专利名称：光学薄膜和图像显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种层叠了偏振片和多个相位差薄膜的光学薄膜。另外，本发明还涉及使用了上述光学薄膜的液晶显示装置、PDP、CRT等图像显示装置。特别是，本发明的光学薄膜适用于以所谓的IPS模式工作的液晶显示装置中。
背景技术：
以往，作为液晶显示装置，主要使用在彼此对置的基板之间使具有正的介电常数各向异性的液晶进行扭转水平取向的所谓TN模式的液晶显示装置。但是，在TN模式中，在其驱动特性方面，即使想要进行黑显示，也会因基板附近的液晶分子引起双折射，结果也会产生光漏泄，难以进行完全的黑显示。对此，IPS模式的液晶显示装置由于在非驱动状态下液晶分子具有相对基板面大致平行的均匀取向，所以光在几乎不改变其偏振光面的情况下通过液晶层，其结果是通过在基板的上下配置偏振片而在非驱动状态下几乎完全地黑色显示是可能的。
但是，尽管在IPS模式中可以在面板法线方向上进行几乎完全的黑色显示，但在从偏离法线方向的方向观察面板的情况下，在偏离配置于液晶单元上下的偏振片的光轴方向的方向上，发生在偏振片的特性上无法避免的光漏泄，结果是视角变窄。
为了解决该问题，使用通过相位差薄膜来补偿在斜向观察时产生的偏振片的几何学轴偏离的偏振片。公开有获得这种效果的偏振片(例如参照专利文献1、专利文献2)。但是，用以往已知的相位差薄膜难以充分实现宽视角。
上述专利文献1记载的偏振片使用相位差薄膜作为偏振镜的保护薄膜。但是，该偏振片尽管可以在通常的使用环境下获得良好的视角特性，但在高温下或高湿度下，因偏振镜的寸法变化也会导致直接层叠的保护薄膜变形。为此，用于保护薄膜的相位差薄膜的相位差值偏离需要的值，不能稳定地保持其效果。
另一方面，在专利文献2中，在应用作为保护薄膜而一般使用的三乙酰纤维素薄膜(TAC薄膜)的偏振片上层叠有相位差薄膜。在该情况下，由于没有直接向相位差薄膜施加应力，所以相位差薄膜的相位差值稳定。但是，由于在TAC薄膜上存在不可忽略的相位差值，所以难以设计补偿轴偏离的相位差薄膜。另外，与上述一样，因为高温度下或高湿度下的偏振镜的尺寸变化，TAC薄膜的相位差值发生变化，无法达到需要的目的。
专利文献1特开平4-305602号公报专利文献2特开平4-371903号公报发明内容本发明的目的在于，提供一种层叠了偏振片和相位差薄膜的光学薄膜，其特征在于，在应用于图像显示装置时，在宽范围内具有高对比率且可以实现易于观察的显示。
另外，本发明的目的还在于，提供即使在高温度下或高湿度下也可以确保稳定的相位差值的光学薄膜。
另外，本发明的目的还在于，提供使用了上述光学薄膜的在宽范围具有高对比率且可以实现易于观察的显示的图像显示装置，特别是提供以IPS模式工作的液晶显示装置。
本发明人等为了解决上述课题而进行了潜心研究，其结果发现了下述所示的光学薄膜，以至完成本发明。
即，本发明涉及一种光学薄膜，是以使该偏振片的吸收轴和多个相位差薄膜的各滞相轴垂直或平行并且使多个相位差薄膜的各滞相轴平行的方式对偏振片和多个相位差薄膜进行层叠而成的光学薄膜，其特征在于，对于上述多个相位差薄膜，当将该薄膜面内的面内折射率达到最大的方向定义为X轴，将垂直于X轴的方向定义为Y轴，将薄膜的厚度方向定义为Z轴，各自的轴向的折射率分别定义为nx1、ny1、nz1，设薄膜的厚度为d1(nm)时，
用Nz＝(nx1-nz1)/(nx1-ny1)表示的Nz值满足0.15～0.85，而且，面内相位差Re1＝(nx1-ny1)×d1，为200～350nm。
对于上述本发明的光学薄膜，当在交叉尼科耳棱镜状态下配置偏振片时，能够通过上述特定的相位差薄膜消除在偏离光学轴方向上的漏光，特别是在IPS模式的液晶显示装置中，具有对液晶层斜向方向上的对比率降低进行补偿的功能。另外，因为层叠有多个相位差薄膜，所以具有高对比率，而且可以较小抑制色移。对于多个相位差薄膜，上述Nz值均为0.15～0.85，而且面内相位差为200～350nm。
从增强相对于对比率的补偿功能的观点出发，适合使用Nz值在上述范围的薄膜。为了较小抑制色移，作为多个相位差薄膜，当使用2片相位差薄膜时，优选以下的实施方式。
例如，从偏振片侧将相位差薄膜(a)和相位差薄膜(b)按顺序层叠2片，而且偏振片的吸收轴和上述2片相位差薄膜的各滞相轴平行，此时，优选相位差薄膜(a)满足Nz值为0.65～0.85，且相位差薄膜(b)满足Nz值为0.15～0.35。
另外，从偏振片侧将相位差薄膜(b)和相位差薄膜(a)按顺序层叠2片，而且偏振片的吸收轴和上述2片相位差薄膜的各滞相轴正交，此时，优选相位差薄膜(a)满足Nz值为0.65～0.85，且相位差薄膜(b)满足Nz值为0.15～0.35。
在上述实施方式中，相位差薄膜(a)的Nz值更优选为0.7～0.8，进一步优选为0.72～0.78。相位差薄膜(b)的Nz值更优选为0.2～0.3，进一步优选为0.22～0.28。另外，为了较小抑制色移，优选使相位差薄膜(a)的Nz值和相位差薄膜(b)的Nz值的差的绝对值为0.4～0.6。上述Nz值的差的绝对值更优选为0.45～0.55，进一步优选为0.48～0.52。
从增强相对于对比率的补偿功能的观点出发，面内相位差Re1优选为230nm以上，进一步优选为250nm以上。另一方面，面内相位差Re1优选为300nm以下，进一步优选为280nm以下。对多个相位差薄膜的各厚度d1没有特别限制，但通常为40～100μm左右，优选为50～70μm。
作为上述光学薄膜，被层叠在将透明保护薄膜层叠于偏振镜的两面而成的偏振片的一个面上，并使该偏振片的吸收轴和多个相位差薄膜的各滞相轴正交或平行，且使多个相位差薄膜的各滞相轴平行。
在上述光学薄膜中，优选至少一个面的透明保护薄膜含有(A)在侧链具有取代和/或未取代亚氨基的热塑性树脂、和(B)在侧链具有取代和/或未取代苯基和腈基的热塑性树脂而成。
含有上述热塑性树脂(A)、(B)的混合物作为主成分的透明性薄膜，在高温度下或高湿度下偏振镜出现尺寸变化，即使在受到其应力的情况下，也可以确保稳定的相位差值。即，可以得到即使在高温度、高湿度的环境下也难以出现相位差且特性变化少的光学薄膜。
在上述光学薄膜中，就至少一个面的透明保护薄膜而言，当将该薄膜面内的面内折射率达到最大的方向定义为X轴，将垂直于X轴的方向定义为Y轴，将薄膜的厚度方向定义为Z轴，各自的轴向的折射率分别定义为nx2、ny2、nz2，设薄膜的厚度为d2(nm)时，优选面内相位差Re2＝(nx2-ny2)×d2，为20nm以下，而且，厚度方向相位差Rth＝{(nx2+ny2)/2-nz2}×d2，为30nm以下。
