形成有电路形成层33和第一取向膜34的一侧和对向基底31的其上形成有滤色层35和第二取向膜36的一侧彼此相对。

通过没有形成间隔体32之处(未示出)的开口将液晶注入两个基底之间的内部空间。随后，封闭用于注入液晶的开口，从而将液晶密封在驱动基底30、对向基底31和间隔体32内，由此形成液晶层37。由于液晶层37与第一取向膜34和第二取向膜36接触，因而液晶分子的取向取决于取向膜的摩擦方向。

尽管为了避免复杂性在图1中被省略，但基于像素设置的像素电极和供像素共用的共用电极(未示出)与如上形成的液晶层37相邻设置。所述两种电极用于向液晶层37施加电压。存在所述两种电极设置在液晶层37的相对两侧的情况(垂直驱动模式)和所述两种电极设置在位于驱动基底30侧的两个层中的情况(平面内驱动模式)。在两层布置的后一情况下，两种电极相互绝缘，位于下层一侧的共用电极通过像素电极图案之间的空隙向液晶施加电作用，所述像素电极设置在上层一侧并与液晶层37接触。因而，在平面内驱动模式下，施加在液晶上的电场的方向沿平面内的方向。另一方面，在两种电极设置在液晶层37的相对两侧(沿厚度方向)时，电场方向沿垂直方向(厚度方向)。

无论可采用何种驱动模式布置电极，均可通过两种电极将电压施加在液晶层37上以进行矩阵驱动。因此，液晶层37是对从其中透过的光进行光学调节的功能层。液晶层37根据所加电压的大小显示灰度。

作为另一光学功能层，第一偏光板40设置在背光源20和驱动基底30之间。另外，第二偏光板50布置在对向基底31和显示面11之间。

第一偏光板40粘结在位于驱动基底30的反液晶层侧的表面上，第二偏光板50粘结在位于对向基底31的反液晶层侧的表面上。第二偏光板50由保护层覆盖，该保护层最外层表面形成显示面11，在该显示面11上显示将从外部看到的图像。

在该实施方案中，位于显示面11侧的偏光板50具有明显的特征。

偏光板的结构

图2示出了第一偏光板40和第二偏光板50的截面结构。在图2中，为了便于参看附图，同样部分省略了表示截面的阴影。

第一偏光板40是未应用本发明第一实施方案的常规偏光板，该第一偏光板40通过粘结层41粘结在驱动基底30的背光源侧。

第一偏光板40从驱动基底30侧顺次具有第一保护层42、偏光片(层)43和第二保护层44。

偏光片43例如由染料染色的聚乙烯醇(PVA)形成。偏光片43将来自下侧(背光源侧)的光转变为线性偏振光，并输出线性偏振光到达显示单元中的液晶层37(见图1)。

第一保护层42和第二保护层44例如由三乙酰纤维素(TAC)等形成。第一保护层42和第二保护层44将偏光片43夹于其间以保护偏光片43。

应用了本发明第一实施方案的第二偏光板50通过粘结层51粘结在对向基底31的显示面侧。

第二偏光板50从对向基底31侧顺次具有第一保护层52、偏光片(层)53和第二保护层54。

偏光片53例如由染料染色的PVA形成。偏光片53将通过液晶层37(图1)时量依据图像信号经过调节的光转变为线性偏振光，并输出线性偏振光到达显示面11(图1)侧。例如，在TN(扭曲向列)、VA(垂直取向)和IPS(面内切换)模式的液晶显示装置中，在从显示面11观察的平面内，偏光片53具有与位于背光源侧的偏光片43的吸收轴正交的吸收轴。然而，此处应当指出的是，在液晶显示装置为其它模式的一些情况下，偏光片53的吸收轴和偏光片54的吸收轴可能没有相互正交。

第一保护层52和第二保护层54例如由三乙酰纤维素(TAC)等形成。第一保护层52和第二保护层54将偏光片53夹于其间以保护偏光片53。

除偏光片的偏振方向以外，上述结构对于第一偏光板40和第二偏光板50而言是相同的。

第二偏光板50在第二保护层54之上进一步设置有作为分子固定层的取向膜55、设置在取向膜55之上的光学各向异性层56、设置在光学各向异性层56之上的第三保护层57。

