TW202018338A - 偏光板及液晶顯示裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明之課題係提供一種比以往更能夠抑制漏光之偏光板。

上述課題之解決手段為一種偏光板1A，其具備偏光片3、及層積在該偏光片3的一側的面之第1相位差層4及第2相位差層5。第1相位差層4的慢軸與偏光片3的吸收軸彼此呈大致正交或大致平行。將面內的折射率成為最大之方向的折射率設為nx，將在其面內與該方向正交之方向的折射率設為ny，且將厚度方向的折射率設為nz時，第2相位差層5滿足nz>nx≒ny。將對波長λnm的光線之厚度方向的相位差值設為Rth(λ)時，第2相位差層5滿足Rth(450)/Rth(550)≦1.00。

Description

偏光板及液晶顯示裝置
本發明係有關於一種偏光板及液晶顯示裝置。
以往將液晶顯示裝置的視角補償作為課題。亦即，從傾斜方向觀察已點亮背光板開燈的液晶顯示裝置時，會有因為從偏光板產生漏光而無法達成完全的黑色顯示(對比降低)，或由於外觀的相位差產生變化導致穿透偏光板之光線的波長產生變化(顏色偏移)等必須解決的課題存在。關於此情形，例如專利文獻1係揭示藉由使用具有預定的正折射率異向性之二片相位差膜之橢圓偏光板，而抑制對比的降低之同時，改善顏色偏移。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2006-126770公報
該等課題難以完全地解決，而且要求進一步的視角補償而進展研 究開發。本發明之目的係提供一種比以往更能夠抑制漏光之偏光板、及使用該偏光板之液晶顯示裝置。
本發明係提供一種偏光板，其具備偏光片、及層積在該偏光片的一側的面之第1相位差層及第2相位差層；其中，第1相位差層的慢軸與偏光片的吸收軸彼此呈大致正交或大致平行；將面內的折射率成為最大之方向的折射率設為nx，將在其面內與該方向正交之方向的折射率設為ny，且將厚度方向的折射率設為nz時，第2相位差層滿足nz>nx≒ny；將對波長λnm的光線之厚度方向的相位差值設為Rth(λ)時，第2相位差層滿足Rth(450)/Rth(550)≦1.00。依照該偏光板時，比以往更能夠抑制漏光。
在該偏光板，第1相位差層的慢軸與偏光片的吸收軸彼此呈大致正交，且可依序具備偏光片、第1相位差層、及第2相位差層。或者在該偏光板，第1相位差層的慢軸與偏光片的吸收軸彼此呈大致平行，且可依序具備偏光片、第2相位差層、第1相位差層。
第1相位差層係以滿足nx>ny≒nz為佳。藉此，能夠抑制由於視角的變化而產生之偏光片依軸變化降低對比的情形，而且能夠改善顏色偏移。
本發明的偏光板亦可更具備設置在偏光片之層積有第1相位差層及第2相位差層之側的最外層表面之黏著劑層。偏光板具備黏著劑層時，較方便貼附在構成液晶顯示裝置之液晶單元。
又，本發明係提供一種包含上述偏光板及IPS模式的液晶單元之液晶顯示裝置。
依照本發明，能夠提供一種比以往更能夠抑制漏光之偏光板、及使用該偏光板之液晶顯示裝置。
1A、1B‧‧‧偏光板
2‧‧‧保護膜
3‧‧‧偏光片
4‧‧‧第1相位差層
5‧‧‧第2相位差層
6‧‧‧黏著劑層
8‧‧‧液晶單元
9‧‧‧液晶面板
10‧‧‧液晶顯示裝置
11‧‧‧其它偏光板
第1圖係第1實施形態之偏光板的剖面圖。
第2圖係第2實施形態之偏光板的剖面圖。
第3圖係具備第1實施形態的偏光板之液晶顯示裝置的剖面圖。
以下，一邊參照圖式邊詳細地說明本發明的較佳實施形態。又，在各圖，對於相同部分或相當部分係附加相同符號且省略重複的說明。
<偏光板>
(第1實施形態)
如第1圖顯示，本實施形態的偏光板1A係在偏光片3的一側之面具備相位差層4、5，且為依序將保護膜2、偏光片3、第1相位差層4、第2相位差層5、及黏著劑層6層積而成者。該等層均為薄膜狀。又，雖然並未圖示，但亦可在第1相位差層4與第2相位差層5之間、或偏光片3與第1相位差層4之間具備後述之配向膜(水平配向膜、垂直配向膜)、接著劑(接著劑層)、黏著劑層、保護膜。
[保護膜]
保護膜2係物理性地保護偏光片3之層。構成材料係沒有特別限制，例如由含有水溶性聚合物及溶劑之保護層形成用組成物所形成為佳，該水溶性聚合物 為：多官能丙烯酸酯(甲基丙烯酸酯)、胺甲酸酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、環氧丙烯酸酯等所構成的丙烯酸系寡聚物或聚合物；聚乙烯醇、乙烯-乙烯醇共聚物、聚乙烯基吡咯啶酮、澱粉類、甲基纖維素、羧甲基纖維素、海藻酸鈉等。又，作為構成材料，可舉出聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯等聚酯系聚合物、二乙酸纖維素、三乙酸纖維素等纖維素系聚合物、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樹脂)等苯乙烯系聚合物、聚碳酸酯系聚合物等。此外，可舉出聚乙烯、聚丙烯、具有環系或降莰烯結構的聚烯烴、乙烯/丙烯共聚物等聚烯烴系聚合物。保護膜2的膜厚宜為0.1μm至40μm，較佳為0.5μm至35μm，更佳為1μm至30μm。
