CN102213787B - 光学补偿膜 - Google Patents

光学补偿膜 Download PDF

Info

Publication number
CN102213787B
CN102213787B CN201110094663.0A CN201110094663A CN102213787B CN 102213787 B CN102213787 B CN 102213787B CN 201110094663 A CN201110094663 A CN 201110094663A CN 102213787 B CN102213787 B CN 102213787B
Authority
CN
China
Prior art keywords
optical compensation
compensation films
liquid crystal
axle
plane
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201110094663.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102213787A (zh
Inventor
村上奈穗
河崎元子
吉见裕之
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nitto Denko Corp
Original Assignee
Nitto Denko Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nitto Denko Corp filed Critical Nitto Denko Corp
Priority to CN201410053626.9A priority Critical patent/CN103777267B/zh
Publication of CN102213787A publication Critical patent/CN102213787A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102213787B publication Critical patent/CN102213787B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/13363—Birefringent elements, e.g. for optical compensation
    • G02F1/133634—Birefringent elements, e.g. for optical compensation the refractive index Nz perpendicular to the element surface being different from in-plane refractive indices Nx and Ny, e.g. biaxial or with normal optical axis
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/30—Polarising elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/30—Polarising elements
    • G02B5/3083—Birefringent or phase retarding elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/13363—Birefringent elements, e.g. for optical compensation
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/13363—Birefringent elements, e.g. for optical compensation
    • G02F1/133632—Birefringent elements, e.g. for optical compensation with refractive index ellipsoid inclined relative to the LC-layer surface
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133528—Polarisers
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/13363—Birefringent elements, e.g. for optical compensation
    • G02F1/133635—Multifunctional compensators
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2413/00—Indexing scheme related to G02F1/13363, i.e. to birefringent elements, e.g. for optical compensation, characterised by the number, position, orientation or value of the compensation plates
    • G02F2413/12—Biaxial compensators

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Polarising Elements (AREA)

Abstract

根据本发明实施例的光学补偿膜包括：以倾斜配向方式设置的非液晶聚合物，其中所述光学补偿膜满足以下表达式(1)和(2)：(1)3[nm]≤(nx-ny)×d；以及(2)5°＜β，其中，在作为三维坐标系的平面方向轴的X-轴和Y-轴彼此垂直并且将在厚度方向上与所述X-轴和所述Y-轴垂直的轴定义为Z-轴时，nx和ny分别表示在所述光学补偿膜的XY-平面中的最大折射率和最小折射率，d表示膜厚度[nm]，并且β表示在用于提供所述最小折射率ny的方向与在所述光学补偿膜的YZ-平面中用于提供最大折射率nb的方向之间形成的角度。