透明保护薄膜的面内相位差为20nm以下，更优选为10nm以下，而且厚度方向相位差为30nm以下，更优选为20nm以下。如此，通过减小偏振镜的透明保护薄膜的残留相位差，使层叠的相位差薄膜的涉及变得容易，同时可以得到由相位差薄膜引起的补偿效果高的光学薄膜。对透明保护薄膜的厚度d2没有特别限制，但通常为500μm以下，优选为1～300μm，特别优选为5～200μm。
另外，在上述光学薄膜中，优选透明保护薄膜是已被拉伸处理的薄膜。一般来说，薄膜材料可以通过拉伸提高强度，可以得到更强韧的机械特性。因为在大多数材料中通过拉伸处理而出现相位差，所以无法用作偏振镜的保护薄膜。含有上述热塑性树脂(A)、(B)的混合物作为主成分的透明性薄膜，即使在已实施拉伸处理的情况下，也可以满足上述面内相位差、厚度方向相位差。拉伸处理可以是单向拉伸，还可以双向拉伸。特别优选被实施双向拉伸处理的薄膜。
进而，本发明涉及一种图像显示装置，其特征在于，使用了上述光学薄膜。
另外，本发明还涉及一种液晶显示装置，是图像显示装置为IPS模式的液晶显示装置，其特征在于，在辨识侧的单元基板上配置上述光学薄膜，在与辨识侧相反一侧的单元基板上配置将透明保护薄膜层叠于偏振镜的两面而成的偏振片，而且，在不施加电压的状态下，液晶单元内的液晶物质的异常光折射率方向和该偏振片的吸收轴处于平行状态。
另外，本发明还涉及一种液晶显示装置，是图像显示装置为IPS模式的液晶显示装置，其特征在于，在辨识侧的单元基板上配置将透明保护薄膜层叠于偏振镜的两面而成的偏振片，在与辨识侧相反一侧的单元基板上配置上述光学薄膜，而且，在不施加电压的状态下，液晶单元内的液晶物质的异常光折射率方向和该光学薄膜的吸收轴处于正交状态。
在上述IPS模式的液晶显示装置中，优选偏振片的至少一个面的透明保护薄膜含有(A)在侧链具有取代和/或未取代亚氨基的热塑性树脂、和(B)在侧链具有取代和/或未取代苯基和腈基的热塑性树脂而成。
在上述IPS模式的液晶显示装置中，就至少一个面的透明保护薄膜而言，当将该薄膜面内的面内折射率达到最大的方向定义为X轴，将垂直于X轴的方向定义为Y轴，将薄膜的厚度方向定义为Z轴，各自的轴向的折射率分别定义为nx2、ny2、nz2，设薄膜的厚度为d2(nm)时，优选面内相位差Re2＝(nx2-ny2)×d2，为20nm以下，而且，厚度方向相位差Rth＝{(nx2+ny2)/2-nz2}×d2，为30nm以下。
在上述IPS模式的液晶显示装置中，优选透明保护薄膜为已实施双向拉伸的薄膜。
作为本发明的图像显示装置，优选IPS模式的液晶显示装置。将层叠了上述本发明的偏振片和具有特定相位差值的多个相位差薄膜的光学薄膜，配置于IPS模式的液晶单元的任意一方的表面上，由此可以在IPS模式的液晶显示装置中，降低以往产生的黑显示时的光漏泄。这种IPS模式的液晶显示装置，具有全方位的高对比率，可以实现以宽视角容易观察的显示。另外，可以较小地抑制色移。
特别地，作为配置于上述液晶单元表面的偏振片的透明保护薄膜，在使用含有上述热塑性树脂(A)、(B)的混合物作为主成分的透明保护薄膜的情况下，可以得到宽视角且能够确保稳定的相位差的液晶显示装置，因此适合使用。
图1(A)是表示本发明的光学薄膜的截面图的一个例子。
图1(B)是表示本发明的光学薄膜的截面图的一个例子。
图2是表示本发明的液晶显示装置的概念图的一个例子。
图3是表示本发明的液晶显示装置的概念图的一个例子。
图4是表示实施例1的色移的图。
图5是表示实施例2的色移的图。
图6是表示实施例3的色移的图。
图7是表示实施例4的色移的图。
图8是表示实施例5的色移的图。
图9是表示实施例6的色移的图。
图10是表示比较例1的色移的图。
图11是表示比较例2的色移的图。
图中1—偏振片，1a—偏振镜，1b—透明保护薄膜，2—相位差薄膜，3—光学薄膜，4—IPS模式液晶单元。
具体实施例方式
下面，一边参照附图一边对本发明的光学薄膜和图像显示装置进行说明。本发明的光学薄膜具有偏振片和多个相位差薄膜。图1(A)、(B)是从偏振片1侧层叠有2片相位差薄膜2的情况的例子。作为偏振片，可以直接使用偏振镜，另外还可以层叠透明保护薄膜后使用。在图1(A)、(B)中，使用在偏振镜1a的两面层叠透明保护薄膜1b而成的偏振片1。在图1(A)中，表示在偏振片1的一个面上按顺序层叠2片相位差薄膜2a、2b的情况的例子。在图1(A)中，偏振片1的吸收轴和相位差薄膜2(a、b)的滞相轴被层叠成相互平行。在图1(B)中，表示在偏振片1的一个面上按顺序层叠2片相位差薄膜2b、2a的情况的例子。在图1(B)中，偏振片1的吸收轴和相位差薄膜2(b、a)的滞相轴被层叠成相互正交。从层叠时的连续贴合工序的观点来看，偏振片1的吸收轴和相位差薄膜2的滞相轴优选层叠成相互平行。相位差薄膜2a、2b可以没有特别限制地使用Nz值满足0.15～0.85且面内相位差Re1为200～350nm的薄膜，但作为相位差薄膜2a，优选使用Nz值满足0.65～0.85的薄膜，作为相位差薄膜2b，优选使用Nz值满足0.15～0.35的薄膜。
作为相位差薄膜，可以没有特别限制地使用满足上述Nz值和面内相位差Re1值的薄膜。例如，可以举出高分子聚合物薄膜的双折射性薄膜、液晶聚合物的取向薄膜等。
作为高分子聚合物，例如可以举出聚碳酸酯，聚丙烯等聚烯烃，聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯，聚降冰片烯等脂环式聚烯烃，聚乙烯醇，聚乙烯醇缩丁醛，聚甲基乙烯醚，聚羟乙基丙烯酸酯，羟乙基纤维素，羟丙基纤维素，甲基纤维素，聚芳酯，聚砜，聚醚砜，聚苯硫醚，聚苯醚，聚烯丙基砜，聚乙烯醇，聚酰胺，聚酰亚胺，聚氯乙烯，纤维素系聚合物，或它们的二元系、三元系各种共聚物、接枝共聚物、混合物等。相位差薄膜可以通过采用对高分子聚合物薄膜在面方向上实施双向拉伸的方法、在面方向上实施单向或双向拉伸并在厚度方向上也拉伸的方法等，控制厚度方向的折射率来获得。另外，也可以通过在高分子聚合物薄膜上粘接热收缩薄膜后在因加热形成的收缩力的作用下对聚合物薄膜进行拉伸处理或/和收缩处理而进行倾斜取向的方法等而获得。