[偏光片]
偏光片3為吸附具有吸收異向性之碘等二色性色素而成之延伸膜，作為材料，可舉出聚乙烯醇。偏光片3可為塗佈含有二色性色素及聚合性液晶化合物之組成物且使其硬化而得到者，亦即在聚合性液晶化合物的硬化層中配向有二色性色素者。偏光片3亦可為將含有具有液晶性的二色性色素之組成物進行塗佈且使其硬化而得到者。偏光片3的厚度能夠為1μm至40μm，較佳為5μm至20μm。
[第1相位差層]
第1相位差層4係至少具有面內方向的相位差之層，對波長590nm的光線之面內方向的相位差值RO係以110至150nm為佳。在偏光板1A，係以使第1相位差層4的慢軸與偏光片3的吸收軸彼此呈大致正交之方式將第1相位差層4與偏光片3層積。又，雖然並未圖示，但第1相位差層4與偏光片3係使用例如接著劑而貼合。
第1相位差層4係以在薄膜平面內具有折射率異向性為佳，以具有單軸配向的正折射率異向性為佳。亦即，將面內的折射率成為最大之方向的折射率設為nx，將在其面內與該方向正交之方向的折射率設為ny，且將厚度方向的折射率設為nz時，以滿足nx>ny≒nz(正型A板)為佳。藉此，能夠抑制由於視角的變化而產生之偏光片之依軸變化而降低對比之情形，而且能夠改善顏色偏移。ny≒nz係除了ny與nz為完全相等之情況以外，亦包含ny與nz為實質上相等之情況。具體而言，係ny與nz的差之大小為0.01以內時，能夠稱ny與nz為實質上相等。
第1相位差層4係能夠是由作為上述保護膜的構成材料例示的樹脂所得到之延伸膜或含有聚合性液晶化合物之組成物的聚合物。第1相位差層4係以由含有聚合性液晶化合物之組成物的聚合物所形成為佳。聚合性液晶化合物係具有聚合性官能基特別是光聚合性官能基之液晶化合物。
所謂光聚合性官能基，係指能夠藉由光聚合起始劑所產生的活性自由基、酸等而參與聚合反應之基。作為光聚合性官能基，可舉出乙烯基、乙烯氧基、1-氯乙烯基、異丙烯基、4-乙烯基苯基、丙烯醯氧基、甲基丙烯醯氧基、環氧乙烷基、氧雜環丁烷基等。尤其是以丙烯醯氧基、甲基丙烯醯氧基、乙烯氧基、環氧乙烷基及氧雜環丁烷基為佳，丙烯醯氧基為較佳。液晶性可為熱致液晶(thermotropic liquid crystal)亦可為溶致液晶(lyotropic liquid crystal)，相有序結構(phase ordered structure)可為向列型液晶亦可為層列型液晶。
在本發明，聚合性液晶化合物係以顯示正波長分散性之聚合性液晶化合物為佳，以下述式(II)表示之化合物為宜。
Figure 108125632-A0202-12-0006-1
式(II)中，G1、G2及G3各自獨立地表示二價芳香族基或二價脂環式烴基。在此，在該二價芳香族基或二價脂環式烴基所含有的氫原子可經鹵素原子、碳數1至4的烷基、碳數1至4的氟烷基、碳數1至4的烷氧基、氰基或硝基取代，構成該二價芳香族基或二價脂環式烴基之碳原子亦可經氧原子、硫原子或氮原子取代。
L1、L2、B1及B2各自獨立地表示單鍵或二價連結基。
k、l係各自獨立地表示0至3的整數且滿足1≦k+l的關係。
E1及E2各自獨立地表示碳數1至17的烷二基，在此，在烷二基所含有的氫原子可經鹵素原子取代，在該烷二基所含有的-CH2-可經-O-、-S-、-Si-取代。P1及P2互相獨立地表示聚合性基或氫原子且至少1個為聚合性基。
G1、G2及G3各自獨立地宜為可經選自由鹵素原子及碳數1至4的烷基所組成群組之至少1個取代基取代之1,4-伸苯二基、可經選自由鹵素原子及碳數1至4的烷基所組成群組之至少1個取代基取代之1,4-環己烷二基，較佳為可經甲基取代之1,4-伸苯二基、未取代之1,4-伸苯二基、或未取代之1,4-反式環己烷二基，特佳為未取代之1,4-伸苯二基、或未取代之1,4-反式環已烷二基。又，複數個存在之G1及G2中之至少1個為二價脂環式烴基為佳，又，鍵結在L1或L2之G1及G2中之至少1個為二價脂環式烴基為較佳。
L1及L2各自獨立地表示較佳為單鍵、碳數1至4的伸烷基、-O-、-S-、-Ra1ORa2-、-Ra3COORa4-、-Ra5OCORa6-、Ra7OC=OORa8-、-N=N-、-CRc=CRd-、或C≡C-。在此，Ra1至Ra8各自獨立地表示單鍵、或碳數1至4的伸烷基，Rc及 Rd係表示碳數1至4的烷基或氫原子。L1及L2各自獨立地較佳為單鍵、-ORa2-1-、-CH2-、-CH2CH2-、-COORa4-1-、或OCORa6-1-。在此，Ra2-1、Ra4-1、Ra6-1各自獨立地表示單鍵、-CH2-、-CH2CH2-的任一者。L1及L2各自獨立地更佳為單鍵、-O-、-CH2CH2-、-COO-、-COOCH2CH2-、或OCO-。
