具有相位延迟器的偏振膜片和包括该偏振膜片的液晶显示设备的制作方法

专利名称：具有相位延迟器的偏振膜片和包括该偏振膜片的液晶显示设备的制作方法
发明
背景技术：
领域本发明涉及具有相位延迟器的偏振膜片，用于有效地改善液晶显示设备的视角。另外，本发明也涉及包括所述具有相位延迟器的偏振膜片的液晶显示设备。
相关技术的描述液晶显示设备(以下有时称为“LCD”)被广泛地用作从小尺寸到大尺寸的平面显示设备。然而，LCD具有这样的视角特性，即以倾斜的角度观察时，显示的对比度降低或发生灰度反转，其意味着在灰度显示中发生亮度反转。因此，强烈的希望改善这些特性。
最近，在日本专利No.2548979中公开的垂直排列的向列型液晶显示设备(VA-LCD)被发展为改善视角特性的LCD系统。如在SID 97文摘845-848页中描述的，在液晶单元的上下表面都提供光轴垂直于膜平面方向的两个负单轴相位延迟器膜，对于VA-LCD获得宽视角是可能的。此外，还知道对LCD应用具有正双折射各向异性的单轴相位延迟膜可以达到进一步的宽视角特性，该膜的面内(in-plane)延迟值大约为50nm。这样的相位延迟器，其中光轴垂直于膜平面方向的两个负单轴相位延迟器膜与具有正双折射各向异性的单轴相位延迟器膜结合，总体上与双轴取向的相位延迟膜有相似的光学特性。
此外，对于改善除VA-LCD之外的视角特性的方法也是已知的，即双轴取向的相位延迟膜应用于90°扭曲向列液晶显示设备。因此，对于LCD适用的双轴定向的相位延迟器膜需要具有简单的结构和具有延迟值或者慢轴方向的足够的均匀性。
已知可以通过双轴拉伸由热塑性聚合物构成的膜来得到双轴取向的相位延迟膜。已经知道用于双轴拉伸一小片膜的实验设备和通常用于制造包装膜等的连续双轴拉伸设备可以用于双轴拉伸的设备。然而，这样的实验设备不能生产具有足够大尺寸，在数量上适用于LCD的相位延迟膜。另一方面，对于这样的连续双轴拉伸设备要达到延迟值的均匀性，慢轴方向的均匀性，和在大面积内适用于LCD的表面质量(没有划痕)是困难的。此外，尽管用于生产LCD用的相位延迟膜的传统拉伸设备可以得到在大面积内的足够的均匀性，但是得到的光学特性仅具有非常有限的双轴定向范围。
也已知一些种类的具有分散剂的涂敷溶液或液体形成具有双折射各向异性的层。例如，USP 6,060,183公开了由包括至少一种可分散在有机溶剂中的有机粘上化合物的层构成的相位延迟膜。WO94/24191公开了由可溶的聚酰亚胺溶液制备的均聚物膜用作LCD的负双折射层。WO96/11967公开了由刚性棒状聚合物制备的负双折射膜用于LCD，其中所述聚合物由具有负双折射各向异性的聚酰胺，聚酯，聚(酰胺-酰亚胺)，或聚(酯-酰亚胺)构成。此外，USP 5,196,953公开了不同折射率的物质交替层压的多层薄膜用作光学补偿层。
另一方面，在传统的双轴取向相位延迟膜用于LCD的情况中，通常在相位延迟膜上层压具有保护层的偏振膜片是必要的，该保护层是连接在偏振器的两个表面的透明树脂薄膜。这导致LCD更厚以及增加了它的成本。
