專利名稱：傾斜的光學補償薄膜、其生產(chǎn)方法以及包括所述薄膜的液晶顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用來改善視角特性的傾斜的光學補償薄膜，所述薄膜的生產(chǎn)方法，以及使用所述薄膜的各種圖像顯示裝置。
背景技術(shù)：
通常，液晶顯示器總是裝備有用于光學補償?shù)难舆t薄膜，例如由具有負雙折射的聚合物形成的雙折射層。作為具有負雙折射聚合物的例子，聚酰亞胺等在各種文獻中得以披露(例如，US5,344,916，US5,395,918，US5,480,964，US5,580,950，US 5,694,187，US5,750,641和US6,074,709)。然而，這些負雙折射層能夠作為其顯示系統(tǒng)為縱向排列(VA)方式的液晶顯示器中的傾斜光學補償薄膜而使用，但作為扭轉(zhuǎn)向列(TN)方式液晶顯示器中的傾斜光學補償薄膜時卻不能夠取得足夠的作用。
另一方面，報道用于TN方式液晶顯示器的傾斜光學補償薄膜的例子包括含低分子量液晶的薄膜，所述液晶在聚合基質(zhì)中是傾斜并取向的(例如，參見JP2565644)；和通過在載體上形成取向?qū)?，并在其上使盤狀(discotic)液晶傾斜且取向，以便使該液晶聚合而獲得的薄膜(例如，參見JP2692035和2802719)。

發(fā)明內(nèi)容
然而，盡管對借助使液晶材料傾斜且取向而獲得的用于TN方式的這些傾斜光學補償薄膜已有許多報道，但這些薄膜尚存在一些問題。由于對液晶材料的選擇(對借助利用在與空氣界面處的表面能的差異容易傾斜和取向的液晶材料進行選擇)和液晶材料傾斜角的控制(通過表面活性劑控制傾斜角)是必需的，并且取向襯底也是必不可少的，因此其生產(chǎn)方法相當復雜。此外，由于有各種可控因素，因此，很難改變傾斜角或延遲(例如，參見JP12(2000)-105315A)。
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種新穎的傾斜光學補償薄膜，而不是利用液晶材料的常規(guī)傾斜光學補償薄膜，更具體地說，提供一種用于TN方式液晶顯示器等的傾斜-取向-型的傾斜光學補償薄膜。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種包含非-液晶聚合物的光學補償薄膜，所述薄膜可以是如下所述的第一和第二傾斜光學補償薄膜。
根據(jù)本發(fā)明的第一傾斜光學補償薄膜是包含非-液晶聚合物的傾斜光學補償薄膜。非-液晶聚合物是傾斜且取向的。
由測量軸方向測得的延遲值，相對于在0度時的延遲值，在正值側(cè)和負值側(cè)之間不對稱地變化，其中，0度相當于傾斜光學補償薄膜表面的法線，并且測量角表示在法線和測量軸之間的角度，并且由下面等式表示的雙折射(Δn)在0.001-0.5的范圍內(nèi)，Δn＝[{(nx+ny)/2}-nz]d/d式中，Δn表示傾斜光學補償薄膜的雙折射，nx，ny和nz分別表示傾斜光學補償薄膜中X軸，Y軸和Z軸方向的折射率，其中，X軸是傾斜光學補償薄膜表面內(nèi)顯示最大折射率的軸向，Y軸是在所述表面內(nèi)垂直于X軸的軸向，而Z軸是垂直于X軸和Y軸的厚度方向，并且d表示傾斜光學補償薄膜的厚度。
根據(jù)本發(fā)明的第二傾斜光學補償薄膜是包含非-液晶聚合物的傾斜光學補償薄膜。非-液晶聚合物是傾斜且取向的。
由測量軸方向測得的延遲值，相對于在0度時的延遲值，在測量角正值側(cè)和負值側(cè)之間不對稱地變化，其中，0度相當于傾斜光學補償薄膜表面的法線，并且測量角表示在法線和測量軸之間的角度(包括0度)，并且非-液晶聚合物是選自如下的至少一種聚合物聚酰胺，聚酰亞胺，聚酯，聚醚酮，聚酰胺酰亞胺和聚酯酰亞胺。
由于進行了深入細致的研究，本發(fā)明的發(fā)明人新近發(fā)現(xiàn)通過對作為形成材料的非-液晶聚合物而不是液晶材料的選擇，并且進一步在上述非-液晶聚合物中使用非-液晶聚合物如聚酰亞胺而制成了完全不同于常規(guī)薄膜的傾斜光學補償薄膜，因此實現(xiàn)了本發(fā)明。如上所述，具有傾斜的非-液晶聚合物并滿足上述條件的傾斜光學補償薄膜，例如，可與由液晶材料(傾斜延遲薄膜)形成的常規(guī)傾斜光學補償薄膜一樣用于TN方式液晶顯示器等。此外，由于本發(fā)明的傾斜光學補償薄膜由非-液晶聚合物形成，因此，其光學特性如延遲性也可通過拉伸或皺縮來改變，甚至在其與常規(guī)液晶材料不同地形成之后，這些將在隨后進行描述。因此，例如，有可能根據(jù)其預(yù)定用途來調(diào)節(jié)光學特性，從而提供甚至更好的光學特性，結(jié)果是，本發(fā)明的傾斜光學補償薄膜可在比常規(guī)傾斜光學補償薄膜更寬的范圍內(nèi)應(yīng)用，從而降低成本。此外，由于將上述聚酰亞胺用作非-液晶聚合物滿足上述雙折射的范圍(Δn)，因此，可取得優(yōu)異的視角補償效應(yīng)，例如，在寬視角范圍內(nèi)可獲得合適的對比度。因此，根據(jù)本發(fā)明的光學補償薄膜可用作對各種圖像顯示裝置如液晶顯示器有用的、新的延遲薄膜。
在本發(fā)明中，包括法線在內(nèi)的測量軸的線路(軌跡)形成一單平面，并且對其中每個測量軸與法線傾斜的方向沒有特別的限制。
其次，根據(jù)本發(fā)明的傾斜光學補償薄膜的生產(chǎn)方法包括用至少一種非-液晶聚合物涂布襯底，借此形成一涂布薄膜，并使涂布薄膜中的非-液晶聚合物傾斜且取向，由此形成傾斜光學補償薄膜。非-液晶聚合物通過對涂布薄膜施加外力而傾斜和取向，結(jié)果是，非-液晶聚合物發(fā)生傾斜且取向。
與常規(guī)的液晶材料不同，上述的非-液晶聚合物可形成具有允許分子進行取向的自身性能的涂布薄膜，以便顯示出負光性的同軸性(nx＞nz)，(ny＞nz)，而與襯底的取向性能無關(guān)。因此，所述襯底并不必局限于取向襯底或具有取向?qū)拥囊r底。另外，簡單地對如上所形成的涂布薄膜施加外力，構(gòu)成涂布薄膜的非-液晶聚合物也能夠傾斜且取向。用這種方式，有可能獲得如上所述的具有優(yōu)異光學特性的新穎的傾斜光學補償薄膜。


圖1是顯示本發(fā)明傾斜光學補償薄膜中測量延遲的角度和延遲值之間關(guān)系的圖。
圖2A-2D是顯示本發(fā)明傾斜光學補償薄膜折射率橢球的示意圖。
圖3是顯示本發(fā)明實施例中的傾斜光學補償薄膜中延遲值和測量角之間關(guān)系的圖。
圖4是顯示對比例中的傾斜光學補償薄膜中延遲值和測量角之間關(guān)系的圖。
具體實施例方式
根據(jù)本發(fā)明的傾斜光學補償薄膜是包含如上所述非-液晶聚合物的傾斜光學補償薄膜。所述非-液晶聚合物是傾斜且取向的，并且由測量軸方向測得的延遲值，相對于在0度時的延遲值，在測量角的正值側(cè)和負值側(cè)之間不對稱地變化，其中，0度相當于傾斜光學補償薄膜表面的法線，并且測量角表示在法線和測量軸之間的角度(包括0度)。此外，根據(jù)本發(fā)明的第一傾斜光學補償薄膜的特征在于通過如下等式表示的雙折射(Δn)從0.001-0.5，Δn＝[{(nx+ny)/2}-nz]d/d式中，Δn表示傾斜光學補償薄膜的雙折射，nx，ny和nz分別表示傾斜光學補償薄膜中X軸，Y軸和Z軸方向的折射率，其中，X軸是顯示傾斜光學補償薄膜表面內(nèi)最大折射率的軸向，Y軸是在所述表面內(nèi)垂直于X軸的軸向，而Z軸是垂直于X軸和Y軸的厚度方向。此外根據(jù)本發(fā)明的第二傾斜光學補償薄膜的特征在于，所述非-液晶聚合物是選自聚酰胺，聚酰亞胺，聚酯，聚醚酮，聚酰胺酰亞胺和聚酯酰亞胺的至少一種聚合物。
在本發(fā)明中，“由測量軸方向測得的延遲值相對于0度時的延遲值在測量角的正值側(cè)和負值側(cè)之間不對稱地變化”指的是，如圖1所示，例如，通過將縱軸中各測量角的延遲值和橫軸中的測量角進行作圖所制得的圖形相對于0度測量角(法線)的縱軸(圖中虛線)是不對稱的狀態(tài)。
對測量并沒有特別的限制，但優(yōu)選例如在-50度至+50度。這是因為，當使傾斜光學補償薄膜的試樣進行傾斜并進行實際延遲測量時，上述范圍仍能夠更精確地進行延遲測量。應(yīng)該注意的是，在本發(fā)明中，該測量角只是測量延遲的條件，絕無對本發(fā)明限定之意。
在本發(fā)明中，優(yōu)選的是，在測量角的正值側(cè)或負值側(cè)，延遲值達到其最大值或最小值。換句話說，優(yōu)選的是，在法線(0度)方向的延遲值不是最大值或最小值。
在本發(fā)明的傾斜光學補償薄膜中，所述圖形的形狀例如可以是如圖1所示基本U-型的曲線，基本反-U-型曲線，右側(cè)向上傾斜的曲線或右側(cè)向下傾斜的曲線。當所述圖形是基本U-型曲線時，頂點表示最小延遲值，而當圖形為基本反-U-型曲線時，頂點表示最大延遲值。在右側(cè)向上傾斜的曲線的情況下，在最大測量角(例如+50度)的測量值等于最大延遲值，而在最小測量角(例如-50度)的測量值等于最小延遲值。在右側(cè)向下傾斜的曲線的情況下，在最大測量角的測量值等于最小延遲值，而在最小測量角的測量值等于最大延遲值。
在本發(fā)明中，測量軸包括法線和由法線傾斜的軸，并且對傾斜的方向沒有特別的限制。例如，由法線傾斜的軸可以在傾斜光學補償薄膜的慢軸方向傾斜或在傾斜光學補償薄膜的快軸方向傾斜。
在本發(fā)明中，優(yōu)選的是，由上面等式表示的雙折射(Δn)從0.001-0.5，這是因為可能充分地使厚度減小。另外，雙折射優(yōu)選在0.001-0.2的范圍內(nèi)，特別優(yōu)選從0.002-0.15，這是因為，例如可取得薄的傾斜光學補償薄膜，并且仍具有更好的生產(chǎn)率。
盡管對其它光學特性也沒有特別的限制，但通過下面等式表示的平面內(nèi)延遲(Δnd)例如從5-200納米，優(yōu)選從10-150納米。此外，由下面等式表示的厚度方向的延遲值，例如從20-1000納米，優(yōu)選從30-800納米，更優(yōu)選從40-500納米。在下面等式中，nx，ny，nz和d如上所述。
Δnd＝(nx-ny)dRth＝[{(nx+ny)/2}-nz]d優(yōu)選的是，本發(fā)明的傾斜光學補償薄膜例如用于其顯示系統(tǒng)是如上所述TN(扭轉(zhuǎn)向列)方式或OCB(光學取向雙折射)方式的液晶顯示器。另外，在其液晶具有單晶域(monodomain)取向的液晶顯示器的情況下，對其顯示系統(tǒng)沒有限制，且可用于例如VA方式的液晶顯示器等。