Description

光学补偿膜
本申请根据U.S.C.第35条第119款要求享有于2005年4月9日递交的日本专利申请No.2010-090063的优先权，在此以引用的方式结合其全部内容。
技术领域
本发明涉及光学补偿膜，使用所述光学补偿膜的集成有光学补偿膜的偏振板以及液晶显示装置。
背景技术
到目前为止，与CRT显示装置相比较，在沿倾斜方向观看液晶显示装置时，存在对比度降低、色调改变并且其视角特性不充分。因此，强烈期望视角特性的改善。液晶显示装置的视角特性主要由液晶单元的双折射对角度的依赖引起。例如，TN模式液晶显示装置有良好的显示响应速度和对比度以及高生产率，因而广泛用作包括诸如个人计算机和监视器的OA设备的各种装置的显示单元。然而，在TN模式液晶单元中，以相对于上下电极基板倾斜配向的方式设置液晶分子，并且因而存在视角依赖性变得更大的问题，例如，显示图像对比度取决于观看角度而改变以使图像区域上色(color)，从而降低了可视度。因此，强烈期望使用光学补偿膜补偿液晶单元的双折射(即，延迟)对角度的依赖性，以改善视角特性。
一种改善视角特性的方法是在TN模式液晶显示装置中使用倾斜配向类型光学补偿膜。已经报告的倾斜配向类型光学补偿膜的示例包括含有以倾斜配向方式设置在聚合物矩阵中的低分子液晶的光学补偿膜(日本专利No.2565644)以及其中将配向膜形成在支撑体上并且将碟型液晶以倾斜配向方式设置在配向膜上以聚合为碟型液晶的光学补偿膜(日本专利No.2802719)。然而，其中以倾斜配向方式设置液晶材料的上述TN模式光学补偿膜具有下列问题(日本专利申请特许公开No.2000-105315)。例如，要求液晶材料的选择(例如基于空气界面中的表面能量差容易以倾斜配向方式设置的液晶材料的选择)以及液晶材料的倾斜角度的控制(例如使用表面活性剂控制倾斜角度)。配向基板是必要的，并且因而使制造方法复杂。各种控制因素繁多，并且因而难以调节倾斜角度和延迟。
在要使用液晶材料时，难于以高精确度单独控制液晶分子。因此，考虑到膜，存在发生液晶分子的配向波动并且造成偏振取消(cancellation)，从而降低液晶面板的对比度的问题。
与VA模式或IPS模式液晶显示装置不同，TN模式液晶显示装置包括偏振板，考虑到特性，提供所述偏振板以使得偏振器的吸收轴相对于液晶面板的横向方向具有45°或者135°的方向。在偏振板的尺寸在高温或者低温环境和/或高湿度环境中改变时，由于尺寸改变，应力施加到光学补偿膜，并且因而会发生变形。因此，发生光泄露而使亮度在液晶面板的水平方向和垂直方向上不均匀。这是关于外观一致性的问题。
发明内容
本发明被提出用以解决上述的传统问题。本发明的主要目的在于提供一种使用非液晶聚合物材料的新颖的倾斜配向类型光学补偿膜，其不同于使用传统液晶材料的倾斜配向类型光学补偿膜。本发明的更具体的目的在于提供一种使用非液晶聚合物材料的新颖的倾斜配向类型光学补偿膜，用于改善TN模式、OCB模式或者ECB模式的液晶显示装置的视角特性。
根据本发明实施例的光学补偿膜包括：以倾斜配向方式设置的非液晶聚合物，其中所述光学补偿膜满足以下表达式(1)和(2)：
(1)3[nm]≤(nx-ny)×d；以及
(2)5°＜β，
其中，在作为三维坐标系的平面方向轴的X-轴和Y-轴彼此垂直并且将在厚度方向上与所述X-轴和所述Y-轴垂直的轴定义为Z-轴时，nx和ny分别表示在所述光学补偿膜的XY-平面中的最大折射率和最小折射率，d表示膜厚度[nm]，并且β表示在用于提供所述最小折射率ny的方向与在所述光学补偿膜的YZ-平面中用于提供最大折射率nb的方向之间形成的角度。
根据本发明另一实施例的光学补偿膜包括：以倾斜配向方式设置的非液晶聚合物，其中，在作为三维坐标系的平面方向轴的X-轴和Y-轴彼此垂直并且将在厚度方向上与所述X-轴和所述Y-轴垂直的轴定义为Z-轴时，所述光学补偿膜包括在不与所述光学补偿膜的XY-平面、YZ-平面和ZX-平面中的任一平面平行的平面中的两个光轴。
在优选实施例中，所述光学补偿膜具有在0.0001到0.02范围内的双折射率Δn。
在优选实施例中，所述光学补偿膜具有在1×10-12m2/N到9×10-11m2/N范围内的光弹性系数。
在优选实施例中，所述光学补偿膜满足nx＞ny＞nz以及nx＞ny＝nz的其中之一的折射率关系，其中nz表示在厚度方向上的折射率。
在优选实施例中，所述非液晶聚合物包括选自由以下构成的组中的至少一种聚合物：(甲基)丙烯酸聚合物、苯乙烯基聚合物、烯烃基聚合物、环烯烃基聚合物、聚芳酯基聚合物、聚碳酸酯基聚合物、聚砜基聚合物、聚氨酯基聚合物、聚酰亚胺基聚合物、聚酯基聚合物以及聚乙烯醇基聚合物。
根据本发明的另一方面，提供一种集成有光学补偿膜的偏振板。所述集成有光学补偿膜的偏振板包括：如上所述的光学补偿膜；以及与所述光学补偿膜相邻设置的偏振器。
在优选实施例中，所述光学补偿膜包括在与所述非液晶聚合物的倾斜方向垂直的方向上的配向轴。
在优选实施例中，所述光学补偿膜用作所述偏振器的保护膜。
根据本发明的再一方面，提供一种液晶显示装置。所述液晶显示装置包括：液晶单元；以及设置在所述液晶单元的至少一侧上的如上所述的光学补偿膜。
根据本发明另一实施例的液晶显示装置，包括：液晶单元；以及
设置在所述液晶单元的至少一侧上的如上所述的集成有光学补偿膜的偏振板。
在优选实施例中，所述液晶单元处于选自由TN模式、OCB模式和ECB模式组成的组中的驱动模式。
根据本发明，可以提供与使用传统液晶材料的倾斜配向类型光学补偿膜不同的，使用非液晶聚合物材料的新颖的倾斜配向类型光学补偿膜。
附图说明
在附图中：
图1A是示出平均倾斜角度的示意图；
图1B是示出平均倾斜角度的示意图；
图2是示出根据本发明优选实施例的集成有光学补偿膜的偏振板的示意性截面图；
图3是示出根据本发明优选实施例的液晶面板的示意性截面图；
图4A是示出根据示例1的液晶显示装置的对比度对视角的依赖性的对比度轮廓图并且图4B示出了液晶显示装置的外观一致性(uniformity)；
图5A是示出根据示例2的液晶显示装置的对比度对视角的依赖性的对比度轮廓图并且图5B示出了液晶显示装置的外观一致性；
图6A是示出根据示例3的液晶显示装置的对比度对视角的依赖性的对比度轮廓图并且图6B示出了液晶显示装置的外观一致性；
图7A是示出根据示例4的液晶显示装置的对比度对视角的依赖性的对比度轮廓图并且图7B示出了液晶显示装置的外观一致性；
图8A是示出根据示例5的液晶显示装置的对比度对视角的依赖性的对比度轮廓图并且图8B示出了液晶显示装置的外观一致性；以及
图9A是示出根据比较示例1的液晶显示装置的对比度对视角的依赖性的对比度轮廓图并且图9B示出了液晶显示装置的外观一致性。
具体实施方式
以下，描述本发明的优选实施例。然而，本发明并不限于这些实施例。
(术语和符号的定义)
在此使用的术语和符号定义如下。
(1)轴(X、Y和Z)
在三维坐标系中，符号“X”表示沿平面的方向的轴，“Y”表示在平面上与X轴垂直的轴，并且“Z”表示在厚度方向(法线方向)上与X轴和Y轴垂直的轴。
(2)折射率(nx、ny和nz)
符号nx表示沿着X轴的折射率，其是膜平面中的最大折射率。符号ny表示沿Y轴的折射率，其是膜平面中沿与“nx”方向垂直的方向的折射率。符号nz表示沿Z轴的折射率，其是沿厚度方向的折射率。
(3)平面内延迟(Re)
除非以其它方式指明，平面内延迟(Re)是指在23℃以及590nm波长处层(膜)的平面内延迟值。通过下面的表达式获得Re：Re＝(nx-ny)×d，其中d(nm)代表层(膜)的厚度。应注意，如在此所使用的，Re[λ]是指在23℃以及λnm波长处层(膜)的平面内延迟。
(4)厚度方向延迟(Rth)
除非以其它方式指明，厚度方向延迟(Rth)是指在23℃以及590nm波长处层(膜)的厚度方向延迟值。通过下面的表达式获得Rth：Rth＝(nx-nz)×d，其中d(nm)代表层(膜)的厚度。应注意，如在此所使用的，Rth[λ]是指在23℃以及λnm波长处层(膜)的厚度方向延迟。
