CN115933040A - 带相位差层的偏振片及图像显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供可实现能够谋求横向上的广视场角化、能够充分降低与纵横两个方向交叉的倾斜方向的黑亮度的图像显示装置的带相位差层的偏振片。本发明的实施方式的带相位差层的偏振片具有:包含起偏器的偏振片;折射率特性显示出nx>ny≥nz的关系的第一相位差层;和折射率特性显示出nz≥nx>ny的关系的第二相位差层。起偏器的吸收轴与第一相位差层的慢轴实质上正交,起偏器的吸收轴与第二相位差层的慢轴实质上正交。第一相位差层的Re(550)为35nm~115nm,第二相位差层的Re(550)为30nm~135nm。
Description
技术领域
本发明涉及带相位差层的偏振片及图像显示装置。
背景技术
在以液晶显示装置为代表的图像显示装置中,一般为了补偿适于用途的光学特性,使用了将起偏器与相位差膜组合而得到的各种光学膜。例如,提出了一种技术,其将包含起偏器的偏振片、折射率特性显示出nz>nx>ny的关系的第一相位差层、和折射率特性显示出nx>ny=nz的关系的第二相位差层按照起偏器的吸收轴与第一相位差层的慢轴正交、起偏器的吸收轴与第二相位差层的慢轴变得平行的方式组合,从而扩大视场角(例如,参照专利文献1)。
可是,近年来,图像显示装置的用途正在多样化。作为那样的用途的一个例子,可列举出车载显示器。就车载显示器而言,特别是要求横向(左右方向)上的广视场角化。但是,即使将专利文献1中记载的技术应用于车载显示器,横向上的广视场角化也有限度,此外,从与纵横两个方向交叉的倾斜方向(例如右斜上)观察车载显示器的黑色显示时存在没有充分变黑(即黑亮度没有充分变小)的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2021-76759号公报
发明内容
发明所要解决的课题
本发明是为了解决上述以往的课题而进行的,其主要目的是提供可实现能够谋求横向(图像显示面的规定的面方向)上的广视场角化、能够充分降低与纵横两个方向交叉的倾斜方向的黑亮度的图像显示装置的带相位差层的偏振片。
用于解决课题的手段
本发明的实施方式的带相位差层的偏振片具有:包含第一起偏器的第一偏振片;折射率特性显示出nx>ny≥nz的关系的第一相位差层;和折射率特性显示出nz≥nx>ny的关系的第二相位差层。上述第一相位差层与上述第一偏振片相邻地配置,上述第二相位差层与上述第一相位差层相邻地配置。上述第一起偏器的吸收轴与上述第一相位差层的慢轴实质上正交,上述第一起偏器的吸收轴与上述第二相位差层的慢轴实质上正交。上述第一相位差层的面内相位差Re(550)为35nm~115nm,上述第二相位差层的面内相位差Re(550)为30nm~135nm。
本发明的另一方面的图像显示装置具备:图像显示单元;和上述带相位差层的偏振片,该带相位差层的偏振片相对于上述图像显示单元配置于可视侧的相反侧。
在一个实施方式中,上述图像显示单元为液晶单元,上述液晶单元的驱动模式为IPS模式。
在一个实施方式中,上述图像显示装置具备第二偏振片,该第二偏振片相对于上述图像显示单元配置于与上述带相位差层的偏振片相反的一侧。上述第二偏振片包含第二起偏器。上述第一起偏器的吸收轴与上述液晶单元的初始取向方向实质上正交,上述第二起偏器的吸收轴与上述液晶单元的初始取向方向实质上正交。
发明效果
根据本发明的实施方式,可实现能够谋求图像显示装置中的横向(图像显示面的规定的面方向)的广视场角化、能够充分降低与纵横两个方向交叉的倾斜方向的黑亮度的带相位差层的偏振片。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式的带相位差层的偏振片的概略截面图。
图2是本发明的一个实施方式的图像显示装置的概略截面图。
图3是实施例1的图像显示装置的黑色显示时的亮度分布图。
图4是比较例1的图像显示装置的黑色显示时的亮度分布图。
符号的说明
10 第一偏振片
11 第一起偏器
20 第一相位差层
30 第二相位差层
40 第二偏振片
60 图像显示单元
60a 液晶单元
100 带相位差层的偏振片
101 图像显示装置
具体实施方式
以下,对本发明的代表性实施方式进行说明,但本发明并不限定于这些实施方式。
(术语及符号的定义)
本说明书中的术语及符号的定义如下所述。
(1)折射率(nx、ny、nz)
“nx”是面内的折射率成为最大的方向(即,慢轴方向)的折射率,“ny”是在面内与慢轴正交的方向(即,快轴方向)的折射率,“nz”是厚度方向的折射率。
(2)面内相位差(Re)及正面相位差(R0)
“Re(λ)”是23℃下的由波长λnm的光测定得到的面内相位差。例如,“Re(550)”是23℃下的由波长550nm的光测定得到的面内相位差。需要说明的是,“面内相位差Re(550)”有时称为“正面相位差R0”。在将层(膜)的厚度设定为d(nm)时,Re(λ)通过式:Re(λ)=(nx-ny)×d来求出。
(3)厚度方向的相位差(Rth)
“Rth(λ)”是23℃下的由波长λnm的光测定得到的厚度方向的相位差。例如,“Rth(550)”是23℃下的由波长550nm的光测定得到的厚度方向的相位差。在将层(膜)的厚度设定为d(nm)时,Rth(λ)通过式:Rth(λ)=(nx-nz)×d来求出。
(4)Nz系数
Nz系数通过Nz=Rth/Re来求出。
(5)实质上平行或正交
所谓“实质上正交”及“大致正交”的表述包含2个方向所成的角度为90°±10°的情况,优选为90°±7°,进一步优选为90°±5°。所谓“实质上平行”及“大致平行”的表述包含2个方向所成的角度为0°±10°的情况,优选为0°±7°,进一步优选为0°±5°。进而,本说明书中简称为“正交”或“平行”时,设定为可包含实质上正交或实质上平行的状态。
A.带相位差层的偏振片的整体构成
图1是本发明的一个实施方式的带相位差层的偏振片的概略截面图。图示例的带相位差层的偏振片100具有:包含第一起偏器11的第一偏振片10;折射率特性显示出nx>ny≥nz的关系的第一相位差层20;和折射率特性显示出nz≥nx>ny的关系的第二相位差层30。
第一相位差层20与第一偏振片10相邻地配置。第二相位差层30与第一相位差层20相邻地配置。第二相位差层30相对于第一相位差层20位于与第一偏振片10相反的一侧。本说明书中所谓“相邻地配置”是指直接层叠、或仅介由粘接层(例如,粘接剂层或粘合剂层)而层叠。即,意味着在第一偏振片10与第一相位差层20之间、及在第一相位差层20与第二相位差层30之间不夹杂光学功能层(例如,其他的相位差层)。
第一起偏器11的吸收轴(第一吸收轴方向)与第一相位差层20的慢轴(第一慢轴方向)实质上正交。第一起偏器11的吸收轴(第一吸收轴方向)与第二相位差层30的慢轴(第二慢轴方向)实质上正交。
第一相位差层20的面内相位差Re(550)为35nm~115nm,优选为45nm~105nm,更优选为50nm~95nm,进一步优选为60nm~80nm。
