相位差膜、叠层偏振光膜及液晶显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供显著改善相位差的控制性、并且对相位差的波长依赖性也能充分控制、且在用于液晶显示装置上时能够实现高水准的广视角化的相位差膜，使用该相位差膜的能够实现广视角化的叠层偏振光膜，以及高性能化尤其广视角化的液晶显示装置。使用同时具有结构性双折射和分子取向性双折射这两者的结构体作为相位差膜。具体地说，相位差膜包含以平均折射率不同的至少两种层（１１、１２）为构成单位的多层重复结构（１３），该至少两种层中的至少一种层是具有分子取向性双折射导致的光学各向异性的层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及各种光学装置，尤其涉及适合用于液晶显示装置的相位差膜(phase difference film)、采用该相位差膜的叠层偏振光膜以 及液晶显示装置。
技术介绍
一直以来，具有光学各向异性的薄膜，作为相位差膜或光学补偿 膜、视角扩大膜等而得到广泛利用，对于提高液晶显示装置的光学性 能有着显著的贡献。在本说明书中，将相位差膜、光学补偿膜、视角 扩大膜等具有光学各向异性的薄膜，即可用于各种光学装置的所有薄 膜，定义为相位差膜。关于这种相位差膜，应对所要求的各种性能的改善，而已经作出 了各种方案。尤其对于相位差膜而言改善液晶显示装置的-见角的技术 处于重要的地位，作出了很多方案。例如，在专利文献1~4中，记载了在相位差膜的面内平行或正 交，控制彼此正交的3个方向的主折射率(nx、 ny、 nz，以下称为三维 折射率)的情形。具体地说，在专利文献1~4中，记载了使厚度方 向的主折射率(nz)比面内的2个主折射率(nx、 ny)的任意一个折射 率大，且，比剩余一个折射率小的情形。如此控制3个方向的主折射 率(rv ny、 nz)，就能控制相位差膜的相位差对视角的依赖性，结果， 能够实现液晶显示装置的广视角化。但是，由于在专利文献1~4中记载的方法是利用了构成相位差 膜的高分子取向导致的双折射(以下，称为分子取向性双折射)的方 案，所以获得的相位差膜在性能上有界限。此外，为使厚度方向的主折射率(nz)成为面内的2个主折射率(nx、 ny)的中间值，需要采用 非常复杂的延伸方法。又，为了得到具有这样的主折射率的相位差膜， 使用复杂的延伸方法，因此存在相位差值的细微控制有很大的难度， 并且，对于相位差的波长依赖性也无法充分控制的问题。作为实现液晶显示装置的广^L角化的其它方法，还提出采用粘着 剂等来贴合多个相位差膜，从而达成目标效果的方法。例如在专利文 献5中，记载了通过层叠在面内具有光学轴的正的单轴性光学膜和在 面内具有光学轴的负的单轴性光学膜，来改良相位差膜的视角依赖性 的技术。依据专利文献5的方法，无需采用复杂的延伸方法，而能进 行相位差的控制。但是，在专利文献5中记载的方法也是只利用分子取向性双折射 的方法，因此所获得的相位差膜在性能上也有界限。此外，所获得的 光学特性成为正的单轴性光学膜与负的单轴性光学膜这两种光学特 性的混合结果，因此难以自由地控制光学特性，尤其是相位差的波长 色散。作为又一种用于实现液晶显示装置的广视角化的其它方法，在专 利文献6中，记载了将在单层中体现不到相位差的不同折射率的两种 由无机材料构成的各向同性的层交互层叠，形成多层重复结构，从而 对面内和厚度方向给予相位差而体现双折射的(以下，称为结构性双 折射)方法。在专利文献6中记载的叠层相位差膜，利用结构性双折 射，想要将负的C板(plate)(即，面内的两个主折射率(nx、 ny) 相等，且对表面的法线方向的主折射率(nj小于面内的两个主折射 率(nx、 ny)的板)用于液晶显示装置，在专利文献6中，记载了在 扭曲向列(TN)型的液晶显示装置中使用该薄膜，从而改良液晶显示 装置的视角的例子。但是，在专利文献6中记载的方法是只利用结构性双折射的方法， 因此所获得的相位差膜在性能上有界限。此外，在专利文献6中记载 的方法中，只能得到负的单轴各向异性的多层结构体。对于在光学领域中使用的相位差膜，强烈要求进一步改善性能以 及更高精度的相位差控制，而且这些要求至今还不断。专利文献1专利文献2 专利文献3 专利文献4 专利文献5 专利文献6日本特开平02 - 160204号公净艮 曰本特开平04 - 127103号公报 曰本特开平05 - 157911号公报 曰本特开平07 - 230007号公报 日本特开平03 - 024502号公报 美国专利第5196953号说明书
技术实现思路
