專利名稱：層疊光學(xué)薄膜、橢圓偏振片和圖像顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種層疊光學(xué)薄膜。本發(fā)明的光學(xué)薄膜可以單獨(dú)或與其它光學(xué)薄膜組合作為相位差薄膜、視角補(bǔ)償薄膜、光學(xué)補(bǔ)償薄膜、橢圓偏振片(包括圓偏振片)、亮度改善薄膜等各種光學(xué)薄膜使用。特別是本發(fā)明的層疊光學(xué)薄膜在與偏振片層疊作為橢圓偏振片使用的情況下極為有用。
另外，本發(fā)明還涉及使用上述層疊光學(xué)薄膜、橢圓偏振片等的液晶顯示裝置、有機(jī)EL(電致發(fā)光)顯示裝置、PDP等圖像顯示裝置。本發(fā)明的層疊光學(xué)薄膜、橢圓偏振片可以如上述應(yīng)用于各種液晶顯示裝置等中，特別適合應(yīng)用于可以安裝于便攜式信息通信器件、個(gè)人電腦等中的反射半透過型液晶顯示裝置等中。另外，作為液晶顯示裝置，適合安裝于TN(Twisted nematic)模式、OCB(Optically compensated bend)、均相(homogeneous)模式的液晶顯示裝置中。
背景技術(shù)：
以往，在便攜式信息通信器件、液晶監(jiān)視器、液晶電視、有機(jī)EL顯示裝置等的圖像顯示裝置中，大多使用的是以提高畫質(zhì)為目的由各種高分子材料構(gòu)成的光學(xué)薄膜。這樣的光學(xué)薄膜例如是通過對(duì)具有雙折射性的高分子薄膜進(jìn)行拉伸加工而制造的。其中，在將薄膜面內(nèi)的折射率為最大的方向設(shè)為X軸，與X軸垂直的方向設(shè)為Y軸、薄膜的厚度方向設(shè)為Z軸，各軸方向的折射率設(shè)為nx、ny、nz時(shí)，控制了用式(nx-nz)/(nx-ny)表示的Nz系數(shù)的光學(xué)薄膜因?yàn)閿U(kuò)大上述液晶顯示裝置等圖像顯示裝置的視角，所以優(yōu)選使用。
光學(xué)薄膜的優(yōu)選的Nz系數(shù)根據(jù)液晶顯示裝置的模式(TN、VA、OCB、IPS等)而不同。為此，為了得到需要的Nz系數(shù)的光學(xué)薄膜，可以適宜選擇使用薄膜的可加工性出色且易于將雙折射控制為需要的Nz系數(shù)的高分子材料。例如滿足Nz系數(shù)≤0.9的光學(xué)薄膜為了將折射率至少控制為nz＞ny，優(yōu)選使用成為這種折射率并表現(xiàn)雙折射的高分子材料。
從雙折射的表現(xiàn)性出色等優(yōu)點(diǎn)出發(fā)，滿足Nz系數(shù)≤0.9的光學(xué)薄膜，例如可以通過對(duì)作為高分子薄膜的含有2，2-雙(4-羥苯基)丙烷的單元的聚碳酸酯樹脂薄膜進(jìn)行拉伸而得到(參照專利文獻(xiàn)1)。從具有高透明性的觀點(diǎn)或具有適度的耐熱性的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選該聚碳酸酯樹脂。但是，拉伸聚碳酸酯樹脂薄膜得到的光學(xué)薄膜在接受應(yīng)力時(shí)的雙折射的變化率大，即光彈性模量的絕對(duì)值大。所以，例如在將該光學(xué)薄膜貼合于偏振片上時(shí)就存在不均勻嚴(yán)重的的問題。另外，近年來，伴隨著液晶電視等的液晶面板的大型化，對(duì)面板施加的應(yīng)力也在變大，進(jìn)而更需要相位差變化率(雙折射的變化率)小的光學(xué)薄膜材料。另外，該光學(xué)薄膜在貼合于顯示裝置之后的使用環(huán)境下，具有相位差變化大等問題。由于存在這種問題，所以上述光學(xué)薄膜不能用于近年來的要求高耐熱、高溫高耐濕性的用途中。
另一方面，作為光彈性模量的絕對(duì)值較小的高分子材料，已知例如降冰片烯系樹脂(參照專利文獻(xiàn)2)。但是，降冰片烯系樹脂盡管光彈性模量的絕對(duì)值小，但同時(shí)具有雙折射性小的性質(zhì)。所以，可以通過拉伸加工賦予的相位差存在界限。特別是難以控制三維折射率以滿足Nz系數(shù)≤0.9。
另外，過去，在反射半透過型液晶顯示裝置等中，適合利用對(duì)具有寬頻帶的波長區(qū)域的入射光(可見光區(qū)域)起到λ/4板或λ/2板功能的寬頻帶相位差板。作為該寬頻帶相位差板，有提議使多個(gè)具有光學(xué)各向異性的聚合物薄膜的光軸交叉并進(jìn)行層疊而成的層疊薄膜。在這些層疊薄膜中，使2層或多張拉伸薄膜的光軸交叉而實(shí)現(xiàn)寬頻帶化(例如，參照專利文獻(xiàn)3、專利文獻(xiàn)2、專利文獻(xiàn)5)。
但是，即使在使用上述專利文獻(xiàn)3～5的構(gòu)成的寬頻帶相位差板的情況下，在相對(duì)于畫面的法線方向從上下左右的斜向觀察顯示畫面的情況下，存在顯示圖像的色樣變化或者白圖像和黑圖像發(fā)生顛倒的灰度顛倒的缺點(diǎn)。
專利文獻(xiàn)1特開平5-157911號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2特開2000-56131號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3特開平5-100114號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4特開平10-68816號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)5特開平10-90521號(hào)公報(bào)發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種光學(xué)薄膜，其特征在于，即使在相對(duì)于畫面的法線方向從斜向觀察顯示圖像時(shí)，也可以抑制顯示圖像的著色，能夠顯示灰度顛倒區(qū)域少的圖像，而且耐久性出色。
另外，本發(fā)明的目的還在于，提供層疊了上述光學(xué)薄膜和偏振片的橢圓偏振片。
進(jìn)而，本發(fā)明的目的還在于，提供使用了上述光學(xué)薄膜、橢圓偏振片的圖像顯示裝置。
本發(fā)明人等為了解決上述課題而進(jìn)行了潛心研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)通過使用下述層疊光學(xué)薄膜可以實(shí)現(xiàn)上述目的，以至完成本發(fā)明。
即，本發(fā)明涉及一種層疊光學(xué)薄膜，是對(duì)含有聚碳酸酯系樹脂和苯乙烯系樹脂的高分子薄膜進(jìn)行拉伸而得到的光學(xué)薄膜，層疊有光學(xué)薄膜1、光學(xué)薄膜2和光學(xué)薄膜3，其中，關(guān)于所述的光學(xué)薄膜1，其光彈性模量的絕對(duì)值為2.0×10-11～6.0×10-11m2/N，在將薄膜面內(nèi)的折射率為最大的方向設(shè)為X軸，與X軸垂直的方向設(shè)為Y軸、薄膜的厚度方向設(shè)為Z軸，各軸方向的折射率設(shè)為nx1、ny1、nz1，薄膜厚度設(shè)為d1(nm)時(shí)，控制三維折射率以使用Nz＝(nx1-nz1)/(nx1-ny1)表示的Nz系數(shù)滿足Nz≤0.9，且正面相位差(Re)＝(nx1-ny1)×d1滿足Re≥80nm；關(guān)于所述的光學(xué)薄膜2，在將薄膜面內(nèi)的折射率為最大的方向設(shè)為X軸，與X軸垂直的方向設(shè)為Y軸、薄膜的厚度方向設(shè)為Z軸，各軸方向的折射率設(shè)為nx2、ny2、nz2時(shí)，滿足nx2＞ny2nz2，而且其顯示光學(xué)上的正的單向性；關(guān)于所述的光學(xué)薄膜3，是由光學(xué)上顯示負(fù)的單向性的材料形成而且具有該材料傾斜取向的部分，其厚度為30～90μm。
上述本發(fā)明的層疊光學(xué)薄膜，是層疊控制三維折射率的光學(xué)薄膜1，光學(xué)上顯示正的單向性的光學(xué)薄膜2和使光學(xué)上顯示負(fù)的單向性的材料傾斜取向而成的光學(xué)薄膜3而成的，作為補(bǔ)償寬頻帶且寬視角的相位差薄膜比較有用。使用該層疊光學(xué)薄膜的液晶顯示裝置等圖像顯示裝置，可以實(shí)現(xiàn)寬視角，而且在從斜向觀察顯示畫面的情況下也可以抑制顯示著色，能夠顯示灰度顛倒區(qū)域少的圖像。
上述光學(xué)薄膜1使用除了聚碳酸酯系樹脂以外還含有苯乙烯系樹脂的高分子薄膜。通過配合這種苯乙烯系樹脂，可以將光學(xué)薄膜的光彈性模量的絕對(duì)值控制為2.0×10-11～6.0×10-11m2/N的范圍內(nèi)，而且耐久性出色。因此，即使在用于大型面板的情況下，在應(yīng)力下相位差值的變化也少，即使例如在要求高耐熱、高溫高耐濕性的用途中也可以很好使用。光彈性模量的絕對(duì)值優(yōu)選為3.0×10-11～5.0×10-11m2/N。當(dāng)光彈性模量的絕對(duì)值超過6.0×10-11時(shí)，耐久性不充分，在應(yīng)力下的相位差變化大。另一方面，當(dāng)光彈性模量的絕對(duì)值不到2.0×10-11時(shí)，拉伸加工性差，難以控制Nz系數(shù)，所以不優(yōu)選。另外，上述光學(xué)薄膜由于是以聚碳酸酯系樹脂為主成分，所以聚碳酸酯系樹脂具有的雙折射的表現(xiàn)性、控制性也良好。另外，聚碳酸酯系樹脂與苯乙烯系樹脂的互溶性也良好，光學(xué)薄膜具有高透明性。
上述光學(xué)薄膜1具有在上述中定義的Nz系數(shù)為Nz≤0.9的寬視角特性。到Nz系數(shù)為Nz＞0.9時(shí)，難以實(shí)現(xiàn)寬視角。Nz系數(shù)越小越好，優(yōu)選滿足Nz≤0.7。進(jìn)而，優(yōu)選滿足Nz≤0.5。還有，包括(nx1-nz1)＜0的情況，光學(xué)薄膜的Nz系數(shù)也可以為負(fù)值。其中，從擴(kuò)大上下左右方向的視角的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選將Nz系數(shù)控制為-1以上，進(jìn)而-0.5以上。
另外，從正面相位差的偏差小的觀點(diǎn)出發(fā)，上述光學(xué)薄膜1的正面相位差(Re)滿足Re≥80nm。當(dāng)Re＜80m時(shí)，正面相位差的偏差變大。Re優(yōu)選為Re≥90nm，進(jìn)而優(yōu)選為Re≥100nm。其中，從減小厚度方向相位差的偏差的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選為Re≤300nm。另外，厚度方向的相位差(nx1-nz1)×d1優(yōu)選為-300～300nm，進(jìn)而優(yōu)選為0～270nm。
