CN1650196A - 具有光学补偿功能的偏振片及采用该偏振片的液晶显示装置 - Google Patents

具有光学补偿功能的偏振片及采用该偏振片的液晶显示装置 Download PDF

Info

Publication number
CN1650196A
CN1650196A CNA038086034A CN03808603A CN1650196A CN 1650196 A CN1650196 A CN 1650196A CN A038086034 A CNA038086034 A CN A038086034A CN 03808603 A CN03808603 A CN 03808603A CN 1650196 A CN1650196 A CN 1650196A
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
optical compensation
polaroid
liquid crystal
film
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.)
Granted
Application number
CNA038086034A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1293396C (zh
Inventor
佐佐木伸一
村上奈穗
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
Publication of CN1650196A publication Critical patent/CN1650196A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1293396C publication Critical patent/CN1293396C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/30Polarising elements
    • G02B5/3025Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state
    • G02B5/3033Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state in the form of a thin sheet or foil, e.g. Polaroid
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/01Devices 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 
    • G02F1/13Devices 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
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/13363Birefringent elements, e.g. for optical compensation
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/08Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of polarising materials
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/30Polarising elements
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/01Devices 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 
    • G02F1/13Devices 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
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133528Polarisers

Landscapes

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

Abstract

本发明提供一种包含至少两个光学补偿层的具有光学补偿功能的偏振片,作为具有光学补偿功能的偏振片,其薄且具有出色的光学特性。所述的光学补偿层包括:由聚合物薄膜形成的光学补偿A层,其满足由下式(I)和(II)表示的条件;和由非液晶聚合物薄膜形成的光学补偿B层,其满足由式(III)至(V)表示的条件,20nm≤Rea≤300nm(I);1.0≤Rza/Rea≤8(II);1nm≤Reb≤100nm (III);5≤Rzb/Reb≤100 (IV);1μm≤db≤20μm (V)。本发明还提供使用所述偏振片的液晶显示装置。