優(yōu)選的是，本發(fā)明的傾斜光學補償薄膜置于液晶顯示器中，借此，例如，使得其顯示系統(tǒng)為TN方式的液晶顯示器中顯示至少10對比度的區(qū)域在顯示屏左右方向擴大至10度或更大。
上述對比度例如可通過下面所述的方法來測量。首先與偏振片一起，在液晶顯示器中對試樣進行處理。使液晶顯示器顯示白色圖像和黑色圖像。然后，例如分別通過商品名EZ Contrast 160D(由ELDIM SA.制造)的儀器，從顯示屏的正面，上面，下面，右側(cè)和左側(cè)，以0-70度的視角測量XYZ顯示系統(tǒng)中的Y，x和y的值。根據(jù)白色圖像中的Y值(Yw)和黑色圖像中的Y值(YB)，可計算出各視角下的對比度。
與液晶材料不同，例如，本發(fā)明的非-液晶聚合物通過其自身的性能可形成顯示出負光性的同軸性(nx＞nz)，(ny＞nz)的薄膜，而與襯底的取向性能無關(guān)。因此，在不象常規(guī)液晶材料那樣使用雙折射襯底如取向襯底或具有取向?qū)?層壓表面的襯底的情況下，由于非-液晶聚合物自身的性能也能進行取向。因此，即使非-液晶聚合物不是液晶材料，通過上述處理，它也能夠進行傾斜并取向。
例如，上述非-液晶聚合物優(yōu)選是如下聚合物聚酰胺，聚酰亞胺，聚酯，聚芳醚酮，聚醚酮，聚酰胺酰亞胺和聚酯酰亞胺，這是因為其優(yōu)異的耐熱性，耐化學性，透明度和硬度所致。另外，也可能只使用這些聚合物中的一種，或者具有不同官能團的兩種或更多種聚合物的混合物，例如聚芳醚酮和聚酰胺的混合物。在這些聚合物中，由于聚酰亞胺可獲得高的雙折射，因此是特別優(yōu)選的。這樣的高雙折射將產(chǎn)生大的雙折射值，借此，在與利用其它聚合物的情況相比，利用更薄的層將產(chǎn)生與之基本相同的補償效應(yīng)。對這些聚合物并沒有特別的限制，但例如可是披露于如下文獻中的那些聚合物US 5,344,916，US 5,395,918，US 5,480,964，US 5,580,950，US 5,694,187，US 5,750,641和US 6,074,709。
對上述聚合物的分子量沒有特別的限制，但其重-均分子量(Mw)優(yōu)選在1,000-1,000,000的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在2,000-500,000的范圍內(nèi)。
作為聚酰亞胺，優(yōu)選使用具有平面內(nèi)高度取向且溶于有機溶劑的聚酰亞胺。更具體地說，可使用例如披露于JP2000-511296A中的包含9，9-二(氨芳基)芴與芳族四羧酸二酐的縮聚物，和至少一個由下面結(jié)構(gòu)式(1)表示的重復單元的聚合物。
在上述結(jié)構(gòu)式(1)中，R3-R6為獨立地選自氫，鹵素，苯基，帶有1-4個鹵原子或C1-10烷基的苯基，和C1-10烷基中的至少一種取代基。優(yōu)選的是，R3-R6為獨立地選自鹵素，苯基，帶有1-4個鹵原子或C1-10烷基的苯基，和C1-10烷基的至少一種取代基。
在上述結(jié)構(gòu)式(1)中，Z例如是C6-20四價芳基，優(yōu)選的是均苯四酸基團，多環(huán)芳基，多環(huán)芳基或由下面結(jié)構(gòu)式(2)表示的基團的衍生物。
在上述結(jié)構(gòu)式(2)中，Z′例如是共價鍵，C(R7)2基團，CO，氧原子，硫原子，SO2基團，Si(C2H5)2或NR8基團。當有多個Z′時，它們可以相同或不同。另外，w是1-10的整數(shù)。R7獨立地為氫或C(R9)3。R8為氫，具有1至約20碳原子的烷基或C6-20芳基，并且當有多個R8時，它們可以相同或不同。R9獨立地為氫，氟或氯。
上述多環(huán)芳基例如可以是由萘，芴，苯并芴或蒽衍生得到的四價基團。此外，上述多環(huán)芳基取代的衍生物可以是被例如選自如下基團至少之一取代的上述多環(huán)芳基C1-10烷基，其氟化衍生物以及鹵素如F和Cl。
除上述以外，例如，還可以使用披露于JP8(1996)-511812A中的、其重復單元由下面通式(3)或(4)表示的均聚物或其重復單元由下面通式(5)表示的聚酰亞胺。由下面結(jié)構(gòu)式(5)表示的聚酰亞胺是結(jié)構(gòu)式(3)表示的均聚物的優(yōu)選方式。
在上述通式(3)-(5)中，G和G′各自獨立地選自例如共價鍵，CH2基團，C(CH3)2基團，C(CF3)2基團，C(CX3)2基團(式中X為鹵素)，CO基團，氧原子，硫原子，SO2基團，Si(CH2CH3)2基團和N(CH3)基團，并且G和G′可以相同或不同。
在上述結(jié)構(gòu)式(3)-(5)中，L是取代基，并且d和e表示其中取代基的數(shù)量。L例如是鹵素，C1-3烷基，鹵化的C1-3烷基，苯基或取代的苯基，并且當有多個L時，它們可以相同或不同。上述取代的苯基例如可以是具有至少一個如下取代基的取代的苯基，所述取代基選自鹵素，C1-3烷基，鹵化的C1-3烷基。另外，上述鹵素例如可以是氟，氯，溴或碘。d是0-2的整數(shù)，并且e是0-3的整數(shù)。
在上述結(jié)構(gòu)式(3)-(5)中，Q是取代基，并且f表示其中取代基的數(shù)量。Q例如可以是選自如下的原子或基團氫，鹵素，烷基，取代的烷基，硝基，氰基，硫代烷基，烷氧基，芳基，取代的芳基，烷基酯基和取代的烷基酯基，當有多個Q時，它們可以相同或不同。上述鹵素例如可以是氟，氯，溴或碘。上述取代的烷基例如可以是鹵化的烷基。另外，上述取代的芳基例如可以是鹵化的芳基。f是0-4的整數(shù)，并且g和h分別是0-3的整數(shù)和1-3的整數(shù)。此外，優(yōu)選的是，g和h大于1。
在上述結(jié)構(gòu)式(4)中，R10和R11獨立地選自氫，鹵素，苯基，取代的苯基，烷基和取代的烷基。特別優(yōu)選的是，R10和R11獨立地是鹵化的烷基。
在上述結(jié)構(gòu)式(5)中，M1和M2可以相同或不同，并且例如是鹵素，C1-3烷基，鹵化的C1-3烷基，苯基或取代的苯基。上述鹵素例如可以是氟，氯，溴或碘。上述取代的苯基例如可以是具有至少一個如下取代基的取代的苯基，所述取代基選自鹵素，C1-3烷基，鹵化的C1-3烷基。
由結(jié)構(gòu)式(3)表示的聚酰亞胺的具體例子包括下面結(jié)構(gòu)式(6)表示的聚酰亞胺。
此外，上述聚酰亞胺例如可以通過除上述骨架(重復單元)以外的酸二酐和二胺的共聚而獲得。
上述酸二酐例如可以是芳族四羧酸二酐。芳族四羧酸二酐例如可以是苯均四酸二酐，二苯酮四羧酸二酐，萘四羧酸二酐，雜環(huán)芳族四羧酸二酐或2，2′-取代的聯(lián)苯四羧酸二酐。
苯均四酸二酐例如可以是苯均四酸二酐，3，6-二苯基苯均四酸二酐，3，6-二((三氟甲基)苯均四酸二酐，3，6-二溴苯均四酸二酐或3，6-二氯苯均四酸二酐。二苯酮四羧酸二酐例如可以是3，3′，4，4′-二苯酮四羧酸二酐，2，3，3′，4′-二苯酮四羧酸二酐或2，2′，3，3′-二苯酮四羧酸二酐。萘四羧酸二酐例如可以是2，3，6，7-萘四羧酸二酐，1，2，5，6-萘四羧酸二酐或2，6-二氯-萘-1，4，5，8-四羧酸二酐。雜環(huán)的芳族四羧酸二酐例如可以是噻吩-2，3，4，5-四羧酸二酐，吡嗪-2，3，5，6-四羧酸二酐或吡啶-2，3，5，6-四羧酸二酐。2，2′-取代的聯(lián)苯四羧酸二酐例如可以是，2，2′-二溴-4，4′，5，5′-聯(lián)苯四羧酸二酐，2，2′-二氯-4，4′，5，5′-聯(lián)苯四羧酸二酐或2，2′-二(三氟甲基)-4，4′，5，5′-聯(lián)苯四羧酸二酐。
芳族四羧酸二酐的其它例子可以包括3，3′，4，4′-聯(lián)苯四羧酸二酐，二(2，3-二羧基苯基)甲烷二酐，二(2，5，6-三氟-3，4-二羧基苯基)甲烷二酐，2，2-二(3，4-二羧基苯基)-1，1，1，3，3，3-六氟丙烷二酐，4，4′-(3，4-二羧基苯基)-2，2-二苯基苯二酐，二(3，4-二羧基苯基)醚二酐，4，4′-氧化二苯甲酸二酐，二(3，4-二羧基苯基)磺酸二酐(3，3′，4，4′-二苯砜四羧酸二酐)，4，4′-[4，4′-異亞丙基-二(對-亞苯氧基)]二(苯二甲酸酐)，N，N-(3，4-二羧基苯基)-N-甲胺二酐和(3，4-二羧基苯基)二乙基硅烷二酐。
在上述物質(zhì)中，芳族四羧酸二酐優(yōu)選是2，2′-取代的聯(lián)苯四羧酸二酐，更優(yōu)選的是，2，2′-二(三鹵甲基)-4，4′，5，5′-聯(lián)苯四羧酸二酐，且更為優(yōu)選的是2，2′-二(三氟甲基)-4，4′，5，5′-聯(lián)苯四羧酸二酐。
上述二胺例如可以是芳族二胺。其具體例子包括苯二胺，二氨基二苯甲酮，萘二胺，雜環(huán)芳族二胺及其他芳族二胺類。
苯二胺例如可以是選自如下的苯二胺的二胺類如鄰-、間-、和對-亞苯基二胺，2，4-二氨基甲苯，1，4-二氨基-2-茴香醚，1，4-二氨基-2-聯(lián)二苯和1，3-二氨基-4-氯苯。二氨基二苯甲酮的例子可以包括2，2′-二氨基二苯甲酮和3，3′-二氨基二苯甲酮。例如，萘二胺可以是1，8-二氨基萘或1，5-二氨基萘。雜環(huán)芳族二胺的例子可以包括2，6-二氨基吡啶，2，4-二氨基吡啶和2，4-二氨基-S-三嗪。
此外，除了上述以外，芳族二胺還可以是4，4′-二氨基聯(lián)苯，4，4′-二氨基聯(lián)苯甲烷，4，4′-(9-亞芴基)-二苯胺，2，2′-二(三氟甲基)-4，4′-二氨基聯(lián)苯，3，3′-二氯-4，4′-二氨基聯(lián)苯甲烷，2，2′-二氯-4，4，-二氨基聯(lián)苯，2，2′，5，5′-四氯聯(lián)苯胺，2，2-二(4-氨基苯氧基苯基)丙烷，2，2-二(4-氨基苯基)丙烷，2，2-二(4-氨基苯基)-1，1，1，3，3，3-六氟丙烷，4，4′-二氨基二苯基醚，3，4′-二氨基二苯基醚，1，3-二(3-氨基苯氧基)聯(lián)苯，1，3-二(4-氨基苯氧基)聯(lián)苯，1，4-二(4-氨基苯氧基)聯(lián)苯，4，4′-二(4-氨基苯氧基)聯(lián)苯，4，4′-二(3-氨基苯氧基)聯(lián)苯，2，2-二[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷，2，2-二[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)苯基硫醚或4，4′-二氨苯砜。