为了发展甚至在具有大面积的LCD中具有极好的均匀性和具有宽范围光学特性的相位延迟器，以及进一步发展具有相位延迟器的偏振膜片和包括该偏振膜片的偏振器，本发明者进行了深入的研究。作为结果，本发明者发现达到必要的光学特性是可能的，这通过发展层压的相位延迟器来达到，该延迟器包括透明薄膜基底和层压在基底的至少一个表面上的至少一层具有双折射各向异性的涂敷层，其中层压的相位延迟器的面内延迟值(R0)在具体的范围内，基于通过在平面内环绕(around)慢轴倾斜40°测量的延迟值(R40)和面内延迟值(R0)计算的厚度方向上的延迟值(R’)处于具体的范围内。此外，本发明者发现在偏振器上结合该层压的相位延迟器可以提供具有相位延迟器的偏振膜片，该偏振膜片能够用作具有低成本的视角补偿膜，这样完成本发明。
因此，本发明提供具有相位延迟器的偏振膜片，该偏振膜片总体上有极好的均匀性和双轴定向，并进一步能够设定宽范围的双轴定向光学特性。进一步地，本发明提供具有相位延迟器的偏振膜片，该偏振膜片能够甚至在大面积内得到均匀的光学特性。此外，本发明使用该具有相位延迟器的偏振膜片提供具有得到改善的视角、薄的厚度和低成本的液晶显示设备。
发明简述本发明提供具有相位延迟器的偏振膜片，其包括偏振器和相位延迟器，该延迟器包括透明薄膜基底和在基底至少一侧上具有双折射各向异性的至少一个涂敷层，其中相位延迟器的面内延迟值(R0)不少于20nm，通过在平面内环绕慢轴倾斜40°计算的延迟值(R40)和基于面内延迟值(R0)计算的厚度方向上的延迟值(R’)大于40nm，其中相位延迟器在偏振器的至少一侧上。
在上述的具有相位延迟器的偏振膜片中，具有双折射各向异性的涂敷层可以包括液晶成分或者由液晶成分固化的成分。此外，具有双折射各向异性的涂敷层也可以包括可分散在有机溶剂中的有机粘土化合物的层。此外，具有双折射各向异性的涂敷层也可以包括从可溶的聚酰亚胺溶液中制备的酰亚胺均聚物，或者包括具有负双折射各向异性的刚性棒状聚合物的层，该聚合物从由聚酰胺，聚酯，聚(酰胺-酰亚胺)，聚(酯-酰亚胺)构成的组中选择。此外，具有双折射各向异性的涂敷层也可以包括多层薄层，其中不同折射率的物质交替层压。
上述的具有相位延迟器的偏振膜片被有效地用来改善LCD中不同模式的视角特性，例如垂直排列(VA)，扭曲向列(TN)，或者光学补偿双折射(OCB)。因此，本发明也提供具有至少一个上述的具有相位延迟器的偏振膜片和液晶单元的液晶显示设备。
优选实施例的详细描述以下的叙述将描述本发明。在本发明中，具有相位延迟器的偏振膜片包括相位延迟器，其有特殊的层状结构和特殊的光学特性以及处于偏振器的至少一个表面上。偏振器可以是选择性地透过线性偏振的具体振动方向的偏振器。例如，可以使用二色性物质被定向在作为基底的聚乙烯醇薄膜中的偏振器。典型地，碘或二色性染料可以用作二色性物质。例如，碘分子被吸收定向在单轴拉伸的聚乙烯醇中的偏振器，或偶氮基二色性染料被吸收定向在单轴拉伸的聚乙烯醇中的偏振器，可以用该偏振器。这种二色性物质被吸收定向的聚乙烯醇偏振器吸收振动平面在二色性物质的定向方向的线性偏振，并通过振动平面垂直于上述方向的线性偏振。
在根据本发明的具有相位延迟器的偏振膜片中，优选用作相位延迟器基底的透明树脂薄膜有在平面内的定向，以及优选它的面内延迟值(称作R0B)不少于20nm。此外，为了有效地补偿VA-LCD或是通过薄膜晶体管驱动的扭曲向列液晶显示设备(TFT-TN-LCD)的视角，基底的面内延迟值(R0B)可能要求在20-160nm的范围内，或在250-300nm的范围内，大约为可见光波长的一半。