第二相位差层30的面内相位差Re(550)为30nm~135nm,优选为40nm~125nm,更优选为50nm~115nm,进一步优选为80nm~110nm。
若第一相位差层的Re(550)和第二相位差层的Re(550)分别满足上述的范围,则在具备带相位差层的偏振片的图像显示装置中,能够谋求横向(图像显示面的规定的面方向)的广视场角化,及能够充分降低与纵横两个方向交叉的倾斜方向的黑亮度。即,在具备带相位差层的偏振片的图像显示装置中,能够使横向(例如图3中所示的图像显示装置的第一面方向X)的视场角比纵向(例如图3中所示的与第一面方向X正交的第二面方向Y)的视场角广,并且能够充分降低从与横向(第一面方向X)及纵向(第二面方向Y)的两个方向交叉的倾斜方向观察该图像显示装置的黑色显示时的黑亮度。
更具体而言,通过任意适宜的亮度计在极角40°~42°、方位角20°~25°、155°~160°、190°~195°及345°~350°的各个范围内测定该图像显示装置的黑色显示时的亮度例如为0.00060以下、优选为0.00055以下、更优选为0.00050以下、尤其优选为0.00040以下。需要说明的是,在本说明书中,将在上述极角及上述方位角的范围内测定的亮度设定为区域A亮度。区域A亮度的下限代表性而言为0.00001以上。
在一个实施方式中,第一相位差层20的Nz系数例如为0.5~1.5,优选为0.6~1.4,更优选为0.7~1.3,进一步优选为0.8~1.2。
此外,在第二相位差层30的折射率特性显示出nz>nx>ny的关系的情况下,第二相位差层30的Nz系数例如为-1.5~-0.5,优选为-1.4~-0.6,更优选为-1.3~-0.7,进一步优选为-1.2~-0.8。
若第一相位差层20的Nz系数和/或第二相位差层的Nz系数为这样的范围,则在具备带相位差层的偏振片的图像显示装置中,能够稳定地谋求横向(图像显示面的规定的面方向)的广视场角化,及能够稳定地降低与纵横两个方向交叉的倾斜方向的黑亮度。
带相位差层的偏振片也可以进一步具有导电层或带导电层的各向同性基材(未图示)。导电层或带导电层的各向同性基材代表性而言设置于第二相位差层的外侧(与第一偏振片相反的一侧)。在设置导电层或带导电层的各向同性基材的情况下,带相位差层的偏振片可应用于在图像显示单元(例如,液晶单元、有机EL单元)与第一偏振片之间组入有触摸传感器的所谓的内嵌式触摸面板型输入显示装置。
带相位差层的偏振片也可以进一步包含其他的相位差层。其他的相位差层的光学特性(例如,折射率特性、面内相位差、Nz系数、光弹性模量)、厚度、配置位置等可根据目的而适当设定。
带相位差层的偏振片可以为单片状,也可以为长条状。本说明书中所谓“长条状”是指长度相对于宽度充分地长的细长形状,例如,包含长度相对于宽度为10倍以上、优选为20倍以上的细长形状。长条状的带相位差层的偏振片能够卷绕成卷状。
在实用上,在第二相位差层的与第一偏振片相反的一侧设置粘合剂层(未图示),带相位差层的偏振片视为能够贴附于图像显示单元上。进而,优选在粘合剂层的表面,临时粘贴有剥离衬垫直至带相位差层的偏振片被供于使用为止。通过临时粘贴剥离衬垫,能够保护粘合剂层,并且能够形成卷。
B.图像显示装置的整体构成
图2是本发明的一个实施方式的图像显示装置的概略截面图。图示例的图像显示装置101具备:图像显示单元60;和相对于图像显示单元60配置于可视侧的相反侧的带相位差层的偏振片100。在图像显示装置101中,第一相位差层20位于第一偏振片10与图像显示单元60之间,第二相位差层30位于第一相位差层20与图像显示单元60之间。
图示例的图像显示装置101进一步具备相对于图像显示单元60配置于与带相位差层的偏振片100相反的一侧(可视侧)的第二偏振片40。第二偏振片40包含第二起偏器41。
图像显示单元60代表性而言为液晶单元60a,图像显示装置101代表性而言为液晶显示装置。液晶显示装置代表性而言为所谓的E模式。所谓“E模式的液晶显示装置”是指配置于液晶单元的可视侧的相反侧(背面侧)的起偏器(在本实施方式中,第一起偏器11)的吸收轴(第一吸收轴方向)与液晶单元的初始取向方向实质上正交的装置。所谓“液晶单元的初始取向方向”是指在不存在电场的状态下后述的液晶层中所含的液晶分子发生取向的结果产生的液晶层的面内折射率变得最大的方向(即,慢轴方向)。
在一个实施方式中,配置于液晶单元的可视侧的起偏器(本实施方式中,第二起偏器41)的吸收轴(第二吸收轴方向)与液晶单元的初始取向方向实质上正交。即,在图像显示装置101中,第一起偏器11的吸收轴方向与第二起偏器41的吸收轴方向代表性而言实质上平行。
在实用上,图像显示装置101进一步具备背光源单元90。背光源单元90包含光源91和导光板92。背光源单元90可进一步具备任意适宜的其他的构件(例如,扩散片材、棱镜片材)。在图示例中背光源单元90为边缘照明方式,但作为背光源单元90,可采用任意适宜的其他方式(例如,直下型)。
图像显示装置(液晶显示装置)也可以进一步具备任意适宜的其他的构件。例如,也可以进一步配置别的光学补偿层(相位差层)。别的光学补偿层的光学特性、数目、组合、配置位置等可根据目的及所期望的光学特性等而适当选择。本说明书中未记载的事项可采用在本技术领域中周知惯用的图像显示装置(液晶显示装置)的构成。
这样的图像显示装置可适宜用于特别要求横向的广视场角化及黑色显示时的区域A亮度的降低的用途(尤其是要求高精细,并且可多个人共有画面的用途)。作为图像显示装置,代表性而言可列举出车载显示器、医疗用监视器、游戏监视器,特别优选可列举出车载显示器。
以下,对带相位差层的偏振片及构成图像显示装置的各构件进行说明。
C.偏振片
C-1.起偏器
作为第一偏振片10所具备的第一起偏器11及第二偏振片40所具备的第二起偏器41(以下,有时一并简称为起偏器),可采用任意适宜的起偏器。例如,形成起偏器的树脂膜可以为单层的树脂膜,也可以为两层以上的层叠体。
作为由单层的树脂膜构成的起偏器的具体例子,可列举出对聚乙烯醇(PVA)系膜、部分甲缩醛化PVA系膜、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物系部分皂化膜等亲水性高分子膜利用碘或二色性染料等二色性物质实施染色处理及拉伸处理而得到的膜、PVA的脱水处理物、聚氯乙烯的脱盐酸处理物等多烯系取向膜等。优选由于光学特性优异,使用将PVA系膜用碘进行染色并进行单轴拉伸而得到的起偏器。
上述利用碘的染色例如可通过将PVA系膜浸渍于碘水溶液中来进行。上述单轴拉伸的拉伸倍率优选为3~7倍。拉伸可以在染色处理后进行,也可以一边染色一边进行。此外,也可以在拉伸后进行染色。根据需要对PVA系膜实施溶胀处理、交联处理、洗涤处理、干燥处理等。例如,通过在染色之前将PVA系膜浸渍于水中进行水洗,不仅能够将PVA系膜表面的污渍、抗粘连剂洗涤掉,而且还能够使PVA系膜溶胀而防止染色不均等。
