CN112513696B - 偏振板及液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种与以往相比能够抑制漏光的偏振板。本发明的偏振板(1A)具备偏振片(3)、和层叠于其一侧的面的第1相位差层(4)及第2相位差层(5)。第1相位差层(4)的慢轴与偏振片(3)的吸收轴彼此大致正交或大致平行。在将面内的折射率达到最大的方向的折射率设为nx、将该面内与该方向正交的方向的折射率设为ny、将厚度方向的折射率设为nz时，第2相位差层(5)满足nz＞nx≈ny。在将对于波长λnm的光而言的厚度方向的相位差值设为Rth(λ)时，第2相位差层(5)满足Rth(450)/Rth(550)≤1.00。

Description

偏振板及液晶显示装置
技术领域
本发明涉及偏振板及液晶显示装置。
背景技术
一直以来，液晶显示装置的视角补偿被视为课题。即，作为应当解决的课题存在有如下等问题，在从倾斜方向观察点亮了背光的液晶显示装置的情况下，由于从偏振板产生漏光，因此无法实现完全的黑色显示(对比度的降低)；因表观的相位差发生变化而使透射过偏振板的光的波长发生变化(色移)。针对于此，例如在专利文献1中公开过如下的做法，利用使用了具有规定的正的折射率各向异性的两片相位差膜的椭圆偏振板，在抑制对比度的降低的同时改善色移。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2006-126770公报
发明内容
发明所要解决的问题
这些课题很难完全地解决，为追求进一步的视角补偿正在进行研究开发。本发明的目的在于，提供与以往相比能够抑制漏光的偏振板、以及使用了该偏振板的液晶显示装置。
用于解决问题的手段
本发明提供一种偏振板，其具备偏振片、和层叠于偏振片的一侧的面的第1相位差层及第2相位差层，第1相位差层的慢轴与偏振片的吸收轴彼此大致正交或大致平行，在将面内的折射率达到最大的方向的折射率设为nx、将该面内与该方向正交的方向的折射率设为ny、将厚度方向的折射率设为nz时，第2相位差层满足nz＞nx≈ny，在将对于波长λnm的光而言的厚度方向的相位差值设为Rth(λ)时，第2相位差层满足Rth(450)/Rth(550)≤1.00。根据该偏振板，与以往相比可以抑制漏光。
在该偏振板中，第1相位差层的慢轴与偏振片的吸收轴可以彼此大致正交，可以依次具备偏振片、第1相位差层、第2相位差层。或者在该偏振板中，第1相位差层的慢轴与偏振片的吸收轴可以彼此大致平行，可以依次具备偏振片、第2相位差层、第1相位差层。
第1相位差层优选满足nx＞ny≈nz。根据该设置，能够抑制基于偏振片的轴变化的对比度的降低，并能够改善色移，所述偏振片的轴变化因视角的变化而产生。
本发明的偏振板可以还具备在偏振片的层叠有第1相位差层及第2相位差层的一侧的最外层的表面设置的粘合剂层。若偏振板具备粘合剂层，则便于向构成液晶显示装置的液晶单元贴合。
另外，本发明提供包含上述偏振板和IPS模式的液晶单元的液晶显示装置。
发明效果
根据本发明，可以提供与以往相比能够抑制漏光的偏振板、以及使用了该偏振板的液晶显示装置。
附图说明
图1是第1实施方式的偏振板的剖视图。
图2是第2实施方式的偏振板的剖视图。
图3是具备第1实施方式的偏振板的液晶显示装置的剖视图。
具体实施方式
以下，在参照附图的同时，对本发明的合适的实施方式进行详细说明。需要说明的是，各图中对于同一部分或相当部分使用同一符号，省略重复的说明。
＜偏振板＞
(第1实施方式)
如图1所示，本实施方式的偏振板1A在偏振片3的一侧的面具备相位差层4、5，依次层叠保护膜2、偏振片3、第1相位差层4、第2相位差层5、和粘合剂层6而成。这些层均为膜状。需要说明的是，虽然未图示，然而也可以在第1相位差层4与第2相位差层5之间、偏振片3与第1相位差层4之间具备后述的取向膜(水平取向膜、垂直取向膜)、粘接剂(粘接剂层)、粘合剂层、保护膜。
[保护膜]
保护膜2是对偏振片3进行物理保护的层。构成材料没有特别限制，例如优选由含有包含多官能丙烯酸酯(甲基丙烯酸酯)、氨基甲酸酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯等的丙烯酸系低聚物或聚合物；聚乙烯醇、乙烯-乙烯醇共聚物、聚乙烯吡咯烷酮、淀粉类、甲基纤维素、羧甲基纤维素、海藻酸钠等水溶性聚合物和溶剂的保护层形成用组合物形成。另外，作为构成材料可以举出聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯系聚合物、二乙酰纤维素、三乙酰纤维素等纤维素系聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸系聚合物、聚苯乙烯、丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS树脂)等苯乙烯系聚合物、聚碳酸酯系聚合物等。此外还可以举出聚乙烯、聚丙烯、具有环系或降冰片烯结构的聚烯烃、乙烯-丙烯共聚物等聚烯烃系聚合物。保护膜2的膜厚优选为0.1μm～40μm，更优选为0.5μm～35μm，进一步优选为1μm～30μm。
