TWI486688B - Va型液晶顯示裝置 - Google Patents
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Description
本發明係關於正面對比受到改善之VA(Vertically Aligned)型液晶顯示裝置。
近年來,液晶顯示裝置的高對比(CR)化正不斷進步著。特別是,與其他的模式相比較,VA型液晶顯示裝置係有在法線方向的CR(以下,稱為「正面CR」)較高的優點,且各種用以更改善其優點的研究開發正不斷進行著。其結果,在6年間,VA型液晶顯示裝置的正面CR係從400左右到8000左右提高了約20倍。
另一方面,關於液晶顯示裝置,不僅正面CR高,而且在斜向方向的CR(以下,有稱為「視野角CR」之情形)也高是很重要。關於VA型液晶顯示裝置,已有各種提案採用相位差薄膜作為減輕於黑顯示時的斜向方向所產生之光漏的技術(例如,特開2006-184640號公報)。一般而言,液晶胞作為中心,在前側與後側分別配置相位差薄膜,且使2片的相位差薄膜分別分擔光學補償上必要的相位差,以達成光學補償。在光學補償的組合方面通常使用2種方式。其中之一的方式係在前側及後側分別配置的相位差薄膜上平均地分擔相位差的方式,具有所使用的薄膜能只有一種的優點。另一種的方式係在單側所配置之相位差薄膜上分擔更大的相位差的方式,從可與便宜的薄膜組合且可以光學補償而言,在成本上是有利的。於後者的方式上,使在後側所配置之相位差薄膜分擔更大的相位差者係實用上為一般的。其理由之1係在於製造成本。關於這個理由,係在特開2006-241293號公報的[0265]欄中,有「僅在一側偏光板的(液晶胞與偏光膜之間的)保護膜上使用本發明的醯化纖維素系薄膜之情形,其係可為上側偏光板(觀察側)、下側偏光板(背光側)的任一側,功能上沒有任何問題。但是,由於作為上側偏光板使用時係有在觀察側(上側)設置功能性膜之必要性,而有生產率下降的可能性,所以一般認為做為下側偏光板使用之情形比較高,且認為是較佳的實施形態」的記載。第2個理由係在後側配置具有較大相位差之薄膜者,係在耐衝擊性、溫度變化及濕度變化等的耐環境性之觀點方面而言為佳。
迄今,沒有任何針對為了改善像這樣的視野角對比所利用之相位差薄膜(相位差膜)的光學特性、與正面CR之關係的檢討。
在高CR化的液晶顯示裝置方面,基於迄今降低CR的主要原因所提案的手法上,要達成更進一層的高對比化係為困難。本發明者經專心一意檢討的結果,可知在VA型液晶顯示裝置的情況下,以往不認為會對正面CR造成影響而存在於後側偏光子與液晶胞之間的相位差層的遲滯值,係為使正面CR下降的原因之一。
本發明係以提供一種正面對比高的VA型液晶顯示裝置為課題。
解決前述課題用的手段係如下所述。
[1] 一種VA型液晶顯示裝置,其特徵在於具有前側偏光子、後側偏光子、於前述前側偏光子與後側偏光子之間所配置的VA型液晶胞、及在前述後側偏光子與前述VA型液晶胞之間由1層或2層以上的相位差層所構成之第1相位差領域,該第1相位差領域滿足下述式:
0nm≦Re(590)≦10nm,且|Rth(590)|≦25nm
式中,Re(λ)係意味著在波長λnm的面內遲滯值(nm),Rth(λ)係意味著在波長λnm的厚度方向的遲滯值(nm)。
[2] 如[1]的VA型液晶顯示裝置,其中前述VA型液晶胞係具有前側基板及後側基板,且前述前側基板的構件對比(CRf
)的比(CRf
/CRr
)對前述後側基板的構件對比(CRr
)為3以上。
[3] 如[1]或[2]的VA型液晶顯示裝置,其中在前述前側偏光子與前述VA型液晶胞之間具有由1層或2層以上的相位差層所構成之第2相位差領域,且該第2相位差領域係滿足下述式:
30nm≦Re(590)≦90nm,且
170nm≦Rth(590)≦300nm。
[4] 如[3]的VA型液晶顯示裝置,其中前述第1及前述第2相位差領域係滿足下述式:
Δnd(590)-70≦Rth1
(590)+Rth2
(590)≦Δnd(590)-10
式中,d係前述VA型液晶胞的液晶層的厚度(nm),Δn(λ)係前述VA型液晶胞的液晶層在波長λ的折射率異方向性,Δnd(λ)係意味著Δn(λ)與d的積;Rth1
(λ)係意味著在波長λ的前述第1相位差領域之厚度方向的遲滯值(nm),及Rth2
(λ)係意味著在波長λ的前述第2相位差領域之厚度方向的遲滯值(nm)。
[5] 如[1]~[4]中任一項之VA型液晶顯示裝置,其中前述第1相位差領域係由醯化纖維素系薄膜所構成、或含有醯化纖維素系薄膜。
[6] 如[5]的VA型液晶顯示裝置,其中前述醯化纖維素系薄膜係在滿足下述式(I)及(II)的範圍內,含有至少一種使厚度方向的遲滯值Rth降低的化合物,
(I) (Rth[A]-Rth[0])/A≦-1.0
(II) 0.01≦A≦30
(Rth[A]:含有A%的使Rth降低之化合物的薄膜之Rth(nm),Rth[0]:不含有使Rth降低之化合物的薄膜之Rth(nm),及A:薄膜原料聚合物的質量當作100時的化合物的質量(%))。
[7] 如[5]或[6]的VA型液晶顯示裝置,其中前述醯化纖維素系薄膜係在醯基取代度為2.85~3.00的醯化纖維素中,相對於醯化纖維素固體含量而言含有0.01~30質量%的至少1種使面內遲滯值Re及厚度方向遲滯值Rth降低的化合物。
[8] 如[5]~[7]中任一項之VA型液晶顯示裝置,其中前述醯化纖維素系薄膜係相對於醯化纖維素固體含量而言,含有0.01~30質量%的至少1種使薄膜的|Re(400)-Re(700)|及|Rth(400)-Rth(700)|降低的化合物。
[9] 如[1]~[8]中任一項之VA型液晶顯示裝置,其中前述第1相位差領域係由丙烯酸系聚合物薄膜所構成、或含有丙烯酸系聚合物薄膜。
[10] 如[9]的VA型液晶顯示裝置,其中前述第1相位差領域係由含有含至少1種從內酯環單位、馬來酸酐單位、及戊二酸酐單位所選出之單位的丙烯酸系聚合物之丙烯酸系聚合物薄膜所構成、或具有該丙烯酸系聚合物薄膜。
[11] 如[3]~[10]中任一項之VA型液晶顯示裝置,其中前述第2相位差領域係由醯化纖維素系薄膜所構成、或含有醯化纖維素系薄膜。
[12] 如[3]~[10]中任一項之VA型液晶顯示裝置,其中前述第2相位差領域係由環狀烯烴系聚合物薄膜所構成、或含有環狀烯烴系聚合物薄膜。
[13] 如[1]~[12]中任一項之VA型液晶顯示裝置,其中正面對比為1500以上。
[14] 如[1]~[13]中任一項之VA型液晶顯示裝置,其係含有依序發光獨立之3原色光的背光單元,且以場序制(Field Sequential)驅動方式而驅動的。
發明之效果
根據本發明的話,能夠提供一種正面對比高的VA型液晶顯示裝置。
實施發明之形態
以下,針對本發明來詳細說明。另外,在本說明書中使用「~」所表示的數值範圍,係意味著包含「~」的前後所記載之數值以作為下限值及上限值的範圍。
首先,就本說明書中所使用的用語加以說明。
(遲滯值、Re及Rth)
在本說明書中,Re(λ)及Rth(λ)係各自表示在波長λ的面內遲滯值(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的光向薄膜法線方向入射而測定的。KOBRA的標準波長為590nm。
所測定之薄膜等的試樣在以1軸或2軸的折射率橢圓體所表示的情形中,係依照以下的方法來算出Rth(λ)。
Rth(λ)係前述Re(λ)對於面內的遲相軸(根據KOBRA 21ADH或WR而判斷的)當作傾斜軸(旋轉軸)(無遲相軸的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10度間距,自各該傾斜之方向使波長λnm的光入射且全部共測定6點,並按照其所測定之遲滯值與平均折射率的假設值及所輸入之膜厚值來算出KOBRA 21ADH或WR。
在上述中,將來自法線方向之面內遲相軸當作旋轉軸,且具有在某傾斜角度中遲滯值之值為零的方向之薄膜的情形中,將傾斜角度比該傾斜角度大的遲滯值變更其符號為負之後,算出KOBRA 21ADH或WR。
此外,遲相軸當作傾斜軸(旋轉軸)(無遲相軸之情形係以薄膜面內的任意方向當作旋轉軸)且從任意傾斜的2方向測定遲滯值,並按照該值與平均折射率的假設值及所輸入之膜厚值,根據以下的式(X)及式(XI)亦可算出Rth。
式(XI)
Rth={(nx+ny)/2-nz}×d
附註:
上述的Re(θ)係表示從法線方向在傾斜角度θ之方向的遲滯值。另外,式中,nx係表示在面內的遲相軸方向的折射率,ny係表示在面內中正交於nx方向的折射率,nz係表示正交於nx及ny方向的折射率。d係表示膜厚。
在所測定之薄膜無法以1軸或2軸的折射率橢圓體來表現者、無所謂的光學軸(optic axis)之薄膜的情形中,係依照以下的方法來算出Rth(λ)。
Rth(λ)係前述Re(λ)對於面內的遲相軸(根據KOBRA 21ADH或WR而判斷的)當作傾斜軸(旋轉軸)之薄膜法線方向,從-50度至+50度以10度間距,自各該傾斜之方向使波長λnm的光入射且測定11點,按照其測定之遲滯值與平均折射率的假設值及所輸入之膜厚值,算出KOBRA 21ADH或WR。
上述的測定中,平均折射率的假設值係可使用聚合物手冊(JOHN WILEY & SONS,INC)、各種光學薄膜的目錄值。關於平均折射率之值為未知者,可用阿貝折射計進行測定。主要的光學薄膜的平均折射率之值係例示如下:
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)。
藉由輸入此等平均折射率的假設值與膜厚,以KOBRA 21ADH或WR算出nx、ny、nz。依照該算出之nx、ny、nz以進一步算出Nz=(nx-nz)/(nx-ny)。
本說明書中,相位差薄膜等的「遲相軸」係意味著折射率為最大的方向。另外,所謂的「可見光區域」係指380nm~780nm。另外,在本說明書,針對測定波長沒有特別附註的情形,測定波長為590nm。波長590nm係在本發明所屬之技術領域的業界中,為薄膜物性值的管理上一般所使用的波長。
另外,本說明書中,關於相位差領域、相位差薄膜及液晶層等的表示各構件的光學特性之數值、數值範圍、及定性的表現(例如,「同等」、「相等」等的表現),係視為解釋成表示對於液晶顯示裝置與於其中所使用的構件包含一般所容許的誤差之數值、數值範圍及性質。
本說明書中,所謂的相位差薄膜係意味著在液晶胞與偏光子之間所配置之具有自己支持性的膜(與遲滯值的大小無關)。另外,相位差膜係與相位差薄膜同義。相位差領域係在液晶胞與偏光子之間所配置之1層或2層以上的相位差薄膜的總稱。
另外,在本說明書,所謂的「前側」係意味著顯示面側,所謂的「後側」係意味著背光側。另外,在本說明書所謂的「正面」係意味著對顯示面之法線方向,「正面對比(CR)」係意旨從在顯示面之法線方向中所測定的白亮度及黑亮度所算出的對比。
本發明係關於一種VA型液晶顯示裝置,其特徵係在VA型液晶胞與後側偏光子之間具有滿足下述式之第1相位差領域。
0nm≦Re(590)≦10nm,且|Rth(590)|≦25nm
迄今,液晶顯示裝置的光源係使用照射具有指向性的光之背光以作為配置於後側之背光。來自該背光斜向入射於液晶顯示裝置的光係在液晶胞中的液晶層及彩色濾光片被散射了,且於正面方向散射的成分係成為使正面CR降低的原因之一。本發明者檢討的結果係得到直至來自背光入射於後側偏光子的光入射至液晶胞為止,通過相位差領域時正面CR的降低係變得顯著的知見。該理由係如下所述。
(i) 來自背光斜向入射並通過後側偏光子之直線偏光係在入射至液晶胞之前,當通過相位差領域時,因相位差領域的Re及/或Rth而被楕圓偏光化了,然後因液晶胞中的液晶層及彩色濾光片層等而被散射成正面。被散射成正面的光之中,前側偏光子之吸收軸方向的成分(以下,有稱為「A成分」的情形)雖然在偏光子被吸收,但是前側偏光子之透過軸方向的成分(以下,有稱為「B成分」的情形)則通過了偏光子。該B成分係成為降低正面CR的原因。若減少B成分的話,可使得正面對比提昇。根據該觀點,配置於後側偏光子與液晶胞之間的相位差領域的Rth係越小越好。
另外,
(ii) 在構成相位差領域之相位差薄膜中,製造上有光軸的分布,其係在與偏光子貼合之際產生了軸偏移。由於軸偏移促進來自背光的光的楕圓偏光化,所以如果減輕軸偏移的話,可使得正面對比提昇。在該觀點的情形下,配置於後側偏光子與液晶胞之間的相位差領域的Re係越小越好。
