TWI408457B - 透明薄膜、偏光板及液晶顯示裝置 - Google Patents

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Description

透明薄膜、偏光板及液晶顯示裝置
本發明關於可用作為液晶顯示裝置的光學補償薄膜、偏光板的保護薄膜等的新穎透明薄膜，以及利用該透明薄膜的偏光板及液晶顯示裝置。
透過型液晶顯示裝置係具有液晶胞及在其兩側的一對偏光鏡(Polarizer)。該一對偏光鏡的配置一般係以互相的透過軸成正交，即成為所謂的正交偏光鏡。然而，對於由其表面的法線方向所入射的光而言，正交偏光鏡可作為正交偏光鏡的機能，但是對於自法線方向呈傾斜方向所入射的光而言，由於透過軸的交叉角偏離直角，故不能作為正交偏光鏡的機能。此成為在透過型液晶顯示裝置中，傾斜方向發生漏光，依賴於視野角的對比之降低及色調變化等視野角特性降低的原因。
然而，由聚乙烯醇薄膜等所構成的偏光鏡，一般不是以單獨的構件用於液晶顯示裝置，而是在其兩面貼合用於保護偏光鏡的保護薄膜以當作偏光板併入液晶顯示裝置內。因此，嘗試藉由使該保護薄膜具有指定的光學特性，而廣視野角化。作為其之一例，有提案「一種廣視野角偏光板，其係由在偏光鏡上重疊具有面內相位差＝250~300nm、Nz ＝0.1~0.4的雙折射特性之二軸性相位差板而成」、及「一種廣視野角偏光板，其係由在偏光鏡上重疊具有面內相位差＝250~300nm、NZ ＝0.6~1.1的雙折射特性之二軸性相位差板而成」(專利文獻1)。於專利文獻1的實施例中，顯示將2片該廣視野角偏光板以正交配置而配置在液晶胞的兩側，使所成的透過型液晶顯示裝置成為廣視野角化。
於專利文獻1所記載的偏光板之廣視野角化技術中，入射光必須2次通過上述具有指定雙折射性的二軸性相位差板。因此，液晶顯示裝置在設計上有限制，或需要精密地控制指定的光學特性之相位差板的光軸之相互位置關係而作2片積層的煩雜程序等，從生產性的觀點來看係不佳。
另一方面，雖然嘗試使入射光僅通過一片相位差板，而補償偏光鏡的視野角依賴性，但是於該情況下發生波長依賴性的問題。此係因為作為偏光板的保護薄膜所通常使用的三乙醯纖維素薄膜等之遲滯值係顯示波長依賴性。例如，即使就可見光波長範圍400~700nm的中央波長550nm(G)之入射光而言，藉由通過保護薄膜，而轉變成消光點，調整保護薄膜的光學特性，但就450nm(B)及650nm(R)的入射光而言，轉變成偏離消光點的偏光狀態，結果發生依賴於視野角的色調變化或對比的降低。
[專利文獻1]特開2001－350022號公報
本發明鑒於上述問題點，課題為解決上述問題點，提供可對應於全可見光範圍的寬頻帶且廣視野角的新穎偏光板。
又，本發明的課題為提供新穎的透明薄膜，其作為該偏光板的保護薄膜，而且作為液晶顯示裝置的光學補償薄膜，有助於波長依賴性及視野角依賴性兩者之減輕。
再者，本發明的課題為提供可減輕依賴於視野角的對比之降低及色調變化，視野角特性良好的液晶顯示裝置。
解決上述問題的手段係如以下。
[1]一種透明薄膜，包含薄膜面的法線方向中Nz值在0~1單調增加或單調減少的區域，且波長550nm的面內遲滯值Re為510~610nm； 但是Nz=0.5+Rth(550)/Re(550)，式中Rth(550)及Re(550)各自為在波長550nm的厚度方向之遲滯值及面內遲滯值。
[2]如[1]的透明薄膜，其含有醯化纖維素當作主成分。
[3]如[1]的透明薄膜，其含有含脂環式構造的聚合物樹脂當作主成分。
[4]一種透明薄膜，其特徵為在面內具有光學各向異性，薄膜面的法線方向的圓形遲滯(CRE1)係大約0，在自薄膜面的法線方向之極角60度，且以薄膜面內的遲相軸當作方位角0度時，方位角為45度、135度、225度、及315度的4個方向所入射的光線之圓形遲滯(CRE2)的絕對值係大略相等，且不是0。