[偏振片]
偏振片3是吸附有具有吸收各向异性的碘等二色性色素的拉伸膜，作为材料可以举出聚乙烯醇。偏振片3也可以是涂布包含二色性色素和聚合性液晶化合物的组合物并使之固化而得的偏振片，即在聚合性液晶化合物的固化层中使二色性色素取向而得的偏振片。偏振片3也可以是涂布包含具有液晶性的二色性色素的组合物并使之固化而得的偏振片。偏振片3的厚度可以为1μm～40μm，优选为5μm～20μm。
[第1相位差层]
第1相位差层4是至少具有面内方向的相位差的层，对于波长590nm的光而言的面内方向的相位差值RO优选为110～150nm。在偏振板1A中，以使第1相位差层4的慢轴与偏振片3的吸收轴彼此大致正交的方式，将第1相位差层4与偏振片3层叠。需要说明的是，虽然未图示，然而第1相位差层4与偏振片3例如使用粘接剂贴合。
第1相位差层4优选在膜平面内具有折射率各向异性，优选具有进行了单轴取向的正的折射率各向异性。即，在将面内的折射率达到最大的方向的折射率设为nx、将该面内与该方向正交的方向的折射率设为ny、将厚度方向的折射率设为nz时，优选满足nx＞ny≈nz(正A板)。根据该设置，能够抑制基于偏振片的轴变化的对比度的降低，并能够改善色移，所述偏振片的轴变化因视角的变化而产生。ny≈nz不仅包含ny与nz完全相等的情况，还包含ny与nz基本上相等的情况。具体而言，若ny与nz的差的大小为0.01以内，则可以说ny与nz基本上相等。
第1相位差层4可以是由作为上述的保护膜的构成材料例示的树脂得到的拉伸膜、包含聚合性液晶化合物的组合物的聚合物。第1相位差层4优选由包含聚合性液晶化合物的组合物的聚合物形成。聚合性液晶化合物是具有聚合性官能团、特别是光聚合性官能团的液晶化合物。
所谓光聚合性官能团，是指能够因从光聚合引发剂产生的活性自由基、酸等而参与聚合反应的基团。作为光聚合性官能团，可以举出乙烯基、乙烯氧基、1-氯乙烯基、异丙烯基、4-乙烯基苯基、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、环氧乙基、氧杂环丁烷基等。其中，优选丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、乙烯氧基、环氧乙基及氧杂环丁烷基，更优选丙烯酰氧基。液晶性可以是热致性液晶，也可以是溶致性液晶，作为相有序结构可以是向列型液晶，也可以是近晶型液晶。
本发明中，聚合性液晶化合物优选为显示出正的波长分散性的聚合性液晶化合物，优选下式(II)所示的化合物：
Figure BDA0002919663950000041
式(II)中，G1、G2及G3各自独立地表示二价的芳香族基团或二价的脂环式烃基。此处，该二价的芳香族基团或二价的脂环式烃基中含有的氢原子可以被取代为卤素原子、碳原子数1～4的烷基、碳原子数1～4的氟烷基、碳原子数1～4的烷氧基、氰基或硝基，构成该二价的芳香族基团或二价的脂环式烃基的碳原子可以被置换为氧原子、硫原子或氮原子。
L1、L2、B1及B2各自独立地为单键或二价的连接基团。
k、l各自独立地表示0～3的整数，满足1≤k+l的关系。
E1及E2各自独立地表示碳原子数1～17的烷二基，此处，烷二基中含有的氢原子可以由卤素原子取代，该烷二基中含有的-CH2-可以由-O-、-S-、-Si-置换。P1及P2相互独立地表示聚合性基团或氢原子，且至少1个为聚合性基团。
G1、G2及G3各自独立地优选为任选由选自卤素原子及碳原子数1～4的烷基中的至少1个取代基取代的1，4-亚苯二基、任选由选自卤素原子及碳原子数1～4的烷基中的至少1个取代基取代的1，4-环己烷二基，更优选为由甲基取代了的1，4-亚苯二基、未取代的1，4-亚苯二基、或未取代的1，4-反式环己烷二基，特别优选为未取代的1，4-亚苯二基、或未取代的1，4-反式环己烷二基。另外，优选存在有多个的G1及G2中的至少1个为二价的脂环式烃基，另外，更优选与L1或L2键合的G1及G2中的至少1个为二价的脂环式烃基。
L1及L2各自独立地优选为单键、碳原子数1～4的亚烷基、-O-、-S-、-Ra1 ORa2-、-Ra3COORa4-、-Ra5OCORa6-、Ra7OC＝OORa8-、-N＝N-、-CRc＝CRd-、或C≡C-。此处，Ra1～Ra8各自独立地表示单键、或碳原子数1～4的亚烷基，Rc及Rd表示碳原子数1～4的烷基或氢原子。L1及L2各自独立地更优选为单键、-ORa2-1-、-CH2-、-CH2CH2-、-COORa4-1-、或OCORa6-1-。此处，Ra2-1、Ra4-1、Ra6-1各自独立地表示单键、-CH2-、-CH2CH2-的任意者。L1及L2各自独立地进一步优选为单键、-O-、-CH2CH2-、-COO-、-COOCH2CH2-、或-OCO-。
