專利名稱：：采用指定T_g材料的多層補償膜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種用于液晶顯示器的多層光學補償器。本發(fā)明還涉及制造這種補償器的方法以及使用這種補償器的液晶顯示器。
背景技術(shù)：
：液晶被廣泛應用于電子顯示。在這些顯示系統(tǒng)中，液晶盒通常位于偏振器與檢偏器之間。由偏振器偏振的入射光穿過液晶盒并受到液晶分子取向的作用，其中液晶的分子取向可以通過在液晶盒施加電壓來改變。被改變的光進入檢偏器。利用此原理，可以控制來自包括環(huán)境光在內(nèi)的外源的光的透射。實現(xiàn)此控制所需的能量通常比用于其它顯示器類型如陰極射線管(CRT)中的發(fā)光材料所需的能量要少得多。因此，液晶技術(shù)被用于包括但不限于數(shù)字鐘、計算器、便攜式計算機和電子游戲機的許多電子成像裝置，它們的重要特點是重量輕、能耗低且工作壽命長。對比度、色彩再現(xiàn)性、穩(wěn)定灰階強度對于采用液晶技術(shù)的電子顯示器來說是非常重要的品質(zhì)屬性。限制液晶顯示器(LCD)對比度的主要因素是當液晶單元或盒處于暗或"黑"像素狀態(tài)下時光線從中"泄漏"的趨勢。此外，所述泄漏以及由此液晶顯示器的對比度還依賴于觀看顯示屏的方向("視角")。通常，最佳對比度只發(fā)生在以顯示器的垂直入射線為中心的很窄的視角范圍內(nèi)，并隨著觀看方向偏離顯示器法線而迅速降低。在彩色顯示器中，所述泄漏問題不僅會降低對比度還會導致顏色偏移或色相偏移以及相關(guān)的色彩再現(xiàn)性下降。LCD正在迅速取代CRT作為臺式計算機和其它辦公或家用電器的顯示器?？梢灶A見在不久的將來更大屏幕尺寸LCD電視的數(shù)量將迅速增加。然而，除非與視角相關(guān)的問題如色相偏移、對比度降低和亮度反轉(zhuǎn)得到解決，LCD的作為取代傳統(tǒng)CRT的應用將受到限制。垂直配向液晶顯示器(VA-LCD)能對法向入射光提供極高的對比度。圖2A和圖2B是VA液晶盒的OFF態(tài)201和ON203態(tài)簡圖。在其OFF態(tài)，液晶光軸205幾乎垂直于基材207,如圖2A。在外加電壓下，光軸205側(cè)斜離開盒法向，如圖2B。在OFF態(tài)下，法線方向的光209在液晶層內(nèi)不會發(fā)生雙折射，產(chǎn)生接近于直角相交偏振器的暗態(tài)。然而，斜向傳播的光211會從液晶層獲得延遲，產(chǎn)生漏光。這導致了在某些視角范圍內(nèi)的不良對比度。彎曲配向向列型液晶顯示器，又稱光學補償彎曲液晶顯示器(OCB-LCD)使用基于對稱彎曲狀態(tài)的向列型液晶盒。在其實際工作中，采用彎曲配向向列型液晶盒的顯示器的亮度由一外加電壓或場控制，如圖3A(OFF)301和圖3B(ON)303所示，此外加電壓或場能在盒內(nèi)產(chǎn)生不同的彎曲取向度數(shù)。在上述兩種狀態(tài)下，液晶光軸305都呈現(xiàn)圍繞盒中面307的對稱彎曲狀態(tài)。在ON態(tài)，光軸變成除了在盒基材309附近之外都幾乎垂直于盒平面。OCB模式能提供適合于液晶顯示電視(LCD-TV)應用的更快響應速度。其在視角特性(VAC)方面也優(yōu)于傳統(tǒng)顯示器如扭曲向列液晶顯示器(TN-LCD)。上述雙種模式，由于其對傳統(tǒng)TN-LCD的優(yōu)勢，預計將統(tǒng)治高端應用如LCD-TV。但是，OCB-LCD和VA-LCD的實際應用都需要光學補償裝置來優(yōu)化VAC。在兩種模式下，由于液晶和交叉偏振器的雙折射，當從斜向角度觀看顯示器時VAC會呈現(xiàn)對比度降低。已經(jīng)有人提議使用雙軸膜來補償OCB(US6，108,058)和VA(JP1999-95208)LCD。在兩種模式下，液晶于在ON(OCB)或OFF(VA)態(tài)都充分垂直于盒平面取向。這種狀態(tài)會產(chǎn)生正的面外延遲，Rth，從而補償膜要產(chǎn)生令人滿意的光學補償必須具有充分大的負Rth才行。對于超扭轉(zhuǎn)向列液晶顯示器(STN-LCD)來說，通常需要具有大Rth的雙軸膜。人們已經(jīng)提出了幾種制造具有適用于補償諸如OCB、VA和STN等類型LCD的足夠大負Rth值的雙軸膜的方法。US2001/0026338公開了結(jié)合使用延遲-增大劑與三乙?；w維素拉伸摻雜了所述試劑的TAC,可以同時產(chǎn)生Rth和面內(nèi)延遲Rm。不過:此方法的一個問題在于所需的摻雜劑量。為產(chǎn)生提高Rth和Rm的期望效果，必要的試劑量可能會高到足以導致不希望有的著色、或試劑運動(擴散)到LCD的其它層中從而在這些相鄰層中造成Rth和R,n損失以及非期望的化學性質(zhì)。因此，使用這種方法很難獨立控制Rth和Rm的值。Sasaki等人提出了(US2003/0086033)使用位于正雙折射性熱塑基材上的膽甾醇型液晶。膽甾醇型液晶(CHLC)的間距短于可見光波長，因此適當取向的CHLC能表現(xiàn)可產(chǎn)生負Rth的形狀雙折射。Rin通過調(diào)節(jié)熱塑性基材的拉伸量來控制。該方法允許獨立控制Rth和Rin。但是，短間距CHLC的使用不僅會提高制造成本還會由于所述調(diào)節(jié)過程而使其工藝復雜化。JP2002-210766公開了使用丙酰基或丁?；〈腡AC。它們的雙折射率高于普通TAC。因此，通過雙軸向拉伸該取代的TAC膜，可以產(chǎn)生Rm和Rth。該方法不需任何額外的涂層或?qū)樱潆y以獨立控制Rin和Rth。Wada等人(EP09544013Al)公開了一種包含光學補償膜的光學補償器，其中所述光學補償膜使用例如氨基曱酸酯粘合劑層壓在光各向同性膜上。Wada教導了只有某些聚合物適合于他們的光學補償膜，特別是教導了不應使用某些常用的廉價材料如聚碳酸酯和聚苯乙烯。