基於上述(i)及(ii)的知見,進一步檢討的結果發現經由使後側偏光子與液晶胞之間的第1相位差領域滿足下述式,可得到高正面CR的VA型液晶顯示裝置,而達到完成了本發明。
,且
亦即,根據本發明的話,藉由形成上述構成,可提供達成高的正面對比之VA型液晶顯示裝置。另外,在本發明,由於在後側偏光子與液晶胞之間的相位差領域中僅配置了低Re及低Rth的相位差薄膜,所以雖然偏光子會因來自背光的熱而進行變形等且對該相位差薄膜增加應力,但是原來低Re及低Rth之相位差薄膜的光學異方向性的變化並沒有達到極限。其結果在迄今VA型液晶顯示裝置中被觀察到的、於畫面的四角部位所產生的光漏、稱為所謂的使角落不均(corner mura)之顯示品位降低的故障亦可減輕。
再者,在前側偏光子與液晶胞之間的第2相位差領域為顯示規定的光學特性之態樣,係可提供能達成提昇斜向方向的CR及減輕黑顯示時的色偏移(color shift)之液晶顯示裝置。
圖1中顯示本發明的VA型液晶顯示裝置之一例的剖面模式圖。另外,圖中,各層厚度之相對關係未必與實際的液晶顯示裝置之各層厚度的相對關係一致。
圖1所示之VA型液晶顯示裝置係具有VA型液晶胞LC、以及夾著它的後側偏光板PL1及前側偏光板PL2。在後側偏光板PL1的更外側配置有背光10,且其係使來自背光10的光以依照後側偏光板PL1、液晶胞LC、及前側偏光板PL2的順序入射的方式而構成。液晶胞LC為VA模式的液晶胞,在黑顯示時成為垂直配向。液晶胞LC係藉由使由玻璃等所構成之上側基板26與下側基板24成對向而構成的,在前述基板上具有配向膜(沒有圖示)與電極層(沒有圖示),進而在前側的基板上具有彩色濾光片層(沒有圖示)。
後側偏光板PL1係分別具有偏光子12、與其表面的第1相位差薄膜16及外側保護薄膜20,以及前側偏光板PL2係分別具有偏光子14、與在其表面的第2相位差薄膜18及外側保護薄膜22。偏光子12及14係配置成其吸收軸成為互相正交的方向。在後側偏光板PL1的偏光子12與液晶胞LC之間所配置的第1相位差薄膜係為滿足0nm≦Re(590)≦10nm,且|Rth(590)|≦25nm的相位差薄膜。在滿足該特性的範圍,亦可存在複數片的相位差薄膜。例如,在第1相位差薄膜16與偏光子12之間,亦可另外配置偏光子12的保護薄膜,惟第1相位差薄膜16與該保護薄膜合計的相位差要滿足0nm≦Re(590)≦10nm,且|Rth(590)|≦25nm。亦即,在偏光子12與液晶胞LC之間亦可存在有複數片的相位差薄膜,惟複數片合計的相位差要滿足上述特性。藉由使配置於偏光子12與液晶胞LC之間的相位差薄膜滿足上述特性,在圖1所示之VA型液晶顯示裝置能抑制來自背光10的斜向入射光於入射至液晶胞LC之前的楕圓偏光化。其結果可減輕因上述(i)及(ii)的理由所引起的對比降低,且可達成高的正面CR。
本發明者專心一意檢討的結果,本發明的效果已知在VA型液晶胞的前側基板(包含圖1中基板26與形成於基板上的所有構件)的構件對比CRf
那一方高於後側基板(包含圖1中基板24與形成於基板上的所有構件)的構件對比(CRr
)之態樣中,變得特別地顯著。再者,前側基板的構件對比CRf
對後側基板的構件對比(CRr
)之比(CRf
/CRr
)為3以上,亦即在可知3≦CRf
/CRr
的態樣中,本發明的效果變得顯著。此處,當VA型液晶胞(圖1中的LC)在2片的基板(圖1中的基板24及26)中分解時,前側的基板(圖1中基板26)與形成於其基板上之構件的總稱稱為前側基板,後側的基板(圖1中基板24)與形成於其基板上之構件的總稱稱為後側基板。該構件的例中,包含彩色濾光片、黑底、陣列構件(TFT陣列等)、基板上的突起部、共通電極、狹縫等、各種的構件。亦即,所謂液晶胞的後側基板及前側基板的構件對比係指在各基板與形成於各基板上之各種構件之全部對比。關於測定方法的詳細內容,係在後述之實施例有記載。
本發明者專心一意檢討的結果已知後側偏光子與液晶胞之間的第1相位差領域之遲滯值,會對於液晶顯示裝置的正面CR造成很大的影響。該理由係由於液晶胞在各構件(例如,液晶層、彩色濾光片、黑底、陣列構件、於基板所形成之突起部、共通電極構件、狹縫構件等)中,會產生所謂的散射與繞射之光學現象,且對於彼等光學現象有偏光依存性。以下,詳細地說明。
一般而言,由於VA型液晶顯示裝置在黑顯示時,液晶層會成為垂直配向狀態,所以通過後側偏光子且朝法線方向前進的直線偏光之後即使通過液晶層,其偏光狀態也沒有變化,原則上全部在前側偏光子的吸收軸被吸收了。亦即,可以說原則上在黑顯示時於法線方向沒有光漏。然而,VA型液晶顯示裝置在黑顯示時的正面透過率不為零。其理由之1係由於液晶層中的液晶分子會搖晃,且已知入射於液晶層的光會因某程度的搖晃而被散射了。入射於液晶層的光係越完全地不含有僅被前側偏光子的吸收軸所吸收之直線偏光成分的話,其影響變得越大,且正面的光漏有變多的傾向。亦即,配置於後側之相位差領域的相位差越大,且越變換成高楕圓偏光率的楕圓偏光的話,越能減輕因其搖晃所引起的正面光漏。
然而,本發明者檢討的結果已知除了在液晶層中的液晶分子的搖晃以外,在後側偏光子與液晶層之間的相位差領域之相位差亦為其原因之一。來自背光之指向性的某光通過後側偏光子,自斜向方向入射於該相位差領域時,由於其相位差而使直線偏光變換成楕圓偏光。該楕圓偏光係藉由液晶胞中的陣列構件、及彩色濾光片層而被繞射及散射,且至少一部份成為前進於正面方向的光。由於該楕圓偏光含有無法為前側偏光子之吸收軸所截斷的直線偏光成分,所以即使在黑顯示時也成為於正面方向漏光、正面CR降低的原因。經由通過該陣列構件與彩色濾光片層所產生的光學現象係例如在陣列構件與彩色濾光片層的表面不是完全平滑的,有某程度的凹凸、或在該構件中含有散射因子等。經由通過該陣列構件與彩色濾光片層所產生的光學現象對於正面方向之光漏所造成的影響,大於因前述之液晶層中的液晶分子搖晃所引起的影響。
再者,本發明者專心一意檢討的結果已知藉由通過相位差領域而成為楕圓偏光的光在通過液晶胞中的規定構件之際所受到的光學現象(繞射及散射等),係為光在入射至液晶層之前通過該構件、或在通過液晶層之後通過該構件,且影響正面方向之光漏的態樣變得不同。在圖1中,例如如圖2(a)所示,在後側基板24的內面配置有陣列構件,且在前側基板26的內面配置有彩色濾光片時,光就會在入射至液晶層之前通過陣列構件,且會在通過液晶層之後通過彩色濾光片。
在光入射至液晶層之前所通過的構件(例如陣列構件),入射光的楕圓偏光率係由通過其之前的後側相位差領域(第1相位差領域)的相位差來決定。另一方面,在入射至液晶層之後所通過的構件(例如彩色濾光片),除了由後側相位差領域的相位差來決定,亦由液晶層的相位差來決定。此處,VA用液晶顯示裝置的情形,通常將液晶層的Δnd(590)(d係液晶層的厚度(nm)、Δn(λ)係液晶層在波長λ的折射率異方向性,Δnd(λ)係Δn(λ)與d的積)設定在280~350nm左右。亦可設定後側相位差領域的相位差以使得陣列構件的光漏變少,則通過液晶時楕圓率相反地變大。由於後側相位差領域的相位差越大則入射偏光的楕圓率變得越小,所以根據於通過液晶層之前光入射的構件、或通過液晶層之後光入射的構件而設定降低後側相位差領域的相位差,其結果逆轉了該構件影響正面方向的光漏之作用。
後側相位差領域之相位差的高低、經由通過各構件而對正面方向光漏造成影響的傾向、及其影響的強弱係整理於例2(b)中。另外,圖2(b)中,「↑」係表示後側相位差領域與高遲滯值的情形相比,能提高正面CR的作用,「↓」係表示使正面CR降低的作用。箭號的根數係為其作用強弱的基準,根數越多的話表示作用越強。
如圖2(b)所示,在前側基板配置彩色濾光片、及在後側基板配置陣列構件之VA型液晶顯示裝置的態樣,降低後側相位差領域的相位差時,由配置於後側基板之陣列構件所引起的光學現象係使產生之正面方向的光漏朝減輕的方向作用,另一方面,由配置於前側基板之彩色濾光片層所引起的光學現象係使產生之正面方向的光漏朝增加之方向作用,亦即雙方的作用有抵銷的關係。
例如,在後側基板與前側基板雙方同樣地配置有成為使對比降低之主要原因的構件而成的液晶胞,係後側的第1相位差領域為低的遲滯值,且也會因為由配置於後側基板之構件(例如在圖2(b)為陣列構件)而提高正面CR之作用、或由配置於前側基板之構件(例如在圖2(b)為CF構件)而降低正面CR之作用,而有若干消除的情形。亦即,所謂後側的第1相位差領域為低遲滯值之本發明的特徴,係指在後側基板存在有很多成為使對比降低之主要原因的構件之態樣中,顯示出特別高的效果。
另外,後側之第1相位差領域的遲滯值給予正面CR的影響係在低正面CR的液晶顯示裝置中,為大致上可忽略的程度。然而,針對近年來所提供的高正面CR(例如,正面CR為1500以上)的液晶顯示裝置,在圖謀進一步改善正面CR上,則無法忽略該影響。本發明係針對正面CR為1500以上的液晶顯示裝置,進一步改善正面CR上特別有用。
另外,在圖2係圖示在前側基板26之內面有彩色濾光片(CF)、在後側基板24之內面有陣列構件的一般液晶胞構成來做為一例,且在本發明的液晶顯示裝置中,CF及陣列構件的位置為任意的。例如,如直接將彩色濾光片配置於陣列上(COA,color filter on array)般,CF配置於具有陣列構件之後側基板側上的態樣當然也包含於本發明。另外,陣列構件若為配置於前側基板26側的話,陣列構件的作用係變得與圖2(b)中的CF構件相同,又若CF為配置於後側基板24側的話,CF構件的作用係變得與圖2(b)的陣列構件相同。關於未圖示的其他構件(例如,黑底)也是一樣的,構件若為配置於前側基板26側的話,該陣列構件的作用係變得與圖2(b)中的CF構件相同,又構件若為配置於後側基板24側的話,該構件的作用係變得與圖2(b)的陣列構件相同。
如上述所述,已知在前側基板(圖1中基板26)的構件對比CRf
對後側基板(圖1中基板24)的構件對比(CRr
)之比(CRf
/CRr
)為3以上、亦即滿足3≦CRf
/CRr
之態樣,本發明的效果係變得顯著。作為滿足該關係之液晶胞之例子,有例如後側基板為COA基板之液晶胞。關於COA,係在特開2005-99499號公報及特開2005-258004號公報中有詳細的記載。
另外,如前述所述,雖然因在CF、黑底、陣列構件中的光學現象所致的在黑顯示時的光漏之入射偏光狀態依存性係全部顯示相同的傾向,但是由於黑底的貢獻相對的小,所以將CF配置於具有陣列構件之後側基板側而成的COA在液晶顯示裝置的黑底位置係可在液晶胞內的任何一處,較佳係位於後側偏光子與液晶層之間。
另外,滿足3≦CRf
/CRr
之液晶胞之例子方面,可舉例如不具有彩色濾光片之液晶胞、及不具有彩色濾光片之場序制驅動的液晶胞。關於場序制驅動的液晶胞,係在特開2009-42446號公報、特開2007-322988號公報、及特許第3996178號公報等中有詳細的記載,可加以參照。所謂的場序制驅動係利用使獨立之3原色光依序發光的背光單元。具備LED之背光單元作為光源為佳,例如較佳係利用具備發光紅、綠、藍3色的LED元件作為光源之背光單元。
另外,亦可為於後側基板上配置陣列構件、於前側基板上配置彩色濾光片之一般態樣的液晶胞,若為彩色濾光片之對比高的態樣的話,當然為滿足上述條件3≦CRf
/CRr
之本發明的較佳態樣。作為高對比的彩色濾光片之例子,與迄今在CF上所使用之顏料相比較,可舉例如使用更微小粒徑之顏料而成的彩色濾光片。作為使用顏料之高對比的彩色濾光片之製作方法之例子,可舉出以下的2種方法。
(I) 使用稱為砂磨機與輥磨機、球磨機之分散機,機械性地更微細地粉碎顏料粒子之方法,例如在特開2009-144126號公報等中有詳細的記載,可加以參照。
(II) 藉由使顏料溶解於溶劑中之後再析出,以調整微細的顏料粒子之方法,例如在特開2009-134178號公報中有詳細的記載。
另外,顏料以外,亦提案有利用染料以製作高對比的彩色濾光片之方法。在特開2005-173532號公報中有詳細的記載,可加以參照。
藉由利用此等經高對比化之彩色濾光片,即使是一般的構成亦可成為滿足3≦CRf
/CRr
的液晶胞。
又在圖1中,前側偏光板PL2具有之第2相位差薄膜18的光學特性較佳係有助於改善斜向方向的對比、及減輕黑顯示時的色偏移者。另外,VA型液晶胞LC的液晶層之Δnd(λ)係如上所述,一般而言在280~350nm左右。第2相位差薄膜18的遲滯值、特別是Rth的較佳範圍係可依照液晶層之Δnd(λ)的值而變動。為了改善斜向對比,關於對Δnd(λ)之較佳相位差薄膜的組合,係在各種的公報中有記載,例如在特許3282986號、第3666666號及第3556159號等中有記載,可加以參照。
