TWI486677B - Liquid crystal display device - Google Patents
Liquid crystal display device Download PDFInfo
- Publication number
- TWI486677B TWI486677B TW099108912A TW99108912A TWI486677B TW I486677 B TWI486677 B TW I486677B TW 099108912 A TW099108912 A TW 099108912A TW 99108912 A TW99108912 A TW 99108912A TW I486677 B TWI486677 B TW I486677B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- liquid crystal
- optical compensation
- group
- compensation layer
- layer
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/13363—Birefringent elements, e.g. for optical compensation
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/13363—Birefringent elements, e.g. for optical compensation
- G02F1/133634—Birefringent elements, e.g. for optical compensation the refractive index Nz perpendicular to the element surface being different from in-plane refractive indices Nx and Ny, e.g. biaxial or with normal optical axis
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/30—Polarising elements
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/13363—Birefringent elements, e.g. for optical compensation
- G02F1/133632—Birefringent elements, e.g. for optical compensation with refractive index ellipsoid inclined relative to the LC-layer surface
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F2413/00—Indexing scheme related to G02F1/13363, i.e. to birefringent elements, e.g. for optical compensation, characterised by the number, position, orientation or value of the compensation plates
- G02F2413/02—Number of plates being 2
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F2413/00—Indexing scheme related to G02F1/13363, i.e. to birefringent elements, e.g. for optical compensation, characterised by the number, position, orientation or value of the compensation plates
- G02F2413/12—Biaxial compensators
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Polarising Elements (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
Description
本發明係有關液晶顯示裝置。
以往,液晶顯示裝置係以玻璃板挾著透明電極、液晶層、彩色濾光片等之液晶胞與設置於其兩側之2片偏光板所構成,各自之偏光板係將偏光子(以稱為偏光膜、偏光薄膜)以2片光學薄膜(偏光板保護薄膜或光學補償薄膜)挾著所構成。此外,這種液晶顯示裝置在液晶驅動方式而言,已開發有VA(Virtical Alignment)模式(mode)、IPS(In-Place-Switching)模式、TN(Twisted Nematic)模式等各種方式,此等中,VA模式係顯示速度快速,且正面對比優異,因此大畫面液晶TV等大部分採用。
VA模式之液晶顯示裝置係當無外加電壓時,液晶材料之長軸對於基板面為垂直配向,因此具有由對於基板為垂直方向來看,幾乎可成為完全的黑顯示,可實現高對比等的特長。
此外,液晶材料為垂直配向時,由斜方向觀看時,因漏光而有在黑顯示產生著色,或對比降低等的問題。此問題的原因主要有2個,其一係液晶胞所用的液晶層本身在厚度方向具有相位差(也稱為延遲(retardation))所造成的。另一係挾著液晶胞之2片偏光子為正交(orthogonal、透過軸為正交)配置時,此等偏光子之透過軸由正面觀看時,形成正交,但是由斜向觀看時,表觀上形成90度偏離所造成的。
對於這種問題,提案將折射率nx,ny,nz(但是nx係薄膜面內之遲相軸方向的折射率、ny係薄膜面內之進相軸方向的折射率、nz係厚度方向的折射率)設定為nx>ny>nz之2片二軸性薄膜配設於液晶胞之兩側,試圖擴大視角的技術。但是此構成係使用同種薄膜2片分,在成本上有優點,但是無法得到充分的視角擴大效果。
因此,近年已開發一種將nx=ny>nz之被稱為負型C板(plate)的薄膜與nx>nz>ny之被稱為Z板的薄膜配設於偏光板,試圖擴大視角的技術(例如參照專利文獻1、2)。
但是上述專利文獻1、2所記載的技術雖可達到視角擴大,但是未考慮近年特別重視之其他的光學性能、具體為正面對比、由斜方向觀看時之色彩偏移,因此仍需要進一步改善。
[先行技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]特開2000-39610號公報
[專利文獻2]特開2007-148016號公報
本發明之目的係提供擴大視角,提高正面對比,可防止由斜方向觀看時之色彩偏移(color shift)的液晶顯示裝置。
針對上述課題,本發明人等精心研究發現以往之Z板係以聚碳酸酯或環烯烴等之熱收縮所作成,因此只能製作具有正波長分散(DSP>1)者,但是使用逆波長分散(DSP<1)之纖維素時,可製作逆波長分散之Z板。此外,上述專利文獻2係關於波長分散值DSP,且C板較佳為逆波長分散、Z板較佳為正波長分散,但是本發明人等精心研究發現以逆波長分散之Z板與正波長分散之C板挾著液晶胞時,可降低由斜方向觀看時之色彩偏移,可提高視角及正面對比。即使使用逆波長分散之Z板時,以此Z板單層所構成時,為了發揮視角擴大效果,必須將延遲值Ro設定為Ro≒275之非常大的相位差賦予Z板,因此Z板會將面內之微小光軸偏差的影響進行增幅,造成正面對比降低的原因,但是Z板為以二軸性薄膜與作為正型C板功能之液晶層的層合構成時,只要將延遲值Ro=50~100之2分之1以下的相位差賦予Z板整體時,可發揮視角擴大效果,且降低相位差不均,可維持高的正面對比。
有鑑於以上的問題點,依據本發明之第1側面時,液晶顯示裝置中,其特徵係至少依序具有第1偏光子、第1光學補償層、液晶胞、第2光學補償層及第2偏光子,前述第1及第2光學補償層係滿足下述式(1)~(3)前述液晶胞中之液晶分子係當黑顯示時,配向於該液晶胞之厚度方向。
nx1>nz1>ny1 (1)
nx2≧ny2>nz2 (2)
DSP(Ro1)<1<DSP(Rth2) (3)
(但是nx1係表示前述第1光學補償層之面內之遲相軸方向的折射率,ny1係表示前述第1光學補償層之面內之進相軸方向的折射率,nz1係表示前述第1光學補償層之厚度方向的折射率,nx2係表示前述第2光學補償層之面內之遲相軸方向的折射率,ny2係表示前述第2光學補償層之面內之進相軸方向的折射率,nz2係表示前述第2光學補償層之厚度方向的折射率。Ro1係表示下式(8-1)表示之前述第1光學補償層的面內延遲值,Rth2係表示下式(9-2)表示之前述第2光學補償層之厚度方向的延遲值。DSP(Ro1)係前述第1光學補償層之面內延遲值Ro1的波長分散值,在波長480nm下所測定之前述第1光學補償層的面內延遲值Ro1除以在波長630nm下所測定之面內延遲值Ro1的值。DSP(Rth2)係前述第2光學補償層之厚度方向之延遲值Rth2的波長分散值,在波長480nm下所測定之前述第2光學補償層的延遲值Rth2除以在波長630nm下所測定之延遲值Rth2的值。
Ro1=(nx1-ny1)×d1 (8-1)
Rth2={(nx2+ny2)/2-nz2}×d2) (9-2)
但是d1係表示前述第1光學補償層的厚度(nm),d2係表示前述第2光學補償層的厚度(nm),Ro1及Rth2係分別為波長590nm下所測定的值)。
本發明之液晶顯示裝置,其中前述第1光學補償層較佳為含有纖維素系樹脂層者。
本發明之液晶顯示裝置,其中前述第1光學補償層較佳為滿足下述式(4)、(5),前述第2光學補償層較佳為滿足下述式(6)、(7)者。
Ro1=50~100[nm] (4)
|Rth1|=0~20[nm] (5)
Ro2=0~20[nm] (6)
Rth2=200~350[nm] (7)
(但是Rth1係表示下式(9-1)表示之前述第1光學補償層之厚度方向的延遲值,Ro2係表示下式(8-2)表示之前述第2光學補償層的面內延遲值,Ro2及Rth1係分別在波長590nm下所測定的值。
Ro2=(nx2-ny2)×d2 (8-2)
Rth1={(nx1+ny1)/2-nz1}×d1) (9-1))。
本發明之液晶顯示裝置,其中前述第1光學補償層係至少含有纖維素系樹脂層與液晶層,前述纖維素系樹脂層係相較於前述液晶層,被配設於靠近前述第1偏光子側,具有面內相位差,同時遲相軸對於前述第1偏光子之吸收軸為正交較佳。
本發明之液晶顯示裝置,其中前述第1光學補償層係至少含有纖維素系樹脂層與液晶層,前述纖維素系樹脂層係相較於前述液晶層,被配設於靠近前述液晶胞側,具有面內相位差,同時遲相軸對於前述第1偏光子之吸收軸可為平行。
本發明之液晶顯示裝置,其中前述第2光學補償層較佳為由含有DSP值上昇劑之纖維素系樹脂層所構成者。
依據本發明時,液晶胞中之液晶分子係當黑顯示時,配向於該液晶胞之厚度方向,第1及第2光學補償層係滿足nx1>nz1>ny1、nx2≧ny2>nz2、DSP(Ro1)<1<DSP(Rth2),因此可擴大視角,提高正面對比,防止由斜方向觀看時之色彩偏移(參照實施例)。
[實施發明之形態]
以下參照圖說明本發明之實施形態。
[第1實施形態]
圖1(a)係表示第1實施形態之液晶顯示裝置1之一例的概念圖。
如此圖所示,液晶顯示裝置1係VA模式(mode)之液晶顯示裝置,由辨識側朝背光側,依序層合的狀態具有第1偏光子2、第1光學補償層3、液晶胞4、第2光學補償層5、第2偏光子6。更詳細而言,第1,第2偏光子2,6及第1光學補償層3係第1偏光子2之吸收軸2J與第1光學補償層3之遲相軸3J正交,而第1偏光子2之吸收軸2J與第2偏光子6之吸收軸6J正交,而第1光學補償層3之遲相軸3J與第2偏光子6之吸收軸6J成為平行的狀態來配設。圖1中,背光係在圖中之下側,但是也可為上側。本說明書中,「平行」、「正交」係指未達嚴密之角度±10°的範圍內。此範圍係與嚴密之角度的誤差較佳為未達±5°,更佳為未達±2°。本說明書中,遲相軸係指折射率成為最大的方向。
(1)液晶胞
液晶胞4係以2片玻璃基板41挾著液晶層40所形成。
液晶層40係由棒狀液晶分子所構成,各液晶分子係在黑顯示時配向於液晶胞4的厚度方向。其中,液晶分子在黑顯示時配向於液晶胞4的厚度方向係指與配向於玻璃基板41之垂直方向相同意義,液晶胞4為VA模式。此種VA模式之液晶胞4之棒狀液晶的延遲值Rth為負,其波長分散為正。
液晶層40之液晶材料可使用介電各向異性(dielectric anisotropy)為負、折射率異方性Δn=0.0815、介電常數各向異性Δε=-4.5程度之向列液晶材料等。液晶層40之厚度d無特別限定,使用上述向列液晶材料時,可設定為3.5μm程度。但是白顯示時之亮度係因厚度d與折射率異方性Δn之乘積Δn‧d之大小而改變,因此為了得到最大亮度時,Δn‧d較佳為設定在0.2~0.5μm的範圍。
VA模式之液晶顯示裝置中,TN模式之液晶顯示裝置一般使用之對掌劑之添加係因會使動態應答特性劣化,因此較少使用,但是為了降低配向不良時,也可添加。
多區域構造時,有利於調整各區域間之界面區域之液晶分子的配向。
多區域構造係指將液晶顯示裝置之一像素分割成複數之區域的構造。例如VA模式時,在白顯示時,因液晶分子傾斜,因此傾斜方向與其逆方向係由斜向觀察時之液晶分子的雙折射之大小不同,在亮度或色調上產生差異,但是多區域構造時,可改善亮度及色調之視角特性,故較佳。具體而言,將各像素以液晶分子之初期配向狀態彼此不同之2以上(較佳為4或8)的區域所構成,進行平均化可降低依靠視角之亮度或色調的偏差(不均)。各像素在外加電壓狀態下,即使液晶分子之配向方向為連續變化之彼此不同之2以上的區域所構成,也可得到同樣的效果。在一像素內,欲使液晶分子之配向方向不同的區域形成複數時,可利用例如在電極上設置細縫(slit),或設置突起改變電場方向,或使電場密度具有不均等的方法。欲在全方向得到均等的視角時,增加此分割數即可,但是4分割或8分割以上即可得到大致均等的視角。特別是8分割時,可將偏光板吸收軸設定成任意角度,故較佳。各區域之區域界面有液晶分子應答困難的傾向。VA模式等之平常黑(Normally black)模式時,維持黑顯示,有亮度降低的問題。因此液晶材料中添加對掌劑可降低區域間之界面區域。另外,在平常白(Normally White)模式下,維持白顯示狀態,因此正面對比降低。可設置覆蓋該區域之黑色矩陣等的遮光層。
(2)第1、第2偏光子
第1、第2偏光子2、6係僅通過一定方向之偏波面的光之光學元件,可使用以往公知的方法製作。現在所知之代表的偏光子例如有聚乙烯醇系偏光薄膜,更詳細而言,有對聚乙烯醇系薄膜進行碘染色者與二色性染料進行染色者。這種偏光子係使用將聚乙烯醇水溶液進行製膜,進行一軸延伸後染色,或染色後進行一軸延伸後,較佳為以硼化合物進行持久性處理者。