Description

具有光学补偿功能的偏振片及采用该偏振片的液晶显示装置
                   技术领域
本发明涉及一种具有光学补偿功能的偏振片以及采用该偏振片的液晶显示装置。
                   背景技术
在两个平面方向和一个厚度方向具有可控主折射率(nx,ny,nz)的光学补偿层被用以获得液晶显示装置,该液晶显示装置可以补偿液晶单元的双折射以及提供出色的全向显示性能。尤其应当指出VA(垂直取向)类型或OCB(光学补偿弯曲)类型的液晶显示装置需要在三个方向上提供的主折射率nx≥ny>nz的光学补偿层。
通常的光学补偿层具有通过使用拉幅机横向或双向拉伸聚合物薄膜而制备的单一层状结构(例如参见JP3(1991)-24502A中的光学补偿层)。然而,此类具有单一层状结构的光学补偿层具有这样的问题,即其不可能获得所需的延迟值,这是因为在厚度方向和每一个平面方向的折射率之间的差异很小。
另一方面,为了获得所需延迟值,所使用的光学补偿层通过层压至少两种聚合物薄膜制备获得。例如,通过提供两种单轴拉伸的聚合物薄膜并层压以便在各自聚合物薄膜的平面慢轴方向相交成直角,从而制备获得现有已知的光学补偿层(例如参见JP3(1991)-33719A)。
然而,由于拉伸聚合物薄膜的厚度大约是1mm,从而由两层或更多层拉伸聚合物薄膜形成的补偿层变得很厚,因而产生这样一个问题,即包括这样一个光学补偿层的液晶显示装置的整个厚度将会增加。
                       发明内容
本发明的目的是提供一种具有光学补偿功能的偏振片,其具有出色的光学特性并包括薄的光学补偿层。
本发明所提供的具有光学补偿功能的偏振片具有至少两个光学补偿层。所述光学补偿层包括:由聚合物薄膜形成的光学补偿A层,其满足由下式(I)和(II)表示的条件;由非液晶聚合物薄膜形成的光学补偿B层,其满足由式(III)至(V)表示的条件。
  20(nm)≤Rea≤300(nm)     (I)
  1.0≤Rza/Rea≤8         (II)
  1(nm)≤Reb≤100(nm)      (III)
  5≤Rzb/Reb≤100         (IV)
  1(μm)≤db≤20(μm)      (V)
在式(I)和(II)中,Rea=(nxa-nya)·da以及Rza=(nxa-nza)·da,其中nxa,nya和nza分别表示光学补偿A层中X轴、Y轴和Z轴方向的折射率,且X轴方向是在光学补偿A层平面内显示最大折射率的轴向,而Y轴方向是在所述平面内垂直X轴方向的轴向,而Z轴方向是垂直X轴和Y轴的厚度方向,而da则表示光学补偿A层的厚度。
在式(III)到(V)中,Reb=(nxb-nyb)·db以及Rzb=(nxb-nzb)·db,其中nxb,nyb,和nzb分别表示光学补偿B层中X轴、Y轴和Z轴方向的折射率,且X轴方向是在光学补偿B层平面内显示最大折射率的轴向,而Y轴方向是在所述平面内垂直X轴方向的轴向,而Z轴方向是垂直X轴和Y轴的厚度方向,而db则表示光学补偿B层的厚度。
本发明也提供一种具有液晶单元和偏振片的液晶显示装置,而所述的偏振片具有按照本发明的光学补偿功能,其中偏振片布置于液晶单元的至少一个表面上。
                    附图说明
附图1是显示按照本发明的具有光学补偿功能的偏振片的一个实施例的截面图。
附图2是显示按照本发明的具有光学补偿功能的偏振片另一个实施例的截面图。
附图3是显示按照本发明的具有光学补偿功能的偏振片再一个实施例的截面图。
附图4是显示按照本发明的具有光学补偿功能的偏振片再一个实施例的截面图。
附图5是显示按照本发明的具有光学补偿功能的偏振片再一个实施例的截面图。
附图6是显示按照本发明的具有光学补偿功能的偏振片再一个实施例的截面图。
附图7是显示按照本发明的具有光学补偿功能的偏振片再一个实施例的截面图。
附图8是显示按照本发明的具有光学补偿功能的偏振片再一个实施例的截面图。
附图9是显示按照本发明的具有光学补偿功能的偏振片再一个实施例的截面图。
附图10是显示按照本发明的具有光学补偿功能的偏振片再一个实施例的截面图。
附图11是显示按照本发明的具有光学补偿功能的偏振片再一个实施例的截面图。
                    具体实施方式
一种按照本发明的具有光学补偿功能的偏振片,其包括:含聚合物薄膜的光学补偿A层,在其平面方向和厚度方向具有特定延迟值;含非液晶聚合物薄膜的光学补偿B层,在其平面方向和厚度方向具有特定延迟值。由此允许偏振片作为一个整体获得所需的延迟值。
此外,非液晶聚合物薄膜的厚度通常是30μm或更少,优选15μm或更少,更优选10μm或更少。因此,层压制品包括光学补偿A层和含这样一层非液晶聚合物薄膜的光学补偿B层,从而该层压制品可以成为具有光学补偿功能的薄的偏振片。
应当指出,只要具有光学补偿功能的偏振片按照本发明包括如上所述的光学补偿A层和光学补偿B层以及偏振层,则这些层的层压顺序可以任意决定。顺序例如可以是:偏振层、光学补偿A层、以及光学补偿B层;或者,偏振层、光学补偿B层、以及光学补偿A层。此外,具有按照本发明的光学补偿功能的偏振片可以包括两层或更多层的光学补偿A层和/或光学补偿B层。在此情况下,这些层层压顺序也并没有特别的限制。例如,顺序可以是:偏振层、光学补偿B层、光学补偿A层、以及光学补偿B层。
例如,优选具有按照本发明的光学补偿功能的偏振片包括光学补偿A层,该层满足30(nm)≤Rea≤80(nm)和1≤Rza/Rea≤3,还包括光学补偿B层,该层满足1(nm)≤Reb≤30(nm)和8≤Rzb/Reb≤50。这是因为当光学补偿A层和光学补偿B层满足前述条件时,偏振片可以产生这样一个效果,即对比度的劣化可以得到抑制并且在宽视角范围内颜色的变化得以减少。
此外,更为优选的是具有按照本发明的光学补偿功能的偏振片包括光学补偿A层,该层满足30(nm)≤Rea≤60(nm)和1≤Rza/Rea≤3,还包括光学补偿B层,该层满足3(nm)≤Reb≤30(nm)和8≤Rzb/Reb≤40。
在本发明中,光学补偿A层中所含的聚合物薄膜是由拉伸聚合物薄膜形成的,例如是液晶薄膜等。拉伸聚合物薄膜例如可以通过拉伸未拉伸的聚合物薄膜而制造获得。
尽管未拉伸的聚合物薄膜并没有特别的限制,但是优选未拉伸的聚合物薄膜是由当薄膜经拉伸后能赋予薄膜光学各向异性的聚合物形成,并且该薄膜还需具有出色的双折射可控性、透明度、耐热性以及表面光洁度。就透明度而言更需明确的是优选可以形成薄膜的聚合物具有至少75%的透光率,尤其优选至少85%。可以单独使用这些聚合物的一种或使用这些聚合物中的两种或更多的混合物。
尽管所用的形成未拉伸聚合物薄膜的聚合物并没有特别的限制,但是优选选用显示正双折射的聚合物(这意味着当形成的薄膜被拉伸后在拉伸方向的折射率较大)。该类聚合物的例子包括聚烯烃(例如,聚乙烯和聚丙烯),聚降冰片烯,聚酯,聚氯乙烯,聚苯乙烯,聚丙烯腈,聚砜,丙烯酸树脂,聚芳酯,聚乙烯醇,聚甲基丙烯酸酯,聚丙烯酸酯,聚碳酸酯,聚醚砜,纤维素树脂(例如,纤维素酯和纤维素醚),降冰片烯树脂,偏二氯乙烯,以及它们的共聚物。
此外,所用的形成未拉伸聚合物薄膜的聚合物可以是显示如后所述的负双折射的非晶聚合物和显示如前所述正双折射的聚合物的混合物。如果是这样,显示负双折射和显示正双折射的聚合物的混合比例可以在考虑到双折射和光弹系数后进行适当选择。例如显示负双折射的聚合物(X)和显示正双折射的聚合物(Y)的混合摩尔比例(X∶Y)在20∶80至80∶20的范围之间,优选30∶70至70∶30。
聚合物薄膜的另一个实例已在JP 2001-343529 A(WO 01/37007)中阐述。所用的聚合物材料可以是树脂组合物,其包含一种热塑性树脂(该树脂的支链具有取代或未取代的酰亚氨基)和另一种热塑性树脂(该树脂的支链具有取代或未取代的苯基和氰基),例如该树脂组合物包含异丁烯和N-甲基马来酰亚胺的交替共聚物以及丙烯腈-苯乙烯的共聚物。
制造未拉伸聚合物薄膜的方法并没有特别的限制,可以使用任何常规方法,比如浇铸方法、薄膜流展(film flow expanding)、辊涂、流延、以及挤出。其中,优选挤出、薄膜流展以及浇铸方法,这是因为其可以减少聚合物薄膜拉伸后产生的双折射的变化。当形成未拉伸聚合物薄膜时,如果需要可以进一步混合多种添加剂,例如稳定剂、增塑剂、金属等。
未拉伸聚合物薄膜的厚度例如可以不超过500mm,优选范围为10μm至500μm,尤其优选范围为20μm至300μm。
未拉伸聚合物薄膜的拉伸方法并没有特别的限制,任何常规方法都可以使用。其实例包括拉幅机横向拉伸、双向拉伸以及按照使用辊的方法延机器方向拉伸。优选双向拉伸且其在长轴方向的拉伸比率比短轴方向的比率低。双向拉伸可以选择单独使用一台拉幅机的同时双向拉伸和使用辊和拉幅机的顺序双向拉伸方法。在使用辊延纵向拉伸中,可以通过使用加热辊的方法、加热环境大气的方法或者结合使用这两种方法来实施加热。
尽管未拉伸聚合物薄膜的拉伸比率因拉伸方法的不同而变化,但是通常其为未拉伸聚合物薄膜长度的1.05至3倍,优选1.05至2倍。
拉伸未拉伸薄膜的温度可以适当选择,而这取决于所用的未拉伸聚合物薄膜的玻璃化转变温度、在未拉伸聚合物薄膜中所用添加剂的种类等。拉伸未拉伸聚合物薄膜的温度例如70℃至250℃,优选100℃至200℃,特别优选120℃至180℃。尤其是优选拉伸未拉伸聚合物薄膜的温度基本上相当于或高于未拉伸聚合物薄膜的Tg。
拉伸的聚合物薄膜的厚度可以按照薄膜所应用到的图像显示装置的屏幕尺寸适当选定。拉伸后的聚合物薄膜的厚度例如可以不超过300mm,优选范围为10至150μm,尤其优选范围为20至120μm。
应当指出,本发明的特征在于:光学补偿A层其满足式(I)和(II),而光学补偿B层其满足式(III)至(V),且A层和B层结合使用,以此用作光学补偿层并和偏振层一起使用。
在上述方式中,形成光学补偿A层的薄膜是按照满足下面式(I)和(II)而制造获得的。
20(nm)≤Rea≤300(nm)             (I)
1.0≤Rza/Rea≤8                 (II)
当Rea满足式(I)时,在视觉上充分补偿偏振片是可能的,当Rza/Rea满足式(II)时,充分补偿液晶单元的双折射是可能的。
式(I)中的Rea优选满足20(nm)≤Rea≤250(nm),更优选满足22(nm)≤Rea≤200(nm),进一步优选满足25(nm)≤Rea≤150(nm),由此因为视角所导致的着色可以得到抑制。
另外一方面,式(II)中的Rza/Rea优选满足1.0≤Rza/Rea≤7,更优选满足1.0≤Rza/Rea≤6,进一步优选满足1.0≤Rza/Rea≤5,由此当液晶单元中的液晶为同回归取向时,液晶单元的双折射能够获得补偿。
应当指出,可以使用任何液晶薄膜,只要其能满足上述式(I)和(II)。此类薄膜可以通过常规公知方法制造。但是,优选使用向列型液晶薄膜。
任何本领域普通技术人员可以制备满足式(I)和(II)的拉伸薄膜,例如适当设定聚合物种类、拉伸条件等,而不需要进行任何过度的实验。
例如,当用拉幅机在120℃至150℃拉伸厚度为40至100μm的聚合物薄膜″ZEONOR(商品名称)″(ZEON公司制造)至1.1-1.5倍于其原始长度、进而获得厚度为20至90μm的拉伸薄膜时,该拉伸薄膜满足上述式(I)和(II)。
可替换的,当在170℃至180℃通过延纵向单轴拉伸厚度为40至100μm的聚合物薄膜“ARTON(商品名称)”(JSR公司制造)至1.05-1.5倍于其原始长度、进而获得厚度为20至90μm的拉伸薄膜时,该拉伸薄膜满足上述式(I)和(II)。
下一步,可以通过下述方法制造出按照本发明的光学补偿B层,例如通过制备非液晶聚合物溶液(该溶液是通过将非液晶聚合物溶解于溶剂中制备获得的),将该溶液涂布于光学补偿A层或基材上,然后固化所述涂层,即可获得。可替换的,制造按照本发明的光学补偿B层也可以这样进行,例如通过制备非液晶聚合物的熔融体(该熔融体通过加热熔融非液晶聚合物获得)而非溶液,将熔融体涂布于光学补偿A层或基材上,然后冷却固化涂层,即可获得。
所述的非液晶聚合物可以是聚酰胺,聚酰亚胺,聚酯,聚醚酮,聚芳醚酮,聚酰胺酰亚胺,聚酯酰亚胺等,因为它们具有出色的耐热性、化学稳定性、透明性和硬度。可以单独使用这些聚合物中的一种,或者也可以使用两种或更多的具有不同官能团的聚合物的混合物,例如聚芳醚酮和聚酰胺的混合物。在这些聚合物中,尤其优选聚酰亚胺,这是由于其高透明性、高取向性、以及高拉伸性能。
对非液晶聚合物的分子量并没有特别的限制,但是其重均分子量(Mw)优选范围为1,000至1,000,000,更优选2,000至500,000。
就聚酰亚胺而言,优选使用具有高平面内取向性并可溶于有机溶液中的聚酰亚胺。更为明确的说,此类聚酰亚胺的种类包括已经在JP2000-511296 A中公开的9,9-二(氨基芳基)笏和芳香族的四羧酸二酐的缩聚物产品,例如包含至少一种由下面式(1)表示的重复单元的聚合物。
Figure A0380860300111
在上述式(1)中,R3至R6是至少一种分别选自下面组的取代基,该组由氢、卤素、苯基、由1至4个卤素原子或C1-10烷基取代的苯基、以及C1-10烷基组成。优选R3至R6是至少一种分别选自下面组的取代基,该组由卤素、苯基、由1至4个卤素原子或C1-10烷基取代的苯基、以及C1-10烷基组成。
在上述式(1)中,Z例如是C6-20的四价芳香族基团,优选为均苯四羧酸基团、多环芳香族基团及其衍生物,或由下面式(2)所表示的基团。
Figure A0380860300121
在式(2)中,Z’例如是共价键,C(R7)2基团,CO基团,氧原子,硫原子,SO2基团,Si(C2H5)2基团,或NR5基团。当有多个Z’时,其可以是相同的或者也可以是不同的。而且,w是1至10的整数。R7分别是氢或C(R9)3。R8是氢,含1至20个碳原子的烷基,或C6-20芳基,而当有多个R8时,其可以是相同的或者也可以是不同的。R9分别是氢、氟或氯。
上述提及的多环芳香族基团例如可以是衍生自萘、笏、苯并芴或蒽的四价基团衍生物。此外,上述提及的多环芳香族基团的取代衍生物可以是由至少一个选自下组的基团取代的上述提及的多环芳香族基团,所述的取代基的组例如由C1-10烷基,其氟化衍生物,以及卤素(例如氟和氯)组成。
