相位差薄膜整体式偏振片及其制造方法

专利名称：相位差薄膜整体式偏振片及其制造方法
技术领域：
本发明涉及相位差薄膜整体式偏振片以及相位差薄膜整体式偏振片的制造方法。
背景技术：
过去，为了在各种液晶显示装置中消除图像着色或扩大视角等提高图像的显示品质，使用相位差薄膜。该相位差薄膜通常是通过单向拉伸或双向抗伸等拉伸工序控制面内的相位差来制作的。
在将这样的相位差薄膜连同偏振片一起层叠而制作用于各种液晶显示装置等的相位差薄膜整体式偏振片的情况下，需要将偏振片的吸收轴与相位差薄膜的滞相轴配置为大致正交。偏振片通常是通过在长幅方向上拉伸带状的偏振光薄膜而使吸收轴在拉伸方向(长幅方向)上形成，如果连续地贴合该偏振片和相位差薄膜，则需要在带状的相位差薄膜上的宽幅方向上形成滞相轴。
但是，在上述相位差薄膜的制造中，如果在宽幅方向上连续地拉伸产生相位差的聚合物薄膜，例如，因为产生面内的取向轴成为扇状的所谓弯曲现象，所以难以通过宽幅方向的拉伸产生均匀的取向轴或双折射、相位差。在贴合这样的相位差薄膜和偏振片的情况下，由于图像着色或视角变得狭窄等，难以提高正面对比度和斜向对比度等图像的显示品质。
所以，需要有提高液晶显示装置等的正面对比度和斜向对比度的相位差整体式偏振片。

发明内容
本发明鉴于上述课题，将提供一种提高显示装置等的正面对比度和斜向对比度的相位差整体式偏振片作为课题。
本发明人等为了解决上述问题，不断进行潜心研究，结果发现对在薄膜宽幅方向上具有滞相轴并具有规定的Nz系数的单向性相位差薄膜、和在长幅方向上被拉伸且在该方向上具有吸收轴的偏振片进行层叠，并使上述相位差薄膜的宽幅方向的滞相轴与上述偏振片的长幅方向的吸收轴为规定的角度，此时可以解决上述问题，以至完成本发明。
即，本发明提供一种相位差薄膜整体式偏振片，其特征在于，是对在薄膜宽幅方向上具有滞相轴且Nz系数为0.9～1.1的单向性相位差薄膜、和在长幅方向上被拉伸且在该方向上具有吸收轴的偏振片进行层叠而成，同时使上述相位差薄膜的宽幅方向的滞相轴与上述偏振片的长幅方向的吸收轴为90°±5°。
在这里，Nz系数用Nz＝(nx-nz)/(nx-ny)表示，nx薄膜面内的最大折射率，ny与薄膜面内的nx方向正交的方向的折射率，nz与nx以及ny的折射率方向正交的方向即薄膜厚度方向的折射率，nX为拉伸方向(宽幅方向)。
如果将如下所述的相位差薄膜整体式偏振片用于液晶显示装置等，起到提高正面对比度和斜向对比度的作用，其中，所述的相位差薄膜整体式偏振片是对在薄膜宽幅方向上具有均匀的滞相轴且Nz系数为0.9～1.1的单向性相位差薄膜和在长幅方向上被拉伸且在该方向上具有吸收轴的偏振片进行层叠而成，同时使相位差薄膜的宽幅方向的滞相轴与上述偏振片的长幅方向的吸收轴大致正交。
在本发明中，上述相位差薄膜的面内相位差Δnd优选为10～590nm。
面内相位差如果在上述范围内，可以进行与各种液晶驱动模式对应的视角补偿。
本发明提供一种相位差薄膜整体式偏振片的制造方法，其特征在于，使在薄膜宽幅方向上具有滞相轴且Nz系数为0.9～1.1的单向性相位差薄膜的长边和在长幅方向上被拉伸且在该方向上具有吸收轴的偏振片的长边重合并进行层叠，同时使上述相位差薄膜的宽幅方向的滞相轴与上述偏振片的长幅方向的吸收轴为90°±5°。
可以提高使用了如下所述的相位差薄膜整体式偏振片的液晶显示装置的显示品质(正面对比度和斜向对比度等)，其中，所述的相位差薄膜整体式偏振片是通过以让上述相位差薄膜的宽幅方向的滞相轴与上述偏振片的长幅方向的吸收轴为90°±5°的方式使彼此的长边重合并进行层叠而得到。
如果将本发明的相位差薄膜整体式偏振片用于液晶显示装置，可以消除图像着色或扩大视角等提高液晶显示装置等的正面对比度以及斜向对比度。


图1是表示用于安装试验的液晶面板的截面图。
图中，10-偏振片，20-相位差薄膜，30-液晶单元，40-相位差薄膜，50-偏振片。
具体实施例方式
本发明的相位差薄膜整体式偏振片，是对在薄膜宽幅方向具有滞相轴且Nz系数为0.9～1.1的单向性相位差薄膜和在长幅方向上被拉伸且在该方向上具有吸收轴的偏振片进行层叠而成，同时使上述相位差薄膜的宽幅方向的滞相轴与上述偏振片的长幅方向的吸收轴为90°±5°。
其中，Nz系数用Nz＝(nx-nz)/(nx-ny)表示，nx薄膜面内的最大折射率，ny与薄膜面内的nx方向正交的方向的折射率，nz与nx以及ny的折射率方向正交的方向、是薄膜厚度方向的折射率。
首先，对本实施方式的相位差薄膜进行说明。
本实施方式的相位差薄膜在薄膜宽幅方向上具有滞相轴而且Nz系数为0.9～1.1。
