專利名稱：偏光板、顯示裝置和電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包括用于使入射光線性偏振并射出線性偏振光的偏光片
(polarizer)的偏光寺反(polarizing plate)、具有該偏光4反的顯示裝置和具有該顯 示裝置的電子設(shè)備。
背景技術(shù)：
在液晶顯示裝置和有機(jī)電致發(fā)光(EL)顯示裝置中，依據(jù)輸入的圖像信 號光學(xué)調(diào)節(jié)透射光，或者使像素依據(jù)圖像信號以一定的亮度自發(fā)光，從而 獲得基于像素的灰度(gradation)。下文將基于像素調(diào)節(jié)透射光或發(fā)光亮度的 層稱為"調(diào)節(jié)功能層(modulating functional layer)"。在液晶顯示裝置中，液 晶層對應(yīng)于調(diào)節(jié)功能層，在有機(jī)EL顯示裝置中，有機(jī)EL層對應(yīng)于調(diào)節(jié)功 能層。
從調(diào)節(jié)功能層射出到達(dá)顯示面(前面)側(cè)的光被二維光學(xué)調(diào)節(jié)，使得亮度 基于像素而不同，從而所射出的光作為顯示所需圖像的圖像顯示光。
液晶層不是依靠自體完全遮光的光閥。因而，通常需要在液晶層厚度 方向上的每一側(cè)，即在液晶層的背光側(cè)和顯示面?zhèn)雀髯栽O(shè)置(線性)偏光板， 從而將對比度提高到適合實(shí)際應(yīng)用的水平。
另一方面，有4幾EL層在其上未施加電壓時不發(fā)光。因而，有機(jī)EL顯 示裝置能夠完全黑屏顯示，從而具有高的對比度。因此，在這種情況下， 在顯示面?zhèn)壬蠜]有設(shè)置偏光板以用于在黑屏顯示時遮光。
然而，具體地，在有機(jī)EL顯示裝置用于戶外時，易于出現(xiàn)環(huán)境光被內(nèi) 部金屬線反射導(dǎo)致對比度降低的現(xiàn)象。由于被內(nèi)部金屬構(gòu)件反射的光與屏 幕顯示無關(guān)且在黑屏顯示時仍會產(chǎn)生，因而導(dǎo)致對比度降低。為了避免由 于這種內(nèi)部反射而出現(xiàn)對比度降低， 一些有機(jī)EL顯示裝置在顯示面?zhèn)染哂?例如(圓)偏光板和板的組合。.當(dāng)(圓)偏光板和板組合時，可保證入射 環(huán)境光和反射光(被內(nèi)部反射之后可能從與入射側(cè)相同的一側(cè)射出的光)之 間90。的線性偏振光方向改變，從而可避免反射光的實(shí)際射出。在兩種顯示裝置中的任意一種之中，具有線性偏振功能的偏光板設(shè)置 于顯示面?zhèn)取?br> 這種顯示裝置或具有這種顯示裝置的電子設(shè)備有時可能會被佩戴偏光 太陽鏡的用戶使用。偏光太陽鏡用于遮蔽陽光在各種物質(zhì)上反射時通常所 輸出的偏振光分量，從而保護(hù)眼睛免受例如偏振光分量的強(qiáng)烈刺激。因而， 偏光太陽鏡是一種偏光板，其具有沿一定方向的透射軸和沿透射軸正交方 向的吸收軸。
當(dāng)佩戴偏光太陽鏡的人觀看顯示裝置時，顯示面?zhèn)却嬖诘钠獍蹇赡?br> 根據(jù)視角的不同而明顯降低顯示屏的可見度(visibility)。
具體地，對于液晶顯示裝置，位于顯示面?zhèn)鹊钠獍宓呐渲媒嵌扰c顯 示性能(亮度、對比度、視角等)具有極為密切的關(guān)系。具體地，當(dāng)位于顯示 面?zhèn)鹊钠獍逯械奈蛰S相對于下方液晶層或其它偏光板中的吸收軸具有 旋轉(zhuǎn)誤差時，顯示性能本身可能降低。因而，難以在完全不影響顯示性能 的情況下提高透過偏光太陽鏡觀看屏幕時的屏幕可見度。
同時，具有顯示裝置的移動設(shè)備日益多功能化，已涌現(xiàn)出不僅用于簡 單顯示字符數(shù)據(jù)還作為視頻圖像再現(xiàn)設(shè)備頻繁用于顯示電視廣播、電影等 的移動設(shè)備。
在這種移動設(shè)備中，當(dāng)屏幕呈豎直取向時(人物狀態(tài))較容易看到所顯示 的字符，但當(dāng)再現(xiàn)視頻圖像時期望將屏幕設(shè)置為寬屏狀態(tài)(風(fēng)景狀態(tài))。因而， 這種移動設(shè)備可依據(jù)用戶的選擇在屏幕切換為人物狀態(tài)或風(fēng)景狀態(tài)的情況 下使用。不僅僅是移動設(shè)備還包括其它設(shè)備如車載設(shè)備均設(shè)計成能夠使屏 幕切換為人物狀態(tài)和風(fēng)景狀態(tài)。
由于這些設(shè)備于戶外或車輛駕駛員位置處使用，因而當(dāng)佩戴偏光太陽 鏡的用戶從任意角度觀看這些設(shè)備的顯示屏?xí)r顯示屏必須保持一定水平的 可見度。因此，需要保證可見度隨著視角的變化差異極小的偏光板。
就此而言，已知如下技術(shù)將延遲量(retardation)非常大的線性延遲片 相對于偏光板以30°至60。的預(yù)定角粘結(jié)在位于顯示面?zhèn)鹊钠獍宓淖钔鈱?表面(例如參考特開2004-170875號公報(此后稱為專利文獻(xiàn)l)和特開平 06-258634號公報(此后稱為專利文獻(xiàn)2))