除了上述所提及的,例如已经被JP 8(1996)-511812 A所公开的重复单元由下面通式(3)或(4)表示的均聚物或重复单元由下面通式(5)表示的聚酰亚胺也可以使用。由下面式(5)所表示的聚酰亚胺是由式(3)所表示的均聚物的优选方式。
在上述通式(3)至(5)中,G和G’分别选自下组的基团,该组例如由共价键,CH2基团,C(CH3)2基团,C(CF3)2基团,C(CX3)2基团(其中X是卤素),CO基团,氧原子,硫原子,SO2基团,Si(CH2CH3)2基团和N(CH3)基团组成,而且G和G’可以是相同的或者也可以是不同的。
在上述通式(3)至(5)中,L是取代基,而d和e表示其中取代基的数目。L例如是卤素,C1-3烷基,卤代的C1-3烷基,苯基,或被取代的苯基,并且当有多个L时,其可以是相同的或者也可以是不同的。上述提及的被取代的苯基可以例如是具有至少一个选自下组取代基的被取代苯基,所述组由卤素,C1-3烷基和卤代的C1-3烷基组成。而且,上述提及的卤素例如可以是氟、氯、溴或碘。而d是0至2的整数,e是0至3的整数。
在上述通式(3)至(5)中,Q是取代基,而f表示其中取代基的数目。Q例如可以是选自下组的原子或基团,该组由氢,卤素,烷基,被取代的烷基,硝基,氰基,硫代烷基,烷氧基,芳基,被取代的芳基,烷基酯基团和被取代的烷基酯基团,当有多个Q时,其可以是相同的或者也可以是不同的。上述提及的卤素例如可以是氟,氯,溴或碘。上述提及的被取代的烷基例如可以是卤代烷基,而且,上述提及的被取代的芳基例如可以是卤代的芳基。而f是0至4的整数,g和h分别是0至3和1至3的整数。此外,优选g和h大于1。
在上述式(4)中,R10和R11是分别选自下组的基团,该组由氢,卤素,苯基,被取代的苯基,烷基,被取代的烷基组成。尤其优选R10和R11分别是卤代的烷基。
在上述式(5)中,M1和M2可以是相同的或者也可以是不同的,例如是卤素,C1-3烷基,卤代的C1-3烷基,苯基,或被取代的苯基。上述提及的卤素例如可以是氟,氯,溴或碘。上述提及的苯基例如可以是具有至少一种选自下组的取代基的被取代的苯基,该组由卤素,C1-3烷基和卤代的C1-3烷基组成。
由式(3)表示的聚酰亚胺的具体实例包括由下面式(6)表示的聚酰亚胺。
Figure A0380860300141
此外,上述提及的聚酰亚胺例如可以是除了上述给出的架构(重复单元)外通过适当共聚合酸二酐和二胺获得。
上述提及的酸二酐例如可以是芳香族四羧酸二酐。芳香族四羧酸二酐例如可以是均苯四羧酸二酐,二苯甲酮四羧酸二酐,萘四羧酸二酐,杂环芳香族四羧酸二酐,或2,2’-取代联苯四羧酸二酐。
均苯四羧酸二酐例如可以是均苯四羧酸二酐,3,6-联苯均苯四羧酸,3,6-二(三氟甲基)均苯四羧酸二酐,3,6-二溴均苯四羧酸二酐,或3,6-二氯均苯四羧酸二酐。二苯甲酮四羧酸二酐例如可以是3,3’,4,4’-二苯甲酮四羧酸二酐,2,3,3’,4’-二苯甲酮四羧酸二酐,或2,2’,3,3’-二苯甲酮四羧酸二酐。萘四羧酸二酐例如可以是2,3,6,7-萘四羧酸二酐,1,2,5,6-四羧酸二酐,或2,6-二氯-萘-1,4,5,8-四羧酸二酐。杂环芳香族四羧酸二酐例如可以是噻吩-2,3,4,5-四羧酸二酐,吡嗪-2,3,5,6-四羧酸二酐,或嘧啶-2,3,5,6-四羧酸二酐。2,2’-取代联苯四羧酸二酐例如可以是2,2’-二溴-4,4’,5,5’-联苯四羧酸二酐,2,2’-二氯-4,4’,5,5’-联苯四羧酸二酐,或2,2’-二(三氟甲基)-4,4’,5,5’-联苯四羧酸二酐。
芳香族四羧酸二酐的其它例子可以包括3,3’,4,4’-联苯四羧酸二酐,二(2,3-二羧基苯基)甲烷二酐,二(2,5,6-三氟-3,4-二羧基苯基)甲烷二酐,2,2-二(3,4-二羧基苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷二酐,4,4’-二(3,4-二羧基苯基)-2,2-联苯丙烷二酐,二(3,4-二羧基苯基)醚二酐,4,4’-氧代二邻苯二甲酸二酐,二(3,4-二羧基苯基)磺酸二酐,3,3’,4,4’-联苯砜四羧酸二酐,4,4’-[4,4’-异亚丙基-二(对-苯撑氧基(phenyleneoxy))]二(邻苯二甲酸二酐),N,N-(3,4-二羧基苯基)-N-甲胺二酐和二(3,4-二羧基苯基)二乙基硅烷二酐。
在上述的化合物中,芳香族四羧酸二酐优选是2,2’-取代联苯四羧酸二酐,更优选为2,2’-二(三卤甲基)-4,4’,5,5’-联苯四羧酸二酐,尤其优选2,2’-二(三氟甲基)-4,4’,5,5’-联苯四羧酸二酐。
上述提及的二胺例如可以是芳香族二胺。其中更为具体的例子包括苯二胺,二氨基二苯甲酮,萘二胺,杂环芳香族二胺,以及其它芳香族二胺。
苯二胺例如可以是选自下组的二胺,该组由苯二胺类组成,例如邻-,间-和对-苯二胺,2,4-二氨基甲苯,1,4-二氨基-2-茴香醚,1,4-二氨基-2-联苯和1,3-二氨基-4-氯苯。二氨基二苯甲酮的例子可以包括2,2’-二氨基二苯甲酮和3,3’-二氨基二苯甲酮。萘二胺例如可以是1,8-二氨基萘或1,5-二氨基萘。杂环芳香族二胺的例子可以包括2,6-二氨基吡啶,2,4-二氨基吡啶和2,4-二氨基-S-三嗪。
此外,除了上述,芳香族二胺还可以是4,4’-二氨基联苯,4,4’-二氨基联苯甲烷,4,4’-(9-亚笏基)-双苯胺,2,2’-二(三氟甲基)-4,4’-二氨基联苯,3,3’-二氯-4,4’-二氨基联苯甲烷,2,2’-二氯-4,4’-二氨基联苯,2,2’,5,5’-四氯联苯胺,2,2-二(4-氨基苯氧基苯基)丙烷,2,2-二(4-氨基苯基)丙烷,2,2-二(4-氨基苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷,4,4’-二氨基联苯醚,3,4’-二氨基联苯醚,1,3-二(3-氨基苯氧基)苯,1,3-二(4-氨基苯氧基)苯,1,4-二(4-氨基苯氧基)苯,4,4’-二(4-氨基苯氧基)联苯,4,4’-二(3-氨基苯氧基)联苯,2,2-二[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷,2,2-二[4-(4-氨基苯氧基)苯基]-1,1,1,3,3,3,-六氟丙烷,4,4’-二氨基联苯硫醚,或4,4’-二胺苯砜。
聚醚酮例如可以是由下面通式(7)表示的聚芳醚酮,其已在JP2001-49110 A中公开。
Figure A0380860300161
在上述式(7)中,X是取代基,而q是其中取代基的数目。X例如可以是卤素原子,低级烷基,卤代烷基,低级烷氧基,或卤代烷氧基,而当有多个X时,其可以是相同的或者也可以是不同的。
卤素原子例如可以是氟原子,溴原子,卤原子或碘原子,其中优选氟原子。低级烷基例如优选为C1-6的低级直链烷基或C1-6的低级支链烷基,更优选C1-4直链或支链烷基。更具体而言,优选甲基,乙基,丙基,异丙基,丁基,异丁基,仲丁基,或叔丁基,然而尤其优选甲基或乙基。卤代烷基例如可以是上述低级烷基的卤代物,例如三氟甲基。低级烷氧基例如优选为C1-6直链或支链烷氧基,更优选C1-4直链或支链烷氧基。更具体而言,进一步优选甲氧基,乙氧基,丙氧基,异丙氧基,丁氧基,异丁氧基,仲丁氧基,或叔丁氧基,然而尤其优选甲氧基或乙氧基。卤代烷氧基例如可以是上述低级烷氧基的卤代物,例如三氟甲氧基。
在上述式(7)中,q是0至4的整数。在式(7)中,优选q=0,且键合于苯环两端的羰基和醚的氧原子是存在于苯环的对位位置。
同时,在式(7)中,R1是由下面式(8)表示的,而m是0或1的整数。
在上述式(8)中,X’是取代基,例如与式(7)中的X相同。在式(8)中,当有多个X’时,其可以是相同的或者也可以是不同的。q’表示X’的取代数,其为0至4的整数,优选q’=0。此外,p是0或1的整数。
在式(8)中,R2是二价芳香族基团。该二基芳香族基团例如是邻-,间-,或对-苯撑或衍生于萘,联苯,蒽,邻-,间-,或对-三联苯,菲,氧笏,联苯醚,或联苯砜的二价基团。在这些二价芳香族基团中,直接与芳香部分结合的氢可以被卤素原子,低级烷基,或低级烷氧基取代。其中,R2优选一种芳香族基团,该基团选自由下面式(9)至(15)组成的基团。
Figure A0380860300181
在上述式(7)中,R1优选为由下面式(16)表示的基团,其中R2和p等同于式(8)中的R2和p。
Figure A0380860300182
此外,在式(7)中,n表示聚合度的范围,例如从2至500,优选从5至500。聚合物可以由相同结构的重复单元或者不同结构的重复单元构成。在后者的情况下,重复单元形成的聚合物可以是嵌段共聚物或无规共聚物。
此外,优选由式(7)表示的聚芳醚酮的对-四氟苯酰撑基团一侧上的末端为氟,而氧化烯烃基团一侧上的末端为氢原子。此类聚芳醚酮例如可以由下面通式(17)表示。在下面式中,n与在式(7)中一样,指聚合度。
Figure A0380860300191
由式(7)表示的聚芳醚酮的更为具体的例子可以包括由下面式(18)至(21)表示的那些,其中n指聚合度。
除了上述,聚酰胺或聚酯例如可以是JP 10(1998)-508048 A所公开的聚酰胺或聚酯,其重复单元可以由下面通式(22)表示。
在上述式(22)中,Y是O或NH。E例如是至少选自下面组的基团,该组由共价键,C2亚烃基,卤代C2亚烃基,CH2基团,C(CX3)2基团(其中X为卤素或氢),CO基团,氧原子,硫原子,SO2基团,Si(R)2基团和N(R)基团组成,而E可以是相同的或者也可以是不同的。在上述提及的E中,R至少是C1-3烷基和卤代C1-3烷基的一种,并与羰基官能团或Y基团以间位或对位位置存在。
此外,在上述式(22)中,A和A’是取代基,t和z分别是指其中取代基的数目。此外,p是0至3的整数,q是1至3的整数,r是0至3的整数。
上述提及的A选自下组,该组例如由氢,卤素,C1-3烷基,卤代C1-3烷基,由OR表示的烷氧基(其中R是上述定义的基团),芳基,被卤素等取代的芳基,C1-9烷氧碳基,C1-9烷基碳基氧基(alkylcarbonyloxygroup),C1-12芳氧基碳基,C1-12芳基碳基氧基及其取代衍生物,C1-12芳基氨甲酰基,C1-12芳基碳基氨基及其取代衍生物组成。当有多个A时,其可以是相同的或者也可以是不同的。上述提及的A’例如可以是卤素,C1-3烷基,卤代C1-3烷基,苯基或被取代的苯基,而当有数个A’时,其可以是相同的或者也可以是不同的。被取代的苯基的苯环上的取代基例如可以是卤素,C1-3烷基,卤代C1-3烷基,或其结合。而t是0至4的整数,z是0至3的整数。
在由上述式(22)表示的聚酰胺和聚酯的重复单元中,重复单元优选由下面的通式(23)表示。
在式(23)中,A,A’和Y是由式(22)所定义的,v是0至3的整数,优选为0至2的整数。尽管x和y均可以是0或1,但是其不能同时为0。
制造光学补偿B层方法的一个实例将如下加以描述。
首先,用上述提及的非液晶聚合物溶液或其熔融体对光学补偿A层或基材的一面进行涂布,从而形成涂层。
对溶液的溶剂并没有特别的限制,只要其能够溶解或悬浮所述的非液晶聚合物,其可以按照非液晶聚合物的种类进行适当选择。其例子包括卤代烃例如氯仿,二氯甲烷,四氯化碳,二氯乙烷,三氯乙烷,三氯乙烯,四氯乙烯,氯苯,以及邻二氯苯;还包括酚类例如苯酚和对二氯苯酚;还包括芳香族烃例如苯,甲苯,二甲苯,茴香醚,以及1,2-二甲氧基苯;还包括酮例如丙酮,甲基乙基酮,甲基异丁基酮,环己酮,环戊酮,2-吡咯烷酮,以及正-甲基-2-吡咯烷酮;还包括酯例如乙酸乙酯和醋酸丁酯;还包括醇例如叔丁醇,丙三醇,乙二醇,三甘醇,乙二醇甲基醚,二甘醇二甲醚,丙二醇,二丙二醇,以及2-甲基-2,4-戊二醇;还包括酰胺例如二甲基甲酰胺和二甲基乙酰胺;还包括腈类例如乙腈和丁腈;还包括醚例如二乙醚,二丁醚,以及四氢呋喃;或者是二硫化碳,乙基溶纤剂,或丁基溶纤剂。尤其优选二氯甲烷,环己酮,三氯乙烯,四氯乙烷,正-甲基吡咯烷酮,四氢呋喃,以及二甲基乙酰胺。这些溶剂可以单独使用或者两种或更多结合使用。
鉴于粘度应当允许涂布变得容易,适宜的制备非液晶聚合物溶液的方法是在100重量份的溶剂中混合入2至100重量份、优选5至50重量份、更优选10至40重量份的非液晶聚合物。
非液晶聚合物的熔融体可以通过加热非液晶聚合物制备。
光学补偿B层可以进一步包括有机硅化合物。该化合物使得在光学补偿A层和光学补偿B层之间或光学补偿B层和基材层之间获得出色的粘附。从而,通过使用该化合物,具有改善粘附的光学补偿层可以容易地形成。因而,在本发明的方法中,有机硅化合物可以加到非液晶聚合物的溶液或熔融体中。
对于有机硅化合物并没有特别的限定,可以使用的例如是四甲氧基硅烷,甲基三甲氧基硅烷,二甲基二乙氧基硅烷,异丁基三甲氧基硅烷,苯基三甲氧基硅烷,苯基三乙氧基硅烷,二苯基二甲氧基硅烷,二苯基二乙基硅烷,3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷,3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷,3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷,3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷,癸基三甲氧基硅烷,正-十六烷基三甲氧基硅烷,正-十六烷基二甲氧基甲基硅烷,硬脂酰三甲氧基硅烷,乙烯基三甲氧基硅烷,乙烯基三乙氧基硅烷,乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷,正-(2-氨基乙基)3-氨基丙基三甲氧基硅烷,正-(2-氨基乙基)3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷,3-氨基丙基三甲氧基硅烷,正-苯基-3-氨基苯基三甲氧基硅烷,3-巯基丙基三甲氧基硅烷,3-氯丙基三甲氧基硅烷,3-氯丙基甲基二甲氧基硅烷,3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷,3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷,3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷,3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷,γ-缩水甘油氧基(glycidoxy)丙基三甲氧基硅烷,γ-缩水甘油氧基丙基甲基二甲氧基硅烷,γ-缩水甘油氧基丙基三乙氧基硅烷,γ-缩水甘油氧基丙基甲基二乙氧基硅烷,以及2-(3,4-环氧二环己基)乙基三甲氧基硅烷。其可以单独使用或两种或更多结合使用,添加使用量的范围例如为0.001至5重量份(相对于每100重量份聚合物)。添加0.001重量份或更多可以进一步改善粘附性,而添加5重量份或更少可以进一步改善耐热性。