就在薄膜宽幅方向上具有滞相轴的相位差薄膜而言，在宽幅方向上拉伸聚合物薄膜，同时在其长幅方向上使其收缩，在将拉伸前的聚合物薄膜的宽幅方向的长度和长幅方向的长度分别设为1的情况下，通过拉伸的宽幅方向的长度的变化倍率(STD)与通过收缩的长幅方向的长度的变化倍率(SMD)满足(1/STD)1/2≤SMD＜1的关系式。
在本实施方式中，聚合物薄膜的长幅方向(MD)的拉伸倍率根据宽幅方向(TD)的拉伸倍率而适宜变化，但在将通过拉伸的宽幅方向的长度的变化倍率设为STD、通过收缩的长幅方向的长度的变化倍率设为SMD的情况下，为(1/STD)1/2≤SMD＜1，SMD优选在(1/STD)1/2～(1/STD)1/2×1.05的范围内。
在“SMD＝1”即长幅方向的尺寸不变时，不能解决发生弯曲现象的问题，如果(1/STD)1/2＞SMD，存在在宽幅方向上发生皱褶这样的外观上的问题。
如上所述同时进行的拉伸处理和收缩处理可以直接在上述聚合物薄膜单体上实施。另外，也可以将上述聚合物薄膜层叠于基材上作为层叠体，握持该层叠体的基材的两端部，通过对该基材同时实施拉伸处理和收缩处理，对上述聚合物薄膜间接地实施拉伸、收缩处理。另外，也可以将上述聚合物薄膜层叠于基材上作为层叠体，握持该层叠体的两端部，对该层叠体同时实施拉伸处理和收缩处理。
作为上述聚合物薄膜，例如可以举出聚碳酸酯系树脂、纤维素系树脂、降冰片烯系树脂。
上述聚合物薄膜例如优选具有透光性，例如，其透光率优选为85％以上，更优选为90％。
另外，优选其取向不均匀少。
作为上述降冰片烯系树脂，例如可以举出(1)在根据需要对降冰片烯系单体的开环(共)聚合物进行马来酸加成、环戊二烯加成等聚合物改性之后加氢的树脂，(2)使降冰片烯系单体的树脂加成型聚合，(3)使降冰片烯系单体与乙烯或α-烯烃等烯烃系单体进行加成型共聚而成的树脂等。聚合方法和加氢方法可以通过常规方法进行。
作为上述降冰片烯系单体，例如可以举出降冰片烯、以及其烷基和/或亚烷基取代化合物，例如5-甲基-2-降冰片烯、5-二甲基-2-降冰片烯、5-乙基-2-降冰片烯、5-丁基-2-降冰片烯、5-亚乙基-2-降冰片烯等、它们的卤素等极性基取代化合物；二环戊二烯、2，3-二氢二环戊二烯等；二亚甲基(methano)八氢化萘、其烷基和/或亚烷基取代化合物、以及卤素等极性基取代化合物，例如6-甲基-1，4∶5，8-二亚甲基-1，4，4a，5，6，7，8，8a-八氢化萘、6-乙基-1，45，8-二亚甲基-1，4，4a，5，6，7，8，8a-八氢化萘、6-亚乙基-1，45，8-二亚甲基-1，4，4a，5，6，7，8，8a-八氢化萘、6-氯-1，45，8-二亚甲基-1，4，4a，5，6，7，8，8a-八氢化萘、6-氰基-1，45，8-二亚甲基-1，4，4a，5，6，7，8，8a-八氢化萘、6-吡啶基-1，45，8-二亚甲基-1，4，4a，5，6，7，8，8a-八氢化萘、6-甲氧基羰基-1，45，8-二亚甲基-1，4，4a，5，6，7，8，8a-八氢化萘等；环戊二烯的3～4倍体，例如，4，95，8-二亚甲基-3a，4，4a，5，8，8a，9，9a-八氢-1H-芴、4，115，106，9-三亚甲基-3a，4，4a，5，5a，6，9，9a，10，10a，11，11a-十二氢-1H-环戊蒽等。
上述降冰片烯系树脂通过基于甲苯溶媒的凝胶渗透色谱(GPC)法测量的数均分子量(Mn)为25000～200000，优选为30000～100000，更优选为40000～80000的范围。数均分子量如果在上述范围内，则可以得到机械强度出色、溶解性、成形性、流延的操作性优良的降冰片烯系树脂。
当上述降冰片烯系树脂是向降冰片烯系单体的开环聚合物中加氢而得到的物质时，从耐热劣化性、耐光劣化性等观点出发，通常使用加氢率为90％以上的物质。优选为95％以上。更优选为99％以上。
作为上述聚碳酸酯系树脂，优选由芳香族2价酚成分和碳酸酯成分构成的芳香族聚碳酸酯。芳香族聚碳酸酯通常可以通过使芳香族2价酚化合物和碳酸酯前体发生反应而得到。
即，可以通过在苛性碱和溶剂的存在下向芳香族2价酚化合物吹入碳酰氯的碳酰氯法，或者在催化剂的存在下使芳香族2价酚化合物和双芳基碳酸酯发生酯交换的酯交换法而得到。
在这里，作为碳酸酯前体的具体例子，可以举出碳酰氯、上述2价酚类的双氯甲酸酯、二苯基碳酸酯、二对甲苯基碳酸酯、苯基对甲苯基碳酸酯、二对氯苯基碳酸酯、二萘基碳酸酯等。其中，优选碳酰氯、二苯基碳酸酯。