另外，從耐久性出色的觀點(diǎn)出發(fā)，上述層疊光學(xué)薄膜優(yōu)選光學(xué)薄膜3的厚度為30～90μm。
在上述層疊光學(xué)薄膜中，優(yōu)選作為光學(xué)薄膜1的材料的苯乙烯系樹脂的重均分子量為20000以下。另外，光學(xué)薄膜1的玻璃化溫度優(yōu)選在110～180℃范圍。
另外，在上述層疊光學(xué)薄膜中，作為光學(xué)薄膜2，可以使用對(duì)含有降冰片烯系聚合物的高分子薄膜進(jìn)行拉伸而得到的構(gòu)件。另外，作為光學(xué)薄膜2，可以使用對(duì)含有與光學(xué)薄膜1相同的材料的、即含有降冰片烯系樹脂和苯乙烯系樹脂的高分子薄膜進(jìn)行拉伸而得到的光學(xué)薄膜，其光彈性模量的絕對(duì)值為0.5×10-11～6.0×10-11m2/N，優(yōu)選為1.0×10-11～6.0×10-11m2/N。使用這些材料的光學(xué)薄膜2的耐久性良好。
在上述層疊光學(xué)薄膜中，形成上述光學(xué)薄膜3的光學(xué)上顯示為負(fù)的單向性的材料，優(yōu)選為圓盤狀液晶化合物。對(duì)光學(xué)上顯示負(fù)的單向性的材料沒有特別限制，但從傾斜取向的控制好，而且用通常的材料其成本比較低廉的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選圓盤狀液晶化合物。
另外，在上述層疊光學(xué)薄膜中，形成上述光學(xué)薄膜3的在光學(xué)上顯示為負(fù)的單向性的材料，優(yōu)選其平均光軸與光學(xué)薄膜3的法線方向所成的傾斜角度在5°～50°的范圍內(nèi)而進(jìn)行傾斜取向。
如上所述，光學(xué)薄膜3可以作為與控制了三維折射率的光學(xué)薄膜1組合而成的層疊光學(xué)薄膜使用，但通過將光學(xué)薄膜3的上述傾斜角度控制在5°以上，安裝于液晶顯示裝置等時(shí)的視角擴(kuò)大效果大。另一方面，通過將上述傾斜角度控制在50°以下，可以使視角在上下左右任意方向(4個(gè)方向)上都良好且可以通過方向抑制視角的變好或變壞。從該觀點(diǎn)來看，上述傾斜角度優(yōu)選為10°～30°。
還有，光學(xué)上顯示負(fù)的單向性的光學(xué)材料(例如圓盤狀液晶性分子)的傾斜取向狀態(tài)，可以是不隨著與薄膜面內(nèi)的距離發(fā)生變化的均勻的傾斜(tilt)取向，也可以隨著上述光學(xué)材料和薄膜面內(nèi)的距離發(fā)生變化。
上述層疊光學(xué)薄膜，在光學(xué)上顯示正的單向性的光學(xué)薄膜2與使光學(xué)上顯示負(fù)的單向性的材料傾斜取向而成的光學(xué)薄膜3之間配置控制了三維折射率的光學(xué)薄膜1，這可以實(shí)現(xiàn)寬視角并更有效地抑制從斜向觀察時(shí)的灰度顛倒區(qū)域。
另外，本發(fā)明還涉及一種橢圓偏振片，其特征在于，層疊有上述層疊光學(xué)薄膜和偏振片。上述橢圓偏振片在光學(xué)薄膜2的一側(cè)層疊有偏振片，這從寬視角、斜向觀察時(shí)的灰度顛倒區(qū)域的觀點(diǎn)來看優(yōu)選。
進(jìn)而，本發(fā)明還涉及一種圖像顯示裝置，其特征在于，層疊有上述層疊光學(xué)薄膜或橢圓偏振片。作為圖像顯示裝置，可以很好用于TN模式、OCB、均相模式的液晶顯示裝置中。


圖1是表示本發(fā)明的層疊型光學(xué)薄膜的截面圖的一個(gè)方式。
圖2是表示本發(fā)明的層疊型光學(xué)薄膜的截面圖的一個(gè)方式。
圖3是表示本發(fā)明的層疊型光學(xué)薄膜的截面圖的一個(gè)方式。
圖4是表示本發(fā)明的橢圓偏振片的截面圖的一個(gè)方式。
圖5是表示本發(fā)明的橢圓偏振片的截面圖的一個(gè)方式。
圖6是表示本發(fā)明的橢圓偏振片的截面圖的一個(gè)方式。
圖7是表示比較例的橢圓偏振片的截面圖的一個(gè)方式。
圖8是表示比較例的橢圓偏振片的截面圖的一個(gè)方式。
圖9是表示比較例的橢圓偏振片的截面圖的一個(gè)方式。
圖10是表示實(shí)施例的反射半透過型液晶顯示裝置的截面圖。
圖中，1-控制了三維折射率的光學(xué)薄膜1，2-光學(xué)上顯示正的單向性的光學(xué)薄膜2，3-使顯示負(fù)的單向性的材料發(fā)生傾斜取向而成的光學(xué)薄膜3，P-偏振片，L-液晶單元，BL-背光燈。
具體實(shí)施例方式
下面一邊參照附圖一邊對(duì)本發(fā)明的層疊光學(xué)薄膜進(jìn)行說明。如圖1～圖3所示，本發(fā)明的層疊光學(xué)薄膜層疊有控制了三維折射率的光學(xué)薄膜1，光學(xué)上顯示正的單向性的光學(xué)薄膜2和使光學(xué)上顯示負(fù)的單向性的材料傾斜取向而成的光學(xué)薄膜3。對(duì)這些光學(xué)薄膜的層疊順序沒有特別限制。在圖1中，以光學(xué)薄膜2/光學(xué)薄膜1/光學(xué)薄膜3的順序進(jìn)行層疊，在圖2中，以光學(xué)薄膜2/光學(xué)薄膜3/光學(xué)薄膜1的順序進(jìn)行層疊，在圖3中，以光學(xué)薄膜3/光學(xué)薄膜2/光學(xué)薄膜1的順序進(jìn)行層疊。其中，優(yōu)選以如圖1所示的配置進(jìn)行層疊。
另外，可以在上述層疊光學(xué)薄膜上層疊偏振片P而作為橢圓偏振片。圖4～圖6是表示在圖1～圖3中所示的層疊光學(xué)薄膜上層疊了偏振片P的橢圓偏振片P1。還有，對(duì)偏振片P在上述層疊光學(xué)薄膜上的層疊位置沒有特別限制，在安裝于液晶顯示裝置時(shí)，從進(jìn)一步擴(kuò)大視角的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選如圖4～圖5所示的那樣在光學(xué)薄膜2的一側(cè)層疊偏振片P。特別優(yōu)選圖4的情況。
還有，在圖1～圖6中，各光學(xué)薄膜、偏振片可以借助粘合劑層進(jìn)行層疊。粘合劑層可以為1層，也可以為2層以上重疊形式。
上述光學(xué)薄膜1為含有聚碳酸酯系樹脂和苯乙烯系樹脂的高分子薄膜的拉伸薄膜(相位差薄膜)。
聚碳酸酯系樹脂可以沒有特別限制地使用用于光學(xué)薄膜中的各種樹脂。聚碳酸酯系樹脂例如優(yōu)選由芳香族2價(jià)酚成分和碳酸酯成分構(gòu)成的芳香族聚碳酸酯。
芳香族聚碳酸酯通?？梢酝ㄟ^使芳香族2價(jià)酚化合物與碳酸酯前體發(fā)生反應(yīng)而得到。即，可以通過在苛性堿和溶劑的存在下向芳香族2價(jià)酚化合物中吹入碳酰氯的碳酰氯法，或者在催化劑的存在下使芳香族2價(jià)酚化合物和雙芳基碳酸酯(ビスアリ一ルカ一ボネ一ト)發(fā)生酯交換的酯交換法而得到。
在這里，作為碳酸酯前體的具體例子，可以舉出碳酰氯、上述的2價(jià)酚類的二氯甲酸酯、二苯基碳酸酯、二對(duì)甲苯基碳酸酯、苯基對(duì)甲苯基碳酸酯、二對(duì)氯苯基碳酸酯、二萘基碳酸酯等。其中，優(yōu)選碳酰氯、二苯基碳酸酯。
作為與上述碳酸酯前體物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的芳香族2價(jià)酚化合物的具體例子，可以舉出2，2-雙(4-羥苯基)丙烷、2，2-雙(4-羥基-3，5-二甲基苯基)丙烷、雙(4-羥苯基)甲烷、1，1-雙(4-羥苯基)乙烷、2，2-雙(4-羥苯基)丁烷、2，2-雙(4-羥基-3，5-二甲基苯基)丁烷、2，2-雙(4-羥基-3，5-二丙基苯基)丙烷、1，1-雙(4-羥苯基)環(huán)己烷、1，1-雙(4-羥苯基)-3，3，5-三甲基環(huán)己烷、其它物質(zhì)等。它們可以單獨(dú)使用，也可以2種以上并用。優(yōu)選2，2-雙(4-羥苯基)丙烷、1，1-雙(4-羥苯基)環(huán)己烷、1，1-雙(4-羥苯基)-3，3，5-三甲基環(huán)己烷。特別優(yōu)選2，2-雙(4-羥苯基)丙烷與1，1-雙(4-羥苯基)-3，3，5-三甲基環(huán)己烷并用。
作為芳香族2價(jià)酚化合物，在并用2，2-雙(4-羥苯基)丙烷與1，1-雙(4-羥苯基)-3，3，5-三甲基環(huán)己烷的情況下，可以通過改變二者的使用比例來調(diào)整上述光學(xué)薄膜1的Tg和光彈性模量的絕對(duì)值。如果增加聚碳酸酯系樹脂中的1，1-雙(4-羥苯基)-3，3，5-三甲基環(huán)己烷的含有率，則可以提高Tg，降低光彈性模量的絕對(duì)值。就上述光學(xué)薄膜1而言，為了充分降低光彈性模量的絕對(duì)值而且確保耐久性和適合自身支撐性、拉伸性等的Tg以及剛性，聚碳酸酯系樹脂中的2，2-雙(4-羥苯基)丙烷與1，1-雙(4-羥苯基)-3，3，5-三甲基環(huán)己烷的含有比率優(yōu)選為前者∶后者＝2∶8～8∶2。更優(yōu)選3∶7～6∶4。特別優(yōu)選3∶7～5∶5。
上述聚碳酸酯系樹脂的重均分子量(Mw)，通過采用以四氫呋喃作為展開溶劑的GPC法進(jìn)行測(cè)量的聚苯乙烯換算，優(yōu)選為25000～200000。更優(yōu)選為30000～150000。進(jìn)而優(yōu)選為40000～100000。特別優(yōu)選為50000～80000。通過使上述聚碳酸酯系樹脂的重均分子量在上述范圍內(nèi)，可以得到機(jī)械強(qiáng)度出色的光學(xué)薄膜1。
另一方面，在本發(fā)明中使用的苯乙烯系樹脂，是指通過使苯乙烯系單體聚合而得到的苯乙烯系聚合物。作為上述苯乙烯系單體的具體例子，可以舉出苯乙烯、α-甲基苯乙烯、2，4-二甲基苯乙烯等。另外，也可以使用市售的苯乙烯系樹脂等?？梢耘e例為苯乙烯樹脂、丙烯腈-苯乙烯樹脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯樹脂、丙烯腈-乙烯-苯乙烯樹脂、苯乙烯-馬來酰亞胺共聚物、苯乙烯-馬來酸酐共聚物等。它們可以單獨(dú)使用，也可以2種以上并用。另外，也可以并用上述苯乙烯系樹脂和苯乙烯系單體。
就上述苯乙烯系樹脂的重均分子量(Mw)而言，通過采用以四氫呋喃作為展開溶劑的凝膠滲透色譜(GPC)法進(jìn)行測(cè)量的聚苯乙烯換算，優(yōu)選為20000以下。更優(yōu)選為1000～10000。特別優(yōu)選為1000～6000。最優(yōu)選為1000～3000。如果在上述范圍內(nèi)，均質(zhì)混合苯乙烯系樹脂和聚碳酸酯系樹脂，可以得到透明性高的薄膜。