基底的透明树脂薄膜包括聚碳酸脂，环聚烯烃，纤维素等薄膜。在根据本发明的具有相位延迟器的偏振膜片被用作具有14英寸(355mm)对角线屏幕的大尺寸LCD的视角补偿膜的情况中，当高温使用具有用粘合剂连接到液晶单元的相位延迟器的偏振膜片时，延迟值可能由于热量引起的应力而偏离。此外，在半透明型LCD的情况中，通过背光热量引起的不均匀应力可能产生不均匀的延迟值。这样的偏离或不均匀性引起低对比度或不均匀的显示。当具有相位延迟器的偏振膜片在这样的应力下使用时，为了防止延迟值均匀性的损坏，优选改性聚碳酸脂或聚碳酸脂共聚物，环聚烯烃，纤维素等用作透明树脂基底，其中这些物质的光弹性系数绝对值不超过10×10-13cm2/达因。
生产透明树脂薄膜的优选方法包括例如拉伸通过溶剂浇注方法形成的材料膜的方法，有低残余应力的精确挤压方法等，以便透明树脂薄膜具有要求的光学特性。材料膜的优选生产方法包括溶剂浇注方法。在溶剂浇注方法中，首先，上述树脂溶解在适当的溶剂中，然后浇注该溶液并在带子、不锈钢圆筒或例如受到释放处理的聚(对苯二甲酸亚乙酯)膜的释放膜上延伸，然后使其干燥，通过从带子、圆筒、或释放膜中释放而生产出薄膜。因此，可以得到有极好的均匀性的材料膜。
拉伸材料膜的方法包括使用拉幅机的横向单轴拉伸方法，低放大率的中间滚筒纵向单轴拉伸方法，或在从带子，圆筒，或释放膜中释放膜的过程中，或在溶剂浇注方法期间的干燥过程中，以有轻微应力的薄膜流向单轴拉伸膜的方法。当具有相位延迟器的偏振膜片中相位延迟器要求的面内延迟值(称作R0)不少于100nm时，优选材料膜通过使用拉幅机的横向单轴拉伸方法或中间滚筒纵向单轴拉伸方法定向。另一方面，当要求的值R0为大约20-100nm时，优选使用材料膜的挤压过程后在溶剂浇注过程或卷绕过程中单轴拉伸材料膜的方法。通过拉伸来执行定向度以便得到膜平面中要求的延迟值(R0B)，但这没有明确地限制。定向可以是单轴定向，或双轴定向，其通过使用拉幅机的横向单轴拉伸方法得到。
通过在上述的透明树脂薄膜上层压具有双折射各向异性的涂敷层，得到根据本发明具有相位延迟器的偏振膜片中的相位延迟器，该延迟器总体上有双轴取向。在优选实施例中，作为基底物质的透明树脂薄膜有面内延迟的差异，层压沿着厚度方向具有负双折射各向异性的涂敷层以便补偿双轴定向的缺乏，因此具有相位延迟器的偏振膜片总体上有双轴定向。
沿着厚度方向具有负双折射各向异性的层可以用作具有双折射各向异性的涂覆层。例如，可以包括以下物质-包括液晶成分或由液晶成分固化的成分的层，-包括至少一种可分散在有机溶剂中的有机粘土化合物的层，例如在USP6,060,183中公开的成分，该专利在此引为参考，-从可溶的聚酰亚胺溶液中制备的聚酰亚胺均聚物层，例如在WO 94/24191中公开的层，该专利在此引为参考，-包括刚性棒状聚合物的层，该聚合物由具有负双折射各向异性的聚酰胺，聚酯，聚(酰胺-酰亚胺)，或者聚(酯-酰亚胺)构成，例如在WO 96/11967中公开的层，该专利引为参考，-由多层薄层构成的层，其中不同折射率的物质交替地层压，例如在USP5,196,953中公开的层，该专利在此引为参考，等等。