B1及B2各自獨立地較佳為單鍵、碳數1至4的伸烷基、-O-、-S-、-Ra9ORa10-、-Ra11COORa12-、-Ra13OCORa14-、或Ra15OC=OORa16-。在此，Ra9至Ra16各自獨立地表示單鍵、或碳數1至4的伸烷基。B1及B2各自獨立地較佳為單鍵、-ORa10-1-、-CH2-、-CH2CH2-、-COORa12-1-、或OCORa14-1-。在此，Ra10-1、Ra12-1、Ra14-1各自獨立地表示單鍵、-CH2-、-CH2CH2-的任一者。B1及B2各自獨立地表示更佳為單鍵、-O-、-CH2CH2-、-COO-、-COOCH2CH2-、-OCO-、或OCOCH2CH2-。
k及l係以1≦k+l≦6的範圍為佳，以1≦k+l≦4的範圍為較佳，以k+l=2的結構為更佳。2≦k+l時，B1及B2、以及G1、G2及G3可各自彼此相同或不同。
E1及E2各自獨立地宜為碳數1至17的烷二基，較佳為碳數4至12的烷二基。
作為P1或P2表示之聚合性基，例如可舉出環氧基、乙烯基、乙烯氧基、1-氯乙烯基、異丙烯基、4-乙烯基苯基、丙烯醯氧基、甲基丙烯醯氧基、環氧乙烷基、及氧雜環丁烷基等。該等聚合性基之中，以丙烯醯氧基、甲基丙烯醯氧基、乙烯氧基、環氧乙烷基及氧雜環丁烷基為佳，以丙烯醯氧基為較佳。
以上舉出的聚合性液晶化合物，係能夠單獨或組合二種以上而使用。併用二種以上時，式(II)表示之化合物的含量係相對於聚合性液晶化合物100質量份，宜為50質量份以上，較佳為70質量份以上，更佳為80質量份以上。
用於形成第1相位差層4之含有聚合性液晶化合物的組成物(以下亦稱為相位差層形成用組成物)，亦能夠更含有溶劑、光聚合起始劑、聚合抑制劑、光敏劑、調平劑、密著性提升劑等添加劑。該等添加劑係能夠使用各種眾所周知者且能夠單獨或組合二種以上而使用。
聚合性液晶化合物的含量係相對於相位差層形成用組成物的固體成分100質量份，例如為70至99.5質量份，宜為80至99質量份，較佳為90至98質量份。含量為上述範圍內時，第1相位差層4的配向性有變高之傾向。在此，所謂固體成分，係指將溶劑從組成物除去後的成分之合計量。
第1相位差層4的膜厚從偏光板的薄膜化之觀點而言，宜為5μm以下，較佳為3μm以下，更佳為2.5μm以下。又，第1相位差層4的膜厚之下限宜為0.1μm以上，較佳為0.5μm以上，更佳為1.0μm以上。第1相位差層4的膜厚係能夠使用橢圓偏光計或接觸式膜厚計而測定。
[第2相位差層]
第2相位差層5係至少具有厚度方向的相位差之層，對波長590nm的光線之厚度方向的相位差值Rth係以-150至-30nm為佳。
第2相位差層5係以在與薄膜平面垂直的方向具有折射率異向性者為佳，以具有經單軸配向之正折射率異向性為佳。亦即，將面內的折射率成為最大之方向的折射率設為nx，將在其面內與該方向正交之方向的折射率設為ny，且將厚度方向的折射率設為nz時，第2相位差層係以滿足nz>nx≒ny(正型C板)為佳。ny≒nz係除了ny與nz為完全相等之情況以外，亦包含ny與nz為實質上相等之情況。具體而言，係ny與nz的差之大小為0.01以內時，能夠稱ny與nz為實質上相等。
第2相位差層5之波長分散性為逆分散性。亦即，將對波長λnm的光線之厚度方向的相位差值設為Rth(λ)時，滿足Rth(450)/Rth(550)≦1.00。該值超過1.0時，難以抑制在偏光板1A產生漏光。「Rth(450)/Rth(550)」之值宜為0.75至0.92，較佳為0.77至0.87，更佳為0.79至0.85。
作為構成第2相位差層5之材料，以下述式(I)表示之聚合性液晶化合物為佳。
Figure 108125632-A0202-12-0009-2
式(I)中、G1、G2、L1、L2、B1、B2、k、l、E1、E2、P1、及P2係與前述結構式(II)定義相同。
k及l係從逆波長分散性顯現的觀點而言，係以2≦k+l≦6的範圍為佳，以k+l=4為佳，以k=2且l=2為較佳。因為k=2且l=2時為對稱結構，因而更佳。
式(I)中，Ar係表示亦可具有取代基之二價芳香族基。在此所謂芳香族基，係指具有平面性的環狀結構之基，且該環結構所具有的π電子數係依照休克耳定則(Huckel rule)為[4n+2]個者。在此，n係表示整數。含有-N=、-S-等雜原子而形成環結構時，亦包含含有該等雜原子上的非共價鍵電子對而滿足休克耳定則且具有芳香族性之情況。該二價芳香族基中係以含有氮原子、氧原子、硫原子中之至少1者以上為佳。
Ar係以具有選自由可具有取代基之芳香族烴環、可具有取代基之芳香族雜環、及吸電子性基之至少一者為佳。作為該芳香族烴環，例如可舉出苯環、萘環、蒽環等，以苯環、萘環為佳。作為該芳香族雜環，可舉出呋喃環、苯 并呋喃環、吡咯環、吲哚環、噻吩環、苯并噻吩環、吡啶環、吡嗪環、嘧啶環(pyrimidine)、三唑環、三嗪環、吡咯啉環、咪唑環、吡唑環、噻唑環、苯并噻唑環、噻吩并噻唑環、
Figure 108125632-A0202-12-0010-12
唑環、苯并
Figure 108125632-A0202-12-0010-13