B1及B2各自独立地优选为单键、碳原子数1～4的亚烷基、-O-、-S-、-Ra9ORa10-、-Ra11COORa12-、-Ra13 OCORa14-、或Ra15OC＝OORa16-。此处，Ra9～Ra16各自独立地表示单键、或碳原子数1～4的亚烷基。B1及B2各自独立地更优选为单键、-ORa10-1-、-CH2-、-CH2CH2-、-COORa12-1-、或OCORa14-1-。此处，Ra10-1、Ra12-1、Ra14-1各自独立地表示单键、-CH2-、-CH2CH2-的任意者。B1及B2各自独立地进一步优选为单键、-O-、-CH2CH2-、-COO-、-COOCH2CH2-、-OCO-、或-OCOCH2CH2-。
k及l优选为1≤k+l≤6的范围，更优选为1≤k+l≤4的范围，进一步优选为k+l＝2的结构。在2≤k+l的情况下，B1及B2、以及G1、G2及G3各自可以彼此相同，也可以不同。
E1及E2各自独立地优选为碳原子数1～17的烷二基，更优选为碳原子数4～12的烷二基。
作为P1或P2所示的聚合性基团，例如可以举出环氧基、乙烯基、乙烯氧基、1-氯乙烯基、异丙烯基、4-乙烯基苯基、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、环氧乙基、以及氧杂环丁烷基等。它们当中，优选丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、乙烯氧基、环氧乙基及氧杂环丁烷基，更优选丙烯酰氧基。
上文中举出的聚合性液晶化合物可以单独使用或组合使用两种以上。在并用两种以上的情况下，式(II)所示的化合物的含量相对于聚合性液晶化合物100质量份优选为50质量份以上，更优选为70质量份以上，进一步优选为80质量份以上。
第1相位差层4的形成中使用的包含聚合性液晶化合物的组合物(以下也称作相位差层形成用组合物)可以还包含溶剂、光聚合引发剂、阻聚剂、光敏剂、流平剂、密合性提高剂等添加材料。这些添加剂可以使用各种公知的添加剂，可以单独使用或组合使用两种以上。
对于聚合性液晶化合物的含量，相对于相位差层形成用组合物的固体成分100质量份，例如为70～99.5质量份，优选为80～99质量份，更优选为90～98质量份。若含量为上述范围内，则第1相位差层4的取向性有变高的趋势。此处，所谓固体成分，是指从组合物中除去溶剂后的成分的合计量。
对于第1相位差层4的膜厚，从偏振板的薄膜化的观点出发，优选为5μm以下，更优选为3μm以下，进一步优选为2.5μm以下。另外，第1相位差层4的膜厚的下限优选为0.1μm以上，更优选为0.5μm以上，进一步优选为1.0μm以上。第1相位差层4的膜厚可以使用椭偏仪或接触式膜厚计进行测定。
[第2相位差层]
第2相位差层5是至少具有厚度方向的相位差的层，对于波长590nm的光而言的厚度方向的相位差值Rth优选为-150～-30nm。
第2相位差层5优选在与膜平面垂直的方向上具有折射率各向异性，优选具有进行了单轴取向的正的折射率各向异性。即，在将面内的折射率达到最大的方向的折射率设为nx、将该面内与该方向正交的方向的折射率设为ny、将厚度方向的折射率设为nz时，所述第2相位差层优选满足nz＞nx≈ny(正C板)。nx≈ny不仅包含nx与ny完全相等的情况，还包含nx与ny基本上相等的情况。具体而言，若nx与ny的差的大小为0.01以内，则可以说nx与ny基本上相等。
第2相位差层5的波长分散性为逆分散性。即，在将对于波长λnm的光而言的厚度方向的相位差值设为Rth(λ)时，满足Rth(450)/Rth(550)≤1.00。若该值大于1.0，则难以抑制偏振板1A中的漏光。“Rth(450)/Rth(550)”的值优选为0.75～0.92，更优选为0.77～0.87，进一步优选为0.79～0.85。
作为构成第2相位差层5的材料，优选下式(I)所示的聚合性液晶化合物：
Figure BDA0002919663950000071
式(I)中，G1、G2、L1、L2、B1、B2、k、l、E1、E2、P1、及P2被与所述结构式(II)同样地定义。
从显现出逆波长分散性的观点出发，k及l优选为2≤k+l≤6的范围，优选为k+l＝4，更优选为k＝2并且l＝2。若k＝2并且l＝2，则成为对称结构，因此更优选。
式(I)中，Ar表示任选具有取代基的二价的芳香族基团。此处所说的所谓芳香族基团，是指具有平面性的环状结构的基团，且该环结构所具有的π电子数依照休克尔定律为[4n+2]个。此处，n表示整数。在包含-N＝、-S-等杂原子地形成环结构的情况下，也包括包含这些杂原子上的非共价键电子对在内地满足休克尔定律，并具有芳香族性的情况。优选在该二价的芳香族基团中含有氮原子、氧原子、硫原子中的至少1个以上。
Ar优选具有选自任选具有取代基的芳香族烃环、任选具有取代基的芳香族杂环、以及吸电子性基团中的至少一个。作为该芳香族烃环，例如可以举出苯环、萘环、蒽环等，优选苯环、萘环。作为该芳香族杂环，可以举出呋喃环、苯并呋喃环、吡咯环、吲哚环、噻吩环、苯并噻吩环、吡啶环、吡嗪环、嘧啶环、三唑环、三嗪环、吡咯啉环、咪唑环、吡唑环、噻唑环、苯并噻唑环、噻吩并噻唑环、噁唑环、苯并噁唑环、以及菲咯啉环等。它们当中，优选具有噻唑环、苯并噻唑环、或苯并呋喃环，更优选具有苯并噻唑基。另外，在Ar中含有氮原子的情况下，该氮原子优选具有π电子。
