CN104487888A - 扭转取向模式液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的液晶显示装置具有:第1偏振膜(12)及第2偏振膜(14)、配置在两偏振膜(12,14)之间的扭转取向模式液晶单元(10)、配置在各偏振膜(12,14)与上述液晶单元(10)之间的第1相位差膜(16)及第2相位差膜(18)、以及具备棱镜片(1)的背光单元,两偏振膜(12,14)的透射轴(12a,14a)彼此正交,各偏振膜(12,14)的的透射轴(12a,14a)与摩擦方向(10a,10b)以E模式或O模式的关系配置,两相位差膜(16,18)各自的厚度方向的延迟Rth(550)为120nm≤Rth(550)≤220nm,并且面内延迟Re(550)在与各模式对应的规定范围内,所述液晶单元(10)的DI值为0.000800以下,从所述背光单元射出的背光的光量的出射角度依赖性被设定为规定值。

Description

扭转取向模式液晶显示装置
技术领域
本发明涉及扭转取向模式(以下也称为TN模式)液晶显示装置,涉及显示对比度高的图像、文字显示的视觉辨认性优良的TN模式液晶显示装置。
背景技术
文字处理器、笔记本电脑及电脑用监视器等OA设备、便携终端、以及电视等中使用的液晶显示装置包含液晶单元及偏振片。偏振片一般由偏振膜和在其两侧贴合的保护膜构成,例如,通过将由聚乙烯醇膜构成的膜用碘染色并拉伸而制作偏振膜,在该偏振膜的两面层叠三乙酸纤维素膜等保护膜而得到。液晶单元一般具有液晶材料、用于将其封入的两片基板、及用于对液晶分子施加电压的电极层。液晶单元通过液晶分子的取向状态的不同进行ON、OFF显示,可在透射型、反射型及半透射型中的任一种中应用。在透射型液晶显示装置的情况下,将偏振片配置在液晶单元的两侧,在反射型液晶显示装置的情况下,按照反射片、液晶单元、偏振片的顺序配置。
已经提出了在偏振片与液晶单元之间配置一片以上的光学补偿片的方案。光学补偿片以图像着色的消除、视角的扩大等为目的而被使用。作为该光学补偿片,以往一直使用拉伸双折射聚合物膜。此外,还提出了使用在透明支撑体上具有由低分子或高分子液晶性化合物形成的光学各向异性层的光学补偿片来代替由拉伸双折射膜构成的光学补偿片的方案。还提出了将这些光学补偿片作为偏振片的保护膜发挥作用的方案。
但是,作为液晶显示装置,已经提出了如TN(Twisted Nematic)、IPS(In-Plane Switching)、OCB(Optically Compensatory Bend)、VA(VerticallyAligned)、ECB(Electrically Controlled Birefringence)、STN(Super TwistedNematic)这样的各种显示模式。上述光学补偿片的光学性质根据液晶单元的光学性质、具体而言上述的显示模式的不同来确定。
作为TN模式的光学补偿的代表例,可举出将使相位差相同的拉伸膜以彼此的光学轴正交的方式层叠而成的、使面内延迟接近0nm的1组的膜分别配置在上下偏振片与液晶单元之间的方法(例如,专利文献1参照)。此外,作为TN模式的光学补偿的其他例子,可举出利用液晶组合物的取向的方法(例如,专利文献2及3)。
这里,使用了拉伸膜的光学补偿片与使用了液晶性化合物的光学补偿片相比,虽然目前在视角特性方面稍差,但是,从廉价且透光率优良的理由出发,根据使用其的液晶显示装置的目的和用途,可作为能耐受实用的产品提供(例如,专利文献4)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平4-162018号公报
专利文献2:日本特开平6-214116号公报
专利文献3:日本特开平10-186356号公报
专利文献4:日本特开2009-037231号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是,例如,在上述专利文献1中公开的利用层叠膜的光学特性的TN模式液晶显示装置的补偿的情况下,由于将拉伸膜层叠并使面内延迟接近0,因此,在光学轴(面内慢轴)上产生偏差,正面对比度值的偏差大,有液晶显示装置间的重复再现性差等的问题。
此外,在上述专利文献4中公开的使用了拉伸膜的TN模式液晶显示装置中,虽然可得到优良的画面的左右方向的视角对比度,但是,本申请发明人经研究后发现,依照近年的高要求,存在画面的上下方向的视角变窄、或者视角对比度不均衡的情况。正面对比度和视角对比度不是完全独立的特性,存在正面对比度增高时、视角对比度也增高的正相关性,因此,正面对比度的改善对于液晶显示装置的画质的提高是非常有效的。
本发明以解决上述课题为目的,以提供改善了正面对比度、及抑制了正面对比度偏差的TN模式液晶显示装置为目的。
用于解决课题的手段
基于上述状况,本申请发明人经研究后,结果发现:从背光单元射出的背光的光量中,相对于液晶显示装置的显示画面的法线、向上述液晶单元的面内相位差成为最大的方向倾斜的出射角度为50°至85°的范围的光量的平均值相对于法线方向的光量为12%以下时,能使上下方向的补偿范围扩大。但是,发现在该方式中,在大的入射角的区域、例如入射角为70°左右的范围中,发生了漏光。因此,本申请发明人进一步研究的结果是,通过将DI值设为规定值,从而解决了上述课题,完成了本发明。
具体而言,通过以下的手段<1>、优选通过<2>~<8>,解决了上述课题。
<1>一种液晶显示装置,其具有:
第1偏振膜及第2偏振膜、
配置在第1偏振膜与第2偏振膜之间的扭转取向模式液晶单元、
配置在第1偏振膜与上述液晶单元之间的第1相位差膜、
配置在第2偏振膜与上述液晶单元之间的第2相位差膜、
配置在上述液晶单元的背面侧的、具备集光性的棱镜片的背光单元,
第1偏振膜的吸—收轴与第2偏振膜的吸收轴彼此正交,
上述液晶单元具有在分别距第1偏振膜及第2偏振膜更近的一侧设置的第1基板及第2基板,
第1基板及第2基板中的至少一者具有透明电极,
第1偏振膜的透射轴与第1基板的摩擦方向平行,
第2偏振膜的透射轴与第2基板的摩擦方向平行,
第1相位差膜及第2相位差膜各自的在波长550nm下的面内延迟Re(550)及在波长550nm下的厚度方向的延迟Rth(550)满足下述式(I)和下述式(II),
1nm≤Re(550)≤50nm     (I)
120nm≤Rth(550)≤220nm      (II)
上述液晶单元的消偏振指数(Depolarizing Index,DI值)为0.000800以下,
在测定从上述背光单元射出的背光的光量时,相对于该液晶显示装置的显示画面的法线、向上述液晶单元的面内相位差成为最大的方向倾斜的出射角度为50°至85°的范围的光量的平均值相对于上述法线方向的光量为12%以下。
<2>一种液晶显示装置,其具有:
第1偏振膜及第2偏振膜、
配置在第1偏振膜与第2偏振膜之间的扭转取向模式液晶单元、
配置在第1偏振膜与上述液晶单元之间的第1相位差膜、
配置在第2偏振膜与上述液晶单元之间的第2相位差膜、以及
配置在上述液晶单元的背面侧的、具备集光性的棱镜片的背光单元,
第1偏振膜的吸收轴与第2偏振膜的吸收轴彼此正交,
上述液晶单元具有在分别距第1偏振膜及第2偏振膜更近的一侧设置的第1基板及第2基板,
第1基板及第2基板中的至少一者具有透明电极,
第1偏振膜的透射轴与第1基板的摩擦方向正交,
第2偏振膜的透射轴与第2基板的摩擦方向正交,
第1相位差膜及第2相位差膜各自的在波长550nm下的面内延迟Re(550)及在波长550nm下的厚度方向的延迟Rth(550)满足下述式(III)和下述式(IV),
60nm≤Re(550)≤120nm    (III)
120nm≤Rth(550)≤220nm     (IV)
上述液晶单元的消偏振指数(DI值)为0.000800以下,
在测定从上述背光单元射出的背光的光量时,相对于该液晶显示装置的显示画面的法线、向上述液晶单元的面内相位差成为最大的方向倾斜的出射角度为50°至85°的范围的光量的平均值相对于上述法线方向的光量为12%以下。
<3>根据<1>所述的液晶显示装置,其中,相位差膜的慢轴范围与Re(550)的积即P值为10以下,
P=慢轴范围×Re(550)
其中,慢轴范围为上述相位差膜的面内慢轴(单位为°)的最大值与最小值的差。
<4>根据<1>~<3>中任一项所述的液晶显示装置,其中,从上述背光单元射出的背光的光度的半值角为35°以上。
<5>根据<1>~<4>中任一项所述的液晶显示装置,其中,上述液晶单元的面内相位差成为最大的方向在对上述显示画面进行视觉辨认时成为垂直方向。
<6>根据<1>~<5>中任一项所述的液晶显示装置,其中,上述棱镜片以使凸部朝向液晶单元侧的方式设置。
<7>根据<6>所述的液晶显示装置,其中,上述棱镜片的棱镜的截面形状为等腰三角形,其顶角为95°~130°。
<8>根据<1>及<3>~<6>中任一项所述的液晶显示装置,其中,上述第1及第2相位差膜的面内慢轴(单位°)的最大值与最小值的差即慢轴范围分别为2.0°以下。
发明效果
根据本发明,能提供显示出高的正面对比度、其液晶显示装置间的偏差小的TN模式液晶显示装置。
附图说明
图1是本发明的液晶显示装置的一个例子的截面示意图。
图2是本发明的液晶显示装置的一个例子的示意图。
图3是在液晶单元的背面侧所具有的棱镜片与背光的关系的截面示意图。
图4是表示棱镜片中的光路的一个例子的截面图。
图5是在支撑体2的第二表面4上形成有正型感光层8的棱镜片A的示意截面图。
图6是表示将在支撑体2的第二表面4上形成有正型感光层8的棱镜片A曝光的情况的示意截面图。
图7是表示图6的曝光后将曝光部冲洗的情况的示意截面图。
图8是表示在支撑体2上配置了白色反射片40的情况的示意截面图。
图9是表示将白色反射片40从支撑体2剥离的情况的示意截面图。
图10是将光度与出射角度的关系以对各棱镜片在正面(0°)测定的光度(cd)为基准进行标准化而成的曲线图。
具体实施方式
下面,对本发明进行详细说明。另外,本说明书中,使用“~”表示的数值范围表示包含其前后记载的数值作为下限值及上限值的范围。
首先,对本说明书中使用的用语进行说明。
本说明书中,Re(λ)及Rth(λ)分别表示波长λ下的面内的延迟(单位:nm)及厚度方向的延迟(单位:nm)。Re(λ)在KOBRA 21ADH或WR(王子计测机器株式会社制)中使波长λnm的光向膜法线方向入射而测定。在选择测定波长λnm时,可以手动地更换波长选择滤波器、或者通过程序等转换测定值来进行测定。
在被测定的膜为由单轴或双轴的折射率椭圆体表示的膜的情况下,通过以下的方法计算Rth(λ)。
以面内的慢轴(通过KOBRA 21ADH或WR判断)作为倾斜轴(旋转轴)(在没有慢轴的情况下,以膜面内的任意方向作为旋转轴),相对于膜法线方向从法线方向至单侧50度以10度的间隔分别使波长λnm的光从该倾斜的方向入射,将上述Re(λ)总共测定6点,基于该测定的延迟值和平均折射率的假定值及输入的膜厚值,通过KOBRA 21ADH或WR算出Rth(λ)。
上述中,在具有从法线方向开始以面内的慢轴作为旋转轴、在某一倾斜角度中延迟值成为零的方向的膜的情况下,关于在比该倾斜角度大的倾斜角度下的延迟值,在将其符号变更为负后,通过KOBRA 21ADH或WR进行计算。
另外,以慢轴为倾斜轴(旋转轴)(在没有慢轴的情况下以膜面内的任意的方向作为旋转轴),从任意的倾斜的2个方向测定延迟值,以该值和平均折射率的假定值及输入的膜厚值为基础,也能由以下的数学式(21)及数学式(22)算出Rth。
数学式(21)
Re ( θ ) = [ nx - ny × nz { ny sin ( sin - 1 ( sin ( - θ ) nx ) ) } 2 + { nz cos ( sin - 1 ( sin ( - θ ) nz ) ) 2 ] × d cos { sin - 1 ( sin ( - θ ) nx ) }
数学式22
Rth = [ nx + ny 2 - nz ] × d
上述式中,Re(θ)表示从法线方向倾斜了角度θ的方向的延迟值。此外,上述式中,nx表示面内的慢轴方向的折射率,ny表示在面内与nx正交的方向的折射率,nz表示与nx及ny正交的方向的折射率。D表示膜的膜厚。
在测定的膜为无法由单轴或双轴的折射率椭圆体表现的、所谓的没有光学轴(optic axis)的膜的情况下,通过以下的方法可算出Rth(λ)。
以面内的慢轴(通过KOBRA 21ADH或WR判断)作为倾斜轴(旋转轴),相对于膜法线方向从-50度至+50度以10度的间隔使波长λnm的光分别从该倾斜的方向入射,将上述Re(λ)测定11点,基于该测定的延迟值和平均折射率的假定值及输入的膜厚值,通过KOBRA 21ADH或WR算出Rth(λ)。
在上述的测定中,平均折射率的假定值可以使用聚合物手册(JOHNWILEY&SONS,INC)、各种光学膜的商品目录中的值。对于平均折射率的值为未知的情况,可以使用阿贝折射仪测定。以下例示出主要的光学膜的平均折射率的值:
纤维素酰化物(1.48)、环烯烃聚合物(1.52)、聚碳酸酯(1.59)、聚甲基丙烯酸甲酯(1.49)、聚苯乙烯(1.59)。
通过将这些平均折射率的假定值和膜厚输入,KOBRA 21ADH或WR算出nx、ny、nz。由该算出的nx、ny、nz,进一步计算Nz=(nx-nz)/(nx-ny)。
另外,本说明书中,对于Re、Rth及折射率,在没有特别地附注测定波长的情况下,设定测定波长为550nm。此外,在没有特别地记载测定环境的情况下,设为在温度25℃、相对湿度60%RH的环境下测定的值。
本说明书中,“慢轴”表示折射率成为最大的方向。
本说明书中,“背面侧”是指与画面的视觉辨认侧相反的一侧,通常是指背光侧。
另外,本说明书中,关于数值范围和数值,应当解释为包含本发明所属的技术领域中容许的误差的数值范围及数值。特别是在本说明书中,关于光学轴的关系,规定为包含本发明所属的技术领域中容许的误差的关系。
关于本说明书中的角度,为了方便起见,在从画面的法线方向观看液晶显示装置时,将液晶显示装置的画面的下边设为0°,将逆时针旋转的方向记载为正。
此外,在本说明书中,“平行”、“正交”表示严格的角度±5°以下的范围内。与严格的角度的误差优选低于±4°,更优选低于±3°。
图1中示出本发明的液晶显示装置的一个例子的截面示意图。
图1所示的液晶显示装置1具有TN模式液晶单元10、位于其两侧的视觉辨认侧偏振膜12及背光侧偏振膜14、以及位于视觉辨认侧偏振膜12及背光侧偏振膜14各自与TN模式液晶单元10之间的相位差膜16及18,在视觉辨认侧偏振膜12及背光侧偏振膜14各自的更外侧分别具有保护膜20及22。
在TN模式液晶显示装置中,作为一对偏振膜的配置,有E模式和O模式。图2中示出O模式配置的一例。在O模式配置中,在液晶单元10的一对基板(未图示)的内表面上施加的摩擦方向10a及10b分别与更近地配置的偏振膜12及14各自的透射轴12a及14a分别正交。