另一類很有前途的LCD是面內(nèi)切換型LCD。在上述VA-LCD和OCB-LCD裝置中電極設(shè)置在LC層的相對側(cè)即在相反的基材上。相比而言，在面內(nèi)切換型LCD中，電極設(shè)置在與LC層相同一側(cè)即在相同基材上。不過，為了提高斜角對比度，面內(nèi)切換裝置需要具有足夠大的正面外延遲Rth的光學補償器，特別是多層補償器，其中(Rth)大于+20nm的多層補償器將適用于補償面內(nèi)切換(IPS)型LCD。因此，一個需要解決的問題就是提供可以容易并廉價地制造的具有獨立控制的Rth和R^的多層光學補償器。此外，還期望提供一種能夠有更大面內(nèi)延遲R,n范圍的多層光學補償器。發(fā)明概述在本發(fā)明的一個方面，涉及一種包含一或多個聚合第一層和一或多個聚合第二層的多層補償器。所述第一層包含面外雙折射率不小于-0.005且不大于+0.005的聚合物。所述第二層包含面外雙折射率小于-0.005或大于+0.005的無定形聚合物。多層補償器的總面內(nèi)延遲(R,n)大于20nm,且多層補償器的總面外延遲(Rth)小于-20nm或者大于+20nm。第二層(一種或多種)無定形聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)滿足當多層補償器的Rth小于-20nm時，110。C《Tg《180。C,而當多層補償器的Rth大于+20nm時110。C《Tg《160。C。在本發(fā)明的另一方面，涉及一種形成補償器的方法，其包括向含聚合物的一或多個第一層上涂覆或共澆鑄一或多個含有在溶劑中的無定形聚合物的第二層，并同時拉伸第一層和第二層。一個或多個第一層的聚合物的面外雙折射率(Anth)不小于-0.005且不大于+0.005。所述一或多個第二層的無定形聚合物的面外雙折射率或者小于-0.005或者大于+0.005。多層補償器的總面內(nèi)延遲(R,n)大于20nm,且多層補償器的總面外延遲(Rth)小于-20nm或者大于+20nm。一個或多個第二層的無定形聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)滿足當多層補償器的Rth小于-20nm時110°C《Tg《180°C，而當多層補償器的Rth大于+20nm時110°C《Tg《160。C。附圖簡述盡管說明書的最終結(jié)論是指出和明確要求本發(fā)明主題的權(quán)利要求書，但由以下說明參照附圖可以更好地理解本發(fā)明，其中圖1是典型的厚度為d的層和依附于該層的x-y-z坐標系。圖2A和圖2B分別示意VA液晶盒典型的ON和OFF態(tài)。圖3A和圖3B分別示意OCB液晶盒典型的ON和OFF態(tài)。圖4A、圖4B和圖4C是本發(fā)明的多層光學補償器的正視圖。圖5A、圖5B和圖5C示意具有本發(fā)明的多層光學補償器的液晶顯示器。圖6A闡述了高度有序的非無定形材料的透射模式的廣角X射線衍射圖案，圖6B闡述了無定形聚合物材料的透射模式的廣角X射線衍射圖案，圖6C闡述了拉伸的單獨TAC層(無涂層)和涂有根據(jù)本發(fā)明實施方案所述聚合物的TAC層的拉伸的三層結(jié)構(gòu)(具有涂層)的X射線衍射數(shù)據(jù)。發(fā)明詳述以下定義適用于本說明書光軸是指不發(fā)生雙折射的光傳播方向。ON和OFF態(tài)是指有和沒有對液晶盒施加電壓的狀態(tài)。圖l所示的層101的面內(nèi)延遲Rin，是由(nx-ny)d所定義的值，其中nx和ny是x和y方向上的折射系數(shù)。將x-y面內(nèi)折射率最大的方向作為x軸，y軸方向垂直于x軸。因此B^永遠為正值。x-y面平行于層中103面，d是z方向上的層厚。值(nx-ny)被稱為面內(nèi)雙折射率，Anin。也永遠為正值。后文中Anm和Rin的值將在人二590nm的波長下給出。圖1所示層101的面外延遲R出是由「nz-(nx+ny)/21d所定義的值。nz是z方向上的折射率。值[nz-(nx+ny)/2]被稱為面外雙折射率，An化。如果nz〉(nx+ny)/2,Anth是正的，相應的Rth也是正的。如果nz〈(nx+ny)/2,Anth是負的，則Rth也是負的。后文中Anth和Rth的值將在X二590nm的波長下給出。無定形是指缺乏分子有序。因此無定形聚合物在采用諸如X射線衍射等技術(shù)測定時不顯示分子有序。這可以，僅作為舉例，由圖6A和6B所示的對比圖形特征表示。圖6A闡述了剛性棒狀聚合物特別是如美國專利US5,344，916中所提到的(BPDA-TFNB)0.5-(PMDA-TFMB)o.s聚酰亞胺的廣角X射線衍射圖案(透射模式)。圖6B闡述了無定形聚合物[聚(4，4'-六氟異亞丙基-雙酚-共-4,4'-(2-亞降冰片基)雙酚)對苯二酸酯-共-間苯二酸酯]的廣角X射線衍射圖案(透射模式)。在圖6A中，可以觀察到在圖6A所示的2e二17。處存在尖X射線峰。這些尖峰代表明顯分子有序，其由此確定這種聚合物不是無定形的。圖6A所示的非無定形態(tài)相應地在美國專利US5，344,916中被稱為"剛性棒"。其它非無定形形態(tài)還將包括液晶態(tài)和三維結(jié)晶態(tài)。相反，在圖6B中觀察不到任何如圖6A所示的尖峰。在圖6B中只能看到背景的輕微突起。這就是所謂的"無定形光暈"，它是所有無定形材料的X射線衍射圖中的普遍特征。即使是液態(tài)水也會產(chǎn)生"無定形光暈"。在X射線衍射圖中觀察到的"無定形光暈"的強度取決于試樣的厚度。圖6C闡述了拉伸的單獨TAC層(僅第一層，"無涂層")和涂有根據(jù)本發(fā)明實施方案所述聚合物的TAC層的拉伸的三層結(jié)構(gòu)(兩個第一層和一個第二層，"帶有涂層")的X射線衍射數(shù)據(jù)?？梢钥闯?，聚合物涂層在數(shù)據(jù)圖中未引入峰，由此驗證了聚合物涂層的無定形結(jié)構(gòu)。