专利名称：液晶面板和液晶显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有液晶单元、偏光片和光学元件的液晶面板。此外，本发明涉及均使用该液晶面板的液晶电视和液晶显示装置。
背景技术：
配有面内切换(IPS)模式液晶单元的液晶显示装置包括通过对在不施加电场的情况下基本上水平配向的液晶分子施加水平电场以使液晶分子旋转大约45°，从而对透光率(白色显示)和光屏蔽(黑色显示)加以控制。传统的配有IPS模式液晶单元的液晶显示装置的问题在于从与偏光片的吸收轴成45°角的斜向(方位角45°、135°、225°或315°)观看的屏幕的对比度会变差。
为了解决这个问题，公开了一种包括使用折射率分布为nx＞ny＞nz(其中，nx、ny和nz分别代表膜的慢轴方向、快轴方向和厚度方向的折射率)的λ/2板以改进斜向显示性能的技术(例如，JP 11-305217A)。但是，所公开的技术没有为斜向对比度和斜向色移提供充分的改进，因此需要进一步改进显示性能。
迄今为止，已经使用了例如聚碳酸酯类树脂、多芳基化物类树脂或聚酯类树脂的芳香族聚合物膜作为折射率分布为nx＞ny＞nz的λ/2板(例如，JP 04-305602 A或JP 05-157911 A)。但是，芳香族聚合物膜的光弹性系数大，并且其相位差值可能容易因应力而发生改变。因此，芳香族聚合物膜的问题在于如下所述的显示均匀性下降。在附着在液晶单元和偏光片之间的芳香族聚合物膜暴露在高温中的情况下，相位差值可能因收缩应力而背离设计值。此外，由于背光的热所产生的不均匀应力可能导致相位差值的不均匀。
同时，例如降冰片烯类树脂膜的脂肪族树脂膜具有小的光弹性系数。然而，脂肪族树脂膜几乎不会引起相位差，期望的相位差值不能够如在芳香族聚合物膜中那样在低拉伸比下，乃至在高拉伸比下，通过拉伸而得到。在高拉伸比下进行拉伸会产生膜断裂的问题。近年来，随着屏幕尺寸的增大和背光亮度的提高，需要对液晶面板的显示均匀性作出进一步改进。然而，如上所述的传统技术不能够提供充分满足这些需求的液晶面板。
发明内容
本发明为解决上述问题而作出，而本发明的一个目的是提供一种具有改进的斜向对比度的液晶单元的液晶面板。本发明的另一个目的是提供一种液晶面板和一种液晶显示装置，其均具有显示均匀性良好并且不会因偏光片的收缩应力或背光的热而导致相位差值偏移或不均匀的液晶单元。
为了解决上述问题，本发明的发明人进行了深入的研究，发现可以通过下述液晶面板和液晶显示装置达到上述目的，从而完成了本发明。
根据本发明一个实施方式的液晶面板包括液晶单元、配置在液晶单元两侧的偏光片、配置在一个偏光片和液晶单元之间的第一光学元件以及配置在另一个偏光片和液晶单元之间的第二光学元件，其中第一光学元件包括含有苯乙烯类树脂和聚碳酸酯类树脂并且满足以下表达式(1)和(2)的相位差膜，而第二光学元件基本上具有光学各向同性240nm≤Re[590]≤350nm …(1)0.20≤Rth[590]/Re[590]≤0.80…(2)在本发明的一个实施方式中，第一光学元件的慢轴与一个偏光片的吸收轴基本上平行并且与另一个偏光片的吸收轴基本上垂直。
在本发明的另一个实施方式中，液晶单元包括含有在不存在电场的情况下均匀配向的向列型液晶的液晶层。
在本发明的另一个实施方式中，液晶层的折射率分布为nx＞ny＝nz。
在本发明的另一个实施方式中，液晶单元包括IPS模式和FFS模式中的一种。
在本发明的另一个实施方式中，液晶单元的初始配向方向基本上平行于配置第二光学元件一侧的偏光片的吸收轴方向。
在本发明的另一个实施方式中，液晶单元的初始配向方向基本上平行于配置在液晶单元背光侧的偏光片的吸收轴方向。
在本发明的另一个实施方式中，液晶单元的初始配向方向基本上垂直于配置在液晶单元背光侧的偏光片的吸收轴方向。
在本发明的另一个实施方式中，第一光学元件的波长色散性为0.81到1.10。
在本发明的另一个实施方式中，第一光学元件包括含有苯乙烯类树脂和聚碳酸酯类树脂的单层相位差膜。
在本发明的另一个实施方式中，第一光学元件包括包含含有苯乙烯类树脂和聚碳酸酯类树脂的相位差膜的层积体。
在本发明的另一个实施方式中，将总固体含量作为100重量份时，相位差膜中苯乙烯类树脂的含量为10到40重量份。
在本发明的另一个实施方式中，相位差膜中的聚碳酸酯类树脂含有由式(5)和(6)所代表的重复单元。
在本发明的另一个实施方式中，相位差膜的光弹性系数的绝对值在23℃下使用波长为590nm的光测量为2.0×10-11到8.0×10-11m2/N。
在本发明的另一个实施方式中，第二光学元件满足以下表达式(3)和(4)0nm≤Re[590]≤10nm …(3)0nm≤Rth[590]≤20nm…(4)。
在本发明的另一个实施方式中，第二光学元件包括至少一种选自纤维素类树脂、降冰片烯类树脂以及含有异丁烯和N-甲基马来酰亚胺的交替共聚物和丙烯腈/苯乙烯共聚物的聚合物膜。
在本发明的另一个实施方式中，第二光学元件包括通过对满足以下表达式(7)和(8)的阴极C板和满足以下表达式(9)和(10)的阳极C板进行层积而制备的层积膜0nm≤Re[590]≤10nm…(7)20nm≤Rth[590]≤400nm …(8)0nm≤Re[590]≤10nm…(9)-400nm≤Rth[590]≤-20nm …(10)。
在本发明的另一个实施方式中，液晶面板在各偏光片的外侧进一步包括保护膜。
根据本发明的另一方面，提供了一种液晶电视。该液晶电视包括上述液晶面板。
根据本发明的另一方面，提供了一种液晶显示装置。该液晶显示装置包括上述液晶面板。
本发明所提供的液晶面板配有满足下述表达式(1)和(2)并且配置在一个偏光片和液晶单元之间的第一光学元件和基本上具有光学各向同性并且配置在另一个偏光片和液晶单元之间的第二光学元件，从而增大了液晶显示装置斜向的对比度。包括含有苯乙烯类树脂和聚碳酸酯类树脂的相位差膜的本发明的第一光学元件的光弹性系数小，从而防止了由于液晶面板的偏光片收缩应力或背光的热所导致的相位差值的不均匀。迄今为止还没有获得光弹性系数小并且具有nx＞nz＞ny关系的相位差膜。但是，在本发明中，将具有预定收缩比的收缩性膜附着在含有苯乙烯类树脂和聚碳酸酯类树脂的聚合物膜的一侧或两侧，然后对所得产物进行热拉伸，从而提供满足下述表达式(1)和(2)的光弹性系数小并且具有nx＞nz＞ny的关系的相位差膜。因此可以长时间保持液晶显示装置的良好显示性能。
240nm≤Re[590]≤350nm …(1)0.20≤Rth[590]/Re[590]≤0.80 …(2)(在表达式(1)和(2)中，Re[590]和Rth[590]分别代表在23℃下使用波长为590nm的光测量的膜的面内相位差值和厚度方向的相位差值。)
在附图中图1是根据本发明的优选实施方式的液晶面板的截面示意图；图2A是图1所示液晶面板的透视示意图，而图2B是根据本发明另一个优选实施方式的液晶面板的透视示意图；图3A到3H各自是说明了本发明所使用的第一光学元件的典型优选实施方式的透视示意图，包括其与偏光片吸收轴的关系；图4是显示了本发明所使用的相位差膜的典型制备方法的概念的示意图；图5A和5B各自是说明了本发明所使用的第二光学元件的典型优选实施方式的透视示意图；图6是根据本发明的优选实施方式的液晶显示装置的截面示意图；图7是显示了根据本发明的实施例1的液晶单元的显示不均匀性测量结果的照片；而图8是显示了根据对比实施例5的液晶单元的显示不均匀性测量结果的照片。
具体实施例方式
A.整个液晶面板的轮廓图1是根据本发明的优选实施方式的液晶面板的截面示意图。图2A是O-模式液晶面板的透视示意图，而图2B是E-模式的液晶面板的透视示意图。注意，为清楚起见，图1、2A和2B中各构件的长、宽和高的比例与实际构件不同。液晶面板100配有液晶单元10、配置在液晶单元10两侧的偏光片20和20′、配置在一个偏光片(图1、2A和2B中为偏光片20)和液晶单元10之间的第一光学元件30以及配置在另一个偏光片(图1、2A和2B中为偏光片20′)和液晶单元10之间的第二光学元件40。在实际应用中，可以在偏光片20和20′的外侧配置任意适合的保护膜(未显示)。图1、2A和2B都显示了第一光学元件30的慢轴和偏光片20的吸收轴彼此平行并且第二光学元件40的慢轴(检测时)与偏光片20′的吸收轴彼此平行的情况。但是，第一光学元件30的慢轴与偏光片20的吸收轴可以互相垂直，并且第二光学元件40(检测时)的慢轴与偏光片20′的吸收轴可以互相垂直。第一光学元件包括含有苯乙烯类树脂和聚碳酸酯类树脂并且满足以下表达式(1)和(2)的相位差膜，而第二光学元件基本上具有光学各向同性。
240nm≤Re[590]≤350nm …(1)0.20≤Rth[590]/Re[590]≤0.80 …(2)(在表达式(1)和(2)中，Re[590]和Rth[590]分别代表在23℃下使用波长为590nm的光测量的膜的面内相位差值和厚度方向的相位差值。
优选将偏光片20′配置为使其吸收轴基本上平行于液晶单元10的初始配向方向。优选将偏光片20配置为使其吸收轴基本上垂直于液晶单元10的初始配向方向。
本发明的液晶面板可以是所谓O-模式的或者是所谓E-模式的。术语“O-模式的液晶面板”指的是其中配置在液晶单元背光侧的偏光片的吸收轴与液晶单元的初始配向方向彼此平行的液晶面板。术语“E-模式的液晶面板”指的是其中配置在液晶单元背光侧的偏光片的吸收轴与液晶单元的初始配向方向彼此垂直的液晶面板。如图2A所示，在O-模式的液晶面板中，偏光片20和第一光学元件30优选配置在液晶单元10的观看侧，而第二光学元件40和偏光片20′优选配置在液晶单元10的背光侧。如图2B所示，在E-模式的液晶面板中，偏光片20和第一光学元件30优选配置在液晶面板10的背光侧，而第二光学元件40和偏光片20′优选配置在液晶单元10的观看侧。在本发明中，优选如图2A所示的O-模式的液晶面板，因为O-模式的配置能够实现更好的光学补偿。具体地说，在O-模式的配置中，包括相位差膜的第一光学元件被配置在远离背光的一侧，因此几乎不会受到由于背光的热所引起的负面影响，从而提供了几乎不存在显示不均匀的液晶显示装置。在下文中，将给出根据本发明的液晶面板的组件的具体说明。
B.液晶单元参考图1，本发明的液晶面板所使用的液晶单元10配有一对基板11和11和配置在基板11和11′之间作为显示介质的液晶层12。一个基板(彩色滤光片基板)11配有彩色滤光片和黑色矩阵(均未显示)。另一个基板(主动矩阵基板)11′配有用于控制液晶电光性能的开关元件(通常为TFT，未显示)、用于为开关元件提供门信号的扫描线(未显示)和用于为其提供源信号的信号线(未显示)以及像素电极和对电极(counter electrode)(均未显示)。彩色滤光片也可以配置在主动矩阵基板11′中。基板11和11′之间的距离(单元间隙)通过隔离件(spacer)(未显示)加以控制。由例如聚酰亚胺所形成的配向膜(未显示)配置在与液晶层12相接触的各基板11和11′的一侧。