当包括液晶成分或从液晶成分固化的成分的层用作涂敷层时，使液晶成分定向是必要的以便涂敷层沿着厚度方向有负双折射各向异性。定向的形态取决于液晶成分的类型。例如，当使用迪斯科(discotic)液晶成分时，优选盘(disc)面向上定向的均匀垂直(homeotropic)对准，并且根据层具有沿着厚度方向的负双折射各向异性的观点，当使用棒状向列液晶成分时，优选扭曲不少于270°的超扭曲对准。此外，通过层压均匀垂直对准或混合对准的液晶层，其中平面内慢轴的方向垂直于用作基底的透明树脂薄膜平面内双折射各向异性的慢轴，得到要求的光学特性是可能的。用于定向液晶成分的方法没有明确限制，包括典型的方法例如定向膜的使用，摩擦，手性掺杂剂的添加，或光照射外壳。进一步，为了固定定向，液晶成分可以在其被定向后固化，或者可以保持介晶性以便提供温度补偿等。
在包括至少一种可分散在有机溶剂中的有机粘土化合物的层，例如在USP6,060,184中公开的成分用作涂敷层的情况中，当基底形成在平板中时，有机粘上化合物单晶体层的层结构被平行于平板的平面定向，并且它在平面内的定向是任意的。因此，得到下述结构是有可能的，即膜平面内的折射率高于沿着没有特殊定向处理膜厚度方向的折射率。
有机粘土化合物是有机化合物和粘土矿物的合成物质，如在USP 6,060,183中公开的成分，例如，有机粘土化合物可以是通过混合有层结构的粘土矿物和有机化合物的有机粘土化合物。有层结构的粘土矿物包括蒙脱石类或可膨胀的云母，粘土可以通过它的阳离子可交换性与有机化合物混合。以其的极好透明度的观点，优选使用蒙脱石类。蒙脱石类包括锂蒙脱石，蒙脱土，鹏润土和它们的代替化合物，衍生物和其中的混合物。根据它的低杂质含量和它的透明度上的优越性的观点，在这些物质中，优选通过化学合成法制备的粘土用于相位延迟器。根据抑制可见光散射的观点，优选使用粒子直径被控制到很小的合成锂蒙脱石。
能够与氧原子或粘土矿物的羟基反应的化合物，或能与粘土矿物的可交换阳离子交换的离子化合物可以用作与粘土矿物混合的有机化合物。这并不是特别限定，只要允许有机粘土化合物膨胀或分散在有机溶剂中即可，优选使用包含氮的化合物。包含氮的化合物包括第一、第二、第三、或第四铵基化合物，尿素，联氨等。特别地，根据容易地可交换阳离子的观点，优选使用第四铵基化合物。
由Co-op Chemical Co.，Ltd制造的，商品名分别为“Lucentite STN”，“Lucentite SPN”，合成锂蒙脱石和第四铵基化合物的合成物质等可以用作市场上可得到的有机粘土化合物。
根据在基底上形成涂敷层的简易性、光学特性、机械特性等表现的观点，优选这样的可分散在有机溶剂中的有机粘土化合物与疏水性树脂一起使用。可分散在有机溶剂中有低极性的树脂例如苯，甲苯，二甲苯优选用作疏水性树脂。此外，为了得到优选的对湿度和热量的抗力以及处理的容易，当有相位延迟器的偏振膜片应用于屏幕对角线不少于15英寸(381mm)的大尺寸液晶显示设备时，优选有强烈的疏水性和对透明树脂基底有强粘附力的树脂。优选的疏水性树脂包括聚乙烯醇缩乙醛，例如聚乙烯醇缩丁醛，聚乙烯醇缩甲醛；纤维素树脂例如醋酸丁酸纤维素；丙烯酸树脂；meta-丙烯酸树脂；等等，特别地，优选丙烯酸丁酯类树脂和dicyclopentanyl acrylate类树脂。树脂可以预先聚合，或可以在层形成的过程中通过例如热固化或紫外线固化的方法以单体或低聚物聚合。此外，可以一起使用两种或多种树脂。
