TWI442134B - 液晶顯示裝置 - Google Patents
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Description
本發明係關於具有廣視野角特性、色再現性優異之液晶顯示裝置。
使用液晶顯示元件(亦稱為液晶顯示面板)或電致發光元件(根據所使用的螢光材料分為有機系、無機系,以下稱為EL元件)、場致發射元件(Field Emission Device,以下稱為FED元件)、電氣泳動元件等之顯示裝置,係沒有如陰極射線管(CRT: Cathode Ray Tube)般在顯示畫面的背側設置2次元掃瞄電子線用的空間(真空箱)以進行畫像顯示。因此,此等之顯示裝置係相較於陰極射線管,具有較薄輕量、且消費電力低等的特徴。此等之顯示裝置係依照其外觀上的特徴而稱為平面顯示器(Flat Panel Display)。
使用液晶顯示元件、EL元件、或場致發射元件等的顯示裝置係由於具有相較於陰極射線管之上述優點,而現在被廣泛普遍地使用在筆記型個人電腦、個人電腦用螢幕等的OA機器、攜帶式終端、電視等各種用途中,以取代使用陰極射線管之顯示裝置。在從陰極射線管取代成平面顯示器的先進背景,係有液晶顯示元件或EL元件等的視野角特性或顯示色再現性區域的擴大等之畫質向上的這種技術革新。又最近隨著多媒體或網路的普及,亦有動畫顯示性能的提升。此外,亦有朝電子報或大型的公共、廣告用情報顯示器這種CRT無法實現的領域發展。
通常,液晶顯示裝置係包含液晶胞與向液晶胞傳送顯
示信號電壓的驅動電路、背光(背面光源)、將輸入畫像信號傳送至驅動電路的信號控制系統,此等係一併稱為液晶模組。
液晶胞係通常由液晶分子、將其封入夾持用的二片基板及對液晶分子施加電壓用的電極層所構成的,再者偏光板係配置在其外側。偏光板一般係由保護膜與偏光膜所構成,將由聚乙烯醇薄膜所構成之偏光膜在碘中染色並進行延伸,且將其兩面在保護膜進行積層而得到。透射型液晶顯示裝置係將該偏光板安裝於液晶胞的兩側,再者亦可配置一片以上的光學補償薄片。又,反射型液晶顯示裝置係通常配置成反射板、液晶胞、一片以上的光學補償薄片及偏光板的順序。液晶胞係藉由液晶分子配向狀態的差異來進行ON-OFF顯示,故可適用於透射型、反射型及半透射型中的任一者。
當使用最適合於光的各波長之數值的光學性質經設計之光學補償薄片時,可提供一種色變化少且具有廣視野特性之液晶顯示裝置。此等以往的液晶顯示裝置係藉由控制光學補償薄膜的遲滯值之波長分散,來嘗試改善色變化(專利文獻1)。又彩色濾光片各色之面內遲滯值(Re)係亦藉由改變各個顏色,來嘗試取得顯示色的平衡(專利文獻2)。
【專利文獻1】特開2002-221622號公報
【專利文獻2】特開平5-196931號公報
然而,前述以往的液晶顯示裝置係無法於全部的波長
中進行改善,又,從斜向方向觀察之際的著色係無法充分地改善。
因此,本發明係以提供在廣視野角中具有優異的色再現性之液晶顯示裝置為課題。
又,以往的液晶顯示裝置當在黑顯示時從斜向觀察時,會有無法解決著色成藍色或紅色所謂色移(color shift)的問題。
因此,本發明係以即使在黑顯示時從斜向觀察的情形中,亦可提供一種觀察不到色移,或色移減輕之液晶顯示裝置為課題。
解決課題之手段係如以下所示。
[1]一種液晶顯示裝置,其特徵係至少含有液晶胞、與配置於該液晶胞外側之至少一側的偏光板(第1偏光板),前述液晶胞係至少含有在一側具有電極所對向配置的一對基板、與於該基板間所挾持的液晶層,以及含有至少3個像素區域,在前述3個像素區域上配置對於透射率具有波長選擇性之彩色濾光片,將選取設置於各像素區域的彩色濾光片之最大透射率的主波長從小的一方依序設為λ1
、λ2
、及λ3
(單位nm)、且將在此等各像素區域中的前述液晶層之厚度依序設為d1
、d2
、及d3
(單位:nm)時,係符合下述式(1)之液晶顯示裝置:式(1):d2
<d3
。
[2]如[1]之液晶顯示裝置,其係更符合下述式(2):
式(2):d1
<d2
<d3
。
[3]如[1]或[2]之液晶顯示裝置,其中在前述3個像素區域上所配置的彩色濾光片之厚度方向的遲滯值(Rth)之中,至少於2個像素區域所配置之彩色濾光片的Rth為互相不同。
[4]如[1]~[3]項中任一項之液晶顯示裝置,其中前述彩色濾光片係符合下述式(I)及(II):
(I)∣Re(630)∣≦10,且∣Rth(630)︱≦40
(II)∣Re(400)-Re(700)∣≦10,且∣Rth(400)-Rth(700)∣≦35
上述式(I)及(II)中,Re(λ)係表示在波長λnm的面內遲滯值(nm),Rth(λ)係表示在波長λnm的厚度方向之遲滯值(nm)。
[5]如[1]~[4]項中任一項之液晶顯示裝置,其係更含有符合下述式(III)及(IV)之第1光學異方向性層、與於面內具有至少一個光軸之第2光學異方向性層:
式(III)0nm<Rth(550)≦300nm
式(IV)Rth(550)/Re(550)>10。
[6]如[5]之液晶顯示裝置,其中前述第1光學異方向性層係符合下述式(V)~(VII):
式(V)Rth(450)/Rth(550)≧1
式(VI)Rth(630)/Rth(550)≦1
式(VII)-30nm≦Rth(630)-Rth(450)≦0nm。
[7]如[5]或[6]之液晶顯示裝置,其中前述第2光學異方向性層係符合下述式(VIII)及(IX):
式(VIII)55nm≦Re(550)≦315nm
式(IX)0nm≦Rth(550)≦275nm。
[81如[1]~[41項中任一項之液晶顯示裝置,其中在前述第1偏光板與前述液晶胞之間係具有光學異方向性層A,該光學異方向性層A係符合下述式(XV)及(XVI),及當該光學異方向性層A的遲相軸與前述第1偏光板的吸收軸投影至同一平面時,該投影軸係與前述吸收軸成平行:
(XV)30nm≦Re(550)≦80nm
(XVI)75nm≦Rth(550)≦155nm。
[9]如[8]之液晶顯示裝置,其係含有與前述第1偏光板一起隔著前述液晶胞所配置、且具有與第1偏光板的吸收軸成正交的吸收軸之第2偏光板,在該第2偏光板與前述液晶胞之間具有光學異方向性層B,且該光學異方向性層B係符合前述式(XV)及(XVI),及當該光學異方向性層B的遲相軸係與前述第2偏光板的吸收軸投影至同一平面時,該投影軸係與前述吸收軸成平行。
[10]如[9]之液晶顯示裝置,其中前述光學異方向性層A及B各自在波長550nm的厚度方向之遲滯值Rth(550)、及液晶層的Δn(550)×d,係符合下述式(XVII)的關係:
(XVII)0.7≦(2×Rth(550))/Δn(550)×d≦1.3
此處,Δn(550)係表示在550nm中液晶層之厚度方向的折射率異方向性、d係表示液晶層的平均厚度(nm)。
[11]如[5]~[10]項中任一項之液晶顯示裝置,其中前述光學異方向性層中的至少一面係含有至少一種聚合物、與添加劑的至少一種,且該添加劑的至少一種為液晶性化
合物。
[12]如[11]之液晶顯示裝置,其係含有0.1~30質量%之至少一種液晶性化合物,及該液晶性化合物相對於總添加劑之質量比為40~100質量%。
[13]如[11]或[12]之液晶顯示裝置,其係含有0.1~30質量%之二種以上的液晶性化合物,且該二種以上的液晶性化合物相對於總添加劑之質量比為50~100質量%。
[14]如[11]~[13]項中任一項之液晶顯示裝置,其係含有下述式(A)所示之化合物及下述式(a)所示之棒狀化合物各至少一種做為前述液晶性化合物,
(式中,L1
及L2
係各自獨立地表示單鍵或二價的連結基。A1
及A2
係各自獨立地表示選自於由-O-、-NR-(R表示氫原子或取代基)、-S-及-CO-所構成群組之基,R1
、R2
、及R3
係各自獨立地表示取代基。
X係表示第14~16族的非金屬原子(但是,X亦可與氫原子或取代基鍵結),n表示0至2之整數)
通式(a):Ar1
-L12
-X-L13
-Ar2
在上述通式(a)中,Ar1
及Ar2
係各自獨立的芳香族基;L12
及L13
係各自獨立的-O-CO-或-CO-O-基;X係1,4-伸環
己基、伸乙烯基或伸乙炔基。
[15]如[5]~[14]項中任一項之液晶顯示裝置,其中前述光學異方向性層中的至少一面係由降烯系聚合物薄膜所構成。
[16]如[5]~[14]項中任一項之液晶顯示裝置,其中前述光學異方向性層中的至少一面係由醯化纖維素系薄膜所構成。
[17]如[16]之液晶顯示裝置,其中前述醯化纖維素薄膜中做為主成分所含有的醯化纖維素之醯基取代基係為選自於乙醯基、丙醯基及丁醯基之至少一種。
[18]如[5]~[17]項中任一項之液晶顯示裝置,其中前述光學異方向性層中的至少一面係含有Rth表現劑之至少一種。
[19]如[16]之液晶顯示裝置,其中前述Rth表現劑係含有在250nm~380nm有吸收極大值之化合物的至少一種。
[20]如[18]或[19]之液晶顯示裝置,其中含有下述式(I)所示化合物的至少一種做為前述Rth表現劑。
(式中,X1
係單鍵、-NR4
-、-O-或S-;X2
係單鍵、-NR5
-、-O-或S-;X3
係單鍵、-NR6
-、-O-或S-。又,R1
、R2
、及R3
係各自獨立的烷基、鏈烯基、芳香族環基或雜環基;R4
、
R5
及R6
係各自獨立的氫原子、烷基、鏈烯基、芳基或雜環基)
[21]如[20]之液晶顯示裝置,其係含有0.1~30質量%之前述式(I)所示化合物的至少一種。
[22]如[5]~[21]項中任一項之液晶顯示裝置,其中前述光學異方向性層的厚度為30~200μm。
[23]如[1]~[22]項中任一項之液晶顯示裝置,其係藉由施加電場使得液晶分子的配向在基板面向垂直方向變化、且液晶層的透射率減少之平行配向型ECB模式。
[24]如[1]~[22]項中任一項之液晶顯示裝置,其係為彎曲配向顯示模式。
[25]如[1]~[22]項中任一項之液晶顯示裝置,其係為TN顯示模式。
[26]如[1]~[22]項中任一項之液晶顯示裝置,其係為VA顯示模式。
根據本發明,可提供一種在廣視野角具有優異的色再現性之液晶顯示裝置。又,根據本發明,即使在黑顯示時從斜向觀察之情形中,亦可提供一種觀察不到色移、或色移減輕之液晶顯示裝置。
以下,詳細說明本發明。另外,本說明書中使用「~」表示之數值範圍,係意味著包含在「~」的前後記載的數值當作下限值及上限值的範圍。
首先,說明本說明書中所使用的用語。
本說明書中,Re(λ)及Rth(λ)係分別表示在波長λ中面內的遲滯值(nm)及厚度方向的遲滯值(nm)。Re(λ)係在KOBRA 21ADH或WR(王子計測機器(股)製)中,使波長λnm的光朝薄膜法線方向入射而測定的。
所測定的薄膜係以1軸或2軸的折射率楕圓體表示之情形中,係藉由以下的方法來算出Rth(λ)。
Rth(λ)係以前述Re(λ)對於面內的遲相軸(根據KOBRA 21ADH或WR來判斷)做為傾斜軸(旋轉軸)(沒有遲相軸之情形係以薄膜面內的任意方向為旋轉軸)的薄膜法線方向,從法線方向至單側50度以每10度一階分別從其傾斜的方向,測定全部6點入射波長λnm的光,基於其測定之遲滯值、與平均折射率的假設值及輸入之膜厚值,以KOBRA 21ADH或WR來算出的。
上述中,從法線方向之面內的遲相軸做為旋轉軸、具有在某傾斜角度遲滯值之值為零的方向之薄膜的情形中,在比其傾斜角度大之傾斜角度的遲滯值係將其符號變更為負的之後,以KOBRA 21ADH或WR來算出的。
此外,遲相軸當作傾斜軸(旋轉軸)(沒有遲相軸之情形係以薄膜面內的任意方向為旋轉軸),從任意傾斜的2方向來測定遲滯值,基於該值與平均折射率的假設值及輸入的膜厚值,亦可依照以下的式(I)及式(II)來算出Rth。
式(I)
式(II)Rth=((nx+ny)/2-nz)×d
附註:
上述的Re(θ)係表示從法線方向傾斜角度θ之方向中的遲滯值。又,式中,nx係表示面內中遲相軸方向的折射率,ny係表示在面內中正交於nx之方向的折射率,nz係表示正交於nx及ny之方向的折射率。D係表示膜厚。
所測定之薄膜係以1軸或2軸的折射率楕圓體所不能表現者,所謂的光學軸(optic axis)在無薄膜的情形,係根據以下的方法來算出Rth(λ)。
Rth(λ)係以前述Re(λ)對於面內的遲相軸(依照KOBRA 21ADH或WR來判斷)做為傾斜軸(旋轉軸)之薄膜法線方向,從-50度至+50度以每10度一階分別從其傾斜的方向,測定11點入射波長λnm的光,基於其測定之遲滯值與平均折射率的假設值及輸入的膜厚值,以KOBRA 21ADH或WR來算出。
上述的測定中,平均折射率的假設值係可使用聚合物手測(JOHN WILEY&SONS, INC)、各種光學薄膜的目錄數值。針對平均折射率之數值不為已知者,可以阿貝折射計來進行測定。主要的光學薄膜的平均折射率之值係如以下所例示: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)。
藉由輸入此等平均折射率的假設值與膜厚,KOBRA 21ADH或WR係可算出nx、ny、nz。依據該算出的nx, ny, nz可進一步算出Nz=(nx-nz)/(nx-ny)。
本說明書中,關於角度「+」係意味著反時針方向,「-」係意味者順時針方向。又,當液晶顯示裝置上方向設為12點方向、下方向設為6點方向時,角度方向的絕對值0∘方向係意味為3點方向(畫面右方向)。又,「遲相軸」係意味者折射率為最大的方向。又,「可見光區域」係所謂的380nm~780nm。再者,折射率的測定波長係沒有特別記述的範圍,在可見光區域的λ=550nm之值。
又,關於各軸‧方向間的角度,稱為「平行」、「垂直」、「45∘」等之情形係有「略為平行」、「略為垂直」、「略為45∘」的意思,並沒有嚴格限定者。在達成各目的之範圍內的多少偏差係為所許容的。例如「平行」係所謂交叉角略為0∘、-10∘~10∘、較佳為-5∘~5∘、更佳為-3∘~3∘。「垂直」係所謂交叉角略為90∘、80∘~100∘、較佳為85∘~95∘、更佳為87∘~93∘。「45∘」係所謂交叉角略為45∘、35∘~55∘、較佳為40∘~50∘、更佳為42∘~48∘。
又,本說明書中,「偏光膜(偏光薄膜)」及「偏光板」係區別而使用的,且「偏光板」係意味著在「偏光膜」的至少單面,形成具有保護該偏光膜之透明保護膜的積層體者。
本發明係關於一種之液晶顯示裝置,其特徵係將選取設置於各像素區域的彩色濾光片之最大透射率的主波長從
小的一方依序設為λ1
、λ2
、及λ3
(單位:nm)、將此等之各像素區域中的液晶層之厚度依序設為d1
、d2
、及d3
(單位:nm)時,符合下述式(1)之液晶顯示裝置。
式(1):d2
<d3
。
亦即,本發明係藉由使液晶胞之液晶層的厚度隨各像素區域而有所不同,進而改善了黑顯示時的著色、所謂色移的問題者。
此外,本發明中係以符合下述式(2)為較佳。
式(2):d1
<d2
<d3
。
以下,詳細說明本發明。
當使用最適合於光的各波長之數值的光學性質之光學補償薄膜時,可提供一種色變化少且具有廣視野特性之液晶顯示裝置,但是製作像這樣理想的光學補償薄膜係在工業上有其困難的情形。本發明中係直接使用以往的光學補償薄膜,對照該以往的光學補償薄膜之遲滯值波長依存性,來設計液晶胞之液晶層像素區域的每一個遲滯值者。
本發明的發明人等係特別有鑑於現行大多數的光學補償薄膜,面内遲滯值係光波長為短波長的一方較多,發現當在各像素的液晶層的厚度之間前述(1)式的關係成立之情形中,可得到較佳的效果。特別是將液晶顯示裝置的像素區域劃分為至少3像素(例如,R,G,B的3像素),各像素之液晶層的厚度係可藉由調整彩色濾光片的厚度,而可獨立地控制。
以下,係就本發明適用於ECB模式之液晶顯示裝置的實施形態,參照圖式來加以説明。
第1圖所示之ECB模式的液晶顯示裝置係具有:液晶胞LC(1~5)、夾持液晶胞LC而配置的一對上側偏光板P1及下側偏光板P2。
液晶胞LC的上側基板1之摩擦方向2、與下側基板3之摩擦方向4係設定成平行,而液晶層係形成不具扭曲構造之平行配向。上側基板1與下側基板3係分別具有配向膜(無圖示)與電極層(無圖示)。配向膜係具有使液晶性分子5配向的功能。電極層係具有對液晶性分子5施加電壓的功能。電極層係通常由透明的氧化銦錫(ITO)所構成。
平行模式之液晶層的一例係可舉例如由在上下基板間介電異方向性Δε為+8.5左右、折射率異方向性Δn=0.0854(589nm、20℃)左右之液晶(例如,默克公司製造的MLC-9100)所構成之液晶層。液晶層的厚度d係可設定在約3.5μm。此處,可根據厚度d與折射率異方向性Δn之積Δn‧d的大小來變化白顯示時的亮度。為此,由於為了得到最大的亮度,較佳為設定成0.2~0.4μm的範圍者為佳。
第1圖並未表示詳細的構造,液晶胞LC係含有3個像素區域,在各像素區域中液晶層的厚度係彼此為不同的。關於在像素區域間使液晶層的厚度變化的方法係沒有特別地限制。例如,關於在液晶胞的對面所形成的各層,例如配向層、電極層、光學異方向性層、彩色濾光片層等之任一者為1或2以上之層,可藉由按照各像素區域改變其厚度,使得在各像素區域中的液晶層之厚度形成彼此不
同的厚度。特別是,彩色濾光片層的厚度係在每個像素區域形成不同的厚度,使液晶層的厚度產生變化者為佳。更具體而言,例如,在基板(1或3)的對面形成R層、G層及B層的厚度為互相不同的RGB彩色濾光片,使得在各像素區域中的液晶層之厚度為不同者為佳。此外,基板1或3可使用具有複數個其厚度為互相不同的區域之基板,對應於各像素區域的位置之液晶層亦可彼此為不同的厚度。又,在基板的內面所形成之其他層,例如外塗層(top coat)膜等的厚度係亦可依照對應於各像素區域顏色之各個位置來改變厚度,以製作符合上述式(1)、較佳為符合上述式(2)之液晶胞。
第1圖中,於液晶胞的外側所配置之上側偏光板P1係為具有偏光薄膜8a、於偏光薄膜8a的表面所配置之保護薄膜6a及10a、與光學異方向性層12a的楕圓偏光板。同樣地,於液晶胞的外側所配置之下側偏光板P2係為具有偏光薄膜8b、於偏光薄膜8b的表面所配置之保護薄膜6b及10b、與光學異方向性層12b的楕圓偏光板。偏光板的吸收軸9a及9b係與液晶胞配向方向(摩擦方向2及4)成概略45∘交差,且上下偏光板吸收軸9a及9b的交叉角為概略90∘的正交尼科耳。光學異方向性層12a及12b係可在黑顯示時補償殘留於液晶層之遲滯值,且有助於對比的提升。光學異方向性層12a及12b係例如可由含有液晶性化合物之組成物來形成。其中,尤以由含有圓盤狀液晶性化合物之組成物所形成者為佳。例如,調製含有圓盤狀液晶性化合物之組成物做為塗布液,將該塗布液朝11a及11b
的方向塗布至具有摩擦軸之摩擦處理面上,使圓盤狀化合物的分子按照摩擦軸11a及11b而配向,且可藉由固定其配向狀態來製作。第1圖中,保護薄膜10a及10b係同時為光學異方向性層12a及12b的支持體。具有光學異方向性層與由聚合物薄膜等所成之支持體的光學補償薄片當然也可以與偏光板分開配置。