關於第2相位差領域之光學特性的較佳範圍係如後述。
另外,VA型液晶胞的Δnd(590)一般係在280~350nm左右,其係為了儘可能提高白顯示時的透過率。另一方面,Δnd(590)為280nm以下之情形,雖然伴隨著Δnd(590)的降低,白亮度會稍微地降低,但由於晶胞的厚度d變小,所以成為高速應答性優異的液晶顯示裝置。後側的第1相位差領域若為低遲滯值的話,朝正面方向的光漏變少之結果得到所謂的高正面CR之本發明的特徴,係即使在任何的Δnd(590)的液晶顯示裝置中也有效果。
在圖1的VA型液晶顯示裝置係顯示第1相位差薄膜16及第2相位差薄膜18分別作為偏光子12及14的保護薄膜也具有功能之實施形態,惟本發明係不限定於本實施形態。例如,在第1相位差薄膜及第2相位差薄膜分別與偏光子12及14之間,亦可用其他方法配置偏光子的保護薄膜。但是,如上所述,配置於第1相位差薄膜與偏光子12之間的保護薄膜係作為與第1相位差薄膜之積層體的全部,必須滿足在第1相位差領域所求得之特性。
另外,後側偏光子12係在其背光10側的表面上具有保護薄膜20,且亦可進而在其表面上具有防污性薄膜、抗反射薄膜、抗眩光薄膜、抗靜電薄膜等的功能性薄膜,另外,同樣地,前側偏光子14係在其顯示面側表面上具有保護薄膜22,且亦可進而在其表面上具有防污性薄膜、抗反射薄膜、抗眩光薄膜、抗靜電薄膜等的功能性薄膜。
可是,如前所述,在單側分擔較大相位差以進行光學補償之方式的情形中,較大相位差的薄膜迄今一般係配置於後側,惟如本發明般配置於前側者一般係認為可提昇作為偏光板的產率。說明其理由。
較大相位差的薄膜由於必須有用高倍率進行延伸之步驟,所以與即使薄膜中不添加很多的添加劑也可以製造的便宜薄膜(所謂的平面TAC=Re為0~10nm、Rth為30~80nm之三乙醯纖維素薄膜等)相比、或與較小相位差的薄膜相比,寬幅化係為困難。在一般的液晶顯示裝置中係使用橫向的液晶胞,一般係將前側偏光子的吸收軸配置成水平方向(左右方向)、將後側偏光子的吸收軸配置成鉛直方向(上下方向)。再者,在工業的生產上,一般係用捲進捲出(roll to roll)方式來貼合偏光子與相位差薄膜。考慮到將該製法中所製作之偏光板與液晶胞貼合時,於前側配置較大相位差的薄膜的那一方,可以較高的效率使用偏光板的寬度方向、亦即可提高產率。如本發明般在後側配置相位差小的相位差薄膜之情形,該薄膜做成為寬幅薄膜的製作係為容易,藉由與寬幅偏光子組合,可進一步提高產率。其結果可減少廢棄之偏光板的量。
此處,用具體的數字來加以說明。一般而言,相位差薄膜的寬度係大部分為1100mm、1300mm、1500mm、2000mm、2500mm,薄膜的厚度係大部分為25μm、40μm、80μm。捲繞薄膜之軋輥長度係大部分為2500m、4000m。另一方面,VA型液晶顯示裝置的畫面尺寸如果是作為電視用途的話,畫面尺寸為20英吋、32英吋、40英吋、42英吋、52英吋、68英吋等。舉例,考慮到現在上市大多為42英吋時,以42英吋(標準4:3)係畫面寬為853mm(42英吋寬16:9為930mm),畫面高度為640mm(42英吋寬為523mm)。在迄今一般係於後側配置大相位差之薄膜的方式中,例如在1300mm、1500mm寬的相位差薄膜係於寬度方向只有採用一種畫面用的相位差薄膜。在本態樣由於在前側配置相位差大的薄膜,例如,即使為1300mm、1500mm寬的相位差薄膜,若於相位差薄膜的寬度方向採用畫面高度部分為佳,因此,可以在寬度方向採用二種畫面用的相位差薄膜,生產性變成近2倍。電視的尺寸係逐年大型化,但是例如由於65英吋(標準)係畫面寬為991mm、畫面高度為1321mm,所以在迄今一般的後側配置中,即使經寬幅化之2000mm薄膜亦可在寬度方向只有採用一種畫面用的相位差薄膜,如本態樣般,前側配置係於寬度方向採用二種畫面用的相位差薄膜。再者,由於68英吋(寬)係畫面寬為1505mm、畫面高度為846mm,所以同樣地可期待近2倍的生產性。
關於本發明的VA型液晶顯示裝置的模式可為任一者,具體而言可為MVA(Multi-domain Vertical Alignment,多域垂直配向)型、PVA(Patterned Vertical Alignment,圖案化垂直配向)型、光配向型(Optical Alignment)、及PSA(Polymer-Sustained Alignment,高分子持續配向)中任一者。關於此等模式的詳細內容,係在特開2006-215326號公報、及特表2008-538819號公報中有詳細的記載。
如上所述,在本發明亦可使用高對比的彩色濾光片,當然也可以使用具有一般的液晶顯示裝置之彩色濾光片。一般而言,彩色濾光片係在基板的畫素部位配列有複數不同顏色(例如紅、綠、藍的光的3原色、透明、黃色、青藍色等)之彩色濾光片。其製作方法有各式各樣的,一般係例如使用著色用的材料(有機顏料、染料、碳黑等),以調製稱為採用光阻之著色感光性組成物(亦有無色的情形),將其塗布於基板之上以形成層,利用微影法進行圖案形成者。將前述著色感光性組成物塗布於基板上的方法也有各式各樣的,例如初期的話係採用旋轉塗布法,從省液的觀點,則採用狹縫&旋轉型塗布法,現在的話一般係採用狹縫‧塗布法。此外,有軋輥塗布法、棒材塗布法、口模式塗布法等。又近年來,在利用微影法形成稱為畫素分離壁的圖案之後,亦可利用噴墨方式進行形成畫素的顏色。除此之外,已知有組合著色非感光性組成物與感光性正型光阻的方法、印刷法、電沈積法、薄膜轉印法者等。本發明中利用之彩色濾光片亦可為用任何的方法所製作者。
關於彩色濾光片形成用的材料也沒有特別地限制。作為著色材料,亦可使用染料、有機顏料、無機顏料等中任一者。染料係基於高對比化的要求而被檢討了,且近年來有機顏料的分散技術係有所長進,以鹽研磨法等經微細破碎的破碎顏料、或由積累法之微細化顏料等係被使用於高對比化。在本發明中亦可使用任何的著色材料。
另外,本發明的正面對比提昇的效果係可藉由調整來自背光的出射光的角度輪廓,而進一步改善。具體而言,由於使用集光性更強的背光時增加正面對比的絶對值,所以在本發明所示之正面CR絶對值的增加分也變大了。集光性的指標係例如以在極角45度的出射光強度I(45°)的比I(0°)/I(45°)對在正面的出射光強度I(0°)來表示,該值越大的話,形成所謂集光性強的背光。作為集光性高的背光,在擴散薄膜與液晶面板之間設置具備光集光功能之稜鏡薄膜(稜鏡層)係為所期望的。該稜鏡薄膜係使從導光板的光出射面出射、在擴散薄膜被擴散的光,高效率且集光於液晶面板的有效顯示區域者。搭載一般直下型方式的背光之液晶顯示裝置,例如係在上部設置有由處於透明基板或偏光板之間的彩色濾光片、液晶層所構成之液晶面板,與在其下面側設置有背光。以美國3M公司的註冊商標之亮度強調薄膜(Brightness Enhancement Film:BEF)為代表例。BEF係在薄膜基材上使剖面三角形狀的單位稜鏡朝一方向周期性配列的薄膜,稜鏡與光的波長比較為大尺寸(間距)的。BEF係集光來自“軸外(off-axis)”的光,且將該光朝向觀眾於“軸上(on-axis)”進行方向轉換(redirect)或“再循環(recycle)”。作為揭示有將BEF為代表的稜鏡中具有反復的陣列構造之亮度控制構件採用於顯示器為要點的專利文獻,已知有許多例示於特公平1-37801號公報、特開平6-102506號公報、特表平10-506500號公報。
另外,為了提高集光性而使用透鏡陣列片亦為所期望的。透鏡陣列片係具有將以規定的間距形成為凸狀之複數個單位透鏡配列成2次元而成的透鏡面。該透鏡面的反對側係形成平坦面,在前述平坦面上形成有反射光線於前述透鏡之非集光面領域的光反射層而成的透鏡陣列片為佳。另外,為將以規定的間距所形成之凸狀的柱面透鏡複數個於平行方向配列而成的雙凸透鏡面時,其透鏡面之反對側係形成平坦面,在前述平坦面上亦可形成有於前述凸狀之柱面透鏡的非集光面領域內反射長度方向的條紋狀光線之光反射層而成的透鏡陣列片。另外,例如亦可使用將由柱面狀的曲面所構成之單位透鏡朝面內一方向配列而成的雙凸透鏡陣列片,或是將由具有圓形、矩形、六角形等的底面形狀之圓頂狀的曲面所構成之單位透鏡,朝面內2次元配列而成的透鏡陣列片等。關於此等的透鏡陣列片係在特開平10-241434號、特開2001-201611號、特開2007-256575號、特開2006-106197號、特開2006-208930號、特開2007-213035號、及特開2007-41172號等的各公報中有記載,可加以參照。
本發明係藉由調整背光的出射光光譜、及彩色濾光片的透過光譜,在擴大色再現域之顯示器的態樣中亦可表現出效果。具體而言,最好是在背光中使用組合並混合紅色LED、綠色LED及藍色LED之白色背光。另外,紅色LED、綠色LED及藍色LED的出射光波峰之半值幅度小為佳。LED的情形中,與CCFL相比,半值波長幅度小至20nm左右,又藉由將波峰波長形成R(紅)為610nm以上、G(綠)為530nm、B(藍)為480nm以下,可提高光源本身的色純度。
另外,已報告有在LED之波峰波長以外,藉由儘可能縮小並抑制彩色濾光片的分光透過率,可進而使色再現性提昇,且NTSC比可具有100%的特性。例如,在特開2004-78102號公報中有記載。紅色彩色濾光片最好是綠色LED及藍色LED在波峰位置的透過率較小,綠色彩色濾光片最好是藍色LED及紅LED在波峰位置的透過率較小,藍彩色濾光片最好是紅色LED及綠色LED在波峰位置的透過率較小。具體而言,此等透過率最好是均為0.1以下,較佳是0.03以下,更佳是0.01以下。關於此等的背光與彩色濾光片之關係係在例如特開2009-192661號公報中有記載,可加以參照。
另外,由於在背光中使用雷射光源亦可擴大色再現域而為佳。紅、綠及藍色的雷射光源之波峰波長較佳係分別為430~480nm、520~550nm、及620~660nm。關於雷射光源的背光係在特開2009-14892號公報中有記載,可加以參照。
以下,針對本發明的VA型液晶顯示裝置中所使用的各種構件加以詳細說明。
1.第1相位差領域
在本發明,由在前述後側偏光子與前述VA型液晶胞之間所配置之1層或2層以上的相位差層所構成的第1相位差領域係滿足下述式,
0nm≦Re(590)≦10nm,且∣Rth(590)∣≦25nm
第1相位差領域滿足下述式為佳,
0nm≦Re(590)≦5nm,且∣Rth(590)∣≦10nm
滿足下述式為更佳。
0nm≦Re(590)≦3nm,且∣Rth(590)∣≦5nm
第1相位差領域的面內遲滯值Re之波長分散,係在可見光領域中波長增大至成為長波長的程度、顯示所謂的逆分散性為佳。亦即,滿足Re(450)<Re(550)<(Re(590)<Re(630)者為佳。其理由係由於第1相位差領域的Re為逆波長分散性時,可見光領域的中心波長為550nm左右,且若最佳化光學特性的話,有涵蓋可見光全域、被最適化的傾向。理想上,第1相位差領域的Re(λ)除以波長λ之值為固定,該態樣於龐加萊球(Pioncare ball)上的遷移在可見光領域中,同樣與波長無關,亦可解決於斜向方向所產生之色偏移的問題。
為了得到更高的正面CR,構成配置於後側之第1相位差領域的相位差薄膜的霧度係以0.5以下為佳,0.3以下為較佳,0.2以下為更佳。
另外,本說明書中,薄膜的霧度的測定方法係如下所述。準備薄膜試料40mm×80mm,在25℃、60%RH的環境下,利用霧度計(NDH-2000、日本電色工業(股)製),依照JIS K-6714來進行測定。
前述第1相位差領域亦可由1片或2片以上的相位差薄膜所構成。關於其材料係沒有特別地限制。作為滿足上述特性之薄膜,較佳係醯化纖維素系薄膜、及丙烯酸系聚合物薄膜。
醯化纖維素系薄膜:
在本說明書,所謂的「醯化纖維素系薄膜」係指含有醯化纖維素為主成分(總成分的50質量%以上)之薄膜。在該薄膜的製作中所使用的醯化纖維素,纖維素的羥基係氫原子被醯基所取代者。前述醯化纖維素係纖維素的羥基被醯化者,且其取代基係可使用自醯基的碳原子數為2的乙醯基至碳原子數為22中任一者。在本發明所使用的醯化纖維素中,對於在纖維素的羥基之取代度係沒有特別地限制,測定纖維素的羥基經取代之乙酸及/或碳原子數3~22的脂肪酸的結合度,經由計算可得到取代度。作為測定方法,係可按照ASTM的D-817-91來實施。
另外,可利用作為構成本發明的第1相位差相位差領域之相位差薄膜材料的醯化纖維素之例子中,包含在特開2006-184640號公報的[0019]~[0025]中詳細記載的醯化纖維素。