式(I)中，Ar所示的2价的芳香族基团中含有的π电子的合计数Nπ优选为8以上，更优选为10以上，进一步优选为14以上，特别优选为16以上。另外，优选为30以下，更优选为26以下，进一步优选为24以下。
作为Ar所示的芳香族基团，例如可以举出以下的基团。
Figure BDA0002919663950000091
式(Ar-1)～式(Ar-22)中，＊标记表示连接部，Z0、Z1及Z2各自独立地表示氢原子、卤素原子、碳原子数1～12的烷基、氰基、硝基、碳原子数1～12的烷基亚磺酰基、碳原子数1～12的烷基磺酰基、羧基、碳原子数1～12的氟烷基、碳原子数1～6的烷氧基、碳原子数1～12的烷硫基、碳原子数1～12的N-烷基氨基、碳原子数2～12的N，N-二烷基氨基、碳原子数1～12的N-烷基氨磺酰基或碳原子数2～12的N，N-二烷基氨磺酰基。
Q1及Q2各自独立地表示-CR2’R3’-、-S-、-NH-、-NR2’-、-CO-或O-，R2’及R3’各自独立地表示氢原子或碳原子数1～4的烷基。
J1、以及J2各自独立地表示碳原子、或氮原子。
Y1、Y2及Y3各自独立地表示任选被取代的芳香族烃基或芳香族杂环基。
W1及W2各自独立地表示氢原子、氰基、甲基或卤素原子，m表示0～6的整数。
作为Y1、Y2及Y3中的芳香族烃基，可以举出苯基、萘基、蒽基、菲基、联苯基等碳原子数6～20的芳香族烃基，优选苯基、萘基，更优选苯基。作为芳香族杂环基，可以举出呋喃基、吡咯基、噻吩基、吡啶基、噻唑基、苯并噻唑基等包含至少1个氮原子、氧原子、硫原子等杂原子的碳原子数4～20的芳香族杂环基，优选呋喃基、噻吩基、吡啶基、噻唑基、苯并噻唑基。
Y1及Y2可以各自独立地为任选被取代的多环系芳香族烃基或多环系芳香族杂环基。多环系芳香族烃基是指稠合多环系芳香族烃基、或来自于芳香环集合的基团。多环系芳香族杂环基是指稠合多环系芳香族杂环基、或来自于芳香环集合的基团。
Z0、Z1及Z2各自独立地优选为氢原子、卤素原子、碳原子数1～12的烷基、氰基、硝基、碳原子数1～12的烷氧基，Z0更优选氢原子、碳原子数1～12的烷基、氰基，Z1及Z2更优选氢原子、氟原子、氯原子、甲基、氰基。
Q1及Q2优选-NH-、-S-、-NR2’-、-O-，R2’优选氢原子。其中特别优选-S-、-O-、-NH-。
在式(Ar-1)～(Ar-22)中，从分子的稳定性的观点出发优选式(Ar-6)及式(Ar-7)。
在式(Ar-16)～(Ar-22)中，Y1可以与其所键合的氮原子及Z0一起形成芳香族杂环基。作为芳香族杂环基，可以举出作为Ar任选具有的芳香族杂环在上文所述的基团，例如可以举出吡咯环、咪唑环、吡咯啉环、吡啶环、吡嗪环、嘧啶环、吲哚环、喹啉环、异喹啉环、嘌呤环、吡咯烷环等。该芳香族杂环基任选具有取代基。另外，Y1可以与其所键合的氮原子及Z0一起为上述的任选被取代的多环系芳香族烃基或多环系芳香族杂环基。例如，可以举出苯并呋喃环、苯并噻唑环、苯并噁唑环等。需要说明的是，所述式(I)所示的化合物例如可以依照日本特开2010-31223号公报中记载的方法来制造。
第2相位差层5可以单独地使用式(I)所示的聚合性液晶化合物形成，也可以组合式(I)所示的聚合性液晶化合物和式(II)所示的聚合性液晶化合物来形成。通过将两者组合，可以调整逆波长分散性的大小的程度。该情况下，式(I)所示的聚合性化合物以重量比计优选为70％以上，更优选为80％以上，进一步优选为90％以上。
对于添加到上述聚合性液晶化合物中的添加材料，可以使用与构成第1相位差层4的材料相同的材料。
对于第2相位差层5的膜厚，从偏振板的薄膜化的观点出发，优选为3μm以下，更优选为2μm以下，进一步优选为1.5μm以下。另外，第2相位差层5的膜厚的下限优选为0.1μm以上，更优选为0.3μm以上，进一步优选为0.5μm以上。第2相位差层5的膜厚可以使用椭偏仪或接触式膜厚计进行测定。
[粘合剂]
粘合剂层6设置于偏振板1A中的偏振片3的层叠有第1相位差层4及第2相位差层5的一侧的最外层(此处为第2相位差层5)的表面。作为粘合剂层6，例如可以举出压敏式粘合剂。压敏式粘合剂通常包含聚合物，也可以包含溶剂。作为聚合物，可以举出丙烯酸系聚合物、硅酮系聚合物、聚酯、聚氨基甲酸酯、或聚醚等。其中，包含丙烯酸系聚合物的丙烯酸系的粘合剂由于光学透明性优异，具有适度的润湿性、凝聚力，粘合性优异，而且耐候性、耐热性等高，在加热、加湿的条件下不易产生翘起、剥离等，因此优选。对于压敏式粘合剂的厚度，由于根据其密合力等来确定，因此没有特别限制，然而通常为1μm～40μm。从加工性、耐久性等方面出发，该厚度优选为3μm～25μm，更优选为5μm～20μm。
[偏振板的制造方法]
偏振板1A可以如下所示地制造。
在偏振片3例如由聚乙烯醇形成的情况下，经过对聚乙烯醇系树脂膜进行单轴拉伸的工序、通过将聚乙烯醇系树脂膜用二色性色素染色而吸附该二色性色素的工序、将吸附有二色性色素的聚乙烯醇系树脂膜用硼酸水溶液处理的工序、以及在利用硼酸水溶液的处理后进行水洗的工序来制造。作为二色性色素，可以举出碘、二色性的有机染料。