考慮從配置於下側偏光板P2外側之背光(不圖示)來入射光之情形。對於液晶胞基板1及3各自為透明電極(不圖示)不施加驅動電壓之非驅動狀態中,液晶層中的液晶性分子5係面對基板1及3的面而配向成概略平行。依照偏光薄膜8b而成規定的偏光狀態的光,係藉由液晶性分子5的雙折射效果而使偏光狀態變化,其結果通過了偏光膜8a。此時以透射光為最大的方式來設定液晶層的Δn‧d之數值在上述範圍內。相對於此,對透明電極(不圖示)施加驅動電壓之驅動狀態中,依照施加電壓的大小,液晶性分子5係配向成與基板1及3之面成垂直。然而,在基板間的中央附近厚度係面向基板面成概略垂直,而基板界面附近則朝平行的方向來配向,且朝中央厚度處來進行連續的傾斜配向。像這樣的狀態下,難以得到完全的黑顯示。又依照觀察基板界面附近傾斜的液晶性分子之平均配向的角度來變化,基於視野角而透射率、亮度變化之視野角依存性係為產生。因此,第1圖的液晶顯示裝置中係配置光學異方向性層12a及12b,且補償了基板界面附近的液晶層之殘留相位差,並得到完全的黑顯示,而使得正面反差比係為提升。再者,第1圖的液晶顯示裝置係由於使液晶胞
LC對應於各像素區域的厚度有差異,且符合前述式(1)(較佳為前述式(2))之故,所以不僅自斜向方向入射之G光,即使為R光及B光,亦可減輕黑顯示時的透射率且不帶有色味,而可進一步改善色再現性。
再者,如前述專利文獻1所記載的,亦可藉由配置補償連續傾斜配向之液晶層的光學薄膜,以進一步改善視野角特性。
又,由於中間調顯示時液晶性分子5係為傾斜之故,所以在傾斜方向與其反方向,從斜向觀察時的液晶性分子5的雙折射大小係為不同,在亮度或色調方面會產生差異。當液晶顯示裝置的一畫素形成分割成複數個區域之稱為多區域(multidomain)的構造時,亮度或色調的視野角特性係為平均化改善了。具體而言,各個畫素係藉由在液晶性分子的初期配向狀態為互相不同之2以上(較佳為4或8)的區域來構成且平均化,可減低與視野角相關的亮度或色調的偏差。又,各個畫素係在電壓施加狀態中,從在液晶性分子的配向方向為連續地變化之互相不同的2以上之區域來構成的話,亦能得到同樣的效果。
本發明即使在VA模式之液晶顯示裝置的態樣中亦為有效。VA模式係為ON-OFF的白黑應答速度快速,且由摩擦製程所致的配向處理為不需要的簡略構造。VA模式的液晶顯示裝置之較佳一態樣(以下,有稱為「第1態樣」之情形),係舉例如具有:符合下述式(III)及(IV)之第1光學異方向性層,與在面內具有至少一個光軸之第2光學異方向性層的VA模式之液晶顯示裝置。
式(III)0nm<Rth(550)≦300nm
式(IV)Rth(550)/Re(550)>10。
第2光學異方向性層係亦可為一般稱為A平板(plate)之光學補償薄膜等,其較佳之一例係符合下述式(VIII)及(IX)之光學異方向性層。
式(VIII)55nm≦Re(550)≦315nm
式(IX)0nm≦Rth(550)≦275nm。
本態樣之VA模式液晶顯示裝置係依照第1光學異方向性層的Rth,來補償在液晶胞的黑顯示時於斜向方向產生的雙折射性,在該補償機構中係為了實現理想性的補償,第1光學異方向性層就Rth表示出波長分散性強的順分散性(此處,波長越長而Rth越小的傾向稱為「順分散性」,「強順分散性」係指其斜率∣ΔRth/Δλ∣大者)係為所要求的。然而,形成顯示Rth為強順分散性之光學異方向性層係受到材料限制,及/或調控Rth波長分散性至所望的程度係為困難,又形成所期望特性之光學異方向性層係因為材料而有不可能之情形。本發明係由於液晶胞符合上述式(1),所以第1光學異方向性層的Rth波長分散性係有在以往所要求的程度之前所無法顯示出來的強順分散性之情形,又根據液晶胞於厚度方向的雙折射所示之波長分散性來進行補償,則理想的光學補償將變得可能。
VA模式的液晶顯示裝置之較佳其他態樣(以下,有稱為「第2態樣」之情形),係舉例如:在液晶胞與上下偏光膜之間分別具有符合下述式(XV)及(XVI)之光學異方向性層各1個,且各光學異方向性層的遲相軸、與鄰接的各偏
光膜之吸收軸投影至同一平面時,彼等係成為平行之態樣。
(XV)30nm≦Re(550)≦80nm
(XVI)75nm≦Rth(550)≦155nm。
再者,配置於液晶胞上下之光學異方向性層的Rth(550)與液晶層的關係係分別符合下述式(XVII)的關係者為佳。
(XVII)0.7≦(2×Rth(550))/Δn(550)×d≦1.3
此處,Δn(550)係表示在550nm中液晶層之厚度方向的折射率異方向性、d係表示液晶層的平均厚度(nm)。本發明由於液晶層的厚度係依照像素區域而有所不同,所以式(XVII)中的厚度為平均厚度。
第2態樣之VA模式液晶顯示裝置係根據以液晶胞為中心於對稱位置所配置之2層光學異方向性層的Re及Rth,來補償液晶胞在黑顯示時於斜向方向所產生的雙折射性,但是在該補償機構係為了實現理想性的補償,要求對稱性配置的2層光學異方向性層的Rth之波長分散性,係調整成可取消液晶層的雙折射性之波長分散性。然而,因為Rth之波長分散性係為所期望的特性,所以光學異方向性層的形成中所使用的材料係受到了限制,及/或調控Rth之波長分散性至所望程度係有困難之情形。本發明係由於液晶胞符合上述式(1)之故,所以液晶層的雙折射性之波長分散性係為平坦化。因此,2層光學異方向性層的Rth之波長分散性係有無法呈現以往所要求程度之波長分散性的情形,例如使用大體上無法呈現波長分散性、且在可見光呈現大致均勻的Rth之光學異方向性層的情形,係可進行理想的光學補償。
以下,利用圖式來說明VA模式之液晶顯示裝置態樣的作用及效果。第2圖中,係概略地表示本發明適用於VA模式之液晶顯示裝置的第1態樣之構成例。與第1圖中的構件為相同構件的話則賦予相同的號碼,而省略詳細的説明。另外,第2圖中,上為觀察者側,而下為背光側。
第2圖的液晶顯示裝置係具有液晶胞LC'(1、3、5')、夾持液晶胞LC'所配置的一對上側偏光膜P1'及下側偏光膜P2'。另外,偏光膜一般係組裝至液晶顯示裝置中當作在双方表面具有保護薄膜之偏光板,第2圖係為了圖式簡略化而省略了偏光膜的外側保護薄膜。
第2圖中,液晶胞LC'係為VA模式的液晶胞,在黑顯示時係如第2圖所示,液晶層5'係為垂直(homeotropic)配向。上側基板1與下側基板3係在各自的內面具有配向膜(無圖示)與電極層(無圖示),且同時在觀察者側之基板1的内面中形成彩色濾光片層。第2圖中沒有表示詳細的構造,但在基板1的內面所形成之彩色濾光片係含有R、G、B3個像素區域,且對應於各像素區域之液晶層5'的厚度係彼此為不同的。例如,如第3(a)圖所示,基板1的內面中係形成了RGB彩色濾光片,而R層的厚度係相較於B層及G層的厚度為比較薄,且針對與其對應位置之液晶層的厚度則符合dG
<dR
及dB
<dR
。更較佳態樣係如第3(b)圖所示,B層、G層及R層的厚度係依序漸漸變薄,其結果分別與B層、G層及R層對應位置之液晶層的厚度係依序漸增,且為符合前述式(2)之態樣。
再者第2圖中,係在上側基板1與上側偏光膜8a之間
配置了符合上述式(III)及(IV)之第1光學異方向性層14,在下側基板3與下側偏光膜8b之間則配置符合上述式(VIII)及(IX)之第2光學異方向性層16。第2光學異方向性層16係使其面內遲相軸17與下側偏光膜8b的吸收軸9b成正交而配置者為佳。第2光學異方向性層16及第1光學異方向性層14係由聚合物薄膜所構成或含有聚合物薄膜層之情形,亦可分別兼具偏光膜8a及8b的保護薄膜。第2光學異方向性層16及第1光學異方向性層14、與偏光膜8a及8b之間,當然也可分別另外配置保護薄膜,惟配置保護薄膜之情形係以使用例如:特開2005-138375號公報所記載之醯化纖維素薄膜等的遲滯值大約為0之等方向性薄膜者為佳。
接著,係就第2圖的液晶顯示裝置、及光學補償作用加以説明。第4圖~第7圖係分別為從S2軸的正的方向觀察潘加瑞(Poincafe)球之圖。潘加瑞球係以記述偏光狀態之三次元地圖,來表示球的紅道上係楕圓率為0的直線偏光之偏光狀態。第4圖中的點(i)表示在第2圖的液晶顯示裝置中,於黑顯示時從斜向方向入射之光通過偏光膜8b以形成直線偏光,來表示其偏光狀態。若將偏光狀態點(i)變換成S1軸上的消光點之偏光狀態點(ii)的話,係抑制了斜向射入第2圖的液晶顯示裝置之際的對比下降,且所帶有的色味係為減輕。因此,藉由通過第2光學異方向性層16、液晶層5'及第1光學異方向性層14,使偏光狀態從點(i)變換為點(ii),亦可調整各自的雙折射性。另外,藉由通過相位差區域所引起之偏光狀態的變化,係藉由在潘加瑞球
上,在依照該相位差區域的光學特性所決定的特定軸的周圍,以特定的角度旋轉來表示。該旋轉角度的大小係與通過的相位差區域之相位差成比例,且與入射光波長的倒數成反比例。
通過偏光膜8b之後,藉由通過符合上述式(VIII)及(IX)之第2光學異方向性層16,在第5圖中以箭號指示,使R光、G光及B光轉換成各消光點(ii)與S1座標為大致上一致的偏光狀態。
另外,如上所述,由於潘加瑞球上之旋轉角的大小係與入射光波長的倒數成比例,所以R光、G光、B光係在變換後的偏光狀態產生了差異。為了減輕該差異、且無論是哪一個均能形成消光點(ii)與S1座標成一致之偏光狀態,第2光學異方向性層16係以Re及Rth双方呈現逆分散性者為佳,具體而言,符合下述式(X)~(XIII)者為較佳。
式(X)0.6≦Re(450)/Re(550)≦1.0
式(XI)1.0≦Re(630)/Re(550)≦1.25
式(XII)0.6≦Rth(450)/Rth(550)≦1.0
式(XIII)1.0≦Rth(630)/Rth(550)≦1.25
接著,於黑顯示時通過垂直配向的液晶層5'時,R光、G光及B光的偏光狀態係沿著第6(a)圖中從上至下的箭號5'所示之軌跡,繞著S1軸周圍旋轉來表示。
可是、具有由R層、G層及B層所構成之彩色濾光片的態樣中,3個像素區域係為RGB區域,且R區域、G區域、B區域中選取最大透射率之主波長λR
、λG
及λB
係由小依序為λB
、λG
及λR
。如果將在R區域、G區域及B區域
中液晶層的厚度分別設為dR
、dG
及dB
,在且液晶層的波長λ中厚度方向的折射率異方向性Δn(λ),因為在通常的液晶顯示裝置係Δn(λB
)>Δn(λG
)>Δn(λR
),所以例如在彩色濾光片之各色的厚度係沒有差異,且當使用一樣厚度的彩色濾光片時,在各液晶顯示裝置的各像素區域之厚度方向的相位差Δn(λ)之間,Δn(λB
)×dB
>Δn(λG
)×dG
>Δn(λR
)×dR
的關係係為成立。也就是說經由通過符合這樣關係式之液晶層的R光、G光及B光在偏光狀態的旋轉角度(箭號的長度),由於係與通過之相位差區域的相位差成比例,且與各波長的倒數成比例之故,所以藉由通過該液晶層,R光、G光及B光的偏光狀態係大幅的分離(參照第6(b)圖)。
一方面,本發明的態樣中,液晶層5'係如第3(b)圖所示,彩色濾光片的R層、G層及B層的厚度係為不同,其結果係依照式(2)符合了dB
<dG
<dR
。因此,因通過液晶層5'所引起的偏光狀態的變換,在潘加瑞球上當作旋轉來表示之情形中,旋轉角的大小從與波長的倒數成比例之點而言長波長之程度變小,但另一方面,由於符合了式(2),所以在各波長中與相位差成比例之點而言,長波長程度增多,其結果與波長相關之旋轉角大小之差(箭號長度之差),如第6(a)圖所示般係為減輕了。
接著,由於入射光通過第1光學異方向性層14,第1光學異方向性層14符合了上述式(III)及(IV),所以與通過液晶層5'之際同樣地,其偏光狀態的變化係如第7(a)圖中從下往上的箭號14所示,係往S1-S2面之法線方向的移動來表示。以往係藉由因通過垂直液晶層而與波長相關且
分離的偏光狀態往S1-S2面的法線方向移動,如第7(b)圖所示,無論是哪一者均難以使其在S1軸上移動,例如,為了使只有G光往S1軸上進行變換而進行光學異方向性層的設計、或將第1光學異方向性層的Rth調整成強順分散性之故,在製作之際所使用材料的選擇範圍係為縮小,又或必須嚴格控制製造條件。本態樣係如第6(a)圖所示,由於通過液晶層5'而減輕了R光、G光及B光的分離,然後,在藉由通過第1光學異方向性層14所引起偏光狀態的變換當作潘加瑞球上的旋轉來表示之情形中,旋轉角的大小係與波長的倒數成比例,且只有利用根據B光、G光及R光的順序來進行大幅的移動,所以無論是哪一者均可能往S1軸上來移動。
第1態樣中係以液晶胞符合前述式(2),以及第1光學異方向性層的Rth呈現某程度之順分散性者為較佳,再者,液晶胞符合前述式(2)",以及第1光學異方向性層的Rth順分散性之程度係符合下述式(V)~(VII)者為較佳。
式(V)Rth(450)/Rth(550)≧1
式(VI)Rth(630)/Rth(550)≦1
式(VII)-30nm≦Rth(630)-Rth(450)≦0nm。
呈現Rth符合下述式(V)~(VII)程度之順分散性的聚合物薄膜係製作容易,其結果可擴大使用做為第1光學異方向性層材料的選擇範圍。
另外,第4圖~第7圖中,係就光依序通過第2光學異方向性層16→液晶胞5'→第1光學異方向性層14的態樣進行説明,且光依序通過第1光學異方向性層14→液晶胞
5'→第2光學異方向性層16的態樣亦可得到相同的效果。
第8圖中,係概略地表示本發明適用於VA模式的液晶顯示裝置的第2態樣之構成例。與第1圖及第2圖中的構件相同的構件係賦予相同的號碼,且省略詳細的説明。另外,第8圖中,上為觀察者側,下為背光側。
第8圖的液晶顯示裝置係具有液晶胞LC'(1、3、5')、夾持液晶胞LC'所配置的一對上側偏光膜P1"及下側偏光膜P2"。另外,偏光膜一般係當作在表面兩側具有保護薄膜之偏光板來組裝至液晶顯示裝置,且第8圖係為了圖式的簡略化而省略了偏光膜的外側保護薄膜。
第8圖中,關於液晶胞LC'由於與第2圖中的液晶胞LC'為相同的,而省略了説明。
上側基板1與上側偏光膜8a之間、及下側基板3與下側偏光膜8b之間係分別配置了光學異方向性層20a及20b。光學異方向性層20a及20b係分別符合上述式(XV)及(XVI),且為各自的Re、Rth彼此相等的同一光學異方向性層。光學異方向性層20a、20b係成其面內遲相軸21a、21b,與上側偏光膜8a及下側偏光膜8b的吸收軸9a、9b成平行而配置的。即,光學異方向性層20a及20b係其各自的遲相軸成正交來配置的。光學異方向性層20a、20b係由聚合物薄膜所構成或含有聚合物薄膜層之情形,亦可兼具各自的偏光膜8a及8b之保護薄膜。光學異方向性層20a及20b、與偏光膜8a及8b之間當然亦可以其他方式配置保護薄膜,惟配置保護薄膜時,例如使用特開2005-138375號公報所記載之醯化纖維素薄膜等的、遲滯
值係大概為0之等方向性的薄膜者為佳。
本態樣係與第1態樣同樣地,在液晶胞LC'中,RGB彩色濾光片的R層的厚度係比B層及G層的厚度要薄,關於與其對應的位置之液晶層的厚度,係藉由符合dG
<dR
及dB
<dR
,而呈現於斜向方向中所產生色移之減輕效果。
上述係說明ECB模式及VA模式的態樣,但是本發明的液晶顯示裝置係並未限定於該模式之液晶顯示裝置。液晶胞係藉由電場使液晶的配向狀態產生變化以進行顯示,可根據在無施加電場狀態之配向狀態的差異來做為顯示模式的分類。採取液晶分子與基板成平行的初期配向之平行配向型ECB(Electrically Controlled Birefringence,電控雙折射)模式;單側為垂直配向且另一方為平行配向之HAN (Hybrid Aligned Nematic,混雜向列配向)模式;於基板附近液晶分子為平行配向、但在基板之間的中間層則為垂直配向之OCB(Optically Compensatory Bend,光學補償彎曲)模式、或彎曲模式;與基板成平行配向但在上下基板間配向方向為不同、具有扭曲構造之TN(Twisted Nematic,扭曲配向)模式;再者相對於一般TN模式的扭轉角為0~100度的範圍而扭轉180~270∘之STN(Super Twisted Nematic,超扭曲配向)模式;具有270∘~的扭曲構造之膽固醇型液晶模式。
又,已提案有如藉由與基板成平行配向,且平行於基板面之所謂橫向電場使液晶配向在基板面內產生變化的IPS(In-Plane Switching,面內切換)模式、在與基板面成垂直的電場以與IPS模式相同的面內配向方向之變化來切
換顯示的FLC(Ferroelectric Liquid Crystal,鐵電液晶)模式般的顯示模式。本發明的液晶顯示裝置可為上述中任一者之模式。
各個顯示模式係有其特徴,例如IPS、FLC的各模式係視野角較廣,OCB模式係應答速度在全部的階調顯示中較早,FLC或膽固醇型液晶模式係可給予儲存性,且於低消費電力化方面係為有效。TN模式係透射率高,且製程為簡略。
本發明的液晶顯示裝置係除了ECB模式以外,以TN模式、VA模式、IPS模式、彎曲模式、OCB模式的態樣者為佳。
再者,如上所述,在任一者之顯示模式的液晶顯示裝置中,形成將一畫素分割為複數區域之稱為多區域的構造時,由於可使得上下左右之視野角特性係為平均化、且顯示品質係為提昇而為佳。
液晶顯示裝置係依照驅動方法,有適用於使用如TFT(Thin Film Transistor,薄膜電晶體)或MIM(Metal Insulator Metal,金屬絕緣體金屬)般的3端子或2端子反導體元件的主動式矩陣(active matrix)液晶顯示裝置,與稱為分時(time sharing)驅動的STN型為典型的被動式矩陣(passive matrix)液晶顯示裝置的態樣,本發明在任一者均為有效。
以下,係就本發明液晶顯示裝置中所使用的各種構件做詳細地説明。
本發明液晶顯示裝置中,在液晶胞的一對基板之一方的對面,配置彩色濾光片者為佳。關於彩色濾光片係沒有特別地限制,例如:至少配置含有紅色(R)、綠色(G)及藍色(B)各層之彩色濾光片者為佳。由R、G及B所形成之RGB彩色濾光片,及更含有白色(W)之層的RGBW彩色濾光片等為佳。
如前所述之本發明的液晶顯示裝置中,前述液晶胞係含有3個像素區域,此等之中在至少2個像素區域中的液晶層的厚度係為不同。達成該構成之較佳手段之一,係在前述3個像素區域上所配置之彩色濾光片的厚度之中,至少於2個像素區域所配置之彩色濾光片的厚度為不同的。
為此,在前述3個像素區域上所配置之彩色濾光片的Rth之中,使至少在2個像素區域所配置之彩色濾光片的Rth為不同的,可更有效地達成本發明的課題。
彩色濾光片係可例如利用以下方法而製作。首先,在透明基板上形成紅色、綠色、藍色等的適合目的之著色畫素。於透明基板上形成紅色、綠色、藍色等的著色畫素之方法,係可適當使用前述之染色法、印刷法,或將著色感光性樹脂液以旋轉塗布機等塗布後、以微影步驟圖案化之著色光阻劑法,以及層壓法等。例如,包含塗布步驟的形成方法中,係藉由調整塗布量,可形成厚度不同的RGB層之彩色濾光片。又,利用層壓法之情形中藉由使用厚度不同的轉印材料,可形成由厚度不同的RGB層所構成之彩色濾光片。
利用黑色感光性樹脂形成黑底之情形,係在上述著色
畫素形成之後進行為佳。在一開始即形成黑底時,光學濃度高的黑色感光性樹脂係由於只有樹脂表面硬化,所以藉由接著進行的顯像處理、特別是為了形成著色畫素而重複進行之顯像處理,未硬化的樹脂係為洗提(稱為側面蝕刻),而在極端的情形中所形成的基質係為剝落。
相對於此,若在最後形成黑底,由於黑底的周圍係被著色畫素所包圍,且自剖面開始顯像液難以浸透,所以有側面蝕刻難以產生,且可形成所謂光學濃度高之黑底的重大優點。
另外,以層壓法進行形成著色畫素形成用的著色層之情形,在先形成黑底時,由於在該形成著色畫素的場所為黑底且大致上閉上成格子狀,所以在層壓時會有容易捲入氣泡的問題,但是若在之後形成黑底的話,由於不會產生該問題而為佳。