關於在構成前述第1相位差領域之相位差薄膜的製作中所利用之醯化纖維素的取代度係沒有特別地限制,最好是纖維素的醯基取代度為2.30~3.00。另外,為了得到低霧度的相位差薄膜,以醯基取代度低者為佳,以醯基取代度為2.30~2.65為佳,2.35~2.60為較佳,2.40~2.60為更佳。另一方面,為了顯示相位差薄膜為逆波長分散性,醯基取代度高者為佳,具體而言,以2.65~3.00為佳,2.75~3.00為較佳,2.80~3.00為更佳。
另外,上述醯化纖維素的醯基取代基之中,在實質上由乙醯基/丙醯基/丁醯基的至少2種類所構成之情形中,已知其總取代度為2.30~3.00的情形中可有效地降低醯化纖維素系薄膜的光學異方向性。較佳的醯基取代度係2.35~3.00,更佳係為2.40~3.00。
另外,在構成前述第1相位差領域之相位差薄膜的製作中所利用之醯化纖維素的聚合度係黏度平均聚合度為180~700,至於乙酸纖維素係以180~550為較佳,180~400為更佳,180~350為特佳。聚合度過高時,醯化纖維素在塗布溶液的黏度變得過高,利用流延的薄膜製作變得困難。聚合度過低時,所製作之薄膜的強度係為降低。另外,平均聚合度係可根據宇田等人的極限黏度法(宇田和夫、齊藤秀夫、繊維學會刊、第18卷第1號、第105~120頁、1962年)進行測定。詳細記載於特開平9-95538中。
另外,構成前述第1相位差領域之相位差薄膜的製作中所利用的醯化纖維素之分子量分布係根據凝膠滲透層析法而進行評價,其多分散性指數Mw/Mn(Mw為質量平均分子量、Mn為數量平均分子量)小,且分子量分布狹小為佳。作為具體的Mw/Mn之值,以1.0~3.0為佳,1.0~2.0為更佳,1.0~1.6為最佳。
為了製作1片或其他的薄膜同時滿足在前述第1相位差領域中所要求之光學特性的薄膜,可同時使用醯化纖維素與各種的添加劑。在可使用的添加劑之例子中,包含有降低光學的異方向性之化合物、波長分散調整劑、紫外線防止劑、可塑劑、劣化防止劑、微粒子、光學特性調整劑等。在本發明可利用的添加劑之例子中,包含特開2006-184640號公報的[0026]~[0218]中詳細記載的各種添加劑。又,關於添加量的較佳範圍亦與在該欄中所記載的較佳範圍相同。
使前述光學異方向性降低的化合物係可含有或可不含有芳香族基。另外,使光學異方向性降低的化合物係以分子量為150以上3000以下為佳,170以上2000以下為佳,200以上1000以下為特佳。若在此等分子量的範圍內的話,亦可為特定的單體構造,亦可為其單體單元複數結合之寡聚物構造、聚合物構造。
使光學異方向性降低之化合物係較佳在25℃為液體、或熔點為25~250℃的固體,更佳係在25℃為液體、或熔點為25~200℃的固體。另外,使光學異方向性降低的化合物較佳係在醯化纖維素系薄膜製作的塗布液流延、乾燥的過程中不會揮散。
使光學異方向性降低的化合物之添加量,相對於醯化纖維素固體含量為0.01~30質量%為佳,1~25質量%為較佳,5~20質量%為特佳。特別是在本發明,相對於醯基取代度為2.85~3.00的醯化纖維素,較佳係用上述添加量添加至少一種的使前述光學異方向性降低之化合物。
另外,使光學異方向性降低的化合物係可單獨使用、亦可以任意之比混合2種以上化合物使用。另外,添加使光學異方向性降低的化合物之時期,在溶液製膜法係可為塗布液調製步驟中的任何時機、亦可在塗布液調製步驟的最後添加。
在本發明,作為第1相位差領域的一部或全部所使用之醯化纖維素系薄膜,較佳係利用溶液澆鑄法而製造。在該方法中,可使用溶解醯化纖維素於有機溶媒之溶液(塗布液)以製造薄膜。使用上述添加劑的情形,添加劑係可在塗布液調製的任何時機添加。關於可利用於本發明之醯化纖維素系薄膜的製造方法,可參照特開2006-184640號公報的[0219]~[0224]的記載。
亦可使用共流延法、逐次流延法、塗布法等的積層流延法以作為前述溶液澆鑄法。利用共流延法及逐次流延法製造之情形中,首先調製各層用的醯化纖維素溶液(塗布液)。共流延法(多層同時流延)係在流延用支持體(皮帶或滾筒)之上,從由另外的狹縫等同時壓出各層(可為3層或是其以上)各自的流延用塗布液之流延用噴嘴來壓出塗布液,各層同時流延、於適當的時期自支持體上剝離、乾燥,以形成薄膜之流延法。
逐次流延法係以首先在流延用支持體之上,自流延用噴嘴壓出、流延第1層用的流延用塗布液,乾燥或是不乾燥,於其上自流延用噴嘴壓出第2層用的流延用塗布液為進行流延之要點,如果必要可逐次流延‧積層塗布液至第3層以上,於適當的時期自支持體剝離、乾燥,以成形薄膜之流延法。
一般而言,塗布法係利用溶液製膜法使芯層的薄膜成形為薄膜,調製塗布於表層的塗布液,使用適當的塗布機,在各單面或兩面上同時塗布.乾燥塗布液成薄膜,以成形積層構造之薄膜的方法。
丙烯酸系聚合物薄膜:
丙烯酸系聚合物薄膜係以具有由(甲基)丙烯酸酯的至少1種所誘導之重複單位的丙烯酸系聚合物當作主成分的薄膜。該丙烯酸系聚合物薄膜的較佳例係包含由(甲基)丙烯酸酯所誘導之重複單位,以及由內酯環單位、馬來酸酐單位、及戊二酸酐單位所選出之至少1種單位的丙烯酸系聚合物。關於該丙烯酸系聚合物係在特開2008-9378號公報有詳細的記載,可加以參照。
作為薄膜成形的方法,係可利用各種的薄膜成形方法,例如可舉出溶液澆鑄法(溶液流延法)、熔融擠壓法、壓延法、壓縮成形法等。此等的薄膜成形方法之中,特佳為溶液澆鑄法(溶液流延法)、熔融擠壓法。
作為溶液澆鑄法(溶液流延法)中所使用的溶媒,可舉出例如氯仿、二氯甲烷等的氯系溶媒;甲苯、二甲苯、苯等的芳香族系溶媒;甲醇、乙醇、異丙醇、正丁醇、2-丁醇等的醇系溶媒;甲基溶纖劑、乙基溶纖劑、丁基溶纖劑、二甲基甲醯胺、二甲亞碸、二噁烷、環己酮、四氫呋喃、丙酮、甲基乙基酮、乙酸乙酯、二乙醚等。此等溶媒係可單獨使用、亦可倂用2種以上。
作為進行溶液澆鑄法(溶液流延法)用的裝置,可舉出例如滾筒式澆鑄機、皮帶式澆鑄機、旋轉式塗布機等。
作為熔融擠壓法係可舉出T壓模法、吹塑成形法等,此時薄膜的成形溫度係較佳為150~350℃,更佳為200~300℃。
另外,構成有配置於後側之第1相位差領域的相位差薄膜的厚度係越薄越佳,惟為了抑制角落不均,必須減小因落在相位差薄膜上的應力所致的相位差薄膜變形。從抑制角落不均及製造適性的觀點而言,構成第1相位差領域之相位差薄膜的膜厚為20μm以上、200μm以下為佳。
2.第2相位差領域
配置於前側偏光子與液晶胞之間的第2相位差領域,較佳係調整其光學特性以有助於提昇斜向方向的對比、及減輕黑顯示時的色偏移。較佳的第2相位差領域之一例係滿足30nm≦Re(590)≦90nm,且170nm≦Rth(590)≦300nm的相位差領域。在該範圍內時,可減輕一般的VA型液晶胞(Δnd(590)為180~350nm左右)在黑顯示時的斜向方向的光漏。
再者,如前所述,第2相位差領域的遲滯值、特別是Rth的較佳範圍係根據液晶層的Δnd(λ)之值而變動。此處,在波長λ的第1相位差領域之Rth設為Rth1
(λ)、第2相位差領域之Rth設為Rth2
(λ)時,對於液晶層的Δnd(λ)及第1相位差領域的Rth(λ),較佳的第2相位差領域之一例係滿足Δnd(590)-70≦Rth1
(590)+Rth2
(590)≦Δnd(590)-10的相位差領域,更佳係滿足Δnd(590)-60≦Rth1
(590)+Rth2
(590)≦Δnd(590)-20的相位差領域。在該範圍內時,可更減輕VA型液晶胞在黑顯示時的斜向方向的光漏。
另外,如上所述,為了提高白顯示時的透過率(=提高正面CR),液晶層的Δnd(590)較佳為280nm以上340nm以下。該情形中,配置於前側之第2相位差領域係以
220nm≦Rth(590)≦280nm
為佳,
230nm≦Rth(590)≦280nm
為更佳。
另一方面,考慮到製造適性時,有利用Rth(590)≦230nm的相位差薄膜之構成作為第2相位差領域為較宜的情形。一般而言,為了得到高相位差的相位差薄膜,必須進行高延伸倍率的延伸處理、或增加有助於產生相位差之添加劑的添加量,惟提高延伸倍率時,容易引起薄膜的切斷,另外,添加劑的添加量變多時,是由於會有從薄膜滲出添加劑之情形。
為了利用Rth(590)≦230nm的相位差薄膜,液晶胞的Δnd(590)係以Δnd(590)≦290nm為佳,Δnd(590)≦280nm為更佳。
第2相位差領域係可由一片的相位差薄膜所構成、亦可為2片以上的薄膜之積層體。另外,在滿足上述特性之範圍內,對於其材料沒有特別地限制。各種的聚合物薄膜係可利用例如醯化纖維素、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。另外,可使用從聚乙烯、聚丙烯等的聚烯烴、如乙烯‧丙烯共聚物般的聚烯烴系聚合物、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、聚苯硫醚系聚合物、偏二氯乙烯系聚合物、乙烯醇系聚合物、乙烯基丁縮醛系聚合物、芳酯系聚合物、聚氧甲烯系聚合物、環氧系聚合物、或混合前述聚合物之聚合物等選擇1種或2種以上的聚合物作為主成分,以製作聚合物薄膜,以滿足上述特性之組合,利用於製造構成有第2相位差領域之相位差薄膜。
作為構成第2相位差領域之相位差薄膜,較佳係可使用醯化纖維素系薄膜。可利用作為構成第2相位差領域之相位差薄膜的醯化纖維素系薄膜之原料,係以醯基取代度為2.00~3.00為佳。另外,薄膜係可進行延伸以調整成所期望的遲滯值,惟從延伸時的遲滯值發現性之觀點,醯基取代度低者為佳。但是,由於醯基取代度越低,則未延伸時的薄膜的Rth變得越高,所以作為VA液晶顯示裝置的相位差薄膜,係以醯基取代度為2.00~2.65為佳,2.20~2.65為較佳,2.30~2.60為更佳。另一方面,為了使相位差薄膜顯示逆波長分散性,醯基取代度高者為佳,具體而言,以2.65~3.00為佳,2.75~3.00為較佳,2.80~3.00為更佳。
另外,前述醯化纖維素係以乙酸纖維素為佳,可取代成乙醯基,或可同時以乙醯基及乙醯基以外的醯基取代。其中,較佳係具有由乙醯基、丙醯基及丁醯基所選出之至少一種醯基的醯化纖維素,及更佳係具有由乙醯基、丙醯基及丁醯基所選出之至少二種醯基的醯化纖維素。再者,以具有乙醯基、丙醯基及/或丁醯基之醯化纖維素為佳,更佳係乙醯基的取代度為1.0~2.97,且丙醯基及/或丁醯基的取代度為0.2~2.5的醯化纖維素。
另外,前述醯化纖維素係具有200~800的質量平均聚合度為佳,具有250~550的質量平均聚合度為更佳。另外,在本發明所使用的醯化纖維素係具有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。
雖然與可利用作為構成上述第1相位差領域之相位差薄膜的醯化纖維素之原料相同,但是,在使光學的異方向性降低之化合物等、構成第1相位差領域之相位差薄膜用的醯化纖維素系薄膜的製作中所使用的添加劑,在構成第2相位差領域之相位差薄膜用醯化纖維素系薄膜的製作中沒有使用為佳。另一方面,在構成第2相位差領域之相位差薄膜用醯化纖維素系薄膜的製作中,較佳係可利用遲滯值表現劑作為添加劑。作為可使用的遲滯值表現劑,可舉出由棒狀或圓盤狀化合物、正雙折射性化合物所構成者。作為前述棒狀或圖盤狀化合物,較佳係可使用具有至少二種芳香族環之化合物作為遲滯值表現劑。由前述棒狀化合物所構成之遲滯值表現劑的添加量係相對於含有醯化纖維素之聚合物成分100質量份而言,以0.1~30質量份為佳,0.5~20質量份為更佳。前述圓盤狀的遲滯值表現劑係相對於前述醯化纖維素樹脂100質量份而言,以在0.05~20質量份的範圍使用為佳,在0.1~15質量份的範圍使用為較佳,在0.1~10質量份的範圍使用為更佳。
前述圓盤狀化合物由於在Rth遲滯值發現性方面比前述棒狀化合物要優異,所以在特大Rth遲滯值為必要之情形中可較佳使用。亦可倂用2種類以上的遲滯值表現劑。
前述遲滯值表現劑較佳係在250~400nm的波長領域中具有最大吸收值,在可見光領域中實質上不具有吸收值為佳。
(1)圓盤狀化合物
就前述圓盤狀化合物加以說明。圓盤狀化合物係可使用具有至少種芳香族環之化合物。
本說明書中,「芳香族環」係除了芳香族烴環,還包含芳香族性雜環。作為可使用於本發明之前述圓盤狀化合物,可舉出例如記載於特開2008-181105號公報的[0038]~[0046]之化合物。
在構成第2相位差領域之相位差薄膜的製作中可利用的前述圓盤狀化合物之例子中,含有下述一般式(I)所表示之化合物。