對(duì)上述聚碳酸酯系樹脂與苯乙烯系樹脂的比率進(jìn)行適宜調(diào)整，以使高分子薄膜(光學(xué)薄膜1)的透明性好且光彈性模量的絕對(duì)值在上述范圍內(nèi)。通常，在將聚碳酸酯系樹脂與苯乙烯系樹脂的總量設(shè)為100重量份的情況下，上述苯乙烯系樹脂的含量優(yōu)選為20～40重量份，更優(yōu)選為22～38重量份。特別優(yōu)選為25～35重量份，苯乙烯系樹脂用于使本發(fā)明的光學(xué)薄膜1的光彈性模量的絕對(duì)值降低。如果在上述范圍內(nèi)，由于可以充分降低光學(xué)薄膜1的光彈性模量的絕對(duì)值并可以確保耐久性和適合自身支撐性、拉伸性等的玻璃化溫度(也稱為Tg)以及剛性，所以可以使下述兩種情況共存，即，即使用于液晶顯示裝置中也難以因應(yīng)力而產(chǎn)生相位差值的偏差或不均，同時(shí)還以低拉伸倍率得到具有nx1＞nz1＞ny1的關(guān)系的相位差薄膜。
本發(fā)明的光學(xué)薄膜1的苯乙烯系樹脂的含量，可以通過對(duì)該光學(xué)薄膜1進(jìn)行GPC測(cè)量而求得。具體地說，將該光學(xué)薄膜1溶解于四氫呋喃而作為0.1重量％的溶液，靜置1晚之后，對(duì)用0.45μm的薄膜濾器過濾的液體進(jìn)行GPC測(cè)量。得到的微分分子量分布曲線可以用峰的谷分割為低分子量成分和高分子量成分的2部分。苯乙烯系樹脂的含量可以通過式[低分子量成分峰的總面積/(低分子量成分峰的總面積+高分子量成分峰的總面積)]×100求得。
上述聚碳酸酯系樹脂和苯乙烯系樹脂，優(yōu)選其重均分子量(Mw)的差(聚碳酸酯系樹脂的Mw-苯乙烯系樹脂的Mw)為24000～92000。更優(yōu)選為29000～87000。特別優(yōu)選為39000～77000。最優(yōu)選為49000～67000。如果在上述范圍內(nèi)，可以得到透明性高的高分子薄膜。
作為含有聚碳酸酯系樹脂和苯乙烯系樹脂的高分子薄膜的厚度的范圍，可以根據(jù)設(shè)計(jì)的相位差值、拉伸性、相位差值的產(chǎn)生容易度等進(jìn)行選擇，優(yōu)選使用20～500μm的薄膜。更優(yōu)選為30～300μm。特別優(yōu)選為40～100μm。最優(yōu)選為50～80μm。如果在上述范圍內(nèi)，可以得到充分的薄膜自身支撐性，得到寬范圍的相位差值。
上述高分子薄膜的光透過率在波長590nm處優(yōu)選為80％以上。更優(yōu)選為85％以上。特別優(yōu)選為90％以上。對(duì)于得到的光學(xué)薄膜1，也優(yōu)選具有同樣的光透過率的薄膜。
對(duì)上述高分子薄膜的玻璃化溫度(Tg)沒有特別限制，優(yōu)選為110～185℃。更優(yōu)選為120～170℃。特別優(yōu)選為125～150℃。Tg如果在110℃以上，就會(huì)容易地得到熱穩(wěn)定性良好的薄膜，如果是185℃以下的溫度，則容易通過拉伸來控制薄膜面內(nèi)和厚度方向的相位差值。玻璃化溫度(Tg)可以通過以JIS K 7121為基準(zhǔn)的DSC法求得。
上述高分子薄膜可以通過從通常使用的溶液的澆鑄法或熔融擠出法得到。另外，上述高分子薄膜可以通過混合苯乙烯系樹脂和聚碳酸酯系樹脂而得到。對(duì)樹脂的混合方法沒有特別限定，例如使用澆鑄法制作薄膜的情況，是以規(guī)定的比例將樹脂連同溶媒一起進(jìn)行攪拌混合，而可以作為均勻溶液使用。另外，使用熔融擠出法制作薄膜的情況，可以以規(guī)定的比例熔融混合樹脂來使用。為了提高上述光學(xué)薄膜1的流平性而得到良好的光學(xué)均勻性，優(yōu)選使用從溶液的澆鑄法。
作為在上述澆鑄法中使用的溶媒，例如可以舉出苯、甲苯、二甲苯、甲氧基苯、1，2-二甲氧基苯等芳香族烴類，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、鄰二氯苯等鹵化烴類，苯酚、對(duì)氯苯酚等酚類、二乙醚、二丁醚、四氫呋喃、苯甲醚、二噁烷、四氫呋喃等醚類，丙酮、甲基異丁基酮、甲基乙基甲酮、環(huán)己酮、環(huán)戊酮、2-戊酮、3-戊酮、2-己酮、3-己酮、2-庚酮、3-庚酮、4-庚酮、2，6-二甲基-4-庚酮、2-吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮等酮類，正丁醇或2-丁醇、環(huán)己醇、異丙醇、叔丁醇或丙三醇、乙二醇、三甘醇、乙二醇單甲醚、二甘醇二甲醚、丙二醇、二丙二醇、2-甲基-2，4-戊烷二醇等醇類，二甲替甲酰胺、二甲替乙酰胺等酰胺類，乙腈、丁腈等腈類，甲基溶纖劑、甲基溶纖劑乙酸酯等溶纖劑類，醋酸乙酯、醋酸丁酯、乳酸甲酯等酯類，還有二氯甲烷、二硫化碳、乙基溶纖劑、丁基溶纖劑等作為上述溶劑的例子，但不限定于這些。
作為上述溶劑，優(yōu)選二氯甲烷、氯仿、1，2-二氯乙烷、環(huán)戊酮、環(huán)己酮、甲基異丁基酮、甲基乙基甲酮、二甘醇二甲醚、甲苯、醋酸乙酯、四氫呋喃、1，3-二噁茂烷、1，4-二噁烷、氯苯。從溶解性和涂料(dope)的穩(wěn)定性良好的觀點(diǎn)出發(fā)，更優(yōu)選使用四氫呋喃或二氯甲烷。它們可以單獨(dú)使用，還可以混合2種以上使用。
在上述澆鑄法中使用的溶液的整個(gè)固體成分濃度，因樹脂的溶解性、涂敷粘度、向基材上的潤濕性、涂布后的厚度等而不同，為了得到流平性高的高分子薄膜，優(yōu)選相對(duì)于溶劑100重量份，溶解固體成分2～100重量份，進(jìn)而優(yōu)選為4～50重量份，特別優(yōu)選為5～40重量份。
在不違背本發(fā)明的目的的范圍內(nèi)，在本發(fā)明中使用的高分子薄膜中也可以根據(jù)需要含有殘存溶媒、穩(wěn)定劑、增塑劑、紫外線吸收劑、防靜電劑等其它成分。
接著，對(duì)本發(fā)明的光學(xué)薄膜1的制造方法進(jìn)行說明。本發(fā)明的光學(xué)薄膜1的制造方法，是通過在含有苯乙烯系樹脂和聚碳酸酯系樹脂的上述高分子薄膜的一面或兩面上貼合收縮性薄膜并加熱拉伸而進(jìn)行的。
使用的收縮性薄膜是用于在加熱拉伸時(shí)賦予與拉伸方向正交的方向的收縮力。具體地說，可以舉例為雙向拉伸薄膜或單向拉伸薄膜等。作為用于上述收縮性薄膜的材料，可以舉出聚酯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚偏氯乙烯等，但不限于此。從收縮均勻性、耐熱性良好的觀點(diǎn)來看，優(yōu)選使用雙向拉伸聚丙烯薄膜。
上述收縮性薄膜優(yōu)選使用所層疊的上述高分子薄膜的寬幅方向的收縮率為5％以上收縮的薄膜。作為上述收縮性薄膜的收縮率，在140℃下的薄膜長幅方向的收縮率S(MD)為2.7～9.4％，而且，寬幅方向的收縮率S(TD)為4.6～15.8％。更優(yōu)選S(MD)為2.7～8.7％，S(TD)為4.6～10.6％。特別優(yōu)選S(MD)為3.7～7.7％，S(TD)為5.6～9.6％。最優(yōu)選S(MD)為4.7～6.7％，S(TD)為6.6～8.6％。
另外，上述收縮性薄膜使用寬幅方向的收縮率與長幅方向的收縮率的差ΔS＝S(TD)-S(MD)優(yōu)選在0.1％～3.9％的范圍內(nèi)的薄膜。更優(yōu)選為0.9％～2.9％。特別優(yōu)選為1.4％～2.4％。最優(yōu)選為1.8％～2.1％。如果MD方向的收縮率大，除了拉伸張力之外，上述收縮性薄膜的收縮力施加在拉伸機(jī)上而難以均勻拉伸。如果在上述范圍內(nèi)，則不會(huì)向拉伸機(jī)等設(shè)備施加過度負(fù)荷，可以進(jìn)行均勻的拉伸。
上述收縮率S(MD)和S(TD)可以根據(jù)JIS Z 1712的加熱收縮率A法而求得(其中，不同之處為用140℃的加熱溫度代替120℃，向試驗(yàn)片施加重量3g)。具體地說，從縱(MD)、橫(TD)方向取得寬20mm、長150mm的試驗(yàn)片各5張，制作在各自的中央部以約100mm的距離標(biāo)上標(biāo)點(diǎn)的試驗(yàn)片。以施加重量3g的狀態(tài)下，將該試驗(yàn)片垂直懸吊于溫度保持在140℃±3℃下的空氣循環(huán)式恒溫槽中，加熱15分鐘后，取出，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)(室溫)下放置30分鐘，然后使用JIS B 7507中規(guī)定的游標(biāo)卡尺測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)間距離，求得5個(gè)測(cè)量值的平均值，可以通過S(％)＝[(加熱前的標(biāo)準(zhǔn)間距離(mm)-加熱后的標(biāo)準(zhǔn)間距離(mm))/加熱前的標(biāo)準(zhǔn)間距離(mm)]×100算出。
作為上述收縮薄膜的優(yōu)選厚度范圍，可以按照上述收縮率、相位差值等進(jìn)行選擇，例如優(yōu)選為10～500μm，更優(yōu)選為20～300μm。特別優(yōu)選為30～100μm。最優(yōu)選為40～80μm。如果在上述范圍內(nèi)，可以制作獲得充分的收縮率且具有良好的光學(xué)均勻性的光學(xué)薄膜1。
上述收縮性薄膜向上述高分子薄膜的貼合方法，是以上述收縮性薄膜的收縮方向至少包含與拉伸方向正交的方向的成分的方式來進(jìn)行的。即，以上述收縮性薄膜的收縮力的全部或一部分作用于和上述高分子薄膜的拉伸方向正交的方向的方式進(jìn)行。因而，上述收縮性薄膜的收縮方向也可以與上述高分子薄膜的拉伸方向斜交，沒有需要是完全正交的方向。
作為上述收縮性薄膜的貼合方法，沒有特別限制，從制造上容易的觀點(diǎn)來看，優(yōu)選在上述高分子薄膜與上述收縮性薄膜之間設(shè)置粘合劑層來粘接的方法。上述粘合劑層可以在上述高分子薄膜或上述收縮性薄膜的一方或兩方上形成。通常，上述收縮性薄膜由于在制作上述光學(xué)薄膜1之后被剝離，所以作為上述粘合劑，優(yōu)選在加熱拉伸工序中粘接性和耐熱性出色，在其后的剝離工序中容易剝離，在上述光學(xué)薄膜1的表面上沒有粘合劑殘留。從剝離性出色的觀點(diǎn)出發(fā)，上述粘合劑層更優(yōu)選設(shè)在上述收縮性薄膜上。
作為形成上述粘合劑層的粘合劑，使用丙烯酸系、合成橡膠系、橡膠系、硅酮系等。從粘接性、耐熱性、剝離性出色的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選將丙烯酸系聚合物作為基礎(chǔ)聚合物的丙烯酸系粘合劑。優(yōu)選丙烯酸系聚合物的通過以四氫呋喃為展開溶劑的GPC法算出的重均分子量(Mw)，通過聚苯乙烯換算為30000～2500000。
