CN100380206C - 配有光学补偿层的偏光板及使用该偏光板的图像显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了能够有助于减少厚度、防止由于热度造成的不均匀显示并且良好地防止黑色显示时漏光的配置有光学补偿层的偏光板及使用该偏光板的图像显示装置。本发明的配置有光学补偿层的偏光板依次包括偏光片、第一光学补偿层、第二光学补偿层和第三光学补偿层。第一光学补偿层、第二光学补偿层和第三光学补偿层各自具有预定的光弹性系数绝对值、折射率分布和面内相位差和/或厚度方向的相位差。偏光片的吸收轴和第一光学补偿层的慢轴形成10°到30°的角。偏光片的吸收轴和第二光学补偿层的慢轴形成70°到95°的角。偏光片的吸收轴和第三光学补偿层的慢轴形成70°到95°的角。

Description

配有光学补偿层的偏光板及使用该偏光板的图像显示装置

技术领域

本发明涉及配置有光学补偿层的偏光板，以及使用该偏光板的图像显示装置。具体地说，本发明涉及能够有助于减少厚度和防止由于热度造成的不均匀显示、并且能够良好地防止黑色显示时漏光的配置有光学补偿层的偏光板，以及使用该偏光板的图像显示装置。

背景技术

VA模式的液晶显示装置中除了透射式液晶显示装置和反射式液晶显示装置之外，还提出有半透射反射式液晶显示装置(例如，参见JP 11-242226A和JP 2001-209065A)。半透射反射式液晶显示装置在明亮的地方如同反射式液晶显示装置一样利用外部光线，而在昏暗的地方允许用例如背光源的内部光源来辨识显示。即，半透射反射式液晶显示装置采用了结合反射模式和透射模式的显示***，并且根据其环境的亮度将显示模式切换为反射模式或透射模式。结果，半透射反射式液晶显示装置即使在消耗电力降低与周围环境昏暗的情况下也能够提供清晰的显示，因此适用于便携式装置的显示部分。

这样的半透射反射式液晶显示装置的具体例子为在下基板的内侧上包括反射膜的液晶显示装置，该反射膜具有在铝等金属膜上形成的用于光透射的视窗部分，并且该反射膜充当半透射反射板。在反射模式的液晶显示装置中，从上基板侧射入的外部光线穿过液晶层，在下基板内侧的反射膜上反射，随后再次穿过液晶层，从上基板侧射出，从而进行显示。同时，在透射模式的液晶显示装置中，从下基板侧射入的背光源的光穿过反射膜的视窗部分并穿过液晶层，然后从上基板侧射出，从而进行显示。因此，在反射膜形成区域中，形成有视窗部分的区域成为透射显示区域，而其余区域成为反射显示区域。

但是，在传统的VA模式反射式或半透射反射式液晶显示装置中，黑色显示时的漏光问题和对比度降低问题，长久以来没有得到解决。

发明内容

为解决上述传统问题而完成本发明，因此本发明的目的在于提供能够有助于减少厚度和防止由于热度造成的不均匀显示、并且能够良好地防止黑色显示时漏光的配置有光学补偿层的偏光板，以及使用该偏光板的图像显示装置。

(解决问题的方式)

根据本发明的一个实施方式，配置有光学补偿层的偏光板依次包括偏光片、第一光学补偿层、第二光学补偿层和第三光学补偿层。第一光学补偿层含有光弹性系数绝对值小于或等于2×10^-11m²/N的树脂，具有nx＞ny＝nz的关系，并且其面内相位差Re₁为200到300nm；第二光学补偿层含有光弹性系数绝对值小于或等于2×10^-11m²/N的树脂，具有nx＞ny＝nz的关系，并且其面内相位差Re₂为90到160nm；第三光学补偿层具有nx＝ny＞nz的关系，其面内相位差Re₃为0到20nm，并且其厚度方向的相位差Rth₃为30到300nm。偏光片的吸收轴和第一光学补偿层的慢轴形成10°到30°的角；偏光片的吸收轴和第二光学补偿层的慢轴形成70°到95°的角；偏光片的吸收轴和第三光学补偿层的慢轴形成70°到95°的角。

在本发明的一个实施方式中，第三光学补偿层的厚度为1到50μm。

在本发明的另一个实施方式中，第三光学补偿层由选择性反射波长区域小于或等于350nm的胆甾型配向固定层构成。

或者，第三光学补偿层包括由具有nx＝ny＞nz的关系、并且含有光弹性系数绝对值小于或等于2×10^-11m²/N的树脂的膜形成的层，和选择性反射波长区域小于或等于350nm的胆甾型配向固定层。

根据本发明的另一方面，提供液晶面板。该液晶面板包括上述配置有光学补偿层的偏光板和液晶单元。

在本发明的一个实施方式中，上述液晶单元为反射式或半透射式的VA模式。

根据本发明的又一方面，提供液晶显示装置。该液晶显示装置包括上述液晶面板。

根据本发明的再一方面，提供图像显示装置。该图像显示装置包括上述配置有光学补偿层的偏光板。

(发明效果)

如上所述，根据本发明，偏光片的吸收轴与第一光学补偿层(λ/2板)、第二光学补偿层(λ/4板)和第三光学补偿层(阴极C板)的各个慢轴间形成的夹角设定在预定范围内，从而明显改善特别是VA模式的反射式和半透射式液晶显示装置的黑色显示时的漏光。第三光学补偿层(阴极C板)通过使用液晶材料和手性试剂而由胆甾型配向固定层构成，从而与传统的阴极C板相比厚度明显降低。结果，本发明可以极大地有助于减少图像显示装置的厚度。而且，通过减少第三光学补偿层(阴极C板)的厚度，可以明显地防止由于热度造成的不均匀显示。

附图说明

图1是根据本发明优选实施方式的配置有光学补偿层的偏光板的截面示意图；

图2是根据本发明优选实施方式的配置有光学补偿层的偏光板的分解透视图；

图3是根据本发明优选实施方式的用于液晶显示装置的液晶显示面板的截面示意图。

(附图编号说明)

10配置有光学补偿层的偏光板

11偏光片

12第一光学补偿层

13第二光学补偿层

14第三光学补偿层

20液晶单元

100液晶面板

具体实施方式

(术语和符号的定义)

下文描述本发明说明书中术语和符号的定义。

(1)符号“nx”指的是提供最大面内折射率的方向(即，慢轴方向)内的折射率，符号“ny”指的是在同一平面内垂直于慢轴的方向(即，快轴方向)内的折射率。符号“nz”指的是厚度方向的折射率。而且，例如表达式“nx＝ny”，不仅指nx和ny完全相等的情况，还包括nx和ny基本相等的情况。在本发明的说明书中，短语“基本相等”包括在实际应用中，在对配置有光学补偿层的偏光板的整体偏振性能不产生影响的范围内，nx和ny不相等的情况。

(2)术语“面内相位差Re”指的是在23℃下，使用波长为590nm的光测定的膜(层)的面内相位差值。Re可以从公式Re＝(nx-ny)×d来确定，在这里nx和ny分别表示590nm的波长下慢轴方向和快轴方向的膜(层)的折射率，d(nm)表示膜(层)的厚度。

(3)术语“厚度方向的相位差Rth”指的是在23℃下，使用波长为590nm的光测定的膜(层)的厚度方向的相位差值。Rth可以从公式Rth＝(nx-nz)×d确定，在这里nx和nz分别表示590nm的波长下慢轴方向和厚度方向的膜(层)的折射率，d(nm)表示膜(层)的厚度。

(4)本发明说明书中描述的术语或符号后所附的下标“1”表示第一光学补偿层。本发明说明书中描述的术语或符号后所附的下标“2”表示第二光学补偿层。本发明说明书中描述的术语或符号后所附的下标“3”表示第三光学补偿层。

(5)术语“λ/2板”指的是具有将具有特定振动方向的线性偏振光转换为具有与该线性偏振光的特定振动方向相垂直的振动方向的线性偏振光、或者将右旋圆偏振光转换为左旋圆偏振光(或将左旋圆偏振光转换为右旋圆偏振光)的功能的板。λ/2板的膜(层)的面内相位差值为预定光波长(通常为可见光区域)的大约1/2。

(6)术语“λ/4板”指的是具有将具有特定波长的线性偏振光转化为圆偏振光(或将圆偏振光转化为线性偏振光)功能的板。λ/4板的膜(层)的面内相位差值为预定光波长(通常为可见光区域)的大约1/4。

(7)术语“胆甾型配向固定层”指的是这样的层，其中：形成该层的分子形成螺旋结构；该螺旋结构的螺旋轴的配向基本垂直于面方向；并且固定呈现这样的配向状态。因此，术语“胆甾型配向固定层”不仅指液晶化合物显示胆甾型液晶相的情况，而且还包括非液晶化合物具有胆甾型液晶相伪结构的情况。例如，“胆甾型配向固定层”可以通过以下方式形成：用手性试剂使显示液晶相的液晶材料扭转从而配向为胆甾型结构(螺旋结构)；对该液晶材料进行聚合处理或交联处理以固定该液晶材料的配向(胆甾型结构)。