光学各向异性层56例如由光聚合液晶(LC)聚合物形成，其中作为光学各向异性体的液晶分子以不同的角度配置。液晶分子可处于非取向状态(non-aligned state)，其中液晶分子的取向完全处于随机状态或处于微取向状态(slightly aligned state)。更具体地，光学各向异性层56中的分子在从非取向状态(有序参数为0)至取向状态(有序参数为约0.7)的范围内取向。

在本文中，作为图1所示液晶层37的取向膜的第一取向膜34和第二取向膜36通常以一定的程度取向，使得有序参数以最低不小于0.9的值达到饱和。

本实施方案中的光学各向异性层56的有序参数最高不大于约0.7的表述表示该光学各向异性层56中的分子的取向没有达到使有序参数饱和的程度。

然而，此处应当指出的是，例如在投入使用的屏幕频繁切换为人物状态和风景状态的液晶显示装置中，期望有序参数尽可能的低，例如，将有序参数设定为最高不大于0.5的值。另外，对于屏幕以人物状态使用的频率和屏幕以风景状态使用的频率相当的应用，期望光学各向异性层56是非取向的。

取向膜55是用于控制光学各向异性层56的有序参数的膜，就此而言将取向膜55称作“分子固定层”。由分子固定层进行的控制包括将分子固定为非取向状态(随机状态)的情况。

光学各向异性层56属于涂布型，在施用状态(涂布后的状态)下，该层中的分子可以一定的程度取向。然而，当取向膜55是用于确保非取向的膜时，光学各向异性层56中的分子可被固定为呈随机取向。因而，本文所用的表述“取向膜”不限于“用于取向的膜”，而是表示“用于控制取向的膜”，包括用于使分子从取向状态恢复为非取向状态的膜。

另外，如果通过涂布形成光学各向异性层56时达到的分子取向令人满意，则可省略取向膜55。

光学各向异性层56属于涂布型，因而非常薄。例如，期望能够将光学各向异性层56的延迟量设定在100nm至200nm的范围内，或者该范围的上限和下限乘以奇数得到的范围内。在本文中，100nm至200nm的延迟量对应于可见光(波长：400nm至780nm)的1/4波长。

尽管依赖于光学各向异性层56的构成材料等因素，但在延迟量为约150nm的情况下，实际膜厚为数十微米。

在以下的实施方案中将详细描述涂布型光学各向异性层56的构成材料和制备方法，光学各向异性层56由液晶材料溶于单体所制备的材料形成或由赋予聚合物液晶材料光固化性能所得到的材料形成。

光学各向异性层56可通过如下制备方法形成：如有必要，使包括偏光片等的偏光板经受取向处理，然后使用光学各向异性材料涂布该偏光板，随后使所述光学各向异性材料聚合。因而，在最简单的结构中，如图3所示，光学各向异性层56形成在常规的偏光板50’上。

另外，图2示出了适于下述情况的结构实例：第二偏光板通过层叠法形成，其中光学各向异性层56形成在保护层之上并与设置有偏光片的另一保护层层叠。

第二实施方案

图4示出了第二偏光板的截面，该第二偏光板的层的布置与图2所示的第一实施方案不同。

图4所示的第二偏光板50A可取代图1所示的液晶显示装置10的第二偏光板50。

图4的第二偏光板50A与图2的第二偏光板50的相同之处在于：通过粘结层51粘结在对向基底31上的第一保护层52和其上的偏光片53依此顺序设置。

在本实施方案的第二偏光板50A中，光学各向异性层56、取向膜55和第三保护层57形成在偏光片53之上。换言之，在第二偏光板50A中，省略了图2中的第二保护层54，取向膜55和光学各向异性层56之间的位置关系与图2相反。这些差别与随后将要描述的制造方法密切相关。