作为与上述碳酸酯前体发生反应的芳香族2价酚化合物的具体例子，可以举出2，2-双(4-羟苯基)丙烷、2，2-双(4-羟基-3，5-二甲基苯基)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-3，5-二甲基苯基)丁烷、2，2-双(4-羟基-3，5-二丙基苯基)丙烷、1，1-双(4-羟苯基)环己烷、1，1-双(4-羟苯基)-3，3，5-三甲基环己烷及其它。它们可以单独使用，也可以2种以上并用。优选2，2-双(4-羟苯基)丙烷、1，1-双(4-羟苯基)环己烷、1，1-双(4-羟苯基)-3，3，5-三甲基环己烷。
更优选为2，2-双(4-羟苯基)丙烷。特别优选并用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。
在并用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情况下，可以通过改变二者的使用比例来调整聚合物薄膜的Tg(玻璃化温度)和光弹性模量。
如果提高聚碳酸酯系树脂中的1，1-双(4-羟苯基)-3，3，5-三甲基环己烷的含有率，则可以提高Tg，降低光弹性模量。就该聚合物薄膜而言，为了充分降低光弹性模量并确保耐久性和适合自身支撑性、拉伸性等的Tg和耐久性，聚碳酸酯系树脂中的1，1-双(4-羟苯基)-3，3，5-三甲基环己烷与2，2-双(4-羟苯基)丙烷的含有比率优选为8∶2～2∶8。更优选为8∶2～4∶6。特别优选为7∶3～5∶5。最优选为6∶4。
上述聚碳酸酯系树脂的重均分子量(Mw)优选通过采用GPC法测量的聚苯乙烯换算为25000～200000。更优选为30000～150000。进而优选为40000～100000。特别优选为50000～80000。通过使上述聚碳酸酯系树脂的重均分子量在上述范围内，可以得到强度和可靠性出色的相位差薄膜。
作为上述纤维素系树脂，只要是纤维素与酸的酯，就没有特别限定，优选使用纤维素与脂肪酸的酯，如三醋酸纤维素、二醋酸纤维素、三丙酸纤维素、二丙酸纤维素等。当用于光学用途时，其中从低双折射方面和高透射率方面来看，优选三醋酸纤维素(cellulose triacetate)，作为该三醋酸纤维素的市售品，具体可以举出富士胶片制“UV-50”、“SH-50”、“UV-80”、“SH-80”、“TD-TAC”、“UZ-TAC”或コニカ制的“三醋酸纤维素80μm系列”、ロンザジヤパン制“三醋酸纤维素80μm系列”等。
另一方面，作为层叠上述聚合物薄膜的上述基材，优选可以拉伸和收缩的透光性薄膜，特别是从实际使用方面来看，优选即使拉伸也不产生相位差的薄膜。特别是如果为透光性出色的薄膜，因为例如也可以将上述基材和在上述基材上形成的相位差薄膜以层叠体的状态用作光学薄膜，所以优选。另外，上述基材因为可以顺利地进行如上所述的长幅方向的收缩，所以优选预先拉伸的基材或热收缩性的薄膜等，作为形成这样的基材的材料，例如优选热塑性树脂。
作为形成上述基材的材料，具体地说可以举出例如聚乙烯、聚丙烯、聚(4-甲基戊炔-1)等聚烯烃、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚酰胺、聚醚酰亚胺、聚醚醚酮、聚酮硫醚、聚醚砜、聚砜、聚苯硫醚、聚苯醚、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚缩醛、聚芳酯(ポリアリレ一ト)、丙烯酸树脂、聚乙烯醇、聚丙烯、环氧树脂、酚醛树脂等、聚酯树脂、丙烯酸树脂、聚苯乙烯树脂、聚乙烯醇树脂、聚氯乙烯树脂、聚偏氯乙烯树脂、聚丙烯酸树脂、或它们的混合物等，另外，还可以使用液晶聚合物等。其中，从耐溶剂性、耐热性的观点出发，优选例如聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等。此外，还可以使用例如在特开2001-343529号公报(WO 01/37007号)中记载的在侧链具有取代亚氨基或未取代亚氨基的热塑性树脂与在侧链具有取代苯基或未取代苯基和腈基的热塑性树脂的混合物等。作为具体实例，例如是具有由异丁烯和N-甲基马来酰亚胺组成的交替共聚物及丙烯腈-苯乙烯共聚物的树脂组合物等。在这些形成材料中，例如优选上述的在侧链具有取代亚氨基或未取代亚氨基的热塑性树脂与在侧链具有取代苯基或未取代苯基和腈基的热塑性树脂的混合物。
本实施方式的相位差薄膜在薄膜宽幅方向上具有滞相轴而且Nz系数为0.9～1.1，优选Nz系数为0.95～1.05。
在Nz系数不到0.9的情况下，由于在薄膜中进入皱纹，所以不能作为光学薄膜使用。
另外，当Nz系数超过1.1时，在安装于液晶面板时视角降低。
