專利名稱：相位差膜、偏光元件、液晶面板和液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種相位差膜，以及均使用該相位差膜的偏光元件、液晶面板和液晶顯示裝置。
背景技術(shù)：
液晶顯示裝置由于其諸如薄、輕以及低功耗之類的性能而引起關(guān)注，并且廣泛應(yīng)用于便攜式設(shè)備，例如移動(dòng)電話和手表；辦公自動(dòng)化(OA)設(shè)備，例如個(gè)人計(jì)算機(jī)監(jiān)視器、膝上型個(gè)人計(jì)算機(jī)；以及家用電器，例如攝像機(jī)和液晶電視。因?yàn)橐壕э@示裝置的顯示性能隨著觀看屏幕的角度而變化和液晶顯示裝置不能在高溫和極低溫度下工作的缺點(diǎn)已經(jīng)被技術(shù)革新所克服，液晶顯示裝置得到了廣泛應(yīng)用。然而，廣泛的應(yīng)用根據(jù)用途要求不同的性能。例如，傳統(tǒng)的液晶顯示裝置的視角性能在白色/黑色顯示之間的斜向?qū)Ρ榷葍H僅為大約10。該限定來自黑色墨水印刷在報(bào)紙、雜志等的白紙上的對(duì)比度。然而，由于有多人同時(shí)觀看顯示屏，因此用于大型固定電視的液晶顯示裝置需要從不同視角觀看都能良好地顯示。即，例如白色/黑色顯示之間的對(duì)比度必須大于或等于20。一個(gè)人在不移動(dòng)的情況下觀看大型顯示屏的四個(gè)角與一個(gè)人從不同的視角方向觀看屏幕是可以比較的。因此，重要的是液晶面板在整個(gè)屏幕上均勻顯示或者顯示不存在色彩不均勻。
因此，液晶顯示裝置采用了各種相位差膜以改進(jìn)視角性能。但是，采用傳統(tǒng)相位差膜的大型液晶顯示裝置的問題在于，例如斜向?qū)Ρ榷冉档秃蛨D像色彩(也稱作斜向色移)隨視角而變化，從而在液晶面板的整個(gè)屏幕上提供了不均勻的顯示。此外，液晶顯示裝置的背光長時(shí)間打開會(huì)由于偏光片的收縮應(yīng)力或背光的熱而導(dǎo)致相位差值偏移或不均勻的問題，從而進(jìn)一步降低了屏幕的顯示均勻性。
通常，建議將具有在較短波長下提供較小相位差值的性能(也稱作反向波長色散性能)的聚合物膜的拉伸膜作為相位差膜(例如，JP2002-221622A和JP 2001-091743A)。相位差膜的其它例子包括含有具有芴重復(fù)單元的聚碳酸酯共聚物作為主要成分的聚合物膜的拉伸膜(JP 2002-221622A)；以及含有纖維素酯作為主要成分的聚合物膜的拉伸膜(JP 2001-091743A)。但是，這些聚合物膜的拉伸膜中的每一種的問題都在于，容易導(dǎo)致相位差值的偏移或者不均勻，并且采用這些拉伸膜中的每一種的液晶顯示裝置提供了不均勻的顯示。而且，聚合物膜的拉伸膜的每一種的問題均在于很難獲得預(yù)期的光學(xué)性能(例如相位差值和折射率分布)。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題而完成本發(fā)明，并且本發(fā)明的目的是提供一種具有小的光彈性系數(shù)的絕對(duì)值、顯示反向波長色散性能、具有優(yōu)異的成型性、并且為液晶顯示裝置提供改進(jìn)的顯示性能或者顯示均勻性的薄相位差膜。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的發(fā)明人進(jìn)行了深入研究，并且已經(jīng)發(fā)現(xiàn)該目的能夠通過下文所述的相位差膜、偏光元件和液晶面板來實(shí)現(xiàn)。因而完成了本發(fā)明。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種相位差膜。該相位差膜包括在23℃下利用波長為550nm的光測(cè)量的光彈性系數(shù)(m2/N)的絕對(duì)值為小于或者等于50×10-12的聚合物膜的拉伸膜，該相位差膜滿足下列表達(dá)式(1)和(2)Re[450]＜Re[550]＜Re[650]...(1)Rth[550]＜Re[550]...(2)在表達(dá)式(1)和(2)中Re[450]、Re[550]和Re[650]分別代表在23℃下利用波長為450nm、550nm和650nm的光測(cè)量的面內(nèi)相位差值；并且Rth[550]代表在23℃下利用波長為550nm的光測(cè)量的厚度方向的相位差值。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，相位差膜的厚度為20μm到200μm。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式中，相位差膜的Re[550]為20nm到400nm。
在本發(fā)明的仍然另一個(gè)實(shí)施方式中，相位差膜的Re[450]/Re[550]為0.70-0.99。
在本發(fā)明的仍然另一個(gè)實(shí)施方式中，相位差膜的Nz系數(shù)為大于0并且小于1。
在本發(fā)明的仍然另一個(gè)實(shí)施方式中，相位差膜的Rth[550]為10nm到200nm。
在本發(fā)明的仍然另一個(gè)實(shí)施方式中，聚合物膜的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度(Tg)為90℃到185℃。
在本發(fā)明的仍然另一個(gè)實(shí)施方式中，聚合物膜含有具有由下列通式(I)所代表的化學(xué)結(jié)構(gòu)的聚縮醛類樹脂作為主要成分。
在通式(I)中R1代表氫原子，具有1到8個(gè)碳原子的直鏈、支鏈或環(huán)狀的烷基，取代或非取代的苯基，取代或非取代的萘基，取代或非取代的蒽基，或者取代或非取代的菲基；R2、R3和R4各自獨(dú)立地代表氫原子，具有1到4個(gè)碳原子的直鏈、支鏈或環(huán)狀的烷基，具有1到4個(gè)碳原子的直鏈或支鏈的烷氧基，鹵原子，鹵代烷基，硝基，氨基，羥基，氰基或者硫羥基；R2和R3不同時(shí)為氫原子。
在本發(fā)明的仍然另一個(gè)實(shí)施方式中，聚合物膜含有具有由下列通式(II)所代表的化學(xué)結(jié)構(gòu)的聚乙烯醇縮醛類樹脂作為主要成分。

在通式(II)中R1代表氫原子，具有1到8個(gè)碳原子的直鏈、支鏈或環(huán)狀的烷基，取代或非取代的苯基，取代或非取代的萘基，取代或非取代的蒽基，或者取代或非取代的菲基；R2、R3和R4各自獨(dú)立地代表氫原子，具有1到4個(gè)碳原子的直鏈、支鏈或環(huán)狀的烷基、具有1到4個(gè)碳原子的直鏈或支鏈的烷氧基，鹵原子，鹵代烷基，硝基，氨基，羥基，氰基或者硫羥基；R2和R3不同時(shí)為氫原子；并且1代表1或者更大的整數(shù)。
在本發(fā)明的仍然另一個(gè)實(shí)施方式中，聚合物膜含有具有由下列通式(III)所代表的化學(xué)結(jié)構(gòu)的聚乙烯醇縮醛(polyvinyl acetal-based)類樹脂作為主要成分。
在通式(III)中R1、R5和R6各自獨(dú)立地代表氫原子，具有1到8個(gè)碳原子的直鏈、支鏈或環(huán)狀的烷基，取代或非取代的苯基，取代或非取代的萘基，取代或非取代的蒽基，或者取代或非取代的菲基；R2、R3和R4各自獨(dú)立地代表氫原子，具有1到4個(gè)碳原子的直鏈、支鏈或環(huán)狀的烷基，具有1到4個(gè)碳原子的直鏈或支鏈的烷氧基，鹵原子，鹵代烷基，硝基，氨基，羥基，氰基或者硫羥基；R2和R3不同時(shí)為氫原子；R7代表氫原子、具有1到8個(gè)碳原子的直鏈、支鏈或環(huán)狀的烷基，芐基，甲硅烷基，磷基(phosphoric group)，?；?，苯甲?；蛘呋酋；?；并且l、m和n各自代表1或者更大的整數(shù)。更具體地說，將l、m和n的總量作為100mol％，l為5-30mol％，m為20-80mol％，n為1-70mol％。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種偏光元件。該偏光元件包括相位差膜和偏光片。該相位差膜包括在23℃下利用波長為550nm的光測(cè)量的光彈性系數(shù)(m2/N)的絕對(duì)值為小于或者等于50×10-12的聚合物膜的拉伸膜；并且該相位差膜滿足下列表達(dá)式(1)和(2)Re[450]＜Re[550]＜Re[650] ...(1)
Rth[550]＜Re[550] ...(2)。
在表達(dá)式(1)和(2)中Re[450]、Re[550]和Re[650]分別代表在23℃下利用波長為450nm、550nm和650nm的光測(cè)量的面內(nèi)相位差值；并且Rth[550]代表在23℃下利用波長為550nm的光測(cè)量的厚度方向的相位差值。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，相位差膜和偏光片被直接層積在一起。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式中，相位差膜和偏光片通過粘合層被層積在一起。
在本發(fā)明的仍然另一個(gè)實(shí)施方式中，偏光元件進(jìn)一步包括位于相位差膜和偏光片之間的保護(hù)層。
根據(jù)本發(fā)明的仍然另一個(gè)方面，提供了一種液晶面板。該液晶面板包括含有相位差膜和偏光片的偏光元件；以及液晶單元。偏光元件內(nèi)的相位差膜包括在23℃下利用波長為550nm的光測(cè)量的光彈性系數(shù)(m2/N)的絕對(duì)值為小于或等于50×10-12的聚合物膜的拉伸膜；并且該相位差膜滿足下列表達(dá)式(1)和(2)Re[450]＜Re[550]＜Re[650] ...(1)Rth[550]＜Re[550] ...(2)。
在表達(dá)式(1)和(2)中Re[450]、Re[550]和Re[650]分別代表在23℃下利用波長為450nm、550nm和650nm的光測(cè)量的面內(nèi)相位差值；并且Rth[550]代表在23℃下利用波長為550nm的光測(cè)量的厚度方向的相位差值。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，偏光元件被配置在液晶單元的一側(cè)。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式中，偏光元件被配置在液晶單元的兩側(cè)。
在本發(fā)明的仍然另一個(gè)實(shí)施方式中，液晶面板的驅(qū)動(dòng)模式包括TN模式、VA模式、IPS模式、均勻ECB模式、OCB模式和HAN模式。
根據(jù)本發(fā)明的仍然另一個(gè)方面，提供了一種液晶顯示裝置。該液晶顯示裝置包括上述液晶面板。
本發(fā)明切實(shí)可行地提供了一種具有小的光彈性系數(shù)并且滿足下述表達(dá)式(1)和(2)的相位差膜。結(jié)果，提供了具有優(yōu)異的顯示性能的液晶顯示裝置，并且防止了采用傳統(tǒng)的相位差膜的液晶顯示裝置所具有的液晶顯示裝置的屏幕顯示不均勻的問題。迄今尚未獲得具有小的光彈性系數(shù)的絕對(duì)值并且滿足下述表達(dá)式(1)和(2)的相位差膜。與此相反，根據(jù)本發(fā)明，將具有預(yù)定收縮率的可收縮膜附著到含有具有特定結(jié)構(gòu)的聚乙烯醇縮醛作為主要成分的聚合物膜的每一側(cè)，并且整體進(jìn)行熱拉伸，從而切實(shí)可行地提供一種具有小的光彈性系數(shù)的絕對(duì)值并且具有預(yù)期光學(xué)性能的相位差膜。該聚合物膜具有優(yōu)異的成型性、拉伸性和相位差值的穩(wěn)定性。而且，通過拉伸，該聚合物膜具有優(yōu)異的取向性能，因而厚度比傳統(tǒng)膜小得多的聚合物膜能夠達(dá)到預(yù)期的相位差值(例如，λ/2和λ/4的相位差值)。
Re[450]＜Re[550]＜Re[650] ...(1)Rth[550]＜Re[550] ...(2)。
注意，Re[450]、Re[550]和Re[650]分別代表在23℃下利用波長為450nm、550nm和650nm的光測(cè)量的面內(nèi)相位差值；并且Rth[550]代表在23℃下利用波長為550nm的光測(cè)量的厚度方向的相位差值。


在附圖中圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明的相位差膜的典型生產(chǎn)過程的概念的示意圖；圖2A到2C各自是說明根據(jù)本發(fā)明的偏光元件的典型優(yōu)選實(shí)施方式的截面示意圖；圖3是顯示本發(fā)明中所使用的偏光片的典型生產(chǎn)過程的概念的示意圖；圖4A到4D各自是根據(jù)本發(fā)明的典型優(yōu)選實(shí)施方式的液晶面板的透視示意圖；圖5是說明通過使用另一種相位差膜來消除(cancel)相位差值的方法的典型原理圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的液晶顯示裝置的截面示意圖；圖7是實(shí)施例4中獲得的液晶顯示裝置的斜向?qū)Ρ榷鹊牡雀呔€圖；和圖8是實(shí)施例4中獲得的液晶顯示裝置的斜向的xy色度圖。