[5]如[4]的透明薄膜，其中上述CRE2係0~20nm。
[6]如[1]的透明薄膜，其中具有由Nz值互相不同的2個以上之層所構成的多層構造。
[7]如[6]的透明薄膜，其中具有聚合物薄膜、及其兩面 上各自由相同或不同的液晶組成物所構成的光學各向異性層之各至少一層。
[8]一種偏光板，其具有偏光膜及如[1]~[7]中任一項之透明薄膜。
[9]一種液晶顯示裝置，其具有液晶胞及如[8]的偏光板。
[10]一種液晶顯示裝置，其係具有液晶胞及至少一個偏光膜之液晶顯示裝置，其中在上述偏光膜與上述液晶胞之間具有如[1]~[7]中任一項之透明薄膜。
依照本發明，可提供寬頻帶且廣視野角的新穎偏光板。又，依照本發明，可提供新穎的透明薄膜，其作為該偏光板的保護薄膜，而且作為液晶顯示裝置的光學補償薄膜，有助於波長依賴性及視野角依賴性兩者之減輕。再者，依照本發明，可提供能減輕依賴於視野角的對比之降低及色調變化，視野角特性良好的液晶顯示裝置。
 發明的實施形態
以下詳細說明本發明。再者，於本說明書中，「~」係以包含其前後所記載的數值當作下限值及上限值的意思來使用。
以下說明本發明。再者，於本說明書中，「~」係以包含其前後所記載的數值當作下限值及上限值的意思來使用。又，實質正交或平行係意味嚴密的角度±10°之範圍。
另外，於本說明書中，Re(λ)、Rth(λ)係各自表示波長λ時面內的遲滯值及厚度方向的遲滯值。Re(λ)係於KOBRA 21ADH或WR(王子計測機器(股)製)中將波長λnm的光入射到薄膜法線方向而測定者。
所測定的薄膜，於以1軸或2軸的折射率橢圓體表示時，係藉由以下方法來算出Rth(λ)。
Rth(λ)係以上述Re(λ)、面內的遲相軸(藉由KOBRA 21ADH或WR來判斷)當作傾斜軸(回轉軸)(無遲相軸時，以薄膜面內的任意方向當作回轉軸)，從相對於薄膜法線方向的法線方向起到一側50度為止，以10度等級從各個傾斜的方向將波長λnm的光作入射而全部作6點測定，以所測定的遲滯值及平均折射率的假定值和所輸入的膜厚值為基礎，藉由KOBRA 21ADH或WR來算出。
上述中，於以自法線方向的面內遲相軸當作回轉軸，在某一傾斜角度具有遲滯值成為零的方向之薄膜的情況，將比該傾斜角度還大的傾斜角度之遲滯值的符號轉變為負後，藉由KOBRA 21ADH或WR來算出。
再者，以遲相軸作為傾斜軸(回轉軸)(無遲相軸時，以薄膜面內的任意方向當作回轉軸)，自任意傾斜的2個方向來測定遲滯值，以其值和平均折射率的假定值及所輸入的膜厚值為基礎，藉由下式(21)及式(22)亦可算出Rth。
Rth={(nx+ny)/2-nz}×d---式(22)
式中，上述Re(θ)表示自法線方向以角度θ傾斜的方向中之遲滯值。
而且式中，nx表示面內的遲相軸方向之折射率，ny表示面內中與nx正交的方向之折射率，nz表示與nx及ny正交的方向之折射率，d表示膜厚。
於所測定的薄膜無法以1軸或2軸的折射率橢圓體來表現者，即所謂沒有光學軸(optic axis)的薄膜之情況，係藉由以下方法來算出Rth(λ)。
Rth(λ)係以上述Re(λ)、面內的遲相軸(藉由KOBRA 21ADH或WR來判斷)當作傾斜軸(回轉軸)，從相對於薄膜法線方向自-50度到+50度為止，以10度等級從各個傾斜的方向將波長λnm的光作入射而作11點測定，以所測定的遲滯值及平均折射率的假定值和所輸入的膜厚值為基礎，藉由KOBRA 21ADH或WR來算出。