在非液晶聚合物溶液或熔融体中,如果需要可以进一步混合添加多种添加剂,例如稳定剂、增塑剂、金属等。
此外,非液晶聚合物溶液或熔融体可以含有其它树脂,只要非液晶聚合物的取向性并不因此而显著下降就可以。此类树脂例如可以是通用树脂,工程塑料,热塑性树脂以及热固性树脂。
通用树脂例如可以是聚乙烯(PE),聚丙烯(PP),聚苯乙烯(PS),聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA),ABS树脂,AS树脂,或诸如此类。工程塑料例如可以是聚醋酸酯(POM),聚碳酸酯(PC),聚酰胺(PA:nylon),聚对苯二甲酸乙二酯(PET),聚对苯二甲酸丁二酯(PBT),或诸如此类。热塑性塑料例如可以是聚苯硫醚(PPS),聚醚砜(PES),聚酮(PK),聚酰亚胺(P1),聚对苯二甲酸环己烷二甲酯(PCT),聚芳酯(PAR),液晶聚合物(LCP),或诸如此类。热固性树脂例如可以是环氧树脂,线性酚醛树脂,或诸如此类。
当上述提及的其它树脂被混合入上述提及的非液晶聚合物的溶液或熔融体时,混合添加的数量范围例如为0wt%至50wt%,优选0wt%至30wt%,该重量百分比是以非液晶聚合物为基准的。
应用非液晶聚合物溶液或熔融体方法的例子包括能够获得高的厚度精确性的方法,例如旋涂,流展,喷涂,辊涂,流涂,印刷,浸渍涂布,薄膜流展,棒涂,以及照相凹版印刷。
接着干燥或冷却涂层,以便获得光学补偿B层。当涂布非液体聚合物溶液后,可以干燥涂层。干燥方法并没有特别的限制,例如可以是空气干燥或加热干燥。其条件例如可以按照非液晶聚合物和溶剂的种类适当选择。例如,其通常所用的温度是25℃至400℃,优选60℃至300℃,更优选100℃至200℃。涂层可以在恒温或逐步升高或降低温度下进行干燥。干燥时间也并没有特别的限制,通常是1至30分钟,优选3至20分钟,更优选5至15分钟。
另一方面,当涂布非液晶聚合物的熔融体后,可以冷却涂层。冷却方法也并没有特别的限制,只要熔融体经冷却能够固化即可,其中的温度和气压也并没有特别的限制。
通过干燥或冷却非液晶聚合物涂层获得的光学补偿B层可以非强制性地经受光学补偿B层中非液晶聚合物的分子取向处理。在由此处理过的光学补偿B层中,满足nx>ny>nz,从而Rz/Re可以减小。
上述用于引起取向的处理可以通过拉伸和收缩光学补偿B层得以实现。拉伸光学补偿B层的处理可以是普通拉伸处理。当拉伸处理时,选自双向拉伸(顺序双向拉伸,同时双向拉伸等)以及单轴拉伸(自由端单轴拉伸,固定端单轴拉伸等)的一种或以上的适宜方法可以使用。然而,优选单轴拉伸,这是因为其可以抑制弯曲现象(bowingphenomenon)。
另一方面,收缩光学补偿B层的处理可以通过在形成光学补偿B层时使用基材得以实现。更具体而言,该处理通过在基材上涂布非液晶聚合物然后加热和冷却基材由此导致基材收缩从而得以实现。当使用基材时,可收缩的基材例如热可收缩薄膜等可以使用。当使用热可收缩基材时,优选控制基材的收缩,更具体而言,通过设定拉幅机以便薄膜的拉伸比率小于1,或通过设定单轴-纵向拉伸机器以便薄膜的拉伸比率为1以引起横向收缩。
对基材并没有特别的限制,其可以由玻璃、用于光学补偿A层的未拉伸聚合物、液晶聚合物、丙烯酸类树脂塑料、聚氨酯树脂、环氧树脂、硅树脂、聚酯、聚芳酯、聚碳酸酯、聚砜、聚醚砜或聚降冰片烯形成。
非液晶聚合物薄膜在基材上形成之后,非液晶聚合物薄膜作为光学补偿B层可以转移到偏振层或光学补偿A层上。可选择的,非液晶聚合物薄膜和基材的层压制品可以用作光学补偿B层,而不需要对非液晶聚合物薄膜进行转移。
在上述提及的用于引起取向的处理中,拉伸和收缩作为整体的非液晶聚合物薄膜和基材的层压制品也会引起基材中的延迟。如果这样,则包含基材(在该基材中被引起延迟)的光学补偿B层并非优选,而优选仅仅转移非液晶聚合物薄膜到偏振薄膜等之上然后再移去基材。当非液晶聚合物薄膜和基材的层压制品用作光学补偿B层时,优选基材层是透明聚合物基材。
由此制造的光学补偿B层的厚度并没有特别的限制,例如可以是1至20μm,优选1至15μm,更优选1至12μm,尤其优选2至10μm。
在上述方式中,制造由非液晶聚合物形成的光学补偿B层使得满足下面的式(III)至(V)。
  1(nm)≤Reb≤100(nm)             (III)
  5≤Rzb/Reb≤100                (IV)
  1(μm)≤db≤20(μm)             (V)
Reb满足式(III)时,能够对偏振片进行充分的视觉补偿,而当Rzb/Reb式(IV)时,能够充分补偿液晶单元的双折射。
式(III)中的Reb优选满足1(nm)≤Reb≤80(nm),更优选满足1(nm)≤Reb≤60(nm),尤其优选满足1(nm)≤Reb≤50(nm),由此能够一种在宽视角范围内的着色。此外,式(IV)中的Rzb/Reb优选满足6≤Rzb/Reb≤80,更优选7≤Rzb/Reb≤60,尤其优选8≤Rzb/Reb≤50,由此当液晶单元中的液晶分子同回归取向时,液晶单元的双折射得以补偿,
本领域普通技术人员不需要进行任何过度的实验,便能够通过适当设定非液晶聚合物的种类,而制备满足式(III)至(V)的非液晶聚合物薄膜。
例如厚度为0.5至10μm的非液晶聚合物薄膜可以通过使用聚酰亚胺作为非液晶聚合物获得,而其能够满足上述式(III)至(V)。
而且,厚度为1至20μm的非液晶聚合物薄膜可以通过使用聚醚酮作为非液晶聚合物获得,而其能够满足上述式(III)至(V)。
对偏振层并没有特别的限制,其可以是通过常规公知方法制备的薄膜,例如通过使各种膜吸收二向色材料(例如碘,或二向色染料)从而染色,接着交联,拉伸以及干燥而制备。更具体而言,当产生的自然光进入那些薄膜时,优选能够传输线性偏振光的薄膜,以及优选具有出色光传输性能和偏振度的薄膜。其中吸收二向色材料的各种薄膜的例子例如是基于聚乙烯醇(PVA)的薄膜,部分定型(partially-formalized)的基于PVA的薄膜,部分皂化的基于乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的薄膜,以及基于纤维素的薄膜。除上述以外,例如聚烯取向薄膜(例如脱水PVA和脱氯化氢聚氯乙烯)可以使用。其中,优选基于PVA的薄膜。
尽管偏振层的厚度并没有特别的限制,例如可以是1μm至80μm,优选2μm至40μm。
用作保护层的透明保护薄膜可以经由适当的粘合层粘附在偏振层(偏振薄膜)的至少一个表面上。
保护层并没有特别的限制,可以是常规公知的透明薄膜。例如,优选具有出色透明性、机械强度、热稳定性、防潮性能以及各向同性的透明保护薄膜。用于此类透明保护层材料的更为具体的例子包括纤维素基树脂(例如三醋酸纤维素),基于聚酯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚砜、聚砜、聚苯乙烯、聚降冰片烯、聚烯烃、丙烯酸类物质、醋酸酯等透明树脂。热固性树脂或紫外固化树脂也可以使用,其基于丙烯酸类物质,尿烷,丙烯酸尿烷,环氧树脂,硅树脂等。其中,在光的偏振性能和耐久性方面优选具有以碱等皂化表面的TAC薄膜。
此外,对于保护薄膜,在JP 2001-343529 A(WO 01137007)中公开的聚合物薄膜也可以使用。所用的聚合物材料可以是一种树脂组合物,其包含一种热塑性树脂(该树脂的支链具有取代或未取代的酰亚氨基)和另一种热塑性树脂(该树脂的支链具有取代或未取代的苯基和腈基),例如包含异丁烯和N-甲基马来酰亚胺的交替共聚物以及丙烯腈-苯乙烯的共聚物的树脂组合物。可选择的,聚合物薄膜也可以通过挤出树脂组合物而形成。
优选保护薄膜是无色的。更具体而言,薄膜在其厚度方向由下面等式表示的延迟值(Rz)优选范围为-90nm至+75nm,更优选范围为-80nm to+60nm,尤其优选范围为-70nm to+45nm。当延迟值范围在-90nm to+75nm内时,由保护层引起的偏振片的着色(光学着色)可以充分解决。在下面等式中,nx,ny,和nz分别指X轴、Y轴和Z轴的折射率。X轴方向是在保护层面内显示最大折射率的轴向,而Y轴方向是在所述面内垂直X轴方向的轴向,Z轴方向是垂直X轴和Y轴的厚度方向,而d则表示保护层的厚度。
          Rz={[(nx+ny)/2]-nz}·d
透明保护层进一步具有光学补偿功能。当此类透明保护层具有光学补偿功能时,可以使用例如公知的层,该层用以阻止由于可见角的变化所引起的着色,该可见角度基于液晶单元中的延迟,或使用公知的用于扩大优选视角的层。更具体的例子包括由单向或双向拉伸上述透明树脂而获得的多种拉伸薄膜,液晶聚合物取向薄膜等,以及由在透明基材上提供液晶聚合物取向层而获得的层压制品。在上述中,优选液晶聚合物的取向薄膜,由此可以获得具有出色可见度的宽视角。尤其优选光学补偿延迟片,其通过用上述提及的三醋酸纤维素薄膜等来支持光学补偿层而获得,其中光学补偿层是由盘形分子液晶或向列型液晶聚合物的倾斜-取向层构成。该光学补偿延迟片是可以市售获得的产品,例如由Fuji Photo Film Co.,Ltd(富士光胶片有限公司)制造的″WV film″。可替换的,光学补偿延迟片可以由层压两层或更多层的延迟薄膜和薄膜支持体(该薄膜支持体为三醋酸纤维素薄膜等)而制备获得,并由此以便控制光学特性例如延迟。
透明保护层的厚度并没有特别的限制,例如其可以按照延迟或保护强度适当选定。通常,透明保护层的厚度为不超过200μm,优选厚度范围为5μm至150μm,更优选厚度范围为10μm至100μm。
可通过常规公知方法适当形成透明保护层,该方法例如是用上述提及的多种透明树脂涂布偏振薄膜的方法,或者是在偏振薄膜上层压透明树脂薄膜,光学补偿延迟片等的方法,或者也可以由市售产品直接获得的方法
透明保护层可以进一步经受例如硬涂敷处理,防反射处理,防粘、漫射及防眩目处理等。硬涂敷处理的目的在于防止偏振片表面的刮伤,该处理例如可以提供固化的涂薄膜,其由可固化树脂形成并在偏振片的表面上具有出色的硬度和光滑度。可固化树脂例如可以是紫外固化树脂,其包括硅烷基、尿烷基、丙烯酸和环氧基紫外固化树脂。该处理可以由常规公知方法实现。防粘处理的目的是防止相邻层相互粘连。防反射处理的目的在于防止外部光在偏振片表面反射,其可以由形成常规公知防反射层等而得以实现。
防眩目处理的目的在于防止外部光在偏振片表面反射从而妨害通过偏振片的传输光的可见性。防眩目处理例如可以通过在透明保护层上由常规公知方法提供微观的表面粗糙度而得以实现。此类微观的表面粗糙度例如可以通过使表面粗糙得以实现,使表面粗糙的方法有:喷沙或压花或在形成透明保护层时在上述透明树脂中混入透明精细微粒。
上述透明精细微粒可以是二氧化硅,氧化铝,二氧化钛,氧化锆,氧化锡,氧化铟,氧化镉,氧化锑等。除上述之外,具有导电性的无机精细微粒或有机精细微粒也可使用,有机精细微粒例如交联或未交联聚合物微粒。透明精细微粒的平均粒径范围例如为0.5至20μm,然而其并没有具体限定。通常,透明精细微粒的混合比率优选范围为相对每100重量份上述透明树脂混合入5至50重量份,然而其并没有具体限定。
其中混合入透明精细微粒的防眩目层本身可以被用作透明保护层或被提供用作涂层或涂布到透明保护层表面的类似层。此外,防眩目层也能够起到漫射层的功能以漫射通过偏振片传输的光以便扩大视角(即,视角补偿功能)。
上述提及的防反射层,防粘层,漫射层和防眩目层可以独立于透明保护层而层压到偏振片上,形成含有这些层的光学片材。
当在偏振层的两个表面上形成透明保护薄膜时,这些薄膜可以含有各不相同的聚合物。可选择的,光学补偿A层或光学补偿B层的基材可以被用作偏振片一个表面上的保护薄膜。优选此类结构,由此可以减少层的厚度。
层压偏振层和透明保护薄膜作为保护层的方法并没有特别的限制,可以使用常规公知方法。通常,根据各构件的材料可以适当选择。粘合剂的例子包括基于丙烯酸类物质,乙烯醇,聚硅氧烷,聚酯,聚氨酯,聚酯等的聚合物粘合剂,或基于橡胶的粘合剂。上述提及的压敏粘合剂和粘合剂例如即便当其暴露于潮湿和热环境下也不容易剥落,并且具有出色的光传输性能和偏振度。
更具体而言,当偏振层是基于PVA的薄膜时,就粘附处理的稳定性而言,优选PVA粘合剂。这些粘合剂和压敏粘合剂可以直接涂布到偏振层和透明保护层的表面,或者由粘合剂或压敏粘合剂形成的带层或片材层可以布置于其表面。此外,当这些粘合剂例如以水溶液制备时,如果需要也可以混合加入其它粘合剂或催化剂例如酸催化剂。
尽管粘合层的厚度并没有特别的限制,其例如可以是1nm至500nm,优选10nm至300nm,更优选20nm至100nm。
通过层压上述偏振层、光学补偿A层和光学补偿B层,可以制得按照本发明的具有光学补偿功能的偏振片。
层压偏振层,光学补偿A层以及光学补偿B层的方法并没有特别的限制,其可以使用常规公知的方法。该方法的实例包括分别制备偏振层,光学补偿A层和光学补偿B层,然后层压这些层。在该层压方法中,可以使用上述提及的压敏粘合剂和粘合剂,而且没有任何特别的限定。当光学补偿B层单独在基材上形成时,基材可以包括在层压制品中,或者基材可以在层压之后移去(例如,转移)。
层压偏振层,光学补偿A层和光学补偿B层的替换方法例如包括(1)预先制造光学补偿A层和偏振层的层压制品(薄膜),然后进一步在其上层压光学补偿B层;(2)预先制造光学补偿B层和偏振层(薄膜)的层压制品,然后进一步在其上层压光学补偿A层;(3)预先层压光学补偿A层和光学补偿B层以形成光学补偿层,然后进一步在光学补偿层上层压偏振层(薄膜)。