优选液晶层12含有在不存在电场的情况下均匀配向的向列型液晶。该液晶层(最终成为液晶单元)的折射率分布通常为nx＞ny＝nz(其中，nx、ny和nz分别代表膜在慢轴方向、快轴方向和厚度方向的折射率)。在本发明的说明书中，ny＝nz不仅包括ny和nz完全相等的情况，也包括ny和nz基本上相等的情况。此外，短语“液晶单元的初始配向方向”指的是在不存在电场的情况下液晶层中的向列型液晶的配向提供了液晶层的最大面内折射率的方向。使用显示出这样的折射率分布的液晶层的驱动模式的典型例子包括面内切换(IPS)模式和边缘场切换(FFS)模式。
在IPS模式中，在没有电场的情况下均匀配向的向列型液晶例如通过使用电控双折射(ECB)效应在各自由金属形成的对电极和像素电极之间产生的平行于基板的电场(也称为水平电场)中作出响应。具体地说，如“Monthly Display July(显示器月刊七月号)”(第83到88页，Techno Times公司出版，1997)或者“Ekisho(液晶)vol.2，No.4”(第303到316页，Japanese Liquid Crystal Society(日本液晶学会)出版，1998)所述，正常的黑色模式通过以下方式在没有电场的情况下提供完全的黑色显示在不施加电场的情况下使液晶单元的配向方向和一个偏光片的吸收轴同向并且使偏光板在液晶单元上下彼此垂直配置。在施加电场的情况下，液晶分子旋转同时保持与基板平行，从而根据旋转角得到透射率。IPS模式包括使用V-形电极、Z形电极等的超面内切换(S-IPS)模式和高级超面内切换(AS-IPS)模式。市售的IPS模式液晶显示装置的例子包括20英寸宽的液晶电视“Wooo”(商品名，Hitachi，Ltd.(日立株式会社)制造)、19英寸液晶显示器“ProLite E481S-1”(商品名，Iiyama Corporation(饭山株式会社)制造)和17英寸TFT液晶显示器“FlexScan L565”(商品名，Eizo NanaoCorporation(艺卓株式会社)制造)。
在FFS模式中，在不存在电场的情况下均匀配向的向列型液晶例如通过使用电控双折射(ECB)效应在各自由透明导体形成的对电极和像素电极之间产生的平行于对电极基板的电场(也称为水平电场)中作出响应。这种FFS模式中的水平电场也称为边缘电场，其可以通过将各自由透明导体形成的对电极和像素电极之间的距离设定为比单元间隙窄而产生。具体地说，如“Society for Information Display(SID)(国际信息显示学会)2001 Digest”(第484到487页)或者JP2002-031812 A所述，正常的黑色模式通过以下方式在不存在电场的情况下提供完全的黑色显示在不施加电场的情况下使液晶单元的配向方向和一个偏光片的吸收轴同向并且使偏光板在液晶单元上下彼此垂直配置。在施加电场的情况下，液晶分子旋转同时保持与基板平行，从而根据旋转角得到透射率。FFS模式包括使用V形电极、Z形电极等的高级边缘场切换(A-FFS)模式或超边缘场切换(U-FFS)模式。市售的FFS模式液晶显示装置的例子包括Tablet PC“M1400”(商品名，Motion Computing公司制造)。
通过进行了配向处理的基板和向列型液晶分子之间的相互作用得到均匀配向的向列型液晶分子，其中向列型液晶分子的配向矢量平行于基板平面并且均匀配向。在本发明的说明书中，均匀配向包括配向矢量相对于基板面轻微倾斜的情况，即，向列型液晶分子预倾斜的情况。在向列型液晶预倾斜的情况中，优选预倾斜角为20°或更小以维持大的对比度并且获得良好的显示性能。
可以根据目的使用任意适合的向列型液晶作为向列型液晶。向列型液晶可以具有正介电各向异性或者负介电各向异性。具有正介电各向异性的向列型液晶的具体例子包括“ZLI-4535”(商品名，日本Merck(默克)公司制造)。具有负介电各向异性的向列型液晶的具体例子包括“ZLI-2806”(商品名，日本Merck(默克)公司制造)。可以根据液晶的响应速率、透射率等适当地设定寻常光折射率(no)和非寻常光折射率(ne)之间的差值，即，双折射率(ΔnLC)。但是通常优选双折射率为0.05到0.30。
根据目的可以使用任意适合的单元间隙作为液晶单元的单元间隙(基板之间的距离)。但是，优选单元间隙为1.0到7.0μm。单元间隙在以上范围内能够减少响应时间并且提供良好的显示性能。
C.偏光片可以根据目的使用任意适合的偏光片作为本发明所使用的偏光片。其例子包括通过在例如聚乙烯醇类膜、部分缩甲醛化的聚乙烯醇类膜或部分皂化的乙烯/醋酸乙烯酯共聚物类膜的亲水聚合物膜上吸附例如碘或二色性染料的二色性物质并且对该膜进行单轴拉伸而制备的膜和例如聚乙烯醇类膜的脱水产物或聚氯乙烯类膜的脱氯产物的多烯类取向膜。其中，因为其高偏振二色性，特别优选通过在聚乙烯醇类膜上吸附例如碘的二色性物质并且对该膜进行单轴拉伸而制备的膜。偏光片的厚度没有特别限制，但是通常为5到80μm。配置在液晶单元两侧的偏光片可以彼此相同或不同。
通过在聚乙烯醇类膜上吸附碘并且对该膜进行单轴拉伸而制备的偏光片可以通过例如以下方法进行制备将聚乙烯醇类膜浸入到碘的水溶液中以进行染色，然后将该膜拉伸到初始长度的3到7倍的长度。根据需要该水溶液可以含有硼酸、硫酸锌、氯化锌等，或者可以将该聚乙烯醇类膜浸入到碘化钾等的水溶液中。此外，根据需要可以在染色前将该聚乙烯醇类膜浸入水中进行清洗。
用水清洗该聚乙烯醇类膜不仅可以除去膜表面的污染物或者洗去防粘剂，而且提供了防止不均匀(例如由该聚乙烯醇类膜的膨胀引起的不均匀染色)的效果，例如通过聚乙烯醇类膜膨胀而造成的不均匀的染色。对该膜的拉伸可以在用碘对膜进行染色之前、之后或同时进行。拉伸可以在硼酸或碘化钾的水溶液中进行、或者在水浴中进行。
D.第一光学元件参考图1、2A和2B，第一光学元件30配置在液晶单元10和偏光片20之间。第一光学元件30包括含有苯乙烯类树脂和聚碳酸酯类树脂并且满足以下表达式(1)和(2)的相位差膜。
240nm≤Re[590]≤350nm …(1)0.20≤Rth[590]/Re[590]≤0.80 …(2)D-1.第一光学元件的光学性能在本发明的说明书中，Re[590]指的是在23℃下通过波长为590nm的光测量的面内相位差值。Re[590]能够从方程式Re[590]＝(nx-ny)×d来确定(其中，nx和ny分别代表在590nm的波长下膜慢轴方向和快轴方向的折射率，而d(nm)代表膜的厚度)。注意，慢轴指的是提供最大面内折射率的方向。
第一光学元件的Re[590]为240到350nm，优选240到300nm，更优选260到280nm，特别优选265到275nm。将Re[590]调节到测量波长的1/2左右，从而增大了液晶显示装置的斜向对比度。
在本发明的说明书中，Rth[590]指的是在23℃下通过波长为590nm的光测量的厚度方向相位差值。Rth[590]能够从方程式Rth[590]＝(nx-nz)×d来确定(其中，nx和nz分别代表在590nm的波长下膜慢轴方向和厚度方向的折射率，而d(nm)代表膜的厚度)。注意，慢轴指的是提供最大面内折射率的方向。
优选第一光学元件的Rth[590]为35到190nm，更优选90到190nm，特别优选100到165nm，最优选120到155nm。
Re[590]和Rth[590]可以使用“KOBRA-21ADH”(商品名，OjiScientific Instruments(王子科学仪器株式会社)制造)测定。折射率nx、ny和nz能够通过以下方式测定使用在23℃下使用波长为590nm的光所测量的膜的面内相位差值(Re)、通过将慢轴倾斜40°作为倾斜角所测量的相位差值(R40)、相位差膜的厚度(d)和相位差膜的平均折射率(n0)，然后使用以下方程式(i)到(vi)以进行计算数值计算。
然后，可以由以下方程式(iv)计算Rth。这里，Φ和ny′分别用以下方程式(v)和(vi)代表。
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)在本发明的说明书中，Rth[590]/Re[590]指的是在23℃下使用波长为590nm的光测量的厚度方向的相位差值和面内相位差值的比。
优选第一光学元件的Rth[590]/Re[590]为为0.2到0.8，更优选0.2到0.7，进一步优选0.2到0.6，特别优选0.4到0.6，最优选0.45到0.55。相位差膜的Rth[590]/Re[590]为0.5能够提供与角度无关的基本上恒定的相位差值，并且能够增大液晶显示装置斜向的对比度。
优选第一光学元件的波长色散性为0.81到1.10，特别优选0.95到1.05。上述范围内较小的波长色散性提供了在可见光的宽区域内的恒定相位差值。因此能够增大液晶显示装置斜向的对比度，并且能够减少斜向的色移。注意，相位差膜的波长色散性通常指的是相位差值的波长依赖性。波长色散性可以通过在23℃下使用波长为480nm和590nm的光测量的面内相位差值Re的比Re[480]/Re[590]来代表。注意，Re[480]和Re[590]分别代表在23℃下使用波长为480nm和590nm的光测量的面内相位差值。
D-2.配置第一光学元件的方式根据目的可以使用任意适合的方法作为将第一光学元件30配置在液晶单元10和偏光片20之间的方法。优选通过在第一光学元件30的两侧提供粘合层或压敏粘合层(未显示)将第一光学元件30附着在偏光片20和液晶单元10上。由此可以增大采用第一光学元件30的液晶显示装置的对比度。
可以根据预期的用途、粘合强度等适当地设定粘合或压敏粘合层的厚度。然而，其厚度通常为1到500μm，优选5到200μm，特别优选10到100μm。
可以使用任意适合的粘合剂或压敏粘合剂来形成粘合层或压敏粘合层。其例子包括各自含有例如丙烯酸聚合物、聚硅氧烷类聚合物、聚酯、聚氨基甲酸酯、聚酰胺、聚乙烯醚、醋酸乙烯酯/氯乙烯共聚物、改性聚烯烃、环氧类聚合物、氟类聚合物或橡胶类聚合物(例如天然橡胶类聚合物或合成橡胶类聚合物)的聚合物作为基础聚合物的那些，以上所列出的聚合物可以适当地选择和使用。特别地，从优异的光学透明度、包括适度的湿润性、粘结性(cohesiveness)和粘合性(adhesiveness)的粘合性质以及优异的耐气候性和耐热性的角度出发，优选使用丙烯酸压敏粘合剂。