作为使用层叠体而得到的起偏器的具体例子,可列举出使用树脂基材与层叠于该树脂基材上的PVA系树脂层(PVA系树脂膜)的层叠体、或树脂基材与涂布形成于该树脂基材上的PVA系树脂层的层叠体而得到的起偏器。使用树脂基材与涂布形成于该树脂基材上的PVA系树脂层的层叠体而得到的起偏器例如可通过以下方式来制作:将PVA系树脂溶液涂布于树脂基材上并使其干燥而在树脂基材上形成PVA系树脂层,得到树脂基材与PVA系树脂层的层叠体;将该层叠体进行拉伸及染色而将PVA系树脂层制成起偏器。在本实施方式中,拉伸代表性而言包含使层叠体浸渍于硼酸水溶液中进行拉伸。进而,拉伸根据需要可进一步包含在硼酸水溶液中的拉伸之前将层叠体在高温(例如,95℃以上)下进行空中拉伸。所得到的树脂基材/起偏器的层叠体可直接使用(即,也可以将树脂基材作为起偏器的保护层),也可以将树脂基材从树脂基材/起偏器的层叠体剥离,并在该剥离面层叠与目的相应的任意适宜的保护层来使用。这样的起偏器的制造方法的详细情况例如记载于日本特开2012-73580号公报、日本专利第6470455号中。这些公报的整体的记载作为参考被援引于本说明书中。
起偏器的厚度例如为1μm~80μm,优选为1μm~15μm,更优选为1μm~12μm,进一步优选为3μm~12μm,特别优选为3μm~8μm。如果起偏器的厚度为这样的范围,则能够良好地抑制加热时的卷曲,以及,可得到良好的加热时的外观耐久性。
起偏器优选在波长380nm~780nm的任一波长下显示出吸收二色性。起偏器的单体透射率例如为41.5%~46.0%,优选为43.0%~46.0%,更优选为44.5%~46.0%。起偏器的偏光度优选为97.0%以上,更优选为99.0%以上,进一步优选为99.9%以上。
C-2.保护层
第一偏振片10及第二偏振片40各自也可以进一步具备保护层。保护层可以设置于起偏器的至少一个面,也可以设置于起偏器的两面。在图像显示装置101中,第一偏振片10具备设置于第一起偏器11的可视侧的相反侧的面的保护层12,第二偏振片40具备设置于第二起偏器41的可视侧的面的保护层42。
保护层由可作为起偏器的保护层使用的任意适宜的膜形成。作为成为该膜的主要成分的材料的具体例子,可列举出三乙酰纤维素(TAC)等纤维素系树脂、聚酯系、聚乙烯醇系、聚碳酸酯系、聚酰胺系、聚酰亚胺系、聚醚砜系、聚砜系、聚苯乙烯系、聚降冰片烯系、聚烯烃系、(甲基)丙烯酸系、乙酸酯系等透明树脂。此外,还可列举出(甲基)丙烯酸系、氨基甲酸酯系、(甲基)丙烯酸氨基甲酸酯系、环氧系、有机硅系等热固化型树脂或紫外线固化型树脂等。除此以外,例如,还可列举出硅氧烷系聚合物等玻璃质系聚合物。此外,也可以使用日本特开2001-343529号公报(WO01/37007)中记载的聚合物膜。作为该膜的材料,例如可以使用含有在侧链上具有取代或非取代的酰亚胺基的热塑性树脂和在侧链上具有取代或非取代的苯基以及腈基的热塑性树脂的树脂组合物,例如可列举出具有由异丁烯和N-甲基马来酰亚胺形成的交替共聚物和丙烯腈-苯乙烯共聚物的树脂组合物。该聚合物膜例如可为上述树脂组合物的挤出成型物。
在配置于图像显示单元60的可视侧的起偏器具备位于图像显示装置的最表面的保护层的情况下,对于该保护层,根据需要也可以实施硬涂处理、抗反射处理、抗粘连处理、防眩处理等表面处理。进而/或者,对于保护层42,根据需要也可以实施改善隔着偏光太阳镜来可视的情况的可视性的处理(代表性而言,赋予(椭)圆偏光功能、赋予超高相位差)。通过实施这样的处理,即使是隔着偏光太阳镜等偏光透镜来可视显示画面的情况下,也能够实现优异的可视性。
保护层的厚度代表性而言为5mm以下,优选为1mm以下,更优选为1μm~500μm,进一步优选为5μm~150μm。需要说明的是,在实施表面处理的情况下,保护层的厚度为包含表面处理层的厚度在内的厚度。
D.第一相位差层
第一相位差层20如上所述折射率特性显示出nx>ny≥nz的关系。即,第一相位差层20的折射率特性可以为nx>ny=nz,也可以为nx>ny>nz。
折射率特性显示出nx>ny=nz的关系的层(膜)有时称为“正的单轴板”、“正A板”等。其中,“ny=nz”不仅包含ny与nz严格相等的情况,也包含ny与nz实质上相等的情况。具体而言,是指Nz系数超过0.9且低于1.1。
此外,折射率特性显示出nx>ny>nz的关系的层(膜)有时称为“负的双轴板”、“负B板”等。
D-1.折射率特性显示出nx>ny=nz的关系的第一相位差层
作为形成折射率特性显示出nx>ny=nz的关系的第一相位差层的材料,只要是可得到上述那样的特性则可采用任意适宜的材料。具体而言,第一相位差层可以为液晶化合物的取向固化层(液晶取向固化层),也可以为相位差膜(高分子膜的拉伸膜)。
在第一相位差层为液晶取向固化层的情况下,通过使用液晶化合物,与非液晶材料相比能够格外增大所得到的相位差层的nx与ny之差,因此能够格外减小用于得到所期望的面内相位差的相位差层的厚度。其结果是,能够实现带相位差层的偏振片(结果是,图像显示装置)的进一步薄型化。本说明书中所谓“取向固化层”是指液晶化合物在层内沿规定的方向取向、且该取向状态被固定的层。需要说明的是,“取向固化层”是包含如后述那样使液晶单体固化而得到的取向固化层的概念。在本实施方式中,代表性而言棒状的液晶化合物以沿第一相位差层的慢轴方向排列的状态进行取向(水平取向)。
作为液晶化合物,例如可列举出液晶相为向列相的液晶化合物(向列液晶)。作为这样的液晶化合物,例如可以使用液晶聚合物、液晶单体。液晶化合物的液晶性的表现机理可以为溶致型或热致型中的任一种。液晶聚合物及液晶单体可以分别单独使用,也可以组合。
在液晶化合物为液晶性单体的情况下,例如优选为聚合性单体和/或交联性单体。这是由于,通过使液晶性单体聚合或交联,能够将液晶性单体的取向状态固定。在使液晶性单体取向后,例如如果使液晶性单体彼此聚合或交联,由此能够将上述取向状态固定。这里,通过聚合而形成聚合物,通过交联而形成三维网眼结构,但它们为非液晶性。因此,所形成的第一相位差层例如不会发生液晶性化合物所特有的由温度变化而引起的向液晶相、玻璃相、结晶相的转变。其结果是,所形成的第一相位差层成为不受温度变化的影响的稳定性极为优异的相位差层。
液晶化合物的具体例子及液晶取向固化层的形成方法的详细情况例如记载于日本特开2006-163343号公报、日本特开2006-178389号公报中。这些公报的记载作为参考被援引于本说明书中。
第一相位差层如上所述也可以为高分子膜的拉伸膜。具体而言,通过适当选择聚合物的种类、拉伸条件(例如,拉伸温度、拉伸倍率、拉伸方向)、拉伸方法(例如,横向单轴拉伸),可得到具有上述所期望的光学特性(例如,折射率特性、面内相位差、厚度方向的相位差)的第一相位差层。尤其是通过调整高分子膜的厚度(原料厚度)、拉伸温度及拉伸倍率,能够将第一相位差层的Re(550)调整为上述的范围。
高分子膜的厚度(原料厚度)代表性而言为10μm以上,优选为15μm以上,代表性而言为50μm以下,优选为40μm以下,更优选为30μm以下。
拉伸温度优选为110℃~170℃,更优选为130℃~150℃。拉伸倍率优选为1.05倍~2.00倍,更优选为1.10倍~1.50倍。
作为形成上述高分子膜的树脂,可采用任意适宜的树脂。作为具体例子,可列举出降冰片烯系树脂、聚碳酸酯系树脂、纤维素系树脂、聚乙烯醇系树脂、聚砜系树脂等构成正双折射膜的树脂。
