專利名稱：起偏振膜、層壓膜和液晶顯示器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種適用于增大液晶顯示器的屏幕尺寸的起偏振膜、適用于光學補償由液晶元件所引起延遲的層壓膜，以及安置有這兩些膜的液晶顯示器。
背景技術：
在IPS模式或VA模式的液晶顯示器中，起偏器安置在液晶元件的前表面和背表面上，使得吸收軸(發(fā)生吸收的光的振動方向)變成彼此垂直。用二色性物質染色聚乙烯醇膜等制備的長起偏振膜迄今為止都是以所述長膜在其縱向進行單軸拉伸的方式形成的。在這種情況下，起偏振膜的吸收軸出現(xiàn)在縱向上。
傳統(tǒng)的長起偏振膜在使用中，長膜被切割成預定大小的膜片。膜片組合使用，使得基于長膜的縱向相應于垂直于縱向的方向(TD方向橫向)，所述基于長膜的縱向是制膜時膜流動方向(MD方向加工方向)。因此，可以獲得在液晶元件的前表面和背表面上其吸收軸之間的正交關系。順便提及，下文中，MD方向被簡稱作“縱向”，而TD方向被簡稱作“橫向”。
因此，在前述方法中，起偏振膜片通常具有的關系是所述起偏振膜片以吸收軸為基準旋轉90度。因此，當相同大小的起偏振膜片被制備出來并應用到液晶元件的前表面和背表面上時，長膜的寬度(橫向)為其極限尺寸。在這種情況下，由于在單軸拉伸步驟等過程中橫向要發(fā)生收縮，因此傳統(tǒng)起偏振膜不能獲得足夠的橫向長度。因而，存在的問題是液晶顯示器的屏幕大小難于增加，尤其是難于獲得足夠的橫向長度。由于在加工成起偏振膜時的準確性如取向準確性、偏振程度、等，使傳統(tǒng)長膜在橫向上的增大受到限制。
另一方面，為了光學補償由液晶元件所引起的延遲，尤其為了補償視角，而需要起偏振膜和延遲膜，以使延遲膜的慢軸(最大面內折射率的方向)變成垂直于起偏振膜的吸收軸。在這種情況下，從包括層壓膜的其層壓制品的生產效率考慮，各自以成卷形式提供的起偏振膜和延遲膜可以彼此層壓形成長膜是有利的。
上述可以通過橫向拉伸長膜以形成橫向具有慢軸的延遲膜來實現(xiàn)。在這種情況下，與長膜在縱向拉伸以提供在縱向具有慢軸的延遲膜的情況相比，存在慢軸方向由于boing現(xiàn)象而易于改變的缺陷，所述boing現(xiàn)象即使該膜的中心部分發(fā)展的現(xiàn)象。
JP 3-24502[參考文獻2]JP 3-33719發(fā)明內容本發(fā)明的目的是提供一種起偏振膜，其中該膜的橫向尺寸可以任意設定，以使其在液晶元件的前表面和背表面內的吸收軸之間形成正交關系；液晶顯示器的屏幕大小增加，尤其是可以獲得具有任意橫向大小的屏幕；起偏振膜和延遲膜可以彼此層疊形成長膜，因此可以有效地制備包括層壓膜的層壓制品，而且發(fā)展出其中液晶元件所引起的延遲可以被高度光學補償從而實現(xiàn)視角等被加寬的層壓膜。
即，本發(fā)明目的可以通過提供如下實現(xiàn)起偏振膜、延遲膜、作為所述起偏振膜和延遲膜的層壓制品的層壓膜、液晶顯示器以及制備所述起偏振膜的方法。
1.一種起偏振膜，其包括如下長聚合物膜；以及二色性物質，其中所述起偏振膜在該起偏振膜的TD方向上具有吸收軸。
2.根據(jù)項目1所述的起偏振膜，其中所述起偏振膜MD方向上的長度不小于所述起偏振膜TD方向長度的5倍。
3.根據(jù)項目1所述的起偏振膜，其中所述起偏振膜是通過在TD方向上拉伸長聚合物膜進行制備的。
4.根據(jù)項目1所述的起偏振膜，其中所述起偏振膜通過如下步驟制備在TD方向上將長聚合物膜拉伸；并且在MD方向上將長聚合物膜進行收縮。
5.根據(jù)項目1所述的起偏振膜，其中所述起偏振膜是通過使用含碘的水溶液，由碘染色在TD方向經(jīng)過拉伸的長聚合物而制備的。
6.根據(jù)項目1所述的起偏振膜，其中所述起偏振膜通過使用含碘的水溶液，由碘染色在TD方向經(jīng)過拉伸并且在MD方向被收縮的長聚合物而制備的。
7.根據(jù)項目5所述的起偏振膜，其中所述起偏振膜是通過將含碘的水溶液涂敷到長聚合物膜上，由碘染色所述長聚合物膜而制備的。
8.一種層壓膜，其包括如下根據(jù)項目1所述的起偏振膜；以及MD方向具有慢軸的延遲膜，所述延遲膜包括長聚合物膜，其中起偏振膜的MD方向相應于延遲膜的MD方向。
9.根據(jù)項目8的層壓膜，其中所述延遲膜包括單軸拉伸的膜。
10.根據(jù)項目8的層壓膜，其中所述延遲膜包括含液晶材料的光學單軸層。
11.根據(jù)項目8的層壓膜，其中所述延遲膜包括含非液晶材料的雙折射層，所述非液晶材料具有不低于0.005的雙折射。
12.根據(jù)項目8的層壓膜，其中所述延遲膜是含雙折射層的復合膜，所述雙折射層安置在雙折射聚合物膜上。
13.根據(jù)項目11或12所述的層壓膜，其中所述雙折射層包括含選自下列物質中至少一種的固體聚合物聚醚酮；聚酰胺；聚酯；聚酰亞胺；聚酰胺-酰亞胺；和聚酯-酰亞胺。
14.根據(jù)權利要求13所述的層壓膜，其中所述雙折射層是含有聚酰亞胺的固體聚合物。
15.根據(jù)項目11或12所述的層壓膜，其中所述雙折射層具有nx＞ny＞nz的關系，其中nx為最大面內折射率，ny為在與nx方向垂直的方向內的面內折射率，而nz為厚度方向的折射率。
16.一種液晶顯示器，其包括根據(jù)項目1所述的起偏振膜，該起偏振膜位于液晶元件的外部。
17.一種液晶顯示器，其包括根據(jù)項目8所述的層壓膜，該層壓膜位于液晶元件的外部。
18.一種用于制備起偏振膜的方法，其包括將聚合物膜順序展開；在TD方向拉伸所述聚合物膜；以及將所述拉伸過的膜進行染色。
19.根據(jù)項目18所述的用于制備起偏振膜的方法，其中TD方向的拉伸由張幅拉伸機實施。
具體實施例方式
下面將具體地描述本發(fā)明。
本發(fā)明提供有起偏振膜，其含有長聚合物膜，其中該膜包括二色性物質并且所述起偏振膜在其橫向具有吸收軸；層壓膜，其含有起偏振膜；以及延遲膜，其在縱向具有慢軸，并且包含長聚合物膜，其層壓在起偏振膜上，使得這些膜的縱向彼此相應；液晶顯示器，其包括位于液晶外部的起偏振膜或層壓膜；以及用于制備所述起偏振膜的方法。
根據(jù)本發(fā)明的起偏振膜是含有長聚合物膜的起偏振膜，其中該膜包括二色性物質并且所述起偏振膜在其橫向具有吸收軸。
用于形成膜的聚合物種類并沒有特殊的限制，合適材料如均聚物、共聚物或者兩種或更多種聚合物的混合物都可以用作該聚合物。通常地，選自親水大分子和聚酯中的一種或兩種或更多種聚合物，比如聚乙烯醇、部分縮甲醛化的聚乙烯醇、乙烯-乙烯醇共聚物，以及部分皂化的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物都可以使用。
所述長聚合物膜具有的長度優(yōu)選不低于所述長聚合物膜寬度的5倍，更優(yōu)選為所述長聚合物膜寬度的10～100,000倍，還更優(yōu)選為所述長聚合物膜寬度的30～5000倍。所述長聚合物膜可以作為卷膜形式提供。該膜的寬度可以根據(jù)所形成起偏振膜的使用目的等而適當確定。通常，該寬度優(yōu)選為5mm～5m，更優(yōu)選為30cm～3m，還更優(yōu)選為50cm～2m。
起偏振膜可以按如下形成長聚合物膜用二色性物質染色；并且該長聚合物膜在橫向進行拉伸。然后可以獲得吸收類型的起偏振膜，即，當自然光入射到該起偏振膜上時，該起偏振膜表現(xiàn)出直線傳遞偏振光的性質。相應的步驟可以在整個長膜上同時進行，或者可以部分并重復地接連進行，從而應用于整個長膜上。
在橫向拉伸長膜的步驟旨在給長膜的橫向提供吸收軸。在本發(fā)明中，除了起偏振膜在橫向拉伸以使在橫向形成吸收軸之外，起偏振膜可以由背景技術的方法形成。因此，例如選自碘、二色性染料等的一種合適的物質或者兩種或更多種合適的物質可用作二色性物質。
