光学膜、层叠膜及它们的制造方法

专利名称：光学膜、层叠膜及它们的制造方法
技术领域：
本发明涉及作为液晶显示装置中使用的相位差膜等有用的光学膜、及其制造等中使用的层叠膜、以及可稳定地制造这些膜的方法。
背景技术：
以往，满足nz > nx彡ny的、例如正的C板及正的B板等相位差膜被用作液晶显示装置的视角补偿膜等。满足上述特性的相位差膜通常与例如负的B板或负的C板等其他光学特性的相位差层制成层叠体而被用于液晶显示装置(例如专利文献I和2)。但是，当将显示上述规定的光学特性的相位差层的层叠体用于液晶显示装置的视角补偿时，由于温度/湿度等使用环境的变动，有时会发生显示不均，要求进行改善。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2000-227520号公报专利文献2:日本特开2009-192611号公报

发明内容
发明预解决 的课题本发明是鉴于上述各问题而完成的，本发明的课题在于减小使用了具有满足nz> nx ^ ny的相位差层的光学膜的液晶显示装置因温度/湿度的变动而发生的显示不均。具体地，本发明的课题在于提供，当用于液晶显示装置时，不发生温度/湿度的变动所造成的显示不均或者显示不均少的、具有显示上述光学特性的相位差层的光学膜、以及具有该光学膜的偏振片和液晶显示装置。另外，本发明的课题还在于提供，使上述光学膜的稳定的制造成为可能的层叠膜及制造方法。用于解决课题的手段本发明人对温度/湿度的变动所造成的显示不均的发生原因进行了各种研究，结果清楚了，液晶显示装置中使用的相位差膜会在温度/湿度的作用下发生变形，该变形了的膜对液晶面板内部施加不均匀的压力，该不均匀的压力表现为显示不均。特别是能够确认，厚膜的相位差膜其膜整体的刚性有变高的倾向，对通过自身的刚性而密合的玻璃板等产生高的应力，有显示不均恶化的倾向。满足nz > nx ^ ny的相位差层的形成中需要使用固有双折射为负的材料，固有双折射为负的材料通常相对于分子主链方向在垂直方向具有体积大的侧链、或者常常具有存在芳香环的分子结构，因此膜有变脆的倾向。由于这样的脆的膜难以制成膜，因此实际情况是没有制成膜的技术研究。但是，本发明人进行了各种研究，结果发现，通过使用溶液流延法能够制造满足上述特性的膜，进而，通过将与规定的光学特性的其他相位差层的层叠体的总厚度限定到规定的范围，能够显著地减小显示不均，从而完成了本发明。
S卩，用来解决所述课题的手段如下:[I] 一种光学膜，其特征在于，其具有:相位层A (A层)，其满足以下关系式:nz > nx ^ ny其中，nx表示面内慢轴方向的面内折射率，ny表示与面内慢轴方向垂直的方向的面内折射率，nz表示厚度方向折射率；和，相位差层B (B层)，其面内延迟Re及厚度方向延迟Rth满足以下关系式:Onm ^ Re ^ 20nm50nm ^ Rth ^ 300nm ；且总膜厚为5 40 u m。[2]根据[I]的光学膜，其中，A层的Re及Rth满足以下关系式:50nm ^ Re ^ 150nm-150nm ^ Rth ^ _50nm。[3]根据[I]或[2]的光学膜，其中，作为层叠膜整体的Re及Rth满足以下关系式:0.5 ≤ I Rth I / I Re I + 0.5 ≤0.8。[4]根据[I ] [3]中任一项的光学膜，其中，作为层叠膜整体的Re及Rth满足以下关系式:0.5 ≤ I Rth I / I Re I + 0.5 ≤ 0.7。[5]根据[I] [4]中任一项的光学膜，其中，总膜厚为5 30iim。[6]根据[I] [5]中任一项的光学膜，其中，B层的主成分为盘状液晶聚合物或聚酰亚胺树脂中的至少I种。