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CN101288008A - 带有光学补偿层的偏振片、使用带有光学补偿层的偏振片的液晶面板、液晶显示装置以及图像显示装置 - Google Patents

带有光学补偿层的偏振片、使用带有光学补偿层的偏振片的液晶面板、液晶显示装置以及图像显示装置 Download PDF

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CN101288008A
CN101288008A CNA2006800353191A CN200680035319A CN101288008A CN 101288008 A CN101288008 A CN 101288008A CN A2006800353191 A CNA2006800353191 A CN A2006800353191A CN 200680035319 A CN200680035319 A CN 200680035319A CN 101288008 A CN101288008 A CN 101288008A
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CN
China
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optical compensating
layer
compensating layer
liquid crystal
polaroid
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CNA2006800353191A
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English (en)
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首藤俊介
冈田裕之
千叶刚
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Nitto Denko Corp
Original Assignee
Nitto Denko Corp
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Abstract

本发明提供有助于薄型化、提高视场角特性、同时实现高对比、防止干涉斑或热斑、抑制色移、获得良好色再现性、在黑显示时能良好防止漏光状况的带有光学补偿层的偏振片，及使用此种带有光学补偿层的偏振片的液晶面板、液晶显示装置、图像显示装置。本发明的带有光学补偿层的偏振片，依序具有偏振镜、第1光学补偿层及第2光学补偿层；该第1光学补偿层具有nx＞ny＝nz的折射率分布，显示出面内相位差Re1越靠近短波长侧越小的波长分散特性，且其面内相位差Re1是90～160nm；该第2光学补偿层是薄膜层，具有nx＝ny＞nz的折射率分布，其面内相位差Re2为0～20nm，且其厚度方向的相位差Rth2是30～300nm。

Description

带有光学补偿层的偏振片、使用带有光学补偿层的偏振片的液晶面板、液晶显示装置以及图像显示装置
技术领域
本发明涉及带有光学补偿层的偏振片、使用带有光学补偿层的偏振片的液晶面板、液晶显示装置、及图像显示装置。更为详细地说，本发明涉及有助于薄型化并能防止热斑现象、且在黑显示时能良好防止漏光现象的带有光学补偿层的偏振片，以及使用此种带有光学补偿层的偏振片的液晶面板、液晶显示装置、图像显示装置。
背景技术
作为VA模式的液晶显示装置，除了透过型液晶显示装置与反射型液晶显示装置之外，尚有提案半透过反射型液晶显示装置(例如参照专利文献1、2)。半透过反射型液晶显示装置是在明亮场所与反射型液晶显示装置一样利用外光，而在昏暗场所则利用背光灯等内部光源便可辨识显示。换言之，半透过反射型液晶显示装置是采用兼具反射型与透过型的显示方式，根据周围的明亮度切换反射模式、透过模式中的任何显示模式。其结果，半透过型反射型液晶显示装置即使在消耗电力降低且周遭较昏暗的场所，仍可以进行清晰的显示，所以例如适合用于移动设备的显示部。
作为此种半透过型反射型液晶显示装置的具体例子，例如可以举出在下基板的内侧具备反射膜而使此反射膜具有半透过反射板功能的液晶显示装置，所述反射膜在铝等金属膜上形成有透光用窗部。在此种液晶显示装置中，在是反射模式的情况下，从上基板侧入射的外光在通过液晶层之后，被下基板内侧的反射膜所反射，然后再度通过液晶层从上基板侧射出而有助于显示。另一方面，在是透过模式的情况下，从下基板侧入射的来自背光灯的光通过反射膜的窗部而通过液晶层之后，再从上基板侧射出而有助于显示。所以，在反射膜形成区域中，形成有窗部的区域成为透过显示区域，其它区域则成为反射显示区域。但是，在以往的反射型或半透过反射型的VA模式的液晶显示装置中，存在黑显示时会发生漏光现象、对比降低的问题，长久以来均未获解决。
尝试解决此种问题，提案有将具有相位差值越靠近短波长侧越小的波长分散特性的相位差薄膜、以及由液晶的涂布层构成的相位差层进行层叠的层叠相位差层(例如参照专利文献3)。但是，在此种层叠相位差层中，因为是使液晶单体溶解于有机溶剂中后直接涂布于相位差薄膜上，因而相位差薄膜将遭有机溶剂的侵蚀，结果对相位差薄膜造成损伤，导致发生相位差薄膜出现白浊现象的问题。此外，当利用涂布而形成由液晶层构成的相位差层时，因为厚度方向的相位差是以干燥后的涂布涂膜厚度进行控制，因此必须高精度地控制涂布涂膜厚度，且必须注意向涂膜中混入气泡或异物等作业工序中的质量管理繁琐的作业较多，导致发生制造的合格率降低的问题。
专利文献1：特开平11-242226号公报
专利文献2：特开2001-209065号公报
专利文献3：特开2004-326089号公报
发明内容
本发明正是为了解决上述以往的问题而完成的发明，其目的在于，提供一种有助于薄型化、提高视场角特性、同时实现高对比、防止干涉斑或热斑、抑制色移现象、获得良好色再现性、在黑显示时能很好地防止漏光的带有光学补偿层的偏振片，以及使用此种带有光学补偿层的偏振片的液晶面板、液晶显示装置、图像显示装置。
就本发明的带有光学补偿层的偏振片而言，依序具有偏振镜、第1光学补偿层及第2光学补偿层；该第1光学补偿层具有nx＞ny＝nz的折射率分布，显示出面内相位差Re1越靠近短波长侧越小的波长分散特性，且其面内相位差Re1是90～160nm；该第2光学补偿层是薄膜层，具有nx＝ny＞nz的折射率分布，其面内相位差Re2为0～20nm，且其厚度方向的相位差Rth2是30～300nm。
在优选的实施方式中，上述第1光学补偿层是拉伸薄膜层，且含有具有芴骨架的聚碳酸酯。
在优选的实施方式中，上述第1光学补偿层是拉伸薄膜层，且含有醋酸纤维素。
在优选的实施方式中，上述第1光学补偿层是拉伸薄膜层，且含有2种以上的具有不同波长分散特性的芳香族聚酯聚合物。