优选第一光学元件30这样配置使其慢轴基本上平行或垂直于邻接的偏光片20的吸收轴。更优选第一光学元件30这样配置使其慢轴基本上平行于邻接的偏光片20的吸收轴，从而允许膜的辊式制备并且促进膜的粘附。由此可以显著改进制备效率。在本发明的说明书中，短语“基本上平行”包括第一光学元件30的慢轴和偏光片20的吸收轴成0°±2.0°的角度的情况，优选0°±1.0°，更优选0°±0.5°。在本发明的说明书中，短语“基本上垂直”包括第一光学元件30的慢轴和偏光片20的吸收轴成90°±2.0°的角度的情况，优选90°±1.0°，更优选90°±0.5°。角度极大地偏离上述范围可能导致偏光板的偏振度下降和当第一光学元件用于液晶显示装置时对比度的下降。
D-3.第一光学元件的结构第一光学元件的结构(层积结构)没有特别限制，只要第一光学元件包括含有苯乙烯类树脂和聚碳酸酯类树脂的相位差膜，并且第一光学元件满足上述D-1部分所述的光学性能。具体地说，第一光学元件可以是含有苯乙烯类树脂和聚碳酸酯类树脂的单层相位差膜、两个或更多相位差膜的层积体或者相位差膜和其它膜(优选各向同性膜)的层积体。优选第一光学元件为单层相位差膜以便降低由于偏光片的收缩应力或背光的热所造成的相位差值的偏移或不均匀并且减少液晶面板的厚度。作为层积体的第一光学元件可以包括粘合层、压敏粘合层等。在作为层积体的第一光学元件包括两个或更多相位差膜和/或两个或更多其它膜的情况下，各相位差膜和/或其它膜可以彼此相同或不同。以下将详细说明聚碳酸酯类树脂、苯乙烯类树脂以及其它膜。
可以根据要使用的相位差膜的数目适当地选择用作第一光学元件的相位差膜的Re[590]。例如，在第一光学元件由单层相位差膜形成的情况下，优选相位差膜的Re[590]等于第一光学元件的Re[590]。因此，优选用于将第一光学元件层积在偏光片或液晶单元上的压敏粘合层、粘合层或类似物的相位差尽可能地小。此外，在第一光学元件是包括两个或更多相位差膜的层积体的情况下，优选相位差膜的总Re[590]设计为等于第一光学元件的Re[590]。具体地说，在使用两个相位差膜的情况下，优选使用Re[590]各自为100到175nm的相位差膜。此外，优选两个相位差膜的慢轴彼此平行进行层积。
不论所使用的相位差膜的数量，优选相位差膜的Rth[590]/Re[590]等于第一光学元件的Rth[590]/Re[590]。例如，可以通过对Rth[590]/Re[590]各自为0.5而Re[590]为140nm的两个相位差膜以各自的慢轴彼此平行的方式进行层积从而得到Rth[590]/Re[590]为0.5而Re[590]为280nm的光学元件。
优选第一光学元件的总厚度为10到200μm，更优选15到150μm，特别优选40到100μm，最优选50到80μm。第一光学元件具有上述范围内的厚度，从而提供了具有优异光学均匀性的液晶显示装置。
图3A到3H各自为说明本发明所使用的第一光学元件的典型优选实施方式的透视示意图，包括其与偏光片吸收轴的关系。图3A到和3B各自显示了第一光学元件30为单层相位差膜的情况。图3A显示了相位差膜(第一光学元件)30的慢轴平行于偏光片20的吸收轴的情况，而图3B显示了相位差膜(第一光学元件)30的慢轴垂直于偏光片20的吸收轴的情况。在该实施方式中，相位差膜也充当液晶单元一侧上的偏光片的保护膜，从而有助于减少液晶单元的厚度。此外，从使由于偏光片的收缩应力或背光的热所导致的相位差值的偏移或不均匀减小的效果的角度考虑，优选这些实施方式。图3C和3D各自显示了第一光学元件30是一个相位差膜31和其它膜(优选各向同性膜)36的层积体的情况。图3C显示了相位差膜31的慢轴平行于偏光片20的吸收轴的情况，而图3D显示了相位差膜31的慢轴垂直于偏光片20的吸收轴的情况。优选将另一个膜36配置在偏光片20的一侧。在该实施方式中，该其它膜充当液晶单元一侧上的偏光片的保护膜。可以使用各向同性膜作为其它膜，从而消除传统的保护膜的Rth对偏光板所造成的不良影响。图3E和3F各自显示了第一光学元件30是两个相位差膜31和32的层积体的情况，而图3G和3H各自显示了第一光学元件30是两个相位差膜31和32和另一个膜36的层积体的情况。如上所述，相位差膜31和32的Re[590]各自设计为使得总Re[590]等于第一光学元件的Re[590]，而其Rth[590]/Re[590]各自设计为等于第一光学元件的Rth[590]/Re[590]。为简便起见，说明了第一光学元件30包括最多两个相位差膜和最多一个其它膜的情况。但是，本发明显然能够应用于各自具有三个或更多相位差膜和/或两个或更多其它膜的层积体。
D-4.含有苯乙烯类树脂和聚碳酸酯类树脂的相位差膜如上所述，本发明所使用的第一光学元件包括含有苯乙烯类树脂和聚碳酸酯类树脂(后文中可能称作苯乙烯/聚碳酸酯掺和物)的相位差膜。该相位差膜是含有苯乙烯类树脂和聚碳酸酯类树脂的拉伸聚合物膜。优选所使用的含有苯乙烯类树脂和聚碳酸酯类树脂的聚合物膜具有小的光弹性系数并且容易引起相位差。在该相位差膜中，苯乙烯类树脂用于减小光弹性系数。
相位差膜的光弹性系数通常指当在光学膜上施加外部压力以引起内应力时引起双折射的容易性。优选相位差膜光弹性系数的绝对值小，从而提供优异的光学均匀性并抑制由于扭曲等所造成的相位差的不均匀。可以通过以下方式测定光弹性系数使用椭圆偏振光谱仪“M-220”(商品名，JASCO Corporation(日本分光株式会社)制造)，在23℃下使用波长为590nm的光在应力下测量2cm×10cm的样品的面内相位差值，然后从相位差值和应力的函数的斜率计算光弹性系数。
优选在23℃下使用波长为590nm的光测量的相位差膜的光弹性系数C[590](m2/N)的绝对值为2.0×10-11到8.0×10-11，更优选2.0×10-11到6.0×10-11，特别优选3.0×10-11到6.0×10-11，最优选4.0×10-11到6.0×10-11。光弹性系数在上述范围内能够提供几乎不会导致由于偏光片的收缩应力或背光的热所引起的相位差值的偏移或不均匀并且具有nx＞nz＞ny关系的相位差膜。在使用单层相位差膜的情况下，以该相位差膜的光弹性系数绝对值作为第一光学元件的光弹性系数绝对值。使用这样的相位差膜，从而显著改进液晶显示装置斜向的显示不均匀性。
相位差膜的厚度可以随所层积的相位差膜的数量和其它膜的存在与否而发生变化。优选所获得的第一光学元件的总厚度可以设定为10到200μm，更优选15到150μm，特别优选40到100μm，最优选50到80μm。例如，在第一光学元件是由单层相位差膜形成的情况下，优选相位差膜的厚度为10到200μm(即，等于第一光学元件的总厚度)。
此外，例如，在第一光学元件是两个相位差膜的层积体的情况下，各相位差膜可以具有任意适合的厚度，只要相位差膜的总厚度等于优选的第一光学元件总厚度。因此，相位差膜的厚度可以彼此相同或不同。在对两个相位差膜进行层积的实施方式中，优选一个相位差膜的厚度为5到100μm，并且优选另一个相位差膜的厚度为50到100μm。
将总固体含量作为100重量份时，优选苯乙烯/聚碳酸酯掺和物中苯乙烯类树脂的含量为10到40重量份，更优选20到40重量份，特别优选22到38重量份，最优选25到35重量份。苯乙烯类树脂的含量在上述范围内能够充分减小相位差膜的光弹性系数，并且能够确保合乎耐久性、自支撑性能、拉伸性能等的玻璃态转化温度(也称作Tg)或刚性。因此，能够获得甚至当其用于液晶显示装置也几乎不会导致由于应力造成的相位差值的偏移或不均匀并且具有nx＞nz＞ny关系的相位差膜。
可以通过对含有苯乙烯类树脂和聚碳酸酯类树脂的相位差膜进行GPC测量而测定苯乙烯类树脂的含量。具体地说，将相位差膜溶解在四氢呋喃中，从而制备0.1 wt％的溶液，将其静置8小时。随后，用0.45μm的膜滤器对该溶液进行过滤，然后用凝胶渗透色谱仪(GPC)法对滤液进行测量。所得的微分分子量分布曲线可以在峰间的波谷处分为低分子量组分和高分子量组分。可以由表达式[低分子量组分的总峰面积/(低分子量组分的总峰面积+高分子量组分的总峰面积)]×100来测定苯乙烯类树脂的含量。
苯乙烯类树脂指的是通过任意适合的方法使苯乙烯类单体聚合而得到的苯乙烯类聚合物。苯乙烯类单体的具体例子包括苯乙烯、α-甲基苯乙烯和2，4-二甲基苯乙烯。另外，可以使用市售的苯乙烯类树脂等。其具体例子包括苯乙烯树脂、丙烯腈/苯乙烯树脂，丙烯腈/丁二烯/苯乙烯树脂、丙烯腈/乙烯/苯乙烯树脂、苯乙烯/马来酰亚胺共聚物和苯乙烯/马来酐共聚物。这样的单体或树脂可以单独使用或者联合使用。此外，苯乙烯类树脂和苯乙烯类单体可以联合使用。
优选使用四氢呋喃作为展开溶剂通过GPC方法测量的苯乙烯类树脂的重均分子量(Mw)换算成聚苯乙烯为小于20,000，更优选1,000到10,000，特别优选1,000到6,000，最优选1,000到3,000。重均分子量在上述范围内的苯乙烯类树脂可以和聚碳酸酯类树脂均匀混合，从而提供高度透明的膜。
优选使用由芳香族二元酚组分和碳酸组分组成的芳香族聚碳酸酯作为用于含有苯乙烯类树脂和聚碳酸酯类树脂的相位差膜的聚碳酸酯类树脂。通常可以通过芳香族二元酚化合物和碳酸前体之间的反应获得芳香族聚碳酸酯。也就是说，可以通过以下方法获得芳香族聚碳酸酯光气法，其中在苛性碱和溶剂的存在下将光气吹入芳香族二元酚化合物中；或者酯交换法，其中在催化剂的存在下，使芳香族二元酚化合物和碳酸二芳基酯进行酯交换。碳酸前体的具体例子包括光气、二元酚的二氯甲酸酯、碳酸二苯酯、碳酸二对甲苯盐、碳酸苯基甲苯基酯(phenyl-p-tolyl carbonate)、碳酸二对氯苯酯和碳酸二萘酯。其中，优选光气和碳酸二苯酯。
与碳酸前体反应的芳香族二元酚化合物的具体例子包括2，2-双(4-羟苯基)丙烷、2，2-双(4-羟基-3，5-二甲苯基)丙烷、双(4-羟苯基)甲烷、1，1-双(4-羟苯基)乙烷、2，2-双(4-羟苯基)丁烷、2，2-双(4-羟基-3，5-二甲苯基)丁烷、2，2-双(4-羟基-3，5-二丙苯基)丙烷、1，1-双(4-羟苯基)环己烷和1，1-双(4-羟苯基)-3，3，5-三甲基环己烷。芳香族二元酚化合物可以单独使用或联合使用。其优选的例子包括2，2-双(4-羟苯基)丙烷、1，1-双(4-羟苯基)环己烷和1，1-双(4-羟苯基)-3，3，5-三甲基环己烷。特别优选2，2-双(4-羟苯基)丙烷和1，1-双(4-羟苯基)-3，3，5-三甲基环己烷联合使用，从而提供具有足够小的光弹性系数和适当的Tg和刚性的相位差膜。
联合使用2，2-双(4-羟苯基)丙烷和1，1-双(4-羟苯基)-3，3，5-三甲基环己烷作为芳香族二元酚化合物的聚碳酸酯类树脂含有由以下式(5)和(6)代表的重复单元。
在式(5)和(6)中，n代表2或更大的整数。