在第一相位差层的折射率特性显示出nx>ny=nz的关系的情况下,作为形成高分子膜的树脂,优选可列举出降冰片烯系树脂、聚碳酸酯系树脂。
上述降冰片烯系树脂是将降冰片烯系单体作为聚合单元聚合的树脂。作为该降冰片烯系单体,例如可列举出降冰片烯、及其烷基和/或亚烷基取代体、例如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、5-亚乙基-2-降冰片烯等、它们的卤素等极性基取代体;二环戊二烯、2,3-二氢二环戊二烯等;二甲桥八氢萘、其烷基和/或亚烷基取代体、及卤素等极性基取代体、例如6-甲基-1,4:5,8-二甲桥-1,4,4a,5,6,7,8,8a-八氢萘、6-乙基-1,4:5,8-二甲桥-1,4,4a,5,6,7,8,8a-八氢萘、6-亚乙基-1,4:5,8-二甲桥-1,4,4a,5,6,7,8,8a-八氢萘、6-氯-1,4:5,8-二甲桥-1,4,4a,5,6,7,8,8a-八氢萘、6-氰基-1,4:5,8-二甲桥-1,4,4a,5,6,7,8,8a-八氢萘、6-吡啶基-1,4:5,8-二甲桥-1,4,4a,5,6,7,8,8a-八氢萘、6-甲氧基羰基-1,4:5,8-二甲桥-1,4,4a,5,6,7,8,8a-八氢萘等;环戊二烯的三聚体~四聚体、例如4,9:5,8-二甲桥-3a,4,4a,5,8,8a,9,9a-八氢-1H-苯并茚、4,11:5,10:6,9-三甲桥-3a,4,4a,5,5a,6,9,9a,10,10a,11,11a-十二氢-1H-环戊并蒽。上述降冰片烯系树脂也可以为降冰片烯系单体与其他单体的共聚物。
作为上述聚碳酸酯系树脂,优选使用芳香族聚碳酸酯。芳香族聚碳酸酯代表性而言可通过碳酸酯前体物质与芳香族二元酚化合物的反应而获得。作为碳酸酯前体物质的具体例子,可列举出碳酰氯(Phosgene)、二元酚类的双氯甲酸酯、碳酸二苯酯、碳酸二对甲苯酯、碳酸苯基对甲苯酯、碳酸二对氯苯酯、碳酸二萘酯。它们中,优选碳酰氯、碳酸二苯酯。作为芳香族二元酚化合物的具体例子,可列举出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、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、或将2种以上组合使用。优选使用2,2-双(4-羟基苯基)丙烷、1,1-双(4-羟基苯基)环己烷、1,1-双(4-羟基苯基)-3,3,5-三甲基环己烷。特别优选将2,2-双(4-羟基苯基)丙烷与1,1-双(4-羟基苯基)-3,3,5-三甲基环己烷一起使用。
第一相位差层优选高分子膜的拉伸膜,更优选降冰片烯系树脂膜的拉伸膜。
折射率特性显示出nx>ny=nz的关系的第一相位差层的厚度可按照可得到所期望的光学特性的方式设定。在该第一相位差层为液晶取向固化层的情况下,厚度优选为0.5μm~10μm,更优选为0.5μm~8μm,进一步优选为0.5~5μm。在该第一相位差层为高分子膜的拉伸膜的情况下,厚度优选为5μm~55μm,更优选为10μm~50μm,进一步优选为15μm~45μm。
D-2.折射率特性显示出nx>ny>nz的关系的第一相位差层
折射率特性显示出nx>ny>nz的关系的第一相位差层代表性而言为高分子膜的拉伸膜。这样的高分子膜的拉伸膜通过以上述的D-1项中记载的拉伸温度及拉伸倍率将高分子膜进行拉伸来制备。高分子膜的厚度(原料厚度)代表性而言为30μm以上,优选为45μm以上,更优选为80μm以上,代表性而言为300μm以下,优选为200μm以下,更优选为120μm以下。作为拉伸方法,例如可列举出横向单轴拉伸、固定端双轴拉伸、逐次双轴拉伸。
作为形成上述高分子膜的树脂,可列举出与上述的D-1项中记载的树脂同样的树脂。在第一相位差层的折射率特性显示出nx>ny>nz的关系的情况下,作为形成高分子膜的树脂,优选可列举出降冰片烯系树脂、纤维素系树脂。关于降冰片烯系树脂,如上述D-1项中说明的那样。
上述纤维素系树脂优选为纤维素的羟基的一部分或全部被乙酰基、丙酰基和/或丁基取代而得到的纤维素有机酸酯或纤维素混合有机酸酯。作为上述纤维素有机酸酯,例如可列举出纤维素乙酸酯、纤维素丙酸酯、纤维素丁酸酯。作为上述纤维素混合有机酸酯,例如可列举出纤维素乙酸酯丙酸酯、纤维素乙酸酯丁酸酯。上述纤维素系树脂例如可以通过日本特开2001-188128号公报第[0040]~[0041]中记载的方法来获得。上述纤维素乙酸酯的乙酰基取代度优选为2.0~3.0,进一步优选为2.5~3.0。上述纤维素丙酸酯的丙酰基取代度优选为2.0~3.0,进一步优选为2.5~3.0。在上述纤维素系树脂为纤维素的羟基的一部分被乙酰基取代且一部分被丙酰基取代而得到的混合有机酸酯的情况下,该乙酰基取代度与丙酰基取代度的合计优选为2.0~3.0,进一步优选为2.5~3.0。该情况下,乙酰基取代度优选为0.1~2.9,丙酰基取代度优选为0.1~2.9。
折射率特性显示出nx>ny>nz的关系的第一相位差层的厚度可按照得到所期望的光学特性的方式设定。该第一相位差层的厚度优选为10μm~100μm,更优选为20μm~90μm,进一步优选为60μm~80μm。
E.第二相位差层
第二相位差层30如上所述折射率特性显示出nz≥nx>ny的关系。即,第二相位差层30的折射率特性可以为nz>nx>ny,也可以为nz=nx>ny。
折射率特性显示出nz>nx>ny的关系的层(膜)有时被称为“正的双轴板”、“正B板”等。
此外,折射率特性显示出nz=nx>ny的关系的层(膜)有时被称为“负的单轴板”、“负A板”等。这里,“nz=nx”不仅包含nz与nx严格相等的情况,还包含nz与nx实质上相等的情况。具体而言,是指Nz系数超过-0.1且低于0.1。
第二相位差层的厚度优选为1μm~170μm,更优选为2μm~150μm,进一步优选为3μm~120μm,特别优选为2μm~40μm。通过第二相位差层的厚度为这样的范围内,制造时的处理性优异,并且能够提高所得到的图像显示装置的光学的均匀性。
E-1.折射率特性显示出nz>nx>ny的关系的第二相位差层
折射率特性显示出nz>nx>ny的关系的第二相位差层可为任意适宜的构成。具体而言,可以为相位差膜单独,也可以为相同或不同的2张以上的相位差膜的层叠体。在为层叠体的情况下,第二相位差层可包含用于粘贴2张以上的相位差膜的粘合剂层或粘接剂层。优选第二相位差层为单独的相位差膜。通过采用这样的构成,可降低起偏器的因收缩应力和/或光源的热而引起的相位差值的偏离、不均,并且可有助于所得到的图像显示装置的薄型化。
相位差膜的光学特性可根据第二相位差层的构成而设定为任意适宜的值。例如,在第二相位差层为相位差膜单独的情况下,该相位差膜的光学特性优选与上述第二相位差层的光学特性相等。因此,层叠于第一相位差层等上时使用的粘合剂层、粘接剂层等的相位差值优选尽可能小。
