椭圆形偏振光板及包含该椭圆形偏振光板的液晶显示器制造技术

本发明专利技术涉及一种椭圆形偏振光板，其依次包括透明保护膜、偏振光膜、透明基片以及任选的由液晶分子形成的光学各向异性层，其中，所述的透明基片是由纤维素酯膜构成，该膜的Ｒｔｈ延迟值在７０～４００ｎｍ范围内。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及椭圆形偏振光板(ellipsoidal polarizing plate)，它由透明保护膜、偏振光膜(polarizing membrane)、透明基片(transparent substrate)以及液晶分子的光学各向异性层所构成。液晶管的组成为一对基板、棒状液晶分子和电极板构成。上述棒状液晶分子置于基片之间并密封。电极板有对棒状液晶分子施加电压的作用。根据棒状液晶分子在管中的定向形式，液晶管分成各种显示模式类型。例如，透射型显示模式，包括TN(扭转向列)型、IPS(平面转换)型、FLC(铁电液晶)型、OCB(光学补偿曲线)型、STN(超级扭转向列)型以及VA(垂直定向)型。反射型例子包括TN型和HAN(混合定向向列)型。偏振光元件通常由偏振光膜和在偏振光膜两侧的两层透明保护膜构成。光学补偿层用于各种液晶显示器中以防止显示图象中不需要的色彩，并放大液晶管的视角。用作光学补偿层的是拉伸聚合物膜。最近建议用另一种光学补偿层来代替由拉伸聚合物膜组成的普通光学补偿层。这种新的光学补偿层由透明基片和一种由液晶分子(特别是盘状(discotic)液晶分子)形成的光学各向异性层构成。这种光学各向异性层是由上述液晶分子进行定向排列、并将这种分定向排列进行固定而形成的。定向排列通常利用带有一种可聚合基团的、能发生聚合反应的液晶分子来固定。由于液晶分子(特别是盘状液晶分子)具有多种定向形式，液晶分子可以调节光学补偿层使其具有特定的光学性质，从而使其对应于液晶管的各种显示模式中的某一种。已经建议在对应于各种显示模式的各种光学补偿层中使用盘状液晶分子。例如在日本公开特许公报No.6(1994)-214116、美国专利No.5,583,679、5,646,703以及德国专利No.3,922,620A1中，公开了TN模式液晶管光学补偿层。而且，日本公开特许No.10(1998)-54982公开了一种用于IPS型或FLC型液晶管的光学补偿层。美国专利No.5,805,253和国际申请No.WO96/37804中公开了用于OCB型或HAN型液晶管的光学补偿层。日本公开特许No.9(1997)-26572中公开了一种用于STN型液晶管的光学补偿层。日本特许No.2,866,372则公开了用于VA型液晶管的光学补偿层。使用液晶分子的光学补偿层可以在偏振光元件上形成叠层，制成椭圆形偏振光板，其中光学补偿层的透明基片可以作为偏振光元件中两层透明保护膜的一个。上述的椭圆形偏振光板依次由透明保护膜、偏振光膜、透明基片和液晶分子的光学各向异性层所构成。由于液晶显示器具有薄而轻的优点，而且由于元器件可以结成一体进一步减少元件数目，从而可进一步降低液晶显示器的厚度和重量。在制备液晶显示器时，由于元件数目的减少，而可减少粘接元件的步骤，因而可降低粘接元件时可能产生的问题。日本公开特许No.7(1995)-191217、8(1996)-21996和8(1996)-94838中公开了结为一体的椭圆形偏振板，其中使用液晶分子作为光学补偿层的透明基片，同时也作为偏振光元件两层保护膜中的一层。另一方面，纤维素酯膜已经被用作透明保护膜。在保护偏振光膜的作用方面，上述的已经用作光学各向异性透明基片的拉伸合成聚合物膜，不如纤维素酯膜。当合成聚合物膜用作结成一体的椭圆形偏振光板的光学各向异性透明基片时，偏振光膜的两层保护膜是彼此不同的，因为纤维素酯膜用作另一侧透明保护膜。不同的两种保护膜可能引起问题(如，因温度一收缩因子的差异而导致变形)。而且将拉伸合成聚合物膜黏贴在偏振光膜上也相当困难。本专利技术的一个目的是提供一种采用光学各向异性透明基片的一体型椭圆形偏振光板，该透明基片具有优良的保护偏振光膜的作用。本专利技术的另一个目的是提供一种一体型椭圆形偏振光板，其中，两种具有类似物理性质的聚合物膜被用作透明保护膜和光学各向异性透明基片。