發(fā)色團是指在光吸收中充當一個單元的原子或原子團。(現(xiàn)代分子光化學,編者NicholasJ.Turro,Benjamin/CummingsPublishingCo.,MenloPark，CA(1978)Pg77)。典型的發(fā)色團包括乙烯基、羰基、酰胺、酰亞胺、酯、碳酸根、芳族(即雜原子或碳環(huán)芳族如苯基、萘基、聯(lián)苯基、瘞吩、雙酚)、砜和偶氮基或這些基團的組合。不可見發(fā)色團是指最大吸收在400-700nm范圍之外的發(fā)色團。鄰接是指物品彼此接觸。在兩個鄰接層中，一個層與另一個直接接觸。因此，如果通過涂覆在基材上形成聚合物層，則基材與聚合物層是鄰接的。共同受讓的于2003年7月31日提交的美國專利申請US10/631,152(代理人編號86622)在此通過引用引入本文。在該申請中，在其至少一個實施方案中公開了一種多層光學補償器，特征在于提供了涂覆在預先拉伸的聚合物支撐層表面上的無定形聚合物。支撐層被拉伸以產(chǎn)生大于2Onm的面內(nèi)延遲。同時，共同轉(zhuǎn)讓的于2004年6月3日提交的美國專利申請中，公開的多層光學/卜償器的特征至少部分在于在無定形聚合物層涂覆到聚合物支撐表面之后同時拉伸多層光學補償器的所有兩個(或所有)層。拉伸可以在補償器處于"濕態(tài)"即在共澆鑄(或涂覆)所述層之后和干燥所述無定形聚合物之前(或與之同時)進行。或者，此外也可以在已經(jīng)澆鑄多層補償器和干燥無定形聚合物之后進行"干"拉伸。在各種液晶顯示器中，都需要改性偏振器堆積層的雙折射率來優(yōu)化視角以完善屏幕系統(tǒng)。本發(fā)明實施方案的制造方法，結(jié)合指定的聚合物，使得可以通過無定形聚合物的一或多個第二層(或共澆鑄)來改性三乙?；w維素(TAC)基板。TAC和第二層聚合物的厚度可以改變以提供"可調(diào)的"光學特性組。在干拉伸中，于制造后施加在板上的應力可以控制面內(nèi)(x，y)延遲，第二層聚合物的厚度可以控制面外延遲。無定形聚合物的這種應用可以得到一種以成本有效的方式制造可用的板的簡單方法。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，拉伸("主動拉幅")已干燥的多層光學補償器可產(chǎn)生需要量的面內(nèi)各向異性。在此，術(shù)語"加工方向"是指與膜的澆鑄方向一致的方向。4立伸可以在加工方向上進行?；蛘?，此外4立伸也可以在垂直于加工方向的方向即橫向上進行。在加工方向和一黃向上進行的拉伸都可以順序或同時進行?；蛘?，此外拉伸還可以傾斜于橫向(即以對角線的方式)進行。特別是，通過拉伸已干燥的多層光學補償器，可以產(chǎn)生直至200nm的面內(nèi)延遲值。發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)，在拉伸過程中將已干燥的多層光學補償器加熱到至少一個第一層的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg之上是有益的。此外，發(fā)明人還確定在拉伸過程中將TAC第一層加熱到約180。C的溫度之上可能會有損其光學特性。因此，多層光學補償器的每個層優(yōu)選地應當具有小于180。C,更優(yōu)選地小于160。C的Tg。此外，如果一或多個層的Tg值太低，則當膜被應用于LCD裝置時多層補償器的尺寸穩(wěn)定性可能不足。相反，如果所有層的Tg值都大于100。C和有利地大于110。C,則將具有足夠的尺寸穩(wěn)定性。因此，此處所公開的是一類多層光學補償器，其特征至少部分地在于Tg滿足當多層補償器的Rth為負(例如小于-20nm)時，110°C《Tg《180。C，當多層補償器的Rth為正(例如大于+20nm)時，100。C《Tg<160°C的無定形聚合物第二層。面外延遲(Rth)小于-20nm的多層補償器將可用于補償垂直配向(VA)型LCD。面外延遲(Rth)大于+20nm的多層補償器將可用于補償面內(nèi)切換(IPS)型LCD。在下面所詳細描述的實驗中，借助于溶劑澆鑄工藝加適當?shù)母郊游镏苽淞?0pm厚的三乙?；w維素(TAC)聚合物(通常為186乙酰基取代，分子量為220,000g/mol)。使用下表A中所列的各種聚合物組成在TAC膜上涂覆一個第一層。表A<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>干燥之后，進一步采用傳統(tǒng)的涂覆方法在上述涂層膜上涂覆一個含聚碳酸酯(PC)的雙折射性第二層。所涂覆的各種PC列于下表B中(每種聚碳酸酯的來源表示在括號中)，它們具有相應的通過差示掃描量熱法(DSC)測得的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)。表B<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>將表B中的所有聚合物溶解在二氯曱烷或二氯曱烷與曱醇的混合物中，并涂覆到位于TAC基材上的第一層上。80^im厚TAC板的面外延遲(Rth)—般在從約-80nm到約-40nm的退火值之間變化。TAC的R化可以通過改變澆鑄表面時間和約束加熱區(qū)溫度來操縱，但通常由TAC膜所能達到的面內(nèi)和面外延遲水平有限。兩種延遲分量的提高都需要向TAC基材施加適合的雙折射性第二層。雙折射性第二層無定形聚合物需要快速干燥來保持其雙折射率。當干燥較快時，來自干燥的TAC板的溶劑不會將第二層軟化到足以產(chǎn)生聚合物分子松弛的程度。可以改變聚合物第二層的厚度來控制多層補償器的光學性質(zhì)。包含無定形聚合物的雙折射性第二層的R,n以及由此多層膜的Rin，可以通過在借助涂覆或其它方式如層壓施加了第二層之后的拉伸步驟中改變拉伸程度(拉伸比)和所施加的溫度來操縱。拉伸可以通過拉伸架如拉幅機來完成，其中涂層膜被預熱到要求的溫度然后輸入邊緣約束帶中。