TWI486678B - 液晶顯示裝置及液晶胞 - Google Patents

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Description

液晶顯示裝置及液晶胞
本發明是有關於一種具有晶胞(cell)內偏光層的液晶顯示裝置以及液晶胞。
為了改善液晶顯示裝置之對比度(contrast)，而對減低全黑狀態之正面方向(即，相對於顯示面之法線方向)之透射光的方法進行了各種研究。於彩色顯示用液晶顯示裝置中，於晶胞內相對於各畫素而設置有彩色濾光片層，使偏光入射至彩色濾光片層，從而顯示彩色影像。然而，已知彩色濾光片層具有消偏光(depolarization)作用，由彩色濾光片層消偏光之光產生散射，此現象成為於全黑狀態下透射光上升之一個原因。作為解決由於該彩色濾光片層之消偏光所引起的全黑狀態下的透射光上升的方法，已知有在彩色濾光片層與液晶層之間配置偏光層之方法(專利文獻1)。
另一方面，關於垂直配向(Vertical Aligned，以下稱為VA)模式液晶顯示裝置及橫向電場切換(In-Plane Switching，以下稱為IPS)模式液晶顯示裝置之斜方向之對比度的改善，亦有各種提案，然而均是將規定光學特性之光學膜配置於液晶胞外之提案(例如專利文獻2及3)。
先前技術文獻
專利文獻
專利文獻1：日本專利特開平10-161105號公報
專利文獻2：日本專利特開2008-3126號公報
專利文獻3：日本專利4055861號公報
然而，本發明者實際上將偏光層配置於液晶胞內、彩色濾光片層與液晶層之間，對全黑狀態之透射光進行調查時，可知可減輕正面方向之透射光，另一方面斜方向之透射光不但無法減輕，反而會上升。
因此，本發明是有關於在晶胞內具有偏光層之液晶顯示裝置之改良，其課題在於提供一種在全黑狀態下，不僅抑制正面方向之透射光，而且抑制斜方向之透射光的於晶胞內具有偏光層之液晶顯示裝置、以及用於該液晶顯示裝置之液晶胞。
本發明者等人對在晶胞內具有偏光層之液晶顯示裝置進行了銳意研究，結果查明全黑狀態的斜方向之透射光之上升與該偏光層之雙折射性(birefringence)所引起之延遲(retardation)相關聯。進一步進行了研究，結果獲得如下知識見解從而完成本發明：即使偏光層具有雙折射性，藉由使晶胞內偏光層之吸收軸、與其後光所通過之晶胞外偏光元件之吸收軸平行，且使自晶胞內偏光層至晶胞外偏光元件的光所通過之所有層的延遲之總和為規定範圍，從而可減輕該斜方向之透射光上升。
用以解決所述課題之手段如下所述。
[1]一種液晶顯示裝置，其是包含第一偏光元件及第二偏光元件、以及配置在第一偏光元件與第二偏光元件之間 的液晶胞的液晶顯示裝置。所述液晶胞包含第一基板及第二基板(其中，第一基板配置在更靠近第一偏光元件之位置，第二基板配置在更靠近第二偏光元件之位置)、配置在所述第一基板與第二基板之間的液晶層、配置在所述第一基板之內面上的彩色濾光片層、以及配置在該彩色濾光片層與所述液晶層之間的晶胞內偏光層。所述第一偏光元件之吸收軸與所述晶胞內偏光層之吸收軸互相平行，且配置在所述晶胞內偏光層與所述第一偏光元件之間的所有層的面內延遲Re之絕對值的總和為10nm以下、且厚度方向之延遲Rth之絕對值的總和為15nm以下。
[2]如[1]所述之液晶顯示裝置，其中，所述晶胞內偏光層是由至少含有二色性色素之液晶性組成物所形成之層。
[3]如[2]所述之液晶顯示裝置，其中，所述二色性色素是有序參數(order parameter)為0.85以上之液晶性化合物。
[4]如[1]~[3]中任一項所述之液晶顯示裝置，其中，所述晶胞內偏光層之厚度為0.02μm~0.50μm、以及偏光度為70%~99%。
[5]如[1]~[4]中任一項所述之液晶顯示裝置，其中，所述晶胞內偏光層是由含有下述通式(I)所表示之偶氮色素之至少一種的組成物所形成之層：[化1]
式中，R1 、R2 、R3 、R4 、X1 及X2 分別獨立地表示氫原子或取代基；A1 表示亦可具有取代基之苯基、萘基或芳香族雜環基；B1 表示亦可具有取代基之2價芳香族烴基或2價芳香族雜環基；n表示1~5之整數；其中，B1 之至少一個表示具有烷基之伸苯基。
[6]如[5]所述之液晶顯示裝置，其中，於所述通式(I)中，A1 表示亦可具有取代基之苯基，B1 表示亦可具有取代基之2價伸苯基，n表示2~4之整數。
[7]如[5]或[6]所述之液晶顯示裝置，其中，所述通式(I)所表示之偶氮色素由下述通式(II)所表示：
式中，R5 、R6 及R7 分別獨立地表示烷基；R8 、R9 、R10 及R11 分別獨立地表示氫原子或取代基；Y1 表示亦可具有取代基之烷基、烯基、炔基、芳基、烷氧基、烷氧基羰基、醯氧基、醯基胺基、烷氧基羰基胺基、磺醯基胺基、胺磺醯基、胺甲醯基、烷硫基、磺醯基、或脲基；m表示 1~3之整數。
[8]如[1]~[7]中任一項所述之液晶顯示裝置，其中，於所述液晶胞與第一偏光元件之間具有第一光學膜，所述第一光學膜之面內延遲Re之絕對值為10nm以下、以及厚度方向之延遲Rth之絕對值為15nm以下。
[9]如[8]所述之液晶顯示裝置，其中，所述第一光學膜是醯化纖維素(cellulose acylate)膜。
[10]如[8]所述之液晶顯示裝置，其中，所述第一光學膜是丙烯酸膜(acrylic film)。
[11]如[1]~[10]中任一項所述之液晶顯示裝置，其中，所述液晶胞是垂直配向模式之液晶胞，於所述液晶胞與第二偏光元件之間具有第二光學膜，所述第二光學膜之面內延遲Re為40nm~80nm、以及厚度方向之延遲Rth為180nm~250nm。
[12]如[1]~[10]中任一項所述之液晶顯示裝置，其中，所述液晶胞是水平配向模式之液晶胞，於所述液晶胞與第二偏光元件之間具有第二光學膜，該第二光學膜之面內延遲Re為180nm~300nm、及厚度方向之延遲Rth為-30nm~30nm，或者該第二光學膜之面內延遲Re為80nm~160nm、及厚度方向之延遲Rth為-50nm~-110nm。
[13]一種液晶胞，其包含一對基板、配置在所述一對基板之間的液晶層、配置在所述一對基板的其中一個基板的內面上的彩色濾光片層、及配置在該彩色濾光片層與所述液晶層之間的晶胞內偏光層，且所述晶胞內偏光層是由 含有下述通式(I)所表示之偶氮色素的至少一種之組成物所形成之層：
式中，R1 、R2 、R3 、R4 、X1 及X2 分別獨立地表示氫原子或取代基；A1 表示亦可具有取代基之苯基、萘基或芳香族雜環基；B1 表示亦可具有取代基之2價芳香族烴基或2價芳香族雜環基；n表示1~5之整數；其中，B1 之至少一個表示具有烷基之伸苯基。
藉由本發明，可改良晶胞內具有偏光層之液晶顯示裝置，即，提供一種在全黑狀態下，不僅減輕正面方向之透射光，而且減輕斜方向之透射光的於晶胞內具有偏光層之液晶顯示裝置、以及用於該液晶顯示裝置之液晶胞。
以下，對本發明加以詳細之說明。另外，在本說明書中使用「~」所表示之數值範圍表示包含「~」之前後所記載之數值作為下限值及上限值的範圍。
於本說明書中，Re(λ)、Rth(λ)分別表示波長λ下之面內遲延及厚度方向遲延。Re(λ)是於KOBRA 21ADH或WR(王子計測機器股份有限公司製造)中使波長為λ nm 之光入射至膜法線方向而測定的。於選擇測定波長λ nm時，可以手動交換波長選擇型濾波器或者用程式等轉換測定值而測定。
於所測定之膜是以單軸或雙軸之折射率橢球(index ellipsoid)所表示之膜情形時，可藉由以下之方法而算出Rth(λ)。
將面內之遲相軸(由KOBRA 21ADH或WR進行判斷)作為傾斜軸(旋轉軸)(於無遲相軸之情形時將膜面內之任意方向作為旋轉軸)，相對於膜法線方向，於自法線方向至單側50度之範圍內，每隔10度進行一次自該傾斜之方向入射波長λ nm之光，共計測定6點之所述Re(λ)，基於該測定之延遲值與平均折射率之假定值及所輸入之膜厚值，由KOBRA 21ADH或WR算出Rth(λ)。
於上述中，於自法線方向將面內之遲相軸作為旋轉軸，且在某一傾斜角度具有延遲值成為零之方向的膜之情形時，於較該傾斜角度更大之傾斜角度的延遲值將其符號變更為負號後，由KOBRA 21ADH或WR算出。
另外，亦可將遲相軸作為傾斜軸(旋轉軸)(於無遲相軸之情形時將膜面內之任意方向作為旋轉軸)，自任意之傾斜之2個方向測定延遲值，基於該值與平均折射率之假定值及所輸入之膜厚值，藉由以下之數學式(21)及數學式(22)而算出Rth。
[數1]數學式(21)
於上述式中，Re(θ)表示自法線方向傾斜角度θ之方向的延遲值。而且，於上述式中，nx表示面內之遲相軸方向之折射率，ny表示於面內與nx正交之方向的折射率，nz表示與nx及ny正交之方向的折射率。d表示膜之膜厚。
所測定之膜無法以單軸或雙軸之折射率橢球表現，即所測定之膜是無光軸(optic axis)之膜之情形時，藉由以下之方法而算出Rth(λ)。
將面內之遲相軸(由KOBRA 21ADH或WR進行判斷)作為傾斜軸(旋轉軸)，相對於膜法線方向，於自-50度至+50度之範圍內，每隔10度進行一次自該傾斜之方向入射波長λ nm之光，共計測定11點之所述Re(λ)，基於該測定之延遲值與平均折射率之假定值及所輸入之膜厚值，由KOBRA 21ADH或WR算出Rth(λ)。
於上述之測定中，平均折射率之假定值可使用聚合物手冊(JOHN WILEY & SONS,INC)中各種光學膜之目錄值。對於平均折射率值尚未知之光學膜，可使用阿貝折射計(abbe refractometer)進行測定。將主要之光學膜的平 均折射率值例示如下：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)。