具體實(shí)施例方式
A.相位差膜A-1.相位差膜的概述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的相位差膜包括在23℃下利用波長為550nm的光測(cè)量的光彈性系數(shù)(m2/N)的絕對(duì)值為小于或者等于50×10-12的聚合物膜的拉伸膜；并且該相位差膜滿足下列表達(dá)式(1)和(2)Re[450]＜Re[550]＜Re[650]...(1)Rth[550]＜Re[550]...(2)。
在表達(dá)式(1)和(2)中Re[450]、Re[550]和Re[650]分別代表在23℃下利用波長為450nm、550nm和650nm的光測(cè)量的面內(nèi)相位差值；并且Rth[550]代表在23℃下利用波長為550nm波長的光測(cè)量的厚度方向的相位差值。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的相位差膜通常被配置在液晶單元的至少一側(cè)上。因此，可以減少從液晶顯示裝置斜向的漏光(light leak)。而且，可以增大液晶顯示裝置的斜向?qū)Ρ榷?，并且可以減少液晶顯示裝置的斜向色移。此外，該相位差膜可以被用作波長板(wave plate)，例如，面內(nèi)相位差值為大約1/4光波長的λ/4板(通常為可見光區(qū)域)或者面內(nèi)相位差值為大約1/2光波長的λ/2板(通常為可見光區(qū)域)。但是本發(fā)明的相位差膜的用途不限于這些用途。
相位差膜的厚度可以根據(jù)目的來適當(dāng)選擇。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，優(yōu)選相位差膜的厚度為20μm到200μm，更優(yōu)選30μm到180μm。在相位差膜被用作λ/4板的情況下，優(yōu)選相位差膜的厚度為40μm到140μm，特別優(yōu)選60μm到120μm。在相位差膜被用作λ/2板的情況下，優(yōu)選相位差膜的厚度為130μm到230μm，特別優(yōu)選150μm到210μm。厚度在上述范圍內(nèi)能夠提供具有優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度或者光學(xué)均勻性并且滿足下述A-2部分所述的光學(xué)性能的相位差膜。
A-2.相位差膜的光學(xué)性能在本發(fā)明的說明書中，Re[550]指的是在23℃下利用波長為550nm的光測(cè)量的面內(nèi)相位差值。Re[550]能夠通過表達(dá)式Re[550]＝(nx-ny)×d(其中，nx和ny分別代表在550nm的波長下相位差膜的慢軸方向和快軸方向的折射率，d(nm)代表相位差膜的厚度)來確定。注意，慢軸指的是提供最大面內(nèi)折射率的方向，快軸指的是在同一平面內(nèi)垂直于慢軸的方向。Re[450]和Re[650]分別代表在23℃下利用波長為450nm和650nm的光測(cè)量的面內(nèi)相位差值。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，優(yōu)選相位差膜的Re[550]為20nm到400nm，更優(yōu)選80nm到350nm。在相位差膜被用作λ/4板的情況下，優(yōu)選相位差膜的Re[550]為100nm到180nm，更優(yōu)選110nm到170nm，特別優(yōu)選120nm到160nm，最優(yōu)選130nm到150nm。在相位差膜被用作λ/2板的情況下，優(yōu)選相位差膜的Re[550]為220nm到300nm，更優(yōu)選230nm到290nm，特別優(yōu)選240nm到280nm，最優(yōu)選250nm到270nm。Re[550]處于上述范圍內(nèi)可以增大液晶顯示裝置的斜向?qū)Ρ榷?。Re[550]可以通過在對(duì)要使用的聚合物膜進(jìn)行拉伸的過程中調(diào)節(jié)拉伸比或者拉伸溫度而進(jìn)行控制。
通常，光學(xué)元件(或者相位差膜)的相位差值可以根據(jù)波長而變化。這種性能被稱作相位差膜的波長色散性。本發(fā)明的相位差膜具有在較短波長下提供較小相位差值的性質(zhì)(也稱為反向波長色散性)，并且滿足表達(dá)式Re[450]＜Re[550]＜Re[650]。在本發(fā)明的說明書中，波長色散性可以從比率Re[450]/Re[550]來測(cè)定，Re[450]/Re[550]是在23℃下通過利用波長為450nm和550nm的光測(cè)量的面內(nèi)相位差值之間的比率。
本發(fā)明的相位差膜的Re[450]/Re[550]小于1，優(yōu)選為0.70-0.99，更優(yōu)選為0.76-0.92，特別優(yōu)選0.80-0.88，最優(yōu)選0.82-0.86。Re[450]/Re[550]處于上述范圍內(nèi)可以在寬的可見光區(qū)域內(nèi)提供均勻的相位差值。因此，在寬的波長范圍內(nèi)的光從采用該相位差膜的液晶顯示裝置內(nèi)均勻地泄露(leak)，并且進(jìn)一步降低了液晶顯示裝置的斜向色移。特別是，采用該相位差膜的液晶顯示裝置減少了藍(lán)色區(qū)域內(nèi)的漏光，并且防止了顯示圖像的藍(lán)色著色(blue coloring)。Re[450]/Re[550]可以通過例如下述樹脂的取代基種類或者結(jié)構(gòu)單元的摩爾比來進(jìn)行調(diào)節(jié)。本發(fā)明的相位差膜的Re[550]/Re[650]小于1，優(yōu)選為0.76-0.99，更優(yōu)選0.80-0.98，特別優(yōu)選0.84-0.97，最優(yōu)選0.92-0.95。Re[450]/Re[650]處于上述范圍內(nèi)可以在寬的可見光區(qū)域內(nèi)提供均勻的相位差值。因此，在寬的波長范圍內(nèi)的光從采用該相位差膜的液晶顯示裝置內(nèi)均勻地泄露，并且進(jìn)一步降低了液晶顯示裝置的斜向色移。特別是，采用該相位差膜的液晶顯示裝置減少了紅色區(qū)域內(nèi)的漏光，并且防止了顯示圖像的紅色著色(red coloring)。Re[550]/Re[650]可以通過例如下述樹脂的取代基種類或者結(jié)構(gòu)單元的摩爾比來進(jìn)行調(diào)節(jié)。
在本發(fā)明的說明書中，Rth[550]指的是在23℃下利用波長為550nm的光測(cè)量的厚度方向的相位差值。Rth[550]能夠通過表達(dá)式Rth[550]＝(nx-nz)×d(其中，nx和nz分別代表在550nm的波長下相位差膜的慢軸方向和厚度方向的折射率，d(nm)代表相位差膜的厚度)來確定。注意，慢軸指的是提供最大面內(nèi)折射率的方向。
本發(fā)明中要使用的相位差膜的Rth[550]滿足表達(dá)式Rth[550]＜Re[550]。滿足該表達(dá)式的Rth[550]提供了適當(dāng)?shù)男毕蛳辔徊钪担瑥亩龃罅艘壕э@示裝置的斜向?qū)Ρ榷?。Rth[550]根據(jù)相位差膜的Nz系數(shù)(如下文所述)來適當(dāng)?shù)剡x擇。在本發(fā)明的實(shí)施方式中，優(yōu)選Rth[550]為10nm到200nm，更優(yōu)選40nm到175nm。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式中，優(yōu)選Rth[550]為5nm到100nm，更優(yōu)選20nm到90nm。在本發(fā)明的仍然另一個(gè)實(shí)施方式中，優(yōu)選Rth[550]為15nm到300nm，更優(yōu)選60nm到270nm。例如，在本發(fā)明的相位差膜被用作Nz系數(shù)為0.5的λ/4板的情況下，優(yōu)選相位差膜的Rth[550]為50nm到90nm，更優(yōu)選55nm到85nm，特別優(yōu)選60nm到80nm，最優(yōu)選65nm到75nm。例如，在本發(fā)明的相位差膜被用作Nz系數(shù)為0.5的λ/2板的情況下，優(yōu)選相位差膜的Rth[550]為110nm到150nm，更優(yōu)選為115nm到145nm，特別優(yōu)選120nm到140nm，最優(yōu)選125nm到135nm。Rth[550]可以通過以下方式進(jìn)行控制在拉伸要使用的聚合物膜的過程中適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)拉伸比或者拉伸溫度；或者適當(dāng)調(diào)節(jié)下述可收縮膜的收縮率。
本發(fā)明的相位差膜的Rth[450]/Rth[550]小于1，優(yōu)選0.70-0.99，更優(yōu)選0.76-0.92，特別優(yōu)選0.80-0.88，最優(yōu)選0.82-0.86。Rth[450]/Rth[550]處于上述范圍內(nèi)可以在寬的可見光區(qū)域內(nèi)提供均勻的相位差值。因此，在寬的波長范圍內(nèi)的光從采用該相位差膜的液晶顯示裝置內(nèi)均勻地泄露，并且進(jìn)一步降低了液晶顯示裝置的斜向色移。特別是，采用該相位差膜的液晶顯示裝置減少了藍(lán)色區(qū)域內(nèi)的漏光，并且防止了顯示圖像的藍(lán)色著色。本發(fā)明的相位差膜的Rth][550]/Rth[650]也小于1，優(yōu)選為0.76-0.99，更優(yōu)選0.80-0.98，特別優(yōu)選0.84-0.97，最優(yōu)選0.92-0.95。Rth[550]/Rth[650]處于上述范圍內(nèi)可以在寬的可見光區(qū)域內(nèi)提供均勻的相位差值。因此，在寬的波長范圍內(nèi)的光從采用該相位差膜的液晶顯示裝置內(nèi)均勻地泄露，并且進(jìn)一步降低了液晶顯示裝置的斜向色移。特別是，采用該相位差膜的液晶顯示裝置減少了紅色區(qū)域內(nèi)的漏光，并且防止了顯示圖像的紅色著色。
Re[550]和Rth[550]可以通過使用橢圓偏光光譜儀“M-220”(商品名，JASCO(日本分光)株式會(huì)社制造)來測(cè)定。折射率nx、ny和nz能夠通過以下方式來測(cè)定使用面內(nèi)相位差值(Re)和在550nm的波長和23℃下通過將慢軸傾斜40°作為傾角而測(cè)定的相位差值(R40)、光學(xué)元件(或相位差膜)的厚度(d)，以及光學(xué)元件(或相位差膜)的平均折射率(n0)；并且使用下列表達(dá)式(i)至(iii)來進(jìn)行計(jì)算數(shù)值計(jì)算。然后，從下列表達(dá)式(iv)能夠計(jì)算出Rth。這里，Φ和ny′分別用下列表達(dá)式(v)和(vi)來表示。
Re＝(nx-ny)×d ...(i)R40＝(nx-ny′)×d/cos(Φ) ...(ii)(nx+ny+nz)/3＝n0...(iii)Rth＝(nx-nz)×d ...(iv)Φ＝sin-1[sin(40°)/n0]...(v)ny′＝ny×nz[ny2×sin2(Φ)+nz2×cos2(Φ)]1/2...(vi)在本發(fā)明的說明書中，Rth[550]/Re[550]指的是在23℃下使用波長為550nm的光測(cè)量的厚度方向的相位差值和面內(nèi)相位差值之間的比率(也稱作Nz系數(shù))。
如上所述，本發(fā)明的相位差膜滿足表達(dá)式Rth[550]＜Re[550]，因此具有小于1的Nz系數(shù)。優(yōu)選本發(fā)明的相位差膜的Nz系數(shù)大于0并且小于1。即，優(yōu)選本發(fā)明的相位差膜滿足表達(dá)式0nm＜Rth[550]＜Re[550]。更優(yōu)選本發(fā)明的相位差膜的Nz系數(shù)為0.2-0.8，特別優(yōu)選0.3-0.7，最優(yōu)選0.4-0.6。Nz系數(shù)處于上述范圍內(nèi)使得可以對(duì)斜向相位差值進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)(例如減少相位差值的角度依賴性)，從而增大液晶顯示裝置的斜向?qū)Ρ榷取?br> 優(yōu)選相位差膜的透光率在23℃下使用波長為550nm的光測(cè)量為大于或者等于80％，更優(yōu)選大于或者等于85％，特別優(yōu)選大于或者等于90％。
相位差膜的光彈性系數(shù)的絕對(duì)值(C[550](m2/N))在23℃下使用波長為550nm的光測(cè)量為小于或者等于50×10-12。這樣的光彈性系數(shù)的絕對(duì)值防止了由于液晶面板的偏光片的收縮應(yīng)力或者背光的熱所導(dǎo)致的相位差膜的相位差值的偏移或不均勻，從而提供具有良好的顯示均勻性的液晶顯示裝置。優(yōu)選相位差膜的C[550]為1×10-12至40×10-12，特別優(yōu)選3×10-12至30×10-12，最優(yōu)選5×10-12至25×10-12。C[550]處于上述范圍內(nèi)可以提供預(yù)期的相位差值，并且減少相位差膜的相位差值的偏移或者不均勻。