将如此所述地得到的偏振片3与任选的保护膜2使用粘接剂贴合。贴合中可以使用一对贴合辊。
在形成第1相位差层4前，形成水平取向膜。一般而言取向膜是具有使构成相位差层的聚合性液晶化合物沿规定方向取向的取向限制力的膜。另外，根据取向膜的种类、摩擦条件、光照射条件，可以进行垂直取向、水平取向、混合取向、以及倾斜取向等各种取向的控制。其中，水平取向膜是具有使构成相位差层的聚合性液晶化合物沿水平方向取向的取向限制力的取向膜。
作为取向膜，优选具有不会因聚合性液晶组合物的涂布等而溶解的耐溶剂性、并且具有用于溶剂的除去、聚合性液晶化合物的取向的加热处理中的耐热性的取向膜。
作为显示出使构成第1相位差层4的聚合性液晶化合物沿水平方向(面内方向)取向的取向限制力的水平取向膜，可以举出摩擦取向膜、光取向膜及在表面具有凹凸图案、多个槽的凹槽取向膜等。例如在应用于长条的卷筒状膜的情况下，从能够容易地控制取向方向的方面考虑，优选光取向膜。
对于摩擦取向膜，通常可以将包含取向性聚合物和溶剂的组合物(以下也称作摩擦取向膜形成用组合物)涂布于基材(关于基材将在后面叙述。)等上，除去溶剂而形成涂布膜，对该涂布膜进行摩擦，由此赋予取向限制力。
作为取向性聚合物，例如可以举出具有酰胺键的聚酰胺、明胶类、具有酰亚胺键的聚酰亚胺及作为其水解物的聚酰胺酸、聚乙烯醇、烷基改性聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚噁唑、聚乙撑亚胺、聚苯乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸及聚丙烯酸酯类。这些取向性聚合物可以单独使用或组合使用两种以上。
光取向膜通常可以通过将包含具有光反应性基团的聚合物或单体和溶剂的组合物涂布于基材(关于基材将在后面叙述。)等上、在除去溶剂后照射偏振光(优选为偏振UV)而得到。光取向膜可以通过选择所照射的偏振光的偏振方向来任意地控制取向限制力的方向。
沟槽(groove)取向膜是在膜表面具有凹凸图案或多个沟槽(槽)的膜。在向具有等间隔地排列的多个直线状的沟槽的膜涂布聚合性液晶化合物的情况下，液晶分子在沿着该槽的方向上发生取向。
对于水平取向膜的膜厚，从带有光学补偿功能的相位差板的薄膜化的观点出发，优选为1μm以下，更优选为0.5μm以下，进一步优选为0.3μm以下。另外，水平取向膜的膜厚优选为1nm以上，更优选为5nm以上，进一步优选为10nm以上，特别优选为30nm以上。水平取向膜的膜厚可以使用椭偏仪或接触式膜厚计进行测定。
在水平取向膜上，形成第1相位差层4。将包含式(II)所示的聚合性液晶化合物的相位差层形成用组合物涂布于水平取向膜上，然后除去溶剂，利用加热和/或活性能量射线使包含取向状态的聚合性液晶化合物的相位差层形成用组合物固化，可以得到第1相位差层4。
作为将相位差层形成用组合物涂布于水平取向膜上的方法(以下有时称作涂布方法A)，例如可以举出挤出涂布法、直接凹版涂布法、反向凹版涂布法、CAP涂布法、狭缝涂布法、微型凹版法、模涂法、喷墨法等。另外，还可以举出使用浸涂机、棒涂机、旋涂机等涂布机进行涂布的方法等。其中，在以卷对卷(Roll to Roll)形式连续地进行涂布的情况下，优选利用微型凹版法、喷墨法、狭缝涂布法、模涂法的涂布方法。
作为除去溶剂的方法(以下有时称作溶剂除去方法A)，例如可以举出自然干燥、通风干燥、加热干燥、减压干燥及组合了它们的方法。其中，优选自然干燥或加热干燥。干燥温度优选0～200℃的范围，更优选20～150℃的范围，进一步优选50～130℃的范围。干燥时间优选为10秒～20分钟，更优选为30秒～10分钟。
在利用活性能量射线使相位差层形成用组合物固化的情况下，作为所照射的活性能量射线，可以根据所含的聚合性液晶化合物的种类(特别是聚合性液晶化合物所具有的光聚合性官能团的种类)、包含光聚合引发剂时为光聚合引发剂的种类、以及它们的量适当地选择。具体而言，可以举出选自可见光、紫外光、红外光、X射线、α射线、β射线、以及γ射线中的一种以上的光。其中，从易于控制聚合反应的推进的方面、以及能够使用在该领域中广泛使用的装置作为光聚合装置的方面考虑，优选紫外光，优选以能够利用紫外光进行光聚合的方式来选择聚合性液晶化合物的种类。
作为所述活性能量射线的光源，例如可以举出低压水银灯、中压水银灯、高压水银灯、超高压水银灯、氙灯、卤素灯、碳弧灯、钨灯、镓灯、准分子激光器、发出波长范围380～440nm的光的LED光源、化学灯、黑光灯、微波激发水银灯、金属卤化物灯等。
紫外线照射强度通常为10～3000mW/cm2。紫外线照射强度优选为对于光阳离子聚合引发剂或光自由基聚合引发剂的活化有效的波长区域中的强度。照射光的时间通常为0.1秒～10分钟，优选为0.1秒～5分钟，更优选为0.1秒～3分钟，进一步优选为0.1秒～1分钟。
若以此种紫外线照射强度照射1次或多次，则其累计光量为10～3000mJ/cm2，优选为50～2000mJ/cm2，更优选为100～1000mJ/cm2。在累计光量为上述的下限以下的情况下，聚合性液晶化合物的固化不充分，有无法获得良好的转印性的情况。相反，在累计光量为上述的上限以上的情况下，有包含第1相位差层4的带有光学补偿功能的相位差板发生着色的情况。