所述邊緣約束帶是兩個循環(huán)帶，它們被組裝在一起形成蛇行軌跡，而干燥膜使用適當?shù)膴A緊機構(gòu)夾在兩個帶之間。這些帶在美國專利US6，152,345和US6,108,930中有描述，其內(nèi)容在此通過引用引入本文。膜隨后被與寬同向即橫向拉伸，從而使多層膜在橫向上取向。拉伸膜的最終寬度與初始寬度之比為拉伸比。在加工方向上的拉伸(加工方向取向)也可以通過使加熱了的膜通過一對以不同速度運動的輥子來完成。輥子的線速度之比即相應的拉伸比。這些拉伸步驟可以同時或順序地結(jié)合，以實現(xiàn)膜的雙軸拉伸。當涂層膜未完全干燥時也可實現(xiàn)拉伸。在此所謂的"濕"拉伸中，膜在仍然包含溶劑時^皮拉伸，其中的溶劑在拉伸之中或之后被除去。如果干燥步驟中膜的邊緣只是被簡單地固定，則由于施加在收縮的膜上的約束，在干燥步驟中可能會產(chǎn)生一些取向和面內(nèi)延遲。這不是有意的、主動拉伸意義上的拉幅，僅僅是在聚合物板干燥時收縮力的約束。其應被稱為"被動拉幅"。在上面公開的實施例中，膜是通過干拉伸法拉伸的，即在膜拉伸器上采用下表C所示的兩種拉伸方式對干復合膜進行拉伸。拉伸是在升高的溫度下進行的。但是，應該清楚本發(fā)明并不僅限于在膜拉伸器上采用表C所示的兩種拉伸方式單軸拉伸的膜。表c<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>在單軸未約束拉伸方式(S-1)中，復合膜被保持在一個方向上，被加熱到一溫度并沿上述保持方向拉伸至要求的拉伸比(應變)。拉伸比定義為拉伸后的最終尺寸與拉伸前的初始尺寸之比。這種拉伸方式類似于加工方向取向。在單軸約束模式(S-2)中，膜被保持在兩個方向上，被加熱到一溫度并在其中一個所述保持方向上拉伸到要求的拉伸比。這種拉伸方式與拉幅非常相似。然后在移除張力之前將復合膜冷卻至室溫。使用M-2000V光i普偏振橢圓率測量儀(WoolamCo.)測量面內(nèi)延遲(Ri,0和面外延遲(Rth)。拉伸后的示例多層膜的最終厚度為約80)am。用于制備所述示例復合膜的各個條件如下表D所示。表D<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>上述示例膜在590nm的波長下產(chǎn)生的面內(nèi)延遲(Rm)和面外延遲(Rth)值列于下表E中。表E<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>上述實施例中第二層的面外雙折射率在-0.006(實施例3)到-0.016(實施例11)之間。通過以1.3的拉伸比和150。C的溫度和單軸約束模式(S-l)對8(^mTAC膜進行拉伸制造一種對比膜。拉伸的TAC膜的Rm值為28nm,Rth值為-34nm(對應于-0.0005的面外雙折射率)。這些值不足以向VA型LCD提供足夠的補償。上述實施例表明，包含聚碳酸酯薄層的復合膜可以達到約30-1OOnm的Rin值和-1OOnm到-160nm的R讓值。這些值在可以實現(xiàn)VA型LCD的有效補償?shù)姆秶畠?nèi)。Rin和Rth值可進一步通過改變雙折射性第二層的厚度、拉伸溫度、拉伸比和拉伸方式來調(diào)節(jié)。上述方法使得可以制造下面所述的多層補償器。即，這些方法可以提供一種包含一或多個聚合物第一層和一或多個聚合物第二層的多層補償器，其中所述第一層包含面外雙折射率(Anth)不小于-0.005且不大于+0.005的聚合物，且所述第二層包含面外雙折射率小于-0.005或大于+0.005的無定形聚合物。多層補償器的總面內(nèi)延遲(Rin)大于20nm,且多層補償器的總面外延遲(Rth)小于-20nm或者大于+20nm。任選地，有兩個或多個所述第一層和第二層是鄰接的。優(yōu)選地，第一層由面外雙折射率(Anth)不小于-0.005且不大于+0.005的聚合物膜制成。這種聚合物的例子包括纖維素，如三乙?；w維素(TAC)、二醋酸纖維素、醋酸丁酸纖維素；環(huán)聚烯烴；丙烯酸；含氟基的聚芳基化物；以及本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其它聚合物。第二層的組合厚度優(yōu)選地小于30微米，更優(yōu)選地為1.0-10微米，進一步優(yōu)選地為l-8微米。多層補償器的總面內(nèi)延遲(Rm)優(yōu)選地在21nm-200nm之間，更優(yōu)選地在25nm-150nm之間，進一步優(yōu)選地在30nm-100nm之間。第一層和第二層的組合厚度優(yōu)選地小于200微米，更優(yōu)選地為40-150微米，進一步優(yōu)選地為60-110微米。當多層補償器的面外延遲(Rth)小于-20nm時，至少一個第二層包含在其主鏈內(nèi)含有不可見發(fā)色團的無定形聚合物且其Tg滿足110。C《Tg《180°C。該無定形聚合物可包含側(cè)環(huán)脂族基團。例如，環(huán)脂族基團可以是選自環(huán)戊烷、環(huán)己烷、降冰片烯、六氫-4,7-亞甲基茚滿-5-亞基、金剛烷以及具有針對至少一個氫原子的氟取代的前述任何物質(zhì)中的至少一種。此外，無定形聚合物還可在主鏈上包含一種含乙烯基、羰基、酰胺、酰亞胺、酯、碳酸根、芳基、砜或偶氮基、苯基、萘基、聯(lián)苯基、雙酚或噻吩基的不可見發(fā)色團。特別是，聚碳酸酯是適合于第二層的聚合物。