當著色畫素對於黑色感光性樹脂的感光波長區域之光透射率超過2%時,預先在著色畫素之中加入光吸收劑等,且其透射率為2%以下為佳。此時使用的光吸收劑係可使用眾所周知的各種化合物。可舉例如:二苯甲酮衍生物(米希勒酮等)、份菁系化合物、金屬氧化物、苯并三唑系化合物、香豆素系化合物等。此等之中,尤以光吸收性良好,且即使在200℃以上的熱處理之後亦保持25%以上的光吸收性能者為佳,具體而言可舉例如氧化鈦、氧化鋅、苯并三唑系化合物、香豆素系化合物。此等之中,香豆素系化合物係從耐熱性、光吸收性之兩觀點為特佳。此外,上述的200℃以上之熱處理係在形成各畫素後,為了使其更進一步硬化
而進行的。
接著,可利用覆蓋畫素圖案且在透明基板全面設置黑色感光性樹脂層,其亦可以旋轉塗布機或軋輥塗布機塗布黑色感光性樹脂液之方法;又,亦可利用預先將黑色感光性樹脂液塗布至暫時支持體上以做成畫像形成材料,並將該黑色感光性樹脂層轉印至畫素圖案上之方法等。
接著,透過光罩從黑色感光性樹脂層側進行曝光,使著色畫素不存在之遮光部(黑底)的黑色感光性樹脂層予以硬化。著色畫素一般係受到曝光機的校準誤差或基板熱膨張的影響,而有若干的位置偏差,畫素本身也有粗有細,而無法按照設計尺寸來配置間隔或大小。特別是大尺寸的基板係該傾向為強烈。因而,以設計畫素間隔種類的光罩進行曝光之情形,產生黑底與畫素成疊的部分、或相反地在與畫素之間產生間隙的部分。因為重疊的部分係形成突起,而產生間隙的部分係形成漏光,故任一者怎樣都是不適宜的。
彩色濾光片係符合下述條件者為佳。
(I)0≦Re(630)≦10,且∣Rth(630)∣≦25
(II)∣Re(400)-Re(700)∣≦10,且∣Rth(400)-Rth(700)∣≦35
(上述式(I)及(II)中,Re(λ)
係表示在波長λnm的面內遲滯值(nm),Rth(λ)
係表示在波長λnm中膜厚方向的遲滯值(nm))
此處,Re係表示面內的遲滯值,該數值係應該有助於不使正面反差比降低而近似於0為佳。又,即使在不為0
之情形,使Re的遲相軸與偏光膜吸收軸成平行、或成正交為佳。
Rth係表示厚度方向的遲滯值,且不對於正面反差比降低產生影響,而有助於斜向方向的色調視野角改善。藉由賦予彩色濾光片上述條件的Rth,在每個畫素可更完全地進行視野角的光學補償,且可改善(減輕)各顯示模式的液晶顯示裝置在斜向方向的著色現象。
彩色濾光片的遲滯值係例如在使用轉印材料製作彩色濾光片之情形,可藉由在轉印材料構成層之感光層或著色層添加遲滯值上昇劑或低下劑來進行調整。
遲滯值上昇劑的代表例係可舉例如下述式所示化合物及與其類似之化合物。
遲滯值低下劑之例子係有下述通式(13)所示化合物。
上述通式(13)中,R11
表示烷基或芳基,R12
及R13
係各自獨立地表示氫原子、烷基或芳基。又,R11
、R12
及R13
的碳原子數總和為10以上為特佳。R11
、R12
及R13
係可具
有取代基,取代基係以氟原子、烷基、芳基、烷氧基、磺酸基及磺醯胺基為佳、烷基、芳基、烷氧基、磺酸基及磺醯胺基為特佳。又,烷基係可為直鏈、分枝、或環狀均可,碳原子數1~25者為佳、6~25者為較佳、6~20者(例如,甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、第三丁基、戊基、異戊基、第三戊基、己基、環己基、庚基、辛基、二環辛基、壬基、金剛烷基、癸基、第三辛基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二癸基)為特佳。芳基係以碳原子數為6~30者為佳、6~24者(例如,苯基、聯苯基、三聯苯基、萘基、聯二萘基、三苯基苯基)為特佳。
依照液晶胞的晶胞間隙與液晶層的折射率異方向性Δn之積Δnd的大小,來變化液晶顯示裝置的亮度、或對比、顯示色的色調。因此,調整成各顯示模式最適合Δnd的大小。ECB模式中Δn‧d係為0.15~0.35μm。Δn‧d的最佳值係以0.2~0.3μm為最佳值。由於在此等之範圍係白顯示亮度高、黑顯示亮度小,而得到明亮且對比高的顯示裝置。另外,此等之最佳值係透過模式之值,由於在反射模式係液晶胞內的光路為2倍,所以最適合Δnd之值亦為上述的1/2左右之值。其他的顯示模式、IPS、VA模式中Δn‧d係設定為0.15~5μm、TN模式中係設定為0.2~0.5μm、OCB模式中係設定為0.4~1.2μm時,可得到良好的顯示特性。
液晶顯示裝置係藉由透過液晶胞之光的ON、OFF遮斷來進行顯示,當作透射型來使用之情形係可在背面配置冷陰極或熱陰極螢光管、或發光二極體、場致發射元件、電致發光元件為光源之背光,而形成明亮且鮮明的顯示裝置。
背光係有使用於攜帶式終端或筆記型個人電腦之顯示裝置中所使用的側面蝕刻型背光,與在電視等的顯示裝置中所使用的正下面型背光。側面蝕刻型係在導光板的端部螢光燈為1根或2根配置的形狀,且有背光的裝置厚度形成較薄的優點。另一方面,正下面型背光可視其所需亮度增加螢光燈的數目,而容易得到較高的亮度。
此外為了提高背光的發光效率,可積層稜鏡狀或透鏡狀的聚光型亮度提升薄片(薄膜),又可在背光與液晶胞之間積層由偏光板的吸收而改善漏光之偏光反射型的亮度提升薄片(薄膜)。又,亦可積層用於使背光的光源均一化之擴散薄片(薄膜),相反地,亦可積層由於在光源具有面內分布的反射,而可以印刷等形成擴散圖案之薄片(薄膜)。
由液晶顯示裝置的全色顯示之方式係有空間混合方式與時間差混合方式,後者係稱為場序制方式。
空間混合方式係重疊紅(R)、綠(G)、藍(B)波長區域的光之加法混色為基本原理,在LCD中,藉由使各發光畫素接近R‧G‧B來配置,以及改變各畫素的亮度,可任意地混色此等之色,而可得到任意的色光者。又,由空間混合方式之LCD中,一般係使用彩色濾光片。然而,彩色濾光片係因為吸收光且進行色顯示而透射率降低,從消費電力
之點而言以場序制背光那一者為優異。
場序制方式係利用因「分時」引起混色之彩色顯示方式。亦即,應用連續地切換二色以上的光使其發光,且在其切換的速度快速至超過人類眼睛對時間的分解能力時,人類係混色認識上述二色以上的色之方式。
在場序制方式的全色LCD,於動畫顯示的各視場中各背光係可以R‧G‧B三個發光色之中的一個發光色進行發光,同時在各視場連續地切換(分時)R‧G‧B的發光色使其發光,且藉由使其切換的速度充分快速,可得到任意的色光。
本發明的液晶顯示裝置係包含畫像直視型、畫像投影型或光調變型。畫像直視型係有筆記型個人電腦、個人電腦用螢幕等的OA機器、電視等的多媒體用顯示器、攜帶電話或攜帶式終端的小型顯示裝置。再者,有娛樂機器的顯示裝置或會議用的縱向放置或放置在地上的大型顯示裝置。
畫像投影型係有直接投影至螢幕的正面投影(front projector)型與從螢幕的背面投影的背面投影(near projector)型。又,使用LED光源等之攜帶型的投影機亦為有效。
光調變型係對於稱為3次元顯示器或高臨場感型顯示器之顯示裝置為有效。例如,對於使用2片液晶胞之3次元顯示器、或由複數個的背面投影所構成之圓筒型3次元顯示器為有效。
本發明的液晶顯示裝置亦可具有光學補償薄片。光學補償薄片係用於解除畫像著色或擴大視野角,係已使用於各式各樣的液晶顯示裝置。光學補償薄片係以往所使用的延伸雙折射聚合物薄膜。已提案有取代由延伸雙折射薄膜所構成之光學補償薄片,而使用於透明支持體上具有由低分子或高分子液晶性化合物所形成之光學異方向性層的光學補償薄片。液晶性化合物由於有多樣的配向形態,所以使用液晶性化合物,可實現以往的延伸雙折射聚合物薄膜所無法得到的光學性質。此外,亦有作為偏光板的保護膜之功能。在塑膠基板中亦可兼任光學補償薄片。
光學補償薄片之光學性質係依照液晶胞的光學性質、具體上係如上述之顯示模式的不同來決定。使用液晶性化合物時,可製造具有對應於液晶胞各式各樣的顯示模式之各式各樣的光學性質之光學補償薄片。使用對應於各式各樣的顯示模式之棒狀、旋轉楕圓體狀或圓盤狀的液晶性化合物之光學補償薄片,係已有各種的提案。例如,TN模式液晶胞用光學補償薄片係藉由施加電壓,消除了液晶分子之扭曲構造,且進行傾斜於基板面之配向狀態的光學補償,因防止了黑顯示時斜向方向的漏光而使對比的視角特性係為提升。VA模式或IPS模式用光學補償薄片係補償了偏光板的視野角依存性,全方位降低黑顯示的亮度且使對比的視角特性係為提升。
此外,光學補償薄片的光學性質係藉由設計最適合於各光波長之最佳值,而提供一種色變化少且具有廣視野特
性之液晶顯示裝置。特別是與多隙的或多區域的組合係為有效。
又沒有視野角沒有擴大的話,則可能成為僅可從特定方向觀察顯示的狭視野角化。
光學補償薄片之一例係舉例如具有:由含有液晶性化合物之組成物所形成的光學異方向性層,與支持該光學異方向性層之支持體的光學補償薄片。以下,詳細說明該態樣的光學補償薄片。
光學異方向性層係為了補償液晶顯示裝置在黑顯示的液晶胞中的液晶化合物而設置的為佳。在黑顯示的液晶胞中的液晶化合物之配向狀態係因液晶顯示裝置的模式而有所不同。關於該液晶胞中的液晶化合物之配向狀態,係如IDW'00、FMC7-2、P411~414所記載的。光學異方向性層係將含有液晶性化合物之組成物配置於表面,例如配置於沿著規定的摩擦軸等經摩擦處理之表面,依照該摩擦軸,使液晶性化合物的分子予以配向,固定其配向狀態而可形成。
光學異方向性層的形成中所使用的液晶性化合物之例,係包含棒狀液晶性化合物及圓盤狀液晶性化合物中任一者。棒狀液晶性化合物及圓盤狀液晶性化合物係可為高分子液晶、低分子液晶,再者,亦包含低分子液晶顯示未經交聯之液晶性者。在光學異方向性層的製作中使用棒狀液晶性化合物時,棒狀液晶性分子係以往支持體面投影之軸的平均方向對於配向軸成平行的方式,來配向其長軸,
在該狀態固定而形成者為佳。又,在光學異方向性層的製作中使用圓盤狀液晶性化合物時,圓盤狀液晶性分子係以往支持體面投影之軸的平均方向對於配向軸成平行的方式,來配向其短軸,在其狀態下固定而形成者為佳。又,根據棒狀液晶性分子及圓盤狀液晶性分子之基板面所形成的角度所定義的配向狀態,可為水平(均質型)配向、垂直配向、均勻傾斜配向之中任一者,以與基板面所形成之角(傾斜角)往深度方向變化之後述的混雜配向為佳。
棒狀液晶性化合物係使用偶氮甲鹼類、氧偶氮基類、氰基聯苯基類、氰基苯基酯類、安息香酸酯類、環己烷羧酸苯基酯類、氰基苯基環己烷類、氰基取代苯基嘧啶類、烷氧基取代苯基嘧啶類、苯基二烷類、二苯基乙炔類及鏈烯基環己基苯甲腈類為佳。
另外,棒狀液晶性化合物中亦可含有金屬錯合物。又,重複單位中含有棒狀液晶性分子之液晶聚合物亦可做為棒狀液晶性化合物來使用。換言之,棒狀液晶性分子亦可與(液晶)聚合物鍵結。
關於棒狀液晶性化合物,係在季刊化學總説第22卷液晶的化學(1994)日本化學會編的第4章、第7章及第11章、及液晶裝置手冊日本學術振興會第142委員會編的第3章中有記載。
棒狀液晶性化合物的雙折射率係在0.001~0.7的範圍為佳。
棒狀液晶性化合物係為了固定其配向狀態,具有聚合
性基為佳。聚合性基係以自由基聚合性不飽基或陽離子聚合性基為佳,具體而言,可舉例如特開2002-62427號公報說明書中的段落號碼[0064]~[0086]記載之聚合性基、聚合性液晶化合物。
圓盤狀(碟型)液晶性化合物係包含C.Destrade等人的研究報告、Mol.Cryst.71卷、第111頁(1981年)所記載的苯衍生物、C.Destrade等人的研究報告、Mol.Cryst.122卷、第141頁(1985年)、Physics lett、A、78卷、第82頁(1990)所記載的三亞蘊衍生物、B.Kohne等人的研究報告、Angew.Chem.96卷、第70頁(1984年)所記載的環己烷衍生物及J.M.Lehn等人的研究報告、J.Chem.Commun.、第1794頁(1985年)、J.Zhang等人的研究報告、J.Am.Chem.Soc.116卷、第2655頁(1994年)所記載的吖冠系或苯基乙炔系大環(macrocycle)。
圓盤狀液晶性化合物亦包含相對於分子中心的母核,顯示直鏈的烷基、烷氧基、取代苯甲醯氧基做為母核的側鏈、被取代為放射線狀構造之液晶性的化合物。分子或分子的集合體係具有旋轉對稱性,且可賦予一定配向之化合物為佳。利用圓盤狀液晶性化合物形成之光學異方向性層係在最終的光學異方向性層中所含有的圓盤狀性分子沒有顯示液晶性之必要,例如低分子的圓盤狀液晶性分子係具有因熱或光而反應的基,結果亦可藉由因熱、光的反應進行聚合或交聯、高分子量化而失去液晶性。圓盤狀液晶性化合物的較佳例係如特開平8-50206號公報所記載的。
又,關於圓盤狀液晶性分子的聚合係記載於特開平8-27284公報。
由於圓盤狀液晶性分子係藉由聚合而固定,所以做為取代基之聚合性基係必須與圓盤狀液晶性分子的圓盤狀芯鍵結。以圓盤狀芯與聚合性基係透過連結基而鍵結之化合物為佳,藉此即使在聚合反應中亦可保持配向狀態。可舉例如特開2000-155216號公報說明書中的段落號碼[0151]~[0168]記載之化合物等。
混雜配向中圓盤狀液晶性分子的圓盤面與支持體的面之角度,係光學異方向性層的深度方向且從支持體的面增加距離的同時增加或減少。角度係與距離的增加同時增加為佳。再者,角度的變化係包含連續的增加、連續的減少、間歇的增加、間歇的減少、連續的增加與連續的減少之變化,或可包含增加及減少之間歇的變化。間歇的變化係包含在厚度方向的途中傾斜角沒有變化之區域。角度亦可包含角度沒有變化的區域,亦可全體的增加或減少。再者,角度係連續地進行變化為佳。
支持體側的圓盤狀液晶性分子之長軸的平均方向,一般係藉由選擇圓盤狀液晶性分子或配向膜的材料、或藉由選擇摩擦處理方法,而可調整。又,表面側(空氣側)的圓盤狀液晶性分子之圓盤面方向,一般係藉由選擇圓盤狀液晶性分子或與圓盤狀液晶性分子一同使用的添加劑種類來進行調整。與圓盤狀液晶性分子一同使用的添加劑之例子可舉例如可塑劑、界面活性劑、聚合性單體及聚合物等。長軸的配向方向之變化程度亦可與上述同樣地,藉由選擇
液晶性分子與添加劑而調整。
上述併用液晶性化合物以及可塑劑、界面活性劑、聚合性單體等,可提升塗工膜的均一性、膜的強度、液晶分子的配向性等。與液晶性分子具有相溶性、可給予液晶性分子的傾斜角變化、或不阻礙配向為佳。
聚合性單體係舉例如自由基聚合性或陽離子聚合性之化合物。較佳為多官能性自由基聚合性單體,以上述含有聚合性基之液晶化合物與共聚合性者為佳。舉例如特開2002-296423號公報說明書中的段落號碼[0018]~[0020]中所記載者。上述化合物的添加量相對於圓盤狀液晶性分子,一般係在1~50質量%的範圍、在5~30質量%的範圍為佳。
界面活性劑係舉例如以往眾所周知的化合物,特別是氟系化合物為佳。具體而言,舉例如特開2001-330725號公報說明書中的段落號碼[0028]~[0056]所記載之化合物。
與圓盤狀液晶性分子一同使用之聚合物係能對於圓盤狀液晶性分子賦予傾斜角變化為佳。
聚合物的例係可舉例如纖維素酯。纖維素酯的較佳例係舉例如特開2000-155216號公報說明書中的段落號碼[0178]所記載者。因為沒有阻礙液晶性分子的配向,上述聚合物的添加量係相對於液晶性分子為0.1~10質量%的範圍為佳、0.1~8質量%的範圍為較佳。圓盤狀液晶性分子的碟型向列液晶相-固相轉移溫度係以70~300℃為佳、70~170℃為較佳。
光學異方向性層係將含有液晶性化合物、及視需要的聚合性起始劑或任意的添加劑之組成物,配置於配向膜之上而可形成。組成物亦可調製做為塗布液。
塗布液的調製中所使用之溶媒較佳係使用有機溶媒。有機溶媒之例子係包含醯胺(例如:N、N-二甲基甲醯胺)、亞碸(例如:二甲亞碸)、雜環化合物(例如:吡啶)、烴(例如:苯、己烷)、烷基鹵(例如:氯仿、二氯甲烷、四氯乙烷)、酯(例如:乙酸甲酯、乙酸丁酯)、酮(例如:丙酮、甲乙基酮)、醚(例如:四氫呋喃、1、2-二甲氧基乙烷)。烷基鹵及酮為佳。亦可併用二種以上的有機溶媒。
塗布液的塗布係可藉由眾所周知的方法(例如:金屬棒塗布法、擠壓塗布法、直接照相凹版塗布法、逆向照相凹版塗布法、模頭塗布法)來實施。
光學異方向性層的厚度係以0.1~20μm為佳、0.5~15μm為較佳、1~10μm為最佳。
經配向之液晶性分子係維持配向狀態而固定者為佳。固定化係藉由聚合反應而實施為佳。聚合反應係包含使用熱聚合起始劑之熱聚合反應與使用光聚合起始劑之光聚合反應。光聚合反應為佳。光聚合起始劑之例子係包含α-羰基化合物(美國專利第2367661號、同2367670號的各說明書記載)、偶姻醚(美國專利第2448828號說明書記載)、α-烴取代芳香族偶姻化合物(美國專利第2722512號說明書記載)、多核醌化合物(美國專利第3046127號、同
2951758號的各說明書記載)、三芳基咪唑二聚物與p-胺基苯基酮的組合(美國專利第3549367號說明書記載)、吖啶及吩化合物(特開昭60-105667號公報、美國專利第4239850號說明書記載)及二唑化合物(美國專利第4212970號說明書記載)。
光聚合起始劑的使用量係為塗布液固體成分之0.01~20質量%的範圍為佳、0.5~5質量%的範圍為較佳。
為了聚合液晶性分子之光照射係以使用紫外線為佳。照射能量係在20mJ/cm2
~50J/cm2
的範圍為佳、20~5000mJ/cm2
的範圍為較佳、100~800mJ/cm2
的範圍為較佳。又,為了促進光聚合反應,亦可在加熱條件下實施光照射。
另外,保護層亦可設置於光學異方向性層之上。
光學補償薄片的支持體係以透明者為佳,由至少一片的聚合物薄膜所構成者為佳。亦可以複數片的聚合物薄膜構成透明支持體。具體而言,支持體的光學異方向性以波長632.8nm的光所測定之Re遲滯值為10~70nm,且以波長632.8nm的光所測定之Rth遲滯值為50~400nm者為佳。另外,在液晶顯示裝置使用二片像這樣光學異方向性層的聚合物時,以一片薄膜的Rth遲滯值為50~200nm為佳。在液晶顯示裝置使用一片的光學異方向性聚合物薄膜時,以薄膜的Rth遲滯值為70~400nm為佳。
聚合物薄膜的遲相軸角度之平均值為3∘以下為佳、2∘以下為較佳、1∘以下為最佳。遲相軸角度之平均值的方向
係定義為遲相軸的平均方向。又,遲相軸角度的標準偏差為1.5∘以下為佳、0.8∘以下為較佳、0.4∘以下為最佳。在聚合物薄膜面內中遲相軸的角度,係以聚合物薄膜的延伸方向當作基準線(0∘),以遲相軸與基準線所成角度來定義。軋輥形態的薄膜朝寬度方向延伸時,係將寬度方向當作基準線,朝長度方向延伸時長度方向係為基準線。
聚合物薄膜係以光透射率為80%以上為佳。聚合物薄膜係具有60×10-12
m2
/N以下之光彈性係數為佳。
在使用光學補償薄片之透射型液晶顯示裝置中,通電後時間經過時係在畫面周邊部發生了「框緣狀的顯示不均」。該不均係因畫面周邊部的透射率提昇所引起的,特別是在黑顯示時為特別顯著。透射型液晶顯示裝置係因背光而發熱,而且在液晶胞面内產生溫度分布。因該溫度分布而使得光學補償薄片的光學特性(遲滯值、遲相軸的角度)產生變化係為「框緣狀的顯示不均」的發生原因。光學補償薄片之光學特性的變化係起因於為了使因溫度上昇而引起光學補償薄片的膨張或收縮能藉由與液晶胞或偏光板的黏著使其受到抑制,而在光學補償薄片產生了彈性變形。
為了抑制在透射型液晶顯示裝置中所產生的「框緣狀的顯示不均」,係在光學補償薄片的透明支持體使用熱傳導係數高的聚合物薄膜為佳。熱傳導係數高的聚合物之例係包含如乙酸纖維素(熱傳導係數(以下同樣):0.22W/(m‧K))般的纖維素系聚合物、如聚碳酸酯(0.19W/(m‧K))般的聚酯系聚合物及如降烯系聚合物(0.20W/(m‧K))般的環狀烯烴聚合物。