在这里，Nz系数用Nz＝(nx-nz)/(nx-ny)表示，nx薄膜面内的最大折射率，ny与薄膜面内的nx方向正交的方向的折射率，nz与nx以及ny的折射率方向正交的方向即薄膜厚度方向的折射率，nx为拉伸方向(宽幅方向)。
即，Nz系数可以由面内相位差(Δnd＝(nx-ny)×d)和厚度方向相位差(Rth＝(nx-nz)×d)并以Rth/Δnd而求得。
还有，nx、ny以及nz分别表示上述相位差薄膜的X轴(滞相轴)、Y轴以及Z轴方向的折射率，上述X轴方向是指在上述相位差薄膜的面内显示最大折射率的轴方向，Y轴方向是指在上述面内中垂直于上述X轴的轴方向，Z轴表示与上述X轴和Y轴垂直的厚度方向，d表示相位差薄膜的厚度。
另外，当本实施方式的相位差薄膜的面内相位差(Δnd)在波长590nm处被测量时，为10～590nm，优选为20～300nm。
面内相位差如果在上述范围内，就会起到可以进行与各种液晶驱动模式相对应的视角补偿的效果。
接着，对本实施方式的相位差薄膜的制造方法的一个例子进行说明。
首先，准备要实施拉伸、收缩处理的聚合物薄膜。对上述聚合物薄膜的厚度没有特别限制，可以根据制造的相位差薄膜所需要的相位差或上述聚合物薄膜的材料等适宜决定。通常在例如5～500μm的范围，优选在10～350μm的范围，更优选在20～200μm的范围。如果在上述范围，则在拉伸、收缩处理中，例如不被切断并显示出足够的强度。另外，对其长幅方向和宽幅方向的长度没有特别限制，例如可以根据使用的拉伸机等的尺寸适宜决定。
为了满足(1/STD)1/2≤SMD＜1的关系式，对上述聚合物薄膜同时实施在宽幅方向上的拉伸处理和在长幅方向上的收缩处理。这种在宽幅方向上的拉伸和在长幅方向上的收缩例如可以使用双向拉伸机进行，具体地说，可以使用能自动进行上述拉伸和收缩的市金工业公司制的高功能薄膜装置(商品名“FITZ”)等。该装置可以任意设定纵向(薄膜的长幅方向＝薄膜的前进方向)的拉伸倍率和横方向(宽幅方向＝与薄膜的前进方向垂直的方向)的拉伸倍率，进而也可以任意设定纵向(长幅方向)的收缩倍率，所以拉伸和收缩可以在规定条件下同时进行。另外，例如通过适宜组合通常已知的导轨(rail)宽幅控制方式、缩放方式、控制基于线性电动机的移动速度的方式等，控制宽幅方向的拉伸倍率，同时也可以使用使夹持了薄膜端部的夹具的间隔发生变化来控制长幅方向的长度的双向拉伸机等。
对在上述拉伸、收缩处理中的温度没有特别限定，可以根据上述聚合物薄膜的种类适宜决定，优选根据上述聚合物薄膜的玻璃化温度进行设定。具体地说，优选在玻璃化温度±30℃的范围内，更优选在玻璃化温度+20℃的范围内，特别优选在上述玻璃化温度±10℃的范围内。
通过这样的制造方法，可以从上述聚合物薄膜得到本实施方式的相位差薄膜，该相位差薄膜在薄膜宽幅方向上具有滞相轴而且Nz系数为0.9～1.1，其双折射、相位差、取向轴等特性、特别是在宽幅方向上的这些特性的均匀性出色。还有，相位差薄膜的双折射和相位差的值，例如因使用的聚合物薄膜的材料和拉伸倍率等而不同，而如果以上述关系式中表示的条件为基础进行制造，则可以成为与双折射或相位差的大小无关且其均匀性出色的相位差薄膜。
就上述相位差薄膜而言，其面内相位差值“(nx-ny)×d”的偏差优选在4％以下的范围内，更优选为3.5％以下，进而优选为3％以下。另外，厚度方向的相位差值“(nx-nz)×d”的偏差优选在5％以下的范围内，更优选为4.8％以下，进而优选为4.7％以下。还有，可以如下所述测量各相位差值的偏差。首先，在相位差薄膜的宽幅方向上，以等间隔进行等分并选择多个点，测量各点的面内相位差值和厚度方向相位差值。接着，当将这些平均值设为100％时，将在各点上的测量值与均值之间的差的绝对值作为面内相位差值以及厚度方向相位差值的偏差(％)算出。
本实施方式的相位差薄膜优选X轴方向(滞相轴方向)上的取向角的偏差为2°以下，更优选在为1.9°以下，进而优选为1.8°以下。由于通过上述方法可以将取向角的偏差控制在这样的范围内，所以可以提高折射率的均匀化。上述取向角是指在任意点上的滞相轴方向与拉伸方向(宽幅方向)的夹角，例如可以使用自动双折射计(商品名KOBRA-21ADH；王子计测机器制；测量波长590mn)进行自动计算，关于上述偏差，例如当与上述相位差一样在多个点上测量取向角时，可以通过用绝对值表示的最大值和最小值之间的差来表示。还有，在本发明中，变化倍率大的宽幅方向为滞相轴方向。
得到的相位差薄膜的厚度因使用的聚合物薄膜的厚度或拉伸倍率等而不同，通常在5～500μm的范围内，优选在10～350μm的范围内，更优选在20～200μm的范围内。