疏水性树脂包括聚乙烯醇的醛改性树脂，商品名为“Denka Butyral #3000-K”，由Denki Kagaku Kogyo Co.，Ltd.制造，主要包含丙烯酸丁酯的丙烯酸树脂，商品名为“Aron S1601”，由Toagosei Co.，Ltd.制造，主要包含dicyclopentanyl acrylat的meta-丙烯酸树脂，商品名为“Banaresin MKV-115”，由Shin-Nakamura ChemicalCo.，Ltd.制造，等等。
根据改善机械特性以便防止包括有机粘土化合物和疏水性树脂的层裂缝的观点，可分散在有机溶剂中的有机粘土化合物和疏水性树脂的优选比率为从1∶2到10∶1，做为前者后者的重量比率。可分散在有机溶剂中的有机粘土化合物被应用到透明树脂薄膜基底上。当一起使用疏水性树脂时，疏水性树脂分散或溶解在有机溶剂中。有机粘土化合物和疏水性树脂的总固体成分的浓度通常为从3到15％(重量)，然而，在分散液体中固体成分的浓度没有限制，只要制备的分散液体在一段日子内不胶凝或变得混浊。由于最适当的固体成分的浓度取决于有机粘土化合物和疏水性树脂的种类和成分比率，因此根据每个成分才能确定。此外，可以在基底上形成膜的过程中添加改善应用特性的各种添加剂例如粘性调整剂，并添加进一步改善疏水特性和/或耐久性的交联试剂。
由可溶的聚酰亚胺溶液制备的聚酰亚胺均聚物层，例如在WO 94/24191中公开的层，或包括刚性棒状聚合物的层，该聚合物由具有负双折射各向异性的聚酰胺，聚酯，聚(酰胺-酰亚胺)，或者聚(酯-酰亚胺)构成，例如在WO 96/11967中公开的层，可以用作涂敷层。这些种类的可溶聚合物的主链在通过在基底薄膜上浇注可溶聚合物的方法的自定向过程后平行于基底薄膜表面对准，并且这些种类的可溶聚合物显示出负双折射各向异性。因此，不仅通过改变涂敷层的厚度而且通过改变主链线的特性或主链的刚性，可以调整负双折射各向异性的度。
当由多层薄层构成的层用作涂敷层时，其中不同折射率的物质交替地层压，例如在USP 5,196,953中公开的层每层的厚度和折射率可以为了得到根据该US专利要求的负双折射各向异性而设计。
在本发明中，根据进一步改善有双折射各向异性的涂敷层和透明基底之间的密切接触的观点。上述层压在透明薄膜基底上具有双折射各向异性的涂敷层被用作具有相位延迟器的偏振膜片的相位延迟器部分，结合层可以设在透明基底上，或可以在透明基底的表面上进行表面处理，用于结合层的树脂没有限制，只要有双折射各向异性的涂敷层可以被均匀应用到设在基底上的结合层上，结合层可以改善它们之间的密切接触。用于结合层的树脂包括聚氨酯树脂，丙烯酸树脂，meta-丙烯酸树脂，等等。表面处理也没有限制，只要有双折射各向异性的涂敷层可以被均匀应用到基底上，涂敷层和基底之间的密切接触可以得到改善。表面处理包括电晕处理等。
在透明树脂基底上形成有双折射各向异性的涂敷层的方法，和如果设有结合层，在透明树脂基底上形成结合层的方法没有限制。可以使用各种已知的涂敷方法例如直接照相凹板方法，反转照相凹板方法，口模式涂布方法，圆点(comma)涂布方法，模具涂布方法。特别地，优选使用圆点涂布方法，和不使用支承辊的模具涂布方法，等等，因为它们有高精度的厚度。
对涂敷层的厚度没有限制，只要能达到要求的光学特性，特别是通过结合作为基底的透明树脂薄膜的光学特性，可以实现双轴特性，其中该基底是有相位延迟器的偏振膜片的相位延迟器总体的一部分。换句话说，可以选择涂敷层的厚度以便有光学特性来补偿对于相位延迟器要求的总光学特性的光学特性和透明薄膜的光学特性之间的差异。