藉由輸入該些平均折射率之假定值與膜厚，KOBRA 21ADH或WR算出nx、ny、nz。藉由該算出之nx、ny、nz進一步算出Nz=(nx-nz)/(nx-ny)。
另外，於本說明書中，關於Re、Rth及折射率，在並未特別附記測定波長之情形時，是指測定波長為550nm。
圖1表示本發明之液晶顯示裝置之一例的剖面模式圖。圖1之液晶顯示裝置包含第一偏光元件10a及第二偏光元件10b、配置於第一偏光元件10a與第二偏光元件10b之間的液晶胞12、於第一偏光元件10a與液晶胞12之間的第一光學膜14a、及於第二偏光元件10b與液晶胞12之間的第二光學膜14b。第一偏光元件10a之吸收軸11a及第二偏光元件10b之吸收軸11b相互正交。液晶胞12於第一基板1a與第二基板1b之間具有由液晶材料所形成之液晶層2、配置於第一基板1a之內面上的彩色濾光片層5，以及於彩色濾光片層5與液晶層2之間具有晶胞內偏光層3。晶胞內偏光層3之吸收軸4與第一偏光元件10a之吸收軸11a相互平行，所述第一偏光元件10a配置在更靠近形成有晶胞內偏光層3之基板1a的位置。
晶胞內偏光層3是具有補償彩色濾光片層5之消偏光之作用的層。與不存在晶胞內偏光層3之態樣相比，為了使彩色濾光片層5之消偏光作用為1/3以下，晶胞內偏光 層3之偏光度較佳的是70%以上，更佳的是80%以上。偏光度通常與層之厚度成正比，因此為了提高偏光度，需要使層成為某種程度之厚度，然而若增厚配置在晶胞內之層的厚度，則存在最白亮度(white luminance)降低之傾向。若亦考慮該方面，則晶胞內偏光層3之厚度較佳的是0.02nm~0.50nm左右。為了形成所述範圍之厚度、且所述範圍之高偏光度的偏光層，較佳的是如後所述那樣利用含有二色性色素之液晶性組成物。關於用以形成晶胞內偏光層3之較佳的材料及形成方法的例子如後所述。
本實施形態之液晶顯示裝置，由晶胞內偏光層3而減輕了彩色濾光片層5之消偏光，因此可抑制正面方向之透射光之上升，且對比度得到改善。另外，於本實施形態之液晶顯示裝置中，晶胞內偏光層3之吸收軸4與第一偏光元件10a之吸收軸11a平行，且配置於晶胞內偏光層3與第一偏光元件10a之間的所有層的面內延遲Re之絕對值的總和為10nm以下(較佳的是8nm以下、更佳的是5nm以下)、以及厚度方向之延遲Rth之絕對值的總和為15nm以下(較佳的是12nm以下、更佳的是10nm以下)。於圖1中，作為配置在晶胞內偏光層3與第一偏光元件10a之間的層，僅僅表示了彩色濾光片層5、基板1a及第一光學膜14a，而省略了除此以外之層，例如於晶胞外之各層間亦存在黏著層等，於晶胞內存在用以形成偏光層之配向膜等其他功能層，該些層當然也包括在內。即，表示自晶胞內偏光層3至第一偏光元件10a為止的光所通過的所有 層。若使該些層的Re及Rth的各自之絕對值的總和為所述範圍，則即使在直線偏光通過晶胞內偏光層3時受到由於晶胞內偏光層3之雙折射性所造成之延遲的影響，其後到第一偏光元件10a為止，基本不受延遲之影響，可抑制斜方向之透射光之上升。以龐加萊(poincare)球上之動作而說明該作用，通過晶胞內偏光層3之偏光表現為於偏光層3之遲相軸所對應之軸A的周圍旋轉的偏光狀態X，且若使上述Re及Rth之各自之絕對值的總和為所述範圍，則偏光狀態X與軸A之距離保持固定，因此基本上不受偏光層3之延遲影響。
由上述說明可理解，無論黑顯示時之液晶層之配向狀態為何種配向狀態，以任意液晶模式之液晶顯示裝置之態樣均可獲得本發明之效果；另一方面，亦存在根據模式，為了液晶胞之全黑狀態的雙折射之光學補償，而需要於液晶胞之上下配置具有某種程度較大之Re及/或Rth之相位差膜，從而難以滿足上述條件之情形。為了滿足上述條件，第一光學膜14a至少需要Re之絕對值為10nm以下、以及Rth之絕對值為15nm以下。若考慮該方面，則本發明之較佳的態樣是垂直配向模式及水平配向模式(IPS模式及邊界電場切換(Fringe Field Switching，以下稱為FFS)模式)之液晶顯示裝置。以下，對該些態樣加以說明。
首先，對垂直配向模式之液晶顯示裝置加以說明。
關於垂直配向模式之液晶顯示裝置，作為抑制全黑狀態下之斜方向的透射光之方法，提出了在一對偏光元件中 之任一個與VA模式液晶胞之間利用Re為40nm~80nm及Rth為180nm~250nm之二軸性光學膜之方法。因此，如果使用該二軸性光學膜作為圖1中之第二光學膜14b，則可利用Re及Rth較小、且滿足上述條件之膜作為第一光學膜14a。不僅可獲得配置在晶胞內之偏光層3所帶來之正面方向之對比度的改善效果，而且亦可獲得由第二光學膜14b所帶來之斜方向之對比度的改善效果。
另外，關於可用作第二光學膜之二軸性光學膜，於日本專利特開2008-3126號公報等中有所詳細記載。
而且，關於IPS模式之液晶顯示裝置，作為抑制全黑狀態下之斜方向的透射光之方法，提出了在一對偏光元件中之任一個與IPS模式液晶胞之間利用Re為180nm~300nm、及Rth為-30nm~30nm之二軸性光學膜，或者Re為80nm~160nm、及Rth為-50nm~-110nm之二軸性之光學膜。因此，若使用該任一種二軸性光學膜作為圖1中之第二光學膜14b，則可利用Re及Rth較小、且滿足上述條件之膜作為第一光學膜14a。不僅可獲得配置在晶胞內之偏光層3所帶來之正面方向之對比度的改善效果，而且亦可獲得由第二光學膜14b所帶來之斜方向之對比度的改善效果。另外，關於可用作第二光學膜之二軸性光學膜，於日本專利特開平11-305217號公報等中有所詳細記載。
於圖1中表示了在第一偏光元件10a與液晶胞12之間具有第一光學膜14a之態樣，然而若有可能，則亦可無第一光學膜14a。亦可使用黏著劑等於液晶胞12之第一基板 1a之外面直接貼合用作第一偏光元件10a之偏光膜。關於用以貼合之黏著劑，並無特別之限制，可以根據基板及偏光膜之材質而自各種黏著劑中選擇適宜的黏著劑。
於圖1中，省略了配置在液晶胞中的電極層、配向膜等，但不言而喻的是本發明的液晶顯示裝置及液晶胞包含以該些層為代表之通常的液晶顯示裝置部件。而且，於圖1中第一光學膜及第二光學膜顯示為單層，但第一光學膜及第二光學膜亦可為由二層以上之多層所形成之光學膜。而且第一光學膜及第二光學膜當然亦可用作第一偏光元件及第二偏光元件各自之保護膜。
其次，對本發明之液晶顯示裝置及液晶胞中所利用之各種部件加以詳細說明。首先，對配置在液晶胞內之偏光層(晶胞內偏光層)加以說明。
(晶胞內偏光層)
於本發明之液晶顯示裝置之一實施形態中，晶胞內偏光層由至少含有二色性色素之液晶性組成物所形成。於本說明書中，所謂「二色性色素」是指吸收波長由於方向而有所不同的色素。二色性色素可為非液晶性亦可為液晶性。於所使用之二色性色素為非液晶性之情形時，可與液晶性化合物混合而調製所述液晶性組成物。晶胞內偏光層之偏光度越高越提高彩色濾光片層之消偏光的減低效果，另一方面，為了由液晶性組成物形成偏光度較高的偏光層，需要使層之厚度某種程度地變厚，變得與液晶胞之薄型化之要求相反。用以形成所述晶胞內偏光層之二色性色 素若為配向有序度(degree of order)較高之液晶性化合物，則可形成即使為薄層亦可顯示出較高之偏光度的偏光層，且可減少白顯示之亮度降低而較佳。於本發明中，所謂二色性色素之配向有序度是表示吸收之躍遷矩(transition moment)之配向有序度。所使用之二色性色素的配向有序度(有序參數)較佳的是0.85以上，更佳的是0.90以上。有序參數越高越好，但於有機化合物中，通常為0.98以下。
另外，可以使用分光光度計(spectral photometer)測定偏光吸收之二色比D，用S=(D-1)/(D+2)而算出二色性色素之有序參數S。
有序參數較高的液晶性二色性色素的例子包括下述通式(I)所表示之偶氮色素。
式中，R1 ~R4 、X1 及X2 分別獨立地表示氫原子或取代基；A1 表示亦可具有取代基之苯基、亦可具有取代基之萘基、或亦可具有取代基之芳香族雜環基；B1 表示亦可具有取代基之2價芳香族烴基或2價芳香族雜環基；n表示1~5之整數。其中，B1 之至少一個表示具有烷基之伸苯基。
於上述通式(I)中，以R1 ~R4 、X1 及X2 所表示之取代基可列舉以下之基。