作为本实施方式的相位差薄膜的其它制造方法，例如也可以是在基材上层叠从上述降冰片烯系树脂、聚碳酸酯系树脂、纤维素系树脂中选择的聚合物薄膜制成层叠体，对该层叠体同时实施拉伸、收缩处理。
在这种情况下，可以握持上述层叠体的两端部实施拉伸、处理，也可以通过只握持上述层叠体的基材的两端部实施拉伸、收缩，借助基材间接地对上述聚合物薄膜实施拉伸、收缩处理。另外，从基材上剥离聚合物薄膜之后，也可以只对上述聚合物薄膜实施处理。
下面表示在基材上直接形成上述聚合物薄膜时的一个例子。首先，将从上述降冰片烯系树脂、聚碳酸酯系树脂、纤维素系树脂中选择的树脂分散或溶解于溶剂中来调制涂敷液。对上述涂敷液的浓度没有特别限制，例如因为成为容易涂敷的粘度，例如优选上述树脂为0.5～50重量％，更优选为1～40重量％，特别优选为2～30重量％。具体地说，相对于溶剂100重量份，上述树脂的添加量例如优选为上述树脂5～50重量份，更优选为10～40重量份。
对上述溶剂没有特别限制，可以根据上述树脂适宜选择，例如优选可以溶解上述树脂且难以腐蚀基材的溶剂。具体地说，可以使用氯仿、二氯甲烷、四氯化碳、二氯乙烷、四氯乙烷、三氯乙烯、四氯乙烯、氯苯、邻二氯苯等卤化烃类，苯酚、对氯苯酚等酚类，苯、甲苯、二甲苯、甲氧基苯、1，2-二甲氧基苯等芳香族烃类，丙酮、甲基乙基甲酮、甲基异丁基酮、环己酮、环戊酮、2-吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮之类的酮系溶剂，醋酸乙酯、醋酸丁酯等酯系溶剂，叔丁醇、甘油、乙二醇、三甘醇、乙二醇单甲醚、二甘醇二甲醚、丙二醇、二丙二醇、2-甲基-2，4-戊二醇等醇系溶剂，二甲替甲酰胺、二甲替乙酰胺等酰胺系溶剂，乙腈、丁腈等腈系溶剂，二乙醚、二丁醚、四氢呋喃之类的醚系溶剂，二硫化碳，乙基溶纤剂，丁基溶纤剂，硫酸等。另外，这些溶剂可以单独使用，也可以2种以上混合使用。
上述涂敷液例如可以根据需要进一步配合表面活性剂、稳定剂、增塑剂、金属类等各种添加剂。
另外，在上述涂敷液中，例如可以在不使形成于基材上的聚合物薄膜的取向性等显著降低的范围内含有不同的其它树脂。作为上述其它树脂，例如可以举出各种通用树脂、工程塑料、热塑性树脂、热固化性树脂等。
作为上述通用树脂，例如可以举出聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、ABS树脂以及AS树脂等。作为上述工程塑料，例如可以举出聚醋酸酯(POM)、聚酰胺(PA尼龙)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)以及聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等。作为上述热塑性树脂，例如可以举出聚苯硫醚(PPS)、聚醚砜(PES)、聚酮(PK)、聚酰亚胺(PI)、聚环己烷二甲醇对苯二酸酯(PCT)、聚芳酯(PAR)以及液晶聚合物(LCP)等。作为上述热固化性树脂，例如可以举出环氧树脂、苯酚酚醛清漆树脂等。这样，当在上述涂敷液中配合这些其它树脂等时，相对于上述树脂，其配合量例如为0～50重量％，优选为0～30重量％。
接着，将已调制的上述涂敷液涂敷在基材表面上，形成聚合物薄膜的涂敷膜。作为上述涂敷液的涂敷方法，例如可以举出旋涂法、辊涂法、印刷法、浸渍提拉法、帘涂法、拉丝锭涂敷法、刮刀涂敷法、刀涂法、过渡涂层(tie coat)法、照相凹版涂敷法、微照相凹版涂敷法、补偿槽辊涂敷法、模唇涂敷(lip coat)法、喷涂法等。另外，在涂敷时，也可以根据需要采用聚合物层的重叠方式。
对上述基材的厚度没有特别限制，通常为10μm以上，优选在10～200μm的范围内，更优选在20～150μm的范围内，特别优选在30～100μm的范围内。如果在10μm以上，在后述的拉伸、收缩处理中显示出充分的强度，所以可以充地抑制拉伸、收缩处理中的不均匀的发生等。另外，如果在200μm以下，可以用适度的张力进行拉伸处理。
接着，干燥在上述基材上形成的涂敷膜。通过这种干燥，在上述基材上使聚合物薄膜固定化，可以在基材上直接形成聚合物薄膜。
对上述干燥方法没有特别限制，例如可以举出自然干燥或加热干燥。其条件例如也可以根据上述聚合物薄膜的种类或上述溶剂的种类等适宜决定，例如，加热干燥的温度通常为40℃～250℃，优选为50℃～200℃。还有，涂敷膜的加热干燥可以在恒定温度下进行，也可以在阶段性地使温度上升或下降的同时进行。对加热干燥时间也没有特别限制，通常为10秒～60分钟，优选为30秒～30分钟。