在优选的实施方式中，上述第1光学补偿层是拉伸薄膜层，且含有具有2种以上的下述单体单元的共聚物，该单体单元来自形成具有不同波长分散特性的聚合物的单体。
在优选的实施方式中，上述第1光学补偿层是将2种以上的具有不同波长分散特性的拉伸薄膜层予以层叠的复合薄膜层。
在优选的实施方式中，上述第2光学补偿层是含有环状烯烃系树脂及/或纤维素系树脂。
在优选的实施方式中，上述第2光学补偿层具有：选择反射的波长区域为350nm以下的胆甾醇取向固化层、和由具有nx＝ny＞nz的折射率分布且含有光弹性系数绝对值为2×10-11m2/N以下的树脂的薄膜所构成的层。
根据本发明的另一方面，提供液晶面板。该液晶面板含有上述带有光学补偿层的偏振片与液晶单元。
在优选的实施方式中，上述液晶单元是反射型或半透过型的VA模式。
根据本发明的另一方面，提供液晶显示装置。该液晶显示装置含有上述液晶面板。
根据本发明的另一方面，提供图像显示装置。该图像显示装置含有上述带有光学补偿层的偏振片。
如上所述，根据本发明，可以提供一种有助于薄型化、提高视场角特性、同时实现高对比、防止干涉斑或热斑、抑制色移现象、获得良好色再现性、在黑显示时能很好地防止漏光的带有光学补偿层的偏振片，以及使用此种带有光学补偿层的偏振片的液晶面板、液晶显示装置、图像显示装置。
就此种效果而言，作为带有光学补偿层的偏振片，依序具有偏振镜、第1光学补偿层及第2光学补偿层，该第1光学补偿层具有nx＞ny＝nz的折射率分布，显示出作为异常光与常光的光程差的相位差值越靠近短波长侧越小的波长分散特性，且其面内相位差Re1被收于既定的范围内，而该第2光学补偿层是薄膜层，具有nx＝ny＞nz的折射率分布，其面内相位差Re2与厚度方向相位差Rth2被收于既定的范围内，由此可以显现出此种效果。
附图说明
图1为本发明优选的实施方式的带有光学补偿层的偏振片的概略剖视图。
图2为本发明优选的实施方式的液晶显示装置所使用的液晶面板的概略剖视图。
图3(a)、(b)、(c)及(d)分别为使用实施例1的带有光学补偿层的偏振片(1)的液晶面板的对比等高线图，使用实施例2的带有光学补偿层的偏振片(2)的液晶面板的对比等高线图，使用比较例1的带有光学补偿层的偏振片(C1)的液晶面板的对比等高线图，以及使用比较例2的带有光学补偿层的偏振片(C2)的液晶面板的对比等高线图。
【主要组件符号说明】
10带有光学补偿层的偏振片
11偏振镜
12第1光学补偿层
13第2光学补偿层
20液晶单元
100液晶面板
具体实施方式
(用语及符号的定义)
本说明书中的用语与符号的定义，如下所述：
(1)“nx”是面内折射率最大的方向(即，慢轴方向)的折射率，“ny”是面内且垂直于慢轴的方向(即，快轴方向)的折射率，“nz”是厚度方向的折射率。此外，例如“nx＝ny”并非只限于nx与ny严格相等的情况，尚涵盖nx与ny基本相等的情况。在本说明书中，所谓“基本相等”是指在实用上不致影响带有光学补偿层的偏振片的整体偏光特性的范围内，亦包含nx与ny互异的情况。
(2)就“面内相位差Re”而言，只要是没有特别标记，就指在23℃下、用波长590nm的光所测得的薄膜(层)面内的相位差值。Re是当将波长590nm的薄膜(层)的慢轴方向、快轴方向的折射率分别设为nx、ny，且将d(nm)设为薄膜(层)的厚度时，依式：Re＝(nx-ny)×d求取。此外，Re[λ]是指23℃下，用波长λnm的光所测得的薄膜(层)面内的相位差值。
(3)就“厚度方向的相位差Rth”而言，只要是没有特别注记，就是指23℃下，用波长590nm的光所测得的厚度方向的相位差值。Rth是当将波长590nm的薄膜(层)的慢轴方向、厚度方向的折射率分别设为nx、nz，且将d(nm)设为薄膜(层)厚度时，依式：Rth＝(nx-nz)×d求取。
(4)本说明书中所记载的用语与符号中，附属的下标字“1”是指第1光学补偿层，下标字“2”是指第2光学补偿层。
(5)所谓“λ/2板”是指具有将具有某特定振动方向的直线偏光转换为具有与该直线偏光的振动方向成正交的振动方向的直线偏光，或将右旋圆偏光转换为左旋圆偏光(或将左旋圆偏光转换为右旋圆偏光)的功能者。λ/2板相对于既定的光的波长(通常指可见光区域)，薄膜(层)的面内相位差值为约1/2。
(6)所谓“λ/4板”是指具有将具有某特定波长的直线偏光转换为圆偏光(或将圆偏光转换为直线偏光)的功能者。λ/4板相对于既定的光波长(通常指可见光区域)，薄膜(层)的面内相位差值为约1/4。
A.带有光学补偿层的偏振片
A-1.带有光学补偿层的偏振片的整体结构
图1是本发明的优选实施方式的带有光学补偿层的偏振片的概略剖视图。如图1所示，该带有光学补偿层的偏振片10依序具有：偏振镜11、第1光学补偿层12、以及第2光学补偿层13。
带有光学补偿层的偏振片的各层隔着任意适当的粘合剂层或胶粘剂层(未图示)进行层叠。在实用上，在偏振镜11的未形成光学补偿层的一侧，层叠有任意的适当保护层(未图示)。进而，根据需要在偏振镜11与第1光学补偿层12之间设置保护层。
本发明的带有光学补偿层的偏振片的整体厚度优选为150～400μm，更优选为200～350μm，进一步优选为230～330μm。所以，本发明对图像显示装置(例如液晶显示装置)的薄型化具有颇大贡献。
A-2.第1光学补偿层
第1光学补偿层是具有在半透过反射型液晶显示装置、特别是VA模式(垂直取向模式)下用于作为圆偏光模式所用的nx＞ny＝nz的折射率分布的正A板。
第1光学补偿层具有nx＞ny＝nz的折射率分布，通过具有上述的折射率分布来提高液晶显示装置的亮度。
第1光学补偿层显示出面内相位差Re1越靠近短波长侧越小的波长分散特性。例如，在第1光学补偿层中，Re[650]/Re[550]优选为1.01～1.30，更优选为1.02～1.22。此外，例如，在第1光学补偿层中，Re[450]/Re[550]优选为0.80～0.99，更优选为0.82～0.93。
作为第1光学补偿层，优选的可以举出例如拉伸薄膜层且含有具有芴骨架的聚碳酸酯的层(例如日本专利特开2002-48919号公报中所记载)；拉伸薄膜层且含有醋酸纤维素的层(例如日本专利特开2000-137116号公报中所记载)；拉伸薄膜层且含有2种以上的具不同波长分散特性的芳香族聚酯聚合物的层(例如日本专利特开2002-14234号公报中所记载)；拉伸薄膜层且含有具有2种以上的下述单体单元的共聚物的层(所述单体单元来自形成具有不同波长分散特性的聚合物的单体)(WO00/26705号公报中所记载)；将2种以上具有不同波长分散特性的拉伸薄膜层进行层叠得到的复合薄膜层(日本专利特开平2-120804号公报中所记载)等。
作为第1光学补偿层的形成材料，例如可以是均聚物(homopolymer)，亦可为共聚物(copolymer)，亦可为多种聚合物的混合物。在是混合物的情况时，因为需要为光学透明，因而优选互溶混合或各聚合物的折射率大致相等。作为第1光学补偿层的形成材料，例如可以优选使用日本专利特开2004-309617号公报中所记载的聚合物。