(5)Nz系数
通过下面的表达式获得Nz系数：Nz＝Rth/Re。
(6)折射率(na、nb和nc)
符号nb是在膜的YZ平面中的最大折射率，其是沿与“nx”方向垂直的方向(慢轴方向)的折射率，nc表示在膜的YZ平面中沿与“nb”方向垂直的方向的折射率，并且na表示沿与“nb”方向和“nc”方向垂直的方向(即“nx”方向)的折射率。
(7)平均倾斜角度(β°)
平均倾斜角度β是考虑统计学的全部分子(例如非液晶聚合物分子)的倾斜配向角度的平均值。具体地说，平均倾斜角度β是位于厚度方向上的全部分子的平均倾斜配向角度(分子处于块(bulk)状态下)，如图1A和1B所示出的，其是在“nb”方向和“ny”方向之间形成的角度。
A.光学补偿膜
根据本发明的光学补偿膜包括以倾斜配向方式设置的非液晶聚合物，并且满足下述的表达式(1)和(2)。
(1)3[nm]≤(nx-ny)×d
(2)5°＜β
关于表达式(1)，“(nx-ny)×d”(即光学补偿膜的平面内延迟值Re)可以例如等于或者大于5nm，优选地在10nm到200nm的范围内，更加优选地在10nm到160nm的范围内。关于表达式(2)，平均倾斜角度β可以例如等于或者大于10°，优选地在10°到70°的范围内，并且更加优选地在20°到60°的范围内。根据本发明中具有上述光学特性的光学补偿膜，在假定各自液晶分子的配向为总延迟时，用作具有正双轴各向异性的倾斜类型延迟板的液晶单元会在全部方位角处适当地受视角补偿影响。作为上述液晶单元的示例，优选是TN模式液晶单元。在本发明中，可以以预定角度以倾斜配向方式设置非液晶聚合物，或者可以以沿着厚度方向连续或者断续增加或者减少的角度以倾斜配向方式设置非液晶聚合物(所谓的混合配向)。优选地以预定角度以倾斜配向方式设置非液晶聚合物。
下面描述平均倾斜角度(β°)的计算。如图1B所示，对分子在膜的厚度方向上的倾斜取平均以假定单个折射率椭圆体时，通过下述的表达式(I)表示相对于角度θ的入射光测量的延迟值δ。因此，例如，可以基于在沿与慢轴垂直的方向上-50°到+50°极角范围中以5°间隔测量的延迟值，通过下述的表达式(I)和(II)计算平均倾斜角度(β°)。在表达式中，na、nb和nc表示包括在膜中的部件的折射率，即在β＝0的情况下膜的折射率nx、ny和nz，并且d表示膜厚度(nm)。
δ = d cos θ ′ ( n b n c n b 2 sin 2 ( θ ′ - β ) + n c 2 cos 2 ( θ ′ - β ) - n a ) - - - ( I )
θ ′ = arcsin ( sin θ ( n a + n b + n c ) / 3 ) - - - ( II )
在本发明中，优选地，光学补偿膜的双折射率Δn在590nm波长下在0.0001到0.02的范围内，更加优选地在0.0001到0.018的范围内。通过下面表达式获得双折射率Δn：Δn＝nx-nz。液晶单元的双折射率Δn以及光学补偿膜的双折射率Δn通常取决于波长。然而，在光学补偿膜的双折射率Δn在上述范围内时，液晶单元的双折射率Δn对波长的依赖性以及光学补偿膜的双折射率Δn对波长的依赖性会彼此调整。结果，由液晶显示装置(尤其是TN模式液晶显示装置)中的视角导致的双折射率Δn的改变和相移会在可见光的整个波长范围上降低以防止发生上色现象。在550nm和450nm波长下双折射率Δn之间的比值(Δn450/Δn550)优选地在0.80到1.2的范围内并且更加优选地在0.90到1.15的范围内的情况下更加适合呈现这样的效果。
在本发明中，光学补偿膜的光弹性系数优选在1×10-12m2/N到9×10-11m2/N的范围内。使用传统液晶材料的倾斜配向类型光学补偿膜(例如由Fuji Photo Film有限公司生产的产品名称“WV-film”)具有外观一致性方面的问题，这是由于支撑基座是必要的并且支撑基座和液晶材料的光弹性系数大。相比而言，根据在本发明中具有位于上述范围内的光弹性系数的光学补偿膜，即使在由于偏振板的尺寸改变而将应力施加到光学补偿膜时，也可防止发生光泄露或者亮度不均匀。结果，可以获得具有良好外观一致性的液晶显示装置。
可以按照下面评估外观一致性。例如，将其上安装有偏振板的液晶显示装置暴露于加热环境(例如80℃×200小时)或者加湿环境(例如60℃/90％RH×200小时)，并且然后在室温下在其上显示黑色图像。评估方法的示例包括视觉评估和亮度分布评估。在视觉评估中，可以在大致几米的距离处视觉检查在整个液晶显示装置上显示的黑色图像以确定是否存在光泄露部分。在亮度分布评估中，将在黑色显示屏幕上最小亮度和最大亮度之间的比值表示为亮度比值(最大亮度/最小亮度)。在亮度比值接近于1.0时，可以将一致性评估为良好。
优选根据本发明的光学补偿膜以满足“nx＞ny＞nz”或者“nx＞ny＝nz”的折射率关系。应注意，“ny＝nz”不仅表示ny和nz彼此严格相等的情况而且还表示ny和nz基本上彼此相等的情况。即，“ny＝nz”对应于Nz系数(Rth/Re)超出0.9并且小于1.1的情况。在根据本发明的光学补偿膜满足“nx＞ny＞nz”的折射率关系时，Nz系数优选在1.1到10的范围内，更加优选地在1.1到8的范围内。在满足上述折射率关系时，根据本发明的光学补偿膜，在将各自液晶分子的配向假定为全部延迟的情况下，用作具有正双轴各向异性的倾斜类型延迟板的液晶单元会在全部方位上适当地受视角补偿影响。作为上述液晶单元的示例，优选TN模式液晶单元。
在优选实施例中，根据本发明的光学补偿膜可以具有在不与该膜的XY平面、YZ平面和ZX平面中的任意一个平面平行的平面中(即，在包括“nb”方向和“nx”方向的平面中)的两个光学轴。在配向轴与非液晶聚合物的倾斜方向(“nb”方向)垂直时，该光学补偿膜可以具有最大折射率nx(na)。例如，在以预定角度以倾斜配向方式设置呈现出负双轴折射率各向异性的非液晶聚合物时，可以将光学补偿膜的配向轴方向调节到与倾斜方向垂直的方向。例如，TN模式的液晶显示装置更加适合受光学补偿膜的视角补偿影响。
可以将任何适合的非液晶聚合物用作包括在根据本发明的光学补偿膜中的非液晶聚合物。例如，可以优选使用能够形成具有等于或者大于70％光透射率的膜的热塑树脂。例如，可以优选地使用这样的热塑树脂，即其中玻璃转变温度(Tg)在80℃到170℃的范围内，熔化温度在180℃到300℃的范围内，并且在100秒-1的剪切速率和250℃下的熔化粘度等于或者小于10000Pa·s。这样的热塑树脂容易形成膜，并且因而可以通过例如挤压成型(extrusion)的通常形成方法获得具有良好透明度的光学补偿膜。在选择具有在1×10-12m2/N到9×10-11m2/N的范围内的光弹性系数的非液晶聚合物时，获得具有期望光弹性系数的光学补偿膜，并且因而可以获得具有良好外观一致性的液晶显示装置。
上述非晶体聚合物的优选具体示例包括(甲基)丙烯酸聚合物、苯乙烯基聚合物、烯烃基聚合物、环烯烃基聚合物、聚芳酯基聚合物、聚碳酸酯基聚合物、聚砜基聚合物、聚氨酯基聚合物、聚酰亚胺基聚合物、聚酯基聚合物、聚乙烯醇基聚合物以及它们的共聚物。进而，可以优选使用纤维素基聚合物和诸如聚偏二氯乙烯基聚合物的聚氯乙烯基聚合物。可以单独或者组合使用非晶体聚合物。其中优选(甲基)丙烯酸聚合物、烯烃基聚合物、环烯烃基聚合物、聚芳酯基聚合物、聚碳酸酯基聚合物、聚氨酯基聚合物和聚酯基聚合物。这样的非液晶聚合物具有良好的透明度和配向属性，并且因而可以获得具有在期望范围中的双折射率Δn的光学补偿膜。结果，可以在宽视角处实现良好补偿，并且因而可以获得对于良好对比度的视角补偿效果。在平面内配向属性和倾斜配向属性通常具有折中关系。然而，在选择具有上述属性的非液晶聚合物时，可以通过平面内配向属性(nx-ny)高的状态的倾斜配向形成光学补偿膜。
上述(甲基)丙烯酸聚合物的示例包括通过使诸如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸丁酯和(甲基)丙烯酸环己酯的(甲基)丙烯酸单体共聚获得的聚合物。具体地说，优选聚甲基丙烯酸甲酯。