作為用于上述丙烯酸系聚合物的單體，可以使用各種(甲基)丙烯酸烷基酯。例如，可以例示(甲基)丙烯酸烷基酯(例如甲酯、乙酯、丙酯、丁酯、2-乙基己酯、異辛酯、異壬酯、異癸酯、十二烷基酯、月桂酯、十三烷基酯、十五烷基酯、十六烷基酯、十七烷基酯、十八烷基酯、十九烷基酯、二十烷基酯等碳原子數(shù)為1～20的烷基酯)，它們可以單獨(dú)使用或組合使用。
另外，為了向得到的丙烯酸系聚合物賦予極性，可以連同上述(甲基)丙烯酸烷基酯，將(甲基)丙烯酸、衣康酸等含羧基單體；(甲基)丙烯酸羥乙酯、(甲基)丙烯酸羥丙酯等含羥基單體；N-羥甲基丙烯酰胺等含酰胺基單體；(甲基)丙烯腈等含氰基單體；(甲基)丙烯酸縮水甘油酯等含環(huán)氧基單體；醋酸乙烯酯等乙烯基酯類；苯乙烯、α-甲基苯乙烯等苯乙烯系單體等作為共聚單體使用。
還有，對(duì)丙烯酸系聚合物的聚合法沒有特別限制，可以采用溶液聚合、乳液聚合、懸浮聚合、UV聚合等公知的聚合法。
另外，在上述粘合劑中可以含有交聯(lián)劑。作為交聯(lián)劑，可以舉出聚異氰酸酯化合物、聚胺化合物、三聚氰胺樹脂、尿素樹脂、環(huán)氧樹脂等。進(jìn)而，在上述粘合劑中，可以根據(jù)需要適當(dāng)使用催化劑、增粘劑、增塑劑、填充劑、抗氧化劑、紫外線吸收劑、硅烷偶合劑等。
對(duì)形成粘合劑層的方法沒有特別限制，可以舉出在脫模薄膜上涂布粘合劑、干燥后轉(zhuǎn)印到上述高分子薄膜上的方法(轉(zhuǎn)印法)，在上述高分子薄膜上直接涂布粘合劑后干燥的方法(直印法)等。
作為上述粘合劑層的優(yōu)選厚度范圍，沒有特別限制，可以適當(dāng)根據(jù)粘合力或上述光學(xué)薄膜1的表面狀態(tài)來決定。例如，優(yōu)選為1～100μm，更優(yōu)選為5～50μm。特別優(yōu)選為10～30μm。如果在上述范圍內(nèi)，可以制作獲得了充分的收縮率且具有良好的光學(xué)均勻性的光學(xué)薄膜1。上述粘合劑層也可以層疊不同組成或不同種類的層使用。另外，根據(jù)需要，上述粘合劑層可以以控制粘接力為目的配合增粘樹脂之類的天然或合成的樹脂類、抗氧化劑等適當(dāng)?shù)奶砑觿?br> 對(duì)于上述粘合劑層的露出面，在供于使用前為了防止其污染等，可以臨時(shí)粘貼剝離紙或脫模薄膜(也稱為隔離件)覆蓋。由此可以防止在通常的操作狀態(tài)下與粘合劑層接觸的現(xiàn)象。作為上述隔離件，例如可以使用根據(jù)需要用硅酮系或長鏈烷基系、氟系或硫化鉬等適宜剝離劑對(duì)塑料薄膜、橡膠片、紙、布、無紡布、網(wǎng)狀物、發(fā)泡片材或金屬箔、它們的層疊體等適宜的薄片體進(jìn)行涂敷處理后的材料等以往常用的適宜的隔離件。
對(duì)在上述高分子薄膜與粘合劑層的界面上的23℃下的粘接力，沒有特別限制，但優(yōu)選為0.1～10N/50mm。更優(yōu)選為0.1～5N/50mm。特別優(yōu)選為0.2～3N/50mm。關(guān)于上述粘接力的測(cè)量方法，利用以JIS Z 0237為基準(zhǔn)的手動(dòng)輥往復(fù)三次將上述收縮性薄膜壓接到上述高分子薄膜上，將如此得到的構(gòu)件作為粘接力測(cè)量用樣品，在對(duì)該樣品進(jìn)行高壓鍋處理(50℃、15分鐘、5kg/cm2)之后，利用以JIS B 7721為基準(zhǔn)的裝置，采用以JIS Z 0237為基準(zhǔn)的90度拉開法(提拉速度300mm/min)進(jìn)行測(cè)量。上述粘接力可以通過例如以下方式的一種或兩種以上實(shí)現(xiàn)在上述高分子薄膜的設(shè)有粘合劑層的一側(cè)的表面上實(shí)施電暈處理或等離子體處理等適宜的表面處理來控制與粘合劑層的粘接力的方式、在粘接上述高分子薄膜與上述收縮性薄膜的狀態(tài)下實(shí)施加熱處理或高壓鍋處理等適宜的處理來控制粘接力的方式等適宜的方式的1種或2種以上。
上述收縮性薄膜可以根據(jù)設(shè)計(jì)的收縮力等且以1張或2張以上的適宜數(shù)量粘接在上述高分子薄膜的一面或兩面上，但在粘接于兩面的情況下或在一面上粘接數(shù)張的情況下，在其內(nèi)外或上下的收縮性薄膜的收縮率可以相同，也可以不同。
對(duì)本發(fā)明的上述加熱拉伸方法沒有特別限制，如果是可以向上述高分子薄膜的拉伸方向附加張力、向與上述拉伸方向正交的方向附加收縮力的方法，可以使用以往公知的拉伸處理法。例如，可以舉出縱單向拉伸法、橫單向拉伸法、縱橫同時(shí)雙向拉伸法、縱橫順序雙向拉伸法等。上述拉伸處理法可以使用例如軋輥拉伸機(jī)、拉幅機(jī)或雙向拉伸機(jī)等適宜的拉伸機(jī)。另外，上述加熱拉伸也可以分為2次或3次以上的工序進(jìn)行。拉伸上述高分子薄膜的方向可以是薄膜長幅方向(MD方向)，也可以是寬幅方向(TD方向)。另外，也可以使用特開2003-262721號(hào)公報(bào)的圖1中記載的拉伸法，成為傾斜方向。
上述加熱拉伸的溫度(也稱為拉伸溫度)，在上述高分子薄膜的玻璃化溫度(Tg)以上進(jìn)行拉伸時(shí)，光學(xué)薄膜1的相位差值容易變得均勻、另外薄膜難以結(jié)晶化(白濁)等，從這些觀點(diǎn)來看優(yōu)選。上述拉伸溫度優(yōu)選為上述高分子薄膜的Tg+1℃～Tg+30℃。更優(yōu)選為Tg+2℃～Tg+20℃。進(jìn)而優(yōu)選為Tg+3℃～Tg+15℃。特別優(yōu)選為Tg+5℃～Tg+10℃。拉伸溫度如果在上述范圍內(nèi)，可以進(jìn)行均勻的加熱拉伸。另外，上述拉伸溫度在薄膜寬幅方向上恒定，這可以制作相位差值的偏差小的、具有良好的光學(xué)均勻性的光學(xué)薄膜1。
對(duì)將上述拉伸溫度保持恒定的具體方法沒有特別限制，可以舉出使用了熱風(fēng)或冷風(fēng)等進(jìn)行循環(huán)的空氣循環(huán)式恒溫爐、利用微波或遠(yuǎn)紅外線等的加熱器、用于溫度調(diào)節(jié)進(jìn)行加熱或冷卻的輥、熱管輥或金屬帶等的公知的加熱或冷卻方法或者溫度控制方法。
上述拉伸溫度如果偏差大，拉伸不均勻變大，而引起最終獲得的光學(xué)薄膜1的相位差值的偏差。因而，薄膜寬幅方向的溫度偏差越小越好，更優(yōu)選面內(nèi)方向的溫度偏差為±1.0℃以下，特別優(yōu)選為±1.0℃以下的范圍內(nèi)。
上述加熱拉伸時(shí)的拉伸倍率是由使用的高分子薄膜的苯乙烯系樹脂的含量、揮發(fā)性成分等的種類、揮發(fā)性成分等的殘留量、設(shè)計(jì)的相位差值等決定的，沒有特別限定，例如優(yōu)選使用1.05～2.00倍。更優(yōu)選為1.10～1.50倍。特別優(yōu)選為1.20～1.40倍。最優(yōu)選為1.25～1.30倍。如果在上述范圍內(nèi)，則可以提供薄膜寬幅的收縮小且在拉伸方向上難以裂開的機(jī)械強(qiáng)度出色的光學(xué)薄膜1。對(duì)通過拉伸得到的光學(xué)薄膜的厚度(d1)沒有特別限制，優(yōu)選為1～150μm，更優(yōu)選為5～50μm。
對(duì)拉伸時(shí)的輸送速度沒有特別限制，從拉伸裝置的機(jī)械精度、穩(wěn)定性等出發(fā)，優(yōu)選為0.5m/分鐘以上，更優(yōu)選為1m/分鐘以上。
就在光學(xué)上顯示正的單向性的光學(xué)薄膜2而言，在將薄膜面內(nèi)的折射率為最大的方向設(shè)為X軸，與X軸垂直的方向設(shè)為Y軸、薄膜的厚度方向設(shè)為Z軸，各軸方向的折射率設(shè)為nx2、ny2、nz2時(shí)，可以沒有特別限制地使用滿足nx2＞ny2nz2的薄膜。即，在光學(xué)上顯示正的單向性的材料，是指在三維折射率橢圓體中一個(gè)方向的主軸的折射率比其它2個(gè)方向的折射率大的材料。
在光學(xué)上顯示正的單向性的光學(xué)薄膜2，例如可以通過在面方向上對(duì)高分子聚合物薄膜進(jìn)行單向拉伸處理而得到。作為形成光學(xué)薄膜2的高分子聚合物，例如可以舉出聚碳酸酯，聚丙烯等聚烯烴，聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯，降冰片烯系聚合物，聚乙烯醇、聚乙烯醇縮丁醛、聚甲基乙烯基醚、聚丙烯酸羥乙酯、羥乙基纖維素、羥丙基纖維素、甲基纖維素、聚芳基化物(ポリアリレ一ト)、聚砜、聚醚砜、聚苯硫醚、聚苯醚、聚烯丙基砜、聚乙烯醇、聚酰胺、聚酰亞胺、聚氯乙烯、三乙酰纖維素等纖維素系聚合物，丙烯酸系聚合物，苯乙烯系聚合物，或它們的二元系、三元系各種共聚物、接枝共聚物、混合物等。其中，優(yōu)選降冰片烯系聚合物。另外，優(yōu)選拉伸材料與光學(xué)薄膜1相同的含有聚碳酸酯系樹脂和苯乙烯系樹脂的高分子薄膜而作為光彈性模量的絕對(duì)值為0.5×10-11～6.0×10-11m2/N的光學(xué)薄膜。
作為形成光學(xué)薄膜2的材料，也可以利用棒狀向列相液晶性化合物?？梢允拱魻钕蛄邢嘁壕曰衔飪A斜取向，其傾斜取向狀態(tài)可以通過其分子結(jié)構(gòu)、取向膜的種類和適宜添加到光學(xué)各向異性層內(nèi)的添加劑(例如增塑劑、粘合劑、表面活性劑)的使用來控制。
光學(xué)薄膜2的正面相位差((nx2-ny2)×d2(厚度nm))，優(yōu)選為0～500nm，進(jìn)而優(yōu)選為1～350nm。厚度方向的相位差((nx2-nz2)×d2)，優(yōu)選為0～500nm，進(jìn)而優(yōu)選為1～350nm。
對(duì)光學(xué)薄膜2的厚度沒有特別限制，優(yōu)選為1～200μm，進(jìn)而優(yōu)選為2～80μm。
形成光學(xué)薄膜3的在光學(xué)上顯示負(fù)的單向性材料，是指在三維折射率橢圓體中一個(gè)方向的主軸的折射率比其它2個(gè)方向的折射率小的材料。
作為在光學(xué)上顯示負(fù)的單向性的材料，例如可以舉出聚酰亞胺系材料或圓盤狀液晶化合物等液晶系材料。另外，還可以舉出以這些材料為主成分，混合其它低聚物或聚合物并使其發(fā)生反應(yīng)，使顯示負(fù)的單向性的材料傾斜取向的狀態(tài)固定化而成為薄膜狀的材料。在使用圓盤狀液晶化合物的情況下，液晶性分子的傾斜取向狀態(tài)，可以通過其分子結(jié)構(gòu)、取向膜的種類和適宜添加到光學(xué)各向異性層內(nèi)的添加劑(例如增塑劑、粘合劑、表面活性劑)的使用來控制。
