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CN101836138A - 层叠光学膜、液晶面板及液晶显示装置 - Google Patents

层叠光学膜、液晶面板及液晶显示装置 Download PDF

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CN101836138A
CN101836138A CN200880112451A CN200880112451A CN101836138A CN 101836138 A CN101836138 A CN 101836138A CN 200880112451 A CN200880112451 A CN 200880112451A CN 200880112451 A CN200880112451 A CN 200880112451A CN 101836138 A CN101836138 A CN 101836138A
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liquid crystal
optical film
laminated optical
separation layer
phase separation
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CN200880112451A
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小林显太郎
木下亮儿
稻垣淳一
木畑充裕
前田佳己
柳沼宽教
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Nitto Denko Corp
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Abstract

本发明提供一种层叠光学膜及层叠光学膜的制造方法，有助于实现液晶面板及液晶显示装置的薄型化，并可简化制造工序。本发明的层叠光学膜是用于液晶显示装置中，且配置在液晶单元的观看侧，具备偏振片及相位差层，该相位差层配置在该偏振片的单侧，折射率椭圆体呈现nx＞ny＝nz的关系，面内的相位差值Re[590]为90～190nm，且该偏振片的吸收轴与该相位差层的慢轴所成角度为5～85°，该相位差层由液晶材料所形成，该相位差层配置为较该偏振片更靠近观看侧。

Description

层叠光学膜、液晶面板及液晶显示装置
技术领域
本发明涉及一种层叠光学膜。更详细而言，本发明涉及一种可有助于实现液晶面板及液晶显示装置的薄型化的层叠光学膜。
背景技术
近年来，通过移动地面数字视频(one segment broadcasting)广播的开始等，移动电话等移动设备也开始用作图像、动作显示体。因此，移动设备的显示方法变得多样化。例如可以举出显示画面可在面内旋转的移动设备。经由偏光太阳眼镜等偏光透镜来观看上述显示画面时，有时无法观看图像。故而，提出一种在显示画面的观看侧设有透镜状的树脂成型品的透明外罩(λ/4板)的液晶显示装置(例如专利文献1)。
然而，设置上述透明外罩之类的新构件时，液晶显示装置的厚度会增加。另一方面，业界要求液晶显示装置的薄型化。并且，构件增加会导致液晶显示装置(层叠光学膜)的制造工序增加，从而使各层间混入异物且由于所混入的异物引起异常的可能性提高。
专利文献1：日本专利特开2005-148119号公报
发明内容
本发明是为了解决上述课题而完成的发明，其目的在于，提供一种可有助于实现液晶面板及液晶显示装置的薄型化且可使制造工序简化的层叠光学膜及层叠光学膜的制造方法。
本发明的层叠光学膜是用于液晶显示装置中且配置在液晶单元的观看侧的层叠光学膜，其具备偏振片及相位差层，该相位差层配置在该偏振片的单侧，折射率椭圆体呈现nx＞ny＝nz的关系，面内的相位差值Re[590]为90～190nm，该偏振片的吸收轴与该相位差层的慢轴所成角度为5～85°，该相位差层由液晶材料所形成，该相位差层被配置为较该偏振片更靠近观看侧。
在优选的实施方式中，还具备配置在上述相位差层的与上述偏振片相反的一侧的硬涂层。
在优选的实施方式中，还具备配置在上述偏振片与上述相位差层之间的第1保护膜。在优选的实施方式中，还具备配置在上述相位差层的与上述偏振片相反的一侧的第1保护膜。
在优选的实施方式中，上述偏振片的吸收轴与上述相位差层所成角度为40～50°。
在优选的实施方式中，上述相位差层是液晶材料的固化层。在优选的实施方式中，上述相位差层含有紫外线阻断剂。
根据本发明的其它方面，提供一种液晶面板。该液晶面板具备上述层叠光学膜。
根据本发明的其它方面，提供一种液晶显示装置。该液晶显示装置具备上述液晶面板。
根据本发明的其它方面，提供一种层叠光学膜的制造方法。该制造方法是制造用于液晶显示装置中且配置在液晶单元的观看侧的层叠光学膜的方法，其具有：对长条状基板的表面实施取向处理的工序；将含有液晶材料的涂布液涂布于该基板的表面、形成折射率椭圆体呈现nx＞ny＝nz的关系且面内的相位差值Re[590]为90～190nm的相位差层的工序；以及一面将长条状且在长度方向上具有吸收轴的偏振片与该相位差层分别沿长度方向搬送，一面按照使该偏振片的长度方向与该相位差层的长度方向一致的方式进行层叠的工序；并且，按照使该相位差层的慢轴与该偏振片的吸收轴所成角度成为5～85°的方式进行层叠，且该相位差层被配置为较该偏振片更靠近观看侧。
