光学部件、偏光板装置和液晶显示装置的制造方法_5

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echno Times Co.,Ltd. 发行的"Monthly Display, July"卵.83-88(1997) W及化6 Japanese Liquid Crystal Society发行的"Ekisho vol. 2, No. 4" pp. 303-316(1998)所述,当使没有施加电场时的 液晶单元的取消方向能够与一侧上的偏光器的吸收轴彼此一致并且上和下偏光板布置为 彼此垂直时,常暗模式在不存在电场的状态中提供全黑显示。当电场存在时,液晶分子执行 旋转操作,同时保持和基板平行,从而可W获得对应于旋转角度的透射率。注意,上述IPS 模式包括超平面内开关(S-IP巧模式和高级超平面内开关(AS-IP巧模式,它们的每一个都 使用了 V形电极、Z形电极等。
[01巧]在上述F^^S模式中,通过使用电控双折射效应,在不存在电场的状态中取向为相 同取向液晶分子能够对例如电场(也称为水平电场)进行响应,所述电场由反电极和像素 电极生成,每个电极由透明导体形成且平行于基板。注意,。!^5模式中的水平电场也称为 边缘电场。通过设置反电极和像素电极之间的间隔,可W生成边缘电场,其中反电极和像 素电极的每一个由比单元空隙窄的透明导体形成。具体来说,例如,如"SID(Society化r Information Display) 2001 Digest, pp. 484 to 487" W及 JP 2002-031812 A 所述,当使 没有施加电场时的液晶单元的取消方向能够与一侧上的偏光器的吸收轴彼此一致并且上 和下偏光板布置为彼此垂直时,常暗模式在不存在电场的状态中提供全黑显示。当电场存 在时,液晶分子执行旋转操作,同时保持和基板平行,从而可W获得对应于旋转角度的透射 率。注意,上述IPS模式包括高级边缘场开关(A-FF巧模式和超高边缘场开关扣-IP巧模 式,它们的每一个都使用了 V形电极、Z形电极等。
[0126]在使用在不存在电场的状态中取向为相同取向液晶分子的驱动模式(例如IPS模 式、FR5模式)中,不存在斜灰度反转,并且其斜视角也更宽,因此,即使在使用本发明所使 用的定向在正向的面光源时,也具有在斜向上优异的可视性的优点。
[0127]在另一个实施例中,液晶层220包括在不存在电场的状态中取向为相同取向液晶 分子。如上所述的液晶层(作为结果,液晶单元)呈现出nz > nx = ny的S维折射率。作 为使用在不存在电场的状态中取向为相同取向液晶分子的驱动模式,给出垂直取向(VA) 模式。VA模式包括多域VA(MVA)模式。
[0128] 图5A和5B是示出VA模式中液晶分子的取向状态的示意截面图。如图5A所示, 在不施加电压时,VA模式中液晶分子取向为大致垂直于基板210和210'(法向)。该里,术 语"大致垂直"还包括液晶分子的取向向量相对法向倾斜的情形,即,液晶分子具有斜角的 情形。斜角优选为10° W下,优选5° W下,更优选r W下。液晶分子具有上述范围内的 斜角,W便液晶显示装置具有优异的对比度。此外,可W增强运动图像显示特性。例如,通 过在形成垂直取向膜的基板之间布置具有负介电各向异性的相列液晶,可W实现上述大致 垂直取向。在该种状态中,穿过光学部件100并进入液晶层220的线性偏振光的光沿着大 致垂直取向的液晶分子的主轴的方向前进。在液晶分子的大致主轴方向上不产生双折射, 因此,入射光在不改变其偏光方向的情况下前进,并被具有垂直于光学部件100的透射轴 的观看侧偏光板110吸收。通过该种方式,在不施加电压时可W获得黑暗状态的显示(常 暗模式)。如图5B所示,当在电极之间施加电压时,液晶分子的主轴取向为平行于基板表 面。该状态中的液晶分子对穿过光学部件100并进入液晶层220的线性偏振光的光呈现双 折射,并且响应于液晶分子的倾斜,改变入射光的偏光状态。