(8)短语“选择性反射波长区域小于或等于350nm”指的是选择性反射波长区域的中心波长小于或等于350nm。例如，在胆甾型配向固定层是通过使用液晶单体形成的情况下，选择性反射波长区域的中心波长λ可以用下列公式表示。

λ＝n×P

在该式中，n表示液晶单体的平均折射率，P表示胆甾型配向固定层的螺旋度(helical pitch)(nm)。平均折射率n用(n_o+n_e)/2表示，通常在1.45到1.65范围内。n_o表示液晶单体的寻常光折射率，n_e表示液晶单体的非寻常光折射率。

(9)术语“手性试剂”指的是具有使液晶材料(例如向列型液晶)配向成为胆甾型结构的功能的化合物。

(10)术语“扭转力”指的是手性试剂为液晶材料提供扭转力并使该液晶材料配向成为胆甾型结构(螺旋结构)的能力。通常，扭转力可以用下式表示。

扭转力＝1/(P×W)

如上所述，P表示胆甾型配向固定层的螺旋度(nm)。W表示手性试剂的重量比。手性试剂的重量比W可以用W＝[X/(X+Y)]×100来表示。

X表示手性试剂的重量，Y表示液晶材料的重量。

A.配置有光学补偿层的偏光板

A-1.配置有光学补偿层的偏光板的整体结构

图1是根据本发明优选实施方式的配置有光学补偿层的偏光板的截面示意图。图2是解释了构成配置有光学补偿层的偏光板的各层的光学轴的分解透视图。如图1所示，配置有光学补偿层的偏光板10依次包括偏光片11、第一光学补偿层12、第二光学补偿层13和第三光学补偿层14。配置有光学补偿层的偏光板的各层通过任何合适的压敏粘合层或粘合剂(未显示)而层积在一起。在实际应用中，在偏光片11未形成光学补偿层的一侧可以层积任何合适的保护膜(未显示)。而且，根据需要，保护膜可以配置在偏光片11和第一光学补偿层12之间。

第一光学补偿层12含有光弹性系数绝对值小于或等于2×10^-11m²/N的树脂，具有nx＞ny＝nz的关系，并且其面内相位差Re₁为200到300nm。第二光学补偿层13含有光弹性系数绝对值小于或等于2×10^-11m²/N的树脂，具有nx＞ny＝nz的关系，并且其面内相位差Re₂为90到160nm。第三光学补偿层14具有nx＝ny＞nz的关系，其面内相位差Re₃为0到20nm，并且其厚度方向的相位差Rth₃为30到300nm。第一光学补偿层、第二光学补偿层和第三光学补偿层将在下面的A-2、A-3和A-4部分中分别详细说明。

在本发明中，如图2所示，第一光学补偿层12被层积为使得其慢轴B和偏光片11的吸收轴A形成预定角度α。角度α相对于偏光片11的吸收轴A朝向逆时针方向旋转10°到30°，优选12°到27°，更优选14°到25°。第二光学补偿层13被层积为使得其慢轴C和偏光片11的吸收轴A形成预定角度β。角度β相对于偏光片11的吸收轴A朝向逆时针方向旋转70°到95°，优选72°到93°，更优选74°到92°。第三光学补偿层14被层积为使得其慢轴D和偏光片11的吸收轴A形成预定角度γ。角度γ相对于偏光片11的吸收轴A朝向逆时针方向旋转70°到95°，优选72°到93°，更优选74°到92°。三个特定的光学补偿层可以以这样的特定位置关系层积，从而明显地防止VA模式(特别是反射式或半透射式VA模式)的液晶显示装置在黑色显示时的漏光。

本发明的配置有光学补偿层的偏光板的总厚度优选为80到270μm，更优选110到270μm，最优选140到270μm。根据本发明，第三光学补偿层(阴极C板：下述)由含有液晶单体和手性试剂的组合物形成，从而明显地增加nx和nz之间的差(nx＞＞nz)。结果，第三光学补偿层的厚度非常小。例如，通过双轴拉伸制备的传统阴极C板的厚度大于或等于60μm，但是本发明所使用的第三光学补偿层的厚度降低至2μm。结果，本发明的配置有光学补偿层的偏光板与具有类似结构(即，四层结构)的传统的配置有光学补偿层的偏光板相比，总厚度非常小。结果，本发明的配置有光学补偿层的偏光板可以极大地有助于减少图像显示装置的厚度。

A-2.第一光学补偿层

第一光学补偿层12可以用作λ/2板。第一光学补偿层用作λ/2板，从而适当地调节用作λ/4板的第二光学补偿层的波长色散性能(特别是相位差偏离λ/4的波长范围)的相位差。这样的第一光学补偿层的面内相位差Re₁为200到300nm，优选220到280nm，更优选230到270nm。第一光学补偿层的折射率分布为nx＞ny＝nz。

第一光学补偿层的厚度可以设定为使其最适合作为λ/2板。即，其厚度设定为可以提供所需的面内相位差。具体地说，优选第一光学补偿层的厚度为37到53μm，更优选40到50μm，最优选43到47μm。

第一光学补偿层12含有光弹性系数绝对值小于或等于2×10^-11m²/N的树脂，优选该树脂的光弹性系数绝对值为2.0×10^-13到1.1×10^-11m²/N，最优选1.0×10^-12到1.0×10^-11m²/N。光弹性系数的绝对值处于上述范围内几乎不会由于加热时的收缩应力而造成相位差改变。因此，第一光学补偿层可以通过使用具有这样的光弹性系数绝对值的树脂来形成，从而良好地防止由于所获图像显示装置的热度而造成的不均匀显示。

能够满足这样的光弹性系数的树脂的典型例子包括环烯烃类树脂和纤维素类树脂。特别优选环烯烃类树脂。环烯烃类树脂是通过环烯烃作为单体聚合而制备的树脂的通用术语，其例子包括在日本专利特开平1-240517A、日本专利特开平3-14882A、日本专利特开平3-122137A等描述的树脂。其具体例子包括：环烯烃的开环(共)聚合物；环烯烃的加成聚合物；环烯烃和例如乙烯或丙烯之类的α-烯烃的共聚物(典型的是无规共聚物)；以上聚合物各自用不饱和羧酸或其衍生物改性的接枝改性产物；及其氢化物。环烯烃的具体例子为降冰片烯类单体。

降冰片烯类单体的例子包括：降冰片烯、其烷基取代物和/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，及其各自被例如卤素之类的极性基团取代的产物；二环戊二烯和2，3-二氢二环戊二烯等；二亚甲基八氢化萘、其烷基取代物和/或亚烷基取代物、及其各自被例如卤素之类的极性基团取代的产物，例如6-甲基-1，4：5，8-二亚甲基-1，4，4a，5，6，7，8，8a-八氢化萘、6-乙基-1，4：5，8-二亚甲基-1，4，4a，5，6，7，8，8a-八氢化萘、6-亚乙基-1，4：5，8-二亚甲基-1，4，4a，5，6，7，8，8a-八氢化萘、6-氯-1，4：5，8-二亚甲基-1，4，4a，5，6，7，8，8a-八氢化萘、6-氰基-1，4：5，8-二亚甲基-1，4，4a，5，6，7，8，8a-八氢化萘、6-吡啶基-1，4：5，8-二亚甲基-1，4，4a，5，6，7，8，8a-八氢化萘和6-甲氧基羰基-1，4：5，8-二亚甲基-1，4，4a，5，6，7，8，8a-八氢化萘；以及环戊二烯的三聚物和环戊二烯的四聚物，例如4，9：5，8-二亚甲基-3a，4，4a，5，8，8a，9，9a-八氢-1H-苯并茚(benzoindene)和4，11：5，10：6，9-三亚甲基-3a，4，4a，5，5a，6，9，9a，10，10a，11，11a-十二氢-1H-环五蒽。

在本发明中，在不损害本发明目的的情况下，可以结合使用其它的开环可聚合环烯烃。这样的环烯烃的具体例子包括具有一个反应性双键的化合物，例如环戊烯、环辛烯或5，6-二氢环戊二烯。

环烯烃类树脂使用甲苯溶剂通过凝胶渗透色谱法(GPC)测量的数均分子量(Mn)优选为25,000到200,000，更优选30,000到100,000，最优选40,000到80,000。数均分子量处于上述范围内能够提供优异的机械强度、良好的溶解度、成型性和铸塑操作性。

在环烯烃类树脂是通过降冰片烯类单体的开环聚合物的氢化而制备的情况下，氢化率优选为大于或等于90％，更优选大于或等于95％，最优选大于或等于99％。氢化率处于上述范围内能够提供优异的耐热降解性和耐光降解性等。

对于环烯烃类树脂，已有市售各种产品。该树脂的具体例子包括均为日本Zeon株式会社生产的商品名为“ZEONEX”和“ZEONOR”的产品、JSR株式会社生产的商品名为“Arton”的产品、Ticona株式会社生产的商品名为“TOPAS”的产品、以及三井化学株式会社生产的商品名为“APEL”的产品。

任意合适的纤维素类树脂(典型的，纤维素和酸的酯)可以用作纤维素类树脂。优选由纤维素和脂肪酸形成的酯。这样的纤维素类树脂的具体例子包括纤维素三醋酸酯(三乙酰基纤维素：TAC)、纤维素二醋酸脂、纤维素三丙酸酯和纤维素二丙酸酯。特别优选纤维素三醋酸酯(三乙酰基纤维素：TAC)，因为其具有低的双折射和高的透光度。此外，有多种市售的TAC产品，因此TAC在购买和成本方面也有优势。