A-3.用于相位差膜的聚合物膜含有熱塑性樹脂作為主要成分的聚合物膜的拉伸膜被用作本發(fā)明的相位差膜。在本發(fā)明的說明書中，術(shù)語“拉伸膜”是指通過以下方法獲得的在特定方向上具有增強(qiáng)的分子配向(alignment)的塑料膜在適當(dāng)?shù)臏囟认聦?duì)未拉伸膜施加張力；或者對(duì)預(yù)先拉伸過的膜施加張力。
上述熱塑性樹脂沒有特別限制。例如，可以使用具有優(yōu)異的透明性、拉伸性能、取向性能、機(jī)械強(qiáng)度和防水性的熱塑性樹脂。熱塑性樹脂的例子包括通用塑料，例如聚乙烯、聚丙烯、聚降冰片烯、聚氯乙烯、纖維素酯、聚苯乙烯、ABS樹脂、AS樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醋酸乙烯酯和聚偏二氯乙烯；通用工程塑料，例如聚酰胺、聚縮醛、聚碳酸酯、改性聚苯醚、聚對(duì)苯二甲酸丁二酯和聚對(duì)苯二甲酸乙二酯；和超級(jí)工程塑料，例如聚苯硫醚、聚砜、聚醚砜、聚醚醚酮、多芳基化物、液晶聚合物、聚酰胺酰亞胺、聚酰亞胺和聚四氟乙烯。熱塑性樹脂可以單獨(dú)使用或者組合使用。熱塑性樹脂可以在適當(dāng)?shù)木酆衔锔男院笫褂谩＞酆衔锔男缘睦影ü簿?、交?lián)以及對(duì)分子末端和立構(gòu)規(guī)整性(stereoregularity)的改性。
優(yōu)選含有熱塑性樹脂作為主要成分的聚合物膜的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度(Tg)為90℃-185℃，更優(yōu)選90℃-150℃，特別優(yōu)選100℃-140℃，最優(yōu)選110℃-130℃。玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度(Tg)可以通過根據(jù)JIS K7121(1987)的DSC方法來測(cè)定。
優(yōu)選含有熱塑性樹脂作為主要成分的聚合物膜的吸水率為0.01％-5％，更優(yōu)選0.05％-4％，特別優(yōu)選0.1％-3％，最優(yōu)選0.2％-2％。吸水率處于上述范圍內(nèi)可以提供具有良好的相位差值穩(wěn)定性的相位差膜。相位差膜的吸水率可以通過根據(jù)JIS K7209(2000)的方法來測(cè)定。相位差膜的吸水率通過本發(fā)明中要使用的樹脂的取代基種類或者羥基的存在與否(或者保留量(remaining amount))來適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)。
任何合適的成型方法可以被用作獲得含有熱塑性樹脂作為主要組分的聚合物膜的方法。成型方法的例子包括例如壓塑法、傳遞模塑法、注塑法、擠出法、吹塑法、粉末模塑法、FRP模塑法和溶劑澆鑄法(solventcasting)。其中，特別優(yōu)選擠出法或者溶劑澆鑄法，因?yàn)槟軌虻玫骄哂辛己玫墓鈱W(xué)均勻性(例如均勻的面內(nèi)相位差值和厚度方向的相位差值)的高度光滑的相位差膜。具體地說，擠出法包括在加熱下將含有作為主要組分的熱塑性樹脂、增塑劑、添加劑等的樹脂組合物熔融；通過使用T-模具等在例如澆鑄輥(casting roll)的襯底(substrate)(也稱作支撐(support))的表面上將該熔融的樹脂組合物擠出成為薄膜；并且整體冷卻以制得膜。具體地說，溶劑澆鑄法包括使通過將含有作為主要組分的熱塑性樹脂、增塑劑、添加劑等的樹脂組合物溶解在溶劑中而制備的濃溶液(濃液)消泡；在例如無接頭不銹鋼環(huán)帶(endlessstainless steel)、轉(zhuǎn)鼓或者聚合物膜(例如PET膜)的襯底(也稱作支撐)的表面上將該消泡的溶液均勻地澆鑄成薄膜；并且將溶劑蒸發(fā)以制得膜。
用于形成聚合物膜的條件可以根據(jù)樹脂的組成或種類、或者成型方法而適當(dāng)?shù)剡x擇。通過擠出法獲得具有良好的光學(xué)均勻性的聚合物膜的條件包括，例如樹脂溫度為170℃-250℃；和卷繞輥(冷卻鼓)溫度為50℃-100℃，并且優(yōu)選從高溫緩慢地冷卻。在溶劑澆鑄法中，所使用的溶劑的例子包括甲苯、乙酸乙酯、二氯甲烷、四氫呋喃、二甲亞砜、N，N-二甲基乙酰胺、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-甲基吡咯烷酮、環(huán)戊酮、環(huán)己酮和甲基異丁基酮。溶劑的干燥溫度優(yōu)選為50℃-180℃，更優(yōu)選80℃-150℃，并且優(yōu)選溶劑從低溫緩慢地加熱干燥。
含有熱塑性樹脂作為主要組分的聚合物膜可以進(jìn)一步含有任何合適的添加劑。添加劑的具體例子包括增塑劑、熱穩(wěn)定劑、光穩(wěn)定劑、潤滑劑、抗氧化劑、紫外吸收劑、阻燃劑、著色劑、抗靜電劑、相容劑、交聯(lián)劑、增稠劑和相位差值調(diào)節(jié)劑。所使用的添加劑的種類和數(shù)量可以根據(jù)目的而適當(dāng)?shù)卦O(shè)定。例如，將聚合物膜中的總固體含量作為100，優(yōu)選添加劑的含量為0.01(重量比)到10(重量比)，更優(yōu)選0.05(重量比)到8(重量比)，最優(yōu)選0.1(重量比)到5(重量比)。
優(yōu)選本發(fā)明的相位差膜是含有具有由下列通式(I)所代表的化學(xué)結(jié)構(gòu)的聚縮醛類樹脂作為主要成分的聚合物膜的拉伸膜。聚縮醛類樹脂可以通過使用在主鏈或側(cè)鏈上具有羥基的聚合物樹脂和醛經(jīng)過縮合反應(yīng)獲得。在本發(fā)明的說明書中，聚縮醛類樹脂包括通過使用酮經(jīng)過縮醛化作用而獲得的反應(yīng)產(chǎn)物，其是類似于醛的羰基化合物(也稱作縮酮(ketal))。由下列通式(I)縮代表的化學(xué)結(jié)構(gòu)衍生自醛或酮。
在通式(I)中R1代表氫原子，具有1到8個(gè)碳原子的直鏈、支鏈或環(huán)狀的烷基，取代或非取代的苯基，取代或非取代的萘基，取代或非取代的蒽基，或者取代或非取代菲基；R2、R3和R4各自獨(dú)立地代表氫原子，具有1到4個(gè)碳原子的直鏈、支鏈或環(huán)狀的烷基，具有1到4個(gè)碳原子的直鏈或支鏈的烷氧基，鹵原子，具有1到4個(gè)碳原子的鹵代烷基，硝基，氨基，羥基，氰基或者硫羥基；R2和R3不同時(shí)為氫原子。
在通式(I)中，取代基R2、R3和R4用于控制取代基所連接的苯環(huán)的構(gòu)象。具體地說，在含有具有由通式(I)所代表的化學(xué)結(jié)構(gòu)的聚乙烯醇縮醛類樹脂作為主要成分的拉伸聚合物膜中，由于位阻現(xiàn)象，取代基可以輕易地構(gòu)象(conform)在通式(I)的兩個(gè)氧原子之間。因此，苯環(huán)的平面結(jié)構(gòu)可以是基本垂直于連接兩個(gè)氧原子的虛擬線而配向。本發(fā)明的相位差膜的波長色散性可能是由于基本垂直于連接兩個(gè)氧原子的虛擬線而配向的苯環(huán)的波長色散性和主鏈結(jié)構(gòu)的波長色散性之間的相互作用而獲得。
通式(I)中的R1、R2、R3和R4可以各自根據(jù)與聚合物樹脂的主鏈或者側(cè)鏈上的羥基反應(yīng)以獲得聚縮醛類樹脂的醛(典型地，苯甲醛)或酮(典型地，苯乙酮或二苯甲酮)的種類而適當(dāng)?shù)剡x擇。醛可以用于取代R1的氫原子，并且酮可以用于取代R1上除了氫原子之外的取代基。
苯甲醛的具體例子包括2-甲基苯甲醛、2-氯苯甲醛、2-硝基苯甲醛、2-乙氧基苯甲醛、2-(三氟甲基)苯甲醛、2，4-二氯苯甲醛、2，4-二羥基苯甲醛、2，4-二磺基苯甲醛鈉、鄰磺基苯甲醛二鈉、對(duì)二甲氨基苯甲醛、2，6-二甲基苯甲醛、2，6-二氯苯甲醛、2，6-二甲氧基苯甲醛、2，4，6-三甲基苯甲醛(米醛)、2，4，6-三乙基苯甲醛、以及2，4，6-三氯苯甲醛。苯乙酮的具體例子包括2-甲基苯乙酮、2-氨基苯乙酮、2-氯苯乙酮、2-硝基苯乙酮、2-羥基苯乙酮、2，4-二甲基苯乙酮、4’-苯氧基-2，2-二氯苯乙酮、以及2-溴-4’-氯苯乙酮。二苯甲酮的例子包括2-甲基二苯甲酮、2-氨基二苯甲酮、2-羥基二苯甲酮、4-硝基二苯甲酮、2，4’-二氯二苯甲酮、2，4’-二羥基二苯甲酮、4，4’-二氯二苯甲酮、4，4’-二羥基二苯甲酮、2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮、以及2-氯-4’-二氯二苯甲酮。醛和酮的進(jìn)一步的例子包括1-萘醛、具有取代基的2-萘醛、9-蒽醛、具有取代基的9-蒽醛、萘乙酮、芴-9-醛、以及2，4，7-三硝基芴-9-酮。醛或酮可以單獨(dú)使用或者組合使用。醛或酮可以經(jīng)過適當(dāng)?shù)母男远褂谩?br> 優(yōu)選通式(I)中的R1為氫原子或者甲基，更優(yōu)選為氫原子。優(yōu)選通式(II)中的R2和R3各自分別代表甲基、乙基、鹵原子或者鹵代烷基，更優(yōu)選為甲基。優(yōu)選通式(I)中的R4代表氫原子、甲基、乙基、鹵原子或者鹵代烷基，更優(yōu)選為甲基。引入這些取代基，從而提供具有優(yōu)異的光學(xué)性能的相位差膜。
更優(yōu)選本發(fā)明的相位差膜是含有具有由下列通式(II)所代表的化學(xué)結(jié)構(gòu)的聚乙烯醇縮醛類樹脂作為主要成分的聚合物膜的拉伸膜。聚乙烯醇縮醛類樹脂可以通過使用例如聚乙烯醇類樹脂和醛或酮經(jīng)過縮合反應(yīng)(也稱作縮醛化)而獲得。將含有具有由下列通式(II)所代表的化學(xué)結(jié)構(gòu)的聚乙烯醇縮醛類樹脂作為主要成分的聚合物膜適當(dāng)?shù)乩欤瑥亩峁┍憩F(xiàn)出反向波長色散性并且具有優(yōu)異的成型性和拉伸性的相位差膜。
在通式(II)中R1代表氫原子，具有1到8個(gè)碳原子的直鏈、支鏈或環(huán)狀的烷基，取代或非取代的苯基，取代或非取代的萘基，取代或非取代的蒽基，或者取代或非取代的菲基；R2、R3和R4各自獨(dú)立地代表氫原子，具有1到4個(gè)碳原子的直鏈、支鏈或環(huán)狀的烷基，具有1到4個(gè)碳原子的直鏈或支鏈的烷氧基，鹵原子，具有1到4個(gè)碳原子的鹵代烷基，硝基，氨基，羥基，氰基或者硫羥基；R2和R3不同時(shí)為氫原子；并且l代表1或者更大的整數(shù)。
縮醛化(acetalization)包括在無機(jī)強(qiáng)酸催化劑或者有機(jī)強(qiáng)酸催化劑的存在下聚乙烯醇類樹脂和醛或酮之間的反應(yīng)。酸催化劑的具體例子包括鹽酸、硫酸、磷酸和對(duì)甲苯磺酸?？s醛化中的反應(yīng)溫度通常高于0℃并且等于或低于所使用的溶劑的沸點(diǎn)，優(yōu)選10℃-100℃，更優(yōu)選20℃-80℃。反應(yīng)溫度處于上述范圍內(nèi)可以高產(chǎn)率地提供聚乙烯醇縮醛類樹脂。在縮醛化中所使用的溶劑的具體例子包括醇，例如甲醇、乙醇、丙醇和丁醇；環(huán)醚，例如4-二氧六環(huán)；和疏質(zhì)子溶劑，例如N，N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮和二甲亞砜。溶劑可以單獨(dú)使用或者組合使用。而且，可以將水和上述溶劑混合使用。
要被用作聚乙烯醇縮醛類樹脂的原材料的聚乙烯醇類樹脂可以通過以下方式獲得，例如使通過乙烯酯(vinyl ester)類單體的聚合而獲得的乙烯酯類聚合物皂化；然后將乙烯酯單元轉(zhuǎn)化成乙烯醇單元。乙烯酯類單體的例子包括甲酸乙烯酯、乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、戊酸乙烯酯、月桂酸乙烯酯、硬脂酸乙烯酯、安息香酸乙烯酯、新戊酸乙烯酯和柯赫酸乙烯酯(vinyl versatate)。其中，優(yōu)選醋酸乙烯酯。
可以采用適當(dāng)?shù)钠骄酆隙茸鳛楸挥米骶垡蚁┐伎s醛類樹脂的原材料的聚乙烯醇類樹脂的平均聚合度。優(yōu)選聚乙烯醇類樹脂的平均聚合度為800-3,600，更優(yōu)選1,000-3,200，最優(yōu)選1,500-3,000。聚乙烯醇類樹脂的平均聚合度可以通過根據(jù)JIS K6726(1994)的方法來測(cè)定。
要用于本發(fā)明的相位差膜的聚乙烯醇縮醛類樹脂的縮醛化度(degree of acetalization)優(yōu)選為40mol％到99mol％，更優(yōu)選50mol％到95mol％，最優(yōu)選60mol％到90mol％。縮醛化度處于上述范圍內(nèi)可以提供具有優(yōu)異的光學(xué)性能、成型性、拉伸性和相位差值的穩(wěn)定性的相位差膜。
縮醛化度指的是實(shí)際上發(fā)生了縮醛化的乙烯醇單元與可以通過縮醛化被轉(zhuǎn)化成縮醛單元的乙烯醇單元的比率。聚乙烯醇類樹脂的縮醛化度可以從核磁共振光譜(1H-NMR)來測(cè)定。