使用二色性物質染色的步驟中所使用方法的實例包括將長聚合物膜引入并浸漬在含二色性物質的水溶液中的方法；以及將水溶液涂敷在長聚合物膜上的方法。染色步驟可以在橫向拉伸長膜的步驟之前或之后或者在拉伸過程中進行。從基于防止染色不規(guī)則性而改善偏振度考慮，優(yōu)選該染色步驟在拉伸步驟之后進行。
例如，橫向拉生長聚合物膜的步驟可以通過張幅拉伸機進行。拉伸方法的實例包括干式加熱法，用于在大氣下將聚合物膜加熱到低于聚合物膜熔融溫度的溫度，尤其是加熱到不低于聚合物膜玻璃化轉變溫度的溫度；以及濕式拉伸法，用于在含有硼酸等的水溶液中拉伸聚合物膜。
從獲得橫向高度單軸取向的高偏振度起偏振膜考慮，優(yōu)選長聚合物膜除橫向拉伸(緯向拉伸)外還進行縱向收縮(經(jīng)向收縮)。通過使用雙軸拉伸機如縮放式機器(pantograph type machine)或紡錠式機器(spindle type machine)同時或順序進行雙軸拉伸，可以使緯向拉伸和經(jīng)向收縮的步驟結合進行。
橫向拉伸比可以適當確定。通常地，從取向精確性、擴散效應等考慮，優(yōu)選橫向的拉伸比為初始寬度的1.1～20倍，更優(yōu)選為1.5～10倍，還更優(yōu)選為2～7倍。順便提及，當經(jīng)向收縮和如上所述的緯向拉伸進行結合時，從改善取向度等考慮，優(yōu)選經(jīng)向收縮比為初始長度(100％)的70～99％，更優(yōu)選為75～98％，尤其優(yōu)選為80～97％。通常，起偏振膜的厚度優(yōu)選為1～200μm，更優(yōu)選為3～150μm，還更優(yōu)選為5～80μm。但是，起偏振膜的厚度并不是限制于上述范圍。順便提及，如上所述，起偏振膜可以另外使用交聯(lián)劑如硼酸進行交聯(lián)。
如果需要，起偏振膜可以在其單個表面或兩個表面上安置一個或多個透明保護層。每個透明保護層都可以為了各種目的而提供，比如為了增強起偏振膜、改善耐熱性和耐濕性、改善處理性和耐久性等。適當?shù)耐该魑镔|可以用于形成所述透明保護層。尤其是，優(yōu)選使用具有優(yōu)異透明性、機械強度、熱穩(wěn)定性、潮濕密封性等的聚合物等。
聚合物的實例包括醋酸酯樹脂如三乙?；w維素；聚酯樹脂；聚醚-砜樹脂，聚碳酸酯樹脂；聚酰胺樹脂；聚酰亞胺樹脂；聚烯烴樹脂；丙烯酸樹脂；和熱固化或紫外線固化樹脂，比如丙烯酸樹脂，氨基甲酸酯樹脂、丙烯?；?氨基甲酸酯樹脂、環(huán)氧樹脂和硅氧烷樹脂。
透明保護層可以通過合適的方法形成，比如涂敷聚合物的方法或通過粘合層將聚合物層壓為膜的方法。該粘合層并沒有特殊限制。例如，從所述層壓方法具有對潮濕和加熱的耐剝落性考慮，優(yōu)選由粘合劑丙烯酸聚合物或乙烯醇聚合物形成的層，或者由含硼酸或硼砂的粘合劑以及乙烯醇聚合物的含水交聯(lián)劑(比如，戊二醛、蜜胺或草酸)形成的層。
透明保護層的厚度可以任意確定，但通常設定為優(yōu)選不大于300μm，更優(yōu)選為1～200μm，還更優(yōu)選為5～100μm。順便提及，當在起偏振膜的兩個表面上都安置透明保護層時，該透明保護層可以由在起偏振膜的前表面和背表面之間的不同聚合物等制備。
例如，起偏振膜可以進行硬涂層處理、抗反射處理、防粘處理以及用于漫射、抗炫光等的其它各種處理。提供硬涂層處理是為防止起偏振膜的表面受損傷。例如，硬涂層處理可以通過這樣的方法進行處理在透明保護膜的表面上涂敷固化涂層或膜，而所述固化涂層或膜是由合適的可紫外線固化樹脂如硅氧烷樹脂、氨基甲酸酯樹脂、丙烯酸樹脂或環(huán)氧樹脂形成并具有優(yōu)異的硬度、滑移性質等。
提供抗反射處理是為防止外來的光反射在起偏振膜的表面上。例如，可以以這樣的方式實現(xiàn)抗反射處理適當形成粘附膜(比如氟聚合物的涂層)或多層金屬沉積膜或根據(jù)背景技術的抗反射膜。
提供防粘處理是為了防止相鄰層之間的緊密粘合。提供抗炫光處理是為防止對穿過起偏振膜所傳遞的光的視覺識別被反射在起偏振膜表面上的外來光干擾。例如，可以這樣的適當方式進行抗炫光處理含有透明微?；蛘呔哂芯毚植诮Y構的樹脂涂層通過適當?shù)姆椒ㄈ鐗夯ā娚盎蛭g刻形成于表面上，由此使反射在表面上的光進行漫射。
例如，所使用的透明微?？梢允瞧骄綖?.5～20μm的透明微粒。該透明微粒的實例包括由二氧化硅、氧化鈣、氧化鋁、氧化鈦、氧化鋯、氧化錫、氧化銦、氧化鎘、氧化銻等構成并且具有電導性的無機微粒；以及由合適的聚合物如聚甲基丙烯酸甲酯或聚氨基甲酸酯構成的交聯(lián)或非交聯(lián)的有機微粒。也可以使用一種或者兩種或更多種合適微粒。以100重量份的透明樹脂計，所述透明微粒的使用量通常選擇為優(yōu)選2～70重量份，更優(yōu)選為5～50重量份。
抗炫光層可以用作使透射過起偏振膜的光散射從而擴寬視角的漫射層。順便提及，諸如硬涂層、抗反射層、防粘層、漫射層和抗炫光層之類的多個層可以被提供作為由具有這些層的薄片等構成的光學層，因而每個光學層可以與透明保護膜分開提供。因此，起偏振膜可以具有通過使用漫射、散射、折射等來控制與分辨率有關的炫光、散射等的光學層，或者可以具有用于控制視角的光學層。
延遲層可以層壓在起偏振膜的單個或兩個表面上，由此形成層壓膜。在這種情況下，可以使用由長聚合物膜制備并在縱向具有慢軸的延遲膜，使得長的起偏振膜和長的延遲膜層壓成這兩種膜的縱向彼此相應。因此，可以以優(yōu)異的生產率形成其中起偏振膜的吸收軸與延遲膜的慢軸垂直的層壓膜。
例如，縱向具有慢軸的延遲膜可以通過滾筒式縱向拉伸法形成，在該方法中，長聚合物膜通過多個輥傳送，傳送輥的圓周速度不同于膜縱向的負載張力，從而縱向單軸拉伸膜。在縱向拉伸中，可以通過頸縮現(xiàn)象被抑制的拉伸法獲得具有優(yōu)異的取向軸均一性的延遲膜，因而能夠獲得可用作高度精確的視角補償膜等的層壓膜。
具有使在拉伸方向折射率增加的正雙折射的聚合物可以優(yōu)選用作用于形成延遲膜的聚合物。該聚合物的實例包括降冰片烯聚合物；聚碳酸酯；聚醚-砜；聚砜；聚烯烴；丙烯酸聚合物；纖維素樹脂；聚丙烯酸酯；聚苯乙烯；聚乙烯醇；聚氯乙烯；聚偏二氯乙烯；和乙酸酯聚合物。該膜可以使用這些聚合物中的一種或者兩種或更多種聚合物形成。
用于形成延遲膜的長聚合物膜的長度和寬度可以根據(jù)用于形成起偏振膜的長聚合物膜的長度和寬度進行確定。順便提及，適當?shù)某赡し椒ㄈ鐫茶T法或擠壓法(比如流出成膜法、輥涂法或流涂法)都可以用于形成長聚合物膜。從具有均勻厚度、均一取向變形等的起偏振膜或延遲膜的規(guī)模生產考慮，可以優(yōu)選使用溶液成膜法比如澆鑄法來形成膜。對于膜的形成，如果需要，可以混入各種添加劑，比如穩(wěn)定劑、增塑劑、金屬等。
在滾筒式縱向拉伸法中，為了降低拉伸過程中的變化，膜優(yōu)選邊加熱邊拉伸。膜加熱可以使用適合的方法，比如使用加熱輥的方法，加熱氣氛的方法或結合使用這兩種方法的方法。在這種情況下，拉伸過程的溫度可以根據(jù)背景技術設定。溫度可以優(yōu)選選擇為低于用于形成膜的聚合物的熔融溫度，更優(yōu)選接近玻璃化轉變溫度，尤其優(yōu)選不低于玻璃化轉變溫度。
在縱向具有慢軸的延遲膜可以是具有由液晶材料制備的光學單軸層A(代替單軸拉伸膜)或含有單軸拉伸膜的膜。所述單軸層A可以用適當?shù)牟牧媳热绫憩F(xiàn)出液晶性質的向列液晶形成。尤其是，從耐久性考慮，優(yōu)選液晶聚合物的層。例如，延遲膜可以以適當?shù)男问将@得，比如涂敷在支撐膜上的單軸層A或模塑成膜的單軸層A。