作为上述混合物的具体组合，例如可以举出作为具有负的光学各向异性的聚合物的聚(甲基丙烯酸甲酯)与作为具有正的光学各向异性的聚合物的聚(偏二氟乙烯)、聚(环氧乙烷)、偏二氟乙烯/三氟乙烯共聚物等的组合；作为具有负的光学各向异性的聚合物的聚苯乙烯、苯乙烯/月桂酰基马来酰亚胺共聚物、苯乙烯/环己基马来酰亚胺共聚物、苯乙烯/苯基马来酰亚胺共聚物等与作为具有正的光学各向异性的聚合物的聚(苯醚)的组合；作为具有负的光学各向异性的聚合物的苯乙烯马来酸酐共聚物与作为具有正的光学各向异性的聚合物的聚碳酸酯的组合；作为具有负的光学各向异性的聚合物的丙烯腈/苯乙烯共聚物与作为具有正的光学各向异性的聚合物的丙烯腈/丁二烯共聚物的组合等。其中，从透明性的观点出发，优选作为具有负的光学各向异性的聚合物的聚苯乙烯与作为具有正的光学各向异性的聚合物的聚(苯醚)的组合。作为聚(苯醚)，例如可以举出聚(2，6-二甲基-1，4-苯醚)等。
作为上述共聚物，例如可以举出丁二烯/苯乙烯共聚物、乙烯/苯乙烯共聚物、丙烯腈/丁二烯共聚物、丙烯腈/丁二烯/苯乙烯共聚物、聚碳酸酯系共聚物、聚酯系共聚物、聚酯碳酸酯系共聚物、聚芳酯系共聚物等。特别是因为具有芴骨架的链段可以获得负的光学各向异性，因而优选具有芴骨架的聚碳酸酯、具有芴骨架的聚碳酸酯系共聚物、具有芴骨架的聚酯、具有芴骨架的聚酯系共聚物、具有芴骨架的聚酯碳酸酯、具有芴骨架的聚酯碳酸酯系共聚物、具有芴骨架的聚芳酯、具有芴骨架的聚芳酯系共聚物等。
第1光学补偿层可以发挥λ/4板的功能。第1光学补偿层的面内相位差Re1是90～160nm，优选为100～150nm，更优选为110～140nm。
第1光学补偿层的厚度可以被设定成能适当发挥λ/4板功能的厚度。该厚度可以被设定为能获得需要的面内相位差Re1的厚度。具体而言，第1光学补偿层的厚度优选为40～90μm，更优选为45～85μm，进一步优选为50～80μm。
第1光学补偿层的面内相位差Re1，通过使显示出上述波长分散特性(逆波长分散特性)的树脂薄膜的拉伸倍率或拉伸温度产生变化，来进行控制。
拉伸方法可以根据所使用的树脂的种类等进行选择。例如可以使用纵单向拉伸法、横单向拉伸法、同时双向拉伸法、逐次双向拉伸法等。
拉伸倍率可以根据第1光学补偿层所需要的面内相位差Re1、第1光学补偿层所需要的厚度、所使用的树脂的种类、所使用的薄膜的厚度、拉伸温度等进行适当变化。具体而言，拉伸倍率优选为1.6～2.24倍，更优选为1.6～2.22倍，进一步优选为1.7～2.20倍。通过以这样的拉伸倍率进行拉伸，便可获得具有能充分发挥本发明效果的面内相位差Re1且具有nx＞ny＝nz的折射率分布的第1光学补偿层。
拉伸温度可以根据第1光学补偿层所需的面内相位差Re1、第1光学补偿层所需的厚度、所使用的树脂的种类、所使用的薄膜的厚度、拉伸倍率等进行适当变化。具体而言，拉伸温度优选为150～250℃，更优选为170～240℃，进一步优选为190～240℃。通过以这样的拉伸温度进行拉伸，便可以获得具有能充分发挥本发明效果的面内相位差Re1且具有nx＞ny＝nz的折射率分布的第1光学补偿层。
对第1光学补偿层的形成方法并无特别限制，可以采用任意适当的方法。例如可以举出将上述形成材料溶解于溶剂中而制备成溶液，再将其以薄膜状涂布于表面平滑的基材薄膜上、或金属制环带，然后将溶剂蒸发去除，形成第1光学补偿层的方法。
对上述涂布时可使用的溶剂并无特别限制，可以使用任意的适当溶剂。例如可以举出氯仿、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；酚、对氯酚等酚类；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、甲基异丁酮、环己酮、环戊酮、2-吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯啶酮等酮系溶剂；醋酸乙酯、醋酸丁酯等酯系溶剂；叔丁醇、丙三醇、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、四氢呋喃等醚系溶剂；二硫化碳；乙基溶纤剂、丁基溶纤剂等溶纤剂类等。这些溶剂可以仅使用1种，亦可以并用2种以上。
对上述涂布的方法并无特别限制，可以采取任意的适当方法。例如可以举出旋涂法、辊式涂布法、流涂法、印刷法、浸涂法、流延成膜法、棒涂法、凹版印刷法等。此外，当进行涂布时，根据需要亦可以采取聚合物层的重叠方式。
对上述基材薄膜的形成材料并无特别限制，可以采用任意的适当材料。例如优选举出透明性优越的聚合物，此外，就适于拉伸处理或收缩处理而言，优选热塑性树脂。
上述基材薄膜的厚度优选为10～1000μm，更优选为20～500μm，进一步优选为30～100μm。
A-3.第2光学补偿层
第2光学补偿层是薄膜层，具有nx＝ny＞nz的折射率分布，作为所谓“负C片”发挥功能。通过第2光学补偿层具有此种折射率分布，特别是可以良好地补偿VA模式的液晶单元的液晶层的双折射性。换言之，就第2光学补偿层而言，在VA模式(垂直取向模式)液晶显示装置中，可以消除当从斜向观看时因液晶分子的影响而使各向同性破坏导致视场角特性恶化的原因。其结果，可以获得视场角特性明显提高的液晶显示装置。
在本说明书中，“nx＝ny”并不仅为nx与ny严格相等的情况，亦涵盖nx与ny基本相等的情况，因而第2光学补偿层可以具有面内相位差Re2，且可以具有慢轴。作为负C片在实际应用上可容许的面内相位差Re2是0～20nm，优选为0～10nm，更优选为0～5nm。
第2光学补偿层的厚度方向的相位差Rth2是30nm以上，优选为40nm以上，更优选为60nm以上，进一步优选为80nm以上，进一步更优选为100nm以上。此外，该相位差Rth2是300nm以下，优选为180nm以下，更优选为150nm以下，进一步优选为120nm以下。能获得此种厚度方向相位差Rth2的第2光学补偿层厚度，可以根据所使用的材料、用途等而进行变化。
第2光学补偿层厚度的优选为20～80μm，更优选为35～75μm，进一步优选为40～70μm。
第2光学补偿层例如可以通过将塑料薄膜施行双向拉伸而获得。
第2光学补偿层是薄膜层，特别优选含有光弹性系数的绝对值为2×10-11m2/N以下的树脂的薄膜层。本发明中，因为第2光学补偿层是薄膜层，因而可以避免像形成涂布层的情况那样因进行用于固定液晶取向的加热干燥等所造成的对邻接层(第1光学补偿层)形成的损伤。此外，当利用涂布形成第2光学补偿层时，因为厚度方向的相位差通过干燥后的涂布涂膜厚度进行控制，因而存在如下所述的问题：必须高精度地控制涂布涂膜厚度，且有必要注意对涂膜混入气泡或异物等作业工序中的质量管理中繁琐的作业较多，导致制造合格率降低的问题，然而，若是薄膜层的话，便可以避免此种问题。作为能形成此种薄膜层(塑料薄膜层)的树脂，例如可以举出环状烯烃系树脂或纤维素系树脂。它们可以仅使用1种，亦可以并用2种以上。其中，特别优选环状烯烃系树脂。
环状烯烃系树脂是以环状烯烃为聚合单元进行聚合的树脂的统称，例如可以举出在日本专利特开平1-240517号公报、日本专利特开平3-14882号公报、日本专利特开平3-122137号公报等中记载的树脂。作为其具体例子，可以举出环状烯烃的开环(共)聚合物、环状烯烃的加聚物、环状烯烃与乙烯、丙烯等α-烯烃的共聚物(代表者为无规共聚物)、利用不饱和羧酸或其衍生物将它们进行改性的接枝改性物、以及它们的氢化物。作为环状烯烃的具体例子，可以举出降冰片烯系单体。