根据本发明，可以提供一种能够有助于实现液晶面板及液晶显示装置的薄型化、且能够使制造工序简化的层叠光学膜及层叠光学膜的制造方法。
附图说明
图1是本发明的优选实施方式的层叠光学膜的概略剖面图。
图2是本发明的其它优选实施方式的层叠光学膜的概略剖面图。
图3(a)、(b)是表示本发明的层叠光学膜的制造方法的一例中的一道工序的概略图。
图4是本发明的优选实施方式的液晶面板的概略剖面图。
图5是在本发明的实施例1中所使用的相位差层及在比较例1中所使用的相位差膜的透射率测定结果。
图6是本发明的实施例1及参考例1的最白亮度测定结果。
图中：10-层叠光学膜，11-偏振片，12-相位差层，13-硬涂层，14-第1保护膜，15-第2保护膜，100-液晶面板。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施方式进行说明，但本发明并非限于这些实施方式。
(用语及符号的定义)
本说明书中的用语及符号的定义如下所述。
(1)折射率(nx、ny、nz)
“nx”是面内的折射率为最大的方向(即慢轴方向)的折射率，“ny”是在面内与慢轴正交的方向的折射率，“nz”是厚度方向的折射率。
(2)面内的相位差值
面内的相位差值(Re[λ])，是指在23℃、波长λ(nm)下，膜的面内的相位差值。将膜的厚度设为d(nm)时，可利用Re[λ]＝(nx-ny)×d求出Re[λ]。
(3)厚度方向的相位差值
厚度方向的相位差值(Rth[λ])，是指在23℃、波长λ(nm)下，膜的厚度方向上的相位差值。将膜的厚度设为d(nm)时，可利用Rth[λ]＝(nx-nz)×d求出Rth[λ]。
(4)Nz系数
Nz系数可以利用Rth[λ]/Re[λ]求出。
A.层叠光学膜的整体构成
图1是本发明的优选实施方式的层叠光学膜的概略剖面图。层叠光学膜10具备偏振片11、及在偏振片11的单侧配置的相位差层12。层叠光学膜10进一步具备：在相位差层12的与偏振片11相反的一侧配置的硬涂层13，在偏振片11与相位差层12之间配置的第1保护膜14，以及在偏振片11的与相位差层12相反的一侧配置的第2保护膜15。图2是本发明的其它优选实施方式的层叠光学膜的概略剖面图。层叠光学膜10′具备偏振片11和在偏振片11的单侧配置的相位差层12。层叠光学膜10′进一步具备：在相位差层12的与偏振片11相反的一侧配置的硬涂层13及第1保护膜14，以及在偏振片11的与相位差层12相反的一侧配置的第2保护膜15。本实施方式中，是将第1保护膜14配置在相位差层12与硬涂层13之间。
虽未图示，但层叠光学膜10、10′还可进一步具备任意适当的其它相位差层。在实际应用时，可以在构成本发明的层叠光学膜的各构件间，设置任意适当的粘合剂层或胶粘剂层。分A-1项～A-4项对各层(膜)进行说明。
本发明的层叠光学膜适合用于液晶显示装置。此时，将本发明的层叠光学膜配置在液晶单元的观看侧。而且，将相位差层12配置为较偏振片11更靠近观看侧。具体而言，按照使偏振片11位于液晶单元侧(相位差层12位于观看侧)的方式进行配置。通过如此配置，可以将从偏振片11射出的偏振光适当地转换为椭圆偏振光。其结果，即便在经由偏光太阳眼镜等偏光透镜观看显示画面时，也可以得到可见度优异的液晶显示装置。
偏振片11的吸收轴与相位差层12的慢轴所成的角度α为5～85°，优选为30～60°，更优选为40～50°。通过将该角度设定在上述范围内，可更加适当地将自偏振片11射出的偏振光转换为椭圆偏振光。
A-1.偏振片
在本说明书中，所谓“偏振片”，是指可以将自然光或偏振光转换成任意偏振光的元件。优选可将自然光或偏振光转换成直线偏振光的元件。此种偏振片具有下述功能：将入射的光分离成相互正交的2种偏振光成分，使其中一种偏振光成分透过，将另一偏振光成分吸收、反射及/或散射。
上述偏振片11可以采用任意合适的偏振片。例如可以举出使聚乙烯醇系膜、部分缩甲醛化聚乙烯醇系膜、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物系部分皂化膜等亲水性高分子膜吸附碘或二色性染料等二色性物质，然后进行单轴拉伸而成的偏振片；聚乙烯醇的脱水处理物或聚氯乙烯的脱氯化氢处理物等多烯系取向膜等。其中，使聚乙烯醇系膜吸附碘等二色性物质然后进行单轴拉伸而成的偏振片，其偏光二色比较高，故而特别优选。
使聚乙烯醇系膜吸附碘然后进行单轴拉伸而成的偏振片，例如可以利用下述方式制作：将聚乙烯醇浸渍于碘的水溶液中将其染色，并拉伸至原长的3～7倍，由此来制作。根据需要亦可以含有硼酸、硫酸锌、氯化锌等，也可以浸渍于碘化钾等的水溶液中。另外，根据需要也可以在染色之前将聚乙烯醇系膜浸渍于水中进行水洗。通过对聚乙烯醇系膜进行水洗，不仅可以清洗掉聚乙烯醇系膜表面的污渍、防粘连剂，亦可以通过使聚乙烯醇系膜溶胀而具有防止染色不均等不均匀的效果。拉伸可以在用碘染色之后进行拉伸，亦可以一面染色一面进行拉伸，另外，亦可以在拉伸之后用碘进行染色。亦可以在硼酸、碘化钾等的水溶液中或水浴中进行拉伸。关于偏振片的厚度，具有代表性的为1～80μm左右。