在E模式中,在液晶单元的一对基板的内表面上施加的摩擦方向与更近地配置的偏振膜各自的透射轴分别重叠地配置。即,为平行。本发明中,优选E-模式。通过设为E-模式,可得到正面对比度的偏差小的效果。
更具体而言,本发明的液晶显示装置的第一实施方式的液晶显示装置的特征在于,具有:第1偏振膜及第2偏振膜、在第1偏振膜与第2偏振膜之间彼此对置地配置的扭转取向模式液晶单元、配置在第1偏振膜与上述液晶单元之间的第1相位差膜、配置在第2偏振膜与上述液晶单元之间的第2相位差膜、位于上述液晶单元的背面侧的具备集光性的棱镜片的背光单元,第1偏振膜的吸收轴与第2偏振膜的吸收轴彼此正交,上述液晶单元具有在距第1偏振膜更近的一侧设置的第1基板及在距第2偏振膜更近的一侧设置的第2基板,第1基板及第2基板中的至少一者具有透明电极,第1偏振膜的透射轴与第1基板的摩擦方向平行,第2偏振膜的透射轴与第2基板的摩擦方向平行,第1相位差膜及第2相位差膜各自的在波长550nm下的面内延迟Re(550)及在波长550nm下的厚度方向的延迟Rth(550)满足下述式(I)和下述式(II),
1nm≤Re(550)≤50nm     (I)
120nm≤Rth(550)≤220nm    (II)
上述液晶单元的消偏振指数(DI值)为0.000800以下,在测定从上述背光单元射出的背光的光量时,相对于该液晶显示装置的显示画面的法线、向上述液晶单元的面内相位差成为最大的方向倾斜的出射角度为50°至85°的范围的光量的平均值相对于上述法线方向的光量为12%以下。
本发明的液晶显示装置的第二实施方式的液晶显示装置的特征在于,具有:第1偏振膜及第2偏振膜、在第1偏振膜与第2偏振膜之间彼此对置地配置的扭转取向模式液晶单元、配置在第1偏振膜与上述液晶单元之间的第1相位差膜、配置在第2偏振膜与上述液晶单元之间的第2相位差膜、位于上述液晶单元的背面侧的具备集光性的棱镜片的背光单元,第1偏振膜的吸收轴与第2偏振膜的吸收轴彼此正交,上述液晶单元具有在分别距第1偏振膜及第2偏振膜更近的一侧设置的第1基板及第2基板,第1基板及第2基板中的至少一者具有透明电极,第1偏振膜的透射轴与第1基板的摩擦方向正交,第2偏振膜的透射轴与第2基板的摩擦方向正交,第1相位差膜及第2相位差膜各自的在波长550nm下的面内延迟Re(550)及在波长550nm下的厚度方向的延迟Rth(550)满足下述式(III)和下述式(IV),
60nm≤Re(550)≤120nm       (III)
120nm≤Rth(550)≤220nm     (IV)
上述液晶单元的消偏振指数(DI值)为0.000800以下,在测定从上述背光单元射出的背光的光量时,相对于该液晶显示装置的显示画面的法线、向上述液晶单元的面内相位差成为最大的方向倾斜的出射角度为50°至85°的范围的光量的平均值相对于上述法线方向的光量为12%以下。
即,第一实施方式为E-模式,液晶显示装置中所含的相位差膜的延迟满足式(I)及(II)。另一方面,第二实施方式为O-模式,液晶显示装置中所含的相位差膜的延迟满足式(III)及(IV)。
下面,对它们的详细情况进行说明。
(1)相位差膜
(1-1)第1实施方式中使用的相位差膜
本发明的第1实施方式中,第1、第2的相位差膜在波长550nm下的面内延迟Re(550)及在波长550nm下的厚度方向的延迟Rth(550)满足下述式(I)和下述式(II)两者。
1nm≤Re(550)≤50nm     (I)
120nm≤Rth(550)≤220nm       (II)
通过设为这样的范围,能提高左右方向的光学补偿。
Re(550)低于1nm时,后述的慢轴范围过大,容易在黑显示的画面上产生斑点。
作为Re(550)的下限值,优选为2nm,最优选为3nm,Re(550)的上限值优选为20nm,最优选为10nm。
作为Rth(550)的下限值,优选为130nm,最优选为150nm,Rth(550)的上限值优选为200nm。
本发明中,第1实施方式中使用的相位差膜的面内慢轴在Re(550)处于30~50nm的范围的情况下,优选与偏振膜的透射轴平行,在Re(550)处于1~20nm的范围的情况下,优选与偏振膜的透射轴正交,除此以外的范围的情况下,可以是与偏振膜的透射轴平行或正交中的任一者。
这样的相位差膜可以将特定的聚合物膜进行双轴拉伸来制造,也可以添加延迟上升剂来制造。关于它们的详细情况,在后面叙述。
此外,在本发明中,第1实施方式中使用的相位差膜的面内慢轴通过相对于偏振膜的透射轴从平行或正交以1°~10°的范围偏离角度θ,能消除TN模式液晶中特有的黑显示时的液晶单元中残留的相位差,其结果是,正面对比度提高。此时,相位差膜的面内相位差越大,需要越小地设定角度θ,但是,需要将角度θ设定为慢轴范围的2倍以上。相位差膜的面内慢轴的角度可通过斜向拉伸等进行控制,由辊形态的相位差膜制造辊形态的偏振片。
本发明的第1实施方式中使用的相位差膜优选慢轴范围与Re(550)的积即P值为20以下,更优选为15以下,最优选为10以下。通过设为这样的范围,有可更有效地发挥本发明的效果的倾向。关于下限值,没有特别限定,为P>0。
P=慢轴范围×Re(550)
其中,慢轴范围(slow axis range)为上述相位差膜的面内慢轴(单位°)的最大值与最小值的差。
在本发明中,慢轴范围由相位差膜的面内慢轴方位(单位°)的最大值与最小值的差来定义,优选相位差膜的慢轴范围小。
TN模式液晶显示装置间的正面对比度的偏差由各种各样的偏差要因产生,但是,主要在慢轴范围大的情况或相位差膜的面内相位差大的情况下产生,因此,将慢轴范围与Re(550)的积、即由P=慢轴范围×Re(550)定义的P值控制为较小是重要的。
慢轴范围依赖于相位差膜的材料和拉伸方法等制法,但也依赖于面内相位差,有面内相位差越小、慢轴范围变得越大;面内相位差越大、慢轴范围变得越小的倾向。本发明的第1实施方式中的慢轴范围优选为2.0°以下,更优选为1.0°以下。通过设为这样的范围,可得到正面对比度的偏差小的效果。
另外,相位差膜的慢轴范围的测定方法的详细内容记载在实施例的栏中。
第1实施方式中的相位差膜16及18的总雾度值优选为1.0%以下,更优选为0.60%以下,进一步优选为0.30%以下,最优选为0.20%以下,内部雾度值优选为0.50%以下,更优选为0.30%以下,最优选为0.10%以下。
对于第1实施方式中的相位差膜的厚度也没有特别限制,但是,一般优选为10~100μm,更优选为20~50μm。
(1-2)第2实施方式中使用的相位差膜
本发明的第2实施方式中,第1相位差膜及第2相位差膜的在波长550nm下的面内延迟Re(550)及在波长550nm下的厚度方向的延迟Rth(550)满足下述式(III)和下述式(IV),
60nm≤Re(550)≤120nm     (III)
120nm≤Rth(550)≤220nm      (IV)
通过设为这样的范围,能提高左右方向的光学补偿。Re优选为85nm≤Re(550)≤110。Rth优选为130nm≤Rth(550)≤150。
在本发明中,第2实施方式中使用的相位差膜的面内慢轴优选与偏振膜的透射轴平行。
这样的相位差膜可以将特定的聚合物膜进行双轴拉伸来制造,也可以添加延迟上升剂来制造。对于它们的详细情况在后面叙述。
本发明的第2实施方式中使用的相位差膜优选慢轴范围与Re(550)的积即P值为40以下。通过设为这样的范围,有可更有效地发挥本发明的效果的倾向。对于下限值没有特别限定,为P>0。
本发明的第2实施方式中的慢轴范围优选为0.5°以下,更优选为0.4°以下。通过设为这样的范围,可得到正面对比度的偏差小的效果。
第2实施方式中的相位差膜16及18的总雾度值优选为1.0%以下,更优选为0.60%以下,进一步优选为0.30%以下,最优选为0.20%以下,内部雾度值优选为0.50%以下,更优选为0.30%以下,最优选为0.10%以下。
对于第2实施方式中的相位差膜的厚度也没有特别限制,但是通常优选为10~100μm。
上述相位差膜可以使用降冰片烯膜等来制作。所希望的延迟可以通过拉伸(双轴拉伸)来表现,也可以通过延迟上升剂等来表现。
(2)用于形成相位差膜的聚合物材料
作为形成本发明中使用的相位差膜的聚合物材料,没有特别限定,例如,可以利用纤维素酯、聚碳酸酯系聚合物、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯系聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸系聚合物、聚苯乙烯或丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS树脂)等苯乙烯系聚合物等。此外,可以从如聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃、降冰片烯等环状聚烯烃、乙烯-丙烯共聚物这样的聚烯烃系聚合物、氯化乙烯系聚合物、尼龙和芳香族聚酰胺等酰胺系聚合物、酰亚胺系聚合物、砜系聚合物、聚醚砜系聚合物、聚醚醚酮系聚合物、聚苯硫醚系聚合物、偏二氯乙烯系聚合物、乙烯醇系聚合物、乙烯基丁缩醛系聚合物、芳基化物系聚合物、聚甲醛系聚合物、环氧系聚合物、或者将上述聚合物混合而成的聚合物等中选择1种或2种以上的聚合物作为主成分使用,制作聚合物膜而进行利用。此外,也可以使用通用的市售品的聚合物膜。
其中,第1实施方式中优选使用纤维素酰化物膜或降冰片烯膜,从偏振片加工适当、光学表现性、透明性、机械特性、耐久性、成本等观点出发,特别优选使用纤维素酰化物膜。另一方面,第2实施方式中优选使用降冰片烯膜。下面,对纤维素酰化物膜及降冰片烯膜进行说明。
纤维素酰化物膜
(纤维素酰化物)
作为本发明中使用的纤维素酰化物的原料的纤维素,有棉花棉绒和木材纸浆(阔叶树纸浆、针叶树纸浆)等,也可以使用由任意的原料纤维素得到的纤维素酰化物,根据情况也可以混合使用。关于这些原料纤维素的详细的记载,例如可以使用丸泽、宇田著的“プラスチック材料講座(17)繊維素系树脂”日刊工业新闻社(1970年发行)和发明协会公开技报公技编号2001-1745号(第7页~第8页)中记载的纤维素,对于本发明中的纤维素酰化物层叠膜,没有特别限定。
首先,对本发明中优选使用的纤维素酰化物进行详细记载。构成纤维素的以β-1,4键合的葡萄糖单元在2位、3位及6位具有游离的羟基。纤维素酰化物为将这些羟基的一部分或全部通过酰基酰化而成的聚合体(聚合物)。酰基取代度是指位于2位、3位及6位的纤维素的羟基发生酰化的比例(各个位置的100%的酰化的取代度为1)的合计。
本发明中使用的纤维素酰化物所使用的酰基可以是仅1种,或者也可以使用2种以上的酰基。
作为本发明中的纤维素酰化物的酰基,可以是脂肪族基团,也可以是芳基,没有特别限定。它们例如可以是纤维素的烷基羰基酯、链烯基羰基酯或芳香族羰基酯、芳香族烷基羰基酯等,各自可以进一步具有取代基。作为它们的优选的例子,可举出乙酰基、丙酰基、丁酰基、戊酰基、己酰基、辛酰基、癸酰基、十二烷酰基、十三烷酰基、十四烷酰基、十六烷酰基、十八烷酰基、异丁酰基、叔丁酰基、环己烷羰基、油酰基、苯甲酰基、萘基羰基、肉桂酰基等。它们中,更优选乙酰基、丙酰基、丁酰基、十二烷酰基、十八烷酰基、叔丁酰基、油酰基、苯甲酰基、萘基羰基、肉桂酰基等,特别优选乙酰基、丙酰基、丁酰基(酰基的碳原子数为2~4的情况),更特别优选乙酰基(纤维素酰化物为乙酸纤维素的情况)。
即,作为上述纤维素酰化物,可举出三乙酸纤维素(TAC)、二乙酸纤维素(DAC)、乙酸丙酸纤维素(CAP)、乙酸丁酸纤维素(CAB)、乙酸邻苯二甲酸纤维素等。从延迟表现性和成本的观点出发,本发明中使用的纤维素酰化物膜优选上述纤维素酰化物的酰基全部为乙酰基。
关于本发明中使用的纤维素酰化物膜,从光学表现性的观点出发,优选上述纤维素酰化物的酰基取代度满足2.0~2.9。上述纤维素酰化物的酰基取代度更优选为2.1~2.89,特别优选为2.4~2.86。
此外,在本发明中使用的膜具有碳原子数为3以上的酰基的情况下,碳原子数为3以上的酰基的取代度优选满足0.3~1.0,更优选为0.4~0.9,特别优选为0.5~0.8。
另外,酰基的取代度可以按照ASTM-D817-96中规定的方法测定。未被酰基取代的部分通常以羟基的形式存在。
这些纤维素酰化物可以通过公知的方法合成,例如,可以通过日本特开平10-45804号公报中记载的方法合成。
在纤维素的酰化中,作为酰化剂,在使用酸酐或酰氯的情况下,作为反应溶剂即有机溶剂,可使用有机酸,例如乙酸、二氯甲烷等。
作为催化剂,在酰化剂为酸酐的情况下,优选使用硫酸那样的质子性催化剂,在酰化剂为酰氯(例如,CH3CH2COCl)的情况下,可使用碱性化合物。
最通常的纤维素的混合脂肪酸酯的工业合成方法为将纤维素用含有与乙酰基及其他酰基对应的脂肪酸(乙酸、丙酸、戊酸等)或它们的酸酐的混合有机酸成分进行酰化的方法。
上述纤维素酰化物的分子量以数均分子量(Mn)计优选为40000~200000,更优选为100000~200000。本发明中使用的纤维素酰化物优选Mw/Mn比为4.0以下,更优选为1.4~2.3。
本发明中,纤维素酰化物等的平均分子量及分子量分布可使用凝胶渗透色谱法(GPC)计算数均分子量(Mn)、重均分子量(Mw),通过国际公开WO2008-126535号公报中记载的方法计算其比值。
<添加剂>
在本发明中使用的纤维素酰化物膜中,可以根据用途添加各种添加剂(例如,紫外线防止剂、增塑剂、劣化防止剂、微粒、光学特性调整剂等)。
(1)糖酯化合物及缩聚酯
从降低膜的内部雾度的观点出发,本发明中使用的纤维素酰化物膜优选含有糖酯化合物及缩聚酯中的至少任一种。
(1-1)糖酯化合物
-糖残基-
上述糖酯化合物是指,构成该化合物的单糖或多糖中的可取代的基团(例如,羟基、羧基)中的至少一个与至少一种取代基进行酯结合而成的化合物。即,这里所说的糖酯化合物中也包括广义的糖衍生物类,例如,也包括包含葡糖酸这样的糖残基作为结构的化合物。即,上述糖酯化合物中也包括葡萄糖与羧酸的酯体、以及葡糖酸与醇的酯体。
构成上述糖酯化合物的单糖或多糖中的可取代的基团优选为羟基。
上述糖酯化合物中,包含来自构成糖酯化合物的单糖或多糖的结构(以下也称为糖残基)。将上述糖残基的每个单糖的结构称为糖酯化合物的结构单元。上述糖酯化合物的结构单元优选包含吡喃糖结构单元或呋喃糖结构单元,更优选所有的糖残基为吡喃糖结构单元或呋喃糖结构单元。此外,在上述糖酯由多糖构成的情况下,优选同时包含吡喃糖结构单元或呋喃糖结构单元。
上述糖酯化合物的糖残基可以来自戊糖,也可以来自己糖,优选来自己糖。
上述糖酯化合物中所含的结构单元的数目优选为1~12,更优选为1~6,特别优选为1或2。