在上述提及的(1)中制造偏振层(薄膜)和光学补偿A层的层压制品的方法并没有特别的限制,其可以使用常规公知的方法。通常,可以使用上述提及的压敏粘合剂和粘合剂,其类型可以根据各构件的材料来适当选定。例如分别制备的偏振层和光学补偿A层可以使用压敏粘合剂或粘合剂层压。
在包括偏振层和光学补偿A层的层压制品上进一步层压光学补偿B层的方法可以选自(a)和(b),(a)直接在光学补偿A层上形成光学补偿B层,(b)在另外制备的基材上形成光学补偿B层,然后使用压敏粘合剂或粘合剂将光学补偿B层转移到光学补偿A层。当应用方法(b)时,在转移光学B层后,基材可以被移去也可以被保留。
下面解释(2)中的在光学补偿B层和偏振层(薄膜)上进一步层压光学补偿A层的方法。制造光学补偿B层和偏振层的层压制品的方法并没有特别的限制,其可以使用上述提及的常规公知方法。其实例包括:(a)直接在偏振层上形成光学补偿B层以及(b)直接在另外制备的基材上形成光学补偿B层,然后经使用粘合剂或压敏粘合剂将光学补偿B层转移到偏振层上。当使用方法(b)时,在转移光学补偿B层后,基材可以被除去或仍然保留。
在包括偏振层和光学补偿B层的层压制品上进一步层压光学补偿A层的方法并没有特别的限制,其可以使用上述提及的常规公知方法。
下面的描述是关于如在(3)中所示通过预先层压光学补偿A层和光学补偿B层,然后在光学补偿层上进一步层压偏振层(薄膜)的方法。
预先层压光学补偿A层和光学补偿B层的方法选自(a)和(b),(a)直接在光学补偿A层上形成光学补偿B层,(b)在另外制备的基材上形成光学补偿B层,然后使用压敏粘合剂或粘合剂将光学补偿B层转移到光学补偿A层。当应用方法(b)时,在转移光学补偿B层后,基材可以被除去或仍然保留。
在偏振层(薄膜)上层压包括光学补偿A层和光学补偿B层的层压制品的方法并没有特别的限制,其可以使用上述提及的常规公知方法。当在偏振层上层压光学补偿A层和光学补偿B层的层压制品时,光学补偿A层和光学补偿B层任何一个可以面向偏振层。
下一步,将参照截面图1至11对按照本发明的具有光学补偿功能的偏振片进行更为具体的阐述。
图1显示了按照本发明的具有下列结构的具有光学补偿功能的偏振片。保护层1经由粘合层2分别层压在偏振层3的两表面上。在一个保护层1的一个表面上,光学补偿A层4通过粘合层2层压于其上。在该光学补偿A层4上,光学补偿B层5(其形成于基材6上)经由粘合层2进一步层压于其上。图2显示了按照本发明通过从如图1所示的偏振片移去基材6获得的具有光学补偿功能的偏振片的一个实施例。
图3显示了按照本发明的具有下列结构的具有光学补偿功能的偏振片。在偏振层3的一个表面上,保护层1经由粘合层2层压于其上。在偏振层3的另一个表面上,光学补偿A层4经由粘合层2层压于其上。此外,在光学补偿A层4的另外一个表面上,光学补偿B层5(其形成于基材6上)经由粘合层2进一步层压于其上。图4显示了按照本发明通过从如图3所示的偏振片移去基材6获得的具有光学补偿功能的偏振片的一个实施例。
图5显示了按照本发明的具有下列结构的具有光学补偿功能的偏振片。保护层1经由粘合层2分别层压在偏振层3的两表面上。在一个保护层1的一个表面上,光学补偿A层4通过粘合层2层压于其上。在该光学补偿A层4上,光学补偿B层5直接形成于其上。
图6显示了按照本发明的具有下列结构的具有光学补偿功能的偏振片。在偏振层3的一个表面上,保护层1经由粘合层2层压于其上。在偏振层3的另一个表面上,光学补偿A层4经由粘合层2层压于其上。在光学补偿A层4的上,光学补偿B层5直接形成于其上
图7显示了按照本发明的具有下列结构的具有光学补偿功能的偏振片。在偏振层3的两表面上,保护层1经由粘合层2层压于其上。形成于基材(没有显示)上的光学补偿B层5经由粘合层2层压到一个保护层1的一个表面上,然后基材在层压之后移去。光学补偿A层4经由粘合层2进一步层压到光学补偿B层5。
图8显示了按照本发明的具有下列结构的具有光学补偿功能的偏振片。在偏振层3的两表面上,保护层1经由粘合层2层压于其上。光学补偿B层5直接层压于一个保护层1的一个表面上。光学补偿A层4经由粘合层2进一步层压到光学补偿B层5上。
图9显示了按照本发明的具有下列结构的具有光学补偿功能的偏振片。形成于基材(没有显示)上的光学补偿B层5经由粘合层2层压到光学补偿A层4的表面上,然后基材在层压之后移去。因而获得的层压制品经由粘合层2层压到偏振层3的一个表面上以便光学补偿B层5面向偏振层3。在偏振层3的另一个表面上保护层1经由粘合层2层压于其上。
图10显示了按照本发明的具有下列结构的具有光学补偿功能的偏振片。光学补偿B层5直接形成于光学补偿A层4之上,由此获得层压制品。另一方面,在偏振层3的两表面上,保护层1经由粘合层2分别层压于其上。在一个保护层1的一个表面上,层压制品经由粘合层2层压于其上,以便光学补偿B层5面向保护层1。图11显示一个实施例,其中以上述相同的方式制造的层压制品经由粘合层2层压到偏振层3的一个表面上,而保护层1经由粘合层2层压于偏振层3的另外一个表面上。在该实施例中,层压制品需使光学补偿B层5面向偏振层3。
按照本发明的具有光学补偿功能的偏振片在具有本发明的偏振片的同时还可以包括使用附加的光学层。光学层的例子包括多种常规公知并用于形成液晶显示装置和类似产品的光学层,例如偏振片,反射片,半透明反射片,以及如下提及的增亮薄膜。这些光学层可以单独使用或者也可以至少两种结合使用。此类光学层可以单层提供,或者至少两层层压使用。进一步含此类光学层的具有光学补偿功能的偏振片,优选用作具有光学补偿功能的集成偏振片,例如其可以布置于液晶单元表面,以便适宜用作多种图像显示装置。
此类集成偏振片将在下面加以阐述。
首先,对反射性偏振片或半透明反射性偏振片的实例加以阐述。反射性偏振片通过进一步在按照本发明的具有光学补偿功能的偏振片上层压反射片而制备,而半透明反射性偏振片通过进一步在按照本发明的具有光学补偿功能的偏振片上层压半透明反射片而制备。
通常,为制造液晶显示装置(反射性液晶显示装置),此类反射性偏振片布置于液晶单元的背面,该显示装置从可视侧(显示侧)反射入射光。反射性偏振片的优势例如其允许液晶显示装置进一步变薄,这是因为其省却提供光源例如背光的需要。
反射性偏振片可以任何常规公知方式形成,例如在具有某种弹性模量的偏振片的一个表面上形成金属反射片等。更具体而言,其一个实例为:通过消光偏振片的透明保护薄膜的一个表面(暴露表面),并向该表面提供由反射金属例如铝形成的沉积膜或金属箔,从而形成反射性偏振片。
另一个实例为:通过在具有微观粗糙度(该粗糙度是由于多种透明树脂中所含的微粒所致)的透明保护层表面形成相应于所述微观粗糙度的反射片。具有微观粗糙度表面的反射片无规漫射入射光以便可以防止定向性和眩目并且可以控制色调的无规则性。反射片可以通过直接在透明保护层的具有粗糙度的表面上附加金属箔或金属沉积薄膜而形成,其方法可以是任何常规公知方法,其包括沉积和电镀,例如真空沉积法,离子电镀法以及溅射。
如上所述,反射片可以在偏振片的透明保护层上直接形成。可选择的,反射片材等可以通过在适当薄膜(例如是透明保护薄膜)上提供反射层得以形成并能够用作反射片。因为反射片的典型反射层是由金属制成,并优选在此情况下使用,即反射层上涂布有薄膜、偏振片等,这是为了防止由于氧化导致的反射的减少,并且进一步为了允许起始的反射得以长期维持,并得以避免需要另外形成透明保护层。
另一方面,通过将上述提及的偏振片的反射性偏振片替换为半透明反射片而得以提供半透明偏振片。半透明偏振片的例子包括半反射镜,其可以在反射层反射并传输光。
通常此类半透明偏振片布置于液晶单元的背面。在含有半透明偏振片的液晶显示装置中,当液晶显示装置在相对明亮的环境下使用时,来自可视侧(显示侧)的入射光被反射从而显示图像,而当在相对黑暗的环境下使用时,通过使用在半透明偏振片的背面内置的光源例如背光,也可以显示图像。换句话说,半透明偏振片可以用来形成液晶显示装置,该显示装置可以节省用于光源(例如在明亮环境下的背光)的能源,而同时在相对黑暗的环境下也可以使用内置光源。
下面的描述是关于由在按照本发明的具有光学补偿功能的偏振片上进一步层压增亮薄膜而制备获得偏振片的实例。
增亮薄膜的适当例子并没有特别的限制,其可以选自电介质多层薄膜或多重薄膜的层压制品,所所感的多重薄膜具有不同的反射各向异性,从而能够传输具有预定偏振轴的线性偏振光,同时还能反射其它光。此类增亮薄膜的例子包括由3M公司制造的“D-BEF(商品名称)”。可以用作增亮薄膜的还有胆甾醇型液晶层,更具体而言为胆甾醇型液晶聚合物取向薄膜或固定于支撑薄膜基材上的取向液晶层。此类增亮薄膜可以反射顺时针方向的圆偏振光或逆时针方向的圆偏振光,同时传输其它光。此类增亮薄膜的例子包括由日东电工株式会社制造的“PCF 350(商品名称)”,由Merck and Co.,Inc.,制造的“Transmax(商品名称)”等。
本发明各种偏振片的实例可以是一种包括两种或更多光学层的光学构件,其通过层压附加光学层和上述提及的包括增亮层的层压偏振片而形成。
可以形成包括至少两个光学层的层压制品的光学构件,例如通过以一定顺序在制造液晶显示装置或类似产品的过程中分别层压多层的方法而制造获得。然而,可以通过使用已经预先层压的光学构件,并由于其出色的品质稳定性、组装可操作性等性能,而使液晶显示装置制造中的效率得以改善。任何合适的粘附方法例如压敏粘合剂层可以用于上述层压中。
此外,优选按照本发明的具有光学补偿功能的偏振片进一步具有压敏粘合剂层或粘合剂层,以便允许在其它构件例如液晶单元上的层压得以更加容易。其可以布置于偏振片的一个表面或两个表面上。用于压敏粘合剂层的材料并没有特别的限制,可以是常规公知材料例如丙烯酸类聚合物。就防止由吸湿导致的起泡或剥离以及防止由热膨胀系数不同而导致的液晶单元的光学特性和翘曲方面的劣化以形成具有高品质和出色耐久性的液晶显示装置等的角度而言,尤其优选具有低吸湿系数以及出色热稳定性的压敏粘合剂层。加入精细微粒以形成具有光漫射性的压敏粘合剂层也是可能的。为在偏振片的表面上形成压敏粘合剂层,可以通过已有方法例如流展和涂布直接在偏振片的预定表面上涂布粘合材料的溶液或熔融体。可选择的,压敏粘合剂层可以以相同方式在隔离物上形成,这将在下面加以阐述,然后再转移到预定的偏振片表面。此类层可以在偏振片的任何表面上形成。例如其可以在偏振片的光学补偿层的暴露表面上形成。
当在偏振片上提供的压敏粘合剂层等表面是暴露的情况下,优选以隔离物覆盖其表面以便防止受到污染,直到压敏粘合剂层投入使用。隔离物可以由适宜的薄膜构成,例如上述提及的透明保护薄膜,如果需要还可以在其上涂布剥离剂。剥离剂可以选自下组,该组例如由硅烷基试剂,长链烷基试剂,氟基试剂,硫化钼基试剂等构成。
压敏粘合剂层可以是单层或层压制品。层压制品可以包括类型或成分各不相同的单层。当被布置于偏振片的两个表面上时,压敏粘合剂层可以在类型或成分上相同或不同。
压敏粘合剂层的厚度根据偏振片的构成等来适当选定。通常,压敏粘合剂层的厚度为1μm至500μm。
优选压敏粘合剂层是由具有出色光学透明性和适宜粘连特性,例如可润湿性、粘结性和粘附性的压敏粘合剂构成的。压敏粘合剂可以基于聚合物(例如丙烯酸聚合物,聚硅氧烷基聚合物,聚酯,聚氨酯,聚醚)和合成橡胶适宜地制备。
压敏粘合剂层的粘连特性可以通过常规公知方法加以控制。例如,基于用于形成压敏粘合剂的原料聚合物的成分或分子量、交联方法、可交联官能团的含量以及添加的交联剂的比率来调整交联度和分子量。
按照本发明的具有光学补偿功能的偏振片和其它用于构成各种光学构件的层(各种包括附加光学层的偏振片),例如偏振薄膜,透明保护薄膜,光学层,以及压敏粘合剂层可以用紫外吸收剂(例如水杨酸酯化合物,二苯甲酮化合物,苯并三唑化合物,氰基丙烯酸酯化合物,镍络合物基化合物)处理,从而提供紫外吸收能力。
如上所述,按照本发明的具有光学补偿层的偏振片可以优选用作形成例如液晶显示装置的各种部件。例如将偏振片布置于液晶单元的至少一个表面上,由此形成在反射类型、半-透射-类型、或透射和反射类型的液晶显示装置中所用的液晶面板。
构成液晶显示装置的液晶单元可以任意选择。例如可以使用各种各样的液晶单元,其例如由薄膜晶体管代表的活性矩阵驱动类型(active matrix driving type),由扭曲向列类型和超级扭曲向列类型代表的单矩阵驱动类型。因为按照本发明的具有光学补偿功能的偏振片在VA(垂直取向)元件的光学补偿功能方面特别出色,所以其尤其优选用作VA模式液晶显示装置的视角补偿薄膜。
通常,液晶单元是由相对的液晶单元基层和注入基层之间的空间的液晶构成。液晶单元基层可以由玻璃、塑料等构成,而不需要特别加以限定。用于塑料基层的材料可以选自常规公知材料,也不需要特别加以限定。
当偏振片或光学构件布置于液晶单元的两个表面上时,在所述表面上的偏振片或光学构件可以是相同的或者也可以是不同的类型。此外,为形成液晶显示装置,一个或以上的适宜构件层例如棱镜阵列片材,透镜阵列片材,光学漫射片,以及背光可以布置在适当的位置。
按照本发明的液晶显示装置并没有特别的限制,只要其包括按照本发明的具有光学补偿功能的偏振片作为偏振片即可。当其进一步包括光源时,虽然没有特别的限定,优选所述光源是能够发射偏振光以便能够使光能有效使用的平光源。
对于按照本发明的液晶显示装置,在光学薄膜(偏振片)的可视侧,也可以进一步布置漫射片,防眩目层,防反射层和保护层/片。可选择的,用于补偿的延迟片等可以适当布置在液晶面板上的液晶单元和偏振片之间。
按照本发明的具有光学补偿功能的偏振片可以不仅用于上述液晶显示装置,而且也可以用于例如自发光图像显示装置,此类显示装置例如有有机电致发光(EL)显示装置,等离子显示装置(PD),以及场致发射显示装置(FED)。
下面是包括按照本发明的具有光学补偿功能的偏振片的电致发光(EL)显示装置的详细说明。本发明的EL显示装置是这样一种显示装置,其含有按照本发明的具有光学补偿功能的偏振片,并且其也可以是有机EL显示装置或者是无机EL显示装置。
在当前的EL显示装置中,为防止在黑暗状态下来自电极的反射,建议使用光学薄膜例如偏振层和偏振片还有λ/4片。当从EL层发射线性偏振光、圆偏振光或椭圆偏振光时,按照本发明的具有光学补偿功能的偏振片尤其有用。当自然光在前方发射,斜射光束被部分偏振化时,按照本发明的具有光学补偿功能的偏振片尤其有用。