如此所述地使用式(II)所示的聚合性液晶化合物在水平取向膜上形成的第1相位差层4成为具有正的波长分散性的正A板。需要说明的是，在形成第1相位差层4时，除了可以使用将相位差层形成用组合物向水平取向膜上涂布的方法以外，还可以使用将预先进行了拉伸的树脂膜利用粘接剂贴合于偏振片3的方法。
然后，形成第2相位差层5。但是，在形成第2相位差层5前，形成垂直取向膜。
垂直取向膜是具有使构成相位差层的聚合性液晶化合物沿垂直方向取向的取向限制力的取向膜。因此，通过使用垂直取向膜，可以形成垂直取向液晶膜。
作为垂直取向膜，优选应用可降低基材等的表面的表面张力的材料。作为此种材料，可以举出上述的取向性聚合物、例如聚酰亚胺、聚酰胺、作为其水解物的聚酰胺酸、全氟烷基等氟系聚合物、以及硅烷化合物及利用它们的缩合反应得到的聚硅氧烷化合物。垂直取向膜可以通过将包含此种材料和溶剂的组合物(以下也称作垂直取向膜形成用组合物)向基材等上涂布、除去溶剂后对涂布膜实施加热等而得到。
在垂直取向膜中使用硅烷化合物的情况下，从易于使表面张力降低、易于提高与相邻于垂直取向膜的层的密合性的观点出发，垂直取向膜优选为包含在构成元素中含有Si元素和C元素的化合物的膜，可以合适地使用硅烷化合物。本实施方式中在第1相位差层4与第2相位差层5之间配置垂直取向膜的情况下，可以显现出垂直取向膜与第1相位差层4及第2相位差层5的高密合性，在相位差层4、5中，可以有效地抑制或防止各层间的界面处的剥离。
从易于进一步提高密合性的观点、以及相位差层形成用组合物的涂布性的观点、以及后述的带有光学补偿功能的相位差板的制造方法中配置于下层的层难以溶解的观点出发，垂直取向膜优选为包含在构成元素中含有Si元素、C元素及O元素的化合物的膜。另外，形成垂直取向膜的硅烷化合物的与Si原子键合的包含C原子的取代基、优选为烷基或烷氧基的碳原子数优选为1～30，更优选为2～25，进一步优选为3～20。即，Si元素与C元素的比率(Si/C、摩尔比)优选为0.03～1.00，更优选为0.04～0.50，进一步优选为0.05～0.33。若Si/C比为上述的下限以上，则相位差层形成用组合物的涂布性提高，若Si/C比为上述的上限以下，则可以提高与相邻的层的密合性。
溶剂例如可以使用第1相位差层4一项中例示的溶剂。作为涂布垂直取向膜形成用组合物的方法，可以举出上述涂布方法A，作为除去溶剂的方法，可以举出上述溶剂除去方法A。
垂直取向膜形成用组合物可以在包含溶剂以外，还包含第1相位差层一项中例示的添加剂等。
对于垂直取向膜的膜厚，从带有光学补偿功能的相位差板的薄膜化、以及取向限制力的显现的观点出发，优选为1μm以下，更优选为0.3μm以下，进一步优选为0.1μm以下。另外，垂直取向膜的膜厚优选为1nm以上，更优选为5nm以上，进一步优选为10nm以上，特别优选为30nm以上。垂直取向膜的膜厚可以使用椭偏仪或接触式膜厚计进行测定。
在垂直取向膜上，形成第2相位差层5。第2相位差层5可以如下获得，即，将包含式(I)所示的聚合性液晶化合物的相位差层形成用组合物涂布于垂直取向膜上，然后除去溶剂，利用加热和/或活性能量射线使包含取向状态的聚合性液晶化合物的相位差层形成用组合物固化而得。
将相位差层形成用组合物向垂直取向膜上涂布的方法可以使用与形成第1相位差层4时相同的方法。
除去溶剂的方法可以使用与形成第1相位差层4时相同的方法。
作为所述活性能量射线的种类、光源，可以使用与形成第1相位差层4时使用的种类、光源相同的种类、光源。对于照射强度，也可以与形成第1相位差层4时同样地进行。
如此所述地使用式(I)所示的聚合性液晶化合物在垂直取向膜上形成的第2相位差层5成为具有逆波长分散性的正C板。此处，逆波长分散性的大小的程度可以通过对式(I)所示的聚合性液晶化合物混合使用式(II)所示的聚合性液晶化合物来调整。即，通过改变显示逆波长分散性的式(I)所示的聚合性液晶化合物与显示正波长分散性的式(II)所示的聚合性液晶化合物的混合比，可以调整作为第2相位差层5整体的逆波长分散性的大小。
[基材]
此处，对成为用于形成水平取向膜及垂直取向膜的基座的基材进行说明。基材可以是能够剥离而转印涂布于基材上的膜的设计，也可以是被赋予了与基材的密合性而无法转印的设计，可以是任意者，然而从薄膜化的观点出发，优选能够向被转印物转印、并能够剥离基材的设计。作为如上所述的基材，可以举出玻璃基材及膜基材，从加工性的观点出发优选膜基材，从能够连续地制造这一点考虑，更优选长条的卷筒状膜。
作为构成膜基材的树脂，例如可以举出聚乙烯、聚丙烯、降冰片烯系聚合物等聚烯烃；环状烯烃系树脂；聚乙烯醇；聚对苯二甲酸乙二醇酯；聚甲基丙烯酸酯；聚丙烯酸酯；三乙酰纤维素、二乙酰纤维素及乙酸丙酸纤维素等纤维素酯；聚萘二甲酸乙二醇酯；聚碳酸酯；聚砜；聚醚砜；聚醚酮；聚苯硫醚及聚苯醚等塑料。可以是对该基材表面实施了硅酮处理之类的脱模处理的材料。可以将此种树脂利用溶剂流延法、熔融挤出法等公知的方法进行制膜，从而制成基材。