唑環、及啡啉環(phenanthroline)等。該等芳香族雜環之中，係以具有噻唑環、苯并噻唑環、或苯并呋喃環為佳，以具有苯并噻唑基為更佳。又，在Ar含有氮原子時，該氮原子係以具有π電子為佳。
式(I)中，在Ar表示之二價芳香族基所含有的π電子的合計數Nπ係以8以上為佳，較佳為10以上，更佳為14以上，特佳為16以上。又，宜為30以下，較佳為26以下，更佳為24以下。
作為Ar表示之芳香族基，例如可舉出以下的基。
Figure 108125632-A0202-12-0010-3
Figure 108125632-A0202-12-0011-4
式(Ar-1)至式(Ar-22)中，*記號係表示連結部，Z0、Z1及Z2各自獨立地表示氫原子、鹵素原子、碳數1至12的烷基、氰基、硝基、碳數1至12的烷基亞磺醯基、碳數1至12的烷基磺醯基、羧基、碳數1至12的氟烷基、碳數1至6的烷氧基、碳數1至12的烷硫基、碳數1至12的N-烷胺基、碳數2至12的N,N-二烷基胺基、碳數1至12的N-烷基胺磺醯基或碳數2至12的N,N-二烷基胺磺醯基。
Q1及Q2各自獨立地表示-CR2’R3’-、-S-、-NH-、-NR2’-、-CO-或O-，R2’及R3’各自獨立地表示氫原子或碳數1至4的烷基。
J1、及J2各自獨立地表示碳原子、或氮原子。
Y1、Y2及Y3各自獨立地表示可經取代之芳香族烴基或芳香族雜環基。
W1及W2各自獨立地表示氫原子、氰基、甲基或鹵素原子，m係表示0至6的整數。
作為在Y1、Y2及Y3之芳香族烴基，可舉出苯基、萘基、蒽基、菲基、聯苯基等碳數6至20的芳香族烴基，以苯基、萘基為佳、苯基為較佳。作為芳香族雜環基，可舉出呋喃基、吡咯基、噻吩基、吡啶基、噻唑基、苯并噻唑基等含有至少1個氮原子、氧原子、硫原子等的雜原子之碳數4至20的芳香族雜環基，以呋喃基、噻吩基、吡啶基、噻唑基、苯并噻唑基為佳。
Y1及Y2各自獨立地能夠為可經取代之多環系芳香族烴基或多環系芳香族雜環基。多環系芳香族烴基係指縮合多環系芳香族烴基、或源自芳香環集合之基。多環系芳香族雜環基係指縮合多環系芳香族雜環基、或源自芳香環集合之基。
Z0、Z1及Z2各自獨立地表示氫原子、鹵素原子、碳數1至12的烷基、氰基、硝基、碳數1至12的烷氧基為佳，Z0係以氫原子、碳數1至12的烷基、氰基為更佳，Z1及Z2係以氫原子、氟原子、氯原子、甲基、氰基為更佳。
Q1及Q2係以-NH-、-S-、-NR2’-、-O-為佳，R2’係以氫原子為佳。尤其是以-S-、-O-、-NH-為特佳。
式(Ar-1)至(Ar-22)之中，從分子的安定性之觀點而言，係以式(Ar-6)及式(Ar-7)為佳。
在式(Ar-16)至(Ar-22)，Y1亦可與其鍵結之氮原子及Z0一起形成芳香族雜環基。作為芳香族雜環基，可舉出前述Ar可具有之芳香族雜環者，例如可舉出吡咯環、咪唑環、吡咯啉環、吡啶環、吡嗪環、嘧啶環、吲哚環、喹啉環、異喹啉環、嘌呤環、吡咯啶環等。該芳香族雜環基亦可具有取代基。又，Y1亦可與其鍵結之氮原子及Z0一起成為前述可經取代之多環系芳香族烴基或多環系芳香族雜環基。例如可舉出苯并呋喃環、苯并噻唑環、苯并
Figure 108125632-A0202-12-0012-14
唑環等。又，前述式(I)表示之化合物，係例如能夠依據日本特開2010-31223號公報記載的方法而製造。
第2相位差層5可單獨使用式(I)表示的聚合性液晶化合物而形成，亦可將式(I)表示的聚合性液晶化合物與式(II)表示的聚合性液晶化合物組合而形成。藉由將兩者組合而能夠調整逆波長分散性大小的程度。此時，式(I)表示 的聚合性化合物之重量比宜為70%以上，較佳為80%以上，更佳為90%以上。
針對添加在上述聚合性液晶化合物之添加劑，係能夠使用與構成第1相位差層4之材料為同樣者。
第2相位差層5的膜厚係從偏光板的薄膜化之觀點而言，宜為3μm以下，較佳為2μm以下，更佳為1.5μm以下。又，第2相位差層5的膜厚之下限宜為0.1μm以上，較佳為0.3μm以上，更佳為0.5μm以上。第2相位差層5的膜厚係能夠使用橢圓偏光計或接觸式膜厚計而測定。
[黏著劑]
偏光板1A之中，黏著劑層6係設置在偏光片3之層積有第1相位差層4及第2相位差層5之側的最外層(在此為第2相位差層5)的表面。作為黏著劑層6，可舉出例如感壓式黏著劑(pressure sensitive adhesive)。感壓式黏著劑係通常含有聚合物，亦可含有溶劑。作為聚合物，可舉出丙烯酸系聚合物、聚矽氧系聚合物、聚酯、聚胺酯、或聚醚等。尤其是含有丙烯酸系聚合物之丙烯酸系的黏著劑，因為具有優異的光學透明性且具有適當的濕潤性、凝聚力，而且具有優異的黏著性，進而耐候性、耐熱性等較高且在加熱和加濕的條件下不容易產生浮起、剝落等，因而較佳。感壓式黏著劑的厚度係按照其密著力等而決定，因而沒有特別限制，通常1μm至40μm。就加工性、耐久性等的而言，該厚度係以3μm至25μm為佳，以5μm至20μm為較佳。