發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)這些文獻(xiàn)的描述，在專利文獻(xiàn)l中延遲量不小于2400nm,在專利 文獻(xiàn)2中延遲量不小于4000nm。因而，延遲板非常厚，難以使偏光板整體 較薄。鑒于這樣的厚度，可預(yù)料到采用這種技術(shù)提供的延遲板屬于形成在 基體膜上并粘結(jié)于偏光板表面的類型。
另夕卜，在A74波長條件下也可將線性延遲片設(shè)置于最外層表面，從而使 線性延遲片較薄。
然而，在這種情況下，屏幕處于人物狀態(tài)時所顯示的顏色和屏幕處于 風(fēng)景狀態(tài)時所顯示的顏色互不相同，因而使得可見度降低。
因此，需要這樣的偏光板，在透過偏光太陽鏡觀看屏幕時具有該偏光 板的顯示屏的可見度不隨視角而降低并且該偏光板為薄型。
此外，需要在顯示面?zhèn)染哂斜⌒汀⒏呖梢姸绕獍宓娘@示裝置和具有 所述偏光板的電子設(shè)備。
根據(jù)本發(fā)明的第一觀點(diǎn)，提供偏光板，該偏光板包括用于使入射光 偏振并射出偏振光的偏光片層；設(shè)置在從偏光片層射出的偏振光所到達(dá)的 一側(cè)上的涂布型光學(xué)各向異性層。
就本發(fā)明的觀點(diǎn)而言，優(yōu)選地，偏光板還包括分子固定層，該分子固
固定為隨機(jī)狀態(tài)或介于隨機(jī)狀態(tài)和取向狀態(tài)之間的中間狀態(tài)。
在這種情況下，優(yōu)選地，該偏光板包括第一基體層；設(shè)置在第一基 體層之上的偏光片層；設(shè)置在偏光片層之上的第二基體層；設(shè)置在第二基 體層之上的分子固定層；設(shè)置在分子固定層之上的光學(xué)各向異性層；和設(shè) 置在光學(xué)各向異性層之上的保護(hù)層。
或者，優(yōu)選地，該偏光板包括第一基體層；設(shè)置在第一基體層之上 的偏光片層；設(shè)置在偏光片層之上的光學(xué)各向異性層；設(shè)置在光學(xué)各向異 性層之上的分子固定層；和設(shè)置在分子固定層之上的第二基體層。
就本發(fā)明的觀點(diǎn)而言，優(yōu)選地，由光學(xué)各向異性層中的分子的雙折射 率與光學(xué)各向異性層的厚度的乘積表示的延遲量在100 nm至200 nm的范 圍內(nèi)或者在該范圍奇數(shù)倍的范圍內(nèi)。
根據(jù)上述構(gòu)造，偏光板包括偏光片層和光學(xué)各向異性層。光從與光學(xué) 各向異性層側(cè)相對的一側(cè)入射在偏光片層上。偏光板將入射光轉(zhuǎn)變?yōu)?線性 或圓)偏振光。轉(zhuǎn)變后的光進(jìn)入光學(xué)各向異性層。光學(xué)各向異性層是其構(gòu)成分子作為以不同角度布置的光學(xué)各向異性體 存在的層。因而，當(dāng)光進(jìn)入光學(xué)各向異性層時，光被分子(光學(xué)各向異性體) 分為速度不同的分量，從而引起所謂的二次折射(雙折射)。因此，入射光在
從光學(xué)各向異性層輸出的光是一組以不同角度圓偏振的輻射。
根據(jù)本發(fā)明的第二觀點(diǎn)，提供顯示裝置，該顯示裝置包括第一基底
和第二基底，液晶密封于所述第一基底和第二基底之間而形成液晶層；設(shè) 置于第一基底的反液晶層側(cè)(coimter-liquid-crystal-layer side)的第一偏光板； 設(shè)置于第二基底的反液晶層側(cè)的第二偏光板；設(shè)置于第一偏光板的反液晶 層側(cè)的背光源(backlight);其中第二偏光板包括使來自液晶層側(cè)的入射光 線性偏振并射出線性偏振光到達(dá)顯示面?zhèn)鹊钠馄瑢?，以及設(shè)置在從偏光 片層射出的光所到達(dá)的一側(cè)上的涂布型光學(xué)各向異性層。
根據(jù)本發(fā)明的第三觀點(diǎn)，提供顯示裝置，該顯示裝置包括有機(jī)電致 發(fā)光板，通過該有機(jī)電致發(fā)光板由有機(jī)電致發(fā)光元件產(chǎn)生的光透過圓偏光 板輸出，該圓偏光板設(shè)置在位于有機(jī)電致發(fā)光板一側(cè)的構(gòu)成主表面的出射 表面上；其中該圓偏光板包括用于使入射光圓偏振并射出圓偏振光的偏 光片層，以及設(shè)置在從偏光片層射出的光所到達(dá)的一側(cè)上的涂布型光學(xué)各 向異性層。
根據(jù)本發(fā)明的第四觀點(diǎn)，提供電子設(shè)備，該電子設(shè)備包括在圖像顯示 面?zhèn)纫肫獍宓娘@示裝置，其中該偏光板包括用于使入射光偏振并射 出偏振光到達(dá)顯示面?zhèn)鹊钠馄瑢?，以及相對于偏光片靠近顯示面?zhèn)仍O(shè)置 的涂布型光學(xué)各向異性層。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，可提供偏光板，該偏光板為薄型，這是因?yàn)?其屬于涂布型，并且該偏光板可射出以不同的角度局部經(jīng)受圓偏振的輻射。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，通過使用上述薄型偏光板，可提供對于不同 的視角顯示屏可見度一致的顯示裝置和安裝有該顯示裝置的電子設(shè)備。