本专利技术的再一个目的是提供一种机械强度得以改进的一体型椭圆形偏振光板。本专利技术的又一个目的是提供一种采用改进的一体型椭圆形偏振光板的液晶显示器。本专利技术所提供的椭圆形偏振光板的组成依次为透明保护膜、偏振光膜、透明基片以及由液晶分子形成的光学各向异性层，其中，透明基片是由乙酸纤维素膜构成，其Rth延迟值(Rth retardation value)在70～400nm范围内。膜(或层)的Rth延迟值是指沿厚度方向的双折射值(birefringence)乘以膜的厚度所得到的值。更具体讲，首先测定Re延迟值(Re retardationvalue)(平面延迟值)，它以慢轴为基准，测定沿膜表面的垂直方向的折射光的延迟值。Re延迟值是用测定折射光线对膜表面发生偏斜的方向得到的，将Re延迟值外推求得Rth值。可以使用椭圆计进行测定(例如M-150，日本Spectrum Co.，Ltd.制造)。Rth延迟值(沿膜厚度方向延迟值)和Re延迟值(平面延迟值)可以按下列公式(1)和(2)计算(1)Rth延迟值＝{(nx+ny)/2-nz}×d(2)Re延迟值＝(nx-ny)×d.式中nx是在波长550nm处沿膜(或层)平面的X轴方向(慢轴，即折光指数最大的方向)测得的折光指数；ny是在波长550nm处沿膜平面的Y轴方向测得的折光指数；nz是在波长550nm处沿垂直于膜平面的方向测得的折光指数，d是膜(或层)的厚度。本专利技术还提供了一种透射型液晶显示器，其组成为液晶管和两个在该液晶管两侧的偏振元件，两个偏振元件中至少有一个是椭圆形偏振光板，而该椭圆形偏振光板的组成依次为透明保护膜、偏振光膜、透明基片和由液晶分子组成的光学各向异性层，其中，透明基片是由Rth延迟值在70～400nm范围内的乙酸纤维素膜构成。本专利技术者研究了纤维素酯膜，并且成功地制备了Rth延迟值(沿膜厚方向的延迟值)在70～400nm的纤维素酯膜。这种乙酸纤维素膜具有很高的光学各向异性特征，可以卓越的用作结成一体的椭圆偏振光板的光学各向异性透明基片。乙酸纤维素膜优于拉伸聚合物膜，后者已经用于光学各向异性透明基片，用于保护偏振光膜。并且，光学各向异性支撑膜可用纤维素酯膜制造，后者类似于已经用作透明保护膜的纤维素酯膜。因此，根据本专利技术采用光学各向异性纤维素酯膜作为基片，透明基片和保护膜之间的物理性质的差异所引起的问题(例如收缩系数随温度变化不同造成的变形)已经解决了。而且，纤维素酯膜粘贴在偏振光膜上比拉伸合成聚合物膜优越。将面向偏振光膜的纤维素酯膜的表面进行电晕放电处理、辉光放电处理、火焰处理、酸处理、碱处理或紫外线照射处理等，可以进一步提高椭圆形偏振光板的机械强度。表面处理可以改进在椭圆形偏振光板上的粘合性，而不影响椭圆形偏振光板的光学性能。根据本专利技术，机械强度得以提高的椭圆形偏振光板还有另一优点，就是该椭圆形偏振光板容易加工。图2是反射型液晶显示器基本结构的示意图。专利技术的详细说明液晶显示器构造附图说明图1是透射型液晶显示器基本结构的示意图。在图1(a)中所显示的透射型液晶显示器的基本结构的组成依次为背后光(backlight，BL)、透明保护膜(1a)、偏振光膜(2a)、透明基片(3a)、光学各向异性层(4a)、液晶管的下基板(5a)、棒状液晶层(6)、液晶管的上基板(5b)、光学各本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种椭圆形偏振光板，其依次包括透明保护膜、偏振光膜、透明基片以及任选的由液晶分子形成的光学各向异性层，其中，所述的透明基片是由纤维素酯膜构成，该膜的Ｒｔｈ延迟值由下式定义，其值在７０～４００ｎｍ范围内： Ｒｔｈ延迟值＝｛（ｎｘ＋ｎｙ）／２－ｎｚ｝×ｄ 式中，ｎｘ是在波长５５０ｎｍ处沿膜平面的Ｘ轴方向测得的折光指数；ｎｙ是在波长５５０ｎｍ处沿膜平面的Ｙ轴方向测得的折光指数；ｎｚ是在波长５５０ｎｍ处沿垂直于膜平面的方向测得的折光指数，ｄ是膜的厚度。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：森裕行，
申请(专利权)人：富士胶片株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]