[0129]在施加所选择的最大电压时,穿过液晶层220的光将变为例如,偏振方向旋转 90°的线性偏振光,因此,该光穿过观看侧偏光板100并获得明亮状态的显示。当再一次设 置没有施加电压的状态时,可通过取向规力(alignment regulating化rce)使显示器回到 黑暗状态的显示。此外,通过改变所施加的电压来控制液晶分子的倾斜,并且来自观看侧偏 光板110的光透射强度发生改变,从而能够进行灰度显示。
[0130] 示例
[0131] W下通过示例详细说明本发明,但是本发明不限于该些示例。示例中的测试和评 估方法如下。此外,除非特别指出,示例中"份"和"% "是基于重量的单位。
[0132] (1)测量折射率和厚度的方法
[013引通过执行使用偏振光楠圆测量仪(产品名;"Woollam M2000",J. A. Woollam制造) 的反射测量方法,确定折射率和厚度。
[0134] (2)评估色移的方法
[01巧]使液晶显示装置显示白色图像,并且利用(由AUTR0NIC MELCHERS制造的)锥光 偏振仪来测量极角为0°至60°的方向上的从0°至360°的方位角的色调、X值和y值。 按如下来确定色移量(Axy值);将任意适当的两点处的X值和y值定义为(XA,yA)和(Xb, yB),将等式"KxA-XB)2+(yA-yB)2}l/2"的最大值定义为Ax;y值。当Ax;y值小于0.04时,在从 正向和斜向观看图像时基本观察不到图像的色调之间的差别。Axy值为0. 04至0. 05时, 发现从斜向观察图像时的色调与从正向观察时的色调略微不同。当Axy值超过0.05时, 斜向的色调与正向的色调的差别非常大,该意味着损害了显示的品质。然而,该些值受到要 使用的液晶显示装置的构造(比如其液晶单元、偏光板和背光)的影响,因此不能认为该些 值是针对所有评估构造的典型值。由此,如下定义了评估标准。
[0136] ◎ ;Axy值小于 0. 04。
[0137] 〇;A巧值为 0.04 至 0.05。
[013引 X;A巧值超过0.05。
[0139] (3)从棱镜片到下偏光板的总厚度的评估
[0140] 对于所得液晶显示装置的从棱镜片到其下偏光板的总厚度在500ymW下的情 形,评估为〇,并且对于总厚度超过500ym的情形,评估为X。
[0141] (4)液晶显示装置正向亮度
[0142] 使液晶显示装置在其整个屏幕上执行白色显示,并使用锥光镜(AUTRONIC MELC肥RS制造)测量其正向亮度(单位;cd/m2)。
[0143] (5)液晶显示装置的漫射照度
[0144] 通过W下计算光漫射照度(illuminance)(单位;Lx) 所选择的间隔将锥光镜 (AUTRONICMELCHERS制造)布置在液晶显示装置的上方;并且每隔r测量所有方位角方 向上的亮度L。
[0145] < 示例 1〉
[0146] (制作用于第一延迟层的膜)
[0147] 使用拉幅拉伸(tenterstretching)机,在158°C的温度下,对市售的主要成分 为基于环状聚締姪的聚合物的聚合物膜的ptes有限公司制造,商品名称"ZeonorFilm ZF14-130"(厚度为60ym,玻璃转变温度;136°C))进行其宽度方向上的固定端单轴拉伸, 使得其膜宽度变为原始膜宽度的=倍大(侧向拉伸步骤)。所得到的膜是快轴在输送方向 上的负双轴板(S维折射率;nx〉ny〉nz)。负双轴板具有118nm的平面内延迟W及1. 16的 化系数。
[0148] (制作用于第二延迟层的膜)
[0149] 使用单螺杆挤压机和T型模具在270°C下,挤压苯己締-马来酸酢共聚物粒料树 脂(NovaChemicalsJapanLtd.制造,产品名称;"DYLA服D232"),并使用冷却鼓将所 得到的片状烙融树脂降温,得到厚度为100ym的膜。使用漉式拉伸机在130°C和1. 5倍的 拉伸比下,对该膜进行输送方向上的自由端单轴拉伸,W得到快轴在输送方向上的延迟膜 (纵向拉伸步骤)。使用拉幅拉伸机,在135°C的温度下,对所得到膜进行其宽度方向上的固 定端单轴拉伸,使得其膜宽度变为纵向拉伸后的膜宽度的1. 2倍大,从而获得厚度为50ym 的双轴拉伸膜(侧向拉伸步骤)。所得到的膜是在输送方向上具有快轴的正双轴板维 折射率;nz〉nx〉ny)。正双轴板具有20nm的平面内延迟W及-80nm的厚度方向延迟化h。