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-。另外,R1
、R2
、及R3
係各自獨立為烷基、烯基、芳香族環基或雜環基:R4
、R5
及R6
係各自獨立為氫原子、烷基、烯基、芳基或雜環基。
以下,係將前述一般式(I)所示之化合物的較佳例(I-(1)~IV-(10))表示於下述,惟本發明係不受限於此等具體例。
(2)棒狀化合物
在本發明係除了前述的圓盤狀化合物以外,亦可適宜使用具有直線的分子構造之棒狀化合物。作為可使用於本發明的前述棒狀化合物,可舉出例如記載於特開2007-268898號公報的[0053]~[0095]之化合物。
(3)正雙折射性化合物
所謂的正雙折射性化合物係指當光入射於分子採取單軸性配向所形成之層時,前述配向方向的光之折射率大於與前述配向方向成正交方向的光之折射率的聚合物。
作為像這樣的正雙折射性化合物係沒有特別地限制,可舉出聚醯胺、聚醯亞胺、聚酯、聚醚酮、聚醯胺醯亞胺及聚酯醯亞胺等的固有雙折射值為正的聚合物,以聚醚酮及聚酯系聚合物等為佳,聚酯系聚合物為更佳。
前述聚酯系聚合物係藉由碳數2~20的脂肪族二羧酸和碳數8~20的芳香族二羧酸之混合物,與由碳數2~12的脂肪族二醇、碳數4~20的烷基醚二醇及碳數6~20的芳香族二醇所選出之至少1種類以上之二醇的反應而得到,且反應物的兩末端係可反應物直接、或進而與單羧酸類或一元醇類或酚類反應,亦可實施所謂末端的封止。該末端封止由於特別是不含有自由的羧酸類而實施的,從保存性等的點而言為有效的。使用本發明的聚酯系聚合物之二羧酸較佳為碳數4~20的脂肪族二羧酸殘基或碳數8~20的芳香族二羧酸殘基。
作為較佳使用的碳數2~20的脂肪族二羧酸,可舉出例如草酸、丙二酸、琥珀酸、馬來酸、富馬酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十二烷二羧酸及1,4-環己烷二羧酸。
另外,作為碳數8~20的芳香族二羧酸係有苯二甲酸、對苯二甲酸、間苯二甲酸、1,5-萘二羧酸、1,4-萘二羧酸、1,8-萘二羧酸、2,8-萘二羧酸及2,6-萘二羧酸等。
此等之中,作為較佳的脂肪族二羧酸係有丙二酸、琥珀酸、馬來酸、富馬酸、戊二酸、己二酸、壬二酸、1,4-環己烷二羧酸,做為芳香族二羧酸係有苯二甲酸、對苯二甲酸、間苯二甲酸、1,5-萘二羧酸、1,4-萘二羧酸。特佳係脂肪族二羧酸成分為琥珀酸、戊二酸、己二酸,芳香族二羧酸為苯二甲酸、對苯二甲酸、間苯二甲酸。
可沒有特別地限制地組合使用前述脂肪族二羧酸與芳香族二羧酸的各至少一種類、或其組合,且組合數種種類的各成分也沒有問題。
前述正雙折射性化合物中所利用之二醇或芳香族環含有二醇,係可由例如碳數2~20的脂肪族二醇、碳數4~20的烷基醚二醇及碳數6~20的芳香族環含有二醇所選出者。
作為碳原子2~20的脂肪族二醇係可舉例烷基二醇及脂環式二醇類,例如:乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、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-正丁基-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、1,12-十八二醇等,此等的二醇係可為1種或2種以上的混合物而使用。
作為較佳的脂肪族二醇係有乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,4-環己二醇、1,4-環己烷二甲醇,特佳係乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,4-環己二醇、1,4-環己烷二甲醇。
作為碳數4~20的烷基醚二醇,較佳係可舉例如聚四亞甲基醚二醇、聚乙烯醚二醇及聚丙烯醚二醇以及此等之組合。其平均聚合度係沒有特別地限制,較宜為2~20,較佳為2~10,更佳為2~5,特佳係2~4。作為此等的例子係可舉例如卡波瓦庫斯(Carbowax)樹脂、普路樂尼庫斯(Pluronics)樹脂及尼阿庫斯(Niax)樹脂,作為代表性有用的市售聚醚二醇類。
作為碳數6~20的芳香族二醇係沒有特別地限定,可舉出雙酚A、1,2-羥基苯、1,3-羥基苯、1,4-羥基苯、1,4-苯二甲醇,較佳係雙酚A、1,4-羥基苯、1,4-苯二甲醇。
前述正雙折射性化合物較佳係末端為烷基或是芳香族基所封止之化合物。其係藉由利用疏水性官能基以保護末端,對於在高溫高濕下的經時劣化為有效,且成為顯示延遲水解酯基的角色之主要原因。
為了使前述正雙折射性化合物的兩末端不成為羧酸、OH基,較佳係以一元醇殘基、單羧酸殘基進行保護。
該情形下,作為一元醇係以碳數1~30的取代、無取代之一元醇為佳,可舉出甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、異丁醇、戊醇、異戊醇、己醇、異己醇、環己醇、辛醇、異辛醇、2-乙基己醇、壬醇、異壬醇、第三壬醇、癸醇、十二烷醇、十二烷己醇、十二烷辛醇、烯丙醇、油醇等的脂肪族醇、苄醇、3-苯基丙醇等的取代醇等。
較佳使用的末端封止用醇係有甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、異丁醇、異戊醇、己醇、異己醇、環己醇、異辛醇、2-乙基己醇、異壬醇、油醇、苄醇,特佳係甲醇、乙醇、丙醇、異丁醇、環己醇、2-乙基己醇、異壬醇、苄醇。
另外,以單羧酸殘基進行封止之情形,作為單羧酸殘基所使用之單羧酸較佳係碳數1~30的取代、無取代之單羧酸。此等係可為脂肪族單羧酸、亦可為含有芳香族環之羧酸。就較佳的脂肪族單羧酸記述時,可舉出乙酸、丙酸、丁酸、辛酸、己酸、癸酸、十二烷酸、硬脂酸、油酸,作為含有芳香族環之單羧酸係有例如安息香酸、p-第三丁基安息香酸、p-第三戊基安息香酸、原苯乙酸、間苯乙酸、對苯乙酸、二甲基安息香酸、乙基安息香酸、正丙基安息香酸、胺基安息香酸、乙醯氧基安息香酸等,此等係可分別使用1種或2種以上。
前述正雙折射性化合物的合成係可藉由常用方法,使上述二羧酸與二醇及/或末端封止用的單羧酸或一元醇之聚酯化反應或酯交換反應的熱熔融縮合法,或是藉由此等酸的醯氯與二醇類之界面縮合法的任一方法,而輕易合成得到。關於此等之聚酯系添加劑係在村井孝一編者「添加劑其理論與應用」(幸書房股份有限公司、昭和48年3月1日初版第1版發行)中有詳細的記載。另外,亦可利用特開平05-155809號、特開平05-155810號、特開平5-197073號、特開2006-259494號、特開平07-330670號、特開2006-342227號、特開2007-003679號各公報等中所記載的素材。
以下,記載前述正雙折射性化合物的具體例,惟本發明中可使用的正雙折射性化合物係不限定於此等。
表1及表2中,PA分別表示苯二甲酸,TPA分別表示對苯二甲酸,IPA分別表示間苯二甲酸,AA分別表示己二酸,SA分別表示琥珀酸,2,6-NPA分別表示2,6-萘二羧酸,2,8-NPA分別表示2,8-萘二羧酸,1,5-NPA分別表示1,5-萘二羧酸,1,4-NPA分別表示1,4-萘二羧酸,1,8-NPA分別表示1,8-萘二羧酸。
像這樣的前述正雙折射性化合物的添加量係相對於醯化纖維素樹脂100質量份而言,以1~30質量份為佳,4~25質量份為較佳,10~20質量份為特佳。
在前述醯化纖維素系薄膜的製作中所使用的醯化纖維素溶液中,除了前述遲滯值表現劑以外,亦可具有其他的添加劑。作為其他的添加劑係可舉出抗氧化劑、紫外線吸收劑、剝離促進劑、可塑劑等,無論哪一者均可使用眾所周知的添加劑。
為了改良所得薄膜的機械性物性、或提昇乾燥速度,可在前述醯化纖維素溶液中添加可塑劑。作為本發明中可使用之前述可塑劑,可舉出例如於特開2008-181105號公報的[0067]中所記載之化合物。
另外,作為構成第2相位差領域之相位差薄膜,較佳係使用環狀烯烴系聚合物薄膜者。關於該環狀烯烴系聚合物薄膜的原料及其製造方法、以及使用該原料之薄膜的製造方法,在特開2006-293342號公報的[0098]~[0193]中有詳細的記載,在本發明可加以參照。在可利用作為構成第2相位差領域之相位差薄膜的環狀烯烴系聚合物薄膜之例子中,包含降烯系聚合物薄膜,市售的聚合物方面係可使用ARTON(JSR製)、ZERONOR(日本ZEON製)等。
作為構成第2相位差領域之相位差薄膜所使用的各種聚合物薄膜係可用各種的方法來製造。可舉出例如溶液澆鑄法(溶液流延法)、熔融擠壓法、壓延法、壓縮成形法等。此等的薄膜成形方法之中,特佳為溶液澆鑄法(溶液流延法)、熔融擠壓法。另外,利用作為構成第2相位差領域之相位差薄膜的各種聚合物薄膜係可為在成形之後,經由延伸處理所製造的薄膜。薄膜的延伸係可為1軸延伸、亦可為2軸延伸。較佳係同時或是逐次進行2軸延伸處理。為了達成大光學異方向性,必須用高延伸倍率延伸薄膜。例如,較佳係朝薄膜的寬度方向、及薄膜的縱向方向(流動方向)進行延伸。延伸倍率係以3~100%左右為佳。延伸處理係可使用拉幅機而實施。另外,亦可在軋輥間進行縱向延伸。
亦可使用共流延法、逐次流延法、塗布法等的積層流延法以作為前述溶液澆鑄法。利用共流延法及逐次流延法製造之情形中,首先調製各層用的醯化纖維素溶液(塗布液)。共流延法(多層同時流延)係在流延用支持體(皮帶或滾筒)之上,從由另外的狹縫等同時壓出各層(可為3層或是其以上)各自的流延用塗布液之流延用噴嘴來壓出塗布液,各層同時流延、於適當的時期自支持體上剝離、乾燥,以形成薄膜之流延法。
逐次流延法係以首先在流延用支持體之上,自流延用噴嘴壓出、流延第1層用的流延用塗布液,乾燥或是不乾燥,於其上自流延用噴嘴壓出第2層用的流延用塗布液為進行流延之要點,如果必要可逐次流延‧積層塗布液至第3層以上,於適當的時期自支持體剝離、乾燥,以成形薄膜之流延法。
一般而言,塗布法係利用溶液製膜法使芯層的薄膜成形為薄膜,調製塗布於表層的塗布液,使用適當的塗布機,在各單面或兩面上同時塗布‧乾燥塗布液成薄膜,以成形積層構造之薄膜的方法。
另外,構成第2相位差領域之相位差薄膜亦可在將液晶組成物形成所期望的配向狀態之後,固定其配向狀態所形成之層,或亦可為同時具有該層以及支持該層之聚合物薄膜的積層體。在後者之態樣,亦可利用該聚合物薄膜作為偏光子的保護薄膜。在構成第2相位差領域之相位差薄膜的製作中可以利用的液晶之例子中,包含有棒狀液晶、圓盤狀液晶、膽甾醇液晶等各種的液晶。
為了得到更高的正面CR,構成配置於前側之第2相位差領域之相位差薄膜的霧度為0.5以下為佳,0.3以下為較佳,0.2以下為更佳。
為了抑制角落不均,必須減小因落在相位差薄膜上的應力所致的相位差薄膜變形。從抑制角落不均及製造適性的觀點而言,構成配置於前側之第2相位差領域的相位差薄膜的膜厚為20μm以上、200μm以下為佳。
3. 偏光子
關於配置於前側及後側之偏光子係沒有特別地限制。可利用通常所使用的直線偏光膜。直線偏光膜係較佳為以Optiva Inc.為代表的塗布型偏光膜、或由黏結劑與碘或二色性色素所構成之偏光膜。在直線偏光膜中的碘及二色性色素係在黏結劑中配向而發現偏光性能。碘及二色性色素較佳係沿著黏結劑分子配向,或藉由使二色性色素如液晶般自己組織化而朝單一方向配向。現在市售的偏光子一般係將經延伸之聚合物在浴槽中浸漬於碘或二色性色素的溶液中,並在黏結劑中使碘、或二色性色素浸透至黏結劑中而製作的。
4.保護薄膜
在前側偏光子及後側偏光子的各自兩面上,貼合保護薄膜為佳。但是,如圖1所示,第1及第2相位差領域係由1片的薄膜所構成的,在該薄膜亦具有作為保護薄膜之功能的態樣中,在液晶胞側的偏光子表面可省略保護薄膜。在後側偏光子與液晶胞之間配置有保護薄膜及1片以上的相位差薄膜之態樣中,該保護薄膜與1片以上的相位差薄膜係作為積層體全體,且滿足於第1相位差領域所要求之光學特性。關於該保護薄膜的較佳材料等係與構成第1相位差領域之相位差薄膜的較佳材料等相同。
在前側偏光子與液晶胞之間配置有保護薄膜及1片以上的相位差薄膜之態樣中,較佳係該保護薄膜與1片以上的相位差薄膜作為積層體全體,並滿足於第2相位差領域所要求之光學特性。保護薄膜係與1片以上的相位差薄膜一起具有有助於提昇斜向方向的對比,及減輕黑顯示時的色偏移之作用,亦即也可以為顯示某程度的Re及Rth之相位差薄膜。