取向膜55和光学各向异性层56的材料和功能与第一实施方案相同，因而在此略去对它们的描述。

第三实施方案

在该实施方案中，示出了获得上述第一或第二实施方案中的第二偏光板结构的具体制造实例。

使用光聚合LC聚合物在取向膜55上形成光学各向异性层56。取向膜55是通过例如摩擦处理、光学取向处理等获得取向能力的取向膜。

为形成取向膜55，使用了聚酰亚胺、聚酰胺、聚乙烯醇等。摩擦处理通过如下方法进行：将选自诸如人造纤维、棉、聚酰胺和聚甲基丙烯酸甲酯等基材的材料的摩擦织物卷绕在金属辊周围，以摩擦织物接触将要摩擦的膜并使该金属辊转动，或者在该金属辊保持静止的同时将膜送入，从而摩擦膜的表面。

光学各向异性层56是可聚合液晶单体三维交联并同时相对于基底表面以固定角度取向的层。在该聚合型液晶层中，可聚合液晶单体的主轴和沿膜厚方向的取向基底的基底表面之间形成的角(预倾角)基本不变。另外，可聚合液晶单体的主轴沿取向基底的取向方向取向。

在本文中，可使用相对于已经受取向处理的表面取向为固定角度的材料作为可聚合液晶单体，在这些材料中，优选使用耐热性高的材料。

另外，除了可聚合液晶单体以外，用于形成光学各向异性层56的材料根据需要可包含用于辐射固化的光聚合引发剂、用于在空气界面处或取向膜周围取向的取向助剂、用于提高膜厚均匀性的表面活性剂。

光学各向异性层56可以是多个层的堆叠体。在堆叠时，构成下层的聚合型液晶层可用作将形成于其上的层的取向膜，此外，还可在各层之间设置取向膜，从而改变光强分布的轴。作为聚合型液晶层，可使用具有已知的向列(nematic)、胆甾(cholesteric)、手性向列(chiral nematic)、盘形(discotic)或碟形(smectic)等规则度的那些。另外，可采用分子取向平行于取向膜的平行取向、倾角从取向膜附近开始变化的混合取向和分子取向垂直于取向膜的垂面取向。

可使用的光聚合引发剂的实例包括噻吨酮类光聚合引发剂(例如2，4-二乙基噻吨酮、2-氯噻吨酮)、二苯甲酮类光聚合引发剂(例如二苯甲酮、4-(甲基苯基苯硫基)苯基)苯基甲烷)、蒽醌类光聚合引发剂(例如乙基蒽醌)。

如有必要，可组合使用多种光聚合引发剂，还可添加其它光聚合引发剂。此外，一种或多种光聚合引发剂的添加量通常为0.01wt.％至15wt.％，优选0.1wt.％至12wt.％，更优选0.3wt.％至10wt.％。

可使用的表面活性剂的实例包括丙烯酸类表面活性剂、有机硅表面活性剂和含氟表面活性剂，所述表面活性剂可单独使用或组合使用。丙烯酸类材料的实例包括BYK 361、307、325、344、352、354和392(BYK-Chemie的产品)，以及Polyflow 461(Kyoeisha Chemical Co.，Ltd生产)。含氟材料的实例包括SC101、SC386(AGC生产)，Megaface R-08、R-90、F-430(DainipponInk And Chemicals Inc.(DIC)生产)，以及DMAOP(商品名，Azmax Co.，Ltd.生产)。有机硅材料的实例包括KF-643和X22-1927。

可将一种或多种表面活性剂的添加量设定在不会赋予液晶取向(定向)的范围内。通常，该添加量基于液晶材料的量优选为约0.001wt.％至10wt.％，更优选为约0.01wt.％至5wt.％。

表面活性剂用于控制使用可聚合液晶组合物的光学元件中的可聚合液晶单体的倾角，从而可形成可聚合液晶单体以面内均匀倾角取向的光学元件。

偶联剂的具体实例包括硅烷类偶联剂，所述硅烷类偶联剂通过硅烷化合物例如正辛基三甲氧基硅烷、正辛基三乙氧基硅烷、癸基三甲氧基硅烷、癸基三乙氧基硅烷、正十二烷基三甲氧基硅烷、正十二烷基三乙氧基硅烷、十八烷基三甲氧基硅烷、十八烷基三乙氧基硅烷等的水解获得。