作为上述降冰片烯系单体，例如可以举出降冰片烯、及其烷基及/或亚烷基取代物(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团的取代物；二环戊二烯、2，3-二氢二环戊二烯等；二甲桥八氢化萘、其烷基及/或亚烷基取代物、以及卤素等极性基团的取代物(例如：6-甲基-1，4：5，8-二甲桥-1，4，4a，5，6，7，8，8a-八氢化萘、6-乙基-1，4：5，8-二甲桥-1，4，4a，5，6，7，8，8a-八氢化萘、6-亚乙基-1，4：5，8-二甲桥-1，4，4a，5，6，7，8，8a-八氢化萘、6-氯-1，4：5，8-二甲桥-1，4，4a，5，6，7，8，8a-八氢化萘、6-氰基-1，4：5，8-二甲桥-1，4，4a，5，6，7，8，8a-八氢化萘、6-吡啶基-1，4：5，8-二甲桥-1，4，4a，5，6，7，8，8a-八氢化萘、6-甲氧羰基-1，4：5，8-二甲桥-1，4，4a，5，6，7，8，8a-八氢化萘等)；环戊二烯的三～四聚体(例如：4，9：5，8-二甲桥-3a，4，4a，5，8，8a，9，9a-八氢-1H-苯并茚、4，11：5，10：6，9-三甲桥-3a，4，4a，5，5a，6，9，9a，10，10a，11，11a-十二氢-1H-环戊蒽等)。
本发明中，在不损及本发明目的的范畴内，亦可以并用能开环聚合的其它环烯烃类。作为此种环烯烃的具体例子，例如可以举出环戊烯、环辛烯、5，6-二氢二环戊二烯等具有1个反应性双键的化合物。
就上述环状烯烃系树脂而言，依照利用甲苯溶剂施行的凝胶渗透色谱分析(GPC)法所测得的数均分子量(Mn)优选为25,000～200,000，进一步优选为30,000～100,000，最优选为40,000～80,000。若数均分子量在上述范围内，便可获得机械强度优越、且溶解性、成形性、流延操作性均佳的树脂。
当上述环状烯烃系树脂是将降冰片烯系单体的开环聚合物施行氢化而获得的树脂时，氢化率优选为90％以上，进一步优选为95％以上，最优选为99％以上。若在此种范围内，耐热劣化性与耐光劣化性等均优越。
就上述环状烯烃系树脂而言，已有各种产品市售。作为具体例子，可以举出日本ZEON公司制的商品名“ZEONEX”、“ZEONOR”；JSR公司制的商品名“安通(Arton)”、TICONA公司制的商品名“Topas”、三井化学公司制的商品名“APEL”。
作为纤维素系树脂，可以采用任意的适当纤维素系树脂。代表性的可以举出纤维素与酸的酯。优选为纤维素与脂肪酸的酯。
作为上述纤维素系树脂的具体例子，例如可以举出纤维素三醋酸酯(三醋酸纤维素：TAC)、纤维素二醋酸酯、纤维素三丙酸酯、纤维素二丙酸酯等。其中，特别优选纤维素三醋酸酯(三醋酸纤维素：TAC)。这是因为其具有低双折射性且透过率高。TAC已有多种产品市售，在取得容易性或成本的层面上亦较为有利。此外，TAC是即使未实施拉伸其折射率椭球体仍具有nx＝ny＞nz关系的所谓“负C片”的薄膜。通过对TAC实施例如双向拉伸，可以控制厚度方向的相位差(Rth2)，可以获得所需的负C片。
作为TAC市售物的具体例子，例如可以举出富士胶片公司制的商品名“UV-50”、“UV-80”、“SH-50”、“SH-80”、“TD-80U”、“TD-TAC”、“UZ-TAC”；Konica公司制的商品名“KC系列”；LONZA Japan公司制的商品名“三醋酸纤维素80μm系列”等。其中优选“TD-80U”。这是因为透过率与耐久性均优越。“TD-80U”具有特别适合于TFT型液晶显示装置的优越适合性。
第2光学补偿层通过将由上述环状烯烃系树脂或上述纤维素系树脂所形成的薄膜实施拉伸而得到。作为从环状烯烃系树脂或纤维素系树脂形成薄膜的方法，可以采取任意的适当成形加工法。作为具体例子，可以举出压缩成形法、传递成形法、喷射成形法、挤压成形法、吹塑成形法、粉末成形法、FRP成形法、注模(浇铸)法等。优选挤压成形法或注模(浇铸)法。这是因为可以提高所获得的薄膜的平滑性，获得良好的光学均匀性。成形条件可以根据所使用的树脂的组成或种类、第2光学补偿层所需的特性等而适当设定。另外，因为上述环状烯烃系树脂与上述纤维素系树脂已有多种薄膜产品市售，因而亦可以将该市售薄膜直接供于施行拉伸处理。
上述薄膜的拉伸方法可以根据所使用的树脂种类等进行选择。例如可以使用纵单向拉伸法、横单向拉伸法、同时双向拉伸法、逐次双向拉伸法等，优选可以使用逐次双向拉伸法等。
上述薄膜的拉伸倍率可以根据第2光学补偿层所需的面内相位差值与厚度、所使用的树脂种类、所使用的薄膜厚度、拉伸温度等而进行变化。具体而言，拉伸倍率优选为1.17～1.47倍，进一步优选为1.22～1.42倍，最优选为1.27～1.37倍。通过依照此种倍率施行拉伸，便可获得具有能适当发挥本发明效果的面内相位差的第2光学补偿层。
上述薄膜的拉伸温度可以根据第2光学补偿层所需的面内相位差值与厚度、所使用的树脂的种类、所使用的薄膜的厚度、拉伸倍率等进行变化。具体而言，例如在使用由环状烯烃系树脂构成的薄膜的情况下，拉伸温度优选为165～185℃，进一步优选为170～180℃，最优选为173～178℃。通过依此种温度施行拉伸，便可获得具有能适当发挥本发明效果的面内相位差的第2光学补偿层。
再者，第2光学补偿层可以是液晶层具体是胆甾醇取向固化层、与由具有nx＝ny＞nz的关系且含有光弹性系数的绝对值为2×10-11m2/N以下的树脂的薄膜所构成的层(本发明中亦称为“树脂薄膜层”)的层叠体。
作为形成上述树脂薄膜层的材料，例如可以举出环状烯烃系树脂、纤维素系树脂等。关于环状烯烃系树脂与纤维素系树脂，如同上述A-3项中的说明。关于树脂薄膜层的形成方法，如同上述A-3项中的说明。这些树脂的光弹性系数的绝对值优选为2×10-11m2/N以下。
在第2光学补偿层中，胆甾醇取向固化层是由液晶组合物所形成。作为液晶组合物中所含有的液晶材料，可以使用任意的适当液晶材料。例如优选液晶相是向列相的液晶材料(向列型液晶)等。此外，亦可以使用液晶聚合物、液晶单体。
就液晶材料的液晶性的显现机构而言，可以为向液性(lyotropic)，亦可以为向热性(thermotropic)。此外，液晶的取向状态优选呈均匀取向。
液晶组合物中液晶材料的含量优选为75～95重量％，更优选为80～90重量％。当液晶材料的含量少于75重量％时，组合物将无法充分呈现液晶状态，有可能无法获得所需的胆甾醇取向。另一方面，当液晶材料的含量超过95重量％时，因为后述的手性剂(chiral agent)在液晶组合物中所占的比例减少，因而不足以对液晶取向赋予扭转，仍有可能难以获得所需的胆甾醇取向。
作为液晶材料，优选为液晶单体(例如聚合性单体或交联性单体等)。这是因为通过使液晶单体聚合或交联，可以将液晶单体的取向状态固定。在使液晶单体发生取向之后，例如使液晶单体间进行聚合或交联，由此可以将液晶单体的取向状态固定。在这里，通过聚合形成聚合物、或通过交联形成三维网状结构，但它们是非液晶性的。所以，所形成的第2光学补偿层的胆甾醇取向固化层不会发生例如液晶性化合物所特有的因温度变化而转移为液晶相、玻璃相、结晶相的情况。其结果，第2光学补偿层的胆甾醇取向固化层成为不受温度变化影响的极稳定的光学补偿层。