[偏光板的製造方法]
偏光板1A係能夠如以下進行而製造。
偏光片3係例如由聚乙烯醇所形成時，能夠經過下列步驟而製造：將聚乙烯醇系樹脂膜進行單軸延伸之步驟；藉由使用二色性色素將聚乙烯醇系 樹脂膜染色而使其吸附該二色性色素之步驟；將吸附有二色性色素之聚乙烯醇系樹脂膜使用硼酸水溶液進行處理之步驟；及在使用硼酸水溶液之處理後進行水洗之步驟。作為二色性色素，可舉出碘和二色性有機染料。
使用接著劑將如此進行而得到的偏光片3與任意保護膜2貼合。貼合時能夠使用一對貼合輥。
在形成第1相位差層4之前，係形成水平配向膜。通常配向膜係具有使構成相位差層的聚合性液晶化合物往預定方向配向之配向限制力之膜。又，依照配向膜的種類、摩擦條件或光照射條件，而能夠控制垂直配向、水平配向、混合配向、及傾斜配向等各式各樣的配向。其中，水平配向膜係具有使構成相位差層的聚合性液晶化合物往水平方向配向之配向限制力之配向膜。
配向膜係具有不會因聚合性液晶組成物的塗佈等而產生溶解之耐溶劑性，而且以在為了除去溶劑或使聚合性液晶化合物配向之加熱處理時具有耐熱性者為佳。
作為顯示使構成第1相位差層4的聚合性液晶化合物往水平方向(面內方向)配向之配向限制力之水平配向膜，可舉出摩擦配向膜、光配向膜及在表面具有凹凸圖案或複數條溝之溝槽配向膜等。例如應用在長條的捲筒狀薄膜時，就能夠容易地控制配向方向而言，係以光配向膜為佳。
摩擦配向膜通常係將含有配向性聚合物及溶劑之組成物(以下亦稱為摩擦配向膜形成用組成物)塗佈在基材(有關基材如後所述)等之上，將溶劑除去而形成塗佈膜並將該塗佈膜進行摩擦，藉此能夠賦予配向限制力。
作為配向性聚合物，例如可舉出具有醯胺鍵之聚醯胺、明膠類、具有醯亞胺鍵之聚醯亞胺及其水解物之聚醯胺酸(polyamic acid)、聚乙烯醇、烷 基改性聚乙烯醇、聚丙烯醯胺、聚
Figure 108125632-A0202-12-0015-15
唑、聚乙烯亞胺、聚苯乙烯、聚乙烯基吡咯啶酮、聚丙烯酸及聚丙烯酸酯類。該等配向性聚合物係能夠單獨或組合二種以上。
光配向膜通常係將含有具有光反應性基的聚合物或單體及溶劑之組成物，塗佈在基材(有關基材如後所述)等之上，並在溶劑除去後照射偏光(較佳為偏光UV)而得到。光配向膜可藉由選擇所照射的偏光之偏光方向，而任意地控制配向限制力之方向。
溝槽(groove)配向膜係在膜表面具有凹凸圖案或複數條溝槽(溝)之膜。將聚合性液晶化合物塗佈在具有等間隔排列的複數條直線狀溝之膜時，液晶分子係往沿著該溝之方向配向。
水平配向膜的膜厚係從附光學補償功能的相位差板之薄膜化的觀點而言，宜為1μm以下，較佳為0.5μm以下，更佳為0.3μm以下。又，水平配向膜的膜厚宜為1nm以上，較佳為5nm以上，更佳為10nm以上，特佳為30nm以上。水平配向膜的膜厚係能夠使用橢圓偏光計或接觸式膜厚計而測定。
將第1相位差層4形成在水平配向膜上。將含有式(II)表示的聚合性液晶化合物之相位差層形成用組成物塗佈在水平配向膜上，其次將溶劑除去且對含有配向狀態的聚合性液晶化合物之相位差層形成用組成物利用加熱及/或活性能量線使其硬化而能夠得到第1相位差層4。
作為將相位差層形成用組成物塗佈在水平配向膜上之方法(以下，有稱為塗佈方法A之情形)，例如可舉出擠出塗佈法、直接凹版塗佈法、逆向凹版塗佈法、CAP塗佈法、狹縫塗佈法、微凹版法、模縫塗佈法、噴墨法等。又，亦可舉出使用浸漬塗佈器、桿塗佈器、旋轉塗佈機等塗佈器進行塗佈之方法等。 尤其是藉由捲至捲方式而連續地塗佈時，係以使用微凹版法、噴墨法、狹縫塗佈法、模縫塗佈法之塗佈方法為佳。
作為除去溶劑之方法(以下有稱為溶劑除去方法A之情形)，例如可舉出自然乾燥、通風乾燥、加熱乾燥、減壓乾燥及組合該等之方法。尤其是以自然乾燥或加熱乾燥為佳。乾燥溫度係以0至200℃的範圍為佳，以20至150℃的範圍為較佳，以50至130℃的範圍為更佳。乾燥時間係以10秒鐘至20分鐘為佳，較佳為30秒鐘至10分鐘。
藉由活性能量線使相位差層形成用組成物硬化時，作為照射之活性能量線，係能夠按照所含有的聚合性液晶化合物之種類(特別是聚合性液晶化合物所具有之光聚合性官能基的種類)、在含有光聚合起始劑時為光聚合起始劑的種類、以及該等聚合性液晶化合物及光聚合起始劑的量而適當地選擇。具體而言，可舉出選自由可見光、紫外光、紅外光、X射線、α線、β線、及γ線所組成群組之一種以上的光線。尤其是從容易控制聚合反應的進行、及在該領域被廣泛地使用作為光聚合裝置者而言，係以紫外光為佳，以能夠藉由紫外光而進行光聚合之方式選擇聚合性液晶化合物的種類為佳。
作為前述活性能量線的光源，例如可舉出低壓水銀燈、中壓水銀燈、高壓水銀燈、超高壓水銀燈、氙燈、鹵素燈、碳弧燈、鎢燈、鎵燈、準分子雷射、發出波長範圍380至440nm的光線之LED光源、化學燈、黑光燈、微波激發水銀燈、鹵化金屬燈等。
紫外線照射強度通常為10至3,000mW/cm2。紫外線照射強度較佳是對光陽離子聚合起始劑或光自由基聚合起始劑的活性化有效的波長區域內之強度。照射光線之時間通常為0.1秒至10分鐘，宜為0.1秒至5分鐘，較佳為 0.1秒至3分鐘，更佳為0.1秒至1分鐘。
