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专利名称::光学薄膜、偏振片及液晶显示装置的制作方法
技术领域:
:本发明涉及光学薄膜以及使用了它的偏振片及液晶显示装置。
背景技术:
:以往,作为在液晶显示装置的光学补偿等中所用的光学薄膜,提出过各种在由聚合物薄膜制成的透明支撑体上具有由液晶组合物构成的光学各向异性层的光学补偿薄膜(例如专利文献l)。作为透明支撑体,主要使用三乙酰纤维素(TAC)薄膜。但是,在手机用途或笔记本型个人电脑用途等用途中,对于液晶显示装置有小型化及薄层化的要求。对于小型化及薄型化了的液晶显示装置,因长时间的使用,经常有因背光的热而使内部的温度过度上升的情况。另外,这些用途的液晶显示装置不仅用于室内,而且还用于室外,其在各种各样的使用环境下使用。另外,对于车载用途的液晶显示装置,还会有暴露于过度高温的环境下的情况。所以,对于这些用途的液晶显示装置,要求由环境湿度或温度的变化造成的显示特性的变动小。.另一方面,虽然提出过各种将由规定的树脂制成的相位差膜与偏振片复合的方案(专利文献2),然而对于显示出与具有由液晶组合物构成的光学各向异性层的以往的光学补偿薄膜同等或在其以上的光学补偿性能,而且依赖于温度和湿度的变化的该光学补偿性能
(optialcompensationperformance)的变动得以减轻的光学薄膜,尚未提出过令人满意的特性的方案。专利文献1日本专利第2587398号报专利文献2日本特开2007-316603号公报
发明内容本发明的课题在于,提供如下的光学薄膜及偏振片它们与具有由液3晶组合物构成的光学各向异性层的以往的光学薄膜相比,具有同等或在其以上的光学补偿性能,并且由温度和湿度的变化引起的光学补偿性能的变动得以减轻。另外,本发明的课题在于,提供如下的液晶显示装置其显示特性及视角特性良好,而且由温度和湿度造成的显示特性的变动得以减轻。用于解决上述课题的方法如下所示。一种光学薄膜,其特征在于,其包含透明支撑体、和位于该透明支撑体上的光学各向异性层,所述光学各向异性层由含有液晶性化合物的组合物形成,其中,该透明支撑体由含有聚丙烯系树脂的薄膜形成。根据[1]所述的光学薄膜,其特征在于,所述透明支撑体被进行了易粘接处理。根据[1]或[2]所述的光学薄膜,其特征在于,在所述透明支撑体与所述光学各向异性层之间,具有粘接层及/或取向膜。根据[1][3]中任意一项所述的光学薄膜,其特征在于,所述光学各向异性层是由含有至少一种圆盘状液晶化合物的液晶组合物形成的层。—种偏振片,其特征在于,至少具有[1][4]的任意一项所述的光学薄膜和偏振膜。
—种液晶显示装置,其特征在于,至少具有液晶单元和[5]所述的偏振片0根据[6]所述的液晶显示装置,其特征在于,所述液晶单元为TN方式、OCB方式或IPS方式。根据本发明,可以提供如下的光学薄膜及偏振片它们与以往的具有由液晶组合物构成的光学各向异性层的光学薄膜相比,具有同等或在其以上的光学补偿性能,并且由温度和湿度的变化引起的光学补偿性能的变动得以减轻。另外,根据本发明,可以提供如下的液晶显示装置其显示特性及视角特性良好,而且由温度和湿度造成的显示特性的变动得以减轻。具体实施例方式下面,对本发明进行详细说明。而且,本说明书中,所谓""是以将记载于其前后的数值作为下限值及上限值而包含在内的意思及性能使用的。本发明涉及一种光学薄膜,其包含透明支撑体和位于透明支撑体上的光学各向异性层,所述光学各向异性层由含有液晶性化合物的组合物形成,其中,该透明支撑体由含有聚丙烯系树脂的薄膜形成。本发明中,通过将含有聚丙烯系树脂的薄膜作为透明支撑体使用,就可以提供如下的光学薄膜,其与以往作为光学补偿薄膜使用的相同构成的光学薄膜相比,显示出同等或在其以上的光学补偿性能,并且由温度和湿度的变化引起的光学补偿性能的变动与以往相比得以减轻。其结果是,将本发明的光学薄膜作为光学补偿薄膜(或偏振片的保护膜)而具有的液晶显示装置具有如下的特征,即,显示出良好的显示特性及视角特性,并且由温度和湿度造成的显示特性的变