包括：烷基(較佳的是碳數為1~20之烷基、更佳的是碳數為1~12之烷基、特別佳的是碳數為1~8之烷基，例如可列舉甲基、乙基、異丙基、第三丁基、正辛基、正癸基、正十六烷基、環丙基、環戊基、環己基等)、烯基(較佳的是碳數為2~20之烯基、更佳的是碳數為2~12之烯基、特別佳的是碳數為2~8之烯基，例如可列舉乙烯基、烯丙基、2-丁烯基、3-戊烯基等)、炔基(較佳的是碳數為2~20之炔基、更佳的是碳數為2~12之炔基、特別佳的是碳數為2~8之炔基，例如可列舉炔丙基、3-戊炔基等)、芳基(較佳的是碳數為6~30之芳基、更佳的是碳數為6~20之芳基、特別佳的是碳數為6~12之芳基，例如可列舉苯基、2,6-二乙基苯基、3,5-二(三氟甲基)苯基、萘基、聯苯基等)、經取代或未經取代之胺基(較佳的是碳數為0~20之胺基、更佳的是碳數為0~10之胺基、特別佳的是碳數為0~6之胺基，例如可列舉未經取代之胺基、甲基胺基、二甲基胺基、二乙基胺基、苯胺基等)、烷氧基(較佳的是碳數為1~20之烷氧基、更佳的是碳數為1~10之烷氧基、特別佳的是碳數為1~6之烷氧基，例如可列舉甲氧基、乙氧基、丁氧基等)、烷氧基羰基(較佳的是碳數為2~20之烷氧基羰基、更佳的是碳數為2~10之烷氧基羰基、特別佳的是碳數為2~6之烷氧基羰基，例如可列舉甲氧基羰基、乙氧基羰基等)、醯氧基(較佳的是碳數為2~ 20之醯氧基、更佳的是碳數為2~10之醯氧基、特別佳的是碳數為2~6之醯氧基，例如可列舉乙醯氧基、苯甲醯氧基等)、醯基胺基(較佳的是碳數為2~20之醯基胺基、更佳的是碳數為2~10之醯基胺基、特別佳的是碳數為2~6之醯基胺基，例如可列舉乙醯基胺基、苯甲醯基胺基等)、烷氧基羰基胺基(較佳的是碳數為2~20之烷氧基羰基胺基、更佳的是碳數為2~10之烷氧基羰基胺基、特別佳的是碳數為2~6之烷氧基羰基胺基，例如可列舉甲氧基羰基胺基等)、芳氧基羰基胺基(較佳的是碳數為7~20之芳氧基羰基胺基、更佳的是碳數為7~16之芳氧基羰基胺基、特別佳的是碳數為7~12之芳氧基羰基胺基，例如可列舉苯氧基羰基胺基等)、磺醯基胺基(較佳的是碳數為1~20之磺醯基胺基、更佳的是碳數為1~10之磺醯基胺基、特別佳的是碳數為1~6之磺醯基胺基，例如可列舉甲磺醯基胺基、苯磺醯基胺基等)、胺磺醯基(較佳的是碳數為0~20之胺磺醯基、更佳的是碳數為0~10之胺磺醯基、特別佳的是碳數為0~6之胺磺醯基，例如可列舉胺磺醯基、甲基胺磺醯基、二甲基胺磺醯基、苯基胺磺醯基等)、胺甲醯基(較佳的是碳數為1~20之胺甲醯基、更佳的是碳數為1~10之胺甲醯基、特別佳的是碳數為1~6之胺甲醯基，例如可列舉未經取代之胺甲醯基、甲基胺甲醯基、二乙基胺甲醯基、苯基胺甲醯基等)、烷硫基(較佳的是碳數為1~20之烷硫基、更佳的是碳數為1~10之烷硫基、特別佳的是碳數為1~6之烷硫基，例如可列舉甲硫基、乙硫基 等)、芳硫基(較佳的是碳數為6~20之芳硫基、更佳的是碳數為6~16之芳硫基、特別佳的是碳數為6~12之芳硫基，例如可列舉苯硫基等)、磺醯基(較佳的是碳數為1~20之磺醯基、更佳的是碳數為1~10之磺醯基、特別佳的是碳數為1~6之磺醯基，例如可列舉甲磺醯基、甲苯磺醯基等)、亞磺醯基(較佳的是碳數為1~20之亞磺醯基、更佳的是碳數為1~10之亞磺醯基、特別佳的是碳數為1~6之亞磺醯基，例如可列舉甲亞磺醯基、苯亞磺醯基等)、脲基(較佳的是碳數為1~20之脲基、更佳的是碳數為1~10之脲基、特別佳的是碳數為1~6之脲基，例如可列舉未經取代之脲基、甲基脲基、苯基脲基等)、磷醯胺基(較佳的是碳數為1~20之磷醯胺基、更佳的是碳數為1~10之磷醯胺基、特別佳的是碳數為1~6之磷醯胺基，例如可列舉二乙基磷醯胺基、苯基磷醯胺基等)、羥基、巰基、鹵素原子(例如氟原子、氯原子、溴原子、碘原子)、氰基、硝基、羥胺酸基、亞磺酸基(sulfino)、肼基(hydrazino)、亞胺基、雜環基(較佳的是碳數為1~30之雜環基、更佳的是碳數為1~12之雜環基，例如為具有氮原子、氧原子、硫原子等雜原子之雜環基，例如可列舉咪唑基(imidazolyl)、吡啶基(pyridyl)、喹啉基(quinolyl)、呋喃基(furyl)、哌啶基(piperidyl)、嗎啉基(morpholino)、苯幷噁唑基(benzoxazolyl)、苯幷咪唑基(benzimidazolyl)、苯幷噻唑基(benzthiazolyl)等)、矽烷基(較佳的是碳數為3~40之矽烷基、更佳的是碳數為 3~30之矽烷基、特別佳的是碳數為3~24之矽烷基，例如可列舉三甲基矽烷基、三苯基矽烷基等)。
該些取代基亦可進一步被該些取代基所取代。而且，於具有兩個以上取代基之情形時，可相同亦可不同。而且，於可能之情形時亦可相互鍵結而形成環。
R1 ~R4 所表示之基較佳的是氫原子、烷基、烷氧基、鹵素原子，特別佳的是氫原子、烷基、烷氧基，最佳的是氫原子。X1 及X2 所表示之基特別佳的是氫原子、烷基，最佳的是烷基。
A1 表示亦可具有取代基之苯基、亦可具有取代基之萘基、或亦可具有取代基之芳香族雜環基。
該苯基或該萘基亦可具有之取代基較佳的是為了提高偶氮化合物之溶解性而導入之基、為了調節作為色素之色調而導入之具有給電子性或吸電子性之基、或為了使配向固定化而導入之具有聚合性基之基，具體可列舉所述R1 ~R4 、X1 及X2 所表示之取代基。較佳的是可列舉：亦可具有取代基之烷基、亦可具有取代基之烯基、亦可具有取代基之炔基、亦可具有取代基之芳基、亦可具有取代基之烷氧基、亦可具有取代基之烷氧基羰基、亦可具有取代基之醯氧基、亦可具有取代基之醯基胺基、亦可具有取代基之胺基、亦可具有取代基之烷氧基羰基胺基、亦可具有取代基之磺醯基胺基、亦可具有取代基之胺磺醯基、亦可具有取代基之胺甲醯基、亦可具有取代基之烷硫基、亦可具有取代基之磺醯基、亦可具有取代基之脲基、硝基、羥基、 氰基、鹵素原子等。
烷基較佳的是碳數為1~20，特別佳的是碳數為1~12。亦可取代該烷基之基可列舉烷氧基、醯氧基、羥基、鹵素原子等。
亦可取代該烷基之基為聚合性基亦較佳。對聚合性基並無特別之限定，聚合反應較佳的是加成聚合(包含開環聚合)或縮合聚合。換而言之，較佳的是聚合性基為可進行加成聚合反應或縮合聚合反應之聚合性基。
以下例示了聚合性基之具體例，但本發明並不限定於此。
聚合性基較佳的是進行自由基聚合(radical polymerization)或陽離子聚合(cationic polymerization) 之聚合性基。自由基聚合性基可使用通常所知之自由基聚合性基，較佳的是(甲基)丙烯酸酯基。陽離子聚合性基可使用通常所知之陽離子聚合性基，具體可列舉脂環式醚基、環狀縮醛基、環狀內酯基、環狀硫醚基、含螺環原酸酯基(spiro orthoester)、乙烯基氧基等。其中脂環式醚基、乙烯基氧基較適宜，特別佳的是環氧基、氧雜環丁基(oxetanyl)、乙烯基氧基。
烯基較佳的是碳數為2~20，特別佳的是碳數為2~12。亦可取代該烯基之基與作為所述亦可取代烷基之基而列舉之基同義，其較佳之範圍亦相同。
炔基較佳的是碳數為2~20，特別佳的是碳數為2~12。亦可取代該炔基之基與作為所述亦可取代烷基之基而列舉之基同義，其較佳之範圍亦相同。
芳基較佳的是碳數為6~20，特別佳的是碳數為6~12。亦可取代該芳基之基與作為所述亦可取代烷基之基而列舉之基同義，其較佳之範圍亦相同。
烷氧基較佳的是碳數為1~20，特別佳的是碳數為1~12。亦可取代該烷氧基之基與作為所述亦可取代烷基之基而列舉之基同義，其較佳之範圍亦相同。
烷氧基羰基較佳的是碳數為2~20，特別佳的是碳數為2~12。亦可取代該烷氧基羰基之基與作為所述亦可取代烷基之基而列舉之基同義，其較佳之範圍亦相同。
醯氧基較佳的是碳數為2~20，特別佳的是碳數為2~12。亦可取代該醯氧基之基與作為所述亦可取代烷基之 基而列舉之基同義，其較佳之範圍亦相同。
胺基較佳的是碳數為1~20，特別佳的是1~12。亦可取代該胺基之基與作為所述亦可取代烷基之基而列舉之基同義，其較佳之範圍亦相同。
醯基胺基較佳的是碳數為1~20，特別佳的是1~12。亦可取代該醯基胺基之基與作為所述亦可取代烷基之基而列舉之基同義，其較佳之範圍亦相同。
烷氧基羰基胺基較佳的是碳數為2~20，特別佳的是碳數為2~12。亦可取代該烷氧基羰基胺基之基與作為所述亦可取代烷基之基而列舉之基同義，其較佳之範圍亦相同。
磺醯基胺基較佳的是碳數為1~20，特別佳的是碳數為1~12。亦可取代該磺醯基胺基之基與作為所述亦可取代烷基之基而列舉之基同義，其較佳之範圍亦相同。
胺磺醯基較佳的是碳數為1~20，特別佳的是碳數為1~12。亦可取代該胺磺醯基之基與作為所述亦可取代烷基之基而列舉之基同義，其較佳之範圍亦相同。
亦可取代胺甲醯基之基與作為所述亦可取代烷基之基而列舉之基同義，其較佳之範圍亦相同。
烷硫基較佳的是碳數為1~20，特別佳的是碳數為1~12。亦可取代該烷硫基之基與作為所述亦可取代烷基之基而列舉之基同義，其較佳之範圍亦相同。
磺醯基較佳的是碳數為1~20，特別佳的是碳數為1~12。亦可取代該磺醯基之基與作為所述亦可取代烷基之 基而列舉之基同義，其較佳之範圍亦相同。
脲基較佳的是碳數為2~20，特別佳的是碳數為2~12。亦可取代該脲基之基與作為所述亦可取代烷基之基而列舉之基同義，其較佳之範圍亦相同。
該苯基或該萘基可具有1~5個該些取代基，較佳的是具有1~2個。
芳香族雜環基較佳的源自單環或二環性雜環之基。構成芳香族雜環基之碳以外之原子可列舉氮原子、硫原子及氧原子。芳香族雜環基具有多個除碳以外的構成環之原子之情形時，該些除碳以外的構成環之原子可相同亦可不同。芳香族雜環基具體可列舉吡啶基、喹啉基、噻唑基、苯幷噻唑基、喹諾酮基、萘二甲醯亞胺基、源自下式雜環之基等。
式中，R12 ~R16 分別獨立地表示氫原子、亦可具有取代基之烷基、亦可具有取代基之苯基。該取代基與作為所述亦可取代烷基之基而列舉之基同義，其較佳之範圍亦相同。
芳香族雜環基較佳的是吡啶基、喹啉基、或鄰苯二甲 醯亞胺基。
A1 特別佳的是亦可具有取代基之苯基。
B1 表示亦可具有取代基之2價芳香族烴基或2價芳香族雜環基。其中，n個B1 之至少一個表示具有烷基之伸苯基。此處所謂之烷基較佳的是碳數為1~20之烷基、更佳的是碳數為1~12之烷基、特別佳的是碳數為1~8之烷基，例如可列舉甲基、乙基、異丙基、第三丁基、正辛基、正癸基、正十六烷基、環丙基、環戊基、環己基等。特別佳的是甲基、乙基，最佳的是甲基。
B1 所表示之芳香族烴基較佳的是伸苯基、伸萘基。該芳香族烴基亦可具有之取代基可列舉：亦可具有取代基之烷基、亦可具有取代基之烷氧基、羥基、硝基、鹵素原子、亦可具有取代基之胺基、亦可具有取代基之醯基胺基、及氰基等。另外，該亦可具有取代基之烷基、該亦可具有取代基之烷氧基、該亦可具有取代基之胺基、及該亦可具有取代基之醯基胺基的較佳之碳數、亦可具有之取代基之例，與所述A1 為苯基或萘基之情形時所記載的較佳之碳數、亦可具有之取代基之例同義，其較佳之範圍亦相同。