首先,典型的有机EL显示装置将在下面加以阐述。通常,此类有机EL显示装置具有发光体(有机EL发光体),该发光体是通过在透明基层上依次层压透明电极、有机发光层以及金属电极而制备。此处,有机发光层是多种有机薄膜的层压制品。其例子包括多种组合,例如空穴注射层(由三苯胺衍生物等构成)和发光层(由含磷有机固体例如蒽构成)的层压制品;发光层和电子注射层(由二萘嵌苯衍生物等构成)的层压制品;以及空穴注射层、发光层和电子注射层的层压制品。
通常,有机EL显示装置基于下列原理发射光:电压施加到正极和负极以便注射空穴和电子进入有机发光层,这些空穴和电子的再结合产生的能量激发磷光体,当被激发的磷光体返回到基态时发出光。在此过程中,这些空穴和电子再结合的机理近似于普通二极管。这意味着电流和光发射强度显示出显著的非线性,伴随着相应于所施加的电压的调整。
优选这样的有机EL显示装置,其至少一个电极是透明的以便在有机发光层发光。通常,透明导电材料例如氧化铟锡(ITO)的透明电极用作正极。对于阴极,所用的物质具有小功函是重要的,由此可以便于电子注射,从而增加发光效率,并且通常可以使用金属电极例如Mg-Ag和Al-Li。
在如上所述构成的有机EL显示装置中,优选有机发光层是由薄膜构成的,该薄膜极薄例如仅有10nm,以便有机发光层可以充分传输完整光,就如同透明电极所做的一样。因此,当该层不发光时,从透明基层表面进入的光束穿过透明电极和有机发光层,然后在金属电极上反射以便其再次出来到达透明基层的表面。由此,当从外部来观察是,有机EL显示装置的显示表面看起来如同镜面。
在按照本发明的包括有机EL发光体(其具有在有机发光层表面上的透明电极和在有机发光层背面上的金属电极)的有机EL显示装置中,例如优选按照本发明的具有光学补偿功能的偏振片被布置于透明电极的表面,此外λ/4片布置于偏振片和EL元件之间。如上所述,通过布置按照本发明的具有光学补偿功能的偏振片的有机EL显示装置可以抑制外部反射并且改善可见度。进一步优选在透明电极和光学薄膜之间布置延迟片。
延迟片和具有光学补偿功能的偏振片能够使光偏振化,所述的光例如是由外部进入并被金属电极反射的光,因而所述偏振化具有这样的效果,即从外面看不到金属电极的镜面。具体地说,金属电极的反射可以完全被阻断,其方法是通过形成具有四分之一波长片的延迟片,并调整由延迟片和偏振片的偏振方向形成的角度至π/4。也就是偏振片仅仅传输进入有机EL显示装置的外部光中的线性偏振光部分。通常,线性偏振光被延迟片变为椭圆偏振光。当延迟片是四分之一波长片以及角度是π/4时,光被变为圆偏振光。
圆偏振光例如通过透明基层、透明电极和有机薄膜。被金属电极反射之后,光再次通过有机薄膜、透明电极和透明基层,然后在延迟片又转变为线性偏振光。此外,因为线性偏振光与偏振片在直角的偏振方向相交,所以其不能穿过偏振片。因此,如上所述金属电极的反射可以被完全阻断。
                      实施例
下面是以实施例和对比例的方式对本发明加以更为具体的描述,然而并非意味着本发明限定于以下的实施例。
将80μm厚的聚乙烯醇(PVA)薄膜在30℃浸入含0.05wt%碘的水溶液中持续60秒以染色。接着,薄膜被拉伸至原长的5倍同时浸入含4wt%硼酸的水溶液中持续60秒。此后,薄膜在50℃下干燥4分钟以获得20μm厚的偏振层。在偏振层的每一个侧面,经由5μm厚的PVA基粘合剂结合有80μm厚的三醋酸纤维素(TAC),由此获得偏振片。
实施例1
将100μm厚的降冰片烯树脂薄膜(ARTON;由JSR公司制造)用拉幅机在175℃横向拉伸至原长的1.25倍,由此获得80μm厚拉伸薄膜(光学补偿A层)。经由25μm厚的丙烯酸压敏粘合剂层将该拉伸薄膜结合到如上获得的偏振片的一个表面上。
首先由2,2’-二(3,4-二羧基苯基)-六氟丙烷和2,2’-二(三氟甲基)-4,4’-二氨基联苯合成聚酰亚胺,然后将所述的聚酰亚胺溶解于环己酮以制备15wt%的聚酰亚胺溶液。该聚酰亚胺溶液被涂布到一个双向拉伸聚酯薄膜(基材)上,接着在120℃下干燥10分钟。因而,形成5μm厚的非液晶聚合物层(光学补偿B层)。
将所述偏振片和光学补偿A层的层压制品以及基材和光学补偿B层的层压制品经由15μm厚的丙烯酸压敏粘合剂结合在一起,以便使光学补偿A层面向光学补偿B层。然后,移去基材。由此,获得具有光学补偿功能的总厚度为315μm的偏振片(No.1)。
实施例2
将100μm厚的降冰片烯树脂薄膜在180℃纵向拉伸至原长的1.2倍,由此获得90μm厚的拉伸薄膜(光学补偿A层)。
将与实施例1相同的聚酰亚胺溶液涂布到80μm厚的TAC薄膜(基材)上,接着在120℃下干燥10分钟。因而,形成5μm厚的非液晶聚合物层(光学补偿B层)。
光学补偿B层经由5μm厚PVA基粘合剂结合到如上获得的偏振层的一个表面上,以便基材面向偏振层。应当指出,此处基材也可以用作偏振层的保护层。在偏振层的另一个表面,将80μm厚的TAC薄膜(保护薄膜)经由5μm厚PVA基粘合剂结合于其上。由此,获得光学补偿B层和偏振层的层压制品。
将光学补偿B层和偏振片的层压制品与光学补偿A层经由25μm厚的丙烯酸压敏粘合剂结合在一起,以便使光学补偿A层面向光学补偿B层。由此,获得具有光学补偿功能的总厚度为310μm的偏振片(No.2)。
实施例3
将与实施例1相同的聚酰亚胺溶液涂布到80μm厚的TAC薄膜(基材),接着在120℃下干燥10分钟。由此获得5μm的厚非液晶聚合物层和TAC薄膜的层压制品。该层压制品以拉幅机横向拉伸至原长的1.05倍,从而使层压制品的厚度变为73μm。该层压制品包括拉伸的TAC薄膜作为光学补偿A层和拉伸的非液晶聚合物层作为光学补偿B层。
上述层压制品经由5μm厚PVA基粘合剂结合到如上获得的偏振层的一个表面,以便使拉伸的TAC薄膜(光学补偿A层)面向偏振层。在偏振层的另一个表面,将80μm厚的TAC薄膜(保护层)经由5μm厚PVA基粘合剂结合于其上。由此,获得具有光学补偿功能的总厚度为183μm的偏振片(No.2)。
实施例4
以与实施例3相同的方式获得具有光学补偿功能的厚度为183μm的偏振片(No.4),不同之处在于将光学补偿A层和光学补偿B层的层压制品粘结到偏振层上,以便光学补偿B层(拉伸非液晶聚合物层)面向偏振层。
实施例5
将70μm厚的聚酯薄膜(商品名称:LUMIRROR,由TorayIndustry.Inc.制造)用拉幅机在160℃横向拉伸至原长的1.2倍,由此获得59μm厚的拉伸薄膜(光学补偿A层)。
将以与实施例1相同的聚酰亚胺溶液涂布到上述的拉伸膜上,接着在120℃下干燥10分钟。因而,获得3μm厚的非液晶聚合物层(光学补偿B层)和拉伸薄膜(光学补偿A层)的层压制品(厚度:62μm)。
将上述层压制品经由15μm厚的丙烯酸压敏粘合剂结合到偏振片的一个表面上,使拉伸薄膜(光学补偿A层)面向偏振片。由此,获得具有光学补偿功能的总厚度为267μm的偏振片(No.5)。
实施例6
以与实施例5相同的方式获得具有光学补偿功能的总厚度为267μm的偏振片(No.6),不同之处在于将光学补偿A层和光学补偿B层的层压制品粘结到偏振层上,以便光学补偿B层(拉伸非液晶聚合物层)面向偏振层。
对比例1
将80μm厚的TAC薄膜(商品名称:FUJITAC,由Fuji Photo FilmCo.,Ltd.制造)用拉幅机在170℃横向拉伸至原长的1.6倍,由此获得50μm厚的拉伸薄膜(光学补偿A层)。经由5μm厚的PVA基粘合剂将该拉伸薄膜结合到如上获得的偏振层的一个表面上。在偏振层的另外一个表面上,将80μm厚的TAC薄膜(保护薄膜)经由5μm厚PVA基粘合剂结合于其上。由此,获得具有光学补偿功能的总厚度为160μm的偏振片(No.11)。
对比例2
将100μm厚的降冰片烯树脂薄膜(ARTON;由JSR公司制造)用拉幅机在180℃拉伸至原长的1.2倍,由此获得90μm厚的拉伸薄膜(光学补偿A层)。经由5μm厚的不饱和聚酯基粘合剂将该拉伸薄膜结合到如上获得的偏振层的一个表面上。在偏振层的另外一个表面上,将80μm厚的TAC薄膜(保护薄膜)经由5μm厚PVA基粘合剂结合于其上。由此,获得具有光学补偿功能的总厚度为180μm的偏振片(No.12)。
对比例3
将与实施例1中相同的聚酰亚胺溶液涂布于70μm厚的聚酯薄膜(基材)上,接着在120℃下干燥10分钟。由此,获得5μm厚的非液晶聚合物层(光学补偿B层)。
将上述光学补偿B层经由15μm厚的丙烯酸压敏粘合剂结合于偏振层的一个表面之上,从而使光学补偿B层面向偏振层。然后,将聚酯膜剥离掉,由此只将光学补偿B层转移到偏振层上。在偏振层的另外一个表面上,将80μm厚的TAC薄膜(保护层)经由5μm厚PVA基粘合剂结合于其上。由此,获得具有光学补偿功能的总厚度为125μm的偏振片(No.13)。
对实施例1-6和对比例1-3中的具有光学补偿功能的偏振片的光学补偿A层和光学补偿B层,使用延迟计测定在法线方向的延迟值Re和厚度方向的延迟值Rz,该延迟计使用平行Nicol旋转法作为测量原理(商品名称:KOBRA-21ADH,由Oji Scientific Instrument制造)。结果如下表1所示。
                                                  表1
                  光学补偿A层                  光学补偿B层
  Re[nm]   Rz[nm]   Rz/Re   厚度[μm]   Re[nm]   Rz[nm]   Rz/Re   厚度[μm]
实施例1     50     108     2.2     80     5     180   36.0     5
实施例2     50     52     1.0     90     5     180   36.0     5
实施例3     30     38     1.3     73     22     200   9.1     5
实施例4     30     38     1.3     73     22     200   9.1     5
实施例5     50     144     2.9     59     4     91   22.75     3
实施例6     50     144     2.9     59     4     91   22.75     3
对比例1     50     68     1.4     50     _     _   _     _
对比例2     50     144     2.9     73     _     _   _     _
对比例3      _     _     _     _     5     180   36     5
表1显示光学补偿B层比光学补偿A要薄得多。因此分别包括光学补偿A层和光学补偿B层的具有光学补偿功能的偏振片比传统的具有两层或更多层光学补偿A层的层压偏振片要薄得多。
评价试验
将在实施例1-6中获得的具有光学补偿功能的每一个偏振片(No.1-6)和在对比例1-3中获得的具有光学补偿功能的每一个偏振片(No.11-13),均切割而获得5cm×5cm的片。该片和如上获得的不包括光学补偿层的偏振片分别布置于VA类型液晶面板(商品名称:DUAFFALOFTD-XT 15FA,由Mel Corp.制造)的两个表面上,以便使它们的慢轴直角交叉,由此获得液晶显示装置。此处,光学补偿层固定在液晶单元侧。
下一步,对由此获得的各个液晶显示装置测定在对比度系数(Co)≥10时在垂直方向、横向、对角方向(45°至225°),以及对角方向(135°至315°)的视角。所述的对比度系数如下获得:在每一个液晶显示装置上显示白图像和黑图像,在一个XYZ显示系统在视角为0-70°在显示装置前端、上端和下端、以及右侧和左侧测定Y,x和y值,测定方法使用一种仪器(商品名称:Ez contrast 160D,由ELDIM SA.制造),基于白图像的Y值(Yw)和黑图像的Y值(YB),计算获得每个视角的对比度系数(Yw/YB)。结果在表2中显示。
                                         表2
               薄膜类型                  视角(°)
    前     后 垂直 横向   对角(45°-225°)     对角(135°-315°)
评价1     No.11(偏振片+A层)   No.1(偏振片+A层+B层) ±80 ±80     ±70     ±70
评价2     偏振片   No.2(偏振片+A层+B层) ±80 ±80     ±65     ±65
评价3     偏振片   No.3(偏振片+A层+B层) ±80 ±80     ±65     ±65
评价4     偏振片   No.4(偏振片+A层+B层) ±80 ±80     ±65     ±65
评价5     偏振片   No.5(偏振片+A层+B层) ±80 ±80     ±70     ±70
评价6     偏振片   No.6(偏振片+A层+B层) ±80 ±80     ±70     ±70
评价7     偏振片   No.1(偏振片+A层+B层) ±80 ±80     ±65     ±65
对比评价1     偏振片   偏振片 ±80 ±80     ±30     ±30
对比评价2     偏振片   No.12(偏振片+A层) ±80 ±80     ±40     ±40
对比评价3     偏振片   No.12(偏振片+B层) ±80 ±80     ±50     ±50
如表2中的结果所显示的,在实施例1-6中获得的包括具有光学补偿功能的偏振片的每一个液晶显示装置具有宽的视角。由此显示具有按照本发明的光学补偿功能的偏振片的液晶显示装置具有出色的光学特性。
                   工业实用性
由此,本发明可以提供包括两类能够达到所需延迟值的薄的光学补偿层的具有光学补偿功能的薄的偏振片。通过使用该偏振片,可以提供具有出色的可见性和高的显示品质的液晶显示装置。