上述聚醚酮例如可以是下面通式(7)表示的聚芳醚酮，其披露于JP2001-49110A中。
在上述結(jié)構(gòu)式(7)中，X是取代基，并且q為其中取代基的數(shù)量。X例如是鹵原子，低級烷基，鹵化的烷基，低級烷氧基或鹵化的烷氧基，并且當有多個X時，它們可以相同或不同。
鹵原子例如可以是氟原子，溴原子，氯原子或碘原子，并且在這些原子中，氟原子是優(yōu)選的。低級烷基優(yōu)選是C1-6低級直鏈烷基或C1-6低級支鏈烷基，更優(yōu)選的例如是C1-4直鏈或支鏈烷基。更具體地說，其優(yōu)選為甲基，乙基，丙基，異丙基，丁基，異丁基，仲-丁基或叔-丁基，并且特別優(yōu)選的是甲基或乙基。鹵化的烷基例如可以是上述低級烷基如三氟甲基的鹵化物。低級烷氧基例如優(yōu)選為C1-6直鏈或支鏈烷氧基，更優(yōu)選的是C1-4直鏈或支鏈烷氧基。更具體地說，其優(yōu)選為甲基，甲氧基，乙氧基，丙氧基，異丙氧基，丁氧基，異丁氧基，仲丁氧基或叔丁氧基丁氧基，并且特別優(yōu)選的是甲氧基或乙氧基。鹵化的烷氧基例如可以是上述低級烷氧基如三氟甲氧基的鹵化物。
在上述結(jié)構(gòu)式(7)中，q是0-4的整數(shù)。在結(jié)構(gòu)式(7)中，優(yōu)選的是，q＝0，并且在對位上存在連接至苯環(huán)兩端的醚的羰基和氧原子。
另外，在上述結(jié)構(gòu)式(7)中，R1為下面結(jié)構(gòu)式(8)表示的基團，并且m為0或1的整數(shù)。
在上述結(jié)構(gòu)式(8)中，X′是取代基，并且其與例如結(jié)構(gòu)式(7)中的X相同。在結(jié)構(gòu)式(8)中，當有多個X′時，它們可以相同或不同。q′表示X′中取代基的數(shù)量，并且為0-4的整數(shù)，優(yōu)選q′＝0。此外，p為0或1的整數(shù)。
在結(jié)構(gòu)式(8)中，R2為二價芳基。該二價芳基例如是鄰-、間-、或?qū)?亞苯基，或者由苯，聯(lián)苯，蒽，鄰-、間-、或?qū)?聯(lián)三苯，菲，二苯并呋喃，聯(lián)苯醚或聯(lián)苯砜衍生得到的二價基團。在這些二價芳族基中，直接連接至芳基上的氫可以被鹵原子，低級烷基或低級烷氧基取代。其中，R2優(yōu)選為選自下面結(jié)構(gòu)式(9)-(15)的芳基。
在上述結(jié)構(gòu)式(7)中，R1優(yōu)選是由下面結(jié)構(gòu)式(16)表示的基團，其中，R2和p與上述結(jié)構(gòu)式(8)中的相同。
此外，在結(jié)構(gòu)式(7)中，n表示例如從2-5000，優(yōu)選從5-500的聚合度。聚合可以由相同結(jié)構(gòu)或不同結(jié)構(gòu)的重復單元組成。在后者的情況下，重復單元的聚合形式可以是嵌段共聚或無規(guī)聚合。
此外，優(yōu)選的是，結(jié)構(gòu)式(7)表示的聚芳醚酮的對-四氟亞苯甲酰基側(cè)上的一端是氟而其氧化烯基側(cè)上的一端是氫原子。因此，所述聚芳醚酮由下面通式(17)表示。在下面的結(jié)構(gòu)中，n表示如結(jié)構(gòu)式(7)中的聚合度。

由結(jié)構(gòu)式(7)表示的聚芳醚酮的具體例子可以包括由下面結(jié)構(gòu)式(18)-(21)表示的那些，其中，n表示如結(jié)構(gòu)式(7)中的聚合度。
除上述以外，聚酰胺或聚酯例如可以是由JP10(1998)-508048A描述的聚酰胺或聚酯，并且其重復單元可由下面通式(22)表示。
在上述結(jié)構(gòu)式(22)中，Y為O或NH。E例如是選自共價鍵，C2亞烷基，鹵化的C2亞烷基，CH2基團，C(CX3)2基團(式中X為鹵素或氫)，CO基團，氧原子，硫原子，SO2基團，Si(R)2基團和N(R)基團的至少一種基團，并且E可以相同或不同。上述E中，R為C1-3烷基和鹵化的C1-3烷基的至少之一，并且相對于羰基官能團或Y基團存在于間位或?qū)ξ弧?br> 此外，在上述結(jié)構(gòu)式(22)中，A和A′為取代基，并且t和z各自表示其中取代基的數(shù)量。另外，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)。
上述A選自例如氫，鹵素，C1-3烷基，鹵化的C1-3烷基，由OR表示的烷氧基(式中，R為上面定義的基團)，芳基，通過鹵化取代的芳基，C1-9烷氧羰基，C1-9烷基羰氧基，C1-12芳氧羰基，C1-12芳基羰氧基，及其取代的衍生物，C1-12芳基氨基甲?；?，和C1-12芳基羰氨基及其取代的衍生物。當有多個A時，它們可以相同或不同。上述A例如選自鹵素，C1-3烷基，鹵化的C1-3烷基，苯基和取代的苯基，并且當有多個A時，它們可以相同或不同。在取代苯基的苯環(huán)上的取代基例如可以是鹵素，C1-3烷基，鹵化的C1-3烷基或其組合。t是0-4的整數(shù)，并且z是0-3的整數(shù)。
在由上述結(jié)構(gòu)式(22)表示的聚酰胺或聚酯的重復單元中，優(yōu)選由下面通式(23)表示的重復單元。
在結(jié)構(gòu)式(23)中，A，A′和Y如結(jié)構(gòu)式(22)中的定義，并且v是0-3的整數(shù)，優(yōu)選為0-2的整數(shù)。
盡管x和y中的每一個都為0或1，但它們不能同時為0。
本發(fā)明的傾斜光學補償薄膜例如可以是僅由上述傾斜-取向的非-液晶聚合物形成雙折射層，或者是該雙折射層與其它元件如襯底的層壓材料。
在本發(fā)明中，對于由非-液晶聚合物形成的雙折射層的厚度沒有特別的限制，但優(yōu)選從0.1-50微米，更優(yōu)選從0.5-30微米，特別優(yōu)選的是從1-20微米，這是因為，其用作延遲薄膜使之能夠降低液晶顯示器的厚度，并形成具有優(yōu)異視覺補償作用的均勻的薄膜。本發(fā)明的傾斜光學補償薄膜的厚度，由如上所述僅有雙折射層的情況至包括其它元件如襯底的情況而變化，并且例如從0.5-50微米，優(yōu)選從1-40微米。
下面是本發(fā)明傾斜光學補償薄膜生產(chǎn)方法的說明。對所述生產(chǎn)方法沒有特別的限制，只要本發(fā)明的傾斜光學補償薄膜滿足上述條件，但所述方法例如可以是如下所述的第一和第二生產(chǎn)方法。
上述第一生產(chǎn)方法包括用上述非-液晶聚合物涂敷襯底，借此形成一涂布薄膜，然后使涂布薄膜中的非-液晶聚合物傾斜并取向，由此形成傾斜的光學補償薄膜。非-液晶聚合物通過對涂布薄膜施加外力而傾斜和取向的，結(jié)果是，非-液晶聚合物發(fā)生傾斜且取向。下面是其具體說明。
首先，用非-液晶聚合物涂布襯底，由此形成一涂布薄膜。如前所述，由于非-液晶聚合物的光學同軸性，因此，無需使用襯底的取向性能。因此，襯底可以是取向襯底或非-取向襯底。此外，襯底可以產(chǎn)生或可以不產(chǎn)生由于雙折射引起的延遲。由于雙折射而產(chǎn)生延遲的襯底例如可以是拉伸薄膜。另外，也可以使用在厚度方向其折射率可控的薄膜。通過使聚合物薄膜附著至熱可收縮薄膜上，并在加熱的同時另外對其進行拉伸，可控制折射率。
對襯底用的材料沒有特別的限制，但優(yōu)選的是具有優(yōu)異透明度的聚合物。優(yōu)選的是熱塑性樹脂，這是因為其適于隨后所述的拉伸處理和收縮處理。更具體地說，其例子包括乙酸樹脂，如三乙酰纖維素(TAC)，聚酯樹脂，聚醚砜樹脂，聚砜樹脂，聚碳酸酯樹脂，聚酰胺樹脂，聚酰亞胺樹脂，聚烯徑樹脂，丙烯酸樹脂，聚降冰片烯樹脂，纖維素樹脂，多芳基化合物樹脂，聚苯乙烯樹脂，聚乙烯醇樹脂，聚氯乙烯樹脂，聚偏氯乙烯樹脂，聚丙烯酸樹脂及其混合物。另外還可使用液晶聚合物。此外，如JP2001-343529A(WO01/37007)中所述，另外還可使用其側(cè)鏈有取代的或未取代的酰亞氨基的熱塑性樹脂和其側(cè)鏈有取代的或未取代的苯基和腈基的熱塑性樹脂的混合物。更具體的例子可為包含異丁烯和N-亞甲基馬來酰亞胺的交替共聚物和丙烯腈-苯乙烯共聚物的樹脂組合物。在這些形成材料中，其側(cè)鏈有取代的或未取代的亞氨基的熱塑性樹脂和其側(cè)鏈有取代的或未取代的苯基和腈基的熱塑性樹脂的上述混合物是優(yōu)選的。
對襯底的厚度沒有特別的限制，但例如在5-500微米，優(yōu)選在10-200微米，特別是在15-150微米的范圍內(nèi)。
盡管對用非-液晶聚合物對襯底的涂布方法沒有特別的限制，但是，例如用借助在溶劑中溶解非-液晶聚合物制得的聚合物溶液對襯底進行涂布的方法由于其優(yōu)異的可操作性，因此是優(yōu)選的。
盡管對聚合物溶液的聚合物濃度沒有特別的限制，但例如相對于100重量份溶劑而言，5-50重量份非-液晶聚合物是優(yōu)選的，10-40重量份聚合物是更優(yōu)選的，這是因為這可獲得易于涂布的粘度。
對聚合物溶液的溶劑沒有特別的限制，只要其能夠溶解非-液晶聚合物，并且能夠根據(jù)非-液晶聚合物的種類適當?shù)卮_定就行。其具體例子包括鹵代烴如氯仿，二氯甲烷，四氯化碳，二氯乙烷，四氯乙烷，三氯乙烯，全氯乙烯，氯苯和鄰二氯苯；酚如苯酚和對氯苯酚；芳香族烴如苯，甲苯，二甲苯，甲氧基苯和1，2-二甲氧基苯；酮-基溶劑如丙酮，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；酯-基溶劑如乙酸乙酯和醋酸丁酯；醇-基溶劑如叔-丁醇，甘油，乙二醇，三甘醇，乙二醇單甲醚，二甘醇二甲醚，丙二醇，二丙二醇和2-甲基-2，4-戊二醇；酰胺-基溶劑如二甲基甲酰胺和二甲基乙酰胺；腈-基溶劑如乙腈和丁腈；醚-基溶劑如二乙醚，二丁醚和四氫呋喃；或二硫化碳，乙基溶纖劑或丁基溶纖劑。這些溶劑可以單獨使用或以兩種或更多種結(jié)合使用。
在聚合物溶液中，根據(jù)需要還可以摻入各種添加劑，如穩(wěn)定劑，增塑劑，金屬等。更具體地說，這些添加劑可以是用于改善對襯底及其它單元粘附性的硅烷偶聯(lián)劑或丙烯酸系共聚物。
此外，聚合物溶液還可以包含其它的樹脂，只要非-液晶聚合物的取向不明顯下降。這樣的樹脂例如可以是通用樹脂，工程塑料，熱塑性樹脂和熱固性樹脂。