B1 所表示之芳香族雜環基較佳的是源自單環或二環性雜環之基。構成芳香族雜環基之碳以外的原子可列舉氮原子、硫原子及氧原子，但特別佳的是氮原子。芳香族雜環基具有多個除碳以外之構成環之原子之情形時，該些除碳以外之構成環之原子可相同亦可不同。芳香族雜環基具體可列舉吡啶二基、喹啉二基、異喹啉二基、苯幷噻二唑 二基、鄰苯二甲醯亞胺二基等。其中較佳的是喹啉二基、異喹啉二基。
該芳香族雜環基亦可具有之取代基可列舉：甲基、乙基等烷基，甲氧基、乙氧基等烷氧基，未經取代之胺基或者甲基胺基等胺基，乙醯基胺基，醯基胺基，硝基，羥基，氰基，鹵素原子等。
B1 特別佳的是亦可具有取代基之2價伸苯基。
n表示1~5之整數，較佳的是表示2~4之整數。
所述通式(I)所表示之偶氮色素中特別佳的色素是下述通式(II)所表示之偶氮色素。
式中，R5 ~R7 分別獨立地表示烷基，R8 ~R11 分別獨立地表示氫原子或取代基，Y1 表示亦可具有取代基之烷基、烯基、炔基、芳基、烷氧基、烷氧基羰基、醯氧基、醯基胺基、烷氧基羰基胺基、磺醯基胺基、胺磺醯基、胺甲醯基、烷硫基、磺醯基、或脲基，m表示1~3之整數。
R5 ~R7 所表示之烷基與所述通式(I)中之作為X1 及X2 而說明之烷基同義，且其較佳之範圍亦相同。R5 ~R7 所表示之烷基特別佳的是甲基或乙基。R7 所表示之烷基最佳的是甲基。
R8 ~R11 所表示之取代基與所述通式(I)中之B1 所表示之基的取代基同義，其較佳之範圍亦相同。
Y1 所表示之亦可具有取代基之烷基、烯基、炔基、芳基、烷氧基、烷氧基羰基、醯氧基、醯基胺基、烷氧基羰基胺基、磺醯基胺基、胺磺醯基、胺甲醯基、烷硫基、磺醯基、或脲基，與所述通式(I)中之A1 所表示之基的取代基即烷基、烯基、炔基、芳基、烷氧基、烷氧基羰基、醯氧基、醯基胺基、烷氧基羰基胺基、磺醯基胺基、胺磺醯基、胺甲醯基、烷硫基、磺醯基、或脲基同義，其較佳之範圍亦相同。Y1 較佳的是烷基、芳基、烷氧基、烷氧基羰基、醯氧基、醯基胺基、磺醯基胺基、胺磺醯基、胺甲醯基、烷硫基、或磺醯基，特別佳的是烷基、芳基、烷氧基、烷氧基羰基、醯氧基、或烷硫基，最佳的是烷基、芳基、或烷氧基。
以下列舉通式(I)所表示之偶氮色素的具體例，但並不限定於該些化合物。
[化13]
所述通式(I)或通式(II)所表示之偶氮色素可根據Journal of Materials Chemistry(1999)，9(11)，2755-2763等中所記載之方法而容易地合成。
所述通式(I)或通式(II)所表示之偶氮色素，由其分子結構可知，分子形狀為平板且直線性良好，具有剛直之核心部分與柔軟之側鏈部分，且於偶氮色素之分子長軸末端具有極性胺基，因此具有容易表現出液晶性、特別是向列型液晶性之性質。另外，分子之平面性較高，因此亦具有如下之性質：發揮出較強之分子間相互作用，分子彼此之間容易形成締合狀態(association state)。該些色素與溶劑混合而塗佈於基材上之後，於溶劑揮發之過程中轉移 為向列相狀態，其後進一步藉由形成聚集體(aggregate)而轉移為極其高之有序狀態。因此，含有所述通式(I)或通式(II)所表示之偶氮色素之二色性色素組成物不僅由於形成締合而於可見光之較廣之波長範圍內顯示出較高之吸光度，而且例如若藉由塗佈等在進行了摩擦處理之配向膜表面上形成薄膜，則可實現較高之有序分子配向狀態。令人驚訝的是在0.50μm以下之薄膜狀態下，該較高之有序分子配向狀態對熱極其穩定，亦不產生結晶析出之現象。因此，若利用含有所述通式(I)或通式(II)所表示之偶氮色素的組成物，則可製作偏光度較高之晶胞內偏光層。
於用以形成所述晶胞內偏光層之液晶性組成物中，所述通式(I)或通式(II)所表示之偶氮色素可單獨使用，或者亦可併用兩種以上。或者亦可與所述偶氮色素一起含有除該些色素以外的色素化合物。可併用之色素化合物的例子可列舉：本發明中所使用之色素以外的偶氮系色素、花菁系色素、偶氮金屬錯合物、酞菁系色素、吡喃系色素、硫代吡喃鎓(thiopyrylium)系色素、薁鎓(azulenium)系色素、方酸鹽(squarylium)系色素、萘醌(naphthoquinone)系色素、三苯甲烷(triphenylmethane)系色素、及三芳基甲烷(triallylmethane)系色素等。
所述晶胞內偏光層較佳的是以二色性色素為主成分而形成，更具體而言，二色性色素之含量較佳的是70wt%以上，更佳的是80wt%以上，進一步更佳的是90wt%以上。
而且，所述通式(I)或通式(II)所表示之偶氮色素之含量較佳的是所述二色性色素的50wt%以上，特別佳的是70wt%以上。
於所述液晶性組成物中，可與所述二色性色素一起添加任意之添加劑。添加劑之例子為風紋抑制劑、收縮抑制劑、用以控制配向膜之傾斜角(於光吸收各向異性膜/配向膜界面之二色性色素的傾斜角)的添加劑、用以控制空氣界面之傾斜角(於光吸收各向異性膜/空氣界面之二色性色素的傾斜角)的添加劑、聚合起始劑、降低配向溫度之添加劑(塑化劑)、聚合性單體、糖類、具有防黴、抗菌及殺菌之至少任一種功能的藥劑等。
所述晶胞內偏光層之厚度較佳的是0.02μm~0.50μm，更佳的是0.04μm~0.25μm。且偏光度較佳的是70%以上，更佳的是80%以上。利用上述式(1)所表示之偶氮色素，藉由利用塗層法，可形成上述範圍之厚度、且顯示出上述範圍之偏光度的層。
(第一光學膜)
於本發明之液晶顯示裝置中，作為第一光學膜(圖1中之14a)而使用之光學膜的Re及Rth之絕對值越小越好，具體而言較佳的是分別為10nm以下以及15nm以下。此種特性之光學膜可以藉由對含有醯化纖維素、丙烯酸樹脂、環狀聚烯烴等作為主原料之組成物進行成膜而製造。於以下對以醯化纖維素為主原料之醯化纖維素膜、及以丙烯酸樹脂為主原料之丙烯酸膜加以說明，但並不限定 於該些膜。
醯化纖維素膜： 第一光學膜可使用醯化纖維素膜(以醯化纖維素為主原料，視需要含有使Re及Rth降低之化合物等添加劑的膜)。
作為醯化纖維素原料之纖維素，可列舉棉絨或木漿(闊葉樹紙漿、針葉樹紙漿)等，由任意種原料纖維素所獲得的醯化纖維素均可使用，亦可視情況混合使用。關於該些原料纖維素之詳細記載，例如可使用塑膠材料講座(17)纖維素系樹脂(丸澤、宇田著、日刊工業新聞社、1970年發行)或者發明協會公開技術報告2001-1745(第7頁~第8頁)中記載之纖維素，並無特別之限定。
可於本發明中使用之醯化纖維素例如為纖維素之羥基被醯化的化合物，且其取代基可使用醯基之碳原子數為2~22之乙醯基的任一種。可於本發明中使用之醯化纖維素的對纖維素之羥基的取代度並無特別限定，可測定取代纖維素之羥基的乙酸及/或碳原子數為3~22之脂肪酸之結合度，藉由計算而獲得取代度。作為測定方法，可基於ASTM之D-817-91而實施。
於所述醯化纖維素中，對纖維素之羥基的取代度並無特別之限定，較佳的是纖維素之羥基的醯基取代度為2.50~3.00。更佳的是取代度為2.75~3.00，進一步更佳的是取代度為2.85~3.00。
取代纖維素之羥基的乙酸及/或碳原子數為3~22之 脂肪酸中，作為碳數為2~22之醯基，可為脂肪族基亦可為芳香基，可為單一之醯基亦可為2種以上之混合物。例如可列舉纖維素之烷基羰基酯、烯基羰基酯、芳香族羰基酯及芳香族烷基羰基酯等。該些化合物亦可分別進一步具有經取代之基。該些較佳之醯基可列舉乙醯基、丙醯基、丁醯基、庚醯基、己醯基、辛醯基、癸醯基、十二醯基、十三醯基、十四醯基、十六醯基、十八醯基、異丁醯基、第三丁醯基、環己基甲醯基、油醯基、苯甲醯基、萘甲醯基、桂皮醯基等。該些醯基中，較佳的是乙醯基、丙醯基、丁醯基、十二醯基、十八醯基、第三丁醯基、油醯基、苯甲醯基、萘甲醯基、桂皮醯基等，更佳的是乙醯基、丙醯基、丁醯基。
上述取代纖維素之羥基的醯基取代基中，實質上包含乙醯基、丙醯基及丁醯基之至少2種之情形時，其總取代度為2.50~3.00時可降低醯化纖維素膜之光學各向異性而較佳。更佳的醯基取代度為2.60~3.00，進一步更佳的是2.65~3.00。
可作為原料而較佳使用的醯化纖維素之聚合度，以黏度平均聚合度計為180~700，於乙酸纖維素中更佳的是180~550，進一步更佳的是180~400，特別佳的是180~350。藉由使聚合度為一定以下，可更有效地防止醯化纖維素之摻雜溶液的黏度變高、變得難以藉由流延而製作膜之現象。藉由使聚合度為一定以上，可更有效地防止所製作之膜的強度降低。平均聚合度例如可藉由宇田等人之極限 黏度法(宇田和夫、齊藤秀夫、纖維學會刊、第18卷第1號、第105~120頁、1962年)進行測定。該方法於日本專利特開平9-95538號公報中有所詳細記載。
而且，可作為原料而較佳使用的醯化纖維素之分子量分布可藉由凝膠滲透層析法(gel-permeation chromatography)進行評價，較佳的是其多分散性指數Mw/Mn(Mw為重量平均分子量、Mn為數量平均分子量)小，且分子量分布集中。具體的Mw/Mn值較佳的是1.0~3.0，更佳的是1.0~2.0，進一步更佳的是1.0~1.6。