为了在延迟层厚度增大的情况下仍能够实现可聚合液晶单体的垂面取向，偶联剂优选是具有使棒状可聚合液晶单体呈垂面取向的强烈作用的偶联剂。这种偶联剂的具体实例包括氟硅烷类偶联剂(具有氟烷基的硅烷类偶联剂)，所述氟硅烷类偶联剂通过如下氟硅烷化合物的水解获得：全氟烷基硅烷、五氟苯基三甲氧基硅烷、五氟苯基三乙氧基硅烷、五氟苯基丙基三甲氧基硅烷、五氟苯基丙基三乙氧基硅烷、三氟丙基三甲氧基硅烷、三氟丙基三乙氧基硅烷、1H，1H，2H，2H-全氟癸基三甲氧基硅烷、1H，1H，2H，2H-全氟癸基三乙氧基硅烷、1H，1H，2H，2H-全氟辛基三甲氧基硅烷(perfluoroocyltrimethoxysilane)、1H，1H，2H，2H-全氟辛基三乙氧基硅烷、3-(庚氟异丙氧基)丙基三甲氧基硅烷和3-(庚氟异丙氧基)丙基三乙氧基硅烷。

一种或多种偶联剂的用量根据基底材料、延迟层厚度、所用偶联剂的取向限制力(orientation-restricting power)等而不同，并且基于一种或多种可聚合液晶单体的总量优选为约0.001wt.％至5wt.％，更优选为约0.01wt.％至1wt.％。如果可聚合组合物中包含大量偶联剂，则不能够实现可聚合液晶的垂直取向，在垂面取向区域和除垂面取向以外的其它取向区域之间出现相分离。

制造方法

以下将描述第二偏光板50的制造方法。

图5A示出了该制造方法中的层叠步骤。

对于第一实施方案中的层的布置(图2)，如图5B1所示，使膜卷绕成卷60，在所述膜中取向膜55和光学各向异性层56通过涂布形成在第二保护层54之上。

另一方面，对于第二实施方案中的层的布置(图4)，通过涂布将取向膜55和光学各向异性层56设置在第三保护膜57之上而形成膜，并使所述膜卷绕成卷60。

所述膜各自如下形成。

首先，将用于形成光学各向异性层56的材料，具体地，将第一可聚合液晶单体M1、光聚合引发剂和表面活性剂以上述预定的比例溶于溶剂，以制备涂布液。

接着，通过预定的方法在TAC等基底膜上形成取向膜55，所述基底膜形成第二保护层54(或第三保护层57)。然后，通过施用涂布液以预定膜厚形成涂布膜，以形成光学各向异性层56。此外，可采用多种涂布方法中的一种形成涂布膜。

随后，干燥将成为光学各向异性层56的涂布膜中的溶剂，然后在从呈现液晶相的温度至呈现各向同性相的温度+约10℃的温度范围内进行取向处理。接着，在室温下或伴随加热进行辐射照射，以使第一可聚合液晶单体M1三维交联。

在这种情况下，对涂布膜的辐射照射优选在惰性气氛如氮气(N₂)气氛下进行。由此，可在不受氧气侵蚀的情况下形成耐热性良好的延迟层。

另外，作为照射涂布膜的辐射，可使用汞激发光源(如低压汞灯、高压汞灯和超高压汞灯)以及氙光源等发出的辐射。优选地，使用可操作地发射在光聚合引发剂敏感度高的波长带中具有强度峰的光的光源。

此外，在不低于室温且不高于液晶单体的透明点(N-I点)的温度下对涂布膜进行辐射照射。由此，可在不破坏液晶性质(各向异性)的情况下形成交联密度高且耐热性良好的延迟层。此外，透明点是在液晶相和各向同性相之间发生相变的温度。

在如上形成光学各向异性层56时，控制该层的厚度。可采用的控制方法根据涂布系统而不同。例如，对于旋涂系统，可通过调节涂布液中固体物质的浓度、旋涂的转速、旋转时间等来控制膜厚。对于挤出涂布系统如狭缝涂布(slit coating)和口模式涂布(die coating)，通过调节涂布液中固体物质的浓度、狭缝头(slit head)或模头与待涂布基底之间的相对速度、涂布量等来控制膜厚。