通用樹脂例如可以是聚乙烯(PE)，聚丙烯(PP)，聚苯乙烯(PS)，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，ABS樹脂，AS樹脂等。工程塑料例如可以是聚醋酸酯(POM)，聚碳酸酯(PC)，聚酰胺(PA耐綸)，聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)，聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)等。熱塑性樹脂例如可以是聚苯硫(PPS)，聚醚砜(PES)，聚酮(PK)，聚酰亞胺(PI)，聚對苯二甲酸環(huán)己烷二甲醇酯(PCT)，多芳基化合物(PAR)，液晶聚合物(LCP)等。熱固性樹脂例如可以是環(huán)氧樹脂，酚醛清漆樹脂等。
當將上述其它樹脂摻入如上所述聚合物溶液中時，其摻入量相對于聚合物材料例如從0-50％重量，優(yōu)選從0-30％重量。
上述聚合物溶液的涂敷法例如可以是旋涂，輥涂，流涂，印刷，浸涂，膜流擴張涂，棒涂或凹板印刷。另外，在涂敷的同時，根據(jù)需要還可對聚合物各層進行層壓。
接著，通過對襯底上的涂布薄膜施加外力，使非-液晶聚合物傾斜且取向。以此方式的傾斜和取向?qū)⑿纬稍谝r底上的傾斜光學補償薄膜。對施加外力的方法沒有特別的限制，只要它使非-液晶聚合物傾斜且取向。例如，可采取對涂布薄膜吹氣的方法。
對涂布薄膜吹氣的條件沒有特別的限制，但可根據(jù)物理性能如上述聚合物溶液的粘度適當?shù)貋泶_定。例如，當涂布薄膜固著時，相對于涂布薄膜表面的法線，以優(yōu)選10-80度，更優(yōu)選20-70度的角度吹氣。
此外，對吹氣的時間沒有特別的限制，但可根據(jù)非-液晶聚合物希望的傾斜角適當?shù)貋泶_定。例如，對于各個位置，吹氣時間優(yōu)選為5秒至10分鐘，更優(yōu)選為10秒至9分鐘，特別優(yōu)選的是30秒至8分鐘。
通過對如上所述的涂布薄膜施加外力，可以使非-液晶聚合物傾斜且取向，從而形成與涂布薄膜法線方向成5-50度的涂布薄膜。例如，可根據(jù)預(yù)定的用途適當?shù)卮_定傾斜/取向的角度。
例如通過使用延遲儀(商品名KOBRA-21ADH；Oji ScientificInstruments)等，根據(jù)與法線方向的平均傾斜角來計算非-液晶聚合物的傾斜角。
在對涂布薄膜施加外力之后，還可進行使襯底上傾斜且取向的非-液晶聚合物固化的步驟。對非-液晶聚合物的固化方法沒有特別的限制。例如，可使傾斜且取向的非-液晶聚合物風干或經(jīng)受熱處理，借此使襯底上的非-液晶聚合物固化。
作為熱處理的條件，例如，加熱溫度優(yōu)選從25-300℃，更優(yōu)選從50-250℃，特別優(yōu)選從60-200℃。
留在襯底上的傾斜光學補償薄膜中的聚合物溶液中的溶劑根據(jù)溶劑的比例隨著時間的推移可改變薄膜的光學特性。因此，應(yīng)當通過上述熱處理等將殘余溶劑量控制在優(yōu)選5％或更低，更優(yōu)選2％或更低，更為優(yōu)選0.2％或更低。
此外，在傾斜和取向過程中，還可能例如吹熱風，借此，同時進行傾斜且取向方法和固化方法。換句話說，通過同時進行這兩種方法，非-液晶聚合物可以傾斜/取向并且固化。
以上述方式形成的傾斜光學補償薄膜可以經(jīng)受例如干法如電暈處理和臭氧處理，或濕法如堿處理，從而改善與其它單元的粘附性。
另一方面，上述第二生產(chǎn)方法包括用上述非-液晶聚合物涂敷襯底，借此形成一涂布薄膜，然后使涂布薄膜中的非-液晶聚合物傾斜并取向。非-液晶聚合物按如下進行傾斜和取向。將可收縮襯底(第一襯底)用作襯底，并在第一襯底上形成涂布薄膜之后，再在所述涂布薄膜上形成具有不同于第一襯底的收縮率的第二襯底，以便將涂布薄膜夾在第一和第二襯底之間，結(jié)果是，通過使第一和第二襯底一起收縮而將外力施加至涂布薄膜上。下面是其具體說明。應(yīng)當指出的是，除非另作說明，利用類似于上述第一生產(chǎn)方法的材料，以第二種方法同樣可生產(chǎn)傾斜光學補償薄膜。
在形成涂布薄膜之前，制備可收縮的第一和第二襯底。這些襯底可由類似于上述的材料制得，只要它們是可收縮的并且彼此具有不同的收縮率。順便說一下，只要第二襯底具有不同于第一襯底的收縮率它就是合適的，并且例如可以是不可收縮的。
優(yōu)選的是，可收縮襯底是在平面內(nèi)一個方向可收縮的。這樣的收縮性可通過使未處理的襯底例如經(jīng)受拉伸處理來提供。以此方式對襯底進行預(yù)拉伸，以便使襯底在與拉伸方向相反的方向變成可收縮。此外，如果襯底本來就是可收縮的，那么可以在不進行處理的情況下使用，并通過加熱進行收縮。
對拉伸之前襯底的厚度沒有特別的限制，但例如可在10-200微米，優(yōu)選在20-150微米，特別是在30-100微米的范圍內(nèi)。
對襯底的拉伸方法沒有特別的限制。例如，由于襯底能夠隨后在一個方向進行收縮，因此，優(yōu)選的是，在其一端固著(固著端拉伸)的同時對襯底進行拉伸。如上所述，當對襯底進行拉伸時，與拉伸方向相反的方向?qū)⒆兂墒湛s方向。因此，在對襯底一端進行固著的同時在一個方向上對襯底進行拉伸將使一方向造成收縮。以此方式，在襯底上的非-液晶聚合物可在隨后所述的一個方向進行傾斜和取向。
隨后，如前所述用非-液晶聚合物涂布第一襯底，由此形成涂布薄膜。進而，用第二襯底層合該涂布薄膜，以致使涂布薄膜夾在第一和第二襯底之間。這時，優(yōu)選使第一襯底和第二襯底的拉伸方向，即第一襯底和第二襯底的收縮方向?qū)省?br> 涂布薄膜與第二襯底的層合方法并沒有特別的限制。例如可以直接層合。在這種情況下，第二襯底可以在使非-液晶聚合物傾斜和取向之后除去，或者如果粘附性十分高的話可以與之作為一個整體使用。另外，對上述沒有任何限制，并且第二襯底可以利用粘合劑或壓敏粘合劑粘附至涂布薄膜上。
然后，通過第一襯底和第二襯底之間的收縮率差將外力施加至涂布薄膜上。應(yīng)當指出的是，這兩個襯底之一可以是不可收縮的。
當所述襯底(或襯底之一)能夠如上進行收縮時，其收縮率差將造成它們之間收縮程度的差異，這將使形成涂布薄膜的非-液晶聚合物進行傾斜且取向。更具體地說，例如，在其中第一襯底具有比第二襯底更大的收縮率的情況下，在第一襯底一側(cè)上的涂布薄膜部分其收縮將大于第二襯底一側(cè)部分，以致使，形成涂布薄膜的非-液晶聚合物傾斜且取向。因此，當兩個襯底之間的收縮率差變得更大時，例如聚合物的傾斜角將增加。更具體地說，在傾斜光學補償薄膜的法線設(shè)置在0度的情況下，相對于法線非-液晶聚合物的傾斜角將增加，以致使聚合物相對襯底的表面傾斜。
由于在襯底上的非-液晶聚合物優(yōu)選在如上所述的某一方向傾斜且取向，因此，在允許兩個襯底收縮的情況下，優(yōu)選的是，例如在收縮方向使第一襯底的一端和第二襯底的一端都固定。
作為使襯底收縮的方法，例如可使用熱處理。對熱處理的條件沒有特別的限制，但是，例如可根據(jù)非-液晶聚合物的種類和襯底用材料的種類適當?shù)剡M行確定。加熱溫度例如可從25-300℃，優(yōu)選從50-250℃，特別優(yōu)選從60-180℃。
用此方法，由傾斜且取向的非-液晶聚合物形成的傾斜光學補償薄膜形成在第一襯底上。順便說一下，當利用傾斜光學補償薄膜時，例如，第一襯底和第二襯底之一可以剝離或兩個襯底均保持層合。
另外，與第一生產(chǎn)方法類似，在非-液晶聚合物傾斜且取向之后，可完成在第一襯底上傾斜且取向的非-液晶聚合物的固化方法，或者可進行上述熱處理，借此不僅使聚合物傾斜/取向而且使之固化。
本發(fā)明的發(fā)明人首先發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本發(fā)明的傾斜光學補償薄膜可通過上述方法生產(chǎn)。然而，本發(fā)明傾斜光學補償薄膜的生產(chǎn)方法并不局限于該方法。
在襯底上形成的傾斜光學補償薄膜可以從襯底上剝離，或者可以作為薄膜與襯底的層壓材料使用。
根據(jù)本發(fā)明如上生產(chǎn)的傾斜光學補償薄膜，如前所述，其雙折射(Δn)在0.001-0.5的范圍內(nèi)。就其它的光學特性而論，在厚度方向的延遲(Rth)優(yōu)選從20-1000納米，更優(yōu)選從30-800納米。平面內(nèi)延遲(Δnd)優(yōu)選從0-100納米，更優(yōu)選從10-70納米。
此外，根據(jù)本發(fā)明的傾斜光學補償薄膜的生產(chǎn)方法另外還可以包括拉伸過程或收縮過程。當象常規(guī)情況那樣，利用液晶材料形成傾斜光學補償薄膜時，在傾斜和取向之后使液晶材料固化。因此，不可能使形成的傾斜光學補償薄膜經(jīng)受進一步的處理如拉伸。例如，如果經(jīng)受拉伸處理的話，傾斜并取向的分子結(jié)構(gòu)將分離，從而損失作為傾斜光學補償薄膜的光學特性。因此，在液晶材料傾斜并取向之后，其光學特性不再能夠改變。然而，當如本發(fā)明的生產(chǎn)方法那樣，將非-液晶聚合物用作形成材料時，甚至在固化之后其也能夠進行拉伸。因此，有可能改變平面內(nèi)延遲和厚度方向的延遲，結(jié)果是，例如能夠根據(jù)預(yù)定的用途來設(shè)置光學特性。當它可能以這種方式改變光學特性時，最終的傾斜光學補償薄膜取得了更寬范圍的應(yīng)用，這可以使成本降低。
更具體地說，光學特性可通過例如對襯底和襯底上形成的傾斜光學補償薄膜的拉伸而改變。通過以這種方式對傾斜光學補償薄膜進行拉伸，將有可能改變傾斜光學補償薄膜中平面內(nèi)的延遲和厚度方向的延遲。然而，應(yīng)當指出的是，上述拉伸處理并不局限于這些方法。例如，由于傾斜光學補償薄膜也隨襯底被拉伸，因此，可以只對襯底進行拉伸。另外，可以先將襯底剝離，然后僅對傾斜光學補償薄膜進行拉伸。
此外，除了上述拉伸方法以外，還可能將可收縮襯底用作襯底，在襯底上形成傾斜光學補償薄膜，然后使所述襯底進行收縮。通過如上所述形成傾斜光學補償薄膜之后使襯底進行收縮，傾斜光學補償薄膜也進行收縮，結(jié)果是，可進一步改變平面內(nèi)延遲。
用此方法，在使非-液晶聚合物傾斜且取向之后進行拉伸或收縮處理，借此改變傾斜光學補償薄膜的光學特性，以致使例如，厚度方向的延遲(Rth)從20-1000納米，平面內(nèi)延遲(Δnd)從5-200納米。應(yīng)當指出的是，例如可根據(jù)希望的光學特性改變拉伸或收縮的程度，并且可通過已知的方法來改變。