作为液晶性聚合物，例如可以举出在聚合物的主链或侧链上导入了赋予液晶取向性的共轭性的直线状原子团(mesogene)的主链型或侧链型的各种聚合物等。作为主链型液晶性聚合物的具体例子，可以举出具有在赋予弯曲性的间隔部上结合了mesogene基的构造的聚合物，例如向列取向性的聚酯类液晶性聚合物、圆盘状聚合物或胆甾醇型聚合物等。作为侧链型液晶性聚合物的具体例子，可以举出如下的化合物等，即，将聚硅氧烷、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯或聚丙二酸酯作为主链骨架，作为侧链借助由共轭性的原子团构成的间隔部而具有由赋予向列取向性的对位取代环状化合物单元构成的mesogene部的化合物等。这些液晶性聚合物的取向薄膜优选为，例如对在玻璃板上形成的聚酰亚胺或聚乙烯醇等薄膜的表面进行摩擦处理后的材料、通过在斜向蒸镀了氧化硅的薄膜等的取向处理面上铺展液晶性聚合物的溶液后进行热处理而使液晶聚合物取向的材料，特别优选倾斜取向的材料。
对偏振镜没有特别限制，可以使用各种偏振镜。作为偏振镜，例如可以举出，在聚乙烯醇系薄膜、部分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，吸附碘或二色性染料等二色性物质后单向拉伸的材料；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，优选的是由聚乙烯醇系薄膜和碘等二色性物质组成的偏振镜。对这些偏振镜的厚度没有特别的限定，但是通常为约5～80μm左右。
将聚乙烯醇系薄膜用碘染色后经单向拉伸而成的偏振镜，例如，可以通过将聚乙烯醇浸渍于碘的水溶液进行染色后，拉伸至原长度的3～7倍来制作。根据需要，也可以浸渍于可含硼酸或硫酸锌、氯化锌等的碘化钾等的水溶液中。此外，根据需要，也可以在染色前将聚乙烯醇系薄膜浸渍于水中水洗。通过水洗聚乙烯醇系薄膜，除了可以洗去聚乙烯醇系薄膜表面上的污物和防粘连剂之外，还可以通过使聚乙烯醇系薄膜溶胀，防止染色斑等不均匀现象。拉伸既可以在用碘染色之后进行，也可以一边染色一边进行拉伸，或者也可以在拉伸之后用碘进行染色。也可以在硼酸或碘化钾等的水溶液中或水浴中进行拉伸。
对形成设置于上述偏振镜上的透明保护薄膜的材料没有特别限制，但可以优选使用含有A)在侧链具有取代和/或未取代亚氨基的热塑性树脂、和(B)在侧链具有取代和/或未取代苯基和腈基的热塑性树脂而成的材料。如前所述，这种含有热塑性树脂(A)、(B)的透明保护薄膜，即使在受到由偏振镜的尺寸变化引起的应力的情况下也难以产生相位差，即使在已实施拉伸处理的情况下也能够较小地控制面内相位差Re2、厚度方向相位差Rth。这种含有热塑性树脂(A)、(B)的透明保护薄膜，例如在WO 01/37007中有记载。其中，透明保护薄膜即使在含有热塑性树脂(A)、(B)作为主成分的情况下，还可以含有其他树脂。
热塑性树脂(A)是在侧链具有取代和/或未取代亚氨基的树脂，是主链为任意的热塑性树脂。主链例如可以是只由碳组成的主链，还可以在碳之间插入碳以外的原子。另外，可以由碳以外的原子的构成。主链优选为碳或其取代体。主链例如可以通过加聚获得。具体地说，例如是聚烯烃或聚乙烯、另外，主链可以通过缩聚获得。例如可以通过酯键、酰胺键等得到。主链优选为使取代乙烯基单体发生聚合而得到的聚乙烯骨架。
作为向热塑性树脂(A)中导入取代和/或未取代亚氨基的方法，可以采用以往公知的任意方法。例如，可以举出对具有上述亚氨基的单体进行聚合的方法、聚合各种单体形成主链后导入上述亚氨基的方法、在侧链接枝具有上述亚氨基的化合物的方法等。作为亚氨基的取代基，可以使用能够取代亚氨基的氢的以往公知的取代基。例如，可以举出烷基等。
热塑性树脂(A)优选为含有至少一种从烯烃衍生的重复单元和至少一种具有取代和/或未取代马来酰亚胺结构的重复单元的二元或其以上的多元共聚物。上述烯烃-马来酰亚胺共聚物可以采用公知的方法由烯烃和马来酰亚胺合成。合成法例如在特开平-5-59193号公报、特开平5-195801号公报、特开平6-136058号公报和特开平9-328523号公报中有记载。
作为烯烃，例如可以举出异丁烯、2-甲基-1-丁烯、、2-甲基-1-戊烯、2-甲基-1-己烯、2-甲基-1-庚烯、1-异辛烯、2-甲基-1-辛烯、2-乙基-1-戊烯、2-乙基-2-丁烯、2-甲基-2-戊烯、2-甲基-2-己烯等。其中，优选异丁烯。这些烯烃可以单独使用，还可以组合2种以上。
作为马来酰亚胺化合物，可以举出马来酰亚胺、N-甲基马来酰亚胺、N-乙基马来酰亚胺、N-正丙基马来酰亚胺、N-异丙基马来酰亚胺、N-正丁基马来酰亚胺、N-仲丁基马来酰亚胺、N-叔丁基马来酰亚胺、N-正戊基马来酰亚胺、N-正己基马来酰亚胺、N-正庚基马来酰亚胺、N-正辛基马来酰亚胺、N-月桂基马来酰亚胺、N-硬脂酰基马来酰亚胺、N-环丙基马来酰亚胺、N-环丁基马来酰亚胺、N-环戊基马来酰亚胺、N-环己基马来酰亚胺、N-环庚基马来酰亚胺、N-环辛基马来酰亚胺等。其中，优选N-甲基马来酰亚胺。这些马来酰亚胺化合物可以单独使用，还可以组合2种以上。
在烯烃-马来酰亚胺共聚物中，对烯烃的重复单元的含量没有特别限制，但为热塑性树脂(A)的总重复单元的20～70摩尔％左右，优选为40～60摩尔％，进一步优选为45～55摩尔％。马来酰亚胺结构的含量为30～80摩尔％左右，优选为40～60摩尔％，进一步优选为45～55摩尔％。
热塑性树脂(A)可以含有上述烯烃的重复单元和马来酰亚胺结构的重复单元，还可以只由这些单元形成，另外，除了上述之外，还可以以50摩尔％以下的比例含有其他乙烯基系单体的重复单元。作为其他乙烯基系单体，可以举出丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯等丙烯酸系单体，甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸环己酯等甲基丙烯酸系单体，醋酸乙烯酯等乙烯酯单体，甲基乙烯醚等乙烯醚单体，马来酸酐之类的酸酐，苯乙烯、α-甲基苯乙烯、对甲氧基苯乙烯等苯乙烯系单体等。
对热塑性树脂(A)的重均分子量没有特别限制，但为1×103～5×106左右。上述重均分子量优选为1×104以上、5×105以下。热塑性树脂(A)的玻璃化温度为80℃以上，优选为100℃以上，进一步优选为130℃以上。
另外，作为热塑性树脂(A)，可以使用戊二酸酰亚胺系热塑性树脂。戊二酸酰亚胺系树脂在特开平2-153904号公报中有记载。戊二酸酰亚胺系树脂具有戊二酸酰亚胺结构单元和丙烯酸甲酯或者甲基丙烯酸甲酯结构单元。在戊二酸酰亚胺系树脂中也可以导入上述其他乙烯基系单体。
热塑性树脂(B)是在侧链具有取代和/或未取代苯基和腈基的热塑性树脂的树脂组合物。热塑性树脂(B)的主链可以例示与热塑性树脂(A)相同的主链。