又，於上述測定中，平均折射率的假定值係可使用聚合物手冊(JOHN WILEY&SONS公司)、各種光學薄膜的型錄值。於平均折射率的值不是已知的情況下，可使用阿貝折射計來測定。以下例示主要的光學薄膜之平均折射率值：醯化纖維素(1.48)、環烯烴聚合物(1.52)、聚碳酸酯(1.59)、聚甲基丙烯酸甲酯(1.49)、聚苯乙烯(1.59)。藉由將這些平均折射率的假定值及膜厚輸入，KOBRA 21ADH或WR算出nx、ny、nz。由所算出的nx、ny、nz再算出Nz=(nx-nz)/(nx-ny)。
再者，於本說明書中，關於表示光學特性等的數值或數值範圍，可解釋為包含液晶顯示裝置或其所用的構件中一般容許的誤差之數值或數值範圍。
本發明關於透明薄膜，其包含薄膜面的法線方向中Nz值在0~1單調增加或單調減少的區域，且波長550nm的面內遲滯值Re為510~610nm。本發明的透明薄膜係藉由與偏光鏡組合，配置在偏光鏡與液晶胞之間，而有助於減輕液晶顯示裝置之傾斜方向的對比降低及色調變化。再者，關於「包含薄膜面的法線方向(薄膜的厚度方向)中Nz值在0~1單調增加或單調減少的區域」，可藉由如文獻：Y.Takahashi,H.Watanabe and T.Kato,“Depth－Dependent Determination of Molecular Orientation for WV－Film”,IDW’04(2004)第651頁中所述的方法來確認。具體地，測定薄膜的厚度方向中均等的5點之P2的x、y及z成分，使用由其所算出的nx、ny及nz而求得的Nz之值，係在0~1的範圍內變化，例如對於各5點而言，意味Nz值以大約0、0.25、0.5、0.75、1方式變化。又，就薄膜的Nz之「單調增加及單調減少」而言，其增加率及減少率可變動，而且沒有增減的範圍亦可，但單調增加中沒有最小減少的範圍，且單調減少中沒有最小增加的範圍。較佳的增加率為固定的單調增加，或減少率為固定的單調減少。
作為本發明的透明薄膜之一態樣，可舉出具有由Nz值為互相不同的2個以上之層所構成的多層構造之透明薄膜。更具體地，具有聚合物薄膜、及其兩面上各自由相同或不同的液晶組成物所構成的光學各向異性層之各至少一層，一方的光學各向異性層之Nz為0，聚合物薄膜的Nz為0.5，另一方的光學各向異性層之Nz為1.0的透明薄膜亦為本發明的一態樣。若在聚合物薄膜的一面上形成複數的各Nz為互相不同的光學各向異性層，及/或對於支持的聚合物薄膜而言，Nz為互相不同的聚合物薄膜之多層構造體，則可製作Nz在0~1的範圍內之以微小變化率作單調增加(或單調減少)的透明薄膜。
第1圖顯示本發明之具有透明薄膜的偏光板之一例。第1圖的偏光板10具有由碘等所染色的聚乙烯醇(PVA)薄膜等所成的偏光鏡12、及在其表面上由醯化纖維素薄膜等所成的保護薄膜14及16。保護薄膜16係本發明的透明薄膜，滿足上述規定的光學特性。於將偏光板10併入液晶顯示裝置時，與另一偏光板一起夾持液晶胞，且以本發明的透明薄膜即保護薄膜16當作液晶胞側，使偏光板的互相吸收軸成正交地配置。
再者，本發明的透明薄膜未必要當作偏光鏡的保護薄膜直接貼合於偏光鏡的表面上。例如，本發明的透明薄膜亦可當作光學補償薄膜配置於偏光鏡與液晶胞之間。於偏光鏡與本發明的透明薄膜之間，配置偏光鏡的保護薄膜時，該保護薄膜較佳為沒有相位差的等方向性薄膜。
其次，參照圖式來說明本發明的透明薄膜及偏光板之作用。第2圖~第5圖各係從S2軸的正方向看見龐加萊(poincare)球的圖。龐加萊球係記載偏光狀態的三次元地圖，球的赤道上表示橢圓率為0的直線偏光之偏光狀態。第2圖中的點P表示從傾斜方向所入射的光通過偏光鏡成為直線偏光，其偏光狀態。若偏光狀態點P轉變成S1軸上的消光點之偏光狀態點Q，則消除正交偏光鏡的視野角依賴性。因此，可藉由通過配置於偏光鏡的液晶胞側之保護薄膜，將偏光狀態從點P轉變成點Q，調整保護薄膜的雙折射性。通過相位差區域所致的偏光狀態之變化，在龐加萊球上，係按照光學特性來決定而在特定的軸旋轉，以特定角度的回轉來表示。作為偏光狀態點P轉變成偏光狀態點Q之一例，如第3圖所示地，使用當作保護薄膜的1/2波長板，以S2軸當作回轉軸，藉由僅π回轉而轉換。再者，回轉角度係與通過的相位差區域之相位差成比例，且與入射光的波長之倒數成比例。