A-2.相位差层
上述相位差层12的折射率椭圆体呈现nx＞ny＝nz的关系。此处，“ny＝nz”不仅包括ny与nz严格相等的情形，亦包括ny与nz实质上相等的情形。具体而言，Nz系数(Rth[590]/Re[590])是指超过0.9且未达1.1的系数。
上述相位差层可作为所谓的λ/4板而发挥功能。在波长590nm下，相位差层的面内的相位差值Re[590]为90～190nm，优选为110～170nm，进一步优选为120～160nm。通过将该Re[590]设定在上述范围内，可以更加适当地将从偏振片11射出的偏振光转换成椭圆偏振光。
上述相位差层由液晶材料形成。通过使用液晶材料，可以使所得到的相位差层的nx与ny的差远远大于非液晶材料。其结果，可以大大缩小用以获得所需的面内相位差值的相位差层的厚度，可以有助于使所获得的层叠光学膜、液晶面板及液晶显示装置薄型化。而且，制造层叠光学膜时，可以采用卷对卷(Roll-to-Roll)方式，从而可以显著地缩短制造工序。详细内容将于后文中进行说明。
上述液晶材料优选其液晶相为向列相(向列型液晶)。液晶材料表现液晶性的机制可为溶致型，亦可为热致型。液晶材料的取向状态优选为均匀取向(homogeneous alignment)。作为液晶材料，例如可以使用液晶聚合物或液晶单体。液晶聚合物与液晶单体可以分别单独使用，亦可以组合使用。
上述相位差层优选为液晶材料的固化层。具体而言，当液晶材料为液晶性单体时，优选为聚合性单体及/或交联性单体。这是因为，通过使液晶性单体聚合或交联，可以将液晶性单体的取向状态固定。若在使液晶性单体取向之后，例如使液晶性单体彼此进行聚合或交联，则可以由此而将上述取向状态固定。在这里，聚合会形成聚合物，交联会形成立体网状结构，但它们为非液晶性。因此，所形成的相位差层不会出现例如液晶性化合物所特有的由于温度变化而向液晶相、玻璃相、晶相转移的状况。因此，相位差层可形成为不会受温度变化影响的稳定性极为优异的层。
作为上述液晶单体，可以采用任意适当的液晶单体。例如可以使用日本专利特表2002-533742(WO00/37585)、EP358208(US5211877)、EP66137(US4388453)、WO93/22397、EP0261712、DE19504224、DE4408171及GB2280445等中所记载的聚合性液晶原(mesogen)化合物等。作为该聚合性液晶原化合物的具体例，例如可以列举BASF公司的商品名LC242、Merck公司的商品名E7、Wacker-Chem公司的商品名LC-Sillicon-CC3767。
作为上述液晶单体，例如优选为向列性液晶单体，具体而言可以列举下述式(1)所表示的单体。这些液晶单体可以单独使用，或将两种以上组合使用。
[化1]
Figure GPA00001105838700061
上述式(1)中，A1及A2分别表示聚合性基团，可以相同亦可以不同。另外，A1及A2中的任一者可以为氢。X分别独立，表示单键、-O-、-S-、-C＝N-、-O-CO-、-CO-O-、-O-CO-O-、-CO-NR-、-NR-CO-、-NR-、-O-CO-NR-、-NR-CO-O-、-CH2-O-或NR  CO  NR，R表示H或C1～C4烷基，M表示液晶原基团。
上述式(1)中，X可以相同亦可以不同，优选为相同。
上述式(1)的单体中，A2优选为分别配置在相对于A1的邻位上。
进而，上述A1及A2优选为分别独立以下述式表示，
Z-X-(Sp)n  (2)
优选为A1与A2为相同的基团。
上述式(2)中，Z表示交联性基团，X如上述式(1)中的定义所示，Sp表示由具有1～30个碳原子的直链或支链的经取代或未经取代的烷基所构成的间隔基(spacer)，n表示0或1。上述Sp中的碳链，例如可以由醚官能团中的氧、硫醚官能团中的硫、不相邻的亚氨基或C1～C4的烷基亚氨基等中断。
上述式(2)中，Z优选为下述式所表示的原子团中的任一者。下述式中，作为R，例如可以列举甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基等基团。
[化2]
Figure GPA00001105838700071
另外，上述式(2)中，Sp优选为下述式所表示的原子团中的任一者，下述式中，优选m为1～3，p为1～12。
[化3]
Figure GPA00001105838700081
上述式(1)中，M优选为下述式(3)所表示。下述式(3)中，X与上述式(1)中的定义相同。Q例如表示经取代或未经取代的直链或支链的亚烷基或芳香族烃原子团。Q例如可以为经取代或未经取代的直链或支链的C1～C12亚烷基等。
[化4]
Figure GPA00001105838700082
当上述Q为芳香族烃原子团时，优选为例如以下述式所表示的原子团、或它们的取代类似物。
[化5]
Figure GPA00001105838700083
作为上述式所表示的芳香族烃原子团的取代类似物，例如可以为每1个芳香族环具有1～4个取代基，另外，可以为每1个芳香族环或每1个基团具有1个或2个取代基。上述取代基可以分别相同亦可以不同。作为上述取代基，例如可以举出C1～C4烷基，硝基，F、Cl、Br、I等卤素，苯基，C1～C4烷氧基等。