作为向热塑性树脂(B)中导入上述苯基的方法，例如，可以举出对具有上述苯基的单体进行聚合的方法、聚合各种单体形成主链后导入苯基的方法、在侧链接枝具有苯基的化合物的方法等。作为苯基的取代基，可以使用能够取代苯基的氢的以往公知的取代基。例如，可以举出烷基等。向热塑性树脂(B)中导入腈基的方法，也可以采用与苯基的导入法相同的方法。
热塑性树脂(B)优选为含有从不饱和腈化合物衍生的重复单元(腈单元)和从苯乙烯系化合物衍生的重复单元(苯乙烯系单元)的二元或其以上的多元共聚物。例如，可以优选使用丙烯腈-苯乙烯系的共聚物。
作为不饱和腈化合物，可以举出具有氰基和反应性双键的任意化合物。例如，可以举出丙烯腈、甲基丙烯腈等α-取代不饱和腈，富马腈等α，β-二取代烯烃性不饱和键的腈化合物等。
作为苯乙烯系聚合物，可以举出具有苯基和反应性双键的任意化合物。例如，可以举出苯乙烯、乙烯基苯乙烯、甲氧基苯乙烯、氯苯乙烯等非取代和取代苯乙烯系化合物，α-甲基苯乙烯等α-取代苯乙烯系化合物。
对热塑性树脂(B)中的腈单元的含量没有特别限制，但以总的重复单元为基准，其含量为10～70重量％左右，优选为20～60重量％，进一步优选为20～50重量％。特别优选为20～40重量％、20～30重量％。苯乙烯系单元为30～80重量％左右，优选为40～80重量％，进一步优选为50～80重量％。特别优选60～80重量％、70～80重量％。
热塑性树脂(B)含有上述腈单元和苯乙烯系单元，还可以只由这些单元形成，另外，除了上述之外，还可以以50摩尔％以下的比例含有其他乙烯基系单体的重复单元。作为其他乙烯基系单体，可以举出在热塑性树脂(A)中例示的单体，烯烃的重复单元，马来酰亚胺、取代酰亚胺的重复单元等。作为这种热塑性树脂(B)，可以举出AS树脂、ABS树脂、ASA树脂等。
对热塑性树脂(B)的重均分子量没有特别限制，但为1×103～5×106左右。优选为1×104以上、5×105以下。
就热塑性树脂(A)和热塑性树脂(B)的比率而言，按照在透明保护薄膜中求得的相位差进行调节。上述的配合比通常优选热塑性树脂(A)的含量为薄膜中的树脂总量的50～95重量％，更优选为60～95重量％，进一步优选为65～90重量％。热塑性树脂(B)的含量优选为薄膜中的树脂总量的5～50重量％，更优选为5～40重量％，进一步优选为10～35重量％。热塑性树脂(A)和热塑性树脂(B)通过对它们进行热熔融混炼而被混合。
在偏振镜中使用的透明保护薄膜，优选可以使用含有上述例示的(A)在侧链具有取代和/或未取代亚氨基的热塑性树脂、和(B)在侧链具有取代和/或未取代苯基和腈基的热塑性树脂而成的材料。使用了该材料的透明保护薄膜，除了可以层叠在偏振镜的两面使用之外，在偏振镜的一个面上使用含有上述材料的透明保护薄膜，另一个偏振镜的表面可以使用上述以外的材料的透明保护薄膜。进而可以在偏振镜的两个面使用上述以外的材料的透明保护薄膜。在本发明的光学薄膜中，更优选在含有上述例示的(A)在侧链具有取代和/或未取代亚氨基的热塑性树脂、和(B)在侧链具有取代和/或未取代苯基和腈基的热塑性树脂的透明保护薄膜的一侧，层叠有相位差薄膜。通过形成上述构成，可以减少黑显示中的面内不均匀。
作为上述以外的形成透明保护薄膜的材料，优选在透明性、机械强度、热稳定性、水分屏蔽性、各向同性等各方面具有良好性质的材料。例如，可以举例为聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯系聚合物；二乙酰纤维素或三乙酰纤维素等纤维素系聚合物；聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸系聚合物；聚苯乙烯或丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS树脂)等苯乙烯系聚合物；聚碳酸酯系聚合物等。此外，作为形成上述透明保护膜的聚合物的例子，还可以举例为如聚乙烯、聚丙烯、具有环状或降冰片烯结构的聚烯烃，乙烯-丙烯共聚物之类的聚烯烃系聚合物；氯乙烯系聚合物；尼龙或芳香族聚酰胺等酰胺系聚合物；酰亚胺系聚合物；砜系聚合物；聚醚砜系聚合物；聚醚醚酮系聚合物；聚苯硫醚系聚合物；乙烯基醇系聚合物，偏氯乙烯系聚合物；聚乙烯醇缩丁醛系聚合物；芳基化物系聚合物；聚甲醛系聚合物；环氧系聚合物；或者上述聚合物的混合物等。透明保护薄膜还可以形成为丙烯酸系、氨基甲酸酯系、丙烯酸氨基甲酸酯系、环氧系、硅酮系等热固型、紫外线固化型的树脂的固化层。
在上述透明保护薄膜的没有粘接偏振镜的面上，还可以进行硬涂层或防反射处理、防粘连处理、以扩散或防眩为目的的处理。
实施硬涂层处理的目的是防止偏振片的表面损坏等，例如可以通过在透明保护薄膜的表面上附加由丙烯酸系及硅酮系等适当的紫外线固化型树脂构成的硬度、滑动特性等良好的固化被膜的方法等形成。实施防反射处理的目的是防止在偏振片表面的外光的反射，可以通过形成基于以往的防反射薄膜等来完成。此外，实施防粘连处理的目的是防止与相邻层的粘附。
另外，实施防眩处理的目的是防止外光在偏振片表面反射而干扰偏振片透射光的辨识性，例如，可以通过采用喷砂方式或压纹加工方式的粗表面化方式以及配合透明微粒的方式等适当的方式，向透明保护薄膜表面赋予微细凹凸结构来形成。作为在上述表面微细凹凸结构的形成中含有的微粒，例如，可以使用平均粒径为0.5～50μm的由氧化硅、氧化铝、氧化钛、氧化锆、氧化锡、氧化铟、氧化镉、氧化锑等组成的往往具有导电性的无机系微粒、由交联或者未交联的聚合物等组成的有机微粒等透明微粒。当形成表面微细凹凸结构时，微粒的使用量相对于100重量份形成表面微细凹凸结构的透明树脂，通常为大约2～50重量份，优选5～25重量份。防眩层也可以兼当用于将偏振片透射光扩散而扩大视角等的扩散层(视角扩大功能等)。
还有，上述防反射层、防粘连层、扩散层和防眩层等除了可以设置成透明保护薄膜自身以外，还可以作为与透明保护薄膜分开配置的另一光学层设置。
在上述偏振镜和透明保护薄膜的粘接处理中，可以使用异氰酸酯系胶粘剂、聚乙烯醇系胶粘剂、明胶系胶粘剂、乙烯基系胶乳系、水系聚酯等。
对上述相位差薄膜与偏振片的层叠方法没有特别限制，可以通过粘合剂层等进行。对形成粘合层的粘合剂没有特别限制，但可以适宜选择使用将丙烯酸系聚合物、硅酮系聚合物、聚酯、聚氨酯、聚酰胺、聚醚、氟系或橡胶系等聚合物作为基础聚合物的物质。特别是，可以优选使用丙烯酸系粘合剂之类的光学透明性出色的、显示适当的润湿性、凝聚性和粘接性的粘合特性、在耐气候性或耐热性等方面出色的物质。