然而，醯化纖維素薄膜等之作為保護薄膜所使用的薄膜之大多數的折射率(n)，對於入射光的波長而言係不一樣，通常愈長波長則有愈小的傾向，結果就相位差而言，入射光愈長波長，則有愈小的波長依賴性。由於如此折射率的波長依賴性之影響，加上如上述地回轉角度與λ的倒數成比例，龐加萊球上所顯示的偏光狀態之遷移，係愈長波長的光，回轉角度愈小。因此，藉由一片相位差板，將R光(650nm)、G光(550nm)、及B光(450nm)皆進行第3圖所示的偏光狀態之轉換係困難的，例如，就中心波長的G光(550nm)而言，即便使用可轉換到消光點的保護薄膜，也如第4圖所示地，R光及B光會發生自消光點的偏移。
因此，於本發明中，不是如第3圖所示般僅利用薄膜的雙折射性之偏光狀態的轉換，而是利用薄膜的雙折射性及旋光性，轉換偏光狀態，以減輕上述波長依賴性。本發明的透明薄膜包含薄膜面的法線方向中Nz值在0~1單調增加或單調減少的區域。該區域例如是極微小的膜厚之層僅以無限大的數所積層的積層體，可近似為在鄰接的層間Nz僅極微小的增減之積層體。若以入射側的最表層之Nz=1，以出射側的最表層之Nz=0，表示入射於此假想積層體的光之偏光狀態的轉換，則第1層LNz=0 的直線偏光係受到該層的雙折射性之影響，此時的轉換之軌跡表示以與點P的S2軸成平行的軸當作回轉軸作回轉。由於在第2層中Nz微小地減少，回轉軸係成為從S1軸上的點P，在S1=0的方向僅微小偏移的之與S2軸成平行的軸。在第3、第4層．．．，Nz係減少，回轉軸係在S1=0的方向中移動，在Nz=0.5的層LNz=0.5 中，回轉軸係成為S2軸。最後，在出射側的最表層LNz=1 中，回轉軸係成為與消光點Q的S2軸成平行之軸。
其間的偏光狀態之轉換軌跡，就鄰接的層間之Nz的增減△Nz而言，若近似為△Nz趨近於0，可如第5圖地表示。第5圖中所示的偏光狀態之轉換軌跡在第5圖中以虛線表示，所謂表示旋光性的滾動圓錐，其中心係邊從S1軸上的點P向S1=0的方向，再朝向負的方向移動，作一回轉而到達消光點Q，沿著同一軌跡。折射率的波長分散性雖然亦會受到表示旋光性的滾動圓錐之回轉所影響，但與第4圖所示之僅利用雙折射性的回轉比較下，於偏光狀態到達消光點Q時，R光、G光及B光的分離變小，可減輕波長分散性。再者，以透明薄膜的Re(面內遲滯值的總和)當作龐加萊球上的移動量，使滾動圓錐以360°回轉係必要的，560nm左右成為必要。實際上，在510~610nm的範圍內對於習知例而言係有效果。
本發明的透明薄膜，從另一觀點來表現時，可以雖然對於薄膜的法線方向之入射光而言，不發生旋光性，但對於傾斜方向的入射光而言，發生旋光性的薄膜來表現。更具體地，本發明的透明薄膜，從其它觀點來看，可以對於從薄膜面的法線方向所入射的光而言所測定的圓形遲滯(CRE1)為大約0，對於從對薄膜面互相不同的複數之傾斜方向所入射的光而言所測定的(CRE2)的絕對值為大略相等，且不是0當作特徵的透明薄膜來表現。在此，對薄膜面互相不同的複數之傾斜方向，例如可定義為在自薄膜面的法線方向之極角60度，且以薄膜面內的遲相軸當作方位角0度時，方位角為45度、135度、225度、及315度的4個方向。此處，就從該4個方向入射時CRE2的絕對值大略相等而言，於遲相軸方向以單純扭轉的薄膜中係無法滿足，該薄膜與本發明的透明薄膜係明顯不同。本發明的透明薄膜在厚度方向中，Nz係成為不同的分布，結果以薄膜面內的遲相軸當作方位角0度時，在方位角為45度、135度、225度、及315度的4個方向中符號雖然不同，但絕對值成為相等。對於從上述4個方向所入射的光而言，CRE2的絕對值各自較佳為32~38nm。再者，所謂的大略相等係指完全相同或值的差異在5nm以下。