圖l是根據(jù)本發(fā)明第一和第二實(shí)施方案的液晶顯示裝置的截面結(jié)構(gòu)圖； 圖2是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方案的第一和第二偏光板的截面結(jié)構(gòu)圖； 圖3是根據(jù)本發(fā)明第一和第二實(shí)施方案的偏光板的基本結(jié)構(gòu)圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方案的第二偏光板的截面結(jié)構(gòu)圖5A至5B2根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施方案示出第一和第二實(shí)施方案中的
第二偏光板的制造方法；
圖6是根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施方案的有機(jī)EL顯示裝置的截面結(jié)構(gòu)示意
圖；和
圖7示出第一至第四實(shí)施方案中的光學(xué)各向異性層的操作和作用。
具體實(shí)施例方式
以下將參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施方案。
第一實(shí)施方案
顯示裝置的結(jié)構(gòu)
第一實(shí)施方案涉及具有本發(fā)明的偏光板的液晶顯示裝置。
圖1示出了該液晶顯示裝置的截面結(jié)構(gòu)圖。這種截面結(jié)構(gòu)是可能為半 透射型或透射型的所有液晶顯示裝置所常見的結(jié)構(gòu)。此外，在圖1所示的 截面圖中，為了便于參看附圖，部分省略了表示截面的陰影。
圖1所示的液晶顯示裝置IO具有背光源20,該背光源20設(shè)置在與顯 示面11 (在該圖中位于最上層一側(cè)的表面)一側(cè)相對的背面(在該圖中位于最 下層 一側(cè)的表面)一側(cè)上。
在該液晶顯示裝置10中，顯示單元設(shè)置在背光源20和顯示面11之間， 該顯示單元包括相互粘結(jié)的兩個玻璃基底并且在玻璃基底之間和玻璃基底 的外側(cè)具有各種功能層。
背光源20是專用于圖像顯示的照明裝置，其中導(dǎo)光板21、光源22(如 發(fā)光二才及管)、光源驅(qū)動部分23、反光片24、反光氺反25、棱4竟片(prism sheet)26 等組裝成一體。
顯示單元具有作為兩個玻璃基底的位于背光源20側(cè)的驅(qū)動基底30和 位于顯示面11側(cè)的對向基底31。
驅(qū)動基底30具有電路形成層33，在該層中形成有在各像素內(nèi)包括 TFT晶體管的電路元件和電極；形成在電路形成層33之上的第 一取向膜34。
濾色層35和第二取向膜36形成在對向基底31 —側(cè)。
驅(qū)動基底30結(jié)合在對向基底31上，并且在驅(qū)動基底30和對向基底31 之間插有間隔體32以便在其中間形成內(nèi)部空間。在這種情況下，兩個基底相互結(jié)合，使得驅(qū)動基底30的其上形成有電路形成層33和第一取向膜34 的一側(cè)和對向基底31的其上形成有濾色層35和第二取向膜36的一側(cè)彼此相對。
通過沒有形成間隔體32之處(未示出)的開口將液晶注入兩個基底之間 的內(nèi)部空間。隨后，封閉用于注入液晶的開口，從而將液晶密封在驅(qū)動基 底30、對向基底31和間隔體32內(nèi)，由此形成液晶層37。由于液晶層37 與第一取向膜34和第二取向膜36接觸，因而液晶分子的取向取決于取向 膜的摩擦方向。
盡管為了避免復(fù)雜性在圖1中被省略，但基于像素設(shè)置的像素電極和 供像素共用的共用電極(未示出)與如上形成的液晶層37相鄰設(shè)置。所述兩 種電極用于向液晶層37施加電壓。存在所述兩種電極設(shè)置在液晶層37的 相對兩側(cè)的情況(垂直驅(qū)動模式)和所述兩種電極設(shè)置在位于驅(qū)動基底30側(cè) 的兩個層中的情況(平面內(nèi)驅(qū)動模式)。在兩層布置的后一情況下，兩種電極 相互絕緣，位于下層 一 側(cè)的共用電極通過像素電極圖案之間的空隙向液晶 施加電作用，所述像素電極設(shè)置在上層一側(cè)并與液晶層37接觸。因而，在 平面內(nèi)驅(qū)動模式下，施加在液晶上的電場的方向沿平面內(nèi)的方向。另一方 面，在兩種電極設(shè)置在液晶層37的相對兩側(cè)(沿厚度方向)時，電場方向沿 垂直方向(厚度方向)。
無論可采用何種驅(qū)動模式布置電極，均可通過兩種電極將電壓施加在 液晶層37上以進(jìn)行矩陣驅(qū)動。因此，液晶層37是對從其中透過的光進(jìn)行 光學(xué)調(diào)節(jié)的功能層。液晶層37根據(jù)所加電壓的大小顯示灰度。
作為另一光學(xué)功能層，第一偏光板40設(shè)置在背光源20和驅(qū)動基底30 之間。另外，第二偏光板50布置在對向基底31和顯示面11之間。
第一偏光板40粘結(jié)在位于驅(qū)動基底30的反液晶層側(cè)的表面上，第二 偏光板50粘結(jié)在位于對向基底31的反液晶層側(cè)的表面上。第二偏光板50 由保護(hù)層覆蓋，該保護(hù)層最外層表面形成顯示面11，在該顯示面11上顯示 將從外部看到的圖像。