本专利技术鉴于上述传统技术构思而成，本专利技术的一个目的在于提供 一种相位差膜，能以高的控制性控制相位差，且对于相位差的波长依 赖性也能充分控制，从而在用于液晶显示装置的场合能够实现高水准 的广视角化。此外，本专利技术的另一目的在于提供能够实现广视角化的叠层偏振 光膜以及显著扩大视角的液晶显示装置。本专利技术人，为了解决上述课题而专心研究的结果，想到了下述的 本专利技术。本专利技术的相位差膜包含以平均折射率不同的至少两种层为构成 单位的多层重复结构，所述多层重复结构体现结构性双折射，所述至 少两种层中的至少 一种层，是具有分子取向性双折射导致的光学各向 异性的层(A)。本专利技术的叠层偏振光膜是本专利技术的相位差膜与偏振光膜叠层而 成的。本专利技术的液晶显示装置是具备本专利技术的相位差膜而成的。 (专利技术效果)本专利技术的相位差膜同时使用分子取向性双折射和结构性双折射 这两者，因此显著改善了相位差的控制性。即，本专利技术的相位差膜是能够得到以往没能得到或难以得到的相位差相关的特性，并且能够应 付对相位差膜所期望的广泛要求的具有新型结构的相位差膜。因此例如依据本专利技术的相位差膜，无需进行复杂的取向处理，而能够使厚度方向的主折射率(nz)成为面内的两个主折射率(nx、 ny) 的中间的值。此外例如，依据本专利技术的相位差膜，通过同时使用分子取向性双 折射和结构性双折射这两者，对于相位差的波长依赖性也能充分控 制，即，依据本专利技术的相位差膜，可以各自独立地控制面内相位差值 (R ( A )值)和厚度方向相位差值(Rth (入)值)。此外，在本专利技术的相位差膜中，作为构成用于体现结构性双折射 的多层重复结构的层，若采用至少一种具有负的光学各向异性的层和 至少另 一种在光学特性上大致各向同性的层，则容易实现以往难以获 得的光学各向异性，并且设计上要考虑的参数有所减少，因此改良了 相位差控制性。此外，在本专利技术的相位差膜中，作为构成用于体现结构性双折射的多层重复结构的层，若使用平均折射率不同的至少两种具有负的光 学各向异性的层，则通过分子取向性双折射容易确保更大的面内的光学各向异性，并且能够更加自由地控制多层重复结构的三维折射率。 即，例如在本专利技术的相位差膜中，若作为构成单位存在两种具有负的光学各向异性的层，且两者的慢轴大致平行，则能够相加面内的光学各向异性，其结果，可确保更大的分子取向性双折射导致的面内的光学各向异性，并且能够自由地控制多层重复结构的三维折射率。 本专利技术的相位差膜可以提供多样的光学特性。因此，如果将本专利技术的相位差膜和偏振光膜层叠，就能得到具有高水准的视角扩大性能的叠层偏振光膜。此外，通过将本专利技术的相位差膜和液晶盒(sell)进行组合，能够得到显著改善了显示性能尤其是^L角特性的液晶显示装置。附图说明图1是本专利技术相位差膜的多层重复结构及折射率椭圆体的概略图。图2是各层为光学各向同性的传统技术的多层重复结构及折射率 椭圆体的概略图。图3是构成单位为三种层的本专利技术的多层重复结构及折射率椭圆 体的概略图。图4是以不同厚度比例的两种层为构成单位的本专利技术的多层重复 结构的概略图。图5是本专利技术叠层偏振光膜的构成概略图。 图6是本专利技术液晶显示装置的构成概略图。具体实施例方式<相位差膜〉本专利技术的相位差膜同时使用结构性双折射和分子取向性双折射这 两者。具体地说，本专利技术的相位差膜包含以平均折射率不同的至少两 种层为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种相位差膜，其中，　包含以平均折射率不同的至少两种层为构成单位的多层重复结构，　所述多层重复结构体现结构性双折射，　所述至少两种层中的至少一种层是具有分子取向性双折射导致的光学各向异性的层（Ａ）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2007-6-1 147056/2007;JP 2007-6-8 153235/20071.一种相位差膜，其中，包含以平均折射率不同的至少两种层为构成单位的多层重复结构，所述多层重复结构体现结构性双折射，所述至少两种层中的至少一种层是具有分子取向性双折射导致的光学各向异性的层(A)。2. 如权利要求1所述的相位差膜，其中，所述具有分子取向性 双折射导致的光学各向异性的层(A)，在面内具有分子取向性双折 射导致的光学各向异性。3. 如权利要求1或2所述的相位差膜，其中，所述具有分子取 向性双折射导致的光学各向异性的层(A),是具有分子取向性双折 射导致的负的光学各向异性的层(a)。4. 如权利要求1至3中任一项所述的相位差膜，其中，所述至 少两种层中的至少另一种层是光学特性上大致各向同性的层(i)或 具有分子取向性双折射导致的负的光学各向异性的层(b)。