薄膜的CRE(CRE1及CRE2)，例如可藉由Axometrics公司的Mueller Matrix Polarimeter”AxoScan”來測定。又，關於CRE的詳細，在文獻：S.Y.Lu and R.A.Chipman,J.Opt Soc.Am A.13(1996)1106.中有記載。
本發明的透明薄膜之原料係沒有特別的限制。例如，即使為拉伸雙折射聚合物薄膜，藉由將液晶性化合物固定在特定的配向狀態而形成的光學各向異性層亦可。又，透明薄膜係不限於單層構造，亦可為具有積層複數的層之多層構造。於多層構造的態樣中，各層的材料可為同種類或不同種類。例如，也可為由聚合物薄膜與液晶組成物所構成的光學各向異性層之積層體。於多層構造的態樣中，若考慮厚度，與高分子的拉伸薄膜之積層體比較下，含有經塗布所形成的層之塗布型層的多層體係較佳的。
藉由選擇所用的原料、其配合量、製造條件等，將此等值調整在所欲的範圍內，則可製作Nz值滿足上述條件的透明薄膜。具體地，可藉由：混合波長分散不同的2種類以上之聚合物(例如互相在主鏈方向的吸收波長不同的複數種的聚合物)；添加在紫外區域或紅外區域有吸收的添加劑，控制可見光的波長分散；將在紫外區域或紅外區域有吸收的添加劑，即構造上在薄膜的厚度方向、拉伸方向或非拉伸方向中配向者，加到薄膜中；藉由塗布或貼合以成為聚合物層的多層體(例如互相雙折射率不同的聚合物層之多層體)；藉由在薄膜製程中在厚度方向給予不均勻的溫度分布或紫外線的強度分布，以控制配向性或材料的均一性；等等，以製作本發明的透明薄膜。作為本發明的透明薄膜之製作時所用的材料，並沒有特別的限制，較佳為使用以醯化纖維素及含脂環式構造的聚合物樹脂(原冰片烯系聚合物等)當作主成分者。
又，本發明亦關於具有本發明的透明薄膜之偏光板。本發明的偏光板較佳為當作偏光鏡的一面之保護薄膜，即貼合本發明的透明薄膜，使接觸偏光鏡的表面。於將本發明的偏光板併入液晶顯示裝置時，較佳為將本發明的透明薄膜配置在液晶胞側。
關於偏光板的特性，可以二色性(雙調作用)向量D或偏光能力(偏振)向量P來記述。
所謂的二色性(雙調作用)向量D，在龐加萊球上，表示透過光量成為最大的偏光狀態，所謂的偏光能力(偏振)向量P，在龐加萊球上，表示將無偏光入射時的出射偏光狀態。以二色性向量D＝(Dh、D45、Dr)、偏光能力向量P＝(Ph、P45、Pr)所表示的向量。若使用Dual．Rotate．Retarder方式的偏光測定器當作計測器，由於可測定偏光膜與雙折射性的聚合物薄膜之積層體的D及P，故係較宜。Dual．Rotate．Retarder方式的偏光測定器、測定頭係包含用於作出偏波的偏光發生器、及用於檢測偏波的偏光分析器，雙方的頭係以高速回轉的波長板與偏光鏡所構成的偏光測定器。作為市售品，有Axometrics公司的Mueller Matrix Polarimeter，可以使用它。
又，將二色性向量及偏光能力向量的各自向量之大小規格化成1而作單位向量化，亦可以規格化二色性向量D’＝(Dh’、D45’、Dr’)及規格化偏光能力向量P’＝(Ph’、P45’、Pr’)來記述。關於此等的詳細，在Y.Ootani：O plus E 29 p.20(2007))及S－Y.Lu and R.A.Chipman：J.Opt.Soc.Am.A 13 p.1106(1996))中有記載。