作为相位差膜,优选使用透明性、机械强度、热稳定性、水分遮蔽性等优异、不易因应变而产生光学上的不均的膜。作为相位差膜,优选使用以热塑性树脂作为主要成分的高分子膜的拉伸膜。作为该热塑性树脂,优选使用显示出负双折射的聚合物。通过使用显示出负双折射的聚合物,能够简便地得到具有nz>nx>ny的折射率椭圆体的相位差膜。这里,所谓“显示出负双折射”,在将聚合物通过拉伸等而取向的情况下,是指其拉伸方向的折射率相对变小。换言之,是指与拉伸方向正交的方向的折射率变大。作为显示出负双折射的聚合物,例如可列举出在侧链导入有芳香环、羰基等极化各向异性大的化学键、官能团的聚合物。具体而言,可列举出丙烯酸系树脂、苯乙烯系树脂、马来酰亚胺系树脂。
上述丙烯酸系树脂例如可通过使丙烯酸酯系单体加成聚合来获得。作为丙烯酸系树脂,例如可列举出聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚甲基丙烯酸丁酯、聚甲基丙烯酸环己酯。
上述苯乙烯系树脂例如可通过使苯乙烯系单体加成聚合来获得。作为苯乙烯系单体,例如可列举出苯乙烯、α-甲基苯乙烯、邻甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、对氯苯乙烯、对硝基苯乙烯、对氨基苯乙烯、对羧基苯乙烯、对苯基苯乙烯、2,5-二氯苯乙烯、对叔丁基苯乙烯。
上述马来酰亚胺系树脂例如可通过使马来酰亚胺系单体加成聚合来获得。作为马来酰亚胺系单体,例如可列举出N-乙基马来酰亚胺、N-环己基马来酰亚胺、N-苯基马来酰亚胺、N-(2-甲基苯基)马来酰亚胺、N-(2-乙基苯基)马来酰亚胺、N-(2-丙基苯基)马来酰亚胺、N-(2-异丙基苯基)马来酰亚胺、N-(2,6-二甲基苯基)马来酰亚胺、N-(2,6-二丙基苯基)马来酰亚胺、N-(2,6-二异丙基苯基)马来酰亚胺、N-(2-甲基-6-乙基苯基)马来酰亚胺、N-(2-氯苯基)马来酰亚胺、N-(2,6-二氯苯基)马来酰亚胺、N-(2-溴苯基)马来酰亚胺、N-(2,6-二溴苯基)马来酰亚胺、N-(2-联苯)马来酰亚胺、N-(2-氰基苯基)马来酰亚胺。马来酰亚胺系单体例如可以从东京化成工业(株式会社)获得。
在上述加成聚合中,也可以在聚合后通过取代侧链、或马来酰亚胺化、接枝化反应等来控制所得到的树脂的双折射特性。
上述显示出负双折射的聚合物也可以共聚其他的单体。通过共聚其他的单体,可改善脆性、成型加工性、耐热性。作为该其他的单体,例如可列举出乙烯、丙烯、1-丁烯、1,3-丁二烯、2-甲基-1-丁烯、2-甲基-1-戊烯、1-己烯等烯烃;丙烯腈;丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯等(甲基)丙烯酸酯;马来酸酐;乙酸乙烯酯等乙烯基酯。
在上述显示出负双折射的聚合物为上述苯乙烯系单体与上述其他单体的共聚物的情况下,苯乙烯系单体的配合率优选为50摩尔%~80摩尔%。在上述显示出负双折射的聚合物为上述马来酰亚胺系单体与上述其他单体的共聚物的情况下,马来酰亚胺系单体的配合率优选为2摩尔%~50摩尔%。通过以这样的范围配合,可得到韧性及成型加工性优异的高分子膜。
在第二相位差层的折射率特性显示出nz>nx>ny的关系的情况下,作为上述显示出负双折射的聚合物,优选使用苯乙烯-马来酸酐共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-(甲基)丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-马来酰亚胺共聚物、乙烯酯-马来酰亚胺共聚物、烯烃-马来酰亚胺共聚物等。它们可以单独或将两种以上组合使用。这些聚合物显示出高的负双折射,并且耐热性优异。这些聚合物例如可以从Nova Chemical Japan、荒川化学工业(株式会社)获得。
作为上述显示出负双折射的聚合物,优选还使用具有下述通式(I)所表示的重复单元的聚合物。这样的聚合物显示出更进一步高的负双折射,并且耐热性、机械强度优异。这样的聚合物例如可以通过使用作为起始原料的马来酰亚胺系单体的N取代基导入了至少在邻位具有取代基的苯基的N-苯基取代马来酰亚胺来获得。
[化学式1]
上述通式(I)中,R1~R5分别独立地表示氢、卤素原子、羧酸、羧酸酯、羟基、硝基、或者碳数为1~8的直链或支链的烷基或烷氧基(其中,R1及R5不同时为氢原子),R6及R7表示氢或碳数为1~8的直链或支链的烷基或烷氧基,n为2以上的整数。
作为上述显示出负双折射的聚合物,并不限定于上述内容,例如也可以使用日本特开2005-350544号公报等中公开的那样的环状烯烃系共聚物。进而,也可以适宜使用日本特开2005-156862号公报、日本特开2005-227427号公报等中公开的那样的包含聚合物和无机微粒的组合物。此外,作为显示出负双折射的聚合物,可以单独使用一种,也可以将两种以上混合使用。进而,也可以通过共聚、分支、交联、分子末端修饰(或封端)、及立构规整改性等对它们进行改性来使用。
上述高分子膜根据需要还可以含有任意适宜的添加剂。作为添加剂的具体例子,可列举出增塑剂、热稳定剂、光稳定剂、润滑剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、阻燃剂、着色剂、抗静电剂、增溶剂、交联剂、增粘剂。添加剂的种类及含量可根据目的而适当设定。添加剂的含量代表性而言相对于高分子膜的全部固体成分100质量份为3~10质量份左右。若添加剂的含量变得过多,则有时会损害高分子膜的透明性、或者添加剂从高分子膜表面渗出。
作为上述高分子膜的成型方法,可采用任意适宜的成型方法。例如可列举出压缩成型法、传递模塑法、注塑成型法、挤出成型法、吹塑成型法、粉末成型法、FRP(FiberReinforced Plastics,纤维增强塑料)成型法、溶剂浇铸法。它们中,优选使用挤出成型法、溶剂浇铸法。这是因为能够获得平滑性高、并且具有良好的光学均匀性的相位差膜。具体而言,挤出成型法为下述方法:将包含上述热塑性树脂、增塑剂、添加剂等的树脂组合物加热并熔融,通过T模等将其在浇铸辊的表面以薄膜状挤出,并使其冷却而使膜成型。溶剂浇铸法为下述方法:使将上述树脂组合物溶解于溶剂而成的浓厚溶液(掺杂)脱泡,在金属性的环带或旋转滚筒、或塑料基材等的表面均匀地流延成薄膜状,使溶剂蒸发而使膜成型。需要说明的是,成型条件可根据所使用的树脂的组成、种类、成型加工法等来适当设定。
上述相位差膜(拉伸膜)可通过将上述高分子膜在任意适宜的拉伸条件下进行拉伸来获得。
作为拉伸方法的具体例子,可列举出纵向单轴拉伸法、横向单轴拉伸法、纵横逐次双轴拉伸法、纵横同时双轴拉伸法。优选使用横向单轴拉伸法、纵横逐次双轴拉伸法、纵横同时双轴拉伸法。这是因为能够适宜得到双轴性的相位差膜。就上述显示出负双折射的聚合物而言,由于如上所述拉伸方向的折射率相对变小,因此在横向单轴拉伸法的情况下,在高分子膜的搬送方向具有慢轴(搬送方向的折射率成为nx)。在纵横逐次双轴拉伸法、纵横同时双轴拉伸法的情况下,根据纵-横的拉伸倍率之比,搬送方向、宽度方向中的任一者均可以设定为慢轴。具体而言,若相对地增大纵(搬送)方向的拉伸倍率,则横(宽度)方向成为慢轴,若相对地增大横(宽度)方向的拉伸倍率,则纵(搬送)方向成为慢轴。