特別優(yōu)選本發(fā)明的相位差膜為含有具有由下列通式(III)所代表的化學(xué)結(jié)構(gòu)的聚乙烯醇縮醛類樹脂作為主要成分的聚合物膜的拉伸膜。聚乙烯醇縮醛類樹脂可以通過例如使用聚乙烯醇類樹脂和兩種或更多種的醛和兩種或更多種的酮、或者至少一種醛和至少一種酮經(jīng)過縮合反應(yīng)(也稱作縮醛化)而獲得。將含有具有由下列通式(III)所代表的化學(xué)結(jié)構(gòu)的聚乙烯醇縮醛類樹脂作為主要成分的聚合物膜適當(dāng)?shù)乩?，從而提供表現(xiàn)出反向波長色散性并且具有優(yōu)異的成型性、拉伸性和相位差值的穩(wěn)定性的相位差膜。而且，相位差膜通過拉伸具有優(yōu)異的取向性能，因而可以具有減少的厚度。
在通式(III)中R1、R5和R6各自獨(dú)立地代表氫原子，具有1到8個(gè)碳原子的直鏈、支鏈或環(huán)狀的烷基，取代或非取代的苯基，取代或非取代的萘基，取代或非取代的蒽基，或者取代或非取代的菲基；R2、R3和R4各自獨(dú)立地代表氫原子，具有1到4個(gè)碳原子的直鏈、支鏈或環(huán)狀的烷基，具有1到4個(gè)碳原子的直鏈或支鏈的烷氧基，鹵原子，鹵代烷基，硝基，氨基，羥基，氰基或者硫羥基；R2和R3不同時(shí)為氫原子；R7代表氫原子，具有1到8個(gè)碳原子的直鏈、支鏈或環(huán)狀的烷基，芐基，甲硅烷基，磷基(phosphoric group)，?；?，苯甲?；蛘呋酋；?；l、m和n各自代表1或者更大的整數(shù)。
在通式(III)中，取代基R5和R6用于精細(xì)地控制相位差膜的波長色散性，該相位差膜是通過對(duì)含有具有由通式(III)所代表的化學(xué)結(jié)構(gòu)的聚縮醛類樹脂作為主要成分的聚合物膜進(jìn)行拉伸而獲得的。具體地說，引入取代基R5和R6，從而使取代基基本平行于聚合物膜的拉伸方向而配向。本發(fā)明的相位差膜的波長色散性可能是由基本垂直于連接兩個(gè)氧原子的虛擬線而配向的苯環(huán)的波長色散性、和上述主鏈結(jié)構(gòu)的波長色散性、以及取代基R5和R6的波長色散性之間的相互作用而獲得的。而且，引入取代基R5和R6，從而進(jìn)一步改進(jìn)聚合物膜的成型性、拉伸性、相位差值的穩(wěn)定性和拉伸的取向性。
R5和R6可以各自根據(jù)與聚乙烯醇類樹脂反應(yīng)以獲得聚縮醛類樹脂的醛(典型地，苯甲醛)或酮(典型地，苯乙酮或二苯甲酮)的種類適當(dāng)?shù)剡x擇。醛和酮的具體例子與上述相同。
優(yōu)選R5代表氫原子或者甲基，更優(yōu)選氫原子。優(yōu)選R6代表甲基或者乙基，更優(yōu)選乙基。引入這樣的取代基，從而提供具有優(yōu)異的成型性、拉伸性、相位差值的穩(wěn)定性和拉伸的取向性的相位差膜。
在通式(III)中，取代基R7用于保護(hù)殘留的羥基(封端處理(endcap treatment))，從而將吸水率調(diào)節(jié)到適當(dāng)?shù)闹挡⑶以龃髽渲谌軇┲械娜芙舛?、成型性和相位差值的穩(wěn)定性。因此，根據(jù)所獲得的相位差膜的吸水率或者光學(xué)性能以及相位差膜的用途，可以不用對(duì)R7的位置進(jìn)行封端處理(即，R7可以代表氫原子)。
R7代表可以通過與具有殘留羥基的聚乙烯醇縮醛類樹脂的羥基反應(yīng)形成取代基(即，其可以進(jìn)行封端處理)的任何合適的基團(tuán)(典型地，保護(hù)基)。保護(hù)基的具體例子包括芐基、4-甲氧基苯甲基、甲氧基甲基、三甲基甲硅烷基、三乙基甲硅烷基、叔丁基二甲基甲硅烷基、乙?；?、苯甲?；?、甲磺?；碗p-4-硝基苯基亞磷酸酯(bis-4-nitrophenylphosphite)。根據(jù)與羥基反應(yīng)的取代基的種類，可以使用任何合適的反應(yīng)條件進(jìn)行封端處理。例如，諸如烷基化、芐基化、甲硅烷基化、磷酸化和磺?；惖姆磻?yīng)各自包括在例如4-(N，N-二甲基氨基)吡啶的催化劑的存在下，在25℃-100℃下將具有殘留羥基的聚乙烯醇縮醛類樹脂和目標(biāo)取代基的氯化物攪拌1小時(shí)到20小時(shí)。優(yōu)選R7代表三甲基甲硅烷基、三乙基甲硅烷基或者叔丁基二甲基甲硅烷基。使用這樣的取代基，從而提供甚至在高溫和高濕等的環(huán)境中具有高度的透明性和優(yōu)異的相位差值的穩(wěn)定性的相位差膜。
在通式(III)中，l、m和n之間的比例可以根據(jù)取代基的種類和目的而適當(dāng)?shù)剡x擇。將l、m和n的總量作為100(mol％)，優(yōu)選l為5-30(mol％)，m為20-80(mol％)，n為1-70(mol％)。將l、m和n的總量作為100(mol％)，特別優(yōu)選l為10-28(mol％)，m為30-75(mol％)，n為1-50(mol％)。將l、m和n的總量作為100(mol％)，更優(yōu)選l為15-25(mol％)，m為40-70(mol％)，n為10-40(mol％)。l、m和n之間的比例處于上述范圍內(nèi)可以提供表現(xiàn)出反向波長色散性并且具有特別優(yōu)異的成型性、拉伸性、相位差值的穩(wěn)定性和拉伸的取向性的相位差膜。
A-4.制作相位差膜的方法本發(fā)明的相位差膜能夠通過例如以下方式獲得將可收縮膜附著到含有熱塑性樹脂作為主要成分的聚合物膜的兩側(cè)；然后使用輥式拉伸機(jī)通過縱向單軸拉伸法對(duì)其整體進(jìn)行熱拉伸?？墒湛s膜用于在熱拉伸的過程中在與拉伸方向相垂直的方向上提供收縮力，并且用于提高厚度方向的折射率(nz)。將可收縮膜附著到聚合物膜兩側(cè)的方法沒有特別限制。但是，從優(yōu)異的可操作性和經(jīng)濟(jì)效率的角度考慮，其優(yōu)選的方法包括在聚合物膜和各個(gè)可收縮膜之間提供含有丙烯酸聚合物作為基礎(chǔ)聚合物的丙烯酸壓敏粘合層而使聚合物膜和可收縮膜粘結(jié)。
將參考圖1描述制備本發(fā)明的相位差膜的方法的例子。圖1是顯示本發(fā)明的相位差膜的典型制備過程的概念的示意圖。例如，聚合物膜302從第一傳送部件301傳送。各自配置有壓敏粘合層的可收縮膜304和306分別通過層積輥307和308被附著到聚合物膜302的兩側(cè)?？墒湛s膜304從第二傳送部件303傳送，而可收縮膜306從第三傳送部件305傳送。兩側(cè)附著有可收縮膜的聚合物膜在通過不同速度比的輥310、311、312和313所產(chǎn)生的膜縱向的張力下(同時(shí)在通過可收縮膜的收縮而產(chǎn)生的厚度方向的張力下)進(jìn)行拉伸處理，同時(shí)通過溫度控制裝置309保持恒溫。各自配置有壓敏粘合層的可收縮膜304和306在第一卷繞(take-up)部件314和第二卷繞部件316處被卷繞起來，并且本發(fā)明的相位差膜318在第三卷繞部件319處被卷繞起來。
優(yōu)選在140℃下，可收縮膜在膜縱向的收縮率S(MD)為2.7％-9.4％，并且膜寬度方向的收縮率S(TD)為4.6％-15.8％。優(yōu)選可收縮膜的寬度方向的收縮率和縱向的收縮率之間的差值ΔS＝S(TD)-S(MD)為3.2％-9.6％。收縮率和收縮率之間的差值在上述范圍內(nèi)能夠提供具有優(yōu)異的光學(xué)均勻性并且滿足如上述部分A-1所述的光學(xué)性能的相位差值。
收縮率S(MD)和S(TD)可以根據(jù)JIS Z1712(1997)所述的熱收縮率A方法來測(cè)定(除了將加熱溫度從120℃變?yōu)?40℃并且對(duì)樣件施加3g負(fù)荷之外)。具體地說，分別在縱向(縱向MD)和寬度方向(橫向TD)上選取各自的寬度為20mm并且長度為150mm的五個(gè)樣品。在相隔大約100mm的各樣件中心處作標(biāo)記。將帶有3g負(fù)荷的各樣件垂直懸掛在保持140℃±3℃的空氣循環(huán)式恒溫浴中。將樣件加熱15分鐘，從恒溫浴中取出，然后在標(biāo)準(zhǔn)條件(室溫)下靜置30分鐘。隨后，根據(jù)JIS B7507，使用卡尺測(cè)量標(biāo)記之間的距離，從而得到五個(gè)測(cè)量值的平均值。收縮率可以通過表達(dá)式S(％)＝[(加熱前標(biāo)記之間的距離(mm)-加熱后標(biāo)記之間的距離(mm)/加熱前標(biāo)記之間的距離(mm)]×100來計(jì)算。
優(yōu)選可收縮膜為拉伸膜，例如雙軸拉伸膜或單軸拉伸膜。拉伸膜可以通過以下方法獲得通過擠出法形成片狀未拉伸膜；然后使用例如同步雙軸拉伸機(jī)或類似設(shè)備，以預(yù)定的拉伸比在縱向和/或橫向?qū)ξ蠢炷みM(jìn)行拉伸。形成條件和拉伸條件可以根據(jù)所使用樹脂的組成或種類以及目的而適當(dāng)?shù)剡x擇。
形成可收縮膜的材料的例子包括聚酯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯和聚偏二氯乙烯。特別地，從優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性、表面均勻性等的角度來看，優(yōu)選使用雙軸拉伸聚丙烯膜作為可收縮膜。
只要能夠滿足本發(fā)明的目的，用于例如一般包裝、食品包裝、托盤包裝、可收縮標(biāo)簽、帽形密封和電絕緣的用途的市售可收縮膜可以被適當(dāng)?shù)剡x擇和用作上述可收縮膜。市售可收縮膜可以直接使用，或者可以在對(duì)該可收縮膜進(jìn)行例如拉伸處理或收縮處理之類的加工后使用。市售可收縮膜的具體例子包括“ALPHAN系列”(商品名，Oji(王子)制紙株式會(huì)社生產(chǎn))、“FANCYTOP系列”(商品名，Gunze(郡是)株式會(huì)社生產(chǎn))；“TORAYFAN系列”(商品名，Toray(東麗)工業(yè)株式會(huì)社生產(chǎn))、“SUN·TOX-OP系列”(商品名，SUN·TOX株式會(huì)社生產(chǎn))和“TOHCELLO OP系列”(商品名，TOHCELLO株式會(huì)社生產(chǎn))。
在對(duì)含有熱塑性樹脂作為主要成分的聚合物膜和可收縮膜的層積體進(jìn)行熱拉伸的過程中溫度控制設(shè)備內(nèi)的溫度(也稱為拉伸溫度)可以根據(jù)預(yù)期的相位差值、要使用的聚合物膜的種類、厚度適當(dāng)?shù)剡x擇。優(yōu)選拉伸溫度為Tg+1℃到Tg+30℃(這里，Tg代表聚合物膜的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度)，因?yàn)樘幱谏鲜鰷囟确秶鷥?nèi)相位差值易于均勻，并且該膜幾乎不結(jié)晶(變的有云花紋)。更具體地說，優(yōu)選拉伸溫度為90℃-170℃，更優(yōu)選為100℃-160℃，最優(yōu)選110℃-150℃。玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度可以根據(jù)JIS K7121(1987)的方法通過DSC測(cè)量來測(cè)定。
溫度控制設(shè)備沒有特別限制，其具體例子包括熱空氣或者冷空氣在其中循環(huán)的空氣循環(huán)式恒溫爐；使用微波或者遠(yuǎn)紅外線的加熱器；以及采用用于溫度調(diào)節(jié)的加熱輥、熱管輥、金屬帶等的任何合適的加熱方法或者溫度控制方法。
在含有熱塑性樹脂作為主要成分的聚合物膜和可收縮膜的層積體的熱拉伸過程中的拉伸比(拉伸比)可以根據(jù)預(yù)期的相位差值、要使用的聚合物膜的種類、厚度等適當(dāng)?shù)剡x擇。具體地說，優(yōu)選拉伸比為1.1倍-2.5倍，更優(yōu)選1.2倍-2.0倍。拉伸過程中的傳送速度沒有特別限制，但是，考慮到拉伸機(jī)的加工精度、穩(wěn)定性等，優(yōu)選傳送速度為0.5米/分鐘到30米/分鐘，更優(yōu)選1米/分鐘到20米/分鐘。上述拉伸條件能夠提供不僅滿足預(yù)期的光學(xué)性能還具有優(yōu)異的光學(xué)均勻性地相位差膜。
B.偏光元件B-1.偏光元件的概述圖2A到2C各自是說明根據(jù)本發(fā)明的偏光元件的典型優(yōu)選實(shí)施方式的截面示意圖。注意，為清楚起見，圖2A到2C中各構(gòu)件的長、寬和厚度之間的比與實(shí)際構(gòu)件不同。偏光元件10配置有偏光片1和相位差膜2。在實(shí)際應(yīng)用中，偏光元件可以在偏光片1的外側(cè)(沒有相位差膜2的一側(cè))上包括任何合適的保護(hù)層。圖2A顯示了一個(gè)實(shí)施方式，其中偏光元件10在偏光片1的一側(cè)配置有相位差膜2(不通過粘合層)。在這樣的實(shí)施方式中，相位差膜也充當(dāng)偏光片一側(cè)的保護(hù)層，從而有助于減少偏光元件的厚度。根據(jù)這樣的實(shí)施方式的偏光元件可以通過以下方法制作例如，利用毛細(xì)現(xiàn)象，在偏光片和相位差膜之間引入有機(jī)溶劑；然后用有機(jī)溶劑使得偏光片和相位差膜彼此粘附。圖2B顯示了一個(gè)實(shí)施方式，其中偏光元件10在偏光片1的一側(cè)上通過粘合層3配置有相位差膜2。在這樣的實(shí)施方式中，相位差膜也充當(dāng)偏光片一側(cè)的保護(hù)層，從而有助于減少偏光元件的厚度。而且，這樣的實(shí)施方式可以提供包括即使在高溫和高濕環(huán)境中也幾乎不會(huì)彼此剝離的偏光片和相位差膜的偏光元件。圖2C顯示一個(gè)實(shí)施方式，其中偏光元件10通過粘合層3在偏光片1的一側(cè)配置有保護(hù)層4，并且通過粘合層5在保護(hù)層4的一側(cè)(與偏光片1相對(duì)的一側(cè))配置有相位差膜2。這樣的實(shí)施方式可以提供包括即使在高溫和高濕環(huán)境中也幾乎不會(huì)彼此剝離的偏光片和相位差膜的偏光元件。而且，這樣的實(shí)施方式可以提供幾乎不會(huì)因?yàn)槠馄氖湛s應(yīng)力而引起相位差膜的偏移和相位差值的不均勻的偏光元件。本發(fā)明的偏光元件不限于上述實(shí)施方式所述的那些，在圖2A到2C所示的構(gòu)件之間可以配置其它構(gòu)件。下文中，將給出對(duì)于本發(fā)明的偏光元件的構(gòu)件的詳細(xì)說明。