基材优选为易于层叠水平取向膜、垂直取向膜、并且容易剥离的厚度。此种基材的厚度通常为5～300μm，优选为20～200μm。
另外，也可以不是另行准备基材，而是使用偏振片3作为形成水平取向膜的基材，使用已经形成的第1相位差层4作为形成垂直取向膜的基材。
在第2相位差层5的表面，利用以往公知的方法层叠粘合剂层6。由此完成偏振板1A。
(第2实施方式)
上述第1实施方式中给出了依次层叠保护膜2、偏振片3、第1相位差层4、第2相位差层5、和粘合剂层6而成的偏振板1A，然而第1相位差层4与第2相位差层5的层叠顺序也可以相反。
如图2所示，第2实施方式的偏振板1B在偏振片3的一侧的面具备相位差层4、5，是依次具备保护膜2、偏振片3、第2相位差层5、第1相位差层4、和粘合剂层6而成的偏振板。在偏振板1B中，以使第1相位差层4的慢轴与偏振片3的吸收轴彼此大致平行的方式，层叠第1相位差层4与偏振片3。
在第2实施方式的偏振板1B中，对于各层的构成材料、特性、制造方法可以设为与第1实施方式的偏振板1A相同。
＜液晶显示装置＞
本发明的偏振板适于贴合于IPS模式(横向电场方式)的液晶单元而制造液晶显示装置。如图3所示，将偏振板1A贴合于液晶单元8的可视侧，将另一个偏振板11贴合于液晶单元8的背面侧而构成液晶面板9，向其中组合背光(面光源装置)及其他的构件，由此可以制作液晶显示装置10。另一个偏振板11可以是包含偏振片、保护膜、以及增亮膜的偏振板。对于另一个偏振板11所具备的保护膜的相位差值，对于波长590nm的光而言的面内方向的相位差值优选为10nm以下，对于波长590nm的光而言的厚度方向的相位差值的绝对值优选为10nm以下。
实施例
以下，举出实施例及比较例而对本发明的内容进行更具体的说明。需要说明的是，本发明并不限定于下述实施例。
＜使用材料＞
作为使用材料，准备出以下的材料。
[保护膜]
准备出在一个面具有硬涂层的三乙酰纤维素膜。该膜的厚度为30μm。
[偏振片]
准备出在聚乙烯醇树脂吸附有碘并取向了的偏振片。偏振片的厚度为8μm。
[第1相位差层]
准备出经过拉伸的环状烯烃系树脂膜。面内相位差值在波长590nm处为125nm。第1相位差层是满足nx＞ny≈nz的λ/4板，显示出正波长分散性。
[相位差层形成用组合物]
作为用于形成第2相位差层的组合物，制备出以下的“相位差层P形成用组合物”及“相位差层Q形成用组合物”。
·相位差层P形成用组合物
将具有以下所示的结构的聚合性液晶化合物A及聚合性液晶化合物B以90：10的质量比混合。相对于该混合物100质量份，添加流平剂(制品名“F-556”、DIC公司制)1.0质量份、以及作为光聚合引发剂的2-二甲基氨基-2-苄基-1-(4-吗啉基苯基)-1-丁酮(产品名“Irgacure 369(Irg369)”、BASF Japan株式会社制)6质量份。继而，以使固体成分浓度为13质量％的方式添加N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)。
通过将混合物在80℃搅拌1小时，得到相位差层P形成用组合物。
(聚合性液晶化合物A)
Figure BDA0002919663950000191
(聚合性液晶化合物B)
Figure BDA0002919663950000192
·相位差层Q形成用组合物
相对于作为聚合性液晶化合物的Paliocolor(注册商标)LC242 100质量份，添加作为流平剂的上述“F-556”0.1质量份、以及作为聚合引发剂的上述“Irgacure 369”3质量份。以使固体成分浓度为13％的方式添加环戊酮，得到相位差层Q形成用组合物。
＜实施例1＞
使作为硅烷偶联剂的KBE-9103(信越化学工业株式会社制)溶解于将乙醇与水以9：1(质量比)的比例混合而得的溶剂中，得到固体成分0.5％的垂直取向膜形成用组合物。然后，对作为基材的第1相位差层的表面进行电晕处理。利用棒涂机向进行了电晕处理的表面上涂布该垂直取向膜形成用组合物，在80℃干燥1分钟，得到垂直取向膜。所得的垂直取向膜的膜厚为50nm。
使用棒涂机向垂直取向膜上涂布相位差层P形成用组合物，在120℃干燥1分钟。使用高压水银灯(“UNICURE VB-15201BY-A”、USHIO电机株式会社制)照射紫外线，由此形成相位差层P。在氮气氛下，以使波长365nm处的累计光量为500mJ/cm2的方式进行紫外线的照射。
所得的相位差层P的特性如下所示。
·膜厚：1.2μm
·厚度方向的相位差值：在波长590nm处为-140nm
·种别：正C板(nz＞nx≈ny)
·波长分散性(Rth(450)/Rth(550))：0.85
将保护膜与偏振片利用粘接剂层贴合。将偏振片与第1相位差层利用粘合剂层贴合。如此所述地得到依次层叠有保护膜、偏振片、第1相位差层、和相位差层P(第2相位差层)的偏振板。此时，以使第1相位差层的慢轴与偏振片的吸收轴正交的方式层叠。
＜实施例2＞
除了将层叠顺序变更为保护膜、偏振片、相位差层P(第2相位差层)、第1相位差层、以及以使第1相位差层的慢轴与偏振片的吸收轴平行的方式层叠以外，与实施例1同样地得到偏振板。
＜比较例1＞