动小。下面,对本发明的光学薄膜的各构件进行说明。(透明支撑体)本发明的光学薄膜所具有的透明支撑体由含有聚丙烯系树脂的薄膜形成。该薄膜优选将聚丙烯树脂中的一种或两种以上作为主成分含有。根据需要,也可以含有后述的添加剂。通过将含有聚丙烯系树脂的薄膜作为透明支撑体使用,就可以减轻由温度和湿度的变化引起的光学补偿性能的变动,另外可以改善正面(显示面法线方向)对比度。所述聚丙烯系树脂可以从丙烯的均聚物中选择。另外,可以从使能够与丙烯共聚的单体与丙烯一起共聚而得到的共聚物中选择。但是,优选丙烯为主单体,优选将所共聚的共聚单体设为比丙烯更少的量,例如以20质量%以下,优选以10质量%以下的比例共聚。虽然下限值没有特别限制(当然也可以是0质量%),然而使共聚单体共聚由于受特性影响,因此共聚单体需要为1质量%以上。在与丙烯共聚的共聚单体的例子中,包含乙烯、碳原子数为420的a-烯烃。另外,在所述d-烯烃的具体例中,包含以下的物质。l-丁烯、2-甲基-l-丙烯(以上为04);l-戊烯、2-甲基-l-丁烯、3-甲基-l-丁烯(以上为Cs);l-己烯、2-乙基-l-丁烯、2,3-二甲基-l-丁烯、2-甲基-l-戊烯、3-甲基-l-戊烯、4-甲基-l-戊烯、3,3-二甲基-l-丁烯(以上为C6);l-庚烯、2-甲基-l-己烯、2,3-二甲基-l-戊烯、2-乙基-l-戊烯、2-甲基-3-乙基-1-丁烯
(以上为C》;l-辛烯、5-甲基-l-庚烯、2-乙基-l-己烯、3,3-二甲基-l-己烯、2-甲基-3-乙基-1-戊烯、2,3,4-三甲基-l-戊烯、2-丙基-l-戊烯、2,3-二乙基-1-丁烯(以上为Q);1-壬烯(C9);1-癸烯(C10);1-十一烯(Cu);1-十二烯(C12);1-十三烯(C13);1-十四烯(C14);1-十五烯(C15);1-十六烯(C16);1-十七烯(C17);l画十八烯(C18);1-十九烯(C19)等。a-烯烃当中优选的是碳原子数为412的ci-烯烃,具体来说,可以举出l-丁烯、2-甲基-l-丙烯;l-戊烯、2-甲基-l-丁烯、3-甲基-l-丁烯;l-己烯、2-乙基-l-丁烯、2,3-二甲基-l-丁烯、2-甲基-l-戊烯、3-甲基-l-戊烯、4-甲基-l-戊烯、3,'3-二甲基-1-丁烯;l-庚烯、2-甲基-l-己烯、2,3-二甲基-1-戊烯、2-乙基-l-戊烯、2-甲基-3-乙基-l-丁烯;l-辛烯、5-甲基-l-庚烯、2-乙基-l-己烯、3,3-二甲基-l-己烯、—2-甲基-3-乙基-l-戊烯、2,3,4-三甲基-l-戊烯、2-丙基-l-戊烯、2,3-二乙基-l-丁烯;l-壬烯;l-癸烯;l-十一烯;l-十二烯等。从共聚性的观点考虑,优选l-丁烯、l-戊烯、1-己烯及l-辛烯,尤其更优选1-丁烯及l-己烯。共聚物既可以是无规共聚物,也可以是嵌段共聚物。作为优选的共聚物,可以举出丙烯/乙烯共聚物或丙烯/l-丁烯共聚物。在丙烯/乙烯共聚物或丙烯/l-丁烯共聚物中,乙烯单元的含量或1-丁烯单元的含量例如可以利用记载于"高分子分析手册"(1995年、纪伊国屋书店发行)的第616页中的方法进行红外线