本发明中,上述糖酯化合物更优选为包含1个~12个将至少一个羟基酯化了的吡喃糖结构单元或呋喃糖结构单元的糖酯化合物,更优选为包含1或2个将至少一个羟基酯化了的吡喃糖结构单元或呋喃糖结构单元的糖酯化合物。
作为上述单糖或包含2~12个单糖单元的糖类的例子,例如可参考日本特开2012-068611号公报的第0035段中的记载,相关的内容引入到本申请说明书中。
优选为核糖、阿拉伯糖、木糖、来苏糖、葡萄糖、果糖、甘露糖、半乳糖、海藻糖、麦芽糖、纤维二糖、乳糖、蔗糖、三氯蔗糖、α-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精、δ-环糊精、木糖醇、山梨糖醇,更优选为阿拉伯糖、木糖、葡萄糖、果糖、甘露糖、半乳糖、麦芽糖、纤维二糖、蔗糖、β-环糊精、γ-环糊精,特别优选为木糖、葡萄糖、果糖、甘露糖、半乳糖、麦芽糖、纤维二糖、蔗糖、木糖醇、山梨糖醇。与在日本特开2009-1696号公报的[0059]中作为化合物5记载并在同文献的实施例中使用的具有麦芽糖骨架的糖酯化合物等相比,从与聚合物的相容性的观点出发,上述糖酯化合物进一步特别优选具有葡萄糖骨架或蔗糖骨架。
-取代基的结构-
包含所使用的取代基的本发明中使用的上述糖酯化合物,更优选具有下述通式(1)所示的结构。
通式(1)(OH)p-G-(L1-R11)q(O-R12)r
式(1)中,G表示糖残基,L1表示-O-、-CO-、-NR13-中的任一种,R11表示氢原子或一价的取代基,R12表示通过酯键结合的一价的取代基。p、q及r各自独立地表示0以上的整数,p+q+r与假定上述G为环状缩醛结构的无取代的糖类时的羟基的数目相等。
上述G的优选的范围与上述糖残基的优选的范围相同。
上述L1优选为-O-或-CO-,更优选为-O-。上述L1为-O-的情况下,特别优选为来自醚键或酯键的连结基,进一步特别优选为来自酯键的连结基。
此外,上述L1具有多个的情况下,可以互相相同或不同。
优选R11及R12中的至少一者具有芳香环。
特别是在上述L1为-O-的情况下(即上述糖酯化合物中的羟基上取代有R11、R12的情况),上述R11、R12及R13优选选自取代或无取代的酰基、取代或无取代的芳基、或者取代或无取代的烷基、取代或无取代的氨基中,更优选为取代或无取代的酰基、取代或无取代的烷基、或者取代或无取代的芳基,特别优选无取代的酰基、取代或无取代的烷基、或者无取代的芳基。
此外,在上述R11、R12及R13各自为多个的情况下,彼此相同或不同。
上述p表示0以上的整数,优选的范围与后述的每个单糖单元的羟基的数目的优选范围相同,但是,本发明中优选上述p为0。
上述r优选表示比上述G中所含的吡喃糖结构单元或呋喃糖结构单元的数目大的数。
上述q优选为0。
此外,p+q+r与假定上述G为环状缩醛结构的无取代的糖类时的羟基的数目相等,因此,上述p、q及r的上限值根据上述G的结构而唯一地确定。
作为上述糖酯化合物的取代基的优选的例子,例如可以参考日本特开2012-068611号公报的第0043段中的记载,相关的内容引入到本申请说明书中。其中,更优选烷基或酰基,更优选甲基、乙酰基、苯甲酰基、苄基(ベンジル),特别优选乙酰基和苄基。进而,其中,在上述糖酯化合物的构成糖为蔗糖骨架的情况下,具有乙酰基和苄基作为取代基的糖酯化合物与在日本特开2009-1696号公报的[0058]中作为化合物3记载并在同文献的实施例中被使用的具有苯甲酰基的糖酯化合物相比,从与聚合物的相容性的观点出发,进一步特别优选。
此外,上述糖酯化合物中的每个结构单元的羟基的数目(以下也称为羟基含率)优选为3以下,更优选为1以下,特别优选为零。通过将羟基含率控制在上述范围内,能抑制高温高湿经时下的糖酯化合物向偏振膜层的移动及PVA-碘络合物的破坏,从抑制高温高湿经时下的偏振膜性能的劣化的方面出发是优选的。
本发明中使用的膜中所用的上述糖酯化合物优选不存在无取代的羟基、且取代基仅由乙酰基及/或苄基构成。
此外,作为上述糖酯化合物中的乙酰基与苄基的比率,优选苄基的比率以某种程度地少,这使得装入液晶显示装置中时的黑色感变化减小,因而优选。具体而言,优选相对于上述糖酯化合物中的所有的无取代的羟基和所有的取代基的和,苄基的比率为60%以下,更优选为40%以下。
作为上述糖酯化合物的获得方法,可作为市售品从株式会社东京化成制、Aldrich制等商业性地获得,或者对于市售的碳水化合物进行已知的酯衍生物化法(例如,日本特开平8-245678号公报中记载的方法)来合成。
上述糖酯化合物的数均分子量的适合的范围优选为200~3500,更优选为200~3000,特别优选为250~2000。
关于本发明中能优选使用的上述糖酯化合物的具体例,可参考日本特开2012-068611号公报的第0049~0056段中的记载,相关的内容引入到本申请说明书中。
上述糖酯化合物相对于本发明中使用的膜中所含的上述聚合物(优选纤维素酰化物)优选含有2~30质量%,更优选含有5~20质量%,特别优选含有5~15质量%。
此外,在将后述的固有双折射为负的添加剂与上述糖酯化合物并用的情况下,相对于固有双折射为负的添加剂的添加量(质量份),上述糖酯化合物的添加量(质量份)优选添加2~10倍(质量比),更优选添加3~8倍(质量比)。
此外,在将后述的聚酯系增塑剂与上述糖酯化合物并用的情况下,相对于聚酯系增塑剂的添加量(质量份),上述糖酯化合物的添加量(质量份)优选添加2~10倍(质量比),更优选添加3~8倍(质量比)。
另外,上述糖酯化合物可以单独使用,也可以将两种以上并用。
(1-2)缩聚酯化合物
作为本发明中使用的上述缩聚酯化合物,为了不使膜产生雾度、或者从膜渗出或挥发,优选使用数均分子量为300以上且低于2000的缩聚酯化合物系增塑剂。
上述缩聚酯化合物没有特别限定,但是可以优选地使用在分子内具有芳香环或环烷基环的聚酯系增塑剂。关于它们的详细说明,可参照日本特开2012-068611号公报的第0070~0079中的记载,相关的内容引入到本申请说明书中。
在本发明中使用的光学膜中,作为除上述糖酯化合物及缩聚酯以外的添加剂,可含有含氮化合物系增塑剂、通常的能在纤维素酰化物膜中添加的添加剂等。
作为这些添加剂,例如可举出:含氮化合物系增塑剂;除上述糖酯化合物、缩聚酯及含氮化合物系增塑剂以外的增塑剂;微粒;延迟表现剂;固有双折射为负的添加剂;抗氧化剂、热劣化防止剂;着色剂;紫外线吸收剂等。
关于上述的其他添加剂,也可以优选地使用国际公开WO2008-126535号公报中记载的化合物。
(2)含氮芳香族化合物系增塑剂
本发明中使用的光学膜优选含有含氮芳香族化合物系增塑剂。上述含氮芳香族化合物系增塑剂以吡啶、嘧啶、三嗪、嘌呤中的任一者作为母核,在该母核的能取代的任一个位置上具有烷基、链烯基、炔基、氨基、酰胺基(表示经由酰胺键结合了任意的酰基的结构)、芳基、烷氧基、硫代烷氧基、烷基或芳基硫基(经由硫原子连结了烷基或芳基的基团)、或者杂环基作为取代基。其中,上述含氮芳香族化合物系增塑剂的母核的取代基可以进一步被其他取代基取代,作为上述其他取代基,没有特别限制。例如,在上述母核被氨基取代的情况下,该氨基可以被烷基(进而烷基彼此也可以连结而形成环)或-SO2R’(R’表示任意的取代基)取代。本发明中使用的上述含氮芳香族化合物优选相对于纤维素酰化物含有1~40质量%,更优选含有1~15质量%,特别优选含有2~5质量%。
作为含氮芳香族化合物系增塑剂的具体例,可例示出日本特开2012-068611号公报的第0082~0101段中记载的化合物,这些化合物引入到本申请说明书中。
(3)除上述糖酯化合物、缩聚酯及含氮化合物系增塑剂以外的增塑剂
在本发明中使用的膜中,可以使用除上述糖酯化合物、缩聚酯及含氮化合物系增塑剂以外的其他增塑剂。
作为上述其他增塑剂,例如,优选可以使用磷酸酯系增塑剂、偏苯三酸酯系增塑剂、苯均四酸系增塑剂、甘醇酸酯系增塑剂、柠檬酸酯系增塑剂、羧酸酯系增塑剂、丙烯酸系聚合物等。
作为磷酸酯系增塑剂,例如可举出磷酸三苯酯(TPP)、磷酸三甲苯酯(TCP)、磷酸甲苯二苯酯、磷酸辛基二苯酯、磷酸联苯基二苯酯(BDP)、磷酸三辛基酯、磷酸三丁基酯等;作为羧酸酯系增塑剂,例如可举出邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、邻苯二甲酸二苯酯(DPP)、邻苯二甲酸二乙基己酯(DEHP)、O-乙酰基柠檬酸三乙酯(OACTE)、O-乙酰基柠檬酸三丁酯(OACTB)、柠檬酸乙酰基三乙酯、柠檬酸乙酰基三丁酯、油酸丁酯、蓖麻油酸甲基乙酰酯、癸二酸二丁酯、三醋精、甘油三丁酸酯、丁基邻苯二甲酰羟乙酸丁酯、乙基邻苯二甲酰羟乙酸乙酯、甲基邻苯二甲酰羟乙酸乙酯、丁基邻苯二甲酰羟乙酸丁酯等。
其中,优选使用磷酸酯系的增塑剂,更优选TPP及BDP。此外,这些增塑剂可以将2种以上并用。
(4)微粒
作为可以在本发明中使用的光学膜中添加的微粒,作为无机化合物的例子,可举出二氧化硅、二氧化钛、氧化铝、氧化锆、碳酸钙、滑石、粘土、煅烧高岭土、煅烧硅酸钙、水合硅酸钙、硅酸铝、硅酸镁及磷酸钙。
从雾度降低的方面出发,微粒优选含有硅,特别优选为二氧化硅。
微粒的一次粒子的平均粒径优选为5~50nm,更优选为7~20nm。它们优选主要以粒径为0.05~0.3μm的2次凝聚体的形式含有。
二氧化硅的微粒例如以AEROSIL R972、R972V、R974、R812、200、200V、300、R202、OX50、TT600、NAX50(以上为日本AEROSIL株式会社制)的商品名市售,可以使用。
氧化锆的微粒例如以AEROSIL R976及R811(以上为日本AEROSIL株式会社制)的商品名市售,可以使用。
作为聚合物的例子,可举出硅酮树脂、氟树脂及丙烯酸树脂。优选硅酮树脂,特别优选具有三维网状结构的树脂,例如,以TOSPEARL 103、TOSPEARL 105、TOSPEARL 108、TOSPEARL 120、TOSPEARL 145、TOSPEARL 3120及TOSPEARL 240(以上为东芝Silicone株式会社制)的商品名市售,可以使用。
其中,AEROSIL 200V、AEROSIL R972V由于使纤维素衍生物膜的雾度保持较低、且降低摩擦系数的效果大,因此特别优选使用。
相对于本发明中使用的膜中的上述聚合物(优选为纤维素酰化物),这些微粒的含量优选为0.05~1质量%,特别优选为0.1~0.5质量%。在利用共流延法的多层结构的纤维素衍生物膜的情况下,优选在表面含有该添加量的微粒。
本发明中,可以利用溶液流延制膜法来制造上述本发明中使用的光学膜。从改善膜的表面性状的观点出发,本发明中使用的膜的制造方法优选包括通过溶液流延制膜来制造含有作为上述聚合物的纤维素酰化物的膜的工序。
下面,以使用溶液流延制膜法的情况为例对本发明中使用的膜的制造方法进行说明,但是,膜的制造方法并不限定于溶液流延制膜法。另外,作为膜的制造方法,关于使用上述熔融制膜法的情况,可以使用公知的方法。
<聚合物溶液>
关于在膜的制造中使用的聚合物溶液的详细情况,可参考日本特开2012-068611号公报第0127~0137段中的记载,相关的内容引入到本申请说明书中。
<各工序的详细情况>
(1)溶解工序
是在溶解釜中一边将该纤维素酰化物、添加剂搅拌到以相对于纤维素酰化物的良溶剂为主的有机溶剂中一边进行溶解而形成浓液的工序,或者是在纤维素酰化物溶液中混合添加剂溶液而形成浓液的工序。
在纤维素酰化物的溶解中,可以使用在常压下进行的方法、在主溶剂的沸点以下进行的方法、在主溶剂的沸点以上进行加压的方法、如日本特开平9-95544号公报、日本特开平9-95557号公报、或日本特开平9-95538号公报中记载的那样通过冷却溶解法进行的方法、如日本特开平11-21379号公报中记载的那样在高压下进行的方法等各种溶解方法,但是,特别优选在主溶剂的沸点以上进行加压的方法。
浓液中的纤维素酰化物的浓度优选为10~35质量%。在溶解中或溶解后的浓液中添加添加剂进行溶解及分散后,通过过滤材料过滤、脱泡并通过送液泵输送到下一工序。
在本发明中使用的膜的制造方法中,其特征在于,将从上述喷出装置喷出的上述聚合物溶液的粘度按照该聚合物溶液在25℃、1Hz下测定的振动粘度η(单位:Pa·s)满足下述式(14)的方式进行控制。通过控制为这样的振动粘度η,能以满足规定的条件的方式通过溶液制膜来制作膜。
式(14)    25Pa·s<η
(式(14)中,η是将从上述喷出装置喷出的上述聚合物溶液的粘度用该聚合物溶液在25℃、1Hz下测定的振动粘度(单位:Pa·s)表示。)
在本发明中使用的膜的制造方法中,优选将从上述喷出装置喷出的上述聚合物溶液的粘度按照该聚合物溶液在25℃、1Hz下测定的振动粘度η(单位:Pa·s)满足下述式(17)的方式进行控制。
式(17)    30Pa·s<η<200Pa·s
上述聚合物溶液的粘度更优选为40Pa·s<η<200Pa·s,特别优选为40Pa·s<η<100Pa·s。
(2)流延工序、吸引工序、成形工序
上述流延工序是从喷出装置向行进的支撑体上流延聚合物溶液的工序。作为优选的方式,可举出下述方式:将浓液通过送液泵(例如,加压型定量齿轮泵)送液至加压模头中,从加压模头狭缝将浓液流延在无限地移送的环形金属带、例如不锈钢带或者旋转的金属滚筒等金属支撑体上的流延位置上。
上述吸引工序为下述工序:对于流延的上述聚合物溶液的到达上述支撑体之前的液珠部分,从上述支撑体的行进方向的上游侧通过吸引装置吸引。
上述成形工序为将到达了上述支撑体的聚合物溶液以流延速度15~80m/分钟进行输送而成形成膜状的工序。
进而,在这些流延工序、吸引工序及成形工序中,在本发明中使用的膜的制造方法中,优选按照满足上述式(14)的方式进行控制。
作为溶液制膜装置,主要由流延模头(相当于喷出装置)、流延带(相当于行进的支撑体)及减压室(相当于吸引装置)构成。
流延模头在流延滚筒的位置处与流延带对置地配置。从流延模头的前端以膜状挤出包含三乙酸纤维素等高分子材料的浓液。挤出的浓液暂时附着在行进的流延带的表面而被输送。
在本发明中使用的膜的制造方法中,上述喷出装置与上述支撑体的距离hk(单位:mm)优选满足下述式(13)。
式(13)    0.25mm≤hk
通过设为这样的方式,能够使得在液珠部分到达支撑体之前不易发生因喷出装置的振动或由后述的吸引装置的吸引引起的振动等的影响而导致的膜厚不均。
上述喷出装置与上述支撑体的距离hk(单位:mm)优选满足下述式(18)。
式(18)    0.3mm≤hk≤1.5mm
上述hk更优选为0.5~1.2mm。
在本发明中使用的膜的制造方法中,按照满足下述式(11)的方式控制上述喷出装置的喷出部间隙。
式(11)  1.0×106/分钟<(流延速度×未拉伸干燥膜厚)/(喷出部间隙)<1.0×107/分钟
式(11’)   未拉伸干燥膜厚=拉伸后膜厚×{1+(膜输送方向的拉伸倍率(%))/100}×{1+(与膜输送方向正交的方向的拉伸倍率(%))/100}
