[发明专利]光学薄膜、偏振片和液晶显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种光学薄膜和使用该光学薄膜的偏振片和液晶显 示装置。

背景技术

液晶显示装置含有液晶元件和偏振片。偏振片通常具有保护薄膜 和偏振薄膜，并且典型地是通过用碘将由聚乙烯醇薄膜构成的偏振薄 膜染色、拉伸、并将保护薄膜叠置到其两个表面上而获得的。透射液 晶显示装置是通过在液晶元件的两侧粘附偏振片而构建的，偶尔有一 个或多个任选安装在其中的具有光学补偿功能的透明薄膜。反射液晶 显示装置通常是通过依次安装反射板、液晶元件、一个或多个透明薄 膜和偏振片而构建的。液晶元件含有液晶分子、两个包封该液晶分子 的基底和对液晶分子施加电压的电极层。液晶元件随液晶分子的取向 状态变化而转换“开”和“关”显示，并且既可用于透射型也可用于 反射型，其中曾经提出的显示模式包括TN(扭转向列)、IPS(面内转 换)、OCB(光学补偿弯曲)和VA(垂直对齐)、ECB(电控制双折射)。

已将具有光学补偿功能的透明薄膜用于各种液晶显示装置以消 除图象着色，并扩大视角。拉伸过的双折射薄膜是一种常用选择(例 如参见日本特开专利申请“特开平(Tokkaihei)”2-247602)。然而近年 来，已提出使用包括透明支持体和其上含盘状(盘状)分子的层的透明 薄膜(例如参见日本特开专利申请“特开平”7-191217和欧洲专利 0911656)。这种透明薄膜是通过在安装在透明支持体上的取向薄膜上 涂布含盘状化合物的组合物，在高于取向温度的温度下使盘状分子取 向，并将所得取向状态固定制得的。

盘状化合物通常呈现大的双折射和各种取向形式。使用盘状化合 物可以获得常规拉伸过的双折射薄膜从未获得过的光学特性。由于如 此多样的取向形式，因此为了使盘状化合物呈现所需的光学特性，必 需控制取向状态。

在使用盘状化合物光学补偿TN型或OCB型的液晶元件的例证 情形下，通常相信盘状化合物的盘状面的倾斜角(平均倾斜角)优选在 液晶化合物层的厚度方向变化，从而获得混合取向(例如参见日本特 开专利申请“特开平”7-191217、9-211444和11-316378)。控制取向的 方法在制备这类具有光学补偿功能的透明薄膜中是重要的。

发明内容

为了赋予更精确的光学补偿功能，要求光学薄膜呈现相应于液晶 面板中液晶取向分布的光学各向异性的分布。液晶面板中液晶的取向 分布在液晶面板的厚度方向不均匀。因此就用于这种液晶面板的光学 补偿的薄膜而言还必需在薄膜厚度方向的各向异性分布不均匀，以便 保证全面的光学补偿。在现有技术中，透明薄膜的光学各向异性层的 液晶分子借助于在从与对齐薄膜的界面到与空气的界面的范围内的 对齐薄膜(界面处理)来均匀取向，这样很难随意控制薄膜厚度方向的 分布。

因此，本发明的一个目的是提供一种液晶显示装置，特别是一种 使用TN型的液晶显示装置，其中液晶元件以精确方式光学补偿，以 保证甚至在大视角下高的对比度。

本发明的另一目的是提供一种能够光学补偿液晶元件特别是使 用TN型的液晶元件，并有利于在大视角下对比度增加的光学薄膜。

一方面，本发明提供了一种光学薄膜，其包含含有取向光学元件 的光学各向异性层，其中所述光学元件以有序参数在所述光学各向异 性层内取向，所述有序参数代表所述光学元件的取向度，并在薄膜厚 度方向变化。

作为本发明的实施方式，提供了：光学薄膜，其中所述有序参数 以z的函数S(z)表示，其中所述光学各向异性层的厚度方向是沿着z- 轴，z在0-d之间变化，包括两个端点，d是所述光学各向异性层的 厚度；并且S(z)是单调递增函数、单调递减函数或它们的混合函数； 光学薄膜，其中S(0)、S(d/2)和S(d)的值彼此不同；光学薄膜，其中 所述光学各向异性层含有光学元件以有序参数为0取向的区域；一种 光学薄膜，其中所述有序参数在0-0.9的范围内变化，包括两个端点。

所述光学元件可以选自盘状或棒状的液晶分子或聚合物分子。

所述光学各向异性层可以由含盘状化合物和/或棒状化合物的组 合物形成。并且所述光学各向异性层可以通过向表面涂敷所述组合物 形成。

本发明的一个实施方式是光学薄膜，其中所述光学元件是液晶分 子，并且所述液晶分子相对于层面以在层厚度方向变化的角度倾斜。