TAC市售产品的具体例子包括：富士胶片工业株式会社生产的商品名为“UV-50”、“UV-80”、“SH-50”、“SH-80”、“TD-80U”、“TD-TAC”和“UZ-TAC”的产品、柯尼卡美能达控股公司生产的商品名为“KC系列”的产品、以及Lonza Japan公司生产的商品名为“三乙酰基纤维素80μm系列”的产品。其中，优选“TD-80U”，因为其具有优异的透光度和耐久性。具体地说，“TD-80U”对于TFT型液晶显示装置具有优异的适应性。

第一光学补偿层12优选通过对由环烯烃类树脂或纤维素类树脂形成的膜进行拉伸而获得。任何适合的成型方法可以用作由环烯烃类树脂或纤维素类树脂形成膜的方法。其具体例子包括压塑法、传递模塑法、注塑法、挤出法、吹塑法、粉末模塑法、FRP模塑法和铸塑法。优选挤出法和铸塑法，因为可以获得光滑性提高并且光学均匀性良好的膜。成型条件可以根据所使用的树脂的组成或类型、第一光学补偿层的预期性能等而适当设定。已经有多种环烯烃类树脂和纤维素类树脂的市售膜产品，并且这些市售膜可以进行拉伸处理。

膜的拉伸比可以根据第一光学补偿层的预期面内相位差值和厚度、所使用的树脂种类、所使用的膜厚度、拉伸温度等而改变。具体地说，优选拉伸比为1.75到2.05倍，更优选1.80到2.00倍，最优选1.85到1.95倍。以这样的拉伸比进行的拉伸可以提供具有可以适当地表现出本发明效果的面内相位差的第一光学补偿层。

拉伸温度可以根据第一光学补偿层的预期面内相位差值和厚度、所使用的树脂种类、所使用的膜厚度、拉伸比等而改变。具体地说，优选拉伸温度为130到150℃，更优选135到145℃，最优选137到143℃。在这样的拉伸温度进行的拉伸可以提供具有可以适当地表现出本发明效果的面内相位差的第一光学补偿层。

参考图1，第一光学补偿12配置在偏光片11和第二光学补偿层13之间。根据目的可以采用任何合适的方法作为配置第一光学补偿层的方法。典型地，第一光学补偿层12的两侧均配置压敏粘合层(未显示)，随后将第一光学补偿层12与偏光片11以及第二光学补偿层13粘合。层之间的间隙用上述压敏粘合层填充，从而在第一光学补偿层并入图像显示装置中时，防止各层的光学轴关系发生偏差的情况，并且防止由于各层间的磨损而导致的损害。而且，可以减少各层间界面处的反射，从而提供具有高的对比度的图像显示装置。

压敏粘合层的厚度可以根据预期的用途、粘合强度等而适当设定。具体地说，优选压敏粘合层的厚度为1μm到100μm，更优选5μm到50μm，最优选10μm到30μm。

任何合适的压敏粘合剂可以用作形成压敏粘合层的压敏粘合剂。其具体例子包括溶剂型压敏粘合剂、非水乳液型压敏粘合剂、含水压敏粘合剂和热熔压敏粘合剂。优选使用含有丙烯酸聚合物作为基础聚合物的溶剂型压敏粘合剂，因为其可以表现出对于偏光片和第一光学补偿层的合适的压敏粘合性能(湿润性、粘结性和粘合性)并提供优异的光学透明度、耐气候性和耐热性。

A-3.第二光学补偿层

第一光学补偿层13可以用作λ/4板。根据本发明，用作λ/4板的第二光学补偿层的波长色散性能可以通过用作λ/2板的第一光学补偿层的光学性能来修正，从而在广泛的波长范围内显示圆偏振光的功能。这样的第二光学补偿层的面内相位差Re₂为90到160nm，优选100到150nm，更优选110到140nm。第二光学补偿层13的折射率分布为nx＞ny＝nz。

第二光学补偿层的厚度可以设定为使其最适合用作λ/4板。即，其厚度设定为可以提供预期的面内相位差。具体地说，优选第二光学补偿层的厚度为42到58μm，更优选45到55μm，最优选48到52μm。

第二光学补偿层13含有光弹性系数绝对值小于或等于2×10^-11m²/N的树脂，优选该树脂的光弹性系数绝对值为2.0×10^-13到1.0×10^-11m²/N，最优选1.0×10^-12到1.0×10^-11m²/N。光弹性系数绝对值处于上述范围内几乎不会由于加热时的收缩应力而导致相位差改变。因此，第二光学补偿层可以通过使用具有这样的光弹性系数绝对值的树脂来形成，从而与第一光学补偿层的效果相配合，良好地防止由于所获图像显示装置的热度而造成的不均匀显示。

能够满足这样的光弹性系数的树脂的典型例子包括环烯烃类树脂和纤维素类树脂。在上述A-2部分中详细描述了这样的环烯烃类树脂和纤维素类树脂。

第二光学补偿层13的面内相位差Re₂优选通过改变上述A-2部分中描述的环烯烃类树脂或纤维素类树脂的拉伸比和拉伸温度而进行控制。拉伸比可以根据第二光学补偿层的预期面内相位差值和厚度、所使用的树脂种类、所使用的膜厚度、拉伸温度等而改变。具体地说，优选拉伸比为1.17到1.47倍，更优选1.22到1.42倍，最优选1.27到1.37倍。以这样的拉伸比进行的拉伸可以提供具有可以适当地表现出本发明效果的面内相位差的第二光学补偿层。

拉伸温度可以根据第二光学补偿层的预期面内相位差值和厚度、所使用的树脂种类、所使用的膜厚度、拉伸比等而改变。具体地说，优选拉伸温度为130到150℃，更优选135到145℃，最优选137到143℃。在这样的拉伸温度下进行的拉伸可以提供具有可以适当地表现出本发明效果的面内相位差的第二光学补偿层。

参考图1，第二光学补偿层13配置在第一光学补偿层12和第三光学补偿层14之间。根据目的可以采用任何合适的方法作为配置第二光学补偿层的方法。典型地，在第二光学补偿层13的第一光学补偿层12侧配置压敏粘合层(未显示)，随后将第一光学补偿层12粘合于其上。而且，在第二光学补偿层13的第三光学补偿层14侧配置粘合层(未显示)，随后将第三光学补偿层14粘合于其上。在第三光学补偿层14具有层积结构(胆甾型配向固定层/塑料膜层)的情况下，第二光学补偿层13和塑料膜层通过压敏粘合层粘附在一起，而胆甾型配向固定层和塑料膜层通过粘合层粘附在一起。在上述A-2部分中详细描述了压敏粘合层。

用于形成粘合层的粘合剂的典型例子包括固化型粘合剂。固化型粘合剂的典型例子包括：光固化粘合剂，例如紫外固化型粘合剂；湿态固化(moisture-curable)粘合剂；以及热固化粘合剂。热固化粘合剂的具体例子包括由环氧树脂、异氰酸树脂、聚酰亚胺树脂或类似物质形成的热固化树脂类粘合剂。湿态固化粘合剂的具体例子包括异氰酸树脂类湿态固化粘合剂。优选湿态固化型粘合剂(特别是异氰酸树脂类湿态固化型粘合剂)。湿态固化型粘合剂通过与空气中的湿气、粘附体(adherend)表面上吸附的水分、羟基或羧基上的活性氢等等发生反应而固化。因此，可以涂布粘合剂，然后将其静置以便自然固化，从而具有优异的可操作性。而且，由于湿态固化型粘合剂固化时不需要加热，所以第三光学补偿层在层积(粘合)过程中不用加热。结果，没有发生热收缩，所以即使在本发明的第三光学补偿层厚度非常小的情况下，也能够明显地防止在层积等过程中发生开裂。此外，固化型粘合剂固化后，在加热下几乎不会拉伸或收缩。因此，即使在本发明的第三光学补偿层厚度非常小或所获偏光板用于高温条件的情况下，也能够明显地防止在层积等过程中发生开裂。要注意的是，异氰酸酯类树脂是聚异氰酸酯类粘合剂和聚氨酯树脂粘合剂的通用术语。

例如，市售粘合剂可以用作固化型粘合剂，或者可以将多种固化型粘合树脂溶解或分散在溶剂中以制备固化型树脂粘合剂溶液(或分散液)。在制备溶液(或分散液)情况下，优选溶液中固化型树脂的比率为固体含量的10到80wt％，更优选20到65wt％，特别优选25到65wt％，最优选30到50wt％。根据固化型树脂的类型，可以使用任何合适的溶剂作为溶剂，其具体例子包括醋酸乙酯、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、甲苯和二甲苯。这样的溶剂可以单独使用或组合使用。