在將光學(xué)薄膜3的薄膜面內(nèi)的折射率為最大的方向設(shè)為X軸，與X軸垂直的方向設(shè)為Y軸、薄膜的厚度方向設(shè)為Z軸，各軸方向的折射率設(shè)為nx3、ny3、nz3時(shí)，光學(xué)薄膜3的正面相位差((nx3-ny3)×d3(厚度nm))優(yōu)選為0～200nm，進(jìn)而優(yōu)選為1～150nm。厚度方向的相位差((nx3-nz3)×d3)優(yōu)選為10～400nm，進(jìn)而優(yōu)選為50～300nm。如上所述，從耐久性的觀點(diǎn)出發(fā)，光學(xué)薄膜3的厚度(d3)為30～90μm。
優(yōu)選將上述光學(xué)薄膜1與光學(xué)薄膜3層疊為各自的滯相軸所成的較小的角度為70°～90°。更優(yōu)選為80°～90°。
對(duì)本發(fā)明的層疊光學(xué)薄膜的形狀沒有特別限制，優(yōu)選為長方形。另外，在長方形的情況下，對(duì)其大小沒有特別限制，但在用于1～8英寸左右的可動(dòng)裝置的用途的情況下，優(yōu)選短邊為15～150mm左右，長邊為20～200mm左右。
另外，如圖4～圖6所示，本發(fā)明的層疊光學(xué)薄膜可以制成層疊了偏振片P的橢圓偏振片，但，偏振片P與光學(xué)薄膜1、光學(xué)薄膜2的層疊在層疊光學(xué)薄膜為長方形的情況下，當(dāng)其長邊為0°時(shí)，優(yōu)選如下所述地沿逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。層疊光學(xué)薄膜的長邊與偏振片的吸收軸的夾角優(yōu)選為175°±5°。另外，層疊光學(xué)薄膜的長邊與光學(xué)薄膜1的滯相軸的夾角優(yōu)選為0°±5°。另外，層疊光學(xué)薄膜的長邊與光學(xué)薄膜2的滯相軸的夾角優(yōu)選為65°±5°。另外，光學(xué)薄膜3的層疊優(yōu)選層疊光學(xué)薄膜的長邊與光學(xué)薄膜3的滯相軸的夾角為90°±5°。
偏振片P通常是在偏振鏡的一側(cè)或兩側(cè)具有保護(hù)薄膜的構(gòu)件。對(duì)偏振鏡沒有特別限制，可以使用各種偏振鏡。作為偏振鏡，例如可以舉出，在聚乙烯醇系薄膜、部分甲縮醛化聚乙烯醇系薄膜、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物系部分皂化薄膜等親水性高分子薄膜上，吸附碘或二色性染料等二色性物質(zhì)后單向拉伸的材料；聚乙烯醇的脫水處理物或聚氯乙烯的脫鹽酸處理物等聚烯系取向薄膜等。其中，優(yōu)選使用的是拉伸聚乙烯醇系薄膜、吸附二色性材料(碘、染料)并進(jìn)行取向的偏振鏡。對(duì)偏振鏡的厚度沒有特別的限定，但是通常為約5～80μm左右。
將聚乙烯醇系薄膜用碘染色后經(jīng)單向拉伸而成的偏振鏡，例如，可以通過將聚乙烯醇浸漬于碘的水溶液進(jìn)行染色后，拉伸至原長度的3～7倍來制作。根據(jù)需要，也可以浸漬于硼酸或碘化鉀等的水溶液中。此外，根據(jù)需要，也可以在染色前將聚乙烯醇系薄膜浸漬于水中水洗。通過水洗聚乙烯醇系薄膜，除了可以洗去聚乙烯醇系薄膜表面上的污物或防粘連劑之外，還可以通過使聚乙烯醇系薄膜溶脹，防止染色斑等不均勻現(xiàn)象。拉伸既可以在用碘染色之后進(jìn)行，也可以一邊染色一邊進(jìn)行拉伸，或者也可以在拉伸之后用碘進(jìn)行染色。也可以在硼酸或碘化鉀等的水溶液中或水浴中進(jìn)行拉伸。
作為設(shè)于上述偏振鏡的一側(cè)或兩側(cè)的保護(hù)薄膜，優(yōu)選在透明性、機(jī)械強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性、水分屏蔽性、各向同性等各方面具有良好性質(zhì)的材料。作為上述保護(hù)薄膜的材料，例如，可以舉例為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯或聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯系聚合物；二乙酰纖維素或三乙酰纖維素等纖維素系聚合物；聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸系聚合物；聚苯乙烯或丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS樹脂)等苯乙烯系聚合物；聚碳酸酯系聚合物等。此外，作為形成上述保護(hù)薄膜的聚合物的例子，還可以舉例為如聚乙烯、聚丙烯、具有環(huán)狀或降冰片烯結(jié)構(gòu)的聚烯烴，乙烯-丙烯共聚物之類的聚烯烴系聚合物；氯乙烯系聚合物；尼龍或芳香族聚酰胺等酰胺系聚合物；酰亞胺系聚合物；砜系聚合物；聚醚砜系聚合物；聚醚-醚酮系聚合物；聚苯硫醚系聚合物；乙烯基醇系聚合物，偏氯乙烯系聚合物；聚乙烯醇縮丁醛系聚合物；芳基化物系聚合物；聚甲醛系聚合物；環(huán)氧系聚合物；或者上述聚合物的混合物等。另外，還可以舉出使丙烯酸系、氨基甲酸酯系、丙烯酸氨基甲酸酯系、環(huán)氧系、硅酮系等熱固化型或紫外線固化型樹脂等薄膜化的材料等。
此外，可以舉出在特開2001-343529號(hào)公報(bào)(WO 01/37007)中記載的聚合物薄膜，例如包含(A)在側(cè)鏈具有取代和/或未取代亞氨基的熱塑性樹脂、和(B)在側(cè)鏈具有取代和/或未取代苯基和腈基的熱塑性樹脂的樹脂組合物。作為具體實(shí)例，可以舉例為含有由異丁烯和N-甲基馬來酰亞胺組成的交替共聚物及丙烯腈-苯乙烯共聚物的樹脂組合物的薄膜。作為薄膜可以使用由樹脂組合物的混合擠出制品等構(gòu)成的薄膜。
保護(hù)薄膜的厚度可以適當(dāng)確定，但是從強(qiáng)度和處理性等操作性、薄層性等觀點(diǎn)來看，一般為約10～500μm左右。特別優(yōu)選為20～300μm，更優(yōu)選30～200μm。
另外，保護(hù)薄膜最好不要著色。因此，優(yōu)選使用用Rth＝(nx-nz)·d(其中，nx是薄膜平面內(nèi)的滯相軸方向的折射率，nz是薄膜厚度方向的折射率，d是薄膜厚度)表示的薄膜厚度方向的相位差值為-90nm～+75nm的保護(hù)薄膜。通過使用該厚度方向的相位差值(Rth)為-90nm～+75nm的保護(hù)薄膜，可以大致消除由保護(hù)薄膜引起的偏振片的著色(光學(xué)著色)。厚度方向相位差值(Rth)進(jìn)一步優(yōu)選為-80nm～+60nm，特別優(yōu)選-70nm～+45m。
作為保護(hù)薄膜，從偏振性能和耐久性等觀點(diǎn)來看，優(yōu)選用堿等對(duì)表面進(jìn)行皂化處理的三乙酰纖維素薄膜。特別適宜的是三乙酰纖維素薄膜。此外，當(dāng)在偏振鏡的兩側(cè)設(shè)置保護(hù)薄膜時(shí)，既可以在其正反面使用由相同聚合物材料組成的保護(hù)薄膜，也可以使用由不同的聚合物材料等組成的保護(hù)薄膜。上述偏振鏡和保護(hù)薄膜通常利用水性粘合劑進(jìn)行粘附。作為水性膠粘劑，可以舉例為聚乙烯醇系膠粘劑、明膠系膠粘劑、乙烯系膠乳系、水性聚氨酯、水性聚酯等。
作為上述保護(hù)薄膜，還可以使用實(shí)施了硬涂層或防反射處理、防粘連處理、以擴(kuò)散或防眩為目的的處理的薄膜。
實(shí)施硬涂層處理的目的是防止偏振片的表面損壞等，例如可以通過在保護(hù)薄膜的表面上附加由丙烯酸系及硅酮系等適當(dāng)?shù)淖贤饩€固化型樹脂構(gòu)成的硬度、滑動(dòng)特性等良好的固化被膜的方法等形成。實(shí)施防反射處理的目的是防止在偏振片表面的外光的反射，可以通過形成基于以往的防反射薄膜等來完成。此外，實(shí)施防粘連處理的目的是防止與相鄰層的粘附。
另外，實(shí)施防眩處理的目的是防止外光在偏振片表面反射而干擾偏振片透射光的辨識(shí)性等，例如，可以通過采用噴砂方式或壓紋加工方式的粗表面化方式以及配合透明微粒的方式等適當(dāng)?shù)姆绞?，向透明保護(hù)薄膜表面賦予微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)來形成。作為在上述表面微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的形成中含有的微粒，例如，可以使用平均粒徑為0.5～50μm的由氧化硅、氧化鋁、氧化鈦、氧化鋯、氧化錫、氧化銦、氧化鎘、氧化銻等組成的往往具有導(dǎo)電性的無機(jī)系微粒、由交聯(lián)或者未交聯(lián)的聚合物等組成的有機(jī)系微粒等透明微粒。當(dāng)形成表面微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)時(shí)，微粒的使用量相對(duì)于100重量份形成表面微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的透明樹脂，通常為大約2～50重量份，優(yōu)選5～25重量份。防眩層也可以兼當(dāng)用于將偏振片透射光擴(kuò)散而擴(kuò)大視角等的擴(kuò)散層(視角擴(kuò)大功能等)。
還有，上述防反射層、防粘連層、擴(kuò)散層和防眩層等除了可以設(shè)置成保護(hù)薄膜自身以外，還可以作為與透明保護(hù)薄膜分開配置的另一光學(xué)層設(shè)置。
對(duì)形成粘合劑層的粘合劑沒有特別限制，可以適宜地選擇使用將丙烯酸系聚合物、硅酮系聚合物、聚酯、聚氨基甲酸酯、聚酰胺、聚醚、氟系或橡膠系等聚合物作為基礎(chǔ)聚合物的物質(zhì)。特別是，可以優(yōu)選使用丙烯酸系粘合劑之類的光學(xué)透明性出色的、顯示適當(dāng)?shù)臐櫇裥浴⒛坌院驼辰有缘恼澈咸匦?、在耐氣候性或耐熱性等方面出色的物質(zhì)。
可以用適宜的方式形成粘合劑層。作為其例子，例如可以舉出以下方式，即調(diào)制在由甲苯或乙酸乙酯等適宜溶劑的純物質(zhì)或混合物構(gòu)成的溶劑中溶解或分散基礎(chǔ)聚合物或其組合物而成的約10～40質(zhì)量％的粘合劑溶液，然后通過流延方式或涂敷方式等適宜鋪展方式直接將其附設(shè)在上述基板上或液晶薄膜上的方式；或者基于上述在隔離件上形成粘合層后將其移送并粘貼在上述液晶層上的方式等。
另外，在粘合劑層中也可以含有例如天然或合成的樹脂類，特別是增粘樹脂，或者由玻璃纖維、玻璃珠、金屬粉、其它無機(jī)粉末等組成的填充劑或顏料、著色劑、抗氧化劑等可以添加到粘合層中的添加劑。另外，也可以是含有微粒而顯示光擴(kuò)散性的粘合劑層等。