上述烯烃基聚合物的优选示例包括聚乙烯和聚丙烯。
上述环烯烃基聚合物是使用环烯烃作为聚合单元聚合的树脂的通用名称，并且其示例包括在日本专利申请特许公开No.Hei 01-240517、日本专利申请特许公开No.Hei 03-14882、日本专利申请特许公开No.Hei03-122137等中描述的树脂。环烯烃基聚合物可以是环烯烃和另一单体的共聚物。环烯烃基聚合物的具体示例包括环烯烃的开环(共)聚合物、通过环烯烃的加成聚合获得的聚合物、环烯烃和诸如乙烯或者丙烯的α-烯烃的共聚物(通常为无规共聚物)、通过使用不饱和羧酸或其衍生物使聚合物变性获得的接枝变性聚合物，以及它们的氢化物。环烯烃的具体示例包括降冰片烯基单体。
降冰片烯基单体的示例包括：降冰片烯，诸如5-甲基-2-降冰片烯、5-二甲基-2-降冰片烯、5-乙基-2-降冰片烯、5-丁基-2-降冰片烯、和5-亚乙基-2-降冰片烯的其烷基取代和/或亚烷基取代的产物，以及其极性基团(诸如卤素)取代的产物；二环戊二烯和2，3-二氢二环戊二烯；二桥亚甲基八氢萘，其烷基取代的和/或亚烷基取代的产物，以及其极性基团(诸如卤素)取代的产物，例如6-甲基-1，4：5，8-二桥亚甲基-1，4，4a，5，6，7，8，8a-八氢萘、6-乙基-1，4：5，8-二桥亚甲基-1，4，4a，5，6，7，8，8a-八氢萘、6-亚乙基-1，4：5，8-二桥亚甲基-1，4，4a，5，6，7，8，8a-八氢萘、6-氯代-1，4：5，8-二桥亚甲基-1，4，4a，5，6，7，8，8a-八氢萘、6-氰基-1，4：5，8-二桥亚甲基-1，4，4a，5，6，7，8，8a-八氢萘、6-吡啶基-1，4：5，8-二桥亚甲基-1，4，4a，5，6，7，8，8a-八氢萘，和6-甲氧基羰基-1，4：5，8-二桥亚甲基-1，4，4a，5，6，7，8，8a-八氢萘；诸如4，9：5，8-二桥亚甲基-3a，4，4a，5，8，8a，9，9a-八氢-1H-苯并茚以及4，11：5，10：6，9-三桥亚甲基-3a，4，4a，5，5a，6，9，9a，10，10a，11，11a-十二氢-1H-环戊蒽的环戊二烯的三聚体和四聚体。环烯烃基聚合物可以是降冰片烯基单体和另一单体的共聚物。
优选地，使用芳香聚碳酸酯作为上述聚碳酸酯基聚合物。可以通常通过碳酸酯前体物质与芳香二元酚化合物反应获得芳香聚碳酸酯。碳酸酯前体物质的具体示例包括光气，诸如双氯甲酸酯、二苯基碳酸酯、二-p-甲苯基碳酸酯、苯基-p-甲苯基碳酸酯、二-p-氯苯基碳酸酯和二萘基碳酸酯的二元酚。其中优选光气和二苯基碳酸酯。芳香二元酚化合物的具体示例包括2，2-双(4-羟基苯基)丙烷、2，2-双(4-羟基-3，5-二甲基苯基)丙烷、双(4-羟基苯基)甲烷、1，1-双-(4-羟基苯基)乙烷、2，2-双(4-羟基苯基)丁烷、2，2-双(4-羟基-3，5-二甲基苯基)丁烷、2，2-双(4-羟基-3，5-二丙基苯基)丙烷、1，1-双(4-羟基苯基)环己烷、以及1，1-双(4-羟基苯基)-3，3，5-三甲基环己烷。它们可以单独使用或者组合使用。优选地，使用2，2-双(4-羟基苯基)丙烷、1，1-双(4-羟基苯基)环己烷以及1，1-双(4-羟基苯基)-3，3，5-三甲基环己烷。尤其优选地，组合使用2，2-双(4-羟基苯基)丙烷和1，1-双(4-羟基苯基)-3，3，5-三甲基环己烷。
上述聚氨酯基聚合物的示例包括聚酯基聚氨酯(诸如改性的聚酯聚氨酯、水可分散的聚酯聚氨酯以及基于溶剂的聚酯聚氨酯)、聚醚基聚氨酯以及聚碳酸酯基聚氨酯。
上述聚酯基聚合物的优选示例包括聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯等等。
制造根据本发明的光学补偿膜的方法包括通过施加剪切应力形成膜的步骤。在膜的形成期间施加剪切应力，从而以倾斜配向方式设置非液晶聚合物。通过施加剪切应力形成膜的方法的示例包括使非液晶聚合物经过在边缘速度、旋转方向、直径、形状或者材料方面不同的两个带或者辊之间以获得非液晶聚合物膜的方法，以及向保持于在收缩属性和/或伸展性方面不同的两个基板之间的非液晶聚合物施加热量或者应力的方法。例如，在要使非液晶聚合物经过边缘速度不同的两个辊之间的情况下，在边缘速度差异增加时，倾斜角度会增加。可以采用例如模铸方法或者挤压成型方法的任意适合的方法作为形成该膜的方法。用于膜形成的非液晶聚合物可以处于熔化状态。可选地，可以使用通过膜形成获得的非液晶聚合物膜。
上述制造方法可以包括根据需要进一步配向在上述的膜形成步骤中获得的非液晶聚合物膜的步骤。配向方法的示例包括纵向单轴伸展(stretching)方法、横向单轴伸展方法以及在厚度方向上配向非液晶聚合物膜的方法。在厚度方向上配向非液晶聚合物膜的方法的具体示例是将可收缩膜附着到在膜形成步骤中获得的非液晶聚合物膜的两个表面上并且使用纵向单轴伸展方法执行热伸展的方法。对于配向处理，可以组合使用配向方法。在进一步配向通过施加剪切应力获得的非液晶聚合物膜时，可以获得具有期望的平面内延迟和厚度方向延迟的光学补偿膜。可以例如基于非液晶聚合物的类型以及期望的光学特性，适当选择伸展方法和伸展条件(伸展比值和温度)。
如上所述，在要制造根据本发明的光学补偿膜时，不需要复杂的倾斜配向处理。在倾斜配向之后执行伸展处理或者收缩处理时，可以容易地控制光学特性以获得期望的延迟。对于通过固化传统液晶材料获得的倾斜配向类型光学补偿膜无法执行在倾斜配向之后这样的延迟控制。这是根据本发明的光学补偿膜的优点之一。可以通过通常的伸展处理执行配向处理，并且因而设定膜厚度和膜宽度的自由度很高。结果，可以以低成本设计具有期望光学特性的光学补偿膜。
根据所述制造方法，可以连续执行膜形成步骤和配向步骤。因此，可以获得与通过对传统液晶材料执行施加、干燥和固化获得的光学补偿膜相比较，在生产率更高和质量更均匀的光学补偿膜。
可以将根据本发明的光学补偿膜的厚度设定为任何适合的厚度，只要能够获得本发明的效果。该厚度优选在10μm到300μm的范围内，并且更加优选地在20μm到200μm的范围内。
层叠在偏振器上的根据本发明的光学补偿膜在去偏振上比使用传统液晶材料的倾斜配向类型光学补偿膜(例如，由Fuji Photo Film有限公司生产的产品名称“WV-film”)更小，并且因而可以进一步改善偏振状态。结果，可以获得具有良好的正面(front)对比度的液晶面板(特别是TN模式液晶面板)。根据本发明的光学补偿膜包含非液晶聚合物并且因而可以适合用作偏振器的保护膜。
B.集成有光学补偿膜的偏振板
根据本发明的集成有光学补偿膜的偏振板包括根据本发明的光学补偿膜和偏振器。根据本发明的光学补偿膜在去偏振上比使用传统液晶材料的倾斜配向类型光学补偿膜更小。因此，在将根据本发明的光学补偿膜层叠在偏振器上时，可以获得更高的偏振状态。
图2是示出根据本发明优选实施例的集成有光学补偿膜的偏振板的示意性截面图。如图2所示出的，根据本发明的集成有光学补偿膜的偏振板100包括偏振器10和光学补偿膜20。在集成有光学补偿膜的偏振板100中，如果需要，可以在偏振器10和光学补偿膜20之间和/或在偏振器10中其上没有光学补偿膜20的一侧上提供任何适合的保护膜(未示出)。通过任何适合的压力敏感粘合剂层或者粘合剂层(未示出)提供包括在集成有光学补偿膜的偏振板100中的各自层(膜)。当偏振器10和光学补偿膜20之间未提供保护膜时，光学补偿膜20可以用作偏振器10的保护膜。
偏振器10和光学补偿膜20被层叠为由偏振器的吸收轴和光学补偿膜的慢轴定义出任何适合的角度。在将集成有光学补偿膜的偏振板100用于TN模式液晶显示装置时，优选地层叠偏振器10和光学补偿膜20以使得吸收轴和慢轴彼此基本上垂直。应注意，短语“基本上垂直”表示90°±3°的角度，优选地为90°±1°的范围。