如上所述，在根據(jù)本發(fā)明的傾斜光學補償薄膜中，還可用各種方式來控制光學折射率的各相異性。因此，根據(jù)本發(fā)明的傾斜光學補償薄膜的折射率橢球可如圖2所示形成，或者可以是其混雜-取向方式。圖2A-2D用圖解法說明了本發(fā)明傾斜-取向補償薄膜的折射率橢球，其中圖2A示出了nx≈ny＞nz的折射率橢球的傾斜，圖2B示出了nx＞ny＞nz的折射率橢球的傾斜，圖2C示出了nx＞ny＞nz和nz＞nx＞ny的折射率橢球的傾斜，和圖2D示出了nz＞nx≈ny的折射率橢球的傾斜。順便說一下，在圖2A-2D中，通過橢圓中心的軸相當于“傾斜光學補償薄膜的法線”，并且“折射率橢球的法線”朝著箭頭指示的方向傾斜。
現(xiàn)在，本發(fā)明的傾斜光學補償薄膜可用作例如光學補償用的延遲薄膜和延遲片。
只要根據(jù)本發(fā)明的傾斜光學補償薄膜包括其中非-液晶聚合物如上所述進行傾斜且取向的雙折射層，對其它的結(jié)構(gòu)就沒有特別的限制。例如可對下列方式進行闡明。例如，當本發(fā)明的傾斜光學補償薄膜形成在上述襯底(第一襯底)上時，它可以是從第一襯底上剝離的唯一的傾斜雙折射層或者是第一襯底和直接在第一襯底上形成的雙折射層的層壓材料。另外，它還可以是通過從第一襯底上剝離雙折射層，然后將其層合至另一第二襯底上而獲得的層壓材料，或者是通過將第一襯底和雙折射層的層壓材料附著至第二襯底上，以便使雙折射層面對第二襯底，然后僅僅剝離第一襯底而獲得的層壓材料。
在這些方式之中，第一襯底和雙折射層的層壓材料是優(yōu)選的，這是因為它能夠在雙折射層直接形成于襯底上之后按照原樣使用，簡化了生產(chǎn)方法，結(jié)果是，能夠提供在各種圖像顯示裝置中，例如液晶顯示器中使用的廉價的傾斜光學補償薄膜。
此外，本發(fā)明的偏振片包括光學補償薄膜和偏振器，并且光學補償薄膜是根據(jù)本發(fā)明的傾斜光學補償薄膜。
對所述層狀偏振片的結(jié)構(gòu)沒有特別的限制，只要其具有本發(fā)明的上述傾斜光學補償薄膜和偏振器。例如可對下列結(jié)構(gòu)進行闡明。
例如，第一層狀偏振片具有本發(fā)明的上述傾斜光學補償薄膜，偏振器和兩個透明的保護層。透明保護層分別設(shè)置在偏振器的兩個表面上。透明保護層之一的表面另外與傾斜光學補償薄膜層合。在傾斜光學補償薄膜是如前所述的雙折射層和樹脂襯底的層壓材料的情況下，其表面之一可以面對透明保護層。
透明保護層可以設(shè)置在偏振器的兩個表面上或僅設(shè)置在其一個表面上。另外，當將它們設(shè)置在兩個表面上時，透明保護層的種類可以相同或不同。
另一方面，第二中層狀偏振片具有本發(fā)明的上述傾斜光學補償薄膜、偏振器2以及透明保護層。將傾斜的光學補償薄膜提供至偏振器的一個表面上，而透明保護層提供至偏振器2的另一表面上。
在傾斜光學補償薄膜為如前所述的雙折射層和樹脂襯底的層壓材料的情況下，其表面之一可以面對偏振器。然而，出于下面的理由，傾斜光學補償薄膜的襯底側(cè)優(yōu)選面對偏振器。利用上述結(jié)構(gòu)，傾斜光學補償薄膜的襯底還可以在層狀偏振片中用作透明保護層。換句話說，替代將偏振器的兩個表面與透明保護層進行層壓，將偏振器的一個表面與透明保護層進行層壓，并將其另一表面與傾斜光學補償薄膜進行層壓，以致使，襯底面對該表面。因此，襯底也可用作透明保護層。結(jié)果是，有可能獲得仍然很薄的偏振片。
在傾斜光學補償薄膜為上述雙折射層和樹脂襯底的層壓材料的情況下，偏振器也可用作樹脂襯底。樹脂襯底也可用作偏振器，由此獲得仍然很薄的偏振片。
對偏振器(偏振薄膜)沒有特別的限制，但可以是通過例如使不同的薄膜吸收二色性材料，如碘或二色性染料，并對其進行染色，之后通過已知的常規(guī)方法進行交聯(lián)，拉伸和干燥而制得的薄膜。特別是，優(yōu)選當使自然光進入時線性地傳輸偏振光的薄膜，以及優(yōu)選具有優(yōu)異透光性和偏振度的薄膜。其中二色性材料將被吸收的各種薄膜的例子包括親水聚合物薄膜，如聚乙烯醇(PVA)-基薄膜，部分甲醛化PVA-基的薄膜，基于乙烯-乙酸乙烯共聚物的部分-皂化的薄膜以及纖維素基薄膜。除上述之外，還可使用多烯取向的薄膜，例如脫水PVA和脫氫氯化的聚氯乙烯。在這些物質(zhì)中，優(yōu)選PVA-基薄膜。此外，偏振薄膜的厚度通常在1-80微米的范圍內(nèi)，但并不局限于此。
對保護層并沒有特別的限制，但可為常規(guī)已知的透明保護薄膜。例如，優(yōu)選具有優(yōu)異透明性，機械強度，熱穩(wěn)定性，水分隔離性能和各向同性的薄膜。用于所述透明保護層的具體例子可包括纖維素基樹脂，如三乙?；w維素(TAC)；和基于聚酯，聚碳酸酯，聚酰胺，聚酰亞胺，聚醚砜，聚砜，聚苯乙烯，聚降冰片烯，聚烯烴，聚丙烯酸類物質(zhì)，聚醋酸酯等的透明樹脂。另外，還可使用熱固性樹脂或基于丙烯酸類物質(zhì)，氨基甲酸乙酯，丙烯酸氨基甲酸乙酯，環(huán)氧化物，硅酮等的紫外線-固化樹脂。其中，根據(jù)偏振性能和耐久性，優(yōu)選用堿等進行表面皂化的TAC薄膜。
聚合物薄膜另外的例子描述于JP 2001-343529 A(WO 01/37007)。所用聚合物材料可以是包含其側(cè)鏈有取代或未取代亞氨基的熱塑性樹脂和其側(cè)鏈有取代或未取代的苯基和腈基的熱塑性樹脂的樹脂組合物，例如包含異丁烯和N-亞甲基馬來酰亞胺的交替共聚物和丙烯腈-苯乙烯共聚物的樹脂組合物。另外，所述聚合物薄膜可以通過對樹脂組合物進行擠出而形成。
優(yōu)選的是，保護層是無色的。更具體地說，在薄膜厚度方向上，通過下面等式表示的延遲值(Rth)優(yōu)選從-90nm至+75nm，更優(yōu)選從-80nm至+60nm，特別優(yōu)選的是從-70nm至+45nm。當延遲值在-90nm至+75nm時，偏振片的色調(diào)(光學色調(diào))能夠徹底地得以解決。所述色調(diào)是由保護薄膜引起的。在下面等式中，nx，ny和nz如上所述，而d表示該薄膜的厚度。
Rth＝[{(nx+ny)/2}-nz]d另外，透明保護層還可以具有光學補償功能。作為具有光學補償功能的所述透明保護層，可以使用例如所使用的已知層，以便防止基于液晶單元中的延遲使視角改變而產(chǎn)生的色調(diào)，或加寬優(yōu)選的視角。具體的例子包括通過對上述透明薄膜的單軸向或雙軸向拉伸而獲得的各種拉伸薄膜，液晶聚合物等的取向薄膜，以及通過在透明襯底上提供液晶聚合物的取向?qū)佣@得的層壓材料。在上述材料中，由于可取得優(yōu)異可視性的寬視角，因此液晶聚合物的取向薄膜是優(yōu)選的。特別優(yōu)選的是通過用上述三乙?；w維素薄膜等支承光學補償層而獲得的光學補償延遲片，其中，光學補償層由盤狀(discotic)或向列型液晶聚合物的傾斜-取向?qū)又瞥?。該光學補償延遲片可以是市售產(chǎn)品，例如，由Fuji Photo Film Co.，Ltd.制備的″WV薄膜″。另外，光學補償延遲片可通過對兩層或更多層延遲薄膜和三乙?；w維素薄膜的薄膜支承體進行層壓而制備，以便控制光學特性如延遲。
對透明保護層的厚度沒有特別的限制，但可根據(jù)延遲或保護強度適當?shù)卮_定。通常，所述厚度不大于500微米，優(yōu)選在5-300微米的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在5-150微米的范圍內(nèi)。
所述透明保護層可通過常規(guī)已知的方法形成，如用上述各種透明樹脂涂布偏振薄膜的方法，或者使偏振薄膜與透明樹脂、光學補償延遲片等層壓的方法，或者可為市售產(chǎn)品。
上述透明保護層另外還可以經(jīng)受例如硬涂處理，防反射處理，剝離、漫射和防炫光等的處理。硬涂處理的目的在于防止在偏振片表面上的刮痕，并且是例如提供由可固化樹脂形成并且具有在透明保護薄膜上優(yōu)異的硬度和平滑度的固化涂布薄膜的處理。可固化樹脂例如可以是硅氧烷基，氨基甲酸乙酯基，丙烯酸系和環(huán)氧基的紫外-固化樹脂。該處理可通過常規(guī)已知的方法進行。剝離處理的目的在于防止相鄰層彼此粘附。防反射處理的目的在于防止外部光線在偏振片表面上的反射，并且可通過形成已知的防反射層等而完成。
防炫光處理的目的在于防止外部光線在偏振片表面上的反射而妨礙透過偏振片光線的可見性。防炫光處理可例如通過已知的方法在透明保護薄膜的表面上提供顯微粗糙度而完成。例如可通過噴砂或壓花處理使表面粗糙，或者當形成透明保護層時可通過在上述透明樹脂中摻入透明細顆粒而提供所述的顯微粗糙度。
上述透明細顆?？梢允嵌趸?，氧化鋁，二氧化鈦，氧化鋯，氧化錫，氧化銦，氧化鎘，氧化銻等。除上述以外，還可使用具有導電性的無機細顆?；虬缃宦?lián)或未交聯(lián)聚合物顆粒的有機細顆粒。透明細顆粒的平均粒徑例如從0.5-20微米的范圍，但對此沒有特別的限制。通常，透明細顆粒的混合比，相對于100重量份上述透明樹脂優(yōu)選在2-70重量份，更優(yōu)選在5-50重量份的范圍內(nèi)，但對此沒有特別的限制。
其中摻入透明細顆粒的防炫光層可用作透明保護層本身，或者作為施加至透明保護層表面上的涂布層來提供。此外，防炫光層還可起漫射層的作用，從而使透過偏振片的光線漫射，以便拓寬視角(即視覺補償作用)。
作為獨立于透明保護層的光學層狀片，可將上述防反射層，防-粘層/漫射層和防炫光層層合至偏振片上。
對上述構(gòu)成部件(傾斜光學補償薄膜，偏振器和透明保護層等)的層合方法沒有特別的限制，但可以是常規(guī)已知的方法。通常，可使用類似于上述的壓敏粘結(jié)劑，粘合劑等。其種類可根據(jù)構(gòu)成部件的材料適當?shù)卮_定。例如，粘合劑可為基于丙烯酸類物質(zhì)，乙烯醇，聚硅氧油，聚酯，聚氨基甲酸乙酯或聚醚的聚合物粘合劑，或橡膠基粘合劑。甚至當置于例如濕氣或熱中時，上述壓敏粘結(jié)劑和粘合劑也不容易剝離，并且具有優(yōu)異的透光率和偏振度。更具體地說，當偏振器是PVA-基薄膜時，根據(jù)粘著處理的穩(wěn)定性，這些壓敏粘結(jié)劑和粘合劑優(yōu)選為PVA-基粘合劑。這些粘合劑和壓敏粘結(jié)劑可以直接施加至偏振器和透明保護層的表面上，或者，可以將由粘合劑或壓敏粘結(jié)劑形成的膠帶層或片材排列在其表面上。此外，當這些粘合劑和壓敏粘結(jié)劑以例如水溶液制備時，根據(jù)需要可以混入其它添加劑或催化劑如酸催化劑。在施加粘合劑的情況下，其它的添加劑或催化劑如酸催化劑另外可以摻入粘合劑的水溶液中。對粘合劑層的厚度沒有特別的限制，但例如可以從1-500納米，優(yōu)選從10-300納米，更優(yōu)選從20-100納米。有可能采用粘合劑等如丙烯酸類聚合物或乙烯醇-基聚合物的常規(guī)已知的使用方法，而沒有任何特別的限制。這些粘合劑可例如通過將其水溶液施加至上述各構(gòu)成部件的表面上，然后進行干燥而使用。在上述水溶液中，根據(jù)需要可以摻入其它的添加劑或催化劑如酸催化劑。在這些物質(zhì)中，粘合劑優(yōu)選為PVA-基粘合劑，這是因為對于PVA薄膜其能夠取得優(yōu)異的粘結(jié)性。