關於配置於前側偏光子及後側偏光子外側之保護薄膜係沒有特別地限制。可使用各種的聚合物薄膜。可與構成上述第1相位差領域之相位差薄膜的例子相同。可舉出例如以醯化纖維素類(例如乙酸纖維素、丙酸纖維素、丁酸纖維素等的薄膜)、聚烯烴(例如降烯系聚合物、聚丙烯)、聚(甲基)丙烯酸酯(例如聚甲基丙烯酸甲酯)、聚碳酸酯、聚酯、或聚碸為主成分之薄膜等,惟不限定於此等。亦可使用市售的聚合物薄膜(在醯化纖維素類方面為「TD80UL」(富士軟片公司製),在降烯系聚合物方面為ARTON(JSR製)、ZEONOR(日本ZEON製)等)。
實施例
以下,列舉實施例以進一步具體說明本發明。以下的實施例中所示之材料、試藥、物質量及其比例、操作等,只要在不脫離本發明的主要內容之範圍,可適宜變更。因此,本發明的範圍係不限制於以下的具體例。
1.薄膜1~6的製作
調製記載於下述表之醯基的種類、取代度不同的醯化纖維素。其係添加硫酸(相對於纖維素100質量份而言為7.8質量份)作為觸媒,添加為醯基取代基原料之羧酸並在40℃下進行醯化反應。此時,調整羧酸的種類、量,節以調整醯基的種類、取代度。又,醯化後在40℃進行熟成。再者,用丙酮洗淨去除該醯化纖維素的低分子量成分。另外,表中所謂的Ac係意味著乙醯基,所謂的CTA係意味著三乙酸纖維素(醯基僅由乙酸酯基所構成之纖維素酯衍生物)。
(醯化纖維素溶液)
將下述組成物投入混合槽內,攪拌且溶解各成分,再在90℃中加熱約10分鐘之後,用平均孔徑34μm的濾紙及平均孔徑10μm的煅燒金屬過濾器加以過濾。
(消光劑分散液)
接著,將含有在上述方法中所調製之醯化纖維素溶液的下述組成物投入分散機中,以調製消光劑分散液。
(添加劑溶液)
接著,將含有在上述方法中所調製之醯化纖維素溶液的下述組成物投入混合槽內,一邊加熱、一邊攪拌溶解,以調製添加劑溶液。
混合上述醯化纖維素溶液為100質量份、消光劑分散液為1.35質量份、進而醯化纖維素系薄膜中的遲滯值表現劑(1)的添加量為10質量份之量的添加劑溶液,以調製製膜用塗布液。添加劑的添加比例係表示醯化纖維素量當作100質量份時的質量份。
變更記載於下述表的綿、添加劑,以調製上述的溶液及分散液。
此處,記載於下述表中的添加劑及可塑劑的略稱係如下所述。
CTA:三乙醯纖維素
TPP:磷酸三苯酯
BDP:磷酸聯苯基二苯酯
遲滯值表現劑(1)
使用皮帶流延機流延上述的塗布液。使用在下述表中記載的殘留溶劑量而從皮帶剝下的薄膜,在剝下至拉幅機的區間,以下述表中記載之延伸倍率朝縱向方向進行延伸,接著使用拉幅機,在以下述表中記載之延伸倍率朝寬度方向延伸,且進行橫向延伸後,以在下述表中記載之倍率使其朝寬度方向收縮(緩和)之後,將薄膜從拉幅機脫離下來,以製膜成醯化纖維素系薄膜。拉幅機離脫時薄膜的殘留溶劑量係如下述表中所記載。在卷取部前切斷兩端部,以卷取成寬為2000mm,長度為4000m的軋輥薄膜。延伸倍率係表示於下述表中。針對所製作的醯化纖維素系薄膜,測定在25℃ 60%RH且在波長590nm的Re遲滯值、及Rth遲滯值。將這裡的結果記載於下述表中。另外,平均折射率當作1.48以算出Rth(λ)。
2.薄膜7的製作
用與在特開2003-315556號公報的實施例2中記載之光學補償A層同樣的方法,得到Re(590)77nm、及Rth(590)47nm的相位差薄膜7。
3.薄膜8的製作
準備Z-TAC薄膜(富士軟片公司製、Re(590)=1nm、Rth(590)=-1nm)。另外,用與特開2003-315556號公報的實施例2中記載之光學補償B層同樣的方法,得到Re(590)1.5nm、Rth(590)207nm的相位差薄膜8a。將該相位差薄膜8a貼合於Z-TAC的表面,以製作積層薄膜,且作為薄膜8使用。
4.薄膜9的製作
將下述的組成物投入混合槽中,一邊加熱、一邊攪拌,溶解各成分,以調製醯化纖維素溶液C。
<醯化纖維素溶液C組成>
取代度2.86的乙酸纖維素 100質量份
二氯甲烷(第1溶媒) 300質量份
甲醇(第2溶媒) 54質量份
1-丁醇 11質量份
在另一混合槽中投入下述的組成物,一邊加熱、一邊攪拌,溶解各成分,以調製添加劑溶液D。
<添加劑溶液D組成>
二氯甲烷 80質量份
甲醇 20質量份
下述的光學異方向性降低劑A-7 40質量份
光學異方向性降低劑A-7
在465質量份的醯化纖維素溶液C中添加40質量份的添加劑溶液D,以調製塗布液。該塗布溶液的透明度為85%以上為良好。
將該塗布液流延於支持體上,以製作厚度80μm的醯化纖維素系薄膜。將其作為薄膜9使用。
5.薄膜10的製作
按照特開2007-127893號公報的[0223]~[0226]的記載,製作延伸薄膜(保護薄膜A)。在該保護薄膜A的表面上,按照同公報的[0232]的記載,調製易黏著層塗布組成物P-2,該該組成物係按照同公報的[0246]中記載的方法,塗布至前述延伸薄膜的表面而形成易黏著層。將該薄膜作為薄膜10使用。
6.薄膜11的準備
準備市售的三乙醯纖維素薄膜「TF80UL」(富士軟片製)作為薄膜1L。
7.薄膜12~16的準備
(聚合物溶液的調製)
1)醯化纖維素
從下述的醯化纖維素A及B之中,選擇如下述表4中所記載者而使用。各醯化纖維素係在120℃進行加熱乾燥,且含水率為0.5質量%以下之後,使用20質量份。
‧醯化纖維素A:
使用取代度為2.93的乙酸纖維素的粉體。醯化纖維素A的黏度平均聚合度為300、6位的乙醯基取代度為0.94。
‧醯化纖維素B:
使用取代度為2.86的乙酸纖維素的粉體。醯化纖維素B的黏度平均聚合度為300,6位的乙醯基取代度為0.89,丙酮抽出分為7質量%,質量平均分子量/數量平均分子量比為2.3,含水率為0.2質量%,在6質量%二氯甲烷溶液中的黏度為305mPa‧s,殘存乙酸量為0.1質量%以下,Ca含量為65ppm,Mg含量為26ppm、鐵含量為0.8ppm、硫酸離子含量為18ppm、黃色指數為1.9,遊離乙酸量為47ppm。粉體的平均粒子尺寸為1.5mm,標準偏差為0.5mm。
2)溶媒
使用下述的溶媒A。各溶媒的含水率係均為0.2質量%以下。
‧溶媒A
二氯甲烷/甲醇=90/10質量份
3)添加劑
從下述的添加劑A及B之中,選擇下述表4中記載者而使用。
‧添加劑A
二氧化矽微粒子(粒子尺寸20nm、莫氏硬度約7)(0.08質量份)
‧添加劑B
磷酸三苯酯(1.6質量份)
磷酸聯苯基二苯酯(0.8質量份)
二氧化矽微粒子(粒子尺寸20nm、莫氏硬度約7)(0.08質量份)
4)溶解
使用下述的溶解步驟A進行膨潤、溶解。
‧溶解步驟A
在具有攪拌葉片且外周有冷却水循環之400公升的不鏽鋼製溶解槽中,投入前述溶媒及添加劑,一邊攪拌、分散、一邊緩緩地添加前述醯化纖維素。投入結束後,在室溫攪拌2小時,使其膨潤3小時後再次實施攪拌,以得到醯化纖維素膨潤溶液。
另外,攪拌方面係使用以15m/sec(剪切應力5×104
kgf/m/sec2
[4.9×105
N/m/sec2
])的周速進行攪拌之溶解器類型的偏芯攪拌軸,及在中心軸具有錨翼且以周速1m/sec(剪切應力1×104
kgf/m/sec2
[9.8×104
N/m/sec2
])進行攪拌之攪拌軸。膨潤係停止高速攪拌軸,且具有錨翼之攪拌軸的周速為0.5m/sec而實施。
從儲槽將經膨潤之溶液以附有套管之配管加熱至50℃,進而在2MPa的加壓化下加熱至90℃,而完全溶解。加熱時間為15分鐘。此時,曝露於高溫之過濾器、罩殼、及配管係利用赫史特(Hastelloy)合金製且耐腐蝕性優異者,且具有使保溫加熱用的熱媒流通之套管者。
接著,降低溫度至36℃以得到醯化纖維素溶液。
5)過濾
用絶對過濾精度10μm的濾紙(#63、東洋濾紙(股)製)過濾所得之醯化纖維素溶液,進而在絶對過濾精度2.5μm的金屬煅燒過濾器(FH025、波爾公司製)中過濾以得到聚合物溶液。
(薄膜的製作)
利用下述的製膜步驟A而製膜。
‧製膜步驟A
使前述醯化纖維素溶液加溫至30℃,通過流延噴嘴(記載於特開平11-314233號公報),流延至設定成15℃之皮帶長60m的鏡面不鏽鋼支持體上。流延速度為50m/分、塗布寬為200cm。流延部全體的空間溫度係設定在15℃。然後,將在從流延部的終點部至50cm之前進行流延、回轉之醯化纖維素系薄膜從皮帶剝下,且送風45℃的乾燥風。接著,在110℃乾燥5分鐘、進而在140℃乾燥10分鐘,以得到醯化纖維素的透明薄膜。
(延伸)
如下述表4所示,利用下述的延伸步驟A或B中任一者來實施延伸步驟。
‧延伸步驟A
使用在2個壓送軋輥間具有加熱區之裝置延伸所得之薄膜。調整壓送軋輥間的距離以使得縱橫比(壓送軋輥間的距離/基底進口寬度)為0.1,在進入加熱區之前的基底溫度為25℃,加熱區係為下述表4中記載的溫度。另外,藉由維持輸送的壓送軋輥的速度、與卷取的壓送軋輥的速度之速度比,以便調整成下述表4中記載的延伸倍率。
‧延伸步驟B
利用拉幅機夾鉗把持所得之薄膜的兩端後,在加熱區內朝與搬送方向成正交之方向延伸。加熱區係設定成下述表4中記載的溫度,及從拉幅機的擴縮率所算出之延伸倍率係作為下述表4中記載的倍率。
如以上所述,製作薄膜12~16。彙整製作條件於下述表4中。
8.薄膜17的準備
在薄膜4的製作中,除了變更遲滯值表現劑(1)的添加量為12質量份、變更縱向延伸倍率為20%、及變更橫向延伸倍率為35%以外,進行同樣地製作。
9.薄膜18的準備
在薄膜5的製作中,除了變更遲滯值表現劑(1)的添加量為7.2質量份、變更縱向延伸倍率為35%、及變更橫向延伸倍率為75%以外,進行同樣地製作。
10.薄膜19的製作
利用固態電量處理機6KVA(PILAR(股)製),對市售的降烯系聚合物薄膜「ZEONORZF14-060」(OPTES(股)製)的表面,進行電暈放電處理。使用該薄膜作為薄膜19。該薄膜的厚度為60μm。
11.薄膜20的製作
用與薄膜18同樣的方法,對市售的環烯烴系聚合物薄膜「ARTON FLZR50」(JSR(股)製)的表面,進行電暈放電處理。使用該薄膜作為薄膜20。該薄膜的厚度為50μm。
12.薄膜21的製作
使市售的降烯系聚合物薄膜「ZEONORZF14-100」(OPTES(股)製)在溫度142℃於MD方向以1.55倍、於TD方向以1.8倍,進行固定端二軸延伸之後,利用固態電暈處理機6KVA(PILAR(股)製)對其表面進行電暈放電處理。使用該薄膜作為薄膜21。該薄膜的厚度為38μm。
13.薄膜22的製作
準備醯化丙酸纖維素(「CAP482-20」(Eastman Chemical公司製);乙醯基取代度0.2、丙醯基取代度2.4)。於其中加入8質量%的1、4-伸苯基-四苯基磷酸酯作為可塑劑、0.5質量%的IRGANOX-1010(Ciba Specialty Chemicals公司製)作為劣化防止劑(抗氧化劑),在轉鼓型混合機混合30分鐘。利用除濕熱風式乾燥機((股)松井製作所DMZ2),使所得之混合物在熱風溫度150℃、露點-36℃下予以乾燥。接著,該混合物供給至TECHNOVEL(股)製二軸擠壓機內,從在擠壓機中間部設置有添加劑料斗之開口部,利用連續式供料機添加作為消光劑之AEROSIL(AEROSIL)200V(0.016μm的矽石微粒子、日本AEROSIL公司製)以使得壓出量為0.05%,且添加作為紫外線吸收劑之契姆必(TINUVIN)360(Ciba Specialty Chemicals公司製)以使得從相同開口部所壓出的量為0.5%,而使其熔融擠壓。經熔融擠壓之薄膜的膜厚為220μm。
再者,使該薄膜在溫度142℃下,朝MD方向以1.3倍、朝TD方向以2.4倍進行固定端二軸延伸,以製作薄膜。使用該薄膜作為薄膜22。另外,該薄膜的膜厚為70μm。
14.薄膜23的製作
在薄膜1的製作中,除了使用下述表所示之醯化纖維素作為原料、及將製造條件取代成下述表所表示的以外,與薄膜1的製作同樣地製作薄膜,且將其使用作為薄膜23。另外,下述的添加劑及可塑劑的略稱係與上述同義。
遲滯值表現劑(2)
15.薄膜24的製作
(聚合物溶液的調製)
1)聚合物
使用雙酚A與9,9-雙(4-羥基-3-甲基苯基)茀為雙酚成分之聚碳酸酯共聚物。將聚合物加熱至120℃進行乾燥,且含水率成為0.5質量%以下之後,使用20質量份。
2)溶媒
使用下述的溶媒A。各溶媒的含水率係均為0.2質量%以下。
‧溶媒A
二氯甲烷=100質量份
3)添加劑
使用下述的添加劑A。
‧添加劑A
二氧化矽微粒子(粒子尺寸20nm、莫氏硬度約7)(0.08質量份)
4)溶解
利用下述的溶解步驟A進行膨潤、溶解。
‧溶解步驟A
在具有攪拌葉片且外周有冷却水循環之400公升的不鏽鋼製溶解槽中,投入前述溶媒及添加劑,一邊攪拌、分散,一邊緩緩地添加前述聚合物。投入結束後,在室溫攪拌2小時,以得到聚合物溶液。