通常偏光子係藉由作為保護層之TAC薄膜等挾持著兩側。TAC薄膜之內面側進行鹼皂化處理,浸漬於上述碘溶液中進行延伸所製作之偏光子之至少一面上,使用完全皂化型聚乙烯醇水溶液貼合較佳。另一面上也可用該TAC薄膜,也可使用其他具有偏光板保護功能的薄膜。也可使用市售的纖維素酯薄膜(例如Konicaminolta tak KC8UX、KC4UX、KC5UX、KC8UCR3、KC8UCR4、KC8UCR5、KC4UE、KC8UY、KC4UY、KC12UR、KC4FR、以上Konica Minolta Opto(股)製)。
本發明之構成中,第1偏光子、第2偏光子2、6分別以2片TAC薄膜挾持,可介由接著劑層貼合於第1、第2光學補償層3、5,但是從薄膜化、構件刪減、光學補償的觀點,不經由TAC薄膜而直接貼合於光學補償層3、5較佳。
(3)第1、第2光學補償層
第1及第2光學補償層3、5係滿足下述式(1)~(3),從使用的觀點較佳為薄膜狀(以下也稱為光學補償薄膜3、5)。更佳為再滿足下述式(4)~(7)。
nx1>nz1>ny1 (1)
nx2≧ny2>nz2 (2)
DSP(Ro1)<1<DSP(Rth2) (3)
Ro1=50~100[nm] (4)
|Rth1|=0~20[nm] (5)
Ro2=0~20[nm] (6)
Rth2=200~350[nm] (7)
其中「nx」係表示光學補償層面內之遲相軸方向之折射率、「ny」係表示光學補償層面內之進相軸方向之折射率、「nz」係表示光學補償層之厚度方向之折射率,「Ro」,「Rth」係以下述式(8)、(9)所得的延遲值。此外,各式中,所附加之數字「1」、「2」係表示第1光學補償層3、第2光學補償層5的數值。此等數值係在波長590nm下所測定的值。各折射率之值可使用例如KOBRA-21ADH(王子計測機器(股))或Axo scan(AXOMETRICS公司製),在23℃、55%RH的環境下測得。
Ro=(nx-ny)×d (8)
Rth={(nx+ny)/2-nz}×d) (9)
依據此等式(8)、(9)時,折射率為nx>nz>ny時,Ro>0、且滿足-Ro/2<Rth<Ro/2,相反的,Ro>0、且-Ro/2<Rth<Ro/2時,滿足nx>nz>ny。此外,nx≧ny>nz時,Ro≧0且滿足Rth>Ro/2,相反的Ro≧0且Rth>Ro/2時,滿足nx≧ny>nz。
上述式(3)中之「DSP(Ro1)」係第1光學補償層3之面內相位差的波長分散值,具體而言,在波長480nm下所測定之第1光學補償層3的延遲值Ro除以在波長630nm下所測定之延遲值Ro的值。「DSP(Rth2)」係第2光學補償層5之厚度方向之相位差的波長分散值,具體而言,在波長480nm下所測定之第2光學補償層5的延遲值Rth除以在波長630nm下所測定之延遲值Rth的值。此等波長分散值DSP係當正的波長分散時,DSP>1,而負(逆)的波長分散時,DSP<1。
(3.1)第1光學補償層
第1光學補償層3係如上述,滿足nx1>nz1>ny1、DSP(Ro1)<1,即所謂的逆波長分散的Z板。此第1光學補償層3較佳為面內之延遲值Ro1為50~100nm,厚度方向之延遲值Rth1之絕對值為0nm~20nm。
為了將nx1>nz1>ny1、DSP(Ro1)<1的性能賦予第1光學補償層3時,如後述,在具有逆波長分散性之纖維素系樹脂薄膜上貼合收縮性薄膜,進行延伸同時收縮較佳。此樹脂經延伸後的二軸性薄膜作為基材,其上塗佈液晶層,經乾燥、固定化較佳。此等與圖2之說明詳述如下。
第1光學補償層3之形態無特別限定,但是以薄膜較佳。薄膜之厚度d較佳為40~100μm,更佳為40~70μm。
(3.1.1)第1光學補償層所使用的纖維素系樹脂
第1光學補償層3所使用的纖維素酯無特別限定,纖維素酯為碳數2~22程度的羧酸酯或芳香族羧酸酯,特佳為碳原子數為6以下的低級脂肪酸。也可使用日本特開2008-197561號公報所揭示之ε-己內酯與纖維素酯樹脂接枝聚合的纖維素酯樹脂。
與羥基結合的醯基可為直鏈或支鏈,也可形成環。也可以其他的取代基取代。相同取代度時,前述碳數較多時,雙折射性會降低,因此選擇碳數為碳數2~6之醯基。前述纖維素酯之碳數較佳為2~4者,更佳為碳數2~3者。
具體而言,纖維素酯可使用如纖維素乙酸酯丙酸酯、纖維素乙酸酯丁酸酯、或纖維素乙酸酯丙酸酯丁酸酯之乙醯基外與丙酸酯基或丁酸酯基鍵結之纖維素之混合脂肪酸酯。
形成丁酸酯之丁醯基可為直鏈或支鏈。本發明之較適合使用的纖維素酯,例如有纖維素乙酸酯、纖維素乙酸酯丁酸酯、纖維素乙酸酯丙酸酯、纖維素乙酸酯苯二甲酸酯。
本發明之較佳的纖維素乙酸酯苯二甲酸酯以外的纖維素酯,較佳為同時滿足下述式(101)及(102)者。
式(101) 2.0≦X+Y≦3.0
式(102) 0≦Y≦1.5
式中,X係乙醯基之取代度、Y係丙醯基或丁醯基、或其混合物的取代度。
為了得到目的之光學特性時,也可混合取代度不同的樹脂。混合比較佳為10:90~90:10(質量比)。
其中特佳為使用纖維素乙酸酯丙酸酯。纖維素乙酸酯丙酸酯較佳為1.0≦X≦2.5,0.1≦Y≦1.5、2.0≦X+Y≦3.0者。醯基之取代度的測定方法可依據ASTM-D817-96測定。
本發明用之纖維素酯的數平均分子量係在60000~300000的範圍,製得之薄膜的機械強度較強,故較佳。更佳為使用70000~200000者。
纖維素酯之重量平均分子量Mw、數平均分子量Mn可使用凝膠滲透色譜(GPC)測定。
測量條件如下述。
溶劑:二氯甲烷
管柱:Shodex K806、K805、K803G(連接昭和電工(股)製3支使用)
管柱溫度:25℃
試料濃度:0.1質量%
檢測器:RI Model 504(GLScience公司製)
幫浦:L6000(日立製作所(股)製)
流量:1.0ml/min
校正曲線:使用標準聚苯乙烯STK standard聚苯乙烯(東曹(股)製)Mw=1000000~500為止之13個試樣所得的校正曲線。13個試樣約等間隔使用。
本發明使用的纖維素酯之原料的纖維素無特別限定,可使用棉花棉絨、木材漿料、洋麻等。由彼等所得之纖維素酯可以任意比例混合使用。
本發明之纖維素乙酸酯苯二甲酸酯等的纖維素酯可藉由公知的方法製造。具體而言,可參考日本特開平10-45804號公報所記載的方法進行合成。
(3.2)第2光學補償層
第2光學補償層5係如上述滿足nx2≧ny2>nz2、1<DSP(Rth2),即所謂的正波長分散之負型C板。此第2光學補償層5較佳為Ro2=0~20、Rth2=200~350。
為了使第2光學補償層5之延遲值在上述的數值範圍時,較佳為進行二軸延伸處理。此外,此第2光學補償層5含有纖維素酯時,加熱處理後進行延伸的處理中,為了盡可能減少殘留應力時,在纖維素酯之玻璃轉移點±10℃程度的範圍,以1.1倍~1.5倍程度在搬送方向(長度方向)與其正交方向(寬度方向)進行延伸,或將以溶液流延所製作的薄膜在殘留溶劑量為2~100質量%程度殘留的狀態下,在搬送方向與其正交方向進行1.1~1.7倍程度延伸較佳。
此第2光學補償層5中,較佳為控制面內之不均。因此精密控制延伸溫度與延伸倍率之平衡,然後在光學補償層5之兩側獨立控制延伸部分(拉幅器之夾具等)較佳。這種控制係調整夾具位置,同時對於夾具之應力,可藉由調整延伸溫度與延伸倍率來達成。
第2光學補償層5之形態無特別限定,較佳為薄膜。薄膜之厚度為40~200μm,較佳為40~120μm。
(3.2.1)第2光學補償層所使用的纖維素系樹脂
第2光學補償層5所用的纖維素酯無特別限定,可使用上述第1光學補償層3可使用之纖維素酯中,將ε-己內酯與纖維素酯樹脂接枝聚合的纖維素酯樹脂以外的樹脂。
(3.2.2)DSP值上昇劑
此第2光學補償層5中,使延遲值為上述的數值範圍,為了得到本發明的效果,使用DSP值上昇劑較佳。
DSP上昇劑係指藉由添加1%,使DSP(Rth)上昇0.001以上,較佳為上昇0.002以上的化合物。
DSP上昇劑可使用例如日本特開2007-249180號公報所揭示之下述一般式(II)的三嗪系化合物。
一般式(II)
(一般式(II)中,R12
係各自獨立表示在鄰位、間位及對位之至少之一位置上具有取代基之芳香族環或雜環。X11
係各自獨立表示單鍵或-NR13
-。其中R13
係各自獨立表示氫原子、取代或非取代之烷基、烯基、芳基或雜環基。)
DSP上昇劑也可使用圓盤狀化合物。
圓盤狀化合物可使用至少具有2個芳香族環的化合物。
本說明書中,「芳香族環」係除了芳香族烴環外,包括芳香族性雜環。
芳香族烴環中,特佳為6員環(即苯環)。
芳香族性雜環一般為不飽和雜環。芳香族性雜環較佳為5員環、6員環或7員環,更佳為5員環或6員環。芳香族性雜環一般具有最多的雙鍵。雜原子較佳為氮原子、氧原子及硫原子,特佳為氮原子。芳香族性雜環例如有呋喃環、噻吩環、吡咯環、噁唑環、異噁唑環、噻唑環、異噻唑環、咪唑環、吡唑環、呋咱環、三唑環、吡喃環、吡啶環、噠嗪環、嘧啶環、噠嗪環及1,3,5-三嗪環。
芳香族環較佳為使用苯環、呋喃環、噻吩環、吡咯環、噁唑環、噻唑環、咪唑環、三唑環、吡啶環、嘧啶環、噠嗪環及1,3,5-三嗪環,特佳為1,3,5-三嗪環。具體而言,日本特開2001-166144號公報所揭示之化合物較佳為作為圓盤狀化合物使用。
前述圓盤狀化合物所具有之芳香族環的數較佳為2~20,更佳為2~12,更佳為2~8,最佳為2~6。
兩個芳香族環之鍵結關係可分為(a)形成縮合環時,(b)以單鍵直接結合時及(c)介於連結基結合的情形(因芳香族環的緣故,無法形成螺鍵)。結合關係可為(a)~(c)中之任一。
(a)之縮合環(兩個以上之芳香族環的縮合環)例如有茚環、萘環、薁環、芴環、菲環、蒽環、苊烯環、聯苯環、丁省環、芘環、吲哚環、異吲哚環、苯並呋喃環、苯並噻唑環、吲哚嗪環、苯並噁唑環、苯並噻唑環、苯並咪唑環、苯並三唑環、嘌呤環、吲哚啉環、色烯環、喹啉環、異喹啉環、喹嗪環、喹唑啉環、噌啉環、喹喔啉環、酞嗪環、喋啶環、咔唑環、吖啶環、菲啶環、呫噸環、吩嗪環、吩噻嗪環、吩噻噁環、吩噁嗪環及噻蒽環。較佳為萘環、薁環、吲哚環、苯並噁唑環、苯並噻唑環、苯並咪唑環、苯並三唑環及喹啉環。
(b)之單鍵較佳為兩個芳香族環之碳原子間的鍵結。二個以上之單鍵,且二個芳香族環結合,在二個芳香族環間可形成脂肪族環或非芳香族性雜環。
(c)之連結基較佳為與兩個芳香族環之碳原子鍵結。連結基較佳為伸烷基、伸烯基、伸炔基、-CO-、-O-、-NH-、-S-或此等之組合。由組合所構成之連結基例如下所示。以下之連結基例的左右關係可相反。c1:-CO-O-c2:-CO-NH-c3:-伸烷基-O-c4:-NH-CO-NH-c5:-NH-CO-O-c6:-O-CO-O-c7:-O-伸烷基-O-c8:-CO-伸烯基-c9:-CO-伸烯基-NH-c10:-CO-伸烯基-O-c11:-伸烷基-CO-O-伸烷基-O-CO-伸烷基-c12:-O-伸烷基-CO-O-伸烷基-O-CO-伸烷基-O-c13:-O-CO-伸烷基-CO-O-c14:-NH-CO-伸烯基-c15:-O-CO-伸烯基-芳香族環及連結基可具有取代基。
取代基例如有鹵素原子(F、Cl、Br、I)、羥基、羧基、氰基、胺基、硝基、磺酸基、胺基甲醯基、胺磺醯基、脲基、烷基、烯基、炔基、脂肪族醯基、脂肪族醯氧基、烷氧基、烷氧基羰基、烷氧基羰基胺基、烷基硫基、烷基磺醯基、脂肪族醯胺基、脂肪族磺醯胺基、脂肪族取代胺基、脂肪族取代胺基甲醯基、脂肪族取代胺磺醯基、脂肪族取代脲基及非芳香族性雜環基。
烷基之碳原子數較佳為1~8。相較於環狀烷基,較佳為鏈狀烷基,特佳為直鏈狀烷基。烷基可再具有取代換基(例如羥基、羧基、烷氧基、烷基取代胺基)。烷基(包括取代烷基)例如有甲基、乙基、n-丁基、n-己基、2-羥乙基、4-羧基丁基、2-甲氧基乙基及2-二乙基胺基乙基。
烯基之碳原子數較佳為2~8。相較於環狀烯基,較佳為鏈狀烯基,特佳為直鏈狀烯基。烯基可再具有取代基。烯基例如有乙烯基、烯丙基及1-己烯基。
炔基之碳原子數較佳為2~8。相較於環狀炔基,較佳為鏈狀炔基,特佳為直鏈狀炔基。炔基可再具有取代基。炔基例如有乙炔基、1-丁炔基及1-己炔基。
脂肪族醯基之碳原子數較佳為1~10。脂肪族醯基例如有乙醯基、丙醯基及丁醯基。
脂肪族醯氧基之碳原子數較佳為1~10。脂肪族醯氧基例如有乙醯氧基。
烷氧基之碳原子數較佳為1~8。烷氧基可再具有取代換基(例如烷氧基)。烷氧基(包括取代烷氧基)例如有甲氧基、乙氧基、丁氧基及甲氧乙氧基。
烷氧基羰基之碳原子數較佳為2~10。烷氧基羰基例如有甲氧基羰基及乙氧基羰基。
烷氧基羰基胺基之碳原子數較佳為2~10。烷氧基羰基胺基例如有甲氧基羰基胺基及乙氧基羰基胺基。
烷基硫基之碳原子數較佳為1~12。烷基硫基例如有甲基硫基、乙基硫基及辛基硫基。
烷基磺醯基之碳原子數較佳為1~8。烷基磺醯基例如有甲烷磺醯基及乙烷磺醯基。
脂肪族醯胺基之碳原子數較佳為1~10。脂肪族醯胺基例如有乙醯胺基。
脂肪族磺醯胺基之碳原子數較佳為1~8。脂肪族磺醯胺基例如有甲烷磺醯胺基、丁烷磺醯胺基及n-辛烷磺醯胺基。
脂肪族取代胺基之碳原子數較佳為1~10。脂肪族取代胺基例如有二甲基胺基、二乙基胺基及2-羧基乙基胺基。
脂肪族取代胺基甲醯基之碳原子數較佳為2~10。脂肪族取代胺基甲醯基例如有甲基胺基甲醯基及二乙基胺基甲醯基。
脂肪族取代胺磺醯基之碳原子數較佳為1~8。脂肪族取代胺磺醯基例如有甲基胺磺醯基及二乙基胺磺醯基。
脂肪族取代脲基之碳原子數較佳為2~10。脂肪族取代脲基例如有甲基脲基。
非芳香族性雜環基例如有哌啶基及嗎啉基。
由圓盤狀化合物所構成之DSP上昇劑的分子量較佳為300~800。
本發明中,除了前述圓盤狀化合物外,也可使用具有直線的分子結構之棒狀化合物。直線的分子結構係指熱力學上最安定的結構中,棒狀化合物之分子結構為直線者。熱力學上最安定的結構可藉由結晶結構解析或分子軌道計算而得到。例如使用分子軌道計算軟體(例如WinMOPAC2000、富士通(股)製)計算分子軌道,可得到化合物之生成熱成為最小之分子結構。分子結構為直線係指如上述計算所得之熱力學上最安定的結構中,以分子結構而言,主鏈之構成的角度為140度以上者。
棒狀化合物較佳為具有至少二個芳香族環者,具有至少二個芳香族環的棒狀化合物較佳為下述一般式(103)表示的化合物。
一般式(103):Ar1
-L1
-Ar2
上述一般式(103)中,Ar1
及Ar2
係分別獨立為芳香族基。
本說明書中,芳香族基係含有芳基(芳香族性烴基)、取代芳基、芳香族性雜環基及取代芳香族性雜環基。
芳基及取代芳基比芳香族性雜環基及取代芳香族性雜環基更佳。芳香族性雜環基的雜環一般為不飽和。芳香族性雜環較佳為5員環、6員環或7員環,更佳為5員環或6員環。芳香族性雜環一般具有最多的雙鍵。雜原子較佳為氮原子、氧原子或硫原子,更佳為氮原子或硫原子。
芳香族基的雜環例如有苯環、呋喃環、噻吩環、吡咯環、噁唑環、噻唑環、咪唑環、三唑環、吡啶環、嘧啶環及吡嗪環,特佳為苯環。