這些材料是一般但并非唯一地通過光氣與一或多種二醇(例如雙酚)反應制備的縮聚物<formula>formulaseeoriginaldocumentpage19</formula>適用于第二層的二醇結(jié)構(gòu)的例子包括:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage20</formula>4,4'-亞降冰片基雙酚<formula>formulaseeoriginaldocumentpage20</formula>4,4'-(2,2，-金鋼烷二基)二酚<formula>formulaseeoriginaldocumentpage20</formula>4，4'-(六氫-4,7-亞曱基茚滿-5-亞基)雙紛<formula>formulaseeoriginaldocumentpage20</formula>4，4'-異亞丙基-2，2',6,6'-四氯雙鼢<formula>formulaseeoriginaldocumentpage20</formula>4,4'-異亞丙基-2,2',6,6'-四溴雙酸<formula>formulaseeoriginaldocumentpage20</formula>2,6-二羥基萘<formula>formulaseeoriginaldocumentpage20</formula>1,5-二羥基萘<formula>formulaseeoriginaldocumentpage20</formula>2，2-雙(4-羥苯基)丙烷oGi.clco當多層補償器的面外延遲(Rth)大于+20nm時，至少一個第二層包含在其主鏈外含有不可見發(fā)色團的無定形聚合物且其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)滿足110。C《Tg《160°C。所述不可見發(fā)色團可包括羰基、酰胺、酰亞胺、酯、碳酸根、苯基、萘基、聯(lián)苯基、雙酚或噻吩基，或者雜環(huán)或碳環(huán)芳基。第二層的無定形聚合物可以在其主鏈外包含乙烯基、羰基、酰胺、酰亞胺、酯、碳酸根、芳基、砜或偶氮基。適合第二層的聚合物的例子包括聚(4-乙烯基苯酚)、聚(4-乙烯基聯(lián)苯)、聚(N-乙烯基呼唑)、聚(曱基羧苯基曱基丙烯酰胺)、聚[(l-乙?；胚?3-基羰基氧基)乙烯]、聚(苯二曱酰亞胺基乙烯)、聚(4-(l-羥基-l-曱基丙基)苯乙烯)、聚(2-羥曱基苯乙烯)、聚(2-二曱氨基羰基苯乙烯)、聚(2-苯氨基羰基苯乙烯)、聚(3-(4-聯(lián)苯基)苯乙烯)、聚(4-(4-聯(lián)苯基)苯乙烯)、聚(甲基丙烯酸4-氰基苯基酯)、聚(2,6-二氯苯乙烯)、聚(全氟笨乙烯)、聚(2,4-二異丙基苯乙烯)、聚(2，5-二異丙基苯乙烯)和聚(2，4,6-三曱基苯乙烯)或上述任意兩種或多種物質(zhì)的共聚物。下面給出了當多層補償器的面外延遲(Rth)大于+20nm時第二層的一個具有相應無定形聚合物及其結(jié)構(gòu)的具體實施例。下表F顯示了拉伸比對多層光學補償器的Rm和Rth的影響，其中所述多層光學補償器包含、m厚的如上所述的聚(N-乙烯基?？ㄟ?共-苯乙烯)層，其中x二51mo1。/。，丫=4911101%[由在曱苯/二氯曱烷中的15%固體溶液涂覆],和2^m厚的聚氨酯[Sancure898]/聚酯[Eastek1100]混合物層(涂覆在80pm厚的TAC上)。聚(N-乙烯基咔唑-共-苯乙烯)，其中x=51mol%，y=49mol%,是一種正雙折射性材料，即能產(chǎn)生正面外雙折射率的聚合物。延遲在590nm的波長下用偏振橢圓率測量儀(M2000V型，J.A.WoollamCo.)測得。應當注意，盡管在這些實施例中所提到的面內(nèi)延遲列出的都是正值，但它們與由前面實施例(實施例1-17)中所列負雙折射性聚合物產(chǎn)生的面內(nèi)延遲標記相反。也就是說，在這些實施例中較大的面內(nèi)折射率垂直于拉伸方向。通過差示掃描量熱法(DSC)測得此聚合物的Tg為147。C。這些實施例的多層薄膜是以與實施例1-17中的膜基本相同的方式制備的。表F<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>從表F可以看出，包含在第二層中的正雙折射性聚合物可以在多層補償器中產(chǎn)生正面外延遲，它對補償IPS型LCD可能有用。表F所示膜的第二層的相應面外雙折射率為從+0.013到+0.015。中。這種聚合物的例^^連同它們口相、應的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度列在表G中。優(yōu)選地，將那些Tg〈160。C的正雙折射性聚合物用于本文所公開的裝置和方法。所列聚合物的Tg和雙折射率可以進一步通過改變組分共聚單體的相對化學組成來改變。表G<table>tableseeoriginaldocumentpage23</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage24</column></row><table>其它可用的第二層共聚單體可能包括例如丙烯酰胺、丙烯腈、乙烯基吡咯烷酮、丙烯酸丁酯和丙烯酸乙酯。下面將參考附圖，其中在附圖中對本發(fā)明的各個要素給出了數(shù)字標記，且其中對本發(fā)明進行了探討以使本領(lǐng)域技術(shù)人員能制造和利用本發(fā)明。應當理解，未具體顯示或描述的要素可以采取本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的各種形式。圖4A、圖4B和圖4C是本發(fā)明的示例多層光學補償器的正視圖，此多層光學補償器包含一或多個面外雙折射率(Anth)不小于-0.005或不大于+0.005的A聚合物層和一或多個面外雙折射率小于-0.005或大于+0.005的8無定形聚合物層。在圖4A的補償器401的結(jié)構(gòu)中，B層409位于A層407之上。A層407與B層409是鄰接的。也可以具有兩個位于一個A層411上的B層413、415，如圖4B中的補償器403。在另一種情形405,一個B層417夾在兩個A層419、421之間。補償器405可以例如通過將鄰接的A421和B417層與單層的A419層壓而形成。層壓在B層417與A層419的界面處完成，根據(jù)層壓的方法不同，417與419兩個層可能鄰接也可能不鄰接。