5)過濾
用絶對過濾精度10μm的濾紙(#63、東洋濾紙(股)製)過濾所得之聚合物溶液,進而在絶對過濾精度2.5μm的金屬煅燒過濾器(FH025、波爾公司製)中過濾,以得到聚合物溶液。
(薄膜的製作)
利用下述的製膜步驟A進行製膜。
‧製膜步驟A
加溫前述聚合物溶液至30℃,通過流延噴嘴(記載於特開平11-314233號公報中),流延至設定成15℃之皮帶長60m的鏡面不鏽鋼支持體上。流延速度為10m/分、塗布寬為150cm。流延部全體的空間溫度係設定為15℃。然後,在從流延部的終點部至50cm之前進行流延、回轉之醯化纖維素系薄膜從皮帶剝下,且送風45℃的乾燥風。接著,在110℃乾燥5分鐘、進而在140℃乾燥10分鐘,以得到透明聚合物薄膜。
(延伸)
實施下述的延伸步驟A。
‧延伸步驟A
使用在2個壓送軋輥間具有加熱區之裝置延伸所得之薄膜。調整壓送軋輥間的距離以使得縱橫比(壓送軋輥間的距離/基底進口寬度)為8,在進入加熱區之前的基底溫度為25℃,加熱區係為210℃。另外,藉由維持輸送的壓送軋輥的速度、與卷取的壓送軋輥的速度之速度比,以得到Re/Rth=140/72nm的透明聚合物薄膜。
16.薄膜25的製作
使由2,2’-雙(3,4-二羧基苯基)六氟丙烷、與2,2’-雙(三氟甲基)-4,4’-二胺基聯苯所合成之聚醯亞胺溶解於環己酮中,以調製15質量%的溶液。將該聚醯亞胺溶液塗布於二軸延伸聚酯薄膜(基材)上,在120℃中使其乾燥10分鐘,形成厚度5μm的非液晶性聚合物層(光學補償B層)以得到積層體。
使用黏著劑貼合該積層體與上述所製作之薄膜9。使光學補償B層的表面與薄膜9的表面相接觸而貼合。然後,去除基材以製作薄膜25。
17.薄膜26的製作
將下述的組成物投入混合槽中,一邊過熱、一邊攪拌使得各成分溶解之後,用平均孔徑34μm的濾紙及平均孔徑10μm的煅燒金屬過濾器進行過濾,以調製醯化纖維素溶液。
(醯化纖維素溶液)
取代度2.81的乙酸纖維素 100質量份
遲滯值表現劑(1) 8.5質量份
遲滯值表現劑(3) 7.0質量份
二氯甲烷 428.4質量份
甲醇 64.0質量份
前述遲滯值表現劑(3)的組成係表示於下述表6中。另外,下述表6中,EG表示為乙二醇、TPA表示為對苯二甲酸、PA表示為苯二甲酸、AA表示為己二酸、SA表示為琥珀酸。另外,遲滯值表現劑(3)為非磷酸系酯系化合物,且為具有作為遲滯值表現劑功能之化合物。前述遲滯值表現劑(3)的末端係用乙醯基被封止。
迅速地將上述所調製之醯化纖維素溶液流延至皮帶流延機上。利用拉幅機在140℃下,將殘留溶劑量為約30質量%且自皮帶剝下的薄膜以16%的延伸倍率朝寬度方向使其延伸。然後自拉幅機搬送移到軋輥搬送,進而在110℃至150℃下乾燥卷取,以製作薄膜26。另外,該薄膜的膜厚為85μm。
在薄膜26的製造,沒有發生於薄膜1的製造時所發生的問題(在乾燥步驟等的高溫處理時的發煙、揮散之油分等附著於製造機所引起的動作不宜、或附著於薄膜所引起的面狀故障)。
由於其係在薄膜26的製作中,作為遲滯值表現劑使用之遲滯值表現劑(3)具有作為可塑劑之功能,所以不使用在薄膜1的製作中所使用之稱為TPP及BDP之以往的低分子可塑劑。
像這樣使用如遲滯值表現劑(3)之前述正雙折射性化合物,由於可解決前述的問題,所以前述正雙折射性化合物從薄膜製造之觀點而言,可謂為較佳的遲滯值表現劑。
18.薄膜27的製作
(低取代度層用醯化纖維素溶液)
將下述的組成物投入混合槽中,一邊過熱、一邊攪拌且溶解各成分,以調製低取代度層用醯化纖維素溶液。
取代度2.43的乙酸纖維素 100質量份
遲滯值表現劑(1) 4.0質量份
遲滯值表現劑(4) 10.0質量份
二氯甲烷 351.5質量份
甲醇 52.5質量份
表示前述遲滯值表現劑(4)的組成於下述表7中。另外,下述表7中,EG表示為乙二醇、PG表示為丙二醇、BG表示為丁二醇、TPA表示為對苯二甲酸、PA表示為苯二甲酸、AA表示為己二酸、SA表示為琥珀酸。另外,遲滯值表現劑(4)係為非磷酸系酯系化合物,且為具有作為遲滯值表現劑功能之化合物。遲滯值表現劑(4)的末端係被乙醯基所封止。
(高取代度層用醯化纖維素溶液)
將下述的組成物投入混合槽中,攪拌且溶解各成分,以調製高取代度層用醯化纖維素溶液。
取代度2.79的乙酸纖維素 100.0質量份
遲滯值表現劑(4) 11.0質量份
平均粒徑16nm的矽石粒子(Aerosol R972日本AEROSIL(股)製) 0.15質量份
二氯甲烷 395.0質量份
甲醇 59.0質量份
(醯化纖維素試料的製作)
分別流延以便從前述低取代度層用醯化纖維素溶液形成膜厚82μm的芯層、從前述高取代度層用醯化纖維素溶液形成膜厚2μm的表皮A層及表皮B層。將所得之薄膜從皮帶上剝離下來,夾於夾鉗上,在對於薄膜全體的質量而言,殘留溶媒量為20%的狀態時,在延伸溫度180℃下,使用拉幅機朝寬度方向橫向延伸18%。然後,從薄膜上卸下夾鉗,在130℃下使其乾燥20分鐘,以製作薄膜27。
19.薄膜28的製作
在薄膜27的製作中,除了將芯層的膜厚變更為75μm、延伸倍率變更為20%以外,進行同樣地製作。
20.薄膜29的製作
(低取代度層用醯化纖維素溶液)
將下述的組成物投入混合槽中,一邊過熱、一邊攪拌且溶解各成分,以調製低取代度層用醯化纖維素溶液。
取代度2.43的乙酸纖維素 100質量份
遲滯值表現劑(4) 18.5質量份
二氯甲烷 365.5質量份
甲醇 54.6質量份
(高取代度層用醯化纖維素溶液)
將下述的組成物投入混合槽中,攪拌且溶解各成分,以調製高取代度層用醯化纖維素溶液。
取代度2.79的乙酸纖維素 100.0質量份
遲滯值表現劑(4) 11.0質量份
平均粒徑16nm的矽石粒子(aerosilR972日本AEROSIL(股)製) 0.15質量份
二氯甲烷 395.0質量份
甲醇 59.0質量份
(醯化纖維素試料的製作)
分別流延以便從前述低取代度層用醯化纖維素溶液形成膜厚37μm的芯層、從前述高取代度層用醯化纖維素溶液形成膜厚2μm的表皮A層及表皮B層。將所得之薄膜從皮帶上剝離下來,夾於夾鉗上,在對於薄膜全體的質量而言,殘留溶媒量為20%的狀態時,在溫度200℃下使其乾燥30分鐘後,在130℃下使其乾燥20分鐘,以製作薄膜29。
21.薄膜1~29的特性
彙整上述薄膜1~29的特性於以下表中。另外,各薄膜的Re(590)及Rth(590)係將試料30mm×40mm在25℃、60%RH下調濕2小時,且在KOBRA 21ADH(王子計測機器(股)製)中於波長590nm下測定,關於薄膜1~6、9、11~18、22、23、26~29係輸入平均折射率的假設值1.48及膜厚而算出。另外,其以外之薄膜的情形係作為平均折射率的假設值,對於薄膜7及20使用1.52、對於薄膜8使用1.60、對於薄膜10使用1.50、對於薄膜19、對於薄膜21使用1.53、對於薄膜24使用1.59、對於薄膜25使用1.58。
22. 偏光板的製作
將厚度80μm的聚乙烯醇(PVA)薄膜,在30℃下浸漬於碘濃度0.05質量%的碘水溶液中60秒進行染色,接著在硼酸濃度4質量%濃度的硼酸水溶液中浸漬60秒之間使其縱向延伸成原來長度的5倍後,在50℃下使其乾燥4分鐘,以得到厚度20μm的偏光膜。
在上述表所示的薄膜1~29之中,如下述般,對於醯化纖維素系薄膜進行皂化處理。將各薄膜浸漬於1.5莫耳/公升且55℃的氫氧化鈉水溶液中之後,用水充分地沖洗氫氧化鈉。然後,在0.005莫耳/公升且35℃的稀硫酸水溶液中浸漬1分鐘之後,浸漬於水中且充分地沖洗稀硫酸水溶液。最後使試料在120℃中充分地乾燥。
用薄膜1~29中的任2片夾持偏光膜,以製作貼合的偏光板。關於組合係表示於下述表中。
另外,關於醯化纖維素系薄膜之薄膜1~9、11~18、及22~29,係使用聚乙烯醇系接着劑進行貼合;關於薄膜10係將易黏著層貼合於偏光子的表面側;以及關於薄膜19~21係利用丙烯酸系黏着劑來貼合。
另外,關於薄膜1~24、及26~28係使其面內遲相軸與偏光子的透過軸成平行而貼合;及關於薄膜25、29係使其面內遲相軸與偏光子的透過軸成正交而貼合。
23.VA型液晶顯示裝置的製作
(1)液晶胞1的準備
準備LC-42RX1W(SHARP(股)公司製)作為VA型液晶顯示晶胞。使用其作為液晶胞1。使用AXOMETRICS公司製的AXOSCAN與附屬的軟體來測定液晶胞1的Δnd(590)時,Δnd(590)為300nm。
(2)液晶胞2的準備
(2)-1 紅色畫素部的形成
<硬化性組成物層(塗膜)的形成>
藉由使用具有狹縫間隔100μm、塗布有效寬度500mm的狹縫頭之狹縫塗布裝置,將特開2009-144126號公報的實施例17的著色感光性組成物更使用0.05mmψ氧化鋯珠粒之珠粒分散機超頂點軋輥機(壽工業公司製)進行30分鐘分散處理者,狹縫塗布於在一側面上黑底(BM)形成之玻璃基板(550mm×650mm)的BM形成面側,以形成硬化性組成物層(塗膜)。
狹縫塗布係調節狹縫與玻璃基板之間隔、塗布液的吐出量,以使得後烘烤後的膜厚為2.0μm,並以塗布速度100mm/秒來進行。
<曝光、顯像、洗淨(漂洗)>
接著,使用加熱板,在80℃對於所得之硬化性組成物層進行120秒鐘乾燥(預烘烤)之後,使用HITACHI曝光機LE5565,以鄰接縫隙為180μm、在90mJ/cm2
下使其曝光(照度:20mW/cm2
)。
將曝光後的基板在氫氧化鉀系顯像液CDK-1(富士軟片電子材料(股)製)的1.0%顯像液(25℃)中淋浴顯像60秒鐘,並用純水使其洗淨。
根據以上,在玻璃基板上形成紅色畫素部。將該基板在烘箱進行220℃ 30分鐘的後烘烤,以得到紅色畫素部形成之玻璃基板。
(2)-2 綠色畫素部的形成
在紅色畫素部形成之玻璃基板上,除了使用將特開2009-144126號公報的實施例18的著色感光性組成物更使用0.05mmψ氧化鋯珠粒之珠粒分散機超頂點軋輥機(壽工業公司製)進行30分鐘分散處理者以外,與紅色畫素部的形成同樣地形成綠色畫素部。將該基板在烘箱220℃下進行30分鐘的後烘烤,以得到紅色畫素部及綠色畫素部形成之玻璃基板。
(2)-3 藍色畫素部的形成
在紅色畫素部及綠色畫素部形成之玻璃基板上,除了使用將特開2009-144126號公報的實施例19之著色感光性組成物更使用0.05mmψ氧化鋯珠粒之珠粒分散機超頂點軋輥機(壽工業公司製)進行30分鐘分散處理者以外,與紅色畫素部的形成同樣地形成藍色畫素部。將該基板在烘箱230℃下進行30分鐘的後烘烤,以得到彩色濾光片基板。
藉由在上述製作之彩色濾光片基板上,噴濺ITO(Indium Tin Oxide,氧化銦錫)的透明電極而形成。接著,按照特開2006-64921號公報的實施例1,在相當於該ITO膜上的隔壁(黑底)上部之部分形成間隔物。將其作為前側基板。
別外,準備形成ITO的透明電極之玻璃基板作為對向基板,分別對於彩色濾光片基板及對向基板的透明電極實施PVA模式用圖案化,更於其上設置由垂直聚醯亞胺所構成之配向膜。
分解從SHARP公司製的液晶面板「LC-37GX1W」所取出之液晶胞,取出配置於光源側之陣列基板,用乙醇洗淨表面之後,使用玻璃用配合油貼合前述製品陣列基板於前述對向基板的玻璃側。將其作為後側基板。
然後,在相當於如圍繞前側基板的彩色濾光片之RGB畫素群的周圍所設置的黑底外框之位置,利用分配器方式塗布紫外線硬化樹脂的密封劑,滴下VA模式用液晶,且與後側基板貼合之後,UV照射貼合之基板後,進行熱處理使密封劑硬化。像這樣地製作液晶胞2。
繼而,使用AXOMETRICS公司製的AXOSCAN與附屬的軟體測定所製作之液晶胞2的Δnd(590)時,Δnd(590)為300nm。
(3)液晶胞3的製作法
在彩色濾光片基板的製作法中,除了分別在紅色畫素部的形成中使用特開2009-144126號公報的實施例17的著色感光性組成物、在綠色畫素部的形成中使用特開2009-144126號公報的實施例18的著色感光性組成物、在藍色畫素部的形成中使用特開2009-144126號公報的實施例19之著色感光性組成物以外,以與液晶胞2同樣的方法製作液晶胞3。
繼而,使用AXOMETRICS公司製的AXOSCAN與附屬的軟體測定所製作之液晶胞3的Δnd(590)時,Δnd(590)為300nm。
(4)液晶胞4的製作法
除了在相當於彩色濾光片基板上的ITO膜上的隔壁上部之部分所形成的柱上間隔物圖案,使用直徑16μm、平均高度3.0μm的者以外,以與液晶胞2同樣的方法製作液晶胞4。