取代芳基及取代芳香族性雜環基之取代基,例如有鹵素原子(F、Cl、Br、I)、羥基、羧基、氰基、胺、烷基胺基(例如甲基胺基、乙基胺基、丁基胺基、二甲基胺基)、硝基、磺酸基、胺基甲醯基、烷基胺基甲醯基(例如N-甲基胺基甲醯基、N-乙基胺基甲醯基、N,N-二甲基胺基甲醯基)、胺磺醯基、烷基胺磺醯基(例如N-甲基胺磺醯基、N-乙基胺磺醯基、N,N-二甲基胺磺醯基)、脲基、烷基脲基(例如N-甲基脲基、N,N-二甲基脲基、N,N,N’-三甲基脲基)、烷基(例如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、庚基、辛基、異丙基、第二丁基、第三戊基、環己基、環戊基)、烯基(例如乙烯基、烯丙基、己烯基)、炔基(例如乙炔基、丁炔基)、醯基(例如甲醯基、乙醯基、丁醯基、己醯基、月桂醯基)、醯氧基(例如乙醯氧基、丁醯氧基、己醯氧基、月桂醯氧基)、烷氧基(例如甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊基氧基、庚基氧基、辛基氧基)、芳氧基(例如苯氧基)、烷氧基羰基(例如甲氧基羰基、乙氧基羰基、丙氧基羰基、丁氧基羰基、戊氧基羰基、庚氧基羰基)、芳氧基羰基(例如苯氧基羰基)、烷氧基羰基胺基(例如丁氧基羰基胺基、己氧基羰基胺基)、烷基硫基(例如甲基硫基、乙基硫基、丙基硫基、丁基硫基、戊基硫基、庚基硫基、辛基硫基)、芳基硫基(例如苯基硫基)、烷基磺醯基(例如甲基磺醯基、乙基磺醯基、丙基磺醯基、丁基磺醯基、戊基磺醯基、庚基磺醯基、辛基磺醯基)、醯胺基(例如乙醯胺基、丁醯胺基、己醯胺基、月桂醯胺基)及非芳香族性雜環基(例如嗎啉基、吡嗪基)。
取代芳基及取代芳香族性雜環基的取代基較佳為鹵素原子、氰基、羧基、羥基、胺基、烷基取代胺基、醯基、醯氧基、醯胺基、烷氧基羰基、烷氧基、烷基硫基及烷基。
烷基胺基、烷氧基羰基、烷氧基及烷基硫基之烷基部分與烷基可再具有取代基。烷基部分及烷基之取代基例如有鹵素原子、羥基、羧基、氰基、胺基、烷基胺基、硝基、磺酸基、胺基甲醯基、烷基胺基甲醯基、胺磺醯基、烷基胺磺醯基、脲基、烷基脲基、烯基、炔基、醯基、醯氧基、醯基胺基、烷氧基、芳氧基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、烷氧基羰基胺基、烷基硫基、芳基硫基、烷基磺醯基、醯胺基及非芳香族性雜環基。烷基部分及烷基之取代基例如有鹵素原子、羥基、胺基、烷基胺基、醯基、醯氧基、醯基胺基、烷氧基羰基及烷氧基。
一般式(103)中,L1
表示選自伸烷基、伸烯基、伸炔基、-O-、-CO-及此等之組合所成之基的二價連結基。
伸烷基可具有環狀結構。環狀伸烷基較佳為伸環己基,特佳為1,4-伸環己基。鏈狀伸烷基係直鏈狀伸烷基比具有支鏈之伸烷基更佳。
伸烷基的碳原子數較佳為1~20,更佳為1~15,更佳為1~10,更佳為1~8,最佳為1~6。
伸烯基及伸炔基係具有鏈狀結構比具有環狀結構者佳,而具有直鏈狀結構者比具有支鏈之鏈狀結構者更佳。
伸烯基及伸炔基的碳原子數較佳為2~10,更佳為2~8,更佳為2~6,更佳為2~4,最佳為2(伸乙烯或伸乙炔)。
伸芳基的碳原子數較佳為6~20,更佳為6~16,更佳為6~12。
一般式(103)的分子結構中,挾著L1
的狀態,Ar1
與Ar2
形成之角度較佳為140度以上。
棒狀化合物更佳為以下述一般式(104)所示的化合物。
一般式(104):Ar1
-L2
-X-L3
-Ar2
上述一般式(104)中,Ar1
及Ar2
係各自獨立為芳香族基。芳香族基的定義及例子係與一般式(103)的Ar1
及Ar2
相同。
一般式(104)中,L2
及L3
係各自獨立為選自伸烷基、-O-、-CO-及這些組合所成之基的二價連結基。
伸烷基係具有鏈狀結構者比具有環狀結構者更佳,具有直鏈狀結構者比具有支鏈之鏈狀結構者更佳。
伸烷基的碳原子數較佳為1~10,更佳為1~8,更佳為1~6,更佳為1~4,最佳為1或2(伸甲基或伸乙基)。
L2
及L3
較佳為-O-CO-或-CO-O-。
一般式(104)中,X為1,4-伸環己基、伸乙烯基或伸乙炔基。
一般式(103)或(104)表示之化合物的具體例有日本特開2004-109657號公報之[化1]~[化11]所記載的化合物。
其他較佳的化合物如以下所示。
溶液的紫外線吸收光譜中,最大吸收波長(λmax)比250nm更短波長的棒狀化合物可併用二種類以上。
棒狀化合物可藉由文獻記載的方法合成。文獻例如有Mol. Cryst. Liq. Cryst.,53卷,229頁(1979年)、同89卷,93頁(1982年),同145卷,111頁(1987年),同170卷、43頁(1989年)、J.Am.Chem.Soc.,113卷,1349頁(1991年),同118卷,5346頁(1996年),同92卷,1582頁(1970年),J.Org.Chem.,40卷,420頁(1975年),Tetrahedron,48卷16號,3437頁(1992年)。
(3.3)添加劑
以上的第1,第2光學補償層3,5中,為了得到本發明的效果,必要時可含有添加劑。添加劑無特別限定,較佳為選自芳香族末端聚酯系化合物、糖酯化合物、(甲基)丙烯酸系化合物、多元羧酸酯系化合物、乙醇酸酯系化合物、苯二甲酸酯系化合物、脂肪酸酯系化合物及多元醇酯系化合物、聚酯系可塑劑等。
(3.3.1)芳香族末端聚酯系化合物
本發明可使用下述一般式(I)表示之芳香族末端聚酯系化合物。
一般式(I)B-(G-A)n-G-B
(式中,B表示芳基羧酸殘基,G表示碳數2~12之烷二醇殘基或碳數6~12之芳基二醇殘基或碳數為4~12之氧基烷二醇殘基,A表示碳數4~12之伸烷基二羧酸殘基或碳數6~12之芳基二羧酸殘基,n表示1以上的整數。)
一般式(I)中,由B所示之芳基羧酸殘基與G所示之烷二醇殘基或氧基烷二醇殘基或芳基二醇殘基、A所示之伸烷基二羧酸殘基或芳基二羧酸殘基所構成者,藉由與一般之聚酯系化合物相同反應而得。
本發明所使用之芳香族末端聚酯系化合物之芳基羧酸成分,例如有苯甲酸、對第三丁基苯甲酸、鄰二甲苯酸、間二甲苯酸、對二甲苯酸、二甲基苯甲酸、乙基苯甲酸、正丙基苯甲酸、胺基苯甲酸、乙醯氧基苯甲酸等,此等可以各自1種或2種以上之混合物形態來使用。
本發明可使用之芳香族末端聚酯系化合物之碳數2~12的烷二醇成分,例如有乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,2-丙二醇、2-甲基1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇(新戊二醇)、2,2-二乙基-1,3-丙二醇(3,3-二羥甲基戊烷)、2-n-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇(3,3-二羥甲基庚烷)、3-甲基-1,5-戊二醇1,6-己二醇、2,2,4-三甲基1,3-戊二醇、2-乙基1,3-己二醇、2-甲基1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇、1,12-十八烷二醇等,此等二醇可以1種或2種以上的混合物形態來使用。
特別是碳數2~12之烷二醇與纖維素酯的相溶性優異,故特別理想。
此外,上述芳香族末端聚酯係化合物之碳數4~12的氧基烷二醇類成分,例如有二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、二丙二醇、三丙二醇等,此等之二醇可以1種或2種以上之混合物形態來使用。
芳香族末端聚酯係化合物之碳數4~12的伸烷基二羧酸成分,例如有琥珀酸、馬來酸、富馬酸、戊二酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、十二烷二羧酸等,此等可各自1種或2種以上之混合物形式來使用。
碳數6~12的伸芳基二羧酸成分,例如有苯甲二酸、對苯甲二酸、間苯二甲酸、1,5萘二羧酸、1,4萘二羧酸等。
本發明使用的芳香族末端聚酯係化合物係n為1以上100以下較佳,數目平均分子量較佳為300~1500,更佳為400~1000的範圍。
又,其酸價為0.5mgKOH/g以下,羥基價為25mgKOH/g以下,更佳為酸價係0.3mgKOH/g以下,羥基價為15mgKOH/g以下。
本發明之一般式(I)表示之芳香族末端聚酯係化合物係相對於纖維素酯,較佳為含有0.5~30質量%。
以下表示本發明可使用之芳香族末端聚酯系化合物之具體的化合物,但是本發明不受此限。
以下說明知添加劑適合用於本發明之第1及第2光學補償層。
(3.3.2)糖酯化合物
本發明之第1,第2光學補償層3、5可含有具有1個以上12個以下之吡喃糖結構或呋喃糖結構之至少1種,且其結構之OH基的全部或一部分經酯化的酯化合物(糖酯化合物)。
酯化的比例較佳為存在於吡喃糖結構或呋喃糖結構內之OH基的70%以上。
本發明中,酯化合物統稱也稱為糖酯化合物。
本發明之酯化合物,例如有以下者,但本發明並非限定於此等者。
例如有葡萄糖、半乳糖、甘露糖、果糖、木糖、或阿拉伯糖、乳糖、蔗糖、蔗果四糖、1F-果糖基蔗果四糖、水蘇糖、麥芽糖醇、乳糖醇、乳果糖(lactulose)、纖維雙糖、麥芽糖、纖維丙糖、麥芽三糖、棉子糖或蔗果三糖。
其他例如有龍膽二糖、龍膽三糖、龍膽四糖、木三糖、半乳糖基蔗糖等。
此等化合物中,特佳為具有呋喃糖結構與吡喃糖結構兩者的化合物。
例如較佳為庶糖、庶果三糖、庶果四糖、1F-果糖基蔗果四糖、水蘇糖,更佳為庶糖。
本發明之吡喃糖結構或呋喃糖結構中之OH基全部或一部份進行酯化所使用的單羧酸,無特別的限制,可使用公知的脂肪族單羧酸、脂環族單羧酸、芳香族單羧酸等。所使用的羧酸可為1種,或2種以上之混合。
較佳的脂肪族單羧酸例如有乙酸、丙酸、丁酸、異丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、2-乙基-己烷羧酸、十一烷酸、十二烷酸、十三烷酸、十四烷酸、十五烷酸、十六烷酸、十七烷酸、十八烷酸、十九烷酸、二十烷酸、二十二烷酸、二十四烷酸、二十六烷酸、二十七烷酸、二十八烷酸、三十烷酸、三十二烷酸等之飽和脂肪酸、十一碳烯酸、油酸、山梨酸、亞油酸、亞麻酸、花生浸烯酸、辛烯酸等之不飽和脂肪酸等。
較佳的脂環族單羧酸例如有乙酸、環戊烷羧酸、環己烷羧酸、環辛烷羧酸、或彼等的衍生物。
較佳的芳香族單羧酸例如有苯甲酸、甲苯酸等之苯甲酸之苯環上導入烷基、烷氧基之芳香族單羧酸、肉桂酸、二苯基乙醇酸、聯苯羧酸、萘羧酸、萘滿羧酸等具有2個以上之苯環的芳香族單羧酸、或彼等的衍生物,更具體而言,例如有二甲基苯甲酸、二甲基苯基酸、二甲基苯甲酸、連三甲苯酸、γ-異杜基酸、杜基酸、米酮酸、α-異杜基酸、枯茗酸、α-甲苯酸、氫化阿托酸、阿托酸、氫化肉桂酸、水楊酸、o-茴香酸、m-茴香酸、p-茴香酸、染酚酸、o-高水楊酸、m-高水楊酸、p-高水楊酸、o-焦兒茶酸、β-間苯二酚酸、香草酸、異香草酸、藜蘆酸、o-藜蘆酸、没食子酸、細辛酸、苦杏仁酸、高茴香酸、高香草酸、高藜蘆酸、o-高藜蘆酸、酞酮酸、p-闊馬酸,特佳為苯甲酸。
寡糖的酯化化合物適合作為本發明之具有1~12個呋喃糖結構或吡喃糖結構的至少1種的化合物使用。
寡糖係使澱粉、蔗糖等與澱粉酶等酵素作用所製造者,可適用於本發明之寡糖例如有麥芽寡糖、異麥芽寡糖、果寡糖、乳寡糖、木寡糖。
此外,前述酯化合物係1個以上12個以下之下述一般式(A)所表示之吡喃糖結構或呋喃糖結構之至少1種進行縮合後的化合物。但是R11
~R15
、R21
~R25
表示碳數2~22的醯基或氫原子,m、n係各自表示0~12的整數,m+n係表示1~12的整數。
R11
~R15
、R21
~R25
較佳為苯甲醯基、氫原子。苯甲醯基可再具有取代基R26
(p為0~5),例如有烷基、烯基、烷氧基、苯基,此等之烷基、烯基、苯基可再具有取代基。寡糖也可使用與本發明之酯化合物同樣的方法來製造。
以下舉本發明之酯化合物的具體例,但本發明不限於此。
本發明之纖維素酯薄膜(第1、第2光學補償層3、5)為了抑制相位差值之變動,使顯示品質安定化時,含有纖維素酯薄膜之0.5~30質量%,特佳為含有5~30質量%之本發明的糖酯化合物。
(3.3.3)(甲基)丙烯酸系化合物
本發明用的(甲基)丙烯酸系化合物係含於光學補償薄膜時,較佳為對於延伸方向,顯示負之雙折射性之功能,而構造無特別限定,較佳為使乙烯性不飽和單體進行聚合所得之重量平均分子量為500以上30000以下的聚合物。
((甲基)丙烯酸系化合物之雙折射性試驗法)
將(甲基)丙烯酸系聚合物(化合物)溶解於溶劑中,進行鑄造製膜後,經加熱乾燥,對於透過率80%以上之薄膜進行雙折射性評價。
阿貝折射率計-4T(Atago公司製)使用多波長光源進行折射率測定。延伸方向之折射率為ny及正交之面內方向之折射率為nx。550nm之各折射率,對於(ny-nx)<0的薄膜,其中(甲基)丙烯酸系聚合物對於延伸方向判斷為負的雙折射性。
本發明用之重量平均分子量為500以上30000以下之(甲基)丙烯酸系聚合物可為側鏈上具有芳香環之(甲基)丙烯酸系聚合物或側鏈上具有環己基之(甲基)丙烯酸系聚合物。
該聚合物之重量平均分子量為500以上30000以下者,且藉由控制該聚合物的組成,例如光學補償薄膜為本發明中特佳之纖維素酯薄膜時,可提高該纖維素酯與該聚合物的相溶性。
側鏈上具有芳香環之(甲基)丙烯酸系聚合物或側鏈上具有環己基之(甲基)丙烯酸系聚合物較佳為重量平均分子量為500以上10000以下者時,除了上述外,顯示製膜後之纖維素酯薄膜的透明性優異、透濕度也極低、作為偏光板用保護薄膜之優異的性能。
該聚合物係重量平均分子量為500以上30000以下,因此可能是在於寡聚物至低分子量聚合物之間者。合成這種聚合物時,一般的聚合很難控制分子量,較佳為使用使分子量不會太大的方法,且盡可能使分子量整齊一致的方法。
特別是本發明之光學補償薄膜所用的(甲基)丙烯酸系聚合物較佳為分子內不具有芳香環與羥基之乙烯性不飽和單體Xa與分子內不具有芳香環,具有羥基之乙烯性不飽和單體Xb與排除Xa、Xb之可共聚合之乙烯性不飽和單體進行共聚合所得之重量平均分子量2000以上30000以下的聚合物X,或不具有芳香環之乙烯性不飽和單體Ya與可與Ya共聚合之乙烯性不飽和單體進行聚合所得之重量平均分子量500以上3000以下的聚合物Y。
[聚合物X、聚合物Y]
調整本發明之光學補償薄膜之Ro及Rth的方法,較佳為含有分子內不具有芳香環與羥基之乙烯性不飽和單體Xa、與分子內不具有芳香環,具有羥基之乙烯性不飽和單體Xb與排除Xa、Xb之可共聚合之乙烯性不飽和單體進行共聚合所得之重量平均分子量2000以上30000以下之高分子量的聚合物X,更佳為不具有芳香環之乙烯性不飽和單體Ya與可與Ya共聚合之乙烯性不飽和單體進行聚合所得之重量平均分子量500以上3000以下之低分子量的聚合物Y。
本發明所使用的聚合物X係分子內不具有芳香環與親水性基之乙烯性不飽和單體Xa與分子內不具有芳香環而具有羥基之乙烯性不飽和單體Xb與排除Xa、Xb之可共聚合之乙烯性不飽和單體進行共聚合所得之重量平均分子量2000以上30000以下的聚合物。
較佳為Xa係分子內不具有芳香環與羥基之丙烯酸或甲基丙烯酸單體,Xb係分子內不含有芳香環而具有羥基之丙烯酸或甲基丙烯酸單體。