本領(lǐng)域技術(shù)人員還可設(shè)想更復雜的結(jié)構(gòu)。在圖5A所示的LCD501中，液晶盒503位于偏振器505與檢偏器507之間。偏振器505的透射軸509與檢偏器507的透射軸511以90士1(T的角彼此延伸，因此偏振器505與檢偏器507被稱為"正交偏振的"。在偏振器505與液晶盒503之間設(shè)置了一個多層光學補償器512。也可將其放在液晶盒503與檢偏器507之間。圖5B所示的LCD513具有放置在液晶盒503兩側(cè)上的兩個多層光學補償器515、517。圖5C顯示了多層光學補償器在反射型LCD519中的一個應用實施例。液晶盒503位于偏振器605與反射板521之間。在圖中，標記609代表偏振器605的透射軸。如圖所示，在此實施例中多層補償器523設(shè)置在液晶盒503與偏振器605之間。不過，它也可以設(shè)置在反射板521與液晶盒503之間。與現(xiàn)有技術(shù)相比，上面所公開的實施方案避免了使用可能導致不希望有的著色或可能擴散到補償器之外導致延遲損失和/或不希望有的化學性質(zhì)的延遲增大劑，且不需要使用液晶化合物及其調(diào)準步驟，在相對薄(<200^011)的結(jié)構(gòu)上提供了提高的光學補償，且容易制造。部件目錄101膜103膜平面201OFF態(tài)的VA液晶盒203ON態(tài)的VA液晶盒205液晶光軸207液晶盒基材209傳播光的盒法線方向211傳播光的斜向301OFF態(tài)的OCB液晶盒303ON態(tài)的OCB液晶盒305液晶光軸307盒中面309盒邊界401多層光學補償器403多層光學補償器405多層光學補償器407A層409B層411A層413B層415B層417B層419A層421A層25501LCD503液晶盒505偏振器507檢偏器509偏振器的透射軸511檢偏器的透射軸512多層光學補償器513LCD515多層光學補償器517多層光學補償器519LCD521反射板523多層光學補償器nxx方向的4斤射率nyy方向的折射率nzz方向的折射率△nth面外雙折射率△nm面內(nèi)雙折射率d層或膜的厚度Rth面外延遲Rn面內(nèi)延遲入波長Tg玻璃化轉(zhuǎn)變溫度權(quán)利要求1.一種多層補償器，包括一或多個聚合第一層；和一或多個聚合第二層，其中所述第一層包含面外雙折射率不小于-0.005且不大于+0.005的聚合物其中所述第二層包含面外雙折射率小于-0.005或大于+0.005的無定形聚合物；其中所述多層補償器的總面內(nèi)延遲(Rin)幅度大于20nm，且所述多層補償器的面外延遲(Rth)小于-20nm或者大于+20nm；和其中第二層的無定形聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)滿足當多層補償器的Rth小于-20nm時，110℃≤Tg≤180℃，而當多層補償器的Rth大于+20nm時，110℃≤Tg≤160℃。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的多層補償器，其中至少兩個層是鄰接的。3.根據(jù)權(quán)利要求l所述的多層補償器，其中所有的第一和第二層都是鄰接的。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層補償器度小于30微米。5.根據(jù)權(quán)利要求l所述的多層補償器度為1.0-10微米。6.根據(jù)權(quán)利要求l所述的多層補償器度為l-8微米。7.根據(jù)權(quán)利要求l所述的多層補償器面內(nèi)延遲(Rm)在21-200nm之間。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層補償器面內(nèi)延遲(Rm)在25-150nm之間。9.根據(jù)權(quán)利要求l所述的多層補償器面內(nèi)延遲(R,n)在30-100nm之間。10.根據(jù)權(quán)利要求l所述的多層補償器的組合厚度小于200微米。11.根據(jù)權(quán)利要求l所述的多層補償器的組合厚度為40-150微米。其中所述第二層的組合厚其中所述第二層的組合厚其中所述第二層的組合厚其中所述多層補償器的總其中所述多層補償器的總其中所述多層補償器的總其中所述第一層和第二層其中所述第一層和第二層12.根據(jù)權(quán)利要求l所述的多層補償器，其中所述第一層和第二層的組合厚度為60-110微米。13.根據(jù)權(quán)利要求l所述的多層補償器，其中所述多層補償器的面外延遲(Rth)小于-20nm。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的多層補償器，其中所述一或多個第二層的所述無定形聚合物在其主鏈內(nèi)含有不可見發(fā)色團。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的多層補償器，其中所述一或多個第二層的所述無定形聚合物包含側(cè)環(huán)脂族基團。16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的多層補償器，其中所述環(huán)脂族基團是選自環(huán)戊烷、環(huán)己烷、降冰片烯、六氫-4，7-亞曱基茚滿-5-亞基、金剛烷以及具有針對至少一個氬原子的氟取代的前述任何物質(zhì)中的至少一種。17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的多層補償器，其中所述一或多個第二層的所述無定形聚合物在其主鏈上包含不可見發(fā)色團，所述不可見發(fā)色團包括乙烯基、羰基、酰胺、酰亞胺、酯、碳酸根、芳基、砜、苯基、萘基、聯(lián)苯基、雙酚、噻吩基或偶氮基。