此外，本發(fā)明的偏振片也可通過下列方法來生產(chǎn)。例如，在層壓材料是通過根據(jù)本發(fā)明傾斜光學補償薄膜的生產(chǎn)方法在襯底上形成雙折射層而制備的情況下，可以采用通過粘合劑層等將層壓材料粘結(jié)至偏振片的偏振器或透明保護層上的方法，以使層壓材料的雙折射層面對偏振片的偏振器或透明保護層。另外，還可以采用將層壓材料的雙折射層粘結(jié)并轉(zhuǎn)移至偏振器或透明保護層上，然后僅僅剝離第一襯底的方法。此外，還可以采用通過本發(fā)明的傾斜光學補償薄膜的生產(chǎn)方法在襯底(第一襯底)的一個表面上形成雙折射層的方法，并將該第一襯底用作偏振片的透明保護層，以便通過粘合劑等將偏振器粘結(jié)至第一襯底的另一表面上。當本發(fā)明的偏振片采用如上所述本發(fā)明傾斜光學補償薄膜的生產(chǎn)方法生產(chǎn)時，例如，可提供低成本少量處理步驟的偏振片。此外，雙折射層可制得更薄，使之有可能降低包括雙折射層在內(nèi)的偏振片本身的厚度。
此外，根據(jù)本發(fā)明的傾斜光學補償薄膜還可與除上述偏振器以外的各種類型的常規(guī)已知的光學部件如延遲片，漫射控制薄膜和亮度增強薄膜結(jié)合使用。上述延遲片的例子包括通過單軸或雙軸拉伸聚合物薄膜獲得的薄膜，經(jīng)Z-軸取向處理的薄膜，和液晶聚合物涂布薄膜。上述漫射控制薄膜例如可為利用漫射，散射和折射的薄膜，用來控制視角，并控制與分辨率有關(guān)的炫光或散射光。上述亮度增強薄膜例如可為利用膽甾醇型液晶和四分之一波片(λ/4板)的選擇性反射的亮度增強薄膜，或者利用由于偏振方向所致各向異性散射的散射薄膜。傾斜光學補償薄膜還可與線柵偏振器結(jié)合使用。
在實際利用時，本發(fā)明的層狀偏振片可以包括除本發(fā)明的傾斜光學補償薄膜以外的其它光學層。所述光學層的例子包括用于形成液晶顯示器的各種常規(guī)已知的光學層，例如，如下所述的偏振片反射板，半透光反射板和亮度增強薄膜。這些光學層可以一種，或者兩種或更多種。另外，還可以提供一層或兩層或更多層的這些光學層。另外，包括這樣的光學層的層狀偏振片例如優(yōu)選用作具有光學補償功能的集成偏振片，和適當?shù)赜糜诟鞣N圖像顯示裝置中，例如設(shè)置在液晶元件的表面上。
上述集成偏振片將在下面進行描述。
首先，對反射偏振片或半-透光反射偏振片的例子進行描述。進一步將反射板提供至本發(fā)明的層狀偏振片上，以便形成反射偏振片，以及進一步將半-透光反射板提供至本發(fā)明的層狀偏振片上，以便形成半-透光反射偏振片。
通常，這樣的反射偏振片排列在液晶元件的背側(cè)上，以便使液晶顯示器(反射型液晶顯示器)反射從觀察側(cè)(顯示器側(cè))來的入射光。反射型偏振片有一些優(yōu)點，例如可省略裝備光源(例如背光)，并能夠使液晶顯示器更薄。
反射偏振片可用任何常規(guī)已知的方式來形成，如在包括雙折射層的偏振片的一個表面上形成金屬等的反射板。如果需要的話，例如，通過對一表面(暴露表面)進行消光而制備偏振片的透明保護層。在該表面上，施加包含反射金屬如鋁箔，或者采用一個沉積薄膜，從而形成反射偏振片。
反射偏振片的另外的例子包括由于包含在各種透明樹脂中的微粒所致的、具有顯微粗糙度的上述透明保護層，以及相當于顯微粗糙度的反射板。具有顯微粗糙表面的反射板通過不規(guī)則反射而漫射入射光，結(jié)果是，能夠預(yù)防定向性和炫光，并可以控制色調(diào)的不一致。該反射板可用任何常規(guī)已知的方法借助將金屬箔或金屬沉積薄膜直接沉積至透明保護層的顯微粗糙表面上而形成；所述方法包括沉積如真空淀積，噴鍍?nèi)珉x子涂敷和陰極濺鍍。
另外，作為反射板，可以使用借助將反射層提供至類似于透明保護薄膜的適當?shù)谋∧ど隙纬傻姆瓷淦?。由于反射板的反射層通常由金屬制成，因此，在?yīng)用反射板時，優(yōu)選的是用薄膜、偏振片等覆蓋反射層的反射表面，從而防止反射率由于氧化而降低。因此，可長時間保持起始反射率，并且可省略單獨的透明保護層。
另一方面，通過用半-透光反射板替換上述反射偏振片中的反射板而提供半-透光偏振片，并且其例子包括在反射層反射和透射光線的半透明反射鏡。
通常，這樣的半-透光偏振片排列在液晶元件的背側(cè)。在包含半-透光偏振片的液晶顯示器中，從觀察側(cè)(顯示器側(cè))來的入射光被反射，從而當液晶顯示器用于相對明亮的環(huán)境中時顯示圖像，而在相對暗的環(huán)境下，通過利用內(nèi)部光源如在半-透光偏振片背側(cè)中的背光來顯示圖像。換句話說，半-透光偏振片可用來形成這樣的液晶顯示器，后者在明亮環(huán)境下能夠節(jié)省用于光源如背光的能量，而在相對暗的環(huán)境下可使用內(nèi)部光源。
現(xiàn)在，將描述借助在本發(fā)明的層狀偏振片上另外層合明亮增強薄膜而獲得的偏振片的例子。
對亮度增強薄膜沒有特別的限制，但可為具有透射預(yù)定偏振軸的線偏振光并反射其它光線的性能的薄膜，例如，介電多層薄膜，或不同折射率各向異性薄膜的多層層壓材料。這樣的亮度增強薄膜例如是由3M Corporation制造的商品名“D-BEF”的產(chǎn)品。另外，還可使用膽甾醇型液晶層，尤其是膽甾醇型液晶聚合物的取向薄膜，該取向液晶層支承在薄膜襯底上。這些薄膜具有對左右方圓偏振光之一反射并對另一光線進行透射的性能，并且例如是由Nitto Denko Corporation制造的商品名為“PCF350”的產(chǎn)品或由Merck Ltd.制造的商品名為“Transmax”的產(chǎn)品。
根據(jù)本發(fā)明的各種偏振片可以是包括兩種或更多種光學層的光學部件，所述光學層例如通過層合除包括雙折射層在內(nèi)的上述層狀偏振片以外的光學層而獲得。
當然，包括兩層或更多層光學層的這樣的光學部件也可在例如液晶顯示器的各生產(chǎn)過程中對各層順序地進行層合而形成。然而，利用預(yù)先層合的光學部件將具有優(yōu)異質(zhì)量穩(wěn)定性這樣的優(yōu)點，并且取得組裝的可操作性，從而改善了液晶顯示器的生產(chǎn)效用。順便說一下，與上述類似，為了層合可使用各種粘結(jié)手段，如壓敏粘結(jié)劑層。
此外，優(yōu)選的是，上述各種偏振片另外還具有壓敏粘結(jié)劑層或粘合劑層，這使之更容易層壓至其它部件如液晶元件上。這些粘合劑層可排列在偏振片的一個表面或兩個表面上。對壓敏粘結(jié)劑的材料沒有特別的限制，但可為常規(guī)已知的材料如丙烯酸類聚合物。此外，考慮到防止由于吸濕所致的發(fā)泡或剝離，防止由于熱膨脹系數(shù)的不同所致的液晶元件光學性能的下降和扭轉(zhuǎn)，以及為了形成具有優(yōu)異耐久性的液晶顯示器，低水分吸收率和優(yōu)異耐熱性的壓敏粘結(jié)劑層是優(yōu)選的。另外還有可能摻入微粒，以便形成顯示出光漫射性能的壓敏粘結(jié)劑層。借助例如擴張法如流動-擴張或涂布，通過將各種壓敏粘結(jié)劑材料的溶液或熔融物直接施加至偏振片預(yù)定的表面上，或者以同樣的方式在隨后將描述的隔板上形成壓敏粘結(jié)劑層并將其輸送至偏振片預(yù)定的表面上，可在偏振片的表面上形成壓敏粘結(jié)劑層。這樣的層可在偏振片的一個表面上形成。例如，可形成在偏振片延遲片的暴露表面上。
在其中提供至偏振片的壓敏粘結(jié)劑層的表面被暴露的情況下，優(yōu)選的是，用護面層(隔離片)覆蓋該表面，以便在使用之前防止壓敏粘結(jié)劑層遭到污染。根據(jù)需要，例如通過提供帶有剝離涂層如聚硅氧完-基剝離劑、長鏈烷基剝離劑、碳氟化合物剝離劑或硫化鉬的合適的薄膜，如上述的透明保護薄膜，可形成所述隔離片。
壓敏粘結(jié)劑層例如可以是單層或?qū)訅翰牧?。所述層壓材料例如可以是具有不同組分或種類的單層的組合。此外，當排列在偏振片的兩個表面上時，這些壓敏粘結(jié)劑層可以組分或種類相同或不同的。
例如，根據(jù)偏振片的結(jié)構(gòu)，可適當?shù)卮_定壓敏粘結(jié)劑層的厚度，并且所述厚度通常從1-500微米。
優(yōu)選的是，壓敏粘結(jié)劑層由顯示出優(yōu)異光學透明度、適度的濕潤性和壓敏粘結(jié)劑性能例如內(nèi)聚性和粘結(jié)性的壓敏粘結(jié)劑形成。其具體例子包括基于合適聚合物如丙烯酸類聚合物，聚硅氧烷-基聚合物，聚酯，聚氨酯，聚醚和合成橡膠制得的壓敏粘合劑。
壓敏粘結(jié)劑層的粘結(jié)性能可通過常規(guī)已知的方法適當?shù)乜刂?。例如，根?jù)形成壓敏粘結(jié)劑層的原料聚合物的組分和分子量，交聯(lián)方法，包含可交聯(lián)官能團的比率，以及摻入的交聯(lián)劑的比率，對交聯(lián)度和分子量進行調(diào)整。
構(gòu)成如上所述根據(jù)本發(fā)明的傾斜光學補償薄膜、偏振片和各種光學部件(通過層合另外的光學層而獲得的各種偏振片)的各個層，例如偏振薄膜、透明保護層、光學層和壓敏粘結(jié)劑層可以利用UV吸收劑進行適當處理，所述吸收劑如水楊酸酯化合物，二苯酮化合物，苯并三唑化合物，氰丙烯酸酯化合物或鎳絡(luò)合物鹽化合物，因此提供了UV吸收能力。
根據(jù)本發(fā)明的傾斜光學補償薄膜和偏振片可優(yōu)選用于形成各種裝置，例如如上所述的液晶顯示器。例如，將偏振片排列在液晶元件的一側(cè)或兩側(cè)上，以便形成在反射型，半-透射型或透射型液晶顯示器中使用的液晶板。