本發明所使用的聚合物X係以下述一般式(X)表示。
一般式(X)
-[Xa]m-[Xb]n-[Xc]p-
上述一般式(X)中,Xa係表示分子內不具有芳香環與羥基之乙烯性不飽和單體,Xb係表示分子內不具有芳香環,而具有羥基之乙烯性不飽和單體,Xc係表示排除Xa、Xb之可共聚合之乙烯性不飽和單體。m、n及p係分別表示莫耳組成比。但是m≠0、n≠0、m+n+p=100。
本發明使用之聚合物X較佳為下述一般式(X-1)表示的聚合物。
一般式(X-1)
-[CH2
-C(-R1)(-CO2
R2)]m-[CH2
-C(-R3)(-CO2
R4-OH)-]n-[Xc]p-
上述一般式(X-1)中,R1、R3係分別表示氫原子或甲基。R2係表示碳數1~12的烷基或環烷基。R4係表示-CH2
-、-C2
H4
-或-C3
H6
-。Xc係表示可與[CH2
-C(-R1)(-CO2
R2)]或[CH2
-C(-R3)(-CO2
R4-OH)-]聚合之單體單位。m、n及p係表示莫耳組成比。但是m≠0、n≠0、m+n+p=100。
構成本發明所使用之聚合物X之單體單位的單體如下述所示,但不限於此。
X中,羥基係指不僅是羥基,也包括具有環氧乙烷鏈的基。
分子內不具有芳香環與羥基之乙烯性不飽和單體Xa,例如有丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯(i-、n-)、丙烯酸丁酯(n-、i-、s-、t-)、丙烯酸戊酯(n-、i-、s-)、丙烯酸己酯(n-、i-)、丙烯酸庚酯(n-、i-)、丙烯酸辛酯(n-、i-)、丙烯酸壬酯(n-、i-)、丙烯酸十四烷酯(n-、i-)、丙烯酸(2-乙基己酯)、丙烯酸(ε-己內酯)等或將上述丙烯酸酯改變成甲基丙烯酸酯者。其中較佳為丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯(i-、n-)。
分子內不具有芳香環,而具有羥基之乙烯性不飽和單體Xb係具有羥基之單體單位較佳為丙烯酸或甲基丙烯酸酯,例如有丙烯酸(2-羥基乙酯)、丙烯酸(2-羥基丙酯)、丙烯酸(3-羥基丙酯)、丙烯酸(4-羥基丁酯)、丙烯酸(2-羥基丁酯),或將此等丙烯酸置換成甲基丙烯酸者,較佳為丙烯酸(2-羥基乙酯)及甲基丙烯酸(2-羥基乙酯)、丙烯酸(2-羥基丙酯)、丙烯酸(3-羥基丙酯)。
Xc只要是Xa、Xb以外的單體,且可共聚合之乙烯性不飽和單體時,即無特別限定,較佳為不具有芳香環者。
Xa及Xb之莫耳組成比m:n較佳為99:1~65:35的範圍,更佳為95:5~75:25的範圍。Xc之p係0~10。Xc可為複數之單體單位。
Xa的莫耳組成比較多時,雖然與纖維素酯之相溶性較佳,但薄膜厚度方向之延遲值Rth會變大。Xb之莫耳組成比較多時,上述相溶性會變差,但降低Rth之效果較高。
Xb之莫耳組成比超過上述範圍時,在製膜時有產生霧度的傾向,為了此等之最佳化,較佳為決定Xa、Xb之莫耳組成比。
高分子量之聚合物X的分子量係重量平均分子量5000以上30000以下,更佳為8000以上25000以下。
重量平均分子量設定為5000以上,可得到光學補償薄膜於高溫高濕下之尺寸變化較少,作為偏光板保護薄膜時捲曲較少等優點,故較佳。
重量平均分子量為30000以下時,可提高與纖維素酯之相溶性,可抑制於高溫高濕下之滲出,且可抑制於剛製膜後之霧度產生。
本發明使用之聚合物X之重量平均分子量可由公知的分子量調節方法調整。這種分子量調節方法例如有添加四氯化碳、月桂基硫醇、巰基乙酸辛酯等連鏈移動劑的方法等。
聚合溫度一般為室溫至130℃,較佳為50℃至100℃下進行,但可調整此溫度或聚合反應時間。
平均分子量之測定方法係在(3.1.1)中,可使用上述的方法。
本發明所使用之低分子量的聚合物Y為不具有芳香環之乙烯性不飽和單體Ya進行聚合所得之重量平均分子量500以上3000以下的聚合物。重量平均分子量500以上時,聚合物的殘留單體會減少,故較佳。
又,3000以下時,可維持延遲值Rth降低性能,故較佳。Ya較佳為不具有芳香環之丙烯酸或甲基丙烯酸單體。
本發明使用之聚合物Y係以下述一般式(Y)表示。
一般式(Y)
-[Ya]k-[Yb]q-
上述一般式(Y)中,Ya係表示不具有芳香環之乙烯性不飽和單體,Yb係表示可與Ya共聚合之乙烯性不飽和單體。k及q係分別表示莫耳組成比。但是k≠0、q≠0、k+q=100。
本發明使用之聚合物Y,更佳為下述一般式(Y-1)表示的聚合物。
一般式(Y-1)
-[CH2
-C(-R5)(-CO2
R6)]k-[Yb]q-
上述一般式(Y-1)中,R5係分別表示氫原子或甲基。R6係表示碳數1~12之烷基或環烷基。Yb係表示可與[CH2
-C(-R5)(-CO2
R6)]共聚合之單體單位。k及q係分別表示莫耳組成比。但是k≠0、q≠0、k+q=100。
Yb只要是可與Ya之[CH2
-C(-R5)(-CO2
R6)]共聚合之乙烯性不飽和單體時,無特別限定。Yb可為複數。k+q=100,q較佳為1~30。
構成不具芳香環之乙烯性不飽和單體經聚合所得之聚合物Y的乙烯性不飽和單體Ya為丙烯酸酯時,例如有丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯(i-、n-)、丙烯酸丁酯(n-、i-、s-、t-)、丙烯酸戊酯(n-、i-、s-)、丙烯酸己酯(n-、i-)、丙烯酸庚酯(n-、i-)、丙烯酸辛酯(n-、i-)、丙烯酸壬酯(n-、i-)、丙烯酸十四烷酯(n-、i-)、丙烯酸環己基、丙烯酸(2-乙基己酯)、丙烯酸(ε-己內酯)、丙烯酸(2-羥基乙酯)、丙烯酸(2-羥基丙酯)、丙烯酸(3-羥基丙酯)、丙烯酸(4-羥基丁酯)、丙烯酸(2-羥基丁酯);甲基丙烯酸酯時,例如有為將上述丙烯酸酯改變成甲基丙烯酸酯者;不飽和酸時,例如有丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸酐、巴豆酸、衣康酸等。
Yb只要是可與Ya共聚合之乙烯性不飽和單體時,即無特別限定,乙烯酯例如有較佳為乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、戊酸乙烯酯、三甲基乙酸乙烯酯、己酸乙烯酯、癸酸乙烯酯、十二烷酸乙烯酯、十四烷酸乙烯酯、十六烷酸乙烯酯、硬脂酸乙烯酯、環己烷羧酸乙烯酯、辛酸乙烯酯、甲基丙烯酸乙烯酯、巴豆酸乙烯酯、山梨酸乙烯酯、肉桂酸乙烯酯等。Yb可為複數。
合成聚合物X、Y時,一般的聚合很難控制分子量,以不會使分子量過大的方法,且儘可能使分子量整齊一致的方法為佳。
此種聚合方法例如有使用如枯烯過氧化物或第三丁基氫過氧化物之過氧化物聚合起始劑的方法、使用比一般的聚合更多量之聚合起始劑的方法、除聚合起始劑外使用氫硫基化合物或四氯化碳等連鏈移動劑的方法、除聚合起始劑外使用如苯醌或二硝基苯之聚合抑制劑的方法、尚有使用如日本特開2000-128911號或日本特開2000-344823號公報之具有1個硫醇與2級羥基的化合物、或併用該化合物與有機金屬化合物之聚合觸媒的塊狀聚合方法等,皆可用於本發明。
特別,聚合物Y是以分子中具有硫醇基與2級羥基之化合物作為連鏈移動劑使用的聚合方法為佳。此時,聚合物Y的末端成為具有因聚合觸媒及連鏈移動劑所產生的羥基、硫醚。可藉此末端殘基調整聚合物Y與纖維素酯的相溶性。
聚合物X及Y的羥基價較佳為30~150[mgKOH/g]。
(羥基價的測定方法)
羥基價的測定係依據JIS K 0070(1992)。此羥基價係定義為將試料1g進行乙醯基化時,中和與羥基結合之乙酸所需之氫氧化鉀的mg數。
具體而言,於燒瓶中精秤試料Xg(約1g)後,於其中正確添加乙醯基化試藥(乙酸酐20ml中添加吡啶成為400ml者) 20ml。燒瓶口裝設空氣冷卻管,以95~100℃的甘油浴加熱。1小時30分後,進行冷卻,由空氣冷卻管添加純水1ml,使乙酸酐分解成乙酸。
其次,使用電位差滴定裝置,以0.5mol/L氫氧化鉀乙醇溶液進行滴定,所得之滴定曲線之反曲點(inflection point)當作終點。
空白試驗為以不添加試料進行滴定,得到滴定曲線之反曲點。羥基價係藉由下式計算得到。
羥基價={(B-C)×f×28.05/X}+D
式中,B係表示空白試驗所使用之0.5mol/L之氫氧化鉀乙醇溶液的量(ml),C係表示用於滴定之0.5mol/L之氫氧化鉀乙醇溶液的量(ml),f係表示0.5mol/L氫氧化鉀乙醇溶液的參數(factor),D表示酸價,此外,28.05係表示氫氧化鉀之1mol量56.11的1/2。
上述聚合物X、聚合物Y均與纖維素酯之相溶性優異、無蒸發或揮發,生產性優異,作為偏光板用保護薄膜之保留性佳、透濕度小、尺寸安定性優異。
聚合物X與聚合物Y之光學補償薄膜中的含量係當聚合物X的含量為Xg(質量%=(聚合物X之質量/纖維素酯之質量)×100,聚合物Y的含量為Yg(質量%)時,較佳為滿足下述式(i)、式(ii)的範圍者。
式(i) 5≦Xg+Yg≦35(質量%)
式(ii) 0.05≦Yg/(Xg+Yg)≦0.4
式(i)之(Xg+Yg)的較佳範圍為10~35質量%。
聚合物X與聚合物Y係相對於纖維素酯全質量,以總量表示為5質量%以上時,對於調整延遲值Rth有充分的作用。此外,以總量表示為35質量%以下時,與偏光子PVA之黏著性優良。
聚合物X與聚合物Y係作為構成後述之膠漿液之原料,可直接添加、溶解,或預先溶解於溶解有纖維素酯之有機溶劑後添加於膠漿液中。
(3.4)紫外線吸收劑
第1、第2光學補償層3、5可含有紫外線吸收劑。紫外線吸收劑係吸收400nm以下的紫外線,以提高耐久性為目的,特別是波長370nm之透過率較佳為10%以下,更佳為5%以下,更佳為2%以下。
本發明所使用之紫外線吸收劑並無特別限定,例如有氧基二苯甲酮系化合物、苯並三唑系化合物、水楊酸酯系化合物、二苯甲酮系化合物、氰丙烯酸酯系化合物、三嗪系化合物、鎳錯鹽系化合物、無機粉體等。
例如有5-氯-2-(3,5-二-第二丁基-2-羥基苯基)-2H-苯並三唑、(2-2H-苯並三唑-2-基)-6-(直鏈及側鏈十二基)-4-甲基苯酚、2-羥基-4-苄氧基二苯甲酮、2,4-苄氧基二苯甲酮等,此外例如有Tinubin109、Tinubin171、Tinubin234、Tinubin326、Tinubin327、Tinubin328等之Tinubin類,此等均為Ciba Japan(股)公司製之市售品,均可使用。
適合本發明使用之紫外線吸收劑係苯並三唑系紫外線吸收劑、二苯甲酮系紫外線吸收劑、三嗪系紫外線吸收劑,特佳為苯並三唑系紫外線吸收劑、二苯甲酮系紫外線吸收劑。
例如,苯並三唑系紫外線吸收劑可使用下述一般式(d)所示之化合物。
式中,R1
、R2
、R3
、R4
及R5
可相同或相異,表示氫原子、鹵原子、硝基、羥基、烷基、烯基、芳基‧烷氧基、醯氧基、芳氧基、烷基硫基、芳基硫基、單或二烷基胺基、醯基胺基或5~6員之雜環基,R4
與R5
進行閉環可形成5~6員的碳環。
又,上述記載之此等之基可具有任意的取代基。
以下,例舉本發明所使用之苯並三唑系紫外線吸收劑之具體例,但是本發明並非限定於此等。
UV-1:2-(2'-羥基-5'-甲基苯基)苯並三唑
UV-2:2-(2'-羥基-3',5'-二第三丁基苯基)苯並三唑
UV-3:2-(2'-羥基-3'-第三丁基-5'-甲基苯基)苯並三唑
UV-4:2-(2'-羥基-3',5'-二第三丁基苯基)-5-氯苯並三唑
UV-5:2-(2'-羥基-3'-(3",4",5",6"-四氫苯二甲醯亞胺甲基)-5'-甲基苯基)苯並三唑
UV-6:2,2-亞甲基雙(4-(1,1,3,3-四甲基丁基)-6-(2H-苯並三唑-2-基)苯酚)
UV-7:2-(2'-羥基-3'-第三丁基-5'-甲基苯基)-5-氯苯並三唑
UV-8:2-(2H-苯並三唑-2-基)-6-(直鏈及側鏈十二基)-4-甲基苯酚(TINUVIN 171)
UV-9:辛基-3-[3-第三丁基-4-羥基-5-(氯-2H-苯並三唑-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-2H-苯並三唑-2-基)苯基]丙酸酯之混合物(TINUVIN 109)
此外,二苯甲酮系紫外線吸收劑較佳為使用下述一般式(e)表示之化合物。
式中,Y係表示示氫原子、鹵原子或烷基、烯基、烷氧基及苯基,此等烷基、烯基及苯基可具有取代基。A係表示氫原子、烷基、烯基、苯基、環烷基、烷基羰基、烷基磺醯基或-CO(NH)n
-1-D基,D係表示烷基、烯基或可具有取代基之苯基。M及n係表示1或2。
上述中,烷基例如有表示碳數24為止之直鏈或支鏈的脂肪族基,而烷氧基例如有表示碳數18為止之烷氧基,烯基例如有表示碳數16為止之烯基、烯丙基、2-丁烯基等。又,烷基、烯基、苯基之取代基,其中鹵原子例如有氯原子、溴原子、氟原子等、羥基、苯基(此苯基可為烷基或鹵原子等取代)等。
以下表示一般式(e)所示之二苯甲酮系紫外線吸收劑的具體例,但是本發明並非限定於此等。
UV-10:2,4-二羥基二苯甲酮
UV-11:2,2'-二羥基-4-甲氧基二苯甲酮
UV-12:2-羥基-4-甲氧基-5-磺基二苯甲酮
UV-13:雙(2-甲氧基-4-羥基-5-苯醯基苯基甲烷)
此外,具有1,3,5-三嗪環之化合物等的圓盤狀化合物也適合可作為紫外線吸收劑使用。
本發明之第1、第2光學補償薄膜3,5可含有2種以上之紫外線吸收劑為佳。
又,紫外線吸收劑使用高分子紫外線吸收劑較佳,特佳為使用日本特開平6-148430號記載之聚合物型的紫外線吸收劑。
紫外線吸收劑之添加方法係將紫外線吸收劑溶解於甲醇、乙醇、丁醇等之醇或二氯甲烷、乙酸甲酯、丙酮,二氧雜環戊烷(dioxolane)等之有機溶劑或此等混合溶劑後,添加於膠漿中,或直接添加於膠漿組成中。如無機粉體般不溶解於有機溶劑者,可在有機溶劑與纖維素酯中使用溶解器或砂磨機分散後,添加於膠漿中。
紫外線吸收劑之使用量係依紫外線吸收劑的種類、使用條件等而異,光學補償薄膜(光學補償層3,5)之乾燥膜厚為30~200μm時,相對於光學補償薄膜,較佳為0.5~1O質量%,更佳為0.6~4質量%。
(3.5氧化防止劑)
氧化防止劑也稱為劣化防止劑。當液晶圖像顯示裝置等處於高濕高溫的狀態時,有時作為光學補償薄膜之第1、第2光學補償層會產生劣化。氧化防止劑係具有例如減緩或防止因光學補償薄膜中殘留溶劑量之鹵素或磷酸系可塑劑之磷酸等,造成光學補償薄膜分解的功能,因此含於前述光學補償薄膜中較佳。