18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的多層補償器，其中所述一或多個第二層的所述無定形聚合物包含側(cè)連到主鏈上的不可見發(fā)色團，所述不可見發(fā)色團包括乙烯基、羰基、酰胺、酰亞胺、酯、碳酸根、芳基、砜、苯基、萘基、聯(lián)苯基、雙酚、噻吩基或偶氮基。19.根據(jù)權(quán)利要求13所述的多層補償器，其中至少一個第一層包含纖維素、丙烯酸、或烯烴聚合物、或含氟基的聚芳基化物。20.根據(jù)權(quán)利要求13所述的多層補償器，其中至少一個第二層包含LEXAN131-112、MAKROLONDPI-1265、APEC1803、PANLITEAD5503、HYLEX、MAKROLON5705、LEXAN141-112之一。21.根據(jù)權(quán)利要求l所述的多層補償器，其中所述多層補償器的面外延遲(Rth)大于+20nm。22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的多層補償器，其中所述一或多個第二層的所述無定形聚合物在其主鏈外含有不可見發(fā)色團。23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的多層補償器，其中所述一或多個第二層的所述無定形聚合物在主鏈外包含乙烯基、羰基、酰胺、酰亞胺、酉旨、碳酸根、芳基、砜、偶氮基、苯基、萘基、聯(lián)苯基、雙酚、噻吩基或偶氮基。24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的多層補償器，其中所述不可見發(fā)色團包括羰基、酰胺、酰亞胺、酯、碳酸根、苯基、萘基、聯(lián)苯基、雙酚或p塞吩基。25.根據(jù)權(quán)利要求22所述的多層補償器，其中所述不可見發(fā)色團包括雜環(huán)或碳環(huán)芳基。26.根據(jù)權(quán)利要求21所述的多層補償器，其中所述一或多個第二層的所述無定形聚合物包括苯乙烯或其它含苯基、萘基或其它側(cè)連在主聚合物鏈上的不可見發(fā)色團的乙烯基單體。27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的多層補償器，其中所述一或多個第一層的所述聚合物包括纖維素、丙烯酸、烯爛聚合物、或含氟基的聚芳基化物。28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的多層補償器，其中所述一或多個第一層的所述聚合物包括三乙酰基纖維素、二醋酸纖維素、醋酸丁酸纖維素、聚碳酸酯、含降冰片烯基的聚烯烴、聚苯乙烯或含氟基的聚芳基化物。29.根據(jù)權(quán)利要求21所述的多層補償器，其中至少一個第二層包含聚(N-乙烯基?？ㄟ?共-苯乙烯)。30.—種液晶顯示器，其包括液晶盒、在該盒每側(cè)上設(shè)置一個的一對交叉的偏振器、和至少一個權(quán)利要求1的補償器。31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的液晶顯示器，其中所述液晶盒是垂直配向盒、扭曲向列盒、面內(nèi)切換型盒或光補償?shù)膹澢壕Ш小?2.—種液晶顯示器，其包括液晶盒、至少一個偏振器、反射板和至少一個權(quán)利要求l的補償器。33.—種形成補償器的方法，包括向含聚合物的一或多個第一層上涂覆或共澆鑄一或多個含有在溶劑中的無定形聚合物的第二層；和同時拉伸第一層和第二層，其中所述一或多個第一層的所述聚合物的面外雙折射率(Anth)不小于-0.005且不大于+0.005;其中所述一或多個第二層的所述無定形聚合物的面外雙折射率或者小于-0.005或者大于+0.005;其中多層補償器的總面內(nèi)延遲(Rm)大于20nm，且多層補償器的面外延遲(Rth)小于-20nm或者大于+20nm;和其中所述一或多個第二層的無定形聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)滿足當多層補償器的Rth小于-20nm時，110。C《Tg《180。C,而當多層補償器的Rth大于+20nm時，110。C<Tg《160°C。34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其中同時拉伸所述第一層和第二層是使用拉幅機完成的，其中所述第一層和第二層在其邊緣處被柔性夾緊組件夾持，其使所述第一層和第二層在寬度方向擴張以誘導沿橫向方向的取向。35.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其中同時拉伸所述第一層和第二層包括使所述第一層和第二層穿過兩個以不同線速度旋轉(zhuǎn)的相鄰輥，所述第一層和第二層的邊緣是自由或被約束的，以誘導沿加工方向取向。36.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其中沿加工方向和橫向同時或順序?qū)λ龅谝粚雍偷诙舆M行拉伸。37.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其中所述拉伸包括約束多層膜的至少兩側(cè)，并通過向所述第一層和第二層施加熱來干燥所述第一層和第二層。38.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，進一步包括干燥所述第一層和第二層以在施加熱之前充分除去溶劑，然后拉伸所述第一層和第二層。39.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其中所述多層補償器的面外延遲(Rth)小于-20nm。