在光学薄膜或粘合剂层等各层上，也可以利用例如用水杨酸酯系化合物或苯并苯酚(benzophenol)系化合物、苯并三唑系化合物或氰基丙烯酸酯系化合物、镍络合盐系化合物等紫外线吸收剂进行处理的方式等方式，使之具有紫外线吸收能力等。
本发明的光学薄膜适合用于IPS模式的液晶显示装置。IPS模式的液晶显示装置具有具备如下结构的液晶单元，所述的液晶单元具备夹持液晶层的一对基板、在上述一对基板的一方形成的电极组、在上述基板间被夹持的具有电介质各向异性的液晶组成物质层、用于在上述一对基板的对向形成并将上述液晶组成物质的分子排列在规定方向排列的取向控制层和用于向上述电极组施加驱动电压的驱动机构。上述电极组具有相对于上述取向控制层和上述液晶组成物质层的界面以主要施加平行电场的方式而配置的排列结构。
如图2、图3所示，本发明的光学薄膜3配置于液晶单元的辨识侧或光入射侧。图2、图3是表示使用了图1(A)中例示的光学薄膜3的情况。光学薄膜3优选使相位差薄膜2一侧为液晶单元4侧。在配置了光学薄膜3的液晶单元4的相反侧上配置有偏振片1。配置于液晶单元4的两侧的偏振片1的吸收轴和光学薄膜3(偏振片1)的吸收轴被配置成为正交状态。偏振片1使用的是与用于光学薄膜3中的相同的在偏振镜1a的两个面上层叠了透明保护薄膜1b的偏振片。
如图2所示，在将光学薄膜3配置于IPS模式的液晶单元4的辨识侧的情况下，优选在相对辨识侧的相反侧(光入射侧)的液晶单元4的基板上配置偏振片1，并使得在不施加电压的状态下液晶单元4内的液晶物质的异常光折射率方向与偏振片1的吸收轴处于平行状态。
另外，如图3所示，在将光学薄膜3配置于IPS模式的液晶单元4的光入射侧的情况下，优选在辨识侧的液晶单元4的基板上配置偏振片1，并使得在不施加电压的状态下液晶单元4内的液晶物质的异常光折射率方向与光学薄膜3(偏振片1)的吸收轴处于正交状态。
上述光学薄膜、偏振片在实际使用时可以层叠其它光学层而使用。对该光学层没有特别限定，可以使用例如反射板或半透过板、相位差板(包括1/2和1/4等波阻片)等在液晶显示装置等的形成中可以使用的光学层1层或2层以上。特别优选在偏振片上进一步层叠反射板或半透过反射板而成的反射型偏振片或半透过型偏振片、在偏振片上进一步层叠亮度改善薄膜而成的偏振片。
反射型偏振片是在偏振片上设置反射层而成的，可以用于形成反射从辨识侧(显示侧)入射的入射光来进行显示的类型的液晶显示装置等，并且可以省略内置的背光灯等光源，从而具有易于使液晶显示装置薄型化等优点。形成反射型偏振片时，可以通过根据需要借助透明保护层等后在偏振片的一面附设由金属等组成的反射层的方式等适当的方式进行。
作为反射型偏振片的具体例子，可以举例为通过根据需要在经消光处理的透明保护薄膜的一面上，附设由铝等反射性金属组成的箔或蒸镀膜而形成反射层的偏振片等。另外，还可以举例为通过使上述透明保护薄膜含有微粒而形成表面微细凹凸结构，并在其上具有微细凹凸结构的反射层的反射型偏振片等。上述的微细凹凸结构的反射层通过漫反射使入射光扩散，由此防止定向性和外观发亮，具有可以抑制明暗不均的优点等。另外，含有微粒的透明保护薄膜还具有当入射光及其反射光透过它时可以通过扩散进一步抑制明暗不均的优点等。反映透明保护薄膜的表面微细凹凸结构的微细凹凸结构的反射层的形成，例如可以通过用真空蒸镀方式、离子镀方式、溅射方式等蒸镀方式或镀覆方式等适当的方式在透明保护层的表面上直接附设金属的方法等进行。
作为代替将反射板直接附设在上述偏振片的透明保护薄膜上的方法，还可以在以该透明薄膜为基准的适当的薄膜上设置反射层形成反射薄片等后作为反射板使用。还有，由于反射层通常由金属组成，所以从防止由于氧化而造成的反射率的下降，进而长期保持初始反射率的观点和避免另设保护层的观点等来看，优选用透明保护薄膜或偏振片等覆盖其反射面的使用形式。
还有，在上述中，半透过型偏振片可以通过作成用反射层反射光的同时使光透过的半透半反镜等半透过型的反射层而获得。半透过型偏振片通常被设于液晶单元的背面侧，可以形成如下类型的液晶显示装置等，即，在比较明亮的环境中使用液晶显示装置等的情况下，反射来自于辨识侧(显示侧)的入射光而显示图像，在比较暗的环境中，使用内置于半透过型偏振片的背面的背光灯等内置光源来显示图像。即，半透过型偏振片在如下类型的液晶显示装置等的形成中十分有用，即，在明亮的环境下可以节约背光灯等光源使用的能量，在比较暗的环境下也可以使用内置光源的类型的液晶显示装置等。
对在偏振片上进一步层叠相位差板而构成的椭圆偏振片或圆偏振片进行说明。在将直线偏振光改变为椭圆偏振光或圆偏振光，或者将椭圆偏振光或圆偏振光改变为直线偏振光，或者改变直线偏振光的偏振方向的情况下，可以使用相位差板等。特别是，作为将直线偏振光改变为圆偏振光或将圆偏振光改变为直线偏振光的相位差板，可以使用所谓的1/4波阻片(也称为λ/4片)。1/2波阻片(也称为λ/2片)通常用于改变直线偏振光的偏振方向的情形。
椭圆偏振片可以有效地用于以下情形，即补偿(防止)液晶显示装置的因液晶层的双折射而产生的着色(蓝或黄等)，从而进行所述没有着色的白黑显示的情形等。另外，控制三维折射率的偏振片还可以补偿(防止)从斜向观察液晶显示装置的画面时产生的着色，因而十分理想。圆偏振光片例如可以有效地用于对以彩色显示图像的反射型液晶显示装置的图像的色调进行调整的情形等，而且还具有防止反射的功能。
将偏振片和亮度改善薄膜贴合在一起而成的偏振片通常被设于液晶单元的背面一侧。亮度改善薄膜是显示如下特性的薄膜，即，当因液晶显示装置等的背光灯或来自背面侧的反射等，有自然光入射时，反射特定偏光轴的直线偏振光或规定方向的圆偏振光，而使其他光透过。因此将亮度改善薄膜与偏振片层叠而成的偏振片，可以使来自背光灯等光源的光入射，而获得特定偏振光状态的透射光，同时，所述规定偏振光状态以外的光不能透过，被予以反射。借助设于其后侧的反射层等再次反转在该亮度改善薄膜面上反射的光，使之再次入射到亮度改善薄膜上，使其一部分或全部作为特定偏振光状态的光透过，从而增加透过亮度改善薄膜的光，同时向偏振镜提供难以吸收的偏振光，从而增大能够在液晶显示图像的显示等中利用的光量，并由此可以提高亮度。即，在不使用亮度改善薄膜而用背光灯等从液晶单元的背面侧穿过偏振镜而使光入射的情况下，具有与偏振镜的偏光轴不一致的偏光方向的光基本上被偏振镜所吸收，因而无法透过偏振镜。即，虽然会因所使用的偏振镜的特性而不同，但是大约50％的光会被偏振镜吸收掉，因此，液晶图像显示等中能够利用的光量将减少，导致图像变暗。由于亮度改善薄膜反复进行如下操作，即，使具有能够被偏振镜吸收的偏光方向的光不是入射到偏振镜上，而是使该类光在亮度改善薄膜上发生反射，进而借助设于其后侧的反射层等完成反转，使光再次入射到亮度改善薄膜上，这样，亮度改善薄膜只使在这两者间反射并反转的光中的、其偏光方向变为能够通过偏振镜的偏光方向的偏振光透过，同时将其提供给偏振镜，因此可以在液晶显示装置的图像的显示中有效地使用背光灯等的光，从而可以使画面明亮。