市售的聚合物係可使用例如市售的降烯系聚合物(ARTON、JSR(股)製;ZEONOR、日本ZEON(股)製、ZEONEX;日本ZEON(股)製)。關於聚碳酸酯系共聚物係在特開平10-176046號及特開2001-253960號的各公報中有記載。
可做為光學補償薄片之支持體所使用的聚合物薄膜係以纖維素系聚合物的薄膜為佳、纖維素酯的薄膜為較佳、纖維素之低級脂肪酸酯的薄膜為較佳。低級脂肪酸係意味著碳原子數為6以下的脂肪酸。碳原子數係以2(乙酸纖維素)、3(丙酸纖維素)或4(丁酸纖維素)為佳。亦可使用如乙酸丙酸纖維素或乙酸丁酸纖維素的混合脂肪酸酯。
乙酸纖維素(二乙酸纖維素、三乙酸纖維素)為特佳。乙醯化度為59.0~61.5%之三乙酸纖維素為最佳。乙醯化度係意味著每纖維素單位質量的鍵結乙酸量。乙醯化度係依照ASTM: D-817-91(乙酸纖維素等的試驗法)中乙醯基化度的測定及計算。
聚合物的黏度平均聚合度(DP)係以250以上為佳、290以上為較佳。又,聚合物係基於凝膠滲透層析法的Mm/Mn(Mm為質量平均分子量、Mn為數量平均分子量)之分子量分布狹窄為佳。具體的Mm/Mn之值係以1.00~1.70為佳、1.30~1.65為較佳、1.40~1.60為最佳。
為了調整聚合物薄膜的遲滯值,可使用具有至少二種芳香族環之芳香族化合物來做為遲滯值上昇劑。
使用醯化纖維素薄膜做為聚合物薄膜時,芳香族化合物係相對於醯化纖維素100質量份,以0.01~20質量份的
範圍來使用。芳香族化合物係相對於醯化纖維素100質量份,以0.05~15質量份的範圍來使用為佳、以0.1~10質量份的範圍來使用為較佳。亦可併用二種以上的芳香族化合物。
芳香族化合物的芳香族環係除了芳香族烴環,亦可包含芳香族性雜環。
遲滯值上昇劑的分子量係以300~800為佳。
關於遲滯值上昇劑係如在特開2000-111914號、同2000-275434號、同2001-166144號的各公報及國際公開第00/02619號手冊所記載的。
藉由溶液流延法來製作聚合物薄膜為佳。溶液流延法係使用將聚合物溶解於有機溶媒之溶液(塗布液)來製造薄膜。有機溶媒較佳係包含選自於碳原子數為2~12的醚、碳原子數為3~12的酮、碳原子數為2~12的酯及碳原子數為1~6的鹵化烴之溶媒。
醚、酮及酯係亦可具有環狀構造。亦可使用具有醚、酮及酯的官能基(亦即,-O-、-CO-及-COO-)中任一者二者以上之化合物來做為有機溶媒。有機溶媒係亦可具有如醇性羥基之其他官能基。
醚之例子中係包含二異丙基醚、二甲氧基甲烷、二甲氧基乙烷、1,4-二烷、1,3-二氧戊環、四氫呋喃、苯甲醚及苯乙醚。酮之例子中係包含丙酮、甲乙基酮、二乙基酮、二異丁基酮、環己酮及甲基環己酮。酯之例子中係包含甲酸乙酯、甲酸丙酯、甲酸戊酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯及乙酸戊酯。具有二種以上官能基的有機溶媒之例子中係包含
2-乙氧基乙酸乙酯、2-甲氧基乙醇及2-丁氧基乙醇。鹵化烴之碳原子數係以1或2為佳、以1為最佳。鹵化烴的鹵素係以氯為佳。鹵化烴的氫原子係以經鹵素取代之比例為25~75莫耳%為佳、30~70莫耳%為較佳、35~65莫耳%為較佳、40~60莫耳%為最佳。二氯甲烷為典型的鹵化烴。
亦可混合使用二種以上的有機溶媒。
可利用一般的方法來調製聚合物溶液(塗布液)。一般的方法係意味著在0℃以上的溫度(常溫或高溫)來進行處理。溶液的調製係可使用在一般溶液流延法中塗布液的調製方法及裝置而實施。另外,在一般的方法時,使用鹵化烴(特別是二氯甲烷)做為有機溶媒為佳。將聚合物的量調整為在所得之溶液中含有10~40質量%。聚合物的量係以10~30質量%為較佳。可在有機溶媒(主溶媒)中添加後述之任意的添加劑。溶液係可藉由在常溫(0~40℃)下,攪拌聚合物與有機溶媒而調製。亦可在加壓及加熱條件下攪拌高濃度的溶液。具體而言,將聚合物與有機溶媒加入加壓容器內予以密閉,於加壓下在溶媒常溫之沸點以上,且溶媒沒有沸騰的範圍之溫度下,一邊加熱、一邊攪拌。加熱溫度係通常為40℃以上,較佳為60~200℃,更較佳為80~110℃。
各成分係可先進行粗混合之後注入容器。又,亦可依序投入容器內。容器係有能夠攪拌而構成的必要。可注入氮氣等的惰性氣體來加壓容器。又,亦可藉由加熱提昇溶媒的蒸氣壓。或在密閉容器後,在壓力下添加各成分亦可。
進行加熱之情形係從容器的外部進行加熱為佳。例
如,可使用套層式的加熱裝置。又,亦可在容器的外部設置板式加熱器,經由配管而使液體循環,來加熱容器全體。
較佳係在容器內部設置攪拌葉片,使用其而進行攪拌為佳。攪拌葉片係達至容器壁附近的長度者為佳。為了更新容器壁的液膜,攪拌葉片的末端中係設置刮板式葉片為佳。
容器中亦可設置壓力計、溫度計等的計量儀器類。在容器內使各成分溶解於溶劑中。將經調製的塗布液從冷却後容器取出,或取出之後,使用熱交換器等進行冷却。
聚合物溶液(塗布液)的調製係可依照冷却溶解法而實施。首先,以室溫附近的溫度(-10~40℃)一邊攪拌聚合物、一邊緩緩地添加至有機溶媒中。使用複數種溶媒時,其添加順序係沒有特別地限制。例如,在主溶媒中添加聚合物之後,亦可添加其他的溶媒(例如醇類等的凝膠化溶媒等),相反地凝膠化溶媒係可含有預先於聚合物中弄濕後的主溶媒,對於不均勻溶解的防止係為有效。調整聚合物的量使其在該混合物中含有10~40質量%為佳。
聚合物的量係以10~30質量%為較佳。再者,混合物中亦可添加後述之任意添加劑。
接著,將混合物冷卻至-100~-10℃(較佳為-80~-10℃、更佳為-50~-20℃、最佳為-50~-30℃)。冷却係可在例如乾冰甲醇浴(-75℃)或經冷却之二甘醇溶液(-30~-20℃)中來實施。如此冷却時,聚合物與有機溶媒的混合物係為固化。冷却速度係沒有特別地限制,惟以分批式進行冷却時,由於伴隨冷却聚合物溶液的黏度係為提昇,使得冷却效率變
差之故,所以必須有能夠更有效率地達到規定的冷却溫度用之溶解釜。
冷却溶解法係可在使聚合物溶液膨潤之後,於短時間內移送至規定冷却溫度之冷却裝置內。冷却速度係越快越好,10000℃/秒為理論的上限,1000℃/秒為技術的上限,而100℃/秒為實用的上限。另外,冷却速度係以開始冷却時的溫度與最終的冷却溫度之差,除以開使冷却之後至最終冷却溫度時間之值。再者,將其加溫至0~200℃(較佳為0~150℃、更較佳為0~120℃、最佳為0~50℃)時,係在有機溶媒中形成聚合物流動之溶液。昇溫係可僅放置在室溫中、或亦可在溫浴中加溫。
如上所述係得到均勻的溶液。另外,溶解為不充分之情形亦可重複冷却、加溫的操作。溶解是否充分係可僅藉由目視來觀察溶液的外觀而判斷。冷却溶解法中係為了避免因在冷却時的結露而混入水分,使用密閉容器係為理想的。又,在冷却加溫操作中,於冷却時加壓、加溫時進行減壓時,可縮短溶解時間。為了實施加壓及減壓,使用耐壓性容器為理想的。
另外,根據示差掃瞄熱量測定(DSC),利用冷却溶解法將醯化纖維素(乙醯化度:60.9%、黏度平均聚合度:299)溶解於乙酸甲酯中之20質量%的溶液,係在33℃附近係存在溶膠狀態與凝膠狀態之假相(pseudophase)轉移點,該溫度以下的話則形成均勻的凝膠狀態。因此,該溶液係必須以假相轉移溫度以上、較佳為以凝膠相轉移溫度+10℃左右之溫度來保存。但是,該假相轉移溫度係因醯化纖維素
的乙醯化度、黏度平均聚合度、溶液濃度或使用的有機溶媒而有所不同。
利用溶液流延法從經調製之聚合物溶液(塗布液)來製造聚合物薄膜。又於塗布液中,添加前述之遲滯值上昇劑為佳。
將塗布液流延至滾筒或輸送帶上,並使溶媒蒸發以形成薄膜。流延前的塗布液較佳係調整為形成固體成分量為10~40%、更佳為15~35%之濃度。將滾筒或輸送帶的表面加工成鏡面狀態為佳。關於在溶液流延法中的流延及乾燥方法,係在美國專利第2336310號、同第2367603號、同第492078號、同第2492977號、同第2492978號、同第2607704號、同第2739069號、同第2739070號、英國專利第640731號、同第736892號的各說明書、特公昭45-4554號、同49-5614號、特開昭60-176834號、同60-203430號、同62-115035號的各公報中有記載。較佳係將塗布液流延至表面溫度為40℃以下之滾筒或輸送帶上。流延之後吹風2秒以上予以乾燥為佳。將所得之薄膜自滾筒或輸送帶剝下,然後亦可利用從100至160℃依序改變溫度之高溫風來進行乾燥,使殘留溶劑蒸發。以上的方法係在特公平5-17844號公報中有記載。依照該方法時,可縮短從流延至剝落下來的時間。為實施該方法,流延時在滾筒或輸送帶之表面溫度中,塗布液係必須為凝膠化。
亦可流延複數種的聚合物溶液。
流延複數個聚合物溶液時,可從於支持體的進行方向
設置間隔的複數個流延口,一邊分別使含有聚合物的溶液予以流延、積層,一邊製作薄膜(特開昭61-158414號、特開平1-122419號、同11-198285號的各公報記載)。又,亦可藉由從2個流延口流延聚合物溶液來製造薄膜(特公昭60-27562號、特開昭61-94724號、同61-947245號、同61-104813號、同61-158413號、特開平6-134933號的各公報記載)。再者,亦可採用以低黏度的聚合物溶液包裹住高黏度聚合物溶液的流動,且同時擠出該高、低黏度的聚合物溶液之聚合物薄膜流延方法(特開昭56-162617號公報記載)。
亦可實施藉由使用二個的流延口,從第一流延口將成型於支持體的薄膜剝離下來,在與支持體面相接之側進行第二流延,以製作薄膜之方法(特公昭44-20235號公報記載)。複數種的聚合物溶液聚合物溶液係可為相同的溶液。因為複數種的聚合物層具有不同的功能,故只要將對應於其功能之聚合物溶液從各個流延口擠出即可。
亦可同時流延聚合物溶液與其他功能層(例如:接著層、染料層、抗靜電層、防光暈層、UV吸收層、偏光層)的塗布液。
以往的單層液為了形成必要的薄膜厚度,係必須以高濃度來擠出高黏度的聚合物溶液。此時,形成聚合物溶液的安定性變差且固態物產生、形成凹凸不平故障、平面性不良的問題係為增多。其解決方式係藉由從流延口流延出複數種的聚合物溶液,可製作能同時從支持體上擠出高黏度的溶液、平面性亦為良化優異之面狀薄膜。再者,藉由
使用濃縮的聚合物溶液而乾燥負荷的減低化係可達成,再者,可提高薄膜的生產速度。
為了改善機械的物性、或提升乾燥速度,可在聚合物薄膜中添加可塑劑。可塑劑係可使用磷酸酯或羧酸酯。磷酸酯之例子係包含磷酸三苯酯(TPP)及磷酸三甲苯酚酯(TCP)。羧酸酯係以苯二甲酸酯及檸檬酸酯典型的。苯二甲酸酯之例子係包含鄰苯二甲酸二甲酯(DMP)、鄰苯二甲酸二乙酯(DEP)、鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)、鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)、鄰苯二甲酸二苯酯(DPP)及鄰苯二甲酸二乙基己酯(DEHP)。檸檬酸酯之例子係包含O-乙醯基檸檬酸三乙酯(OACTE)及O-乙醯基檸檬酸三丁酯(OACTB)。其他的羧酸酯之例子係包含油酸丁酯、蓖麻醇酸甲基乙醯酯、癸二酸二丁酯、各種的偏苯三酸酯。較佳係使用苯二甲酸酯系可塑劑(DMP、DEP、DBP、DOP、DPP、DEHP)。以DEP及DPP為特佳。
可塑劑的添加量係為聚合物之量的0.1~25質量%為佳、1~20質量%為較佳、3~15質量%為最佳。
聚合物薄膜中亦可添加惡化防止劑(例如:抗氧化劑、過氧化物分解劑、自由基抑制劑、金屬惰性化劑、酸捕獲劑、胺)。關於惡化防止劑係在特開平3-199201號、同5-1907073號、同5-194789號、同5-271471號、同6-107854號的各公報中有記載。惡化防止劑的添加量係以調製溶液(塗布液)的0.01~1質量%為佳、0.01~0.2質量%為較佳。添加量低於0.01質量%時,惡化防止劑的效果大致上是觀察不到的。添加量大於1質量%時,係觀察到有
惡化防止劑往薄膜表面滲移(滲出)的情形。特佳的惡化防止劑係為丁基化羥基甲苯(BHT)及三苄胺(TBA)。
所製作的聚合物薄膜係可進一步藉由延伸處理來調整其遲滯值。延伸倍率係以3~100%為佳。延伸後的聚合物薄膜的厚度係以20~200μm為佳、30~100μm為較佳。藉由調整延伸處理的條件,可減小光學補償薄片中遲相軸角度的標準偏差。延伸處理係可使用拉幅機來實施。使用拉幅機對於依照溶液流延法所製作的薄膜實施橫向延伸之際,藉由控制延伸後的薄膜狀態,可減小薄膜遲相軸角度的標準偏差。具體而言,使用拉幅機以進行調整遲滯值之延伸處理,然後藉由以自最大延伸倍率至最大延伸倍率的1/2延伸倍率之間的延伸倍率,將延伸之後的聚合物薄膜保持在薄膜的玻璃轉移溫度附近,可減小遲相軸角度的標準偏差。該保持之際係在薄膜溫度比玻璃轉移溫度要低的溫度下進行時,則標準偏差變大了。
又,在輥間進行縱向延伸之際,藉由使輥間距離增寬,亦可減小遲相軸的標準偏差。
聚合物薄膜係除了當作光學補償薄片之透明支持體的功能,亦具有當作偏光膜的透明保護膜之功能時,表面處理聚合物薄膜為佳。
可做為表面處理而言,係實施電暈放電處理、輝光放電處理、火焰處理、酸處理、鹼處理或紫外線照射處理。實施酸處理或鹼處理為佳,實施鹼處理為較佳。聚合物為醯化纖維素之情形,酸處理或鹼處理係實施來作為對醯化纖維素之皂化處理。
前述光學異方向性層的形成中亦可利用配向膜。配向膜係控制光學異方向性層中的液晶性化合物的分子。配向膜的表面係經摩擦處理者為佳。對於摩擦處理面塗布、乾燥含有液晶性化合物之塗布液時,液晶性分子係依照摩擦處理面的摩擦軸而配向。
但是,在液晶性化合物的分子經配向之後,只要固定其配向狀態且形成光學異方向性層即可,之後,配向膜並不是必要的。即,亦可僅將配向狀態為固定之配向膜上的光學異方向性層轉印至支持體、或偏光薄膜上。
配向膜係可以有機化合物(較佳為聚合物)的摩擦處理、無機化合物的斜方蒸鍍、具有密紋之層的形成,或由藍米爾‧布羅傑特(Langmuir Blodgett)法(LB膜)之有機化合物(例如:ω-二十三烷酸、二-十八烷甲基氯化銨、硬脂酸甲酯)的累積的手段來進行設置。再者,根據賦予電場、賦予磁場或光照射,產生配向功能之配向膜亦為已知。
配向膜較佳係藉由摩擦處理聚合物層的表面而形成。配向膜所使用之聚合物大體上係具有使液晶性分子配向功能的某一分子構造。本發明係除了使液晶性分子配向之功能以外,較佳係使具有交聯性官能基(例如:雙鍵)之側鏈與主鏈結合,或於側鏈導入具有使液晶性分子配向功能之交聯性官能基。使用於配向膜之聚合物係可使用其本身可交聯的聚合物、或藉由交聯劑交聯之聚合物中任一者,可使用複數種此等之組合。聚合物的例係包含例如特開平8-338913號公報說明書中段落號碼[0022]記載之甲基丙烯
酸酯系共聚物、苯乙烯系共聚物、聚烯烴、聚乙烯醇及改質聚乙烯醇、聚(N-羥甲基丙烯醯胺)、聚酯、聚醯亞胺、乙酸乙烯酯共聚物、羧甲基纖維素、聚碳酸酯等。矽烷偶合劑係可做為聚合物來使用。以水溶性聚合物(例如:聚(N-羥甲基丙烯醯胺)、羧甲基纖維素、明膠、聚乙烯醇、改質聚乙烯醇)為佳,以明膠、聚乙烯醇及改質聚乙烯醇為較佳,以聚乙烯醇及改質聚乙烯醇為最佳。特佳係併用聚合度不同的聚乙烯醇或改質聚乙烯醇2種。
聚乙烯醇的皂化度係以70~100%為佳、80~100%為較佳。聚乙烯醇的聚合度係以100~5000為佳。
具有使液晶性分子配向功能的側鏈一般係具有疏水性基做為官能基。具體的官能基種類係依照液晶性分子的種類及需要的配向狀態而決定。例如,改質聚乙烯醇的改質基係可藉由共聚合改質、鏈轉移改質或嵌段聚合改質來導入。改質基之例子係可舉例如親水性基(羧酸基、磺醯基、磺酸基、胺基、銨基、醯胺基、硫羥基等)、碳數10~100個的烴基、氟原子取代之烴基、硫醚基、聚合性基(不飽和聚合性基、環氧基、吖丙啶基等)、烷氧基矽烷基(三烷氧基、二烷氧基、單烷氧基)等。此等之改質聚乙烯醇化合物的具體例係可舉例如特開2000-155216號公報說明書中的段落號碼[0022]~[0145]、同2002-62426號公報說明書中的段落號碼[0018]~[0022]所記載者等。
當具有交聯性官能基之側鏈與配向膜聚合物的主鏈鍵結、或將交聯性官能基導入至具有使液晶性分子配向功能之側鏈時,可使得配向膜的聚合物與光學異方向性層所含
有的多官能單體予以共聚合。其結果,不僅在多官能單體與多官能單體之間,而且在配向膜聚合物與配向膜聚合物之間、以及在多官能單體與配向膜聚合物之間亦可以共價鍵使其堅固地鍵結。因此,藉由將交聯性官能基導入配向膜聚合物,可顯著地改善光學補償薄片的強度。
配向膜聚合物的交聯性官能基係與多官能單體同樣地,含有聚合性基為佳。具體而言,可舉例如特開2000-155216號公報說明書中段落號碼[0080]~[0100]記載者等。
配向膜聚合物係除了上述的交聯性官能基,亦可使用交聯劑使其交聯。交聯劑係包含藉由活性化乙醛、N-羥甲基化合物、二烷衍生物、羧基而作用之化合物、活性乙烯基化合物、活性鹵化合物、異唑及二乙醛澱粉。亦可併用二種以上的交聯劑。具體而言,可舉例如特開2002-62426號公報說明書中的段落號碼[0023]~[024]記載之化合物等。以反應活性高的乙醛、特別是戊二醛為佳。
交聯劑的添加量係相對於聚合物以0.1~20質量%為佳、0.5~15質量%為較佳。殘存於配向膜之未反應的交聯劑的量係以1.0質量%以下為佳、0.5質量%以下為較佳。藉由如此的調節,配向膜係即使在液晶顯示裝置中長期使用、或在高溫高濕的氣氛下長期間放置,亦可得到沒有網狀物發生的充分耐久性。
配向膜基本上係將配向膜形成材料之上述聚合物塗布至含交聯劑之透明支持體上後,藉由加熱乾燥(使其交聯)、摩擦處理而可形成。如上所述,交聯反應係可在塗布
至透明支持體上後,於任意時期進行。在將如聚乙烯醇般的水溶性聚合物做為配向膜形成材料使用之情形中,塗布液係為消泡作用的某一有機溶媒(例如:甲醇)與水之混合溶媒為佳。其比率以質量比係水:甲醇為0:100~99:1為佳、0:100~91:9為較佳。藉此,泡的發生係受到抑制,且配向膜、甚至於光學異方層之層表面的缺陷係顯著地減少了。
配向膜的形成時所利用的塗布方法較佳係旋轉塗布法、浸漬塗布法、簾塗法、擠塑塗布法、棒塗法或輥塗法。特別是棒塗法為佳。又,乾燥後的膜厚為0.1~10μm為佳。加熱乾燥係可以20℃~110℃來進行。為形成充分交聯的話,以60℃~100℃為佳、特別是80℃~100℃為佳。乾燥時間係可以1分鐘~36小時來進行,較佳為1分鐘~30分。pH亦可設定為最適合於所使用的交聯劑之最佳值為佳,使用戊二醛之情形係以pH為4.5~5.5、特別是5為佳。
配向膜係可設置於支持體上或支持體上所形成之下塗層上。配向膜係可在交聯上述的聚合物層之後,藉由摩擦處理表面而得到。
前述摩擦處理係可適用廣泛採用做為LCD的液晶配向處理步驟之處理方法。即,配向膜的表面係可藉由使用紙或紗布、毛毯、橡膠或耐綸、聚酯纖維等朝固定方向擦拭,以得到配向之方法。一般而言,長度及粗細度為均勻的纖維係可藉由使用平均植毛的布等進行數次左右摩擦而實施。
接著,使配向膜具有功能,在配向膜之上配置光學異
方向性層形成用的組成物(塗布液),以使得液晶性化合物的分子配向。然後,可視需要使配向膜聚合物與光學異方向性層所含有的多官能單體進行反應,或亦可使用交聯劑來交聯配向膜聚合物。配向膜的膜厚為、0.1~10μm的範圍為佳。