合適的膜可以在沒有任何特殊限制的情況下用作支撐膜。單軸層A可以以支撐膜結合，或可以用作從支撐膜分離的膜模型。在單軸膜A與支撐膜結合的前者情況下，可以使用由拉伸過程等在支撐膜中形成的延遲。對于由拉伸過程等在支撐膜中所產生的延遲是不合適的情況而言，單軸膜A與支撐膜分離的后者情況是相對有利的。
順便提及，在與支撐膜結合的前者情況下，透明聚合物基材可以優(yōu)選用作支撐膜。用于形成該基材的聚合物的實例包括在透明保護層及單軸拉伸延遲膜中所列舉的材料；以及液晶聚合物。
在縱向具有慢軸的延遲膜可以是具有由非液晶材料制備的雙折射層B的膜，所述非液晶材料具有不低于0.005的雙折射層(Δn)。延遲膜可以以適當形式獲得，比如涂敷在支撐膜上的雙折射層B或者模塑成膜的雙折射層B。在將雙折射層B涂敷在支撐膜上的情況下，具有雙折射的模可以用作支撐膜，以提供具有安置在雙折射聚合物膜上的雙折射層B的復合膜。
支撐膜及雙折射層B的膜模型可以遵照提供單軸層A的情況。用于形成復合膜的雙折射聚合物膜并沒有特殊的限制，但可以與支撐膜等相同。在這種情況下，可以產生雙折射，因而目標延遲性質可以通過適當雙軸拉伸法提供，比如使用滾筒式縱向拉伸法同時進行雙軸拉伸的方法，使用滾筒張布法進行張布橫向拉伸的方法或進行完全張布的方法或進行順序雙軸拉伸的方法。
用于形成雙折射層B的非液晶材料并沒有特殊的限制，任何合適的材料都可以用作非液晶材料。尤其是，從雙折射(Δn)為不低于0.005的雙折射層的可形成性考慮，可以優(yōu)選選自下列物質中的一種或者兩種或更多種聚醚酮，尤其是聚芳基醚酮；聚酰胺；聚酯；聚酰亞胺；聚酰胺-酰亞胺；聚酯-酰亞胺等。順便提及，雙折射Δn定義為Δn＝(nx+ny)/2-nz，其中，nx和ny都是層的面內折射率，而ny是厚度方向的折射率。
聚醚酮、尤其是聚芳基醚酮的具體實例包括具有例如下列通式(1)表示的重復結構單元的材料(JP 2001-49110)。
在通式(1)中，X為鹵素，烷基或烷氧基，而X連接到苯環(huán)上的鍵數(shù)q，即，在p-四氟亞苯甲?；脱趸┗鶝]有彼此連接的位置上氫原子的取代數(shù)q為0～4的整數(shù)。而且，R1是下列通式(2)表示的化合物(基團)，其中m為0或1，而n表示聚合度，并優(yōu)選為2～5000，更優(yōu)選為5～500。
在通式(1)中作為X的鹵素的實例包括氟原子、溴原子、氯原子和碘原子等。尤其是，優(yōu)選氟原子。烷基的實例包括優(yōu)選含1～6個碳原子的、更優(yōu)選含1～4個碳原子的直鏈或支鏈烷基，比如甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基等。尤其是，優(yōu)選鹵代烷基，比如鹵代甲基、鹵代乙基或三氟甲基。
此外，烷氧基的實例包括優(yōu)選含1～6個碳原子的、更優(yōu)選含1～4個碳原子的直鏈或支鏈烷氧基，比如甲氧基、乙氧基、丙氧基、異丙氧基、丁氧基等。尤其是，優(yōu)選鹵代烷氧基如鹵代甲氧基、鹵代乙氧基或三氟甲氧基。在上述描述中，尤其優(yōu)選X為氟原子。
另一方面，在通式(2)表示的基團中X’為鹵素、烷基或烷氧基，而X’結合到苯環(huán)上的鍵數(shù)q’為0～4的整數(shù)。作為X’的鹵素、烷基或烷氧基與X中所列舉的鹵素、烷基或烷氧基相同。
優(yōu)選地，X’為氟原子；鹵代烷基比如鹵代甲基、鹵代乙基或三氟甲基；或鹵代烷氧基如鹵代甲氧基、鹵代乙氧基或三氟甲氧基。更優(yōu)選地，X’為氟原子。
順便提及，在通式(1)中，X和X’可以彼此相等或彼此不同。在通式(1)和(2)中，X或X’(X或X’的數(shù)目在分子中為2個或更多個(前提是在通式(1)和(2)中的q或q’不小于2))可以獨立地彼此相等或者可以彼此不同。
特別優(yōu)選R1是下列通式(3)表示的基團。
在通式(2)和(3)中，R2是二價芳基，p為0或1。該二價芳基的實例包括(鄰、間或對-)亞苯基、萘基、聯(lián)苯基、蒽基、(鄰、間或對-)三聯(lián)苯基、菲基、二苯并呋喃基、聯(lián)苯基醚基、聯(lián)苯基砜基、下列通式表示的二價芳基、等等。順便提及，所述二價芳基可以以其中直接與二價芳基的芳環(huán)連接的每個氫原子都可以被鹵素、烷基或烷氧基取代的形式提供。
或 在上面描述中，二價芳基(R2)的優(yōu)選實例由下列通式表示。
或 由通式(1)表示的聚芳基醚酮可以由相同的重復結構單元形成，或者可以具有兩種或者三種或更多種不同的重復結構單元。在后者情況下，相應的重復結構單元可以以嵌段形式提供，或者可以以無規(guī)形式提供。
基于上面所述，通式(1)所表示的聚芳基醚酮的優(yōu)選實例可由下列通式(4)表示。
在分子中含有末端基的情況下，優(yōu)選聚芳基醚酮表示為根據(jù)通式(1)的下列通式(5)或者表示為根據(jù)通式(4)的下列通式(6)。所提供的每一個優(yōu)選聚芳基醚酮都是其中氟原子結合到分子中對-四氟亞苯甲?；囊粋?，氫原子結合到分子中氧化烯基一側的形式。
另一方面，聚酰胺或聚酯的具體實例包括具有下列通式(7)表示的重復結構單元的材料。

在通式(7)中，B是鹵素、含1～3個碳原子的烷基或鹵代烷基；被所述鹵素、含1～3個碳原子的烷基或鹵代烷基中的一種或者兩種或更多種所取代的苯基；或者是沒有取代的苯基，z是0～3的整數(shù)。
E是共價鍵、含2個碳原子的烯基或鹵代烯基、CH2基團、C(CX3)2基團、CO基團、O原子、S原子、SO2基團、Si(R)2基團或NR基團。在C(CX3)2基團中，X是氫原子或鹵素。在Si(R)2基團和NR基團中，R是含1～3個碳原子的烷基或鹵代烷基。順便提及，E位于相對于羰基或Y基團的間位或對位。鹵素是氟原子、氯原子、碘原子或溴原子(下文中，通式(7)也應用該規(guī)定)。
而且，Y是氧原子或NH基團。A是氫原子、鹵素、含1～3個碳原子的烷基或鹵代烷基、硝基、氰基、含1～3個碳原子的硫烷基，含1～3個碳原子的烷氧基或鹵代烷氧基，芳基或鹵代芳基，含1～9個碳原子的烷基酯基、含1～12個碳原子的芳基酯基或取代衍生物，或含1～12個碳原子的芳基酰胺基或取代衍生物。
而且，n為0～4的整數(shù)，p為0～3的整數(shù)，q為1～3的整數(shù)，而r為0～3的整數(shù)。優(yōu)選的聚酰胺或聚酯是具有通式(8)所表示的重復結構單元的材料，其中r和q都等于1，并且其中至少一個聯(lián)苯基環(huán)在2和2’位置上被取代。
在通式(8)中，m是0～3的整數(shù)，優(yōu)選1或2，x和y各自都為0或1，但是x和y兩者不能同時等于0。順便提及，除了E具有與羰基或Y基團對位的共價鍵之外，其它符號都具有與通式(7)中的符號相同的含義。
在通式(7)和(8)中，當B、E、Y或A的數(shù)目在分子中為兩個或更多個時，B、E、Y或A可以相同或不同。類似地，z、n、m、x或y可以相同或不同。順便提及，在這種情況下，B、E、Y、A、z、n、m、x和y可以獨立地確定。
通式(7)所表示的聚酰胺或聚酯可以由相同的重復結構單元形成，或者可以具有兩種或者三種或更多種不同的重復結構單元。在后者情況下，相應的重復結構單元可以以嵌段形式提供，或者可以以無規(guī)形式提供。
另一方面，聚酰亞胺的具體實例為含一個或多個重復結構單元的材料，其中每個重復結構單元都含有9，9-雙(氨基芳基)氟和芳族四羧酸二酐的縮合聚合產物并且可以下列通式(9)表示。
在通式(9)中，R是氫原子、鹵素、苯基、被含1～4個鹵素或1～10個碳原子的烷基所取代的苯基，或含1～10個碳原子的烷基。四個R可以彼此獨立地確定，以便可以在0～4個的范圍內進行取代。取代基可以優(yōu)選與上述相同，但也可以部分含有不同的材料。順便提及，鹵素為氟原子、氯原子、碘原子或溴原子(下文中，通式(9)也使用相同的規(guī)定)。