对作为基材的第1相位差层的表面进行电晕处理。利用棒涂机向进行了电晕处理的表面上涂布作为垂直取向膜形成用组合物的SUNEVER(注册商标)SE610(日产化学工业株式会社制)，在80℃干燥1分钟，得到垂直取向膜。所得的垂直取向膜的膜厚为50nm。使用棒涂机向垂直取向膜上涂布相位差层Q形成用组合物，在90℃干燥120秒。使用上述高压水银灯照射紫外线，由此形成相位差层Q。在氮气氛下以使波长365nm处的累计光量为500mJ/cm2的方式进行紫外线的照射。
所得的相位差层Q的特性如下所示。
·膜厚：1.0μm
·厚度方向的相位差值：在波长590nm处为-140nm
·种别：正C板(nz＞nx≈ny)
·波长分散性(Rth(450)/Rth(550))：1.01
将保护膜与偏振片利用粘接剂层贴合。将偏振片与第1相位差层利用粘合剂层贴合。如此所述地得到依次层叠有保护膜、偏振片、第1相位差层、和相位差层Q(第2相位差层)的偏振板。此时，以使第1相位差层的慢轴与偏振片的吸收轴正交的方式层叠。
＜比较例2＞
除了将层叠顺序变更为保护膜、偏振片、相位差层Q(第2相位差层)、第1相位差层、以及以使第1相位差层的慢轴与偏振片的吸收轴平行的方式层叠以外，与比较例1同样地得到偏振板。
＜评价＞
利用视角特性测定评价装置，测定出倾斜方向的对比度。视角特性测定评价装置使用了ELDIM公司制的EZ-contrast。在各实施例及比较例中制作出的偏振板的表面层叠粘合剂层。将粘合剂层层叠于相位差层(第1相位差层或第2相位差层)侧的表面。准备玻璃板，经由粘合剂层将各实施例及比较例中制作出的偏振板贴合于玻璃板的一个面。在玻璃板的另一个面贴合背面侧偏振板。此处，背面侧偏振板是依次层叠有粘合剂层、保护膜(对于波长590nm的光而言的面内方向的相位差值≤10nm、对于波长590nm的光而言的厚度方向的相位差值的绝对值≤10nm)、偏振片、粘合剂层、以及增亮膜的偏振板。一对偏振板以使吸收轴彼此正交的方式贴合。点亮背光，评价了倾斜方向的对比度。将结果表示于表1中。
[表1]
Figure BDA0002919663950000211
根据该结果可知，实施例1与比较例1相比倾斜方向的漏光小。可知实施例2与比较例2相比倾斜方向的漏光小。
产业上的可利用性
本发明可以在液晶显示装置的制作中利用。
附图标记说明
1A、1B偏振板，2保护膜，3偏振片，4第1相位差层，5第2相位差层，6粘合剂层，8液晶单元，9液晶面板，10液晶显示装置，11另一个偏振板。

Claims (6)

1.一种偏振板，其具备偏振片、和层叠于所述偏振片的一侧的面的第1相位差层及第2相位差层，
所述第1相位差层的慢轴与所述偏振片的吸收轴彼此大致正交或大致平行，
所述第2相位差层为由包含式(I)所示的聚合性液晶化合物的材料形成的层，
Figure FDA0003685664820000011
式(I)中，Ar表示任选具有取代基的二价的芳香族基团，
G1及G2各自独立地表示二价的芳香族基团或二价的脂环式烃基，此处，该二价的芳香族基团或二价的脂环式烃基中含有的氢原子任选被取代为卤素原子、碳原子数1～4的烷基、碳原子数1～4的氟烷基、碳原子数1～4的烷氧基、氰基或硝基，构成该二价的芳香族基团或二价的脂环式烃基的碳原子任选被置换为氧原子、硫原子或氮原子，
L1、L2、B1及B2各自独立地为单键或二价的连接基团，
k、l各自独立地表示0～3的整数，满足1≤k+l的关系，
E1及E2各自独立地表示碳原子数1～17的烷二基，此处，烷二基中含有的氢原子任选由卤素原子取代，该烷二基中含有的-CH2-任选由-O-、-S-、-Si-置换，
P1及P2相互独立地表示聚合性基团或氢原子，且至少1个为聚合性基团，
在将面内的折射率达到最大的方向的折射率设为nx、将该面内与该方向正交的方向的折射率设为ny、将厚度方向的折射率设为nz时，所述第2相位差层满足nz＞nx≈ny，
在将对于波长λnm的光而言的厚度方向的相位差值设为Rth(λ)时，所述第2相位差层满足Rth(450)/Rth(550)≤1.00。
2.根据权利要求1所述的偏振板，其中，
所述第1相位差层的慢轴与所述偏振片的吸收轴彼此大致正交，
所述偏振板依次具备所述偏振片、所述第1相位差层、所述第2相位差层。
3.根据权利要求1所述的偏振板，其中，
所述第1相位差层的慢轴与所述偏振片的吸收轴彼此大致平行，
所述偏振板依次具备所述偏振片、所述第2相位差层、所述第1相位差层。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的偏振板，其中，
所述第1相位差层满足nx＞ny≈nz。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的偏振板，其中，
还具备在所述偏振片的层叠有所述第1相位差层及所述第2相位差层的一侧的最外层的表面设置的粘合剂层。
6.一种液晶显示装置，其包含权利要求1～5中任一项所述的偏振板和IPS模式的液晶单元。
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