在該實(shí)施方案中，位于顯示面11側(cè)的偏光板50具有明顯的特征。
偏光板的結(jié)構(gòu)
圖2示出了第一偏光板40和第二偏光板50的截面結(jié)構(gòu)。在圖2中， 為了便于參看附圖，同樣部分省略了表示截面的陰影。第一偏光板40是未應(yīng)用本發(fā)明第一實(shí)施方案的常規(guī)偏光板，該第一偏
光板40通過粘結(jié)層41粘結(jié)在驅(qū)動基底30的背光源側(cè)。
第一偏光板40從驅(qū)動基底30側(cè)順次具有第一保護(hù)層42、偏光片(層)43 和第二保護(hù)層44。
偏光片43例如由染料染色的聚乙烯醇(PVA)形成。偏光片43將來自下 側(cè)(背光源側(cè))的光轉(zhuǎn)變?yōu)榫€性偏振光，并輸出線性偏振光到達(dá)顯示單元中的 液晶層37(見圖1)。
第一保護(hù)層42和第二保護(hù)層44例如由三乙酰纖維素(TAC)等形成。第 一保護(hù)層42和第二保護(hù)層44將偏光片43夾于其間以保護(hù)偏光片43。
應(yīng)用了本發(fā)明第一實(shí)施方案的第二偏光板50通過粘結(jié)層51粘結(jié)在對 向基底31的顯示面?zhèn)取?br> 第二偏光板50從對向基底31側(cè)順次具有第一保護(hù)層52、偏光片(層)53 和第二保護(hù)層54。
偏光片53例如由染料染色的PVA形成。偏光片53將通過液晶層37(圖 1 )時量依據(jù)圖像信號經(jīng)過調(diào)節(jié)的光轉(zhuǎn)變?yōu)榫€性偏振光，并輸出線性偏振光到 達(dá)顯示面ll(圖l)側(cè)。例如，在TN(扭曲向列)、VA(垂直取向)和IPS(面內(nèi)切 換)模式的液晶顯示裝置中，在從顯示面ll觀察的平面內(nèi)，偏光片53具有 與位于背光源側(cè)的偏光片43的吸收軸正交的吸收軸。然而，此處應(yīng)當(dāng)指出 的是，在液晶顯示裝置為其它模式的一些情況下，偏光片53的吸收軸和偏 光片54的吸收軸可能沒有相互正交。
第一保護(hù)層52和第二保護(hù)層54例如由三乙酰纖維素(TAC)等形成。第 一保護(hù)層52和第二保護(hù)層54將偏光片53夾于其間以保護(hù)偏光片53。
除偏光片的偏振方向以外，上述結(jié)構(gòu)對于第一偏光板40和第二偏光板 50而言是相同的。
第二偏光板50在第二保護(hù)層54之上進(jìn)一步設(shè)置有作為分子固定層的 取向膜55、設(shè)置在取向膜55之上的光學(xué)各向異性層56、設(shè)置在光學(xué)各向 異性層56之上的第三保護(hù)層57。
光學(xué)各向異性層56例如由光聚合液晶(LC)聚合物形成，其中作為光學(xué) 各向異性體的液晶分子以不同的角度配置。液晶分子可處于非取向狀態(tài) (non-aligned state),其中液晶分子的取向完全處于隨機(jī)狀態(tài)或處于微取向狀 態(tài)(slightly aligned state)。更具體地，光學(xué)各向異性層56中的分子在從非取向狀態(tài)(有序參數(shù)為O)至取向狀態(tài)(有序參數(shù)為約0.7)的范圍內(nèi)取向。
在本文中，作為圖1所示液晶層37的取向膜的第一取向膜34和第二 取向膜36通常以一定的程度取向，使得有序參數(shù)以最低不小于0.9的值達(dá)
到飽和。
本實(shí)施方案中的光學(xué)各向異性層56的有序參數(shù)最高不大于約0.7的表 述表示該光學(xué)各向異性層56中的分子的取向沒有達(dá)到使有序參數(shù)飽和的程度。
然而，此處應(yīng)當(dāng)指出的是，例如在投入使用的屏幕頻繁切換為人物狀 態(tài)和風(fēng)景狀態(tài)的液晶顯示裝置中，期望有序參數(shù)盡可能的低，例如，將有 序參數(shù)設(shè)定為最高不大于0.5的值。另外，對于屏幕以人物狀態(tài)使用的頻率 和屏幕以風(fēng)景狀態(tài)使用的頻率相當(dāng)?shù)膽?yīng)用，期望光學(xué)各向異性層56是非取 向的。
取向膜55是用于控制光學(xué)各向異性層56的有序參數(shù)的膜，就此而言 將取向膜55稱作"分子固定層"。由分子固定層進(jìn)行的控制包括將分子固 定為非取向狀態(tài)(隨機(jī)狀態(tài))的情況。
光學(xué)各向異性層56屬于涂布型，在施用狀態(tài)(涂布后的狀態(tài))下，該層 中的分子可以一定的程度取向。然而，當(dāng)取向膜55是用于確保非取向的膜 時，光學(xué)各向異性層56中的分子可被固定為呈隨機(jī)取向。因而，本文所用 的表述"取向膜"不限于"用于取向的膜"，而是表示"用于控制取向的膜"， 包括用于使分子從取向狀態(tài)恢復(fù)為非取向狀態(tài)的膜。
另外，如果通過涂布形成光學(xué)各向異性層56時達(dá)到的分子取向令人滿 意，則可省略取向膜55。
光學(xué)各向異性層56屬于涂布型，因而非常薄。例如，期望能夠?qū)⒐鈱W(xué) 各向異性層56的延遲量i殳定在100nm至200nm的范圍內(nèi)，或者該范圍的 上限和下限乘以奇數(shù)得到的范圍內(nèi)。在本文中，100nm至200nm的延遲量 對應(yīng)于可見光(波長400 nm至780 nm)的1/4波長。