(式(11)中,喷出部间隙表示上述喷出装置的唇间隙(单位:m),流延速度表示上述支撑体的行进速度(单位:m/分钟)。)
通过如此控制,能够使得从喷出装置喷出的液珠部分不会变得过长,能够使得在液珠部分到达支撑体之前不易发生因喷出装置的振动或由后述的吸引装置的吸引引起的振动等的影响而导致的膜厚不均。
关于上述式(11)的(流延速度×未拉伸干燥膜厚)/(喷出部间隙)的值,优选其下限值为1.1×106/分钟以上,更优选为1.2×106/分钟以上。此外,上限值优选为9.0×106/分钟以下,更优选为6.0×106/分以下。
上述喷出装置优选为所谓的模头,优选为能调整模头的喷嘴部分的狭缝形状、容易使膜厚均匀的加压模头。作为加压模头,有衣架式模头或T型模头等,均可优选地使用。为了提高制膜速度,可以在金属支撑体上设置2台以上加压模头,将浓液量分割而多层重合。或者也优选通过使多股浓液同时流延的共流延法来得到层叠结构的膜。
另一方面,可以按照满足上述式(11)的方式调整膜的未拉伸干燥膜厚,也可以以成为所希望的厚度的方式调节浓液中所含的固体成分浓度、模头的喷嘴的狭缝间隙、从模头的挤出压力、金属支撑体速度等。
流延带优选以环状形成,卷挂在流延滚筒与驱动用滚筒之间。该流延滚筒优选按照下述方式行进:通过使驱动用滚筒旋转,从而绕着驱动滚筒与流延滚筒的周围旋转。
上述行进的支撑体的行进速度为以流延速度15~80m/分钟进行输送。此外,上述流延速度需要以也满足上述式(11)的方式进行控制。
上述流延速度优选为15~55m/分钟,更优选为30~55m/分钟。
另一方面,减压室相对于流延带的行进方向被设置在流延模头的上游侧,经由吸引管与风机连接。通过驱动该风机使减压室的内部成为负压,向流延模头与流延带的间隙的浓液的流延部中暂时附着在流延带上的一侧的表面赋予吸引力。由此,即使使流延带高速行进,也能实现浓液的流延部的稳定化。
在本发明中使用的膜的制造方法中,其特征在于,在上述吸引工序中,按照满足下述式(12)的方式进行控制。
式(12)    -1000Pa<对液珠的吸引压力<-200Pa
(式(12)中,对液珠的吸引压力表示从上述吸引装置对上述液珠施加的压力,将上述液珠被吸引到上述吸引装置侧的方向的压力以负值表示,将上述液珠从上述吸引装置侧挤出的方向的压力以正值表示。)
具体而言,在未通过吸引装置吸引的情况下,按照满足上述式(12)的方式吸引、并且按照满足上述条件的方式控制,从而能使液珠部分变形。通过如此使液珠部分变形,能实质地缩短从上述喷出装置至上述支撑体之间的液珠部分的距离,能接近于上述喷出装置与上述支撑体的距离hk
对上述液珠的吸引压力优选为-900Pa<对液珠的吸引压力<-300Pa,更优选为-800Pa<对液珠的吸引压力<-350Pa。
另外,优选在减压室与风机之间的吸引管中设置具有减压室的10~100倍容量的缓冲罐,防止振动向减压室传递。
这样,根据本实施方式的溶液制膜装置,能通过15~80m/分钟的任意的流延来制造本发明的光学膜。即,能制造为20~60μm的薄膜、膜厚的均质性得到了改良、伴随环境湿度变化的面内方向的延迟的变动得到了抑制的光学膜,并且能通过15~80m/分钟的任意的流延来制造该薄膜。此外,在制造以往的厚度为80μm的膜时,能进行50m/分钟以上的稳定的高速流延。
(3)溶剂蒸发工序
优选包含将原片(如此称呼成为纤维素酰化物膜的完成品之前的状态、还含有很多溶剂的材料)在支撑体上加热、使溶剂蒸发至能从支撑体剥离原片为止的工序。
流延带上的浓液在流延带行进一周的期间溶剂蒸发而干燥,可得到规定的自支持性。然后,将流延的膜在后述的剥离工序中,例如通过在流延模头的下方位置处从流延带上剥离,可得到带状的膜。
为了使溶剂蒸发,有从原片侧吹风的方法及/或从金属支撑体的背面通过液体传热的方法、通过辐射热从表背传热的方法等,但是,背面液体传热的方法的干燥效率高,从而优选。此外,也优选将它们组合的方法。背面液体传热的情况下,优选在浓液使用的有机溶剂的主溶剂或具有最低的沸点的有机溶剂的沸点以下的温度下加热。
(4)剥离工序
是将在支撑体上蒸发了溶剂的原片在剥离位置处剥离的工序。
在本发明中使用的膜的制造方法中,其特征在于,包含按照上述支撑体的剥离部的温度成为0℃以上的方式进行控制、并从该支撑体剥离上述膜的工序。
剥离的原片被送到下一工序。另外,在剥离的时刻,原片的残留溶剂量(下述式)如果过大则难以剥离,或者相反地,在金属支撑体上充分干燥过度后剥离时,原片的一部分在中途被剥离。
这里,作为以往的制造方法,有作为提高制膜速度的方法(能通过在残留溶剂量尽可能多时剥离来提高制膜速度)的凝胶流延法(gel casting)。例如,有在浓液中加入相对于纤维素酰化物的贫溶剂、在浓液流延后进行凝胶化的方法、降低金属支撑体的温度而凝胶化的方法等。已知通过在金属支撑体上进行凝胶化使剥离时的膜的强度提高,从而能加速剥离而提高制膜速度。相对于此,本发明人们发现,通过这样的以往的制造方法进行凝胶化来提高制膜速度(即流延速度)而得到的光学膜缺乏膜厚的均质性。即,在本发明中使用的膜的制造方法中,其特征在于,将上述支撑体的剥离部的温度控制在上述范围内,不进行凝胶化地进行剥离。
在本发明中使用的膜的制造方法中,上述支撑体的剥离部的温度优选为10℃以上,更优选为10~30℃。
根据干燥条件的强弱、支撑体的长度等,优选在支撑体上的原片的剥离时的残留溶剂量为5~150质量%的范围内进行剥离,但是,在残留溶剂量更多的时刻进行剥离时,可根据经济速度与品质的平衡来确定剥离时的残留溶剂量。
此外,优选将该剥离位置处的原片的残留溶剂量设为10~150质量%,更优选设为10~120质量%。
残留溶剂量可以由下述的式子表示。
残留溶剂量(质量%)={(M-N)/N}×100
这里,M为原片的任意时刻下的质量,N为将质量M的原片在110℃下干燥了3小时时的质量。
(5)干燥、拉伸工序
本发明中使用的纤维素酰化物膜的制造方法中,只要不违反本发明的宗旨,对其拉伸温度没有特别限制。另一方面,例如从提高所得到的纤维素酰化物膜的相对于膜厚的光学表现性的观点出发,优选在Tg-5℃以下的温度下进行上述拉伸工序(其中,Tg表示未拉伸状态下的纤维素酰化物膜的玻璃化转变温度(单位:℃))。特别是在连一次也没有将纤维素酰化物膜加热到Tg-5℃以上的状态下,更优选在Tg-5℃以下的温度下进行上述拉伸工序。
在上述剥离工序后,优选使用将原片交替地通过多个配置在干燥装置内的辊上而进行输送的干燥装置及/或用夹子夹住原片的两端进行输送的拉幅装置,将原片干燥。
在本发明中使用的纤维素酰化物膜的制造方法中,可以在拉伸前对原片进行热处理,也可以不进行热处理,但是,在进行热处理的情况下,在将纤维素酰化物膜的玻璃化转变温度设为Tg时,优选一次也不加热到Tg-5℃以上。
作为干燥及热处理的手段,通常是向原片的两面吹热风,但是,也有代替风而施加微波来进行加热的手段。根据所使用的溶剂的不同,温度、风量及时间不同,可以根据使用溶剂的种类、组合来适当地选择条件即可。
在本发明中使用的纤维素酰化物膜的制造方法中,可以向膜输送方向(以下也称为纵向)和与膜输送方向正交的方向(以下也称为横向)中的任一个方向拉伸。更优选向纵向及横向进行双轴拉伸而得到的膜。拉伸可以以1个阶段实施,也可以以多个阶段实施。
为了使本发明的第1实施方式中所希望的延迟表现出来,优选膜输送方向的拉伸倍率和与膜输送方向正交的方向的拉伸倍率的合计为5%~50%,更优选为10~40%。
为了使本发明的第1实施方式中所希望的延迟表现出来,向纤维素酰化物膜输送方向(纵向)拉伸的拉伸倍率优选为0.1~10%,更优选为0.1~8%,特别优选为0.5~5%。上述拉伸时的纤维素酰化物原片的拉伸倍率(拉伸率)可通过金属支撑体速度与剥取速度(剥取辊拖拽)的周速差来实现。例如,在使用具有两个压料辊的装置的情况下,通过使出口侧的压料辊的转速比入口侧的压料辊的转速快,能适当地在输送方向(纵向)拉伸纤维素酰化物膜。通过进行这样的拉伸,能调整延迟的表现性。
另外,这里所说的“拉伸倍率(%)”是指通过下式求出的数值。
拉伸倍率(%)=100×{(拉伸后的长度)-(拉伸前的长度)}/拉伸前的长度
为了使本发明的第1实施方式中所希望的延迟表现出来,向与纤维素酰化物膜输送方向正交的方向(横向)拉伸的拉伸倍率优选为3%以上,更优选为5%以上。作为上限,优选为40%以下,更优选为35%以下。
另外,在本发明中,作为向与膜输送方向正交的方向拉伸的方法,优选使用拉幅装置进行拉伸。
降冰片烯膜
作为本发明中使用的降冰片烯膜,例如,可举出降冰片烯系单体的开环聚合物氢化物、降冰片烯系单体与烯烃的加聚物、降冰片烯系单体彼此的加聚物以及它们的衍生物等。此外,降冰片烯系树脂可以仅使用1种,也可以将2种以上并用。
作为上述降冰片烯系单体,例如可以举出双环[2.2.1]庚-2-烯(降冰片烯)、6-甲基双环[2.2.1]庚-2-烯、5,6-二甲基双环[2.2.1]庚-2-烯、1-甲基双环[2.2.1]庚-2-烯、6-乙基双环[2.2.1]庚-2-烯、6-正丁基双环[2.2.1]庚-2-烯、6-异丁基双环[2.2.1]庚-2-烯、7-甲基双环[2.2.1]庚-2-烯等降冰片烯系衍生物等。
作为上述降冰片烯系单体的开环聚合物氢化物,可广泛地使用在将降冰片烯系单体通过公知的方法进行开环聚合后、将残留的双键氢化而得到的物质。另外,开环聚合物氢化物可以是降冰片烯系单体的均聚物,也可以是降冰片烯系单体与其他环状烯烃系单体的共聚物。
作为上述降冰片烯系单体与烯烃的加聚物,可举出降冰片烯系单体与α-烯烃的共聚物。作为α-烯烃,没有特别限定,例如可举出碳原子数为2~20、优选2~10的α-烯烃,具体而言,可举出乙烯、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、1-己烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十二烯、1-十四烯、1-十六烯等。其中,由于共聚性优异,因此更优选乙烯。此外,即使在使其他的α-烯烃与降冰片烯系单体共聚的情况下,乙烯的存在也能提高共聚性,因而优选。
上述降冰片烯系树脂可举出公知的树脂,在商业上可获得。作为公知的降冰片烯系树脂的例子,例如可举出日本特开平1-240517号公报中记载的树脂。作为在商业上可获得的降冰片烯系树脂的例子,例如可举出JSR公司制、商品名“ARTON”系列;日本ZEON公司制、商品名“ZEONOR”系列等。
进而,也可以优选地使用环烯烃与其他烯烃的共聚物(COC),例如可举出Topas Advanced Polymers GmbH制的TOPAS。
进而,可以将下述结构的饱和降冰片烯树脂用于本发明的膜中。本发明中,作为饱和降冰片烯树脂,也可以采用日本特开2007-328327号公报的第0044~0066段中记载的化合物,这些内容引入到本申请说明书中。
降冰片烯膜可通过熔融制膜优选地制造。熔融制膜通过粒料的干燥、树脂的熔融挤出、过滤、从模头的挤出、流延、卷取等工序进行制膜。进而,也可以在过滤后经由齿轮泵供给到模头中。它们的详细内容可参考日本特开2007-328327号公报的第0113~0129段中的记载,这些内容引入到本申请说明书中。
降冰片烯膜通过将未拉伸的状态的膜拉伸,对Re、Rth进行控制,作为具有规定的光学补偿功能的相位差膜来使用。
如上所述制膜而成的本发明的未拉伸膜通常可进行纵拉伸及横拉伸。纵拉伸、横拉伸各自可以实施1次,也可以实施数次,也可以同时向纵、横进行拉伸。
这样的拉伸可以使用加快了出口侧的周速的2对以上的压料辊向长度方向拉伸(纵拉伸),也可以将膜的两端用卡盘把持并将其向正交方向(与长度方向成直角的方向)扩展(横拉伸)。此外,也可以采用日本特开2000-37772号公报、日本特开2001-113591号公报、日本特开2002-103445号公报等中记载的方法而使用同时双轴拉伸法。
这样的拉伸可以使用加快了出口侧的周速的2对以上的压料辊向长度方向拉伸(纵拉伸),也可以将膜的两端用卡盘把持并将其向正交方向(与长度方向成直角的方向)扩展(横拉伸)。此外,也可以采用日本特开2000-37772号公报、日本特开2001-113591号公报、日本特开2002-103445号公报等中记载的同时双轴拉伸法。
具体而言,优选使用下述的拉伸法。
(1)纵拉伸
纵拉伸可通过设置2对压料辊、一边对其间进行加热一边使出口侧的压料辊的周速比入口侧的压料辊的周速快来实现。此时,可通过改变压料辊间的间隔(L)和拉伸前的膜宽(W)来改变厚度方向的延迟(Rth)的表现性。L/W(也称为纵横比)超过2且为50以下(长跨距拉伸)时,能减小Rth,纵横比为0.01~0.3(短跨距拉伸)时,能增大Rth。可以与第1实施方式及第2实施方式中所希望的Rth相应地采用这些方法。下面进行详细说明。
(1-1)长跨距拉伸
伴随着拉伸,膜被伸张,但是此时膜如果想要减小体积变化,则使厚度、宽度减小。此时,通过压料辊与膜之间的摩擦可限制宽度方向的收缩。为此,如果增大压料辊间隔,则容易向宽度方向收缩,能抑制厚度的减少。如果厚度的减少大,则有与将膜向厚度方向压缩相同的效果,在膜面内进行分子取向,Rth容易增大。如果纵横比大且厚度的减小少,则相反地Rth难以表现出来,能实现低的Rth。
进而,如果纵横比长,则能提高宽度方向的均匀性。这基于以下的理由。
·伴随着纵拉伸,膜想要向宽度方向收缩。在宽度方向的中央部,由于其两侧也想要向宽度方向收缩,因此成为约束的状态,无法自由收缩。
·另一方面,膜宽度方向端部仅与单侧构成约束的状态,能比较自由地收缩。
·该两端与中央部的伴随着拉伸的收缩行为的差别导致宽度方向的拉伸不均。
由于这样的两端与中央部的不均匀性,从而发生宽度方向的延迟不均、轴偏离(慢轴的取向角分布)。相对于此,长跨距拉伸在长的2个压料辊间进行缓慢地拉伸,因此在拉伸中进行这些不均匀性的均匀化(分子取向变得均匀)。相对于此,在通常的纵拉伸(纵横比超过0.3且低于2)的情况下,不会发生这样的均匀化。
为了实现第2实施方式中所希望的相位差膜的Rth,纵横比优选超过2且为50以下,更优选为3~40,进一步优选为3~10。拉伸温度优选为(Tg-5℃)~(Tg+100)℃,更优选为(Tg)~(Tg+50)℃,进一步优选为(Tg)~(Tg+30)℃。纵拉伸倍率优选为5%~100%,更优选为10%~60%,最优选为20~50%。
这样的长跨距拉伸只要在相距规定距离的2对压料辊间对膜进行加热并进行拉伸即可,加热方法可以是加热器加热法(将红外线加热器、卤素加热器、面板加热器等设置在膜上或膜下、通过辐射热进行加热),也可以是区域加热法(在吹入热风等而调温至规定温度的区域内进行加热)。本发明中,从拉伸温度的均匀性的观点出发,优选区域加热法。此时,压料辊可以设置在拉伸区域内,也可以放出到区域外,但是,为了防止膜与压料辊的粘着,优选放出到区域外。也优选在这样的拉伸之前将膜预热,此时的预热温度优选为(Tg-80℃)~(Tg+100℃)。