如上所述,本發明適用於VA模式的液晶顯示裝置時,係使用符合上述式(III)及(IV)、更佳為符合上述式(III)~(VII)之第1光學異方向性層,及符合上述式(VIII)及(IX)、更佳為符合上述式(X)~(XIII)之第2光學異方向性層者為佳。此等之第1及第2光學異方向性層為聚合物薄膜時,可與偏光子貼合。又,可做為單獨的構件,例如做為光學補償薄膜而組裝至液晶顯示裝置內。前述聚合物薄膜的材料係在光學性能、透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮蔽性、等方向性等方面為優異之聚合物為佳,只要符合上述條件的範圍即可,可使用任一材料。可舉例如:聚碳酸酯系聚合物、聚對苯二甲酸乙二酯或聚萘二甲酸乙二酯等的聚酯系聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯等的丙烯酸系聚合物、聚苯乙烯或丙烯腈‧苯乙烯共聚物(AS樹脂)等的苯乙烯系聚合物等。又,亦可舉例如聚乙烯、聚丙烯等的聚烯烴、如乙烯‧丙烯共聚物的聚烯烴系聚合物、氯乙烯系聚合物、耐綸或芳香族聚醯胺等的醯胺系聚合物、醯亞胺系聚合物、碸系聚合物、聚醚碸系聚合物、聚醚醚酮系聚合物、聚苯硫系聚合物、偏二氯乙烯系聚合物、乙烯醇系聚合物、聚
乙烯醇縮丁醛系聚合物、芳基化物系聚合物、聚甲醛系聚合物、環氧系聚合物、或混合前述聚合物之聚合物來做為例子。
又,形成前述聚合物薄膜之材料較佳係可使用熱可塑性降烯系樹脂。熱可塑性降烯系樹脂係可舉例如日本ZEON(股)製的ZEONEX、ZEONOR、JSR(股)製的ARTON等。
又,形成前述聚合物薄膜之材料係能使用做為以往偏光板之透明保護薄膜所使用的纖維素系聚合物(以下,稱為醯化纖維素)為特佳。醯化纖維素之代表例係舉例如三乙醯基纖維素。醯化纖維素原料的纖維素係有棉絨或木材紙漿(廣葉樹紙漿,針葉樹紙漿)等,無論是從那一種原料纖維素所得到之醯化纖維素均可使用,亦可根據情形而混合使用。關於此等原料纖維素的詳細記載,係例如可使用丸澤、宇田著、「塑膠材料講座(17)纖維素系樹脂」日刊工業新聞社(1970年發行)、或發明協會公開技報公技號碼2001-1745號(第7頁~第8頁)中所記載之纖維素,對於前述醯化纖維素薄膜而言,並沒有特別地限制。
第1及第2光學異方向性層用的醯化纖維素薄膜,係由包含具有二種以上取代基之醯化纖維素的組成物所構成的為佳。該醯化纖維素的較佳例係醯化度為2~2.9,包含具有乙醯基的碳數為3~4的醯基之混合脂肪酸酯。前述混合脂肪酸酯的醯化度係2.2~2.85為較佳、2.4~2.8為更佳。又,乙醯基化度係低於2.5為佳、低於1.9為較佳。在脂肪酸酯殘基中,以脂肪族醯基係碳原子數為2~20為佳。具體而言,可舉例如乙醯基、丙醯基、丁醯基、異丁
醯基、戊醯基、三甲基乙醯、己醯基、辛醯基、月桂醯、硬脂醯等,較佳為乙醯基、丙醯基及丁醯基。
前述醯化纖維素係可為具有脂肪酸醯基、與取代或無取代之芳香族醯基的混合酸酯。
芳香族醯基的取代度係在纖維素脂肪酸單酯時,相對於殘存之羥基,係較佳為2.0以下,更較佳為0.1~2.0。又,在纖維素脂肪酸二酯(二乙酸纖維素)的情形中,相對於殘存之羥基,係較佳為1.0以下,更較佳為0.1~1.0。
前述醯化纖維素係具有350~800之質量平均聚合度為佳、具有370~600之質量平均聚合度為較佳。此外,本發明所使用的醯化纖維素係以具有70000~230000的數量平均分子量為佳、具有75000~230000的數量平均分子量為較佳、具有78000~120000的數量平均分子量為更佳。
前述醯化纖維素係可使用做為醯化劑之酸酐或醯氯來合成。工業上最一般的合成方法係將由棉絨或木材紙漿等所得之纖維素,以含有乙醯基及對應於其他醯基之有機酸(乙酸、丙酸、丁酸)或彼等之酸酐(乙酸酐、丙酸酐、丁酸酐)的混合有機酸成分,來進行酯化以合成纖維素酯。
前述醯化纖維素薄膜係以藉由溶液流延法而製造者為佳。關於利用溶液流延法之醯化纖維素薄膜的製造例,係可參考於美國專利第2,336,310號、同2,367,603號、同2,492,078號、同2,492,977號、同2,492,978號、同2,607,704號、同2,739,069號及同2,739,070號的各說明書、英國專利第640731號及同736892號的各說明書、以及特公昭45-4554號、同49-5614號、特開昭60-176834
號、同60-203430號及同62-115035號等的記載。又,前述醯化纖維素薄膜係亦可施加延伸處理。關於延伸處理之方法及條件係可參考例如於特開昭62-115035號、特開平4-152125號、同4-284211號、同4-298310號、同11-48271號等中所記載之例子。
為了製作滿足做為第1光學異方向性層之條件的醯化纖維素薄膜,於醯化纖維素薄膜中添加Rth表現劑者為佳。此處,「Rth表現劑」係指於薄膜的厚度方向具有表現雙折射性質之化合物。
前述Rth表現劑係以在250nm~380nm的波長範圍,具有吸收極大值之分極率異方向性大的化合物為佳。前述Rth表現劑特佳係可使用下述通式(I)所示化合物。
式中,X1
係單鍵、-NR4
-、-O-或S-;X2
係單鍵、-NR5
-、-O-或S-;X3
係單鍵、-NR6
-、-O-或S-。又,R1
、R2
、及R3
係各自獨立的烷基、鏈烯基、芳香族環基或雜環基;R4
、R5
及R6
係各自獨立的氫原子、烷基、鏈烯基、芳基或雜環基。
以下,前述通式(I)所示化合物的較佳例(I-(1)~IV-(10))係如下述所示,惟本發明係不受限於此等之具體例。
前述Rth表現劑亦可含有下述通式(III)所示化合物。以下,係詳細說明關於通式(III)的化合物。
通式(III)中,R2
、R4
、R5
係各自獨立地表示氫原子或取代基,R11
、R13
係各自獨立地表示氫原子或烷基,L1
、L2
係各自獨立地表示單鍵或二價的連結基。Ar1
表示伸芳基或芳香族雜環,Ar2
表示芳基或芳香族雜環n表示3以上的整數,存在n種之L2
、Ar1
係可分別相同或不同。但是,R11
、R13
係彼此為不同的,R13
所表示之烷基係不含雜原子。
通式(III)中,R2
、R4
、R5
係各自獨立的表示氫原子或取代基。前述取代基係可適用後述的取代基T。
通式(III)中的R2
係較宜為氫原子、烷基、烷氧基、胺基、羥基,較佳為氫原子、烷基、烷氧基,更佳為氫原子、烷基(較佳為碳數1~4、更佳為甲基)、烷氧基(較佳為碳數
1~12、更佳為碳數1~8、更佳為碳數1~6、特佳為碳數1~4)。特佳為氫原子、甲基、甲氧基,最佳為氫原子。
通式(III)中的R4
係較宜為氫原子或給電子基團,較佳為氫原子、烷基、烷氧基、胺基、羥基,更佳為氫原子、碳數1~4的烷基、碳數1~12的烷氧基(較宜為碳數1~12、較佳為碳數1~8、更佳為碳數1~6、特佳為碳數1~4),特佳為氫原子、碳數1~4的烷基、碳數1~4的烷氧基,最佳為氫原子、甲氧基。
通式(III)中的R5
係較佳為氫原子、鹵素原子、烷基、烷氧基、胺基、羥基,更佳為、氫原子、烷基、烷氧基,更佳為氫原子、烷基(較佳為碳數1~4更佳為甲基)、烷氧基(較宜為碳數1~12、較佳為碳數1~8、更佳為碳數1~6特佳為碳數1~4)。特佳為氫原子、甲基、甲氧基。最佳為氫原子。
通式(III)中的R11
、R13
係各自獨立地表示氫原子或烷基,R11
、R13
係彼此為不同的,R13
所表示之烷基係不含雜原子。此處,雜原子係表示氫原子、碳原子以外的原子,可舉例如氧原子、氮原子、硫原子、磷、矽、鹵素原子(F、Cl、Br、I)、硼等。
R11
、R13
所表示之烷基係表示直鏈、分枝、或環狀的取代或無取代之烷基,較佳為取代或無取代之碳數1~30的烷基、碳數3~30的取代或無取代之環烷基、碳數5~30的取代或無取代之二環烷基(亦即,自碳數5~30的二環鏈烷去掉一個氫原子之一價基),再者環構造舉例如係大多為三環構造等。
R11
、R13
所表示之烷基的較佳例係可舉例如甲基、乙基、n-丙基、異丙基、n-丁基、第二丁基、第三丁基、n-醯基、異戊基、n-己基、n-庚基、n-辛基、第三辛基、2-乙基己基、n-壬基、1,1,3-三甲基己基、n-癸基、2-己基癸基、環己基、環庚基、2-己烯基、油烯基、亞油基、次亞油基等。又,環烷基係可舉例如環己基、環戊基、4-n-十二烷基環己基,二環烷基係可舉例如二環[1,2,2]庚-2-基、二環[2,2,2]辛-3-基等。
R11
係更佳為氫原子、甲基、乙基、n-丙基、異丙基,特佳為氫原子、甲基,最佳為甲基。
R13
係特佳為含有碳原子2個以上之烷基,更佳為含有碳原子3個以上之烷基。特佳係使用具有分枝或環狀構造者。
以下,係舉例說明R13
所示烷基的具體例(O-1~O-20),惟本發明不因以下的具體例而受到任何的限制。此外,下述具體例中,「#」係意味著氧原子側。
通式(III)中的Ar1
係表示伸芳基或芳香族雜環,重複單位中的Ar1
係可全部為相同或不同。又,Ar2
係表示芳基或芳香族雜環。
通式(III)中,Ar1
所表示之伸芳基係較佳為碳數6~30的伸芳基,亦可為單環,此外亦可與其他的環形成縮合環。又,在可能的情形中亦可具有取代基,取代基係可適用後述的取代基T。Ar1
所表示之伸芳基係更佳為碳數6~20、特佳為碳數6~12,可舉例如伸苯基、p-甲基伸苯基、伸萘基等。
通式(III)中,Ar2
所示之芳基係較佳為碳數6~30的芳基,亦可為單環,此外亦可與其他的環形成縮合環。又,在可能的情形中亦可具有取代基,取代基係可適用後述的取代基T。Ar2
所示之芳基係更佳為碳數6~20、特佳為碳數6~12,可舉例如苯基、p-甲基苯基、萘基等。
通式(III)中,Ar1
、Ar2
所示之芳香族雜環係可為含有氧原子、氮原子或硫原子之中至少1者的芳香族雜環,較佳為含有5~6員環的氧原子、氮原子或硫原子之中至少1者的芳香族雜環。又,在可能的情形中亦可進一步含有取代基。取代基係可適用後述的取代基T。
通式(III)中,Ar1
、Ar2
所示之芳香族雜環的具體例係可例如:呋喃、吡咯、噻吩、咪唑、吡唑、吡啶、吡、噠、三唑、三、吲哚、吲唑、嘌呤、噻唑啉、噻唑、噻二唑、唑啉、唑、二唑、喹啉、異喹啉、呔、萘錠、喹喏啉、喹唑啉、噌啉、喋啶、吖啶、菲繞啉、吩、四唑、苯并咪唑、苯并唑、苯并噻唑、苯并三唑、四氮茚、
吡咯并三唑、吡唑并三唑等。可做為芳香族雜環之較佳者係苯并咪唑、苯并唑、苯并噻唑、苯并三唑。
通式(III)中,L1
、L2
係各自獨立地表示單鍵、或2價的連結基。L1
、L2
係可為相同或不同。又,重複單位中的L2
係可全部為相同或不同。
可做為前述二價的連結基之較佳者係-O-、-NR-(R係表示氫原子或亦可具有取代基之烷基或芳基)、-CO-、-SO2
-、-S-、伸烷基、取代伸烷基、伸鏈烯基、取代伸鏈烯基、伸炔基、及組合此等之二價基2者以上所得之基,彼等之中更佳者為-O-、-NR-、-CO-、-SO2
NR-、-NRSO2
-、-CONR-、-NRCO-、-COO-、及OCO-、伸炔基。R係較佳為氫原子。
在本發明的通式(III)所示化合物中,Ar1
係與L1
及L2
鍵結,但Ar1
為伸苯基之情形,係有L1
-Ar1
-L2
、及L2
-Ar1
-L2
彼此為對位(1,4-位)的關係為特佳。
通式(III)中,n表示3以上的整數,較佳為3~7,更佳為3~6,更較佳為3~5。
前述通式(III)所示化合物特佳係使用下述通式(IV)及(V)所示化合物。
通式(IV)中,R2
、R5
係各自獨立地表示氫原子或取代基,R11
、R13
係各自獨立地表示氫原子或烷基,L1
、L2
係各自獨立地表示單鍵或二價的連結基。Ar1
表示伸芳基或芳
香族雜環,Ar2
表示芳基或芳香族雜環,n表示3以上的整數,存在n種之L2
、Ar1
係可分別相同或不同。但是,R11
、R13
係彼此為不同的,R13
所表示之烷基係不含雜原子。
通式(IV)中,R2
、R5
、R11
、R13
係與通式(III)中的彼等同義,又較佳範圍亦為相同。又,關於L1
、L2
、Ar1
、Ar2
亦與通式(III)中的彼等同義,較佳範圍亦為相同。
通式(V)中,R2
、R5
係各自獨立地表示氫原子或取代基,R11
、R13
、R14
係各自獨立地表示氫原子或烷基,L1
、L2
係各自獨立地表示單鍵或二價的連結基。Ar1
表示伸芳基或芳香族雜環,Ar2
表示芳基或芳香族雜環,n表示3以上的整數,存在n種之L2
、Ar1
係可分別相同或不同。但是,R11
、R13
係彼此為不同的,R13
所表示之烷基係不含雜原子。
通式(V)中,R2
、R5
、R11
、R13
係與通式(III)中的彼等同義,又較佳範圍亦為相同。又,L1
、L2
、Ar1
、Ar2
係與通式(III)中的彼等同義,較佳範圍亦為相同。
在通式(V),R14
係表示氫原子或烷基,烷基係使用做為R11
、R13
的較佳例所示之烷基為佳。前述R14
係較佳為氫原子或碳數1~4的烷基,更佳為氫原子或碳數1~3的烷基,更較佳為甲基。R11
與R14
係可相同或不同,同時為甲基為特佳。
又,前述通式(V)所示化合物係亦可為通式(V-A)或通式(V-B)所示之化合物。
通式(V-A)中,R2
、R5
係各自獨立地表示氫原子或取代基,R11
、R13
係各自獨立地表示氫原子或烷基,L1
、L2
係各自獨立地表示單鍵或二價的連結基。Ar1
表示伸芳基或芳香族雜環,n表示3以上的整數,存在n種之L2
、Ar2
係可分別相同或不同。但是,R11
、R13
係彼此為不同的,R13
所表示之烷基係不含雜原子。
通式(V-A)中,R2
、R5
、R11
、R13
、L1
、L2
、Ar1
、n係與通式(III)中的彼等同義,又較佳範圍亦為相同。
通式(V-B)中,R2
、R5
係各自獨立地表示氫原子或取代基,R11
、R13
、R14
係各自獨立地表示氫原子或烷基,L1
、L2
係各自獨立地表示單鍵或二價的連結基。Ar1
表示伸芳基或芳香族雜環,n表示3以上的整數,存在n種之L1
、Ar2
係可分別相同或不同。但是,R11
、R13
係彼此為不同
的,R13
所表示之烷基係不含雜原子。
通式(V-B)中,R2
、R5
、R11
、R13
、R14
、L1
、L2
、Ar1
、n係與通式(III)及(V)中的彼等同義,又較佳範圍亦為相同。
以下,係說明前述的取代基T。
取代基T係較佳為鹵素原子(例如,氟原子、氯原子、溴原子、碘原子)、烷基(較佳為碳數1~30的烷基,例如甲基、乙基、n-丙基、異丙基、第三丁基、n-辛基、2-乙基己基)、環烷基(較佳為碳數3~30的取代或無取代之環烷基,例如,環己基、環戊基、4-n-十二烷基環己基)、二環烷基(較佳為碳數5~30的取代或無取代之二環烷基,亦即,自碳數5~30的二環鏈烷去掉一個氫原子之一價基。例如,二環[1,2,2]庚-2-基、二環[2,2,2]辛-3-基)、鏈烯基(較佳為碳數2~30的取代或無取代之鏈烯基,例如,乙烯基、烯丙基)、環鏈烯基(較佳為碳數3~30的取代或無取代之環鏈烯基,亦即,自碳數3~30的環鏈烯去掉一個氫原子之一價基。例如,2-環戊烯-1-基、2-環己烯-1-基)、二環鏈烯基(取代或無取代之二環鏈烯基、較佳為碳數5~30的取代或無取代之二環鏈烯基,即具有一個雙鍵之二環鏈烯、去掉一個氫原子之一價基。例如,二環[2,2,1]庚-2-烯-1-基、二環[2,2,2]辛-2-烯-4-基)、炔基(較佳為碳數2~30的取代或無取代之炔基,例如,乙炔基、炔丙基)、芳基(較佳為碳數6~30的取代或無取代之芳基,例如苯基、p-甲苯基、萘基)、雜環基(較佳為自5或6員的取代或無取代之芳香族或非芳香族的雜環化合物去掉一個氫原子之一價基,更較佳為碳數3~30的5或6員芳香族之雜環基。例如,2-
呋喃基、2-噻吩基、2-嘧啶基、2-苯并噻唑基)、氰基、羥基、硝基、羧基、烷氧基(較佳為碳數1~30的取代或無取代之烷氧基,例如,甲氧基、乙氧基、異丙氧基、第三丁氧基、n-辛基氧基、2-甲氧基乙氧基)、芳氧基(較佳為碳數6~30的取代或無取代之芳氧基,例如,苯氧基、2-甲基苯氧基、4-第三丁基苯氧基、3-硝基苯氧基、2-四癸醯胺基苯氧基)、矽烷氧基(較佳為碳數3~20的矽烷氧基,例如,三甲基矽烷氧基、第三丁基二甲基矽烷氧基)、雜環氧基(較佳為碳數2~30的取代或無取代之雜環氧基、1-苯基四唑-5-氧基、2-四氫吡喃基氧基)、戊氧基(較佳為甲醯氧基、碳數2~30的取代或無取代之烷基羰氧基、碳數6~30的取代或無取代之芳基羰氧基,例如,甲醯氧基、乙醯氧基、三甲基乙醯氧基、硬脂醯氧基、苯甲醯氧基、p-甲氧基苯基羰氧基)、胺甲醯基氧基(較佳為碳數1~30的取代或無取代之胺甲醯基氧基,例如,N,N-二甲基胺甲醯基氧基、N,N-二乙基胺甲醯基氧基、啉代羰氧基、N,N-二-n-辛基胺基羰氧基、N-n-辛基胺甲醯基氧基)、烷氧基羰氧基(較佳為碳數2~30的取代或無取代烷氧基羰氧基,例如甲氧基羰氧基、乙氧基羰氧基、第三丁氧基羰氧基、n-辛基羰氧基)、芳氧基羰氧基(較佳為碳數7~30的取代或無取代之芳氧基羰氧基,例如,苯氧基羰氧基、p-甲氧基苯氧基羰氧基、p-n-十六烷氧基苯氧基羰氧基)、胺基(較佳為胺基、碳數1~30的取代或無取代之烷基胺基、碳數6~30的取代或無取代之苯胺基,例如,胺基、甲基胺基、二甲基胺基、苯胺基、N-甲基-苯胺基、二苯基胺基)、醯基胺基(較佳為甲
醯胺基、碳數1~30的取代或無取代之烷基羰基胺基、碳數6~30的取代或無取代之芳基羰基胺基,例如,甲醯胺基、乙醯基胺基、三甲基乙醯胺基、月桂醯胺基、苯甲醯基胺基)、胺基羰基胺基(較佳為碳數1~30的取代或無取代之胺基羰基胺基,例如,胺甲醯基胺基、N,N-二甲基胺基羰基胺基、N,N-二乙基胺基羰基胺基、啉代羰基胺基)、烷氧基羰基胺基(較佳為碳數2~30的取代或無取代烷氧基羰基胺基,例如,甲氧基羰基胺基、乙氧基羰基胺基、第三丁氧基羰基胺基、n-十八烷氧基羰基胺基、N-甲基-甲氧基羰基胺基)、芳氧基羰基胺基(較佳為碳數7~30的取代或無取代之芳氧基羰基胺基,例如,苯氧基羰基胺基、p-氯基苯氧基羰基胺基、m-n-辛氧基苯氧基羰基胺基)、胺磺醯基胺基(較佳為碳數0~30的取代或無取代之胺磺醯基胺基,例如,胺磺醯基胺基、N,N-二甲基胺基磺醯基胺基、N-n-辛基胺基磺醯基胺基)、烷基及芳基磺醯基胺基(較佳為碳數1~30的取代或無取代之烷基磺醯基胺基、碳數6~30的取代或無取代之芳基磺醯基胺基,例如,甲基磺醯基胺基、丁基磺醯基胺基、苯基磺醯基胺基、2,3,5-三氯基苯基磺醯基胺基、p-甲基苯基磺醯基胺基)、氫硫基、烷硫基(較佳為碳數1~30的取代或無取代之烷硫基,例如甲硫基、乙硫基、n-十六烷硫基)、芳硫基(較佳為碳數6~30的取代或無取代之芳硫基,例如,苯硫基、p-氯基苯硫基、m-甲氧基苯硫基)、雜環硫基(較佳為碳數2~30的取代或無取代之雜環硫基,例如,2-苯并噻唑硫基、1-苯基四唑-5-基硫基)、胺磺醯基(較佳為碳數0~30的取代或無取代之胺磺醯基,