在联合使用2，2-双(4-羟苯基)丙烷和1，1-双(4-羟苯基)-3，3，5-三甲基环己烷作为芳香族二元酚的情况下，可以通过改变所使用的2，2-双(4-羟苯基)丙烷和1，1-双(4-羟苯基)-3，3，5-三甲基环己烷的比例对相位差膜的Tg或光弹性系数进行调节。例如，聚碳酸酯类树脂中1，1-双(4-羟苯基)-3，3，5-三甲基环己烷胺的含量高能够使Tg升高并且使光弹性系数减小。优选聚碳酸酯类树脂中2，2-双(4-羟苯基)丙烷与1，1-双(4-羟苯基)-3，3，5-三甲基环己烷的重量比为2∶8到8∶2，更优选3∶7到6∶4，特别优选3∶7到5∶5，最优选4∶6。联合使用具有以上重量比的2，2-双(4-羟苯基)丙烷和1，1-双(4-羟苯基)-3，3，5-三甲基环己烷能够提供具有可实现优异的耐久性、自支撑性能和拉伸性能的Tg和刚性的相位差膜。
在使用两种或多种的芳香族二元酚化合物的情况下，可以通过对含有苯乙烯类树脂和聚碳酸酯类树脂的相位差膜进行1H-NMR测量测定芳香族二元酚化合物组分的重量比。
优选使用四氢呋喃作为展开溶剂通过GPC方法测量的用于含有苯乙烯类树脂和聚碳酸酯类树脂的相位差膜的聚碳酸酯类树脂的重均分子量(Mw)换算成聚苯乙烯为25,000到200,000，更优选30,000到150,000，特别优选40,000到100,000，最优选50,000到80,000。重均分子量在上述范围内的聚碳酸酯类树脂能够提供具有优异机械强度的相位差膜。
优选聚碳酸酯类树脂和苯乙烯类树脂的重均分子量(Mw)之间的差值(聚碳酸酯类树脂的Mw-苯乙烯类树脂的Mw)为24,000到92,000，更优选29,000到87,000，特别优选39,000到77,000，最优选49,000到67,000。差值在以上范围内能够提供具有优异机械强度的高度透明的相位差膜。
本发明所使用的相位差膜能够通过以下方式获得将收缩性膜附着到含有聚碳酸酯类树脂和苯乙烯类树脂的聚合物膜的一侧或两侧，然后使用辊式拉伸机通过垂直单轴拉伸法对所得产物进行拉伸。该收缩性膜用于在热拉伸过程中在与拉伸方向垂直的方向上提供收缩力，并且用于提高相位差膜厚度方向的折射率。将收缩性膜附着到聚合物膜的一侧或两侧的方法没有特别限制。但是，其优选的方法包括通过在聚合物膜和收缩性膜之间提供含有丙烯酸聚合物作为基础聚合物的丙烯酸压敏粘合层而使聚合物膜和收缩性膜粘结，因为该方法在制备率和可操作性上表现优异。
将参考图4说明制备本发明相位差膜的方法的例子。图4是显示了本发明相位差膜的典型制备过程的概念的示意图。例如，含有苯乙烯类树脂和聚碳酸酯类树脂的聚合物膜402由第一传送部件401进行传送。通过层积辊407和408将由第二传送部件403传送的配有压敏粘合层的收缩性膜404和由第三传送部件405传送的配有压敏粘合层的收缩性膜406附着到聚合物膜402的两侧。通过辊410、411、412和413以不同的速度比在膜纵向的张力下(同时在收缩性膜厚度方向的张力下)对带有附着到聚合物膜两侧的收缩性膜的层积体进行拉伸处理，同时通过加热设备409使该层积体保持恒温。在第一卷绕(take-up)部件414和第二卷绕部件416处将收缩性膜404和406与压敏粘合层一起从进行了拉伸处理的层积体上剥离，从而获得相位差膜(拉伸膜418)。将所获相位差膜418卷绕在第三卷绕部件419上。
含有苯乙烯类树脂和聚碳酸酯类树脂的聚合物膜可以通过铸塑法从常用溶液中获得或者可以通过熔体挤出法获得。对树脂进行混合的方法没有特别限制。例如，在通过铸塑法制备膜的情况下，将预定比的聚碳酸酯类树脂和苯乙烯类树脂与溶剂混合并进行搅拌，从而制备均匀溶液。同样，在通过熔体挤出法制备膜的情况下，将预定比的聚碳酸酯类树脂和苯乙烯类树脂熔融并混合。优选通过铸塑法由溶液制备聚合物膜，从而提供具有良好的光滑性和良好的光学均匀性的相位差膜。
如上所述，收缩性膜用于在热拉伸过程中在与拉伸方向垂直的方向提供收缩力，并且用于增大所获相位差膜厚度方向的折射率。用作收缩性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。从优异的收缩均匀性和耐热性的角度来看，优选使用聚丙烯膜。
优选收缩性膜为拉伸膜，例如双轴拉伸膜或单轴拉伸膜。拉伸膜可以通过以下方法获得通过挤出法形成未拉伸膜，然后使用同步双轴拉伸机等以预定拉伸比在纵向和/或横向对未拉伸膜进行拉伸。可以根据目的、所用树脂的组成或种类等适当地选择形成条件和拉伸条件。从优异的收缩均匀性和耐热性地角度来看，特别优选使用双轴拉伸聚丙烯膜。
在本发明的一个实施方式中，在140℃下，收缩性膜纵向的收缩率S140(MD)为2.7到9.4％，而膜宽度方向的收缩率S140(TD)为4.6到15.8％。在本发明的另一个实施方式中，在160℃下，收缩性膜纵向的收缩率S160(MD)为13到23％，而膜宽度方向的收缩率S160(TD)为30到48％。收缩率在上述范围内能够提供预期的相位差值和具有优异均匀性的相位差膜。
在本发明的一个实施方式中，在140℃下，膜宽度方向的收缩率S140(TD)和膜纵向的收缩率S140(MD)之间的差值ΔS140＝S140(MD)-S140(TD)落在0.1％≤ΔS140≤3.9％的范围内。在本发明的另一个实施方式中，在160℃下，膜宽度方向的收缩率S160(TD)和膜纵向的收缩率S160(MD)之间的差值ΔS160＝S160(MD)-S160(TD)落在8％≤ΔS160≤30％的范围内。MD方向的大收缩率可能由于相位差膜在拉伸方向上除拉伸张力之外的收缩力而导致均匀拉伸的困难。差值在上述范围内允许进行均匀拉伸而无需对例如拉伸机的设备施加过量的负荷。
优选在140℃下收缩性膜宽度方向上每2mm的收缩应力TA140(TD)为0.15到0.75N/2mm。优选在140℃下收缩性膜宽度方向上每单位面积的收缩应力TB140(TD)为2.5到12.5N/mm2。收缩应力在上述范围内能够提供预期的相位差值并且允许进行均匀拉伸。
优选在150℃下收缩性膜宽度方向上每2mm的收缩应力TA150(TID)为0.20到0.85N/2mm。优选在150℃下收缩性膜宽度方向上每单位面积的收缩应力TB150(TD)为3.3到14.2N/mm2。收缩应力在上述范围内能够提供预期的相位差值并且允许均匀拉伸。
可以根据JIS Z1712的热收缩率A方法(除了如上所述将加热温度从120℃变为140℃或160℃并且对样品施加3g 负荷)来测定收缩率S(MD)和S(TD)。具体地说，分别在纵向(纵向MD)和宽度方向(横向TD)上选取宽度为20mm并且长度为150mm的五个样品。在相隔大约100mm各样品中心处作标记。将带有3g负荷的各样品垂直悬挂在保持140℃±3℃或160℃±3℃的空气循环式恒温炉中。将样品加热15分钟，从恒温炉中取出，然后在标准条件下(室温)静置30分钟。随后，根据JIS B7507使用卡尺测量标记之间的距离，从而获得五个测量值的平均值。收缩率可以通过方程S(％)＝[(加热前标记间的距离(mm)-加热后标记间的距离(mm)/加热前标记间的距离(mm))×100来进行计算。
只要能够满足本发明的目的，可以适当地选择和使用市售的用于例如一般包装、食品包装、托盘包装、收缩性标签、帽形密封和电绝缘用途的收缩性膜作为上述收缩性膜。市售的收缩性膜可以直接使用，或者可以在对该收缩性膜进行例如拉伸处理或收缩处理的加工后使用。市售的收缩性膜的具体例子包括“ALPHAN”(商品名，Oji paperCo.，Ltd.(王子制纸株式会社)生产)、“FANCYTOP series”(商品名，Gunze，Ltd.(郡是株式会社)生产)；“TORAYFAN series”(商品名，Toray Industries，Inc.(东丽工业株式会社)生产)、“SUN·TOX-OP series”(商品名，SUN·TOX株式会社生产)和“TOHCELLO OP series”(商品名，TOHCELLO株式会社生产)。在对含有聚碳酸酯类树脂和苯乙烯类树脂的聚合物膜进行热拉伸的过程中，优选拉伸炉内的温度(也称为拉伸温度)为聚合物膜的玻璃态转化温度(Tg)或更高，因为所得相位差膜的相位差值易于均匀，并且该膜几乎不结晶(变的有云花纹)。优选拉伸温度为(聚合物膜的Tg+1℃)到(Tg+30℃)。
聚合物膜的玻璃态转化温度没有特别限制。但是，优选玻璃态转化温度(Tg)为110到185℃，更优选120到170℃，特别优选125到150℃。110℃或更高的Tg使得易于制备具有良好热稳定性的膜。185℃或更低的Tg使得易于通过拉伸控制膜的面内相位差值和厚度方向的相位差值。玻璃态转化温度(Tg)可以根据JIS K7121通过DSC法测定。
聚合物膜的热拉伸过程中的拉伸比没有特别限制，其可以根据聚合物膜的组成、挥发性组分等的种类、挥发性组分等的残余量、设计的相位差值等等来适当地设定。例如，优选拉伸比为1.05到2.00倍。拉伸过程中层积体(包括聚合物膜和收缩性膜)的传送速度没有特别限制。但是，考虑到拉伸机的加工精确性、稳定性等，优选传送速度为0.5m/min或更大，更优选1m/min或更大。
D-5.用于第一光学元件的其它膜在第一光学元件30中，可以层积在含有聚碳酸酯类树脂和苯乙烯类树脂的相位差膜上的其它膜优选具有小的光弹性系数绝对值。
优选该膜的光弹性系数绝对值C[590](m2/N)为2.0×10-13到8.0×10-11，更优选5.0×10-13到2.0×10-11，特别优选2.0×10-12到6.0×10-12，最优选2.0×10-12到5.0×10-12。
优选用于成膜的材料具有优异的透明度、机械强度、热稳定性、防水性能等。其具体例子包括聚酯类树脂，例如聚对苯二甲酸乙二酯和聚萘二甲酸乙二酯；纤维素类树脂，例如二乙酰纤维素和三乙酰纤维素；丙烯酸类树脂，例如聚甲基丙烯酸甲酯；苯乙烯类树脂，例如聚苯乙烯、丙烯腈/苯乙烯共聚物、苯乙烯树脂、丙烯腈/苯乙烯树脂、丙烯腈/丁二烯/苯乙烯树脂、丙烯腈/乙烯/苯乙烯树脂、苯乙烯/马来酰亚胺共聚物和苯乙烯/马来酐共聚物；以及聚碳酸酯类树脂。其进一步的例子包括环烯类树脂；降冰片烯类树脂；聚烯烃类树脂，例如聚乙烯、聚丙烯和乙烯/丙烯共聚物；氯乙烯类树脂；酰胺类树脂，例如尼龙和芳香族聚酰胺；酰亚胺类树脂，例如芳香族聚酰亚胺和聚酰亚胺酰胺；砜类树脂；聚醚砜类树脂；聚醚醚酮类树脂；聚苯硫醚类树脂；乙烯醇类树脂；偏二氯乙烯类树脂；乙烯丁缩醛类树脂；芳基化物类树脂；聚甲醛类树脂和环氧类树脂。其更进一步的例子包括由上述树脂的掺和产物组成的聚合物膜。
优选其它膜为各向同性膜。在本发明的说明书中，各向同性膜指的是相位差值小并且在实际应用中不会对光学性质产生影响的膜。这种具有小的双折射或光弹性系数的各向同性膜可以被层积在含有聚碳酸酯类膜和苯乙烯类膜的相位差膜上。因此，可以减少传递到相位差膜上的偏光片收缩应力或背光的热，从而进一步减少相位差值的偏移或不均匀。这种含有聚碳酸酯类树脂和苯乙烯类树枝的相位差膜最初几乎不会引起由于偏光片的收缩应力或背光的热所造成的相位差值的偏移或不均匀。因此，该各向同性膜可以与相位差膜联合使用，从而提供具有优异显示性能同时相位差值的偏移或不均匀非常小的液晶面板。
优选各向同性膜的Re[590]大于0nm并且小于或等于5nm，更优选大于0nm并且小于或等于3nm，特别优选大于0nm并且小于或等于2nm，最优选大于0nm并且小于或等于1nm。