(1-2)短跨距拉伸
关于纵横比,为了实现第1实施方式中所希望的相位差膜的Rth,在将纵横比(L/W)例如设为超过0.01且低于0.3、优选设为0.03~0.25、更优选设为0.05~0.2的情况下进行纵拉伸(短跨距拉伸)。通过在这样的范围的纵横比(L/W)下进行拉伸,能减小缩幅(伴随着拉伸的与拉伸正交的方向的收缩)。为了弥补拉伸方向的伸张,宽度、厚度减小,但是,在这样的短跨距拉伸的情况下,宽度收缩被抑制,厚度减小优先地进行。其结果是,成为向厚度方向压缩,进行厚度方向的取向(面取向)。其结果是,厚度方向的各向异性的尺度即Rth值容易增大。另一方面,以往通常在纵横比(L/W)为1左右(0.7~1.5)的情况下进行。这是因为通常虽然在压料辊间设置加热用加热器进行拉伸,但是如果L/W变得过大,则无法通过加热器对膜均匀地加热,容易发生拉伸不均,如果L/W过小,则难以设置加热器,无法充分地进行加热。
上述的短跨距拉伸可通过在2对以上的压料辊间改变输送速度来实施,但是,与通常的辊配置不同,可通过使2对压料辊斜向(使前后的压料辊的旋转轴上下错开)配置来实现(例如,日本特开2008-3515号公报的图3)。与此相伴,由于无法在压料辊间设置加热用加热器,因此,优选向压料辊中流通热介质而使膜升温。进而,也优选在入口侧压料辊之前设置在内部流通有热介质的预热辊,在拉伸前对膜进行加热。
拉伸温度优选为(Tg-5℃)~(Tg+100)℃,更优选为(Tg)~(Tg+50)℃,进一步优选为(Tg)~(Tg+30)℃,优选的预热温度为Tg-80℃~Tg+100℃。
关于长跨距拉伸及短跨距拉伸的详细内容,可参考日本特开2007-328327号公报第0144~0145段中的记载,这些内容引入到本申请说明书中。
(2)横拉伸
通过将纵拉伸与横拉伸组合,能调整Re及Rth。可以是纵拉伸及横拉伸中的任一者的单轴拉伸,但是,通过将两个方向的拉伸组合,进行拉伸方向的取向,易于对Re的绝对值的过度增加进行调整。此外,通过将纵拉伸与横拉伸组合,纵向的取向与横向的取向抵消,能减小Re。进而,由于向纵及横两个方向伸张,因此,厚度的减小增大,进行面取向,能增大Rth。
纵拉伸及横拉伸中任一者可以先实施,也可以同时进行拉伸,但是更优选的是在纵拉伸后进行横拉伸的方法。由此能使设备紧凑化。纵拉伸及横拉伸可以各自独立地实施,也可以连续地实施,但是更优选连续地实施。
横拉伸例如可以使用拉幅机来实施。即,通过用夹子把持膜的宽度方向的两端部,向横向扩幅来进行拉伸。此时,可以通过向拉幅机内输送所希望的温度的风来控制拉伸温度。拉伸温度优选为(Tg-10)℃~(Tg+60)℃,更优选为(Tg-5)℃~(Tg+45)℃,进一步优选为(Tg)~(Tg+30)℃。关于优选的拉伸倍率,在第1实施方式中使用的相位差膜中使所希望的延迟表现出来的情况下,优选为1~40%。另一方面,在第2实施方式中使用的相位差膜中使所希望的延迟表现出来的情况下,优选为1~50%。
(3)偏振膜
关于本发明中使用的偏振膜,第1实施方式及第2实施方式中的任一者均没有特别限制。例如,可以使用将聚乙烯醇膜浸渍在碘溶液中进行拉伸而得到的偏振膜等。作为将上述相位差膜与偏振膜贴合时使用的粘接剂,可使用聚乙烯醇或聚乙烯醇缩醛(例如,聚乙烯醇缩丁醛)的水溶液、或乙烯基系聚合物(例如,聚丙烯酸丁酯)的胶乳。特别优选的粘接剂为完全皂化聚乙烯醇的水溶液。
(4)保护膜
如上所述,在第1实施方式及第2实施方式的任一者中,均优选在偏振膜的背面贴合用于保护偏振膜的保护膜。关于能作为保护膜利用的膜,与相位差膜相同。并且,关于用于与偏振膜的贴合的粘接剂,也与上述相同。
(5)偏振片的制作方法
关于偏振片的制作方法,在第1实施方式及第2实施方式的任一者中,均没有特别限制。可通过连续生产制作长条状的偏振片,然后切断成所希望的大小,也可以将预先切断成所希望的大小的各部件贴合。一个例子是准备长条的偏振膜、长条的相位差膜及长条的保护膜、使长度方向一致后进行层压的方法。根据该方法,可通过辊对辊方式连续地制作偏振片,因此优选。根据该方法,可得到辊状的偏振片。
<液晶显示装置>
本发明的液晶显示装置为扭转取向模式(TN模式)。关于TN模式用液晶单元,没有特别限制,作为TN模式而提出的构成的液晶单元均可使用。本发明的液晶显示装置显示出作为画面尺寸为24英寸以下的个人使用、特别是笔记本型PC、触摸型PC、智能手机的显示装置而适合的视角特性。
此外,在笔记本型PC中,薄型为主流,薄型TN模式的液晶单元的Δnd通常为350~450nm。
(DI值)
本发明中,在第1实施方式及第2实施方式的任一者中,均使用DI值为0.000800以下的TN模式液晶单元。这里,DI值是Depolarizing Index的缩写,表示黑显示时的液晶单元的消除偏振的程度,是本领域技术人员中一直在使用的参数。关于DI值的详细情况,记载在非专利文献Analysisof Light-Leakage Caused by Colour Filters for Improving Contrast Ratio ofLCD-TVs,Y Utsumi等.,(Hitachi.)EuroDisp.(2005)301.中。这里,上述文献中的DI值由在2片偏振片之间设置液晶单元、并将2片偏振片设置为正交尼科尔配置时的亮度和将该2片偏振片设置为平行尼科尔配置时的亮度算出,但是,本发明中为了更适合实际的液晶单元性能测定,使用在将2片偏振片设置为正交尼科尔配置、平行尼科尔配置之后,通过进行偏振片角度的微调整,2片偏振片所成的角度为亮度变得最小时的角度的情况下的值、亮度变得最大时的角度的情况下的值来计算DI值。本发明中的DI值的计算中,使用波长550nm、液晶单元正面方向的亮度的值。
DI值的计算式如下所示。
(式1)   DI=2/(1+Tmax/Tmin)
这里,
Tmax:在液晶单元为黑显示的状态下,将上下偏振片设置为平行尼科尔配置,进而通过进行偏振片角度的微调整从而使亮度最大的状态下的亮度值;
Tmin:在液晶单元为黑显示的状态下,将上下偏振片设置为正交尼科尔配置,进而通过进行偏振片角度的微调整、从而使亮度最小的状态下的亮度值。
在实际的测定中,如实施例中所记载的,使用从测定值减去在测定中使用的偏振片的贡献而得到的值。
本发明中使用的TN模式液晶单元的DI值为0.000800以下,更优选为0.000600以下。
DI值超过0.000800时,黑显示时的光学补偿效果少的上下方向的漏光在面板内被消除偏振,成为朝向正面的漏光的原因,由于使正面对比度变差,因此不优选。
液晶单元的DI值受各种液晶单元部件的影响,液晶材料、滤色器、黑色矩阵等的光散射和光衍射使DI值上升。
认为特别是对于TN模式液晶单元的DI值,扭转取向的液晶材料的光散射的贡献大。
<集光性的棱镜片>
本发明的液晶显示装置使用对背光进行集光的集光性的棱镜片(形成有截面通常为三角形状的凹凸部的支撑体),能减轻液晶显示装置的黑显示时的光漏,使正面对比度提高。
本发明的液晶显示装置在上述TN模式液晶单元的背面侧的背光单元处具有集光性的棱镜片。通过该棱镜片对TN模式液晶单元入射尽量向垂直方向集光的光。此时,在测定从该棱镜片射出的背光的光量时,相对于该液晶显示装置的显示画面的法线、向上述TN模式液晶单元的面内相位差成为最大的方向倾斜的出射角度为50°~85°的范围的光量的平均值相对于该法线方向的光量为12%以下,优选为10%以下,更优选为7%以下,进一步优选为2%以下。
这里,TN模式液晶单元的面内相位差成为最大的方向的确定方法各种各样,但是,在本发明的情况下,定义为灰度反转(tone reversal)现象成为最大的方向。在几乎所有的TN模式液晶单元的情况下,考虑左右的图像的对称性,将液晶单元基板的摩擦方向设定为对角线方向、即以水平方向为基准的45度方向和-45度方向。此时的面内相位差成为最大的方向为灰度反转现象成为最大的上下方向。
上述集光性的棱镜片为了将背光集光的目的而使用,例如如图3所示那样,来自光源42(图示为正下方型背光,但是在侧面有光源、并使用了导光板的背光也同样)的出射光向棱镜片(集光片)41入射,入射光的一部分在棱镜片41中折射透过,出射的角度发生变化,向正面方向射出,剩余部分反射而向光源42的方向返回。来自棱镜片41的反射光被光源42、扩散板43、扩散片44等的表面反射,再次向棱镜片41入射。
通过设置为这样的构成,由于原本的光源的出射光的角度分布较宽地分散,具有正面的亮度变低的特性,因此,能够通过棱镜片41将来自光源的光按照正面方向的亮度变高的方式改善指向特性。
图4是表示上述那样的棱镜片41中的光路的截面图。如图4所示,入射的光在折射透过棱镜片41时,被分解为向正面方向折射的成分A、向非正面方向的、离开正面的方向折射的成分B、及在表面反射的成分C。在这些光的成分中,上述成分A是向正面方向即观察方向射出的成分,是实际可利用的光。上述反射的成分C在扩散片等的表面进行扩散反射,改变向棱镜片入射的角度,一部分转换成成分A而向正面方向射出。通过重复该反射,成分C的大部分被转换成成分A,使出射面的正面方向的亮度增加。
相对于此,从图4的X部分通过的光的成分B是向液晶显示装置等的有效的视角外以宽角度射出的光(以下称为旁瓣(sidelobe)光),对于正面亮度的增加没有贡献。
进而,旁瓣光以从画面的法线方向极端地远离的角度向液晶面板入射,通过液晶单元的液晶分子、滤色器、相位差膜等向正面散射的光成分成为黑显示亮度的显著增加的原因。
本发明的液晶显示装置中优选使用的、对背光进行集光的棱镜片能减少旁瓣光,防止黑显示的亮度上升。
(半值角)
在本发明中,在使用上述棱镜片的情况下,当测定从该棱镜片射出的背光的光量时,将该液晶显示装置的显示画面的法线方向(正面)的光量成为一半时的出射角度(从画面的法线向上述TN模式液晶单元的面内相位差成为最大的方向的角度)称为半值角。通过采用后述的规定的形状或规定的结构的棱镜片,能实现高的正面对比度,确保实用的视角,在这一点上是有意义的。
作为半值角的下限值,优选为30°以上,特别优选为35°以上,作为上限值,优选为50°以下,特别优选为45°以下。
本发明中,按照相对于液晶显示装置的显示画面的法线、向液晶单元的面内相位差成为最大的方向集光的方式配置棱镜片。从视觉辨认者侧观看,TN模式液晶单元的显示画面通常按照将横向长的画面的长边作为水平方向,将液晶单元内的液晶分子的取向方向从45°向135°扭转,上述TN模式液晶单元的面内相位差成为最大的方向成为垂直方向的方式配置画面,此时,按照向垂直方向集光的方式配置上述棱镜片。
在上述棱镜片向上述TN模式液晶单元的面内相位差成为最大的方向集光、且该方向的旁瓣光少的情况下实现显著的效果,是优选的,但是,为了防止与液晶单元的像素的莫阿干涉,可以使棱镜的棱线相对于像素的黑色矩阵以1~20°的范围倾斜。
上述的本发明涉及的集光性的棱镜片可以与其他集光片并用,例如相对于本发明涉及的集光性的棱镜片,也可以将其他集光片以集光方向成为正交或平行的方式重叠地配置。
《支撑体》
用于制作上述棱镜片的支撑体具有用于形成集光性的凹凸部(棱镜部)的第一表面,对于支撑体的形状、结构、尺寸、厚度、材料等,没有特别制限,可以根据目的适当选择,作为上述形状,例如可举出平板状、片状等,作为上述结构,可以是单层结构,也可以是层叠结构,作为上述尺寸,可以根据上述棱镜片的尺寸等适当地选择。
作为上述支撑体的厚度,没有特别限制,可以根据目的适当地选择,例如,优选为0.005~4.0mm。这里,上述支撑体的厚度例如可以通过使用将支撑体用测定计夹持来测定支撑体的厚度的膜厚计、利用光学干涉来测定支撑体的厚度的非接触膜厚计等来进行测定。
作为上述支撑体的材料,只要是本质上没有可见光吸收性且为透明、具有一定程度的强度(刚性)的材料即可,没有特别限制,可以根据目的适当地选择,例如可以适当地使用无机材料及有机材料中的任一种。
关于上述刚性,具体而言,表示能作为JIS P8125标准中记载的泰伯尔刚度测定的支撑体的物性。
作为上述无机材料,例如可举出玻璃、石英、硅等。
作为上述有机材料,例如可举出三乙酸纤维素等乙酸酯系树脂;聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等聚酯系树脂;聚醚砜系树脂、聚砜系树脂、聚碳酸酯系树脂、聚酰胺系树脂、聚酰亚胺系树脂、聚烯烃系树脂、丙烯酸系树脂、聚降冰片烯系树脂、纤维素系树脂、聚芳酯系树脂、聚苯乙烯系树脂、聚乙烯醇系树脂、聚氯化乙烯系树脂、聚偏二氯乙烯系树脂、聚丙烯酸系树脂等。它们可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
<凹凸部(棱镜部)>
作为上述凹凸部(棱镜部),代表性的是将多个棱镜列平行排列而成的凹凸部,作为该棱镜列的周期(间距),优选为5~150μm,更优选为10~100μm。上述棱镜列的周期(间距)超过150μm时,在用于显示器用途的情况下,有时产生刺眼感,不优选。上述周期(间距)低于5μm时,难以以有规则的周期制作棱镜列。
作为上述棱镜列的周期(间距)的规则性,没有特别限制,可以根据目的适当地选择,也可以设置为周期(间距)不恒定的棱镜列。
在上述棱镜列的周期(间距)不为恒定值的情况下,其周期的变化优选在10倍以内,更优选在4倍以内。上述周期变化超过10倍时,有时正面方向的亮度上升的效率极端地降低。
此外,作为上述棱镜列的高度,优选为1~100μm,更优选为5~50μm。上述棱镜列的高度低于1μm时,有时难以表现出高度的集光性,超过100μm时,棱镜部的机械强度降低,容易产生擦伤等缺陷,或者有时凹凸变得容易视觉辨认,从而产生刺眼感。
作为上述凹凸部(棱镜部)的截面形状,优选为三角形状,特别是更优选为等腰三角形状,使凸部朝向液晶单元侧的棱镜片容易与导光板匹配,因此通用性高,是优选的。
作为该棱镜的截面形状的特征,优选三角形状的顶角为95~130°,更优选为100~120°。通过将上述顶角设为95°以上,能降低旁瓣光的影响,抑制黑显示亮度的增加,进而能确保实用的视角。另一方面,通过将上述顶角设为130°以下,能提高集光效果,使正面方向的亮度进一步提高。
此外,该棱镜截面形状的三角形状的顶角即使低于95°,通过在支撑体上相对于棱镜部另外地设置光学调整部,也能减少旁瓣光,是又一个优选方式。
上述光学调整部在上述支撑体上的面内具有规定的间隔地被配置多个,与日本特开2008-003515号公报、日本特开2008-176197号公报中记载的棱镜片的光学调整部同义,有具有光反射性的光学调整部、具有光扩散性的光学调整部、利用折射率差的光学调整部,特别优选为具有光反射性的光学调整部。
作为上述凹凸部(棱镜部)的材料,没有特别限制,从提高正面亮度的观点出发,优选折射率高的材料。作为这样的树脂,可举出苯环或萘环等芳香环结构、Br及Cl等卤素、硫的含有率高的有机化合物。