作为液晶单体，例如可以使用任意的适当液晶单体。例如可以举出日本专利特表2002-533742(WO00/37585)、欧洲专利第358208号(美国专利第5211877号)、欧洲专利第66137号(美国专利第4388453号)、WO93/22397、欧洲专利第0261712号、德国专利发明第19504224号、德国专利发明第4408171号、以及英国专利第2280445号等所记载的聚合性介晶(mesogene)化合物等。作为在这些公报中所记载的聚合性介晶化合物，具体可以举出例如BASF公司的商品名LC242、Merck公司制的商品名E7、Wacker-Chem公司制的商品名LC-Sillicon3767等。
形成胆甾醇取向固化层的液晶组合物还含有手性剂。液晶组合物中的手性剂的含量是例如5～23重量％，优选10～20重量％。例如在手性剂含量少于5重量％的情况下，会难以对液晶取向赋予足够的扭转，有可能无法获得胆甾醇取向。由此，难以将胆甾醇取向固化层的选择反射的波长区域控制于所需的频带(低波长侧)。另一方面，当手性剂含量多于23重量％时，液晶材料呈现液晶状态的温度范围变窄，必须精密进行形成胆甾醇取向固化层时的温度控制。藉此，胆甾醇取向固化层的制造将趋于困难，恐将导致合格率降低。
手性剂可以使用一种，亦可以组合二种以上使用。另外，作为手性剂，优选使用聚合性手性剂。此外，还可以使用例如RE-A4342280号、德国专利申请19520660.6号、德国专利申请1952074.1号中所记载的手性化合物等。
作为手性剂，例如可以使用能对液晶材料赋予所需的胆甾醇取向的任意适当的物质。能使用的手性剂的扭转力是例如1×10-6nm-1·(wt％)-1以上，优选为1×10-5nm-1·(wt％)-1～1×10-2nm-1·(wt％)-1，更优选为1×10-4nm-1·(wt％)-1～1×10-3nm-1·(wt％)-1。通过使用具有上述范围扭转力的手性剂，便可将胆甾醇取向固化层的螺旋间距控制在所需范围内。例如当使用相同扭转力手性剂时，液晶组合物中的手性剂含量越多，所形成的光学补偿层的选择反射的波长区域便越靠低波长侧。例如当液晶组合物中的手性剂含量相同时，手性剂的扭转力越大，所形成的光学补偿层的选择反射的波长区域便越靠低波长侧。
具体而言，例如当将所形成的胆甾醇取向固化层的选择反射的波长区域设定在200～220nm范围时，扭转力5×10-4nm-1·(wt％)-1的手性剂在液晶组合物中以11～13重量％的比例含有便可。例如当将所形成的胆甾醇取向固化层的选择反射波长区域设定在290～310nm的范围时，扭转力5×10-4nm-1·(wt％)-1的手性剂在液晶组合物中以7～9重量％的比例含有便可。
所形成的胆甾醇取向固化层的选择反射波长区域，优选为380nm以下，更优选为350nm以下，进一步优选为320nm以下。
形成胆甾醇取向固化层的液晶组合物，优选还含有聚合引发剂及交联剂(硬化剂)中的至少一者。通过使用聚合引发剂或交联剂(硬化剂)，可以将液晶材料以液晶状态形成的胆甾醇结构(胆甾醇取向)予以固定化。作为此种聚合引发剂或交联剂，只要能获得本发明的效果，可以使用任意的适当物质。
作为聚合引发剂，例如可以举出过氧化苯甲酰(BPO)、偶氮二异丁腈(AIBN)。作为交联剂(硬化剂)，例如可以举出紫外线硬化剂、光硬化剂、热硬化剂等。具体例如可以举出异氰酸酯系交联剂、环氧系交联剂、金属螯合交联剂等。另外，聚合引发剂或交联剂(硬化剂)可以使用一种，或亦可以组合使用二种以上。
液晶组合物中的聚合引发剂或交联剂(硬化剂)含量，例如是0.1～10重量％，优选为0.5～8重量％，更优选为1～5重量％。当液晶组合物中的聚合引发剂或交联剂(硬化剂)的含量少于0.1重量％时，所需胆甾醇取向的固定化有可能不足。另一方面，当液晶组合物中的聚合引发剂或交联剂(硬化剂)的含量超过10重量％时，液晶材料呈现液晶状态的温度范围将变狭窄，在形成胆甾醇取向固化层时必须精密施行温度控制。此状况将导致胆甾醇取向固化层的制造趋于困难，恐将导致合格率降低。
液晶组合物根据需要还可以含有任意的适当添加剂。作为添加剂，例如可以举出抗老化剂、改性剂、界面活性剂、染料、颜料、防变色剂、紫外线吸收剂等。这些添加剂可以使用一种，或亦可以组合使用二种以上。
作为第2光学补偿层所使用的胆甾醇取向固化层形成方法，在能获得例如所需胆甾醇取向固化层的前提下，可以使用任意适当手法。具体可以举出包括下述工序的手法：将上述液晶组合物展开于基板上而形成展开层的工序；以使液晶组合物中的液晶材料形成胆甾醇取向的方式对展开层施行加热处理的工序；对展开层施行聚合处理及交联处理中的至少1种处理而将液晶材料的取向固化的工序；以及将基板上所形成的固化层施行转印的工序。
针对该手法进行更详细的说明。首先，将含有液晶材料、手性剂、聚合引发剂或交联剂、及根据需要的各种添加剂等的液晶组合物，溶解或分散于溶剂中，而调制成液晶涂布液。
对液晶涂布液所使用的溶剂并无特别限制，例如可以举出卤化烃类、酚类、芳香族烃类、酮系溶剂、酯系溶剂、醇系溶剂、酰胺系溶剂、腈系溶剂、醚系溶剂或二硫化碳、乙基溶纤剂、丁基溶纤剂等。优选的例如是甲苯、二甲苯、均三甲基苯、甲基乙基甲酮、甲基异丁酮、环己烷、环己酮、乙基溶纤剂、丁基溶纤剂、醋酸乙酯、醋酸丁酯、醋酸丙酯、醋酸乙酯溶纤剂等。这些溶剂可以使用一种，或亦可以组合使用二种以上。
其次，将液晶涂布液涂布于基板上而形成展开层。作为形成展开层的方法，例如可以举出辊式涂布法、旋涂法、线棒涂布法、浸涂法、挤涂法、帘涂布法、喷涂法等，其中优选涂布效率好的旋涂法、挤涂法等。
作为展开液晶涂布液的基板，可以使用例如各种塑料薄膜等。具体可以使用例如三醋酸纤维素(TAC)、聚乙烯、聚丙烯、聚(4-甲基戊烯-1)等聚烯烃等。此外，亦可以使用在塑料薄膜表面上形成有SiO2斜方蒸镀膜者等。另外，基板的厚度例如是5～500μm，优选为10～200μm，更优选为15～150μm。
其次，通过对展开层施行加热处理，而在液晶材料显示液晶相的状态下使其取向。因为在展开层中含有液晶材料且含有手性剂，因此在液晶材料显示液晶相的状态下向其赋予扭转并进行取向。即，展开层将显示出胆甾醇结构(螺旋结构)。
加热处理的温度因液晶材料的种类的不同而不同，例如为40～120℃，优选为50～100℃，更优选为60～90℃。通常若加热处理的温度达40℃以上，便可以将液晶材料充分取向。另外，若加热处理的温度为120℃以下，例如当考虑基板的耐热性时，便可以扩大基板的选择幅度。
施行加热处理的时间例如是30秒以上10分钟以下，优选为1分钟以上9分钟以下，更优选为2分钟以上8分钟以下，进一步优选为4分钟以上7分钟以下。当施行加热处理的时间短于30秒时，例如液晶材料恐将无法成为充分的液晶状态。另一方面，当施行加热处理的时间超过10分钟时，例如添加剂等有可能升华。