Z是含6～20個碳原子的三取代芳基。優(yōu)選Z包括均苯四酸基、多環(huán)芳基或其取代衍生物如亞萘基、亞芴基、苯并亞芴基或亞蒽基，以及由下列通式(10)表示的基團。順便提及，在多環(huán)芳基的取代衍生物中取代基的實例包括鹵素、和含1～10個碳原子的烷基或氟化烷基。
在通式(10)中，D為共價鍵、C(R2)2基團、CO基團、O原子、S原子、SO2基團、Si(C2H5)2基團、N(R3)2基團，或者是這些基團的組合，m是1～10的整數(shù)。順便提及，每個R2獨立地選自氫原子和C(R4)3基團。每個R3獨立地選自氫原子、含約1～20個碳原子的烷基以及含約6～20個碳原子的芳基。每個R4獨立地選自氫原子、氟原子和氯原子。
除上述之外，聚酰亞胺的實例還包括具有下列通式(11)和(12)表示的單元的材料。尤其是，優(yōu)選具有通式(13)表示的單元的聚酰亞胺。
在通式(11)、(12)和(13)中，每個T和L都為鹵素、含1～3個碳原子的烷基或鹵代烷基、被上述鹵素和含1～3個碳原子的烷基或鹵代烷基中的一種或兩種或更多種所取代的苯基、或沒有被取代的苯基。所述鹵素是氟原子、氯原子、碘原子或溴原子(下文中，通式(11)、(12)和(13)也應用這規(guī)定)，z為0～3的整數(shù)。
而且，每個G和J都為共價鍵或連接鍵、CH2基團、C(CX3)2基團、CO基團、O原子、S原子、SO2基團、Si(C2H5)2基團或N(CH3)基團。在C(CX3)2基團中，X是氫原子或鹵素(下文中，通式(11)、(12)和(13)也應用這規(guī)定)。
A是氫原子、鹵素、烷基或鹵代烷基、硝基、氰基、硫代烷基、烷氧基或鹵代烷基、芳基或鹵代芳基、或者烷基酯基或取代衍生物。
R是氫原子、鹵素、苯基或取代苯基如苯基鹵化物、或者烷基或取代烷基如烷基鹵化物，n為0～4的整數(shù)，p為0～3的整數(shù)，q為1～3的整數(shù)。
順便提及，在通式(11)、(12)和(13)的分子中獨立地提供有多個T、A、R或L的情況下，多個T、A、R或L可以相同或不同。類似地，多個z、n或m可以相同或不同。順便提及，在這種情況下，T、A、R、L、z、n和m可以彼此獨立地確定。
通式(9)、(11)、(12)或(13)表示的聚酰亞胺可以由相同重復結構單元形成，或者可以具有兩種或者三種或更多種不同的重復結構單元。不同的重復結構單元可以通過從酸二酐或/和不同于上面所述的二胺中選出的一種或者兩種或更多種進行共聚合形成。芳族二胺特別優(yōu)選作為該二胺。在提供有不同重復結構單元的后者情況下，各個重復結構單元可以以嵌段形式提供，或者以無規(guī)形式提供。
用于形成不同重復結構單元的酸二酐的實例包括均苯四酸二酐、3，6-二苯基均苯四酸二酐、3，6-二(三氟甲基)均苯四酸二酐、3，6-二溴均苯四酸二酐、3，6-二氯均苯四酸二酐、3，3’，4，4’-二苯甲酮四羧酸二酐、2，3，3’，4’-二苯甲酮四羧酸二酐、2，2’，3，3’-二苯甲酮四羧酸二酐、3，3’，4，4’-二苯基羧酸二酐和雙(2，3-二碳羧苯基)甲烷二酐。
酸二酐的實例還包括雙(2，5，6-三氟-3，4-二羧苯基)甲烷二酐、2，2-雙(3，4-二羧苯基)-1，1，3，3-六氟丙烷二酐、雙(3，4-二羧苯基)醚二酐(4，4’-氧二鄰苯二甲酸酐)、雙(3，4-二羧苯基)砜二酐(3，3’，4，4’-二苯基砜四羧酸酐)以及4，4’-[4，4’-異亞丙基-二(對-亞苯基氧)雙(鄰苯二甲酸酐)。
酸二酐的實例還包括N，N-(3，4-二羧苯基)-N-甲胺二酐、雙(3，4-二羧苯基)二乙基硅烷二酐、萘四羧酸二酐如2，3，6，7-萘-四羧酸二酐和1，2，5，6-萘-四羧酸二酐、2，6-二氯-萘-1，4，5，8-四羧酸二酐和雜環(huán)芳族四羧酸二酐如噻吩-2，3，4，5-四羧酸二酐、吡嗪-2，3，5，6-四羧酸二酐以及吡啶-2，3，5，6-四羧酸二酐。
優(yōu)選使用的酸二酐是2，2’-取代二酐如2，2’-二溴-4，4’，5，5’-聯(lián)苯基四羧酸二酐、2，2’-二氯-4，4’，5，5’-聯(lián)苯基四羧酸二酐、和2，2’-三鹵-取代二酐。尤其是優(yōu)選2，2-雙(三氟甲基)-4，4’，5，5’-聯(lián)苯基四羧酸二酐。
另一方面，用于形成不同重復結構單元的二胺的實例包括苯二胺如(鄰、間或對-)苯二胺、2，4-二氨基甲苯、1，4-二氨基-2-甲氧基苯、1，4-二氨基-2-苯基苯和1，3-二氨基-4-氯苯；4，4’-二氨基聯(lián)苯基；4，4’-二氨苯基甲烷；2，2-雙(4-氨苯基)丙烷；2，2-雙(4-氨苯基)-1，1，1，3，3，3-六氟丙烷；4，4-二氨基聯(lián)苯基醚；3，4’-二氨基聯(lián)苯基醚；1，3-雙(3-氨基苯氧基)苯；1，3-雙(4-氨基苯氧基)苯；和1，4-雙(4-氨基苯氧基)苯。
二胺的實例還包括4，4’-雙(4-氨基苯氧基)聯(lián)苯基；4，4’-雙(3-氨基苯氧基)聯(lián)苯基；2，2-雙(4-[4-氨基苯氧基]苯基)丙烷；2，2-雙[4-(4-氨基苯氧基)苯基]-1，1，1，3，3，3-六氟丙烷；4，4’-二氨基聯(lián)苯基硫醚；4，4’-二氨基聯(lián)苯基砜；2，2’-二氨基二苯甲酮；3，3’-二氨基二苯甲酮；萘二胺，比如1，8-二氨基萘，和1，5-二氨基萘；以及雜環(huán)芳族二胺，比如2，6-二氨基吡啶、2，4-二氨基吡啶和2，4-二氨基-S-三嗪。
優(yōu)選使用的聚酰亞胺的實例是使用芳族酸二酐制備的耐熱性溶劑可溶的聚酰亞胺，所述芳族酸二酐比如有2，2’-雙(3，4-二羧苯基)六氟丙烷二酐、4，4’-雙(3，4-二羧苯基)-2，2-二苯基丙烷二酐、萘四羧酸二酐、和雙(3，4-二羧苯基)砜二酐。
優(yōu)選使用的聚酰亞胺的另一個實例是使用芳族二胺作為二胺來制備耐熱性溶劑可溶的聚酰亞胺，所述芳族二胺比如有4，4-(9-亞芴基)-雙苯胺、2，2’-雙(三氟甲基)-4，4’-二氨基聯(lián)苯基、3，3’-二氯-4，4’-二氨基聯(lián)苯基甲烷、2，2’-二氯-4，4’-二氨基聯(lián)苯基、2，2’，5’，5’-四氯聯(lián)苯胺、2，2-雙(4-氨基苯氧基苯基)丙烷、2，2-雙(4-氨基苯氧基苯基)六氟丙烷、1，4-雙(4-氨基苯氧基)苯、1，3-雙(4-氨基苯氧基)苯和1，3-雙(3-氨基苯氧基)苯。
另一方面，聚酰胺-酰亞胺或聚酯-酰亞胺并沒有特殊限制，而且可以使用一種或者兩種或更多種合適的聚酰胺-酰亞胺或聚酯-酰亞胺。尤其是，特別優(yōu)選使用JP 61-162512中描述的聚酰胺-酰亞胺、JP 64-38472等中描述的聚酯-酰亞胺。
用于形成雙折射層B的聚合物的分子量并沒有特殊限制，并且優(yōu)選聚合物在室溫為固態(tài)且可溶于溶劑中。尤其是，從膜的強度、防止膜形式的拉伸和收縮所引起的破裂、扭曲等、對溶劑的溶解性(防凝膠化)、等等的觀點考慮，重均分子量優(yōu)選為10,000～1,000,000，更優(yōu)選為20,000～500,000，尤其優(yōu)選50,000～200,000。順便提及，重均分子量是凝膠滲透色譜(GPC)測定的值，測定條件是二甲基甲酰胺用作溶劑，而且聚環(huán)氧乙烷用作標樣。
如上所述的聚芳基醚酮、聚酰胺、聚酯、聚酰亞胺、聚酰胺-酰亞胺或聚酯-酰亞胺的固體聚合物可以單獨使用，或者是這些材料中的兩種或更多種組合使用，以形成延遲膜。例如，可以使用兩種或更多種含不同官能團的固體聚合物的混合物，比如聚芳基醚酮和聚酰胺的混合物。尤其是，聚酰亞胺的固體聚合物比傳統(tǒng)的聚碳酸酯的固體聚合物更優(yōu)異，因為所得延遲膜的厚度減小，并且可以保持相同的效果。