B-2.偏光片在本發(fā)明的說明書中，偏光片是指能夠?qū)⒆匀还饣蚱窆廪D(zhuǎn)化成合適的偏振光的光學(xué)膜。任何合適的偏光片可以被用作用于本發(fā)明的偏光板的偏光片。優(yōu)選使用能夠?qū)⒆匀还饣蚱窆廪D(zhuǎn)化成線性偏振光的膜。
偏光片可以具有任何合適的厚度。偏光片的厚度通常為5μm至80μm，優(yōu)選10μm至50μm，更優(yōu)選20μm至40μm。偏光片的厚度在上述范圍內(nèi)能夠提供優(yōu)異的光學(xué)性能和機(jī)械強(qiáng)度。
優(yōu)選偏光片的透光率(單軸透射率)在23℃下使用波長為440nm的光測(cè)量為大于或者等于41％，更優(yōu)選大于或者等于43％。單軸透射率的理論上限為50％。優(yōu)選偏振度為99.8％-100％，更優(yōu)選99.9％-100％。透光率和偏振度在上述范圍內(nèi)能夠進(jìn)一步增大使用本發(fā)明的偏光元件的液晶顯示裝置的法線方向的對(duì)比度。
單軸透射率和偏振度可以使用分光光度計(jì)“DOT-3”(商品名，Murakami(村上)色彩技術(shù)研究所制造)來測(cè)定。偏振度可以通過以下方式來測(cè)定測(cè)量偏光片的平行透光率(H0)和垂直透光率(H90)；并且使用下列方程式。偏振度(％)＝{(H0-H90)/(H0+H90)}1/2×100。平行透光率(H0)是指通過將兩個(gè)同樣的偏光片堆疊為使得其各自的吸收軸彼此平行而制造的平行層積偏光片的透光率。垂直透光率(H90)是指通過將兩個(gè)同樣的偏光片堆疊為使得其各自的吸收軸彼此垂直而制造的垂直層積偏光片的透光率。透光率指的是根據(jù)JIS Z8701-1982，通過兩度視場(chǎng)(C源)經(jīng)過顏色校正而獲得的Y值。
優(yōu)選上述偏光片由含有聚乙烯醇類樹脂作為主要成分的聚合物膜的拉伸膜形成，其含有二色性物質(zhì)。含有聚乙烯醇類樹脂作為主要成分的聚合物膜通過例如JP 2000-315144A的[實(shí)施例1]所述的方法支撐，該專利在此并入作為參考。
所使用的聚乙烯醇類樹脂可以通過以下方法制備聚合乙烯酯類單體以得到乙烯酯類聚合物；然后使乙烯酯類聚合物皂化以便將乙烯酯單元轉(zhuǎn)化成乙烯醇單元。乙烯酯類單體的例子包括甲酸乙烯酯、乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、戊酸乙烯酯、月桂酸乙烯酯、硬脂酸乙烯酯、安息香酸乙烯酯、新戊酸乙烯酯和柯赫酸乙烯酯。其中，優(yōu)選乙酸乙烯酯。
聚乙烯醇類樹脂可以具有任何合適的平均聚合度。優(yōu)選平均聚合度為1,200-3,600，更優(yōu)選1,600-3,200，最優(yōu)選1,800-3,000。聚乙烯醇類樹脂的平均聚合度可以通過根據(jù)JIS K6726-1994的方法來測(cè)定。
從偏光片的耐久性考慮，優(yōu)選聚乙烯醇類樹脂的皂化度為90.0mol％至99.9mol％，更優(yōu)選95.0mol％至99.9mol％，最優(yōu)選98.0mol％至99.9mol％。
皂化度指的是實(shí)際上被皂化成乙烯酯單元的單元與可以通過皂化被轉(zhuǎn)化成乙烯酯單元的單元的比率。聚乙烯醇類樹脂的皂化度可以根據(jù)JIS K6726-1994來測(cè)定。
要被用作偏光片的含有聚乙烯醇類樹脂作為主要組分的聚合物膜可以優(yōu)選含有多元醇作為增塑劑。多元醇的例子包括乙二醇、甘油、丙二醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇和三羥甲基丙烷。多元醇可以單獨(dú)使用或者組合使用。在本發(fā)明中，從拉伸性、透明性、熱穩(wěn)定性等的角度來看，優(yōu)選使用乙二醇或者甘油。
將聚乙烯醇類樹脂中的總固體含量作為100，優(yōu)選本發(fā)明中多元醇的用量為1-30(重量比)，更優(yōu)選3-25(重量比)，最優(yōu)選5-20(重量比)。多元醇的用量在上述范圍內(nèi)能夠進(jìn)一步增強(qiáng)著色性或拉伸性。
任何合適的二色性物質(zhì)可以被用作二色性物質(zhì)。其具體例子包括碘和二色性染料。在本發(fā)明的說明書中，術(shù)語“二色性”指的是光吸收在光學(xué)軸方向及與其垂直的方向的兩個(gè)方向上不同的光學(xué)各向異性。
二色性染料的例子包括紅BR、紅LR、紅R、粉紅LB、品紅BL、棗紅GS、天藍(lán)LG、檸檬黃、藍(lán)BR、藍(lán)2R、深藍(lán)RY、綠LG、紫羅蘭LB、紫羅蘭B、黑H、黑B、黑GSP、黃3G、黃R、橙3R、深紅GL、深紅KGL、剛果紅、亮紫BK、Supra藍(lán)G、Supra藍(lán)GL、直接天藍(lán)、直接耐曬橙S(Direct Fast Orange S)和耐曬黑(Fast Black)。
將參照?qǐng)D3描述生產(chǎn)偏光片的方法的例子。圖3是顯示本發(fā)明中所使用的偏光片的典型生產(chǎn)過程的原理示意圖。例如，將含有聚乙烯醇類樹脂作為主要組分的聚合物膜201從送料輥200進(jìn)料，浸入碘的水溶液浴210中，隨后在通過不同速度比的輥211和212所產(chǎn)生的膜的縱向張力下進(jìn)行膨脹和著色處理。接著，將膜浸入到含有硼酸和碘化鉀的水溶液的浴220中，然后通過不同速度比的輥221和222所產(chǎn)生的膜的縱向張力下進(jìn)行交聯(lián)處理。經(jīng)過交聯(lián)處理的膜通過輥231和232浸入到含有碘化鉀的水溶液的浴230中，并且進(jìn)行水洗處理。經(jīng)過水洗處理的膜通過干燥設(shè)備240進(jìn)行干燥以調(diào)節(jié)其含濕量，然后在卷繞部件(take up)260中卷繞起來。含有聚乙烯醇類樹脂作為主要組分的聚合物膜可以通過上述方法拉伸到原始長度的5-7倍，從而提供偏光片250。
偏光片可以具有任何合適的含濕量。更具體地說，優(yōu)選含濕量為5％-40％，更優(yōu)選10％-30％，最優(yōu)選20％-30％。
除上述偏光片外，本發(fā)明中所使用的偏光片的進(jìn)一步的例子包括通過對(duì)含有二色性物質(zhì)的聚合物膜進(jìn)行拉伸而制備的偏光片、通過使含有二色性物質(zhì)和液晶化合物的液晶組合物在特定方向上配向而制備的賓/主型O-型偏光片(US 5,523,863)、和通過使溶致液晶在特定方向上配向而制備的E-型偏光片(US 6,049,428)。
B-3.粘合層參考圖2B和2C，粘合層3和5各自被配置在偏光片1和相位差膜2之間、偏光片1和保護(hù)層4之間或者保護(hù)層4和相位差膜2之間，以將構(gòu)件連接在一起。粘合層沒有特別限制，只要其用于將構(gòu)件連接在一起。其可以使用的例子包括粘合層、壓敏粘合層和結(jié)合層(anchorcoat layer)。
任何合適的粘合劑可以用于形成粘合層，優(yōu)選粘合劑是具有優(yōu)異的透明性、熱穩(wěn)定性、低的雙折射等的材料。其具體例子包括水性粘合劑、熱塑性粘合劑、熱熔性粘合劑、橡膠類粘合劑、熱固性粘合劑、單體反應(yīng)型粘合劑、無機(jī)粘合劑和天然粘合劑。從優(yōu)異的光學(xué)透明性、耐氣候性和耐熱性的角度出發(fā)，其優(yōu)選的例子包括含有脂肪族異氰酸酯作為主要成分的單體反應(yīng)型粘合劑“Takenate 631”(商品名，購自Mitsui Takeda(三井武田)化學(xué)株式會(huì)社)；和含有具有乙酰乙?；母男跃垡蚁┐甲鳛橹饕煞值乃哉澈蟿癎OHSEFIMER Z系列”(商品名，購自Nippon(日本)合成化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社)。粘合層的厚度可以根據(jù)用作粘附體的樹脂的種類、粘合強(qiáng)度、粘合劑的使用環(huán)境等適當(dāng)?shù)卮_定。優(yōu)選粘合層的厚度為0.01μm至50μm，更優(yōu)選0.05μm至20μm，最優(yōu)選0.1μm至到10μm。
任何合適的壓敏粘合劑可以用于形成壓敏粘合層。優(yōu)選具有優(yōu)異的透明性、熱穩(wěn)定性、低的雙折射等的材料。壓敏粘合劑的具體例子包括溶劑型壓敏粘合劑、非水乳液型壓敏粘合劑、水性壓敏粘合劑、熱熔性壓敏粘合劑、液體硬化型壓敏粘合劑、硬化型壓敏粘合劑以及在壓延中使用的壓敏粘合劑。從優(yōu)異的光學(xué)透明性、合適的壓敏粘合性能(例如濕潤性、凝聚性和粘附性)、以及優(yōu)異的耐氣候性和耐熱性的角度出發(fā)，優(yōu)選使用的壓敏粘合劑是含有丙烯酸聚合物作為基礎(chǔ)聚合物的溶劑型壓敏粘合劑(也稱為丙烯酸壓敏粘合劑)。其具體例子是含有丙烯酸壓敏粘合劑作為壓敏粘合劑層的雙面光帶“SK-2057”(商品名，購自Soken(綜研)化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社)。優(yōu)選壓敏粘合層的厚度為1μm至100μm，更優(yōu)選5μm至80μm，最優(yōu)選10μm至到50μm。
任何合適的壓敏粘合劑可用于形成結(jié)合層的材料，優(yōu)選壓敏粘合劑是具有優(yōu)異的透明性、熱穩(wěn)定性、低的雙折射等的材料。其具體例子包括各自含有聚酯、聚丙烯(polyacryl)、聚氨酯、聚偏二氯乙烯等作為主要成分的熱塑性樹脂組合物。熱塑性樹脂中，優(yōu)選使用含有聚酯作為主要成分的熱塑性樹脂作為形成結(jié)合層的材料。更優(yōu)選使用含有通過聚氨酯和聚酯的共聚而獲得的改性聚酯作為主要成分的熱塑性樹脂作為形成結(jié)合層的材料。這樣的改性聚酯通過JP 08-122969A中第 到 段所述的方法制備，該專利在此并入作為參考。改性聚酯的具體例子是“VYLON UR系列”(商品名，購買自Toyobo(東洋紡)株式會(huì)社)。
使用任何合適的涂布器的涂布方法可以被用作形成粘合層的方法。涂布器的具體例子包括反向輥涂布器、正旋輥涂布器、凹版式涂布器、刮刀式涂布器、棒式涂布器、槽孔涂布器、幕簾式涂布器、噴注式涂布器、氣刀涂布器、吻合式涂布器、浸漬涂布器、液滴涂布器、刮板式涂布器、流延涂布器、噴霧涂布器、自旋涂布器、擠出式涂布器和熱熔式涂布器。其中，本發(fā)明中所使用的涂布器的優(yōu)選例子包括反向輥涂布器、正旋輥涂布器、凹版式涂布器、棒式涂布器、槽孔涂布器、幕簾式涂布器、噴注式涂布器和自旋涂布器。采用上述涂布器的涂布方法能夠形成具有優(yōu)異的表面均勻性和光學(xué)均勻性的非常薄的粘合層。
任何合適的方法可以被用作將粘合層層積在各構(gòu)件(例如偏光片、保護(hù)層或者相位差膜)的表面上的方法。其具體例子包括熱熔層積、非溶劑層積、濕層積和干層積。在使用粘合層或者結(jié)合層作為粘合層的情況下本發(fā)明優(yōu)選采用濕層積，而在使用壓敏粘合層作為粘合層的情況下本發(fā)明優(yōu)選采用干層積。
B-4.保護(hù)層優(yōu)選使用具有優(yōu)異的透明性、機(jī)械強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性、防水性等的材料作為形成保護(hù)層的材料。其具體例子包括熱固性樹脂、紫外固化樹脂、熱塑性樹脂、熱塑性彈性體和生物降解塑料。其中，優(yōu)選使用熱塑性樹脂。熱塑性樹脂可以是非結(jié)晶聚合物或者結(jié)晶聚合物。非結(jié)晶聚合物的優(yōu)點(diǎn)在于表現(xiàn)出優(yōu)異的透明性，而結(jié)晶聚合物的優(yōu)點(diǎn)在于表現(xiàn)出優(yōu)異的剛度、強(qiáng)度和耐化學(xué)性。
熱塑性樹脂的例子包括通用塑料，例如聚乙烯、聚丙烯、聚降冰片烯、聚氯乙烯、纖維素乙酸酯(cellulose aceate)、聚苯乙烯、ABS樹脂、AS樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醋酸乙烯酯、聚偏二氯乙烯和來自纖維原材料的樹脂；通用工程塑料，例如聚酰胺、聚縮醛、聚碳酸酯、改性聚苯醚、聚對(duì)苯二甲酸丁二酯和聚對(duì)苯二甲酸乙二酯；和超級(jí)工程塑料，例如聚苯硫醚、聚砜、聚醚砜、聚醚醚酮、多芳基化物、液晶聚合物、聚酰胺酰亞胺、聚酰亞胺和聚四氟乙烯。熱塑性樹脂可以在適當(dāng)?shù)木酆衔锔男院笫褂?。聚合物改性的例子包括共聚、分?branching)、交聯(lián)以及在分子末端和立構(gòu)規(guī)整性的改性。注意在本發(fā)明中，保護(hù)層不限于上述的那些物質(zhì)。