[7]根据[I] [6]中任一项的光学膜，其中，A层的主成分为选自具有芳香环的纤维素酰化物、苯乙烯系树脂、及聚酯系树脂中的至少I种。[8] —种偏振片,其至少具有起偏器、和[I] [7]中任一项的光学膜。[9]根据[8]的偏振片，其中，所述起偏器的厚度为IOym以下。[10] 一种液晶显示装置,其至少具有[I] [7]中任一项的光学膜、或者[8]或的偏振片。[11]—种层叠膜，其具有[I] [7]中任一项的光学膜、和在该光学膜的A层的表面上的层叠层C (C层)。[12]根据[11]的层叠膜，其中，C层的主成分为热塑性树脂中的至少I种。[13]根据[11]或[12]的层叠膜，其中，C层的主成分为醋酸纤维素中的至少I种。[14] [8] [13]中任一项的层叠膜的制造方法，其包含:通过溶液共流延法制作A层与C层的层叠体、和在该层叠体的A层表面上通过涂布形成B层。[15] [I] [5]中任一项的光学膜的制造方法，其包含:准备[8] [13]中任一项的层叠膜、和从该层叠膜将C层剥离。[16]根据[15]的方法，其中，包含:在通过将C层剥离而露出的A层的表面上形成粘附剂层。发明效果根据本发明，能够减小使用了具有满足nz > nx ^ ny的相位差层的光学膜的液晶显示装置因温度/湿度的变动而发生的显示不均。具体地，根据本发明能够提供，当用于液晶显示装置时，不发生温度/湿度的变动所造成的显示不均或者显示不均少的、具有显示上述光学特性的相位差层的光学膜、以及具有该光学膜的偏振片及液晶显示装置。另外，根据本发明，还能够提供使上述光学膜的稳定的制造成为可能的层叠膜、及制造方法。


图1为本发明的光学膜的一个例子的截面示意图。图2为本发明的层叠膜的一个例子的截面示意图。图3为本发明的光学膜的另一例子的截面示意图。
具体实施例方式以下，对本发明的光学膜、其制造方法、以及层叠膜及其制造方法进行详细地说明。以下记载的构成要件的说明有时是基于本发明的代表性实施方式进行的，但本发明并不限定于那样的实施方式 。需要说明的是，本说明书中，使用“ ”表示的数值范围是指将“ ”的前后记载的数值作为下限值和上限值包含在内的范围。[光学膜]本发明的光学膜的特征在于，其具有:相位层A (A层)，其满足以下关系式:nz > nx ^ ny其中，nx表示面内慢轴方向的面内折射率，ny表示与面内慢轴方向垂直的方向的面内折射率，nz表示厚度方向折射率；和，相位差层B (B层)，其面内延迟Re及厚度方向延迟Rth满足以下关系式:Onm ^ Re ^ 20nm50nm ^ Rth ^ 300nm ；且总膜厚为5 40 ii m。本发明的光学膜的特征之一在于，总膜厚为5 40 y m。膜的刚性通常有随着厚度变厚而变大的倾向。当刚性变大时，如上所述，由温度/湿度的变动引起的膜的变形变得显著，膜的变形会对液晶面板内部施加不均匀的压力，成为发生显示不均的一个原因。本发明中，通过使总膜厚在上述范围来抑制由温度/湿度的变动引起的膜的变形，由此减小显示不均的发生。基于该观点，本发明的光学膜的总膜厚越小越优选，但另一方面薄的膜其在制膜中的操作性差，从制造适应性的角度出发不优选。另外，为了实现所期望的光学特性，也需要某种程度的厚度。从这些观点出发，本发明的光学膜的总膜厚优选为5 30i!m、更优选为10 30iim。