作为上述拉伸中使用的拉伸装置,可使用任意适宜的拉伸装置。作为具体例子,可列举出辊拉伸机、拉幅式拉伸机、伸缩式或线性马达式的双轴拉伸机。在一边加热一边进行拉伸的情况下,可以使温度连续地变化,也可以阶段性变化。此外,还可以将拉伸工序分成两次以上。
此外,在这样的第二相位差层的制备中,也可以通过调整高分子膜的厚度(原料厚度)、拉伸温度及拉伸倍率,从而将第二相位差层的Re(550)调整为上述的范围。
高分子膜的厚度(原料厚度)代表性而言为3μm以上,优选为5μm以上,代表性而言为70μm以下,优选为60μm以下,更优选为50μm以下。
拉伸温度(将高分子膜进行拉伸时的拉伸烘箱内的温度)优选为高分子膜的玻璃化转变温度(Tg)附近。具体而言,优选为(Tg-10)℃~(Tg+30)℃,进一步优选为Tg~(Tg+25)℃,特别优选为(Tg+5)℃~(Tg+20)℃。若拉伸温度过低,则有可能相位差值、慢轴的方向变得不均匀或高分子膜发生结晶化(白浊)。另一方面,若拉伸温度过高,则有可能高分子膜熔解、或相位差的表现变得不充分。拉伸温度代表性而言为110~200℃。需要说明的是,玻璃化转变温度可以依据JIS K 7121-1987通过DSC法来求出。
控制上述拉伸烘箱内的温度的方法可采用任意适宜的方法。例如,可列举出使用热风或冷风循环的空气循环式恒温烘箱、利用了微波或远红外线等的加热器、温度调节用经加热的辊、热管辊或金属带等的方法。
将高分子膜进行拉伸时的拉伸倍率可以根据高分子膜的组成、挥发性成分等的种类、挥发性成分等的残留量、所期望的相位差值等来设定为任意适宜的值。优选为1.05倍~5.00倍。此外,从拉伸装置的机械精度、稳定性等观点出发,拉伸时的传送速度优选为0.5m/分钟~20m/分钟。
以上,对使用显示出负双折射的聚合物来得到相位差膜的方法进行了叙述,但相位差膜也可以使用显示出正双折射的聚合物来获得。作为使用显示出正双折射的聚合物来获得相位差膜的方法,例如可以使用日本特开2000-231016号公报、日本特开2000-206328号公报、日本特开2002-207123号公报中公开的那样的使厚度方向的折射率增大的拉伸方法。具体而言,可列举出将热收缩性膜与含有显示出正双折射的聚合物的膜的单面或两面粘接并进行加热处理的方法。通过使该膜在由加热处理产生的热收缩性膜的收缩力的作用下收缩而使该膜的长度方向及宽度方向收缩,由此可增大厚度方向的折射率,能够得到具有nz>nx>ny的折射率椭圆体的相位差膜。
像这样,第二相位差层中使用的正B板也可以使用显示出正负中的任一双折射的聚合物来制造。一般而言,在使用显示出正双折射的聚合物的情况下,在可选择的聚合物的种类多的方面具有优点,在使用显示出负双折射的聚合物的情况下,与使用显示出正双折射的聚合物的情况相比,由于其拉伸方法,在可简便地得到慢轴方向的均匀性优异的相位差膜的方面具有优点。
作为第二相位差层中使用的相位差膜,除了上述的膜以外,还可以直接使用市售的光学膜。此外,也可以使用对市售的光学膜实施拉伸处理和/或松弛处理等二次加工而得到的膜。
上述相位差膜在波长550nm下的光透射率优选为80%以上,进一步优选为85%以上,特别优选为90%以上。光透射率的理论上限为100%,但起因于空气与相位差膜的折射率差而产生表面反射,因此光透射率的可实现的上限大概为94%。作为第一相位差层整体,也优选为同样的光透射率。
上述相位差膜的光弹性模量的绝对值优选为1.0×10-10(m2/N)以下,更优选为5.0×10-11(m2/N)以下,进一步优选为3.0×10-11(m2/N)以下,特别优选为1.5×10-11(m2/N)以下。通过将光弹性模量设定为这样的范围,能够获得光学均匀性优异、并且即使在高温高湿等环境下光学特性的变化也小、耐久性优异的图像显示装置。光弹性模量的下限值没有特别限制,但一般为5.0×10-13(m2/N)以上,优选为1.0×10-12(m2/N)以上。若光弹性模量过小则有可能相位差的表现性变小。光弹性模量为聚合物等的化学结构所固有的值,但通过使光弹性模量的符号(正负)不同的多个成分共聚或混合,可降低光弹性模量。
E-2.折射率特性显示出nz=nx>ny的关系的第二相位差层
折射率椭圆体显示出nz=nx>ny的关系的第二相位差层可为任意适宜的构成。第二相位差层代表性而言为以显示出负双折射的聚合物作为主要成分的高分子膜的拉伸膜。关于显示出负双折射的聚合物,如上述E-1项中说明的那样。
这样的第二相位差层例如通过将以显示出负双折射的聚合物作为主要成分的高分子膜以上述的E-1项中记载的拉伸条件(例如,原料厚度、拉伸温度、拉伸倍率)进行拉伸来制备。更详细而言,将该高分子膜利用辊拉伸机通过纵向单轴拉伸法进行加热拉伸。需要说明的是,也可以在拉伸之前在高分子膜的两面贴合收缩性膜。收缩性膜是为了在加热拉伸时赋予与拉伸方向正交的方向的收缩力、提高厚度方向的折射率(nz)而使用的。构成本实施方式的第二相位差层的拉伸膜的形成方法的详细情况记载于日本特开2007-193365号公报中。该公报的记载作为参考被援引于本说明书中。第二相位差层也可以通过将长条状的上述树脂膜相对于长条方向沿规定的角度的方向连续地进行倾斜拉伸来制作。该情况下,优选通过将贴合有上述收缩性膜的树脂膜层叠于支撑基材上,将该层叠体进行倾斜拉伸,将经倾斜拉伸的树脂膜转印到其他的层上来制作。
F.第一相位差层与第二相位差层的层叠体
第一相位差层与第二相位差层的层叠体优选满足下述的关系:
Re(450)/Re(550)>0.82
Re(650)/Re(550)<1.18。
层叠体的Re(450)/Re(550)更优选为1.0~1.2,进一步优选为1.0~1.1。层叠体的Re(650)/Re(550)更优选为0.8~1.0,进一步优选为0.9~1.0。根据本发明的实施方式,能够获得尽管第一相位差层及第二相位差层作为整体不显示出理想的逆分散特性、但也可实现黑色显示时的倾斜方向的亮度小、并且倾斜方向的色彩偏移小的图像显示装置的带相位差层的偏振片。
G.液晶单元
液晶单元60a具有第一基板62、第二基板63和夹持于它们中的液晶层61,所述液晶层61包含在不存在电场的状态下水平排列地取向的液晶分子。在一般的构成中,在一个基板(代表性而言第一基板62)中设置有滤色器及黑色矩阵,在另一个基板(代表性而言第二基板63)中设置有控制液晶的电光学特性的开关元件、对该开关元件给予门信号的扫描线及给予源信号的信号线、和像素电极及对置电极。上述基板的间隔(单元间隙)通过间隔物等而控制。在上述基板的与液晶层相接触的一侧,例如可以设置由聚酰亚胺形成的取向膜等。
第一基板62及第二基板63的Rth(550)分别为-10nm~100nm。在一个实施方式中,第一基板62及第二基板63中的至少一者的Rth(550)优选为8nm~90nm,更优选为15nm~80nm。在另一实施方式中,第一基板62及第二基板63中的至少一者的Rth(550)优选为-0.1nm以下,更优选为-5nm~-50nm。根据本发明的实施方式,在基板具有这样的厚度方向相位差的情况下,在包含水平取向的液晶单元的液晶显示装置中能够充分减小倾斜方向的黑亮度。