若除去低分子成分，則平均分子量(聚合度)變高，但黏度變得較通常之醯化纖維素更低，因此較為有用。低分子成分較少之醯化纖維素可藉由自以通常方法而合成的醯化纖維素中除去低分子成分而獲得。低分子成分之除去可藉由以適當之有機溶劑對醯化纖維素進行清洗而實施。另外，於製造低分子成分較少之醯化纖維素之情形時，較佳的是將乙酸化反應中之硫酸觸媒量調整為相對於纖維素100重量份為0.5重量份~25重量份。若使硫酸觸媒之量為上述範圍，則可合成於分子量分布之方面亦較佳之(分子量分布均一之)醯化纖維素。於製造可用於本發明之醯化纖維素時進行使用時，醯化纖維素之含水率較佳的是2wt%以下，更佳的是1wt%以下，特別佳的是具有0.7wt%以下之含水率的醯化纖維素。已知在通常情況下，醯化纖維素含有水，為2.5wt%~5wt%。為了使醯化纖維素之含水率成為所述範圍，需要進行乾燥，其方法如果可使含水 率成為目標含水率則並無特別之限定。關於滿足上述各種特性之醯化纖維素的原料棉或合成方法，於發明協會公開技術報告(公開技術編號2001-1745、2001年3月15日發行，發明協會)之第7頁~第12頁中有所詳細記載。
作為所述醯化纖維素膜之原料，可較佳地使用取代基、取代度、聚合度、分子量分布等在所述之範圍內的單一醯化纖維素或者兩種以上的不同醯化纖維素混合而成者。
所述醯化纖維素膜可藉由溶液成膜法而製造。於醯化纖維素溶液(摻雜物)中，可於各調製步驟中添加與用途對應之各種添加劑(例如使Re及Rth等光學各向異性降低之化合物、波長分散調整劑、紫外線抑制劑(ultraviolet inhibitor)、塑化劑(plasticizing agent)、劣化抑制劑、微粒子、光學特性調整劑等)。添加之時期於摻雜物調製步驟中可為任意之時期。亦可於摻雜物調製步驟之最後添加添加劑。
首先，對可於摻雜物中添加之上述添加劑之一例的使醯化纖維素膜之光學各向異性(Re及Rth)降低之化合物加以說明。
具有所述作用之化合物是控制膜中之醯化纖維素配向於面內及膜厚方向的化合物，藉由將該化合物添加於摻雜物中而製作膜，使膜之光學各向異性充分降低，可獲得Re及Rth之兩者基本為零之膜。此處，所謂基本為零例如是指在任意之某波長下為±2nm以下。為了如此，有利的是 使光學各向異性降低之化合物與醯化纖維素充分相溶，且化合物自身並不具有棒狀結構或平面性結構。具體而言，於具有多個如芳香基之類的平面性官能基之情形時，有利的是該些官能基並不在同一平面上，而是非平面性地具有該些官能基之結構。
於如上所述控制膜中之醯化纖維素配向於面內及膜厚方向而降低光學各向異性的化合物中，較佳的是使用辛醇-水分配係數(logP值)為0~7之化合物。藉由採用logP值為7以下之化合物，可使與醯化纖維素之相溶性變得更佳，且可更有效地防止膜之白濁或粉化(chalking)。而且，藉由採用logP值為0以上之化合物，可更有效地防止由於親水性高而造成乙酸纖維素膜之耐水性惡化之現象。logP值之更佳的範圍為1~6，特別佳的範圍為1.5~5。
辛醇-水分配係數(logP值)之測定可藉由JIS日本工業標準Z7260-107(2000)中記載之振動燒瓶法(shake flask method)而實施。而且，辛醇-水分配係數(logP值)亦可藉由計算化學手法或者經驗性方法進行估算而代替實測。計算方法可較佳地使用Crippen's fragmentation法(J.Chem.Inf.Comput.Sci.,27,21(1987).)、Viswanadhan's fragmentation法(J.Chem.Inf.Comput.Sci.,29,163(1989).)、Broto's fragmentation法(Eur.J.Med.Chem.-Chim.Theor.,19,71(1984).)等，更佳的是Crippen's fragmentation法(J.Chem.Inf.Comput.Sci.,27,21(1987).)。某種化合物之logP值由於測定方法或計算方 法而有所不同之情形時，較佳的是藉由Crippen's fragmentation法來判斷該化合物是否在本發明之範圍內。
使光學各向異性降低之化合物可含有芳香族基，亦可不含芳香族基。而且使光學各向異性降低之化合物的分子量較佳的是150~3000，更佳的是170~2000，進一步更佳的是200~1000。若為該些分子量之範圍，則可為特定之單體結構，亦可為多個該單體單元結合而成之寡聚物結構、聚合物結構。
使光學各向異性降低之化合物較佳的是於25℃下為液體或者熔點為25℃~250℃之固體，更佳的是於25℃下為液體或者熔點為25℃~200℃之固體。而且較佳的是使光學各向異性降低之化合物在製作醯化纖維素膜的摻雜物流延、乾燥的過程中並不揮散。
使光學各向異性降低之化合物的添加量較佳的是醯化纖維素之0.01wt%~30wt%，更佳的是1wt%~25wt%，特別佳的是5wt%~20wt%。
使光學各向異性降低之化合物可單獨使用，亦可將2種以上之化合物以任意之比加以混合而使用。
使光學各向異性降低之化合物較佳的是以如下方式而存在：從至少一側的表面至總膜厚的10%之部分中的該化合物之平均含有率成為該醯化纖維素膜之中央部中的該化合物之平均含有率之80%~99%。使光學各向異性降低之化合物的豐度(abundance)例如可藉由於日本專利特開平8-57879號公報中所記載之使用紅外吸收光譜之方法等測 定表面及中心部之化合物量而求出。
使醯化纖維素膜之光學各向異性降低之化合物的具體例，於日本專利特開2005-309382號公報之[0081]~[0214]中有所記載，且可用於本發明中，但並不限定於這些化合物。
滿足第一光學膜所要求之特性的醯化纖維素膜例如可使用日本專利特開2006-30937號公報中記載之原料，以及利用該公報中記載之製造方法而進行製造。而且，當然亦可以使用富士軟片公司(FUJIFILM Corporation)製造之「ZRF80S」作為第一光學膜。
丙烯酸膜： 所述第一光學膜可使用以丙烯酸樹脂為主成分，且視需要含有後述之添加劑的丙烯酸膜。
所謂作為原料之丙烯酸樹脂，主成分是(甲基)丙烯酸或(甲基)丙烯酸之衍生物聚合而得之樹脂以及含有其衍生物之樹脂，可廣泛使用公知之(甲基)丙烯酸系熱塑性樹脂。所述(甲基)丙烯酸之衍生物可列舉甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯。所述甲基丙烯酸酯可列舉甲基丙烯酸環己酯、甲基丙烯酸第三丁基環己酯、甲基丙烯酸甲酯等。所述丙烯酸酯可列舉丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸異丙酯、丙烯酸-2-乙基己酯等。
作為其他(甲基)丙烯酸衍生物之丙烯酸樹脂，例如可列舉下述通式(1)所表示之結構的化合物。
於所述通式(1)中，R1 及R2 分別獨立地表示氫原子或碳數為1~20之有機殘基。所謂有機殘基，具體而言是表示碳數為1~20之直鏈狀、分支鏈狀、或環狀之烷基。
丙烯酸樹脂較佳的是(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸第三丁酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸-2-氯乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸-3-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸-2,3,4,5,6-五羥基己酯及(甲基)丙烯酸-2,3,4,5-四羥基戊酯，自熱穩定性優異之方面考慮更佳的是(甲基)丙烯酸甲酯(以下亦稱為MMA)。丙烯酸樹脂可以是一種丙烯酸樹脂之均聚物，也可以是兩種以上丙烯酸樹脂的共聚物，也可以是至少一種丙烯酸樹脂與其他樹脂之共聚物，自提高玻璃轉移溫度(glass transition temperature，以下亦稱為Tg)之觀點考慮較佳的是丙烯酸樹脂與其他樹脂共聚物的共聚物。
可與丙烯酸樹脂共聚合之丙烯酸樹脂以外的單體可列舉：苯乙烯及鄰甲基苯乙烯、對甲基苯乙烯、2,4-二甲基苯乙烯、鄰乙基苯乙烯、對乙基苯乙烯、對第三丁基苯乙 烯等核烷基取代苯乙烯，α-甲基苯乙烯、α-甲基-對甲基苯乙烯等α-烷基取代苯乙烯等芳香族乙烯系化合物類；丙烯腈、甲基丙烯腈等丙烯腈類；N-苯基馬來醯亞胺、N-環己基馬來醯亞胺等馬來醯亞胺類；內酯環單元、戊二酸酐單元、馬來酸酐等不飽和羧酸酐類、馬來酸等不飽和酸類、戊二醯亞胺(glutarimide)單元等。該些化合物中，自提高耐熱性之觀點考慮，較佳的是N-苯基馬來醯亞胺、N-環己基馬來醯亞胺及N-甲基馬來醯亞胺等N-取代馬來醯亞胺，內酯環單元、戊二酸酐單元、馬來酸酐單元及戊二醯亞胺單元等；自提高Tg之觀點考慮，更佳的是內酯環單元、馬來酸酐單元或戊二酸酐單元。
而且，所述丙烯酸系樹脂亦可於不損及耐熱性之範圍內具有與可共聚之其他單體成分共聚的單元。可共聚之其他單體成分具體可列舉苯乙烯、α-甲基苯乙烯、鄰甲基苯乙烯、對甲基苯乙烯、鄰乙基苯乙烯、對乙基苯乙烯及對第三丁基苯乙烯等芳香族乙烯系單體，丙烯腈、甲基丙烯腈、乙基丙烯腈等丙烯腈系單體，烯丙基縮水甘油基醚、苯乙烯-對縮水甘油基醚、對縮水甘油基苯乙烯、伊康酸酐、N-甲基馬來醯亞胺、N-乙基馬來醯亞胺、N-環己基馬來醯亞胺、N-苯基馬來醯亞胺、丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺、N-甲基丙烯醯胺、丁氧基甲基丙烯醯胺、N-丙基甲基丙烯醯胺、丙烯酸胺基乙酯、丙烯酸丙基胺基乙酯、甲基丙烯酸二甲胺基乙酯、甲基丙烯酸乙基胺基丙酯、甲基丙烯酸苯基胺基乙酯、甲基丙烯酸環己基胺基乙酯、N-乙烯基二 乙胺、N-乙醯基乙烯胺、丙烯胺、甲基丙烯胺、N-甲基丙烯胺、對胺基苯乙烯、2-異丙烯基噁唑啉、2-乙烯基-噁唑啉、2-丙烯醯基-噁唑啉、2-苯乙烯基-噁唑啉、丙烯腈等腈系單體、乙酸乙烯酯等乙烯酯類、戊二醯亞胺單元等。