Claims (6)

1.一种具有光学补偿功能的偏振片,其包含至少两个光学补偿层,所述的光学补偿层包括:由聚合物薄膜形成的光学补偿A层,其满足由下面式(I)和(II)表示的条件;和由非液晶聚合物薄膜形成的光学补偿B层,其满足由下面式(III)至(V)表示的条件,
     20nm≤Rea≤300nm         (I)
     1.0≤Rza/Rea≤8         (II)
     1nm≤Reb≤100nm          (III)
     5≤Rzb/Reb≤100         (IV)
     1μm≤db≤20μm          (V)
在式(I)和(II)中,
     Rea=(nxa-nya)·dd
     Rzd=(nxa-nza)·da
其中nxa,nya和nza分别表示光学补偿A层中X轴、Y轴和Z轴方向的折射率,所述X轴方向是在光学补偿A层面内显示最大折射率的轴向,所述Y轴方向是在前述面内垂直X轴方向的轴向,所述Z轴方向是垂直X轴和Y轴的厚度方向,而da表示光学补偿A层的厚度,
在式(III)到(V)中,
     Reb=(nxb-nyb)·db
     Rzb=(nxb-nzb)·db
其中nxb,nyb和nzb分别表示光学补偿B层中X轴、Y轴和Z轴方向的折射率,所述X轴方向是在光学补偿B层面内显示最大折射率的轴向,所述Y轴方向是在前述面内垂直X轴方向的轴向,所述Z轴方向是垂直X轴和Y轴的厚度方向,而db表示光学补偿B层的厚度。
2.按照权利要求1的具有光学补偿功能的偏振片,其中形成所述光学补偿A层的聚合物薄膜是拉伸薄膜或液晶薄膜。
3.按照权利要求1或2的具有光学补偿功能的偏振片,其中形成光学补偿B层的非液晶聚合物薄膜是至少一种选自下组中的薄膜,该组由聚酰胺、聚酰亚胺、聚酯、聚醚酮、聚芳醚酮、聚酰胺酰亚胺和聚酯酰亚胺组成。
4.按照权利要求1-3任何一项的具有光学补偿功能的偏振片,其进一步包含压敏粘合剂层,该压敏粘合剂层布置于所述偏振片的至少一个表面上。
5.一种包含液晶单元和偏振片的液晶显示装置,其中所述的偏振片是按照权利要求1-4任何一项的偏振片并布置于所述液晶单元的至少一个表面上。
6.一种包括按照权利要求1-4任何一项的偏振片的图像显示装置。
CNB038086034A 2002-04-18 2003-04-17 具有光学补偿功能的偏振片及采用该偏振片的液晶显示装置 Expired - Fee Related CN1293396C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP115610/2002 2002-04-18
JP2002115610 2002-04-18