粘合剂在第二光学补偿层上的涂布量可以根据目的而适当地设定。例如，优选每单位面积(cm²)的第二光学补偿层上的涂布量为0.3到3ml，更优选0.5到2ml，最优选1到2ml。涂布后，粘合剂中的溶剂根据需要通过自然干燥或加热干燥而蒸发。优选所获粘合层的厚度为0.1到20μm，更优选0.5到15μm，最优选1到10μm。优选粘合层的显微硬度(microhardness)为0.1到0.5GPa，更优选0.2到0.5GPa，最优选0.3到0.4GPa。已知显微硬度与维氏硬度相互关联，因此显微硬度能够换算成维氏硬度。显微硬度可以通过使用薄膜硬度测量仪(例如，商品名，MH 4000或者MHA-400)，从压痕深度和压陷负荷来计算。

A-4.第三光学补偿层

A-4-1.第三光学补偿层的整体结构

第三光学补偿层14具有nx＞ny＝nz的关系，并且可以充当所谓的阴极C板。第三光学补偿层具有这样的折射率分布，从而使VA模式液晶单元的液晶层具有良好的双折射补偿。结果，能够获得具有明显改进的视角性能的液晶显示装置。如上所述，表达式“nx＝ny”不仅指nx和ny完全相等的情况，还包括nx和ny基本相等的情况。因.此，第三光学补偿层可以具有面内相位差并具有慢轴。在实际应用中可以充当阴极C板的第三光学补偿层的面内相位差Re₃为0到20nm，优选为0到10nm，更优选0到5nm。

第三光学补偿层14的厚度方向的相位差Rth₃为30到300nm，优选60到180nm，更优选80到150nm，最优选100到120nm。提供这样的厚度方向的相位差的第三光学补偿层的厚度可以根据所使用的材料等改变。例如，优选第三光学补偿层的厚度为1到50μm，更优选1到20μm，最优选1到15μm。在第三光学补偿层是由下文描述的胆甾型配向固定层单独形成的情况下，第三光学补偿层的厚度优选为1到10μm，更优选为1到8μm，最优选为1到5μm。这样的厚度小于通过双轴拉伸而获得的阴极C板的厚度(例如，大于或等于60μm)，并且可以非常有助于减少图像显示装置的厚度。而且，形成的第三光学补偿层的厚度非常小，从而显著地防止由于热度造成的不均匀显示。从防止胆甾型配向发生紊乱或透射率减少的角度，以及从选择性反射性能、色彩保护、生产率等观点出发，优选这样的厚度非常小的光学补偿层。只要能够获得上述厚度和光学性能，本发明的第三光学补偿层(阴极C板)可以由任何合适的材料形成。优选具有这样的非常小的厚度的阴极C板通过使用液晶材料形成胆甾型配向并使该胆甾型配向固定而实现，即，使用胆甾型配向固定层(用于形成胆甾型配向的材料以及使该胆甾型配向固定的方法在下文中详细描述)。

优选第三光学补偿层14由选择性反射波长区域小于或等于350nm的胆甾型配向固定层形成。更优选选择性反射波长区域的上限小于或等于320nm，最优选小于或等于300nm。同时，优选选择性反射波长区域的下限大于或等于100nm，更优选大于或等于150nm。在选择性反射波长区域大于350nm的情况下，选择性反射波长区域覆盖可见光区域，并且因此导致诸如着色或脱色的问题。在选择性反射波长区域小于100nm的情况下，所使用的手性试剂(下文描述)的量过度增加，因此在形成光学补偿层的过程中的温度必须非常精确地控制。结果，几乎不能生产偏光板。

胆甾型配向固定层的螺旋度优选为0.01到0.25μm，更优选0.03到0.20μm，最优选0.05到0.15μm。例如螺旋度大于或等于0.01μm提供了充分的配向性能。螺旋度小于或等于0.25μm使得可以在可见光的较短波长侧充分抑制旋转偏振，从而充分防止漏光。螺旋度可以通过调节下述手性试剂的类型(扭转力)和用量来控制。可以调节螺旋度，从而将选择性反射波长区域控制在预期范围内。

或者，第三光学补偿层14可以具有层积结构，上述层积结构包括胆甾型配向固定层和具有nx＞ny＝nz关系并且含有光弹性系数小于或等于2×10^-11m²/N的树脂的层(在本发明的说明书中也称作塑料膜)。能够形成塑料膜层的材料(能够满足这样的光弹性系数的树脂)的典型例子包括环烯烃类树脂和纤维素类树脂。环烯烃类树脂和纤维素类树脂在上文A-2部分详细描述。纤维素类树脂膜(典型的，TAC膜)是具有nx＞ny＝nz关系的膜。

A-4-2.形成第三光学补偿层(胆甾型配向固定层)的液晶组合物：液晶材料

第三光学补偿层(胆甾型配向固定层)可以由液晶组合物形成。任何合适的液晶材料可以用作该组合物所含的液晶材料。优选该液晶材料(向列型液晶)具有向列相的液晶相。可以使用的这样的液晶材料的例子包括液晶聚合物和液晶单体。该液晶材料可以通过溶致或热致机制表现出液晶性。此外，优选该液晶的配向状态为均匀配向。液晶组合物中液晶材料的含量优选为75到95wt％，更优选80到90wt％。在液晶材料的含量小于75wt％的情况下，该组合物将无法充分显示液晶态，因此无法充分形成胆甾型配向。在液晶材料的含量大于95wt％的情况下，手性试剂的含量减少，从而无法赋予充分的扭转，因此无法充分形成胆甾型配向。

优选液晶材料为液晶单体(例如聚合性单体或交联性单体)，因为液晶单体的配向状态可以通过如下的液晶单体的聚合或交联而固定。例如，配向状态可以通过使液晶单体配向，随后使该液晶单体彼此聚合或交联而固定。结果，聚合物通过聚合形成，而三维网状结构通过交联形成。聚合物和三维网状结构并非就是液晶。因此，由此形成的第三光学补偿层不会由于温度改变而相转变为例如液晶相、玻璃相或结晶相，尤其对于液晶化合物而言。结果，第三光学补偿层将不受温度变化的影响，可形成具有优异稳定性的光学补偿层。

任何合适的液晶单体可以用作液晶单体。例如，使用JP2002-533742A(WO00/37585)、EP358208(US5211877)、EP(US4388453)、WO93/22397、EP 0261712、DE 19504224、DE 4408171、GB 2280445等所描述的聚合性液晶原(mesogen)化合物等。聚合性液晶原化合物的具体例子包括：购买自BSAF公司的LC 242(商品名)、购买自Merck公司的E7(商品名)、以及购买自Wacker-Chemie公司的LC-Silicone-CC 3767(商品名)。

例如，优选向列型液晶单体作为液晶单体，其具体例子包括下式(1)所表示的单体。液晶单体可以单独使用，或者两种或多种组合使用。

[chem.1]

在上式(1)中，A¹和A²各自表示聚合性基团，并且可以彼此相同或不同。A¹和A²中的一个可以表示氢。每一个X均独立地表示单键、-O-、-S-、-C＝N-、-O-CO-、-CO-O-、-O-CO-O-、-CO-NR-、-NR-CO-、-NR-、-O-CO-NR-、-NR-CO-O-、-CH₂-O-或-NR-CO-NR-。R表示氢或者具有1至4个碳原子的烷基。M表示液晶原基团。

在上式(1)中，多个X可以彼此相同或不同，但优选相同。

在上式(1)所表示的单体中，优选每一个A²均配置在A¹的邻位。

优选A¹和A²均独立地用下式(2)表示，优选A¹和A²表示相同基团。

Z-X-(Sp)_n    …(2)

在上式(2)中，Z表示交联性基团，X与上式(1)的定义相同。Sp表示由具有1至30个碳原子的取代或非取代的直链或支链烷基构成的间隔基(spacer)。n表示0或1。Sp中的碳链可以被醚官能团中的氧、硫醚官能团中的硫、不相邻的亚胺基、具有1至4个碳原子的烷基亚胺基等***(interrupt)。

在上式(2)中，优选Z表示下式中任意一种所表示的官能团。在下式中，R的例子包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基和叔丁基。

[chem.2]

在上式(2)中，优选Sp表示下式中任意一种所示结构单元。在下式中，优选m表示1到3，并且优选p表示1到12。

[chem.3]

在上式(1)中，优选M用下式(3)表示。在下式(3)中，X与上式(1)所定义的相同。例如，Q表示取代或非取代的直链或支链烷基或者芳香烃基。例如，Q表示具有1至12个碳原子的取代或非取代的直链或支链亚烷基。

在Q表示芳香烃基的情况下，优选Q表示下式中任意一种所示的芳香烃基或者其取代类似物。

[chem.5]

上式所表示的芳香烃基的取代类似物各自可以在每一个芳香环上具有1到4个取代基，或者每个芳香环或基具有1到2个取代基。多个取代基可以彼此相同或者不同。取代基的例子包括：具有1至4个碳原子的烷基；硝基；卤素，例如氟、氯、溴或碘；苯基；以及具有1至4个碳原子的烷氧基。

液晶单体的具体例子包括用下式(4)到(19)表示的单体。

[chem 6]