丙烯酸樹脂較佳的是包含所述內酯環單元之丙烯酸樹脂、包含所述馬來酸酐單元之丙烯酸樹脂及包含所述戊二酸酐單元之丙烯酸樹脂，更佳的是包含所述內酯環單元之丙烯酸樹脂及包含所述馬來酸酐單元之丙烯酸樹脂。
至於丙烯酸樹脂，較佳的是於構成丙烯酸樹脂之所有單體中包含30mol%以上之MMA單元(單體)的丙烯酸樹脂，更佳的是包含30mol%~80mol%之MMA單元(單體)的丙烯酸樹脂。而且，更佳的是除MMA以外亦包含內酯環單元、馬來酸酐單元或戊二酸酐單元之至少一種單元。較佳的是於構成丙烯酸樹脂之所有單體中包含5mol%~60mol%之所述內酯環單元、馬來酸酐單元及戊二酸酐單元，更佳的是包含10mol%~50mol%之所述內酯環單元、馬來酸酐單元及戊二酸酐單元。
丙烯酸樹脂之玻璃轉移溫度(Tg)較佳的是105℃~170℃，更佳的是110℃~160℃，進一步更佳的是115℃~150℃。該些樹脂之熔融黏度於230℃下以1Hz賦予1%之變形時較佳的是500Pa．s~10000Pa．s，更佳的是800Pa．s~7000Pa．s，進一步更佳的是1000Pa．s~5000Pa．s。
丙烯酸樹脂之重量平均分子量較佳的是1,000~2,000,000之範圍內，更佳的是5,000~1,000,000之範圍 內，進一步更佳的是10,000~500,000之範圍內，特別佳的是50,000~500,000之範圍內。
所述丙烯酸膜亦可與丙烯酸樹脂一起含有一種以上添加劑。此種添加劑可列舉塑化劑、穩定劑、消光劑(matte agent)、紫外線吸收劑、紅外線吸收劑、延遲調整劑等。
所述丙烯酸膜可藉由熔融擠出法進行製造。更具體而言，可藉由包含如下步驟之方法進行製造：獲得丙烯酸熔融樹脂(熔體)之步驟、自塑模(die)擠出所述熔體之步驟、將所述自塑模擠出之熔體於澆鑄輥(cast roll)上固化而進行成膜之步驟。
(偏光板)
於本發明中，第一光學膜及第二光學膜亦可分別為第一偏光元件及第二偏光元件之保護膜。例如可將偏光元件與光學膜貼合而製成偏光板，用於本發明之液晶顯示裝置中。偏光元件可利用通常之直線偏光膜。亦可利用藉由如下方式而製作之直線偏光膜：將經延伸之聚乙烯醇膜浸漬於浴槽中之碘或二色性色素之溶液中，使碘或者二色性色素滲透至黏合劑(binder)中。較佳的是於偏光元件之貼附第一光學膜或第二光學膜之表面的相反側之表面亦貼合保護膜。貼合在外側的保護膜較佳的是其最表面設置具有防污性及耐磨性(abrasion-resistant)的抗反射膜(anti-reflective film)。抗反射膜亦可使用先前公知之任意抗反射膜。
實例
以下，列舉實例對本發明加以更具體的說明。以下實例所示的材料、試劑、物質量及其比例、操作等若不偏離本發明之宗旨則可適宜變更。因此，本發明之範圍並不限制於以下之具體例。
1. VA模式液晶胞之製作
(1)彩色濾光片之製作
於透明玻璃基板之表面，以日本專利特開平10-221518號公報中記載之方法形成富士軟片股份有限公司製造之Transer Color Filter。
Transer Color Filter之表面凸凹為0.2μm以下。而且，藍、綠、紅彩色濾光片之厚度為3.5μm。而且，彩色濾光片之Rth為1nm以及Re為0nm。
(2)偏光層之形成
於98重量份之氯仿中添加0.5重量份之下述偶氮色素，攪拌溶解後進行過濾而調製二色性色素組成物塗佈液。其次，於上述彩色濾光片層上，於塗佈形成配向膜且進行摩擦而成的配向膜上，塗佈所述塗佈液，其後於室溫下進行氯仿自然乾燥而形成偏光層。配向膜使用聚醯亞胺。
測定所得之偏光層的對於在色素膜面內的吸收軸方向具有振動面之偏光的吸光度(Az)、及對於在色素膜面內的偏光軸方向具有振動面之偏光的吸光度(Ay)，算出偏光度為90.4%。而且膜厚為0.08μm、配向有序度為0.95。另外，於偏光層上形成保護層(overcoat layer)與透明電極層而作為附有彩色濾光片之基板使用。
(3)VA模式液晶胞之製作
使用所製作之附有彩色濾光片之基板與附有ITO透明電極之玻璃基板作為液晶胞用基板。將晶胞間隙(cell gap)設為3.6μm，將具有負的介電常數各向異性的液晶材料(「MLC6608」、默克股份有限公司製造)滴加注入至基板間而封入其中，於基板間形成液晶層而進行製作。使液晶層之延遲(即，所述液晶層之厚度d(μm)與折射率各向異性△n之積△n．d)為310nm。另外，至於液晶材料，將配向膜(「JALS-2021-R1」、JSR公司製造)塗佈於基板上進行煅燒、摩擦，使液晶垂直配向。以上述方式進行而製作VA模式之液晶胞。
2. IPS模式液晶胞之製作
於一塊玻璃基板上配設櫛齒狀電極以使鄰接之電極間的距離成為20μm，於其上設置聚醯亞胺膜作為配向膜，進行摩擦處理。另外，於上述所形成之附有彩色濾光片之基板的表面設置聚醯亞胺膜，進行摩擦處理而製成配向膜。將該些二塊玻璃基板，以配向膜彼此相對向、且基板之間隔(間隙；d)為3.9μm、二塊玻璃基板之摩擦方向平行之方式進行重疊而貼合，其次封入折射率各向異性 (△n)為0.0769及介電常數各向異性(△ε)為正的4.5之向列型液晶組成物。液晶層之d．△n值為300nm。
3. 透明膜1之準備
將市售之乙酸纖維素膜(Fujitac TD80UF、富士軟片股份有限公司製造、以下稱為「TAC膜」)作為透明膜1。 光學特性為： Re(550)=1nm、Rth(550)=38nm、| Re(400)-Re(700) |=0.8nm、及| Rth(400)-Rth(700) |=20nm。
4. 透明膜2之製作
(1)乙酸纖維素溶液之調製
將下述組成物投入至混合槽(mixing tank)中，進行攪拌而使各成分溶解，調製乙酸纖維素溶液D。
(2)消光劑溶液之調製
將20重量份之平均粒子尺寸為16nm之二氧化矽粒子(AEROSILR972、日本Aerosil股份有限公司製造)、80重量份之甲醇充分攪拌混合30分鐘而製成二氧化矽粒子分散液。將該分散液與下述組成物一起投入至分散機中，進一步攪拌30分鐘以上，使各成分溶解，調製消光劑溶液。
消光劑溶液組成
(3)添加劑溶液之調製
將下述組成物投入至混合槽中，一面加熱一面進行攪拌，使各成分溶解，調製乙酸纖維素溶液。關於使光學各向異性降低之化合物(光學各向異性降低劑)及波長分散調整劑是使用如下所示之化合物。
添加劑溶液組成
[化18]
(4)透明膜2之製作
對94.6重量份之上述乙酸纖維素溶液D、1.3重量份之消光劑溶液、4.1重量份之添加劑溶液分別進行過濾後加以混合，使用帶式流延機進行流延。於上述組成中，使光學各向異性降低之化合物及波長分散調整劑相對於乙酸纖維素之重量比分別為12%、1.8%。於殘留溶劑量為30%時將膜自帶上剝離，於140℃下乾燥40分鐘而製造乙酸纖維素膜。所得之乙酸纖維素膜之殘留溶劑量為0.2%，膜厚為40μm。將其作為透明膜2而使用。透明膜2之Re(550)=0.3nm及Rth(550)=3.2nm。
5. 透明膜3之製作
包含馬來酸酐單元之丙烯酸樹脂MA-2之調製： 依照日本專利特開2007-113109號公報之[0049]中記載的「耐熱丙烯酸樹脂」，合成馬來酸酐為10mol%、苯乙烯為16mol%、甲基丙烯酸甲酯為74mol%的樹脂。其Tg為112℃。
將所調製之所述丙烯酸樹脂於90℃之真空乾燥機中 進行乾燥以使含水率為0.03%以下後，添加0.3wt%之穩定劑(Irganox 1010(汽巴-嘉基股份有限公司(Ciba-geigy Corporation)製造)於230℃下氮氣流中，使用附有通氣孔(vent)之雙軸混練擠出機，擠出至水中而形成為線狀(strand)後，進行裁斷而獲得直徑為3mm長度為5mm之顆粒。
將顆粒於90℃之真空乾燥機中進行乾燥以使含水率為0.03%以下後，使用單軸混練擠出機於下述表中所記載之溫度下進行混練擠出。其後，於擠出機與齒輪泵(gear pump)之間設置300目(mesh)之篩濾器(screen filter)。其後，通過空氣泵(air pump)後，通過過濾精度為7μm之葉片過濾機，自塑模擠出熔體，進行澆鑄。
其後，將熔體(熔融樹脂)擠出至3個連續之澆鑄輥上。此時，以規定之表面壓力使接觸輥(touch roll)與最上游側之澆鑄輥(冷卻輥)接觸。接觸輥使用在日本專利特開平11-235747號公報之實例1中記載的接觸輥(記載為二重壓輥的接觸輥，其中薄壁金屬外筒厚度為2mm)，於Tg-5℃下、於下述表所記載之接觸壓力下使用。另外，至於包含冷卻輥之3個連續澆鑄輥的溫度，使與接觸輥接觸的最上游側之澆鑄輥(第1輥)成為規定之溫度差(澆鑄輥溫度-接觸輥溫度)。另外，使其次之澆鑄輥(第2輥)為第1輥之溫度-5℃，其次之澆鑄輥(第3輥)為第1輥之溫度-10℃。
其後，於捲取之前對兩端(全部各5cm)進行修整 (trimming)後，對兩段進行寬10mm、高20μm之厚度調整加工(knurling)。而且使成膜寬度為1.5m，成膜速度為30m/min，從而捲取3000m。成膜後之未延伸膜的厚度為60μm。
以規定之表面壓力使接觸輥與最上游側之澆鑄輥接觸。
具體而言，於上述步驟中，使螺桿(screw)溫度差(出口溫度-入口溫度)為30℃、使噴出量為200kg/hr、使齒輪泵前後之差壓(前側壓力減去後側壓力)為-3MPa、使澆鑄輥與接觸輥之溫度差為-5℃。熔體著地點-接觸輥.澆鑄輥中點間之偏移，於澆鑄輥側為-3mm之位置。而且，條件是接觸輥之接觸壓力為0.1MPa、成膜寬度變動為6%、成膜寬度平均值為2.5m。
以上述方式進行而製作丙烯酸膜。將該丙烯酸膜作為透明膜3而使用。該透明膜3之Re=2nm、Rth=-2nm、| Re(400)-Re(700) |=0.11nm、及| Rth(400)-Rth(700) |=1.1nm。