也可以在亮度改善薄膜和所述反射层等之间设置扩散板。由亮度改善薄膜反射的偏振光状态的光朝向所述反射层等，所设置的扩散板可将通过的光均匀地扩散，同时消除偏振光状态而成为非偏振光状态。即，扩散板使偏振光恢复到原来的自然光状态。反复进行如下的作业，即，将该非偏振光状态即自然光状态的光射向反射层等，经过反射层等而反射后，再次通过扩散板而又入射到亮度改善薄膜上。这样通过在亮度改善薄膜和所述反射层等之间设置使偏振光恢复到原来的自然光状态的扩散板，可以在维持显示画面的亮度的同时，减少显示画面的亮度的不均，从而可以提供均匀并且明亮的画面。通过设置该扩散板，可适当增加初次入射光的重复反射次数，并利用扩散板的扩散功能，可以提供均匀的明亮的显示画面。
作为所述亮度改善薄膜，例如可以使用电介质的多层薄膜或折射率各向异性不同的薄膜多层叠层体之类的显示出使规定偏光轴的直线偏振光透过而反射其他光的特性的薄膜(3M公司制，D-BEF等)、胆甾醇型液晶聚合物的取向薄膜或在薄膜基材上支撑了该取向液晶层的薄膜(日东电工制，PCF350或Merck公司制，Transmax等)之类的显示出将左旋或右旋中的任一种圆偏振光反射而使其他光透过的特性的薄膜等适宜的薄膜。
因此，通过利用使所述的规定偏光轴的直线偏振光透过的类型的亮度改善薄膜，使该透射光直接沿着与偏光轴一致的方向入射到偏振片上，可以在抑制由偏振片造成的吸收损失的同时，使光有效地透过。另一方面，利用胆甾醇型液晶层之类的使圆偏振光透过的类型的亮度改善薄膜，虽然可以直接使光入射到偏振镜上，但是，从抑制吸收损失这一点考虑，最好借助相位差板对该圆偏振光进行直线偏振光化，之后再入射到偏振片上。而且，通过使用1/4波阻片作为该相位差板，可以将圆偏振光变换为直线偏振光。
在可见光区域等较宽波长范围中能起到1/4波阻片作用的相位差板，例如可以利用以下方式获得，即，将相对于波长550nm的浅色光能起到1/4波阻片作用的相位差层和显示其他的相位差特性的相位差层例如能起到1/2波阻片作用的相位差层重叠的方式等。所以，配置于偏振片和亮度改善薄膜之间的相位差板可以由1层或2层以上的相位差层构成。
还有，就胆甾醇型液晶层而言，也可以组合不同反射波长的材料，构成重叠2层或3层以上的配置构造，由此获得在可见光区域等较宽的波长范围内反射圆偏振光的构件，从而可以基于此而获得较宽波长范围的透过圆偏振光。
另外，偏振片如同所述偏振光分离型偏振片那样，可以由层叠了偏振片和2层或3层以上的光学层的构件构成。所以，也可以是组合了所述反射型偏振片或半透过型偏振片和相位差板而成的反射型椭圆偏振片或半透过型椭圆偏振片等。
层叠了所述光学层的光学薄膜、偏振片可以利用在液晶显示装置等的制造过程中依次独立层叠的方式来形成，但是预先经层叠而成为光学薄膜的偏振片在质量的稳定性或组装操作等方面优良，因此具有可以改善液晶显示装置等的制造工序的优点。在层叠中可以使用粘合层等适宜的粘接手段。在粘接所述偏振片和其他光学层时，它们的光学轴可以根据目标相位差特性等而采用适宜的配置角度。
液晶显示装置可以根据以往的方法形成。即，一般来说，液晶显示装置可以通过根据需要而加入的照明系统等构成部件并装入驱动电路等而形成，在本发明中，除了使用上述光学薄膜这一点之外，没有特别限定，可以依据以往的方法形成。对于液晶单元而言，除了上述例示的IPS模式之外，也可以使用例如VA型、π型等任意类型的液晶单元。
液晶显示装置可以形成使用了照明系统或反射板的装置等适宜的液晶显示装置。另外，在形成液晶显示装置时，可以在适宜的位置上配置1层或2层以上的例如扩散板、防眩层、防反射膜、保护板、棱镜阵列、透镜阵列薄片、光扩散板、背光灯等适宜的部件。
下面，通过实施例对本发明进行具体地说明，但本发明不限定于这些就相位差薄膜而言，使用自动双折射测量装置(王子计测机器株式会社制，自动双折射计KOBRA21ADH)，计测折射率nx、ny、nz，计算出Nz、面内相位差Re2、厚度方向相位差Rth。
实施例1(透明保护薄膜)将由异丁烯和N-甲基马来酰亚胺构成的交替共聚物(N-甲基马来酰亚胺含量50摩尔％)75重量份、丙烯腈的含量为28重量％的丙烯腈-苯乙烯共聚物25重量份溶解于二氯甲烷，得到固态成分浓度为15重量％的溶液。将该溶液铺成玻璃板状并在聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜上流延，室温下放置60分钟之后，从该薄膜上剥离。在100℃下干燥10分钟之后，在140℃下干燥10分钟，进而在160℃下干燥30分钟，得到厚度为100μm的透明保护薄膜。透明保护薄膜的面内相位差Re2为4nm，厚度方向相位差Rth为4nm。
(偏振片)使用胶粘剂将上述透明保护薄膜层叠于在聚乙烯醇系薄膜上吸附碘并拉伸的薄膜(偏振镜20μm)的两面上，从而制作偏振片。
(相位差薄膜)通过拉伸聚碳酸酯薄膜，制作以下的2种相位差薄膜(a、b)。就相位差薄膜(a)而言，其厚度为65μm，面内相位差Re1为260nm，Nz＝0.75。就相位差薄膜(b)而言，其厚度为65μm，面内相位差Re1为260nm，Nz＝0.25。
(光学薄膜)使用粘合剂，从上述偏振片侧按照相位差薄膜(a)、相位差薄膜(b)的顺序进行层叠，以使各相位差薄膜的滞相轴和偏振片的吸收轴处于平行状态，制作光学薄膜。
(液晶显示装置)如图2所示，利用粘合剂进行层叠并使光学薄膜的相位差薄膜侧成为IPS模式的液晶单元的辨识侧一面。另一方面，利用粘合剂在液晶单元的相反侧的面上层叠偏振片，从而制作液晶显示装置。辨识侧的偏振片的层叠是使在不施加电压时液晶单元内的液晶组合物的异常光折射率方向与偏振片的吸收轴正交。另外配置成为偏振片的吸收轴与光学薄膜的吸收轴正交。
(评价)在该液晶显示装置中，测量在相对于正交的偏振片的光轴的方位方向45度的从法线方向倾斜70度方向的对比率，此时对比率＝50。使用EZContrast(ELDIM公司制)测量对比率。另外，色移如图4所示较小且光学特性出色。色移的测定是使用EZ Contrast(ELDIM公司制)进行的。另外，在60℃、95％RH的条件下投入该液晶显示装置200小时，然后目视确认黑显示的面内不均，结果几乎没有观测到不均匀。