盡管依賴于光學(xué)各向異性層56的構(gòu)成材料等因素，但在延遲量為約 150nm的情況下，實(shí)際膜厚為數(shù)十微米。
在以下的實(shí)施方案中將詳細(xì)描述涂布型光學(xué)各向異性層56的構(gòu)成材料 和制備方法，光學(xué)各向異性層56由液晶材料溶于單體所制備的材料形成或 由賦予聚合物液晶材料光固化性能所得到的材料形成。光學(xué)各向異性層56可通過如下制備方法形成如有必要，使包括偏光 片等的偏光板經(jīng)受取向處理，然后使用光學(xué)各向異性材料涂布該偏光板， 隨后使所述光學(xué)各向異性材料聚合。因而，在最簡單的結(jié)構(gòu)中，如圖3所 示，光學(xué)各向異性層56形成在常規(guī)的偏光板50，上。
另外，圖2示出了適于下述情況的結(jié)構(gòu)實(shí)例第二偏光板通過層疊法
保護(hù)層層疊。
第二實(shí)施方案
圖4示出了第二偏光板的截面，該第二偏光板的層的布置與圖2所示 的第一實(shí)施方案不同。
圖4所示的第二偏光板50A可取代圖1所示的液晶顯示裝置IO的第二 偏光4反50。
圖4的第二偏光板50A與圖2的第二偏光板50的相同之處在于通過 粘結(jié)層51粘結(jié)在對向基底31上的第一保護(hù)層52和其上的偏光片53依此 順序設(shè)置。
在本實(shí)施方案的第二偏光板50A中，光學(xué)各向異性層56、取向膜55 和第三保護(hù)層57形成在偏光片53之上。換言之，在第二偏光板SOA中， 省略了圖2中的第二保護(hù)層54,取向膜55和光學(xué)各向異性層56之間的位 置關(guān)系與圖2相反。這些差別與隨后將要描述的制造方法密切相關(guān)。
取向膜55和光學(xué)各向異性層56的材料和功能與第一實(shí)施方案相同， 因而在此略去對它們的描述。
第三實(shí)施方案
在該實(shí)施方案中，示出了獲得上述第一或第二實(shí)施方案中的第二偏光 板結(jié)構(gòu)的具體制造實(shí)例。
使用光聚合LC聚合物在取向膜55上形成光學(xué)各向異性層56。取向膜 55是通過例如摩擦處理、光學(xué)取向處理等獲得取向能力的取向膜。
為形成取向膜55,使用了聚酰亞胺、聚酰胺、聚乙烯醇等。摩擦處理 通過如下方法進(jìn)行將選自諸如人造纖維、棉、聚酰胺和聚曱基丙烯酸曱 酯等基材的材料的摩擦織物巻繞在金屬輥周圍，以摩擦織物接觸將要摩擦 的膜并使該金屬輥轉(zhuǎn)動，或者在該金屬輥保持靜止的同時將膜送入，從而 摩擦膜的表面。光學(xué)各向異性層56是可聚合液晶單體三維交聯(lián)并同時相對于基底表面
以固定角度取向的層。在該聚合型液晶層中，可聚合液晶單體的主軸和沿
聚合液晶單體的主軸沿取向基底的取向方向取向。
在本文中，可使用相對于已經(jīng)受取向處理的表面取向?yàn)楣潭ń嵌鹊牟?料作為可聚合液晶單體，在這些材料中，優(yōu)選使用耐熱性高的材料。
另外，除了可聚合液晶單體以外，用于形成光學(xué)各向異性層56的材料
根據(jù)需要可包含用于輻射固化的光聚合引發(fā)劑、用于在空氣界面處或取向 膜周圍取向的取向助劑、用于提高膜厚均勻性的表面活性劑。
光學(xué)各向異性層56可以是多個層的堆疊體。在堆疊時，構(gòu)成下層的聚 合型液晶層可用作將形成于其上的層的取向膜，此外，還可在各層之間設(shè) 置取向膜，從而改變光強(qiáng)分布的軸。作為聚合型液晶層，可使用具有已知 的向列(nematic)、月旦甾(cholesteric)、手性向列(chiral nematic)、盤形(discotic) 或碟形(smectic)等規(guī)則度的那些。另外，可采用分子取向平行于取向膜的平 行取向、傾角從取向膜附近開始變化的混合取向和分子取向垂直于取向膜 的垂面取向。
可使用的光聚合引發(fā)劑的實(shí)例包括噻噸酮類光聚合？ 1發(fā)劑(例如2,4-二 乙基噻噸酮、2-氯p塞噸酮)、二苯曱酮類光聚合引發(fā)劑(例如二苯曱酮、4-(曱 基苯基笨硫基)苯基)苯基曱烷)、蒽醌類光聚合引發(fā)劑(例如乙基蒽醌)。
如有必要，可組合使用多種光聚合引發(fā)劑，還可添加其它光聚合引發(fā) 劑。此外， 一種或多種光聚合引發(fā)劑的添加量通常為0.01 wt.。/。至15 wt.%， 優(yōu)選0.1 wt.。/。至12 wt.%，更優(yōu)選0.3 wt.。/。至10 wt.%。
可使用的表面活性劑的實(shí)例包括丙烯酸類表面活性劑、有機(jī)硅表面活 性劑和含氟表面活性劑，所述表面活性劑可單獨(dú)使用或組合使用。丙烯酸 類材料的實(shí)例包括BYK361、 307、 325、 344、 352、 354和392(BYK-Chemie 的產(chǎn)品)，以及Polyflow 461(Kyoeisha Chemical Co" Ltd生產(chǎn))。含氟材料的 實(shí)例包括SC101 、 SC386(AGC生產(chǎn))，Megaface R-08、 R-卯、F-430(Dainippon Ink And Chemicals Inc. (DIC)生產(chǎn))，以及DMAOP(商品名，Azmax Co., Ltd. 生產(chǎn))。有機(jī)硅材料的實(shí)例包括KF-643和X22-1927。