6. 透明膜4之製作
(1)聚合物溶液之調製
醯化纖維素A： 使用取代度為2.94之乙酸纖維素之粉體。醯化纖維素A之黏度平均聚合度為300，且6位之乙醯基取代度為 0.94。
溶劑： 使用下述之溶劑A。溶劑A之含水率為0.2wt%以下。
溶劑A二氯甲烷/甲醇/丁醇=83/15/2(重量比)
添加劑： 二氧化矽微粒子(粒子尺寸為20nm、莫氏硬度(Mohs hardness)約為7)(0.08重量份)
於具有攪拌葉片且有冷卻水在外周循環的400升不鏽鋼製溶解槽中，投入所述溶劑及添加劑，一面進行攪拌使其分散一面緩緩添加所述醯化纖維素。投入結束後，於室溫下攪拌2小時，使其膨潤3小時後再度實施攪拌，獲得醯化纖維素溶液。
另外，於攪拌中，使用以15m/sec(剪切應力為5×104 kgf/m/sec2 〔4.9×105 N/m/sec2 〕)之圓周速度進行攪拌之溶解器型偏芯攪拌軸及於中心軸具有錨定翼且以1m/sec(剪切應力為1×104 kgf/m/sec2 〔9.8×104 N/m/sec2 〕)之圓周速度進行攪拌的攪拌軸。使高速攪拌軸停止，使具有錨定翼之攪拌軸之圓周速度為0.5m/sec而實施膨潤。
將膨潤後之溶液自槽中於附有夾套之配管中加熱至50℃，進一步以2MPa之加壓化而加熱至90℃，使其完全溶解。加熱時間為15分鐘。此時，暴露於高溫中之過濾器、外殼及配管是使用赫史特合金製且耐蝕性優良者，且使用具有使保溫加熱用熱媒流通之夾套者。
其次將溫度降至36℃，獲得醯化纖維素溶液。
將所得之醯化纖維素溶液，用絕對過濾精度為10μm之濾紙(# 63、東洋濾紙股份有限公司製造)進行過濾，進一步用絕對過濾精度為2.5μm之金屬燒結過濾器(FH025、日本poul公司製造)進行過濾而獲得聚合物溶液。
(2)透明膜4之製作
將所述醯化纖維素溶液加溫至30℃，通過流延Giesser(於日本專利特開平11-314233號公報中有所記載)而流延於設定為15℃之帶長為60m之鏡面不鏽鋼支撐體上。流延速度為50m/min、塗佈寬度為200cm。將流延部整體之空間溫度設定為15℃。其次，將自流延部之終點部至面前50cm處流延回轉而來之醯化纖維素膜自帶上剝下，送45℃之乾燥風。其次，於110℃下乾燥5分鐘，進一步於140℃下乾燥10分鐘，獲得膜厚為125μm之醯化纖維素膜。
使用輥延伸機對上述成膜之醯化纖維素膜進行縱單軸延伸處理。輥延伸機之輥使用對表面進行了鏡面處理之誘導發熱夾套輥(jacket roll)，並使各輥之溫度可分別各自進行調整。延伸區域是以套(casing)覆蓋而使其成為規定溫度。延伸部之前的輥設定為可緩緩加熱至160℃之延伸溫度。使延伸倍率為40%，可以通過調整夾輥之圓周速度而進行控制。進行調整以使縱橫比(夾輥間之距離/基礎入口寬度)成為0.5，延伸速度相對於延伸間距離為10%/min。
膜之預備延伸倍率可以在與膜之搬送方向正交的方向放入一定間隔之標線，於熱處理前後測量其間隔，根據下式求出。
膜之預備延伸倍率(%)=100×(熱處理後之標線之間隔-熱處理前之標線之間隔)/熱處理前之標線之間隔用拉幅夾(tenter clip)把持所得之膜之兩端後，使其通過260℃之加熱區域內。寬度方向之尺寸變化率可藉由變更拉幅之擴縮率而進行調整。加熱區域之溫度、及依照前述方法而求出之寬度方向之尺寸變化率為-12%。
用拉幅夾把持所得之膜之兩端後，於加熱區域內向與搬送方向正交之方向延伸。260℃之加熱區域、及拉幅之延伸倍率為2%。另外，於使用熱處理步驟之情形時，於熱處理區域入口以拉幅夾進行把持後，並不移除拉幅夾而直接搬送至再延伸區域。
所製作之透明膜4之光學特性為Re(550)=287nm、Rth(550)=-8nm。
7. 透明膜5之製作
(1)環烯系樹脂(樹脂A1)之合成
將8-甲基-8-甲氧基羰基四環[4.4.0.12,5 .17,10 ]-3-十二烯(特定單體)250份、1-己烯(分子量調節劑)18份、甲苯(開環聚合反應用溶劑)750份裝入至經氮氣置換之反應容器中，將該溶液加熱至60℃。其次，於反應容器內之溶液中添加作為聚合觸媒之三乙基鋁(1.5mol/l)之甲苯溶液0.62份、經第三丁醇及甲醇改性之六氯化鎢(第三丁 醇：甲醇：鎢=0.35mol：0.3mol：1mol)之甲苯溶液(濃度為0.05mol/l)3.7份，將該系統於80℃下加熱攪拌3小時使其進行開環聚合反應而獲得開環聚合物溶液。該聚合反應中之聚合轉化率為97%，關於所得之開環聚合物，於30℃之氯仿中測定之固有黏度(ηinh)為0.75dl/g。
將如此而獲得之開環聚合物溶液4,000份裝入至高壓釜(autoclave)中，於該開環聚合物溶液中添加RuHCl(CO)[P(C6 H5 )3 ]3 0.48份，於氫氣壓為100kg/cm2 、反應溫度為165℃之條件下，加熱攪拌3小時而進行氫化反應。
將所得之反應溶液(氫化聚合物溶液)冷卻後，排出氫氣釋放壓力。將該反應溶液注入至大量之甲醇中分離回收凝固物，將其加以乾燥而獲得氫化聚合物(以下稱為「樹脂A1」)。
(2)樹脂膜(a1-1)之製作
將上述樹脂A1溶解於甲苯中以使其濃度成為30%(於室溫下之溶液黏度為30,000mPa．s)，相對於100重量份聚合物而添加0.1重量份之作為抗氧化劑的季戊四醇四[3-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)丙酸]酯，使用日本poul公司製造之孔徑為5μm之金屬纖維燒結過濾器，一面控制溶液之流速以使差壓成為0.4MPa以內一面進行過濾。
使用設置在潔淨度為1000之潔淨室內的井上金屬工業公司製造之INVEX Labcoater，以使乾燥後之膜厚為200μm之方式，將所得之聚合物溶液塗佈在以丙烯酸系進行 了親水性(易接著性化)表面處理之厚度為100μm之基材的PET膜(日本東麗股份有限公司製造、Lumirror-U94)上，將其於50℃下進行一次乾燥後，於90℃下進行二次乾燥。將自PET膜上剝下之膜作為樹脂膜(a1-1)。所得之膜之殘留溶劑量為0.5%，總透光率(total light transmittance)為93%。
(3)透明膜5之製作
將於延伸溫度180℃(Tg+10℃)下收縮率為30%之聚酯製膜，以其收縮方向與延伸方向垂直之方式用黏著劑貼附於上述樹脂膜(a1-1)之表面，以300%/min之延伸速度將其延伸為原來之2.0倍。其次，一面於150℃(Tg-20℃)之環境下保持該狀態1分鐘一面進行冷卻，進一步冷卻至室溫而取出，剝離上述聚酯製膜而獲得透明膜5。
製作之透明膜5之光學特性為Re(550)=125nm、Rth(550)=60nm。
8. 透明膜6之製作
將透明膜5之表面鹼化後，以# 14之環棒式濕膜塗佈器(wire bar)連續塗佈下述組成之配向膜塗佈液。於60℃之溫風下乾燥60秒，進一步於100℃之溫風下乾燥120秒，形成配向膜。
將下述組成之包含棒狀液晶化合物的塗佈液，用# 46之環棒式濕膜塗佈器(wire bar)連續地塗佈在上述製作之配向膜上。使膜之搬送速度為20m/min。以自室溫連續加溫至90℃的步驟使溶劑乾燥，其後於90℃之乾燥區域加熱90秒，使棒狀液晶性化合物配向。接著，將膜之溫度保持為60℃，藉由UV照射而使液晶化合物之配向固定化而形成光學各向異性層。接著，對形成有光學各向異性層B1之面的相反側之乙酸纖維素膜表面連續地進行鹼化處理，製作透明膜6。
自製作之透明膜6僅剝離包含棒狀液晶性化合物之光 學各向異性層，測定光學特性。於波長550nm下測定之僅僅光學各向異性層之Re(0)為0nm。另一方面Rth為-130nm。棒狀液晶分子形成相對於膜面而實質上垂直配向的光學各向異性層，獲得透明膜6。
而且，透明膜6整體之Re(550)為125nm及Rth(550)為-70nm。其中，可以理解透明膜是將2層積層而成的膜，因此與對由一層所構成的2軸性膜而定義之Re及Rth值並不是相等的物性值。
9. 透明膜7之製作
(1)三乙酸纖維素之調製
添加作為觸媒之硫酸(相對於纖維素100重量份為7.8重量份)，添加成為醯基取代基之原料的羧酸，於40℃下進行醯化反應，調製CTA(總取代度為2.81之三乙酸纖維素(醯基僅包含醋酸酯基之纖維素酯衍生物))。
(2)CTA溶液之調製
將下述組成物投入至混合槽中，進行攪拌使各成分溶解，進一步於90℃下加熱約10分鐘後，以平均孔徑為34μm之濾紙及平均孔徑為10μm之燒結金屬過濾器進行過濾。
(3)消光劑分散液之調製
其次，將包含以上述方法而調製之CTA溶液的下述組成物投入至分散機中，調製消光劑分散液。
(4)添加劑溶液之調製
其次，將包含以上述方法而調製之CTA溶液的下述組成物投入至混合槽中，一面加熱一面進行攪拌而使其溶解，調製添加劑溶液。
UV1：2(2'-羥基-3',5'-二-第三丁基苯基)苯幷三唑)
UV2：2(2'-羥基-3',5'-二-戊基苯基)-5-氯苯幷三唑)
混合上述醯化纖維素溶液100重量份、消光劑分散液1.35重量份、以及醯化纖維素膜中之UV1之添加量成為0.7量、UV2之添加量成為0.3量之量的添加劑溶液，調製成膜用摻雜物。添加劑之添加比例以將醯化纖維素量設為100重量份時之重量份表示。
使用帶式流延機流延上述摻雜物。將以下述表所示之殘留溶劑量自帶上剝取之膜，於自剝取至拉幅之區間，以表1及表2中所記載之延伸倍率向縱方向延伸，繼而使用拉幅機，以表1及表2中所記載之延伸倍率向寬度方向延伸，於橫延伸之後以下述表中記載之倍率使其於寬度方向收縮(緩和)後，使膜自拉幅機脫離，製成CTA膜。自拉幅機脫離時膜之殘留溶劑量如下述表所記載。於捲取部前將兩端部切去使寬度為2000mm，捲取為長度為4000m之捲筒膜。於下述表中表示延伸倍率。