液晶单体显示出液晶性的温度范围根据液晶单体的类型而变化。更具体地说，优选温度范围为40到120°，更优选50到100°，最优选60到90°。

A-4-3.形成第三光学补偿层(胆甾型配向固定层)的液晶组合物：手性试剂

优选能够形成第三光学补偿层(胆甾型配向固定层)的液晶组合物含有手性试剂。优选液晶组合物中手性试剂的含量为5到23wt％，更优选10到20wt％。在手性试剂的含量小于5wt％的情况下，不能充分地提供扭转，因此不能充分形成胆甾型配向。结果，几乎不能将所获光学补偿层的选择性反射波长区域控制在预期区域(较短波长侧)。在手性试剂的含量大于23wt％的情况下，液晶材料在非常狭窄的温度范围内显示液晶态，因此在形成光学补偿层的过程中温度必须非常精确地控制。结果，为偏光板的生产带来困难。这样的手性试剂可以单独使用或组合使用。

手性试剂可以采用任何合适的能够将液晶材料配向成为预期的胆甾型结构的材料。例如，优选这样的手性试剂的扭转力大于或等于1×10^-6nm^-1·(wt％)^-1，更优选1×10^-5nm^-1.(wt％)^-1到1×10^-2nm^-1·(wt％)^-1，最优选1×10^-4nm^-1·(wt％)^-1到1×10^-3nm^-1·(wt％)^-1。可以使用具有这样的扭转力的手性试剂，从而将胆甾型配向固定层的螺旋度控制在预期范围内，并且将选择性反射波长区域控制在预期范围内。例如，在使用具有相同扭转力的手性试剂的情况下，液晶组合物中手性试剂含量较大时，所提供的光学补偿层的选择性反射波长区域在较短波长侧。例如，在液晶组合物中的手性试剂含量相等的情况下，具有较大扭转力的手性试剂提供的光学补偿层的选择性反射波长区域在较短波长侧。其具体例子在下文描述。例如，为了将所形成的光学补偿层的选择性反射波长区域设定在200到220nm的范围内，液晶组合物可以含有11到13wt％的扭转力为5×10^-4nm^-1·(wt％)^-1的手性试剂。例如，为了将所形成的光学补偿层的选择性反射波长区域设定在290到310nm的范围内，液晶组合物可以含有7到9wt％的扭转力为5×10^-4nm^-1·(wt％)^-1的手性试剂。

优选手性试剂为聚合性手性试剂。聚合性手性试剂的具体例子包括以下通式(20)到(23)所表示的手性化合物。

(Z-X⁵)_nCh    …(20)

(Z-X²-Sp-X⁵)_nCh    …(21)

(P¹-X⁵)_nCh    …(22)

(Z-X²-Sp-X³-M-X⁴)_nCh    …(23)

在式(20)到(23)中，Z和Sp与上述结构式(2)所定义的一致。X²、X³和X⁴各自独立地表示化学单键、-O-、-S-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CO-NR-、-NR-CO-、-O-CO-NR-、-NR-CO-O-或-NR-CO-NR-。R表示H或具有1到4个碳原子的烷基。X⁵表示化学单键、-O-、-S-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CO-NR-、-NR-CO-、-O-CO-NR-、-NR-CO-O-、-NR-CO-NR-、-CH₂O-、-O-CH₂-、-CH＝N-、-N＝CH-或-N≡N-。如上所述，R表示H或具有1到4个碳原子的烷基。如上所述，M表示液晶员基团。P¹表示氢、具有1到30个碳原子的烷基、具有1到30个碳原子的酰基或具有3到8个碳原子并被1到3个具有1到6个碳原子的烷基取代的环烷基。n表示1到6的整数。Ch表示化合价为n的手性基。在式(23)中，优选至少X³和X⁴中的一个表示-O-CO-O-、-O-CO-NR-、-NR-CO-O-、-NR-CO-NR-。在式(22)中，在P¹表示烷基、酰基、环烷基的情况下，其碳链可以被醚官能团中的氧、硫醚官能团中的硫、不相邻的亚胺基、或者具有1至4个碳原子的亚胺基烷基等***。

Ch表示的手性基的例子包括下式所示的原子团。

[chem 7]

[chem 8]

在上述原子团中，L表示具有1到4个碳原子的烷基、具有1到4个碳原子的烷氧基、卤素、COOR、OCOR、CONHR或NHCOR。R表示具有1到4个碳原子的烷基。要注意的是，上式所示的原子团的末端各自表示与相邻基团的键连(binding hand)。

原子团中，特别优选下式表示的原子团。

[chem 9]

上式(21)或(23)表示的手性化合物的优选例子中：n表示2；Z表示H₂C＝CH-；Ch表示下所表示的原子团。

[chem 10]

手性化合物的具体例子包括下式(24)到(44)所表示的化合物。注意，这些手性化合物的扭转力均大于或等于1×10^-6nm^-1·(wt％)^-1。

[chem 11]

[chem 12]

除了上述表示的手性化合物之外，手性化合物的进一步例子包括RE-A4342280、DE19520660.6和DE19520704.1中描述的手性化合物。

注意，根据目的可以采用任何合适的液晶材料和手性试剂的组合。这种组合的特别典型的例子包括：上式(10)所表示的液晶单体/上式(38)所表示的手性试剂的组合；和上式(11)所表示的液晶单体/上式(39)所表示的手性试剂的组合。

A-4-4.形成第三光学补偿层(胆甾型配向固定层)的液晶组合物：其它添加剂

能够形成第三光学补偿层(胆甾型配向固定层)的液晶组合物优选含有聚合引发剂和交联剂(固化剂)中的至少一种。使用聚合引发剂和/或交联剂(固化剂)，从而有效使以液晶态形成的液晶材料的胆甾型结构(胆甾型配向)固定。只要能够获得本发明的效果，任何合适的物质可以用作聚合引发剂或交联剂。聚合引发剂的例子包括过氧苯甲酰(BPO)和偶氮二异丁腈(AIBN)。交联剂(固化剂)的例子包括紫外固化剂、光固化剂和热固化剂。其具体例子包括异氰酸酯(盐)类交联剂、环氧类交联剂和金属螯合物交联剂。这样的聚合引发剂或交联剂可以单独使用或者组合使用。聚合引发剂或交联剂在液晶组合物中的含量优选为0.1到10wt％，更优选0.5到8wt％，最优选1到5wt％。在聚合引发剂或交联剂的含量小于0.1wt％的情况下，胆甾型结构不能充分固定。在聚合引发剂或交联剂的含量大于10wt％的情况下，液晶材料在非常狭窄的温度范围内表现出液晶态，并且在形成光学补偿层的过程中的温度控制涉及很多困难。

液晶组合物可以进一步根据需要含有任何合适的添加剂。添加剂的例子包括抗氧化剂、改性剂、表面活性剂、染料、颜料、退色抑制剂和紫外吸收剂。这些添加剂可以单独使用或者组合使用。更具体地说，抗氧化剂的例子包括苯酚类化合物、胺类化合物、有机硫类化合物和磷化氢类化合物。改性剂的例子包括二醇类、聚硅氧烷和醇类。例如，添加表面活性剂以使光学补偿层表面变得光滑。可以使用的表面活性剂的例子包括聚硅氧烷类表面活性剂、丙烯酸表面活性剂和氟类表面活性剂，特别优选聚硅氧烷类表面活性剂。

A-4-5.形成第三光学补偿层(胆甾型配向固定层)的方法

可以采用任何合适的方法用于形成第三光学补偿层(胆甾型配向固定层)的方法，只要能够获得预期的胆甾型配向固定层。形成第三光学补偿层(胆甾型配向固定层)的典型方法包括：将液晶组合物涂布在基板上以形成涂布层；对涂布层进行热处理，使得液晶组合物中的液晶材料配向成为胆甾型配向；对该涂布层进行聚合处理和交联处理中的至少一种从而固定液晶材料的配向；并将在基板上形成的胆甾型配向固定层转移。下文中将描述形成第三光学补偿层的方法的具体过程。

首先，将液晶材料、手性试剂、聚合引发剂或交联剂、以及根据需要的各种添加剂溶解或分散在溶剂中以制备液晶涂布液。液晶材料、手性试剂、聚合引发剂、交联剂和添加剂如上所述。用于液晶涂布液中的溶剂没有特别的限制。其具体例子包括：卤代烃类，例如氯仿、二氯甲烷、四氯化碳、二氯乙烷、四氯乙烷、甲叉二氯、三氯乙烯、四氯乙烯、氯苯和邻二氯苯；酚类，例如苯酚、对氯酚、邻氯酚、间甲酚、邻甲酚和对甲酚；芳香烃类，例如苯、甲苯、二甲苯、均三甲基苯、甲氧基苯和1，2-二甲氧基苯；酮类溶剂，例如丙酮、甲基乙基甲酮(MEK)、甲基异丁基酮、环己酮、环戊酮、2-吡咯烷酮和N-甲基-2-吡咯烷酮；酯类溶剂，例如醋酸乙酯和醋酸丁酯；醇类溶剂，例如叔丁醇、甘油、乙二醇、三甘醇、乙二醇单甲醚、二甘醇二甲醚、丙二醇、二丙二醇和2-甲基-2，4-戊二醇；酰胺类溶剂，例如二甲基甲酰胺和二甲基乙酰胺；腈类溶剂，例如乙腈和丁腈；醚类溶剂，例如二***、二丁醚、四氢呋喃和二氧杂环己烷；二硫化碳；乙基纤维素溶剂和丁基纤维素溶剂。其中，优选甲苯、二甲苯、均三甲基苯、MEK、甲基异丁基酮、环己酮、乙基纤维素溶剂、丁基纤维素溶剂、醋酸乙酯、醋酸丁酯、醋酸丙酯和乙基纤维素溶剂醋酸酯(ethyl cellosolveacetate)。这些溶剂可以单独使用或组合使用。