其次，在液晶材料显示胆甾醇结构的状态下，通过对展开层施行聚合处理或交联处理，将液晶材料的取向(胆甾醇结构)固定。具体而言，通过施行聚合处理，而使液晶材料(聚合性单体)及/或手性剂(聚合性手性剂)发生聚合，聚合性单体及/或聚合性手性剂作为聚合物分子的重复单元而被固定。此外，通过施行交联处理，将晶材料(交联性单体)及/或手性剂形成三维网状结构，交联性单体及/或手性剂作为交联结构的一部分而固定。由此，液晶材料的取向状态被固定，成为胆甾醇取向固化层。另外，液晶材料进行聚合或交联所形成的聚合物或三维网状结构显示“非液晶性”。所以，如前所述，所形成的胆甾醇取向固化层便不会发生例如液晶分子特有的因温度变化导致的向液晶相、玻璃相、结晶相变化的相转移。
聚合处理或交联处理是因例如所使用的聚合引发剂或交联剂的种类而不同，依照适宜的恰当手法实施。具体而言，例如当使用光聚合引发剂或光交联剂时，可以进行光照射，当使用紫外线聚合引发剂或紫外线交联剂时，可以进行紫外线照射，当使用基于热的聚合引发剂或热交联剂时，可以进行加热。
如上所述形成的胆甾醇取向固化层，利用异氰酸酯是硬化型胶粘剂等被贴合并转印于上述树脂薄膜层上，形成由层叠体构成的第2光学补偿层。其中，支撑着胆甾醇取向固化层的基板，虽成为保护胆甾醇取向固化层的保护薄膜，但通常在偏振片制作时被剥离、除去。
A-4.偏振镜
作为上述偏振镜，可以根据目的采用任意适合的偏振镜。例如可以举出在聚乙烯醇系薄膜、部份甲缩醛化聚乙烯醇系薄膜、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物系部分皂化薄膜等亲水性高分子薄膜上，使碘或二色性染料等二色性物质吸附并进行单向拉伸者；或聚乙烯醇的脱水处理物或聚氯乙烯的脱盐酸处理物等聚烯系取向薄膜等。其中，在聚乙烯醇系薄膜吸附碘等二色性物质并进行单向拉伸的偏振镜，因偏振光二色比高而特别优选。对这些偏振镜的厚度并无特别限制，一般为1～80μm左右。
使碘吸附于聚乙烯醇系薄膜并进行单向拉伸的偏振镜，例如可以通过将聚乙烯醇浸渍于碘的水溶液而进行染色，并拉伸至原长度的3～7倍而制作。根据需要还可以含有硼酸或硫酸锌、氯化锌等，亦可以浸渍于碘化钾等的水溶液中。进而根据需要亦可以在染色前将聚乙烯醇系薄膜浸渍于水中进行水洗。
通过对聚乙烯醇系薄膜进行水洗，不仅可以洗净聚乙烯醇系薄膜表面的脏污或防粘连剂，还具有防止因聚乙烯醇系薄膜溶胀所造成的染色不均等不均匀的效果。拉伸可以在用碘染色后进行，亦可以一边染色一边拉伸，或于拉伸后再用碘染色。亦可以在硼酸或碘化钾等的水溶液中或水浴中进行拉伸。
A-5.保护层
作为上述保护层，可以采用能用作偏振片的保护层的任意合适的薄膜。作为成为此种薄膜的主成分的材料的具体例子，例如可以举出三乙酰纤维素(TAC)等纤维素系树脂，或聚酯系、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、丙烯酸系、乙酸酯系等的透明树脂等。另外，例如还可以举出丙烯酸系、氨基甲酸酯系、丙烯酸氨基甲酸酯系、环氧系、硅酮系等热硬化型树脂或紫外线硬化型树脂等。除此之外，例如还可以举出硅氧烷系聚合物等玻璃质系聚合物。另外，亦可以使用特开2001-343529号公报(WO01/37007)中所记载的聚合物薄膜。作为此薄膜的材料，例如可以使用含有在侧链具有取代或未取代的亚氨基的热塑性树脂、和在侧链具有取代或未取代的苯基及腈基的热塑性树脂的树脂组合物，例如可以举出具有异丁烯及N-甲基马来酰亚胺所构成的交替共聚物、与丙烯腈-苯乙烯共聚物的树脂组合物。上述聚合物薄膜例如可以为上述树脂组合物的挤出成形物。优选为TAC、聚酰亚胺系树脂、聚乙烯醇系树脂、玻璃质系聚合物，进一步优选为TAC。
上述保护层最好为透明且没有着色。具体而言，厚度方向的相位差值优选为-90nm～+90nm，更优选为-80nm～+80nm，最优选为-70nm～+70nm。
作为上述保护层的厚度，只要可以得到上述优选的厚度方向的相位差即可，可以采用任意合适的厚度。具体而言，保护层的厚度优选为5mm下，更优选为1mm以下，特优选为1～500μm，最优选为5～150μm。
可以根据需要对在偏振镜的外侧(光学补偿层的相反侧)所设置的保护层实施硬涂(hard coating)处理、防反射处理、防粘连处理、防眩处理等。
A-6.带有光学补偿层的偏振片
参照图1，第1光学补偿层12被配置于偏振镜11与第2光学补偿层13之间。作为第1光学补偿层的配置方法，可以根据目的而采取任意适当的方法。作为代表性的例子，上述第1光学补偿层12是在其二侧设置粘合剂层(未图示)或胶粘剂层(未图示)，再粘接于偏振镜11与第2光学补偿层13。
通过将各层间隙依此利用粘合剂层或胶粘剂层填满，当组装于图像显示装置之际，可以防止各层的光学轴关系发生偏移，且可以防止各层间出现摩擦损伤状况。此外，将减少层间的界面反射，当使用于图像显示装置之际亦可提高对比。
上述粘合剂层的厚度可以根据使用目的或粘接力等适当设定。具体而言，粘合剂层的厚度优选设为1μm～100μm，更优选为5μm～50μm，进一步优选为10μm～30μm。
作为形成上述粘合剂层的粘合剂，可采用任意的适当粘合剂。作为具体例子，可以举出溶剂型粘合剂、非水系乳化型粘合剂、水系粘合剂、热熔胶粘合剂等。其中，优选使用以丙烯酸系聚合物为基础聚合物的溶剂型粘合剂。理由是相对于偏振镜、第1光学补偿层及第2光学补偿层显示出适当的粘合特性(湿润性、凝聚性及粘接性)，且光学透明性、耐气候性及耐热性均优越。
作为形成上述胶粘剂层的胶粘剂，代表性的可以举出硬化型胶粘剂。作为硬化型胶粘剂的代表例子，例如可以举出紫外线硬化型等光硬化型胶粘剂、湿硬化型胶粘剂、热硬化型胶粘剂。
作为热硬化型胶粘剂的具体例子，例如可以举出环氧树脂、异氰酸酯树脂及聚酰亚胺树脂等热硬化性树脂系胶粘剂。作为湿硬化型胶粘剂的具体例子，例如可以举出异氰酸酯树脂系湿硬化型胶粘剂。优选为湿硬化型胶粘剂(特别是异氰酸酯树脂系的湿硬化型胶粘剂)。因为湿硬化型胶粘剂与空气中的水分、或被粘物表面的吸附水、羟基或羧基等活性氢基等进行反应而硬化，因而经涂布胶粘剂后，利用放置便可自然硬化，操作性优越。此外，因为不需要为了硬化而施行加热，因而在层间粘接时便不致被加热。所以，可以抑制因加热导致各层出现劣化的状况。另外，所谓“异氰酸酯树脂系胶粘剂”是指聚异氰酸酯系胶粘剂、聚氨基甲酸酯树脂胶粘剂等的统称。
上述硬化型胶粘剂例如可以使用市售胶粘剂，亦可将上述各种硬化型树脂溶解或分散于溶剂中，而调制成硬化型树脂胶粘剂溶液(或分散液)。当调制硬化型树脂胶粘剂溶液(或分散液)时，溶液(或分散液)中的硬化型树脂的含有比例按固体成分重量计，优选为10～80重量％，更优选为20～65重量％，进一步优选为30～50重量％。作为所使用的溶剂，可以根据硬化型树脂的种类而采用任意的适当溶剂。具体可以举出例如醋酸乙酯、甲基乙基酮、甲基异丁酮、甲苯、二甲苯等。它们可以仅使用1种，亦可以并用2种以上。
对各层间的胶粘剂涂布量可以根据目的而适当设定。例如涂布量是相对于各层主面每单位面积(cm2)优选为0.3～3ml，更优选为0.5～2ml，进一步优选为1～2ml。