对于具有相位延迟器的偏振膜片的相位延迟器部分要求的沿着厚度方向的双轴特性和双折射各向异性取决于它的应用。双轴特性和双折射各向异性通过沿着厚度方向的延迟值(R’)来表示，其中该延迟值通过下述公式(I)限定。如稍后所述，基于通过平面内环绕慢轴倾斜40°测量的延迟值(R40)和面内延迟值(R0)计算该值，R’＝[((nx+ny)/2)-nz]×d (I)其中nx是膜平面内慢轴方向的折射率，ny是膜平面内垂直于nx方向的折射率，nz是沿着厚度方向的折射率，d是膜厚度。
例如，具有相位延迟器的偏振膜片的相位延迟器部分的面内延迟值(R0)可以在大约20-300nm的范围内，沿着厚度方向的延迟值(R’)可以落在大约20-1200nm的范围内。优选沿着厚度方向的延迟值(R’)大约为50-300nm。更详细地，为了有效地补偿VA-LCD，或TFT-TN-LCD的视角，优选具有相位延迟器的偏振膜片的相位延迟器的面内延迟值(R0)为20-160nm，或250-300nm，其大约是可见光波长的一半。当相位延迟器的面内延迟值(R0)为20-160nm时，优选沿着厚度方向的延迟值(R’)为50-300nm。此外，优选由(nx-nz)/(nx-ny)限定的系数Nz(表示R0和R’间的平衡)大于3，因为这可以有效地改善VA-LCD，或TFT-TN-LCD的视角。另一方面，当以上的相位延迟器的面内延迟值(R0)为250-300nm，其大约是可见光波长的一半时，优选沿着厚度方向的延迟值(R’)为500-1200nm。
在本发明中，如上所述的通过在透明树脂薄膜上层压有双折射各向异性的涂敷层产生的相位延迟器，连接到包括例如如上所述的聚乙烯醇偏振器的偏振器，来产生具有相位延迟器的偏振膜片。由于如上所述的聚乙烯醇偏振器在耐久性上较差，因此偏振膜片通常涂覆有保护层，例如，在透明薄膜的两侧表面都涂敷保护层。然而，在本发明中，相位延迟器通过粘合层直接连接到偏振器，因此在连接有相位延迟器一侧的保护层被省略。因此，具有相位延迟器的偏振得到的膜较薄。在这种情况下，水溶粘合剂例如聚乙烯醇，或粘合剂例如丙烯酸树脂可以用作粘合层。
在偏振器和相位延迟器的层压中，偏振器可以被层压到基底表面和相位延迟器的涂敷层表面的任一表面。当与液晶单元结合时，考虑到它们之间连接的容易或视角，可以使用适当的结构。例如，在纤维素树脂用作相位延迟器中的基底薄膜的情况中，由于基底侧和聚乙烯醇偏振器可以通过水溶粘合剂聚乙烯醇连接，因此具有相位延迟器的偏振膜片的厚度薄是有利的。
当根据本发明的具有相位延迟器的偏振膜片应用到LCD时，至少一个具有相位延迟器的偏振膜片与液晶单元结合。典型地，该具有相位延迟器的偏振膜片通过层压在液晶单元上使用。通常，连接具有相位延迟器的偏振膜片以便相位延迟器的一侧面对液晶单元，换句话说，以便偏振器设在远离液晶单元的一侧。当根据本发明的具有相位延迟器的偏振膜片设在液晶单元的两侧表面时，相位延迟器部分可能有相同特性或不同的特性。
此外，根据本发明的具有相位延迟器的偏振膜片可以与其它相位延迟器膜或各种光学膜例如漫射膜、反射膜、透反膜结合使用。当该具有相位延迟器的偏振膜片与其它光学膜或液晶单元连接时，可以使用粘合剂例如丙烯酸树脂。粘合剂的厚度通常大约为15到30μm。