在上述干燥之后，在上述聚合物薄膜中残存的溶剂可能会与其量成比例地使光学特性发生经时变化，所以其残存量例如优选为5％以下，更优选为2％以下，进而优选为0.2％以下。
对在上述基材上形成的聚合物薄膜的厚度没有特别限制，但通常优选设定成0.5～10μm，更优选为1～8μm，特别优选为1～7μm。
接着，对于在上述基材上形成的聚合物薄膜，通过如上所述的条件同时实施拉伸、收缩处理。在这种情况下，可以只对上述聚合物薄膜进行直接拉伸、收缩，也可以同时上述基材与聚合物薄膜的层叠体对进行拉伸、收缩。还有，优选在基材上层叠聚合物薄膜形成层叠体，握持该层叠体的基材的两端部进行拉伸、收缩处理。这是因为如果只对基材进行拉伸、收缩处理，则也可以对在该基材上形成的聚合物薄膜进行均匀的拉伸、收缩处理。
当本实施方式的相位差薄膜如上所述在基材上形成时，例如可以作为与上述基材的层叠体使用，也可以作为从上述基材剥离的单层体使用。另外，也可以在从上述基材上剥离(下面称为“第1基材”)之后，在不干扰其光学特性的基材(下面称为“第2基材”)上借助胶粘层再次层叠(转印)而使用。
作为上述第2基材，只要具有适度的平面性就没有特别限定，例如优选玻璃、或透明且具有光学各向同性的聚合物薄膜等。作为上述聚合物薄膜，例如可以举出由聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚醚砜、聚苯硫醚、聚芳酯、无定型聚烯烃、三乙酰纤维素(TAC)、环氧树脂、如上所述的由异丁烯/N-甲基马来酰亚胺共聚物和丙烯腈/苯乙烯共聚物的树脂组合物等形成的薄膜。其中，优选聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚芳酯、三乙酰纤维素(TAC)、聚醚砜、异丁烯/N-甲基马来酰亚胺共聚物和丙烯腈/苯乙烯共聚物的树脂组合物等。另外，即使是在光学上显示各向异性的基材，也可以根据目的使用。作为这样的光学各向异性的基材，例如可以举出已对聚碳酸酯、聚苯乙烯、冰片烯系树脂等聚合物薄膜进行拉伸的相位差薄膜或偏振光薄膜等。
作为形成如上所述的转印中的胶粘层的胶粘剂，只要在光学用途上可以使用即可，例如可以使用丙烯酸系、环氧系、氨基甲酸酯系等胶粘剂或粘合剂。
下面对本实施方式的偏振片进行说明。
上述偏振片是用碘等对聚乙烯醇系薄膜进行染色并单向拉伸而制作的偏振片，具体地说，通过将该聚乙烯醇系薄膜浸渍于碘的水溶液中进行染色，拉伸到原长度的3～7倍来制作。进而，也可以根据需要，在染色前将聚乙烯醇系薄膜浸渍于水中水洗。
可以通过水洗该聚乙烯醇系薄膜，洗净该聚乙烯醇系薄膜表面的污物或防粘连剂，除此之外，还有通过使该聚乙烯醇系薄膜溶胀来防止染色不均等不均匀现象的效果。
拉伸可以在用碘染色之后进行，也可以一边染色一边进行，也可以在硼酸或碘化钾等的水溶液中或水浴中进行。
作为上述偏振片，优选由聚乙烯醇系薄膜(优选聚乙烯醇薄膜)与碘等2色性材料形成的构件。对该偏振片的厚度没有特别限定，通常为5～80μm。
由上述聚乙烯醇系薄膜形成的上述偏振片，通常通过在长幅方向上进行拉伸而在长幅方向上形成吸收轴，在大致垂直于该吸收轴的方向上形成透射轴。
本发明的相位差薄膜整体式偏振片，可以通过以使上述相位差薄膜的滞相轴和偏振片的吸收轴大致垂直的方式进行配置来制造。还有，通常相位差薄膜的滞相轴与其拉伸方向一致，偏振片的吸收轴与其拉伸方向一致。
本实施方式的相位差薄膜，可以在宽幅方向上对薄膜实施拉伸处理，同时在长幅方向上移动该薄膜而卷取成滚筒，从而制造，具有与拉伸方向一致的滞相轴。
另外，偏振片也可以在长幅方向上实施拉伸处理，同时卷取成滚筒而制造。
接着，当贴合分别卷取成滚筒的上述相位差薄膜和上述偏振片时，可以从各辊输送出上述相位差薄膜和上述偏振片，同时在上述相位差薄膜的长边与上述偏振片的长边相一致的状态下连续地贴合二者(所谓Roll toRoll)，由此可以制造相位差薄膜整体式偏振片。
在用所谓Roll to Roll贴合上述相位差薄膜和上述偏振片来制造相位差薄膜整体式偏振片时，以使上述相位差薄膜的滞相轴与上述偏振片的吸收轴的夹角为90°±5°的方式进行层叠。
上述角度如果在90°±5°的范围内，可以提高使用了得到的相位差薄膜整体式偏振片的液晶显示装置的显示品质(正面对比度以及斜向对比度等)。
当层叠上述相位差薄膜和上述偏振片来制作相位差薄膜整体式偏振片时，在层叠中例如可以使用胶粘剂等。