形成液晶顯示器的液晶元件可以是各種單元，如由薄膜晶體管(TFT)表示的主動矩陣驅(qū)動型單元，或由TN(扭轉(zhuǎn)向列相)型或STN(超扭轉(zhuǎn)向列相)型表示的簡單矩陣驅(qū)動型單元。在上述之中，本發(fā)明優(yōu)選用于其顯示系統(tǒng)是TN型，STN型或OCB(光學取向雙折射)型的液晶元件。甚至在VA(垂直取向)型液晶元件的情況下，本發(fā)明也能夠使用，只要所述液晶具有單域(monodomain)取向。
液晶元件通常具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中，液晶被注入兩個相對的液晶元件襯底之間的空間中。液晶元件襯底可由玻璃、塑料等制得，而沒有特別的限制。用于塑料襯底的材料可選自通常已知的材料而沒有特別的限制。
當本發(fā)明的光學補償層，偏振片或其它光學部件排列在液晶元件的兩個表面上時，它們可以是同類或不同類的。此外，為了形成液晶顯示器，可在合適的位置排列一層、兩層或更多層合適的部件，如棱鏡排列片，透鏡排列片，光漫射層和背光。
對根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示器沒有特別的限制，只要包括本發(fā)明的液晶板并用作其液晶板。此外，它還可以有光源，而且，盡管對該光源沒有特別的限制，但例如發(fā)射偏振光的平面光源是優(yōu)選的，這是因為光能能夠有效利用的緣故。
下面將闡明根據(jù)本發(fā)明的液晶板的例子。所述液晶板例如具有液晶元件，本發(fā)明的傾斜光學補償薄膜，偏振器2和透明保護層。將液晶元件的一表面與傾斜光學補償薄膜層合，而將傾斜光學補償薄膜的另一表面依次與偏振器和透明保護層層合。液晶元件具有其中液晶保持在兩個液晶元件襯底之間的空間的結(jié)構(gòu)。在傾斜光學補償薄膜是雙折射層和如前所述襯底的層壓材料的情況下，例如，雙折射層側(cè)可面對液晶元件，而襯底側(cè)可面對偏振器，但對其排列沒有任何特別的限制。
對于本發(fā)明的液晶顯示器。另外還可能在觀察的傾斜光學補償薄膜上進一步布置漫射板，防炫光層，防反射薄膜，保護層/板。另外，用于補償?shù)鹊难舆t片可適當?shù)夭贾迷谝壕О逯械囊壕г推衿g。
順便說一下，根據(jù)本發(fā)明的傾斜光學補償薄膜和偏振片并不局限于用于上述液晶顯示器，其也可用于自發(fā)光顯示器，如有機電致發(fā)光(EL)顯示器，PDI，等離子體顯示(PD)和FED(場致發(fā)射顯示器)。當用于自發(fā)光平面顯示器中時，本發(fā)明的偏振片可用作防反射過濾器，這是因為它能夠通過設(shè)置Δnd＝λ/4而獲得圓偏振光。
下面是包括本發(fā)明傾斜光學補償薄膜或偏振片的電致發(fā)光(EL)顯示器的描述。根據(jù)本發(fā)明的電致發(fā)光顯示器具有本發(fā)明的傾斜光學補償薄膜或偏振片，并且可以是有機EL顯示器或無機EL顯示器。
近年來，對于電致發(fā)光顯示器，一直建議將光學薄膜如偏振器或偏振片與λ/4板一起使用，以便防止在黑暗狀態(tài)下電極的反射。當由EL層發(fā)射線偏振光，圓偏振光和橢圓偏振光任一種時，或者即使自然光在正方向發(fā)射，使傾斜發(fā)射光部分偏振時，本發(fā)明的傾斜光學補償薄膜和偏振片是特別有用的。
以下是典型有機電致發(fā)光顯示器的描述。通常，有機電致發(fā)光顯示器具有借助在透明襯底上以一定的順序?qū)訅和该麟姌O、有機發(fā)光層和金屬電極而制備的發(fā)光體(有機電致發(fā)光發(fā)光體)。在本發(fā)明中，有機發(fā)光層是各種有機薄膜的層壓材料。其已知的例子包括由三苯胺衍生物等制得的空穴注入層和由亞磷有機固體如蒽制成的發(fā)光層的層壓材料；發(fā)光層和由苝衍生物等制成的電子注入層的層壓材料；或空穴注入層、發(fā)光層和電子注入層的層壓材料。
通常，有機電致發(fā)光顯示器根據(jù)下列原理發(fā)射光線將電壓施加至陽極和陰極上，以便將空穴和電子注入有機發(fā)光層中，通過這些空穴和電子的再結(jié)合將磷光體激發(fā)，并且當其返回至基態(tài)時受激磷光體將發(fā)光。在該過程中再結(jié)合的機理類似于通常二極管的機理。這意味著，電流和光發(fā)射強度顯示出相對于外加電壓的調(diào)整所伴隨的相當大的非線性。
對于有機電致發(fā)光顯示器所必需的是，至少一個電極是透明的，以便在有機發(fā)光層處得到發(fā)光。通常，透明導電材料如氧化銦錫(ITO)的透明電極用于陽極。對于促進電子注入并由此提高發(fā)光效率而言，使用對于具有小功函的物質(zhì)作為陰極是重要的，并且通?？梢允褂媒饘匐姌O如Mg-Ag，和Al-Li電極。
在如上所述構(gòu)成的有機電致發(fā)光顯示器中，優(yōu)選的是，有機發(fā)光層由極薄如約10納米的薄膜組成。因此，有機發(fā)光層能夠象透明電極一樣透射基本上所有的光線。結(jié)果是，當不對所述層進行照明時，從透明襯底表面進入并通過透明電極和有機發(fā)光層的光束在金屬層處反射之前，將再次到達透明襯底的表面。借此，當從外面進行觀察時，有機電致發(fā)光顯示器的顯示面看來像反射鏡。
根據(jù)本發(fā)明的有機電致發(fā)光顯示器包括，例如，通過提供在有機發(fā)光層的表面上的透明電極和在有機發(fā)光層的背面上的電極而形成的有機電致發(fā)光體，并且優(yōu)選的是，將根據(jù)本發(fā)明的傾斜光學補償薄膜或偏振片排列在透明電極的表面上。更優(yōu)選的是，將λ/4板排列在偏振片和電致發(fā)光元件之間。通過如上所述對本發(fā)明的傾斜光學補償薄膜或偏振薄膜進行排列，有機電致發(fā)光顯示器具有抑制外部反射和改善清晰度的作用。另外還優(yōu)選的是，還可將延遲片排列在透明電極和光學薄膜之間。
延遲片和光學薄膜(例如偏振片等)起例如對從外部進入并被金屬電極反射的光線進行偏振的作用，因此，偏振具有從外面不能觀察到金屬電極的反射的作用。特別是，通過利用四分之一波片形成延遲片并調(diào)整由偏振片和延遲片的偏振方向形成的角度至π/4，能夠完全地阻擋金屬電極的反射。亦即，偏振片只透過從有機電致發(fā)光顯示器進入的外界光線中的線偏振光部分。通常，通過延遲片使線偏振光變成橢圓偏振光。然而，當延遲片是四分之一波片時，并且當上述角度為π/4時，所述光線將變成圓偏振光。
該圓偏振光通過例如透明襯底、透明電極以及有機薄膜。在被金屬電極反射之后，光線再次通過有機薄膜、透明電極和透明襯底，并在延遲片處變成線偏振光。此外，由于線偏振光與偏振片的偏振方向成直角，因此，它不能通過偏振片。結(jié)果是，金屬電極的反射能夠如前所述被完全阻擋。
實施例以下是通過實施例和對比例對本發(fā)明更具體的描述，但本發(fā)明決沒有局限于下面實施例之意。
實施例1將由2，2′-二(三氟甲基)-4，4′，5，5′-聯(lián)苯四羧酸二酐和2，2′-二(三氟甲基)-4，4′-二氨基聯(lián)苯合成的、重均分子量(Mw)為70,000的聚酰亞胺溶解于環(huán)己酮中，于是制得10％重量的聚酰亞胺溶液。然后，用所述聚酰亞胺溶液對75微米厚的PET薄膜(由Toray Industries.Inc.制造，商品名為S27)的表面進行涂布。然后，利用吹風機向涂布薄膜吹熱空氣，借此使涂布薄膜中的聚酰亞胺傾斜。所述處理的條件是這樣的，氣流速度為20m/sec，空氣溫度為100℃，持續(xù)時間為5分鐘，并且涂布薄膜表面與吹風機前端之間的距離為30厘米。將PET薄膜和涂布薄膜的層壓材料置于傳送帶上并以2米/分鐘的速度連續(xù)輸送，由此使熱空氣吹至層壓材料上。隨后，通過在150℃加熱并干燥5分鐘，使PET薄膜上聚酰亞胺的傾斜和取向狀態(tài)固定，由此在PET薄膜上形成4微米厚的聚酰亞胺薄膜。對聚酰亞胺薄膜雙折射性能的評估表明獲得了具有約0.041雙折射(Δn)的雙折射層。
從PET薄膜上剝離聚酰亞胺薄膜，然后利用延遲儀(商品名KOBRA-21ADH；由Oji Scientific Instruments制造)測量590納米處該聚酰亞胺薄膜的延遲。由測量軸的方向進行延遲測量，其中，將聚酰亞胺薄膜的法線設(shè)置成0度，并將從法線(0度)向著聚酰亞胺薄膜的快軸方向傾斜-50至+50度的軸作為測量軸。圖3顯示了測量的結(jié)果。圖3是顯示測量角(傾斜角)和在各測量角處的延遲值之間關(guān)系的圖，其中橫軸表示角度，縱軸表示延遲值。
如圖3所示，在法線設(shè)置成0度的情況下，在各測量角(-50度至+50度)時的延遲值曲線相對于通過0度(法線)的縱軸(由圖中虛線表示)是不對稱的。因此，該薄膜被證明是其中聚酰亞胺為傾斜取向的傾斜光學補償薄膜。另外，在從法線向快軸方向傾斜約+10度的角度處，顯示出最小的延遲值。
此外，還將該聚酰亞胺薄膜層壓至市售偏振片(商品名HEG142SDU；由Nitto Denko Corporation制造)上。進一步，將最終層壓的偏振片安裝至用于市售TN方式液晶顯示器的液晶板上，以便使聚酰亞胺薄膜和液晶板彼此面對。然后，用下列方式計算該液晶顯示器的對比度。使液晶顯示器顯示白色圖像和黑色圖像。然后，通過商品名EZ Contrast 160D(由ELDIM SA.制造)的對比度儀，從顯示屏的正面，上面，下面，右側(cè)和左側(cè)，以0-70度的視角測量XYZ顯示系統(tǒng)中的Y，x和y的值。根據(jù)白色圖像中的Y值(Yw)和黑色圖像中的Y值(YB)，可計算出各視角下的對比度“Yw/YB”。另一方面，作為對比例，在替代本發(fā)明的層狀偏振片而僅安裝上述市售偏振片的液晶顯示器中，測量上述視角下的對比度。
結(jié)果表明與根據(jù)對比例的僅帶有市售偏振片的液晶顯示器相比，根據(jù)實施例的帶有層狀偏振片的液晶顯示器實現(xiàn)了對比度至少為10的更寬的視角，即，在左右兩側(cè)的視角擴展至+15度。
對比例1借助旋涂機，用1％重量的聚乙烯醇水溶液(商品名NH-18；由TheNippon Synthetic Chemical Industry Co.，Ltd.制造)對玻璃板的表面進行涂布，然后在120℃干燥5分鐘。以這種方法，在玻璃板上形成0.5微米厚的PVA薄膜。此外，利用市售摩擦布在一個方向上對PVA薄膜的表面摩擦5分鐘，于是形成一取向?qū)?。借助旋涂機，用由下面化學式表示的三亞苯基-基盤狀液晶的10％重量的四氯乙烯溶液對該取向?qū)拥谋砻孢M行涂布，然后在200℃加熱5分鐘，借此使液晶材料取向。通過該加熱處理，在取向?qū)由闲纬闪思s0.040雙折射(Δn)的、2微米厚的傾斜雙折射層。