表中之添加劑及塑化劑之略稱如下所述。
TPP：三苯基磷酸酯
BDP：聯苯基二苯基磷酸酯
將製作之該CTA膜作為膜7使用。膜7之膜厚為85μm，於波長550nm下之Re為55nm、Rth為200nm。
10. 透明膜8之製作
使用與透明膜7完全相同之方法，調整摻雜物之塗佈量，製作膜厚為105μm的CTA膜。將該CTA膜作為透明膜8使用。所製作之膜8於波長550nm下之Re為60nm、Rth為250nm。
11. 偏光板A~偏光板G之製作
(1)偏光板A之製作
使碘吸附於經延伸之聚乙烯醇膜上而製作偏光膜，對市售之透明膜1進行鹼化處理，使用聚乙烯醇系接著劑貼附於偏光膜之兩個面上而製作偏光板A。
(2)偏光板B之製作
以同樣之方式製作偏光膜，對透明膜1進行鹼化處理，使用聚乙烯醇系接著劑將其貼附於偏光膜之一個面上。另外，以同樣之方式將上述製作之透明膜2貼附於偏光膜之另一個面上而製作偏光板B。
(3)偏光板C之製作
以同樣之方式製作偏光膜，對透明膜1進行鹼化處理，使用聚乙烯醇系接著劑將其貼附於偏光膜之一個面上。另外，以同樣之方式將上述製作之透明膜3貼附於偏光膜之另一個面上而製作偏光板C。
(4)偏光板D之製作
以同樣之方式製作偏光膜，對透明膜1進行鹼化處理，使用聚乙烯醇系接著劑將其貼附於偏光膜之一個面上。另外，以同樣之方式將上述製作之透明膜7貼附於偏 光膜之另一個面上而製作偏光板D。
(5)偏光板E之製作
以同樣之方式製作偏光膜，對透明膜1進行鹼化處理，使用聚乙烯醇系接著劑將其貼附於偏光膜之一個面上。另外，以同樣之方式將上述製作之透明膜8貼附於偏光膜之另一個面上而製作偏光板E。
(6)偏光板F之製作
以同樣之方式製作偏光膜，對透明膜1進行鹼化處理，使用聚乙烯醇系接著劑將其貼附於偏光膜之一個面上。另外，以同樣之方式將上述製作之透明膜4貼附於偏光膜之另一個面上而製作偏光板F。
(7)偏光板G之製作
以同樣之方式製作偏光膜，對透明膜1進行鹼化處理，使用聚乙烯醇系接著劑將其貼附於偏光膜之一個面上。另外，以同樣之方式將上述製作之透明膜6貼附於偏光膜之另一個面上而製作偏光板G。
將偏光板A~偏光板G之構成匯總於以下表中。
12. VA模式液晶顯示裝置之製作(實例1~實例4及比較例1)
使用黏著劑，將上述製作之偏光板以下述表所示之組合貼合於上述製作之VA模式液晶胞上。以使靠近彩色濾光片之偏光板之吸收軸與形成於彩色濾光片上之偏光層之吸收軸平行，且使偏光板之透明膜1面側成為外側之方式進行貼附。繼而，於液晶胞之另一側，使透明膜1面成為外側，且以正交偏光(cross nicol)之配置貼附偏光板，製作VA模式液晶顯示裝置。
<IPS模式液晶顯示裝置之製作>比較例2及實例5~實例12
使用黏著劑，將上述形成之偏光板以表4所示之組合貼合於上述製作之IPS模式液晶胞上。以使靠近彩色濾光片之偏光板之吸收軸與形成於彩色濾光片上之偏光膜之吸收軸平行，且使偏光板之透明膜1面側成為外側之方式進行貼附。繼而，於液晶胞之另一側，使透明膜1面成為外側，以正交偏光之配置貼附偏光板，製作IPS模式液晶顯示裝置。
於暗室中目視觀察上述製作之各液晶顯示裝置於背光源(back light)上的正面之對比度(CR)與傾斜(極角60°、方位角45°)之光漏出狀態，將評價結果示於表3、4。
另外，關於位於晶胞內偏光層與第一偏光元件之間的各層的光學特性，於組裝偏光層、膜、黏著層、基板之途中用Axometrics公司之Axoscan進行測定。
1a、1b‧‧‧基板
2‧‧‧液晶層
3‧‧‧晶胞內偏光層
4‧‧‧晶胞內偏光層3之吸收軸
5‧‧‧彩色濾光片層
10a‧‧‧第一偏光元件
10b‧‧‧第二偏光元件
11a‧‧‧第一偏光元件10a之吸收軸
11b‧‧‧第二偏光元件10b之吸收軸
12‧‧‧液晶胞
14a‧‧‧第一光學膜
14b‧‧‧第二光學膜
圖1是本發明之液晶顯示裝置之一例的剖面模式圖。
1a、1b‧‧‧基板
1b‧‧‧第二晶胞基板
2‧‧‧液晶層
3‧‧‧晶胞內偏光層
4‧‧‧晶胞內偏光層3之吸收軸
5‧‧‧彩色濾光片層
10a‧‧‧第一偏光元件
10b‧‧‧第二偏光元件
11a‧‧‧第一偏光元件10a之吸收軸
11b‧‧‧第二偏光元件10b之吸收軸
12‧‧‧液晶胞
14a‧‧‧第一光學膜
14b‧‧‧第二光學膜

Claims (13)

  1. 一種液晶顯示裝置，其是包含第一偏光元件及第二偏光元件、以及配置在所述第一偏光元件與所述第二偏光元件之間的液晶胞的液晶顯示裝置，所述液晶胞包含第一基板及第二基板(其中，所述第一基板配置在更靠近所述第一偏光元件之位置，所述第二基板配置在更靠近所述第二偏光元件之位置)、配置在所述第一基板與所述第二基板之間的液晶層、配置在所述第一基板之內面上的彩色濾光片層、以及配置在所述彩色濾光片層與所述液晶層之間的晶胞內偏光層，所述第一偏光元件之吸收軸與所述晶胞內偏光層之吸收軸互相平行，且配置在所述晶胞內偏光層與所述第一偏光元件之間的所有層的面內延遲Re之絕對值的總和為10nm以下、且厚度方向之延遲Rth之絕對值的總和為15nm以下。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示裝置，其中所述晶胞內偏光層是由至少含有二色性色素之液晶性組成物所形成之層。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之液晶顯示裝置，其中所述二色性色素是有序參數為0.85以上之液晶性化合物。
  4. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之液晶顯示裝置，其中所述晶胞內偏光層之厚度為0.02μm~0.50μm、以及偏光度為70%~99%。
  5. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之液 晶顯示裝置，其中所述晶胞內偏光層是由含有下述通式(I)所表示之偶氮色素之至少一種的組成物所形成之層： 式中，R1 、R2 、R3 、R4 、X1 及X2 分別獨立地表示氫原子或取代基；A1 表示亦可具有取代基之苯基、萘基或芳香族雜環基；B1 表示亦可具有取代基之2價芳香族烴基或2價芳香族雜環基；n表示1~5之整數；其中，B1 之至少一個表示具有烷基之伸苯基。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之液晶顯示裝置，其中於所述通式(I)中，A1 表示亦可具有取代基之苯基，B1 表示亦可具有取代基之2價伸苯基，n表示2~4之整數。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之液晶顯示裝置，其中所述通式(I)所表示之所述偶氮色素由下述通式(II)所表示： 式中，R5 、R6 及R7 分別獨立地表示烷基；R8 、R9 、R10 及R11 分別獨立地表示氫原子或取代基；Y1 表示亦可具有取代基之烷基、烯基、炔基、芳基、烷氧基、烷氧基羰基、醯氧基、醯基胺基、烷氧基羰基胺基、磺醯基胺基、 胺磺醯基、胺甲醯基、烷硫基、磺醯基、或脲基；m表示1~3之整數。
  8. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之液晶顯示裝置，其中於所述液晶胞與所述第一偏光元件之間具有第一光學膜，所述第一光學膜之面內延遲Re之絕對值為10nm以下、以及厚度方向之延遲Rth之絕對值為15nm以下。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之液晶顯示裝置，其中，所述第一光學膜是醯化纖維素膜。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之液晶顯示裝置，其中，所述第一光學膜是丙烯酸膜。
  11. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之液晶顯示裝置，其中所述液晶胞是垂直配向模式之液晶胞，於所述液晶胞與所述第二偏光元件之間具有第二光學膜，所述第二光學膜之面內延遲Re為40nm~80nm、以及厚度方向之延遲Rth為180nm~250nm。
  12. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之液晶顯示裝置，其中所述液晶胞是水平配向模式之液晶胞，於所述液晶胞與所述第二偏光元件之間具有第二光學膜，所述第二光學膜之面內延遲Re為180nm~300nm、及厚度方向之延遲Rth為-30nm~30nm，或者所述第二光學膜之面內延遲Re為80nm~160nm、及厚度方向之延遲Rth為-50nm~-110nm。
  13. 一種液晶胞，其包含一對基板、配置在所述一對 基板之間的液晶層、配置在所述一對基板的其中一個基板的內面上的彩色濾光片層、及配置在所述彩色濾光片層與所述液晶層之間的晶胞內偏光層，且所述晶胞內偏光層是由含有下述通式(I)所表示之偶氮色素的至少一種之組成物所形成之層： 式中，R1 、R2 、R3 、R4 、X1 及X2 分別獨立地表示氫原子或取代基；A1 表示亦可具有取代基之苯基、萘基或芳香族雜環基；B1 表示亦可具有取代基之2價芳香族烴基或2價芳香族雜環基；n表示1~5之整數；其中，B1 之至少一個表示具有烷基之伸苯基。
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