粘合劑層的厚度可以適當(dāng)根據(jù)使用目的或粘接力等來決定，通常為1～500μm，優(yōu)選為5～200μm，特別優(yōu)選為10～100μm。
對(duì)于粘合劑層的露出面，在供于使用前為了防止其污染等，可以臨時(shí)粘貼隔離件覆蓋。由此可以防止在通常的操作狀態(tài)下與粘合層接觸的現(xiàn)象。作為隔離件，例如可以使用根據(jù)需要用硅酮系或長鏈烷基系、氟系或硫化鉬等適宜剝離劑對(duì)塑料薄膜、橡膠片、紙、布、無紡布、網(wǎng)狀物、發(fā)泡片材或金屬箔、它們的層疊體等適宜的薄片體進(jìn)行涂敷處理后的材料等以往常用的適宜的隔離件。
此外，在上述光學(xué)薄膜、粘合劑層等各層上，也可以利用例如用水楊酸酯系化合物或苯并苯酚(benzophenol)系化合物、苯并三唑系化合物或氰基丙烯酸酯系化合物、鎳絡(luò)合鹽系化合物等紫外線吸收劑進(jìn)行處理的方式等方式，使之具有紫外線吸收能力。
本發(fā)明的光學(xué)薄膜、橢圓偏振片適合用于圖像顯示裝置中。特別適合用于TN模式、OCB、均相模式液晶顯示裝置中。例如，優(yōu)選用于形成反射半透過型的液晶顯示裝置等各種裝置。反射半透過型液晶顯示裝置等適合作為便攜式信息通信器件、個(gè)人電腦被利用。在形成反射型半透過型液晶顯示裝置時(shí)，本發(fā)明中的橢圓偏振片配置于液晶單元的背光燈側(cè)。
圖10是表示在反射半透過型液晶顯示裝置中借助粘合劑層將圖4～圖6所示的本發(fā)明的橢圓偏振片P1配置于液晶單元L的背光燈(BL)側(cè)的圖。對(duì)下側(cè)(背光燈側(cè))的在液晶單元L上層疊的橢圓偏振片P1一側(cè)沒有特別限制，但優(yōu)選橢圓偏振片P1的偏振片P離液晶單元L一側(cè)最遠(yuǎn)。在液晶單元L中封入有液晶。在上側(cè)的液晶單元基板上設(shè)置透明電極，在下側(cè)的液晶單元基板上設(shè)置兼作電極的反射層。在上側(cè)的液晶單元基板的上部具有用于反射半透過型液晶顯示裝置的橢圓偏振片P2、各種光學(xué)薄膜。橢圓偏振片P2也優(yōu)選偏振片P離液晶單元L一側(cè)最遠(yuǎn)。
此外，在將本發(fā)明的層疊光學(xué)薄膜或橢圓偏振片安裝于液晶顯示裝置等時(shí)，在光學(xué)薄膜3中，優(yōu)選光學(xué)上顯示負(fù)的單向性的材料的平均光軸(傾斜取向的平均角度)，配置成朝向與液晶分子的取向方向大致相同的方向，所述的液晶分子在上下施加電壓使其取向的液晶單元的厚度方向的中心(midplane)中。在這種情況下，液晶單元的取向可以為扭曲型，也可以為非扭曲型。
上述圖10的反射半透過型液晶顯示裝置是表示液晶單元的一個(gè)例子的裝置，本發(fā)明的層疊光學(xué)薄膜、橢圓偏振片可以用于其它各種液晶顯示裝置中。
還有，在上述中，半透過型偏振片可以通過作成用反射層反射光的同時(shí)使光透過的半透半反鏡等半透過型的反射層而獲得。半透過型偏振片通常被設(shè)于液晶單元的背面?zhèn)?，可以形成如下類型的液晶顯示裝置等，即，在比較明亮的環(huán)境中使用液晶顯示裝置等的情況下，反射來自于辨識(shí)側(cè)(顯示側(cè))的入射光而顯示圖像，在比較暗的環(huán)境中，使用內(nèi)置于半透過型偏振片的背面的背光燈等內(nèi)置光源來顯示圖像。即，半透過型偏振片在如下類型的液晶顯示裝置等的形成中十分有用，即，在明亮的環(huán)境下可以節(jié)約背光燈等光源使用的能量，在比較暗的環(huán)境下也可以使用內(nèi)置光源的類型的液晶顯示裝置等。
另外，本發(fā)明的光學(xué)薄膜、橢圓偏振片可以用于其它各種液晶顯示裝置。上述光學(xué)薄膜、橢圓偏振片在實(shí)際使用時(shí)可以層疊其它光學(xué)層而使用。對(duì)該光學(xué)層沒有特別限定，可以使用例如反射板或半透過板、相位差板(包括1/2或1/4等波長片)等在液晶顯示裝置等的形成中可以使用的光學(xué)層1層或2層以上。例如，可以舉出在偏振片上進(jìn)一步層疊反射板或半透過反射板而成的反射型偏振片或半透過型偏振片、在偏振片上進(jìn)一步層疊亮度改善薄膜而成的偏振片。
反射型偏振片是在偏振片上設(shè)置反射層而成的，可以用于形成反射從辨識(shí)側(cè)(顯示側(cè))入射的入射光來進(jìn)行顯示的類型的液晶顯示裝置等，并且可以省略內(nèi)置的背光燈等光源，從而具有易于使液晶顯示裝置薄型化等優(yōu)點(diǎn)。形成反射型偏振片時(shí)，可以通過根據(jù)需要借助透明保護(hù)層等后在偏振片的一面附設(shè)由金屬等組成的反射層的方式等適當(dāng)?shù)姆绞竭M(jìn)行。
作為反射型偏振片的具體例子，可以舉例為通過根據(jù)需要在經(jīng)消光處理的透明保護(hù)薄膜的一面上，附設(shè)由鋁等反射性金屬組成的箔或蒸鍍膜而形成反射層的偏振片等。另外，還可以舉例為通過使上述透明保護(hù)薄膜含有微粒而形成表面微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)，并在其上具有微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的反射層的反射型偏振片等。上述的微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的反射層通過漫反射使入射光擴(kuò)散，由此防止定向性和外觀發(fā)亮，具有可以抑制明暗不均的優(yōu)點(diǎn)等。另外，含有微粒的透明保護(hù)薄膜還具有當(dāng)入射光及其反射光透過它時(shí)可以通過擴(kuò)散進(jìn)一步抑制明暗不均的優(yōu)點(diǎn)等。反映透明保護(hù)薄膜的表面微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的反射層的形成，例如可以通過用真空蒸鍍方式、離子鍍方式、濺射方式等蒸鍍方式或鍍覆方式等適當(dāng)?shù)姆绞皆谕该鞅Ｗo(hù)層的表面上直接附設(shè)金屬的方法等進(jìn)行。
作為代替將反射板直接附設(shè)在上述偏振片的透明保護(hù)薄膜上的方法，還可以在以該透明薄膜為基準(zhǔn)的適當(dāng)?shù)谋∧ど显O(shè)置反射層形成反射薄片等后作為反射板使用。還有，由于反射層通常由金屬組成，所以從防止由于氧化而造成的反射率的下降，進(jìn)而長期保持初始反射率的觀點(diǎn)和避免另設(shè)保護(hù)層的觀點(diǎn)等來看，優(yōu)選用透明保護(hù)薄膜或偏振片等覆蓋其反射面的使用形式。
將偏振片和亮度改善薄膜貼合在一起而成的偏振片通常被設(shè)于液晶單元的背面一側(cè)。亮度改善薄膜是顯示如下特性的薄膜，即，當(dāng)因液晶顯示裝置等的背光燈或來自背面?zhèn)鹊姆瓷涞?，有自然光入射時(shí)，反射特定偏光軸的直線偏振光或規(guī)定方向的圓偏振光，而使其他光透過。因此將亮度改善薄膜與偏振片層疊而成的偏振片可以使來自背光燈等光源的光入射，而獲得規(guī)定偏振光狀態(tài)的透射光，同時(shí)，所述規(guī)定偏振光狀態(tài)以外的光不能透過，被予以反射。借助設(shè)于其后側(cè)的反射層等再次反轉(zhuǎn)在該亮度改善薄膜面上反射的光，使之再次入射到亮度改善薄膜上，使其一部分或全部作為規(guī)定偏振光狀態(tài)的光透過，從而增加透過亮度改善薄膜的光，同時(shí)向偏振鏡提供難以吸收的偏振光，從而增大能夠在液晶顯示圖像的顯示等中利用的光量，并由此可以提高亮度。即，在不使用亮度改善薄膜而用背光燈等從液晶單元的背面?zhèn)却┻^偏振鏡而使光入射的情況下，具有與偏振鏡的偏光軸不一致的偏光方向的光基本上被偏振鏡所吸收，因而無法透過偏振鏡。即，雖然會(huì)因所使用的偏振鏡的特性而不同，但是大約50％的光會(huì)被偏振鏡吸收掉，因此，液晶圖像顯示等中能夠利用的光量將減少，導(dǎo)致圖像變暗。由于亮度改善薄膜反復(fù)進(jìn)行如下操作，即，使具有能夠被偏振鏡吸收的偏光方向的光不是入射到偏振鏡上，而是使該類光在亮度改善薄膜上發(fā)生反射，進(jìn)而借助設(shè)于其后側(cè)的反射層等完成反轉(zhuǎn)，使光再次入射到亮度改善薄膜上，這樣，亮度改善薄膜只使在這兩者間反射并反轉(zhuǎn)的光中的、其偏光方向變?yōu)槟軌蛲ㄟ^偏振鏡的偏光方向的偏振光透過，同時(shí)將其提供給偏振鏡，因此可以在液晶顯示裝置的圖像的顯示中有效地使用背光燈等的光，從而可以使畫面明亮。
也可以在亮度改善薄膜和所述反射層等之間設(shè)置擴(kuò)散板。由亮度改善薄膜反射的偏振光狀態(tài)的光朝向所述反射層等，所設(shè)置的擴(kuò)散板可將通過的光均勻地?cái)U(kuò)散，同時(shí)消除偏振光狀態(tài)而成為非偏振光狀態(tài)。即，擴(kuò)散板使偏振光恢復(fù)到原來的自然光狀態(tài)。反復(fù)進(jìn)行如下的作業(yè)，即，將該非偏振光狀態(tài)即自然光狀態(tài)的光射向反射層等，經(jīng)過反射層等而反射后，再次通過擴(kuò)散板而又入射到亮度改善薄膜上。這樣通過在亮度改善薄膜和所述反射層等之間設(shè)置使偏振光恢復(fù)到原來的自然光狀態(tài)的擴(kuò)散板，可以在維持顯示畫面的亮度的同時(shí)，減少顯示畫面的亮度的不均，從而可以提供均勻并且明亮的畫面。通過設(shè)置該擴(kuò)散板，可適當(dāng)增加初次入射光的重復(fù)反射次數(shù)，并利用擴(kuò)散板的擴(kuò)散功能，可以提供均勻的明亮的顯示畫面。
作為所述亮度改善薄膜，例如可以使用電介質(zhì)的多層薄膜或折射率各向異性不同的薄膜多層疊層體之類的顯示出使規(guī)定偏光軸的直線偏振光透過而反射其他光的特性的薄膜、膽甾醇型液晶聚合物的取向薄膜或在薄膜基材上支撐了該取向液晶層的薄膜之類的顯示出將左旋或右旋中的任一種圓偏振光反射而使其他光透過的特性的薄膜等適宜的薄膜。
因此，通過利用使所述的規(guī)定偏光軸的直線偏振光透過的類型的亮度改善薄膜，使該透射光直接沿著與偏光軸一致的方向入射到偏振片上，可以在抑制由偏振片造成的吸收損失的同時(shí)，使光有效地透過。另一方面，利用膽甾醇型液晶層之類的使圓偏振光透過的類型的亮度改善薄膜，雖然可以直接使光入射到偏振鏡上，但是，從抑制吸收損失這一點(diǎn)考慮，最好借助相位差板對(duì)該圓偏振光進(jìn)行直線偏振光化，之后再入射到偏振片上。而且，通過使用1/4波長片作為該相位差板，可以將圓偏振光變換為直線偏振光。