优选各向同性膜的Rth[590]为大于0nm并且小于或等于10nm，更优选大于0nm并且小于或等于6nm，特别优选大于0nm并且小于或等于4nm，最优选大于0nm并且小于或等于2nm。
各向同性膜的厚度可以随各向同性膜和/或所层积的相位差膜的数量而发生变化。实际应用中，该各向同性膜的厚度可以维持适当的机械强度而不会对所获第一光学元件的光学性质造成影响。例如，在对两个相位差膜和一个各向同性膜进行层积的实施方式中，优选各向同性膜的厚度为20到120μm。
满足相位差值和光弹性系数的各向同性膜的材料的具体例子包括JP 06-51117 A中所述的通过根据需要对降冰片烯类单体的开环(共)聚合物进行聚合物改性(例如马来酸加成或环戊二烯加成)并且对改性产物进行氢化而制备的降冰片烯类树脂、通过降冰片烯类单体的加成聚合而制备的降冰片烯类树脂以及通过降冰片烯类单体和烯烃类单体(例如乙烯或α-烯烃)的加成共聚合而制备的降冰片烯类树脂。其另外的例子包括JP 2002-348324 A中所述的通过使多环环烯烃单体(例如降冰片烯)、单环环烯烃单体和无环1-烯烃单体中的一种在茂金属催化剂的存在下以溶液、悬浮液或熔融单体的形式、或者在气相中进行聚合而制备的环烯烃类树脂。
其进一步的例子包括JP 2001-253960 A中所述的侧链上带有9，9-双(4-羟苯基)芴的聚碳酸酯树脂以及JP 07-112446 A中所述的纤维素类树脂。其另一个例子包括JP 2001-343529 A中所述的聚合物膜，即，由含有侧链上带有取代和/或非取代的酰亚胺基的热塑树脂(A)和侧链上带有取代和/或非取代的苯基和腈基的热塑树脂(B)的树脂组合物获得的膜。其具体例子是由含有异丁烯和N-甲基马来酰亚胺的交替共聚物和丙烯腈/苯乙烯共聚物的树脂组合物获得的聚合物膜。其进一步的例子包括“Development and applied technology of optical polymermaterial(光学聚合物质的发展和应用技术)”(第194到207页，NTS公司出版，2003)中所述的，形成显示正双折射的聚合物的单体和形成显示负双折射的聚合物单体的无规共聚物以及掺入各向异性低分子量分子或双折射晶体的聚合物。但是，本发明不限于此。
E.第二光学元件参考图1、2A和2B，第二光学元件40配置在液晶单元10和偏光片20′之间。第二光学元件40基本上具有光学各向同性。在本发明的说明书中，短语“基本上具有光学各向同性”指的是具有小相位差值的光学元件基本上不会对整个液晶面板的光学性质造成影响的小相位差值并且允许液晶单元的双折射光学补偿。例如，基本上具有光学各向同性的光学元件包括满足以下表达式(3)和(4)的光学元件。
0nm≤Re[590]≤10nm…(3)0nm≤Rth[590]≤20nm …(4)(在表达式(3)和(4)中，Re[590]和Rth[590]分别代表在23℃下使用波长为590nm的光测量的膜的面内相位差值和厚度方向的相位差值。)为增大液晶显示装置斜向的对比度，第二光学元件具有尽可能小的Re[590]。在实际使用中，如表达式(3)所述，第二光学元件的Re[590]为0到10nm，优选0到5nm，特别优选0到2nm，最优选0到1nm。
为增大液晶显示装置斜向的对比度，第二光学元件也优选具有尽可能小的Rth[590]。在实际使用中，如表达式(4)所述，第二光学元件的Rth[590]为0到20nm，优选0到5nm，特别优选0到3nm，最优选0到2nm。
将第二光学元件配置到液晶单元10和偏光片20′之间的方法没有特别限制。优选通过在第二光学元件两侧上配置粘合层或压敏粘合层(未显示)，然后将第二光学元件的一侧附着到偏光片20′的一侧并将第二光学元件的另一侧附着到液晶单元10的一侧而使第二光学元件40附着到液晶单元10和偏光片20′上。这样可以使使用第二光学元件40的液晶显示装置的对比度增大。可以根据预期用途、粘合强度等适当地设定粘合层或压敏粘合层的厚度。但是，其厚度通常为1到500μm，优选5到200μm，特别优选10到100μm。
用于形成粘合层或压敏粘合层的粘合剂或压敏粘合剂没有特别限制。其例子包括各自含有例如丙烯酸聚合物、聚硅氧烷类聚合物、聚酯、聚氨基甲酸乙酯、聚酰胺、聚乙烯醚、醋酸乙烯酯/氯乙烯共聚物、改性聚烯烃、环氧类聚合物、氟类聚合物或橡胶类聚合物(例如天然橡胶类聚合物或合成橡胶类聚合物)作为基础聚合物的那些，其可以适当地选择和使用。特别地，从优异的光学透明度、粘合性(包括适度的湿润性、粘结性和粘合性)以及优异的耐气候性和耐热性的角度来看，优选使用丙烯酸压敏粘合剂。
第二光学元件40基本上具有光学各向同性，但是在实际使用中慢轴可以被检测出来。在这种情况下，优选将第二光学元件40配置为使得其慢轴基本上平行或垂直于邻接的偏光片20′的吸收轴。更优选，将第二光学元件40配置为使得其慢轴基本上平行于邻接的偏光片20′的吸收轴，从而允许膜的辊式生产并且促进膜的附着。因此，生产效率可以明显改进。在本发明的说明书中，短语“基本上平行”包括第二光学元件40的慢轴和偏光片20′的吸收轴形成0°±2.0°的角度的情况，优选0°±1.0°，更优选0°±0.5°。在本发明的说明书中，短语“基本上垂直”包括第二光学元件40的慢轴和偏光片20′的吸收轴形成90°±2.0°的角度的情况，优选90°±1.0°，更优选90°±0.5°。当第二光学元件用于液晶显示装置时，角度大大偏离上述范围可能引起偏光板偏振程度的降低和对比度的降低。
优选第二光学元件在提供膜的自支撑性能和机械强度的范围内具有尽可能小的厚度，以减少由于偏光片的收缩应力或背光的热所造成的相位差值的偏移或不均匀。第二光学元件的厚度通常为20到500μm，更优选30到300μm，特别优选40到100μm，最优选50到80μm。第二光学元件具有在上述范围内的厚度，从而提供具有优异显示均匀性的液晶面板。
第二光学元件可以是单层光学膜或者两个或更多光学膜的层积体。为对光学膜进行层积，作为层积体的第二光学元件可以含有粘合层或压敏粘合层等。光学膜可以是各向同性膜或相位差膜，只要整个第二光学元件基本上具有光学各向同性。例如，在两个相位差膜被层积的情况下，优选将相位差膜配置为使得各自的慢轴彼此垂直，从而减少面内相位差值。
只要能够满足本发明，光学膜没有特别限制，但是优选光学膜具有优异的透明度、机械强度、热稳定性、水屏蔽性等。形成光学膜的材料的具体例子包括聚酯类树脂，例如聚对苯二甲酸乙二酯和聚萘二甲酸乙二酯；纤维素类树脂，例如二乙酰纤维素和三乙酰纤维素；丙烯酸类树脂，例如聚甲基丙烯酸甲酯；苯乙烯类树脂，例如聚苯乙烯、丙烯腈/苯乙烯共聚物、苯乙烯树脂、丙烯腈/苯乙烯树脂、丙烯腈/丁二烯/苯乙烯树脂、丙烯腈/乙烯/苯乙烯树脂、苯乙烯/马来酰亚胺共聚物和苯乙烯/马来酐共聚物；以及聚碳酸酯类树脂。其进一步的例子包括环烯类树脂；降冰片烯类树脂；聚烯烃类树脂，例如聚乙烯、聚丙烯和乙烯/丙烯共聚物；氯乙烯类树脂；酰胺类树脂，例如尼龙和芳香族聚酰胺；酰亚胺类树脂，例如芳香族聚酰亚胺和聚酰亚胺酰胺；砜类树脂；聚醚砜类树脂；聚醚醚酮类树脂；聚苯硫醚类树脂；乙烯醇类树脂；偏二氯乙烯类树脂；乙烯丁缩醛类树脂；芳基化物类树脂；聚甲醛类树脂和环氧类树脂。其更进一步的例子包括由上述树脂的掺和产物组成的聚合物膜。
光学膜的例子包括与用于第一光学元件的各向同性膜相似的那些。其中，从优异的透明度、优异的机械强度、优异的热稳定性、优异的水屏蔽性能、小的光弹性系数和对偏光片的优异附着性的角度来看，特别优选使用纤维素类树脂、降冰片烯类树脂和含有异丁烯和N-甲基马来酰亚胺的交替共聚物和丙烯腈/苯乙烯共聚物的树脂中的至少一种聚合物膜。
在第二光学元件是通过对多个相位差膜进行层积所形成的情况下，第二光学元件通常通过对相位差膜进行层积而形成，以便对满足折射率分布为nx≈ny＞nz的阴极单轴相位差膜(也称作阴极C板)和满足折射率分布为nz＞nx≈ny的阳极单轴相位差膜(也称作阳极C板)进行层积从而消除彼此的面内相位差值和厚度方向的相位差值(其中，nx和ny代表主面内折射率，nz代表厚度折射率)。在本发明的说明书中，表达式“nx≈ny”不严格限于表现出nx＝ny关系的情况，而单轴相位差膜包括Re[590]为10nm或更小的相位差膜。
对阴极C板和阳极C板进行层积的方法不特别限制，但是优选通过在阴极C板和阳极C板之间提供粘合层或者压敏粘合层而使其附着。
此外，优选将阴极C板和阳极C板配置为使各自的面内慢轴彼此垂直以消除面内相位差值。优选第二光学元件使用通过对满足以下表达式(7)和(8)的阴极C板和满足以下表达式(9)和(10)的阳极C板进行层积而制备的层积膜。
0nm≤Re[590]≤10nm …(7)20nm≤Rth[590]≤400nm…(8)0nm≤Re[590]≤10nm …(9)-400nm≤Rth[590]≤-20nm …(10)(在表达式(7)、(8)、(9)和(10)中，Re[590]和Rth[590]分别代表在23℃下使用波长为590nm的光测量的膜的面内相位差和厚度方向的相位差值)。
优选阴极C板的Re[590]大于0nm并且小于或等于10nm，更优选大于0nm并且小于或等于3nm，特别优选大于0nm并且小于或等于2nm，最优选大于0nm并且小于或等于1nm。
优选阴极C板的Rth[590]大于20nm并且小于或等于400nm，更优选大于20nm并且小于或等于200nm，最优选大于20nm并且小于或等于100nm。
优选阴极C板的厚度为20至500μm，更优选30至300μm，特别优选40至100μm，最优选50至80μm。
用于形成阴极C板的材料的例子包括任何合适的聚合物膜、通过对显示胆甾醇型液晶相的液晶材料进行固化而制备的膜、通过对近晶型液晶化合物进行固化而制备的膜以及无机层状化合物。形成阴极C板的聚合物膜的具体例子包括纤维素类树脂，例如二乙酰纤维素和三乙酰纤维素；丙烯酸树脂，例如聚甲基丙烯酸甲酯；以及聚碳酸酯类树脂。其进一步的例子包括环烯烃类树脂；降冰片烯类树脂；聚烯烃类树脂，比如聚乙烯、聚丙烯和乙烯/丙烯共聚物；氯乙烯类树脂；酰胺类树脂，例如尼龙和芳香族聚酰胺；酰亚胺类树脂，例如芳香族聚酰亚胺和聚酰亚胺酰胺；砜类树脂；聚醚砜类树脂；聚醚醚酮类树脂；聚苯硫醚类树脂；乙烯醇类树脂；偏二氯乙烯类树脂；乙烯基丁缩醛类树脂；芳基化物类树脂；聚甲醛类树脂；以及环氧类树脂。其更进一步的例子包括由以上述树脂的掺和物组成的聚合物膜。
用作阴极C板的聚合物膜可以经过铸塑法通过膜的形成而得到，或者可以经过任何适当的拉伸方法通过拉伸而得到。拉伸方法的具体例子包括垂直单轴拉伸法、横向单轴拉伸法、垂直横向同步双轴拉伸法和垂直横向顺序双轴拉伸法。拉伸方法可以通过使用任何适当的拉伸机来进行，比如辊式拉伸机、拉幅机或双轴拉伸机。拉伸可以通过两步或多步完成。聚合物膜可以在纵向(加工方向MD)或者膜的宽度方向(横向TD)进行拉伸。