实施例2在MD方向上且在160℃下将采用与实施例1相同的方法制作的透明保护薄膜拉伸1.5倍，然后在TD方向上且在160℃下拉伸1.5倍。就该拉伸薄膜而言，其厚度为45μm，面内相位差Re2为4nm，厚度方向相位差Rth为12nm。
除了使用该透明保护薄膜之外，与实施例1一样，制作偏振片和光学薄膜。另外，与实施例1一样制作液晶显示装置。在该液晶显示装置中，测量在相对于正交的偏振片的光轴的方位方向45度的从法线方向倾斜70度方向的对比率，此时对比率＝40。另外，色移如图5所示较小且光学特性出色。另外，在60℃、95％RH的条件下投入该液晶显示装置200小时，然后目视确认黑显示的面内不均，结果几乎没有观测到不均匀。
实施例3按照相位差薄膜(a)、相位差薄膜(b)的顺序，将在实施例1中制作的聚碳酸酯制的2种相位差薄膜(a、b)直接层叠在偏振镜上，并使其滞相轴平行于偏振镜的吸收轴，由此制作光学薄膜。与实施例1一样，利用粘合剂层叠如此制作的光学薄膜并使相位差薄膜侧成为IPS模式的液晶单元的辨识侧一面。另一方面，利用粘合剂在相反侧的面上层叠实施例1使用的偏振片，从而制作液晶显示装置。
在该液晶显示装置中，测量在相对于正交的偏振片的光轴的方位方向45度的从法线方向倾斜70度方向的对比率，此时对比率＝50。另外，色移如图6所示。另外，在60℃、95％RH的条件下投入该液晶显示装置200小时，然后目视确认黑显示的面内不均，结果观测到由偏振片的收缩引起的相位差薄膜的相位差值的变化所导致的不均匀。
实施例4(透明保护薄膜)使用由N-甲基戊二酰亚胺和甲基丙烯酸甲酯构成的戊二酰亚胺共聚物(N-甲基戊二酰亚胺含量75重量％，酸含量0.01毫当量/g以下，玻璃化温度147℃)65重量份、丙烯腈和苯乙烯的含量分别为28重量％、72重量％的丙烯腈-苯乙烯共聚物35重量份，将熔融混炼后得到的树脂组合物提供给T模头熔融挤出机，得到厚度为135μm的薄膜。在MD方向上且在160℃下将该薄膜拉伸1.7倍，然后在TD方向上且在160℃下拉伸1.8倍。就得到的双向拉伸透明薄膜而言，其厚度为55μm，面内相位差Re2为1nm，厚度方向相位差Rth＝3nm。
除了使用该透明保护薄膜之外，与实施例1一样，制作偏振片和光学薄膜。另外，与实施例1一样制作液晶显示装置。在该液晶显示装置中，测量在相对于正交的偏振片的光轴的方位方向45度的从法线方向倾斜70度方向的对比率，此时对比率＝55。另外，色移如图7所示较小且光学特性出色。另外，在60℃、95％RH的条件下投入该液晶显示装置200小时，然后目视确认黑显示的面内不均，结果几乎没有观测到不均匀。
实施例5(相位差薄膜)通过拉伸聚碳酸酯薄膜，制作以下的2种相位差薄膜(a、b)。就相位差薄膜(a)而言，其厚度为65μm，面内相位差Re1为270nm，Nz＝0.8。就相位差薄膜(b)而言，其厚度为65μm，面内相位差Re1为270nm，Nz＝0.15。
除了使用上述相位差薄膜(a、b)之外，与实施例1一样制作光学薄膜。另外，与实施例1一样制作液晶显示装置。在该液晶显示装置中，测量在相对于正交的偏振片的光轴的方位方向45度的从法线方向倾斜70度方向的对比率，此时对比率＝35。另外，色移如图8所示。另外，在60℃、95％RH的条件下投入该液晶显示装置200小时，然后目视确认黑显示的面内不均，结果几乎没有观测到不均匀。
实施例6(相位差薄膜)通过拉伸聚碳酸酯薄膜，制作以下的2种相位差薄膜(a、b)。就相位差薄膜(a)而言，其厚度为65μm，面内相位差Re1为260nm，Nz＝0.75。就相位差薄膜(b)而言，其厚度为65μm，面内相位差Re1为260nm，Nz＝0.4。
除了使用上述相位差薄膜(a、b)之外，与实施例1一样制作光学薄膜。另外，与实施例1一样制作液晶显示装置。在该液晶显示装置中，测量在相对于正交的偏振片的光轴的方位方向45度的从法线方向倾斜70度方向的对比率，此时对比率＝35。另外，色移如图9所示。另外，在60℃、95％RH的条件下投入该液晶显示装置200小时，然后目视确认黑显示的面内不均，结果几乎没有观测到不均匀。
比较例1在使聚乙烯醇系薄膜吸附碘并拉伸的薄膜(偏振镜20μm)的两面上，使用胶粘剂层叠三乙酰纤维素薄膜作为透明保护薄膜，制作偏振片。就得到的三乙酰纤维素薄膜而言，其厚度为80μm，面内相位差Re2为4nm，厚度方向相位差Rth为45nm。
将该偏振片层叠在与实施例1一样的IPS模式的液晶单元的两面，制作液晶显示装置。另外，在液晶单元的两面配置的偏振片被配置成偏光轴相互正交。
在该液晶显示装置中，测量在相对于正交的偏振片的光轴的方位方向45度的从法线方向倾斜70度方向的对比率，此时对比率＝9。另外，色移如图10所示。
比较例2将实施例1使用的偏振片层叠在与实施例1一样的IPS模式的液晶单元的两面，制作液晶显示装置。另外，在液晶单元的两面配置的偏振片被配置成偏光轴相互正交。
在该液晶显示装置中，测量在相对于正交的偏振片的光轴的方位方向45度的从法线方向倾斜70度方向的对比率，此时对比率＝6。另外，色移如图11所示。
比较例3在实施例1制作的偏振片上，层叠通过对聚碳酸酯薄膜进行拉伸得到的面内相位差为100nm、Nz＝0.5的相位差薄膜，并使相位差薄膜的滞相轴和偏振片的吸收轴处于平行状态，由此制作光学薄膜。与实施例1一样，使用粘合剂层叠如此制作的光学薄膜，并使相位差薄膜侧成为IPS模式的液晶单元的辨识侧的面。另一方面，使用粘合剂在相反侧的面上层叠实施例1使用的偏振片，制作液晶显示装置。
在该液晶显示装置中，测量在相对于正交的偏振片的光轴的方位方向45度的从法线方向倾斜70度方向的对比率，此时对比率＝15。
比较例4在实施例1制作的偏振片上，层叠通过对聚碳酸酯薄膜进行拉伸得到的面内相位差为260nm、Nz＝1.0的相位差薄膜，并使相位差薄膜的滞相轴和偏振片的吸收轴处于平行状态，由此制作光学薄膜。与实施例1一样，使用粘合剂层叠如此制作的光学薄膜，并使相位差薄膜侧成为IPS模式的液晶单元的辨识侧的面。另一方面，使用粘合剂在相反侧的面上层叠实施例1使用的偏振片，制作液晶显示装置。
在该液晶显示装置中，测量在相对于正交的偏振片的光轴的方位方向45度的从法线方向倾斜70度方向的对比率，此时对比率＝8。