在由此形成其中一种或多种可聚合液晶单体三维交联的层之后，进行热处理以进一步提高三维交联度。在本文中，在不低于液晶单体的透明点(N-I点)的温度下进行热处理，从而可获得耐热性更加优异的倾斜取向延迟层。

耐热条件可根据所使用的材料和延迟层形成步骤之后的步骤中的热处理条件而不同。在本文中，在100℃至230℃下进行10min至120min的热处理。由此可获得受到保护而免于劣化(例如变黄、相差量(延迟量)降低等)的延迟层，否则在随后的步骤中进行的热处理可能造成所述劣化。

因此，即使光学各向异性层56在随后的步骤中经受热处理，延迟层的特性仍可在热处理过程中稳定地保持不变。例如，正面相差(front-side phasedifference)和向着极角方向倾斜的方向产生的相差在热处理过程中稳定地保持不变。

在图5所示的步骤中，膜所形成的卷60的材料、第一保护层52卷绕形成的卷61的材料和插入其间的偏光片53在层叠步骤中相互粘结。在含染料的液槽62中染色并干燥之后，向层叠步骤提供将成为偏光片53的PVA膜。

在层叠之后，在通过粘结层51粘结在对向基底31上之前，将所形成的第二偏光板50切割成预定尺寸。

第四实施方案

第四实施方案涉及应用本发明的有机EL显示装置。

图6示出了该装置的结构。在该截面图中，为了便于参看附图，部分地省略了表示截面的阴影，以在厚度方向上特别放大的状态示出位于显示面侧的偏光板。

有机EL显示装置具有像素电路，该像素电路包括多个TFT和电容器，并以堆叠结构形成在基底上。在图6所示的有机EL显示装置100中省略了像素电路。在像素电路之上的上层处形成由铝等构成的金属层101。金属层101例如用作矩阵驱动像素的配线。

在金属层101之上进一步形成有机二极管层叠膜102，该有机二极管层叠膜102包括：与另一金属层和处于预定位置的TFT连接的有机发光二极管的阴极；形成在上方有多个有机膜的发光层；使用透明导电材料形成在发光层之上的阳极。在这种结构下，从有机二极管层叠膜102发出的光取向输出至透明电极侧。

另一方面，在以这种方式形成的显示单元板的最上层处形成偏光板60以防止反射。

偏光板60是应用了本发明该实施方案的偏光板。具体地，偏光板60通过粘结层61粘结在显示单元的显示面侧。

偏光板60从下侧顺次具有1/4波板(quarter-wave plate)62、第一保护层63、偏光片(层)64和第二保护层65。

就此而言，偏光板60的结构等同于常规防反射偏光板的结构。偏光板60进一步设置有堆叠于其上的取向膜(分子固定层)55和光学各向异性层56，该组件进一步由第三保护层67覆盖。

取向膜55和光学各向异性层56具有与第一至第三实施方案中的取向膜和光学各向异性层相同的功能，并且由与第一至第三实施方案中的材料相同的材料形成。

第三实施方案中的制造方法可以基本相同的方式应用于第四实施方案，不同的是形成1/4波板62的部分。

第一至第三保护层63、65、67例如由三乙酰纤维素(TAC)形成。

当环境光入射在显示面侧时，偏光片64将入射光转变为线性偏振光，然后1/4波板62将该线性偏振光转变为圆偏振光。该圆偏振光例如被显示单元中的金属层101反射而返回显示面侧。在这种情况下，通过反射例如将右旋圆偏振光转变为左旋圆偏振光。因而，当反射光再次通过1/4波板62时，该反射光从圆偏振光变回线性偏振光。由于偏振方向不同，相差90°，因而反射光在偏光片64附近被吸收而转变为热量。因此避免了反射。

在上述第一至第四实施方案中，在设置了光学各向异性层56的情况下，可使偏光板较薄，从而可将偏光板整体引入薄型显示装置。

另外，在如图7所示线性偏光片的吸收轴和偏光太阳镜的吸收轴相互正交的情况下，由于光学各向异性层56中的分子呈不同取向，因而鉴于局部圆偏振而能够容易地透过偏光太阳镜看到所显示的图像。例如，在分子取向相差约90°的液晶分子56A和56B之间，圆偏振方向存在90°的相差。另外，还存在以中间角倾斜的液晶分子。总之，从任意角度观看时均可良好地显示图像。