作为上述液晶单体的具体例，例如可以列举下述式(4)～(19)所表示的单体。
[化6]
Figure GPA00001105838700091
上述液晶单体表现液晶性的温度范围，根据其种类的不同而不同。具体而言，该温度范围优选为40～120℃，进一步优选为50～100℃，最优选为60～90℃。
上述相位差层优选含有紫外线阻断剂。在本发明中，将相位差层配置为较偏振片更靠近观看侧。因此，相位差层容易受到紫外线的影响。通过使相位差层中含有紫外线阻断剂，可以抑制紫外线的影响。具体而言，可以抑制相位差层劣化，将相位差层的上述光学特性维持为良好。进而，可以抑制紫外线对配置在较相位差层更靠内侧(液晶单元侧)的各构件(例如偏振片)的影响。
作为上述紫外线阻断剂，可以举出有机系紫外线吸收剂、无机系紫外线散射剂等。作为有机系紫外线吸收剂，例如可以列举苯并三唑系、二苯甲酮系、三嗪系等。作为无机系紫外线散射剂，例如可以列举氧化钛、氧化锌、氧化铈等。它们可以单独使用，或将两种以上组合使用。优选为有机系紫外线吸收剂。通过使用有机系紫外线吸收剂，可以实现上述相位差层的厚度，从而可以使相位差层具有优异的透明性。
上述相位差层的厚度，可以设定成能够作为λ/4板发挥最适合的功能。换言之，厚度可以按照能获得所需的光学特性的方式设定。相位差层的厚度优选为0.5～10μm，进一步优选为0.5～8μm，特别优选为0.5～5μm。
A-3.硬涂层
上述硬涂层13优选为任意适当的紫外线固化树脂的固化层。作为紫外线固化树脂，例如可以列举丙烯酸系树脂、硅酮系树脂、聚酯系树脂、氨基甲酸酯系树脂、酰胺系树脂、环氧系树脂等。硬涂层可以根据需要含有任意适当的添加剂。作为该添加剂的代表例，可以举出无机系微粒及/或有机系微粒。通过含有微粒，例如可以使硬涂层具备适当的折射率。
上述硬涂层的厚度可以设定为任意适当的值。优选为50μm以下，更优选为1～50μm，进一步更优选为1～40μm，特别优选为1～30μm。硬涂层的铅笔硬度优选为4H以上，更优选为5H～8H。
关于上述硬涂层，具有代表性的是预先在基材上实施硬涂处理而形成层叠体，以此状态提供给层叠光学膜。基材可以采用任意适当的树脂膜。作为树脂膜，具有代表性的可以列举聚酯系树脂、纤维素系树脂、聚碳酸酯系树脂、(甲基)丙烯酸系树脂等。基材可以作为上述第1保护膜而发挥功能。需要说明的是，本说明书中所谓的“(甲基)丙烯酸系”，是指丙烯酸系及/或甲基丙烯酸系。
A-4.保护膜
作为上述第1保护膜14及第2保护膜15，可以采用能够作为偏振片的保护层发挥功能的任意适当的膜。作为该膜的主成分的材料的具体例，可以列举三乙酰纤维素(TAC，triacetyl cellulose)等纤维素系树脂，聚酯系、聚乙烯醇系、聚碳酸酯系、聚酰胺系、聚酰亚胺系、聚醚砜系、聚砜系、聚苯乙烯系、聚降冰片烯系、聚烯烃系、(甲基)丙烯酸系、乙酸酯系等的透明树脂等。另外，亦可以列举(甲基)丙烯酸系、氨基甲酸酯系、(甲基)丙烯酸氨基甲酸酯系、环氧系、硅酮系等热固型树脂或紫外线固化型树脂等。除此以外，例如亦可以举出硅氧烷系聚合物等玻璃质系聚合物。另外，亦可以使用日本专利特开2001-343529号公报(WO01/37007)中记载的聚合物膜。作为该膜的材料，例如可以使用含有侧链上具有经取代或未经取代的亚氨基的热塑性树脂、和侧链上具有经取代或未经取代的苯基及腈基的热塑性树脂的树脂组合物，例如可以举出具有由异丁烯与N-甲基马来酰亚胺形成的交替共聚物、和丙烯腈-苯乙烯共聚物的树脂组合物。该聚合物膜例如可以为上述树脂组合物的挤出成形物。
作为上述(甲基)丙烯酸系树脂，Tg(玻璃化转变温度)优选为115℃以上，更优选为120℃以上，进一步优选为125℃以上，特别优选为130℃以上。这是因为，如此可以使耐久性优异。对上述(甲基)丙烯酸系树脂的Tg的上限值并无特别限定，就成形性等观点而言，优选为170℃以下。
作为上述(甲基)丙烯酸系树脂，可以在不损及本发明的效果的范围内采用任意适当的(甲基)丙烯酸系树脂。例如可以举出聚甲基丙烯酸甲酯等聚(甲基)丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯-(甲基)丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸甲酯-(甲基)丙烯酸酯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸酯-(甲基)丙烯酸共聚物、(甲基)丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物(MS树脂等)、具有脂环族烃基的聚合物(例如甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸环己酯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-(甲基)丙烯酸降冰片酯共聚物等)。优选的可以举出聚(甲基)丙烯酸甲酯等聚(甲基)丙烯酸C1-6烷基酯。更优选的可以举出以甲基丙烯酸甲酯作为主成分(50～100重量％，优选70～100重量％)的甲基丙烯酸甲酯系树脂。