在一个实施方式中,第一基板62及第二基板63中的至少一者满足Rth(450)>Rth(550)的关系,优选第一基板62及第二基板63这两者满足Rth(450)>Rth(550)的关系。更优选第一基板62及第二基板63中的至少一者进一步满足Rth(550)>Rth(650)的关系,进一步优选第一基板62及第二基板63这两者进一步满足Rth(550)>Rth(650)的关系。根据本发明的实施方式,即使是基板具有这样的波长分散特性的情况下,在包含水平取向的液晶单元的液晶显示装置中也能够充分减小倾斜方向的黑亮度。
液晶层61如上所述包含在不存在电场的状态下水平排列地取向的液晶分子。“水平排列地取向的液晶分子”是指作为经取向处理的基板与液晶分子的相互作用的结果,上述液晶分子的取向矢量相对于基板平面平行并且一样地取向的状态的液晶分子。这样的液晶层(作为结果,液晶单元)代表性而言显示出nx>ny=nz的折射率特性。这里,“ny=nz”不仅包含ny与nz完全相同的情况,还包含ny与nz实质上相同的情况。液晶层的Re(550)例如可为300nm~400nm。液晶层的Nz系数例如可为0.9~1.1。
在一个实施方式中,液晶层的液晶分子具有预倾。即,液晶分子的取向矢量相对于基板平面稍微倾斜。预倾角优选为0.1°~1.0°,更优选为0.2°~0.7°。
作为这样的液晶单元60a的驱动模式,例如可列举出平面转换(IPS)模式、边缘场转换(FFS)模式。需要说明的是,上述的IPS模式包含采用V字型电极或锯齿状电极等的超级平面转换(S-IPS)模式、超高级平面转换(AS-IPS)模式。此外,上述的FFS模式包含采用V字型电极或锯齿状电极等的高级边缘场转换(A-FFS)模式、超边缘场转换(U-FFS)模式。作为液晶单元60a的驱动模式,优选可列举出平面转换(IPS)模式。
若液晶单元60a的驱动模式为IPS模式,则能够谋求液晶显示装置的倾斜方向上的可视性的提高。
H.背光源单元
光源91配置于与导光板92的侧面相对应的位置。作为光源,例如可使用多个LED排列而构成的LED光源。作为导光板92,可使用任意适宜的导光板。例如,为了使来自横向的光能够向厚度方向偏转,使用在背面侧形成有透镜图案的导光板、在背面侧和/或可视侧形成有棱镜形状等的导光板。优选使用在背面侧及可视侧形成有棱镜形状的导光板。在该导光板中,形成于背面侧的棱镜形状与形成于可视侧的棱镜形状优选其棱线方向正交。如果使用这样的导光板,则相对于棱镜片材(未图示),能够使更容易聚光的光入射。
实施例
以下,通过实施例对本发明进行具体说明,但本发明不受这些实施例的限定。各特性的测定方法如下。
(1)相位差值的测定
对于实施例及比较例中使用的第一相位差层及第二相位差层的面内相位差,使用王子计测制KOBRA-WPR进行自动计测。测定波长为550nm,测定温度为23℃。
(2)黑色显示时的亮度
在实施例及比较例中得到的图像显示装置中显示黑画面,通过亮度计(AUTRONIC-MELCHERS公司制、商品名“Conoscope”)进行测定。具体而言,使极角以0°~80°、使方位角以0°~360°变化来测定亮度。
此外,将如上述那样测定的亮度中在极角为40°、方位角为20°、25°、155°、160°、190°、195°、345°及350°中的任一者时的亮度设定为区域A亮度(单位:cd/m2),将其中的最大亮度设定为区域A最大亮度(单位:cd/m2)。
<偏振片的制作>
<<制造例1>>
作为热塑性树脂基材,使用为长条状、Tg为约75℃的非晶质的间苯二甲酸共聚聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(厚度:100μm),对树脂基材的单面实施了电晕处理。
将在使聚乙烯醇(聚合度4200、皂化度99.2摩尔%)及乙酰乙酰基改性PVA(日本合成化学工业株式会社制、商品名“GOHSEFIMER”)以9:1混合而得到的PVA系树脂100重量份中添加碘化钾13重量份而得到的物质溶解于水中,制备了PVA水溶液(涂布液)。
通过在树脂基材的电晕处理面涂布上述PVA水溶液并在60℃下进行干燥,从而形成厚度为13μm的PVA系树脂层,制作了层叠体。
将所得到的层叠体在130℃的烘箱内沿纵向(长度方向)单轴拉伸至2.4倍(空中辅助拉伸处理)。
接着,将层叠体在液温为40℃的不溶化浴(相对于水100重量份配合4重量份硼酸而得到的硼酸水溶液)中浸渍30秒钟(不溶化处理)。
接着,在液温30℃的染色浴(相对于水100重量份以1:7的重量比配合碘和碘化钾而得到的碘水溶液)中,一边按照最终得到的起偏器的单体透射率(Ts)成为所期望的值的方式调整浓度一边浸渍60秒钟(染色处理)。
接着,在液温为40℃的交联浴(相对于水100重量份配合3重量份碘化钾并配合5重量份硼酸而得到的硼酸水溶液)中浸渍30秒钟(交联处理)。
之后,将层叠体一边在液温为70℃的硼酸水溶液(硼酸浓度为4重量%、碘化钾浓度为5重量%)中浸渍,一边在周速不同的辊间沿纵向(长度方向)按照总拉伸倍率成为5.5倍的方式进行了单轴拉伸(水中拉伸处理)。
之后,将层叠体在液温为20℃的洗涤浴(相对于水100重量份配合4重量份碘化钾而得到的水溶液)中浸渍(洗涤处理)。
之后,一边在保持于约90℃的烘箱中进行干燥,一边与表面温度保持于约75℃的SUS制的加热辊相接触(干燥收缩处理)。
像这样操作,在树脂基材上形成厚度约为5μm的起偏器,得到具有树脂基材/起偏器的构成的层叠体。
在所得到的层叠体的起偏器表面(与树脂基材相反的一侧的面)贴合HC-TAC膜(厚度为20μm)作为保护层。接着,将树脂基材剥离,得到具有保护层/起偏器/的构成的偏振片。之后,将所得到的偏振片冲裁成与后述的液晶单元相对应的尺寸。
<折射率特性为nx>ny=nz的相位差膜(正A板)的制作>
<<制造例2>>
通过将长条的降冰片烯系树脂膜(Zeon Corporation制、商品名Zeonor、厚度为40μm、光弹性模量为3.10×10-12m2/N)在135℃下单轴拉伸至1.2倍,制作了厚度为37μm的相位差膜。之后,将所得到的相位差膜冲裁成与后述的液晶单元相对应的尺寸。
像这样操作而得到的相位差膜在搬送方向上具有慢轴,折射率特性显示出nx>ny=nz的关系。将相位差膜(正A板)的面内相位差Re(550)、厚度方向的相位差Rth(550)及Nz系数示于表1中。
<<制造例3>>
除了将拉伸倍率变更为1.3倍以外,与制造例2同样地操作而得到相位差膜(正A板)。
<<制造例4>>
除了将拉伸倍率变更为1.8倍以外,与制造例2同样地操作而得到相位差膜(正A板)。
<折射率特性为nz=nx>ny的相位差膜(负A板)的制作>
<<制造例5>>
将苯乙烯-马来酸酐共聚物(Nova Chemical Japan公司制、商品名“DYLARKD232”)的粒料状树脂使用单螺杆挤出机和T模在270℃下挤出,将片材状的熔融树脂用冷却滚筒进行冷却而得到厚度为50μm的膜。将该膜使用辊拉伸机以温度130℃、拉伸倍率1.4倍沿搬送方向进行自由端单轴拉伸,得到在搬送方向上具有快轴的相位差膜(负A板)。之后,将所得到的相位差膜冲裁成与后述的液晶单元相对应的尺寸。