採用此種紫外線照射強度照射1次或複數次時，其累計光量為10至3,000mJ/cm2，宜為50至2,000mJ/cm2，較佳為100至1,000mJ/cm2。累計光量為上述的下限以下時，聚合性液晶化合物的硬化變為不充分且有無法得到良好的轉印性之情形。相反地，累計光量為上述之上限以上時，包含第1相位差層4之附光學補償功能的相位差板有被著色之情形。
如此進行而使用式(II)表示的聚合性液晶化合物在水平配向膜上所形成的第1相位差層4係具有正波長分散性之正型A板。又，為了形成第1相位差層4，亦能夠使用將相位差層形成用組成物塗佈在水平配向膜上之方法，以及預先藉由接著劑將已延伸的樹脂膜貼合在偏光片3之方法。
其次，形成第2相位差層5。但是在形成第2相位差層5之前，係形成垂直配向膜。
垂直配向膜係具有使構成相位差層之聚合性液晶化合物往垂直方向配向的配向限制力之配向膜。因此，藉由使用垂直配向膜，而能夠形成垂直配向液晶膜。
作為垂直配向膜，係以應用如降低基材等的表面的表面張力之材料為佳。作為此種材料，可舉出上述的配向性聚合物，例如聚醯亞胺、聚醯胺、其水解物之聚醯胺酸、全氟烷基化合物等氟系聚合物、及矽烷化合物以及藉由該等的縮合反應而得到的聚矽氧烷化合物。藉由將含有此種材料及溶劑之組成物(以下亦稱為垂直配向膜形成用組成物)塗佈在基材等之上且除去溶劑後，對塗佈膜施行加熱等而能夠得到垂直配向膜。
將矽烷化合物使用在垂直配向膜時，從容易使表面張力降低且容 易提高與和垂直配向膜相鄰的層之密著性之觀點而言，垂直配向膜係以由含有Si元素及C元素作為構成元素之化合物所構成之膜為佳，且能夠適合使用矽烷化合物。在本實施形態，當垂直配向膜配置在第1相位差層4與第2相位差層5之間時，垂直配向膜與第1相位差層4及第2相位差層5會顯現較高的密著性，而且在相位差層4、5能夠有效地抑制或防止在各層間的界面產生剝落。
從容易進一步提升密著性之觀點、及相位差層形成用組成物的塗佈性之觀點、及在後述附光學補償功能的相位差板的製造方法中使配置在下層之層不容易產生溶解之觀點而言，垂直配向膜係以由含有Si元素、C元素及O元素作為構成元素之化合物所構成之膜為佳。又，形成垂直配向膜之矽烷化合物之與Si原子鍵結之含有C原子的取代基，較佳是烷基或烷氧基的碳原子數宜為1至30，較佳為2至25，更佳為3至20。亦即，Si元素與C元素之比率(Si/C、莫耳比)宜為0.03至1.00，較佳為0.04至0.50，更佳為0.05至0.33。Si/C比為上述的下限以上時，位差層形成用組成物的塗佈性會提升，Si/C比為上述之上限以下時，能夠提升與相鄰的層之密著性。
溶劑係能夠使用例如在第1相位差層4的項目例示的溶劑。作為塗佈垂直配向膜形成用組成物之方法，可舉出上述塗佈方法A，作為除去溶劑之方法，可舉出上述溶劑除去方法A。
垂直配向膜形成用組成物係能夠含有溶劑、以及在第1相位差層的項目例示的添加劑等。
垂直配向膜的膜厚係從附光學補償功能的相位差板的薄膜化、及配向限制力的顯現之觀點而言，宜為1μm以下，較佳為0.3μm以下，更佳為0.1μm以下。又，垂直配向膜的膜厚宜為1nm以上，較佳為5nm以上，更佳為10nm以 上，特佳為30nm以上。垂直配向膜的膜厚係能夠使用橢圓偏光計或接觸式膜厚計而測定。
將第2相位差層5形成在垂直配向膜上。能夠將含有式(I)表示的聚合性液晶化合物之相位差層形成用組成物塗佈在垂直配向膜上，其次將溶劑除去且對含有配向狀態的聚合性液晶化合物之相位差層形成用組成物利用加熱及/或活性能量線使其硬化而能夠得到第2相位差層5。
將相位差層形成用組成物塗佈在垂直配向膜上之方法，係能夠使用與形成第1相位差層4時相同方法。
除去溶劑之方法，係能夠使用與形成第1相位差層4時相同方法。
作為前述活性能量線的種類和光源，係能夠使用與形成第1相位差層4時所使用者相同物。關於照射強度，亦能夠與形成第1相位差層4時同樣地進行。
如此進行而使用式(I)表示的聚合性液晶化合物而形成在垂直配向膜上之第2相位差層5係具有逆波長分散性之正型C板。在此，逆波長分散性大小的程度係能夠藉由將式(I)表示的聚合性液晶化合物與式(II)表示的聚合性液晶化合物混合使用來調整。亦即，藉由改變顯示逆波長分散性之式(I)表示的聚合性液晶化合物與顯示正波長分散性之式(II)表示的聚合性液晶化合物之混合比，而能夠調整第2相位差層5全體之逆波長分散性的大小。
[基材]
在此，說明作用以形成水平配向膜及垂直配向膜的基礎之基材。基材可為剝離後能夠將原本塗佈在基材上的膜轉印之設計，亦可為經賦予與基材的密著性而無法轉印之設計，任一者均可，從薄膜化的觀點而言，以能夠轉印至被轉印物 且將基材剝離之設計為佳。作為如上述的基材，可舉出玻璃基材及薄膜基材，從加工性的觀點而言，係以薄膜基材為佳，就能夠連續地製造而言，係以長條的捲筒狀薄膜為較佳。