经涂布后，根据需要使胶粘剂中所含的溶剂利用自然干燥或加热干燥而挥发。依此所获得的胶粘剂层的厚度优选为0.1～20μm，更优选为0.5～15μm，进一步优选为1～10μm。
胶粘剂层的压入硬度(Microhardness)优选为0.1～0.5GPa，更优选为0.2～0.5GPa，进一步优选为0.3～0.4GPa。另外，因为所谓“压入硬度”已公知其与维克斯硬度间的相关性，因而亦可换算成维克斯硬度。压入硬度(Microhardness)例如可以使用日本电气股份有限公司(NEC)制的薄膜硬度计(例如商品名：MH4000或商品名：MHA-400等)，由压入深度与压入载荷进行计算取得。
A-7.偏振片的其它构成要件
本发明的带有光学补偿层的偏振片亦可以进一步具有其它光学层。作为此种其它的光学层，可以根据目的或图像显示装置的种类采用任意的适当光学层。作为具体例子，可以举出液晶薄膜、光散射薄膜、衍射薄膜、以及其它的光学补偿层(相位差薄膜)等。
本发明的带有光学补偿层的偏振片是至少一方具有粘合剂层或胶粘剂层作为最外层。依此通过具有作为最外层的粘合剂层或胶粘剂层，例如与其它构件(例如液晶单元)间的层叠将趋于容易，可防止偏振片从其它构件上发生剥离状况。上述粘合剂层的材料可采用任意的适当材料。粘合剂的具体例有如上述所记载者。胶粘剂的具体例有如上述所记载者。优选使用吸湿性或耐热性优越的材料。理由是可以防止因吸湿而发生发泡或剥离状况，且可防止因热膨胀差等而造成光学特性降低、液晶单元翘曲等状况。
在实用上，在直至实际使用偏振片为止的期间，上述粘合剂层或胶粘剂层的表面可以利用任意合适的分隔件(separator)予以覆盖，可以防止污染。分隔件例如可以利用在任意合适的薄膜上根据需要设置以硅酮系、长链烷基系、氟系、硫化钼等剥离剂制成的剥离涂膜的方法等而形成。
本发明的带有光学补偿层的偏振片中的各层，例如也可以通过以水杨酸酯系化合物、二苯甲酮系化合物、苯并三唑系化合物、氰基丙烯酸酯系化合物、镍配位化合物系化合物等的紫外线吸收剂进行的处理等而赋予紫外线吸收能力。
B.带有光学补偿层的偏振片的制造方法
本发明的带有光学补偿层的偏振片是将上述各层利用如上所述的粘合剂层或胶粘剂层进行层叠便可制得。作为层叠手段，可采用任意的适当手段。例如将偏振镜、第1光学补偿层及第2光学补偿层冲压为既定大小，再按照各层光轴所成的角度在所需范围内的方式进行方向对齐，借助粘合剂或胶粘剂便可将它们进行层叠。
C.带有光学补偿层的偏振片的用途
本发明的带有光学补偿层的偏振片可以适当地用于各种图像显示装置(例如液晶显示装置、自发光型显示装置)。作为可以应用的图像显示装置的具体例子，可以举出液晶显示装置、EL显示器、等离子体显示器(PD)、场致发射显示器(FED：Field Emission Display)。当将本发明的带有光学补偿层的偏振片用于液晶显示装置时，例如在黑显示时的防止漏光与视场角补偿方面是有用的。本发明的带有光学补偿层的偏振片适合用于VA模式液晶显示装置，特别适合用于反射型与半透过型的VA模式液晶显示装置。此外，当将本发明的带有光学补偿层的偏振片用于EL显示器时，例如在防止电极反射方面是有用的。
D.图像显示装置
作为本发明的图像显示装置的一例，针对液晶显示装置进行说明。在这里，针对液晶显示装置所使用的液晶面板进行说明。关于液晶显示装置的其它结构，可以根据目的采用任意的适当结构。在本发明中，优选为VA模式的液晶显示装置，更优选为反射型及半透过型的VA模式的液晶显示装置。图2所示是本发明优选的实施方式的液晶面板的概略剖视图。在这里，针对反射型液晶显示装置用液晶面板进行说明。液晶面板100具有液晶单元20、配置于液晶单元20上侧的相位差板30、以及配置于相位差板30上侧的偏振片10。作为相位差板30，可以根据目的与液晶单元的取向模式而采用任意的适当相位差板。根据目的与液晶单元的取向模式，亦可以省略相位差板30。上述偏振片10是上述A项与B项中所说明的本发明的带有光学补偿层的偏振片。液晶单元20具有一对玻璃基板21、21′、与配置于该基板间的作为显示介质的液晶层22。在下基板21′的液晶层22侧设有反射电极23。在上基板21上设有滤色器(未图示)。基板21、21′的间隔(单元间隙)是利用间隙物24进行控制的。
例如，在是反射型VA模式的情况下，此种液晶显示装置(液晶面板)100在未施加电压时，液晶分子取向成垂直于基板21、21′面。此种垂直取向可以通过在形成有垂直取向膜(未图示)的基板间配置具有负介电常数各向异性的向列型液晶来实现。在此种状态下，若使通过偏振片10的直线偏光的光线从上基板21的面入射于液晶层22，则入射光便沿着垂直取向的液晶分子的长轴方向前进。因为在液晶分子的长轴方向上不会发生双折射，因而入射光可在未改变偏光方位的情况下前进，由反射电极23反射并再度通过液晶层22，从上基板21射出。因为射出光的偏光状态在入射时并无改变，因而该射出光透过偏振片10，可以获得明亮状态的显示。若对电极间施加电压，液晶分子的长轴将取向成平行于基板面。相对于入射到此状态的液晶层22中的直线偏光的光线，液晶分子显示双折射性，入射光的偏光状态根据液晶分子的倾斜程度进行变化。当施加既定的最大电压时，被反射电极23反射并从上基板射出的光成为例如其偏光方位进行90°旋转的直线偏光，因而被偏振片10所吸收而获得暗状态显示。若再度处于无电压施加状态，可以利用取向限制力回复为明状态的显示。此外，使施加电压发生变化，控制液晶分子的倾斜，使来自偏振片10的透过光强度产生变化，由此可以进行灰度显示。
以下，利用实施例针对本发明进行更具体的说明，但本发明并不仅局限于这些实施例。
〔实施例1〕
(偏振镜的制作)
将市售的聚乙烯醇(PVA)薄膜(KURARAY公司制)在含碘的水溶液中进行染色之后，在含硼酸的水溶液中于速度比不同的辊间单向拉伸为约6倍，而获得长条的偏振镜。使用PVA系胶粘剂，将该偏振镜的双面贴合上市售的TAC薄膜(富士胶片公司制)，而获得整体厚度100μm的偏振片(保护层/偏振镜/保护层)。将该偏振片冲裁成纵20cm×横30cm。此时，偏振镜吸收轴为纵向。
(第1光学补偿层的制作)
将已被拉伸且厚度为77μm的改性聚碳酸酯薄膜(帝人公司制，商品名：
Figure A20068003531900251
WR)，用作第1光学补偿层用薄膜。该薄膜具有nx＞ny＝nz的折射率分布，显示出作为异常光与常光的光程差的相位差值越靠近短波长侧越小的波长分散特性，且其面内相位差Re1为147nm。将该薄膜冲裁为纵20cm×横30cm，作为第1光学补偿层。此时的慢轴为纵向。
(第2光学补偿层的制作)
将降冰片烯系树脂薄膜(JSR公司制，商品名“安通(ARTON)”，厚度100μm)，在175℃下纵向拉伸为1.27倍，接着，于176℃下横向拉伸为1.37倍，由此制得具有nx＝ny＞nz的折射率分布的长条状第2光学补偿层用薄膜(厚度65μm)。将该薄膜冲裁成纵20cm×横30cm，而形成第2光学补偿层。第2光学补偿层的面内相位差Re2是0nm，厚度方向的相位差Rth2是110nm。
(带有光学补偿层的偏振片的制作)