可將一種或多種表面活性劑的添加量設(shè)定在不會賦予液晶取向(定向) 的范圍內(nèi)。通常，該添加量基于液晶材料的量優(yōu)選為約0.001 wt。/o至10Wt.%，更優(yōu)選為約0.01 Wt.o/o至5 Wt.%。
表面活性劑用于控制使用可聚合液晶組合物的光學(xué)元件中的可聚合液 晶單體的傾角，從而可形成可聚合液晶單體以面內(nèi)均勻傾角取向的光學(xué)元件。
偶聯(lián)劑的具體實(shí)例包括硅烷類偶聯(lián)劑，所述硅烷類偶聯(lián)劑通過硅烷化 合物例如正辛基三甲氧基硅烷、正辛基三乙氧基硅烷、癸基三甲氧基硅烷、 癸基三乙氧基硅烷、正十二烷基三曱氧基硅烷、正十二烷基三乙氧基硅烷、 十八烷基三甲氧基硅烷、十八烷基三乙氧基硅烷等的水解獲得。
為了在延遲層厚度增大的情況下仍能夠?qū)崿F(xiàn)可聚合液晶單體的垂面取 向，偶聯(lián)劑優(yōu)選是具有使棒狀可聚合液晶單體呈垂面取向的強(qiáng)烈作用的偶 聯(lián)劑。這種偶聯(lián)劑的具體實(shí)例包括氟硅烷類偶聯(lián)劑(具有氟烷基的硅烷類偶
聯(lián)劑)，所述氟硅烷類偶聯(lián)劑通過如下氟硅烷化合物的水解獲得全氟烷基 硅烷、五氟苯基三曱氧基硅烷、五氟苯基三乙氧基硅烷、五氟笨基丙基三 曱氧基硅烷、五氟苯基丙基三乙氧基硅烷、三氟丙基三曱氧基硅烷、三氟 丙基三乙氧基硅烷、lH,lH,2H，2H-全氟癸基三甲氧基硅烷、1H，1H，2H，2H-全氟癸基三乙氧基硅烷、1H,1H，2H,2H-全氟辛基三曱氧基硅烷 (perfluoroocyltrimethoxysilane)、 1H，lH，2H,2H-全氟辛基三乙氧基硅烷、3-(庚 氟異丙氧基)丙基三曱氧基硅烷和3-(庚氟異丙氧基)丙基三乙氧基硅烷。
一種或多種偶聯(lián)劑的用量根據(jù)基底材料、延遲層厚度、所用偶聯(lián)劑的 耳又向限制力(orientation-restricting power)等而不同，并且基于一種或多種可 聚合液晶單體的總量優(yōu)選為約0.001 wt.。/。至5 wt.%，更優(yōu)選為約0.01 wt.% 至1 wt.%。如果可聚合組合物中包含大量偶聯(lián)劑，則不能夠?qū)崿F(xiàn)可聚合液 晶的垂直取向，在垂面取向區(qū)域和除垂面取向以外的其它取向區(qū)域之間出 現(xiàn)相分離。
制造方法
以下將描述第二偏光板50的制造方法。 圖5A示出了該制造方法中的層疊步驟。
對于第一實(shí)施方案中的層的布置(圖2)，如圖5B1所示，使膜巻繞成巻 60，在所述膜中取向膜55和光學(xué)各向異性層56通過涂布形成在第二保護(hù) 層54之上。
另一方面，對于第二實(shí)施方案中的層的布置(圖4),通過涂布將取向膜
1455和光學(xué)各向異性層56設(shè)置在第三保護(hù)膜57之上而形成膜，并使所述膜 巻繞成巻60。
所述膜各自如下形成。
首先，將用于形成光學(xué)各向異性層56的材料，具體地，將第一可聚合 液晶單體M1、光聚合引發(fā)劑和表面活性劑以上述預(yù)定的比例溶于溶劑，以 制備涂布液。
接著，通過預(yù)定的方法在TAC等基底膜上形成取向膜55，所述基底膜 形成第二保護(hù)層54(或第三保護(hù)層57)。然后，通過施用涂布液以預(yù)定膜厚 形成涂布膜，以形成光學(xué)各向異性層56。此外，可采用多種涂布方法中的 一種形成涂布膜。
隨后，干燥將成為光學(xué)各向異性層56的涂布膜中的溶劑，然后在從呈 現(xiàn)液晶相的溫度至呈現(xiàn)各向同性相的溫度+約10°C的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行取向 處理。接著，在室溫下或伴隨加熱進(jìn)行輻射照射，以使第一可聚合液晶單 體Ml三維交i[關(guān)。
在這種情況下，對涂布膜的輻射照射優(yōu)選在惰性氣氛如氮?dú)?N2)氣氛下
進(jìn)行。由此，可在不受氧氣侵蝕的情況下形成耐熱性良好的延遲層。
另外，作為照射涂布膜的輻射，可使用汞激發(fā)光源(如低壓汞燈、高壓 汞燈和超高壓汞燈)以及氙光源等發(fā)出的輻射。優(yōu)選地，使用可操作地發(fā)射 在光聚合引發(fā)劑敏感度高的波長帶中具有強(qiáng)度峰的光的光源。
此外，在不低于室溫且不高于液晶單體的透明點(diǎn)(N-I點(diǎn))的溫度下對涂 布膜進(jìn)行輻射照射。由此，可在不破壞液晶性質(zhì)(各向異性)的情況下形成交 聯(lián)密度高且耐熱性良好的延遲層。此外，透明點(diǎn)是在液晶相和各向同性相 之間發(fā)生相變的溫度。
在如上形成光學(xué)各向異性層56時，控制該層的厚度。可采用的控制方 法根據(jù)涂布系統(tǒng)而不同。例如，對于旋涂系統(tǒng)，可通過調(diào)節(jié)涂布液中固體 物質(zhì)的濃度、旋涂的轉(zhuǎn)速、旋轉(zhuǎn)時間等來控制膜厚。對于擠出涂布系統(tǒng)如 狹縫涂布(slit coating)和口模式涂布(die coating),通過調(diào)節(jié)涂布液中固體物 質(zhì)的濃度、狹縫頭(slit head)或模頭與待涂布基底之間的相對速度、涂布量 等來控制膜厚。