液晶涂布液的粘度根据液晶材料的含量或温度而改变。例如，在温度大约为室温(20到30℃)并且液晶材料在液晶涂布液中的浓度为5到70wt％的情况下，优选涂布液的粘度为0.2到20mPa·s，更优选0.5到15mPa·s，最优选1到10mPa·s。更具体地说，在液晶材料在液晶涂布液中的浓度为30wt％的情况下，优选涂布液的粘度为2到5mPa·s，更优选3到4mPa·s。涂布液的粘度大于或等于0.2mPa·s能够良好地防止由于涂布该涂布液而产生的液体滴落。此外，涂布液的粘度小于或等于20mPa·s能够提供具有非常优异的表面光滑度、不存在厚度不均匀并且涂布性能优异的光学补偿层。

随后，将该液晶涂布液涂布到基板上以形成涂布层。形成该涂布层的方法可以采用任何合适的方法(典型的，流动涂布该涂布液的方法)。其具体例子包括辊涂法、旋涂法、棒涂法(wire bar coating method)、浸涂法、挤出法、帘涂法(curtain coating method)和喷涂法。其中，从涂布效率的观点出发，优选旋涂法和挤出法。

可以根据涂布液的浓度、目标层的厚度等适当确定涂布液的涂布量。例如，在涂布液中液晶材料的浓度为20wt％的情况下，优选单位面积(100cm²)基板的涂布量为0.03到0.17ml，更优选0.05到0.15ml，最优选0.08到0.12ml。

能够使液晶材料配向的任何合适的基板可以用作基板。典型的，基板包括各种塑料膜。塑料的具体例子包括：例如，纤维素类塑料(例如三乙酰基纤维素(TAC))、聚烯烃(例如聚乙烯、聚丙烯或聚(4-甲基戊烯-1))、聚酰亚胺；聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚酰胺、聚醚醚酮、聚醚酮、聚酮硫醚、聚醚砜、聚砜、聚苯硫醚、聚苯醚、聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚缩醛、聚碳酸酯、多芳基化合物、丙烯酸树脂、聚乙烯醇、聚丙烯、环氧树脂和酚醛树脂。此外，例如，还可以使用在例如由诸如铝、铜或铁制成的基板、由陶瓷制成的基板或者由玻璃制成的基板上放置有上述塑料膜或片的基板。而且，也可以使用通过在塑料膜或片的表面上形成SiO₂斜向蒸镀膜(oblique evaporation film)而获得的基板。优选基板的厚度为5μm到500μm，更优选10μm到200μm，最优选15μm到150μm。这样的厚度可以为基板提供足够的强度，并且由此可以防止产生例如在生产中断裂的问题。

随后，对涂布层进行热处理，从而使表现为液晶相状态的液晶材料配向。涂布层中同时含有手性试剂和液晶材料，因此液晶材料在表现为液晶相的状态下被赋予扭转而配向。结果，涂布层(形成涂布层的液晶材料)形成胆甾型结构(螺旋结构)。

热处理的温度条件可以根据液晶材料适当设定(具体地说，是液晶材料显示出液晶性的温度)。更具体地说，优选加热温度为40到120℃，更优选50到100℃，最优选60到90℃。加热温度高于或等于40℃通常可以使液晶材料充分配向。若加热温度低于或等于120℃，例如当考虑到耐热性的情况基板的选择范围较大，从而可以根据液晶材料选择最佳的基板。而且，优选加热时间大于或等于30秒，更优选大于或等于1分钟，特别优选大于或等于2分钟，最优选大于或等于4分钟。在处理时间小于30秒的情况下，液晶材料不能充分显示液晶态。而且，优选加热时间小于或等于10分钟，更优选小于或等于8分钟，最优选小于或等于7分钟。在处理时间大于10分钟的情况下，添加剂可能升华。

随后，对含有表现出胆甾型结构的液晶材料的涂布层进行聚合处理和交联处理中的至少一种，以使液晶材料的配向(胆甾型结构)固定。具体地说，进行聚合处理，从而使液晶材料(聚合单体)和/或手性试剂(聚合性手性试剂)聚合，并且使聚合单体和/或聚合性手性试剂固定为聚合物分子的重复单元。此外，进行交联处理，从而形成液晶材料(交联单体)和/或手性试剂的三维网状结构，并且使该交联单体和/或手性试剂固定成为交联结构的一部分。结果，液晶材料的配向状态被固定。要注意的是，通过液晶单体的聚合或交联形成的聚合物或者三维结构为“非液晶性的”。由此形成的第三光学补偿层例如不会因为液晶化合物所特有的温度改变而转变为液晶相、玻璃相或结晶相，因此不会发生配向变化。结果，由此形成的第三光学补偿层可以用作不会受温度改变影响的高性能光学补偿层。第三光学补偿层的选择性反射波长范围被最优化在100nm到320nm范围内，由此可以明显地抑制漏光等现象。

可以根据所使用的聚合引发剂或交联剂的类型来适当选择聚合处理或交联处理的具体步骤。例如，光聚合引发剂或光交联剂可以用于光照射，而热聚合引发剂或热交联剂可以用于加热。光或紫外光的照射时间、照射强度、总照射量等可以根据液晶材料的类型、基板的类型、第三光学补偿层的预期性质等适当地设定。同样，加热温度、加热时间等可以根据目的适当地设定。

如上所述在基板上形成的胆甾型配向固定层转移至第二光学补偿层表面以形成第三光学补偿层。在第三光学补偿层具有胆甾型配向固定层和塑料膜层的层积结构的情况下，塑料膜可以通过压敏粘合层粘附到第二光学补偿层上，并且胆甾型配向固定层可以转移至塑料层上，从而形成第三光学补偿层。或者，塑料膜可以通过粘合层粘附到基板上形成的胆甾型配向固定层上而形成层积体，并且该层积体可以通过压敏粘合层粘附到第二光学补偿层的表面。转移步骤进一步包括将基板从第三光学补偿层上剥离。用于粘合层的固化型粘合剂如上述A-3部分描述。塑料膜层如上述A-4部分描述。

上述形成第三光学补偿层的方法的典型例子采用液晶单体(聚合单体或交联单体，例如)作为液晶材料，但是形成本发明的第三光学补偿层的方法并未被限制为该方法，而是可以是采用该液晶聚合物的方法。但是，优选该方法采用上述液晶单体。使用该液晶单体，从而形成具有优异光学补偿功能并且厚度减少的光学补偿层。具体地说，使用液晶单体有助于控制选择性反射波长区域。此外，涂布液等的粘度可以通过使用该液晶单体而容易地设定，从而促进形成非常薄的第三光学补偿层。此外，液晶单体具有优异的处理性能。此外，所获得的光学补偿层甚至具有更好的表面光滑度。

A-5.偏光片

根据目的，可以采用任何合适的偏光片作为偏光片11。其例子包括：通过使例如聚乙烯醇类膜、部分缩甲醛化的聚乙烯醇类膜或乙烯/醋酸乙烯酯共聚物类部分皂化膜之类的亲水性聚合物膜上吸附例如碘或二色性染料的二色性物质，并且对该膜进行单轴拉伸而制备的膜；以及例如聚乙烯醇类膜的脱水产物或聚氯乙烯类膜的脱氯产物之类的聚烯类配向膜等。其中，特别优选通过在聚乙烯醇类膜上吸附例如碘的二色性物质并且对该膜进行单轴拉伸而制备的偏光片，因为其具有较高的偏光二色比。偏光片的厚度没有特别限制，但是通常为大约1到80μm。

通过在聚乙烯醇类膜上吸附碘并且对该膜进行单轴拉伸而制备的偏光片可以如下生产，例如：将聚乙烯醇类膜浸入碘的水溶液以进行染色；并且将该膜拉伸到原始长度的3到7倍。根据需要水溶液可以含有硼酸、硫酸锌、氯化锌等，或者聚乙烯醇类膜可以浸入碘化钾等的水溶液中。而且，根据需要可以将聚乙烯醇类膜在水中浸润和清洗。

用水清洗聚乙烯醇类膜不仅可以除去膜表面的污物或洗去防粘剂，还可以通过使聚乙烯醇类膜膨胀以防止例如不均匀染色等的不均匀现象。可以在用碘对膜进行染色的过程之后、之中或之前对该膜进行拉伸。拉伸可以在硼酸或碘化钾的水溶液中或水浴中进行。

