[发明专利]光学薄膜、偏振器和显示设备

说明书

本申请以日本专利申请文件NO.2001-106561为基础，该文件在本文中被引用。

发明背景

1、发明的领域

本发明涉及一种光学薄膜，不论观察点如何变化，几乎不发生层压的轴向位移，因此该光学薄膜适合用于形成显示质量高的液晶显示设备、圆形偏振器或抗反射片。

2、相关技术的描述

如果为了提高液晶显示设备的显示质量，在一偏振器和一液晶元件之间放置一相位延迟器，或用于形成圆形偏振器或抗反射片的四分之一波长片由一层双折射膜形成，基于延迟器或四分之一波长片的材料所特有的扩散性，双折射根据光的波长被扩散。结果是，随着波长的减小双折射倾向于增加。为此，片的延迟随着光的波长而变化，从而偏振的状态不能均匀变化。在这种情况下，已经提出了一种光学薄膜，该薄膜包括层叠在一起的两层双折射薄膜，这两层双折射薄膜的双折射扩散根据光波长的不同而不同，因此，两层双折射薄膜的各慢轴彼此垂直相交(日本特开平5-27118号公报和日本特开平10-239518)。

该提案的目的在于利用双折射薄膜的迭片结构，根据光波长来控制双折射扩散，从而双折射随着波长的减小而减小。即，该提案是为了在一宽波长范围内实现偏振状态的均匀变化时，获得均匀的补偿效果。对于光轴，虽然为了达到所需要的效果，可以保持垂直交叉关系，但由于明显的轴间角的变化，当从倾斜方向以从光轴偏移的方位角观察时，所述垂直交叉关系被破坏。因此，存在一个问题，即偏振的状态发生变化而不能实现所需要的效果。即使在如特开平5-27118中公开的双折射薄膜的Nz值被控制以补偿从偏振器的轴向位移情况下，这种方法在补偿双折射层合薄膜自身的轴向位移上也不是有效的。

发明的概述

本发明的一个目的是开发一种光学薄膜，其中不论观察点怎样变化，彼此垂直交叉的慢轴之间的轴向关系能够被保持良好，从而该光学薄膜能够被用于形成一种显示质量较好的液晶显示设备，以及一种四分之一波片等。

根据本发明，提供一种光学薄膜，该光学薄膜为由三层双折射薄膜A、B和C层叠在一起所形成的叠片，双折射薄膜A根据光的波长显现折射率分散，且显现从0.4到0.6的Nz，双折射薄膜B根据光的波长显现比双折射薄膜A大的折射率分散，并显现比双折射薄膜A小的Re，且显现从0.4到0.6的Nz，双折射薄膜C显现从200到350nm的Re，并显现从0.6(不包含在内)到0.9的Nz，当Re＝(nx-ny)d且Nz＝(nx-nz)/(nx-ny)时，双折射薄膜A和B具有彼此垂直相交的慢轴，其中nz为每层双折射薄膜在表示双折射薄膜厚度方向的Z轴方向上的折射率，nx为双折射薄膜在X轴方向上的折射率，该X轴方向表示在与Z轴垂直的平面中的双折射薄膜的最大折射率的方向，ny为双折射薄膜在Y轴方向上的折射率，该Y轴方向表示与X轴和Z轴都垂直的方向，d为双折射薄膜的厚度。还提供一种液晶显示设备，该设备具有液晶元件和至少一层上述限定的且配置于液晶元件的至少一个表面上光学薄膜。

根据本发明，还提供一种偏振器，该偏振器具有由上述限定的光学薄膜和吸收型偏振片形成的叠片，该吸收型偏振片被层叠在光学薄膜的双折射薄膜C一侧上，从而在双折射薄膜C位于光学薄膜的外侧的情况下，吸收型偏振片的吸收轴平行于双折射薄膜C的慢轴。还提供一种液晶显示设备，该设备具有一种液晶元件，和至少一个上述限定的且配置于液晶元件的至少一个表面上的偏振器，从而偏振器的吸收型偏振片位于外侧。还提供一种具有上述限定的偏振器的显示设备，其中：双折射薄膜A和B的叠片的面内延迟在80至400nm的范围内；且偏振器被配置在最外表面上，从而偏振器的吸收型偏振片位于最外侧。

根据本发明，除延迟的特性之外，该延迟是由于双折射在光轴上几乎不发生变化能够通过双折射薄膜A和B的结合和双折射薄膜A和B的设置关系而被保持而实现的，即使在观察点在360°的范围内变化的情况下，光轴之间的垂直交叉关系也能够被精确地保持。因此，能够获得一种光学薄膜，即使在任何方位角观察该光学薄膜的情况下，该光学薄膜也能够实现均匀补偿效果，其中双折射薄膜C能够补偿从偏振片沿着倾斜观察方向的轴向位移，从而防止了光学薄膜的光轴的变化。结果是，该光学薄膜能够被用于形成一种显示质量良好的液晶显示设备。此外，该光学薄膜起四分之一波片的作用，与吸收型偏振片结合应用，用于获得一种圆形偏振器或一种抗反射片，其中能够实现在一宽波长范围内的偏振状态的均匀变化，从而不管在任何方位角观察的情况下，也能获得均匀的补偿效果。该圆形偏振器或抗反射片能够被用于获得各种类型的显示质量良好的显示装置。