比较例5在实施例1制作的偏振片上，层叠通过对聚碳酸酯薄膜进行拉伸得到的面内相位差为120nm、Nz＝1.0的相位差薄膜，并使相位差薄膜的滞相轴和偏振片的吸收轴处于平行状态，由此制作光学薄膜。与实施例1一样，使用粘合剂层叠如此制作的光学薄膜，并使相位差薄膜侧成为IPS模式的液晶单元的辨识侧的面。另一方面，使用粘合剂在相反侧的面上层叠实施例1使用的偏振片，制作液晶显示装置。
在该液晶显示装置中，测量在相对于正交的偏振片的光轴的方位方向45度的从法线方向倾斜70度方向的对比率，此时对比率＝8。
参考例1在使聚乙烯醇系薄膜吸附碘并拉伸的薄膜(偏振镜20μm)的两面上，使用胶粘剂层叠三乙酰纤维素薄膜作为透明保护薄膜，制作偏振片。使用粘合剂在该偏振片上层叠实施例1作成的聚碳酸酯制的2种相位差薄膜(a、b)，并使相位差薄膜(a、b)的滞相轴与偏振片的吸收轴处于平行状态，由此制作光学薄膜。与实施例1一样，利用粘合剂层叠如此制作的光学薄膜并使相位差薄膜(b)侧成为IPS模式的液晶单元的辨识侧一面。另一方面，利用粘合剂在相反侧的面上层叠实施例1使用的偏振片，从而制作液晶显示装置。
在该液晶显示装置中，测量在相对于正交的偏振片的光轴的方位方向45度的从法线方向倾斜70度方向的对比率，此时对比率＝4。另外，在60℃、95％RH的条件下投入该液晶显示装置200小时，然后目视确认黑显示的面内不均，结果观测到由偏振片的收缩引起的相位差薄膜的相位差值的变化所导致的不均匀。
工业上的可利用性就已层叠了偏振片和多个相位差薄膜的本发明的光学薄膜而言，适合用于液晶显示装置、PDP、CRT等图像显示装置。特别是本发明的光学薄膜，适合于用所谓IPS模式工作的液晶显示装置。
权利要求
1.一种光学薄膜，是以使偏振片的吸收轴和多个相位差薄膜的各滞相轴垂直或平行并且使多个相位差薄膜的各滞相轴平行的方式对偏振片和多个相位差薄膜进行层叠而成的光学薄膜，其特征在于，对于所述多个相位差薄膜，当将该薄膜面内的面内折射率达到最大的方向定义为X轴，将垂直于X轴的方向定义为Y轴，将薄膜的厚度方向定义为Z轴，各自的轴向的折射率分别定义为nx1、ny1、nz1，设薄膜的厚度为d1(nm)时，用Nz＝(nx1-nz1)/(nx1-ny1)表示的Nz值满足0.15～0.85，而且，面内相位差Re1＝(nx1-ny1)×d1，为200～350nm。
2.如权利要求1所述的光学薄膜，其特征在于，从偏振片侧将相位差薄膜(a)和相位差薄膜(b)按顺序层叠2片，而且偏振片的吸收轴和所述2片相位差薄膜的各滞相轴平行，相位差薄膜(a)满足Nz值为0.65～0.85，而且，相位差薄膜(b)满足Nz值为0.15～0.35。
3.如权利要求1所述的光学薄膜，其特征在于，从偏振片侧将相位差薄膜(b)和相位差薄膜(a)按顺序层叠2片，而且偏振片的吸收轴和所述2片相位差薄膜的各滞相轴正交，相位差薄膜(a)满足Nz值为0.65～0.85，而且，相位差薄膜(b)满足Nz值为0.15～0.35。
4.如权利要求2或者3所述的光学薄膜，其特征在于，相位差薄膜(a)的Nz值和相位差薄膜(b)的Nz值的差的绝对值为0.4～0.6。
5.如权利要求1～4中任意一项所述的光学薄膜，其特征在于，光学薄膜按照使偏振片的吸收轴和多个相位差薄膜的各滞相轴正交或平行，且使多个相位差薄膜的各滞相轴平行的方式，叠层在将透明保护薄膜层叠于偏振镜的两面而成的偏振片的一个面上。
6.如权利要求5所述的光学薄膜，其特征在于，至少一个面的透明保护薄膜含有(A)在侧链具有取代和/或未取代亚氨基的热塑性树脂、和(B)在侧链具有取代和/或未取代苯基和腈基的热塑性树脂而成。
7.如权利要求5或者6所述的光学薄膜，其特征在于，就至少一个面的透明保护薄膜而言，当将该薄膜面内的面内折射率达到最大的方向定义为X轴，将垂直于X轴的方向定义为Y轴，将薄膜的厚度方向定义为Z轴，各自的轴向的折射率分别定义为nx2、ny2、nz2，设薄膜的厚度为d2(nm)时，面内相位差Re2＝(nx2-ny2)×d2，为20nm以下，而且，厚度方向相位差Rth＝{(nx2+ny2)/2-nz2}×d2，为30nm以下。
8.如权利要求5～7中任意一项所述的光学薄膜，其特征在于，透明保护薄膜是被实施拉伸处理的薄膜。
9.一种图像显示装置，其特征在于，使用了权利要求1～8中任意一项所述的光学薄膜。
10.一种液晶显示装置，是图像显示装置为IPS模式的液晶显示装置，其特征在于，在辨识侧的单元基板上配置权利要求1～8中任意一项所述的光学薄膜，在与辨识侧相反一侧的单元基板上配置将透明保护薄膜层叠于偏振镜的两面而成的偏振片，而且，在不施加电压的状态下，液晶单元内的液晶物质的异常光折射率方向和该偏振片的吸收轴处于平行状态。
11.一种液晶显示装置，是图像显示装置为IPS模式的液晶显示装置，其特征在于，在辨识侧的单元基板上配置将透明保护薄膜层叠于偏振镜的两面而成的偏振片，在与辨识侧相反一侧的单元基板上配置权利要求1～8中任意一项所述的光学薄膜，而且，在不施加电压的状态下，液晶单元内的液晶物质的异常光折射率方向和该光学薄膜的吸收轴处于正交状态。
12.如权利要求10或者11所述的液晶显示装置，其特征在于，偏振片的至少一个面的透明保护薄膜含有(A)在侧链具有取代和/或未取代亚氨基的热塑性树脂、和(B)在侧链具有取代和/或未取代苯基和腈基的热塑性树脂而成。
13.如权利要求10～12中任意一项所述的液晶显示装置，其特征在于，就至少一个面的透明保护薄膜而言，当将该薄膜面内的面内折射率达到最大的方向定义为X轴，将垂直于X轴的方向定义为Y轴，将薄膜的厚度方向定义为Z轴，各自的轴向的折射率分别定义为nx2、ny2、nz2，设薄膜的厚度为d2(nm)时，面内相位差Re2＝(nx2-ny2)×d2，为20nm以下，而且，厚度方向相位差Rth＝{(nx2+ny2)/2-nz2}×d2，为30nm以下。
14.如权利要求10～13中任意一项所述的液晶显示装置，其特征在于，透明保护薄膜为已实施拉伸处理的薄膜。
全文摘要
本发明涉及一种光学薄膜，是以使偏振片(1)的吸收轴和多个相位差薄膜(2)的各滞相轴垂直或平行并且使多个相位差薄膜(2)的各滞相轴平行的方式对偏振片(1)和多个相位差薄膜(2)进行层叠而成的光学薄膜，其特征在于，对于所述多个相位差薄膜(2)，当将该薄膜面内的面内折射率达到最大的方向定义为X轴，将垂直于X轴的方向定义为Y轴，将薄膜的厚度方向定义为Z轴，各自的轴向的折射率分别定义为nx
文档编号G02F1/13363GK1853122SQ20048002691
公开日2006年10月25日 申请日期2004年9月13日 优先权日2003年9月25日
发明者矢野周治, 木下亮儿, 河合雅之 申请人:日东电工株式会社