作为上述(甲基)丙烯酸系树脂的具体例，例如可以举出三菱丽阳(Mitsubishi Rayon)公司制造的ACRYPET VH 或ACRYPET VRL20A，日本专利特开2004-70296号公报中所记载的分子内具有环结构的(甲基)丙烯酸系树脂，通过分子内交联、分子内环化反应而获得的Tg较高的(甲基)丙烯酸系树脂。
作为上述(甲基)丙烯酸系树脂，就具有高耐热性、高透明性、高机械强度方面而言，特别优选具有内酯环结构的(甲基)丙烯酸系树脂。
作为上述具有内酯环结构的(甲基)丙烯酸系树脂，可以举出记载于日本专利特开2000-230016号公报、日本专利特开2001-151814号公报、日本专利特开2002-120326号公报、日本专利特开2002-254544号公报、日本专利特开2005-146084号公报等中的具有内酯环结构的(甲基)丙烯酸系树脂。
上述具有内酯环结构的(甲基)丙烯酸系树脂的质量平均分子量(有时亦称作重量平均分子量)优选为1000～2000000，更优选为5000～1000000，进一步更优选为10000～500000，特别优选为50000～500000。
上述具有内酯环结构的(甲基)丙烯酸系树脂优选Tg(玻璃化转变温度)为115℃以上，更优选为125℃以上，进一步更优选为130℃以上，特别优选为135℃以上，最优选为140℃以上。这是因为，如此可获得优异的耐久性。对上述具有内酯环结构的(甲基)丙烯酸系树脂的Tg的上限值并无特别限制，但就成形性等观点而言，优选为170℃以下。
上述第1保护膜及第2保护膜优选为透明且无着色。第1保护膜及第2保护膜的厚度方向上的相位差值Rth[590]优选为-90nm～+90nm，更优选为-80nm～+80nm，进一步更优选为-70nm～+70nm。
可以根据需要对上述第1保护膜14的与偏振片11相反的一侧实施硬涂处理、抗反射处理、防粘连处理、防眩处理等。
上述第1保护膜及第2保护膜的厚度可以采用任意适当的厚度。优选为200μm以下，更优选为1～200μm，进一步更优选为3～150μm，特别优选为5～100μm。
A-5.层叠光学膜的制造方法
本发明的层叠光学膜的制造方法具有将上述相位差层层叠于上述偏振片的单侧的工序。偏振片11与相位差层12具有代表性的是经由胶粘剂而层叠。作为该胶粘剂的具体例，可以举出聚乙烯醇系胶粘剂。如图1所示，当在偏振片11与相位差层12之间设置第1保护膜14时，优选为预先将偏振片11与第1保护膜14层叠而制成偏振板，然后将相位差层12层叠于第1保护膜14上。第1保护膜14与相位差层12具有代表性的是经由粘合剂而层叠。作为该粘合剂的具体例，可以举出丙烯酸系粘合剂。需要说明的是，偏振片与第1保护膜具有代表性的是经由胶粘剂而层叠。作为该胶粘剂，可以举出聚乙烯醇系胶粘剂。
在一个实施方式中，是预先在基板上形成相位差层12而制成层叠体，并在此状态下，将相位差层12层叠于偏振片11、第1保护膜14或其它层(例如硬涂层13)上。此时，将形成于基板上的相位差层12从基板转印至偏振片11、第1保护膜14或其它层上。
作为上述相位差层的形成方法，可以采用任意适当的方法。例如可举出下述方法：对上述基板表面实施取向处理，将含有上述液晶材料的涂布液涂布于该表面而形成相位差层。作为取向处理，可以采用任意适当的取向处理。具体而言可以举出机械取向处理、物理取向处理、化学取向处理。作为机械取向处理的具体例，可以举出摩擦处理、拉伸处理。作为物理取向处理的具体例，可以举出磁场取向处理、电场取向处理。作为化学取向处理的具体例，可以举出斜向蒸镀法、光取向处理。优选为摩擦处理。取向处理可以直接对基板表面实施，亦可以在基板上形成任意适当的取向膜(具有代表性的有硅烷偶合剂层、聚乙烯醇层或聚酰亚胺层)后对该取向膜实施。实施摩擦处理时，优选直接对基板表面实施。
上述取向处理的取向方向可以对应于上述所需角度α进行设定。通过进行取向处理，可以使液晶材料对应于基板的取向方向而取向，故所形成的相位差层的慢轴与基板的取向方向实质上相同。因此，例如关于偏振片11(长条状)，当其长度方向具有吸收轴时，在相对于基板(长条状)的长度方向成角度α的方向上实施取向处理。详细内容如后所述，但通过以此种方式而形成相位差层，可以利用卷对卷将偏振片11(偏振板)与相位差层12连续地层叠。其结果，可以明显地缩短制造工序。
含有上述液晶材料的涂布液，具有代表性的是可以通过将上述液晶材料溶解或分散于溶剂中而获得。作为溶剂，可以根据液晶材料的种类等而采用任意适当的溶剂。作为具体例，可以举出氯仿、二氯甲烷(dichloromethane)、四氯化碳、二氯乙烷、四氯乙烷、二氯甲烷(methylenechloride)、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、邻氯苯酚、间甲酚、邻甲酚、对甲酚等酚类；苯、甲苯、二甲苯、均三甲苯、甲氧基苯、1，2-二甲氧基苯等芳香族烃类；丙酮、甲基乙基酮(MEK)、甲基异丁基酮、环己酮、环戊酮、2-吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮等酮系溶剂；乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸丙酯等酯系溶剂；叔丁醇、甘油、乙二醇、三乙二醇、乙二醇单甲醚、二乙二醇二甲醚、丙二醇、二丙二醇、2-甲基-2，4-戊二醇等醇系溶剂；二甲基甲酰胺、二甲基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、二噁烷等醚系溶剂；或二硫化碳、乙基溶纤剂、丁基溶纤剂、乙酸乙酯溶纤剂等。优选甲苯、二甲苯、均三甲苯、MEK、甲基异丁基酮、环己酮、乙基溶纤剂、丁基溶纤剂、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸丙酯、乙酸乙酯溶纤剂。这些溶剂可以单独使用，或将两种以上组合使用。