本發明的偏光板於以P’來記載其特性時，係偏光板的P45’之絕對值|P45’|顯示0.9以上、較佳0.99以上程度的廣視角偏光板。
本發明的透明薄膜或偏光板可用於各種模式的液晶顯示裝置。例如，可用於IPS模式、VA模式、TN模式、OCB模式等各種模式的液晶顯示裝置。
關於本發明的透明薄膜之若干例子，以下表中顯示實際確認其效果的結果。
比較例係薄膜的厚度方向之Nz值為0.5的均勻薄膜，其為用於與本發明比較而顯示的例子。例1~6皆為厚度方向中Nz值在0~1變化的薄膜，且面內遲滯值Re滿足510~610nm，為本發明的透明薄膜之例子。再者，由表中的數值可理解於所有的例1~6中，CRE1為0，且對於從4個方向的入射光而言所測定的CRE2不為0且相等。
與比較例比較下，可理解例1~6皆是黑狀態的透過率(%)低，對比經改善。
同樣地在透明薄膜上積層偏光膜的狀態，即在偏光板的形態，於自薄膜面的法線方向的極角60度，且以薄膜面內的遲相軸當作方位角0度時，在方位角為45度的方向將光線入射，及使上述透明薄膜位於偏光膜的出射側，計測規格化偏光能力向量P’＝(Ph’、P45’、Pr’)。由於P’為單位向量，故亦考慮向量的大小之最大值為1，例1~6的偏光板之P45’的絕對值| P45’ |，由下表可理解為0.99以上且小於1。
【實施例】
接著，說明實際地分別製作如以下所記載的透明薄膜及偏光板，用於IPS模式的液晶顯示裝置，確認其效果的實施例。但是，本發明不受以下的實施例所限定。
[比較例1]
<薄膜1的製作>於長度100m、寬度180mm、厚度110μm的Re為0nm的聚碳酸酯之兩面上，經由丙烯酸系黏著層來黏著165度的尺寸變化率(MD/TD)為1.15的聚酯薄膜，在輥拉伸機的輥速比為0.97之條件下，且在輥的溫度為165度的常溫氣氛下作處理，使聚碳酸酯收縮後，剝離聚酯薄膜。將此薄膜在溫度163度的氣氛下，於寬度方向中拉伸1.1倍，得到薄膜1。
使用自動雙折射率計(KOBRA－21ADH,王子計測機器(股)公司製)，測定Re的光入射角度依賴性，算出此等的光學特性，結果確認Re為275nm，Nz為0.5，遲相軸在與長度方向成正交的方向。對於薄膜1，使用Axometrics公司的AxoScan，測定波長550nm的正面之CR1、極角60°的方位角45度、135度、225度、315度之CR2，結果CR1及全部方位角的CR2皆為0nm。
<比較例用偏光板1之製作>
將厚度80μm的捲筒狀聚乙烯醇薄膜在碘水溶液中連續拉伸5倍，使乾燥而得到偏光膜。聚乙烯醇係使用可樂麗製的PVA-117H。在該偏光膜的一面重疊黏貼比較例用薄膜1，在另一面重疊黏貼當作保護薄膜的富士軟片公司製Tackfilm TD80U，製作比較例用偏光板1。
以Axoscan來測定該比較例用偏光板1的規格化偏光能力向量P’。於自薄膜面的法線方向之極角60度，且以薄膜面內的遲相軸當作方位角0度時，在方位角為45度的方向將光線入射，使比較例用薄膜1位於偏光膜的出射側而測定，規格化偏光能力向量P’的成分P45’之絕對值為0.994。
[實施例1] <透明薄膜10的製作>
藉由下述方法分別在比較例1所製作的薄膜1的一面上形成光學各向異性層1，及在另一面上形成光學各向異性層2，以製作本發明的實施例之透明薄膜10。
<由棒狀液晶組成物所構成的光學各向異性層1之形成> (配向膜的形成)
調製以下組成的配向膜塗布液。
將配向膜塗布液塗布在薄膜1的一面，在25℃ 30秒，以120℃的溫風作120秒的乾燥。乾燥後的配向膜之厚度為1.5μm。接著，對所形成的膜，在與透明薄膜1的長度方向同一方向作摩擦處理。
(光學各向異性層1的形成)
調製下述組成的光學各向異性層用塗布液。