实施例以下将以实施例来更详细地描述本发明，然而，应该理解下述实施例是把本发明的技术想法给出一具体形式的例证，本发明并不特别地局限于以下描述。在实施例中，“％”表示将被使用的基于重量的含量或数量，除非特别说明。用于形成以下示出的实施例中涂敷层的物质如下，(A)有机粘土组合物商品名“Lucentite STN”由Co-op Chemical Co.，Ltd制造的物质，由合成的锂蒙脱石化合物和第四铵基化合物构成，有极好的在高极性溶剂中分散的特性。
商品名“Lucentite SPN”由Co-op Chemical Co.，Ltd制造的物质，由合成的锂蒙脱石化合物和第四铵基化合物构成，有极好的在无极性溶剂中分散的特性。
(B)疏水性树脂商品名“Aron S1601”由Toagosei Co.，Ltd.制造的物质，属于丙烯酸树脂，其主要包含来源于丙烯酸丁酯的重复单元。
商品名“Banaresin MKV-115”由Shin-Nakamura Chemical Co.，Ltd.制造的物质，属于meta-丙烯酸树脂，其主要包含来源于dicyclopentanyl acrylate的重复单元。
此外，用于样品的物理性质测量和评价的方法如下实行。
(1)面内延迟值(R0)通过使用由Oji Scientific Instruments Ltd制造的“KOBRA-21ADH”旋转偏振器的方法，以波长为559nm的单色光来测量该值。
(2)沿厚度方向的延迟值(R’)通过由计算机基于以下有面内延迟值(R0)的公式(II)-(IV)处理的计算得到nx，ny，和nz，通过对于作为倾斜轴的慢轴倾斜40°测量的延迟值(R40)，膜厚度(d)，和膜平均折射率(n0)，然后基于公式(I)计算出沿厚度方向的延迟值(R’)。基底薄膜的面内延迟值是R0B，基底薄膜厚度方向的延迟值是R’B，涂敷层的面内延迟值是R0C，涂敷层厚度方向的延迟值是R’C，相位延迟器总体上的面内延迟值是R0，和相位延迟器总体上厚度方向的延迟值是R’。
R’＝[(nx+ny)/2-nz]×d(I)R0＝(nx-ny)×d(II)
R40＝(nx-ny’)×d/cos(φ) (III)(nx+ny+nz)/3＝n0(IV)其中，φ＝sin-1[sin(40°)/n0]ny’＝ny×nz/[ny2×sin2(φ)+nz2×cos2(φ)]1/2实施例1通过中间滚筒单轴拉伸方法拉伸厚度为120μm的纤维素改性聚合物膜，得到R0B＝40nm，R’B＝130nm的基底薄膜。基底薄膜的表面在70W/m2/分钟的条件下受到电晕处理。包含1.5％的“Aron S1601”丙烯酸树脂，1.5％的BanaresinMKV-115”meta-丙烯酸树脂，6.75％的“Lucentite STN”有机粘土化合物，2.25％的“Lucentite SPN”有机粘土化合物，70.4％的甲苯，和17.6％的二氯甲烷的分散液体在之后通过圆点涂布机连续应用，以便干燥后涂层的厚度为7.5μm。这样，层压R0C＝0nm，和R’C＝80nm的涂敷层。得到的相位延迟器的光学特性为R0＝40nm，和R’＝220nm。
在一个表面上有丙烯酸粘合剂的聚对苯二甲酸乙二醇酯保护膜通过粘合剂侧连接到相位延迟器的涂敷层。随后，该有保护膜的相位延迟器被浸入2N(当量浓度)的氢氧化钾溶液中一分钟，没有提供保护膜的一侧表面受到皂化处理，用纯水洗5分钟，然后干燥。同时，通过单轴拉伸聚乙烯醇，而后通过吸收和定向碘制备偏振器。受到皂化处理的相位延迟器的基底表面连接到有聚乙烯醇水溶液粘合剂的该聚乙烯醇膜偏振器的一个表面。此时，受到皂化处理的三乙酸纤维素膜(商品名，“Konica TAC KC80CA”由Konica，Inc制造)相似地连接到有上述相同粘合剂的偏振器的另一个表面。然后生产出具有相位延迟器的偏振膜片。