将所获得的偏振片、第1光学补偿层、第2光学补偿层依序施行层叠。按照第1光学补偿层的慢轴相对于偏振片的偏振镜吸收轴呈逆时针45°的方式进行层叠。偏振片与第1光学补偿层、及第1光学补偿层与第2光学补偿层是使用丙烯酸系粘合剂(厚度20μm)进行层叠的。接着，将层叠薄膜冲裁成纵4.0cm×横5.3cm，便获得带有光学补偿层的偏振片(1)。
〔实施例2〕
在实施例2中，取代实施例1所使用的降冰片烯系树脂薄膜，改为将下述结构的胆甾醇取向固化层与树脂薄膜的层叠体用作负C片的第2光学补偿层。具体而言，实施例2的第2光学补偿层依下述进行制作。
(第2光学补偿层的制作)
将下式(10)所示的向列型液晶性化合物90重量份、下式(38)所示的手性剂10重量份、光聚合引发剂(IRGACURE 907：汽巴特用化学(CibaSpecialty Chemicals)公司制)5重量份、及甲基乙基甲酮300重量份均匀混合，制备液晶涂布液。接着，将该液晶涂布液涂布于基板(双向拉伸PET薄膜)上，于80℃下施行3分钟的热处理，然后，照射紫外线而进行聚合处理，形成胆甾醇取向固化层(厚度2μm)。
[化1]
Figure A20068003531900261
接着，在该胆甾醇取向固化层上涂布异氰酸酯系硬化型胶粘剂(厚度5μm)，借助该胶粘剂贴合具有nx＝ny＞nz的关系的树脂薄膜层(TAC薄膜：Konica公司制：厚度40μm)，形成由胆甾醇取向固化层与树脂薄膜层的层叠体所构成的第2光学补偿层。另外，支撑着胆甾醇取向固化层的基板(双向拉伸PET薄膜)，在偏振片制作时被剥离、去除。所获得的第2光学补偿层的整体厚度是47μm，面内相位差Re2是0nm，厚度方向相位差Rth2是160nm。
(带有光学补偿层的偏振片的制作)
除使用由如上所述制得的胆甾醇取向固化层与树脂薄膜的层叠体所构成的第2光学补偿层之外，与实施例1一样获得带有光学补偿层的偏振片(2)。其中，当获得带有光学补偿层的偏振片时，第2光学补偿层的树脂薄膜层与第1光学补偿层呈对向状态。
〔比较例1〕
(第1光学补偿层的制作)
将降冰片烯系树脂薄膜(日本ZEON公司制，商品名ZEONOR，厚度60μm，光弹性系数3.10×10-12m2/N)，在140℃下单向拉伸为1.32倍，制得具有nx＞ny＝nz的折射率分布的长条状第1光学补偿层用薄膜(厚度50μm)。将该薄膜冲裁成纵20cm×横30cm，作为第1光学补偿层。第1光学补偿层的面内相位差Re1是140nm。该第1光学补偿层显示出面内相位差Re1与波长波长而大致平整的波长分散特性。
(带有光学补偿层的偏振片的制作)
除了使用上述获得的第1光学补偿层之外，与实施例1一样进行，获得带有光学补偿层的偏振片(C1)。
〔比较例2〕
在比较例2中，将在比较例1的第1光学补偿层上进一步层叠面内相位差Re为270nm左右的第1′光学补偿层得到的层叠补偿层，用作第1光学补偿层。
(第1′光学补偿层的制作)
将降冰片烯系树脂薄膜(日本ZEON公司制，商品名ZEONOR，厚度60μm，光弹性系数3.10×10-12m2/N)，于140℃下单向拉伸为1.90倍，制得具有nx＞ny＝nz的折射率分布的长条状第1光学补偿层用薄膜(厚度45μm)。将该薄膜冲裁成纵20cm×横30cm，作为第1′光学补偿层。第1′光学补偿层的面内相位差Re1′是270nm。
(带有光学补偿层的偏振片的制作)
将与实施例1相同的偏振片、如上所述制得的第1′光学补偿层、与比较例1相同的第1光学补偿层、以及与实施例1相同的第2光学补偿层依序进行层叠。在此，按照第1′光学补偿层、第1光学补偿层的慢轴相对于偏振片的偏振镜慢轴分别呈逆时针15°、75°的方式进行层叠。接着，将偏振片、第1′光学补偿层、第1光学补偿层、及第2光学补偿层，使用丙烯酸系粘合剂(厚度20μm)施行层间粘接而层叠。然后，将层叠薄膜冲裁成纵4.0cm×横5.3cm，获得带有光学补偿层的偏振片(C2)。另外，所层叠的第1光学补偿层的面内相位差Re1是138nm。
上述各带有光学补偿层的偏振片的层叠实施方式，如表1所示。
[表1]
Figure A20068003531900281
〔评估1：视场角特性〕
将依如上述所获得的实施例或比较例的带有光学补偿层的偏振片，借助丙烯酸系粘合剂(厚度20μm)，层叠于VA模式液晶单元(Sharp公司制的移动电话，型号：SH901iS)的辨识侧的玻璃基板侧。此时，玻璃基板与第2光学补偿层呈相对向状态贴合。依此便获得VA模式液晶显示装置。对于安装着带有光学补偿层的偏振片的VA模式液晶单元，使用视场角特性测量装置(ELDIM公司制，EZ Contrast)，测量视场角特性。测量结果的对比等高线图如图3所示。
使用实施例的带有光学补偿层的偏振片的液晶单元，与使用比较例的带有光学补偿层的偏振片的液晶单元相比，得知前者的视场角明显扩大。
(产业上的可利用性)
本发明的带有光学补偿层的偏振片适合用于各种图像显示装置(例如液晶显示装置、自发光型显示装置)。

Claims (12)

1.一种带有光学补偿层的偏振片，其依序具有偏振镜、第1光学补偿层及第2光学补偿层；
该第1光学补偿层具有nx＞ny＝nz的折射率分布，显示出面内相位差Re1越靠近短波长侧越小的波长分散特性，且其面内相位差Re1是90～160nm；
该第2光学补偿层是薄膜层，具有nx＝ny＞nz的折射率分布，其面内相位差Re2为0～20nm，且其厚度方向的相位差Rth2是30～300nm。
2.如权利要求1所述的带有光学补偿层的偏振片，其中，所述第1光学补偿层是拉伸薄膜层，且含有具有芴骨架的聚碳酸酯。
3.如权利要求1所述的带有光学补偿层的偏振片，其中，所述第1光学补偿层是拉伸薄膜层，且含有醋酸纤维素。
4.如权利要求1所述的带有光学补偿层的偏振片，其中，所述第1光学补偿层是拉伸薄膜层，且含有2种以上的具有不同波长分散特性的芳香族聚酯聚合物。
5.如权利要求1所述的带有光学补偿层的偏振片，其中，所述第1光学补偿层是拉伸薄膜层，且含有具有2种以上的下述单体单元的共聚物，该单体单元来自形成具有不同波长分散特性的聚合物的单体。
6.如权利要求1所述的带有光学补偿层的偏振片，其中，所述第1光学补偿层是将2种以上的具有不同波长分散特性的拉伸薄膜层予以层叠的复合薄膜层。
7.如权利要求1～6中任意一项所述的带有光学补偿层的偏振片，其中，所述第2光学补偿层含有环状烯烃系树脂及/或纤维素系树脂。
8.如权利要求1～6中任意一项所述的带有光学补偿层的偏振片，其中，所述第2光学补偿层具有：选择反射的波长区域为350nm以下的胆甾醇取向固化层、和由具有nx＝ny＞nz的折射率分布而且含有光弹性系数的绝对值为2×10-11m2/N以下的树脂的薄膜所构成的层。
9.一种液晶面板，其含有权利要求1～8中任意一项所述的带有光学补偿层的偏振片、与液晶单元。
10.如权利要求9所述的液晶面板，其中，所述液晶单元是反射型或半透过型的VA模式。
11.一种液晶显示装置，其含有权利要求9或者10所述的液晶面板。
12.一种图像显示装置，其含有权利要求1～8中任意一项所述的带有光学补偿层的偏振片。
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