将上述树脂作为UV固化性树脂使用时,可举出将含有上述的结构、进而含有(甲基)丙烯酰基、乙烯基、环氧基等反应性基团的化合物、与通过紫外线等放射线照射产生能使该含有反应性基团的化合物反应的自由基或阳离子等活性种的化合物混合而成的组合物等。特别是从固化的速度出发,优选为含有(甲基)丙烯酰基、乙烯基等不饱和基团的含有反应性基团的化合物(单体)与通过光产生自由基的光自由基聚合引发剂的组合。
可以使用包含作为上述含有反应性基团的化合物的含有(甲基)丙烯酰基、乙烯基或环氧基等反应性基团的化合物与通过紫外线等放射线照射产生能使该含有反应性基团的化合物反应的自由基或阳离子等活性种的化合物的物质。
特别是从固化的速度出发,优选含有(甲基)丙烯酰基、乙烯基等不饱和基团的含有反应性基团的化合物(单体)、与通过光产生自由基的光自由基聚合引发剂的组合。其中,优选(甲基)丙烯酸酯、氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、环氧基(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯等含有(甲基)丙烯酰基的化合物。作为该含有(甲基)丙烯酰基的化合物,可以使用含有1个或2个以上的(甲基)丙烯酰基的化合物。此外,上述的含有丙烯酰基、乙烯基等不饱和基团的含有反应性基团的化合物(单体)根据需要可以单独使用,也可以将多种混合使用。
作为含有反应性基团的化合物,例如可举出含有(甲基)丙烯酰基的化合物、具有芳香环的单官能单体、在分子中具有2个(甲基)丙烯酰基的不饱和单体、具有双酚骨架的不饱和单体、3官能以上的(甲基)丙烯酸酯不饱和单体等。
作为这样的含有(甲基)丙烯酰基的化合物,例如,作为仅含有1个含有(甲基)丙烯酰基的化合物的单官能单体,可举出(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸冰片酯、(甲基)丙烯酸三环癸酯、(甲基)丙烯酸二环戊酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸4-丁基环己酯、丙烯酰基吗啉、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸异戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸庚酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸异癸酯、(甲基)丙烯酸十一烷基酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸月桂基酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸异硬脂酯、(甲基)丙烯酸四氢糠酯、(甲基)丙烯酸丁氧基乙酯、乙氧基二甘醇(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇单(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇单(甲基)丙烯酸酯、甲氧基乙二醇(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸乙氧基乙酯、甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚丙二醇(甲基)丙烯酸酯。
进而,作为具有芳香环的单官能单体,可举出(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸苯氧基-2-甲基乙酯、(甲基)丙烯酸苯氧基乙氧基乙酯、(甲基)丙烯酸3-苯氧基-2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸2-苯基苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸4-苯基苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸3-(2-苯基苯基)-2-羟基丙酯、使环氧乙烷反应而得到的对枯基苯酚的(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸2-溴苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸4-溴苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2,4-二溴苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2,6-二溴苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2,4,6-三溴苯酯、(甲基)丙烯酸2,4,6-三溴苯氧基乙酯等。
作为这样的具有芳香环的单官能单体的市售品,可举出ARONIX M113、M110、M101、M102、M5700、TO-1317(以上为东亚合成株式会社制)、VISCOAT#192、#193、#220、3BM(以上为大阪有机化学工业株式会社制)、NK ESTER AMP-10G、AMP-20G(以上为新中村化学工业株式会社制)、Light Acrylate PO-A、P-200A、Epoxy Ester M-600A、Light EsterPO(以上为共荣社化学株式会社制)、New Frontier PHE、CEA、PHE-2、BR-30、BR-31、BR-31M、BR-32(以上为第一工业制药株式会社制)等。
此外,作为在分子中具有2个(甲基)丙烯酰基的不饱和单体,可举出1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、1,9-壬二醇二丙烯酸酯等烷基二醇二丙烯酸酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四甘醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯等聚亚烷基二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、三环癸烷甲醇二丙烯酸酯等。
作为具有双酚骨架的不饱和单体,可举出环氧乙烷加成双酚A(甲基)丙烯酸酯、环氧乙烷加成四溴双酚A(甲基)丙烯酸酯、环氧丙烷加成双酚A(甲基)丙烯酸酯、环氧丙烷加成四溴双酚A(甲基)丙烯酸酯、通过双酚A二缩水甘油醚与(甲基)丙烯酸的环氧基开环反应而得到的双酚A环氧基(甲基)丙烯酸酯、通过四溴双酚A二缩水甘油醚与(甲基)丙烯酸的环氧基开环反应而得到的四溴双酚A环氧基(甲基)丙烯酸酯、通过双酚F二缩水甘油醚与(甲基)丙烯酸的环氧基开环反应而得到的双酚F环氧基(甲基)丙烯酸酯、通过四溴双酚F二缩水甘油醚与(甲基)丙烯酸的环氧基开环反应而得到的四溴双酚F环氧基(甲基)丙烯酸酯等。
作为具有这样的结构的不饱和单体的市售品,可举出VISCOAT#700、#540(以上为大阪有机化学工业株式会社制)、ARONIX M-208、M-210(以上为东亚合成株式会社制)、NK ESTER BPE-100、BPE-200、BPE-500、A-BPE-4(以上为新中村化学株式会社制)、Light Ester BP-4EA、BP-4PA、Epoxy Ester 3002M、3002A、3000M、3000A(以上为共荣社化学株式会社制)、KAYARAD R-551、R-712(以上为日本化药株式会社制)、BPE-4、BPE-10、BR-42M(以上为第一工业制药株式会社制)、RIPOXY VR-77、VR-60、VR-90、SP-1506、SP-1506、SP-1507、SP-1509、SP-1563(以上为昭和高分子株式会社制)、Neopol V779、NeopolV779MA(日本U-Pica株式会社制)等。
进而,作为3官能以上的(甲基)丙烯酸酯不饱和单体,可举出3价以上的多元醇的(甲基)丙烯酸酯,例如可举出三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、三(2-丙烯酰基氧基乙基)异氰脲酸酯等,作为市售品,可举出ARONIXM 305、M309、M310、M315、M320、M350、M360、M408(以上为东亚合成株式会社制)、VISCOAT#295、#300、#360、GPT、3PA、#400(以上为大阪有机化学工业株式会社制)、NK ESTER TMPT、A-TMPT、A-TMM-3、A-TMM-3L、A-TMMT(以上为新中村化学株式会社制)、Light Acrylate TMP-A、TMP-6EO-3A、PE-3A、PE-4A、DPE-6A(以上为共荣社化学株式会社制)、KAYARAD PET-30、GPO-303、TMPTA、TPA-320、DPHA、D-310、DPCA-20、DPCA-60(以上为日本化药株式会社制)等。
而且,可以配合氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯低聚物。作为氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯,例如可举出由聚乙二醇、聚四亚甲基二醇等聚醚多元醇;通过琥珀酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、邻苯二甲酸、四氢邻苯二甲酸(酐)、六氢邻苯二甲酸(酐)等二元酸与乙二醇、丙二醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇、二丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、新戊二醇等二醇的反应而得到的聚酯多元醇;聚ε-己内酯改性多元醇;聚甲基戊内酯改性多元醇;乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、新戊二醇等烷基多元醇;环氧乙烷加成双酚A、环氧丙烷加成双酚A等双酚A骨架氧化烯改性多元醇;环氧乙烷加成双酚F、环氧丙烷加成双酚F等双酚F骨架氧化烯改性多元醇、或它们的混合物、和甲苯二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、苯二甲撑二异氰酸酯等有机多异氰酸酯、和(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯等含有羟基的(甲基)丙烯酸酯制造的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯低聚物等。氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯低聚物在适度地保持本发明的固化性组合物的粘度方面是优选的。
作为这些氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯的市售品的单体,例如可举出ARONIX M120、M-150、M-156、M-215、M-220、M-225、M-240、M-245、M-270(以上为东亚合成株式会社制)、AIB、TBA、LA、LTA、STA、VISCOAT#155、IBXA、VISCOAT#158、#190、#150、#320、HEA、HPA、VISCOAT#2000、#2100、DMA、VISCOAT#195、#230、#260、#215、#335HP、#310HP、#310HG、#312(以上为大阪有机化学工业株式会社制)、Light Acrylate IAA、L-A、S-A、BO-A、EC-A、MTG-A、DMP-A、THF-A、IB-XA、HOA、HOP-A、HOA-MPL、HOA-MPE、Light Acrylate 3EG-A、4EG-A、9EG-A、NP-A、1,6HX-A、DCP-A(以上为共荣社化学株式会社制)、KAYARADTC-110S、HDDA、NPGDA、TPGDA、PEG400DA、MANDA、HX-220、HX-620(以上为日本化药株式会社制)、FA-511A、512A、513A(以上为日立化成株式会社制)、VP(BASF制)、ACMO、DMAA、DMAPAA(以上为兴人株式会社制)等。
氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯低聚物可以作为(a)含羟基的(甲基)丙烯酸酯、(b)有机多异氰酸酯及(c)多元醇的反应产物而得到,但是,优选在使(a)含羟基的(甲基)丙烯酸酯与(b)有机多异氰酸酯反应后、接着使(c)多元醇反应而得到的反应产物。
以上的不饱和单体可以单独使用,根据需要也可以将多种混合使用。
作为光自由基聚合引发剂,例如可举出苯乙酮、苯乙酮苄基缩酮、1-羟基环己基苯基酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、呫吨酮、芴酮、苯甲醛、芴、蒽醌、三苯基胺、咔唑、3-甲基苯乙酮、4-氯二苯甲酮、4,4'-二甲氧基二苯甲酮、4,4'-二氨基二苯甲酮、米蚩酮、苯偶姻丙醚、苯偶姻乙醚、苄基二甲基缩酮、1-(4-异丙基苯基)-2-羟基-2-甲基丙烷-1-酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、噻吨酮、二乙基噻吨酮、2-异丙基噻吨酮、2-氯噻吨酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉基-丙烷-1-酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、双-(2,6-二甲氧基苯甲酰基)-2,4,4-三甲基戊基氧化膦、乙基-2,4,6-三甲基苯甲酰基乙氧基苯基氧化膦等。
作为光自由基聚合引发剂的市售品,例如可举出Irgacure 114、369、651、500、119、907、714、2959、CGI1700、CGI1750、CGI11150、CG24-61、Darocurl116、1173(以上为Ciba Specialty Chemicals株式会社制)、LucirinLR1728、1193X(以上BASF公司制)、Ubecryl P36(UCB公司制)、KIP150(LAMBERTI公司制)等。其中,从容易以液状溶解、高感度的观点出发,优选LucirinLR1193X。