A-6.保护膜

能够用作偏光片保护层的任何合适的保护膜可以用作保护膜。用作该膜主要成分的材料的具体例子包括透明树脂，例如纤维素类树脂(例如三乙酰基纤维素(TAC))、聚酯类树脂、聚乙烯醇类树脂、聚碳酸酯类树脂、聚酰胺类树脂、聚酰亚胺类树脂、聚醚砜类树脂、聚砜类树脂、聚苯乙烯类树脂、聚降冰片烯类树脂、聚烯烃类树脂、丙烯酸树脂和醋酸纤维素类树脂。其另外的例子包括丙烯酸类、氨基甲酸乙酯类、丙烯酸氨基甲酸乙酯类、环氧类或者硅树脂类热固性树脂或者紫外固化型树脂。其进一步的例子包括玻璃状聚合物，例如硅氧烷类聚合物。此外，也可以使用JP 2001-343529A(WO 01/37007)中描述的聚合物膜。更具体地说，该出版物公开中的膜是由含有在侧链上具有取代或非取代的酰亚胺基的热塑性树脂和在侧链上具有取代或非取代的苯基的热塑性树脂的树脂组合物所构成的。其具体例子包括含有异丁烯和N-甲基马来酰亚胺交替共聚物、以及丙烯腈/苯乙烯共聚物的树脂组合物。例如，聚合物膜可以是上述树脂组合物的挤出制品。其中，优选TAC、聚酰亚胺类树脂、聚乙烯醇类树脂和玻璃状聚合物。特别优选TAC。

优选保护膜透明并且没有颜色。更具体地说，优选保护膜的厚度方向相位差为-90nm到+90nm，更优选-80nm到+80nm，最优选-70nm到+70nm。

只要能够得到优选的厚度方向的相位差，保护膜可以具有任何合适的厚度。更具体地说，优选保护膜的厚度小于或等于5mm，更优选小于或等于1mm，特别优选1到500μm，最优选5到150μm。

配置在偏光片11外侧的保护膜的表面(即，相对于光学补偿层的相对侧)可以根据需要进行硬膜处理、抗反射处理、防粘处理、防眩处理等。

A-7.配置光学补偿层的偏光板的其它成分

本发明的配置有光学补偿层的偏光板可以进一步包括其它光学层。根据目的或者图像显示器的类型，可以采用任何合适的光学层作为其他光学层。其他光学层的具体例子包括液晶膜、光散射膜、衍射膜和其它光学补偿层(相位差膜)。

本发明的配置有光学补偿层的偏光板可以在至少一侧上进一步包括胶粘层(sticking layer)作为最外层。包括胶粘层作为最外层使得偏光板与其他部件(例如液晶元件)的层积变得容易，从而可以防止偏光板从其他部件上剥离下来。任何合适的材料可以用作胶粘层的材料。该材料的具体例子包括A-2部分所述的压敏粘合剂。考虑到预防由于吸湿而引发的发泡或剥离状况、光学性能的退化以及由于热膨胀的差异而导致的液晶元件变形等问题，优选使用具有良好的防潮性和耐热性的材料。

在实际使用时，直到实际使用该偏光板时，胶粘层的表面覆盖有适合的隔离物，从而可以防止污染。隔离物可以通过使用例如聚硅氧烷类、长链烷基类、氟类或者硫化钼分离剂在任何合适的膜上提供分离涂层(releasing coating)而形成。

本发明的偏光板的每一层都可以通过用例如水杨酸类化合物、二苯甲酮类化合物、苯并***类化合物、丙烯腈类化合物或者镍络合盐类化合物等紫外吸收剂处理而具有紫外吸收性能。

B.生产偏光板的方法

配置有光学补偿层的偏光板可以通过上述粘合层或压敏粘合层对上述层进行层积而生产。可以采用任何合适的层积方法，只要各层的光学轴所形成的角度(α、β和γ角)在上述范围内。例如，偏光片、第一光学补偿层、第二光学补偿层和第三光学补偿层可以冲压成预定的尺寸，并使其配向为形成上述α、β和γ角，然后通过粘合剂或压敏粘合剂进行层积。

C.偏光板的使用

本发明的配置有光学补偿层的偏光板可以适当地用于各种图像显示器(例如液晶显示器和自发光的显示器)。可以使用该配置有光学补偿层的偏光板的图像显示器的具体例子包括液晶显示器、EL显示器、等离子体显示器(PD)和场致发射显示器(FFD)。例如，用于液晶显示器的本发明的配置有光学补偿层的偏光板对视角补偿来说是有用的。本发明的配置有光学补偿层的偏光板可用于圆偏振模式的液晶显示器，特别是对均匀配向的TN液晶显示器、面内切换(IPS)液晶显示器和垂直配向(VA)液晶显示器有用。例如，用于EL显示器的本发明的配置有光学补偿层的偏光板对于防止电极反射有效。

D.图像显示装置

液晶显示装置作为本发明的图像显示装置的例子来进行描述。还描述了用于液晶显示装置的液晶面板。液晶显示装置的其它结构可以根据目的而采用任何合适的结构。在本发明中，优选VA模式的液晶显示装置，特别优选反射式或半透射式VA模式的液晶显示装置。图3是根据本发明优选实施方式的液晶面板的截面示意图。用手液晶显示装置的液晶面板参考图3进行描述。液晶面板100配置有：液晶单元20；配置在液晶单元20上侧的相位差板30；和配置在相位差板30上侧的偏光板10。根据目的和液晶单元的配向模式，任何合适的相位差板可以用作相位差板30。根据目的和液晶元件的配向模式，相位差板30可以采用任何合适的相位差板。根据目的和液晶单元的配向模式，相位差板30可以省略。偏光板10指的是配置有上述A和B部分所述的本发明的光学补偿层的偏光板。液晶单元20包括：一对玻璃基板21和21’；以及作为显示介质配置在基板之间的液晶层22。反射电极23配置在下基板21’的液晶层侧上，彩色滤光片(未显示)配置在上基板21上。基板21和21’间的距离(单元间隙)通过隔离片24控制。

例如，在反射式VA模式的液晶显示装置100中，在不施加电压的情况下，液晶分子垂直于基板21和21’配向。这种垂直配向是通过将具有负介电各向异性的向列型液晶配置在其上各自形成有垂直配向层(未显示)的基板之间而形成的。在这种状态下，若使通过偏光板10的线性偏振光从上基板21的表面射入液晶层22，则入射光便将沿着垂直配向的液晶分子长轴方向前进。在液晶分子的长轴方向未发生双折射，因此入射光在不改变偏振方向的情况下前进。光被反射电极23反射，穿过液晶单元22，随后从上基板21处射出。射出光的偏振状态与入射光相同，并且射出光穿过偏光板10，从而提供亮显示。当在电极之间施加电压时，液晶分子的长轴平行于基板表面配向。在这种状态下，液晶分子相对于进入液晶层22的线性偏振光表现出双折射，并且入射光的偏振状态根据液晶分子的倾角而改变。例如，在施加预先确定的最大电压下，被反射电极23反射并且从上基板射出的光的偏振方向旋转90°从而成为线性偏振光，并且被偏光板10吸收，从而提供暗显示。在不施加电压的情况下，通过配向抑制力回复到亮显示的状态。改变所施加的电压可以控制液晶分子的倾角，从而改变来自偏光板10的透射光的强度，以便提供分级显示。

下文中，将通过实施例对本发明进行更详细的描述。但是，本发明不限于这些实施例。下面描述实施例中各性能的测量方法。

(1)测量厚度

实施例和比较实施例中的各个配置有光学补偿层的偏光板的厚度使用Ozaki Mfg.Co.，Ltd生产的Dial Gauge来测量。

(2)测量由于热度造成的不均匀显示

将实施例和比较实施例中的各个配置有光学补偿层的偏光板粘附到同样配置有光学补偿层的偏光板上，从而制备测量样品。将该配置有光学补偿层的偏光板粘附在一起使得各自偏光片的吸收轴彼此垂直并且各自第三光学补偿层彼此相对。将该测量样品放置在背光源上，然后用数码相机拍摄背光源照亮的图像。将拍摄的图像用MitaniCorporation生产的Win Roof v3.0灰阶化(grayed)(256级)。将0到255亮度级别水平的第35级水平作为界限，将级别水平二分成0到35级水平为白色，和35到255级水平为黑色。图像中的白色比例用％表示。测量样品在85℃下加热10分钟，测量加热前和加热后的白色比例。确定白色比例的变化量，变化量越小显示由于热度造成的不均匀显示越小。

(3)测量透射率

将实施例和比较实施例中的各个配置有光学补偿层的偏光板粘附到同样配置有光学补偿层的偏光板上，从而制备测量样品。将该配置有光学补偿层的偏光板粘附在一起使得各自偏光片的吸收轴彼此垂直并且各自第三光学补偿层彼此相对。使用Murakami Color ResearchLaboratory制造的商品名为DOT-3测定样本的透射率。

实施例1

(生产偏光片)

将市售的聚乙烯醇(PVA)膜(购买自Kuraray Co.，Ltd.)在含碘水溶液中染色并在含硼酸的水溶液中，在不同速度比的辊之间单轴拉伸到大约6倍长度，从而获得连续的偏光片。用PVA类粘合剂将市售的TAC膜(购买自Fuji Photo Film Co.，Ltd.)粘附到偏光片的两侧，从而获得总厚度为100μm的偏光板(保护膜/偏光片/保护膜)。将该偏光板冲压成长20cm×宽30cm，并且使偏光片的吸收轴设定为纵向内。

(生产第一光学补偿层)