在可見光區(qū)域等較寬波長范圍中能起到1/4波長片作用的相位差板，例如可以利用以下方式獲得，即，將相對(duì)于波長550nm的淺色光能起到1/4波長片作用的相位差層和顯示其他的相位差特性的相位差層例如能起到1/2波長片作用的相位差層重疊的方式等。所以，配置于偏振片和亮度改善薄膜之間的相位差板可以由1層或2層以上的相位差層構(gòu)成。
還有，就膽甾醇型液晶層而言，也可以組合不同反射波長的材料，構(gòu)成重疊2層或3層以上的配置構(gòu)造，由此獲得在可見光區(qū)域等較寬的波長范圍內(nèi)反射圓偏振光的構(gòu)件，從而可以基于此而獲得較寬波長范圍的透過圓偏振光。
另外，偏振片如同所述偏振光分離型偏振片那樣，可以由層疊了偏振片和2層或3層以上的光學(xué)層的構(gòu)件構(gòu)成。所以，也可以是組合了所述反射型偏振片或半透過型偏振片和相位差板而成的反射型橢圓偏振片或半透過型橢圓偏振片等。
液晶顯示裝置的形成可以按照以往的方式進(jìn)行。即，一般來說，液晶顯示裝置可通過適宜地組合液晶單元和光學(xué)元件以及根據(jù)需要而加入的照明系統(tǒng)等構(gòu)成部件并裝入驅(qū)動(dòng)電路等而形成。除了使用本發(fā)明的橢圓偏振片這一點(diǎn)以外，并沒有特別限定，可以按照以往的方式進(jìn)行。對(duì)于液晶單元而言，也可以使用例如TN型或STN型、π型等任意類型的液晶單元。
可以在液晶單元的背面?zhèn)刃纬稍谡彰飨到y(tǒng)中使用了背光燈或反射板的裝置等適宜的液晶顯示裝置。此時(shí)，本發(fā)明的橢圓偏振片可以設(shè)置在液晶單元的一側(cè)或兩側(cè)上。當(dāng)將光學(xué)元件設(shè)置在雙側(cè)時(shí)，它們既可以是相同的材料，也可以是不同的材料。另外，在形成液晶顯示裝置時(shí)，可以在適宜的位置上配置1層或2層以上例如擴(kuò)散板、防眩層、防反射膜、保護(hù)板、棱鏡陣列、透鏡陣列薄片、光擴(kuò)散板、背光燈等適宜的部件。
下面對(duì)有機(jī)電致發(fā)光裝置(有機(jī)EL顯示裝置)進(jìn)行說明。一般來說，有機(jī)EL裝置中在透明基板上依次層疊透明電極、有機(jī)發(fā)光層和金屬電極而形成發(fā)光體(有機(jī)電致發(fā)光體)。這里，有機(jī)發(fā)光層是各種有機(jī)薄膜的層疊體，已知有例如由三苯基胺衍生物等構(gòu)成的空穴注入層和由葸等熒光性的有機(jī)固體構(gòu)成的發(fā)光層的層疊體、或此種發(fā)光層和由二萘嵌苯衍生物等構(gòu)成的電子注入層的層疊體、或者這些空穴注入層、發(fā)光層及電子注入層的層疊體等各種組合。
有機(jī)EL顯示裝置根據(jù)如下的原理進(jìn)行發(fā)光，即，通過在透明電極和金屬電極上加上電壓，向有機(jī)發(fā)光層中注入空穴和電子，由這些空穴和電子的復(fù)合而產(chǎn)生的能量激發(fā)熒光物質(zhì)，被激發(fā)的熒光物質(zhì)回到基態(tài)時(shí)，就會(huì)放射出光。中間的復(fù)合機(jī)理與一般的二極管相同，由此也可以推測(cè)出，電流和發(fā)光強(qiáng)度相對(duì)于外加電壓顯示出伴隨整流性的較強(qiáng)的非線性。
在有機(jī)EL顯示裝置中，為了取出有機(jī)發(fā)光層中產(chǎn)生的光，至少一方的電極必須是透明的，通常將由氧化銦錫(ITO)等透明導(dǎo)電體制成的透明電極作為陽極使用。另一方面，為了容易進(jìn)行電子的注入而提高發(fā)光效率，在陰極中使用功函數(shù)較小的物質(zhì)是十分重要的，通常使用Mg-Ag、Al-Li等金屬電極。
在具有此種構(gòu)成的有機(jī)EL顯示裝置中，有機(jī)發(fā)光層由厚度為10nm左右的極薄的膜構(gòu)成。所以，有機(jī)發(fā)光層也與透明電極一樣，使光基本上完全地透過。其結(jié)果是，在不發(fā)光時(shí)從透明基板的表面入射并透過透明電極和有機(jī)發(fā)光層而在金屬電極反射的光會(huì)再次向透明基板的表面?zhèn)壬涑?，因此，?dāng)從外部進(jìn)行辨識(shí)時(shí)，有機(jī)EL顯示裝置的顯示面如同鏡面。
在包括如下所述的有機(jī)電致發(fā)光體的有機(jī)EL顯示裝置中，可以在透明電極的表面?zhèn)仍O(shè)置偏振片，同時(shí)在這些透明電極和偏振片之間設(shè)置相位差板，上述有機(jī)電致發(fā)光體中，在通過施加電壓而進(jìn)行發(fā)光的有機(jī)發(fā)光層的表面?zhèn)仍O(shè)有透明電極，同時(shí)在有機(jī)發(fā)光層的背面?zhèn)仍O(shè)有金屬電極。
由于相位差板及偏振片具有使從外部入射并在金屬電極反射的光成為偏振光的作用，因此由該偏振光作用具有使得從外部無法辨識(shí)出金屬電極的鏡面的效果。特別是，采用1/4波長片構(gòu)成相位差板，并且將偏振片和相位差板的偏振光方向的夾角調(diào)整為π/4時(shí)，可以完全遮蔽金屬電極的鏡面。
即，入射于該有機(jī)EL顯示裝置的外部光因偏振片的存在而只有直線偏振光成分透過。該直線偏振光一般會(huì)被相位差板轉(zhuǎn)換成橢圓偏振光，而當(dāng)相位差板為1/4波長片并且偏振片和相位差板的偏光方向的夾角為π/4時(shí)，就會(huì)成為圓偏振光。
該圓偏振光透過透明基板、透明電極、有機(jī)薄膜，在金屬電極上反射，之后再次透過有機(jī)薄膜、透明電極、透明基板，由相位差板再次轉(zhuǎn)換成直線偏振光。由于該直線偏振光與偏振片的偏振光方向正交，因此無法透過偏振片。其結(jié)果是，可以將金屬電極的鏡面完全地遮蔽。
下面，舉出實(shí)施例和比較例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體地說明，但這些實(shí)施例對(duì)本發(fā)明沒有任何限制。通過下述方法測(cè)量各例的光學(xué)薄膜(拉伸后)等的特性。
<光彈性模量的絕對(duì)值>
使用日本分光公司制的橢圓偏振計(jì)(M220)，在室溫(23℃)下，測(cè)量向?qū)?cm的光學(xué)薄膜施加1×10-6～30×10-6的應(yīng)力時(shí)的應(yīng)力折射率，將其繪制成圖，由應(yīng)力雙折射Δn＝cδ算出c光彈性模量的絕對(duì)值(m2/N)。其中，δ應(yīng)力(N/m2)。
<折射率的測(cè)量Nz系數(shù)，相位差>.
光學(xué)薄膜的折射率的測(cè)量是通過自動(dòng)雙折射測(cè)量裝置(王子計(jì)測(cè)機(jī)器株式會(huì)社制，自動(dòng)雙折射計(jì))測(cè)量薄膜面內(nèi)與厚度方向的主折射率nx、ny、nz在λ＝590nm處的特性。從得到的折射率值求得Nz＝(nx-nz)/(nx-ny)。另外，從折射率值和光學(xué)薄膜厚度(dnm)求得正面相位差(Re)＝(nx-ny)×d，厚度方向的相位差＝(nx-nz)×d。
<玻璃化溫度Tg>
使用セイコ一電子制的DSC5500，在20ml/分的氮?dú)饬飨?、?0℃/分的升溫速度進(jìn)行測(cè)量。
<重均分子量>
使用TOSOH制的HLC-8120GPC系統(tǒng)，通過凝膠滲透色譜法(GPC)法(聚苯乙烯標(biāo)準(zhǔn))，算出四氫呋喃可溶成分的重均分子量。
<傾斜角度>
在光學(xué)薄膜3中，傾斜取向的光學(xué)材料的平均光軸與光學(xué)薄膜3的法線方向構(gòu)成的傾斜角度，是以滯相軸為軸將光學(xué)薄膜3向左右傾斜-50°～50°，用上述測(cè)量裝置測(cè)量相位差，成為顯示最小的相位差的角度的絕對(duì)值。另外，在上述測(cè)量中，將來自測(cè)量器的光源的光的入射方向與相對(duì)于薄膜面內(nèi)的法線一致時(shí)的測(cè)量角設(shè)為0°。
實(shí)施例1(控制了三維折射率的光學(xué)薄膜1)(高分子薄膜)作為含有聚碳酸酯系樹脂和苯乙烯系樹脂的高分子薄膜，使用鍾淵化學(xué)工業(yè)(株)制的產(chǎn)品名エルメック薄膜(厚度55μm)。聚碳酸酯系樹脂含有源自2，2-雙(4-羥苯基)丙烷和源自1，1-雙(4-羥苯基)-3，3，5-三甲基環(huán)己烷的物質(zhì)，其配合比例為重量比40∶60。另外，高分子薄膜中的苯乙烯系樹脂(重均分子量10000)的含有比例為27重量％。
<光學(xué)薄膜1>
借助粘合劑層在上述高分子薄膜(エルメック薄膜)的兩面上貼付由雙向拉伸聚酯薄膜構(gòu)成的熱收縮性薄膜。然后，同時(shí)用雙向拉伸機(jī)保持并在145℃下拉伸至1.3倍。得到的拉伸薄膜(光學(xué)薄膜1)是透明的，厚度為60μm，正面相位差為140nm，厚度方向的相位差為70nm，Nz系數(shù)為0.5。另外，光彈性模量的絕對(duì)值5.0×10-11，Tg140℃。
(在光學(xué)上顯示正的單向性的光學(xué)薄膜2)在170℃下，單向拉伸厚100μm的降冰片烯系薄膜(JSR株式會(huì)社制，產(chǎn)品名ア一トン薄膜)至1.5倍。就得到的拉伸薄膜(光學(xué)薄膜2)而言，其厚度為75μm，正面相位差為270nm，厚度方向的相位差為270nm，Nz系數(shù)為1.0。
Nz系數(shù)1.0在將薄膜面內(nèi)的折射率為最大的方向設(shè)為X軸，與X軸垂直的方向設(shè)為Y軸、薄膜的厚度方向設(shè)為Z軸，各軸方向的折射率設(shè)為nx2、ny2、nz2時(shí)，在nx2＞ny2nz2的情況下成立。另外，光彈性模量的絕對(duì)值1.0×10-11，Tg170℃。
(使光學(xué)上顯示負(fù)的單向性的材料傾斜取向而成的光學(xué)薄膜3)使用富士膠片株式會(huì)社制的WVSA128(厚度80μm)。該薄膜是通過將圓盤狀液晶涂布于支撐體上來制作的，正面相位差33nm、厚度方向的相位差160nm，傾斜取向的平均光軸的傾斜角度20°。
(層疊光學(xué)薄膜和橢圓偏振片)借助粘合劑層(丙烯酸系粘合劑、厚度30μm)層疊上述光學(xué)薄膜1、光學(xué)薄膜2和光學(xué)薄膜3，得到如圖1所示的層疊光學(xué)薄膜。接著，借助粘合劑層(丙烯酸系粘合劑、厚度30μm)在上述層疊光學(xué)薄膜的光學(xué)薄膜2側(cè)層疊偏振片(P日東電工(株)制，TEG1465DU)，得到如圖4所示的橢圓偏振片。橢圓偏振片的尺寸為120mm×160mm。上述橢圓偏振片在以長邊為0°的情況下逆時(shí)針回轉(zhuǎn)，以使光學(xué)薄膜1的滯相軸的夾角為0°，光學(xué)薄膜2的滯相軸的夾角為65°，偏振片的吸收軸的夾角為175°。使光學(xué)薄膜3的滯相軸的夾角為90°。