光自由基聚合引发剂在全部的组合物中优选配合0.01~10质量%,特别优选配合0.5~7质量%。关于配合量的上限,从组合物的固化特性和固化物的力学特性及光学特性、处理性等方面出发,该范围是优选的,关于配合量的下限,从防止固化速度降低的方面出发,该范围是优选的。
在上述组合物中可以进一步配合光增感剂,作为该光增感剂,例如可举出三乙胺、二乙胺、N-甲基二乙醇胺、乙醇胺、4-二甲基氨基苯甲酸、4-二甲基氨基苯甲酸甲酯、4-二甲基氨基苯甲酸乙酯、4-二甲基氨基苯甲酸异戊酯等,作为市售品,例如可举出Ubecryl P102、103、104、105(以上为UCB公司制)等。
进而,作为除上述成分以外根据需要添加的各种添加剂,例如可以根据需要配合抗氧化剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、硅烷偶联剂、涂布面改良剂、热聚合抑制剂、流平剂、表面活性剂、着色剂、保存稳定剂、增塑剂、润滑剂、溶剂、填料、老化防止剂、润湿性改良剂、脱模剂等。
这里,作为抗氧化剂,例如可举出Irganox1010、1035、1076、1222(以上为Ciba Specialty Chemicals株式会社制)、Antigen P、3C、FR、GA-10(住友化学工业株式会社制)等,作为紫外线吸收剂,例如可举出TinuvinP、234、320、326、327、328、329、213(以上为Ciba Specialty Chemicals株式会社制)、Seesorb102、103、110、501、202、712、704(以上为SHIPRO化成株式会社制)等,作为光稳定剂,例如可举出Tinuvin 292、144、622LD(以上为Ciba Specialty Chemicals株式会社制)、Sanol LS770(三共株式会社制)、Sumisorb TM-061(住友化学工业株式会社制)等,作为硅烷偶联剂,例如可举出γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-巯基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷,作为市售品,可举出SH6062、6030(以上为Dow Corning Toray Silicone株式会社制)、KBE903、603、403(以上为信越化学工业株式会社制)等,作为涂布面改良剂,例如可举出二甲基硅氧烷聚醚等硅酮添加剂、或非离子性氟表面活性剂,作为硅酮添加剂的市售品,可举出DC-57、DC-190(以上为Dow Corning公司制)、SH-28PA、SH-29PA、SH-30PA、SH-190(以上为Dow Corning ToraySilicone株式会社制)、KF351、KF352、KF353、KF354(以上为信越化学工业株式会社制)、L-700、L-7002、L-7500、FK-024-90(以上为日本Unicar株式会社制),作为非离子性氟表面活性剂的市售品,可举出FC-430、FC-171(以上为3M株式会社)、Megafac F-176、F-177、R-08(以上为大日本油墨株式会社制),作为脱模剂,可举出PRISURF A208F(第一工业制药株式会社制)等。
为了调整粘度,上述组合物可以含有有机溶剂。作为用于调整粘度的有机溶剂,只要在与上述组合物混合时能不发生析出物或相分离、白浊等的不均匀地进行混合即可,例如可举出丙酮、甲乙酮、甲基异丁基酮、乙醇、丙醇、丁醇、2-甲氧基乙醇、环己醇、环己烷、环己酮、甲苯等,根据需要也可以将它们多种混合使用。在添加有机溶剂时,在制品的制造工序中,需要将有机溶剂干燥、蒸发的工序,但是,蒸发残余的溶剂大量残留在制品中时,存在制品的机械物性发生劣化、或者在作为制品使用中有机溶剂蒸发、扩散、产生恶臭、对健康有不良影响的担忧。因此,作为有机溶剂,高沸点的溶剂的残留溶剂量增多是不优选的。但是,在过于低沸点的情况下,由于剧烈蒸发,表面状况变得粗糙,或者因干燥时的汽化热,在组合物表面附着结露水,该痕迹成为面状缺陷,或蒸气浓度增高,着火等的危险增加。因此,作为有机溶剂的沸点,优选为50℃以上且150℃以下,更优选为70℃至120℃间。从原材料的溶解性和沸点的观点出发,作为有机溶剂,优选甲乙酮(bp.79.6℃)、1-丙醇(bp.97.2℃)等。
添加到上述组合物中的有机溶剂的添加量也依赖于溶剂的种类、溶剂添加前的上述组合物的粘度,但是,为了充分改善涂布性,为10质量%至40质量%之间,优选为15质量%至30质量%。过少时,粘度降低的效果和涂布量增加的效果减小,无法充分改良涂布性。但是,大量地过度稀释时,粘度过于低,发生液体在片状体之上流动而产生不均、或者液体绕到片状体的背面等的问题。此外,在干燥工序中未充分干燥,制品中有机溶剂大量残留,产生制品功能劣化、或在制品使用中挥发而产生恶臭、或者对健康产生不良影响的担忧。
上述组合物可以通过常规方法将上述各成分混合来制造,根据需要可以通过加热溶解来制造。
如此调制的上述组合物的粘度通常为10~50000mPa·s/25℃。在向基材或压花辊供给树脂液时,若粘度过高,则难以均匀地供给组合物,在制造透镜时,发生涂布不均或起伏、气泡的混入,因此,难以得到作为目的的透镜厚度,无法充分发挥作为透镜的性能。特别是在将生产线速度高速化时,该倾向变得显著。因此,此时,优选液体粘度低,为10~100mPa·s,更优选为10~50mPa·s。这样的低粘度可通过添加适当量的上述有机溶剂来调整。此外,通过涂布液的保温设定,也能调整粘度。另一方面,溶剂蒸发后的粘度过低时,用压花辊进行压模时,透镜厚度难以控制,有时无法形成恒定厚度的均匀的透镜,优选的粘度为100~3000mPa·s。在混合有机溶剂的情况下,通过在从上述组合物的供给至用压花辊压模为止的工序间设置利用加热干燥等使有机溶剂蒸发的工序,在供给树脂液时,能以低粘度均匀地进行液体供给,在用压花辊进行压模时,能利用使有机溶剂干燥而更高粘度化的上述组合物均匀地进行压模。
这里,特别优选通过使上述组合物固化,使得到的固化物具有以下的物性。第1,该固化物在25℃下的折射率优选为1.55以上,更优选为1.56以上。折射率低于1.55时,在使用上述组合物形成棱镜片的情况下,出现无法确保充分的正面亮度的情况。
第2,该固化物的软化点优选为40℃以上,特别优选为50℃以上。在软化点低于40℃的情况下,有耐热性不充分的情况。
进而,也可以使用通过含有高折射率的无机微粒材料而进行了高折射化的材料。作为这样的无机高折射材料,可举出Si(折射率3.5)、TiO2(折射率2.2~2.7)、CeO2(折射率2.2)、ZrO2(折射率2.1)、In2O3(折射率2.0)、La2O3(折射率1.95)、SnO2(折射率1.9)、Y2O3(折射率1.82)、Sb2O5(折射率2.09~2.29)等。
上述高折射率的无机微粒的粒径在小的情况下,树脂的透明性增高,是优选的。具体而言,优选为100nm以下,更优选为50nm以下,进一步优选为20nm以下。
上述高折射率的无机微粒可以在通常的UV固化性树脂中混合使用。因此,通过混合在上述的高折射率的UV固化性树脂中,能得到更高折射率的UV固化性树脂。
此外,上述棱镜片也可以通过将聚碳酸酯等热塑性的片材在熔融状态中推压在金属制的锯齿状的棱镜片模板辊上的方法、同样地将热塑性的树脂向在单侧具有锯齿状的形状的模板中挤出成型的方法等来制作。
(棱镜片的制造方法)
本发明的棱镜片的制造方法具有多次的单元工序,所述单元工序至少包含感光层形成工序、曝光工序、光学调整部形成工序,根据需要,该制造方法包含凹凸部形成工序、显影工序(液体显影工序)、第二支撑体形成工序等其他工序。
另外,在本实施方式的棱镜片的制造方法中,将感光层形成工序、曝光工序、及光学调整部形成工序至少按该顺序进行的单元工序实施多次,因此,例如在进行了第1感光层形成工序、第1曝光工序、及第1光学调整部形成工序之后,进行形成显示出与上述支撑体大致相同的光学特性的支撑层的支撑层形成工序,并进行在该支撑层上再次形成感光层的第2感光层形成工序、第2曝光工序、及第2光学调整部形成工序。因此,感光层及光学调整部在上述支撑体的厚度方向上具有规定间隔地多次形成。
<凹凸部(棱镜部)形成工序>
上述凹凸部(棱镜部)的形成工序是在支撑体的至少一个表面(第一表面)上形成使光集光或散射的凹凸部(棱镜部)的工序。在使用市售的棱镜片的情况下,可以省略该凹凸部形成工序。
作为上述凹凸部的形成方法,没有特别限制,可以使用以往公知的方法,例如,可通过在支撑体上涂布含有光固化性树脂等的涂布液,在挤压到形成有凹凸的模具等上的状态下进行曝光,使上述光固化性树脂固化后,将模具取下,从而形成凹凸部。
此外,上述凹凸部也可以通过将聚碳酸酯等热塑性的片材在熔融状态中推压在金属制的锯齿状的棱镜片模板辊上的方法、同样地将热塑性的树脂向在单侧具有锯齿状的形状的模板中挤出成型的方法等来形成。
此外,作为形成有凹凸部(棱镜部)的支撑体的制造方法,例如可以参考日本特开2008-3515号公报的第0068~0086段及图3中的记载,相关的内容引入到本申请说明书中。
上述支撑体及凹凸部的原材料、其他详细情况如上述棱镜片的说明中所述。
实施例
下面举出实施例来对本发明进行更具体地说明。以下的实施例中所示的材料、使用量、比例、处理内容、处理顺序等只要不脱离本发明的宗旨,可以进行适当变更。因此,本发明的范围并非限定于以下所示的具体例。
各特性的测定按照如下所述进行。
<光学表现性>
使用KOBRA 21ADH(王子计测机器株式会社制)通过上述方法在波长550nm下测量Re及Rth。
<慢轴角度、慢轴范围>
慢轴角度、慢轴范围可以用自动双折射计(AD-200,Eto株式会社)测定。将在相位差膜的宽度方向上以等间隔测定10点而得到的平均值作为面内慢轴角度。另外,关于慢轴角度,将与膜的输送方向正交的方向设为0°。
此外,将在相位差膜的宽度方向上测定10点而得到的面内慢轴角度的最大值与最小值之差设为慢轴范围。
<液晶单元的DI值测定>
将市售的TN模式液晶显示器的液晶单元的两侧的偏振片剥离,形成仅为液晶单元的状态。接着,准备仅单面贴合了保护膜的单面偏振片,将偏振膜侧贴附到玻璃板上,并按照液晶单元与带玻璃板的单面偏振片成为水平的方式设置在液晶单元的上下。带玻璃板的单面偏振片的偏振度为99.995%,消光度为5.0×10‐5。为了避免单面偏振片的保护膜的相位差的影响,在样品侧配置了偏振膜面。在另一个单面偏振片的外侧将分光放射亮度计SR‐UL1R(TOPCON TECHNOHOUSE公司制)按照与液晶单元垂直的方式设置,在另一个单面偏振片的外侧设置了市售的液晶显示器用背光作为扩散光源。
作为亮度计侧的偏振片的偏振片角度调整,使用了自动旋转台(SGSP-60YAW Sigma光机公司制)。首先,在向上述液晶单元输入了显示黑图像的信号的状态下,将上述上下偏振片设为正交尼科尔配置,进而通过进行偏振片角度的微调整,进行亮度为最小的状态下的亮度测定。将该值设为T(c)min。接着,在向上述液晶单元输入了显示黑图像的信号的状态下,将上述上下偏振片设为平行尼科尔配置,进而通过进行偏振片角度的微调整,进行亮度为最大的状态下的亮度测定。将该值设为T(c)max。
此外,在带有玻璃板的单面偏振片之间未夹持液晶单元的状态下,在仅带有玻璃板的单面偏振片的状态下也同样地进行测定。将此时的亮度的最小值设为T(p)min,将最大值设为T(p)max。
根据上述测定结果,按照下式计算液晶单元的DI值。
[数学式2]
液晶单元的DI值=2/(1+T(c)max/T(c)min)
                        -2/(1+T(p)max/T(p)min)
在实施例中,使用下述的市售的TN模式液晶显示器的TN液晶单元,通过上述测定方法求出该液晶单元的DI值。
P-1:市售的TN-LCD Samsung(制)LS-XL2370KF
P-2:市售的TN-LCD BenQ(制)V2200ECO
P-3:市售的TN-LCD ACER(制)AL2216W
1.相位差膜的制作
(相位差膜1、2、3的制作)
(1)通过合成来制备纤维素酰化物树脂
制备酰基取代度为2.43的纤维素酰化物。作为催化剂,添加硫酸(相对于纤维素100质量份为7.8质量份),添加各羧酸,在40℃下进行酰化反应。然后,通过调整硫酸催化剂量、水分量及熟化时间,调整了总取代度和6位取代度。熟化在温度40℃下进行。进而,将该纤维素酰化物的低分子量成分用丙酮洗涤除去。
(2)浓液制备
将下述组合物加入到混合槽中,进行搅拌而使各成分溶解,进而在90℃下加热约10分钟后,用平均孔径为34μm的滤纸及平均孔径为10μm的烧结金属过滤器进行了过滤。使用的纤维素酰化物溶液的构成如下所示。
[化学式1]
(R部位为m-Me与H的1:1混合)
<1-2>消光剂分散液
接着,将含有通过上述方法制作的纤维素酰化物溶液的下述组合物投入到分散机中,制备消光剂分散液。
将100质量份的上述实施例1的纤维素酰化物溶液、无机微粒相对于纤维素酰化物树脂成为0.02质量份的量的消光剂分散液混合,制备了实施例1的制膜用浓液。对于得到的浓液,在25℃、1Hz下测定了振动粘度,结果为60Pa·s。
(3)流延
将上述浓液从1.0mm的唇间隙的流延模头向带式流延机的支撑体上以膜状挤出,进行流延。另外,带为SUS制。
(4)剥离、干燥
将流延得到的原片(膜)在支撑体温度为12℃的剥离点处从带上剥离。然后,使用通过夹子将原片的两端夹住并输送的拉幅装置,在该拉幅装置内进行20分钟干燥。
(5)拉伸
将得到的原片(膜)从带上剥离,用夹子夹住,在相对于膜整体的质量的残留溶剂量为30~5%的状态时,在固定端单轴拉伸的条件下,按下述表3a中记载的拉伸倍率使用拉幅机向与膜输送方向正交的方向(横向、TD方向)拉伸。此外,将在从带上的剥离开始到此为止的操作中对膜施加的向膜输送方向(纵向、MD方向)的拉伸倍率记载在下述表中。
然后从膜取下夹子,在110℃下干燥30分钟。
表1
(相位差膜4、5、6的制作)
将Polyplastics株式会社制TOPAS6013(Tg138℃)的粒料在110℃的真空干燥机中干燥,使含水率为0.1%以下后,投入到调整为Tg-10℃的料斗中。
用混炼挤出机在260℃下将粒料状的树脂熔融,将从齿轮泵送出的熔融树脂用过滤精度为5μm的叶盘过滤器(leaf disc filter)过滤,经由静态混合器从狭缝间隔为0.8mm、230℃的衣架型涂布模头(hanger coat die)向设定成玻璃化转变温度的Tg-5℃、Tg、Tg-10℃的3连的流延辊上挤出,使设定为线压力20kg/cm、温度Tg-7℃的接触辊与最上游侧的第1流延辊接触,进行流延固化,制成未拉伸膜。
另外,接触辊使用了日本特开平11-235747号公报的实施例1中记载的有记载为双层压辊的接触辊。其中,薄壁金属外筒厚度设为3mm。
对于得到的未拉伸膜辊,依次实施纵拉伸及横拉伸。