此種防氧化劑較佳為使用受阻酚系的化合物,例如有2,6-二-第三丁基對甲酚、季戊四醇基-四[3-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]、三乙二醇-雙[3-(3-第三丁基-5-甲基-4-羥基苯基)丙酸酯]、1,6-己二醇雙[3-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]、2,4-雙-(正辛基硫代)-6-(4-羥基-3,5-二-第三丁基苯胺基)-1,3,5-三嗪、2,2-硫代-二亞乙基雙[3-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]、十八基-3-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)丙酸酯、N,N'-亞己基雙(3,5-二-第三丁基-4-羥基-氫肉桂醯胺)、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二-第三丁基-4-羥基苄基)苯、三(3,5-二-第三丁基-4-羥基苄基)-異氰尿酸酯等。特佳為2,6-二-第三丁基-對甲酚、季戊四醇基-四[3-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]、三乙二醇雙[3-(3-第三丁基-5-甲基-4-羥基苯基)丙酸酯]。又,可併用例如N,N'-雙[3-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)丙醯基]肼等之肼系之金屬惰性劑或三(2,4-二-第三丁基苯基)亞磷酸酯(phosphite)等之磷系加工安定劑。
此等化合物之添加量係相對於纖維素衍生物,以質量比例表示較佳為1ppm~1.0%,更佳為10~1000ppm。
(3.6粒子)
本發明之第1、第2光學補償薄膜3,5較佳為含有微粒子。
本發明所使用的微粒子,其中無機化合物例如有二氧化矽、二氧化鈦、氧化鋁、氧化鋯、碳酸鈣、滑石、黏土、燒成陶土、燒成矽酸鈣、水合矽酸鈣、矽酸鋁、矽酸鎂及磷酸鈣。微粒子係含有矽者濁度變低,故較佳,特佳為二氧化矽。
微粒子之一次粒子的平均粒徑較佳為5~400nm,更佳為10~300nm。此等可含有主要粒徑0.05~0.3μm的2次凝聚物,平均粒徑100~400nm的粒子時,不會凝集,也可含有作為一次粒子。光學補償薄膜3、5中之此等微粒子的含量較佳為0.01~1質量%,特佳為0.05~0.5質量%。藉由共流延法之多層構成的光學補償薄膜3、5時,在表面含有此添加量的微粒子較佳。
二氧化矽的微粒子可使用例如以AEROSIL R972、R972V、R974、R812、200、200V、300、R202、OX50、TT600(以上日本AEROSIL(股)製)的商品名販售者。
氧化鋯的微粒子可使用例如以AEROSIL R976及R811(以上日本AEROSIL(股)製)的商品名販售者。
聚合物例如有聚矽氧烷樹脂、氟樹脂及丙烯酸樹脂。較佳為聚矽氧烷樹脂,特佳為具有三維的網狀構造者,可使用例如以Tospear 103、Tospear 105、Tospear 108、Tospear 120、Tospear 145、Tospear 3120及Tospear 240(以上為東芝聚矽氧烷(股)製)的商品名市售者。
其中,AEROSIL 200V、AEROSIL R972V保持低光學補償薄膜的濁度,而且降低摩擦係數的效果大,故特別適用。本發明使用之光學補償薄膜3、5之至少一之面的動摩擦係數較佳為0.2~1.0。
各種添加劑可分批添加於含有製膜前之纖維素酯的溶液的膠漿中,或另外準備添加劑溶解液,進行聯機(in line)添加。特別是為了減少微粒子對過濾材之負荷,以一部份或全量進行聯機添加較佳。
添加劑溶解液進行聯機添加時,為了提高與膠漿之混合性,以溶解少量纖維素酯者為佳。較佳之纖維素酯的量係相對於溶劑100質量份為1~10質量份,較佳為3~5質量份。
本發明中,為了進行聯機添加、混合,較佳為使用例如靜態型混合攪拌器(Toray工程公司製)、SWJ(Toray靜止型管內混合器Hi-Mixer)等的聯機混合器等。
(3.7)光學補償薄膜之製造方法
其次,說明本發明之第1、第2光學補償層3、5之光學補償薄膜的製造方法。
光學補償薄膜可使用以溶液流延法所製造的薄膜,或以溶融流延法所製造的薄膜。
本發明之光學補償薄膜之製造係藉由以下的步驟來進行,將纖維素酯及添加劑溶解於溶劑中以調製膠漿(dope)的步驟,將膠漿流延至無限移動之循環金屬支持體上的步驟,使流延的膠漿以纖維網(web)進行乾燥的步驟,從金屬支持體剝離的步驟、延伸或寬度保持的步驟、再進一步乾燥之步驟、捲取加工完成的薄膜之步驟。
說明調製膠漿的步驟。膠漿中之纖維素酯的濃度係雖然較濃者可減低流延在金屬支持體上後的乾燥負荷,故較佳,但若纖維素酯的濃度太濃時,過濾時的負荷增加,過濾精度變差。兼具此等的濃度,較佳為10~35質量%,更佳為15~25質量%。
膠漿所用的溶劑可單獨使用或可併用2種以上,但從生產效率的觀點,較佳為混合使用纖維素酯的良溶劑與不良溶劑,從纖維素酯的溶解性的觀點,良溶劑較多者為佳。良溶劑與不良溶劑的混合比率之較佳範圍係良溶劑為70~98質量%,不良溶劑為2~30質量%。所謂的良溶劑、不良溶劑係指能單獨溶解所使用之纖維素酯者定義為良溶劑,單獨產生膨潤或不能溶解者定義為不良溶劑。因此,因纖維素酯之平均乙醯化度(乙醯基取代度)時,良溶劑、不良溶劑會改變,例如以丙酮作為溶劑使用時,在纖維素酯之乙酸酯(乙醯基取代度2.4)、纖維素乙酸酯丙酸酯成為良溶劑,而纖維素之乙酸酯(乙醯基取代度2.8)則成為不良溶劑。
本發明使用之良溶劑無特別限定,例如有二氯甲烷等之有機鹵化合物或二氧雜環戊烷類、丙酮、醋酸甲酯、乙醯醋酸甲酯等。特佳為二氯甲烷或醋酸甲酯。
又,本發明使用之不良溶劑無特別限定,例如較為使用甲醇、乙醇、正丁醇、環己烷、環己酮等。又,於膠漿中較佳為含有0.01~2質量%的水。另外,纖維素酯之溶解時所用的溶劑係回收在薄膜製膜步驟,藉由乾燥由薄膜中去除的溶劑,將此再利用來使用。回收溶劑中,可含有微量之添加於纖維素酯的添加劑,例如可塑劑、紫外線吸收劑、聚合物、單體成分等,但即含有此等也可再利用,且必要時可純化後再利用。
調製上述記載之膠漿時之纖維素酯的溶解方法,可使用一般的方法。組合加熱與加壓時,可加熱至常壓之沸點以上。以溶劑之常壓下的沸點以上,且加壓下溶劑不會沸騰之範圍的溫度進行加熱同時攪拌溶解時,因為可防止凝膠或被稱為mamaco的塊狀未溶解物的發生,故較佳。此外,較佳為使用將纖維素酯與不良溶劑混合而使其濕潤或膨潤後,再添加良溶劑進行溶解的方法。
加壓可藉由壓入氮氣等惰性氣體的方法、或藉由加熱使溶劑之蒸氣壓上昇的方法來進行加壓。加熱係由外部進行者為佳,例如夾套型者因容易控制溫度,故較佳。
添加溶劑之加熱溫度係從纖維素酯之溶解性的觀點,較高者較佳,但是加熱溫度過高時,因必須的壓力變大,生產性變差。較佳加熱溫度為45~120℃,更佳為60~110℃,更佳為70℃~105℃。又,壓力可調整至在設定溫度,且溶劑不會沸騰的狀態。
或也可使用冷卻溶解法,藉此可使纖維素酯溶解於醋酸甲酯等的溶劑中。
接著,使用濾紙等適當的過濾材過濾此纖維素酯溶液。過濾材為了去除不溶物等,較佳為使用絕對過濾精度較小者,但是絕對過濾精度過小時,有過濾材容易發生阻塞的問題。因此,較佳為絕對過濾精度0.008mm以下的濾材,更佳為0.001~0.008mm的濾材,更佳為0.003~0.006mm的濾材。
濾材的材質無特別限定,可使用通常的濾材,但是聚丙烯、鐵弗龍(註冊商標)等的塑膠製濾材、或不銹鋼等的金屬製濾材因無纖維脫落等,故較佳。藉由過濾去除、降低原料之纖維素酯中所含有的雜質,特別是亮點異物較佳。
所謂的亮點異物係指將2片偏光板以正交尼科耳狀態配置,其中間放置光學薄膜等,從一方的偏光板側照射光線,由另一方的偏光板側觀察時,因從相反側之漏光,而可看見的點(異物),直徑為0.01mm以上的亮點數較佳為200個/cm2
以下。更佳為100個/cm2
以下,更佳為50個/m2
以下,特佳為0~10個/cm2
以下。此外,0.01mm以下的亮點也以較少者為佳。
膠漿的過濾可藉由通常的方法來進行,但是在溶劑之常壓之沸點以上,且在加壓下溶劑不會沸騰之範圍之溫度進行加熱,同時過濾的方法,其過濾前後之液壓差(稱為差壓)之上升較小較佳。較佳的溫度為45~120℃,更佳為45~70℃,更佳為45~55℃。
濾壓係較小較佳。濾壓較佳為1.6MPa以下,更佳為1.2MPa以下,更佳為1.0MPa以下。
在此說明膠漿的流延。
流延(cast)步驟中的金屬支持體較佳為表面經鏡面加工者,金屬支持體可使用不銹鋼帶或鑄物的表面經鍍層加工的滾筒。流延的寬度可為1~4m。流延步驟之金屬支持體的表面溫度為-50℃~未達溶劑之沸點的溫度,而溫度較高時,可使纖維網的乾燥速度變快,較理想,但若溫度太高時,纖維網會發泡,或平面性會變差。較佳的支持體溫度為0~40℃,更佳為5~30℃。或藉由冷卻使纖維網凝膠化,在含有許多殘留溶劑的狀態下,從滾筒剝離的方法也為理想的方法。控制金屬支持體之溫度的方法無特別限定,有噴吹熱風或冷風的方法,或使溫水接觸金屬支持體的內側的方法。使用熱水者由於可有效地進行熱傳導,因此可縮短金屬支持體之溫度到達一定為止的時間,故較佳。使用熱風時,有時使用比目的之溫度更高溫度的風。
為了使光學補償薄膜顯示良好的平面性,從金屬支持體剝離纖維網時之殘留溶劑量較佳為10~150質量%,更佳為20~40質量%或60~130質量%,特佳為20~30質量%或70~120質量%。
本發明中,殘留溶劑量係以下述式所定義。
殘留溶劑量(質量%)={(M-N)/N}×100
此外,M係纖維網或薄膜在製造中或製造後之任意時間點所採取的試料的質量,N係將M以115℃加熱1小時後的質量。
此外,光學補償薄膜的乾燥步驟中,將纖維網從金屬支持體剝離,再經乾燥,使殘留溶劑量為1質量%以下者較佳,更佳為0.1質量%以下,特佳為0~0.01質量%以下。
薄膜乾燥步驟一般採用以滾筒乾燥方式(將纖維網交互地通過配置於上下的多數滾筒,使其乾燥的方式)或以拉幅器方式搬送纖維網同時乾燥的方式。
此時,製造作為第1光學補償層3之光學補償薄膜時,將收縮性薄膜貼合於乾燥之纖維素系樹脂薄膜上,進行延伸同時收縮較佳。
製造作為第2光學補償層5之光學補償薄膜時,進行二軸延伸處理較佳。
製作本發明之光學補償薄膜時,以用夾具等夾持纖維網之兩端之拉幅器方式,在寬方向(橫方向)進行延伸特佳。剝離張力係以300N/m以下進行剝離較佳。
使纖維網乾燥的手段並沒有特別制限,一般可使用熱風、紅外線、加熱滾筒、微波等進行乾燥,但以簡便的觀點,以熱風乾燥較佳。
纖維網之乾燥步驟中的乾燥溫度係40~200℃,且以段階地提高較佳。
光學補償薄膜的膜厚並沒有特別限制,可使用10~200μm。特別是膜厚為10~100μm較佳。更佳為20~60μm。
本發明之光學補償薄膜可使用寬度1~4m者。特別是使用寬度1.4~4m者為佳,特佳為1.6~3m。超過4m時,搬運變困難。
依據以上的液晶顯示裝置1時,液晶胞4中之液晶分子係在黑顯示時,配向於該液晶胞4之厚度方向,而第1及第2光學補償層3、5係滿足nx1>nz1>ny1、nx2≧ny2>nz2、DSP(Ro1)<1<DSP(Rth2),因此視角擴大,提高正面對比,可防止由斜方向觀看時之色彩偏移(參照實施例)。
上述第1實施形態係將本發明之液晶顯示裝置以圖1(a)所示的液晶顯示裝置1來說明,但是可為圖1(b)所示的液晶顯示裝置1A。其中,圖1(b)之液晶顯示裝置1A係由辨識側朝背光側,依序層合第1偏光子2、第1光學補償層3、液晶胞4、第2光學補償層5、第2偏光子6,而第1偏光子2之吸收軸2J與第1光學補償層3之遲相軸3J平行,而第1偏光子2之吸收軸2J與第2偏光子6之吸收軸6J正交,而第1光學補償層3之遲相軸3J與第2偏光子6之吸收軸6J成為正交的狀態來配設。但是此圖1(b)中,背光係在圖中之下側,但是也可為上側。
[第2實施形態]
其次,說明本發明之第2實施形態。對於與上述第1實施形態同樣的構成要素,賦予相同的符号,其說明予以省略。
圖2(a)係表示本發明之其他液晶顯示裝置1D之概略構成的概念圖。
如此圖所示,液晶顯示裝置1D係由辨識側朝背光側,以依下述順序層合的狀態具有第1偏光子2、第1光學補償層3D、液晶胞4、第2光學補償層5、第2偏光子6。第1光學補償層3D係由辨識側朝背光側,依序具有二軸性薄膜(基材薄膜)30與液晶層31。
更詳細而言,第1偏光子2、第2偏光子6及二軸性薄膜30係第1偏光子2之吸收軸2J與二軸性薄膜30之遲相軸30J正交,而第1偏光子2之吸收軸2J與第2偏光子6之吸收軸6J正交,而二軸性薄膜30之遲相軸30J與第2偏光子6之吸收軸6J成為平行的狀態來配設。圖2中,背光係在圖中之下側,但是也可為上側。
(第1光學補償層)
本實施形態之第1光學補償層3D係具有二軸性薄膜30及液晶層30,進行層合所構成,整體滿足nx1>nz1>ny1、DSP(Ro1)<1,換言之,成為所謂的逆波長分散之Z板。此第1光學補償層3D係較佳為面內之延遲值Ro1為50~100nm,厚度方向之延遲值Rth1之絕對值為0nm~20nm。
此第1光學補償層3D的形態無特別限定,較佳為薄膜。薄膜之厚度d較佳為40~100μm,更佳為40~70μm。
<二軸性薄膜>
二軸性薄膜30係折射率滿足nx>ny>nz的薄膜。這種二軸性薄膜30可使用對於與上述第1實施形態之第1光學補償層3同樣的纖維素系樹脂薄膜,實施延伸處理者。
<中間層>
本發明之光學補償層3D係於二軸性薄膜30與液晶層31之間可設置補助液晶之垂直配向的中間層(配向膜。無圖示)。
本發明之中間層係以透明樹脂所構成。透明樹脂較佳為具有飽和烴鏈或聚醚鏈作為主鏈的黏結劑聚合物,更佳為具有飽和烴鏈作為主鏈的黏結劑聚合物。
特佳為藉由如紫外線或電子線之活性線照射,經過交聯反應等產生硬化的樹脂、或交聯劑與具有反應部位之樹脂的混合組成物。
硬化性樹脂較佳為使用例如有紫外線硬化型胺基甲酸乙酯丙烯酸酯系樹脂、紫外線硬化型聚酯丙烯酸酯系樹脂、紫外線硬化型環氧丙烯酸酯系樹脂、紫外線硬化型多元醇丙烯酸酯系樹脂或紫外線硬化型環氧樹脂等之紫外線硬化型丙烯酸酯系樹脂。
紫外線硬化型丙烯酸酯系樹脂一般係使聚酯多元醇與異氰酸酯單體或預聚物反應所得之生成物再與2-羥基乙基丙烯酸酯、2-羥基乙基甲基丙烯酸酯(以下,丙烯酸酯中包含甲基丙烯酸酯,而僅以丙烯酸酯表示)、2-羥基丙基丙烯酸酯等之具有羥基之丙烯酸酯系的單體進行反應而容易製得。
可使用例如日本特開昭59-151110號所記載者。較佳為使用例如紫光UV-7510B(日本合成化學(股)製)、Unidick 17-806(大日本油墨(股)製)100份與CORONET L(日本聚胺甲酸乙酯(股)製)1份之混合物等。
紫外線硬化型聚酯丙烯酸酯系樹脂,一般例如有使聚酯多元醇與2-羥基乙基丙烯酸酯、2-羥基丙烯酸酯系之單體反應時可容易形成者,可使用日本特開昭59-151112號所記載者。
紫外線硬化型環氧丙烯酸酯系樹脂之具體例,例如有以環氧丙烯酸酯為寡聚物,此寡聚物中添加反應性稀釋劑、光聚合物引發劑產生反應而生成者,可使用日本特開平1-105738號所記載者。
紫外線硬化型多元醇丙烯酸酯系樹脂之具體例,例如有三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、二-三羥甲基丙烷四丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、烷基改性二季戊四醇五丙烯酸酯等。