實(shí)施例2如圖5所示，借助粘合劑層(丙烯酸系粘合劑、厚度30μm)，將實(shí)施例1中使用的光學(xué)薄膜1、光學(xué)薄膜2、光學(xué)薄膜3和偏振片P按照光學(xué)薄膜1/光學(xué)薄膜3/光學(xué)薄膜2/偏振片P的順序進(jìn)行層疊，得到橢圓偏振片。橢圓偏振片的尺寸、光學(xué)薄膜1～光學(xué)薄膜3、偏振片P的層疊角度與實(shí)施例1相同。
實(shí)施例3如圖6所示，借助粘合劑層(丙烯酸系粘合劑、厚度30μm)，將實(shí)施例1中使用的光學(xué)薄膜1、光學(xué)薄膜2、光學(xué)薄膜3和偏振片P按照光學(xué)薄膜1/光學(xué)薄膜2/光學(xué)薄膜3/偏振片P的順序進(jìn)行層疊，得到橢圓偏振片。橢圓偏振片的尺寸、光學(xué)薄膜1～光學(xué)薄膜3、偏振片P的層疊角度與實(shí)施例1相同。
比較例1(使光學(xué)上顯示負(fù)的單向性的材料傾斜取向的光學(xué)薄膜3’)使用富士膠片株式會(huì)社制的WVSA12B(厚度110μm)。該薄膜是通過將圓盤狀液晶涂布于支撐體上來制作的，正面相位差30nm、厚度方向的相位差160nm，傾斜取向的平均光軸的傾斜角度20°。
(層疊光學(xué)薄膜和橢圓偏振片)在實(shí)施例1中，除了使用上述光學(xué)薄膜3’代替光學(xué)薄膜3以外，用與實(shí)施例1相同的方法得到層疊光學(xué)薄膜。接著，借助粘合劑層(丙烯酸系粘合劑、厚度30μm)在上述層疊光學(xué)薄膜的光學(xué)薄膜2側(cè)層疊偏振片(P日東電工(株)制，TEG1465DU)，得到如圖7所示的橢圓偏振片。橢圓偏振片的尺寸、光學(xué)薄膜1～3、偏振片P的層疊角度與實(shí)施例1相同。
比較例2(在光學(xué)上顯示正的單向性的光學(xué)薄膜2-1)在170℃下，單向拉伸厚100μm的降冰片烯系薄膜(JSR株式會(huì)社制，產(chǎn)品名ア一トン薄膜)至1.3倍。就得到的拉伸薄膜而言，其厚度80μm、正面相位差140nm、厚度方向的相位差140nm，Nz系數(shù)1。將其作為光學(xué)薄膜2-1。另外，光彈性模量的絕對(duì)值1.0×10-11、Tg170℃。
(橢圓偏振片)如圖8所示，借助粘合劑層(丙烯酸系粘合劑、厚度30μm)，將上述光學(xué)薄膜2-1、在實(shí)施例1中使用的光學(xué)薄膜2和偏振片P按照光學(xué)薄膜2/光學(xué)薄膜2-1/偏振片P的順序進(jìn)行層疊，得到橢圓偏振片。上述橢圓偏振片的尺寸與實(shí)施例1相同。另外，橢圓偏振片在以長邊為0°的情況下在逆時(shí)針回轉(zhuǎn)，以使光學(xué)薄膜2-1的滯相軸的夾角為0°、光學(xué)薄膜2的滯相軸的夾角為65°、偏振片的吸收軸的夾角為175°。
比較例3(高分子薄膜)作為由聚碳酸酯系樹脂構(gòu)成的高分子薄膜，使用鍾淵化學(xué)工業(yè)(株)制的產(chǎn)品名R薄膜(厚度70μm)。
<光學(xué)薄膜1’>
借助粘合劑層在上述高分子薄膜(R薄膜)的兩面上貼付由雙向拉伸聚酯薄膜構(gòu)成的熱收縮性薄膜。然后，同時(shí)用雙向拉伸機(jī)保持并在160℃下拉伸至1.1倍。得到的透明的拉伸薄膜是透明的，其厚度為80μm，正面相位差為140nm，厚度方向的相位差為70nm，Nz系數(shù)為0.5。另外，光彈性模量的絕對(duì)值12.0×10-11、Tg155℃。
(橢圓偏振片)如圖9所示，借助粘合劑層(丙烯酸系粘合劑、厚度30μm)，將上述光學(xué)薄膜1’和偏振片P按照光學(xué)薄膜1’/偏振片P的順序進(jìn)行層疊，得到橢圓偏振片。
(評(píng)價(jià))將在實(shí)施例和比較例中制作的橢圓偏振片作為圖10的反射半透過型TFT-TN型液晶顯示裝置的背光燈側(cè)的橢圓偏振片P1進(jìn)行安裝。另一方面，將在比較例2中制作的橢圓偏振片作為辨識(shí)側(cè)的橢圓偏振片P2進(jìn)行安裝。橢圓偏振片P1和橢圓偏振片P2都以讓偏振片側(cè)成為離液晶單元L側(cè)最遠(yuǎn)的層疊位置的方式進(jìn)行安裝。對(duì)上述液晶顯示裝置進(jìn)行下述評(píng)價(jià)。結(jié)果顯示于表1。
<視角>
在上述液晶顯示裝置中顯示白圖像、黑圖像，用ELDIM公司制的EZcontrast160D測(cè)量正面和上下左右、視角0°～70°上的XYZ顯示系統(tǒng)中的Y值、x值、y值。
將此時(shí)的對(duì)比度(Y值(白圖像)/Y值(黑圖像))的值為10以上的角度作為視角。
另外，對(duì)于白圖像，比較評(píng)價(jià)上下左右各傾斜40°時(shí)的色度(x40，y40)相對(duì)于畫面的正面的色度(x0，y0)的色度變化量。色度變化量是以下述式求得。結(jié)果表示于表1。
色度變化量＝{(x40-x0)2+(y40-y0)2}<耐久性>
將上述液晶顯示裝置投入下述條件下。
條件(1)85℃×480小時(shí)條件(2)60℃，90％RH×480小時(shí)條件(3)-30℃～85℃的熱沖擊，各30分鐘×200次用下述基準(zhǔn)并從對(duì)比度的變化量來評(píng)價(jià)在上述各條件中的經(jīng)過一段時(shí)間的顯示圖像的面內(nèi)不均。
對(duì)比度的變化量＝{(經(jīng)過一段時(shí)間-初始值)/(初始值)}×100(％)的絕對(duì)值◎?qū)Ρ榷鹊淖兓俊?0％。
○對(duì)比度的變化量＞10％且＜20％。
×對(duì)比度的變化量≥20％。
表1

權(quán)利要求
1.一種層疊光學(xué)薄膜，是對(duì)含有聚碳酸酯系樹脂和苯乙烯系樹脂的高分子薄膜進(jìn)行拉伸而得到的光學(xué)薄膜，層疊有光學(xué)薄膜(1)、光學(xué)薄膜(2)和光學(xué)薄膜(3)，其中，關(guān)于所述的光學(xué)薄膜(1)，其光彈性模量的絕對(duì)值為2.0×10-11～6.0×10-11m2/N，在將薄膜面內(nèi)的折射率為最大的方向設(shè)為X軸，與X軸垂直的方向設(shè)為Y軸、薄膜的厚度方向設(shè)為Z軸，各軸方向的折射率設(shè)為nx1、ny1、nz1，薄膜厚度設(shè)為d1(nm)時(shí)，控制三維折射率以使用Nz＝(nx1-nz1)/(nx1-ny1)表示的Nz系數(shù)滿足Nz≤0.9，且正面相位差(Re)＝(nx1-ny1)×d1滿足Re≥80nm；關(guān)于所述的光學(xué)薄膜(2)，在將薄膜面內(nèi)的折射率為最大的方向設(shè)為X軸，與X軸垂直的方向設(shè)為Y軸、薄膜的厚度方向設(shè)為Z軸，各軸方向的折射率設(shè)為nx2、ny2、nz2時(shí)，滿足nx2＞ny2nz2，而且其顯示光學(xué)上的正的單向性；關(guān)于所述的光學(xué)薄膜(3)，是由光學(xué)上顯示負(fù)的單向性的材料形成而且具有該材料傾斜取向的部分，其厚度為30～90μm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的層疊光學(xué)薄膜，其特征在于，作為光學(xué)薄膜(1)的材料的苯乙烯系樹脂的重均分子量為20000以下。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的層疊光學(xué)薄膜，其特征在于，光學(xué)薄膜(1)的玻璃化溫度為110～180℃范圍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的層疊光學(xué)薄膜，其特征在于，光學(xué)薄膜(2)是對(duì)含有降冰片烯系聚合物的高分子薄膜進(jìn)行拉伸而得到的光學(xué)薄膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的層疊光學(xué)薄膜，其特征在于，光學(xué)薄膜(2)是對(duì)含有聚碳酸酯系樹脂和苯乙烯系樹脂的高分子薄膜進(jìn)行拉伸而得到的光學(xué)薄膜，該光學(xué)薄膜的光彈性模量的絕對(duì)值為0.5×10-11～6.0×10-11m2/N。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的層疊光學(xué)薄膜，其特征在于，形成光學(xué)薄膜(3)的光學(xué)上顯示為負(fù)的單向性的材料，是圓盤狀液晶化合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的層疊光學(xué)薄膜，其特征在于，形成光學(xué)薄膜(3)的光學(xué)上顯示為負(fù)的單向性的材料，以其平均光軸與光學(xué)薄膜(3)的法線方向形成的傾斜角度為5°～50°的范圍進(jìn)行傾斜取向。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的層疊光學(xué)薄膜，其特征在于，在光學(xué)上顯示正的單向性的光學(xué)薄膜(2)與使光學(xué)上顯示負(fù)的單向性的材料傾斜取向而成的光學(xué)薄膜(3)之間，配置有控制了三維折射率的光學(xué)薄膜(1)。
9.一種橢圓偏振片，其特征在于，層疊有權(quán)利要求1所述的層疊光學(xué)薄膜和偏振片。
10.一種橢圓偏振片，其特征在于，在權(quán)利要求8所述的層疊光學(xué)薄膜的光學(xué)薄膜(2)的一側(cè)層疊有偏振片。
11.一種圖像顯示裝置，其特征在于，層疊有權(quán)利要求1～8中任意1項(xiàng)所述的層疊光學(xué)薄膜、或者權(quán)利要求9或10所述的橢圓偏振片。
全文摘要
本發(fā)明的層疊光學(xué)薄膜，是對(duì)含有聚碳酸酯系樹脂和苯乙烯系樹脂的高分子薄膜進(jìn)行拉伸而得到的光學(xué)薄膜，層疊有光彈性模量的絕對(duì)值為2.0×10
文檔編號(hào)G02F1/13GK1760703SQ20051011370
公開日2006年4月19日 申請(qǐng)日期2005年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月13日
發(fā)明者畑昌宏, 北村吉紹 申請(qǐng)人:日東電工株式會(huì)社