当得到的具有相位延迟器的偏振膜片通过相位延迟器侧的粘合剂连接到液晶单元的前表面和/或后表面时，得到宽视角的LCD。
根据本发明，可以容易地生产具有相位延迟器的偏振膜片，其中该偏振膜片具有不能由传统方法得到的大面积内的均匀性，并具有宽设定范围光学特性的双轴定向，因此，改善LCD的视角成为可能。由于预定的相位延迟器设在具有相位延迟器的该偏振膜片中偏振器的表面，因此总体上厚度可以很薄。因此，这可以允许LCD很薄，且成本可以更低。
权利要求
1.一种具有相位延迟器的偏振膜片，包括偏振器；和相位延迟器，该延迟器包括透明树脂薄膜基底和至少一层在基底至少一个表面上的具有双折射各向异性的涂敷层，其中该相位延迟器的面内延迟值(R0)不少于20nm，并且基于通过在平面内环绕慢轴倾斜40°测量的延迟值(R40)和面内延迟值(R0)计算的沿该薄膜厚度方向的延迟值(R’)大于40nm。
2.根据权利要求1的具有相位延迟器的偏振膜片，其中透明树脂薄膜基底其有在该薄膜平面内的取向，并且该基底的面内延迟值(R0B)不少于20nm。
3.根据权利要求1的具有相位延迟器的偏振膜片，其中透明树脂薄膜基底从聚碳酸脂树脂，环聚烯烃树脂，和纤维素树脂构成的组中选择。
4.根据权利要求1的具有相位延迟器的偏振膜片，其中具有双折射各向异性的涂敷层包括液晶成分或者由液晶成分固化的成分。
5.根据权利要求1的具有相位延迟器的偏振膜片，其中具有双折射各向异性的涂敷层包括可分散在有机溶剂中的有机粘土化合物。
6.根据权利要求5的具有相位延迟器的偏振膜片，其中该包括有机粘土化合物的涂敷层进一步包括疏水性树脂。
7.根据权利要求1的具有相位延迟器的偏振膜片，其中具有双折射各向异性的涂敷层包括聚酰亚胺均聚物，或者包括刚性棒状聚合物层，该聚合物从由具有负双折射各向异性的聚酰胺，聚酯，聚(酰胺-酰亚胺)，聚(酯-酰亚胺)构成的组中选择。
8.根据权利要求1的具有相位延迟器的偏振膜片，其中具有双折射各向异性的涂敷层包括多层薄层。
9.根据权利要求1到8中任一权利要求的具有相位延迟器的偏振膜片，其中该相位延迟器具有从20到300nm的面内延迟值(R0)，和从50到300nm的沿厚度方向的延迟值(R’)， 其基于通过在平面内环绕慢轴倾斜40°测量的延迟值(R40)和面内延迟值(R0)计算。
10.一种液晶显示设备，包括至少一个根据权利要求1的具有相位延迟器的偏振膜片和液晶单元。
全文摘要
本发明提供具有相位延迟器的偏振膜片，该偏振膜片总体上有极好的均匀性和双轴定向，并进一步能够设定双轴定向光学特性的宽范围，以及提供应用该具有相位延迟器的偏振膜片的液晶显示设备。具有相位延迟器的偏振膜片包括偏振器；和相位延迟器，该延迟器包括透明树脂薄膜基底和在基底至少一个表面上至少一层具有双折射各向异性的涂敷层。该相位延迟器的面内延迟值(R
文档编号G02B5/30GK1550796SQ20041003528
公开日2004年12月1日 申请日期2004年3月26日 优先权日2003年3月28日
发明者清水朗子 申请人:住友化学工业株式会社