作為構成薄膜基材之樹脂，例如可舉出聚乙烯、聚丙烯、降莰烯系聚合物等聚烯烴；環狀烯烴系樹脂；聚乙烯醇；聚對苯二甲酸乙二酯；聚甲基丙烯酸酯；聚丙烯酸酯；三乙酸纖維素、二乙酸纖維素及纖維素乙酸酯丙酸酯等纖維素酯；聚萘二甲酸乙二酯；聚碳酸酯；聚碸；聚醚碸；聚醚酮；聚苯硫及聚苯硫醚等塑膠。能夠為對該基材表面施行如聚矽氧處理的離型處理。能夠將此種樹脂藉由溶劑澆鑄法、熔融擠製法等眾所周知的手段進行製膜而作為基材。
基材係以容易將水平配向膜和垂直配向膜層積且為容易剝離的厚度者為佳。此種基材的厚度通常為5至300μm，較佳為20至200μm。
又，除了另外準備基材以外，亦可使用偏光片3作為形成水平配向膜之基材，或使用形成完畢的第1相位差層4作為形成垂直配向膜之基材。
將黏著劑層6使用以往眾所周知的方法而層積在第2相位差層5的表面。藉此，完成偏光板1A。
(第2實施形態)
上述第1實施形態中，雖然揭示依序將保護膜2、偏光片3、第1相位差層4、第2相位差層5、及黏著劑層6層積而成之偏光板1A，但是第1相位差層4與第2相位差層5之積層順序亦可相反。
如第2圖顯示，第2實施形態的偏光板1B，係在偏光片3的一側之面具備相位差層4、5者，且為依序將保護膜2、偏光片3、第2相位差層5、第1相位差層4、及黏著劑層6層積而成者。在偏光板1B，係以使第1相位差 層4的慢軸與偏光片3的吸收軸彼此呈大致平行之方式將第1相位差層4與偏光片3層積。
在第2實施形態的偏光板1B，針對各層的構成材料和特性、製造方法係能夠設為與第1實施形態的偏光板1A同樣。
<液晶顯示裝置>
本發明的偏光板係適合於貼附在IPS(In-Plane Switching模式(橫向電場模式)液晶單元而製造液晶顯示裝置的情況。如第3圖顯示，將偏光板1A貼附在液晶單元8的視認側且將其它偏光板11貼附在液晶單元8的背面側而構成液晶面板9，藉由將此與背光板(面光源裝置)等其它構材組合而能夠製造液晶顯示裝置10。其它偏光板11係能夠包含偏光片、保護膜、及亮度提升膜。針對其它偏光板11所具備的保護膜之相位差值，對波長590nm的光線之面內方向的相位差值係以10nm以下為佳，針對波長590nm的光線之厚度方向的相位差值的絕對值係以10nm以下為佳。
(實施例)
以下，舉出實施例及比較例而更具體地說明本發明的內容。又，本發明係不被下述實施例限定。
<使用材料>
準備以下者作為使用材料。
[保護膜]
準備在一面具有硬塗層之三乙酸纖維素膜。該薄膜的厚度為30μm。
[偏光片]
準備碘吸附配向在聚乙烯醇樹脂之偏光片。偏光片的厚度為8μm。
[第1相位差層]
準備經延伸的環狀烯烴系樹脂膜。面內相位差值係在波長590nm為125nm。第1相位差層為滿足nx>ny≒nz之λ/4板且顯示正波長分散性。
[相位差層形成用組成物]
作為用以形成第2相位差層之組成物，係調製以下的「相位差層P形成用組成物」及「相位差層Q形成用組成物」。
．相位差層P形成用組成物
將具有以下顯示的結構之聚合性液晶化合物A與聚合性液晶化合物B以90：10的質量比混合。相對於該混合物100質量份，添加調平劑(製品名「F-556」、DIC公司製)1.0質量份、及光聚合起始劑之2-二甲胺基-2-苯甲基-1-(4-嗎啉基苯基)丁烷-1-酮(製品名「IRGACURE 369(Irg369)」、BASF Japan股份公司製)6質量份。而且，以使固體成分濃度成為13質量%之方式添加N-甲基-2-吡咯啶酮(NMP)。
藉由將混合物在80℃攪拌1小時，而得到相位差層P形成用組成物。
(聚合性液晶化合物A)
Figure 108125632-A0202-12-0022-5
(聚合性液晶化合物B)
Figure 108125632-A0202-12-0023-6
．相位差層Q形成用組成物
相對於聚合性液晶化合物之Paliocolor(註冊商標)LC242 100質量份，添加作為調平劑之上述「F-556」0.1質量份、及作為聚合起始劑之上述「IRGACURE 369」3質量份。以使固體成分濃度成為13%之方式添加環戊酮而得到相位差層Q形成用組成物。
<實施例1>
使矽烷偶合劑之KBE-9103(信越化學工業股份公司製)溶解在將乙醇與水以9：1(質量比)的比例混合而成之溶劑中，而得到固體成分0.5%的垂直配向膜形成用組成物。其次，對作為基材的第1相位差層的表面進行電暈處理。將該垂直配向膜形成用組成物使用桿塗佈器塗佈在經電暈處理的表面上且在80℃乾燥1分鐘，而得到垂直配向膜。所得到的垂直配向膜的膜厚為50nm。
將相位差層P形成用組成物使用桿塗佈器而塗佈在垂直配向膜上且在120℃乾燥1分鐘。藉由使用高壓水銀燈(「UNICURE VB-15201BY-A」、USHIO電機股份公司製)照射紫外線而形成相位差層P。紫外線的照射係在氮氣環境下以使在波長365nm之累計光量成為500mJ/cm2之方式進行。
所得到的相位差層P的特性係如以下。
．膜厚：1.2μm
．厚度方向的相位差值：在波長590nm為-140nm
．種類別：正型C板(nz>nx≒ny)