上述涂布液中的液晶材料的含量可以对应于液晶材料的种类、成为目标的层厚度等进行适当设定。液晶材料的含量优选为5～50重量％，进一步优选为10～40重量％，最优选为15～30重量％。
上述涂布液可以根据需要进一步含有任意适当的添加剂。作为添加剂的具体例，可以举出聚合引发剂、交联剂。在使用液晶单体作为液晶材料的情况下，特别适合使用这些添加剂。作为聚合引发剂的具体例，可以举出过氧化苯甲酰(BPO，benzoyl peroxide)、偶氮二异丁腈(AIBN)等。作为交联剂的具体例，可以举出异氰酸酯系交联剂、环氧系交联剂、金属螯合物交联剂等。它们可以单独使用，或将两种以上组合使用。进而，作为添加剂的具体例，可以举出抗老化剂、改性剂、表面活性剂、染料、颜料、防变色剂、紫外线阻断剂等。它们可以单独使用，或将两种以上组合使用。作为抗老化剂，例如可以举出酚系化合物、胺系化合物、有机硫系化合物、膦系化合物。作为改性剂，例如可以举出二醇类、硅酮类、醇类。表面活性剂例如用于使光学膜的表面变得平滑，作为其具体例，可以举出硅酮系、丙烯酸系、氟系等的表面活性剂。紫外线阻断剂与A-2项中的说明相同。
可以适当设定上述紫外线阻断剂的含量。优选相对于上述液晶材料100重量份为0.01～0.1重量份，更优选为0.03～0.07重量份。
作为上述涂布液的涂布方法，可以采用任意适当的方法。作为具体例，可以举出辊涂法、旋涂法、绕线棒涂布法、浸渍涂布法、挤出涂布法、帘涂法、喷涂法等。涂布液的涂布量可以对应于涂布液的浓度、目标的层厚度等适当设定。例如，在涂布液的液晶材料浓度为20重量％的情况下，相对于单位面积(100cm2)的透明保护膜，涂布量优选为0.03～0.17ml，更优选为0.05～0.15ml，最优选为0.08～0.12ml。
继而，对应于上述基板表面的取向方向使上述液晶材料取向。液晶材料的取向是通过在所使用的液晶材料呈现液晶相的温度下实施处理来进行。通过进行如此的温度处理，使液晶材料成为液晶状态，使该液晶材料对应于基板表面的取向方向而取向。由此，通过涂布而形成的层(涂布层)产生双折射性，形成为相位差层。
上述温度处理的温度可以根据液晶材料的种类而适当确定。优选为40～120℃，进一步优选为50～100℃，最优选为60～90℃。另外，温度处理的处理时间优选为30秒钟以上，进一步优选为1分钟以上，特别优选为2分钟以上，最优选为4分钟以上。若处理时间未达30秒钟，则有时液晶材料无法充分地形成为液晶状态。另一方面，处理时间优选为10分钟以下，更优选为8分钟以下，最优选为7分钟以下。若处理时间超过10分钟，则添加剂有可能会升华。
在使用液晶单体作为液晶材料的情况下，优选对上述涂布层进一步实施聚合处理或交联处理。通过进行聚合处理，液晶单体产生聚合，从而将液晶单体作为聚合物分子的重复单元而固定。通过进行交联处理，液晶单体形成立体网状结构，从而将液晶单体作为交联结构的一部分而固定。其结果，可以使液晶材料的取向状态固定。需要说明的是，液晶单体发生聚合或交联而形成的聚合物或立体网状结构为“非液晶性”。因此，所形成的相位差层不会出现例如液晶分子所特有的由于温度变化而向液晶相、玻璃相、晶相转移的状况。聚合处理或交联处理的具体方法可以根据所使用的聚合引发剂、交联剂的种类而适当选择。例如，在使用光聚合引发剂或光交联剂时，进行光照射即可，在使用紫外线聚合引发剂或紫外线交联剂时，进行紫外线照射即可。光或紫外线的照射时间、照射强度、总照射量等可以根据液晶材料的种类、基板的种类及取向处理的种类、相位差层所需的特性等而适当设定。
图3表示本发明的层叠光学膜的制造方法的一例中的一道工序。如图3(a)所示，将偏振板110(第1保护膜14、偏振片11及第2保护膜15的层叠体)、及在基板12a上涂布形成有相位差层12的层叠体120沿箭头方向送出，在各自的长度方向一致的状态下利用上述胶粘剂(未图示)将它们贴合。如此，一面搬送相位差层与偏振片(偏振板)一面将它们连续层叠(卷对卷)，由此可以提供显著地缩短制造工序。另外，可以防止异物混入到相位差层与偏振片(偏振板)之间，可以提供一种可见度优异的层叠光学膜。最后，以图3(b)所示的方式从贴合而成的层叠体130剥离基板12a。再者，在图3(a)中，符号111及112表示卷绕形成各层的膜的辊，符号113表示用于将膜彼此贴合的导辊。
B.液晶面板
本发明的液晶面板具备上述层叠光学膜。图4是本发明的优选实施方式的液晶面板的概略剖面图。液晶面板100具备：液晶单元20、在液晶单元20的观看侧配置的层叠光学膜10、以及在液晶单元20的背光侧配置的偏振片11′。层叠光学膜10中，其相位差层12被配置成较偏振片11更靠近观看侧。虽未图示，但液晶面板100可以具备在液晶单元20与层叠光学膜10之间及/或液晶单元与偏振片11′之间配置的任意适当的其它相位差层。而且，液晶面板100可以具备在偏振片11′的背光侧配置的第3保护膜14′及/或在液晶单元20与偏振片11′之间配置的第4保护膜15′。作为第3保护膜14′，可以采用与上述第1保护膜14相同的膜。作为第4保护膜15′，可以采用与上述第2保护膜相同的膜。