例如,N-乙基胺磺醯基、N-(3-十二烷氧丙基)胺磺醯基、N,N-二甲基胺磺醯基、N-乙醯基胺磺醯基、N-苯甲醯基胺磺醯基、N-(N'苯基胺甲醯基)胺磺醯基)、磺酸基、烷基及芳基亞磺醯基(較佳為碳數1~30的取代或無取代之烷基亞磺醯基、6~30的取代或無取代之芳基亞磺醯基,例如,甲基亞磺醯基、乙基亞磺醯基、苯基亞磺醯基、p-甲基苯基亞磺醯基)、烷基及芳基磺醯基(較佳為碳數1~30的取代或無取代之烷基磺醯基、6~30的取代或無取代之芳基磺醯基,例如,甲基磺醯基、乙基磺醯基、苯基磺醯基、p-甲基苯基磺醯基)、醯基(較佳為甲醯基、碳數2~30的取代或無取代之烷基羰基、碳數7~30的取代或無取代之芳基羰基,例如,乙醯基、三甲基乙醯苯甲醯基)、芳氧基羰基(較佳為碳數7~30的取代或無取代之芳氧基羰基,例如,苯氧基羰基、o-氯基苯氧基羰基、m-硝基苯氧基羰基、p-第三丁基苯氧基羰基)、烷氧基羰基(較佳為碳數2~30的取代或無取代烷氧基羰基,例如,甲氧基羰基、乙氧基羰基、第三丁氧基羰基、n-十八烷氧基羰基)、胺甲醯基(較佳為碳數1~30的取代或無取代之胺甲醯基,例如,胺甲醯基、N-甲基胺甲醯基、N,N-二甲基胺甲醯基、N,N-二-n-辛基胺甲醯基、N-(甲基磺醯基)胺甲醯基)、芳基及雜環偶氮基(較佳為碳數6~30的取代或無取代之芳基偶氮基、碳數3~30的取代或無取代之雜環偶氮基,例如,苯基偶氮基、p-氯基苯基偶氮基、5-乙硫基-1,3,4-噻二唑-2-基偶氮基)、醯亞胺基(較佳為N-琥珀醯亞胺基、N-鄰苯二甲醯亞胺基)、膦基(較佳為碳數2~30的取代或無取代之膦基,例如,二
甲基膦基、二苯基膦基、甲基苯氧基膦基)、氧膦基(較佳為碳數2~30的取代或無取代之氧膦基,例如,氧膦基、二辛氧基氧膦基、二乙氧基氧膦基)、氧膦氧基(較佳為碳數2~30的取代或無取代之氧膦氧基,例如,二苯氧基氧膦氧基、二辛氧基氧膦氧基)、氧膦基胺基(較佳為碳數2~30的取代或無取代之氧膦基胺基,例如,二甲氧基氧膦基胺基、二甲基胺基氧膦基胺基)、矽烷基(較佳為碳數3~30的取代或無取代之矽烷基,例如,三甲基矽烷基、第三丁基二甲基矽烷基、苯基二甲基矽烷基)。
上述的取代基之中,具有氫原子者係可將其去掉然後以上述之基所取代者。如此的官能基之例子係舉例如烷基羰基胺基磺醯基、芳基羰基胺基磺醯基、烷基磺醯基胺基羰基、芳基磺醯基胺基羰基,具體例係可舉例如甲基磺醯基胺基羰基、p-甲基苯基磺醯基胺基羰基、乙醯基胺基磺醯基、苯甲醯基胺基磺醯基。
又,取代基為二者以上之某情形,係可相同或不同。又,可能之情形中係可彼此鍵結以形成環。
可做為通式(V-A)所示化合物之較佳者,可舉例如R11
係均為甲基,R2
、R5
係均為氫原子,R13
係具有碳原子3個以上之烷基,L1
係單鍵、-O-、-CO-、-NR-、-SO2
NR-、-NRSO2
-、-CONR-、-NRCO-、-COO-、及OCO-、伸炔基(R係表示氫原子、亦可具有取代基之烷基、芳基。較佳為氫原子),L2
係-O-或NR-(R係表示氫原子、亦可具有取代基之烷基、芳基。較佳為氫原子),Ar1
為伸芳基,n為3~6者。
以下,關於通式(V-A)及(V-B)所示之化合物係列舉具體例來詳細説明,惟本發明係不因以下之具體例而有任何的限制。
通式(III)所示化合物係首先在合成取代安息香酸後,可藉由使該取代安息香酸與酚衍生物或苯胺衍生物的一般性酯反應或醯胺化反應而合成,只要可進行酯鍵、醯胺鍵形成反應即可,可使用任一反應。可舉例如:在將取代安息香酸官能基變換成酸鹵化物之後,與酚衍生物或苯胺衍生物進行縮合之方法、使用縮合劑或觸媒以脫水縮合取代安息香酸與酚衍生物或苯胺衍生物之方法等。
當考慮到製程時,通式(III)所示化合物的製造方法係以將取代安息香酸官能基變換成酸鹵化物之後,與酚衍生物或苯胺衍生物進行縮合之方法為佳。
在通式(III)所示化合物的製造方法中,可使用烴系溶媒(舉例較佳為甲苯、二甲苯)、醚系溶媒(舉例較佳為二甲基醚、四氫呋喃、二烷等)、酮系溶媒、酯系溶媒、乙腈、二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺等做為反應溶媒。此等之溶
媒係可單獨、亦可混合數種來使用,前述溶媒係較佳為甲苯、乙腈、二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺。
反應溫度係較佳為0~150℃、更佳為0~100℃、更佳為0~90℃,特佳為20℃~90℃。
又,本反應係以不使用鹼者為佳。在使用鹼之情形,係可為有機鹼、無機鹼中之任一者,較佳係如有機鹼,吡啶、3級烷基胺(舉例較佳為三乙基胺、乙基二異丙基胺等)。
通式(V-A)及(V-B)所示化合物係可以眾所周知的方法來合成,例如,在n=4之化合物的情形中,可藉由將根據具有下述構造A之原料化合物、與具有羥基、胺基等的反應性部位之衍生物的反應所得之下述中間體B2分子,與下述化合物C1分子進行連結而可得到。但是,通式(V-A)及(V-B)所示化合物的合成法係不受限於該例子。
式中,A係表示羥基、鹵素原子等的反應性基,R11
、R2
、R13
、及R5
係與先前記載者相同,R4
係為氫原子或前述之OR14
所表示的取代基。
式中,A'係表示羧基等的反應性基,R11
、R2
、R13
、
R4
、R5
、Ar1
、及L1
係與先前記載者相同。
化合物C B-Ar2
-L2
-Ar2
-B'
式中,B及B’係表示羥基、胺基等的反應性基,Ar2
及L2
係與先前記載之Ar1
、L1
同義。
在上述通式(I)、(III)~(V)所示之本發明的Rth表現劑,係相對於醯化纖維素100質量份以含量為0.1~30質量%為佳、1~25質量%為較佳、3~15質量%為更佳。
前述醯化纖維素薄膜係藉由溶液流延法而製造時,亦可將前述Rth表現劑添加於塗布液中。關於添加前述Rth表現劑的時機係沒有特別地限制,係可先將Rth表現劑溶解於醇類、二氯甲烷、二氧戊環等的有機溶媒,然後添加於醯化纖維素溶液(塗布液),或亦可直接添加於塗布液組成中。
前述通式(I)、(III)~(V)所示化合物係可單獨使用一種、或可混合2種以上來使用以做為前述Rth表現劑。又,在本發明,亦可併用通式(I)、(III)~(V)所示之Rth表現劑。
做為前述第1光學異方向性層所使用之醯化纖維素薄膜,係亦可含有紫外線吸收劑。紫外線吸收劑係能得到做為Rth表現劑之功能。前述紫外線吸收劑係可舉例如羥基二苯甲酮系化合物、苯并三唑系化合物、水楊酸酯系化合物、二苯甲酮系化合物、氰基丙烯酸酯系化合物、鎳錯鹽系化合物等,以著色少的苯并三唑系化合物為佳。又,特開平10-182621號公報、特開平8-337574號公報中所記載之紫外線吸收劑、特開平6-148430號公報記載之高分子
紫外線吸收劑亦可適宜使用。可做為前述第1光學異方向性層所使用的醯化纖維素薄膜中,紫外線吸收劑係從防止偏光子或液晶惡化之觀點,以在波長370nm以下之紫外線吸收能力方面優異,且從液晶顯示性之觀點,以在波長400nm以上之可見光的吸收少者為佳。
本發明中有用的苯并三唑系紫外線吸收劑之具體例,係較佳為可使用2-(2’-羥基-5’-甲基苯基)苯并三唑、2-(2’-羥基-3’,5’-二-第三丁基苯基)苯并三唑、2-(2’-羥基-3’-第三丁基-5’-甲基苯基)苯并三唑、2-(2’-羥基-3’,5’-二-第三丁基苯基)-5-氯基苯并三唑、2-(2’-羥基-3’-(3”,4”,5”,6”-四氫鄰苯二甲醯亞胺甲基)-5’-甲基苯基)苯并三唑、2,2-亞甲基雙(4-(1,1,3,3-四甲基丁基)-6-(2H-苯并三唑-2-基)酚)、2-(2’-羥基-3’-第三丁基-5’-甲基苯基)-5-氯基苯并三唑、2-(2H-苯并三唑-2-基)-6-(直鏈及側鏈十二烷基)-4-甲基酚、辛基-3-〔3-第三丁基-4-羥基-5-(氯基-2H-苯并三唑-2-基)苯基〕丙酸酯與2-乙基己基-3-〔3-第三丁基-4-羥基-5-(5-氯基-2H-苯并三唑-2-基)苯基〕丙酸酯的混合物等,惟不受此等所限制。又,較佳係可使用市售品之契弩比(TINUVIN)109、契弩比(TINUVIN)171、契弩比(TINUVIN)326(均為汽巴特殊化學品(股)製)。
Rth表現劑相對於醯化纖維素100質量份之含量係以0.1~30質量%為佳、1~25質量%為較佳、3~15質量%為更佳。
另外,前述醯化纖維素薄膜係藉由溶液流延法來製造時,亦可在塗布液中添加前述Rth表現劑。關於添加前述
Rth表現劑的時機係沒有特別地限制,係可先將Rth表現劑溶解於醇類、二氯甲烷、二氧戊環等的有機溶媒,然後添加至醯化纖維素溶液(塗布液),或亦可直接添加於塗布液組成中。
又,為製作符合做為第1光學異方向性層之條件的醯化纖維素薄膜,亦可在醯化纖維素薄膜中添加紫外線吸收劑。紫外線吸收劑係能得到做為波長分散調整劑之功能。前述紫外線吸收劑係可舉例如羥基二苯甲酮系化合物、苯并三唑系化合物、水楊酸酯系化合物、二苯甲酮系化合物、氰基丙烯酸酯系化合物、鎳錯鹽系化合物等,以著色少的苯并三唑系化合物為佳。又,較佳係亦可使用特開平10-182621號公報、特開平8-337574號公報中所記載之紫外線吸收劑、特開平6-148430號公報記載之高分子紫外線吸收劑。前述醯化纖維素薄膜中,紫外線吸收劑係從防止偏光子或液晶惡化之觀點,以在波長370nm以下的紫外線吸收能力方面為優異,且從液晶顯示性之觀點而言,以在波長400nm以上之可見光的吸收少者為佳。
在做為前述第1及第2光學異方向性層所使用的醯化纖維素薄膜中,亦可添加磷酸三苯酯、磷酸聯苯酯等的可塑劑。
前述第1光學異方向性層亦可為從液晶組成物所形成之層,亦可為該層與聚合物薄膜之積層體。前述液晶組成物係含有至少1種的液晶性化合物。該液晶性化合物係從
分子構造為圓盤狀之碟型液晶來選擇者為佳。關於該碟型液晶之較佳化合物例子及使用液晶組成物之光學異方向性層的形成方法之例子等,係與上述關於光學補償薄片的製作所說明者相同。
另外,由液晶組成物形成前述第1光學異方向性層時,一般係形成於聚合物薄膜等的支持體上。有積極利用支持體之聚合物薄膜的雙折射性,以符合做為積層體之第1光學異方向性層所要求的光學特性之態樣,又亦有使用支持體係遲滯值大略為0的薄膜(例如,特開2005-138375所記載之醯化纖維素薄膜等),利用僅由前述硬化性液晶組成物所構成之層,以符合第2光學異方向性層所要求之光學特性的態樣。
為了製作符合做為第2光學異方向性層之條件的醯化纖維素薄膜,於醯化纖維素薄膜中添加Re表現劑者為佳。此處,「Re表現劑」係指具有表現薄膜面內的雙折射性質之化合物。
做為第2光學異方向性層利用之醯化纖維素薄膜,係可含有下述通式(A)所示之液晶性化合物的至少一種來做為Re表現劑。
式中,L1
及L2
係各自獨立地表示單鍵或二價的連結基;A1
及A2
係各自獨立地、表示選自於由-O-、-NR-(R表示氫原子或取代基)、-S-及-CO-所構成群組之基;R1
、R2
及R3
係各自獨立地表示取代基;X係表示第14~16族的非金屬原子(但是,X係亦可與氫原子或取代基鍵結);n係表示0~2中的任一整數。
前述通式(A)所示化合物之中,尤以Re表現劑為下述通式(B)所示化合物為佳。
通式(B)中,L1
及L2
係各自獨立地表示單鍵或二價的連結基。A1
及A2
係各自獨立地、表示選自於由-O-、-NR-(R表示氫原子或取代基)、-S-及CO-所構成群組之基。R1
、R2
、R3
、R4
及R5
係各自獨立地表示取代基。N係表示0~2的整數。
通式(A)或(B)中,可做為L1
及L2
表示之二價連結基者,係較佳為下述之例所列舉的。
-O--S-
更較佳為-O-、-COO-、-OCO-。
通式(A)或(B)中,R1
為取代基,複數存在之情形係可相同或不同,亦可形成環。取代基之例子係可適用下述所記載者。
表示有鹵素原子(例如,氟原子、氯原子、溴原子、碘原子)、烷基(較佳為碳數1~30的烷基,例如,甲基、乙基、n-丙基、異丙基、第三丁基、n-辛基、2-乙基己基)、環烷基(較佳為碳數3~30的取代或無取代之環烷基,例如,環己基、環戊基、4-n-十二烷基環己基)、二環烷基(較佳為碳數5~30的取代或無取代之二環烷基,亦即,自碳數5~30的二環鏈烷去掉一個氫原子之一價基。例如,二環[1,2,2]庚-2-基、二環[2,2,2]辛-3-基)、鏈烯基(較佳為碳數2~30的取代或無取代之鏈烯基,例如,乙烯基、烯丙基)、環鏈烯基(較佳為碳數3~30的取代或無取代之環鏈烯基,亦即,去掉碳數3~30的環鏈烯之一個氫原子的一價基。例如,2-環戊烯-1-基、2-環己烯-1-基)、二環鏈烯基(取代或無取代之二環鏈烯基、較佳為碳數5~30的取代或無取代之二環鏈烯基、即去掉具有雙鍵之二環鏈烯的一個氫原子之一價基。例如,二環[2,2,1]庚-2-烯-1-基、二環[2,2,2]辛-2-烯-4-基)、炔基(較佳為碳數2~30的取代或無取代之炔基,例如,乙炔基、炔丙基)、芳基(較佳為碳數6~30的取代或無取代之芳基,例如苯基、p-甲苯基、萘基)、雜環基(較佳為從5或6員的取代或無取代之芳香族或非芳香族的雜環化合物去掉一個氫原子之一價基,更較佳為碳數3~30的5或6員之芳香族的雜環基。例如,2-呋喃基、2-噻吩基、2-嘧啶基、2-苯并噻唑基)、氰基、羥基、硝基、羧基、
烷氧基(較佳為碳數1~30的取代或無取代之烷氧基,例如,甲氧基、乙氧基、異丙氧基、第三丁氧基、n-辛氧基、2-甲氧基乙氧基)、芳氧基(較佳為碳數6~30的取代或無取代之芳氧基,例如,苯氧基、2-甲基苯氧基、4-第三丁基苯氧基、3-硝基苯氧基、2-四癸醯胺基苯氧基)、矽烷氧基(較佳為碳數3~20的矽烷氧基,例如,三甲基矽烷氧基、第三丁基二甲基矽烷氧基)、雜環氧基(較佳為碳數2~30的取代或無取代之雜環氧基、1-苯基四唑-5-氧基、2-四氫吡喃基氧基)、戊氧基(較佳為甲醯氧基、碳數2~30的取代或無取代之烷基羰氧基、碳數6~30的取代或無取代之芳基羰氧基,例如,甲醯氧基、乙醯氧基、三甲基乙醯氧基、硬脂醯氧基、苯甲醯氧基、p-甲氧基苯基羰氧基)、胺甲醯基氧基(較佳為碳數1~30的取代或無取代之胺甲醯基氧基,例如,N,N-二甲基胺甲醯基氧基、N,N-二乙基胺甲醯基氧基、啉代羰氧基、N,N-二-n-辛基胺基羰氧基、N-n-辛基胺甲醯基氧基)、烷氧基羰氧基(較佳為碳數2~30的取代或無取代烷氧基羰氧基,例如甲氧基羰氧基、乙氧基羰氧基、第三丁氧基羰氧基、n-辛基羰氧基)、芳氧基羰氧基(較佳為碳數7~30的取代或無取代之芳氧基羰氧基,例如,苯氧基羰氧基、p-甲氧基苯氧基羰氧基、p-n-十六烷氧基苯氧基羰氧基)、胺基(較佳為胺基、碳數1~30的取代或無取代之烷基胺基、碳數6~30的取代或無取代之苯胺基,例如,胺基、甲基胺基、二甲基胺基、苯胺基、N-甲基-苯胺基、二苯基胺基)、醯基胺基(較佳為甲醯胺基、碳數1~30的取代或無取代之烷基羰基胺基、碳數6~30的取代或無取代之
芳基羰基胺基,例如,甲醯胺基、乙醯基胺基、三甲基乙醯胺基、月桂醯胺基、苯甲醯基胺基)、胺基羰基胺基(較佳為碳數1~30的取代或無取代之胺基羰基胺基,例如,胺甲醯基胺基、N,N-二甲基胺基羰基胺基、N,N-二乙基胺基羰基胺基、啉代羰基胺基)、烷氧基羰基胺基(較佳為碳數2~30的取代或無取代烷氧基羰基胺基,例如,甲氧基羰基胺基、乙氧基羰基胺基、第三丁氧基羰基胺基、n-十八烷氧基羰基胺基、N-甲基-甲氧基羰基胺基)、芳氧基羰基胺基(較佳為碳數7~30的取代或無取代之芳氧基羰基胺基,例如,苯氧基羰基胺基、p-氯基苯氧基羰基胺基、m-n-辛氧基苯氧基羰基胺基)、胺磺醯基胺基(較佳為碳數0~30的取代或無取代之胺磺醯基胺基,例如,胺磺醯基胺基、N,N-二甲基胺基磺醯基胺基、N-n-辛基胺基磺醯基胺基)、烷基及芳基磺醯基胺基(較佳為碳數1~30的取代或無取代之烷基磺醯基胺基、碳數6~30的取代或無取代之芳基磺醯基胺基,例如,甲基磺醯基胺基、丁基磺醯基胺基、苯基磺醯基胺基、2,3,5-三氯基苯基磺醯基胺基、p-甲基苯基磺醯基胺基)、氫硫基、烷硫基(較佳為碳數1~30的取代或無取代之烷硫基,例如甲硫基、乙硫基、n-十六烷硫基)、芳硫基(較佳為碳數6~30的取代或無取代之芳硫基,例如,苯硫基、p-氯基苯硫基、m-甲氧基苯硫基)、雜環硫基(較佳為碳數2~30的取代或無取代之雜環硫基,例如,2-苯并噻唑硫基、1-苯基四唑-5-基硫基)、胺磺醯基(較佳為碳數0~30的取代或無取代之胺磺醯基,例如,N-乙基胺磺醯基、N-(3-十二烷氧丙基)胺磺醯基、N,N-二甲基胺磺醯基、N-乙醯基
胺磺醯基、N-苯甲醯基胺磺醯基、N-(N'-苯基胺甲醯基)胺磺醯基)、磺酸基、烷基及芳基亞磺醯基(較佳為碳數1~30的取代或無取代之烷基亞磺醯基、碳數6~30的取代或無取代之芳基亞磺醯基,例如,甲基亞磺醯基、乙基亞磺醯基、苯基亞磺醯基、p-甲基苯基亞磺醯基)、烷基及芳基磺醯基(較佳為碳數1~30的取代或無取代之烷基磺醯基、碳數6~30的取代或無取代之芳基磺醯基,例如,甲基磺醯基、乙基磺醯基、苯基磺醯基、p-甲基苯基磺醯基)、醯基(較佳為甲醯基、碳數2~30的取代或無取代之烷基羰基、碳數7~30的取代或無取代之芳基羰基,例如,乙醯基、三甲基乙醯苯甲醯基)、芳氧基羰基(較佳為碳數7~30的取代或無取代之芳氧基羰基,例如,苯氧基羰基、o-氯基苯氧基羰基、m-硝基苯氧基羰基、p-第三丁基苯氧基羰基)、烷氧基羰基(較佳為碳數2~30的取代或無取代烷氧基羰基,例如,甲氧基羰基、乙氧基羰基、第三丁氧基羰基、n-十八烷氧基羰基)、胺甲醯基(較佳為碳數1~30的取代或無取代之胺甲醯基,例如,胺甲醯基、N-甲基胺甲醯基、N,N-二甲基胺甲醯基、N,N-二-n-辛基胺甲醯基、N-(甲基磺醯基)胺甲醯基)、芳基及雜環偶氮基(較佳為碳數6~30的取代或無取代之芳基偶氮基、碳數3~30的取代或無取代之雜環偶氮基,例如,苯基偶氮基、p-氯基苯基偶氮基、5-乙硫基-1,3,4-噻二唑-2-基偶氮基)、醯亞胺基(較佳為N-琥珀醯亞胺基、N-鄰苯二甲醯亞胺基)、膦基(較佳為碳數2~30的取代或無取代之膦基,例如,二甲基膦基、二苯基膦基、甲基苯氧基膦基)、氧膦基(較佳為碳數2~30的取代或無取代
之氧膦基,例如,氧膦基、二辛氧基氧膦基、二乙氧基氧膦基)、氧膦氧基(較佳為碳數2~30的取代或無取代之氧膦氧基,例如,二苯氧基氧膦氧基、二辛氧基氧膦氧基)、氧膦基胺基(較佳為碳數2~30的取代或無取代之氧膦基胺基,例如,二甲氧基氧膦基胺基、二甲基胺基氧膦基胺基)、矽烷基(較佳為碳數3~30的取代或無取代之矽烷基,例如,三甲基矽烷基、第三丁基二甲基矽烷基、苯基二甲基矽烷基)。
上述的取代基之中,具有氫原子者係亦可將其去掉然後以上述之基來取代。如此之官能基的例子係舉例如烷基羰基胺基磺醯基、芳基羰基胺基磺醯基、烷基磺醯基胺基羰基、芳基磺醯基胺基羰基。該例子係舉例如甲基磺醯基胺基羰基、p-甲基苯基磺醯基胺基羰基、乙醯基胺基磺醯基、苯甲醯基胺基磺醯基。
R1
係較佳為鹵素原子、烷基、鏈烯基、芳基、雜環基、羥基、羧基、烷氧基、芳氧基、戊氧基、氰基、胺基,更較佳為鹵素原子、烷基、氰基、烷氧基。
R2
、R3
係各自獨立地表示取代基。其例子係可列舉上述R1
之例子。較宜為取代或無取代之苯環、取代或無取代之環己烷環。較佳為具有取代基之苯環、具有取代基之環己烷環,更佳為於4位具有取代基之苯環、於4位具有取代基之環己烷環。
R4
、R5
係各自獨立地表示取代基。其例子係可列舉上述R1
之例子。較佳為哈曼特(Hammett)的取代基定數σp
值大於0之電子吸引性的取代基為佳,具有σp
值為0~1.5
之電子吸引性的取代基為較佳。像這樣的取代基係可舉例如三氟甲基、氰基、羰基、硝基等。又,R4
與R5
係可鍵結而形成環。
另外,關於哈曼特(Hammett)之取代基定數的σp
、σm