40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的方法，其中所述一或多個第二層的所述無定形聚合物在其主鏈內(nèi)含有不可見發(fā)色團。41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的多層補償器，其中所述一或多個第二層的所述無定形聚合物包含側(cè)環(huán)脂族基團。42.根據(jù)權(quán)利要求41所述的多層補償器，其中所述環(huán)脂族基團是選自環(huán)戊烷、環(huán)己烷、降冰片烯、六氬-4,7-亞曱基茚滿-5-亞基、金剛烷以及具有針對至少一個氫原子的氟取代的前述任何物質(zhì)中的至少一種。43.根據(jù)權(quán)利要求39所述的方法，其中所述一或多個第二層的所述無定形聚合物在其主鏈上包含不可見發(fā)色團，所述不可見發(fā)色團包括乙烯基、羰基、酰胺、酰亞胺、酯、碳酸根、芳基、砜、苯基、萘基、聯(lián)苯基、雙酚、噻吩基或偶氮基。44.根據(jù)權(quán)利要求39所述的方法，其中所述一或多個第二層的所述無定形聚合物包含側(cè)連到主鏈上的不可見發(fā)色團，所述不可見發(fā)色團包括乙烯基、羰基、酰胺、酰亞胺、酯、碳酸根、芳基、砜、苯基、萘基、聯(lián)苯基、雙酚、噻吩基或偶氮基。45.根據(jù)權(quán)利要求44所述的方法，其中至少一個第一層包含纖維素、丙烯酸、或烯烴聚合物、或含氟基的聚芳基化物。46.根據(jù)權(quán)利要求39所述的方法，其中所述一或多個第二層包含LEXAN131-112、MAKROLONDPI-1265、APEC1803、PANLITEAD5503、HYLEX、MAKROLON5705、LEXAN141-112之一。47.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其中所述多層補償器的面外延遲(Rth)大于+20nm。48.根據(jù)權(quán)利要求47所述的方法，其中所述一或多個第二層的所述無定形聚合物在其主鏈外含有不可見發(fā)色團。49.根據(jù)權(quán)利要求48所述的方法，其中所述一或多個第二層的所述無定形聚合物在主鏈中包含乙烯基、羰基、酰胺、酰亞胺、酯、碳酸根、芳基、砜、偶氮基、苯基、萘基、聯(lián)苯基、雙酚、或噻吩基。50.根據(jù)權(quán)利要求48所述的方法，其中所述不可見發(fā)色團包括羰基、酰胺、酰亞胺、酯、碳酸根、苯基、萘基、聯(lián)苯基、雙酚或噻吩基。51.根據(jù)權(quán)利要求48所述的方法，其中所述不可見發(fā)色團包括雜環(huán)或碳環(huán)芳基。52.根據(jù)權(quán)利要求48所述的方法，其中所述一或多個第二層的所述無定形聚合物包含側(cè)連到主鏈上的不可見發(fā)色團。53.根據(jù)權(quán)利要求52所述的方法，其中至少一個第一層包含纖維素、丙烯酸、或烯烴聚合物、或含氟基的聚芳基化物。54.根據(jù)權(quán)利要求47所述的方法，其中至少一個第二層包含聚(N-乙烯基。卡唑-共-苯乙烯)。55.—種液晶顯示器，其包括液晶盒、在該盒每側(cè)上設(shè)置一個的一對交叉的偏振器、和至少一個由權(quán)利要求33的方法制造的補償器。56.根據(jù)權(quán)利要求55所述的液晶顯示器，其中所述液晶盒是垂直配向盒、扭曲向列盒、面內(nèi)切換型盒或光補償?shù)膹澢壕Ш小?7.—種液晶顯示器，其包括液晶盒、至少一個偏振器、反射板和至少一個由權(quán)利要求33的方法制造的補償器。58.根據(jù)權(quán)利要求57所述的液晶顯示器，其中所述液晶盒是垂直配向盒、扭曲向列盒、面內(nèi)切換型盒或光補償?shù)膹澢壕Ш小?9.根據(jù)權(quán)利要求13所述的多層補償器，其中所述第二層的所述無定形聚合物的Tg滿足145。CXTg《180°C。60.根據(jù)權(quán)利要求13所述的多層補償器，其中所述第二層的所述無定形聚合物的Tg滿足140。C《Tg<180。C。61.根據(jù)權(quán)利要求21所述的多層補償器，其中所述第二層的所述無定形聚合物的Tg滿足M7。C<Tg《160°C。62.根據(jù)權(quán)利要求21所述的多層補償器，其中所述第二層的所述無定形聚合物的Tg滿足142。C《Tg《160°C。63.根據(jù)權(quán)利要求39所述的方法，其中所述第二層的所述無定形聚合物的Tg滿足145。C《Tg<180°C。64.根據(jù)權(quán)利要求39所述的方法，其中所述第二層的所述無定形聚合物的Tg滿足145。C《Tg《180°C。65.根據(jù)權(quán)利要求47所述的方法，其中所述第二層的所述無定形聚合物的Tg滿足147。C《Tg《160°C。66.根據(jù)權(quán)利要求47所述的方法，其中所述第二層的所述無定形聚合物的Tg滿足142。C《Tg<160°C。全文摘要一種包含一或多個聚合第一層和一或多個聚合第二層的多層補償器。所述第一層包含面外雙折射率在-0.005和+0.005之間的聚合物。所述第二層包含面外雙折射率小于-0.005或大于+0.005的無定形聚合物。多層補償器的總面內(nèi)延遲大于20nm，且面外延遲小于-20nm或者大于+20nm。第二層的無定形聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(T_g)滿足當多層補償器的R_th小于-20nm時110℃＜T_g＜180℃，而當多層補償器的R_th大于+20nm時100℃＜T_g＜160℃。文檔編號G02B5/30GK101365969SQ200680022450公開日2009年2月11日申請日期2006年6月19日優(yōu)先權(quán)日2005年6月23日發(fā)明者D·B·貝利,J·A·哈梅施米德,J·F·埃曼,J·格里納,Y·勞申請人:日東電工株式會社