(IR)光谱测定而求出。从改善所述透明支撑体用薄膜的透明度或加工性的观点考虑,优选使用以丙烯作为主单体而无规共聚了任意的不饱和烃的无规共聚物。尤其优选与乙烯的共聚物。在制成共聚物的情况下,将丙烯以外的不饱和烃类的共聚比例设为110质量%左右是有利的,更优选的共聚比例是37质量%。通过将丙烯以外的不饱和烃类的单元的量设为上述范围,就不会有因树脂的熔点的降低而使耐热性极端地降低的情况,薄膜的加工性或透明性得到改善,因此优选。而且,在制成2种以上的共聚单体与聚丙烯的共聚物的情况下,该共聚物中所含的所有来源于共聚单体的单元的合计含量优选在上述范围中。本发明中所用的聚丙烯系树脂的依照JISK7210以温度23(TC、(MFR),。通过使用MFR处于该范围中的聚丙烯系树脂,就可以不对挤出机施加很大的负载而获得均匀的膜状物。所述聚丙烯系树脂可以使用公知的聚合用催化剂,利用将丙烯单独聚合的方法、将丙烯与其他的共聚合性共聚单体进行共聚的方法来制造。作为公知的聚合用催化剂,例如可以举出由以镁、钛及卤素作为必需成分的固体催化剂成分构成的Ti-Mg系催化剂;在以镁、钛及卤素作为必需成分的固体催化剂成分中组合了有机铝化合物和根据需要使用的电子供给性化合物等第三成分的催化剂体系;以及金属茂系催化剂等。这些催化剂体系当中,优选在以镁、钛及卤素作为必需成分的固体催化剂成分中组合了有机铝化合物和电子供给性化合物的催化剂体系。在所述有机铝
化合物的例子中—,—包含三乙基铝、=异—工基—铝—、—三乙基铝与三乙基氯化铝的混合物、四乙基二铝氧烷等;另外在电子供给性化合物的例子中,包含环己基乙基二甲氧基硅烷、叔丁基丙基二甲氧基硅垸、叔丁基乙基二甲氧基硅垸、二环戊基二甲氧基硅垸等。另一方面,在以镁、钛及卤素作为必需成分的固体催化剂成分的例子中,包含日本特开昭61-218606号公报、日本特开昭61-287卯4号公报、日本特开平7-216017号公报等中记载的催化剂体系;另外在金属茂系催化剂的例子中,包含日本专利第2587251号公报、日本专利第2627669号公报、日本专利第2668732号公报等中记载的催化剂体系。所述聚丙烯系树脂可以利用各种方法来制造。例如,可以利用使用以己烷、庚烷、辛烷、癸烷、环己烷、甲基环己烷、苯、甲苯、二甲苯等烃化合物为代表的惰性溶剂的溶液聚合法;将液状的单体作为溶剂使用的本体聚合法;将气体的单体直接聚合的气相聚合法等来制造。利用这些方法的聚合既可以分批式地进行,也可以连续式地进行。7聚丙烯系树脂的立规性无论是等规的、间规的、无规的哪种都可以。本发明中,从耐热性的方面考虑,优选使用间规或等规的聚丙烯系树脂。本发明中,优选将作为主原料而含有聚丙烯系树脂的薄膜作为透明支撑体使用,然而,在不妨碍本发明的效果的范围中,也可以向薄膜中添加选自各种添加剂中的一种以上。对于添加剂的例子,包含抗氧化剂、紫外线吸收剂、防静电剂、润滑剂、成核剂、防雾剂、防粘连剂等。在抗氧化剂中,例如有酚系抗氧化剂、磷系抗氧化剂、硫系抗氧化剂、受阻胺系抗光稳定剂等,另外,也可以使用在
1个分子中具有例如兼具酚系的抗氧化结构和磷系的抗氧化结构的单元的复合型抗氧化剂。作为紫外线吸收剂,例如可以举出2-羟基二苯甲酮系或羟基苯基苯并三唑系那样的紫外线吸收剂;苯甲酸酯系的紫外线阻断剂等。防静电剂无论是聚合物型、低聚物型、单体型的哪种都可以。作为润滑剂,可以举出芥酸酰胺、油酸酰胺那样的高级脂肪酸酰胺;硬脂酸那样的高级脂肪酸及其盐等。作为成核剂,例如可以举出山梨糖醇系成核剂、有机磷酸盐系成核剂、聚乙烯基环烷烃那样的高分子系成核剂等。作为防粘连剂,可以不管无机系还是有机系地使用球状或与之接近的形状的微粒。这些添加物也可以并用多种。-聚丙烯系树脂可以利用任意的方法来制膜(以下将制膜后的薄膜称作"坯料膜")。该坯料膜是透明且实质上没有面内相位差的薄膜。例如可以利用熔融树脂的挤出成形法、将溶解于有机溶剂中的树脂向平板上流延并除去溶剂而制膜的溶剂流延法等,由此得到实质上没有面内相位差的聚丙烯系树脂的坯料膜。利用挤出成形来制造坯料膜的方法的一例如下所示。将聚丙烯系树脂在挤出机中利用螺杆的旋转来熔融混炼,从