作为粘合剂，可以举出丙烯酸系、乙烯醇系、硅酮系、聚酯系、聚氨酯系、聚醚系等聚合物性压敏胶粘剂或橡胶系压敏胶粘剂。另外，也可以使用由戊二醛、三聚氰胺、草酸等的乙烯醇系聚合物的水溶性交联剂等构成的胶粘剂。这些胶粘剂优选难以受到温度或热的影响而剥离且透光率或偏光度出色的胶粘剂。具体地说，当上述偏振片是聚乙烯醇系薄膜时，例如从粘接处理的稳定性等观点出发，优选聚乙烯醇系胶粘剂。
本发明的相位差薄膜整体式偏振片优选用于形成液晶显示装置等各种装置，例如在液晶单元的一侧或两侧上配置而成为液晶单元，用于液晶显示装置，可以提高正面和斜向的对比度。
形成液晶显示装置的上述液晶单元的种类可以任意选择，例如可以使用薄膜晶体管或MIM等的有源矩阵驱动型、IPS驱动型、等离子体选址驱动型、以扭曲向列相型或超扭曲向列型为代表的单纯矩阵驱动型等各种类型的液晶单元。具体地说，例如可以举出在STN(Super Twisted Nematic)单元、TN(Twisted Nematic)单元、IPS(In-Plan Switching)单元、VA(Vertical Nematic)单元、OCB(Optically Controlled Birefringence)单元、HAN(Hybrid Aligned Nematic)单元、ASM(Axially Symmetric AlignedMicrocell)单元、强介电/反强介电单元以及对它们进行规则的取向分割的液晶单元、进行无规取向分割的液晶单元等。
作为这样的具备本发明的相位差薄膜整体式偏振片的液晶显示装置，例如可以是具备背光灯系统(バツクライムシステム)的透射型、具备反射板的反射型、投射型等形式。
还有，本发明的相位差薄膜整体式偏振片不限定于在如上所述的液晶显示装置中使用，例如还可以在有机电致发光(EL)显示器、PDP、FED等自发光型显示装置中使用。
下面，使用实施例和比较例对本发明进行更具体的说明，但本发明并不限定于下面的实施例。还有，通过下面的方法对各种特性进行测量。
(相位差、取向角分布的测量)使用自动双折射计(商品名KOBRA-21ADH；王子计测机器公司制)测量在波长590nm处的值。
(膜厚测量)使用瞬间多测光系统(商品名MCPD-2000；大塚电子公司制)测量相位差薄膜的膜厚。
(实施例1)使用高功能薄膜装置(商品名“FITZ”市金工业公司制)，连续地在宽幅方向上拉伸厚100μm宽600mm的未拉伸降冰片烯系薄膜(JSR公司制，商品名“ゼオノア”)，同时在长幅方向上使其收缩，制作相位差薄膜(厚度97μm)。此外，拉伸温度为135℃，宽幅方向的STD为1.25倍，上述长幅方向的SMD为0.90倍。对于得到的相位差薄膜，使用自动双折射计(商品名KOBRA-21ADH；王子计测机器公司制)，以左右对称的方式，以宽幅方向9点、50mm的间隔测量面内相位差(Δnd＝(nx-ny)×d)和厚度方向相位差(Rth＝(nx-nz)×d)以及取向角分布。对于上述面内相位差和厚度方向相位差，算出平均值，并通过该平均值算出Nz系数。将其结果显示于表1中。
另外，得到的相位差薄膜是以让相位差薄膜的滞相轴与偏振片(日东电工(株)制“SEG1425DU”)的吸收轴的夹角为90°为方式层叠的。
还有，nx、ny以及nz分别表示上述相位差薄膜的X轴(滞相轴)、Y轴和Z轴方向的折射率，上述X轴方向是指在上述相位差薄膜的面内显示最大折射率的轴方向，Y轴方向是指在上述面内垂直于上述X轴的轴方向，Z轴表示与上述X轴和Y轴垂直的厚度方向，d表示相位差薄膜的厚度。
(实施例2)除了长幅方向的SMD为0.93倍以外，用与实施例1相同的方法形成相位差薄膜(厚度94μm)。对得到的相位差薄膜，用与实施例1记载的方法相同的方法测量面内相位差等，将其结果显示于表1。
另外，得到的相位差薄膜通过实施例1记载的方法与偏振片层叠。
(实施例3)使用厚96μm宽600mm的未拉伸纤维素系薄膜((株)カネカ制“KA薄膜”)，用与实施例1同样的方法制作相位差薄膜(厚度82μm)。对得到的相位差薄膜，用与实施例1中记载的方法同样的方法测量面内相位差等，将其结果显示于表1。
另外，得到的相位差薄膜通过实施例1记载的方法与偏振片层叠。
另外，拉伸温度为160℃，宽幅方向的STD为1.5倍，长幅方向的SMD为0.82倍。
(比较例1)除了长幅方向的SMD为0.95倍以外，用与实施例1相同的方法形成相位差薄膜(厚度90μm)。对得到的相位差薄膜，用与实施例1记载的方法相同的方法测量面内相位差等，将其结果显示于表1。
另外，得到的相位差薄膜通过实施例1记载的方法与偏振片层叠。