用于形成阴极C板的材料的例子包括JP 2003-287750 A的 段中所述的聚酰亚胺膜；JP 2003-287623 A的 段中所述的通过对含有向列型液晶单体和可聚合手性剂并且显示胆甾醇型液晶相的液晶材料进行固化而制备的膜；JP 07-281028 A的 段中所述的圆盘状(discotic)液晶非配向层；和JP 09-80233 A的 段中所述的，通过在基板上涂覆水胀无机层状化合物并对所得到的产物进行干燥而制备的膜。优选阳极C板的Re[590]大于0nm并且小于或等于10nm，更优选大于0nm并且小于或等于3nm，特别优选大于0nm并且小于或等于2nm，最优选大于0nm并且小于或等于1nm。优选阳极C板的Rth[590]大于或等于-400nm并且小于-20nm，更优选大于或等于-200nm并且小于-20nm，最优选大于或等于-100nm并且小于-20nm。
优选阳极C板的厚度为0.1至50μm，更优选0.1至30μm，特别优选0.1至10μm，最优选0.1至5μm。用于形成阳极C板的材料的例子包括JP 2002-174725 A的实施例1中所述的通过在基板上涂覆含有具有液晶性(mesogenic)侧链、能够形成垂直配向、并且由下示结构式(11)所表达的液晶聚合物的液晶组合物而制备的膜。其另一个例子包括JP 2003-149441 A的实施例1中所述的通过用溶剂在基板上涂覆含有由下示结构式(11)所表达的液晶聚合物和市售的可聚合液晶单体的组合物以及聚合引发剂、形成可聚合液晶单体的均匀垂直配向(也称作垂直配向)、然后对所得到的产物进行固化而制得的膜。
图5A和5B均是说明在本发明中所使用的第二光学元件的典型优选实施方式的透视示意图。图5A显示了第二光学元件40是单层各向同性膜的情况。图5B显示了第二光学元件40是阴极C板41和阳极C板42的层积体的情况。将阴极C板和阳极C板42配置为使各自的慢轴彼此垂直。第二光学元件不限于具有图5A和5B的结构，而可以具有任何适合的基本上光学各向同性的结构。
F.偏光片保护膜作为偏光片保护膜的透明膜可以被配置在本发明液晶面板偏光片没有附着第一光学元件或者第二光学元件的一侧上(也就是说，图1、2A和2B的偏光片20和20′的外侧)。
优选透明膜具有优异的透明度、机械强度、热稳定性、水屏蔽性等。用于形成透明膜的材料的例子包括聚酯类树脂，比如聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚萘二甲酸乙二醇酯；纤维素类树脂，例如二乙酰纤维素和三乙酰纤维素；丙烯酸树脂，例如聚甲基丙烯酸甲酯；苯乙烯类树脂，例如聚苯乙烯、丙烯腈/苯乙烯共聚物、苯乙烯树脂、丙烯腈/苯乙烯树脂、丙烯腈/丁二烯/苯乙烯树脂、丙烯腈/乙烯/苯乙烯树脂、苯乙烯/马来酰亚胺共聚物和苯乙烯/马来酸酐共聚物；以及聚碳酸酯类树脂。其进一步的例子包括环烯类树脂；降冰片烯类树脂；聚烯烃类树脂，例如聚乙烯、聚丙烯和乙烯/丙烯共聚物；氯乙烯类树脂；酰胺类树脂，例如尼龙和芳香族聚酰胺；酰亚胺类树脂，例如芳香族聚酰亚胺和聚酰亚胺酰胺；砜类树脂；聚醚砜类树脂；聚醚醚酮类树脂；聚苯硫醚类树脂；乙烯醇类树脂；偏二氯乙烯类树脂；乙烯基丁缩醛类树脂；芳基化物类树脂；聚甲醛类树脂；以及环氧类树脂。其更进一步的例子包括由上述树脂的掺和物组成的聚合物膜。没有偏光片附着其上的透明膜表面可以经受硬膜处理、抗反射处理、防粘处理或者扩散处理(也称作防眩处理)。硬膜处理是为了防止对偏光板表面的损害，具有优异硬度、滑爽性等的可固化涂层膜可以使用任何合适的UV固化树脂(比如丙烯酸类树脂或者聚硅氧烷树脂)在透明保护膜的表面上形成。抗反射处理是为了在偏光片表面的抗外部光反射。防粘处理是为了防止偏光板与相邻层的粘合。防眩处理是为了防止偏光板表面的外部光反射干扰通过偏光板的光透过的视觉识别，这种处理可以通过例如通过任何适当的系统(比如通过喷砂或者浮雕的表面粗糙处理系统或者对透明细粒进行混合的系统)，在透明保护膜的表面上提供不均匀的精细结构而完成。通过防眩处理形成的防眩层也可以充当用于散射光透过偏光板并扩展视角等的扩散层(例如视角扩展作用)。
G.其它光学元件接下来，将给出与本发明的液晶面板结合使用的其它光学元件的说明。能够用于液晶面板的任何适合的光学元件可以用作其它光学元件。其例子包括经过硬膜处理、抗反射处理、防粘处理或者扩散处理(也称作防眩处理)的光学膜。此外，本发明的液晶面板可以与市售的亮度增强膜(例如具有偏振选择层的偏振分离膜，D-BEF，Sumitomo(住友)3M株式会社制造)结合使用，从而得到具有较好显示性能的显示装置。
H.液晶显示装置图6是根据本发明优选实施方式的液晶显示装置的截面示意图。注意，为清楚起见，图6中各元件的长度、宽度和厚度之间的比与实际元件的不同。液晶显示装置200配有液晶面板100；配置在液晶面板两侧的保护层60和60′；配置在表面处理层70′外侧(背光侧)的亮度增强膜80；棱镜片110；光导板120和背光130。使用经过硬膜处理、抗反射处理、防粘处理、扩散处理(也称作防眩处理)等的膜作为表面处理层70和70′。使用例如具有偏光选择层“D-BEFseries”(商品名，由Sumitomo(住友)3M株式会社制造)或类似物的偏光分离膜作为亮度增强膜80。使用上述光学元件，从而得到具有较好显示性能的显示装置。只要得到本发明的效果，根据驱动模式或者液晶单元的用途，图6中显示的光学元件可以至少部分省略或者由其它元件代替。
在45°方位角和60°的极角处的对比度(YW/YB)为20或更大，更优选30或更大，特别优选50或更大，最优选80或更大。
I.本发明的液晶面板和液晶显示装置的应用本发明的液晶面板和液晶显示装置的用途不特别限制，但是本发明的液晶面板和液晶显示装置可以用于各种用途，比如办公自动化(OA)设备，例如个人计算机显示装置、膝上型个人计算机和复印机；便携式设备，例如移动电话、手表、数字式照相机、个人数字助理(PDA)和便携式游戏机；家用电器，例如摄像机、液晶电视和微波炉；车内设备，例如后监视器、汽车导航系统监视器和汽车音响；显示设备，比如商业信息监视器；安全装置，例如监视器；以及看护和医用设备，例如看护监视器和医用监视器。
尤其是，优选本发明的液晶面板和液晶显示装置用于大的液晶电视。优选使用本发明的液晶面板和液晶显示装置的液晶电视屏幕尺寸为宽17英寸(373mm×224mm)或更大，更优选宽23英寸(499mm×300mm)或更大，特别优选宽26英寸(566mm×339mm)或更大，最优选宽32英寸(687mm×412mm)或更大。将使用下面的实施例和比较实施例更详细地说明本发明。本发明不限于这些实施例。下面说明在实施例中使用的分析方法。
(1)聚碳酸酯类树脂的鉴定在以下条件下使用以下设备进行1H-NMR测量，从所得到的光谱峰的积分比测定聚碳酸酯类树脂。分析仪“JNM-EX400”，JEOL(日本电子)制造·射频器核1H·频率400MHz·脉冲宽度45°·脉冲重复时间10秒·测量温度室温(2)测量苯乙烯类树脂的分子量和含量的方法苯乙烯类树脂的分子量和含量以聚苯乙烯作为标准品，通过凝胶渗透色谱法进行计算。具体的说，苯乙烯类树脂的分子量和含量使用以下装置和工具，在以下测量条件下进行测量。
·测量样品将样品树脂溶解在四氢呋喃中制备0.1 wt.％的溶液，放置过夜。然后，用0.45μm的膜滤器过滤该溶液，得到用于测量的滤液。
分析仪“HLC-8120GPC”，Tosoh株式会社制造·柱TSKgel SuperHM-H/H4000/H3000/H2000·柱的尺寸6.0mm I.D.×150mm·洗脱液四氢呋喃·流速0.6ml/min·检测器RI·柱温40℃·注射量20μl(3)测量玻璃化转变温度(Tg)的方法玻璃化转变温度根据JISK7121使用以下设备在以下测量条件下进行测量。
·分析仪差示扫描量热计“DSC500”，Seiko(精工)仪器电子株式会社制造·测量气体20ml/min的氮气流·升温速率10℃/min
(4)测量相位差值、波长色散性、慢轴角度和透光率的方法相位差值、波长色散性、慢轴角度和透光率在23℃下使用波长为590nm的光，根据平行Nicol旋转法，使用自动双折射分析仪(“KOBRA-21ADH”，商品名，Oji(王子)科学仪器株式会社制造)进行测量。
(5)测量光弹性系数的方法样品的相位差值使用椭圆偏光光谱仪“M-220”(商品名，JASCO(日本分光)株式会社制造)在应力下进行测量，光弹性系数由应力和相位差值的函数的斜率计算。具体地说，在23℃下使用波长为590nm的光，在5N至15N的应力下，测量2cm×10cm的样品的面内相位差值。
(6)测量厚度的方法厚度使用Anritsu(安立)株式会社制造的数字千分尺“K-351C型”进行测量。
(7)测量收缩性膜的收缩率的方法收缩率S(MD)和S(TD)根据JIS Z1712的热收缩率A方法进行测定(除了加热温度从120℃改为140℃或160℃；将3g的载荷加到样品上)。具体地说，分别由纵向(加工方向(MD))和宽度方向(横向(TD))选取五个宽度为20mm而长度为150mm的样品。在相隔大约100mm的各样品中心处做标记。
将带有3g载荷的各样品垂直悬挂在保持在140℃±3℃或者160±3℃的空气循环恒温炉中。将样品加热15分钟，从恒温炉中取出，并在标准条件(室温)下保持30分钟。然后根据JIS B7507，使用卡尺测量标记之间的距离，从而得到五个测量值的平均。收缩率可以从方程S(％)＝[(加热前标记之间的距离(mm)-加热后标记之间的距离(mm))/加热前标记之间的距离(mm)]×100来计算。
(8)测量收缩性膜在宽度方向(TD)的收缩应力的方法在宽度方向的收缩应力使用以下设备通过TMA方法在140℃和150℃下进行测量。
·设备“TMA/SS 6100”，Seiko(精工)仪器株式会社制造·数据处理“EXSTAR6000”，Seiko(精工)仪器株式会社制造
·测量模式恒定升温(10℃/min)测量·测量气体大气空气(室温)·负荷20mN·样品尺寸15mm×2mm(长侧与宽度方向(TD))·膜厚度60μm(9)液晶显示装置的对比度对比度通过以下液晶单元和测量设备进行计算。在液晶显示装置上显示白色图像和黑色图像，使用“EZContrast 160D”(商品名，ELDIM SA制造)在显示屏的方位角45°和极角60°处测量XYZ显示系统的Y值。斜向的对比度“YW/YB”从白色图像的Y值(YW)和黑色图像的Y值(YB)计算。45°的方位角指的是从0°的面板长边起在逆时针方向旋转45°的方向。
·液晶单元安装在“KLV-17HR2”中的液晶单元，由Sony(索尼)株式会社制造·面板尺寸375mm×230mm(10)液晶显示装置的显示不均匀性的评价方法使用以下液晶单元和测量设备对显示屏进行照相。在表4中，“好”指的是整个面板上的亮度差为1.5680或更小的液晶单元，“不好”指的是亮度差为大于1.7920的液晶单元。