,係例如在稻本直樹著「哈曼特(Hammett)則-構造與反應性-」(丸善)、日本化學會編「新實驗化學講座14有機化合物的合成與反應V」第2605頁(丸善)、仲谷忠雄著「理論有機化學解說」第217頁(東京化學同人)、化學評論(Chemical Review),第91卷,第165~195頁(1991年)等的成書中所詳細解說的。
A1
及A2
係各自獨立地、表示選自於由-O-、-NR-(R為氫原子或取代基)、-S-及CO-所構成群組之基。較佳為-O-、-NR-(R表示取代基,其例子係可列舉上述R1
之例子)或S-。
X表示第14~16族的非金屬原子。但是,X亦可與氫原子或取代基鍵結。X為=O、=S、=NR、=C(R)R為佳(此處,R表示取代基,其例子係可列舉上述R1
之例子)。
n係表示0~2的整數,較佳為0、1。
以下,顯示通式(A)或(B)所示化合物的具體例,前述Re表現劑之例子係不受以下具體例所限制者。關於下述化合物,只要未指定,在括弧( )內的數字係表示為例示化合物(X)。
前述通式(A)或(B)所示化合物的合成係可參照已知的方法來進行。例如,例示化合物(1)係可依照下述流程圖(Scheme)來合成。
前述流程圖中,由化合物(1-A)至化合物(1-D)的合成係可參照化學結晶學(Journal of Chemical Crystallography)(1997);27(9);p.515-526.所記載之方法來進行。
再者,如前述流程圖所示,藉由在化合物(1-E)的四氫呋喃溶液中加入甲磺醯氯,滴下N,N-二異丙乙基胺並加以攪拌之後,加入N,N-二異丙乙基胺,滴下化合物(1-D)的四氫呋喃溶液,然後滴下N,N-二甲基胺基吡啶(DMAP)的四氫呋喃溶液,可得到例示化合物(1)。
又,在特開2004-50516號公報的第11~14頁所記載之棒狀芳香族化合物,亦可做為前述Re表現劑來使用。
又,Re表現劑係可單獨一種化合物、或混合二種以上的化合物來使用。使用互相不同的二種以上之化合物做為Re表現劑時,遲滯值的調整範圍係為增廣,由於可容易調整為所期望的範圍而為佳。
前述Re表現劑的添加量係相對於醯化纖維素100質量份,以0.1~20質量%為佳、0.5~10質量%為較佳。以溶液流延法製作前述醯化纖維素薄膜時,亦可在塗布液中添加前述的Re表現劑。添加係可在任何時機來進行,例如,可自Re表現劑溶解於醇類、二氯甲烷、二氧戊環等的有機溶媒開始,添加至醯化纖維素溶液(塗布液),或亦可直接添加於塗布液組成中。
又,做為前述第2光學異方向性層之製作中所使用的Re表現劑之較佳組合,係舉例如:前述通式(A)所示之液晶性化合物、與下述通式(a)所示之液晶性化合物的組合。使用此等之液晶性化合物時,對於Re而言,可形成梯度陡峭的逆波長分散性(長波長越長Re變得越大的性質)之光學異方向性層。
通式(a):Ar1
-L12
-X-L13
-Ar2
在上述通式(a)中,Ar1
及Ar2
係各自獨立地、芳香族基;L12
及L13
係各自獨立地為-O-CO-或-CO-O-基;X為1,4-伸環己基、伸乙烯基或伸乙炔基。
Ar1
及Ar2
各自表示之芳香族基係包含芳香族烴環基及芳香族雜環基兩者。具體例係包含苯基、萘基。前述芳香
族雜環基係在環中含有1個以上選自於氮原子、氧原子及硫原子之至少一種雜原子。以5~7員環為佳、5或6員環為佳。
Ar1
及Ar2
係只要各自表示的可為芳香族基即可,亦可具有取代基。取代基的具體例係與前述通式(A)式中的R1
所表示之取代基的例子相同。
前述通式(a)所表示之液晶性化合物的具體例,係舉例如特開2004-50516號公報的第11~14頁之[0040]~[0044]所記載之棒狀芳香族化合物。
利用做為Re表現劑之前述液晶性化合物係可與視其所望所添加之其他添加劑一同添加至聚合物組成物(較佳為醯化纖維素組成物)中。前述液晶性化合物的添加量係以0.1~30質量%為佳、0.1~20質量%為較佳。當添加在該範圍內的液晶性化合物時,可達成所期望的光學特性,此外過度的添加量變得過多時,從可抑制由所擔心的薄膜中滲出(滲移)化合物之觀點而言為佳。又,該液晶性化合物相對於總添加劑的質量比,以40~100質量%為佳、50~100質量%為較佳。Re表現劑之液晶性化合物相對於總添加劑的比例在前述範圍時,從可達成所期望的光學特性之觀點而言為佳。
又,併用前述通式(A)所表示之液晶性化合物與前述通式(a)所表示之液晶性化合物的態樣中,因調整併用比率而可安定地製作符合前述特性之本發明的光學薄膜為佳。
如上所述,本發明適用於VA模式的液晶顯示裝置時,係使用符合上述式(XV)及(XVI)、更佳為符合複合上述式(XV)及(XVI)的同時具有相同Re及Rth之光學異方向性層A及B者為佳。此等光學異方向性層A及B為聚合物薄膜時,可使其與偏光子貼合。又,可當作單獨的構件、例如可做為光學補償薄膜組裝至液晶顯示裝置。前述聚合物薄膜的材料係以光學性能、透明性、機械強度、熱安定性、水分遮蔽性、等方向性等優異之聚合物為佳,只要符合上述條件之範圍即可,可使用任何的材料。具體例係與上述製作VA模式液晶顯示裝置之第1態樣所使用的第1及第2光學異方向性層中可利用之聚合物材料相同。
例如,光學異方向性層A及B係符合前述式(XV)及(XVI),且在可見光範圍中形成Rth為低波長分散性(與波長相關之Rth的變動少)的光學異方向性層時,使用降烯系聚合物薄膜為佳。關於可使用之降烯系聚合物薄膜的具體例,係與第1態樣的第1及第2光學異方向性層之製作中可利用的降烯系聚合物薄膜之具體例相同。
又,前述光學異方向性層A及B係亦可由醯化纖維素薄膜所構成。特別是在前述光學異方向性層A及B為符合前述式(XV)及(XVI),且在可見光範圍中形成Rth為逆波長分散性(長波長越長Rth變得越大之性質)之光學異方向性層時,較佳係使用於醯化纖維素薄膜中做為主成分(固體成分為50質量%以上的成分)所含有的醯化纖維素之醯基取代基為選自於乙醯基、丙醯基及丁醯基之至少一種的醯化纖維素薄膜。
又,為了調整前述光學異方向性層A及B中遲滯值的絶對值及/或遲滯值的波長分散性,可將Re表現劑或減低劑及Rth表現劑
或減低劑添加至上述任一聚合物薄膜中。關於光學異方向性層A及B的製作中可使用之Re表現劑或減低劑、及Rth表現劑或減低劑,係可與上述第1及第2光學異方
向性層的製作中可使用之材料相同。
例如,前述光學異方向性層A及B的製作中,較佳係使用Rth表現劑的至少一種。特別是在前述光學異方向性層A及B符合前述
式(XV)及(XVI),且形成在可見光範圍中Rth為順波長分散性(短波長越大Rth變得越大之性質)之光學異方向性層時,Rth表現劑較佳係在250nm~380nm有吸收極
大值之化合物者,其中尤以使用下述通式(I)所示化合物為佳。
關於式中各基之定義,係與第1態樣所說明的相同。
調製含有做為Rth表現劑之前述式(I)所示化合物的至少一種、與聚合物(較佳為醯化纖維素)之聚合物組成物,且藉由溶液流延
法以得到聚合物薄膜,將該聚合物薄膜使用做為前述光學異方向性層A及B者為佳。前述通式(I)的化合物係相對於聚合物組成物之全質量(固體成分)而言,以添加
0.1~30質量%者為佳。
又,在光學異方向性層A及B符合前述式(XV)及(XVI)、顯示比較高的Re,且在可見光範圍形成Re為梯度陡峭的逆波長分散性(
長波長越長Re變得越大之性質)之光學異方向性層時,以與上述第1態樣中前述第2光學異方向性層的製作同樣地,可使用前述通式(A)所表示之液晶性化合物,以
及前述通式(a)所表示之液晶性化合物當作Re表現劑。關於此等化合物之詳細說明及較佳例係如前所述。
關於VA模式液晶顯示裝置中前述第1及第2態樣所使用之各光學異方向性層的厚度係沒有特別地限制,為滿足各光學異方向
性層所要求的光學特性,且依照薄型化的要請,各光學異方向性層的厚度係以30~200μ
m者為佳。
本發明的液晶顯示裝置中,可使用使光學異方向性層一體化成直線偏光膜(偏光膜薄膜)之楕圓偏光板。前述楕圓偏光板係可
藉由積層前述光學補償薄片與直線偏光膜(以下,略稱為「偏光膜」、「偏光薄膜」之情形亦有認為是「直線偏光膜」的)而製作。光學補償薄片亦可兼作為直線
偏光膜的保護膜。
直線偏光膜係以由Optiva Inc.為典型之塗布型偏光膜、或黏結劑、與碘或二色性色素所構成之偏光膜為佳。在直線偏光膜中
的碘及二色性色素,係藉由在黏結劑中進行配向,而表現了偏向性能。碘及二色性色素係沿著黏結劑分子而配向,或二色性色素係藉由如液晶的自己組織化而朝
一方向進行配向為佳。現在,市售的偏光子一般係藉
由將經延伸之聚合物浸漬於浴槽中的碘或二色性色素之溶液中,並於黏結劑中浸漬碘、或使二色性色素浸透黏結劑中而製作的。
市售的偏光膜係在從聚合物表面至4μm左右(兩側加起來為8μm左右)分佈有碘或二色性色素,為了得到充分的偏光性能則至少必須為10μm的厚度。浸透度係可藉由碘或二色性色素的溶液濃度、同浴槽的溫度、同浸漬時間來加以控制。如上所述,黏結劑厚度的下限係10μm為佳。厚度的上限從液晶顯示裝置漏光之觀點,係越薄越好。為現在市售的偏光板(約30μm)以下為佳、25μm以下為佳、20μm以下為較佳。為20μm以下時,漏光現象係在17英吋的液晶顯示裝置觀察不到。
偏光膜的黏結劑係亦可進行交聯。有交聯的黏結劑係可使用其本身可交聯的聚合物。具有官能基之聚合物或於聚合物導入官能基所得之黏結劑係可藉由光、熱或pH變化,使其在黏結劑間反應而形成偏光膜。又,亦可利用交聯劑來將交聯構造導入聚合物。交聯一般係將含有聚合物或聚合物與交聯劑之混合物的塗布液,塗布至透明支持體上之後,藉由進行加熱而實施。為了在最終商品的階段能確保耐久性,交聯的處理係可在得到最終偏光板為止的任一階段來進行。
偏光膜的黏結劑係可使用其本身可交聯之聚合物、或藉由交聯劑予以交聯之聚合物中的任一者。聚合物的例子係可舉例如與前述之配向膜所記載之聚合物相同者。聚乙烯醇及改質聚乙烯醇為最佳。關於改質聚乙烯醇係在特開
平8-338913號、同9-152509號及同9-316127號的各公報有記載。聚乙烯醇及改質聚乙烯醇係亦可併用二種以上。
黏結劑的交聯劑的添加量係相對於黏結劑為0.1~20質量%為佳。偏光元件的配向性、偏光膜的耐濕熱性係為良好。
配向膜係即使在交聯反應結束之後,亦某程度含有未經反應的交聯劑。但是,殘存的交聯劑的量係在配向膜中為1.0質量%以下為佳、0.5質量%以下為較佳。藉由如此,即使將偏光膜組裝至液晶顯示裝置、於長期使用、或於高溫高濕的氣氛下放置長時間,亦不會產生偏光度的低下。
關於交聯劑係在美國再發行專利23297號說明書中有記載。又,硼化合物(例如:硼酸、硼砂)亦可做為交聯劑使用。
二色性色素係使用偶氮系色素、芪系色素、吡唑啉酮系色素、三苯基甲烷系色素、喹啉系色素、 系色素、噻系色素或蒽醌系色素。二色性色素係以水溶性為佳。二色性色素係具有親水性取代基(例如:磺酸基、胺基、羥基)為佳。
二色性色素之例子係舉例如在前述公技號碼2001-1745號的第58頁中所記載之化合物。
為了提高液晶顯示裝置的反差比,偏光板的透射率為高者為佳,且偏光度也高者為佳。偏光板的透射率係在波長550nm的光照中,以30~50%的範圍為佳、35~50%的範圍為較佳、40~50%的範圍為最佳。偏光度係在波長550nm的光照中,以90~100%的範圍為佳、95~100%的範圍為較
佳、99~100%的範圍為最佳。
延伸法之情形,延伸倍率係以2.5~30.0倍為佳、3.0~10.0倍為較佳。延伸係可在空氣中以乾式延伸來實施。又,亦可以浸漬於水中的狀態來實施濕式延伸。乾式延伸的延伸倍率係以2.5~5.0倍為佳,濕式延伸的延伸倍率係以3.0~10.0倍為佳。延伸步驟係可分成包含斜向延伸之數次來進行。藉由分成數次,即使更高倍率的延伸亦可均勻地進行延伸。於斜向延伸前,亦可朝橫或縱向進行若干的延伸(防止於寬度方向收縮的程度)。延伸係在二軸延伸中的拉幅延伸,是藉由利用左右不同的步驟來進行而可實施。上述二軸延伸係可與一般的薄膜製膜中所實施的延伸方法相同。二軸延伸中係由於藉由左右不同的速度而使其延伸,所以在延伸前黏結劑薄膜的厚度係必須於左右為不同的。流延製膜係藉由使模頭為錐形,而可使黏結劑溶液的流量有左右之差別。
摩擦法係可應用LCD的液晶配向處理步驟所廣泛採用的摩擦處理方法。亦即,膜的表面係藉由使用紙或紗布、毛毯、橡膠或耐綸、聚酯纖維朝固定方向擦拭,以得到配向。一般而言,長度及粗細度為均勻的纖維係藉由使用平均植毛的布進行數次左右摩擦而予以實施。使用軋輥自身的正圓度、圓筒度、偏差(偏芯)均為30μm以下之摩擦輥來實施為佳。薄膜對摩擦輥的纏繞角度係以0.1~90∘為佳。但是,如特開平8-160430號公報所記載的,纏繞360∘以上亦可得到穩定的摩擦處理。
摩擦處理長條狀薄膜時,薄膜較佳係利用搬送裝置於固定張力的狀態下、以1~100m/min的速度來搬送。為了設定任意的摩擦角度,對於薄膜進行方向,摩擦輥係於水平方向能旋轉自如為佳。在0~60∘的範圍選擇適當的摩擦角度為佳。
在直線偏光膜的光學異方向性層與反對側的表面,配置聚合物薄膜(形成光學異方向性層/偏光膜/聚合物薄膜的配置)為佳。
聚合物薄膜係設置其最表面具有防污性及耐擦傷性之反射防止膜亦佳。反射防止膜係亦可使用以往眾所周知者中任一者。
以下,係列舉實施例更具體地說明本發明。以下實施例所示之材料、試藥、物質量與其比例、操作等,只要不超出本發明宗旨的範圍,可適宜的變更。因此,本發明的範圍係不受限於以下的具體例。
(乙酸纖維素溶液的調製)
將下述的組成物投入混合槽,進行攪拌使各成分溶解,以調製乙酸纖維素溶液。
(消光劑分散液的調製)
將下述的組成物投入分散機,進行攪拌使各成分分散,以調製消光劑分散液。
(遲滯值上昇劑溶液的調製)
將下述的組成物投入混合槽,一邊於30℃加溫、一邊攪拌,使各成分溶解,以調製遲滯值上昇劑溶液。
(乙酸纖維素薄膜的製作)
將乙酸纖維素溶液94.75質量份、消光劑分散液1.30質量份、遲滯值上昇劑溶液3.95質量份分別過濾後予以混合,且使用帶式流延機使其流延。乙酸纖維素對於遲滯值上昇劑的質量比為4.8%。將殘留溶劑量為30質量%的薄膜從輸送帶剝離下來。於140℃的溫度,使用拉幅機將薄膜以28%的延伸倍率橫向延伸,於延伸後放鬆延伸倍率25%並於140℃下保持20秒鐘。此時,於最大擴幅點的殘留溶劑量為14質量%。然後,透過夾鉗使其於130℃下乾燥45分鐘,以製造乙酸纖維素薄膜。所製造的乙酸纖維素薄膜之殘留溶劑量為0.2質量%,膜厚為88μm。
(光學特性的測定)
關於所製作的乙酸纖維素薄膜,係使用橢圓偏振光測定器(M-150、日本分光(股)製),在波長632.8nm的光照下來測定Re遲滯值。又,面內的遲相軸當作牽連軸搖動40∘及-40∘,以測定遲滯值Re(40∘)及Re(-40∘)。膜厚及遲相軸方向的折射率nx設為參數,為適於此等測定值Re(632.8nm)、Re(40∘)、Re(-40∘),計算並求得於進相軸方向的折射率ny及厚度方向的折射率nz,以決定Rth遲
滯值。再者,在波長400nm與波長550nm的光照下,來測定Re遲滯值,並計算α 2=Re(400nm)/Re(550nm)。
(乙酸纖維素薄膜的皂化處理)
在所製作的乙酸纖維素薄膜的一側面上,以25ml/m2
塗布1.5規定氫氧化鉀之異丙醇溶液,於25℃放置5秒鐘之後,以流水洗淨10秒,吹拂25℃的空氣,藉以乾燥薄膜的表面。如此,以使得只有乙酸纖維素薄膜的一側表面被皂化了。
(配向膜的形成)
在經皂化處理之乙酸纖維素薄膜(透明支持體)的一側面上,利用#14的金屬棒塗布機以24ml/m2
塗布下述的組成之塗布液。以60℃的溫風乾燥60秒、然後以90℃的溫風乾燥150秒。接著,朝乙酸纖維素薄膜(透明支持體)的延伸方向(與遲相軸大致一致)與45∘的方向,對形成的膜實施摩擦處理。
(光學異方向性層的形成)
以#3.2的金屬棒將含下述組成之碟型化合物的塗布液,連續地塗布至上述所製作的配向膜上。為了乾燥塗布液的溶媒及碟型化合物的配向熟成,以100℃的溫風加熱30秒、然後以130℃的溫風加熱60秒鐘。接著,藉由UV照射固定化液晶化合物的配向,以形成光學異方向性層。然後,連續地皂化處理光學異方向性層形成之面的反對側的乙酸纖維素薄膜表面,以製作光學補償薄片。
除了將透明支持體變更為玻璃板以外,以與上述同樣
的方式形成光學異方向性層。使用橢圓偏振光測定器(M-150、日本分光(股)製),在波長632.8nm的光照下,、測定光學異方向性層的Re遲滯值。又,面内的遲相軸設為牽連軸搖動40∘及-40∘,以測定遲滯值Re(40)及Re(-40)。
再者,測定在波長400nm中的Re遲滯值。結果係Re(λ:632.8nm)=38nm、Re(40)/Re=1.76、及Re(-40)/Re=0.46、Re(400)/Re(550)=1.06。
關於形成50%極角(自法線開始傾斜的角度)的範圍,係測定白亮度視野角。結果為120∘。
(楕圓偏光板的製作)
使碘吸附於經延伸的聚乙烯醇薄膜上,以製作偏光膜。
接著,所製作的光學補償薄片之透明支持體側係使用聚乙烯醇系黏著劑,貼附至偏光膜的單側。以透明支持體的遲相軸與偏光膜的透過軸成平行的方式進行配置。
市售的三乙酸纖維素薄膜(FUJITAC TD80U、富士軟片公司製)係與透明支持體同樣地進行皂化處理,並使用聚乙烯醇系黏著劑,貼附至偏光膜的反對側(未貼附光學補償薄片之側)。
如此,以製作楕圓偏光板。
(ECB配向液晶胞的製作)
於附有ITO電極之玻璃基板設置聚醯亞胺膜做為配向膜,並對配向膜進行摩擦處理。摩擦方向係為畫面內的45∘方向。所得的二片玻璃基板係以摩擦方向成平行之配置來使其面對面來貼合,晶胞間隙係設定為3.5μm。於上下基板之間,使用介電異方向性Δε為正,且折射率異方向性、
Δn=0.0939(450nm、20℃)、0.0854(589nm、20℃)、0.0853(633nm、20℃)、Δε=+8.5左右之液晶(例如,默克公司製造的MLC-9100)。此處,依照厚度d與折射率異方向性Δn之積Δn‧d的大小,來變化白顯示時的亮度。為此,為得到最大的亮度,較佳係成為在0.2~0.4μm的範圍來設定。偏光板吸收軸係與液晶胞配向方向(摩擦方向)概略交叉45∘,且上下偏光板吸收軸的交叉角為概略90∘的正交尼科耳。
(彩色濾光片的製作)
在其中一側的透明玻璃基板上,以特開平10-221518號公報的實施例所記載之方法,使用形成富士軟片公司製造的傳送裝置(transfer machine)彩色濾光片者。使用之傳送裝置彩色濾光片的表面凸凹為0.2微米以下。
此時,改變藍、綠、紅之彩色濾光片的厚度,而綠色畫素之液晶層的厚度為3.5μm、及紅色畫素之液晶層的厚度為3.8μm。綠及紅各畫素之液晶層的遲滯值係分別為Δn(λ1)×d1=0.3μm及Δn(λ2)×d2=0.295μm(但是,λ1=589nm, λ2=633nm)。又,各色彩色濾光片的遲滯值係使用橢圓偏振光測定器(M-150、日本分光(股)製)來測定時,∣Re(630nm)∣=0.2nm、∣Rth(630nm)∣=9.3nm、∣Re(400)-Re(700)∣=1.9nm、∣Rth(400)-Rth(700)∣=4.3nm。
(液晶顯示裝置的光學性能)
將所製作的液晶顯示裝置配置於由RGB3色的LED光源所構成之場序制背光上,對於液晶胞施加白顯示電壓2V、施加黑顯示電壓5V,且使用亮度計(TOPOCON公司
製SR-3),測定面板正面的反差比(白顯示透射率與黑顯示透射率之比)、及在極角60∘以方位角0~360∘每5∘的間隔來測定黑顯示的透射率,其最大透射率係如表1所示。