使用AXOMETRICS公司製的AXOSCAN與附屬的軟體測定所製作之液晶胞4的Δnd(590)時,Δnd(590)為240nm。
(5)液晶胞5的製作法
準備形成ITO的透明電極之玻璃基板,在玻璃基板上的ITO膜上,形成直徑16μm、平均高度3.7μm的透明柱狀間隔物圖案,且在透明電極施加PVA模式用圖案化,更於其上設置由垂直聚醯亞胺所構成之配向膜以作為正面基板。
以與液晶胞2同樣的方法製作後側基板。
然後,在前側基板的柱上間隔物上,利用分配器方式塗布紫外線硬化樹脂的密封劑,滴下VA模式用液晶,與後側基板貼合後,UV照射經貼合的基板之後,進行熱處理使密封劑硬化。像這樣地製作液晶胞5。
繼而,使用AXOMETRICS公司製的AXOSCAN與附屬的軟體測定所製作之液晶胞5的Δnd(590)時,Δnd(590)為300nm。
(6)液晶胞6(參考例用)的製作法
在彩色濾光片基板的製作法中,除了分別在紅色畫素部的形成中使用特開2009-144126號公報之比較例12的著色感光性組成物、在綠色畫素部的形成中使用特開2009-144126號公報之比較例13之著色感光性組成物、在藍色畫素部的形成中使用特開2009-144126號公報之比較例14的著色感光性組成物以外,以與液晶胞2同樣的方法製作液晶胞6。
(7)所製作液晶胞之前側基板及後側基板的構件對比的算出
分解液晶胞1,將配置於視認側之基板作為前側基板、配置於光源側之陣列基板作為後側基板,用乙醇洗淨表面後,使用於前側基板及後側基板的構件CR的算出。
在SHARP公司製的液晶面板「LC-32GH5」的背光上,配置偏光板(HLC2-2518、SANRITZ公司製),於其上,安裝前述的液晶胞1~5的前側基板、或後側基板於旋轉台(SGSP-120YAW、SIGMA光機製)上,且以2mm間隔與光源上的偏光板成平行而配置。此時,使在後側基板之陣列的配線及正面基板的黑底,與偏光板的偏光軸成一致而配置。更於其上,配置安裝有旋轉台之偏光板(HLC2-2518、SANRITZ公司製)以使得偏光板間的距離為52mm,使用測定器(BM5A、TOPCON公司製),在暗室中測定法線方向的黑顯示及白顯示的亮度值,以算出正面對比A(白亮度/黑亮度)。此處,使偏光板回轉時、亮度值變得最低時作為黑顯示的亮度值,以及在使偏光板回轉90度之情形的亮度值作為白顯示的亮度值。
接著,在前述之形態中,以卸下彩色濾光片基板或陣列基板之形態,此定僅有偏光板的黑顯示及白顯示之亮度值,並算出正面對比B。
為了排除在正面對比A中偏光板的正面對比B的影響,用下式算出構件對比。
構件對比=1/(1/正面對比A-1/正面對比B)
基於所算出之構件對比,算出前側基板的構件對比/後側基板的構件對比,並彙整於下表中。
(7)VA型液晶顯示裝置的製作
用下述表所示之組合,貼合偏光板於上述液晶胞項中任一項之兩基板的外側表面,以製作VA型液晶顯示裝置。偏光板的吸收軸係互相成正交而貼合。
作為所製作之各液晶顯示裝置的光源,在液晶胞1~4及6中係使用LC-42RX1W(SHARP(股)公司製)的背光,在液晶胞5中係使用以180Hz交互發光BGR3色的LED者,並進行以下的評價。
24.VA型液晶顯示裝置的評價
使用上述液晶胞1作為VA型液晶胞,如下述表所示般分別與偏光板組合,以分別製作實施例及比較例的液晶顯示裝置。
(1)正面對比的測定
使用測定器(BM5A、TOPCON公司製),在暗室中,測定面板法線方向的黑顯示及白顯示的亮度值,並算出正面對比(白亮度/黑亮度)。
(2)正面對比度的測定
使用測定器(BM5A、TOPCON公司製),在暗室中,測定面板法線方向的黑顯示及白顯示的亮度值,並算出正面對比(白亮度/黑亮度)。此時,測定器與面板間的距離設定為700mm。
繼而,正面對比度係基於在基準形態的正面對比度,並以下式而算出。
正面對比度=在實施形態的正面對比/在基準形態的正面對比
另外,基準形態係在液晶胞1的情形為比較例10且正面對比為3060。
(3)視野角對比(斜向方向的對比)
測定從裝置正面的在方位角方向45度、極角方向60度的黑顯示時的光漏率。該值越小,則在斜向45度方向的光漏越少,表示顯示裝置的對比良好,可評價液晶顯示裝置的視野角特性。
在下述指標的不容許係意味著即使在明室,光漏也可以被認識程度的光漏。
◎:光漏不能被認識
○:光漏為輕度
△:光漏為中重度
△×:很大的光漏(不容許)
×:強烈的光漏(不容許)
(4)黑顯示時的色偏移
測定在極角60度的全方位角方向的變化(Δuv)。
在下述指標的不容許係意味著即使在明室,也可以被認識程度的色味變化。
◎:色味變化為非常小
○:色味變化為輕度的
△:色味變化為中程度的
△×:有色味變化(不容許)
×:有強烈的色味變化(不容許)
(5)角落不均
角落不均係使液晶顯示裝置在50℃、95%RH下,熱處理120小時,且在25℃、60%RH下調濕20小時後,使背光點燈,以進行在黑顯示的光漏評價。
◎:4個角落沒有光漏
○:4個角落之中,無論何處均有隱約的光漏
△:4個角落之中,在2~3個地方有光漏(不容許)
△×:在4個角落有光漏(不容許)
×:在4個角落有清楚的光漏(不容許)
結果係表示於下述表中。
由上述結果,可理解具有後側偏光板的內側保護薄膜、亦即作為第1相位差薄膜、滿足|Re(590)|≦10nm及|Rth(590)|≦25nm之薄膜9、10、13、15.19及20中任一者之本發明的實施例之VA型液晶顯示裝置,係無論哪一個均正面對比很高。再者,可理解無論是在視野角對比、黑顯示時的色偏移、及角落不均的任一觀點均為良好的。
另一方面,使用薄膜7作為後側偏光板的內側保護薄膜之比較例2雖然在薄膜7中,含有滿足作為第1相位差薄膜所要求之特性的薄膜,但是除此之外,由於也存在不滿足該特性之相位差薄膜(相位差薄膜7a),所以正面對比降低係為可理解的。
另外,除了比較例1及比較例6分別取代實施例2及5的後側偏光板與前側偏光板以外,為相同的構成,但由於在後側偏光子與液晶胞之間存在有不滿足對第1相位差薄膜所要求之特性的薄膜2,所以正面對比降低係為可理解的。
實施例18雖然正面對比與實施例1同樣很高,但是視野角對比與實施例1比較為較低的。其係一般認為是由於雖然作為第2相位差薄膜所利用之薄膜28的光學特性滿足了Δnd(590)-70nm≦Rth1
(590)+Rth2
(590)≦Δnd(590)-10nm,但是幾乎為下限值。
25.VA型液晶顯示裝置的評價(液晶胞的特性)
接著,在實施例2的液晶顯示裝置的製作中,除了取代液晶胞1而改使用液晶胞2~5以外,與實施例2同樣地製作VA型液晶顯示裝置,並與上述同樣地進行評價。評價結果係表示於下述表中。
但是,關於從下式所算出之正面對比度,基準形態係如下所示。
正面對比度=在實施形態的正面對比/在基準形態的正面對比
液晶胞1的情形為比較例10且正面對比為3060、液晶胞2的情形為比較例11且正面對比為3080、液晶胞3的情形為比較例12且正面對比為2820、液晶胞4的情形為比較例13且正面對比為2480、及液晶胞5的情形為比較例14且正面對比為3950。
由上述表所示之結果,可理即使關於解液晶胞基板的前側基板的構件對比/後側基板的構件對比為3.0以上的液晶胞1~5的哪一者,正面對比度均顯著地改善了。在實施例22所利用之液晶胞5與饋送順序驅動的液晶胞同樣的,亦即由上述結果,可理解本發明的效果即使在饋送順序驅動的液晶顯示裝置中亦為顯著的。
除了取代液晶胞1而使用液晶胞6作為參考例以外,亦對於與實施例2同樣地製作之VA型液晶顯示裝置進行同樣地評價。在該VA型液晶顯示裝置,不太能得到正面對比度的改善效果,與實施例2、實施例19~22比較,正面對比度較小。該理由係推測是因為液晶胞6的前側基板之構件對比/後側基板之構件對比為1.7,所以減輕了本發明的效果。
圖中符號的意思係如下所述。
10...背光
12、14...偏光子
16...第1相位差薄膜(第1相位差領域)
18...第2相位差薄膜(第2相位差領域)
20、22...外側保護薄膜
24...基板
LC...VA型液晶胞
PL1...後側偏光板
PL2...前側偏光板
圖1係本發明的VA型液晶顯示裝置之一例的剖面模式圖。
圖2係說明本發明的作用所使用的模式圖。
10...背光
12、14...偏光子
16...第1相位差薄膜(第1相位差領域)
18...第2相位差薄膜(第2相位差領域)
20、22...外側保護薄膜
24、26...基板
LC...VA型液晶胞
PL1...後側偏光板
PL2...前側偏光板
Claims (13)
- 一種VA型液晶顯示裝置,其特徵在於具有前側偏光子、後側偏光子、於前述前側偏光子與後側偏光子之間所配置的VA型液晶胞、及在前述後側偏光子與前述VA型液晶胞之間由1層或2層以上的相位差層所構成之第1相位差領域,該第1相位差領域滿足下述式:0nm≦Re1 (590)≦10nm,且| Rth1 (590)|≦25nm式中,Re1 (λ)係意味著在波長λnm的面內遲滯值(nm),Rth1 (λ)係意味著在波長λnm的厚度方向的遲滯值(nm),其中該VA型液晶胞係具有前側基板及後側基板,且該前側基板的構件對比(CRf )對該後側基板的構件對比(CRr )的比(CRf /CRr )為3以上。
- 如申請專利範圍第1項之VA型液晶顯示裝置,其中在前述前側偏光子與前述VA型液晶胞之間具有由1層或2層以上的相位差層所構成之第2相位差領域,該第2相位差領域係滿足下述式:30nm≦Re2 (590)≦90nm,且170nm≦Rth2 (590)≦300nm式中,Re2 (λ)係意味著在波長λnm的面內遲滯值(nm),Rth2 (λ)係意味著在波長λnm的厚度方向的遲滯值(nm)。
- 如申請專利範圍第2項之VA型液晶顯示裝置,其中前述第1及前述第2相位差領域係滿足下述式:△nd(590)-70≦Rth1 (590)+Rth2 (590)≦△nd(590)-10式中,d係前述VA型液晶胞的液晶層的厚度(nm),△n(λ) 係前述VA型液晶胞的液晶層在波長λ的折射率異方向性,△nd(λ)係意味著△n(λ)與d的積。
- 如申請專利範圍第1項之VA型液晶顯示裝置,其中前述第1相位差領域係由醯化纖維素系薄膜所構成、或含有醯化纖維素系薄膜。
- 如申請專利範圍第4項之VA型液晶顯示裝置,其中前述醯化纖維素系薄膜係在滿足下述式(I)及(II)的範圍內,含有至少一種使厚度方向的遲滯值Rth1 降低的化合物,(I)(Rth1 [A]-Rth1 [0])/A≦-1.0 (II)0.01≦A≦30(Rth1 [A]:含有A%的使Rth1 降低之化合物的薄膜之厚度方向的遲滯值(nm),Rth1 [0]:不含有使Rth1 降低之化合物的薄膜之厚度方向的遲滯值(nm),及A:薄膜原料聚合物的質量當作100時的化合物的質量(%))。
- 如申請專利範圍第4項之VA型液晶顯示裝置,其中前述醯化纖維素系薄膜係在醯基取代度為2.85~3.00的醯化纖維素中,相對於醯化纖維素固體含量而言含有0.01~30質量%的至少1種使面內遲滯值Re1 (λ)及厚度方向遲滯值Rth1 (λ)降低的化合物。
- 如申請專利範圍第4項之VA型液晶顯示裝置,其中前述醯化纖維素系薄膜係相對於醯化纖維素固體含量而言,含有0.01~30質量%的至少1種使薄膜的| Re1 (400)-Re1 (700)|及| Rth1 (400)-Rth1 (700)|降低的化合 物。
- 如申請專利範圍第1項之VA型液晶顯示裝置,其中前述第1相位差領域係由丙烯酸系聚合物薄膜所構成、或含有丙烯酸系聚合物薄膜。
- 如申請專利範圍第8項之VA型液晶顯示裝置,其中前述第1相位差領域係由含有含至少1種從內酯環單位、馬來酸酐單位、及戊二酸酐單位所選出之單位的丙烯酸系聚合物之丙烯酸系聚合物薄膜所構成、或具有該丙烯酸系聚合物薄膜。
- 如申請專利範圍第2項之VA型液晶顯示裝置,其中前述第2相位差領域係由醯化纖維素系薄膜所構成、或含有醯化纖維素系薄膜。
- 如申請專利範圍第2項之VA型液晶顯示裝置,其中前述第2相位差領域係由環狀烯烴系聚合物薄膜所構成、或含有環狀烯烴系聚合物薄膜。
- 如申請專利範圍第1項之VA型液晶顯示裝置,其中正面對比為1500以上。
- 如申請專利範圍第1項之VA型液晶顯示裝置,其係含有依序發光獨立之3原色光的背光單元,且以場序制驅動方式而驅動的。
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