·液晶单元安装在“KLV-17HR2”中的液晶单元，由Sony(索尼)株式会社制造·面板尺寸375mm×230mm·测量设备二维色彩分布测量设备“CA-1500”，由Konica Minolta(柯尼卡美能达)控股公司制造·测量环境暗室(23℃)。
(制备实施例1)使用光气作为碳酸酯前体，而(A)2，2-双-(4-羟苯基)丙烷和(B)1，1-双(4-羟丙基)-3，3，5-三甲基环己烷作为芳香族二元酚组分通过常规方法得到重均分子量(Mw)为60,000并且含有下式(5)和(6)所代表的重复单元的聚碳酸酯类树脂(数均分子量(Mn)为33,000，Mw/Mn为1.78，重量比例(A)∶(B)为4∶6)。将70重量份的聚碳酸酯类树脂和30重量份的重均分子量(Mw)为1,300(数均分子量(Mn)为716，Mw/Mn为1.78)的苯乙烯类树脂(HIMER SB75，SanyoChemical Industries，Ltd.(三洋化学工业株式会社)生产)加入到300重量份的二氯甲烷中。在室温下整体搅拌混合4小时，从而制备清澈的溶液。将该溶液在玻璃板上浇铸然后在室温下静置15分钟。接着，将该溶液从玻璃板上剥离，并且在烘箱中在80℃下干燥10分钟，然后在120℃下干燥20分钟，从而获得厚度为55μm并且玻璃态转化温度(Tg)为140℃的聚合物膜。所得聚合物膜的透光率在590nm的波长下为93％。该聚合物膜的面内相位差值Re[590]为5.0nm，厚度方向的相位差值Rth[590]为12.0nm，平均折射率为1.576。
将性质如表1所示的双轴拉伸聚丙烯膜“TORAYFAN”(商品名，厚度为60μm，Toray Industries，Inc.(东丽工业株式会社)生产)通过丙烯酸压敏粘合层(厚度为15μm)附着在聚合物膜的两侧(厚度为55μm)。随后，将所得产物在空气循环恒温炉中，在147℃下(距离膜背面3cm处的温度，温度变动为±1℃)使用辊式拉伸机拉伸1.27倍，同时固定膜的纵向，从而制备相位差膜A。表2显示了所获相位差膜A的拉伸条件和性质。
表1
表2
制备实施例1中所使用的丙烯酸压敏粘合剂是通过如下方法制备的使用通过溶液聚合法合成的丙烯酸异壬酯作为基础聚合物(重均分子量为550,000)，将基础聚合物作为100重量份，将3重量份的交联剂聚异氰酸酯化合物“CORONATEL”(商品名，Nippon PolyurethaneIndustry Co.，Ltd.(日本聚氨酯工业株式会社)生产)和10重量份的催化剂“OL-1”(商品名，Tokyo Fine Chemical Co.，Ltd.(东京精细化工公司)生产)相混合。
将制备实施例1中所获得的相位差膜A溶解在四氢呋喃中，从而制备0.1wt％的溶液，将其静置8小时。随后，用0.45μm的膜滤器过滤该溶液，并对滤液进行GPC测量。将总固体含量作为100重量份时，通过GPC测量所测定的苯乙烯类树脂的含量为27重量份。
通过对制备实施例1中所获得的相位差膜A进行1H-NMR测量来测定芳香二元酚化合物组分的重量比。具体的说，将聚合物膜溶解在氯仿中，然后将氯仿溶液滴加到100倍重量的甲醇中，从而在23℃下沉淀(再沉淀)出白色固体。将该溶液过滤并分离为甲醇可溶部分和甲醇不溶部分。将甲醇不溶部分溶解在氯仿-D中以进行1H-NMR测量。结果，通过1H-NMR光谱中1.68ppm(6H)处来自2，2-双(4-羟苯基)丙烷的甲基的峰和2.69ppm(6H)处来自在1，1-双(4-羟苯基)-3，3，5-三甲基环己烷的环己基环上的3位上取代的甲基的峰的积分比确定了这些组分的重量比为4∶6。
(制备实施例2)按照与制备实施例1的相同方法制备相位差膜B，除了拉伸比从1.27倍变成1.30倍。表2显示了所获得的相位差膜B的拉伸条件和性质。
(制备实施例3)按照与制备实施例1的相同方法制备相位差膜C，除了拉伸温度从147℃变到146℃以及拉伸比从1.27倍变成1.25倍。表2显示了所获得的相位差膜C的拉伸条件和性质。
(制备实施例4)按照与制备实施例1的相同方法制备相位差膜D，除了拉伸温度从147℃变到145℃以及拉伸比从1.27倍变成1.20倍。表2显示了所获得的相位差膜D的拉伸条件和性质。
(制备实施例5)按照与制备实施例1的相同方法制备相位差膜E，除了拉伸温度从147℃变到140℃以及拉伸比从1.27倍变成1.10倍。表2显示了所获得的相位差膜E的拉伸条件和性质。
(制备实施例6)使用光气作为碳酸酯前体而双酚A作为芳香族二元酚组分通过常规方法获得聚碳酸酯类树脂。接着，通过丙烯酸压敏粘合层将双轴拉伸聚丙烯膜附着到到由聚碳酸酯类树脂组成的聚合物膜(厚度为60μm)的两侧。随后，在空气循环恒温炉中，在147℃下(距离膜背面3cm处的温度，温度变动为±1℃)使用辊式拉伸机将该膜拉伸1.10倍，同时固定膜的纵向，从而获得相位差膜F。表2显示了所获得的相位差膜F的性质。制备实施例6中所使用的双轴拉伸聚丙烯膜和丙烯酸压敏粘合剂与制备实施例1中所使用的那些相同。注意，由聚碳酸酯类树脂组成的聚合物膜的玻璃态转化温度(Tg)为150℃，拉伸前面内相位差值为7nm，而拉伸前厚度方向的相位差值为15nm。
(制备实施例7)使用挤出机使65重量份的由异丁烯和N-甲基马来酰亚胺组成的交替共聚物(N-甲基马来酰亚胺的含量为50mol％，玻璃态转化温度为157℃)、35重量份的丙烯腈/苯乙烯共聚物(丙烯腈含量为27mol％)和1重量份的2-(4，6-二苯基-1，3，5-三嗪-2基)-5-己氧基-酚(紫外线吸收剂)成形为小球。随后，将小球在100℃下干燥5小时，然后在270℃下使用40nmΦ的单螺杆挤出机和宽度为400nmT-模具挤出。使片状熔融树脂在冷却鼓中冷却，从而制备宽度为大约600mm宽度而厚度为大约40μm的聚合物膜G。表3显示了聚合物膜G的性质。
表3
(制备实施例8)使用市售的降冰片烯类树脂膜“ZEONOR ZF14-040”(商品名，厚度为40μm，Zeon Corporation(曾荣株式会社))作为聚合物膜H。表3显示了聚合物H的性质。
(制备实施例9)将20重量份的降冰片烯类树脂“ARTON”(JSR株式会社生产)加入到80重量份的环戊酮中，从而制备溶液。将该溶液在三乙酰纤维素膜“UZ-TAC”(商品名，Re[590]为2.2nm，Rth[590]为39.8nm，Fuji Photo Film Co.，Ltd.(富士胶片株式会社)生产)上涂覆到厚度为150μm，然后将所得产物在140℃下干燥3分钟。干燥后，将该TAC膜表面上形成的降冰片烯类膜剥离下来，从而获得透明的纤维素类树脂膜，将其作为聚合物膜I。表3显示了聚合物膜I的性质。
(制备实施例10)使用凹版式涂布器将硅酸乙酯溶液(醋酸乙酯和异丙醇的2wt％混合溶液，COLCOAT株式会社生产)涂覆到聚对苯二甲酸乙酯膜“S-27E”(厚度为75μm，Toray Industries，Inc.(东丽工业株式会社)生产)上。将所得产物在130℃下干燥30秒，从而形成厚度为0.1μm的玻璃聚合物膜。
将5重量份具有液晶性(mesogenic)侧链、能够形成垂直配向并且由以下分子式(11)代表的液晶聚合物(重均分子量(Mw)为5,000)、20重量份市售的可聚合液晶单体“Paliocolor LC242”(商品名，自BASFAktiengesellschaft(巴斯弗集团)生产)和1.25重量份光聚合引发剂“IRGACURE 907”(商品名，Ciba Specialty Chemicals(汽巴特种化学品公司)生产)溶解在75重量份的环己酮中，从而制备混合溶液。使用涂料棒将该混合溶液涂覆到作为基板的玻璃聚合物膜层积体(聚对苯二甲酸乙酯膜/玻璃聚合物膜)上。将所得产物在空气循环恒温炉中在80℃±1℃下干燥2分钟，然后冷却到室温，从而形成固定在基板上具有垂直配向的可聚合液晶单体的液晶层。接下来，用400mJ/cm2的紫外光从涂覆了混合溶液的一侧对该液晶层进行照射(使用具有金属卤化物灯作为光源的照射设备)。可聚合液晶单体被固化，从而在基板上产生阳极C板。所获得的阳极C板的厚度为0.55μm，Re[590]为0.1nm，Rth[590]为-55.2nm。
将阳极CC板从基板上剥离，并将其层积在厚度为80μm市售的三乙酰纤维素膜“UZ-TAC”(商品名，Re[590]为2.5nm，Rth[590]为60.2nm，Fuji Photo Film Co.，Ltd.(富士胶片株式会社)生产)上，使各自的慢轴彼此垂直，从而制备聚合物膜J。表3显示了聚合物膜J的性质。
(制备实施例11)使用市售的降冰片烯类树脂膜“ZEONOR ZF14-100“(商品名，厚度为100μm，Zeon Corporation(曾荣株式会社)生产)作为聚合物膜K。表3显示了聚合物膜K的性质。
(制备实施例12)使用市售的三乙酰纤维素膜“UZ-TAC”(商品名，厚度为40μm，Fuji Photo Film Co.，Ltd.(富士胶片株式会社))作为聚合物膜L。表3显示了聚合物膜L的性质。
(制备实施例13)使用市售的三乙酰纤维素膜“UZ-TAC”(商品名，厚度为80μm，购买自Fuji Photo Film Co.，Ltd.(富士胶片株式会社))作为聚合物膜M。表3显示了聚合物膜M的性质。
(实施例1)将聚乙烯醇膜在含碘的水溶液中着色，随后在含硼酸的水溶液中，在不同速度比的辊之间将其单轴拉伸6倍，从而获得两个偏光片P1和P2。所获偏光片P1和P2各自的水含量为23％，厚度为28μm，聚合度为99.9％，单轴透光率为43.5％。接下来，将液晶面板从包括IPS模式液晶单元的液晶显示装置“KLV-17HR2”(Sony Corporation(索尼株式会社)制造)中取出。除去配置在液晶单元上下的偏光板，并清洗玻璃表面(前后表面)。
接下来，将相位差膜A作为第一光学元件从观看侧层积在液晶单元的表面上，使液晶单元的长侧和相位差膜A的慢轴彼此平行。随后，将偏光片P1层积在相位差膜A的表面上，使相位差膜A的慢轴和偏光片P1的吸收轴彼此平行(0°±0.5°)。随后，将市售的三乙酰纤维素膜“UZ-TAC”(商品名，厚度为40μm，Fuji Photo Film Co.，Ltd.(富士胶片株式会社)生产)层积在没有相位差膜A层积在其上的偏光片P1的表面上。
接下来，将聚合物膜G作为第二光学元件从背光侧上层积在液晶单元的表面上，使液晶单元的短侧和聚合物膜G的慢轴彼此平行。随后，将偏光片P2层积在聚合物膜G的表面，使聚合物膜G的慢轴和偏光片P2的吸收轴彼此平行(0°±0.5°)。随后，将市售的三乙酰纤维素膜“UZ-TAC”(商品名，厚度为40μm，Fuji Photo Film Co.，Ltd.