(比较例2)除了长幅方向的SMD为1.00倍以外，用与实施例1相同的方法形成相位差薄膜(厚度84μm)。对得到的相位差薄膜，用与实施例1记载的方法相同的方法测量面内相位差等，将其结果显示于表1。
另外，得到的相位差薄膜通过实施例1记载的方法与偏振片层叠。
(比较例3)使用与实施例3相同的纤维素系薄膜，且SMD为1.00倍，除此以外，用与实施例3相同的条件、方法制作相位差薄膜(厚度72μm)。对得到的相位差薄膜，用与实施例1记载的方法相同的方法测量面内相位差等，将其结果显示于表1。
另外，得到的相位差薄膜通过实施例1记载的方法与偏振片层叠。
(比较例4)使用与实施例3相同的纤维素系薄膜，且SMD为0.95倍，除此以外，用与实施例3相同的条件、方法制作相位差薄膜(厚度78μm)。对得到的相位差薄膜，用与实施例1记载的方法相同的方法测量面内相位差等，将其结果显示于表1。
另外，得到的相位差薄膜通过实施例1记载的方法与偏振片层叠。
表1

*1)分布是指max-min。
(安装评价)将在上述实施例和比较例中得到的相位差薄膜安装于液晶单元上来制作液晶面板，测量该液晶面板的在白显示和黑显示的亮度的差即正面对比度和斜向对比度。
使用トプコン公司制的亮度计(BM-5)测量正面对比度，使用ELDIM公司制的(Ez Contrast 160D)测量斜向对比度(极角60°固定，方位角45和135°的均值)。
(安装试验1)借助粘合剂层叠在实施例2中得到的相位差薄膜20并使该相位差薄膜20的滞相轴与偏振片10(日东电工(株)制，“SEG1425DU”)的吸收轴正交(90°)，作成层叠体。
接着，借助粘合剂在液晶单元30(SHARP公司制，从26英寸液晶监视器取出的液晶单元)的一面侧(辨识侧)上，层叠上述层叠体的没有与偏振片层叠的相位差薄膜20的面。
借助粘合剂在上述液晶单元30的另一面侧(设置背光灯的一侧)上，层叠如下所述的层叠体的没有与偏振片层叠的相位差薄膜的面，其中，所述的层叠体是借助粘合剂层叠相位差薄膜40(日东电工(株)制，“NAB-EF-SEG”，Δnd＝0nm，Rth＝120nm)和偏振片50(日东电工(株)制，“SEG1425DU”)而成，从而得到液晶面板。
另外，使相位差薄膜40(日东电工(株)制，“NAB-EF-SEG”)与偏振片50(日东电工(株)制，“SEG1425DU”)层叠时的滞相轴与吸收轴的角度在VA模式中为90°。
图1表示液晶单元的截面图。
另外，在各构件的层叠中使用丙烯酸系粘合剂(20μm厚度)。
该液晶面板的正面对比度为580，斜向对比度为28。
(安装试验2)使用在比较例1中得到的相位差薄膜，用与上述安装试验1相同的方法得到液晶面板。
该液晶面板的正面对比度为450，斜向对比度为15。
表2是表示汇总安装试验1～安装试验2的结果的表。
表2

从安装试验的结果可以判断，图像显示品质(正面对比度和斜向对比度)变高。
权利要求
1.一种相位差薄膜整体式偏振片，其特征在于，是对在薄膜宽幅方向上具有滞相轴且Nz系数为0.9～1.1的单向性相位差薄膜和在长幅方向上被拉伸且在该方向上具有吸收轴的偏振片进行层叠而成，并使所述相位差薄膜的宽幅方向的滞相轴与所述偏振片的长幅方向的吸收轴为90°±5°。
2.根据权利要求1所述的相位差薄膜整体式偏振片，其特征在于，所述相位差薄膜的面内相位差Δnd为10～590nm。
3.根据权利要求1或者2所述的相位差薄膜整体式偏振片，其特征在于，所述相位差薄膜含有从聚碳酸酯系树脂、降冰片烯系树脂、纤维素系树脂中选择的至少一种树脂。
4.根据权利要求1～3中任意一项所述的相位差薄膜整体式偏振片，其特征在于，是所述相位差薄膜单层或将其层叠在基材上的层叠体。
5.一种相位差薄膜整体式偏振片的制造方法，其特征在于，使在薄膜宽幅方向上具有滞相轴且Nz系数为0.9～1.1的单向性相位差薄膜的长边和在长幅方向上被拉伸且在该方向上具有吸收轴的偏振片的长边重合进行层叠，并使所述相位差薄膜的宽幅方向的滞相轴与所述偏振片的长幅方向的吸收轴为90°±5°。
全文摘要
本发明的相位差薄膜整体式偏振片，是对在薄膜宽幅方向上具有滞相轴且Nz系数为0.9～1.1的单向性相位差薄膜和在长幅方向上被拉伸且在该方向上具有吸收轴的偏振片进行层叠而成，并使所述相位差薄膜的宽幅方向的滞相轴与所述偏振片的长幅方向的吸收轴为90°±5°。由此，本发明提供一种提高显示装置等的正面对比度和斜向对比度的相位差薄膜整体式偏振片。
文档编号G02F1/1335GK1758078SQ200510108460
公开日2006年4月12日 申请日期2005年10月8日 优先权日2004年10月7日
发明者石桥邦昭, 吉见裕之 申请人:日东电工株式会社