根據同表的結果,在藍、綠、紅的顯示中係漏光少,且在自斜向方向的觀察係著色變少。
在實施例1中,進一步改變藍、綠、紅之彩色濾光片的厚度且改變各色的遲滯值。藍色畫素之液晶層的厚度為3.3μm、綠色為3.5μm、紅色為3.8μm。各畫素液晶層的遲滯值係分別為Δn(λ1
)×d1
=0.31μm、Δn(λ2
)×d2
=0.30μm及Δn(λ3
)×d3
=0.295μm(但是,λ1
=450nm,λ2
=589nm,λ3
=633nm)。
將本實施例的液晶顯示裝置與實施例1的液晶顯示裝置比較,則在各色的斜向方向透射率係更為減少,且著色係為改善了。
在實施例1中,不積層彩色濾光片來進行測定,結果係如表1所示。根據同表,尤其以紅光的透射率較佳,且著色為紅色。
(第1光學異方向性層用醯化纖維素薄膜101~105的製作)
以表2中記載的比例來混合各成分,以分別調製醯化纖維素溶液。各醯化纖維素溶液係使用帶式流延機進行流延,從輸送帶剝離所得之纖維網,然後使其分別予以延伸。延伸後,進行乾燥,且分別製作表2中所記載之厚度的醯化纖維素薄膜101~105。
關於所製作的各薄膜,係藉由上述方法使用自動雙折射計KOBRA-21ADH(王子計測器(股)製),在波長450nm、550nm、630nm中進行3次元雙折射測定,藉由改變面內的遲滯值Re及傾斜角並測定Re,以求得於所得膜厚方向之遲滯值Rth。表2中係分別顯示Rth(550)、Rth(450)/Re(550)、及Rth(630)-Re(550)之值。由表2所示之結果,所製作的醯化纖維素薄膜101~105係均符合做為第1光學異方向性層的光學特性,且可理解Rth為順分散性的。
以下述記載的比例來混合各成分,以調製醯化纖維素溶液201。各醯化纖維素溶液係使用帶式流延機進行流延,且將所得之
纖維網自輸送帶剝離下來,然後,以同樣的條件使其延伸。另外,TD方向係意指與搬送方向成正交之方向。延伸後乾燥,以得到醯化纖維素薄膜201。
醯化纖維素溶液201
關於所製作的薄膜(厚度80μ
m),係藉由上述方法使用自動雙折射計KOBRA-21ADH(王子計測器(股)製),於波長
450nm、550nm、630nm中進行3次元雙折射測定,改變面內的遲滯值Re及傾斜角並測定Re,以求得所得之膜厚方向的遲滯值Rth。所製作的醯化纖維素薄膜
係Re(550)為105nm、Rth(550)為120nm、Re(450)/Re(550)為0.85、Re(630)/Re(550)為1.04、Rth(450)/Rth(550)為0.83、Rth(630)/Rth(550)為1.06,符合做為
第2光學異方向性層
的光學特性的同時,關於Re及Rth係逆分散性。
(顯示面側偏光板101~105及背光側偏光板201的製作)
分別對於上述所製作之各聚合物薄膜101~105及201的表面進行鹼皂化處理。在55℃下浸漬於1.5規定的氫氧化鈉水溶液2分鐘,且在室溫的水洗浴槽中洗淨,於30℃使用0.1規定的硫酸予以中和。再次在室溫的水洗浴槽中加以洗淨,然後以100℃的溫風使其乾燥。接著,將厚度80μm的輥狀聚乙烯醇薄膜在碘水溶液中連續延伸成5倍,並乾燥,以得到厚度20μm的偏光膜。把聚乙烯醇(可樂麗製PVA-117H)3%水溶液當作黏著劑,準備前述經鹼皂化處理的各聚合物薄膜101~105及201、與同樣經鹼皂化處理的FUJITAC TD80UL(富士軟片公司製),以此等經皂化的面為偏光膜側的方式,隔著間隙來貼合偏光膜,分別得到各聚合物薄膜與TD80UL成為偏光膜保護薄膜之偏光板101~105及201。
分別製作與第2圖相同構成之液晶顯示裝置301~304。於上述所製作的偏光板101~105係分別組裝做為顯示面側的偏光板(第2圖中的偏光板P1'),且上述所製作的偏光板201係組裝做為背光側的偏光板(第2圖中偏光板P2')。又,基板1的內面中,形成第3(b)圖所示之RGB彩色濾光片,由於dB
=3.3μm、dG
=3.5μm、dR
=3.8μm之故,所以液晶層10'係符合下述式(2)。
式(2)dB
<dG
<dR
關於所製作的各液晶顯示裝置,係分別測定黑顯示時
的色味變化Δu'v'(=√(u'max-u'min)2
+(v'max-v'min)2
)。此處,u'max (v'max)係在0~360度之中最大的u'(v')、u'min (v'min)係在0~360度之中最小的u'(v')。結果係表示於表3。
除了分別使用做為顯示面側偏光板之偏光板103~105、使用在內面形成一樣厚度的RGB彩色濾光片之基板做為基板1以外,分別製作與實施例3同樣構成之液晶顯示裝置303'~305',並測定各自在黑顯示時的色味變化Δu'v'。結果係一併表示於下述表3。
由表3所示之結果,可理解藉由改變RGB彩色濾光片的厚度,使用符合上述式(2)之VA模式的液晶胞之實施例3者,來與使用具有一樣厚度的RGB彩色濾光片之液晶胞的比較例2進行比較時,其可使得色味變化係為減輕。特別是就實施例3的VA模式液晶顯示裝置而論,第1光學異方向性層的Rth波長分散性在為指標之Rth(630)-Rth(550)為-30~0nm範圍內時,全部色味變化的減輕效果係受到確認,相反地比較例的VA模式液晶顯示裝置係Rth(630)-Rth(550)小於-40nm,即,就Rth而言已知藉由利用顯示極端的順分散性之光學異方向性層,可得到
與最初本發明實施例相同程度之色味變化的減低效果。
(第2光學異方向性層用醯化纖維素薄膜202的製作)
(醯化纖維素溶液的調製)
將下述的組成物投入混合槽,於80℃下攪拌3小時使各成分溶解,以調製醯化纖維素溶液。
(消光劑分散液的調製)
將下述的組成物投入分散機、攪拌使各成分分散,以調製消光劑分散液。
將下述的組成物投入混合槽,一邊於30℃加溫、一邊攪拌,使各成分溶解,以調製遲滯值上昇劑溶液。
將醯化纖維素溶液94.8質量份、消光劑分散液1.3質量份、遲滯值上昇劑溶液8.4質量份分別過濾後進行混合,且使用帶式流
延機使其流延。醯化纖維素對於遲滯值表現劑F-1的質量比為6.0%、醯化纖維素對於遲滯值表現劑F-2的質量比為5.0%。將殘留溶劑量為30質量%的薄膜自輸送
帶剝離下來。在140℃的溫度下,使用拉幅機將薄膜以25%的延伸倍率進行橫向延伸,於延伸後將延伸倍率放鬆為25%,使其於140℃保持20秒鐘。然後,卸下
夾鉗並於130℃下、乾燥25分鐘,以製造醯化纖維素薄膜。所製造之醯化纖維素薄膜的殘留溶劑量為0.2質量%,膜厚為55μ
m。
關於所製作的光學薄膜202(厚度55μ
m),係使用自動雙折射計KOBRA-21ADH(王子計測器(股)製),於波長450nm
、550nm、630nm中測定3次元雙折射測定,藉由改變面內的遲滯值Re及傾斜角以測定Re,可求得所得膜
厚方向的遲滯值Rth。所製作的醯化纖維素薄膜202係Re(550)為100nm、Rth(550)為125nm、Re(450)/Re(550)為0.84、Re(630)/Re(550)為1.04、Rth(450)/Rth(550)為0.82、Rth(630)/Rth(550)為1.06,已知符合做為第2光學異方向性層之光學特性的同時,Re及Rth係有逆分散性。
(偏光板加工及液晶顯示裝置的製作)
上述所製作的醯化纖維素薄膜202係藉由與實施例3所製作的醯化纖維素薄膜201相同的操作,以製作偏光板202。使用偏光板202與實施例3所製作的偏光板101,以與實施例3同樣的方法,在第2圖的構成中製作液晶顯示裝置306。
(顯示性能的測定)
藉由與實施例3所進行的相同操作,關於上述所製作的液晶顯示裝置306,係分別測定黑顯示時的色味變化Δu'v'(=√(u'max-u'min)2
+(v'max-v'min)2
)。此處,u'max (v'max)係在0~360度之中最大的u'(v')、u'min (v'min)係在0~360度之中最小的u'(v')。結果係表示於表4。
在實施例4的液晶顯示裝置306之製作中,除了使用於內面形成一樣厚度的RGB彩色濾光片之基板做為基板1以外,以與液晶顯示裝置306同樣的構成來製作液晶顯示裝置306',並同樣測定黑顯示時的色味變化Δu'v'。結果係一併表示於下述表4。
(光學異方向性層用薄膜501的製作)
將市售中已市售的降烯系聚合物薄膜"ZEONOR"(日本ZEON製),於140℃中,固定縱向方向且朝橫向方向延伸30%,以製作降烯系薄膜501。
(光學異方向性層用薄膜502的製作)
以下述所記載的比例來混合各成分,以調製醯化纖維素溶液。各醯化纖維素溶液係使用帶式流延機進行流延,並將所得之纖維網自輸送帶剝離下來,於然後140℃的條件下朝TD方向延伸25%。此外,TD方向係意指與搬送方向垂直之方向。延伸後乾燥,以得到40μm的光學薄膜502。
(醯化纖維素溶液)
(光學異方向性層用薄膜503的製作)
以下述所記載的比例來混合各成分,以調製醯化纖維素溶液。各醯化纖維素溶液係使用帶式流延機進行流延,並將所得之纖維網自輸送帶剝離下來,然後於120℃的條件下,朝TD方向延伸25%後乾燥,以得到55μm的光學薄膜503。
(醯化纖維素溶液)
以下述所記載的比例來混合各成分,以調製醯化纖維素溶液。各醯化纖維素溶液係使用帶式流延機進行流延,並將所得之纖
維網自輸送帶剝離下來,然後於140℃的條件下,朝TD方向延伸20%後乾燥,以得到50μ
m的光學薄膜504。
關於在上述中所製作的光學薄膜501~504,係使用自動雙折射計KOBRA-21ADH(王子計測器(股)製),於波長450nm、
550nm、630nm中進行3次元雙折射測定,藉由改變面內的遲滯值Re及傾斜角以測定Re,以求得所得膜厚方向的遲滯值Rth。結果係表示於表5。如表5所示,薄
膜501~504係均符合上述式(XV)及(XVI)。
除了使用上述所製作的光學薄膜501~504以取代醯化纖維素薄膜201以外,以與實施例3同樣的方式,分別製作偏光板
501~504。
使用2片所製作的各偏光板,以與第8圖同樣的構成來製作VA模式液晶顯示裝置。具體而言,使用上述所製作的偏光板
501~504分別做為第8圖中的偏光板P1”及P2”,以分別製作液晶顯示裝置501~504。於配置各偏光板之際,以薄膜501~504的各薄膜成為在液晶胞5’側的方
式,即,分別配置薄膜501~504以做為第8圖中的光學異方向
性層20a及20b。
又,液晶顯示裝置501~504的液晶胞LC'係多隙的液晶胞,液晶層5'的B、G及R區域中各自的厚度係如下述表6中所示。另外,液晶層的厚度係依照彩色濾光片的厚度,如下述表6所示的來進行調整。
(顯示性能的測定)
關於上述所製作的液晶顯示裝置501~504,係以與實施例3同樣的方式,分別測定黑顯示時的色味變化Δu'v'(=(u'max-u'min)2
+(v'max-v'min)2
)。此處,u'max (v'max)係在0~360度之中最大的u'(v')、u'min (v'min)係在0~360度之中最小的u'(v')。結果係表示於表7。
由表7所示之結果,藉由改變RGB彩色濾光片的厚度,使用符合上述式(2)之VA模式的液晶胞之實施例5者,來與使用具有一樣厚度的RGB彩色濾光片之液晶胞的比較例5進行比較時,可理解關於光學異方向性層的材料或遲滯值的波長分散性等係沒有限制,且可減輕斜向方向的色味變化。
1‧‧‧液晶胞上側基板
2‧‧‧上側基板液晶配向用摩擦方向
3‧‧‧液晶胞下側基板
4‧‧‧下側基板液晶配向用摩擦方向
5、5'‧‧‧液晶層(液晶分子)
6a、6b‧‧‧偏光板外側保護薄膜
7a、7b‧‧‧偏光板外側保護薄膜遲相軸
8a、8b‧‧‧偏光薄膜
9a、9b‧‧‧偏光薄膜吸收軸
10a、10b‧‧‧光學異方向性層的透明支持體
11a、11b‧‧‧透明支持體的遲相軸
12a、12b‧‧‧光學異方向性層
13a、13b‧‧‧於光學異方向性層形成時,為了使液晶分子配向的摩擦方向
14‧‧‧第1光學異方向性層
16‧‧‧第2光學異方向性層
17‧‧‧第2光學異方向性層的遲相軸
20a、20b‧‧‧光學異方向性層
21a、21b‧‧‧光學異方向性層的遲相軸
P1、P1'、P1"、P2、P2'、P2"‧‧‧偏光板
LC、LC'‧‧‧液晶胞
第1圖係本發明液晶顯示裝置的一例之概略圖。
第2圖係本發明液晶顯示裝置的其他例子之概略圖。
第3(a)(b)圖係就第2圖所示之液晶顯示裝置之例,擴大一部分液晶胞的剖面而模式顯示之概略剖面圖。
第4圖係就第2圖所示之液晶顯示裝置之例,在潘加瑞球上說明其光學補償機構之一例所用之圖。
第5圖係就第2圖所示之液晶顯示裝置之例,在潘加瑞球上說明其光學補償機構之一例所用之圖。
第6(a)(b)圖係就第2圖所示之液晶顯示裝置之例,在潘加瑞球上說明其光學補償機構之一例所用之圖。
第7(a)(b)圖係就第2圖所示之液晶顯示裝置之例,在潘加瑞球上說明其光學補償機構之一例所用之圖。
第8圖係本發明液晶顯示裝置的其他例子之概略圖。
1‧‧‧液晶胞上側基板
2‧‧‧上側基板液晶配向用摩擦方向
3‧‧‧液晶胞下側基板
4‧‧‧下側基板液晶配向用摩擦方向
5‧‧‧液晶層(液晶分子)
6a、6b‧‧‧偏光板外側保護薄膜
7a、7b‧‧‧偏光板外側保護薄膜遲相軸
8a、8b‧‧‧偏光薄膜
9a、9b‧‧‧偏光薄膜吸收軸
10a、10b‧‧‧光學異方向性層的透明支持體
11a、11b‧‧‧透明支持體的遲相軸
12a、12b‧‧‧光學異方向性層
13a、13b‧‧‧於光學異方向性層形成時,為了使液晶分子配向的摩擦方向
P1、P2‧‧‧偏光板
LC‧‧‧液晶胞
Claims (23)
- 一種液晶顯示裝置,其特徵係至少含有液晶胞、與配置於該液晶胞外側之至少一側的偏光板(第1偏光板),前述液晶胞係至少含有在一側具有電極之對向配置的一對基板、與於該基板間所挾持的液晶層,以及含有至少3個像素區域,在前述3個像素區域上配置對於透射率具有波長選擇性之彩色濾光片,將選取設置於各像素區域的彩色濾光片之最大透射率的主波長從小的一方依序設為λ1 、λ2 、及λ3 (單位:nm)、且將在此等各像素區域中的前述液晶層之厚度依序設為d1 、d2 、及d3 (單位:nm)時,係符合下述式(2),該彩色濾光片之厚度方向的遲滯值(Rth)之中,至少於2個像素區域所配置之彩色濾光片的Rth為互相不同,該彩色濾光片係符合下述式(I)及(II):式(2):d1 <d2 <d3 (I)|Re(630)|≦10,且|Rth(630)|≦25 (II)|Re(400)-Re(700)|≦10,且|Rth(400)-Rth(700)|≦35上述式(I)及(II)中,Re(λ)係表示在波長λnm的面內遲滯值(nm),Rth(λ)係表示在波長λnm的厚度方向之遲滯值(nm)。
- 如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置,其中係更含有符合下述式(III)及(IV)之第1光學異方向性層、與於面內 具有至少一個光軸之第2光學異方向性層:式(III)0nm<Rth(550)≦300nm 式(IV)Rth(550)/Re(550)>10。
- 如申請專利範圍第2項之液晶顯示裝置,其中前述第1光學異方向性層係符合下述式(V)~(VII):式(V)Rth(450)/Rth(550)≧1 式(VI)Rth(630)/Rth(550)≦1 式(VII)-30nm≦Rth(630)-Rth(450)≦0nm。
- 如申請專利範圍第2項之液晶顯示裝置,其中前述第2光學異方向性層係符合下述式(VIII)及(IX):式(VIII)55nm≦Re(550)≦315nm 式(IX)0nm≦Rth(550)≦275nm。
- 如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置,其中在前述第1偏光板與前述液晶胞之間係具有光學異方向性層A,該光學異方向性層A係符合下述式(XV)及(XVI),及當該光學異方向性層A的遲相軸投影至與前述第1偏光板的吸收軸同一平面時,該投影軸係與前述吸收軸成平行:(XV)30nm≦Re(550)≦80nm (XVI)75nm≦Rth(550)≦155nm。
- 如申請專利範圍第5項之液晶顯示裝置,其係含有與前述第1偏光板一起隔著前述液晶胞所配置、且具有與第1偏光板的吸收軸成正交的吸收軸之第2偏光板,在該第2偏光板與前述液晶胞之間具有光學異方向性層B,且該光 學異方向性層B係符合前述式(XV)及(XVI),及當該光學異方向性層B的遲相軸係投影至與前述第2偏光板的吸收軸同一平面時,該投影軸係與前述吸收軸成平行。
- 如申請專利範圍第6項之液晶顯示裝置,其中前述光學異方向性層A及B各自在波長550nm的厚度方向之遲滯值Rth(550)、及液晶層的△n(550)×d,係符合下述式(XVII)的關係:(XVII)0.7≦(2×Rth(550))/△n(550)×d≦1.3此處,△n(550)係表示在550nm中液晶層之厚度方向的折射率異方向性、d係表示液晶層的平均厚度(nm)。
- 如申請專利範圍第7項之液晶顯示裝置,其中前述光學異方向性層中的至少一面係含有至少一種聚合物、與添加劑的至少一種,且該添加劑的至少一種為液晶性化合物。
- 如申請專利範圍第8項之液晶顯示裝置,其中係含有0.1~30質量%之至少一種液晶性化合物,及該液晶性化合物相對於總添加劑之質量比為40~100質量%。
- 如申請專利範圍第8項之液晶顯示裝置,其中係含有0.1~30質量%之二種以上的液晶性化合物,且該二種以上的液晶性化合物相對於總添加劑之質量比為50~100質量%。
- 如申請專利範圍第10項之液晶顯示裝置,其中係含有下述式(A)所示之化合物及下述式(a)所示之棒狀化合物 各至少一種做為前述液晶性化合物,
- 如申請專利範圍第11項之液晶顯示裝置,其中前述光學異方向性層中的至少一面係由降烯系聚合物薄膜所構成。
- 如申請專利範圍第11項之液晶顯示裝置,其中前述光學異方向性層中的至少一面係由醯化纖維素系薄膜所構成。
- 如申請專利範圍第13項之液晶顯示裝置,其中前述醯化纖維素薄膜中做為主成分所含有的醯化纖維素之醯基取代基係為選自於乙醯基、丙醯基及丁醯基之至少一種。
- 如申請專利範圍第14項之液晶顯示裝置,其中前述光學異方向性層中的至少一面係含有Rth表現劑之至少一種。
- 如申請專利範圍第15項之液晶顯示裝置,其中前述Rth表現劑係含有在250nm~380nm有吸收極大值之化合物的至少一種。
- 如申請專利範圍第15項之液晶顯示裝置,其中前述Rth表現劑係含有下述式(I)所示化合物的至少一種,
- 如申請專利範圍第17項之液晶顯示裝置,其中係含有0.1~30質量%之前述式(I)所示化合物的至少一種。
- 如申請專利範圍第18項之液晶顯示裝置,其中前述光 學異方向性層的厚度為30~200μm。
- 如申請專利範圍第1至19項中任一項之液晶顯示裝置,其係藉由施加電場使得液晶分子的配向在基板面向垂直方向變化、且液晶層的透射率減少之平行配向型ECB模式。
- 如申請專利範圍第1至19項中任一項之液晶顯示裝置,其係為彎曲配向顯示模式。
- 如申請專利範圍第1至19項中任一項之液晶顯示裝置,其係為TN顯示模式。
- 如申請專利範圍第1至19項中任一項之液晶顯示裝置,其係為VA顯示模式。
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