(富士胶片株式会社)生产)层积在没有聚合物膜G层积在其上的偏光片P2的表面上，从而制备结构与图2A所示相同的O-模式液晶面板I。由此制备的液晶面板中偏光片P1和P2的吸收轴彼此垂直(90°±1.0°)。
将该液晶面板结合入原来的液晶显示装置中，然后将背光打开10分钟，从而测量得到斜向对比度。表4显示了所获得的性质。
表4
随后，再将背光打开8小时，然后在暗室中使用二维色彩分布测量装置“CA-1500”(Konica Minolta Holdings，Inc.(柯尼卡美能达控股公司)制造)对该液晶显示装置的显示屏照相。如图7所示，几乎没有由于背光的热所导致的显示不均匀。
(实施例2)按照与实施例1相同的方法制备液晶面板，除了将第一光学元件从相位差膜A变成相位差膜B。随后，测量结合了该液晶面板的液晶装置的斜向对比度。表4显示了所获得的性质。
(实施例3)按照与实施例1相同的方法制备液晶面板，除了将第一光学元件从相位差膜A变成相位差膜C。随后，测量结合了该液晶面板的液晶装置的斜向对比度。表4显示了所获得的性质。
(实施例4)按照与实施例1相同的方法制备液晶面板，除了将第一光学元件从相位差膜A变成两个相位差膜E。随后，测量结合了该液晶面板的液晶装置的斜向对比度。表4显示了所获得的性质。两个相位差膜E层积在一起，使各自的慢轴彼此平行。
(实施例5)按照与实施例1相同的方法制备液晶面板，除了将第二光学元件从聚合物膜G变成聚合物膜H。随后，测量结合了该液晶面板的液晶装置的斜向对比度。表4显示了所获得的性质。
(实施例6)按照与实施例1相同的方法制备液晶面板，除了将第二光学元件从聚合物膜G变成聚合物膜J。随后，测量结合了该液晶面板的液晶装置的斜向对比度。表4显示了所获得的性质。
(实施例7)按照与实施例1相同的方法制备液晶面板，除了将第二光学元件从聚合物膜G变成聚合物膜K。随后，测量结合了该液晶面板的液晶装置的斜向对比度。表4显示了所获得的性质。
(实施例8)按照与实施例1相同的方法制备液晶面板，除了将第二光学元件从聚合物膜G变成两个聚合物膜K，而两个聚合物膜K层积在一起，使各自的慢轴彼此垂直。随后，测量结合了该液晶面板的液晶装置的斜向对比度。表4显示了所获得的性质。
(比较实施例1)按照与实施例1相同的方法制备液晶面板，除了将第一光学元件从相位差膜A变成相位差膜D。随后，测量结合了该液晶面板的液晶装置的斜向对比度。表4显示了所获得的性质。
(对比实施例2)按照与实施例1中相同的方法制备液晶面板，除了将第一光学元件从相位差膜A变成相位差膜E。随后，测量结合了该液晶面板的液晶装置的斜向对比度。表4显示了所获得的性质。
(对比实施例3)按照与实施例1相同的方法制备液晶面板，除了将第二光学元件从聚合物膜G变成聚合物膜L。随后，测量结合了该液晶面板的液晶装置的斜向对比度。表4显示了所获得的性质。
(对比实施例4)按照与实施例1相同的方法制备液晶面板，除了将第二光学元件从聚合物膜G变成聚合物膜M。随后，测量结合了该液晶面板的液晶装置的斜向对比度。表4显示了所获得的性质。
(对比实施例5)按照与实施例1相同的方法制备液晶面板，除了将第一光学元件从相位差膜A变成相位差膜F。将该液晶面板结合入原来的液晶显示装置中，并且将背光打开8小时。随后，在暗室中使用二维色彩分布测量装置“CA-1500”(Konica Minolta Holdings，Inc.(柯尼卡美能达公司)制造)对该液晶显示装置的显示屏照相。如图8所示，存在很大程度上由于背光所导致的大的显示不均匀。
(评价)如实施例1到4所示，得到了斜向对比度高的液晶显示装置，该液晶显示装置包括相位差值小的第二光学元件和Re[590]值在240到350nm范围内的第一光学元件。此外，如实施例5到8所示，得到了斜向对比度高的液晶显示装置，该液晶显示装置包括Rth[590]值在0到20nm范围内的第二光学元件。包括实施例1的液晶面板的液晶显示装置甚至当背光长时间打开时几乎不存在由于背光的热所导致小的显示不均匀。与实施例相似，实施例2到8的各个液晶显示装置几乎不存在显示不均匀。但是，对比实施例1到4各自提供了斜向对比度低的液晶显示装置，因为该液晶显示装置包括了各自的相位差值超出了上述范围的第一光学元件和第二光学元件。如对比实施例5所示，液晶显示装置包括了使用通过传统技术获得的具有大光弹性系数的相位差膜的液晶面板，因而具有很大程度上由于背光的热所导致的显示不均匀。
如上所述，本发明的液晶面板具有增大的斜向对比度，因而对于改进液晶显示装置的显示性能非常有用。因此，本发明的液晶面板可以适用于液晶显示装置或液晶电视。
对于本领域技术人员来说，在不背离本发明的范围和精神的情况下作出许多其他的改变是显而易见和容易实施的。因此，应当理解所附权利要求的范围不意味着被说明书的具体内容所限制，而宁可说是广泛地解释。
权利要求
1.一种液晶面板，包括液晶单元；配置在所述液晶单元两侧的偏光片；配置在一个偏光片和所述液晶单元之间的第一光学元件；以及配置在另一个偏光片和所述液晶单元之间的第二光学元件，其中所述第一光学元件包括含有苯乙烯类树脂和聚碳酸酯类树脂并且满足以下表达式(1)和(2)的相位差膜；并且所述第二光学元件基本上具有光学各向同性，240nm≤Re[590]≤350nm …(1)0.20≤Rth[590]/Re[590]≤0.80…(2)在所述表达式(1)和(2)中，Re[590]和Rth[590]分别代表在23℃下，使用波长为590nm的光所测量的所述膜的面内相位差值和厚度方向的相位差值。
2.根据权利要求1所述的液晶面板，其中所述第一光学元件的慢轴与一个偏光片的吸收轴基本上平行而与另一个偏光片的吸收轴基本上垂直。
3.根据权利要求1所述的液晶面板，其中所述液晶单元包括含有在不存在电场的情况下均匀配向的向列型液晶的液晶层。
4.根据权利要求3所述的液晶面板，其中所述液晶层的折射率分布为nx＞ny＝nz。
5.根据权利要求4所述的液晶面板，其中所述液晶单元包括IPS模式和FFS模式中的一种。
6.根据权利要求1所述的液晶面板，其中所述液晶单元的初始配向方向基本上平行于配置所述第二光学元件一侧的偏光片吸收轴方向。
7.根据权利要求6所述的液晶面板，其中所述液晶单元的初始配向方向基本上平行于配置在所述液晶单元背光侧的偏光片的吸收轴方向。
8.根据权利要求6所述的液晶面板，其中所述液晶单元的初始配向方向基本上垂直于配置在所述液晶单元背光侧的偏光片的吸收轴方向。
9.根据权利要求1所述的液晶面板，其中所述第一光学元件的波长色散性为0.81到1.10。
10.根据权利要求1所述的液晶面板，其中所述第一光学元件包括含有苯乙烯类树脂和聚碳酸酯类树脂的单层单层相位差膜。
11.根据权利要求1所述的液晶面板，其中所述第一光学元件包括包含所述含有苯乙烯类树脂和聚碳酸酯类树脂的相位差膜的层积体。
12.根据权利要求1所述的液晶面板，其中将总固体含量作为100重量份时，所述相位差膜中苯乙烯类树脂的含量为10到40重量份。
13.根据权利要求1所述的液晶面板，其中所述相位差膜中的聚碳酸酯类树脂含有由式(5)和(6)所代表的重复单元。
14.根据权利要求1所述的液晶面板，其中所述相位差膜的光弹性系数的绝对值23℃下使用波长为590nm的光测量为2.0×10-11到8.0×10-11m2/N。
15.根据权利要求1所述的液晶面板，其中所述第二光学元件满足以下表达式(3)和(4)，0nm≤Re[590]≤10nm …(3)0nm≤Rth[590]≤20nm…(4)在表达式(3)和(4)中，Re[590]和Rth[590]分别代表在23℃下使用波长为590nm的光测量的所述膜的面内相位差值和厚度方向的相位差值)。
16.根据权利要求1所述的液晶面板，其中所述第二光学元件包括至少一种选自纤维素类树脂、降冰片烯类树脂以及含有异丁烯和N-甲基马来酰亚胺的交替共聚物和丙烯腈/苯乙烯共聚物的聚合物膜。
17.根据权利要求1所述的液晶面板，其中所述第二光学元件包括通过对满足以下表达式(7)和(8)的阴极C板和满足以下表达式(9)和(10)的阳极C板进行层积所制备的层积膜，0nm≤Re[590]≤10nm …(7)20nm≤Rth[590]≤400nm …(8)0nm≤Re[590]≤10nm …(9)-400nm≤Rth[590]≤-20nm…(10)在表达式(7)，(8)，(9)和(10)中，Re[590]和Rth[590]分别代表在23℃下使用波长为590nm的光测量的所述膜的面内相位差值和厚度方向的相位差值)。
18.根据权利要求1所述的液晶面板，其在每个偏光片的外侧进一步包括保护膜。
19.一种含有权利要求1所述的液晶面板的液晶电视。
20.一种含有权利要求1所述的液晶面板的液晶显示装置。
全文摘要
本发明提供了一种具有改进的斜向对比度和良好的显示均匀性并且不会由于偏光片的收缩应力或背光的热而导致相位差值偏移或不均匀的液晶面板。根据本发明实施方式的液晶面板包括液晶单元、配置在液晶单元两侧的偏光片、配置在一个偏光片和液晶单元之间的第一光学元件以及配置在另一个偏光片和液晶单元之间的第二光学元件，其中第一光学元件包括含有苯乙烯类树脂和聚碳酸酯类树脂并且满足以下表达式(1)和(2)的相位差膜，而第二光学元件基本上具有光学各向同性240nm≤Re[590]≤350nm …(1)0.20≤Rth[590]/Re[590]≤0.80 …(2)。
文档编号G02F1/1335GK1763608SQ20051011426
公开日2006年4月26日 申请日期2005年10月21日 优先权日2004年10月22日
发明者小石直树, 矢野周治, 与田健治, 林政毅 申请人:日东电工株式会社