5. 如权利要求1至4中任一项所述的相位差膜，其中，成为所 述多层重复结构的构成单位的各层的光学厚度(nd (nm))为入/5 以下。6. 如权利要求1至5中任一项所述的相位差膜，其中，形成所 述多层重复结构的层数为100层以上且30000层以下。7. 如权利要求3至6中任一项所述的相位差膜，其中，所述多 层重复结构满足下述式(2):<formula>formula see original document page 0</formula> (2)在式中，Sn表示具有负的光学各向异性的层(a)的平均折射率 与光学特性上大致各向同性的层(i)或具有负的光学各向异性的层 (b)的平均折射率之间的差值。8. 如权利要求3至7中任一项所述的相位差膜，其中，所述具 有负的光学各向异性的层(a)和/或具有负的光学各向异性的层(b) 满足下述式(1):0.0001 < I nnx-nny I <0.1 ( 1 ) 在式中，nnx:具有负的光学各向异性的层(a)或具有负的光学各向异性 的层(b)在x轴方向上的三维折射率；nny:具有负的光学各向异性的层(a)或具有负的光学各向异性 的层(b)在y轴方向上的三维折射率；x轴多层重复结构的面内的多层重复结构的慢轴；以及y轴多层重复结构的面内的与x轴正交的轴。9. 如权利要求1至8中任一项所述的相位差膜，其中，所述多 层重复结构的厚度方向的取向指标(Nz值(入))满足下述式(5):0 < Nz < 1 ( 5 )在式中，<formula>formula see original document page 3</formula>nx:多层重复结构在x轴方向上的三维折射率；ny:多层重复结构在y轴方向上的三维折射率；nz:多层重复结构在z轴方向上的三维折射率；x轴在多层重复结构的面内的多层重复结构的慢轴；y轴多层重复结构的面内的与x轴正交的轴；以及z轴多层重复结构的面的法线方位的轴。10. 如权利要求1至9中任一项所述的相位差膜，其中，所述 分子取向性双折射是通过构成具有光学各向异性的层(A)的高分子的分子取向来体现的。11. 如权利要求3至10中任一项所述的相位差膜，其中，所述 具有负的光学各向异性的层(a)包含分子极化率各向异性为负的高分子。12. 如权利要求4至11中任一项所述的相位差膜，其中，所述 光学特性上大致各向同性的层(i)由高分子构成。13. 如权利要求1至12中任一项所述的相位差膜，其中，所述 多层重复结构的面内相位差值(R值(nm))满足下述式(6):10nm<R< 1000nm (6)。14. 如权利要求1至13中任一项所述的相位差膜，其中，所述 分子取向性双折射是通过延伸来体现的。15. 如权利要求1至14中任一项所述的相位差膜，其中，通过 高分子的多层熔融挤压来成形多层膜，接着，延伸该多层膜而获得。16. 如权利要求1至15中任一项所述的相位差膜，其中，光弹 性系数的绝对值在15 x 10_12Pa-1以下。17. 如权利要求1至16中任一项所述的相位差膜，其中，在所 述相位差膜的两面层叠保护膜(X)，该保护膜(X)由破断强度10-50MPa、破断伸度300 ~ 1500%、面冲击破坏能量5 x l(T4 J/|um以上 且在-40°C中频率1Hz上的动态贮藏弹性率以及动态损耗弹性率为1 x 105~2x 1()8pa的热可塑树脂组成物(P)制作，且光学特性上大致 各向同性。18. 如权利要求1至17中任一项所述的相位差膜，其中，具有 分子取向性双折射导致的负的光学各向异性的层(A)，由包含苯乙 烯和无水马来酸的共聚体的苯乙烯类树脂制作，苯乙烯/无水马来酸 的共聚摩尔比为70/30- 86/14，且光弹性系数为8x 10 —^pa—以下。19. 如权利要求1至18中任一项所述的相位差膜，其中，具有 满足下式的关系的测定波长入及入，I {Rth (入)/Rth (入，)} - { (R (入)/R (入，)} I >0.1 该测定波长人、入，的波长单位为 nm, 且400nm <入 < 入，《 700nm。20. 如权利要求1至19中任一项所述的相位差膜，其中，{ (R (入)/R (入，)}及{Rth (入)/Rth (入，))中的一个小于1,且另一个超过1，测定波长入、入，的波长单位为nm，且400nm《 入 < 入'《700nm。21. 如权利要求1至20中任一项所述的相位差膜，其中， 所述具有分子取向性双折...

【专利技术属性】
技术研发人员：内山昭彦，小野雄平，松尾十峰，北泽谕，
申请(专利权)人：帝人株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]