像这样操作而得到的相位差膜的折射率特性显示出nz=nx>ny的关系。将相位差膜(负A板)的面内相位差Re(550)及厚度方向的相位差Rth(550)示于表1中。
<<制造例6>>
除了将拉伸倍率变更为1.5倍以外,与制造例5同样地操作而得到相位差膜(负A板)。
<折射率特性为nx>ny>nz的相位差膜(负B板)的制作>
<<制造例7>>
将拉伸前的膜的厚度变更为100μm,将拉伸倍率以1.5倍进行横向拉伸,除此以外,与制造例2同样地操作而得到相位差膜(负B板)。像这样操作而得到的相位差膜的折射率特性显示出nx>ny>nz的关系。将相位差膜(负B板)的面内相位差Re(550)、厚度方向的相位差Rth(550)及Nz系数示于表1中。
<<制造例8>>
将拉伸前的膜的厚度变更为40μm,将拉伸倍率变更为1.35倍,除此以外,与制造例7同样地操作而得到相位差膜(负B板)。
<<制造例9>>
将拉伸前的膜的厚度变更为40μm,将拉伸倍率变更为1.3倍,除此以外,与制造例7同样地操作而得到相位差膜(负B板)。
<<制造例10>>
将拉伸前的膜的厚度变更为55μm,将拉伸倍率变更为1.35倍,除此以外,与制造例7同样地操作而得到相位差膜(负B板)。
<折射率特性为nz>nx>ny的相位差膜(正B板)的制作>
<<制造例11>>
将苯乙烯-马来酸酐共聚物(Nova Chemical Japan公司制、商品名“DYLARKD232”)的粒料状树脂使用单螺杆挤出机和T模在270℃下进行挤出,将片材状的熔融树脂用冷却滚筒进行冷却而得到厚度为50μm的膜。将该膜使用辊拉伸机以温度130℃、拉伸倍率1.2倍沿搬送方向进行自由端单轴拉伸,得到在搬送方向上具有快轴的膜(纵向拉伸工序)。
将所得到的膜使用拉幅式拉伸机在温度135℃下按照膜宽度成为上述纵向拉伸后的膜宽度的1.7倍的方式沿宽度方向进行固定端单轴拉伸,得到厚度为26μm的相位差膜(双轴拉伸膜、正B板)(横向拉伸工序)。之后,将所得到的相位差膜冲裁成与后述的液晶单元相对应的尺寸。
像这样操作而得到的相位差膜(正B板)在搬送方向上具有快轴(在宽度方向上慢轴),折射率特性显示出nz>nx>ny的关系。将相位差膜(正B板)的面内相位差Re(550)、厚度方向的相位差Rth(550)及Nz系数示于表1中。
<<制造例12>>
未实施纵向拉伸工序,将横向拉伸倍率变更为6.1倍,除此以外,与制造例11同样地操作而得到相位差膜(正B板)。
<<制造例13>>
将纵向拉伸倍率变更为1.5倍,将横向拉伸倍率变更为1.5倍,除此以外,与制造例11同样地操作而得到相位差膜(正B板)。
<<制造例14>>
将纵向拉伸倍率变更为1.9倍,将横向拉伸倍率变更为1.8倍,除此以外,与制造例11同样地操作而得到相位差膜(正B板)。
<折射率特性为nz>nx=ny的相位差膜(正C板)的制作>
<<制造例15>>
除了将厚度方向的相位差Rth变更为-98nm以外,与日本专利第6896118号的制造例6同样地操作而得到相位差膜(正C板)。之后,将所得到的相位差膜冲裁成与后述的液晶单元相对应的尺寸。
像这样操作而得到的相位差膜在搬送方向上具有慢轴,折射率特性显示出nz>nx=ny的关系。将相位差膜(正C板)的面内相位差Re(550)及厚度方向的相位差Rth(550)示于表1中。
<图像显示单元(液晶单元)的准备>
<<制造例16>>
从IPS模式的液晶显示装置(Apple公司制、商品名“iPad(注册商标)”)中取出液晶单元。将贴附于该液晶单元的两面的光学构件去除,将除去面(基板的外侧表面)进行洗涤。使用其作为图像显示单元(液晶单元)。液晶单元的第一基板为Rth(450)=32nm、Rth(550)=19nm、Rth(650)=23nm;第二基板为Rth(450)=9nm、Rth(550)=0.3nm、Rth(650)=-6nm。
[实施例1]
在制造例16的液晶单元的可视侧层叠制造例1的偏振片(包含第二起偏器的第二偏振片)。另一方面,在液晶单元的背面侧,依次层叠制造例5的相位差膜(第二相位差层)、制造例2的相位差膜(第一相位差层)、及制造例1的偏振片(包含第一起偏器的第一偏振片)。层叠按照第一起偏器的吸收轴方向与第一相位差层的慢轴方向实质上正交、第一起偏器的吸收轴方向与第二相位差层的慢轴方向实质上正交、第一起偏器的吸收轴方向与液晶单元的初始取向方向实质上正交、第二起偏器的吸收轴方向与液晶单元的初始取向方向实质上正交的方式进行。像这样操作,制作了图像显示装置(E模式的液晶显示装置)。接着,将图像显示装置供于上述的黑色显示时的亮度测定。将实施例1的图像显示装置中的亮度分布图示于图3中。此外,将实施例1的图像显示装置中的区域A最大亮度示于表1中。
[实施例2、3及比较例1~5]
除了将制造例5的相位差膜(第二相位差层)及制造例2的相位差膜(第一相位差层)各自变更为表1中所示的制造例的相位差膜以外,与实施例1同样地操作而制作图像显示装置(E模式的液晶显示装置)。接着,将图像显示装置供于上述的黑色显示时的亮度测定。将比较例1的图像显示装置中的亮度分布图示于图4中。此外,将实施例2、3、比较例1~5的图像显示装置中的区域A最大亮度示于表1中。
表1
[评价]
如由表1、图3及图4表明的那样,通过第一相位差层的Re(550)及Nz系数为上述的范围,第二相位差层的Re(550)为上述的范围,能够实现能够比纵向(图3及图4中的纸面上下方向Y)的视场角更广地确保横向(图3及图4中的纸面左右方向X)的视场角、并且上述的区域A最大亮度充分小的图像显示装置(液晶显示装置)。
产业上的可利用性
本发明的实施方式的带相位差层的偏振片可适宜应用于图像显示装置,特别是可适宜应用于液晶显示装置。
Claims (4)
1.一种带相位差层的偏振片,其具有:
第一偏振片,该第一偏振片包含第一起偏器;
第一相位差层,该第一相位差层与所述第一偏振片相邻地配置,折射率特性显示出nx>ny≥nz的关系;和
第二相位差层,该第二相位差层与所述第一相位差层相邻地配置,折射率特性显示出nz≥nx>ny的关系,其中,
所述第一起偏器的吸收轴与所述第一相位差层的慢轴实质上正交,
所述第一起偏器的吸收轴与所述第二相位差层的慢轴实质上正交,
所述第一相位差层的面内相位差Re(550)为35nm~115nm,
所述第二相位差层的面内相位差Re(550)为30nm~135nm。
2.一种图像显示装置,其具备:
图像显示单元、和
权利要求1所述的带相位差层的偏振片,该带相位差层的偏振片相对于所述图像显示单元配置于可视侧的相反侧。
3.根据权利要求2所述的图像显示装置,其中,所述图像显示单元为液晶单元,所述液晶单元的驱动模式为IPS模式。
4.根据权利要求3所述的图像显示装置,其中,所述图像显示装置具备第二偏振片,该第二偏振片相对于所述图像显示单元配置于与所述带相位差层的偏振片相反的一侧,
所述第二偏振片包含第二起偏器,
所述第一起偏器的吸收轴与所述液晶单元的初始取向方向实质上正交,
所述第二起偏器的吸收轴与所述液晶单元的初始取向方向实质上正交。
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