本发明的光学膜具有分别显示规定的光学特性的A层和B层的层叠结构。A层为满足nz > nx≥ny的相位差层。为了形成满足nz > nx≥ny的层,有效的是溶液流延法。其原因推测是，通过在将主成分材料的溶液流延到支撑体上后、在干燥时在膜厚方向使溶剂挥发，从而在膜的膜厚方向产生压缩应力，提高分子链的面取向性，由此表现出上述特性。另外，当采用溶液流延法时，从能够稳定地制造薄膜的A层的角度出发也优选。满足nz > nx ≥ ny的相位差层的例子包括，所谓的正的C板(本说明书中，不仅仅指严格意义上的正的C板，而且还指包括如C板那样发挥功能的任意相位差片，具体地是指，Rth显示负的值且Re为0 IOnm的相位差片)及所谓的正的B板(本说明书中，为在光学上双轴的相位差片，以任意包括Rth为负的光学上双轴的相位差片的含义使用)。满足上述特性的光学膜例如作为IPS模式或FFS模式等的水平取向模式的液晶显示装置的视角补偿膜等是有用的。当用作水平取向模式的液晶显示装置的视角补偿膜时，在A层为所谓的正的B板的方式中，B层优选为负的C板，另一方面，在A层为所谓的正的C板的方式中，B层优选为负的B板。

A层为所谓的正的B板的方式中，A层的Re和Rth优选满足以下关系式:50nm ≤Re ≤ 150nm-150nm ≤Rth ≤50nm更优选满足以下关系式:70nm ≤Re ≤130nm-130nm ≤ Rth ≤70nm。B层为满足Re为Onm 20nm和Rth为50nm 300nm (优选为50 200nm、更优选为50 150mn)的相位差层，该相位差层的例子包括所谓的负的C板(本说明书中，不仅仅是指严格意义上的负的C板，而且是指包括如C板那样发挥功能的任意相位差片，具体地是指，Rth显示正的值且Re为0 IOrnn的相位差片)及所谓的负的B板(本说明书中，以任意包含光学上双轴的相位差片即Rth为正的光学上双轴的相位差片的含义使用)。另外，当用作水平取向模式的液晶显示装置的视角补偿膜时，在作为A层与B层的层叠体整体进行测量时的光学特性中，Rth优选在-30 30nm之间，具体地，I Rth I / IRe I + 0.5优选为0.5 0.8、更优选为0.5 0.7。(A 层)满足上述光学特性的A层作为上述正的C板或正的B板等发挥功能，为了赋予水平取向模式的液晶显示装置以视角补偿，需要在负的方面显示某种程度大的Rth。本发明的光学膜由于是总膜厚在上述范围内的薄层的膜，因此A层的厚度越薄越好，例如为5 30iim、优选为8 28iim、更优选为13 25 y m。为了为薄层且显示某种程度大的负的Rth，优选含有Rth显现性高的材料作为主成分。满足上述光学特性的光学膜的例子包括，后述的各种固有双折射为负的树脂，但从Rth显现性的观点出发，优选聚苯乙烯系树脂、聚酯系树脂、及含有芳香环的纤维素酰化物系树脂。其中，主成分是指构成层的成分中含量(质量％)最多的成分。以下，对A层的形成中可用作主成分的固有双折射为负的高分子材料进行说明。
<固有双折射为负的高分子材料>本发明的光学膜含有固有双折射为负的高分子材料(以包括树脂及聚合物二者的含义使用)。作为固有双折射为负的高分子材料，已知有各种材料，任意材料均可以使用，但从可溶液制膜及Rth显现性高的角度出发，优选聚苯乙烯系树脂、聚酯系树脂、及含有芳香环的纤维素酰化物系树脂。以下，对这些树脂详细地进行说明，但并不限定于这些树脂。本乙纟布系树脂:可用作所述光学膜的主成分的丙烯酸树脂的例子包括聚苯乙烯衍生物及苯乙烯系共聚物。具体地包括，苯乙烯系单体的单聚物及共聚物。苯乙烯系共聚物可以为2种以上的苯乙烯系单体的共聚物，也可以为I种以上的苯乙烯系单体与I种以上的非苯乙烯系单体(例如为丙烯酸系单体，优选为下式(C)所示的丙烯酸系单体)的共聚物。所述苯乙烯系单体的例子中包括苯乙烯所具有的乙烯基的I个以上的氢原子被取代基取代而得到的单体、及苯乙烯所具有的苯基的I个以上的氢原子被取代基取代而得到的单体。优选苯基上具有取代基的苯乙烯系单体。作为所述取代基，可列举出烷基、卤素原子、烧氧基、乙酸基等竣酸基、氣基、硝基、氛基、芳基、轻基、擬基等，优选轻基、擬基或乙酸基，更优选羟基或乙酸基。其中，所述取代基可以是单独的，也可以是2个以上。此外，所述取代基还可以进一步具有取代基。另外，所述苯乙烯系衍生单体还可以进一步是苯基与其他芳香环缩合而成的单体，另外，取代基可以是如形成除苯基以外的环等的茚类、茚满类，也可以是具有交联环的结构。所述苯乙烯系单体优选为下述通式(b )所示的芳香族乙烯基系单体。化学式I