取决于目的，可以采取任何适合的偏振器作为上述偏振器。偏振器的示例包括：通过吸附位于诸如聚乙烯醇基膜、部分缩甲醛化的聚乙烯醇基膜、或者部分皂化的乙烯/醋酸乙烯共聚物基膜的亲水聚合物膜上的二色物质例如碘或者二色染料并且单轴地伸展膜而制备的膜；诸如聚乙烯醇的脱水产物或者聚氯乙烯的脱氯化氢产物的聚烯基配向膜等。其中，由于高的偏振二色性，尤其优选通过吸附位于聚乙烯醇基膜上的二色物质诸如碘并且单轴地伸展膜而制备的偏振器。偏振器的厚度没有特别限制，通常为大约1μm到80μm。
可以例如通过以下方法制造通过吸收聚乙烯醇基膜上的碘并单轴地伸展该膜而制备的偏振器：将聚乙烯醇浸入在碘的水溶液中用于上色；并且将膜伸展到原始长度的3到7倍。如果需要，水溶液可以含有硼酸、硫酸锌、氯化锌等，或者可以将聚乙烯醇基膜浸入在碘化钾等的水溶液等中。进而，如果需要，可以在上色之前在水中浸入并清洗聚乙烯醇基膜。
使用水清洗聚乙烯醇基膜不仅可去除聚乙烯醇基膜表面上的污染物或者洗去抗粘连(antiblocking)剂，而且通过使聚乙烯醇膜膨胀可提供防止诸如不一致上色之类的不一致性的效果。可以在使用碘对膜进行上色之后、在膜的上色期间、或者在使用碘对膜进行上色之前执行膜的伸展。可以在硼酸或者碘化钾的水溶液中，或者在水浴中执行该伸展。
C.液晶显示装置
根据本发明的液晶显示装置包括：液晶单元；以及提供在所述液晶单元的至少一个侧上的在部分A中描述的光学补偿膜和在部分B中描述的集成有光学补偿膜的偏振板的其中之一。图3是示出根据本发明优选实施例的液晶显示装置的液晶面板的示意性截面图。液晶面板200包括：液晶单元30；设置在液晶单元30的两侧上的光学补偿膜20和20′；以及设置在各个光学补偿膜中与液晶单元相对的侧上的偏振器10和10′。光学补偿膜20和20′中的至少一个是在部分A中描述的根据本发明的光学补偿膜。通常提供偏振器10和10′以使得其吸收轴彼此垂直。取决于根据本发明的液晶显示装置的目的以及液晶单元的配向模式，可以省去光学补偿膜20和20′之一。在部分B中描述的根据本发明的集成有光学补偿膜的偏振板可以优选用作光学补偿膜20(20′)和偏振器10(10′)。
液晶单元30包括一对玻璃基板31和31′以及提供在基板之间作为显示介质的液晶层32。一个基板(有源矩阵基板)31′包括用于控制液晶的电光属性的开关元件(典型地为TFT)；用于向开关元件提供栅极信号的扫描线；以及用于向其提供源信号的信号线(均未示出)。另一基板(滤色片基板)31包括滤色片(未示出)。应注意，也可以在有源矩阵基板31′上提供滤色片。通过衬垫料(spacer)(未示出)控制两个基板31和31′之间的距离(盒间隙)。将例如由聚酰亚胺形成的配向膜(未示出)提供在每一个基板31和31′中与液晶层32接触的一侧上。
可以采取任何适合的驱动模式作为液晶单元的驱动模式，只要能够获得本发明的效果。驱动模式优选是扭曲向列(TN)模式、弯曲向列(OCB)模式、或者电控双折射(ECB)模式。其中，TN模式更为优选。这是因为，如上所述的驱动模式和光学补偿膜或者集成有光学补偿膜的偏振板可组合使用，并且因而可以获得良好的视角改善效果。
上述TN模式的液晶单元是其中具有正介电各向异性的向列液晶被保持在两个基板之间并且液晶分子的取向通过玻璃基板的表面配向处理而扭曲90度的液晶单元。具体地说，存在在Baifukan有限公司的“Liquid CrystalDictionary”第158页(1989)中描述的液晶单元以及在日本专利申请特许公开No.Sho 63-279229中描述的液晶单元。
弯曲向列(OCB：光学补偿弯曲或者光学补偿双折射)模式的液晶单元是其中基于电控双折射(ECB)效应在未施加电压时具有正介电各向异性的向列液晶在透明电极之间被弯曲配向而同时其中心部分被扭曲配向的液晶单元。OCB模式液晶单元也被称为“π单元”。具体地说，存在在KyoritsuShuppan有限公司的“Next Generation Liquid Crystal Display”第11-27页(2000)中描述的液晶单元以及在日本专利申请特许公开No.Hei 07-084254中描述的液晶单元。
在ECB模式中，在未施加电压时，液晶单元中的液晶分子沿预定方向配向。在施加电压时，液晶分子相对于预定方向以预定角度倾斜，并且因而基于双折射效应改变偏振状态以用以显示。在ECB模式中，取决于所施加电压的值改变液晶分子的倾斜并且取决于所改变的倾斜改变透射光强度。因此，在使白色光进入液晶单元时，经过分析器(位于观看者侧的偏振器)的光由于干涉现象而上色并且上色光的色调取决于液晶分子的倾斜(所施加电压的值)而改变。结果，ECB模式具有通过简单结构(例如不提供滤色片)即可实现彩色显示的优点。在本发明中，只要提供上述的驱动机制(显示机制)，可以采用任何适合的ECB模式。其具体示例包括垂直配向(DAP：垂直配向相的变形)系统、同质系统以及混合(HAN：混合配向向列)系统。
本发明的液晶显示装置的应用没有特别的限制，并且可以将液晶显示装置应用于各种应用中：例如，诸如个人计算机监视器、膝上型个人计算机以及复印机的办公自动化(OA)设备；诸如蜂窝电话、手表、数字照相机、个人数字助理(PDA)和便携式游戏机的便携式设备；诸如摄像机、液晶电视和微波炉的家用电器；诸如后视镜、汽车导航系统监视器和汽车音响的车载设备；诸如商业信息监视器的展览设备；诸如监控监视器的安防设备；以及诸如护理监视器和医疗监视器的护理和医疗设备。
以下，参照示例具体描述本发明。然而，本发明并不限于这些示例。在示例和比较示例中使用的各自测量方法如下。
(1)双折射率
使用阿贝折射率计(由Atago有限公司生产的产品名称“DR-M4”)测量双折射率。
(2)延迟值(Re[590]，Rth[590])
在波长590nm和23℃下，使用由Axometrics公司生产的“Axoscan(产品名称)”测量延迟值。
(3)平均倾斜角度
将折射率na，nb和nc以及延迟值δ(沿与慢轴垂直的方向在-50°到+50°的极角范围(法线方向对应于0°)内以5°间隔测量的延迟值)代入下述表达式(I)和(II)中以获得平均倾斜角度(β)。在590nm和23℃下使用由Axometrics公司生产的“Axoscan(产品名称)”测量待使用的延迟值。使用阿贝折射率计(由Atago有限公司生产的产品名称“DR-M4”)测量所使用的各个折射率。
δ = d cos θ ′ ( n b n c n b 2 sin 2 ( θ ′ - β ) + n c 2 cos 2 ( θ ′ - β ) - n a ) - - - ( I )
θ ′ = arcsin ( sin θ ( n a + n b + n c ) / 3 ) - - - ( II )
(4)正面对比度
在液晶显示装置上显示白色图像和黑色图像的情况下，使用亮度计(由Topcon公司生产的“BM-5”)测量XYZ显示系统中的Y值。基于在白色图像的情况下获得的Y值(YW：白色亮度)和在黑色图像的情况下获得的Y值(YB：黑色亮度)，计算在前方向上的对比度比值(“YW/YB”)。
(5)视角特性(对比度对视角的依赖性)
在液晶显示装置上显示白色图像和黑色图像时，使用由AutronicMelchers GmbH生产的“Conoscope”(产品名称)测量视角特性。
(6)膜厚度
使用由Otsuka Electronics有限公司生产的“MCPD-3000”(产品名称)测量膜厚度。
(7)外观一致性
将液晶显示装置保持在80℃持续200小时或者保持在60℃、90％RH并且持续200小时，然后在室温下在其上显示黑色图像30分钟。之后，在大致几米的距离处视觉检查黑色图像以确定是否存在漏光部分。使用亮度计(产品名称“CA1500”，由Konica Minolta Sensing公司生产)测量其上显示黑色图像的液晶显示装置的整个屏幕区域的亮度分布。计算屏幕中最小亮度和最大亮度之间的比值作为亮度比值(最大亮度/最小亮度)。
[示例1]