尽管图7示出了非取向的实例，但液晶分子还可根据常规的视角以一定的程度取向。由取向膜55进行取向控制。

此外，在该实施方案中，与1/4波板设置于最外层显示面的情况不同，在整个屏幕区域上没有出现淡淡的色彩。具体地，当关注图7所示的各液晶分子时，透过分子射出的光线依据各分子的倾斜度呈现淡蓝色或淡黄色。然而，总体上，这些色彩达到平衡，因而所显示的图像的色再现性(colorreproducibility)没有受到损害。

因而，在本发明的实施方案中，在偏光片和使用该偏光片的显示装置中，即使在透过偏光太阳镜观看显示图像的情况下或任意其它情况下，仍能够在避免可见度降低的同时使组件较薄。

此外，根据上述第一至第四实施方案的显示装置可广泛用作便携式电子设备如移动电话、便携式游戏机等，具有车辆导航功能的车载电子设备，以及其它电子设备的显示单元。

上述说明构成这些电子设备的实施方案。

本申请包括与2008年6月11日提交于日本专利局的日本在先专利申请JP 2008-153082所披露的主题相关的主题，在此引入其全部内容作为参考。

本领域技术人员应当理解的是，在所附权利要求或其等同物的范围内，可根据设计要求和其它因素作出各种改进、组合、次组合和替换。

Claims

1.一种偏光板，包括：

用于使入射光偏振并射出偏振光的偏光片层；和

设置在从所述偏光片层射出的偏振光所到达的一侧上的涂布型光学各向异性层，其还包括：

分子固定层，所述分子固定层是与所述光学各向异性层接触的膜并使构成所述光学各向异性层的分子在从非取向状态有序参数为0至取向状态有序参数为0.7的范围内取向。

2.权利要求1的偏光板，包括：

第一基体层；

设置在所述第一基体层之上的所述偏光片层；

设置在所述偏光片层之上的第二基体层；

设置在所述第二基体层之上的所述分子固定层；

设置在所述分子固定层之上的所述光学各向异性层；和

设置在所述光学各向异性层之上的保护层。

3.权利要求1的偏光板，包括：

第一基体层；

设置在所述第一基体层之上的所述偏光片层；

设置在所述偏光片层之上的所述光学各向异性层；

设置在所述光学各向异性层之上的所述分子固定层；和

设置在所述分子固定层之上的第二基体层。

4.权利要求1的偏光板，

其中由所述光学各向异性层中的分子的双折射率与所述光学各向异性层的厚度的乘积表示的延迟量在100nm至200nm的范围内或者在该范围奇数倍的范围内。

5.一种显示装置，包括：

第一基底和第二基底，液晶密封于所述第一基底和所述第二基底之间而形成液晶层；

设置在所述第一基底的反液晶层侧的第一偏光板；

设置在所述第二基底的反液晶层侧的第二偏光板；和

设置在所述第一偏光板的反液晶层侧的背光源；

其中所述第二偏光板包括：

偏光片层，所述偏光片层使来自液晶层侧的入射光线性偏振并射出线性偏振光到达显示面侧，以及

涂布型光学各向异性层，所述涂布型光学各向异性层设置在从所述偏光片层射出的光所到达的一侧上，其还包括：

6.一种显示装置，包括：

有机电致发光板，通过所述有机电致发光板由有机电致发光元件产生的光透过圆偏光板输出，所述圆偏光板设置在位于所述有机电致发光板一侧的构成主表面的出射表面上；

其中所述圆偏光板包括：

使入射光圆偏振并射出圆偏振光的偏光片层，和

设置在从所述偏光片层射出的光所到达的一侧上的涂布型光学各向异性层，其还包括：

7.一种电子设备，包括：

在图像显示面侧引入偏光板的显示装置；

其中所述偏光板包括：

用于使入射光偏振并射出偏振光到达所述显示面侧的偏光片层，和

相对于所述偏光片远离所述显示面侧设置的涂布型光学各向异性层，其还包括：