关于纵拉伸,通过设置2对压料辊,一边对其间进行加热一边通过使出口侧的压料辊的周速比入口侧的压料辊的周速快而进行拉伸,为了调节Rth,调节了压料辊间的间隔(L)与拉伸前的膜宽(W)的比L/W。
此外,横拉伸使用了拉幅拉伸装置。
关于拉伸条件,记载在下表中。
表2
通过规定的方法测定相位差膜1~6的Re值、Rth值、慢轴角度、慢轴范围,算出P值。将它们示于下述表中。
表3
2.偏振片的制作
在单体透射率为44.1%、偏振度为99.95%的长条状的聚乙烯醇偏振膜(吸收轴为输送方向)的两侧,使用市售的粘接剂按3片在长度方向上一致的方式将利用氢氧化钠水溶液进行了皂化处理的保护膜贴合在一个表面,将上述相位差膜1~4贴合在相反的表面上,分别制作辊形态的偏振片。作为保护膜,使用了市售的三乙酸纤维素膜(FUJITAC TG40、富士胶片株式会社制)。
相位差膜5、6按照MD方向与偏振膜的吸收轴正交的方式在每个片上贴合,作为保护膜,使用市售的三乙酸纤维素膜(FUJITAC TG40、富士胶片株式会社制),制作了偏振片。
为了制成TN模式液晶用途的偏振片,使用自动冲裁机以成为规定的尺寸的方式进行了45°冲裁。
另外,在上述偏振片中,慢轴角度为0°,则与偏振膜的透射轴平行,慢轴角度为90°,则与偏振膜的透射轴正交。
5.液晶显示装置的制作和评价
如下所述制作了用于在背光中使用的棱镜片。
<形成了凹凸部(棱镜部)的支撑体的制作>
作为形成了上述凹凸部(棱镜部)的支撑体,如下所述制作了棱镜片。
〔棱镜层涂布液的制备〕
制备了下述配方的棱镜层涂布液。
将下述组合物投入到混合槽中,一边加热至50℃一边进行搅拌,使各成分溶解,制备了涂布液。另外,固化后的棱镜层的折射率为1.59。上述棱镜层的折射率通过使相同的液体形成平坦的涂布膜、利用棱镜耦合折射率测定机(SPA4000Sairon Technology Inc.)来进行测定。
〔棱镜片A的制作〕
在对两面实施了易粘接处理的厚度为25μm的PET制的支撑体的第一表面上,按照以干燥质量计成为14g/m2的方式涂布上述制备的棱镜层涂布液,在80℃下干燥1分钟后,将该棱镜层推压到将棱镜形状雕刻为截面形状为顶角90°的等腰三角形、间距(底边的长度)为50μm的条纹状的金属模(模具)中。在该推压的状态下,从上述PET制支撑体的第二表面侧通过高压汞灯进行曝光,使膜固化,从模具上剥离,得到了棱镜片A(形成有凹凸部的支撑体)。
<白色反射层用涂布液的制备>
根据下述配方制备了用于形成光学调整部的白色反射层用涂布液。
[白色颜料分散母液的组成]
将上述组合物通过Eiger公司制Motormill M50使用氧化锆珠子进行分散,制备了白色颜料分散母液。
[白色反射层涂布液的组成]
<白色反射片的制作>
在厚度为25μm的PET制支撑体上按照干燥膜厚成为2μm的方式涂布上述制备的白色反射层涂布液,在100℃下干燥2分钟,制作了白色反射片。
<正型感光层用涂布液的制备>
制备了下述配方的正型感光层用涂布液。
<碱性显影液的制备>
制备了下述组成的碱性显影液。
<集光性的棱镜片B的制作>
如图5所示,在上述制作的棱镜片A(形成有凹凸部5的支撑体2)的平坦的第二表面4侧以干燥膜厚成为0.5μm的方式涂布上述制备的正型感光层用涂布液,在100℃下干燥2分钟,在上述支撑体2的第二表面4上形成了正型感光层8。
接着,如图6所示,从上述支撑体2的形成有凹凸部5的第一表面3侧,使用平行光线照射机(mask alignment装置M-2L、Mikasa株式会社制),与平坦的上述第二表面4的法线方向平行地照射紫外线,将上述正型感光层曝光。图6中由符号6表示的部分为光不通过部(光束密度低的部分)。
接着,使用上述制备的碱性显影液,对正型感光层的曝光部进行冲洗,如图7所示,得到了在支撑体2的第二表面4的光不通过部6上部分地具有正型感光层8的支撑体2。
如图8所示,在上述部分地具有正型感光层8的支撑体2的形成有上述正型感光层8的第二表面4上,按照白色反射层9在第二表面4上与具有粘着性的上述正型感光层8接触的方式配置上述制作的设置了白色反射层9的白色反射片10,通过层压装置进行了热层压(速度:0.5m/min,加热温度:80℃)。然后,如图9所示,通过将白色反射片10从支撑体2上剥离,得到在上述正型感光层8的形成部处以12μm宽的条纹状转印了白色反射层9的支撑体2,形成了棱镜片B。该白色反射层9为旁瓣防止部7,其光反射率为70%。
〔棱镜片C的制作〕
在对两面实施了易粘接处理的厚度为25μm的PET制的支撑体的第一表面上,将上述制备的棱镜层涂布液按照干燥质量成为14g/m2的方式进行涂布,在80℃下干燥1分钟后,将该棱镜层推压到将棱镜形状雕刻为截面形状为顶角110°的等腰三角形、间距(底边的长度)50μm的条纹状的金属模(模具)上。在该推压的状态下,从上述PET制支撑体的第二表面侧通过高压汞灯进行曝光,使膜固化,从模具上剥离,得到了棱镜片C(形成有凹凸部的支撑体)。
<棱镜片的设置>
将制作的顶角为90°的棱镜片A、为顶角为90°的棱镜片且形成有多个部分地具有光反射性的旁瓣防止部7的集光性的棱镜片的棱镜片B、顶角为110°的棱镜片C分别按照使凸部朝向液晶单元侧的方式设置在背光中。
<背光的出射角度分布的测定>
对于设置了上述棱镜片的液晶显示装置用背光源,用亮度计(BM-7:TOPCON株式会社)进行光度测定。
以正面为0°,对于棱镜片的集光方向使受光机以5°的刻度扫描±85°,测定从棱镜片射出的光度的角度分布,求出在出射角度50°至85°的范围中测定的光量的平均值,记载在下述表中(以下有时表示为“50~80°的平均值”)。
另外,对于各棱镜片,将光度与出射角度的关系以在正面(0°)测定的光度(cd)为基准进行标准化,并示于图10中。
<半值角的测定>
从上述的光度与出射角度0°~85°的关系中,读取在正面(0°)测定的光度(cd)成为1/2时的出射角度,将其作为半值角。
《实施例1》
按照相位差膜(偏振片)、TN模式液晶单元、背光用棱镜片(集光片)的组合成为下述表中记载的内容的方式组装了液晶显示装置(显示器)。将各45°冲裁偏振片贴附到液晶面板的两侧的工序使用自动贴附机来进行。
另外,液晶单元使用了市售品,以画面的长边方向作为水平方向,以短边方向作为垂直方向,因而TN模式液晶单元的面内相位差成为最大的方向为垂直方向。
各棱镜片按照使凸部朝向液晶单元侧、其集光方向如下述表中记载的那样成为垂直方向或水平方向的方式进行配置。
关于液晶显示装置的显示性能,在设定为25℃、60%的暗处对于下述项目进行评价。
<正面对比度的评价方法>
关于正面对比度,对于1个水准的显示器,将同一偏振片在宽度方向等间隔地各冲裁10点,贴合在同一显示器上,制作合计20个样品的显示器,关于这些显示器,在25℃、60%RH的环境下使用对比度测定器(ELDIM公司制、EZContrast)测量正面对比度,求出其平均值。
以显示器01为评价基准,将各显示器的正面对比度值的相对比按以下的基准进行分类评价。以D级别为基准而示出。
A:正面对比度相对比为1.25以上
B:正面对比度相对比为1.15以上且低于1.25
C:正面对比度相对比为1.05以上且低于1.15
D:正面对比度相对比低于1.05
<正面对比度的偏差评价(液晶显示装置间的正面对比度值的重复再现性)>
对于上述的20个样品的同一水准的显示器,将20个样品的正面对比度测定值按下述基准进行评价。以B级别作为基准。
A:20次内的最大值与最小值的差相对于正面对比度值的平均值低于5%
B:20次内的最大值与最小值的差相对于正面对比度值的平均值为5%以上且低于10%
C:20次内的最大值与最小值的差相对于正面对比度值的平均值为10%以上且低于15%
D:20次内的最大值与最小值的差相对于正面对比度值的平均值为15%以上
将上述评价结果示于下表。
关于正面对比度、正面对比度的偏差,将评价结果示于下表。
表4
表5
从上述结果可知,本发明的显示器(显示器03、04、06、08、10、11、13)的正面对比度比均高,而且偏差少。相对于此,在50~80°的平均值超过12%的情况(显示器01、02)、相位差膜不满足式(II)的值的情况(显示器07、12)、DI值超出本发明的范围的情况(显示器14~17)下,为正面对比度差的结果。
此外,如显示器05所示,即使在面内相位差成为最大的方向为水平的情况下,也为正面对比度差的结果。
《实施例2》
使用在实施例1中使用的TN模式液晶单元、及与实施例1相同的相位差膜、棱镜片,按下表所示的组合制作了显示器。
将这些显示器与实施例1同样地进行评价,示于下述表中。另外,关于正面对比度值,将评价基准设为显示器21,记载了其相对比。
表6
表7
从上述结果可知,本发明的显示器(显示器23、24、28、31、32)的正面对比度比均高。相对于此,在50~80°的平均值超过12%的情况(显示器21、22)、相位差膜不满足式(II)的值的情况(显示器26、27、29、30)、DI值超出本发明的范围的情况(显示器33、34)下,成为正面对比度差的结果。
另外,在显示器25中,面内相位差成为最大的方向为水平。
本发明的显示器23、24、28、31、32的正面对比度的偏差停留在实用上容许的基准水平,但是,作为其理由,可举出O模式中使用的相位差膜的P值比E模式中使用的相位差膜的P值大。
《实施例3》
仅变更相位差膜4的纵拉伸及横拉伸的倍率而制作了相位差膜7及8。关于拉伸条件,记载在下述表中。
表8
通过规定的方法测定相位差膜7、8的Re值、Rth值、慢轴角度、慢轴范围,算出P值。将它们示于下述表中。
表9
使用实施例1中使用的TN模式液晶单元、及与实施例1相同的相位差膜、棱镜片,按照下表所示的组合制作46显示器。
将这些显示器与实施例1同样地进行评价,示于下述表中。另外,关于正面对比度值,将评价基准设为显示器41,记载了其相对比。
表10
表11
从上述结果可知,本发明的显示器(显示器42~47)的正面对比度比均高,而且偏差少。相对于慢轴与偏振膜的透射轴平行的相位差膜4,在使用了慢轴与偏振膜的透射轴正交的相位差膜7的情况下,正面对比度更优异(显示器42与43、45与46的比较)。使用了相位差膜8的情况下也得到了与相位差膜4的情况同等的性能(显示器42、44与45、47的比较)。
符号说明
10 TN模式液晶单元
10a 视觉辨认侧基板摩擦方向
10b 背光侧基板摩擦方向
12 视觉辨认侧偏振膜
12a 视觉辨认侧偏振膜透射轴方向
14 背光侧偏振膜
14a 背光侧偏振膜透射轴方向
16 视觉辨认侧相位差膜
16a 视觉辨认侧相位差膜慢轴平均方向
18 背光侧相位差膜
18a 背光侧相位差膜慢轴平均方向
20、22 保护膜
1 棱镜片
2 支撑体
3 第一表面
4 第二表面
5 凹凸部(棱镜部)
6 不通过部
7 旁瓣防止部
8 正型感光层
9 白色反射层
40 白色反射片
41 棱镜片
42 光源
43 扩散板
44 扩散片

Claims (8)

1.一种液晶显示装置,其具有:
第1偏振膜及第2偏振膜、
配置在第1偏振膜与第2偏振膜之间的扭转取向模式液晶单元、
配置在第1偏振膜与上述液晶单元之间的第1相位差膜、
配置在第2偏振膜与上述液晶单元之间的第2相位差膜、以及
配置在上述液晶单元的背面侧的、具备集光性的棱镜片的背光单元,
第1偏振膜的吸收轴与第2偏振膜的吸收轴彼此正交,
上述液晶单元具有在距第1偏振膜更近的一侧设置的第1基板及在距第2偏振膜更近的一侧设置的第2基板,
第1基板及第2基板中的至少一者具有透明电极,
第1偏振膜的透射轴与第1基板的摩擦方向平行,
第2偏振膜的透射轴与第2基板的摩擦方向平行,
第1相位差膜及第2相位差膜各自的在波长550nm下的面内延迟Re(550)及在波长550nm下的厚度方向的延迟Rth(550)满足下述式(I)和下述式(II),
1nm≤Re(550)≤50nm        (I)
120nm≤Rth(550)≤220nm     (II)
上述液晶单元的消偏振指数即DI值为0.000800以下,
在测定从上述背光单元射出的背光的光量时,相对于该液晶显示装置的显示画面的法线、向上述液晶单元的面内相位差成为最大的方向倾斜的出射角度为50°至85°的范围的光量的平均值相对于上述法线方向的光量为12%以下。
2.一种液晶显示装置,其具有:
第1偏振膜及第2偏振膜、
在第1偏振膜与第2偏振膜之间的扭转取向模式液晶单元、
配置在第1偏振膜与上述液晶单元之间的第1相位差膜、
配置在第2偏振膜与上述液晶单元之间的第2相位差膜、以及
配置在上述液晶单元的背面侧的、具备集光性的棱镜片的背光单元,
第1偏振膜的吸收轴与第2偏振膜的吸收轴彼此正交,
上述液晶单元具有在距第1偏振膜更近的一侧设置的第1基板及在距第2偏振膜更近的一侧设置的第2基板,
第1基板及第2基板中的至少一者具有透明电极,
第1偏振膜的透射轴与第1基板的摩擦方向正交,
第2偏振膜的透射轴与第2基板的摩擦方向正交,
第1相位差膜及第2相位差膜各自的在波长550nm下的面内延迟Re(550)及在波长550nm下的厚度方向的延迟Rth(550)满足下述式(III)和下述式(IV),
60nm≤Re(550)≤120nm       (III)
120nm≤Rth(550)≤220nm       (IV)
上述液晶单元的消偏振指数即DI值0.000800以下,
在测定从上述背光单元射出的背光的光量时,相对于该液晶显示装置的显示画面的法线、向上述液晶单元的面内相位差成为最大的方向倾斜的出射角度为50°至85°的范围的光量的平均值相对于上述法线方向的光量为12%以下。
3.根据权利要求1所述的液晶显示装置,其中,相位差膜的慢轴范围与Re(550)的积即P值为10以下,
P=慢轴范围×Re(550)
其中,慢轴范围为上述相位差膜的面内慢轴的最大值与最小值的差,所述面内慢轴的单位为°。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的液晶显示装置,其中,从上述背光单元射出的背光的光度的半值角为35°以上。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的液晶显示装置,其中,上述液晶单元的面内相位差成为最大的方向在对上述显示画面进行视觉辨认时成为垂直方向。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的液晶显示装置,其中,上述棱镜片以使凸部朝向液晶单元侧的方式设置。
7.根据权利要求6所述的液晶显示装置,其中,上述棱镜片的棱镜的截面形状为等腰三角形,其顶角为95°~130°。
8.根据权利要求1及3~6中的任一项所述的液晶显示装置,其中,上述第1及第2相位差膜的面内慢轴的最大值与最小值的差即慢轴范围分别为2.0°以下,所述面内慢轴的单位为°。
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