而且，除上述聚合物外，可以另外加入一種或者兩種或更多種的合適聚合物，只要該固體聚合物的取向沒有明顯減小即可。順便提及，另加聚合物的實例包括熱塑性樹脂，比如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、ABS樹脂、AS樹脂、聚醋酸酯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚苯硫醚、聚醚-砜、聚酮、聚酰亞胺、聚對苯二甲酸環(huán)己烷二甲醇酯、多芳基化合物、以及液晶聚合物(包括可光聚合的液晶單體)。
另加聚合物的實例還包括熱固性樹脂，比如環(huán)氧樹脂、苯酚樹脂和酚醛清漆樹脂。另加聚合物的使用量并沒有特殊限制，只要取向沒有顯著降低即可。通常地，另加聚合物的使用量不大于50重量％，優(yōu)選不大于40重量％，特別優(yōu)選不大于30重量％。
作為延遲膜基底的透明膜可以以其中將固體聚合物液化并鋪展，然后固化該鋪展層的方式形成。對于透明膜的形成，如果需要，可以混入各種添加劑，比如穩(wěn)定劑、增塑劑、金屬等。對于固體聚合物的液化，可以使用適當?shù)姆椒?，比如熱塑性固體聚合物加熱使其熔融的方法，或固體聚合物溶解在溶劑中制備溶液的方法。
因此，在前者的熔融溶液中，鋪展層的固化可以以使鋪展層冷卻的方式進行。在后者溶液中，鋪展層的固化可以以從鋪展層中除去溶劑以干燥鋪展層的這種方式進行。對于干燥，可以使用一種或者兩種或更多種合適方法，比如自然干燥(空氣干燥)法、熱干燥法、尤其是在40～200℃下的熱干燥法、抽吸干燥法、等。從生產效率和抑制光學各向異性的觀點考慮，優(yōu)選涂敷聚合物溶液的方法。
溶劑的實例包括鹵代烴，比如氯仿、二氯甲烷、四氯化碳、二氯乙烷、四氯乙烷、三氯乙烯、四氯乙烯、氯苯和鄰-二氯苯；酚類，比如苯酚和對-氯苯酚；芳族烴類，比如苯、甲苯、二甲苯、甲氧基苯和1，2-二甲氧基苯；酮類，比如丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、環(huán)己酮、環(huán)戊酮、2-吡咯烷酮和N-甲基-2-吡咯烷酮；以及酯類，比如乙酸乙酯和乙酸丁酯。
溶劑的實例還包括醇類，比如叔丁醇、丙三醇、乙二醇、三乙二醇、乙二醇單乙基醚、二乙醇二甲基醚、丙二醇、二丙二醇和2-甲基-2，4-戊二醇；酰胺類，比如二甲基甲酰胺和二甲基乙酰胺；腈類，比如乙腈和丁腈；醚類，比如二乙基醚、二丁基醚和四氫呋喃；及其它，比如二氯甲烷、二硫化碳、乙基溶纖劑和丁基溶纖劑。
溶劑可以單獨使用，或者可以使用兩種或更多種溶劑的適當組合。從適用于形成膜的粘度考慮，溶液以在100重量份的溶劑中優(yōu)選溶解2～100重量份的固體聚合物、更優(yōu)選5～50重量份的固體聚合物，尤其優(yōu)選10～40重量份的固體聚合物的這種方式制備。
液化的固體聚合物可以用諸如澆鑄法或擠壓法之類的適當成膜方法鋪展，比如，旋涂法、輥涂法、流涂法、印刷法、浸涂法、流出成膜法、棒涂法、照相凹板印刷法、等。尤其是，從規(guī)模生產厚度變化小、取向扭曲變化小等的膜考慮，優(yōu)選使用溶液成膜法，比如澆鑄法。
從獲得良好對比度的寬視角液晶顯示器考慮，優(yōu)選雙折射層B具有nx＞ny＞nz的關系，其中nx為最大面內折射率，ny為與nx方向垂直的方向上的面內折射率，nz為厚度方向的折射率。包含具有nx＞ny＞nz關系的雙折射層B的延遲膜或者使用該延遲膜的層壓膜可以特別優(yōu)選用于VA模式或OCB模式的液晶顯示器中。
例如，nx＞ny＞nz的關系可以通過對膜進行伸展過程或/和收縮過程獲得。例如，伸展過程可以用作拉伸過程等。對于拉伸過程，可以使用一種或者兩種或更多種適當方法，比如順序式或同時式雙軸拉伸法，以及末端未固定式或末端固定式的單軸拉伸法。用于拉伸過程的溫度可以根據(jù)背景技術確定。通常地，該溫度優(yōu)選接近用于形成透明膜的固體聚合物的玻璃化轉變溫度，更優(yōu)選不低于玻璃化轉變溫度且低于熔融溫度。
另一方面，例如，收縮過程可以通過在基材上涂敷并形成透明膜，以使基材等的溫度變化所導致的尺寸變化適用于進行收縮力作用的方法進行。在這種情況下，可以使用向其提供有可熱收縮膜等的熱收縮性的基材。在這種情況下，優(yōu)選拉伸機等用于控制收縮速率。
用于制備具有雙折射層B的延遲膜的優(yōu)選方法是包括如下步驟的方法在溶劑中溶解固體聚合物，以使該固體聚合物液化；在支撐膜上鋪展該液化后的聚合物；將液化后的固體聚合物干燥以固化；以及由該液化后的聚合物形成的透明膜或涂敷膜進行伸展過程和收縮過程中的一種或兩種，以進行面內分子的取向，從而形成nx＞ny＞nz的特性。根據(jù)這種方法，透明膜是在其被支撐膜所支撐的狀態(tài)下進行加工的。這種方法具有優(yōu)異的生產效率，加工精確度等，因而可以實現(xiàn)連續(xù)生產。
延遲膜可以由透明膜和支撐膜的結合形成，或者由與支撐膜分離的透明膜形成。在透明膜與支撐膜結合的前者情況下，通過拉伸過程等在支撐膜中產生的延遲可以用作延遲膜中的延遲。這種延遲膜是復合物膜。透明膜與支撐膜分離的后者情形對于通過拉伸過程等在支撐膜中所產生的延遲不適合的情形是有利的。順便提及，由上述固體聚合物形成的膜也可以用作復合膜中的支撐膜。
形成支撐膜可以使用日本專利公開2001-343529(WO 01/37007)中描述并且包括下面所述1和2的聚合物，例如，包含下面(1)和(2)的樹脂組合物，其中所述(1)為在側鏈中含有取代或/和沒有取代的酰亞胺基團的熱塑性樹脂，所述(2)為在鏈側中含有取代或/和沒有取代的苯基和腈基的熱塑性樹脂。該膜可以用于支撐由液晶層形成的光學單軸層A。
順便提及，樹脂組合物的具體實例是含有異丁烯-N-甲基馬來酰亞胺交聯(lián)聚合物和丙烯腈-苯乙烯共聚物的樹脂組合物。該支撐膜可以制備作為由樹脂組合物等的混合擠出物制備的膜等。順便提及，該聚合物可以用于形成透明膜。
從光學補償作用等考慮，在縱向具有慢軸的延遲膜的優(yōu)選延遲性質優(yōu)選表現(xiàn)出在(nx-ny)d＝Δn·d＝Re和(nx-nz)d＝Rz中，Re為5～1,000nm，更優(yōu)選Re為10～800nm，尤其優(yōu)選Re為20～500nm，其中nx和ny是面內折射率，nz是厚度方向的折射率，d是延遲膜的厚度。Rz優(yōu)選為5～5,000nm，更優(yōu)選為10～3,000nm，尤其優(yōu)選為30～1,000nm。
Re和Rz的等級可以根據(jù)聚合物的種類、形成鋪展層的方法比如涂敷液化聚合物的方法、固化鋪展層的方法比如干燥條件、所形成膜的厚度、拉伸條件、等等進行控制。
一般地，延遲膜的厚度優(yōu)選5～300μm，更優(yōu)選10～200μm，尤其優(yōu)選20～150μm。通常，作為在支撐膜上的涂敷膜提供的雙折射層B的厚度優(yōu)選為0.5～30μm，更優(yōu)選1～25μm，尤其優(yōu)選2～20μm。
對于起偏振膜和延遲膜的層壓，延遲膜可以用作起偏振膜中的透明保護層。在這種情況下，層壓膜的厚度以及相應的液晶顯示器等的厚度都可以減小。
對于層壓膜的形成，即，對于起偏振膜和一個或者兩個或更多個延遲膜的層壓，如果需要，可以使用粘合層或壓力-敏感粘合層。這種層壓膜可以優(yōu)選用于補償由元件的雙折射所引起的延遲，所述元件旨在拓寬液晶元件的視角、提高對比度、等目的。