将聚碳酸酯基聚合物膜在200℃下加热并且使其经过具有不同边缘速度的两个辊(辊A和辊B)(辊A的边缘速度为5.5米/分钟，辊B的边缘速度为7.5米/分钟)之间以获得具有150μm厚度的膜。之后，将获得的膜横向并且单轴地伸展1.5倍以获得具有100μm厚度的光学补偿膜-1。在光学补偿膜-1中，双折射率Δn为0.0013、平面内延迟值Re为100nm、厚度方向延迟Rth为130nm、并且平均倾斜角度β为44°。即，光学补偿膜-1是满足折射率关系“nx＞ny＞nz”的双轴倾斜配向类型光学补偿膜。
将聚乙烯醇膜在含碘的水溶液中进行染色，并且之后，将所得到的膜在含有硼酸的水溶液中在具有不同边缘速度的辊之间单轴地伸展6倍从而获得偏振器。将上述光学补偿膜-1经由聚乙烯醇基粘结剂(厚度为0.1μm)附着到偏振器的一个表面上。在这种情况下，层叠偏振器和光学补偿膜-1以使得偏振器的吸收轴和光学补偿膜-1的慢轴彼此垂直。然后，将保护膜(由Konica Minolta Opto公司生产的厚度为40μm的三乙酰纤维素膜(产品名称“KC4UYW”))通过聚乙烯醇基粘结剂(厚度为0.1μm)附着到偏振器的另一表面以获得集成有光学补偿膜的偏振板-1。
从包括TN模式液晶单元(Samsung生产的产品名称“SyncMasterT240”)的20英寸液晶监视器中取出液晶面板。去除设置在液晶单元两侧上的偏振板并且清洗液晶单元的玻璃表面(前基板和后基板的表面)。随后，将多个集成有光学补偿膜的偏振板-1通过丙烯酸基压力敏感粘结剂(厚度为20μm)分别附着到液晶单元的观看者侧表面和背光侧表面。在这种情况下，层叠集成有光学补偿膜的偏振板-1以使得光学补偿膜-1位于液晶单元侧上并且位于观看者侧和背光侧上的偏振器的吸收轴彼此垂直。将所获得的液晶面板组装到初始的液晶监视器以获得液晶显示装置-1。测量所获得的液晶显示装置-1的正面对比度、视角特性以及外观一致性。在表1以及图4A和4B中示出了结果。图4A、5A、6A、7A、8A和9A示出了在视角从前方向改变时在所有方位角和角度的对比度分布。图4B、5B、6B、7B、8B和9B示出了整个黑色图像区域的亮度分布。在图4B、5B、6B、7B、8B和9B中，黑色部分表示低亮度状态，白色部分表示高亮度状态，并且全黑状态表示正常显示状态。
[示例2]
在115℃下熔化一小团聚丙烯，并且随后将其由模具挤压并且使其在旋转方向彼此不同并且具有2.7米/分钟边缘速度的两个带之间流动，以获得具有80μm厚度的膜。之后，将所获得的膜横向且单轴地伸展1.8倍以获得具有50μm厚度的光学补偿膜-2。在光学补偿膜-2中，双折射率Δn为0.0016、平面内延迟值Re为20nm、厚度方向延迟Rth为80nm、并且平均倾斜角度β为44°。即，光学补偿膜-2是满足折射率关系“nx＞ny＞nz”的双轴倾斜配向类型光学补偿膜。
除了使用光学补偿膜-2代替光学补偿膜-1之外，执行与示例1中相同的处理以获得集成有光学补偿膜的偏振板-2以及液晶显示装置-2。测量所获得的液晶显示装置-2的正面对比度、视角特性和外观一致性。在表1以及图5A和5B中示出了结果。
[示例3]
在280℃下熔化一小团环烯烃聚合物，并且然后将其由模具挤压并且使其在具有不同边缘速度的两个辊(辊-A和辊-B)(辊-A的边缘速度为4.0米/分钟，并且辊-B的边缘速度为5.4米/分钟)之间流动，以获得具有110μm厚度的膜。之后，将所获得的膜横向且单轴地伸展1.2倍以获得具有100μm厚度的光学补偿膜-3。在光学补偿膜-3中，双折射率Δn为0.0012、平面内延迟值Re为83nm、厚度方向延迟Rth为120nm、并且平均倾斜角度β为40°。即，光学补偿膜-3是满足折射率关系“nx＞ny＞nz”的双轴倾斜配向类型光学补偿膜。
除了使用光学补偿膜-3代替光学补偿膜-1之外，执行与示例1中相同的处理以获得集成有光学补偿膜的偏振板-3以及液晶显示装置-3。测量所获得的液晶显示装置-3的正面对比度、视角特性和外观一致性。在表1以及图6A和6B中示出了结果。
[示例4]
在230℃下熔化一小团聚氨酯(urethane)聚合物，并且然后将其由模具挤压并且使其在具有不同边缘速度的两个辊(辊-A和辊-B)(辊-A的边缘速度为5.0米/分钟，并且辊-B的边缘速度为6.5米/分钟)之间流动，以获得具有155μm厚度的膜。之后，将所获得的膜横向且单轴地伸展1.2倍以获得具有150μm厚度的光学补偿膜-4。在光学补偿膜-4中，双折射率Δn为0.0004、平面内延迟值Re为50nm、厚度方向延迟Rth为60nm、并且平均倾斜角度β为40°。即，光学补偿膜-4是满足折射率关系“nx＞ny＞nz”的双轴倾斜配向类型光学补偿膜。
除了使用光学补偿膜-4代替光学补偿膜-1之外，执行与示例1中相同的处理以获得集成有光学补偿膜的偏振板-4以及液晶显示装置-4。测量所获得的液晶显示装置-4的正面对比度、视角特性和外观一致性。在表1以及图7A和7B中示出了结果。
[示例5]
在230℃下熔化一小团聚碳酸酯聚合物，并且然后将其由模具挤压并且使其在具有不同边缘速度的两个辊(辊-A和辊-B)(辊-A的边缘速度为5.0米/分钟，并且辊-B的边缘速度为5.5米/分钟)之间流动，以获得具有100μm厚度的膜。之后，将所获得的膜横向且单轴地伸展1.2倍以获得具有95μm厚度的光学补偿膜-5。在光学补偿膜-5中，双折射率Δn为0.0014、平面内延迟值Re为76nm、厚度方向延迟Rth为133nm、并且平均倾斜角度β为33°。即，光学补偿膜-5是满足折射率关系“nx＞ny＞nz”的双轴倾斜配向类型光学补偿膜。
除了使用光学补偿膜-5代替光学补偿膜-1之外，执行与示例1中相同的处理以获得集成有光学补偿膜的偏振板-5以及液晶显示装置-5。测量所获得的液晶显示装置-5的正面对比度、视角特性和外观一致性。在表1以及图8A和8B中示出了结果。
[比较示例1]
除了使用“WV-film”(产品名称，由Fuji Photo Film有限公司生产)代替光学补偿膜-1之外，执行与示例1中相同的处理以获得集成有光学补偿膜的偏振板-c1以及液晶显示装置-c1。测量所获得的液晶显示装置-c1的正面对比度、视角特性和外观一致性。在表1以及图9A和9B中示出了结果。在“WV-film”中，平面内延迟值Re为40nm、厚度方向延迟Rth为165nm、并且平均倾斜角度β为16°。
表1
Figure BSA00000474788900191
如表1所示，在示例中获得的每一个光学补偿膜是包括非液晶聚合物的双轴倾斜配向类型光学补偿膜。如在图4A、4B、5A、5B、6A、6B、7A、7B、8A、8B、9A和9B以及表1中所示出的，使用根据本发明的光学补偿膜的液晶显示装置在宽视角处具有高对比度并且在外观一致性方面远优于根据比较示例1的液晶显示装置。如表1所示，与根据比较示例1的液晶显示装置相比较，所获得的正面对比度良好。因此，根据本发明的光学补偿膜，如使用传统液晶材料的倾斜配向类型光学补偿膜的情况，对于液晶显示装置(特别是TN模式液晶显示装置)可以适当执行视角补偿。此外，可以获得在外观一致性和正面对比度方面比使用传统液晶材料的倾斜配向类型光学补偿膜更加良好的液晶显示装置。根据本发明的光学补偿膜不需要复杂的制造工艺，并且因而与使用传统液晶材料的倾斜配向类型光学补偿膜相比，可以获得良好的性价比。在图4A、4B、5A、5B、6A、6B、7A、7B、8A、8B、9A和9B中，使用粉红色对对比度值(在白色显示期间的亮度和在黑色显示期间的亮度之间的比值)等于或者大于100的区域上色并且使用蓝色对对比度值等于或者小于10的区域上色。随着对比度值增加，所显示的灰度从蓝色改变到粉红色。
根据本发明的光学补偿膜以及集成有光学补偿膜的偏振板可适用于液晶显示装置。根据本发明的光学补偿膜以及集成有光学补偿膜的偏振板可更适用于TN模式、OCB模式或者ECB模式的液晶显示装置。
在不偏离本发明的范围和精神的情况下，许多其它变型对于本领域的普通技术人员将变得明显并且容易实践。因此应该理解，所附权利要求的范围并非旨在由说明书的细节限制而是应该被更宽泛地限定。