市售的聚合物膜可以被用作保護(hù)層。其例子包括“FUJITAC”(商品名，購自Fuji(富士)膠片工業(yè)株式會(huì)社)、“ZEONOR”(商品名，購買自Zeon(曾榮)株式會(huì)社)和“ARTON”(商品名，購自JSR株式會(huì)社)。其進(jìn)一步的例子包括JP 2001-343529A(WO 01/37007)中所述的聚合物膜，例如含有異丁烯和N-甲基馬來酰亞胺的交替共聚物和/或丙烯腈/苯乙烯共聚物的樹脂組合物的聚合物膜。
保護(hù)層可以具有任何合適的厚度。保護(hù)層的厚度通常為5μm到150μm，優(yōu)選10μm到120μm，更優(yōu)選20μm到100μm。厚度處于上述范圍內(nèi)可以提供優(yōu)異的光學(xué)性能和機(jī)械強(qiáng)度。
C.液晶面板C-1.液晶面板的概述圖4A到4D各自是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的液晶面板的透視示意圖。液晶面板100配置有液晶單元50和本發(fā)明的偏光元件10。在圖4A和4B的每一個(gè)中，液晶面板100配置有在液晶單元50的一側(cè)的偏光元件10(相位差膜2和偏光片1的層積體)、以及在液晶單元50的另一側(cè)的合適的光學(xué)膜30(典型地，保護(hù)層或者另一個(gè)相位差膜)和偏光片20。圖4A顯示了相位差膜2的慢軸基本平行于偏光片1的吸收軸的情況，而圖4B顯示了相位差膜2的慢軸基本垂直于偏光片1的吸收軸的情況。在圖4C中，液晶面板100配置有在液晶單元50的一側(cè)上的偏光元件10(相位差膜2和偏光片1的層積體)和合適的光學(xué)膜30(典型地，保護(hù)層或者另一個(gè)相位差膜)、以及在液晶單元50的另一側(cè)上的偏光片20。圖4C顯示了相位差膜2的慢軸基本垂直于偏光片1的吸收軸的情況，但相位差膜2的慢軸也可以基本平行于偏光片1的吸收軸。圖4A到4C所示的實(shí)施方式各自可以使得液晶面板的斜向漏光減少并且使得液晶面板的斜向?qū)Ρ榷仍龃?。在圖4D中，液晶面板100配置有在液晶單元50的兩側(cè)上的偏光元件10(10′)、在液晶單元50的一側(cè)上的合適的光學(xué)膜30(典型地，保護(hù)層或者另一個(gè)相位差膜)。相位差膜2被配置成使其慢軸與偏光片1(1′)的吸收軸基本成45°。圖4D所示的實(shí)施方式允許將圓偏振板(circularlypolarizing plate)用于偏光元件10(10′)。
在本發(fā)明的說明書中，短語“基本平行”包括相位差膜2的慢軸與偏光片1的吸收軸形成0°±2.0°的情況，優(yōu)選0°±1.0°，更優(yōu)選0°±0.5°。短語“基本垂直”包括相位差膜2的慢軸與偏光片1的吸收軸形成90°±2.0°的情況，優(yōu)選90°±1.0°，更優(yōu)選90°±0.5°。短語“基本成45°”包括相位差膜2的慢軸與偏光片1的吸收軸形成45°±2.0°的情況，優(yōu)選45°±1.0°，更優(yōu)選45°±0.5°。角度極大地偏離上述范圍易于導(dǎo)致液晶面板的正面對(duì)比度和斜向?qū)Ρ榷冉档?。在下文中，將詳?xì)說明本發(fā)明的液晶面板的構(gòu)件。
C-2.液晶單元用于本發(fā)明的液晶面板的液晶單元配置有一對(duì)基板、和配置在基板對(duì)之間作為顯示介質(zhì)的液晶層。一個(gè)基板(主動(dòng)矩陣基板)配置有用于控制液晶的電光性能的開關(guān)元件(典型地，TFT，未顯示)；用于為開關(guān)元件提供門信號(hào)的掃描線(未顯示)和用于為其提供源信號(hào)的信號(hào)線(未顯示)。另一個(gè)基板(濾色片基板)配置有濾色片。濾色片也可以配置在主動(dòng)矩陣基板中。基板對(duì)之間的距離(單元間隙)通過隔離物(未顯示)來控制。由例如聚酰亞胺形成的配向膜(未顯示)被配置在與液晶層相接觸的每一個(gè)基板的一側(cè)上。
優(yōu)選液晶層含有向列型液晶，該向列型液晶在沒有電場(chǎng)的情況下，以選自扭轉(zhuǎn)配向(twisted alignment)、垂直配向、均勻配向、彎曲配向和混合配向中地至少一種分子配向而配向。扭轉(zhuǎn)配向指的是液晶分子基本平行于兩個(gè)基板的表面而配向并且配向方向在基板之間扭轉(zhuǎn)90°的狀態(tài)。采用在沒有電場(chǎng)的情況下以扭轉(zhuǎn)配向來配向的向列型液晶的驅(qū)動(dòng)模式的典型例子是扭轉(zhuǎn)向列(TN)模式。垂直配向指的是液晶分子基本垂直于兩個(gè)基板的表面而配向的狀態(tài)。采用在沒有電場(chǎng)的情況下以垂直配向來配向的向列型液晶的驅(qū)動(dòng)模式的典型例子是垂直配向(VA)模式。均勻排列指液晶分子基本平行于兩個(gè)基板的表面配向的狀態(tài)。采用在沒有電場(chǎng)的情況下以均勻配向來配向的向列型液晶的驅(qū)動(dòng)模式的典型例子是面內(nèi)切換模式(IPS)和均勻ECB模式。彎曲排列指的是如下狀態(tài)其中液晶分子被配置為基本平行于一個(gè)基板的表面，并且被配置為持續(xù)不斷地改變角度以基本垂直于朝向液晶層中心的基板的表面并且基本平行于遠(yuǎn)離液晶層中心的另一個(gè)基板的表面。采用在沒有電場(chǎng)的情況下以彎曲配向來配向的向列型液晶的驅(qū)動(dòng)模式的典型例子是光學(xué)補(bǔ)償彎曲(OCB)模式?；旌吓湎蛑傅氖侨缦聽顟B(tài)其中液晶分子基本垂直于一個(gè)基板的表面而配向，并且在一個(gè)方向上平行于另一個(gè)基板的表面而配向(因此，液晶分子的配向在兩個(gè)基板之間連續(xù)彎曲90°)。采用在沒有電場(chǎng)的情況下以混合配向來配向的向列型液晶的驅(qū)動(dòng)模式的典型例子是混合配向向列(hybrid alignmentnematic)(HAN)模式。
根據(jù)目的，任何合適的向列型液晶可用作向列型液晶。例如，向列型液晶可具有正介電各向異性或負(fù)介電各向異性。優(yōu)選具有負(fù)介電各向異性的向列型液晶用于VA模式的液晶顯示裝置中。具有正介電各向異性的向列型液晶的具體例子包括“ZLI-4535”(商品名，日本Merck(默克)公司提供)。具有負(fù)介電各向異性的向列型液晶的具體例子包括“ZLI-2806”(商品名，日本Merck(默克)公司提供)。尋常光折射率(no)與非尋常光折射率(ne)之間的差值，即，雙折射(ΔnLC)，可以根據(jù)液晶單元的響應(yīng)速度、透光率等適當(dāng)?shù)剡x擇。
根據(jù)目的，任何合適的單元間隙可用作液晶單元的單元間隙(基板之間的距離)。但是，優(yōu)選單元間隙為1.0μm到7.0μm。單元間隙在上述范圍內(nèi)能夠減少響應(yīng)時(shí)間并且提供良好的顯示性能。
C-3.另一個(gè)相位差膜在本發(fā)明中，根據(jù)液晶單元的驅(qū)動(dòng)模式可以使用任何合適的相位差膜(根據(jù)液晶單元的驅(qū)動(dòng)模式，可以省略另一個(gè)相位差膜)。參照?qǐng)D4A到4D，另一個(gè)相位差膜30被配置在液晶單元50與偏光片20之間，或者在液晶單元50與相位差膜2(2′)之間。注意，在圖4A到4D的每一個(gè)中，一個(gè)相位差膜30被配置在液晶單元50的一側(cè)。但是，兩個(gè)相位差膜30可以被配置在液晶單元50的一側(cè)，或者一個(gè)或多個(gè)相位差膜可以被配置在液晶單元的每一側(cè)。在使用另外的兩個(gè)或多個(gè)相位差膜的情況下，相位差膜可以是彼此相同或不同的。
優(yōu)選相位差膜30用于光學(xué)補(bǔ)償或者消除液晶單元50的相位差值。圖5是說明通過使用另一個(gè)相位差膜來消除液晶單元的相位差值的原理的典型原理圖。在本發(fā)明的說明書中，短語“消除液晶單元的相位差值”指的是對(duì)相位差值進(jìn)行光學(xué)補(bǔ)償以便使液晶單元與另一個(gè)相位差膜的層積體具有由nx＝ny＝nz的關(guān)系所表達(dá)的基本各向同性的折射率分布。如圖6所示，優(yōu)選具有由nz＞nx＞ny的關(guān)系所表達(dá)的折射率分布的液晶單元(典型地，具有TN模式、OCB模式或HAN模式的驅(qū)動(dòng)模式的液晶單元)的相位差值能夠通過將具有由nx＞ny＞nz的關(guān)系所表達(dá)的折射率分布的另一個(gè)相位差膜配置為使得液晶單元的慢軸與另一個(gè)相位差膜的慢軸彼此垂直而消除，例如。為了清晰起見，圖6僅顯示了液晶單元具有由nz＞nx＞ny的關(guān)系所表達(dá)的折射率分布的情況。但是，例如，通過使用另一個(gè)具有適當(dāng)?shù)恼凵渎史植嫉南辔徊钅?，可以明顯地消除具有由nz＞nx＝ny的關(guān)系所表達(dá)的折射率分布的液晶單元的相位差值或者具有由nx＞ny＝nz的關(guān)系所表達(dá)的折射率分布的液晶單元的相位差值。
可以選擇任何合適的材料作為形成另一個(gè)相位差膜的材料。優(yōu)選使用具有優(yōu)異的透明性、機(jī)械強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性、防水性能等的材料。其具體例子包括含有熱塑樹脂作為主要成分的聚合物膜的拉伸膜；以及通過使液晶化合物以適當(dāng)?shù)呐湎蚍绞絹砼湎?，并且使配向的液晶化合物固定或者固化而制備的光學(xué)膜。注意，依照液晶單元的折射率分布(最后，相位差值)，另一個(gè)相位差膜具有合適的相位差值。
C-4.配置各構(gòu)件的方法根據(jù)目的，可以使用任何合適的方法作為配置各構(gòu)件(例如相位差膜、偏光片或者液晶單元)的方法。優(yōu)選在構(gòu)件之間配置粘合層(典型地，粘合層或壓敏粘合層)，并且將相對(duì)的構(gòu)件粘合在一起。構(gòu)件之間的間隙充填有粘合層，從而在將構(gòu)件并入到液晶顯示裝置中時(shí)，防止各個(gè)構(gòu)件的光學(xué)軸之間關(guān)系的改變和構(gòu)件磨損所致的損壞。而且，可以減少構(gòu)件之間的間隙處的界面反射，并且可以增大使用該構(gòu)件的液晶顯示裝置的法線方向和斜向的對(duì)比度。
粘合層可以具有如上述B-2部分所述的同樣范圍的厚度。粘合層可以由上述B-2部分所述的同樣材料形成。
D.液晶顯示裝置本發(fā)明的液晶面板可以用于液晶顯示裝置，例如個(gè)人計(jì)算機(jī)、液晶電視、便攜式電話或個(gè)人數(shù)字助理(PDA)；或者圖像顯示裝置，例如有機(jī)電致發(fā)光顯示器(有機(jī)EL)、投影儀、投影電視或等離子電視。特別是，優(yōu)選本發(fā)明的液晶面板用于液晶顯示裝置，特別優(yōu)選用于液晶電視。
圖6是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的液晶顯示裝置的截面示意圖。液晶顯示裝置150配置有液晶面板100，配置在液晶面板100兩側(cè)上的保護(hù)層60和60′，配置在保護(hù)層60和60’外側(cè)的表面處理層70和70′，以及都配置在表面處理層70′的外側(cè)(背光(backlight)側(cè))上的亮度增強(qiáng)膜80、棱鏡片110、光導(dǎo)板120和光源130。經(jīng)過了硬膜處理、抗反射處理、防粘處理、擴(kuò)散處理(也稱作防眩處理)等的處理層被用作表面處理層70和70’。具有偏光選擇層的偏光分離膜“D-BEF系列”(商品名，Sumitomo(住友)3M株式會(huì)社制造，例如)或類似膜被用作亮度增強(qiáng)膜80。使用上述光學(xué)構(gòu)件，從而得到具有較好顯示性能的顯示裝置。在另一個(gè)實(shí)施方式中，只要得到本發(fā)明的效果，根據(jù)驅(qū)動(dòng)模式或者液晶單元的用途，圖6中所示的光學(xué)構(gòu)件可以部分省略或者由其它構(gòu)件代替。
將參照實(shí)施例和對(duì)比實(shí)施例更詳細(xì)地說明本發(fā)明。但是，本發(fā)明不限于那些實(shí)施例。實(shí)施例中的分析方法如下所述。
(1)組成比(composition ration)的測(cè)定使用核磁共振光譜分析儀“LA400”(商品名，JEOL公司制造，測(cè)量溶劑DMSO-d溶劑，頻率400MHz，所觀察的核(nucleus)1H，測(cè)量溫度25℃)，由位于0.83ppm、0.95-2.0ppm、3.5-5.0ppm和6.76ppm處的峰測(cè)定組成比。