對于起偏振膜或層壓膜的實際用途，可以在另一個構件比如液晶元件的單個表面或兩個表面上提供有粘合層或壓力敏感粘合層或者粘合層或壓力敏感粘合層(其旨在使膜結合到所述另一個構件諸如液晶元件上)。對于形成壓力敏感粘合層，可以使用由適當聚合物比如丙烯酸聚合物、硅氧烷聚合物、聚酯、聚氨酯、聚醚、合成橡膠等制成的透明壓力敏感粘合劑。尤其是，從光學透明性、粘著性、耐候性等觀點考慮，優(yōu)選丙烯酸壓力敏感粘合劑。
如果需要，適當?shù)奶砑觿┍热缣烊缓秃铣蓸渲ＡЮw維、玻璃珠、金屬粉末和其它無機粉末的填料和顏料、著色劑和抗氧劑等可以與壓力敏感粘合層進行混合。壓力敏感粘合層中包含有透明微粒，以提供作為具有光漫射特性的層的壓力敏感粘合層。在壓力敏感粘合劑隨后暴露出表面的情況下，為防止壓力敏感粘合層的表面被污染等，優(yōu)選臨時安裝隔板等，直到粘性粘合層投入實際使用為止。
雖然形成層壓膜可以在液晶顯示器等的生產過程中通過順序逐個層壓法進行，但是預先層壓具有液晶顯示器等的生產效率能夠通過優(yōu)異的質量穩(wěn)定性、層壓可加工性等改善的優(yōu)點。
根據(jù)本發(fā)明的起偏振膜或層壓膜能夠優(yōu)選用于形成各種顯示器，比如液晶顯示器。對于這些各種顯示器的應用，如果需要，則選自其它光學層比如反射板、半透射反射板、亮度增強膜、另一種延遲板、漫射控制膜、起偏振及散射膜等的一層或者兩層或更多層可以通過粘合層或壓力敏感粘合層進行層壓，以提供光學構件。對于層壓，可以使用適當?shù)慕Y合方式，比如上述的壓力敏感粘合層。
反射板安置在起偏振膜上，形成反射起偏振膜。該反射起偏振膜通常用于形成這樣類型的一種液晶顯示器(反射液晶顯示器)反射起偏振膜位于液晶元件背面并且反射來自視角側(顯示側)的入射光。該反射起偏振膜的優(yōu)勢在于可以省去光源比如背光元件的內部供給，從而降低了液晶顯示器的厚度。
如果需要，反射起偏振膜的形成可以通過適當方法比如在起偏振膜的一個表面上通過透明保護層等安置由金屬等制成的反射層的方法進行。如果需要，該方法的具體實例為在編織的透明保護層的單個表面上提供由反射金屬如鋁制成的箔板或氣相沉積膜的方法。
反射層可以具有光漫射類型。例如，光漫射類型的反射層可以通過這樣的方法獲得即透明保護層中包含透明微粒以形成具有微細粗糙結構的透明保護層表面，并且在該透明保護層上形成反射層，以使微細粗糙結構反射在透明保護層上。具有帶微細粗糙結構的表面的反射層的優(yōu)勢在于反射層通過不規(guī)則的反射而使入射光進行漫射，從而防止出現(xiàn)方向性和炫光，并抑制了亮度和暗度的變化。微細粗糙結構反射在其上的反射層可以以這樣的方式形成金屬反射層通過諸如氣相沉積法或電鍍法之類的適當方法，比如真空氣相沉積法、離子電鍍法、濺射法等裝備在微細粗糙結構上。
順便提及，通過在適當膜上提供反射層的方法(代替在起偏振膜的透明保護層上直接提供反射層的方法)，反射層可以以反射板等形式提供。從防止由于氧化導致的反射率降低、長期保持初始反射率、避免保護層的單獨供給、等等考慮，優(yōu)選反射表面涂敷有膜、起偏振膜等的金屬反射層的使用形式。
反射層可以是由半透明反射鏡等制成并且能夠反射光和透射光的半透射類型。半透射起偏振膜也通常用于形成這種類型的顯示裝置當液晶顯示器用于較亮氣氛中時，半透射起偏振膜位于液晶元件的背面，使得來自視角(顯示側)的入射光被反射以實現(xiàn)顯示，而當液晶顯示器用于較暗氣氛時，使用安置在半透射起偏振膜的背面的嵌入式光源比如背光元件來實現(xiàn)顯示。因此，半透射起偏振膜用于形成這種類型的顯示裝置在明亮氣氛中，可以節(jié)約使用光源比如背光元件導致的能量，而在較暗氣氛中，可以使用嵌入式光源。
另一方面，亮度增強膜用于抑制由于起偏振膜所導致的吸收損失等，以獲得亮度增強。適當?shù)哪た梢杂米髁炼仍鰪娔ぁｍ槺闾峒?，亮度增強膜的實例是具有線性透射帶預定偏振軸的偏振光但反射其它光分量的性質的膜(例如，3M生產的“D-BEF”)，比如電介質的多層薄膜，或者折射率各向異性不同的多層薄膜的層制品。
亮度增強膜的另一個實例是具有使向左轉和向右轉的循環(huán)偏振光向量之一進行反射但使其它光向量透射的性質的膜，比如，膽甾型液晶層，尤其是膽甾型液晶聚合物取向膜或支撐在膜基底上的取向液晶層(例如，由NITTO DENKO CORP.生產的“PCF 350”，或者由MERCK & CO.，INC.生產的“Transmax”)。根據(jù)將循環(huán)偏振光轉化成線性偏振光的目的需要，膽甾型液晶類型膜可以與四分之一波長的板組合使用。
作為延遲板，除四分之一波長板之外，可以使用表現(xiàn)出適當延遲程度的板，比如通過適當單軸或雙軸法拉伸后的任何種類聚合物的膜，在Z軸方向取向的聚合物膜，液晶大分子層等。漫射控制膜用于控制與視角和分辨率有關的炫光、散射光等。利用漫射、散射或/和折射的光學功能膜可用作漫射控制膜。偏振并散射的膜以含散射物質的膜提供，因而在與振動方向一致的偏振光中出現(xiàn)散射各向異性。偏振并散射的膜用于控制偏振光。
雖然以兩個光學層或者三個或更多個光學層的層制品提供的光學構件可以在液晶顯示器等的生產過程中通過順序逐個層壓法形成，但是預先層壓的光學構件具有的優(yōu)勢在于可改善液晶顯示器等生產過程中的效率，這是由于具有優(yōu)異的質量穩(wěn)定性、組裝加工性等的緣故。
用于將光學構件結合到另一個構件比如另一個光學層或液晶元件上的壓力敏感粘附層或粘附層可以在該光學構件的需要表面上提供。該粘附層可以根據(jù)上面描述形成。尤其是，從防止由吸濕性所導致的起泡現(xiàn)象和玻璃現(xiàn)象、光學特性降低以及防止由于熱膨脹差異等所導致的液晶元件彎曲、質量和耐久性優(yōu)異的顯示裝置的可形成性、等等考慮，優(yōu)選使用吸濕性低且耐熱性優(yōu)異的壓力敏感粘合層。透明微粒可以和壓力敏感粘合層或粘合層混合，以使壓力敏感粘合層或粘合層能夠表現(xiàn)出光漫射特性。
當安置在起偏振膜、層壓膜或光學構件上的壓力敏感粘附層或粘附層暴露在表面外時，優(yōu)選該層臨時被旨在用于抗污染等的隔板覆蓋，直到該壓力敏感粘附層或粘附層投入實際使用為止。該隔板可以通過需要時在支撐膜或合適紙板等上面放置適當釋放劑(即，脫模劑)，比如硅氧烷類釋放劑、長鏈烷基類釋放劑、氟類釋放劑、硫化鉬、等的方法獲得。
用于形成所述層壓膜、光學構件、等的起偏振膜、延遲膜或諸如透明保護層、壓力敏感粘附層等中的每個層都可以提供，并使得所述膜或層通過適當方法比如用紫外線吸收劑處理所述膜或層的方法形成紫外線吸收能力，所述紫外線吸收劑比如有水楊酸酯化合物、二苯甲酮化合物、苯并三唑化合物、氰基丙烯酸酯化合物、鎳復鹽化合物、等。
實施例現(xiàn)在，參考實施例和比較例，更加詳細地解釋本發(fā)明，但是應當理解為本發(fā)明的構成并不是限制于這些實施例。
順便提及，在下面描述中，拉伸步驟中在MD方向拉伸的起偏振膜的起偏器稱作“MD起偏器”，在TD方向拉伸的起偏振膜的起偏器稱作“TD起偏器”。在MD方向拉伸的延遲膜稱作“MD延遲膜”，在TD方向拉伸的延遲膜稱作“TD延遲膜”。
實施例1將聚乙烯醇(PVA)制成的成卷膜順序展開，所述聚乙烯醇的聚合度為2400，該成卷膜的厚度為75μm，寬度為0.3m，長度為500m。在120℃下，使用張布拉伸機將膜在橫向拉伸5次。然后，該拉伸后的膜在碘和碘化鉀的混合物染料浴中于30℃下浸漬1分鐘，同時抑制其縱向收縮。然后，該拉伸后的膜在5％的碘化鉀水溶液中于30℃下浸漬5秒。然后，該拉伸后的膜在45℃下干燥7分鐘同時固定，從而使膜的收縮受到抑制。這樣獲得的膜切割成1m寬。用PVA水溶性粘合劑將三乙?；w維素(TAC)膜層壓在該膜的兩個表面上。這樣，就獲得了具有三層結構即TAC膜/TD起偏器/TAC膜的TD起偏振膜，將該TD起偏振膜卷起。