在由此形成其中一種或多種可聚合液晶單體三維交聯(lián)的層之后，進(jìn)行 熱處理以進(jìn)一步提高三維交聯(lián)度。在本文中，在不低于液晶單體的透明點(diǎn)(N-I點(diǎn))的溫度下進(jìn)行熱處理，從而可獲得耐熱性更加優(yōu)異的傾斜取向延遲層。
耐熱條件可根據(jù)所使用的材料和延遲層形成步驟之后的步驟中的熱處
理?xiàng)l件而不同。在本文中，在100。C至23(TC下進(jìn)行10 min至120 min的 熱處理。由此可獲得受到保護(hù)而免于劣化(例如變黃、相差量(延遲量)降低 等)的延遲層，否則在隨后的步驟中進(jìn)行的熱處理可能造成所述劣化。
因此，即使光學(xué)各向異性層56在隨后的步驟中經(jīng)受熱處理，延遲層的 特性仍可在熱處理過程中穩(wěn)定地保持不變。例如，正面相差(front-side phase difference)和向著極角方向傾斜的方向產(chǎn)生的相差在熱處理過程中穩(wěn)定地保 持不變。
在圖5所示的步驟中，膜所形成的巻60的材料、第一保護(hù)層52巻繞 形成的巻61的材料和插入其間的偏光片53在層疊步驟中相互粘結(jié)。在含 染料的液槽62中染色并干燥之后，向?qū)盈B步驟提供將成為偏光片53的PVA膜。
在層疊之后，在通過粘結(jié)層51粘結(jié)在對向基底31上之前，將所形成 的第二偏光板50切割成預(yù)定尺寸。 第四實(shí)施方案
第四實(shí)施方案涉及應(yīng)用本發(fā)明的有機(jī)EL顯示裝置。
圖6示出了該裝置的結(jié)構(gòu)。在該截面圖中，為了便于參看附圖，部分 地省略了表示截面的陰影，以在厚度方向上特別放大的狀態(tài)示出位于顯示 面?zhèn)鹊钠?反。
有機(jī)EL顯示裝置具有像素電路，該像素電路包括多個TFT和電容器， 并以堆疊結(jié)構(gòu)形成在基底上。在圖6所示的有機(jī)EL顯示裝置100中省略了 像素電路。在像素電路之上的上層處形成由鋁等構(gòu)成的金屬層101。金屬層 101例如用作矩陣驅(qū)動像素的配線。
在金屬層101之上進(jìn)一步形成有機(jī)二極管層疊膜102,該有機(jī)二極管層 疊膜102包括與另一金屬層和處于預(yù)定位置的TFT連接的有機(jī)發(fā)光二極 管的陰極；形成在上方有多個有機(jī)膜的發(fā)光層；使用透明導(dǎo)電材料形成在 發(fā)光層之上的陽極。在這種結(jié)構(gòu)下，從有機(jī)二極管層疊膜102發(fā)出的光取 向輸出至透明電極側(cè)。
另一方面，在以這種方式形成的顯示單元板的最上層處形成偏光板60以防止反射。
偏光板60是應(yīng)用了本發(fā)明該實(shí)施方案的偏光板。具體地，偏光板60 通過粘結(jié)層61粘結(jié)在顯示單元的顯示面?zhèn)取?br> 偏光板60從下側(cè)順次具有1/4波板(quarter-wave plate)62、第 一保護(hù)層 63、偏光片(層)64和第二保護(hù)層65。
就此而言，偏光板60的結(jié)構(gòu)等同于常規(guī)防反射偏光板的結(jié)構(gòu)。偏光板 60進(jìn)一步設(shè)置有堆疊于其上的取向膜(分子固定層)55和光學(xué)各向異性層 56，該組件進(jìn)一步由第三保護(hù)層67覆蓋。
取向膜55和光學(xué)各向異性層56具有與第一至第三實(shí)施方案中的取向 膜和光學(xué)各向異性層相同的功能，并且由與第一至第三實(shí)施方案中的材料 相同的材料形成。
第三實(shí)施方案中的制造方法可以基本相同的方式應(yīng)用于第四實(shí)施方 案，不同的是形成1/4波板62的部分。
第一至第三保護(hù)層63、 65、 67例如由三乙酰纖維素(TAC)形成。
當(dāng)環(huán)境光入射在顯示面?zhèn)葧r，偏光片64將入射光轉(zhuǎn)變?yōu)榫€性偏振光， 然后1/4波板62將該線性偏振光轉(zhuǎn)變?yōu)閳A偏振光。該圓偏振光例如被顯示 單元中的金屬層101反射而返回顯示面?zhèn)?。在這種情況下，通過反射例如 將右旋圓偏振光轉(zhuǎn)變?yōu)樽笮龍A偏振光。因而，當(dāng)反射光再次通過1/4波板 62時，該反射光從圓偏振光變回線性偏振光。由于偏振方向不同，相差90°， 因而反射光在偏光片64附近被吸收而轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃?。因此避免了反射?br> 在上述第一至第四實(shí)施方案中，在設(shè)置了光學(xué)各向異性層56的情況下， 可使偏光板較薄，從而可將偏光板整體引入薄型顯示裝置。
另外，在如圖7所示線性偏光片的吸收軸和偏光太陽鏡的吸收軸相互 正交的情況下，由于光學(xué)各向異性層56中的分子呈不同取向，因而鑒于局 部圓偏振而能夠容易地透過偏光太陽鏡看到所顯示的圖像。例如，在分子 取向相差約90。的液晶分子56A和56B之間，圓偏振方向存在90。的相差。 另外，還存在以中間角傾斜的液晶分子?？傊瑥娜我饨嵌扔^看時均可良 好地顯示圖像。