在实际应用时，可以在构成本发明的液晶面板的各构件间，设置任意适当的粘合剂层或胶粘剂层。
B-1.液晶单元
上述液晶单元20具有一对基板21、21′及夹持于基板21、21′之间作为显示介质的液晶层22。在其中一个基板(彩色滤光片基板)上，设置有彩色滤光片及黑矩阵(均未图示)。在另一个基板(有源矩阵基板)上，设置有对液晶的电光学特性进行控制的开关元件(具有代表性的是TFT)(未图示)、对该开关元件提供门信号的扫描线(未图标)及供给源信号的信号线(未图标)、以及像素电极(未图示)。需要说明的是，彩色滤光片亦可以设置在有源矩阵基板侧。上述基板21、21′的间隔(单元间隙：cell gap)可以通过间隔件(spacer)(未图示)来加以控制。在上述基板21、21′的与液晶层22接触的一侧，例如设置有由聚酰亚胺形成的取向膜(未图示)。
作为上述液晶单元20的驱动模式，可以采用任意适当的驱动模式。作为驱动模式的具体例，可以举出STN(Super Twisted Nematic，超扭转向列)模式、TN(Twisted Nematic，扭转向列)模式、IPS(In-Plane Switching，面内转换)模式、VA(Vertical Aligned，垂直取向)模式、OCB(Optically AlignedBirefringence，光学补偿双折射)模式、HAN(Hybrid Aligned Nematic，混合排列向列)模式、ASM(Axially Symmetric Aligned Microcell，轴对称排列微胞)模式、ECB(Electrically Controlled Birefringence，电控双折射)模式等。
C.液晶显示装置
本发明的液晶显示装置具备上述液晶面板。液晶面板中，上述层叠光学膜配置成位于观看侧。
[实施例]
以下，利用实施例具体地说明本发明，但本发明并非限于这些实施例。需要说明的是，各层(膜)的相位差值的测定方法如下所述。
(相位差值的测定)
使用王子计测制造的KOBRA-WPR进行自动测量。测定波长为590nm，测定温度为23℃。
[实施例1]
(相位差层的制作)
在基板(TAC膜，厚度为40μm)的表面形成聚乙烯醇膜(厚度为0.1μm)后，使用取向布，在与基板的长度方向成45°的方向上对聚乙烯醇膜表面实施摩擦处理，制作取向基板。
接着，将表现向列型液晶相的聚合性液晶(BASF公司制造，商品名Paliocolor LC242)10g、与针对该聚合性液晶化合物的光聚合引发剂(汽巴精化(Ciba Specialty Chemicals)公司制造，商品名Irgacure 907，含有1％的苯并三唑系紫外线吸收剂)0.5g溶解于甲苯40g中，制备涂布液。然后，利用棒式涂布机将该涂布液涂布在以上所获得的取向基板的表面后，在90℃下加热干燥2分钟，由此使液晶取向。使用金属卤化物灯对如此形成的液晶层照射20mJ/cm2的光，使该液晶层固化，由此在基板上形成相位差层。所获得的相位差层的厚度为1.4μm，面内的相位差值Re[590]为142.1nm。
(硬涂层的形成)
在丙烯酸系树脂原料(大日本油墨公司制造，商品名：GRANDICPC1071)中添加流平剂0.5重量％，进而用乙酸乙酯稀释，以使固态成分浓度为50重量％，由此制备硬涂层形成用的涂布溶液。需要说明的是，流平剂是以二甲基硅氧烷∶羟基丙基硅氧烷∶6-异氰酸酯己基异氰脲酸酯∶脂肪族聚酯＝6.3∶1.0∶2.2∶1.0的方式进行共聚合而成的共聚物。
接着，利用棒式涂布机，将所获得的涂布溶液涂布在TAC膜(柯尼卡美能达公司制造；商品名：KC4UY-TAC；厚度为40μm)表面后，在100℃下加热1分钟以将涂膜干燥。其后，利用金属卤化物灯照射累计光量为300mJ/cm2的紫外线以使涂膜固化，由此形成硬涂层(厚度为3μm)。
(层叠光学膜的制作)
在形成有上述硬涂层的TAC膜的TAC膜侧，经由聚酯系胶粘剂(武田药品股份有限公司制造；商品名：TakenateA310/TakelacA-3；溶剂：乙酸乙酯；厚度为4μm)层叠上述所获得的相位差层后，将基板剥离。
其后，在相位差层表面，经由丙烯酸系粘合剂(厚度为12μm)层叠偏振板(日东电工股份有限公司制造；商品名：TEG1465DU；厚度为128μm)。此时，以使偏振片的吸收轴与相位差层的慢轴所成的角度为45°的方式进行层叠。
如此所获得的层叠光学膜的厚度为189μm。
[实施例2]
(偏振片的制作)
将厚度为80μm的聚乙烯醇膜(平均聚合度为2400，皂化度为99.9％)浸渍于30℃的纯水中使其溶胀。继而，一面在30℃下、于配合有碘与碘化钾的染色浴中浸渍60秒钟进行染色，一面拉伸2.5倍。然后，一面在40℃的硼酸水溶液中浸渍60秒钟，一面拉伸2.3倍。接着，在30℃下、于碘化钾浓度为5％的水溶液中浸渍5秒钟。其后，在50℃下干燥4分钟，获得偏振片(厚度为26μm)。
(层叠光学膜的制作)