於上述所形成的配向膜之摩擦處理面上，使用桿塗機來連續塗布所調製的光學各向異性層用塗布液，作乾燥及加熱(配向熟成)，再照射紫外線，將棒狀液晶性分子固定成水平配向狀態，形成光學各向異性層1(厚度1.1μm)。
將所形成的光學各向異性層1轉印到玻璃基板，測定雙折射特性，結果Nz值為1，Re值為143nm。遲相軸係與薄膜的長度方向(摩擦方向)成正交的方向。
<由圓盤狀液晶組成物所構成的光學各向異性層2之形成> (配向膜的形成)
於薄膜1的另一面上，用線桿塗布機以20ml/m2 來塗布下述組成的配向膜塗布液。以60℃的溫風歷60秒，再以100℃的溫風歷120秒作乾燥，形成膜。接著，對所形成的膜，在與薄膜1的遲相軸方向成平行的方向施予摩擦處理，形成配向膜。
(光學各向異性層2的形成)
接著，於配向膜的摩擦處理面上，用#4線桿來塗布由1.8克下述的碟狀液晶性化合物、0.2克環氧乙烷改性三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(V#360，大阪有機化學(股)製)、0.06克光聚合引發劑(Irgacure 907,Ciba-Geigy公司製)、0.02克增感劑(Kayacure DETX，日本化藥(股)製)、0.01克空氣界面側垂直配向劑(P-6)溶解在3.9克甲基乙基酮中而成的 溶液。將其黏貼在金屬框，於125℃的恒溫槽中加熱3分鐘，以使碟狀液晶化合物配向。接著，在100℃使用120W/cm高壓水銀燈，照射30秒的UV，以交聯碟狀液晶化合物。然後，放置冷卻到室溫為止。如此地，形成光學各向異性層2。
將所形成的光學各向異性層2轉印到玻璃基板，測定雙折射特性，結果Nz值為0，Re值為142nm。遲相軸的方向係與配向膜的摩擦方向成平行。
如此地製作於薄膜1的一面設有光學各向異性層1、於另一面設有光學各向異性層2的透明薄膜10。在波長550nm測定該透明薄膜10的面內遲滯值Re，結果為560nm。即，該透明薄膜10之厚度方向的Nz值為在0~1單調增加(光學各向異性層2為Nz=0，薄膜1為Nz=0.5，光學各向異性層1為Nz=1)，且波長550nm的面內遲滯值Re為560nm，係本發明的實施例之透明薄膜。
對所製作的透明薄膜10，使用Axometrics公司的AxoScan，測定波長550nm的正面之CR1，結果CR1=0。又，測定極角60°的方位角45度、135度、225度、315度之CR2，結果方位角45度及225度的CR2=32nm，方位角135度及315度的CR2=-32nm。即，方位角45度、135度、225度、315度的CR2之絕對值係大略相等，為32nm。
<偏光板10的製作>
將厚度80μm的捲筒狀聚乙烯醇薄膜在碘水溶液中連續拉伸5倍，使乾燥而得到偏光膜。聚乙烯醇係使用可樂麗製的PVA-117H。在該偏光膜的一面重疊黏貼透明薄膜10，在另一面重疊黏貼當作保護薄膜的富士軟片公司製Tackfilm TD80U，製作偏光板10。再者，將透明薄膜10重疊於偏光膜上時，使透明薄膜10的光學各向異性層1之面與偏光膜接觸而重疊。
以Axoscan來測定該偏光板10的規格化偏光能力向量P’。於自薄膜面的法線方向之極角60度，且以薄膜面內的遲相軸當作方位角0度時，在方位角為45度的方向將光線入射，使透明薄膜10位於偏光膜的出射側而測定，規格化偏光能力向量P’的成分P45’之絕對值為0.995。
[實施例2] <偏光板11的製作>
除了在將透明薄膜10重疊於偏光膜上時，以透明薄膜10的光學各向異性層2之面與偏光膜接觸而貼合以外，藉由與實施例1完全相同的方法，製作實施例2的偏光板11。