(2)玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度的測(cè)定使用差示掃描量熱儀“DSC-6200”(商品名，Seiko(精工)電子有限公司制造)，通過根據(jù)JIS K7121(1987)的方法(用于檢測(cè)塑料轉(zhuǎn)變溫度的方法)測(cè)量玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度。具體地說，在氮?dú)夥障?氣體流速為50ml/min)將10mg的粉末樣本加熱(升溫速度為10℃/min)來進(jìn)行2次測(cè)量，并且將第二個(gè)數(shù)據(jù)作為玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度。量熱儀使用參考物質(zhì)(銦)來進(jìn)行溫度校正。
(3)測(cè)量厚度的方法少于10μm的厚度使用薄膜厚度分光光度計(jì)“多通道光電探測(cè)器(MCPD-2000)”(商品名，Otsuka(大塚)電子株式會(huì)社制造)來測(cè)量。大于或者等于10μm的厚度使用數(shù)字千分尺“KC-351C-型”(商品名，Anritsu(安立)株式會(huì)社制造)來測(cè)量。
(4)測(cè)定相位差值(Re、Rth)的方法相位差值是在23℃下使用波長為550nm的光，使用橢圓偏光光譜儀“M-220”(商品名，JASCO(日本分光)公司制造)來測(cè)量。波長為450nm和650nm的光也用于波長色散的測(cè)量。
(5)測(cè)量膜的平均折射率的方法膜的平均折射率是在23℃下使用波長為589nm的光，通過使用阿貝折射儀“DR-M4”(商品名，Atago(愛宕)株式會(huì)社制造)來測(cè)量折射率而測(cè)定。
(6)測(cè)量透光率的方法透光率是在23℃下使用波長為550nm的光，使用紫外-可見光分光光度計(jì)“V-560”(商品名，JASCO(日本分光)公司制造)來測(cè)量。
(7)測(cè)量光彈性系數(shù)的方法尺寸為2cm×10cm的樣品中心處的相位差值(23℃/550nm波長)是通過使用橢圓偏光光譜儀“M-220”(商品名，JASCO(日本分光)公司制造)在應(yīng)力(5-15N)下，同時(shí)固定樣品的兩端來測(cè)量的，然后由應(yīng)力和相位差值的函數(shù)的斜率計(jì)算光彈性系數(shù)。
(8)吸水率的測(cè)定吸水率是通過根據(jù)JIS K7209(2000)的方法(塑料的吸水率和沸水吸收率的測(cè)定方法)來測(cè)定的。試樣的尺寸為50mm×50mm，厚度為40μm-100μm。
(9)測(cè)定液晶顯示裝置的對(duì)比度的方法實(shí)施例4(下文描述)中的液晶顯示裝置的測(cè)量是在23℃下在暗室中，將背光打開一段預(yù)定時(shí)間后，通過使用下列測(cè)量設(shè)備和方法來進(jìn)行的。在液晶顯示裝置上顯示白色圖像和黑色圖像，通過使用“EZContrast 160D”(商品名，ELDIM SA制造)對(duì)顯示屏在極角為78°的方向上的所有方位方向(0°到360°)的XYZ顯示系統(tǒng)的Y值進(jìn)行測(cè)量。從白色圖像的Y值(YW)和黑色圖像的Y值(YB)來計(jì)算所有方位角的對(duì)比度“YW/YB”，從而給出了單色陰影的等高線圖。注意，極角為78°是指，將顯示屏的法線方向作為0°而傾斜78°的方向。
(10)測(cè)定液晶顯示裝置的色移的方法實(shí)施例4(下文描述)中的液晶顯示器的測(cè)量是在23℃下在暗室中，將背光打開一段預(yù)定時(shí)間后，通過使用下列測(cè)量設(shè)備和方法來進(jìn)行的。具體地說，在液晶顯示裝置上顯示黑色圖像，通過使用“EZContrast 160D”(商品名，ELDIM SA制造)對(duì)顯示屏在極角為78°的方向上的所有方位方向(0°到360°)的XYZ顯示系統(tǒng)的X值和Y值進(jìn)行測(cè)量。所測(cè)量的值被繪制在XY色度圖上。
樹脂的合成(i)將5.0g聚乙烯醇類樹脂“NH-18”(商品名，得自日本合成化學(xué)株式會(huì)社，聚合度1,800，皂化度99.0％)在105℃下干燥2小時(shí)，然后將其溶解在95ml二甲亞砜(DMSO)內(nèi)。將3.78g的2，4，6-三甲基苯甲醛(米醛)、1.81g丙醛和1.77g對(duì)甲苯磺酸一水合物加入到溶液中，然后將該溶液整體在40℃下攪拌4小時(shí)。將所得到的反應(yīng)產(chǎn)物滴加到含有2.35g碳酸氫鈉的水/乙醇溶液(體積/體積為2/1)中進(jìn)行再沉淀。將過濾所得到的聚合物溶解在四氫呋喃中，并且將溶液滴加到二乙醚中進(jìn)行再沉淀。將過濾所得到的聚合物干燥，從而獲得7.89g白色聚合物。1H-NMR測(cè)量證實(shí)該白色聚合物是具有由下列結(jié)構(gòu)式(IV)(l∶m∶n＝22∶46∶32)所代表的結(jié)構(gòu)的聚乙烯醇縮醛類樹脂。差示掃描量熱法證實(shí)該白色聚合物的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度為102℃。
[參考實(shí)施例2]樹脂的合成(ii)將5.0g聚乙烯醇類樹脂“NH-18”(商品名，得自日本合成化學(xué)株式會(huì)社，聚合度1,800，皂化度99.0％)在105℃下干燥2小時(shí)，然后將其溶解在95ml二甲亞砜(DMSO)內(nèi)。將2.02g的2，4，6-三甲基苯甲醛(米醛)和0.44g對(duì)甲苯磺酸一水合物加入到溶液中，然后將該溶液整體在40℃下攪拌2小時(shí)。向其中加入13.41g的1，1-二乙氧基乙烷(乙縮醛)，將該溶液整體在40℃下繼續(xù)攪拌2小時(shí)。然后向其中加入1.18g三乙胺，從而完成反應(yīng)。將所得到的反應(yīng)產(chǎn)物(聚合物)滴加到甲醇中進(jìn)行再沉淀。聚合物沉淀后，通過傾析去除上清液，然后向該聚合物中加入甲醇/水溶液(體積/體積為1/1)，從而對(duì)該聚合物進(jìn)行清洗。將過濾所得到的聚合物干燥，從而獲得7.50g白色聚合物。1H-NMR測(cè)量證實(shí)該白色聚合物是具有由下列結(jié)構(gòu)式(V)(l∶m∶n＝21∶58∶21)所代表的結(jié)構(gòu)的聚乙烯醇縮醛類樹脂。差示掃描量熱法證實(shí)該白色聚合物的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度為120℃。
[參考實(shí)施例3]聚合物膜的制作(i)將在參考實(shí)施例2中所獲得的17.7重量份的聚乙烯醇縮醛類樹脂(結(jié)構(gòu)式(V)，l∶m∶n＝21∶58∶21)溶解于100重量份的甲苯，從而制成溶液。使用comma涂布器將該溶液均勻涂布到聚對(duì)苯二甲酸乙二酯膜“Lumirror S27-E”(商品名，得自Toray(東麗)工業(yè)株式會(huì)社，厚度為75μm)的表面上。將其整體在多室空氣循環(huán)干燥爐(誤差±1℃)內(nèi)從在低溫80℃保持20分鐘、在120℃保持20分鐘并且在140℃保持30分鐘來逐漸升溫而進(jìn)行干燥，從而制成干燥后厚度為155μm、殘留揮發(fā)物含量為2％的聚合物膜。該聚合物膜的透光率為90％，并且其吸水率為3％。
樹脂的合成(iii)將具有由下列結(jié)構(gòu)式(VI)所代表的結(jié)構(gòu)的單體A和具有由下列結(jié)構(gòu)式(VII)所代表的結(jié)構(gòu)的單體B以A/B為32/68(mol/mol)的比率溶解在氫氧化鈉水溶液中，并且向其中加入少量氫硫化物。接著，將二氯甲烷加入到混合物中，然后在20℃下將光氣吹入到混合物中60分鐘。將對(duì)叔丁基苯酚加入到所得到的反應(yīng)溶液中以進(jìn)行乳化。然后，向其中加入三乙胺，并且將其整體在30℃下攪拌3小時(shí)，從而完成反應(yīng)。反應(yīng)完成后，從反應(yīng)溶液中分離出有機(jī)層，然后蒸發(fā)出二氯甲烷，從而獲得不透明白色聚合物。1H-NMR測(cè)量證實(shí)該不透明白色聚合物是聚碳酸酯類樹脂，其具有與所使用的原料基本相同的組成比。差示掃描量熱法證實(shí)該不透明白色聚合物的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度為227℃。

[參考實(shí)施例5]聚合物膜的制作(ii)將在參考實(shí)施例4中所獲得的聚碳酸酯類樹脂(17.7重量份)溶解在二氯甲烷(100重量份)中，從而制成溶液。使用comma涂布器將該溶液均勻涂布到聚對(duì)苯二甲酸乙二酯膜“Lumirror S27-E”(商品名，得自Toray(東麗)工業(yè)株式會(huì)社，厚度為75μm)的表面上。將其整體在多室空氣循環(huán)干燥爐(誤差±1℃)內(nèi)從在低溫30℃保持20分鐘、在60℃保持20分鐘、并且在130℃保持30分鐘來逐漸升溫而進(jìn)行干燥，從而制成干燥后厚度為80μm并且殘留揮發(fā)物含量為1％的聚合物膜。該聚合物膜的透光率為90％。
另一個(gè)相位差膜的制作使用2，2’-二氯-4，4’，5，5’-聯(lián)苯四羧酸二酐(40mmol)和2，2-雙-(三氟甲基)-4，4’-二氨基聯(lián)苯(40mmol)作為起始物料(單體)，通過傳統(tǒng)方法合成聚酰亞胺(重均分子量為94,000，平均折射率為1.57，Δnxz為0.07)。將該聚酰亞胺(17.7重量份)溶解在甲基異丁基酮(100重量份)中，從而制成溶液。用棒式涂布器將該溶液以一個(gè)方向涂布到三乙?；w維素膜“FUJITAC UZ”(商品名，得自Fuji(富士)膠片工業(yè)株式會(huì)社)的表面上。將其整體在空氣循環(huán)式恒溫加熱爐中在135±1℃下干燥5分鐘，然后在空氣循環(huán)式恒溫加熱爐中在150±1℃下蒸發(fā)溶劑10分鐘，從而制成具有三乙?；w維素膜層和聚酰亞胺層(厚度為3.1μm)的層積體作為層積相位差膜X。層積相位差膜X的Re[550]為0.2nm，并且Rth[550]為290nm。
偏光片的制作使用輥式拉伸機(jī)，將含有聚乙烯醇作為主要組分的聚合物膜“9P75R”(商品名，得自Kuraray(可樂麗)株式會(huì)社，厚度為75μm，平均聚合度為2,400，皂化度為99.9mol％)單軸拉伸2.5倍，同時(shí)使聚合物膜在保持在30℃±3℃下并且含有碘和碘化鉀的著色浴中著色。接著，在保持在60℃±3℃并且含有硼酸和碘化鉀的水溶液中將該聚合物膜單軸拉伸到聚乙烯醇膜的原始長度的6倍，同時(shí)進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)。將所得到的膜在空氣循環(huán)式恒溫加熱爐中在50℃±1℃下干燥30分鐘，從而得到各自的含濕量為23％、厚度為28μm、偏振度為99.9％并且單軸透射率為43.5％的偏光片P1和P2。
VA模式的液晶單元的制作將液晶面板從包括VA模式(正常黑色模式)的液晶單元的市售液晶顯示裝置“32英寸TH-32LX10”(Matsushita(松下)電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社制造)中取出。去除配置在液晶單元上方和下方的多個(gè)構(gòu)件(壓敏粘合層、偏光板和相位差膜)，然后清洗液晶單元的玻璃表面(前后表面)。在不施加電場(chǎng)的情況下，該液晶單元的Rth[550]為320nm。
相位差膜的制作(i)將雙軸拉伸聚丙烯膜“TORAYFAN E60，高收縮型”(商品名，得自Toray(東麗)工業(yè)株式會(huì)社，厚度為60μm)通過丙烯酸壓敏粘合層(厚度為15μm)附著到以與參考實(shí)施例3同樣的方法所得到的聚合物膜(厚度為155μm，平均折射率為1.50，Re[550]為2.0nm，Rth[550]為2.0nm)的每一側(cè)。然后，使用輥式拉伸機(jī)，將所得到的產(chǎn)物在空氣循環(huán)式干燥爐中在141℃±1℃(距離膜背面3cm處的溫度)下拉伸1.5倍，同時(shí)固定膜的縱向，從而制成相位差膜A。表1集中顯示了所得到的相位差膜A的性能和下述實(shí)施例2和對(duì)比實(shí)施例1的相位差膜的性能。相位差膜A的一部分在空氣循環(huán)式干燥爐中在80℃±1℃下靜置100小時(shí)，相位差膜A的測(cè)量證實(shí)Re[550]的改變?cè)?％之內(nèi)，從而表明相位差膜A的相位差值具有極好的穩(wěn)定性。
表1

實(shí)施例1中所使用的雙軸拉伸聚丙烯膜在140℃下在MD方向上的收縮率為6.4％，在TD方向上的收縮率為12.8％。實(shí)施例1中所使用的丙烯酸壓敏粘合劑通過以下方法制備使用通過溶液聚合而合成的丙烯酸異壬酯(重均分子量為550,000)作為基礎(chǔ)聚合物；將基礎(chǔ)聚合物作為100重量份，混合3重量份的聚異氰酸酯化合物交聯(lián)劑“CORONATE L”(商品名，得自日本合成化學(xué)株式會(huì)社)和10重量份的催化劑“OL-1”(商品名，得自Tokyo(東京)精細(xì)化學(xué)品公司)。