在形成有实施例1中所获得的硬涂层的TAC膜的TAC膜侧，经由聚酯系胶粘剂(武田药品股份有限公司制造；商品名：Takenate A310/Takelac A-3；溶剂：乙酸乙酯；厚度为4μm)层叠实施例1中所获得的相位差层后，将基板剥离。
其后，在相位差层表面，经由聚乙烯醇系胶粘剂(日本合成化学公司制造；商品名：Z200；厚度为200nm)层叠上述所获得的偏振片。此时，按照使偏振片的吸收轴与相位差层的慢轴所成的角度为45°的方式进行层叠。
其后，在偏振片表面，经由聚乙烯醇系胶粘剂(日本合成化学公司制造；商品名：Z200；厚度为200nm)层叠TAC膜(柯尼卡美能达制造；商品名：KC4UY-TAC；厚度为40μm)，进而，层叠丙烯酸系粘合剂(厚度为20μm)。
如此所获得的层叠光学膜的厚度为137μm。
(比较例1)
(层叠光学膜的制作)
除了使用下述相位差膜代替相位差层以外，以与实施例1相同的方式获得层叠光学膜。
如此所获得的层叠光学膜的厚度为221μm。
[相位差膜]
在140℃下，将长条状的降冰片烯系树脂膜(日本ZEON公司制造，商品名Zeonor，厚度为40μm，光弹性系数为3.10×10-12m2/N)单轴拉伸1.52倍，制成长条状的膜。将所获得的膜切割成规定大小。该膜的厚度为33μm，面内的相位差值Re[590]为140nm，厚度方向的相位差Rth[590]为140nm。
(参考例1)
(层叠光学膜的制作)
除了不层叠相位差层以外，以与实施例1相同的方式获得层叠光学膜。
与比较例1的层叠光学膜相比，本发明的实施例1及实施例2的层叠光学膜明显薄。其结果，本发明的层叠光学膜可以有助于实现液晶面板、液晶显示装置的薄型化。
对于在本发明的实施例1中所使用的相位差层及在比较例1中所使用的相位差膜，使用紫外可见分光光度计(日本分光股份有限公司制造；产品名：V-570)对透射率进行测定。结果示于图5中。由图5可知，与比较例1的相位差膜相比，实施例1的相位差层以波长400nm附近为边界透射率显著降低。因此，可以认为实施例1的相位差层具有优异的紫外线阻断(吸收)能力。
从移动电话(SHARP制造，SoftBank的911SH)拆下液晶单元，用粘合剂将实施例1或参考例1中所获得的层叠光学膜贴附于该液晶单元的观看侧。进而，用粘合剂将偏振板(日东电工股份有限公司制造；商品名：TEG1465DU)贴附于层叠光学膜表面。此时，按照使偏振板的偏振片的吸收轴与层叠光学膜的偏振片的吸收轴所成的角度为90°的方式进行贴附。测定将如此所获得的移动电话的显示画面顺时针旋转90°(横向显示)时、以及不旋转时(普通状态时、纵向显示)的白色亮度。测定结果示于图6中。
如图6所示，在安装实施例1的层叠光学膜时，纵向显示时与横向显示时白色亮度几乎无变化。另一方面，安装参考例1的层叠光学膜时，纵向显示时与横向显示时白色亮度显著变化。由此可认为，实施例1中，即便在经由偏光太阳眼镜等偏光透镜来观看显示画面的情况下，可见度优异。
[工业上的可利用性]
本发明的层叠光学膜、液晶面板及液晶显示装置可以应用于任意适当的用途。具有代表性的是，可以较好地用于移动电话、便携式游戏机、钟表、数字摄影机、便携式信息终端(PDA(个人数字助理，personal digitalassistant))等移动设备；后方监视器、汽车导航系统用监视器、汽车音响等车载用设备；商业店铺用信息用屏幕等显示设备等中。

Claims (10)

1.一种层叠光学膜，其用于液晶显示装置中，配置在液晶单元的观看侧；
其具备偏振片及相位差层，该相位差层配置在该偏振片的单侧，折射率椭圆体呈现nx＞ny＝nz的关系，面内的相位差值Re[590]为90～190nm；
该偏振片的吸收轴与该相位差层的慢轴所成角度为5～85°；
该相位差层由液晶材料形成；
该相位差层配置成较该偏振片更靠近观看侧。
2.如权利要求1所述的层叠光学膜，其中，还具备在所述相位差层的与所述偏振片相反的一侧配置的硬涂层。
3.如权利要求1所述的层叠光学膜，其中，还具备在所述偏振片与所述相位差层之间配置的第1保护膜。
4.如权利要求1所述的层叠光学膜，其中，还具备在所述相位差层的与所述偏振片相反的一侧配置的第1保护膜。
5.如权利要求1所述的层叠光学膜，其中，所述偏振片的吸收轴与所述相位差层所成角度为40～50°。
6.如权利要求1所述的层叠光学膜，其中，所述相位差层是液晶材料的固化层。
7.如权利要求1所述的层叠光学膜，其中，所述相位差层含有紫外线阻断剂。
8.一种液晶面板，其具备权利要求1所述的层叠光学膜。
9.一种液晶显示装置，其具备权利要求8所述的液晶面板。
10.一种层叠光学膜的制造方法，其是制造用于液晶显示装置中且配置在液晶单元观看侧的层叠光学膜的方法，并包含以下工序：
对长条状基板的表面实施取向处理的工序；
将含液晶材料的涂布液涂布于该基板的表面、形成折射率椭圆体呈现nx＞ny＝nz的关系且面内的相位差值Re[590]为90～190nm的相位差层的工序；以及
一面将长条状且在长度方向具有吸收轴的偏振片与该相位差层分别沿长度方向搬送、一面按照使该偏振片的长度方向与该相位差层的长度方向一致的方式进行层叠的工序；
按照使该相位差层的慢轴与该偏振片的吸收轴所成角度成为5～85°的方式进行层叠，
该相位差层被配置成较该偏振片更靠近观看侧。
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