T口模中以薄片状挤出。所挤出的熔融状薄片的温度为18030(TC左右。如果此时的熔融状薄片的温度低于18(TC,则延展性不够充分,所得的薄膜的厚度变得不均匀,有可能成为有相位差不均匀的薄膜。另夕卜,如果其温度超过30(TC,则容易引起树脂的劣化或分解,从而有在薄片中产生气泡或包含碳化物的情况。挤出机无论是单螺杆挤出机还是双螺杆挤出机都可以。例如在单螺杆挤出机的情况下,可以使用具有全螺纹类型、屏障类型以及具有Maddock型的混炼部分的类型等的螺杆,其中,螺杆的长度L与直径D之比即L/D为2436左8右,作为树脂供给部的螺纹槽的空间容积与树脂计量部的螺纹槽的空间容积的比(前者/后者)。从抑制聚丙烯系树脂的劣化或分解、均匀地熔融混炼的观点考虑,优选使用L/D为2836、。另外,为了尽可能地抑制聚丙烯系树脂的劣化或分解,优选将挤出机内设为氮气气氛或真空。另外,为了将因聚丙烯系树脂劣化或分解而产生的挥发气体去除,还优选在挤出机的顶端设置lmm4)5mm4)的小孔(orifice),提高挤出机顶端部分的树脂压力。所谓提高小孔的挤出机顶端部分的树脂压力是指提高顶端处的背压,这样就可以提高挤出的稳定性。所用的小孔的直径更优选为2mm4)4mmcl)。挤出中所用的T口模优选在树脂的流路表面没有微小的阶梯或伤痕的,其唇口
(lip)部分优选被与熔融了的聚丙烯系树脂的摩擦系数小的材料镀覆或涂覆、)以下的尖锐的边缘形状。作为摩擦系数小的材料,可以举出碳化钨系或氟系的特殊镀膜等。由于通过使用此种T口模,就可以抑制口模焦料的产生,同时可以抑制分模线,因此可以得到外观的均匀性优良的树脂薄膜。该T口模优选歧管为衣架形状,并且满足以下的条件(1)或(2),更优选满足条件(3)或(4)。T口模的唇口宽度小于1500mm时T口模的厚度方向长度〉180mm.(1)T口模的唇口宽度在1500mm以上时T口模的厚度方向长度〉220mm(2)T口模的唇口宽度小于1500mm时T口模的高度方向长度〉250mm(3)T口模的唇口宽度在1500mm以上时T口模的高度方向长度〉280mm(4)通过使用满足上述条件的T口模,就可以调整T口模内部的熔融状态聚丙烯系树脂的流动,并且即使在唇口部分也可以在抑制厚度不均匀的同时进行挤出,因此可以得到厚度精度更为优良、相位差更为均匀的坯料膜。从抑制聚丙烯系树脂的挤出变动的观点考虑,优选在挤出机与T口模之间借助接合器安装齿轮泵。另外,为了除去处于聚丙烯系树脂中的异物,'优选圆叶片过滤器(leafdiscfilter)。从T口模中挤出的熔融状薄片可以通过使其夹压在金属制冷却辊(也称作冷硬轧辊或流延辊)与包括沿该金属制冷却辊的圆周方向压接地旋转的弹性体的接触辊之间并进行冷却固化,来得到所需的薄膜。此时,接触辊既可以是由橡胶等弹性体直接作为表面,也可以是将弹性体辊的表面用由金属套筒制成的外筒覆盖。在使用将弹性体辊的表面用由金属套筒制成的外筒覆盖了的接触辊的情况下,通常来说,在金属制冷却辊与接触辊之间,直接夹持聚丙烯系树脂的熔融状薄片而冷却。另一方面,在使用表面成为弹性体的接触辊的情况下,也可以在聚丙烯系树脂的熔融状薄片与接触辊之间夹设热塑性树脂的双轴拉伸薄膜而进行夹压。在将聚丙烯系树脂的熔融状薄片用如上所述的冷却辊和接触辊夹持而冷却固化时,冷