．波長分散性(Rth(450)/Rth(550))：0.85
使用接著劑層將保護膜與偏光片貼合。使用黏著劑層將偏光片與第1相位差層貼合。如此進行而得到依序層積有保護膜、偏光片、第1相位差層、相位差層P(第2相位差層)之偏光板。此時，係以第1相位差層的慢軸與偏光片的吸收軸正交之方式層積。
<實施例2>
除了將積層順序變更成保護膜、偏光片、相位差層P(第2相位差層)、第1相位差層、及以使第1相位差層的慢軸與偏光片的吸收軸成為平行之方式層積以外，其餘以與實施例1同樣地進行而得到偏光板。
<比較例1>
對作為基材之第1相位差層的表面進行電暈處理。將作為垂直配向膜形成用組成物之SUNEVER(註冊商標)SE610(日產化學工業股份公司製)使用桿塗佈器塗佈在經電暈處理的表面上，且在80℃乾燥1分鐘，而得到垂直配向膜。所得到的垂直配向膜的膜厚為50nm。將相位差層Q形成用組成物使用桿塗佈器而塗佈在垂直配向膜上，且在90℃乾燥120秒鐘。使用上述高壓水銀燈且藉由照射紫外線而形成相位差層Q。紫外線的照射係在氮氣環境下以使在波長365nm之累計光量成為500mJ/cm2之方式進行。
所得到的相位差層Q之特性係如以下。
．膜厚：1.0μm
．厚度方向的相位差值：在波長590nm為-140nm
．種類別：正型C板(nz>nx≒ny)
．波長分散性(Rth(450)/Rth(550))：1.01
使用接著劑層將保護膜與偏光片貼合。使用黏著劑層將偏光片與 第1相位差層貼合。如此進行而得到依序層積有保護膜、偏光片、第1相位差層、相位差層Q(第2相位差層)之偏光板。此時，以使第1相位差層的慢軸與偏光片的吸收軸成為正交之方式層積。
<比較例2>
除了將積層順序變更成保護膜、偏光片、相位差層Q(第2相位差層)、第1相位差層、及以使第1相位差層的慢軸與偏光片的吸收軸成為平行之方式層積以外，其餘以與比較例1同樣地進行而得到偏光板。
<評價>
藉由視角特性測定評價裝置來測定傾斜方向的對比。視角特性測定評價裝置係使用ELDIM公司製的EZ-contrast。使黏著劑層層積在各實施例及比較例所製造的偏光板表面。黏著劑層係層積在相位差層(第1相位差層或第2相位差層)側的表面。準備玻璃板，隔著黏著劑層而將各實施例及比較例所製造的偏光板貼附在玻璃板的一面。將背面側偏光板貼附在玻璃板的另一面。在此，背面側偏光板係依序將黏著劑層、保護膜(對波長590nm的光線之面內方向的相位差值≦10nm、對波長590nm的光線之厚度方向的相位差值的絕對值≦10nm)、偏光片、黏著劑層、及亮度提升膜層積而成之偏光板。一對偏光板係以使吸收軸彼此正交之方式貼合。將背光板點亮而進行評價傾斜方向的對比。將結果顯示在表1。
[表1]
Figure 108125632-A0202-12-0026-8
依照該結果，得知相較於比較例1，實施例1係傾斜方向的漏光較小者。得知相較於比較例2，實施例2係傾斜方向的漏光較小者。
[產業上之可利用性]
本發明係能夠利用於製造液晶顯示裝置。
1A‧‧‧偏光板
2‧‧‧保護膜
3‧‧‧偏光片
4‧‧‧第1相位差層
5‧‧‧第2相位差層
6‧‧‧黏著劑層

Claims (6)

  1. 一種偏光板，係具備偏光片、及層積在前述偏光片的一側的面之第1相位差層及第2相位差層；其中，
    前述第1相位差層的慢軸與偏光片的吸收軸彼此呈大致正交或大致平行；
    將面內的折射率成為最大之方向的折射率設為nx，將在其面內與該方向正交之方向的折射率設為ny，且將厚度方向的折射率設為nz時，第2相位差層滿足nz>nx≒ny；
    將對波長λnm的光線之厚度方向的相位差值設為Rth(λ)時，前述第2相位差層滿足Rth(450)/Rth(550)≦1.00。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之偏光板，其中，前述第1相位差層的慢軸與前述偏光片的吸收軸彼此呈大致正交，且該偏光板依序具備前述偏光片、前述第1相位差層、及前述第2相位差層。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之偏光板，其中，前述第1相位差層的慢軸與偏光片的吸收軸彼此呈大致平行，且該偏光板依序具備前述偏光片、前述第2相位差層、及前述第1相位差層。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之偏光板，其中，前述第1相位差層滿足nx>ny≒nz。
  5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項所述之偏光板，更具備設置在前述偏光片之層積有前述第1相位差層及前述第2相位差層之側的最外層表面之黏著劑層。
  6. 一種液晶顯示裝置，係包含如申請專利範圍第1至5項中任一項所述之偏光板及IPS模式的液晶單元。
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