在140℃下，将连续的降冰片烯类树脂膜(商品名，Zeonoa，购买自Zeon Corporation，厚度为60μm，光弹性系数为3.10×10^-12m²/N)单轴拉伸到1.90倍长度，从而制备用于第一光学补偿层的连续膜。该膜的厚度为45μm，面内相位差Re₁为270nm。将该膜冲压成长20cm×宽30cm，并且将其慢轴设定为纵向。

(生产第二光学补偿层)

在140℃下，将连续的将冰片烯类树脂膜(商品名，Zeonoa，购买自Zeon Corporation，厚度为60μm，光弹性系数为3.10×10^-12m²/N)单轴拉伸到1.32倍长度，从而制备用于第二光学补偿层的连续膜。该膜的厚度为50μm，面内相位差Re₂为140nm 。将该膜冲压成长20cm×宽30cm，并且将其慢轴设定为纵向。

(生产第三光学补偿层)

将90重量份下式(10)所示的向列型液晶化合物、10重量份下式(38)表示的手性试剂、5重量份光聚合引发剂(Irgacure 907，商品名；购买自Ciba Specialty Chemicals)和300重量份丁酮均匀混合，从而制备液晶涂布液。用该液晶涂布液涂布基板(双轴拉伸的PET膜)，在80℃下热处理3分钟，并且用紫外光照射该液晶涂布液进行聚合处理，从而形成第三光学补偿层。其上形成有第三光学补偿层的基板冲压成长20cm×宽30cm。第三光学补偿层的厚度为2μm，面内相位差Re₃为0nm，并且厚度方向的相位差Rth₃为110nm。

[chem 13]

(生产配置有光学补偿层的偏光板)

依次对上述获得的偏光板、第一光学补偿层、第二光学补偿层和第三光学补偿层进行层积。在此，第一光学补偿层、第二光学补偿层和第三光学补偿层的慢轴，分别以相对于偏光板的偏光片吸收轴呈逆时针方向旋转15°、75°和75°的状态进行层积。用丙烯酸压敏粘合剂(厚度为20μm)对偏光片和第一光学补偿层、以及第一光学补偿层和第二光学补偿层进行层积。第二光学补偿层和第三光学补偿层通过使用异氰酸酯类固化粘合剂(厚度为5μm)进行层积。随后，将支撑第三光学补偿层的基板(双轴拉伸的PET膜)剥离，并在剥离表面上涂布丙烯酸压敏粘合剂(厚度为20μm)以粘附液晶单元。最后，将产物冲压成长4.0cm×厚5.3cm，从而获得如图1所示的配置有光学补偿层的偏光板。

测量所得的配置有光学补偿层的偏光板的厚度、透射率和由于热度造成的不均匀显示。表1显示了下文所述的实施例2和3以及比较实施例1到3的结果。

[表1]

实施例2

按照与实施例1相同的方式生产偏光板、第一光学补偿层和第二光学补偿层。

(生产第三光学补偿层)

将连续的降冰片烯类树脂膜(商品名，Arton，购买自JSRCorporation，厚度为100μm，光弹性系数为5.00×10^-12m²/N)在175℃下纵向拉伸到1.27倍长度，随后在176℃下横向拉伸到大约1.37倍，从而制备用于第三光学补偿层的连续膜(厚度为65μm)。将该膜冲压成长20cm×宽30cm，从而形成第三光学补偿层。该第三光学补偿层的面内相位差Re₃为0nm，厚度方向相位差Rth₃为110nm。

(生产配置有光学补偿层的偏光板)

除了用丙烯酸类压敏粘合剂(厚度为20μm)对第二光学补偿层和第三光学补偿层进行层积之外，按照与实施例1相同的方式生产如图1所示的配置有光学补偿层的偏光板。所得的配置有光学补偿层的偏光板如实施例1进行相同评价。表1显示了该结果。

实施例3

按照与实施例1相同的方式生产偏光板、第一光学补偿层和第二光学补偿层。

使用按照与实施例1相同的方式制备的液晶涂布液涂布基板(双轴拉伸的PET膜)，在80℃下进行热处理3分钟，并用紫外光照射该液晶涂布液进行聚合处理，从而形成胆甾型配向固定层(厚度为2μm)。随后，将异氰酸酯类固化型粘合剂(厚度为5μm)涂布于胆甾型配向固定层，并通过粘合剂将塑料膜(TAC膜，厚度为40μm)粘附于其上，从而形成第三光学补偿层。将第三光学补偿层冲压成长20cm×宽30cm。该第三光学补偿层的厚度为47μm、面内相位差Re₃为0nm，厚度方向相位差Rth₃为140nm。

除了用丙烯酸类压敏粘合剂(厚度为20μm)对第二光学补偿层和第三光学补偿层进行层积之外，按照与实施例1相同的方式依次对偏光片、第一光学补偿层、第二光学补偿层和第三光学补偿层进行层积，从而获得如图1所示的配置有光学补偿层的偏光板。同时，将第二光学补偿层和第三光学补偿层层积为使得第三光学补偿层的塑料膜层(TAC膜)位于第二光学补偿层的对面。所得的配置有光学补偿层的偏光板如实施例1进行相同评价。表1显示了该结果。

(比较实施例1)

除了第一光学补偿层的慢轴相对于偏光板的偏光片吸收轴朝逆时针方向旋转35°之外，按照与实施例1相同的方式生产配置有光学补偿层的偏光板。所得的配置有光学补偿层的偏光板如实施例1进行相同评价。表1显示了该结果。

(比较实施例2)

除了第二光学补偿层的慢轴相对于偏光板的偏光片吸收轴朝逆时针方向旋转35°之外，按照与实施例1相同的方式生产配置有光学补偿层的偏光板。所得的配置有光学补偿层的偏光板如实施例1进行相同评价。表1显示了该结果。

(比较实施例3)

除了第一光学补偿层的慢轴相对于偏光板的偏光片吸收轴朝逆时针方向旋转35°之外，按照与实施例2相同的方式生产配置有光学补偿层的偏光板。所得的配置有光学补偿层的偏光板如实施例1进行相同评价。表1显示了该结果。

表1揭示了以下内容。在本发明的实施例中，第一光学补偿层、第二光学补偿层和第三光学补偿层的慢轴和偏光片吸收轴之间的角度设定在预定范围内，从而极大地减少了正交偏振状态下的透射率。也就是说，良好地防止了黑色显示时的漏光。同时，在比较实施例中，至少一个光学补偿层的慢轴和偏光片吸收轴之间形成的角度偏离了预定范围，因此正交偏振状态下的透射率非常大。即，黑色显示中的漏光非常明显，无法达到实用的水平。此外，在比较实施例中，至少一个光学补偿层的慢轴和偏光片吸收轴之间形成的角度偏离了预定范围，在由于热度造成的不均匀显示的实验中初始便获得较高值。与实施例1和3相比，实施例2揭示了胆甾型配向固定层用作第三光学补偿层，从而防止漏光和由于热度造成的不均匀显示。而且，使用异氰酸酯类固化型树脂进行第三光学补偿层的层积，实际上证明了在加热过程中可良好地防止在第三光学补偿层中形成裂痕。

工业实用性

本发明的配置有光学补偿层的偏光板适用于各种图像显示装置(例如液晶显示装置和自发光显示装置)。

Claims (8)

1.配置有光学补偿层的偏光板，其依次包括偏光片、第一光学补偿层、第二光学补偿层和第三光学补偿层，其中：

所述第一光学补偿层含有光弹性系数绝对值小于或等于2×10^-11m²/N的树脂、具有nx＞ny＝nz的关系并且面内相位差Re₁为200到300nm；

所述第二光学补偿层含有光弹性系数绝对值小于或等于2×10^-11m²/N的树脂、具有nx＞ny＝nz的关系并且面内相位差Re₂为90到160nm；

所述第三光学补偿层具有nx＝ny＞nz的关系，并且面内相位差Re₃为0到20nm，厚度方向的相位差Rth₃为30到300nm；

所述第一光学补偿层的慢轴相对于所述偏光片的吸收轴朝向逆时针方向旋转10°到30°；

所述第二光学补偿层的慢轴相对于所述偏光片的吸收轴朝向逆时针方向旋转70°到95°；

所述第三光学补偿层的慢轴相对于所述偏光片的吸收轴朝向逆时针方向旋转70°到95°。

2.根据权利要求1所述的配置有光学补偿层的偏光板，其中所述第三光学补偿层的厚度为1到50μm。

3.根据权利要求1或2所述的配置有光学补偿层的偏光板，其中所述第三光学补偿层由选择性反射波长区域为100nm到350nm的胆甾型配向固定层构成。

4.根据权利要求1或2所述的配置有光学补偿层的偏光板，其中所述第三光学补偿层包括：由具有nx＝ny＞nz关系并含有光弹性系数绝对值小于或等于2×10^-11m²/N的树脂的膜构成的层和选择性反射波长区域为100nm到350nm的胆甾型配向固定层。

5.液晶面板，其含有根据权利要求1到4的任意一项所述的配置有光学补偿层的偏光板和液晶单元。

6.根据权利要求5所述的液晶面板，其中所述液晶单元为反射式或半透射式VA模式。

7.液晶显示装置，其含有根据权利要求5或6所述的液晶面板。

8.图像显示装置，其含有根据权利要求1到4的任意一项所述的配置有光学补偿层的偏光板。

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