比較例1將聚乙烯醇(PVA)制成的成卷膜順序展開成膜，所述聚乙烯醇的聚合度為2400，該成卷膜的厚度為75μm，寬度為1.2m，長度為500m。該膜在純水中于30℃下浸漬1分鐘的同時，用滾筒式縱向拉伸法將其縱向拉伸2.5倍。然后，拉伸后的膜在碘和碘化鉀的混合物染料浴中于30℃下浸漬1分鐘，同時其縱向拉伸1.2倍。然后，該拉伸后的膜在4％的硼酸水溶液浴中于60℃下浸漬2分鐘，同時其縱向拉伸2倍。該拉伸后的膜再在5％的碘化鉀水溶液中于30℃下浸漬5秒。然后，該拉伸后的膜在45℃下干燥7分鐘。這樣獲得的膜切割成1m寬。以與實施例1相同的方式將TAC膜層壓在該膜的兩個表面上。這樣，就獲得了具有三層結構即TAC膜/MD起偏器/TAC膜的MD起偏振膜，將該MD起偏振膜卷起。
參考例1將降冰片烯樹脂膜(JSR CORP.生產的ARTON)制成的成卷膜順序展開成膜，所述成卷膜的厚度為100μm，寬度為1.2m，長度為500m。170℃下，用滾筒式縱向拉伸法將該膜在縱向拉伸1.3倍。然后，拉伸后的膜切割成1m的寬度。這樣，就獲得了(MD)延遲膜，并將其卷起來。該膜具有100nm的Re。在橫向的Re分布(變化最大值和最小值之間的差異，該規(guī)定也適用于下文)為5nm。慢軸分布(在縱向)為1度。
順便提及，Re(以及下面描述的Rz)是在由OJI SCIENTIFICINSTRUMENTS生產的KOBRA-21ADH所測定的折射率基礎上計算的。在下面的描述中，折射率以相同的方式測定。
參考例2除了在175℃下，由張布拉伸機將ARTON膜在橫向拉伸1.5倍之外，以與參考例1相同的方式獲得(TD)延遲膜。將該延遲膜卷起。所得膜具有100nm的Re。橫向的Re分布為8m。慢軸分布(在橫向)為2.5度。
參考例3將厚度為50μm、寬度為1.2m且長度為500m的TAC成卷膜順序展開成膜。如果聚酰亞胺是由2，2’-雙(3，4-二羧苯基)六氟丙烷和2，2’-雙(三氟甲基)-4，4’-二氨基聯(lián)苯基合成的，則將15重量％的環(huán)己酮溶液連續(xù)涂敷在膜上，并在120℃下干燥10分鐘。這樣，在該膜上形成6μm厚的聚酰亞胺層。150℃下，通過滾筒式縱向拉伸法將該膜在縱向拉伸1.05倍。然后，將拉伸后的膜切割成1m的寬度。這樣，就獲得了(MD)延遲膜，并將該膜卷起。該膜具有50nm的Re以及280nm的Rz。在橫向的Re分布為2nm。慢軸分布(在縱向)為0.5度。
參考例4除了在150℃下，通過張布拉伸機將膜在橫向拉伸1.1倍之外，以與參考例3的相同方式獲得(TD)延遲膜。將該延遲膜卷起。該膜具有50nm的Re以及290nm的Rz。在橫向的Re分布為7nm。慢軸分布(在縱向)為1.5度。
參考例5將降冰片烯樹脂膜(ZEON CORP.生產的ZEONOA)制成的成卷膜順序展開成膜，所述成卷膜的厚度為100μm，寬度為1.3m，長度為1000m。140℃下，用滾筒式縱向拉伸法將該膜在縱向拉伸1.1倍。然后，拉伸后的膜切割成1m的寬度。這樣，就獲得了(MD)延遲膜，并將其卷起來。該膜具有100nm的Re。在橫向的Re分布為4nm。慢軸分布(在縱向)為1.6度。
參考例6將聚碳酸酯樹脂膜(KANEKA CORP.生產的PF膜)制成的成卷膜順序展開成膜，所述成卷膜的厚度為100μm，寬度為1.2m，長度為500m。150℃下，用滾筒式縱向拉伸法將該膜在縱向拉伸1.15倍。然后，拉伸后的膜切割成1m的寬度。這樣，就獲得了(MD)延遲膜，并將其卷起來。該膜具有100nm的Re。在橫向的Re分布為5nm。慢軸分布(在縱向)為1.8度。
參考例7將乙酸-丙酸纖維素樹脂膜(KANEKA CORP.生產的KA膜)制成的成卷膜順序展開成膜，所述成卷膜的厚度為100μm，寬度為1.2m，長度為500m。150℃下，用滾筒式縱向拉伸法將該膜在縱向拉伸1.5倍。然后，拉伸后的膜切割成1m的寬度。這樣，就獲得了(MD)延遲膜，并將其卷起來。該膜具有100nm的Re。在橫向的Re分布為5nm。慢軸分布(在縱向)為1.2度。
實施例2在實施例1中獲得的(TD)起偏振膜和在參考例1中獲得的(MD)延遲膜從相應的成卷膜順序展開的同時，使用丙烯酸壓力敏感粘合層將這些膜層壓在一起，并使這些膜的縱向彼此相應。這樣，就連續(xù)獲得了其中起偏振膜的吸收軸與延遲膜的慢軸垂直的層壓膜。
實施例3在實施例1中獲得的(TD)起偏振膜和在參考例3中獲得(MD)延遲膜從相應的成卷膜順序展開的同時，使用丙烯酸壓力敏感粘合層將這些膜層壓在一起，并使這些膜的縱向彼此相應。這樣，就連續(xù)獲得了其中起偏振膜的吸收軸與延遲膜的慢軸垂直的層壓膜。
實施例4在實施例1中獲得的(TD)起偏振膜和在參考例5中獲得(MD)延遲膜從相應的成卷膜順序展開的同時，使用丙烯酸壓力敏感粘合層將這些膜層壓在一起，使這些膜的縱向彼此相應。這樣，就連續(xù)獲得了其中起偏振膜的吸收軸與延遲膜的慢軸垂直的層壓膜。
實施例5在實施例1中獲得的(TD)起偏振膜和在參考例6中獲得的(MD)延遲膜從相應的成卷膜順序展開的同時，使用丙烯酸壓力敏感粘合層將這些膜層壓在一起，并使這些膜的縱向彼此相應。這樣，就連續(xù)獲得了其中起偏振膜的吸收軸與延遲膜的慢軸垂直的層壓膜。
實施例6在實施例1中獲得的(TD)起偏振膜和在參考例7中獲得的(MD)延遲膜從相應的成卷膜順序展開的同時，使用丙烯酸壓力敏感粘合層將這些膜層壓在一起，并使這些膜的縱向彼此相應。這樣，就連續(xù)獲得了其中起偏振膜的吸收軸與延遲膜的慢軸垂直的層壓膜。
比較例2在比較例1中獲得的(MD)起偏振膜和在參考例2中獲得的(TD)延遲膜從相應的成卷膜順序展開的同時，使用丙烯酸壓力敏感粘合層將這些膜層壓在一起，使這些膜的縱向彼此相應。這樣，就連續(xù)獲得了其中起偏振膜的吸收軸與延遲膜的慢軸垂直的層壓膜。
比較例3在比較例1中獲得的(MD)起偏振膜和在參考例4中獲得的(TD)延遲膜從相應的成卷膜順序展開的同時，使用丙烯酸壓力敏感粘合層將這些膜層壓在一起，使這些膜的縱向彼此相應。這樣，就連續(xù)獲得了其中起偏振膜的吸收軸與延遲膜的慢軸垂直的層壓膜。
比較例4在比較例1中獲得的(MD)起偏振膜和在參考例1中獲得(MD)延遲膜切割成具有預定尺寸的膜。使用丙烯酸壓力敏感粘合層將這些膜層壓在一起，并使起偏振膜的吸收軸與延遲膜的慢軸垂直。這樣，就可獲得層壓膜。
比較例5在比較例1中獲得的(MD)起偏振膜和在參考例5中獲得(MD)延遲膜從相應的成卷膜順序展開的同時，使用丙烯酸壓力敏感粘合層將這些膜層壓在一起，使這些膜的縱向彼此相應。這樣，就連續(xù)獲得了其中起偏振膜的吸收軸與延遲膜的慢軸平行的層壓膜。
比較例6在比較例1中獲得的(MD)起偏振膜和在參考例6中獲得的(MD)延遲膜從相應的成卷膜順序展開的同時，使用丙烯酸壓力敏感粘合層將這些膜層壓在一起，使這些膜的縱向彼此相應。這樣，就連續(xù)獲得了其中起偏振膜的吸收軸與延遲膜的慢軸平行的層壓膜。
比較例7在比較例1中獲得的(MD)起偏振膜和在參考例7中獲得的(MD)延遲膜從相應的成卷膜順序展開的同時，使用丙烯酸壓力敏感粘合層將這些膜層壓在一起，使這些膜的縱向彼此相應。這樣，就連續(xù)獲得了其中起偏振膜的吸收軸與延遲膜的慢軸平行的層壓膜。
評價測試1在實施例和比較例中獲得并且每個都具有1m有效寬度的層壓膜用于下列組合中，獲得樣品1～5。使用這些樣品，同時檢測在其中層壓膜位于長寬比為16∶9的VA式液晶元件的觀察側和背面，以使起偏振膜的吸收軸彼此垂直的情況下所形成屏幕的最大尺寸。檢測結果在表1示出。
表1

測試評價2在每個實施例和比較例中獲得并且具有預定大小的層壓膜安置在市場上購買的VA式液晶元件的背面，同時將實施例1獲得的起偏振膜安置在視角側，并使得起偏振膜的吸收軸垂直于在背面的吸收軸。這樣，就形成了液晶顯示器。以這種方式，獲得下列液晶顯示器樣品6～15。檢測每個液晶顯示器的顯示清晰度(可視度)。檢測結果在表2示出。