Claims (17)

1.一种光学补偿膜，包括：
以倾斜配向方式设置的非液晶聚合物，
其中所述光学补偿膜满足以下表达式（1）和（2）：
（1）3[nm]≤（nx-ny）×d；以及
（2）5°<β，
其中，在作为三维坐标系的平面方向轴的X-轴和Y-轴彼此垂直并且将在厚度方向上与所述X-轴和所述Y-轴垂直的轴定义为Z-轴时，nx和ny分别表示在所述光学补偿膜的XY-平面中的最大折射率和最小折射率，d表示膜厚度[nm]，并且β表示在用于提供所述最小折射率ny的方向与在所述光学补偿膜的YZ-平面中用于提供最大折射率nb的方向之间形成的角度，
所述光学补偿膜具有在590nm波长下在0.0001到0.02范围内的双折射率Δn，并且所述非液晶聚合物包括选自由以下构成的组中的至少一种聚合物：（甲基）丙烯酸聚合物、烯烃基聚合物、环烯烃基聚合物、聚芳酯基聚合物、聚碳酸酯基聚合物以及聚氨酯基聚合物，
其中，所述光学补偿膜包括在与所述非液晶聚合物的倾斜方向垂直的方向上的配向轴。
2.根据权利要求1所述的光学补偿膜，其中，所述光学补偿膜具有在1×10-12m2/N到9×10-11m2/N范围内的光弹性系数。
3.根据权利要求1所述的光学补偿膜，其中，所述光学补偿膜满足nx>ny>nz以及nx>ny=nz的其中之一的折射率关系，其中nz表示在厚度方向上的折射率。
4.根据权利要求1所述的光学补偿膜，其中，所述非液晶聚合物包括选自由以下构成的组中的至少一种聚合物：苯乙烯基聚合物、聚砜基聚合物、聚酰亚胺基聚合物、聚酯基聚合物以及聚乙烯醇基聚合物。
5.一种光学补偿膜，包括：
以倾斜配向方式设置的非液晶聚合物，
其中，在作为三维坐标系的平面方向轴的X-轴和Y-轴彼此垂直并且将在厚度方向上与所述X-轴和所述Y-轴垂直的轴定义为Z-轴时，所述光学补偿膜包括在不与所述光学补偿膜的XY-平面、YZ-平面和ZX-平面中的任一平面平行的平面中的两个光轴，
所述光学补偿膜具有在590nm波长下在0.0001到0.02范围内的双折射率Δn，并且所述非液晶聚合物包括选自由以下构成的组中的至少一种聚合物：（甲基）丙烯酸聚合物、烯烃基聚合物、环烯烃基聚合物、聚芳酯基聚合物、聚碳酸酯基聚合物以及聚氨酯基聚合物，
其中，所述光学补偿膜包括在与所述非液晶聚合物的倾斜方向垂直的方向上的配向轴。
6.根据权利要求5所述的光学补偿膜，其中，所述光学补偿膜具有在1×10-12m2/N到9×10-11m2/N范围内的光弹性系数。
7.根据权利要求5所述的光学补偿膜，其中，所述光学补偿膜满足nx>ny>nz以及nx>ny=nz的其中之一的折射率关系，其中nx和ny分别表示在所述光学补偿膜的XY-平面中的最大折射率和最小折射率，nz表示在厚度方向上的折射率。
8.一种集成有光学补偿膜的偏振板，包括：
根据权利要求1所述的光学补偿膜；以及
与所述光学补偿膜相邻设置的偏振器。
9.根据权利要求8所述的集成有光学补偿膜的偏振板，其中，所述光学补偿膜用作所述偏振器的保护膜。
10.一种集成有光学补偿膜的偏振板，包括：
根据权利要求5所述的光学补偿膜；以及
与所述光学补偿膜相邻设置的偏振器。
11.根据权利要求10所述的集成有光学补偿膜的偏振板，其中，所述光学补偿膜用作所述偏振器的保护膜。
12.一种液晶显示装置，包括：
液晶单元；以及
根据权利要求1所述的光学补偿膜，设置在所述液晶单元的至少一侧上。
13.根据权利要求12所述的液晶显示装置，其中，所述液晶单元处于选自由TN模式、OCB模式和ECB模式组成的组中的驱动模式。
14.一种液晶显示装置，包括：
液晶单元；以及
根据权利要求5所述的光学补偿膜，设置在所述液晶单元的至少一侧上。
15.根据权利要求14所述的液晶显示装置，其中，所述液晶单元处于选自由TN模式、OCB模式和ECB模式组成的组中的驱动模式。
16.一种液晶显示装置，包括：
液晶单元；以及
根据权利要求8所述的集成有光学补偿膜的偏振板，设置在所述液晶单元的至少一侧上。
17.根据权利要求16所述的液晶显示装置，其中，所述液晶单元处于选自由TN模式、OCB模式和ECB模式组成的组中的驱动模式。
CN201110094663.0A 2010-04-09 2011-04-07 光学补偿膜 Expired - Fee Related CN102213787B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410053626.9A CN103777267B (zh) 2010-04-09 2011-04-07 光学补偿膜