類似于上述實施例1，測量對比例1的該傾斜雙折射層的延遲。圖4顯示了測量的結(jié)果。類似于圖3，圖4是顯示法線-測量軸角度和在各測量角處的延遲值之間關(guān)系的圖，其中橫軸表示角度，縱軸表示延遲值。如圖4所示，在法線設(shè)置成0度的情況下，在各測量角(-50度至+50度)時的延遲值曲線相對于通過0度(法線)的縱軸(由圖中虛線表示)是不對稱的。另外，在從法線向快軸方向傾斜約+30度的角度處，顯示出最小的延遲值。
此外，用與實施例1相同的方式，將該雙折射層安裝于市售TN方式液晶顯示器上。結(jié)果表明與僅安裝市售偏振片的情況相比，實現(xiàn)了在左右方向至少10對比度的+15度的更寬的區(qū)域。
正如由上述結(jié)果變得很清楚一樣，盡管本發(fā)明實施例的傾斜光學補償薄膜的延遲曲線形狀和測定角與對比例的稍有不同，但它們相對于縱軸均是不對稱的。
另外，進一步對實施例和對比例生產(chǎn)的傾斜光學補償薄膜進行拉伸。在對比例的傾斜光學補償薄膜中，液晶分子的傾斜和取向失敗，因此薄膜不能用作傾斜光學薄膜。另一方面，在實施例的傾斜光學補償層中，有可能另外改變平面內(nèi)延遲。這也表明本發(fā)明的傾斜光學補償薄膜是有用的，這是因為其光學特性能夠根據(jù)預(yù)定的用途進一步改變，因此，其應(yīng)用范圍能夠擴展。
工業(yè)實用性如上所述，根據(jù)本發(fā)明，能夠在不使用液晶材料的情況下，提供尤其是可用于TN方式液晶顯示器的新穎的傾斜光學補償薄膜。另外，由于非-液晶聚合物不受襯底取向的影響，因此，對于襯底的種類沒有特別的限制。此外，甚至在傾斜和取向之后，非-液晶聚合物也能夠進行拉伸和允許其收縮，因此，能夠進一步改變對光學特性的設(shè)計。這使之可能擴展預(yù)定的應(yīng)用范圍，因此，作為延遲薄膜，本發(fā)明的傾斜光學補償薄膜是特別有用的。
權(quán)利要求
1.一種傾斜光學補償薄膜，包括非-液晶聚合物；其中非-液晶聚合物是傾斜且取向的，由測量軸方向測得的延遲值，相對于在0度時的延遲值，在測量角的正值側(cè)和負值側(cè)之間不對稱地變化，當0度相應(yīng)于傾斜光學補償薄膜表面的法線時，測量角表示在法線和測量軸(包括0度)之間的角度，和由下面等式表示的雙折射(Δn)在0.001-0.5的范圍內(nèi)，Δn＝[{(nx+ny)/2}-nz]d/d式中，Δn表示傾斜光學補償薄膜的雙折射，nx，ny和nz分別表示傾斜光學補償薄膜中X軸，Y軸和Z軸方向的折射率，其中，X軸是傾斜光學補償薄膜表面內(nèi)顯示最大折射率的軸向，Y軸是在所述表面內(nèi)垂直于X軸的軸向，而Z軸是垂直于X軸和Y軸的厚度方向，并且d表示傾斜光學補償薄膜的厚度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的傾斜光學補償薄膜，其中，非-液晶聚合物是選自如下的至少一種聚合物聚酰胺，聚酰亞胺，聚酯，聚醚酮，聚酰胺酰亞胺和聚酯酰亞胺。
3.一種傾斜光學補償薄膜，包括非-液晶聚合物；其中非-液晶聚合物是傾斜且取向的，由測量軸方向測得的延遲值，相對于在0度時的延遲值，在測量角的正值側(cè)和負值側(cè)之間不對稱地變化，當0度相應(yīng)于傾斜光學補償薄膜表面的法線時，測量角表示在法線和測量軸(包括0度)之間的角度，和非-液晶聚合物是選自如下的至少一種聚合物聚酰胺，聚酰亞胺，聚酯，聚醚酮，聚酰胺酰亞胺和聚酯酰亞胺。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的傾斜光學補償薄膜，由下面等式表示的雙折射(Δn)在0.001-0.5的范圍內(nèi)，Δn＝[{(nx+ny)/2}-nz]d/d式中，Δn表示傾斜光學補償薄膜的雙折射，nx，ny和nz分別表示傾斜光學補償薄膜中X軸，Y軸和Z軸方向的折射率，其中，X軸是傾斜光學補償薄膜表面內(nèi)顯示最大折射率的軸向，Y軸是在所述表面內(nèi)垂直于X軸的軸向，而Z軸是垂直于X軸和Y軸的厚度方向，并且d表示傾斜光學補償薄膜的厚度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或3的傾斜光學補償薄膜，其中，在測量角的正值側(cè)或負值側(cè)，延遲值達到其最大值或最小值。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或3的傾斜光學補償薄膜，其中，測量角為-50度至+50度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的傾斜光學補償薄膜，其中，在-2至-50度的測量角或+2至+50度的測量角，延遲值達到其最大值或最小值。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或3的傾斜光學補償薄膜，其中，測量軸包括法線和由法線傾斜的軸，并且由法線傾斜的軸在傾斜光學補償薄膜的慢軸方向傾斜。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或3的傾斜光學補償薄膜，其中，測量軸包括法線和由法線傾斜的軸，并且由法線傾斜的軸在傾斜光學補償薄膜的快軸方向傾斜。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或3的傾斜光學補償薄膜，用于顯示系統(tǒng)為TN(扭轉(zhuǎn)向列相)方式或OCB(光學取向雙折射)方式的液晶顯示器。
11.根據(jù)權(quán)利要求1或3的傾斜光學補償薄膜，用于其液晶具有單域取向的液晶顯示器。
12.根據(jù)權(quán)利要求10的傾斜光學補償薄膜，其中，在其顯示系統(tǒng)為TN方式的液晶顯示器中顯示至少10對比度的區(qū)域在顯示屏的左右方向被擴展至10度或更大。
13.一種傾斜光學補償薄膜的生產(chǎn)方法，包括用至少一種非-液晶聚合物涂布襯底，借此形成一涂布薄膜，并使涂布薄膜中的非-液晶聚合物傾斜且取向，由此形成傾斜光學補償薄膜，其中所述的非-液晶聚合物選自聚酰胺，聚酰亞胺，聚酯，聚醚酮，聚酰胺酰亞胺和聚酯酰亞胺；其中，通過對涂布薄膜施加外力而使非-液晶聚合物傾斜和取向。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，在涂布薄膜傾斜且取向之后，另外還包括使形成涂布薄膜的非-液晶聚合物固化。
15.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中，通過向涂布薄膜上吹空氣而將外力施加至涂布薄膜上。
16.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中，將可收縮襯底(第一襯底)用作襯底，并在第一襯底上形成涂布薄膜之后，再在所述涂布薄膜上層合具有不同于第一襯底的收縮率的第二襯底，以便將涂布薄膜夾在第一和第二襯底之間，由此，通過第一和第二襯底收縮率的差而將外力施加至涂布薄膜上。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中，通過對第一和第二襯底進行加熱而使襯底收縮。
18.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，另外還包括對襯底和在襯底上形成的傾斜光學補償薄膜一起進行拉伸，由此改變傾斜光學補償薄膜的延遲。
19.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中，將可收縮襯底用作襯底，在襯底上形成傾斜光學補償薄膜之后，使襯底能夠收縮，由此改變傾斜光學補償薄膜的延遲。
20.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，另外還包括從傾斜光學補償薄膜上剝離襯底。
21.一種借助權(quán)利要求13的方法生產(chǎn)的傾斜光學補償薄膜。
22.一種偏振片，包括偏振器；和光學補償薄膜；其中，所述光學補償薄膜是選自根據(jù)權(quán)利要求1的傾斜光學補償薄膜，根據(jù)權(quán)利要求3的傾斜光學補償薄膜和根據(jù)權(quán)利要求21的傾斜光學補償薄膜中的至少一種。
23.一種液晶板，包括液晶元件；和光學部件；其中，所述光學部件排列在液晶元件的至少一個表面上，并且該光學部件是選自根據(jù)權(quán)利要求1的傾斜光學補償薄膜，根據(jù)權(quán)利要求3的傾斜光學補償薄膜和根據(jù)權(quán)利要求21的傾斜光學補償薄膜中的至少一種。
24.一種液晶顯示器，包括根據(jù)權(quán)利要求23的液晶板。
25.根據(jù)權(quán)利要求24的液晶顯示器，其顯示系統(tǒng)是TN方式或OCB方式。
26.根據(jù)權(quán)利要求24的液晶顯示器，其液晶具有單域取向。
27.一種圖像顯示裝置，包括選自根據(jù)權(quán)利要求1的傾斜光學補償薄膜，根據(jù)權(quán)利要求3的傾斜光學補償薄膜，根據(jù)權(quán)利要求21的傾斜光學補償薄膜和根據(jù)權(quán)利要求22的偏振片中的至少一種光學部件。
28.根據(jù)權(quán)利要求27的圖像顯示裝置，其是選自液晶顯示器，電致發(fā)光(EL)顯示器，等離子體顯示器(PD)和FED(場致發(fā)射顯示器)中的至少一種。
全文摘要
一種由非－液晶聚合物形成的傾斜光學補償薄膜，其可用于TN方式的液晶顯示器。首先用非－液晶聚合物對襯底進行涂布，借此形成一涂布薄膜；使涂布薄膜的非－液晶聚合物傾斜且取向；然后使涂布薄膜固化，借此形成傾斜光學補償薄膜。非－液晶聚合物例如可通過對涂布薄膜施加外力，如吹風而進行傾斜和取向。所述傾斜光學補償薄膜顯示出例如從0.001－0.5的雙折射(Δn)，因此可用于TN方式液晶顯示器等。
文檔編號G02F1/13GK1633613SQ03804179
公開日2005年6月29日 申請日期2003年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月19日
發(fā)明者山岡尚志, 村上奈穗, 吉見裕之 申請人:日東電工株式會社