表2

從樣品1～5明顯看出，當使用利用本發(fā)明的起偏振膜的層壓膜(樣品1和2)時，屏幕大小增加。從樣品6～12明顯看出，根據(jù)本發(fā)明的層壓膜(樣品6，7和10～12)由于延遲膜的慢軸幾乎沒有變化，因此都能夠獲得良好的顯示。從樣品10～15明顯看出，當如在本發(fā)明側層壓膜(樣品10～12)中那樣起偏振膜的吸收軸和延遲膜的慢軸彼此垂直時，可以獲得良好的顯示。
根據(jù)本發(fā)明，可以獲得在橫向具有吸收軸的長起偏振膜。在縱向的長度，即橫向大小可以隨意設定。當起偏振膜與在縱向具有吸收軸的長起偏振膜結合時，液晶元件的前表面和后表面的吸收軸之間的正交關系可以根據(jù)任意的橫向尺寸的屏幕形成?？梢垣@得大尺寸屏幕的液晶顯示器。通過橫向拉伸也可以增加寬度。順便提及，當每個都具有1200mm寬度的長起偏振膜用于上述結合時，可以形成長寬比為16∶9且最大為95英寸的液晶顯示器。
此外，由于長起偏振膜是在橫向上具有吸收軸的長起偏振膜，因此當長起偏振膜與縱向具有慢軸的長延遲膜結合時，起偏振膜的吸收軸和延遲膜的慢軸之間的正交關系可以通過其中長膜的縱向彼此相應的這種層壓膜來形成。由層制品制成的層壓膜可以在其中卷起的長膜被順序展開的層壓過程中有效地制備。
由于在縱向拉伸的膜可以用作延遲膜，因此幾乎不會產生由boing現(xiàn)象引起的慢軸方向變化，因而可以獲得優(yōu)異的軸精確性?？梢垣@得其中液晶元件中的延遲可以用高精確度光學補償以獲得均勻的液晶顯示器并拓寬視角的層壓膜。
盡管本發(fā)明已經(jīng)參考其具體實施方案進行了詳細描述，但是對于本領域普通技術人員來說，很明顯的是在沒有背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以在其中進行各種改變和改進。
本申請是以2003年8月8日提交的日本專利申請2003-289612以及2004年7月23日提交的2004-215159為基礎的，這兩個專利的內容并入其中，作為參考。
工業(yè)適用性根據(jù)本發(fā)明的起偏振膜、層壓膜和光學構件可以優(yōu)選用于形成各種裝置，比如液晶顯示器。例如，根據(jù)本發(fā)明的起偏振膜、層壓膜和光學構件可以用于形成這樣的液晶顯示器，比如，反射性液晶顯示器；半透射液晶顯示器；或透視-反射雙類型液晶顯示器，其中起偏振膜安置在液晶元件的單個表面上或者起偏振膜安置在液晶元件的兩個表面上。
即，盡管液晶顯示器通常由適當?shù)亟M裝構成元件(比如液晶元件、起偏振膜或層壓膜以及根據(jù)需要的照明系統(tǒng))以及并入其中的驅動電路形成，但是在本發(fā)明中除了根據(jù)本發(fā)明的起偏振膜、層壓膜或光學構件安置在液晶元件的至少一個外表面上之外，并沒有其它特殊的限制。本發(fā)明可以遵循背景技術。當這些膜安置在液晶元件的兩個表面上時，從大尺寸屏幕的可形成性考慮，將橫向具有吸收軸的起偏振膜和縱向具有吸收軸的起偏振膜組合使用是具有優(yōu)勢的。
因此，能夠形成合適的液晶顯示器，比如在液晶元件的一個或兩個表面上安置有一個層壓膜或兩個層壓膜的液晶顯示器；使用背光組件或前面光組件作為照明系統(tǒng)的液晶顯示器；或者使用反射板或半透射反射板的透射、反射或透射-反射雙類型的液晶顯示器。從補償效果等考慮，更優(yōu)選安置有層壓膜，并使該層壓膜的延遲膜位于在觀察側或/和背面的液晶元件與起偏振膜之間，尤其是位于液晶元件與觀察側起偏振膜之間。對于層壓膜的裝備，可以使用以光學構件形式提供的膜。
在上面描述中用于形成液晶顯示器的液晶元件可以任意選擇。例如，可以使用合適類型的液晶元件，比如薄膜晶體管液晶元件代表的有源矩陣驅動式液晶元件；由TN或STN液晶元件代表的無源矩陣驅動式液晶元件；VA液晶元件；OCB液晶元件；IPS液晶元件，等。尤其是，優(yōu)選使用其中安置有起偏振膜，并使該起偏振膜的吸收軸變成平行于液晶元件側的這樣一種類型的液晶元件，比如VA液晶元件或IPS液晶元件。
在上面的描述中，用于形成液晶顯示器的元件可以整體層壓或分別層壓。對于液晶顯示器的形成，可以適當安置有合適的光學元件，比如棱鏡陣列板、透鏡陣列板、光漫射板、保護板等。這些元件可以層壓在層壓膜上，那樣就可以以用于形成液晶顯示器的光學構件形式提供。
權利要求
1.一種起偏振膜，其包括長聚合物膜；以及二色性物質，其中所述起偏振膜在該起偏振膜的TD方向上具有吸收軸。
2.根據(jù)權利要求1所述的起偏振膜，其中所述起偏振膜MD方向的長度不小于所述起偏振膜TD方向長度的5倍。
3.根據(jù)權利要求1所述的起偏振膜，其中所述起偏振膜是通過在TD方向上拉伸所述長聚合物膜進行制備的。
4.根據(jù)權利要求1所述的起偏振膜，其中所述起偏振膜通過如下步驟制備在TD方向上拉伸所述長聚合物膜；以及在MD方向上收縮所述長聚合物膜。
5.根據(jù)權利要求1所述的起偏振膜，其中所述起偏振膜是通過使用含碘的水溶液，用碘將經(jīng)過TD方向拉伸的長聚合物染色進行制備的。
6.根據(jù)權利要求1所述的起偏振膜，其中所述起偏振膜是通過使用含碘的水溶液，用碘將經(jīng)過TD方向拉伸并且經(jīng)過MD方向收縮的長聚合物染色而制備的。
7.根據(jù)權利要求5所述的起偏振膜，其中所述起偏振膜是通過將含碘的水溶液施用到所述長聚合物膜上，用碘將所述長聚合物膜染色而制備的。
8.一種層壓膜，其包括根據(jù)權利要求1的起偏振膜；以及在MD方向具有慢軸的延遲膜，所述延遲膜包括長聚合物膜，其中所述起振膜的MD方向相應于所述延遲膜的MD方向。
9.根據(jù)權利要求8所述的層壓膜，其中所述延遲膜包括單軸拉伸的膜。
10.根據(jù)權利要求8所述的層壓膜，其中所述延遲膜包括含液晶材料的光學單軸層。
11.根據(jù)權利要求8所述的層壓膜，其中所述延遲膜包括含非液晶材料的雙折射層，所述非液晶材料具有不低于0.005的雙折射。
12.根據(jù)權利要求8所述的層壓膜，其中所述延遲膜是含雙折射層的復合膜，所述雙折射層安置在雙折射聚合物膜上。
13.根據(jù)權利要求11或12所述的層壓膜，其中所述雙折射層包括含選自下列物質中至少一種的固體聚合物聚醚酮；聚酰胺；聚酯；聚酰亞胺；聚酰胺酰亞胺；和聚酯酰亞胺。
14.根據(jù)權利要求13所述的層壓膜，其中所述雙折射層是含有聚酰亞胺的固體聚合物。
15.根據(jù)權利要求11或12所述的層壓膜，其中所述雙折射層具有nx＞ny＞nz的關系，其中nx為最大的面內折射率，ny為在與nx方向垂直的方向內的面內折射率，而nz為厚度方向的折射率。
16.一種液晶顯示器，其包括根據(jù)權利要求1所述的起偏振膜，該起偏振膜位于液晶元件的外部。
17.一種液晶顯示器，其包括根據(jù)權利要求8所述的層壓膜，該層壓膜位于液晶元件的外部。
18.一種用于制備起偏振膜的方法，其包括如下步驟將聚合物膜順序展開；在TD方向拉伸所述聚合物膜；以及將拉伸過的所述膜進行染色。
19.根據(jù)權利要求18所述的用于制備起偏振膜的方法，其中在TD方向的拉伸由張幅拉伸機實施。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種起偏振膜，其包括如下長聚合物膜；以及二色性物質，其中所述起偏振膜在該起偏振膜的TD方向上具有吸收軸。
文檔編號G02F1/1335GK1833185SQ200480022318
公開日2006年9月13日 申請日期2004年8月5日 優(yōu)先權日2003年8月8日
發(fā)明者石橋邦昭, 吉見裕之 申請人:日東電工株式會社