此等硬化性樹脂之光聚合引發劑,具體而言,例如有苯偶因及其衍生物、乙醯苯、二苯甲酮、羥基二苯甲酮、米蚩酮、α-阿米羅基酯(α-Amyloxim ester)、噻噸酮等及此等之衍生物。可與光增感劑一同使用。
使用環氧丙烯酸酯系之光聚合引發劑時,可使用正丁胺、三乙胺、三-正丁基膦等的增感劑。
硬化性樹脂組成物所使用之光聚合引發劑或光增感劑係相對於該組成物100質量份為0.1~25質量份,較佳為1~15質量份。
丙烯酸酯系樹脂例如有甲基丙烯酸酯、乙基丙烯酸酯、丁基丙烯酸酯、苄基丙烯酸酯、環己基丙烯酸酯、乙二醇二丙烯酸酯、丙二醇二丙烯酸酯、二乙烯苯、1,4-環己烷二丙烯酸酯、1,4-環己基二甲基二丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯等。
此等之市售品可適當選擇使用例如Adeca optomer KR‧BY系列:KR-400、KR-410、KR-550、KR-566、KR-567、BY-320B(旭電化(股)製);Koei Hard A-101-KK、A-101-WS、C-302、C-401-N、C-501、M-101、M-102、T-102、D-102、NS-101、FT-102Q8、MAG-1-P20、AG-106、M-101-C(廣榮化學(股)製);SEIKABEAM PHC2210(S)、PHCX-9(K-3)、PHC2213、DP-10、DP-20、DP-30、P1000、P1100、P1200、P1300、P1400、P1500、P1600、SCR900(大日精化工業(股)製);KRM7033、KRM7039、KRM7130、KRM7131、UVECRYL29201、UVECRYL29202(Daicel‧UCB(股)製);RC-5015、RC-5016、RC-5020、RC-5031、RC-5100、RC-5102、RC-5120、RC-5122、RC-5152、RC-5171、RC-5180、RC-5181(大日本油墨化學工業(股)製);OlexNo.340 Clear(中國塗料(股)製);SanradH-601、RC-750、RC-700、RC-600、RC-500、RCSanrad-611、RC-612(三洋化成工業(株)製);SP-1509、SP-1507(昭和高分子(股)製);RCC-15C(Grace‧Japan(股)製)、Aronix M-6100、M-8030、M-8060(東亞合成(股)製)、NKhardB-420、NKesterA-DOG、NKesteA-IBD-2E(新中村化學工業(股)製)等。
其他例如有三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、二-三羥甲基丙烷四丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、二噁烷二醇丙烯酸酯、環氧化丙烯酸酯、烷基改性二季戊四醇五丙烯酸酯等。
本發明之交聯劑與具有反應部位之樹脂的混合組成物,例如有聚乙烯醇與乙二醛、明膠與乙二醛等。
中間層可含有氟-丙烯酸共聚合物樹脂。氟-丙烯酸共聚合物樹脂係指氟單體與丙烯酸單體所構成之共聚合物樹脂,特佳為氟單體片段與丙烯酸單體片段所構成之崁段共聚合物。
(中間層之製造方法)
中間層係使用凹版印刷(gravure)塗佈器、浸漬塗佈器、逆輥塗佈器、金屬線棒塗佈器、模塗佈器、噴墨法等周知之方法,將形成中間層之塗佈組成物塗佈於二軸性薄膜30上,然後加熱乾燥進行硬化處理較佳。
塗佈量係濕膜厚表示,0.1~40μm較適當,較佳為0.5~30μm。
乾膜厚係平均膜厚0.01~1μm,較佳為0.02~0.7μm。
上述UV硬化處理的光源只要是可產生紫外線的光源時,即無特別限定均可使用。可使用例如低壓水銀燈、中壓水銀燈、高壓水銀燈、超高壓水銀燈、碳弧燈、金屬鹵素燈、氙燈等。
照射條件係因各燈而異,活性線之照射量通常為5~500mJ/cm2
,較佳為5~150mJ/cm2
。
又,在照射活性線時,在二軸性薄膜30之搬送方向賦予張力同時進行照射較佳,更佳為在寬方向也賦予張力同時進行照射。賦予之張力較佳為30~300N/m。
賦予張力的方法無特別限定,在背滾筒上可於搬送方向賦予張力,或以拉幅器於寬方向或2軸方向賦予張力。藉此可得到平面性優異的薄膜。
形成中間層之塗佈組成物中可含有溶劑。塗佈組成物中所含有的有機溶劑,可適當選擇例如烴類(例如甲苯、二甲苯)、醇類(例如甲醇、乙醇、異丙醇、丁醇、環己醇)、酮類(例如丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮等)、酯類(例如乙酸甲酯、乙酸乙酯、乳酸甲酯等)、乙二醇醚類、其他有機溶劑或此等可混合使用。
有機溶劑較佳為丙二醇單烷醚(烷基之碳原子數為1~4)或丙二醇單烷醚乙酸酯(烷基之碳原子數為1~4)等。有機溶劑的含量係在塗佈組成物中,較佳為含有5~80質量%。
<液晶層>
液晶層31係折射率滿足nz>nx=ny,即所謂的正型C板。此液晶層31較佳為具有下述特性者。
0≦Ro≦10
-500≦Rth≦-100
液晶層31係將液晶材料或液晶之溶液直接塗佈於二軸性薄膜30上,或塗佈於前述中間層上,進行乾燥與熱處理(也稱為配向處理),以紫外線硬化或熱聚合等使液晶配向固定化而形成的,具有配向於垂直方向之棒狀液晶所產生的相位差。
配向於垂直方向係指棒狀液晶對於作為支持體之二軸性薄膜30的薄膜面,在70~90°(垂直方向為90°)的範圍內。
棒狀液晶即使對於二軸性薄膜30為斜配向,但是配向角可慢慢改變進行配向。較佳為80~90°的範圍。
此液晶層31係配向於Ro為0~10nm、Rth為-500~-100nm之範圍之垂直方向的棒狀液晶所形成的相位差層。Ro更佳為0~5nm的範圍。
使棒狀液晶配向形成液晶層31時,可採用使用塗佈液晶材料為垂直方向排列之垂直配向劑的上述中間層(配向膜),使液晶材料垂直配向後予以固定的方法。
液晶材料本身在空氣界面呈垂直方向配向時,其配向控制力到達與空氣界面相反的界面及配向膜不一定需要,構成可簡單化的觀點,此方法較佳。
使液晶材料垂直配向的具體方法可使用如日本特開2005-148473號公報等所記載,使用由含有(甲基)丙烯酸系嵌段聚合物之嵌段聚合物組成物的交聯物所構成的配向膜等的方法、如特開2005-265889號公報所記載,使用垂直配向膜的方法、使用應用空氣界面垂直配向劑的方法等習知的方法。
為了液晶層31在上述Ro、Rth之特性範圍時,較佳為進行棒狀液晶層的配向、膜厚控制、紫外線硬化時的溫度、傾角(tilt)控制及於支持體(二軸性薄膜30)與空氣界面的預傾角的控制。
液晶層31係以所定的溫度可成為液晶相之液晶材料具有所定的液晶規則性,藉由硬化所形成者。顯示液晶相的溫度的上限係例如只要是基材之纖維素酯薄膜不受到損傷的溫度即可,無特別的限制。
具體而言,從製程溫度之控制的容易性與尺寸精度維持的觀點,較佳為120℃以下,更佳為100℃以下的溫度成為液晶相的液晶材料較適合使用。此外,顯示出液晶相之溫度下限係作為偏光板使用時,液晶材料可保持配向狀態的溫度。
液晶層31所使用的液晶材料較佳為使用聚合性液晶材料。聚合性液晶材料可藉由照射所定的活性放射線進行聚合後使用,在聚合的狀態時,垂直的配向狀態被固定化。
聚合性液晶材料可使用聚合性液晶單體、聚合性液晶寡聚物或聚合性液晶聚合物中任一種,可互相混合後使用。
聚合性液晶材料在上述中,因配向時的感度高,垂直配向容易,因此聚合性液晶單體較適用。
具體的聚合性液晶單體例如有下述一般式(1)表示的棒狀液晶性化合物(I)、及下述一般式(2)表示的棒狀液晶性化合物(II)。化合物(I)可混合一般式(1)所包含之化合物之2種以上來使用,同樣的,化合物(II)也可混合一般式(2)所包含之化合物的2種以上來使用。此外,也可混合一種以上的化合物(I)與1種以上的化合物(II)來使用。
表示化合物(I)之一般式(1)中,R1
及R2
係分別表示氫或甲基,但從顯示液晶相之溫度範圍的廣度,R1
及R2
皆為氫較佳。
X可為氫、氯、溴、碘、碳數1~4的烷基、甲氧基、氰基、或硝基中任一者,但以氯或甲基較佳。
此外,表示化合物(I)之分子鏈兩端的(甲基)丙烯醯氧基與芳香環之間隔物之伸烷基的鏈長之a及b各別在2~12的範圍內,可為任意的整數,但以4~10的範圍較佳,更佳為6~9的範圍。
除上述外,本發明中,聚合性液晶寡聚物或聚合性液晶聚合物,可適當選擇使用以往技術所提案之習知的材料。
例如聚合性棒狀液晶性化合物可使用例如Makromol. Chem.,190卷、2255頁(1989年)、Advanced Materials 5卷、107頁(1993年)、美國專利第4683327號說明書、同5622648號說明書、同5770107號說明書、國際公開WO95/22586號公報、同95/24455號公報、同97/00600號公報、同98/23580號公報、同98/52905號公報、特開平1-272551號公報、同6-16616號公報、同7-110469號公報、同11-80081號公報、特開2001-328973號公報、特開2004-240188號公報、特開2005-99236號公報、特開2005-99237號公報、特開2005-121827號公報、特開2002-30042號公報等所記載的化合物。
本發明中,除了聚合性液晶材料,必要時可使用光聚合引發劑。藉由電子線照射使聚合性液晶材料聚合時,有時不需要光聚合引發劑,但是一般使用之例如藉由紫外線(UV)照射硬化時,通常為了促進聚合可使用光聚合引發劑。
光聚合引發劑例如有苯偶醯(也稱為聯苯醯)、苯偶因異丁醚、苯偶因異丙醚、二苯甲酮、苯甲醯苯甲酸、苯甲醯苯甲酸甲酯、4-苯甲醯-4’-甲基二苯基硫化物、苄基甲基縮酮、二甲基胺基甲基苯甲酸酯、2-n-丁氧基乙基-4-二甲基胺基苯甲酸酯、p-二甲基胺基苯甲酸異戊酯、3,3’-二甲基-4-甲氧基二苯甲酮、羥甲基苯甲醯甲酸酯、2-甲基-1-(4-(甲基硫代)苯基)-2-嗎啉基丙烷-1-酮、2-苄基-2-二甲基胺基-1-(4-嗎啉基苯基)-丁烷-1-酮、1-(4-十二烷基苯基)-2-羥基-2-甲基丙烷-1-酮、1-羥基環己基苯基酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、1-(4-異丙基苯基)-2-羥基-2-甲基丙烷-1-酮、2-氯噻噸酮、2,4-二乙基噻噸酮、2,4-二異丙基噻噸酮、2,4-二甲基噻噸酮、異丙基噻噸酮、或1-氯-4-丙氧基噻噸酮等。
光聚合引發劑的添加量一般較佳為0.01%~20%,更佳為0.1%~10%,更佳為0.5%~5%的範圍內,可添加於本發明之聚合性液晶材料中。
光聚合引發劑以外,在不影響本發明之目的範圍內可添加增感劑。
本發明中之液晶層31的膜厚較佳為0.1μm~10μm的範圍內,更佳為0.2~5μm的範圍內。
聚合性液晶材料在必要時,調配光聚合引發劑、增感劑等調製液晶層形成用組成物來使用,塗佈於基材(二軸性薄膜30)上,形成液晶層形成用層。
形成固定液晶配向之層的方法,可採用例如預先形成乾薄膜等,將此固定液晶配向之層者層合於基材上的方法、或使液晶組成物溶解或熔解後塗佈於基材上的方法等,但是本發明中,使用添加溶劑,溶解其他成分的塗佈用組成物作為液晶組成物,塗佈於基材上,藉由去除溶劑,形成固定液晶配向之層較佳。此法與其他的方法比較,在步驟上較簡便。
溶劑只要是可溶解上述聚合性液晶材料等之溶劑,且不會降低透明樹脂薄膜之性狀的溶劑即可,無特別的限制,具體而言可使用苯、甲苯、二甲苯、n-丁基苯、二乙基苯、萘滿等之烴類;甲氧基苯、1,2-二甲氧基苯、二乙二醇二甲醚等的醚類;丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、環己酮、或2,4-戊二酮等之酮類;乙酸乙酯、乙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇單乙醚乙酸酯、或γ-丁內酯等之酯類;2-吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮、二甲基甲醯胺、或二甲基乙醯胺等之醯胺系溶劑;氯仿、二氯甲烷、四氯化碳、二氯乙烷、四氯乙烷、三氯乙烯、四氯乙烯、氯苯、或鄰二氯苯等之鹵系溶劑;t-丁醇、二丙酮醇、甘油、甘油乙酸酯、乙二醇、三乙二醇、己二醇類、乙二醇單甲醚、乙基溶纖劑、或丁基溶纖劑等之醇類;酚、對氯酚等之酚類等的1種或2種以上。
僅使用單一種的溶劑時,有時聚合性液晶材料等的溶解性不足,或如上述,基材(二軸性薄膜30)被侵蝕的情況。但是混合使用2種以上的溶劑,可避免此不理想的情形。
上述的溶劑中,單獨溶劑之較佳者係烴系溶劑與乙二醇單醚乙酸酯系溶劑,混合溶劑之較佳者係醚類或酮類與乙二醇類的混合系。
溶液的濃度係依聚合性液晶材料等之溶解性或欲製造之液晶層的膜厚而定,故無法一概限定,但通常較佳為在1%~60%內,更佳為在3%~40%的範圍內進行調整。
本發明所使用的液晶層形成用組成物,在不影響本發明之目的的範圍內,可添加上述以外的化合物。
可添加的化合物例如有使多元醇與1元酸或多元酸縮合所得之聚酯預聚物,與(甲基)丙烯酸反應而得到的聚酯(甲基)丙烯酸酯;使具有多元醇基與2個異氰酸酯基之化合物互相反應後,使其反應生成物與(甲基)丙烯酸所得到的聚胺基甲酸(甲基)丙烯酸酯;使雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、酚醛清漆型環氧樹脂、聚羧酸聚縮水甘油酯、多元醇聚縮水甘油醚、脂肪族或脂環族環氧樹脂、胺環氧樹脂、三酚甲烷型環氧樹脂、二羥基苯型環氧樹脂等的環氧樹脂與(甲基)丙烯酸進行反應所得之環氧(甲基)丙烯酸酯等的光聚合性化合物、或具有丙烯酸基或甲基丙烯酸基之光聚合性的液晶性化合物、特開2007-45993號公報所記載之鎓鹽、氟化丙烯酸酯聚合物等。
相對於本發明相關的液晶層形成用組成物,此等化合物的添加量係在不影響本發明之目的的範圍內來選擇,一般而言,本發明之液晶層形成用組成物之40%以下較佳,更佳為20%以下。
藉由添加此等化合物,提昇本發明中之液晶材料的硬化性,增加所得之液晶層的機械強度,且改善其安定性。
此外,摻合溶劑的液晶層形成用組成物中,為了容易塗佈,可添加界面活性劑等。
可添加之界面活性劑例如有舉咪唑啉、四級銨鹽、烷基胺氧化物、聚胺衍生物等之陽離子系界面活性劑;聚氧化乙烯-聚氧化丙烯縮合物、一級或二級醇羥乙基酯、烷基酚羥乙基酯、聚乙二醇及其酯、月桂基硫酸鈉、月桂基硫酸銨、月桂基硫酸胺類、烷基取代芳香族磺酸鹽、烷基磷酸鹽、脂肪族或芳香族磺酸甲醛水縮合物等之陰離子系界面活性劑;月桂基醯胺丙基甜菜鹼、月桂基胺基乙酸甜菜鹼等之兩性系界面活性劑;聚乙二醇脂肪酸酯類、聚氧化乙烯烷基胺等之非離子系界面活性劑;全氟烷基磺酸鹽、全氟烷基羧酸鹽、全氟烷基環氧乙烷加成物、全氟烷基三甲基銨鹽、含有全氟烷基‧親水性基之寡聚物、含全氟烷基‧親油基之寡聚物、含有全氟烷基之胺基甲酸酯等之氟系界面活性劑等。