盡管圖7示出了非取向的實(shí)例，但液晶分子還可根據(jù)常規(guī)的視角以一 定的程度取向。由取向膜55進(jìn)行取向控制。
此外，在該實(shí)施方案中，與1/4波板設(shè)置于最外層顯示面的情況不同，
17在整個屏幕區(qū)域上沒有出現(xiàn)淡淡的色彩。具體地，當(dāng)關(guān)注圖7所示的各液 晶分子時，透過分子射出的光線依據(jù)各分子的傾斜度呈現(xiàn)淡藍(lán)色或淡黃色。
然而，總體上，這些色彩達(dá)到平衡，因而所顯示的圖像的色再現(xiàn)性(color reproducibility)沒有受到損害。
因而，在本發(fā)明的實(shí)施方案中，在偏光片和使用該偏光片的顯示裝置 中，即使在透過偏光太陽鏡觀看顯示圖像的情況下或任意其它情況下，仍 能夠在避免可見度降低的同時使組件較薄。
此外，根據(jù)上述第 一至第四實(shí)施方案的顯示裝置可廣泛用作便攜式電 子設(shè)備如移動電話、便攜式游戲機(jī)等，具有車輛導(dǎo)航功能的車載電子設(shè)備， 以及其它電子設(shè)備的顯示單元。
上述說明構(gòu)成這些電子設(shè)備的實(shí)施方案。
本申請包括與2008年6月11日提交于日本專利局的日本在先專利申 請JP 2008-153082所披露的主題相關(guān)的主題，在此引入其全部內(nèi)容作為參考。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是，在所附權(quán)利要求或其等同物的范圍內(nèi)， 可根據(jù)設(shè)計要求和其它因素作出各種改進(jìn)、組合、次組合和替換。
權(quán)利要求
1.一種偏光板，包括用于使入射光偏振并射出偏振光的偏光片層；和設(shè)置在從所述偏光片層射出的偏振光所到達(dá)的一側(cè)上的涂布型光學(xué)各向異性層。
2. 權(quán)利要求1的偏光板，還包括分子固定層，所述分子固定層是與所迷光學(xué)各向異性層接觸的膜并使 構(gòu)成所述光學(xué)各向異性層的分子的取向固定為隨機(jī)狀態(tài)或介于隨機(jī)狀態(tài)和 取向狀態(tài)之間的中間狀態(tài)。
3. 權(quán)利要求2的偏光板，包括 第一基體層；設(shè)置在所述第一基體層之上的所述偏光片層；設(shè)置在所述偏光片層之上的第二基體層； 設(shè)置在所述第二基體層之上的所述分子固定層； 設(shè)置在所述分子固定層之上的所述光學(xué)各向異性層；和 設(shè)置在所述光學(xué)各向異性層之上的保護(hù)層。
4. 權(quán)利要求2的偏光板，包括 第一基體層；設(shè)置在所述第一基體層之上的所述偏光片層； 設(shè)置在所述偏光片層之上的所述光學(xué)各向異性層；設(shè)置在所述分子固定層之上的第二基體層。
5. 權(quán)利要求1的偏光板，其中由所述光學(xué)各向異性層中的分子的雙折射率與所述光學(xué)各向異性層的厚度的乘積表示的延遲量在100 nm至200 nm的范圍內(nèi)或者在該范圍 奇數(shù)倍的范圍內(nèi)。
6. —種顯示裝置，包括第一基底和第二基底，液晶密封于所述第一基底和所述第二基底之間 而形成液晶層；設(shè)置在所述第一基底的反液晶層側(cè)的第一偏光板；設(shè)置在所述第二基底的反液晶層側(cè)的第二偏光板；和 設(shè)置在所述第 一偏光板的反液晶層側(cè)的背光源； 其中所述第二偏光板包括偏光片層，所述偏光片層使來自液晶層側(cè)的入射光線性偏振并射出線 性偏振光到達(dá)顯示面?zhèn)龋约巴坎夹凸鈱W(xué)各向異性層，所述涂布型光學(xué)各向異性層設(shè)置在從所述偏 光片層射出的光所到達(dá)的一側(cè)上。
7. —種顯示裝置，包括有機(jī)電致發(fā)光板，通過所述有機(jī)電致發(fā)光板由有機(jī)電致發(fā)光元件產(chǎn)生 的光透過圓偏光板輸出，所述圓偏光板設(shè)置在位于所述有機(jī)電致發(fā)光板一 側(cè)的構(gòu)成主表面的出射表面上；其中所述圓偏光板包括使入射光圓偏振并射出圓偏振光的偏光片層，和 設(shè)置在從所述偏光片層射出的光所到達(dá)的一側(cè)上的涂布型光學(xué)各向異性層。
8. —種電子設(shè)備，包括在圖像顯示面?zhèn)龋?1入偏光板的顯示裝置； 其中所述偏光板包括用于使入射光偏振并射出偏振光到達(dá)所述顯示面?zhèn)鹊钠馄瑢?，?相對于所述偏光片遠(yuǎn)離所述顯示面?zhèn)仍O(shè)置的涂布型光學(xué)各向異性層。
全文摘要
本發(fā)明提供偏光板，該偏光板包括用于使入射光偏振并射出偏振光的偏光片層；設(shè)置在從偏光片層射出的偏振光所到達(dá)的一側(cè)上的涂布型光學(xué)各向異性層。
文檔編號H01L51/50GK101604041SQ200910145939
公開日2009年12月16日 申請日期2009年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月11日
發(fā)明者坂井榮治 申請人:索尼株式會社