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010090063A JP5633960B2 (ja) 2010-04-09 2010-04-09 光学補償フィルム
JP090063/2010 2010-04-09

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410053626.9A Division CN103777267B (zh) 2010-04-09 2011-04-07 光学补偿膜

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102213787A CN102213787A (zh) 2011-10-12
CN102213787B true CN102213787B (zh) 2014-03-26

Family

ID=44745174

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201110094663.0A Expired - Fee Related CN102213787B (zh) 2010-04-09 2011-04-07 光学补偿膜
CN201410053626.9A Expired - Fee Related CN103777267B (zh) 2010-04-09 2011-04-07 光学补偿膜

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410053626.9A Expired - Fee Related CN103777267B (zh) 2010-04-09 2011-04-07 光学补偿膜

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8730434B2 (zh)
JP (1) JP5633960B2 (zh)
KR (1) KR101235503B1 (zh)
CN (2) CN102213787B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013025191A (ja) * 2011-07-22 2013-02-04 Nitto Denko Corp 光学補償フィルムの製造方法
CN103235447B (zh) * 2013-03-25 2016-01-06 京东方科技集团股份有限公司 光学补偿膜、光学补偿偏光板及液晶显示装置
CN107357456A (zh) * 2017-06-29 2017-11-17 上海与德科技有限公司 一种显示方法及显示系统
CN107357457A (zh) * 2017-06-29 2017-11-17 上海与德科技有限公司 一种显示方法及显示系统
CN107272960A (zh) * 2017-06-29 2017-10-20 上海与德科技有限公司 一种显示方法及显示系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0482620A2 (en) * 1990-10-24 1992-04-29 Nitto Denko Corporation Birefringent film, process for producing the same, retardation film, elliptically polarizing plate, and liquid crystal display
EP0576304A1 (en) * 1992-06-26 1993-12-29 Sharp Kabushiki Kaisha Phase difference plate and liquid crystal display device
CN1633613A (zh) * 2002-02-19 2005-06-29 日东电工株式会社 倾斜的光学补偿薄膜、其生产方法以及包括所述薄膜的液晶显示器
CN101248385A (zh) * 2005-08-23 2008-08-20 日东电工株式会社 液晶面板及使用其的液晶显示装置
CN101326461A (zh) * 2006-05-29 2008-12-17 日东电工株式会社 液晶面板、以及液晶显示装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2565644B2 (ja) * 1992-11-18 1996-12-18 富士写真フイルム株式会社 光学異方素子及びその製造方法
US5699136A (en) 1992-11-18 1997-12-16 Fuji Photo Film Co., Ltd. Negative uniaxial anisotropic element and method for manufacturing the same
JP2802719B2 (ja) 1994-04-08 1998-09-24 富士写真フイルム株式会社 光学異方性シートおよびそれを用いた液晶表示素子
US5995184A (en) 1998-09-28 1999-11-30 Rockwell Science Center, Llc Thin film compensators having planar alignment of polymerized liquid crystals at the air interface
JP3596756B2 (ja) * 1999-08-06 2004-12-02 シャープ株式会社 液晶表示装置
JP3917089B2 (ja) * 2002-02-19 2007-05-23 日東電工株式会社 傾斜光学補償フィルムの製造方法
JP4276496B2 (ja) * 2003-08-20 2009-06-10 日東電工株式会社 配向状態の液晶ポリマーを含む光学フィルムの製造方法
JP2007225862A (ja) * 2006-02-23 2007-09-06 Nitto Denko Corp 液晶パネルおよび液晶表示装置
JP4975415B2 (ja) * 2006-11-17 2012-07-11 Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 透過型液晶表示装置
US7924385B2 (en) * 2007-11-26 2011-04-12 Au Optronics Corporation Wide viewing angle liquid crystal display comprising at least one floating electrode in locations directly facing a corresponding one or more pixel electrodes thereby inducing an electric field in the liquid crystal layer
CN101614911B (zh) * 2008-06-27 2011-07-27 群康科技(深圳)有限公司 液晶显示面板

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0482620A2 (en) * 1990-10-24 1992-04-29 Nitto Denko Corporation Birefringent film, process for producing the same, retardation film, elliptically polarizing plate, and liquid crystal display
EP0576304A1 (en) * 1992-06-26 1993-12-29 Sharp Kabushiki Kaisha Phase difference plate and liquid crystal display device
CN1633613A (zh) * 2002-02-19 2005-06-29 日东电工株式会社 倾斜的光学补偿薄膜、其生产方法以及包括所述薄膜的液晶显示器
CN101248385A (zh) * 2005-08-23 2008-08-20 日东电工株式会社 液晶面板及使用其的液晶显示装置
CN101326461A (zh) * 2006-05-29 2008-12-17 日东电工株式会社 液晶面板、以及液晶显示装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP特开2005-62765A 2005.03.10

Also Published As

Publication number Publication date
CN103777267B (zh) 2016-05-11
JP2011221265A (ja) 2011-11-04
JP5633960B2 (ja) 2014-12-03
KR20110113580A (ko) 2011-10-17
US8730434B2 (en) 2014-05-20
KR101235503B1 (ko) 2013-02-20
US20110285947A1 (en) 2011-11-24
CN103777267A (zh) 2014-05-07
CN102213787A (zh) 2011-10-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100984568B1 (ko) 액정 패널 및 액정 표시 장치
TWI437288B (zh) 偏光板、液晶面板及液晶顯示裝置
US7852436B2 (en) Liquid crystal panel, and liquid crystal display
US20040227879A1 (en) Compensation films for lcds
US8031296B2 (en) Liquid crystal panel and liquid crystal display apparatus
CN101548205A (zh) 层叠光学薄膜、使用层叠光学薄膜的液晶面板及液晶显示装置
US7288296B2 (en) Multilayer optical compensator, liquid crystal display, and process
CN102213787B (zh) 光学补偿膜
CN101285958A (zh) 层压光学膜及其生产方法
JP4827255B2 (ja) 液晶パネル及び液晶表示装置
WO2016190406A1 (ja) 水平配向型液晶表示装置
KR20100008368A (ko) 액정 패널 및 액정 표시 장치
KR20090080136A (ko) 액정 패널 및 그것을 사용한 액정 표시 장치
JP3830559B2 (ja) 光学補償フィルムおよび液晶表示装置
WO2013015080A1 (ja) 光学補償フィルムの製造方法
JP2015135525A (ja) 光学補償フィルムの製造方法
TW202319227A (zh) 附相位差層之偏光板及圖像顯示裝置
JP2014209265A (ja) 光学補償フィルム
JP2004185034A (ja) 光学補償フィルムおよび液晶表示装置
JP2007333825A (ja) 液晶パネル及び液晶表示装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20140326

Termination date: 20200407