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1650196A true CN1650196A (zh) 2005-08-03
CN1293396C CN1293396C (zh) 2007-01-03

Family

ID=29396833

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB038086034A Expired - Fee Related CN1293396C (zh) 2002-04-18 2003-04-17 具有光学补偿功能的偏振片及采用该偏振片的液晶显示装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7123328B2 (zh)
KR (1) KR100664434B1 (zh)
CN (1) CN1293396C (zh)
TW (1) TWI225551B (zh)
WO (1) WO2003093881A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101290368B (zh) * 2007-04-19 2010-06-09 富士能株式会社 相位差补偿元件及其制造方法
CN101495914B (zh) * 2006-06-06 2011-08-10 克里索普提克斯株式会社 以垂直排列模式运行的液晶显示器
CN111480101A (zh) * 2017-12-28 2020-07-31 日本瑞翁株式会社 偏振片用层叠体、偏振片、显示装置及偏振片的制造方法

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7833588B2 (en) * 2002-12-20 2010-11-16 Teijin Limited Transparent conductive laminate, touch panel and touch panel-equipped liquid crystal display
US7479309B2 (en) * 2003-07-31 2009-01-20 Nitto Denko Corporation Multi-layered compensation film using specified Tg material as a birefringent layer
TWI234014B (en) * 2004-03-19 2005-06-11 Optimax Tech Corp Structure and generated method of a polarizer with improved the view angle
TWI337187B (en) 2004-11-15 2011-02-11 Lg Chemical Ltd Biaxial-optical polynorbornene-based film and method of manufacturing the same, integrated optical compensation polarizer having the film and method of manufacturing the polarizer, and liquid crystal display panel containing the film and/or polarizer
KR20070085396A (ko) * 2004-11-18 2007-08-27 닛토덴코 가부시키가이샤 편광판 및 그것을 이용한 화상 표시 장치
JP4699783B2 (ja) * 2005-03-22 2011-06-15 富士フイルム株式会社 セルロースアシレートフィルム、偏光板および液晶表示装置
JP2006267555A (ja) * 2005-03-24 2006-10-05 Sumitomo Chemical Co Ltd 粘着剤付き偏光板及び液晶表示装置
JP2007206661A (ja) * 2005-04-25 2007-08-16 Nitto Denko Corp 液晶パネルおよび液晶表示装置
KR101254361B1 (ko) * 2005-07-21 2013-04-12 코니카 미놀타 어드밴스드 레이어즈 인코포레이티드 편광판, 액정 표시 장치 및 친수성 중합체 필름의 제조방법
CN101389986B (zh) * 2006-02-22 2011-02-09 富士胶片株式会社 透明聚合物薄膜及其制备方法、包含所述薄膜的延迟薄膜、偏振器和液晶显示装置
JP2007304562A (ja) * 2006-05-12 2007-11-22 Samsung Electronics Co Ltd 表示装置用保護部材製造方法とその装置およびこれを利用した表示装置製造方法
JP2008268372A (ja) * 2007-04-17 2008-11-06 Fujinon Corp 位相差補償素子及びその製造方法
TWI375837B (en) * 2007-12-31 2012-11-01 Ind Tech Res Inst Method for forming optical compensating films, optical compensating films formed thereby, structure of optical compensating films, and polarizing plates
CN101556350B (zh) * 2008-04-09 2011-06-29 北京京东方光电科技有限公司 偏光膜和用于液晶显示面板的偏光膜
JP4575978B2 (ja) * 2008-10-31 2010-11-04 日東電工株式会社 液晶表示装置
KR20110007495A (ko) * 2009-07-16 2011-01-24 엘지디스플레이 주식회사 표시장치, 편광부재 및 이의 제조방법
JP5377252B2 (ja) * 2009-11-27 2013-12-25 日東電工株式会社 画像表示装置
KR20120004862A (ko) * 2010-07-07 2012-01-13 삼성모바일디스플레이주식회사 유기 발광 표시 장치
CN105209945A (zh) * 2013-05-17 2015-12-30 柯尼卡美能达株式会社 偏振片及具备其的显示装置
KR101533883B1 (ko) * 2013-06-18 2015-07-03 주식회사 엘지화학 편광판 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
WO2017191778A1 (ja) * 2016-05-02 2017-11-09 富士フイルム株式会社 透明スクリーンおよび画像表示システム

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2809712B2 (ja) 1989-06-22 1998-10-15 株式会社クラレ 位相差板
JP2765066B2 (ja) 1989-06-29 1998-06-11 住友化学工業株式会社 液晶表示装置
WO1994024191A1 (en) 1993-04-21 1994-10-27 The University Of Akron Negative birefringent polyimide films
US5580950A (en) 1993-04-21 1996-12-03 The University Of Akron Negative birefringent rigid rod polymer films
US5344916A (en) 1993-04-21 1994-09-06 The University Of Akron Negative birefringent polyimide films
JPH10282487A (ja) * 1997-02-05 1998-10-23 Sharp Corp 液晶表示素子
JPH10332933A (ja) * 1997-05-30 1998-12-18 Nippon Oil Co Ltd 光学異方素子
JP2000056132A (ja) * 1998-08-10 2000-02-25 Nitto Denko Corp 位相差板、積層偏光板及び液晶表示装置
WO2000049430A1 (fr) * 1999-02-17 2000-08-24 Fuji Photo Film Co., Ltd. Feuille de compensation optique comprenant une couche optique anisotrope formee de molecules de cristal liquide
JP4032568B2 (ja) * 1999-06-30 2008-01-16 カシオ計算機株式会社 液晶表示装置
JP3539897B2 (ja) 1999-08-10 2004-07-07 株式会社日本触媒 低誘電性樹脂組成物
EP1160591A1 (en) 1999-11-12 2001-12-05 Kaneka Corporation Transparent film
JP2001343529A (ja) 2000-03-30 2001-12-14 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd 偏光子保護フィルムおよびその製造方法
JP2003121641A (ja) * 2001-10-10 2003-04-23 Nitto Denko Corp 積層位相差板、偏光部材及び液晶表示装置
US7671949B2 (en) * 2002-02-19 2010-03-02 Nitto Denko Corporation Polarizing plate with optical compensation function, and liquid crystal display device using the same
CN1304891C (zh) * 2002-02-19 2007-03-14 日东电工株式会社 层压延迟片、使用该层压延迟片的层压偏振片及图像显示器

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101495914B (zh) * 2006-06-06 2011-08-10 克里索普提克斯株式会社 以垂直排列模式运行的液晶显示器
CN101290368B (zh) * 2007-04-19 2010-06-09 富士能株式会社 相位差补偿元件及其制造方法
CN111480101A (zh) * 2017-12-28 2020-07-31 日本瑞翁株式会社 偏振片用层叠体、偏振片、显示装置及偏振片的制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN1293396C (zh) 2007-01-03
TW200401119A (en) 2004-01-16
KR20040097233A (ko) 2004-11-17
TWI225551B (en) 2004-12-21
WO2003093881A1 (fr) 2003-11-13
KR100664434B1 (ko) 2007-01-03
US20050206810A1 (en) 2005-09-22
US7123328B2 (en) 2006-10-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1293396C (zh) 具有光学补偿功能的偏振片及采用该偏振片的液晶显示装置
CN1304891C (zh) 层压延迟片、使用该层压延迟片的层压偏振片及图像显示器
CN1281984C (zh) 双折射薄膜的制备方法
CN1313848C (zh) 光学膜、叠层偏振片、使用它们的液晶显示装置和自发光型显示装置
CN1296733C (zh) 光学薄膜
CN1774654A (zh) 光学膜、其制造方法及使用这种光学膜的图像显示装置
CN1302299C (zh) 具有光学补偿功能的偏振片和使用该偏振片的液晶显示器
CN1291252C (zh) 光学膜、其制造方法、和使用该光学膜的相位差膜以及偏振片
CN100347572C (zh) 复合双折射部件
CN1806188A (zh) 双折射光学膜
CN1672070A (zh) 光学膜及其制造方法
CN1731227A (zh) 相位差薄膜及其制造方法、光学薄膜以及它们的应用
CN1748159A (zh) 相位差薄膜及其制造方法
CN1760703A (zh) 层叠光学薄膜、椭圆偏振片和图像显示装置
CN1934467A (zh) 光学薄膜以及图像显示装置
CN1818723A (zh) 相位差膜、偏光元件、液晶面板和液晶显示装置
CN1854766A (zh) 光学膜、液晶面板和液晶显示装置
CN1662832A (zh) 具有光学补偿层的偏振片和图象显示装置
CN1721893A (zh) 制备椭圆偏振片的方法及使用该椭圆偏振片的图像显示器
CN1794016A (zh) 防眩性硬涂薄膜及其制造方法
CN1790060A (zh) 硬涂薄膜及其制造方法
CN1934469A (zh) 偏振片、光学薄膜以及图像显示装置
CN1934490A (zh) 光学薄膜及液晶显示装置
CN1934470A (zh) 光学薄膜以及图像显示装置
CN1926452A (zh) 偏振镜的制造方法、偏振片的制造方法、层叠光学薄膜的制造方法、偏振镜、偏振片、层叠光学薄膜以及图像显示装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20070103

Termination date: 20100417