权利要求
1.一种光学膜，其特征在于，其具有:相位层A即A层，其满足以下关系式:nz > nx ≥ny其中，nx表示面内慢轴方向的面内折射率、ny表示与面内慢轴方向垂直的方向的面内折射率、nz表示厚度方向折射率；和，相位差层B即B层，其面内延迟Re及厚度方向延迟Rth满足以下关系式:Onm ≤ Re ≤ 20nm50nm ≤ Rth ≤ 300nm ； 且总膜厚为5 40 ii m。
2.根据权利要求1所述的光学膜，其中，A层的Re及Rth满足以下关系式:50nm ≤ Re ≤ 150nm-150nm ≤ Rth ≤_50nm。
3.根据权利要求1或2所述的光学膜，其中，作为层叠膜整体的Re及Rth满足以下关系式:0.5 ≤I Rth I / I Re I + 0.5 ≤ 0.8。
4.根据权利要求1或2所述的光学膜，其中，作为层叠膜整体的Re及Rth满足以下关系式:0.5 ^ I Rth I / I Re I + 0.5 彡 0.7。
5.根据权利要求1 4中任一项所述的光学膜，其中，总膜厚为5 30y m。
6.根据权利要求1或2所述的光学膜，其中，B层含有盘状液晶聚合物或聚酰亚胺树脂中的至少I种。
7.根据权利要求1或2所述的光学膜，其中，A层含有选自具有芳香环的纤维素酰化物、苯乙烯系树脂、及聚酯系树脂中的至少I种。
8.一种偏振片，其至少具有起偏器、和权利要求1或2所述的光学膜。
9.根据权利要求8所述的偏振片，其中，所述起偏器的厚度为IOym以下。
10.一种液晶显示装置，其至少具有权利要求1 7中任一项所述的光学膜、或者权利要求8或9所述的偏振片。
11.一种层叠膜，其具有权利要求1或2所述的光学膜、和在该光学膜的A层的表面上的层叠层C即C层。
12.根据权利要求11所述的层叠膜，其中，C层含有热塑性树脂中的至少I种。
13.根据权利要求11所述的层叠膜，其中，C层含有醋酸纤维素中的至少I种。
14.权利要求8 13中任一项所述的层叠膜的制造方法，其包含:通过溶液共流延法制作A层与C层的层叠体、和在该层叠体的A层表面上通过涂布形成B层。
15.权利要求1 5中任一项所述的光学膜的制造方法,其包含:准备权利要求11 13中任一项所述的层叠膜、和从该层叠膜将C层剥离。
16.根据权利要求15所述的光学膜的制造方法,其中,其包含:在通过将C层剥离而露出的A层的表面上形成粘附剂层。
全文摘要
本发明涉及光学膜、层叠膜及它们的制造方法。本发明的课题在于提供不发生显示不均的光学膜。一种光学膜，其特征在于，其具有相位层A(A层)，其满足以下关系式nz＞nx≥ny，其中，nx表示面内慢轴方向的面内折射率、ny表示与面内慢轴方向垂直的方向的面内折射率、nz表示厚度方向折射率；和，相位差层B(B层)，其面内延迟Re及厚度方向延迟Rth满足以下关系式0nm≤Re≤20nm、50nm≤Rth≤300nm；且总膜厚为5～40μm。
文档编号B32B27/06GK103176236SQ2012105672
公开日2013年6月26日 申请日期2012年12月24日 优先权日2011年12月26日
发明者玉田高, 武田淳 申请人:富士胶片株式会社