以Axoscan來測定該偏光板11的規格化偏光能力向量P’。於自薄膜面的法線方向之極角60度，且以薄膜面內的遲相軸當作方位角0度時，在方位角為45度的方向將光線入射，使透明薄膜位於偏光膜的出射側而測定，規格化偏光能力向量P’的成分P45’之絕對值為0.995。
[對液晶顯示裝置的封裝及評價]
使用比較例1、實施例1、及實施例2所分別製作的偏光板1、10及11，分別製作液晶顯示裝置。
具體地，以各偏光板1、10及11與習用的偏光板(偏光板的保護層Tackfilm係使用富軟片公司製的Z－Tack)，夾持IPS型液晶胞，以製作液晶顯示裝置。留意使偏光板1、10及11的薄膜1、透明薄膜10及11分別成為液晶胞側而夾持。又，夾持液晶胞的2個偏光板之面內吸收軸係正交，且以各偏光板1、10及11的面內吸收軸與IPS型液晶胞的面內遲相軸成平行的方式來夾持。IPS型液晶胞的雙折射為300nm，以電壓施加狀態下成水平配向的方式來製作。液晶係使用Merck公司的ZLI－4792。
在極角60度、方位角45度測定如此所製作的液晶顯示裝置之電壓施加狀態即黑狀態的透過率，相對於使用比較例1的偏光板1之液晶顯示裝置時的0.035%，使用實施例1的偏光板10之液晶顯示裝置時為0.02%，使用實施例2的偏光板11之液晶顯示裝置時為0.02%。由此可理解，與比較例1的偏光板1比較下，本發明的實施例之偏光板10及11係黑狀態的透過率小，更改善對比。
10．．．偏光板
12．．．偏光鏡
14．．．保護薄膜
16．．．本發明的透明薄膜
第1圖係本發明的偏光板之一例的截面模型圖。
第2圖係顯示龐加萊球狀的任意直線偏光狀態點P及其消光點Q的模型圖。
第3圖係顯示從龐加萊球狀的任意直線偏光狀態點P到其消光點Q的習知轉換例之軌跡的模型圖。
第4圖係關於各R光、G光及B光，顯示從龐加萊球狀的任意直線偏光狀態點P到其消光點Q的習知轉換例之軌跡的模型圖。
第5圖係關於各R光、G光及B光，顯示利用本發明的透明薄膜，從龐加萊球狀的任意直線偏光狀態點P到其消光點Q的轉換例之軌跡的模型圖。

Claims (10)

  1. 一種透明薄膜，其包含薄膜面的法線方向中Nz值在0~1單調增加或單調減少的區域，且波長550nm的面內遲滯值Re為510~610nm；但是Nz=0.5+Rth(550)/Re(550)，式中Rth(550)及Re(550)各自為在波長550nm的厚度方向之遲滯值及面內遲滯值。
  2. 如申請專利範圍第1項之透明薄膜，其含有醯化纖維素當作主成分。
  3. 如申請專利範圍第1項之透明薄膜，其含有含脂環式構造的聚合物樹脂當作主成分。
  4. 一種透明薄膜，其特徵為在面內具有光學各向異性，薄膜面的法線方向的圓形遲滯(CRE1)係大約0，在自薄膜面的法線方向之極角60度，且以薄膜面內的遲相軸當作方位角0度時，方位角為45度、135度、225度、及315度的4個方向所入射的光線之圓形遲滯(CRE2)的絕對值係各自大略相等，且不是0。
  5. 如申請專利範圍第4項之透明薄膜，其中CRE2的絕對值係32~38nm。
  6. 如申請專利範圍第1項之透明薄膜，其中具有由Nz值互相不同的2個以上之層所構成的多層構造。
  7. 如申請專利範圍第6項之透明薄膜，其中具有聚合物薄 膜、及其兩面上各自由相同或不同的液晶組成物所構成的光學各向異性層之各至少一層。
  8. 一種偏光板，其具有偏光膜及如申請專利範圍第1至7項中任一項之透明薄膜。
  9. 一種液晶顯示裝置，其具有液晶胞及如申請專利範圍第8項之偏光板。
  10. 一種液晶顯示裝置，其係具有液晶胞及至少一個偏光膜之液晶顯示裝置，其中在該偏光膜與該液晶胞之間具有如申請專利範圍第1至7項中任一項之透明薄膜。
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