界面活性劑的添加量係依界面活性劑的種類、液晶材料的種類、溶劑的種類及塗佈溶液之配向膜的種類而定,通常溶液所含有之聚合性液晶材料的10ppm~10%較佳,更佳為100ppm~5%,更佳為0.1~1%的範圍。
塗佈液晶層形成用組成物之方法例如有旋轉塗佈法、輥塗佈法、印刷法、浸漬上拉法、模塗佈(die coat)法、鑄造法、棒塗法、刮板塗佈法、噴塗法、凹版塗佈法、逆向輥塗佈法、或擠出塗佈法等。
塗佈液晶層形成用組成物後,去除溶劑的方法,例如風乾、加熱去除、或減壓去除,也可藉由組合此等的方法去除。去除溶劑形成固定液晶配向的層。
使聚合性液晶材料硬化的步驟係被賦予使聚合性液晶材料硬化用的能量,可為熱能,但通常藉由照射具有產生聚合之能力的電離放射線來進行硬化。
必要時,聚合性液晶材料內中可含有聚合引發劑。電離放射線只要是可使聚合性液晶材料聚合的放射線即可,無特別限定,但通常由裝置之容易度等的觀點,使用紫外光或可見光線,較佳為波長為150~500nm的光,更佳為250~450nm,更佳為300~400nm之波長的紫外線。
本發明中,以照射作為活性放射線的紫外線(UV),藉由紫外線使聚合引發劑產生自由基,進行自由基聚合的方法較佳。使用作為活性放射線之UV的方法係已確立的技術,故包括使用的聚合引發劑,可容易應用於本發明。
照射此紫外線用的光源,例如有低壓水銀燈(殺菌燈、螢光化學燈、黑燈)、高壓放電燈(高壓水銀燈、金屬鹵素燈)或短電弧放電燈(超高壓水銀燈、氙燈、水銀氙燈)等。
其中推薦使用金屬鹵素燈、氙燈、高壓水銀燈等。照射強度可依形成固定液晶配向之層用之聚合性液晶材料的組成或光聚合引發劑的多寡來適當調整即可。
藉由照射活性放射線之配向固定化步驟係以形成上述液晶層形成用層之步驟中的處理溫度,即聚合性液晶材料成為液晶相的溫度條件來進行,此外也可使用低於成為液晶相的溫度之低溫度來進行。
依據以上的液晶顯示裝置1D時,當然也可得到與上述第1實施形態同樣的效果,而第1光學補償層3D為具有二軸性薄膜30與正型C板之液晶層31的層合構成,因此相較於第1光學補償層以單層所構成的情形,為了發揮視角擴大效果時,可明顯減少必須賦予光學補償層之相位差的大小。具體而言,第1光學補償層以單層構成時,為了發揮視角擴大效果時,對於該光學補償層必須賦予延遲值Ro≒275之非常大的相位差,而第1光學補償層3D係對於光學補償層3D之整體,只要賦予延遲值Ro=50~100之所謂的2分之1以下的相位差時,即可發揮視角擴大效果。因此,與第1光學補償層以單層構成的情形不同,可防止光學補償層因面內之稍微光軸偏差的影響而進行增幅,因此可降低相位差不均,可維持高的正面對比(參照實施例)。
上述第2實施形態係將本發明之液晶顯示裝置以圖2(a)所示的液晶顯示裝置1D來說明,但是可為圖2(b)所示的液晶顯示裝置1E。其中,圖2(b)之液晶顯示裝置1E係由辨識側朝背光側,依序層合第1偏光子2、第1光學補償層3D之液晶層31及二軸性薄膜30、液晶胞4、第2光學補償層5、第2偏光子6,而第1偏光子2之吸收軸2J與二軸性薄膜30之遲相軸30J平行,而第1偏光子2之吸收軸2J與第2偏光子6之吸收軸6J正交,而二軸性薄膜30之遲相軸30J與第2偏光子6之吸收軸6J成為正交的狀態來配設。但是此圖2(b)中,背光係在圖中之下側,但是也可為上側。
此外,本發明不限定於上述第1、第2實施形態,可適當變更或改良。
例如本發明之液晶顯示裝置不限於圖1、圖2的構成,可含有其他構件,例如在液晶胞4與偏光子2、6之間可配置彩色濾光片。可在偏光子2、6之保護膜表面施予防反射處理或硬化層(hard coat)。此外,也可使用對於構成構件賦予導電性者。作為透過型使用時,可將以冷陰極或熱陰極螢光管、或發光二極體、場效發射元件、電致發光元件作為光源的背光配置於背面。此時,背光的配置可在圖1及圖2的上側,也可在下側。此外,液晶胞4與背光之間可配置反射型偏光板或擴散板、稜鏡薄片或導光板。如上述,本發明之液晶顯示裝置可為反射型,此時,偏光板可在辨識側僅配置1片,或在液晶胞4背面或液晶胞4之下側玻璃基板41的內面配置反射膜。當然,可將使用前述光源之前光設置於液晶胞的辨識側。
實施例
以下舉實施例、比較例具體說明本發明,但是本發明不限於此等。
《光學補償薄膜Z1~Z9之製作》
製作下表1所示之光學補償薄膜Z1~Z9,作為上述實施形態中之第1光學補償薄膜3之試料。
(纖維素酯混合物之調製)
纖維素酯A(纖維素乙酸酯丙酸酯) 100質量份
添加劑1 110質量份
二聚甲烷 300質量份
乙醇 52質量份
將以上成分投入密閉容器中,加熱攪拌同時完全溶解後,使用安積濾紙(股)製的安積濾紙No.24過濾,調製纖維素酯混合物。此混合物使用日本精線(股)製之finemet NF過濾。
但是上述纖維素酯A係指如下表2所示,乙醯基取代度1.6、丙醯基取代度0.9的纖維素酯。上述添加劑1係如下表3所示,下述化合物3表示的糖酯化合物。
(二氧化矽分散稀釋液之調製)
AEROSIL 972V(日本AEROSIL(股)製) 10質量份
(一次粒子的平均粒徑16nm、表觀比重90g/L)
乙醇 80質量份
以上成分使用溶解器攪拌混合30分鐘後,以Manton-Gaulin(高壓分散裝置)進行分散,調製二氧化矽分散稀釋液。分散後的液濁度為200ppm。將80質量份之二氯甲烷在攪拌狀態下投入於此二氧化矽分散液中,使用溶解器攪拌混合30分鐘,製作二氧化矽分散稀釋液。
(膠漿液1之調製)
相對於如上述得到的纖維素酯混合物100質量份,添加10質量份的二氧化矽分散稀釋液,充分攪拌製成膠漿液1。
(光學補償薄膜Z1之基材薄膜A1之製作)
使用帶狀流延裝置,以溫度35℃、以1800mm寬度將膠漿液1均勻地流延於不銹鋼帶支持體上。以不銹鋼帶支持體使溶劑蒸發直到殘留溶劑量變成100%為止,自不銹鋼帶支持體上剝離。使剝離後之纖維素酯薄膜之纖維網的溶劑以55℃蒸發,施加140~160℃的熱同時使用拉幅器在寬度方向延伸1.40倍。延伸開始時的殘留溶劑量為15%。然後,以多數的滾筒搬運130℃的乾燥區域,同時使其乾燥完成,對薄膜兩端施加寬度15mm、平均高度10μm的壓花(Knurling)加工,以捲取初期張力220N/m、最終張力110N/m捲繞於捲芯,得到乾燥膜厚60μm之光學補償薄膜Z1的基材薄膜(二軸性薄膜)A1。
(光學補償薄膜Z2~5、8、9之基材薄膜A2~5、8、9之製作)
如上述表1所示,除改變纖維素酯種、添加劑種、添加劑量、膜厚、對寬方向之延伸倍率外,幾乎與基材薄膜A1同樣調製膠漿液後,製作光學補償薄膜Z2~5、8、9之基材薄膜A2~5、8、9。
但是表1中,「樹脂」欄中之「B」、「C」係表示上述表2之纖維素酯B、C,其中C具體而言係使用葡萄糖單位1莫耳,進行接枝之ε-己內酯的平均莫耳數(MS)為0.72、接枝鏈(接枝的己內酯)之平均取代度(DS)為0.3、接枝鏈之ε-己內酯的平均聚合度(DPn)為5.4、羥基之平均取代度DS(OH)為0.3者。此外,「添加劑種」欄中之「添加劑2」係表示上述表3的添加劑2(丙烯酸系化合物),具體而言,表示如下述合成的丙烯酸系化合物。
[丙烯酸系化合物之合成]
在附有攪拌機、2個滴液漏斗、氣體導入管及溫度計之玻璃燒瓶中,投入下述表4記載之種類及比率(莫耳比例)之單體Xa、Xb混合液40g、鏈轉移劑之氫硫基丙酸2g及甲苯30g,然後升溫至90℃。其後,從其中之一的滴液漏斗將表4記載之種類及比率(莫耳比例)之單體Xa、Xb混合液60g花費3小時滴下,同時自另一漏斗將溶解於甲苯14g之偶氮雙異丁腈0.4g花費3小時滴下。然後,再將溶解於甲苯56g之偶氮雙異丁腈0.6g花費2小時滴下後,持續反應2小時得到聚合物X。所得之聚合物X係常溫下為固體。聚合物X之重量平均分子量係藉由下述測定法如表4所示。
表4記載之MMA、HEA係分別為以下化合物的簡稱。
MMA:甲基丙烯酸甲酯
HEA:2-羥基乙基丙烯酸酯
(重量平均分子量測定)
重量平均分子量之測定係使用凝膠滲透色譜法來測定。
測定條件係如下述。
溶劑:二氯甲烷
柱:Shodex K806、K805、K803G(昭和電工(股)製3支連接使用)
柱溫度:25℃
試料濃度:0.1質量%
檢測器:RI Model 504(GL Science公司製)
幫浦:L6000(日立製作所(股)製)
流量:1.0ml/min
校正曲線:使用依照標準聚苯乙烯STK standard聚苯乙烯(東曹(股)製)Mw=1000000~500為止之13試料之校正曲線。13試料係大致等間隔使用。
<光學補償薄膜Z1之製作>
在如上述所得之基材薄膜A1上形成中間層、液晶層,如上述表1所示製作、光學補償薄膜Z1。
(中間層之形成)
胺基甲酸酯丙烯酸酯寡聚物 25質量份
(UV-7510B日本合成化學(股))
丙二醇單甲醚 290質量份
異丙醇 685質量份
光聚合引發劑 0.05質量份
(LucirinTPO(BASF(股)製))
使用金屬線棒#3將此塗佈液塗佈於基材薄膜A1上,以80℃乾燥30秒後,紫外線以120mJ/mm照射10秒進行硬化形成中間層。乾燥後之中間層的膜厚為0.5μm。
(液晶層(各向異性層)之形成)
紫外線聚合性液晶材料 20質量份
(UCL018大日本油墨化學工業(股)製)
丙二醇單甲醚乙酸酯 80質量份
光聚合引發劑 0.04質量份
(LucirinTPO(BASF(股)製))
受阻胺 0.02質量份
LS-765(三共lifetec股份公司製)
垂直配向劑 0.03質量份
(信越Silicon(股)製X-22-161A)
將此聚合性液晶層塗佈液藉由模塗佈機塗佈於前述中間層上。在80℃氣氛下加熱乾燥1分鐘直到液晶層之溫度成為65℃為止,然後急速冷卻至28℃,使液晶材料配向。
預先確認紫外線聚合性液晶化合物之固體-液晶相轉移溫度為23℃,液晶相-等方性液體相轉移溫度為70℃。
使液晶材料配向後,對於液晶層,以氧濃度0.2%、溫度28℃下,照射250mJ/mm之紫外線10秒,使聚合性液晶組成物硬化形成液晶層。液晶層之厚度為1.2μm。
<光學補償薄膜Z2~4,8,9之製作>
如上述表1所示,使用基材薄膜A2~4、8、9,改變液晶膜厚外,大致與光學補償薄膜Z1同樣製作光學補償薄膜Z2~4、8、9。
<光學補償薄膜Z5之製作>
如上述表1所示,直接將基材薄膜A5作為光學補償薄膜Z5使用。
<光學補償薄膜Z6之製作>
除了寬方向的延伸倍率改為1.01倍、膜厚為150um外,與基材薄膜A2同樣製作的薄膜A6之兩側,介於丙烯酸系黏著劑層(厚度15μm)貼合收縮性薄膜(東麗(股)製、商品名「torayfanBO2873)。然後,使用輥延伸機保持薄膜長度方向,在180℃之空氣循環式烘箱內,在長度方向延伸1.5倍後,將上述收縮性薄膜與上述丙烯酸系黏著劑層一同剝離,製作光學補償薄膜Z6。
<光學補償薄膜Z7之製作>
在ZEONORZF-14-100(平均折射率=1.52、Tg=136℃、Ro=3.0nm、Rth=5.0nm(股)oputesu製)之兩側,介於丙烯酸系黏著劑層(厚度15μm)貼合收縮性薄膜(東麗(股)製、商品名「torayfanBO2873」)。其後,使用輥延伸機保持薄膜長度方向,在146℃之空氣循環式烘箱內,在長度方向延伸1.38倍,延伸後,將上述收縮性薄膜與上述丙烯酸系黏著劑層一同剝離,製作光學補償薄膜Z7。
《光學補償薄膜C1~C8之製作》
製作以下表5所示之光學補償薄膜C1~C8作為上述實施形態之第2光學補償薄膜5之試料。
具體而言,除了改變纖維素酯種、添加劑種、添加劑量、膜厚,拉幅器之寬度方向延伸後,施加搬送張力,也對於長度方向進行延伸外,與基材薄膜A1之製作同樣製作光學補償薄膜C1~C8。表5中之添加材種係如表3所示,DSP值上昇劑1係表示芳香族末端聚酯系化合物18,而DSP值上昇劑係表示三嗪系化合物。
《光學補償薄膜之評價》
<延遲值Ro,Rth之測定>
使用自動雙折射率計(王子計測機器(股)製、KOBRA-21ADH)測定光學補償薄膜Z1~Z9,C1~C8之延遲值。
具體而言,將光學補償薄膜於23℃、55%RH環境下,於波長為590nm下測定10處進行3次元之折射率測定,計算折射率nx、ny、nz的平均值後,依據下式算出面內方向的延遲值Ro、厚度方向的延遲值Rth。結果如下表6所示。
Ro=(nx-ny)×d
Rth={(nx+ny)/2-nz}×d
式中,Ro係表示薄膜面內延遲值,Rth係表示薄膜厚度方向延遲值,nx係表示薄膜面內之遲相軸方向的折射率,ny係表示薄膜面內之進相軸方向的折射率,nz係表示薄膜的厚度方向的折射率,d係表示薄膜的厚度(nm)。
由上述表6之第1光學補償層的延遲值Ro1、Rth1的值得知,本發明之光學補償薄膜Z1~Z4、Z6、Z8、Z9係因滿足Ro>0、且-Ro/2<Rth<Ro/2,因此滿足nx1>nz1>ny1(:式(1))。
由第2光學補償層之延遲值Ro2、Rth2的值得知,本發明之光學補償薄膜C1~C6係因Ro≧0且Rth>Ro/2,因此滿足nx2≧ny2>nz2(:式(2))。
此外,上述本發明之液晶顯示裝置1~8所用的光學補償層係波長分散性為滿足DSP(Ro1)<1<DSP(Rth2)(:式(3))者。
《偏光板之製作》
將厚度120μm之聚乙烯醇薄膜進行一軸延伸(溫度110℃、延伸倍率5倍)。將此浸漬於由碘0.075g、碘化鉀5g、水100g所構成的水溶液中50秒,接著浸漬於由碘化鉀6g、硼酸7.5g、水100g所構成之68℃的水溶液中。然後,經水洗、乾燥得到偏光子。
其次,依據下述步驟1~5,在偏光子的表面側貼合光學補償薄膜Z1~9或光學補償薄膜C1~8,在內面側貼合Konica MinoltaTac KC4UY(Konica Minolta Opto(股)製纖維素酯薄膜)貼合偏光板保護薄膜,製作偏光板Z11~19,C11~18。但是光學補償薄膜Z1~4、8、9係基材薄膜側成為偏光子側(液晶層側為偏光子之反側)的狀態貼合於偏光子。
步驟1:將薄膜(光學補償薄膜、纖維素酯薄膜)浸漬於60℃之2mol/L的氫氧化鈉水溶液90秒,接著水洗、乾燥,得到與偏光子貼合側經皂化後的薄膜。
步驟2:將上述偏光子浸漬於固體成份2質量%之聚乙烯醇接著劑槽中1至2秒。
步驟3:輕拭去在步驟2附著於偏光子之過多的接著劑後,將此挾於步驟1處理後之光學補償薄膜與纖維素酯薄膜之間進行層合。
步驟4:以壓力20~30N/cm2
、搬送速度約2m/分鐘貼合步驟3所層合的層合物。
步驟5:80℃之乾燥機中,將步驟4所貼合的試料乾燥2分鐘後,製作偏光板Z11~19、C11~18。
《液晶顯示裝置之製作》
將市售之32型MVA型液晶電視(SHARP製「AQUOS 32AD5」。但是「AQUOS」係註冊商標)之兩面的偏光板予以剝離,使上述製作之偏光板Z11~19、C11~18成為如表6之組合方式貼合於各自兩面,製作液晶顯示裝置(1)~(11)。此時,該偏光板之貼合的朝向係光學補償薄膜側(與Konica MinoltaTac KC4UY相反側)成為液晶胞側,且吸收軸朝向於與購入時預先貼合之偏光板相同的方向。
使用如上述製作之液晶顯示裝置(1)~(11)進行以下評價。
《液晶顯示裝置之評價》
<視角之評價>