相位差膜的制作(ii)除了拉伸前聚合物膜的厚度變?yōu)?0μm；拉伸溫度從141℃變?yōu)?38℃；和拉伸比從1.5倍變?yōu)?.6倍之外，以與實(shí)施例1相同的方式制作相位差膜B。表1顯示了所得到的相位差膜B的性能。
將雙軸拉伸聚丙烯膜“TORAYFAN E60，高收縮型”(商品名，得自Toray(東麗)工業(yè)株式會(huì)社，厚度為60μm)通過丙烯酸壓敏粘合層(厚度為15μm)附著到以與參考實(shí)施例5同樣的方法所得到的的聚合物膜(厚度為80μm，平均折射率為1.55，Re[550]為2.0nm，Rth[550]為5.0nm)的每一側(cè)。然后，使用輥式拉伸機(jī)，在空氣循環(huán)式干燥爐中在220℃±1℃(距離膜背面3cm處的溫度)下將所得到的產(chǎn)品拉伸1.2倍，同時(shí)固定膜的縱向，從而制成相位差膜C。表1顯示了所得到的相位差膜C的性能。
偏光元件的制作(i)將在實(shí)施例1中得到的相位差膜A通過含有帶有乙酰乙?；母男跃垡蚁┐甲鳛橹饕M分的粘合層“GOHSEFIMER Z200”(商品名，得自日本合成化學(xué)株式會(huì)社，厚度為1μm)層積到在參考實(shí)施例7中得到的偏光片P1的一側(cè)，使得相位差膜A的慢軸平行于偏光片P1的吸收軸(0°±0.5°)，從而得到偏光元件A。
偏光元件的制作(ii)將在參考實(shí)施例6中得到的層積相位差膜X通過含有具有乙酰乙?；母男跃垡蚁┐甲鳛橹饕M分的粘合層“GOHSEFIMER Z200”(商品名，得自日本合成化學(xué)株式會(huì)社，厚度為1μm)層積到在參考實(shí)施例7中得到的偏光片P2的一側(cè)，使得層積相位差膜X的慢軸平行于偏光片P2的吸收軸(0°±0.5°)，從而得到偏光元件B。
液晶面板和液晶顯示裝置的制作將在實(shí)施例3中得到的偏光元件A通過丙烯酸壓敏粘合層(厚度為20μm)層積到在參考實(shí)施例8中得到的液晶單元的觀看側(cè)(viewerside)表面，使得相位差膜A被配置在偏光片P1和液晶單元之間；并且液晶單元的長邊與偏光片P1的吸收軸彼此平行。接著，將在參考實(shí)施例9中得到的偏光元件B通過丙烯酸壓敏粘合層(厚度為20μm)層積到液晶單元的背光側(cè)，使得層積相位差膜X被配置在偏光片P2和液晶單元之間；并且液晶單元的短邊與偏光片P2的吸收軸彼此平行。
將由此得到的液晶面板A連接到背光單元，從而制成液晶顯示裝置A。在背光打開之后，液晶面板就在整個(gè)表面表現(xiàn)出良好的顯示均勻性。然后，將背光打開10分鐘，從而測(cè)量斜向?qū)Ρ榷群托毕蛏?。圖7顯示了所得到的液晶顯示裝置的斜向?qū)Ρ榷鹊牡雀呔€圖，而圖8顯示了xy色度圖。圖7顯示，對(duì)比度大于或者等于90的白色顯示部分(對(duì)比度非常高的部分)廣泛地伸展在顯示屏的所有方位方向(尤其是在垂直和水平方向上)，并且在78°極角和360°方位角處的平均斜向?qū)Ρ榷仁?4.7(最大對(duì)比度55.3，最小對(duì)比度30.9)。圖8顯示，對(duì)各方位方向的(X，Y)測(cè)量值均集中在XY色度圖的一個(gè)非常窄的區(qū)域內(nèi)，因此斜向色移小。將背光再打開3小時(shí)，視覺觀察顯示屏。結(jié)果，沒有觀察到顯示不均勻，液晶顯示裝置A具有良好的顯示均勻性。
如實(shí)施例1至4所示，具有在23℃下利用波長為550nm的光測(cè)量的光彈性系數(shù)(m2/N)的絕對(duì)值為小于或等于50×10-12并且滿足Re[450]＜Re[550]＜Re[650]和Rth[550]＜Re[550]的關(guān)系的相位差膜實(shí)際上是通過下列方法制作的將具有預(yù)定收縮率的可收縮膜附著到含有具有特定結(jié)構(gòu)的聚乙烯醇縮醛作為主要組分的聚合物膜的每一側(cè)；并對(duì)其整體進(jìn)行熱拉伸。并入了本發(fā)明的相位差膜的液晶顯示裝置顯示出良好的顯示性能(高對(duì)比度和小色移)，并且即使在背光長時(shí)間打開后仍具有良好的顯示均勻性。與此相反，對(duì)比實(shí)施例1的相位差膜滿足Re[450]＜Re[550]＜Re[650]的關(guān)系，但是卻具有大的光彈性系數(shù)的絕對(duì)值。而且，對(duì)比實(shí)施例1的相位差膜是通過與實(shí)施例相同的方法獲得的，然而，其并不滿足Rth[550]＜Re[550]的關(guān)系。
如上所述，本發(fā)明的相位差膜具有小的光彈性系數(shù)的絕對(duì)值并且顯示出反向波長色散性能，因此對(duì)改進(jìn)液晶顯示裝置的顯示性能非常有用。所以，本發(fā)明的液晶面板可以適用于液晶顯示裝置或液晶電視。
在不偏離本發(fā)明的范圍和精神的情況下，許多其它的改變對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見和容易實(shí)施的。因此，應(yīng)當(dāng)理解，所附權(quán)利要求的范圍不意味著受說明書的細(xì)節(jié)所限制，而是廣泛的解釋。
權(quán)利要求
1.一種相位差膜，其含有在23℃下利用波長為550nm的光測(cè)量的光彈性系數(shù)(m2/N)的絕對(duì)值為小于或等于50×10-12的聚合物膜的拉伸膜，該相位差膜滿足下列表達(dá)式(1)和(2)Re[450]＜Re[550]＜Re[650]…(1)Rth[550]＜Re[550]…(2)在表達(dá)式(1)和(2)中Re[450]、Re[550]和Re[650]分別代表在23℃下利用波長為450nm、550nm和650nm的光測(cè)量的面內(nèi)相位差值；并且Rth[550]代表在23℃下利用波長為550nm的光測(cè)量的厚度方向的相位差值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相位差膜，其厚度為20μm到200μm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相位差膜，其Re[550]為20nm到400nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相位差膜，其Re[450]/Re[550]為0.70到0.99。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相位差膜，其Nz系數(shù)大于0并且小于1。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相位差膜，其Rth[550]為10nm到200nm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相位差膜，其中所述聚合物膜的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度(Tg)為90℃到185℃。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相位差膜，其中所述的聚合物膜含有具有以下通式(I)所代表的化學(xué)結(jié)構(gòu)的聚縮醛類樹脂作為主要成分 在通式(I)中R1代表氫原子，具有1到8個(gè)碳原子的直鏈、支鏈或環(huán)狀的烷基，取代或非取代的苯基，取代或非取代的萘基，取代或非取代的蒽基，或者取代或非取代的菲基；R2、R3和R4各自獨(dú)立地代表氫原子，具有1到4個(gè)碳原子的直鏈、支鏈或環(huán)狀的烷基，具有1到4個(gè)碳原子的直鏈或支鏈的烷氧基，鹵原子，鹵代烷基，硝基，氨基，羥基，氰基或者硫羥基；并且R2和R3不同時(shí)為氫原子。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的相位差膜，其中所述的聚合物膜含有具有以下通式(II)所代表的化學(xué)結(jié)構(gòu)的聚乙烯醇縮醛類樹脂作為主要成分 在通式(II)中R1代表氫原子，具有1到8個(gè)碳原子的直鏈、支鏈或環(huán)狀烷基，取代或非取代的苯基，取代或非取代的萘基，取代或非取代的蒽基，或者取代或非取代的菲基；R2、R3和R4各自獨(dú)立地代表氫原子，具有1到4個(gè)碳原子的直鏈、支鏈或環(huán)狀的烷基，具有1到4個(gè)碳原子的直鏈或支鏈的烷氧基，鹵原子，鹵代烷基，硝基，氨基，羥基，氰基或者硫羥基；R2和R3不同時(shí)為氫原子；并且l代表1或更大的整數(shù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的相位差膜，其中所述的聚合物膜含有具有以下通式(III)所代表的化學(xué)結(jié)構(gòu)的聚乙烯醇縮醛類樹脂作為主要成分 在通式(III)中R1、R5和R6各自獨(dú)立地代表氫原子，具有1到8個(gè)碳原子的直鏈、支鏈或環(huán)狀的烷基，取代或非取代的苯基，取代或非取代的萘基，取代或非取代的蒽基，或者取代或非取代的菲基；R2、R3和R4各自獨(dú)立地代表氫原子，具有1到4個(gè)碳原子的直鏈、支鏈或者環(huán)狀的烷基，具有1到4個(gè)碳原子的直鏈或者支鏈的烷氧基，鹵原子，鹵代烷基，硝基，氨基，羥基，氰基或者硫羥基；R2和R3不同時(shí)為氫原子；R7代表氫原子，具有1到8個(gè)碳原子的直鏈、支鏈或者環(huán)狀的烷基，芐基，甲硅烷基，磷基，酰基，苯甲酰基或者磺?；徊⑶襩、m和n各自代表1或者更大的整數(shù)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的相位差膜，其中將l、m和n的總量作為100mol％，l為5-30mol％，m為20-80mol％，并且n為1-70mol％。
12.一種偏光元件，其包括相位差膜和偏光片，其中所述相位差膜含有在23℃下利用波長為550nm的光測(cè)量的光彈性系數(shù)(m2/N)的絕對(duì)值為小于或等于50×10-12的聚合物膜的拉伸膜；并且所述相位差膜滿足下列表達(dá)式(1)和(2)Re[450]＜Re[550]＜Re[650]…(1)Rth[550]＜Re[550]…(2)在表達(dá)式(1)和(2)中Re[450]、Re[550]和Re[650]分別代表在23℃下利用波長為450nm、550nm和650nm的光測(cè)量的面內(nèi)相位差值；Rth[550]代表在23℃下利用波長為550nm的光測(cè)量的厚度方向的相位差值。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的偏光元件，其中所述相位差膜和所述偏光片被直接層積在一起。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的偏光元件，其中所述相位差膜和所述偏光片通過粘合層被層積在一起。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的偏光元件，進(jìn)一步包括在所述相位差膜和所述偏光片之間的保護(hù)層。
16.一種液晶面板，其包括偏光元件，其包括相位差膜和偏光片；和液晶單元，其中所述偏光元件內(nèi)的相位差膜含有在23℃下利用波長為550nm的光測(cè)量的光彈性系數(shù)(m2/N)的絕對(duì)值為小于或等于50×10-12的聚合物膜的拉伸膜；并且所述相位差膜滿足下列表達(dá)式(1)和(2)Re[450]＜Re[550]＜Re[650] …(1)Rth[550]＜Re[550] …(2)在表達(dá)式(1)和(2)中Re[450]、Re[550]和Re[650]分別代表在23℃下利用波長為450nm、550nm和650nm的光測(cè)量的面內(nèi)相位差值；并且Rth[550]代表在23℃下利用波長為550nm的光測(cè)量的厚度方向的相位差值。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的液晶面板，其中所述偏光元件被配置在所述液晶單元的一側(cè)。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的液晶面板，其中所述偏光元件被配置在所述液晶單元的兩側(cè)。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的液晶面板，其是驅(qū)動(dòng)模式選自TN模式、VA模式、IPS模式、均勻ECB模式、OCB模式和HAN模式的液晶面板。
20.一種液晶顯示裝置，其包括根據(jù)權(quán)利要求16所述的液晶面板。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種含有聚合物膜的拉伸膜的相位差膜，該聚合物膜在23℃下利用波長為550nm的光測(cè)量的光彈性系數(shù)(m
文檔編號(hào)G02F1/13GK1818723SQ20061000329
公開日2006年8月16日 申請(qǐng)日期2006年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月8日
發(fā)明者大森裕, 坂本亨枝, 杉原永惠, 伊崎章典 申請(qǐng)人:日東電工株式會(huì)社