[0150] (制作具有延迟层的偏光板)
[0151] 在浸入水约1分钟的同时,对包含聚己締醇作为主要成分的聚合物膜(KURARAY CO.,LTD.,制造,商品名称"9P75R(厚度;75ym,平均聚合度;2400,皂化度;99. 9mol% )") 进行其输送方向上的1. 2倍的拉伸。此后,在将其浸入到舰浓度为0. 3wt %的水溶液中1分 钟进行染色的同时,在输送方向上,W完全没有被拉伸的膜(原始膜)的3倍比率拉伸所述 膜。然后,在将其浸入到棚酸浓度为4wt%且舰化钟浓度为5wt%的水溶液中的同时,在输 送方向上,W相对完全原始长度的6倍比率进一步拉伸经拉伸的膜。将所得到的在70°C下 干燥2分钟,获得偏光器。
[0152] 与此同时,在S己酷纤维素(TAC)膜化0NICA MINOLTA,INC.,制造,产品名称 "KC4UYW",厚度;40ym)的一个表面上涂敷包含氧化侣胶体的粘合剂,并将得到物层叠在 上文通过漉到漉处理所获得偏光器的一个表面上,W使得偏光器和膜的输送方向相互平 行。应当注意的是,通过W下来制备包含氧化侣胶体的粘合剂;在纯水中溶解50重量份的 哲甲基蜜胺和100重量份的具有己酷己酷基基团(平均聚合度;1200,皂化度;98. 5mol%, 己酷己酷基度;5mol % )的聚己締醇基树脂,制备固态浓度3. 7wt%的水溶液;在100重量 份的所得到的水溶液中,加入18重量份的包含正电荷氧化侣胶体(平均颗粒直径15nm)、固 态含量为lOwt%的水溶液。接着,通过漉到漉处理,在偏光器的与TAC膜相对的一侧上,层 叠涂敷有含氧化侣胶体粘合剂的第一延迟层的膜,使得它们的输送方向相互平行。此后,在 55°C下干燥层叠6分钟。干燥后,通过漉到漉处理的丙締酸压敏粘合剂(厚度;5ym),在层 叠的第一延迟层的表面上,层叠第二延迟层的膜,使得它们的输送方向相互平行。因而,获 得具有延迟层的偏光板(第二延迟层/第一延迟层/偏光器/TAC膜)。
[0153] (反射偏光板)
[0154] 将化a巧Co巧oration制造的40寸电视(产品名称;A卵0US,产品号;LC40-巧) 拆卸,并从其背光部件去除反射偏光器。反射偏光器的两个表面中的每一个具有漫射层,从 而准备了通过从反射偏光器去除漫射层而获得的产品,作为该示例的反射偏光器。
[0155] (棱镜片)
[0156] 拆解商用笔记本个人电脑(Sony公司制造,商品名称;"VAI0 Type S"),移除其背 光侧上的棱镜片,并用己酸己醋移除位于表面的与其棱镜片部分相对一侧上的漫射层。因 而,制备出没有任何漫射层的棱镜片,作为本示例的棱镜片。
[0157] (低折射率层)
[015引将如下获得的层用作低折射率层;在棱镜片的与棱镜部相对的一侧的表面上涂上 涂液,该涂液通过将平均直径约40皿的中空球形娃颗粒分散在作为溶剂的甲基异了基酬 (MIBKHJGC Catalysts and Chemicals Ltd.,制造,商品名称;"THRULYA 4320")中而制 备;W及在8(TC下干燥该液体1分钟。针对层的厚度和折射率,评估该层。因此,厚度是 400nm且折射率是1. 19。
[0159] (制作光学部件)
[0160] 通过光漫射压敏粘合剂将具有延迟层的偏光板与上文中获得的反射偏光板彼此 接合。应注意,通过将100份丙締酸压敏粘合剂与25. 9份光可漫射细微粒(由Momentive Performance Materials Inc.制造,商品名称;"TOSPEAI^L 145",微粒直径;4. Sum)混合 来获得光漫射压敏粘合剂。通过丙締酸压敏粘合剂,将具有上文中获得的与反射偏光板一 体化的偏光板和具有上文中获得的"低折射率层/棱镜片"结构的层叠相互接合。因此,获 得了该种具有"偏光板/光漫射层(光漫射压敏粘合剂层)、反射偏光器/低折射
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