在23℃、55%RH之環境下,將各液晶顯示裝置之背光連續點亮1週後,測定視角。測定係使用ELDIM公司製EZ-Contrastl60D,測定方位角45°、135°、225°、315°、倒角70°之方向之黑顯示與白顯示之亮度比A,採用平均值。測定結果依據以下基準進行評價,結果如上述表6所示。此評價基準中,「△」表示實用上、容許範圍內者,「×」係表示實用上、容許範圍外者。
◎:100<A
△:50<A≦100
×:A≦50
<正面對比>
在23℃55%RH之環境下,將各液晶顯示裝置之背光點亮後,測定由白顯示與黑顯示之顯示畫面之法線方向的亮度,其比作為正面對比,依據下述基準進行評價,結果如上述表6所示。測定係使用Konica Minolta Sensing公司製CS-2000。正面對比超過1000時,評價為優異的液晶顯示裝置。在此評價基準中,「△」係表示實用上、容許範圍內者,「×」係表示實用上、容許範圍外者。
正面對比=(由顯示裝置之法線方向所測定的白顯示的亮度)/(由顯示裝置之法線方向所測定之黑顯示的亮度)
◎:1000<正面對比
○:750<正面對比≦1000
△:500<正面對比≦750
×:正面對比≦500
<斜方向之色彩偏移的評價>
對於各液晶顯示裝置,由斜方向以複數人數之目視確認在暗室內之黑顯示狀態,並以下述基準進行評價,結果如上述表6所示。此評價基準中,「△」係表示實用上、容許範圍內者,「×」係表示實用上、容許範圍外者。
◎:10人中0人認為有著色。
○:10人中1~2人認為有著色。
△:10人中3~5人認為有著色。
×:10人中5~10人認為有著色。
<綜合評價>
由以上結果可知,本發明之實施例之液晶顯示裝置(1)~(8)係與比較例之液晶顯示裝置(9)~(11)不同,可同時達成視角擴大、正面對比提高、防止由斜方向觀看時的色彩偏移,優異的液晶顯示裝置。
檢討上述特性時,首先,VA模式之液晶胞中之棒狀液晶所具有的Rth為負,其波長分散為正,為了抵消這種液晶胞之漏光(因液晶胞在厚度方向具有相位差所造成的漏光)時,必須具有正的Rth,且與液晶胞同樣具有正之波長分散之C板的光學補償層。另外,為了補償偏光子之漏光(2片偏光子之透過軸由斜方向觀看時,因未正交所造成的漏光)時,較佳為各波長下得到相同的補償效果,隨著波長變大,相位差也變大之逆波長分散之Z板的光學補償層較適合。因此,依據將具有正之波長分散之C板的光學補償層與逆波長分散之Z板的光學補償層予以組合之本發明的構成時,最適合因液晶胞及偏光板所造成之漏光補償,可同時兼顧斜向之色彩偏移、視角、正面對比。
1、1A、1D、1E‧‧‧液晶顯示裝置
2‧‧‧第1偏光子
3、3D‧‧‧第1光學補償層
4‧‧‧液晶胞
5‧‧‧第2光學補償層
6‧‧‧第2偏光子
30‧‧‧二軸性薄膜(纖維素系樹脂層)
31‧‧‧液晶層
〔圖1〕表示本發明之液晶顯示裝置之概略構成的概念圖。
〔圖2〕表示本發明之液晶顯示裝置之變形例之概略構成的概念圖。
1、1A...液晶顯示裝置
2...第1偏光子
2J...吸收軸
3...第1光學補償層
3J...遲相軸
4...液晶胞
5...第2光學補償層
6...第2偏光子
6J...吸收軸
40...液晶層
41...玻璃基板
Claims (6)
- 一種液晶顯示裝置,其特徵係至少依序具有第1偏光子、第1光學補償層、液晶胞、第2光學補償層及第2偏光子,前述第1及第2光學補償層係滿足下述式(1)~(3),前述液晶胞中之液晶分子係當黑顯示時,配向於該液晶胞之厚度方向,nx1>nz1>ny1 (1) nx2≧ny2>nz2 (2) DSP(Ro1)<1<DSP(Rth2) (3)(但是nx1係表示前述第1光學補償層之面內之遲相軸方向的折射率,ny1係表示前述第1光學補償層之面內之進相軸方向的折射率,nz1係表示前述第1光學補償層之厚度方向的折射率,nx2係表示前述第2光學補償層之面內之遲相軸方向的折射率,ny2係表示前述第2光學補償層之面內之進相軸方向的折射率,nz2係表示前述第2光學補償層之厚度方向的折射率,Ro1係表示下式(8-1)表示之前述第1光學補償層的面內延遲值,Rth2係表示下式(9-2)表示之前述第2光學補償層之厚度方向的延遲值,DSP(Ro1)係前述第1光學補償層之面內延遲值Ro1的波長分散值,在波長480nm下所測定之前述第1光學補償層的面內延遲值 Ro1除以在波長630nm下所測定之面內延遲值Ro1的值,DSP(Rth2)係前述第2光學補償層之厚度方向之延遲值Rth2的波長分散值,在波長480nm下所測定之前述第2光學補償層的延遲值Rth2除以在波長630nm下所測定之延遲值Rth2的值,Ro1=(nx1-ny1)×d1 (8-1) Rth2={(nx2+ny2)/2-nz2}×d2) (9-2)但是d1係表示前述第1光學補償層的厚度(nm),d2係表示前述第2光學補償層的厚度(nm),Ro1及Rth2係分別在波長590nm下所測定的值)。
- 申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置,其中前述第1光學補償層係含有纖維素系樹脂層者。
- 如申請專利範圍第1或2項之液晶顯示裝置,其中前述第1光學補償層係滿足下述式(4)、(5),前述第2光學補償層係滿足下述式(6)、(7)者,Ro1=50~100[nm] (4) | Rth1 |=0~20[nm] (5) Ro2=0~20[nm] (6) Rth2=200~350[nm] (7)(但是Rth1係表示下式(9-1)表示之前述第1光學補償層之厚度方向的延遲值,Ro2係表示下式(8-2)表示之前述第2光學補償層的面內延遲值,Ro2及Rth1係分別在波長590nm下所測定的值,Ro2=(nx2-ny2)×d2 (8-2) Rth1={(nx1+ny1)/2-nz1}×d1) (9-1))。
- 如申請專利範圍第1或2項之液晶顯示裝置,其中前述第1光學補償層係至少含有纖維素系樹脂層與液晶層,前述纖維素系樹脂層係相較於前述液晶層,而被配設於靠近前述第1偏光子側,具有面內相位差,同時遲相軸對於前述第1偏光子之吸收軸為正交者。
- 如申請專利範圍第1或2項之液晶顯示裝置,其中前述第1光學補償層係至少含有纖維素系樹脂層與液晶層,前述纖維素系樹脂層係相較於前述液晶層,被配設於靠近前述液晶胞側,具有面內相位差,同時遲相軸對於前述第1偏光子之吸收軸為平行者。
- 如申請專利範圍第1或2項之液晶顯示裝置,其中前述第2光學補償層係由含有DSP值上昇劑之纖維素系樹脂層所構成者。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009083152 | 2009-03-30 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW201106060A TW201106060A (en) | 2011-02-16 |
TWI486677B true TWI486677B (zh) | 2015-06-01 |
Family
ID=42936091
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW099108912A TWI486677B (zh) | 2009-03-30 | 2010-03-25 | Liquid crystal display device |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5598467B2 (zh) |
KR (1) | KR101679444B1 (zh) |
TW (1) | TWI486677B (zh) |
WO (1) | WO2010116803A1 (zh) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012215706A (ja) * | 2011-03-31 | 2012-11-08 | Fujifilm Corp | セルロースアシレートフィルム、偏光板及び液晶表示装置 |
KR101800895B1 (ko) * | 2011-09-19 | 2017-11-24 | 엘지디스플레이 주식회사 | 터치 스크린 표시장치 및 그 제조방법 |
JP2019028159A (ja) * | 2017-07-27 | 2019-02-21 | 日東電工株式会社 | 位相差フィルム、光学補償層付偏光板、画像表示装置、および位相差フィルムの製造方法 |
JP7405576B2 (ja) * | 2019-11-21 | 2023-12-26 | 住友化学株式会社 | 光学異方性膜 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009053684A (ja) * | 2007-07-30 | 2009-03-12 | Fujifilm Corp | 位相差フィルム、偏光板、及びそれを用いた液晶表示装置 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3299190B2 (ja) * | 1998-07-15 | 2002-07-08 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション | 液晶表示装置 |
JP4697775B2 (ja) * | 2005-01-31 | 2011-06-08 | 日東電工株式会社 | 液晶パネルおよび液晶表示装置 |
-
2010
- 2010-02-23 KR KR1020117022488A patent/KR101679444B1/ko active IP Right Grant
- 2010-02-23 WO PCT/JP2010/052725 patent/WO2010116803A1/ja active Application Filing
- 2010-02-23 JP JP2011508272A patent/JP5598467B2/ja active Active
- 2010-03-25 TW TW099108912A patent/TWI486677B/zh not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009053684A (ja) * | 2007-07-30 | 2009-03-12 | Fujifilm Corp | 位相差フィルム、偏光板、及びそれを用いた液晶表示装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPWO2010116803A1 (ja) | 2012-10-18 |
KR101679444B1 (ko) | 2016-11-24 |
JP5598467B2 (ja) | 2014-10-01 |
WO2010116803A1 (ja) | 2010-10-14 |
KR20110133036A (ko) | 2011-12-09 |
TW201106060A (en) | 2011-02-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4802409B2 (ja) | 光学補償フィルム、それを用いた偏光板及び液晶表示装置 | |
US8313814B2 (en) | Cellulose acylate film, method of producing the same, cellulose derivative film, optically compensatory film using the same, optically-compensatory film incorporating polarizing plate, polarizing plate and liquid crystal display device | |
TWI434856B (zh) | Polarizing element protection film, polarizing plate and vertical alignment type liquid crystal display device | |
JP5234113B2 (ja) | 位相差フィルム、偏光板、液晶表示装置 | |
US20070258141A1 (en) | Polarizing Plate and Liquid Crystal Display | |
TWI387792B (zh) | 光學補償偏光板、影像顯示單元及液晶顯示單元 | |
JP2009237376A (ja) | 偏光板およびそれを用いた液晶表示装置 | |
KR20070032720A (ko) | 편광판 및 액정 표시 장치 | |
WO2006033313A1 (en) | Polarizing plate and liquid crystal display | |
JP5707811B2 (ja) | 長尺状λ/4板、円偏光板、偏光板、OLED表示装置、及び立体画像表示装置 | |
JP2004177642A (ja) | 位相差フィルムとその製造方法、光学補償フィルム、偏光板及び液晶表示装置 | |
WO2011024683A1 (ja) | 光学補償フィルム、偏光板及び液晶表示装置 | |
TWI427339B (zh) | Polarizing plate and liquid crystal display device | |
TWI486677B (zh) | Liquid crystal display device | |
KR101112443B1 (ko) | 셀룰로오스 필름, 편광판 및 액정 표시 장치 | |
TWI407156B (zh) | 醯化纖維素薄膜、偏光板保護薄膜、偏光板及液晶顯示裝置 | |
TWI437323B (zh) | Liquid crystal display device | |
JP2010250172A (ja) | 光学フィルム、光学フィルムの製造方法、偏光板、及び液晶表示装置 | |
JP2010128270A (ja) | 光学補償フィルムの製造方法、光学補償フィルム、偏光板及び液晶表示装置 | |
JP5521832B2 (ja) | λ/4板及び立体映像表示装置 | |
JP2010112986A (ja) | 光学フィルムの製造方法、光学フィルムの製造装置、光学フィルムおよび液晶表示装置 | |
JP5637207B2 (ja) | 位相差フィルム、位相差フィルムの製造方法 | |
JP2011232428A (ja) | 傾斜位相差フィルムおよび液晶表示装置 | |
JP2009122422A (ja) | 位相差フィルム、偏光板および液晶表示装置 | |
JP5012597B2 (ja) | 位相差フィルム、偏光板および液晶表示装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees |