圆偏振片和液晶显示器的制作方法

专利名称：圆偏振片和液晶显示器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种圆偏振片，它具有优异的耐用性和产率，并且可以将可见光区的任意入射光转变为圆偏振光，本发明还涉及一种使用这种偏振片的高显示性能的液晶显示器。
背景技术：
随着液晶显示器(本文后面称之为“LCD”)的普及，对偏振片的需求陡然增加。所述偏振片通常是在一具有偏振性能的偏振薄膜(膜)的两个面或者一面上层压一保护薄膜、表面保护薄膜、相位延迟器(λ/4板，λ/2板)或者类似使用的光学薄膜制成的。而且，在所述光学薄膜和偏振薄膜的至少一个外表面上通常提供有一粘合层，从而通过该粘合层将偏振片粘附到其它元件如液晶显示器上。
作为用于偏振薄膜的材料，主要使用聚乙烯醇(本文后面称之为“PVA”)。将PVA薄膜经单轴拉伸，然后用碘或二色性染料染色或者先染色再拉伸，再用硼化合物交联，从而形成所述偏振薄膜。该偏振薄膜通常是通过在连续薄膜的运行方向(纵向)拉伸(纵向拉伸)制得的，因此该偏振薄膜的吸收轴几乎与纵向平行。
希望层压在偏振薄膜的至少一个表面上的保护薄膜具有低的延迟，这是由于在保护薄膜具有双折射的情况下，它可以改变偏振的状态。然而，一直存在延迟随周围温度和湿度增加的问题。因此，作为解决该问题的措施，在将保护薄膜层压到偏振薄膜上时，使保护薄膜的慢轴与偏振薄膜的透射轴垂直(即，保护薄膜的慢轴与偏振薄膜的吸收轴平行)。然而，在这种情况下发现，由于保护薄膜的慢轴与偏振薄膜的吸收轴平行，最终层压物具有差的尺寸稳定性并且特别是在随时间的稳定性方面存在问题。即，采用传统的制备方法，当偏振薄膜收缩时保护薄膜在相同方向收缩，并且尽管它抵抗了经粘合层的力，但是它不能充分降低偏振片的收缩。
另外，λ/4板(四分之一波长板)已发现了许多应用，包括用于防反射薄膜和液晶显示器，并且已层压在偏振薄膜上以使偏振薄膜的光轴与λ/4板的光轴交叉。
另一方面，在传统LCD中，将偏振片倾斜放置以使偏振片的透射轴与屏幕的垂直方向或横向成45°角。因此，在通过如上所述的纵向拉伸或横向拉伸制备偏振薄膜的情况下，在由制得的卷状偏振片切出单个偏振片的步骤中必需以相对卷的纵向以45°倾斜的方向切割。在这种情况下，存在偏振片的产率降低或者层压之后偏振片难以重新使用的问题，结果废料量增加。为了解决该问题，已提出了相对薄膜运行方向以所需角度倾斜聚合物的取向轴来获得偏振薄膜。
例如，在日本专利公开号9912/2000中提出在横向或纵向单轴拉伸，与此同时，在拉伸方向以不同速度在与该拉伸方向不同的横向或纵向拉伸薄膜的左边和右边，由此使取向轴相对单轴拉伸方向倾斜。然而，在该方法中，例如在使用一拉幅机系统的情况下，必需使左边和右边的运行速度彼此不同，这样会导致收缩和薄膜滑动，难以获得所需的倾斜角(相对偏振片为45°)。为了降低左边和右边之间运行速度的差异，拉伸步骤必需延长，并且设备成本大大增加。
同样，日本专利公开号182701/1991提出了一种拉伸轴与薄膜运行方向成任意角θ的薄膜的制备方法，使用的机理是在一连续薄膜的两侧边缘提供许多成对的薄膜夹持点，其方向相对薄膜运行方向为角度θ，并且随着薄膜运行，每一对点可以将薄膜沿方向θ拉伸。然而，在该方法中，在薄膜的左边和右边的运行速度也存在差异，因此产生薄膜的滑动或收缩。为了降低它们，必需大大延长拉伸步骤，这样导致设备成本大大增加。
另外，日本专利公开号113920/1990提出了一种制备方法，其中薄膜的两边被在放置于预定运行区内的轨道上运行的两排卡盘夹住，这样在两边的运行距离不同，由此将薄膜沿与薄膜纵向倾斜交叉的方向拉伸。然而，在该方法中，在倾斜拉伸时同样产生滑动或收缩，因此对光学薄膜而言该方法还是不方便。
同样，韩国专利公开号P2001-005184提出了一种偏振片，通过摩擦处理使其透射轴倾斜。然而，正如通常所知的，通过摩擦取向仅仅在薄膜表面到最多纳米级的范围内有效，并且这种技术不能使含碘或二色性染料的偏振元件充分取向。结果，其缺陷是获得低的偏振性能。

发明内容
因此，本发明的一个目的是解决上述现有技术中存在的各种问题。
即，本发明的一个目的是提供一种长度连续的倾斜取向的圆偏振片，它具有优异的耐用性，可以在宽的波长范围内形成圆偏振光，并且可以提高产率。
本发明的另一个目的是提供一种圆偏振片，它有一保护薄膜，具有优异的耐用性，并且在宽的波长范围内内可以实现圆偏振光。
本发明的另一目的是提供一种上述圆偏振片的制备方法。
本发明的再一目的是提供一种反射型液晶显示器，它使用一圆偏振片，该圆偏振片可以在较短波长侧校正圆偏振度的偏差以提供没有色彩偏差的高显示质量。
已发现，本发明的上述目的可以通过以下结构实现。
1)一种长度连续的圆偏振片，其包括一偏振薄膜，其具有与其纵向既不平行也不垂直的吸收轴，所述偏振薄膜的至少一个表面被至少一层光学薄膜覆盖，并在所述偏振薄膜和光学薄膜中至少一个的外面提供一粘合层，其中偏振薄膜的吸收轴和至少一层光学薄膜的慢轴之间的角度是10°-小于90°，在圆偏振片的耐用性试验之后当将450nm光从偏振薄膜侧入射到该圆偏振片时，圆偏振片在与其透射轴平行的方向的透射与其在与透射轴垂直的方向的透射率之比满足下式(I)，并且在圆偏振片的耐用性试验之后当将590nm光从偏振薄膜侧入射到该圆偏振片时，圆偏振片在与其透射轴平行的方向的透射与其在与透射轴垂直的方向的透射率之比满足下式(II)(1)0.95＜T//(450)/T⊥(450)≤1.05(II)0.95＜T//(590)/T⊥(590)≤1.05其中T//(450)代表当将450nm光从偏振薄膜侧入射时圆偏振片在与其透射轴平行的方向的透射，T⊥(450)代表当将450nm光从偏振薄膜侧入射时圆偏振片在与其透射轴垂直的方向的透射，T//(590)代表当将590nm光从偏振薄膜侧入射时圆偏振片在与其透射轴平行的方向的透射，并且T⊥(590)代表当将590nm光从偏振薄膜侧入射时圆偏振片在与其透射轴垂直的方向的透射。
2)一种圆偏振片，其包括一偏振薄膜，其具有与其纵向既不平行也不垂直的吸收轴，所述偏振薄膜的至少一个表面被至少一层光学薄膜覆盖，并在所述偏振薄膜和光学薄膜中至少一个的外面提供一粘合层，其中在偏振薄膜的吸收轴和至少一层光学薄膜的慢轴之间的角度是10°-小于90°，在圆偏振片的耐用性试验之后当将450nm光从偏振薄膜侧入射到该圆偏振片时，圆偏振片在与其透射轴平行的方向的透射与其在与透射轴垂直的方向的透射率之比满足上述1)中所述的式(I)，并且在圆偏振片的耐用性试验之后当将590nm光从偏振薄膜侧入射到该圆偏振片时，圆偏振片在与其透射轴平行的方向的透射与其在与透射轴垂直的方向的透射率之比满足上述1)中所述的式(II)。
3)一种上面(1)或2)中所述的圆偏振片的制备方法，其包括通过用夹具夹住连续进料的聚合物薄膜的两边，并沿该薄膜的纵向移动该夹具，同时向其施加张力来拉伸该薄膜，其中，从聚合物薄膜一侧的实际夹持起始点到同侧的实际夹持释放点的夹具轨迹L1、从聚合物薄膜另一侧的实际夹持起始点到同侧的实际夹持释放点的夹具轨迹L2，以及两个夹持释放点之间的距离W满足下式(1)，并且在这两个薄膜夹具之间的纵向运行速度小于1％式(1)|L2-L1|＞0.4W4)如上面3)所述的圆偏振片的制备方法，其中将至少一片具有与纵向平行的慢轴的光学薄膜连续层压在偏振薄膜的至少一面上。
5)一种液晶显示器，其中在液晶元件的两侧至少粘有一个通过切割上述1)所述的长度连续的圆偏振片或者2)所述的圆偏振片所获得的圆偏振片。
已发现，在本发明的圆偏振片中，在沿偏振薄膜的吸收轴的方向因偏振薄膜的吸收轴和光学薄膜的慢轴交叉引起的圆偏振薄膜的收缩可以通过存在一具有交叉光轴的光学薄膜有效地得到抑制，并且甚至一具有相对弱的收缩松弛力的粘合层也可以有效地抑制因该粘合层的存在所致的收缩。而且，由于长度连续的本发明圆偏振片中的偏振薄膜的吸收轴与其纵向既不平行也不垂直(本文后面有时将这种长度连续的偏振片仅称之为“倾斜取向的偏振片”)，因此可以显著提高切割步骤的产率。
本发明还包括如下内容6)一种圆偏振片，其含有至少一个具有偏振能力的偏振薄膜，其中将由长度连续且具有与其纵向既不平行也不垂直的吸收轴的偏振片切出的偏振片与一片宽带λ/4板层压在一起，所述宽带λ/4板是通过将一片为双折射光提供1/4波长相位延迟的λ/4板和一片为双折射光提供1/2波长相位延迟的λ/2板相结合而制得的，并使它们的光轴彼此交叉。
7)一种圆偏振片，其含有至少一个具有偏振能力并且在其至少一面上层压一保护薄膜的偏振薄膜，其中所述保护薄膜的慢轴和偏振薄膜的吸收轴之间的角度为10°-小于90°，并且该偏振片与一片宽带λ/4板层压在一起，所述宽带λ/4板是通过将一片为双折射光提供1/4波长相位延迟的λ/4板和一片为双折射光提供1/2波长相位延迟的λ/2板相结合而制得的，并使它们的光轴彼此交叉。
8)一种圆偏振片的制备方法，其包括将由一长度连续的偏振片切出的偏振片与一片宽带λ/4板层压在一起，所述宽带λ/4板是通过将一片为双折射光提供1/4波长相位延迟的λ/4板和一片为双折射光提供1/2波长相位延迟的λ/2板相结合而制得的，并使它们的光轴彼此交叉，所述偏振片是通过拉伸一连续进料的薄膜而制得的，其中，从聚合物薄膜一侧的实际夹持起始点到同侧的实际夹持释放点的夹具轨迹L1、从聚合物薄膜另一侧的实际夹持起始点到同侧的实际夹持释放点的夹具轨迹L2，以及两个夹持释放点之间的距离W满足下式(1)，并保持聚合物薄膜的自撑性能，同时将挥发性内容物的含量保持在5％或更高，然后在使其收缩的同时降低挥发性内容物的含量式(1)|L2-L1|＞0.4W9)一种液晶显示器，其中放置在液晶元件上的至少一个圆偏振片是上面6)或7)所述的圆偏振片。
如上所述，在本发明的圆偏振片中，在由一长度连续且具有一与其纵向既不平行也不垂直的吸收轴的偏振片切出的偏振片(本文后面有时将这种长度连续的偏振片称之为“倾斜取向的”偏振片)上层压有一宽带λ/4板，并且可以提高切割单个偏振片的步骤的产率。此外，最终圆偏振片具有优异的偏振能力。
在本发明中，作为半透射型液晶显示器，优选具有如下构造。
10)一种半透射型液晶显示器，其有一背部光源、一圆偏振片和一可用于反射型和透射型显示器的液晶显示元件，其中(a)圆偏振片中的偏振薄膜位于λ/4板和面内延迟值为20nm或更小的保护薄膜之间，并使偏振薄膜的吸收轴与保护薄膜的慢轴之间的角度和偏振薄膜的吸收轴与λ/4板的慢轴之间的角度是20°-小于70°；和(b)圆偏振片的厚度是80μm-250μm。
11)一种制备上面10)所述的半透射型液晶显示器的圆偏振片的方法，其包括将一连续进料的用于偏振薄膜的聚合物薄膜两边用夹具夹住，并在施加张力同时在薄膜的纵向移动夹具，在此期间进行拉伸以便(i)从聚合物薄膜一侧的实际夹持起始点到同侧的实际夹持释放点的夹具轨迹L1、从聚合物薄膜另一侧的实际夹持起始点到同侧的实际夹持释放点的夹具轨迹L2，以及两个夹持释放点之间的距离W满足下式(1)和(ii)保持聚合物薄膜的自撑性能，同时将挥发性内容物的含量保持在5％或更高，然后使该薄膜收缩同时降低挥发性内容物的含量，并将所得偏振薄膜与一保护薄膜和/或λ/4板层压，同时将偏振薄膜的水分含量保持在5％或更低的水平，由此形成一圆偏振片式(1)|L2-L1|＞0.4W附图简述

图1是显示本发明圆偏振片中光学薄膜与偏振0薄膜之间的关系的透视示意图。
图2是显示本发明圆偏振片的切割情况的平面示意图。
图3是显示对聚合物薄膜进行倾斜拉伸的本发明方法的一个实例的平面示意图。
图4是显示对聚合物薄膜进行倾斜拉伸的本发明方法的一个实例的平面示意图。
图5是显示对聚合物薄膜进行倾斜拉伸的本发明方法的一个实例的平面示意图。
图6是显示对聚合物薄膜进行倾斜拉伸的本发明方法的一个实例的平面示意图。
图7是显示对聚合物薄膜进行倾斜拉伸的本发明方法的一个实例的平面示意图。
图8是显示对聚合物薄膜进行倾斜拉伸的本发明方法的一个实例的平面示意图。
图9是显示实施例3的液晶显示器的层结构的平面示意图。
图10(10A-10D)是显示本发明圆偏振片的一个实施方式的横截面示意图。
图11(11A和11B)是显示坐标轴定义的说明。
图12是显示偏振片的常规切割方式的平面示意图。
图13是显示本发明半透射型液晶显示器的示意图。
(i)加入薄膜的方向；(ii)将薄膜运往下一步的方向；(a)加入薄膜的步骤；(b)拉伸薄膜的步骤；(c)将拉伸的薄膜运往下一步的步骤；A1夹具开始夹住薄膜的位置以及开始拉伸薄膜的位置(实际夹持起始点右边)；B1夹具开始夹住薄膜的位置(左边)；C1开始拉伸薄膜的位置(实际夹持起始点左边)；Cx释放薄膜的标准位置并且此时薄膜的拉伸结束(实际夹持释放点左边)；Ay薄膜拉伸结束的标准位置(实际夹持释放点右边)；|L1-L2|左边薄膜夹具与右边薄膜夹具之间运行的路径差；W薄膜拉伸步骤结束时薄膜的实际宽度；θ拉伸方向与薄膜运行方向之间的角度；11在薄膜加入侧的薄膜中心线；12传往下一步的薄膜的中心线；13薄膜夹具的轨迹(左边)；14薄膜夹具的轨迹(右边)；15薄膜加入侧的薄膜；16运往下一步的薄膜；17、17′开始夹持薄膜的左边和右边点；18、18′薄膜夹持的释放点；21在薄膜加入侧的薄膜中心线；22传往下一步的薄膜的中心线；23薄膜夹具的轨迹(左边)；24薄膜夹具的轨迹(右边)；25薄膜加入侧的薄膜；26运往下一步的薄膜；27、27′开始夹持薄膜的左边和右边点；28、28′薄膜夹持的释放点；33、43、53、63薄膜夹具的轨迹(左边)；34、44、54、64薄膜夹具的轨迹(右边)；
35、45、55、65薄膜加入侧的薄膜；36、46、56、66运往下一步的薄膜；70光学薄膜71、71′光学薄膜的慢轴；74粘合层或自粘合层；80偏振薄膜；81偏振薄膜的吸收轴；82纵向；83横向；90圆偏振片；91含碘偏振片；92粘合层；97液晶元件98背部光源；72纵向；100圆偏振片；110偏振片；121粘合层；122λ/2板；123粘合层；124λ/4板；103正面基片；104背面基片；105液晶部分；106正面电极；107背面电极；108正面圆偏振片；
1110背面圆偏振片；112背部光源；113二端元件；1122信号电极；1124绝缘层；125在二端元件内的上电极；141半透射型液晶显示器；142滤色片下面更详细地描述本发明。
本发明的圆偏振片包括一具有偏振性能的偏振薄膜，并且借助一粘合层或粘着层在该偏振薄膜的两个表面或一个表面上提供至少一种光学薄膜。这里，本发明的光学薄膜是指圆偏振片发挥作用所必需的薄膜。具体地说，它是指一表面保护薄膜、保护薄膜或相位延迟薄膜。所述相位延迟薄膜可以是当叠加在线性圆偏振片上时可以提供圆偏振性能的任意一种薄膜，并且对薄膜片数没有具体的限制。另外，所述表面保护薄膜包括硬涂层、AG层、AR层和CV层，将其两种或多种任选混合使用。此外，如上所述，它满足两个或多个光学薄膜中至少一个的慢轴与偏振薄膜的吸收轴交叉。
实际的圆偏振片通常是通过制备长度连续的圆偏振片(通常为卷状)并根据其最终用途切割获得的。本发明所用的术语“圆偏振片”既包括长度连续的圆偏振片又包括通过将其切割获得的圆偏振片，除非另有说明。在本发明中，长度连续的圆偏振片的纵向与偏振薄膜的吸收轴之间的角度在10°-小于90°的范围内自由调整，并因此可以容易地选择适宜角度以与其它光学元件结合使用。
如上所述，本发明的长度连续的圆偏振片的特征在于其吸收轴与其纵向既不平行也不垂直(即，倾斜取向)。具体地说，在图1显示的圆偏振片85中，其中具有慢轴71的光学薄膜70通过(如果需要的话)粘合层74层压在一具有吸收轴81的偏振薄膜80的至少一个表面上，所述圆偏振片的特征在于偏振薄膜的吸收轴81与光学薄膜的拉伸轴(即，虚线71′)之间的角度θ在10°-小于90°的范围内。在该范围内，获得优异的耐用性。长度连续的圆偏振片的纵向与吸收轴之间的角度优选为20°-70°，更优选40°-50°，特别优选44°-46°。这种特性特征使得该圆偏振片可以按照如图2所示的方式切割，由此显著提高切割圆偏振片的步骤的产率。
这里，偏振薄膜的吸收轴与光学薄膜的慢轴之间的角度可以通过将圆偏振片的光学薄膜和偏振薄膜彼此分离并测定光学薄膜的吸收轴和光学薄膜的慢轴来估算。另外，偏振薄膜的吸收轴定义为当将所述偏振片以交叉尼科耳状态(cross-Nicol position)重叠在一吸收轴已知的偏振片上时得到最大透射密度的轴向。同样，光学薄膜的慢轴定义为当测定该光学薄膜面内的双折射时得到最大双折射的轴向。偏振薄膜的吸收轴与光学薄膜的慢轴之间的角度是指这两个轴向之间的角度，并且优选为10°-小于90°。偏振薄膜的透射密度可以通过一透射密度仪(例如，X Rite.310TR，安装有一M态过滤器)测定，并且保护薄膜的折光率可以通过一偏振分析仪(例如，偏振分析仪AEP-10，由Shimadzu Seisakusho K.K.生产)测定。
而且，在光学薄膜的慢轴与偏振薄膜的吸收轴交叉的情况下，上面提到的图1中保护薄膜70的慢轴71与偏振片的纵向82或横向83平行，并且偏振薄膜80的吸收轴81与纵向82或横向83所成的角度优选为20-70°，更优选40°-50°，特别优选44-46°。最优选使用卷状偏振片，其中慢轴与纵向平行的保护薄膜被层压在吸收轴81与纵向82成约45°的夹角的偏振薄膜的至少一面上。这种偏振片卷能够以良好产率获得偏振片。
同样，本发明的圆偏振片在550nm或更长的波长下的单片透光率优选是35％或更大，并且在550nm下的偏振度优选是80％或更大。所述单片透光率优选是40％或更大，并且偏振度优选是95.0％或更大，更优选99％或更大，特别优选99.9％或更大。此外，在本发明中，透光率是指单片透光率，除非另有说明。本发明的圆偏振片具有优异的单片透光率和偏振度，因此当将其用于液晶显示器时，可以提高其对比度，因此是有益的。
本发明圆偏振片的构造包括至少一层光学薄膜和一个偏振薄膜，其中所述光学薄膜的慢轴与偏振薄膜的吸收轴之间的角度为10°-小于90°。
当450nm光从圆偏振片的偏振薄膜侧入射时本发明的圆偏振片在与透射轴平行的方向的透射率(T//(450))与其在与透射轴垂直的方向的透射率(T⊥(450))之比满足下式(I)0.95≤T//(450)/T⊥(450)≤1.05而且，更优选式0.98≤T//(450)/T⊥(450)≤1.02。
同样，当590nm光从圆偏振片的偏振薄膜侧入射时本发明的圆偏振片在与透射轴平行的方向的透射率(T//(590))与其在与透射轴垂直的方向的透射率(T⊥(590))之比满足下式(I)0.95≤T//(590)/T⊥(590)≤1.05而且，更优选式0.98≤T//(590)/T⊥(590)≤1.02。
在使用单片光学薄膜作为λ/4板时，优选在450nm的波长下测定的延迟值(Re(450))在100-125nm的范围内，在590nm的波长下测定的延迟值(Re(590))在120-160nm的范围内，并且Re(590)和Re(450)之间的关系是Re(590)-Re(450)≥2nm。该关系更优选是Re(590)-Re(450)≥5nm，最优选Re(590)-Re(450)≥10nm。
优选在450nm的波长下测定的延迟值(Re(450))在108-120nm的范围内，在550nm的波长下测定的延迟值(Re(550))在125-142nm的范围内，在590nm的波长下测定的延迟值(Re(590))在130-152nm的范围内，并且Re(590)和Re(550)之间的关系是Re(590)-Re(550)≥2nm。该关系更优选是Re(590)-Re(550)≥5nm，最优选Re(590)-Re(550)≥10nm。还优选Re(450)和Re(550)之间的关系是Re(550)-Re(450)≥10nm。
在使用单片光学薄膜作为λ/2板的情况下，优选在450nm的波长下测定的延迟值(Re(450))在200-250nm的范围内，在590nm的波长下测定的延迟值(Re(590))在240-320nm的范围内，并且Re(590)和Re(450)之间的关系是Re(590)-Re(450)≥4nm。该关系更优选是Re(590)-Re(450)≥10nm，最优选Re(590)-Re(450)≥20nm。
优选在450nm的波长下测定的延迟值(Re(450))在216-240nm的范围内，在550nm的波长下测定的延迟值(Re(550))在250-284nm的范围内，在590nm的波长下测定的延迟值(Re(590))在260-304nm的范围内，并且Re(590)和Re(550)之间的关系是Re(590)-Re(550)≥4nm。该关系更优选是Re(590)-Re(550)≥10nm，最优选Re(590)-Re(550)≥20nm。还优选Re(450)和Re(550)之间的关系是Re(550)-Re(450)≥20nm。
延迟值(Re)按照下式计算延迟值(Re)＝(nx-ny)xd其中nx代表相位延迟器面内慢轴方向的折光率(最高面内折光率)，ny代表相位延迟板的面内与慢轴垂直的方向的折光率，并且d代表相位延迟板的厚度(nm)。
单片的光学薄膜优选满足下式1≤(nx-nz)/(nx-ny)≤2其中nx代表相位延迟器面内慢轴方向的折光率(最高面内折光率)，ny代表相位延迟板的面内与慢轴垂直的方向的折光率，并且nz代表厚度方向的折光率。
(光学薄膜)可以通过下面所述的方法由聚合物制备具有上述光学性能的光学薄膜。
(相位延迟薄膜)作为用于本发明的相位延迟薄膜，例如在日本专利公开号27118/1993和27119/1993中描述了一种相位延迟器，其中将具有较大延迟的双折射薄膜与具有较小延迟的双折射薄膜层压以便其光轴以直角交叉。用该薄膜，如果在可见光区下在这两个薄膜之间的延迟差值都是λ/4的话，该延迟板理论上在所有可见光区都起λ/4板的作用。同样，可以使用日本专利公开号68816/1998中所述的相位延迟板，其中在特定波长下起λ/4板作用的聚合物薄膜与在相同波长下起λ/2板作用的相同材料的聚合物薄膜彼此层压，并且它在宽的波长范围内下起λ/4板的作用，并且可以使用日本专利公开号90521/1998中所述的相位延迟器，其中将两种聚合物薄膜层压以便在宽的波长范围内下获得λ/4。
另外，在本发明中，在日本专利公开号137116/2000和WO00/26705中描述了一种相位延迟器，它作为单片聚合物薄膜，对测定的较短波长显示较小的相差。优选使用一个相位延迟薄膜的工艺的原因是可以简化制备步骤，但是也发现所得圆偏振光不够。因此，在本发明中，在借助粘合层或粘着层层压在具有偏振性能的偏振薄膜的两面或一面上的相位延迟薄膜包括单片薄膜的情况下，在将相位延迟薄膜层压在偏振薄膜上以便在相位延迟薄膜的慢轴与偏振薄膜的吸收轴之间的角度在10°-小于90°的范围内时，在较短波长侧产生的圆偏振度的偏差是通过使用延迟-增加剂校正的，由此获得一适用于宽波长区的圆偏振片。这是基于如下发现使用传统相位延迟器的反射型液晶显示器时出现的不足的对比度水平是由入射光通过偏振片和λ/4薄膜时在较短波长侧的圆偏振度的偏差所引起的。
(用做相位延迟薄膜的聚合物薄膜)优选使用透光率为80％或更大的聚合物薄膜。
作为用于本发明的聚合物薄膜，优选施加外力难以呈现双折射的那些，并且其实例包括纤维素基聚合物如三乙酰纤维素和二乙酰纤维素；降冰片烯基聚合物如Artone和Zeonex，以及聚甲基丙烯酸甲酯。具体地说，优选纤维素酯类，更优选纤维素的低级脂肪酸酯类。术语“低级脂肪酸”是指含有6个或更少碳原子的脂肪酸。碳原子数优选是2(纤维素乙酸酯)、3(纤维素丙酸酯)或4(纤维素丁酸酯)。特别优选纤维素乙酸酯。也可以使用混合脂肪酸酯如纤维素乙酸丙酸酯或纤维素乙酸丁酸酯。
另外，通过用WO00/26705中所述的分子改性来降低双折射呈现性能，甚至可以使用传统已知易于呈现双折射的聚合物如聚碳酸酯或聚砜。
作为用于相位延迟薄膜的聚合物薄膜，优选使用乙酰化度为57.0-61.5％的纤维素乙酸酯。
乙酰化度是指单位重量的纤维素中键合的乙酸量。乙酰化度是按照ASTMD-817-91(纤维素乙酸酯的测定方法等)中的乙酰化度的测定和计算。
纤维素酯的粘均聚合度(DP)优选是250或更大，更优选是290或更大。
同样，用于本发明的纤维素酯具有窄的分子量分布Mw/Mn(Mw重均分子量；Mn数均分子量)(按照凝胶渗透色谱法)。作为具体的Mw/Mn值，优选1.0-1.7的值，更优选1.3-1.65，最优选1.4-1.6。
为了提高聚合物薄膜和其上提供的层(粘合层、取向薄膜或光学各向异性层)之间的粘合，聚合物薄膜可以经过表面处理(例如，辉光放电处理、电晕放电处理、紫外线处理或火焰处理)。这些聚合物薄膜优选含有紫外线吸收剂等。同样，正如日本专利公开号333433/1995中所述的，可以在聚合物薄膜上提供一粘合层(内涂层)。粘合层的厚度优选是0.1μm-2μm，更优选0.2μm-1μm。
(延迟的控制)通常采用施加外力的方法如拉伸来调整用于相位延迟薄膜的聚合物薄膜的延迟。也可以使用如欧洲专利号911656A2中所述具有至少两个芳环的芳香化合物作为延迟-增加剂。
以100重量份的纤维素乙酸酯为基础，该芳香化合物以0.01-20重量份的量使用。以100重量份的纤维素乙酸酯为基础，该芳香化合物优选以0.05-15重量份的量，更优选以0.1-10重量份的量使用。可以混合使用两种或多种芳香化合物。
所述芳香化合物中的芳环实例包括芳杂环和芳烃环。特别优选，该芳烃环是6-元环(即，苯环)。芳香杂环通常是不饱和杂环。该芳香杂环优选是5-、6-或7-元环，更优选5-或6-元环。该芳香杂环通常含有最多的双键。作为杂原子，优选氮原子、氧原子和硫原子，最优选氮原子。芳香杂环的实例包括呋喃环、噻吩环、吡咯环、噁唑环、异噁唑环、噻唑环、异噻唑环、咪唑环、吡唑环、呋咱环、三唑环、吡喃环、吡啶环、哒嗪环、嘧啶环、吡嗪环和1，3，5-三嗪环。
作为芳环，优选苯环、呋喃环、噻吩环、吡咯环、噁唑环、噻唑环、咪唑环、三唑环、吡啶环、嘧啶环、吡嗪环和1，3，5-三嗪环。
芳环具有的芳环数优选是2-20，更优选2-12，再更优选2-8，最优选3-6。同样，优选该芳香化合物具有至少一个1，3，5-三嗪作为芳环。
两个芳环之间的关系可以分成3种情形(a)两个芳环形成稠环的情形；(b)两个芳环彼此通过单键直接相连的情形；和(c)两个芳环彼此通过一连接基团相连的情形(由于它们都是芳环因此不形成螺键)。该关系可以是(a)-(c)中任意一种。
形成稠环(稠环由两个或多个芳环构成)的情形(a)的实例包括茚环、萘环、甘菊环、芴环、菲环、蒽环、苊烯环、并四苯环、芘环、吲哚环、异吲哚环、苯并呋喃环、苯并噻吩环、吲嗪环、苯并噁唑环、苯并噻唑环、苯并咪唑环、苯并三唑环、嘌呤环、吲唑环、色烯环、喹啉环、异喹啉环、喹嗪环、喹唑啉环、噌啉环、喹喔啉环、酞嗪环、蝶啶环、咔唑环、吖啶环、菲啶环、呫吨环、吩嗪环、吩噻嗪环、吩噻噁环、吩噁嗪环和噻蒽环。优选萘环、甘菊环、吲哚环、苯并噁唑环、苯并噻唑环、苯并咪唑环、苯并三唑环和喹啉环。
情形(b)中的单键优选是两个芳环的碳原子之间的键。也可以通过两个或多个单键将两个芳环结合形成一脂环环或非芳族杂环。
情形(c)的连接基团优选与两个芳环的碳原子相连。连接基团优选是亚烷基、亚链烯基、亚链炔基、-CO-、-O-、-NH-、-S-或其组合。由其组合构成的连接基团的实例示于下面。此外，以下连接基团的左右关系可以颠倒。
c1-CO-O-c2-CO-NH-c3亚烷基-O-c4-NH-CO-NH-c5-NH-CO-O-c6-O-CO-O-c7-O-亚烷基-O-c8-CO-亚烯基-c9-CO-亚烯基-NH-c10-CO-亚烯基-O-
c11-亚烷基-CO-O-亚烷基-O-CO-亚烷基-c12-O-亚烷基-CO-O-亚烷基-O-CO-亚烷基-O-c13-O-CO-亚烷基-CO-O-c14-NH-CO-亚烯基-c15-O-CO-亚烯基-该芳基和连接基团可以有一个或多个取代基。
取代基的实例包括卤原子(F、Cl、Br或I)、羟基、羧基、氰基、氨基、硝基、磺基、氨基甲酰基、氨磺酰基、脲基、烷基、烯基、炔基、脂肪族酰基、脂肪族酰氧基、烷氧基、烷氧基羰基、烷氧基羰基氨基、烷硫基、烷基磺酰基、脂肪族酰氨基、脂肪族亚磺酰氨基、脂肪族取代的氨基、脂肪族取代的氨基甲酰基、脂肪族取代的氨磺酰基、脂肪族取代的脲基和非芳族杂环基。
烷基的碳原子数优选是1-8。链烷基比环烷基优选，其中特别优选直链烷基。所述烷基还可以有一个或多个取代基(例如，羟基、羧基、烷氧基或烷基取代的氨基)。烷基(包括取代基)的实例包括甲基、乙基、正丁基、正己基、2-羟基乙基、4-羧基丁基、2-甲氧基乙基和2-二乙基氨基乙基。
烯基的碳原子数优选是2-8。链烯基比环烯基更优选，其中特别优选直链烯基。所述烯基还可以有一个或多个取代基。所述烯基的实例包括乙烯基、烯丙基和1-己烯基。
炔基的碳原子数优选是2-8。链炔基比环炔基更优选，其中特别优选直链炔基。所述炔基还可以有一个或多个取代基。所述炔基的实例包括乙炔基、1-丁炔基和1-己炔基。
脂肪族酰基的碳原子数优选是1-10。所述脂肪族酰基的实例包括乙酰基、丙酰基和丁酰基。
脂肪族酰氧基的碳原子数优选是1-10。所述脂肪族酰氧基的实例包括乙酰氧基。
烷氧基的碳原子数优选是1-8。所述烷氧基还可以有一个或多个取代基。该烷氧基(包括取代的烷氧基)的实例包括甲氧基、乙氧基、丁氧基和甲氧基乙氧基。
烷氧基羰基的碳原子数优选是2-10。该烷氧基羰基的实例包括甲氧基羰基和乙氧基羰基。
烷氧基羰基氨基的碳原子数优选是2-10。所述烷氧基羰基氨基的实例包括甲氧基羰基氨基和乙氧基羰基氨基。
烷硫基的碳原子数优选是1-12。所述烷硫基的实例包括甲硫基、乙硫基和辛硫基。
烷基磺酰基的碳原子数优选是1-8。所述烷基磺酰基的实例包括甲磺酰基和乙磺酰基。脂肪族酰氨基的碳原子数优选是1-10。所述脂肪族酰氨基的实例包括乙酰氨基。
脂肪族亚磺酰氨基的碳原子数优选是1-8。所述脂肪族亚磺酰氨基的实例包括甲亚磺酰氨基、丁亚磺酰氨基和正辛亚磺酰氨基。
脂肪族取代的氨基的碳原子数优选是1-10。所述脂肪族取代的氨基的实例包括二甲基氨基、二乙基氨基和2-羧基乙基氨基。
脂肪族取代的氨基甲酰基的碳原子数优选是2-10。所述脂肪族取代的氨基甲酰基的实例包括甲基氨基甲酰基和二乙基氨基甲酰基。
脂肪族取代的氨磺酰基的碳原子数优选是1-8。所述脂肪族取代的氨磺酰基的实例包括甲氨磺酰基和二乙基氨磺酰基。
脂肪族取代的脲基的碳原子数优选是2-10。所述脂肪族取代的脲基的实例包括甲基脲基。
非芳族杂环基的实例包括哌啶基和吗啉基。
延迟-增加剂的分子量优选是300-800。至于延迟-增加剂，在日本专利公开号111914/2000和275434/2000中也有描述，并且可以使用这些文献中所述的化合物。
本发明的相位延迟薄膜优选是这样的相位延迟薄膜，其中将λ/4板(为双折射光提供1/4波长相位延迟的双折射薄膜)和λ/2板(为双折射光提供1/2波长相位延迟的双折射薄膜)相结合，以便其光轴彼此以预定角度交叉。在本发明中，所述相位延迟薄膜有时特别称之为“宽带λ/4板”。
下面详细描述用于本发明的宽带λ/4板。
在如图11A所示定义坐标体系中，将一光学元件置于yz面，并且光沿x轴前进。另外，如图11B所示以yz面内与y轴所成的角度来测定光学元件的轴向(顺时针方向为正)。相同的定义也用于下面的说明。
在图10A中，124代表λ/4板，121和123代表粘合剂，122代表λ/2板，并且110代表偏振片。如图10B所示，λ/4板的拉伸轴沿20°的方向放置，并且如图10C所示，λ/2板122的拉伸轴沿75°的方向放置。偏振片110的透射轴在水平方向上，如图10D所示。
所述元件经过这样的设计，当光从λ/4板侧入射到该元件中时，逆时针圆偏振光被偏振片吸收，仅顺时针圆偏振光透过。圆偏振片100以图10A-10D所示的可行形式放置，以便λ/4板的延迟的波长分布特性被λ/2板122的性能抵消，并且因此在可见光区(400nm-700nm)可以显示几乎恒定的圆偏振片性能。同样，通过适当改变λ/2板和λ/4板之间的角度可以选择适当的特性，这取决于具体的要求(如所需的波长区)，并且还可以强化波长分布特性。至于λ/2板122和λ/4板124之间的角度，优选适当选择这样的角度，使得入射光的波长的延迟比率恒定。
同样，在本发明中，当构成相位延迟薄膜的波长板中的至少一个在波长板面内的矩形轴方向和薄膜厚度方向的折光率分别称之为nx、ny和nz时，它们优选满足关系nx＞ny和(nx-ny)＜1。可以通过使用显示1/4设计波长(λ0)的延迟(定义为双折射光的折光率差值(Δn)和厚度(d)的乘积(Δnd))的λ/4板来控制延迟的波长扩散，并将显示1/2延迟的λ/2板以预定角度层压。具体地说，可以将延迟与入射光的波长(λ)之比(Δnd/λ)看作几乎恒定，因此使用相位延迟薄膜提高了光学系统的特性。
具有这些性能的波长板的特征在于，当光不以与波长板垂直的方向而是以倾斜方向入射时，显示较少的延迟。因此，当使用具有这些性能的波长板制备相位延迟薄膜(宽带λ/4板)时，可以在宽的入射角范围内控制波长分布特性，因此大大提高了本发明的益处。
本发明的λ/2板或λ/4板经常可以通过拉伸高聚合物薄膜来制备。在本发明中，优选聚碳酸酯、三乙酰基纤维素、聚烯烃等，它们己广泛地用作波长板的材料。其厚度没有特别的限制，但是优选在1μm-1000μm的范围内。
λ/2板和λ/4板的层压以及宽带λ/4板和偏振片的层压可以使用已知的接触粘合型或热熔融型粘着剂或粘合剂进行。宽带λ/4板和偏振片的层压角度经过适当选择，以便所得层压物可以具有圆偏振片在可见光区的某种性能。
(保护薄膜)本发明的偏振薄膜优选通过在其两个面或一个面上层压一保护薄膜来用作偏振片。对所述保护薄膜的类型没有特别的限制，并且可以使用纤维素酰化物如纤维素乙酸酯和纤维素乙酸丁酸酯、聚碳酸酯、聚烯烃、聚苯乙烯和聚酯。用于偏振片的保护薄膜要求具有透明度、适当的透湿汽性、低的双折射和适当的硬度等性能。综合来看，优选纤维素酰化物，更优选乙酸纤维素酯。
该保护薄膜通常以卷状进料，并优选连续层压于一长度连续的圆偏振片上，以便前者与后者的纵向一致。这里，保护薄膜的取向轴(慢轴)可以为任意方向，但是考虑到操作的方便性，保护薄膜的取向轴优选与纵向平行。
而且，对保护薄膜的慢轴(取向轴)与偏振薄膜的吸收轴(拉伸轴)之间的角度也没有特别的限制，并且可以根据最终用途适当选择。由于本发明的长度连续的圆偏振片的吸收轴与其纵向不平行，因此通过将取向轴与纵向平行的保护薄膜连续层压于本发明的长度连续的圆偏振片上，可以获得偏振薄膜的吸收轴与保护薄膜的取向轴不平行的偏振片。当保护薄膜的慢轴与偏振薄膜的吸收轴之间的角度在10°-小于90°的范围内，更优选在20°-小于80°的范围内时，可以呈现有效的尺寸稳定性提高效果。
根据最终用途，所述保护薄膜可以具有任意的物理性能，下面显示了用于正常透射LCD时的代表性优选值。考虑到可操作性和耐用性，薄膜厚度优选是5-500μm，更优选20-200μm，特别优选20-100μm。在632.8nm下延迟值优选是0-150nm，更优选0-20nm，特别优选0-5nm。从避免线性偏振光椭圆偏振的角度，所述保护薄膜的慢轴优选与偏振薄膜的吸收轴基本上平行或垂直。然而，当保护薄膜被赋予改变相位延迟板所具有的偏振性能的功能时，不适用上述布置，并且偏振片的吸收轴与保护薄膜的慢轴之间的角度可以是任意角度。
保护薄膜的可见光透射率优选是60％或更大，特别优选90％或更大。在90℃下处理120小时之后的尺寸降低优选是0.3-0.01％，特别优选0.15-0.01％。通过薄膜拉伸试验测定的抗拉伸值优选是50-1000MPa，特别优选100-300MPa。薄膜的透湿汽性优选是100-800g/m2·天，特别优选300-600g/m2·天。
当然，本发明的应用并不限于上述值。
下面详细描述优选作为保护薄膜的纤维素酰化物。就纤维素的羟基的取代度而言，优选的纤维素酰化物是满足所有下式(I)-(IV)的那些
(I)2.6≤A+B≤3.0(II)2.0≤A≤3.0(III)0≤B≤0.8(IV)1.9＜A-B在上面的式中，A和B代表纤维素羟基取代为酰基的取代度，并且A代表乙酰基的取代度，B代表具有3-5个碳原子的酰基的取代度。纤维素在一个葡萄糖单元中有3个羟基，并且上述值代表以羟基数3.0为基础的取代度，因此最大值是3.0。三乙酸纤维素酯的取代度A是2.6-3.0(在这种情况下，未被取代的羟基比例最大是0.4)，并且取代度B是0。用作偏振片的保护薄膜的纤维素酰化物，优选是所有酰基都是乙酰基的三乙酸纤维素酯，或者是这样的纤维素酰化物乙酰基的比例是2.0或更大，具有3-5个碳原子的酰基的取代度是0.8或更小，并且未被取代的羟基的取代度是0.4或更小。当使用具有3-5个碳原子的酰基时，考虑到物理性能，其取代度特别优选是0.3或更小。此外，所述取代度是通过测定取代纤维素羟基的乙酸和具有3-5碳原子的脂肪酸的键合度，接着计算获得的。该测定可以根据ASTMD-817-91进行。
除了乙酰基之外，具有3-5个碳原子的酰基有丙酰基(C2H5CO-)、丁酰基(C3H7CO-)(正-、异-)和戊酰基(C4H9CO-)(正-、异-、仲-、叔-)。其中，考虑到形成薄膜时的机械强度和易于溶解，优选正-取代的，前者特别优选正-丙酰基。如果乙酰基的取代度低，那么其机械强度和耐湿热性降低。当具有3-5个碳原子的酰基的取代度高时，在有机溶剂中的溶解性提高，只有这些取代度都在上述范围内时才能获得良好的性能。
纤维素酰化物的聚合度(粘均)优选是200-700，特别优选250-550。粘均聚合度可以通过Ostwald粘度计测定，并使用测定的纤维素酰化物的固有粘度[η]，按照下式进行计算
DP＝[η]/Km其中DP是粘均聚合度，Km是常数6×10-4。
作为纤维素酰化物的原料，例如有棉籽绒和木浆。可以使用由任意原料纤维素获得的纤维素酰化物，并且也可以使用其混合物。
(聚合物薄膜的制备)上述纤维素酰化物通常是通过溶剂浇注法制得的。溶剂浇注法是这样一种方法将纤维素酰化物和各种添加剂溶解在一溶剂中制得一稠液(本文后面称之为“浓液”)并将其浇注在一循环载体如转筒或带上，并将溶剂蒸发形成薄膜。浓液优选经过调整以便固含量为10-40重量％。所述转筒或带的表面优选经过抛光成一镜面。所述溶剂浇注方法中的浇注和干燥方法描述在美国专利2,336,310、2,367,603、2,492,078、2,492,977、2,492,978、2,607,704、2,739,069和2,739,070、英国专利640731和736892、日本专利公告号4554/1970和5614/1974、日本专利公开号176834/1985、203430/1985和115035/1987。
也优选使用浇注两层或更多层浓液的方法。在浇注多层浓液的情况下，可以从多个间隔提供的浇注缝隙在载体运行方向分别浇注含有浓液的溶液由此形成浓液层来形成薄膜。例如，可以使用描述在日本专利公开号158414/1986、122419/1989和198285/1999的方法。同样，可以通过从两个浇注缝隙浇注纤维素酰化物溶液形成一薄膜。这可以通过例如日本专利公布号27562/1985、日本专利公开号947245/1986、104813/1986、158413/1986和34933/1994中所述的方法进行。而且，也可以优选使用日本专利公开号162617/1981中所述的浇注方法，其中高粘度浓液流被低粘度浓液包围，并且将该高粘度浓液和低粘度浓液同时挤出。
溶解纤维素酰化物的有机溶剂的实例包括烃类(例如苯和甲苯)、卤代烃类(例如，二氯甲烷和氯苯)、醇类(例如，乙醇和二甘醇)、酮类(例如，丙酮)、酯类(例如，乙酸乙酯和乙酸丙酯)和醚类(例如，四氢呋喃和甲基纤维素)。优选使用具有1-7个碳原子的卤代烃类，最优选使用二氯甲烷。考虑到纤维素酰化物的溶解度、从载体上的可剥离性、最终薄膜的机械强度和光学性能等物理性能，优选将一种或多种具有1-5个碳原子的醇类与二氯甲烷混合使用。以整个溶剂为基础，醇的含量优选是2-25重量％，更优选5-20重量％。醇的具体实例包括甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇和正丁醇，其中优选使用甲醇、乙醇、正丁醇或其混合物。
除了纤维素酰化物之外，作为干燥后的固体组分，可以任选含有增塑剂、紫外线吸收剂、热稳定剂如无机细粒和碱土金属(例如，钙或镁)的盐、抗静电剂、阻燃剂、润滑剂、油剂、从载体剥离的加速剂、纤维素酰化物的水解抑制剂等等。
作为优选加入的增塑剂，使用磷酸酯或羧酸酯。磷酸酯的实例包括磷酸三苯酯(TPP)、磷酸三甲苯酯(TCP)、甲苯基二苯基磷酸酯、辛基二苯基磷酸酯、二苯基联苯基磷酸酯、磷酸三辛酯和磷酸三丁酯。作为羧酸酯，邻苯二甲酸酯和柠檬酸酯是典型的。邻苯二甲酸酯的实例包括邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、邻苯二甲酸二苯酯(DPP)和邻苯二甲酸二乙基己酯(DEHP)。柠檬酸酯的实例包括邻乙酰基柠檬酸三乙酯(OACTE)、邻乙酰基柠檬酸三丁酯(OACTB)、乙酰基三乙基柠檬酸酯和乙酰基三丁基柠檬酸酯。
其它羧酸酯的实例包括油酸丁酯、蓖麻油酸甲基乙酰酯、癸二酸二丁酯和苯三酸酯类如苯三酸三甲酯。乙醇酸酯的实例包括三醋精、三丁精、丁基乙醇酸邻苯二甲酰基丁酯、乙醇酸乙基邻苯二甲酰基乙酯、乙醇酸甲基邻苯二甲酰基乙酯和乙醇酸丁基邻苯二甲酰基丁酯。
在上述增塑剂中，优选使用磷酸三苯酯、联苯基二苯基磷酸酯、磷酸三甲苯酯、甲苯基二苯基磷酸酯、磷酸三丁酯、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二乙基己酯、三醋精、乙醇酸乙基邻苯二甲酰基乙酯和苯三酸三甲酯。特别优选磷酸三苯酯、联苯基二苯基磷酸酯、邻苯二甲酸二乙酯、乙醇酸乙基邻苯二甲酰基乙酯和苯三酸三甲酯。这些增塑剂可以单独使用或其两种或多种混合使用。以纤维素酰化物为基础，增塑剂的加入量优选是5-30重量％，特别优选8-16重量％。这些化合物可以在制备纤维素酰化物溶液时与纤维素酰化物和溶剂一起添加，或者可以在制备溶液期间或之后添加。
作为紫外线吸收剂，可以根据最终用途选择任意一种，并且可以使用水杨酸酯型、二苯酮型、苯并三唑型、苯甲酸酯型、氰基丙烯酸酯型和镍络合盐型的吸收剂。其中优选二苯酮型、苯并三唑型和水杨酸酯型的吸收剂。二苯酮型紫外线吸收剂的实例包括2，4-二羟基二苯酮、2-羟基-4-乙酰氧基二苯酮、2-羟基-4-甲氧基二苯酮、2，2′-二羟基-4-甲氧基二苯酮、2，2′-二羟基-4，4′-二甲氧基二苯酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯酮、2-羟基-4-十二碳酰氧基二苯酮和2-羟基-4-(2-羟基-3-甲基丙烯酰氧基)丙氧基二苯酮。苯并三唑型紫外线吸收剂的实例包括2-(2′-羟基-3′-叔丁基-5′-甲基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(2′-羟基-5′-叔丁基苯基)-苯并三唑、2-(2′-羟基-3′，5′-二-叔戊基苯基)-苯并三唑、2-(2′-羟基-3′，5′-二-叔丁基苯基)-5-氯苯并三唑和2-(2′-羟基-5′-叔辛基-苯基)苯并三唑。水杨酸酯型紫外线吸收剂的实例包括水杨酸苯酯、水杨酸对辛基苯酯和水杨酸对-叔丁基苯酯。在这些所述的紫外线吸收剂中，优选2-羟基-4-甲氧基二苯酮、2，2′-二羟基-4，4′-甲氧基二苯酮、2-(2′-羟基-3′-叔丁基-5′-甲基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(2′-羟基-5′-叔丁基苯基)苯并三唑、2-(2′-羟基-3′，5′-二-叔戊基苯基)苯并三唑和2-(2′-羟基-3′，5′-二-叔丁基苯基)-5-氯苯并三唑。
将许多吸收波长彼此不同的吸收剂混合使用，可以在宽的波长范围内获得高的掩蔽效果，因此特别优选。以纤维素酰化物为基础，紫外线吸收剂的量优选是0.01-5重量％，特别优选0.1-3重量％。该紫外线吸收剂可以在溶解纤维素酰化物的同时加入，或者可以加入溶解纤维素酰化物的浓液中。具体地说，优选使用静态混合器并在浇注之前即刻将紫外线吸收剂溶液加入到浓液中。
作为加入到纤维素酰化物的无机细粒，可以根据最终用途自由使用二氧化硅、高岭土、滑石、硅藻土、石英、碳酸钙、硫酸钡、氧化钛和矾土。优选通过任意装置如高速混合器、球磨机、超微磨碎机或超声波分散器将这些细粒分散到粘合剂溶液中，之后将它们加入到浓液中。所述粘合剂优选是纤维素酰化物。也优选将其与其它添加剂如紫外线吸收剂一起分散。可以使用任意的分散溶剂，但是优选组成与浓液溶剂相似的分散溶剂。分散的颗粒的数均粒径优选是0.01-100μm，特别优选0.1-10μm。可以在溶解纤维素酰化物的步骤中同时加入上述分散液，或者可以在任意步骤中加入。然而，与紫外线吸收剂类似，优选使用静态混合器等在浇注之前即刻加入该分散液。
作为从载体剥离的加速剂，表面活性剂是有效的，并且对表面活性剂没有特别的限制，可以使用任意的磷酸酯-基表面活性剂、磺酸酯-基表面活性剂、羧酸酯-基表面活性剂、非离子和阳离子表面活性剂。它们例如描述在日本专利公开号243837/1986中。
在将上述纤维素酰化物薄膜用作保护薄膜的情况下，优选通过例如皂化、电晕处理、火焰处理或辉光放电处理等的方式赋予该薄膜表面亲水性。也可以将一亲水树脂分散到对纤维素酰化物具有亲和力的溶剂中，并将该分散液涂布到薄膜上形成一薄层。在上述方式中，特别优选皂化处理，这是由于它不破坏薄膜的平整度和物理性能。所述皂化处理是通过例如将薄膜浸泡在碱如苛性钠的水溶液中进行的。处理之后，优选用低浓度酸中和，以除去过量的碱，接着用水充分洗涤。
下面具体描述优选用作纤维素酰化物薄膜的表面处理的碱皂化处理。该处理优选通过如下循环进行将纤维素酰化物薄膜表面浸泡到一碱性溶液中，用一酸性溶液中和，然后水洗和干燥。碱性溶液例如有氢氧化钾溶液和氢氧化钠溶液，其中优选氢氧根离子的当量浓度优选是0.1N-3.0N，更优选0.5N-2.0N。碱性溶液的温度优选是室温至90℃，更优选40℃-70℃。然后通常用水洗涤该薄膜，并在通过一酸性水溶液之后，再次用水洗涤以获得一表面处理过的纤维素酰化物薄膜。在这种情况下，所述酸是盐酸、硝酸、硫酸、乙酸、甲酸、氯乙酸、草酸等等，并且其浓度优选是0.01N-3.0N，更优选0.05N-2.0N。在使用纤维素酰化物薄膜作为偏振片的透明保护薄膜的情况下，考虑到与偏振薄膜的粘合，特别优选进行酸处理和碱处理，即，纤维素酰化物的皂化处理。
可以通过如“Nure no Kiso to Oyo”(由Riaraizu K.K.于1989年12月10日出版)中所述的接触角法、湿热法或吸附法，测定由此获得的固体的表面能，其中优选接触角法。以接触角计其表面能是5-90°，优选5-70°。
在本发明的圆偏振片的保护薄膜表面上，可以提供任意的功能层如日本专利公开号229828/1992、75115/1994和50206/1996中所述用于补偿LCD的视角的光学各向异性层、提高显示器的可视性的防眩光层或防反射层、通过各向异性散射或各向异性光学干扰分离PS波以提高亮度的层(例如，聚合物高度分散的液晶层或胆甾醇液晶层)、提高偏振片的耐擦性的硬涂层、防止水分或氧扩散的气体屏障层、提高与偏振薄膜或粘合剂或自粘剂的粘合力的容易粘合层，和一赋予光滑性的层。
该功能层可以提供到偏振薄膜面上或者与偏振薄膜相对的面上，这可以根据最终用途适当选择。
在本发明的偏振薄膜的一个表面或两个表面上，可以直接层压各种功能薄膜作为保护薄膜。作为这些功能薄膜，可以有相位延迟薄膜如λ/4板和λ/2板、光漫射薄膜、在与偏振片相对的表面上有一导电层的塑料元件、具有各向异性散射或各向异性光学干扰功能的亮度提高薄膜、反射片和半透明反射片。
作为偏振片的保护薄膜，可以使用一片上述优选的保护薄膜，或者多片上述保护薄膜的层压物。可以将相同的保护薄膜层压于偏振薄膜的两面，或者可以在两面层压功能和物理性能彼此不同的保护薄膜。也可以将上述保护薄膜仅层压于偏振薄膜的一个表面上，并在其另一面上直接提供一粘合层以直接层压液晶元件，而不层压保护薄膜。在这种情况下，优选在粘合层的外面提供一可剥离的分离薄膜。
(表面保护薄膜)作为表面保护薄膜，可以是硬涂层、AG层、AR层和CV层。这些层可以由单层或多层构成，但是从生产步骤的角度，该薄膜优选由单个薄膜构成。所述单层可以通过多次涂布形成，只要这些层在涂布和干燥之后组成相同。另一方面，术语“多层”是指这些层分别是由配方彼此不同的组合物形成的。同样，这些层可以混合使用。
硬涂层优选含有一种可固化的组合物，特别优选一种含有一含烯化不饱和基团的化合物和一在分子内含有3个或更多开环可聚合基团的化合物的组合物。固化过程中所含组分优选经受交联反应。所述交联反应可以是自由基聚合反应和阳离子聚合反应。在这两种情况下，这些聚合反应都可以通过通过热和/或光的作用进行。这些聚合反应通常能够通过加入少量的自由基产生剂或者阳离子产生剂(或产酸剂)，即所谓的聚合引发剂，并通过热和/或光使其分解产生自由基或阳离子来进行。自由基聚合反应和阳离子聚合反应可以单独进行，但是优选能够同时进行。作为在不加入自由基产生剂的情况下进行交联反应的方法，有仅仅加热该体系的方法，但是优选使用光化射线如辐射、γ射线、α射线、电子束和紫外线照射的方法。
如果需要的话，可以向所述可固化的组合物中加入可交联的细粒。可交联的细粒的加入用于提高对基片的粘着，这是由于它可降低硬涂层的固化收缩量，并且在基片是塑料薄膜的情况下，它可用于降低卷曲。作为可交联的细粒，可以使用无机细粒、任意的有机细粒和有机-无机复合细粒，没有特别的限制。无机细粒的实例包括二氧化硅颗粒、二氧化钛颗粒、氧化锆颗粒和氧化铝颗粒。无机细粒通常硬，并且向硬涂层加入无机细粒用于降低因固化引起的收缩，此外，可以提高表面的硬度。
通常，无机细粒与有机组分如本发明的聚合物和多官能乙烯基单体的亲合力低，因此将它们简单混合可能在某些情况下可能形成聚集体或者可能使固化硬涂层破裂。因此，为了增加无机细粒和有机组分之间的亲合力，无机细粒的表面可以用含有有机部分的表面改性剂处理。
作为有机细粒，例如有通过交联通用树脂所获得的那些，例如聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、尼龙、聚对苯二甲酸乙二酯、聚苯乙烯、聚(甲基)丙烯酸类和酰胺类、聚氯乙烯、乙酰基纤维素、硝基纤维素和聚二甲基硅氧烷、和交联的橡胶细粒如SBR和NBR。
硬涂层的厚度也随待涂布的基片的硬度而变化，通过增加硬涂层的厚度使得提供更高的硬度和形成难破裂和剥离的硬涂层的效果更加显著。所述厚度是1-200μm，优选20-200μm，更优选30-200μm，甚至更优选40-200μm，最优选50-200μm。
由可固化组合物形成的硬涂层的表面的硬度也随用其涂布的基片的类型而变化，硬度越高，越优选。本发明所用的表面的硬度可以可以根据JIS K5400中定义的铅笔强度来表示，并且可以通过用铅笔直接刮擦硬涂层的表面来评价。根据铅笔硬度，硬涂层表面的硬度是3H-9H，优选4H-9H，更优选5H-9H。
另外，为了提高基片与硬涂层之间的粘合，可以对基片的两面或者一面进行表面处理，例如通过氧化法或粗糙化法。作为表面处理方法，例如有用化学物质处理、机械处理、电晕放电处理、辉光放电处理、用铬酸处理(湿法)、火焰处理、高频处理、热空气处理、用臭氧处理、紫外线照射处理、活性等离子体处理和用混合酸处理。
而且，可以提供一种或多种内涂层。作为内涂层用的材料，有氯乙烯、二氯乙烯、丁二烯、(甲基)丙烯酸、苯乙烯、乙烯酯等的共聚物及其胶乳；聚酯；聚氨酯；和水溶性聚合物如明胶。
而且，可以在硬涂层上提供一具有各种功能的功能层，例如防反射层、紫外线和红外线吸收层、能够吸收特定波长的光的层、电磁波屏蔽层或防污层。这些功能层可通过已知的传统工艺形成的。同样，为了提高功能层与硬涂层之间的粘着，硬涂层可以经过表面处理，或者可以在其上提供一粘合层。
(偏振薄膜)本发明的倾斜取向的偏振片可以通过下述方法容易地获得。即，通过拉伸聚合物薄膜获得倾斜取向，同时适当选择拉伸之后薄膜的挥发物的比率、薄膜收缩时的收缩量和拉伸之前的薄膜的弹性模量。而且，还优选调整拉伸之前粘附到薄膜上的外来物质的量。因此，即使倾斜取向时，拉伸的薄膜不经受收缩，并且可以获得表面粗糙度小且均匀性优异的偏振薄膜。另外，由于没有形成收缩，因此不形成挠曲，因此施加到薄膜上的拉伸张力不降低，这大概有助于防止条纹颜色变化的发生。
下面详细描述用于获得本发明偏振片的优选的拉伸方法(本文后面有时称之为“本发明的拉伸方法”)。
(拉伸方法)图3和4是显示对聚合物薄膜进行倾斜拉伸的实例的平面示意图。
本发明的拉伸方法包括(a)所示的步骤，其中沿箭头(1)所示的方向加入原始薄膜；(b)所示的步骤，其中在横向拉伸该薄膜；和(c)所示的步骤，其中以箭头(2)所示的方向将该拉伸薄膜运往下一步。本文后面的术语“拉伸步骤”是指包括步骤(a)-(c)的进行本发明拉伸方法的整个步骤。
将薄膜从方向(1)连续加入，并且首先在点B1借助从上游看位于左侧的夹具夹持。在该点，薄膜的另一边还未夹持，因而在横向不产生张力。即，点B1不是实际开始夹持的点(本文后面称之为“实际夹持起始点”)。
在本发明中，实际夹持起始点定义为将薄膜两边夹持的点。所述实际夹持起始点由两个点显示一个是在更下游侧的夹持起始点A1，另一个是从A1以与薄膜的中心线11(图3)或23(图4)几乎垂直的方向所划的直线与相对侧夹具的轨迹13(图3)或23(图4)的交点C1。
从这些实际夹持起始点开始，当两边的夹具以大致相等的速度运送时，每隔单位时间A1移动到A2、A3...An，并且C1类似地移动到C2、C3...Cn。即，An和Cn(与此同时相对侧夹具所通过的点)的连线显示此时的拉伸方向。
在本发明的该方法中，如图3和4所示，与Cn相比An渐渐滞后，因此该拉伸方向渐渐从与运送方向垂直的方向倾斜。本发明的实际夹持的释放点(本文后面称之为“实际夹持释放点”)由两点定义一是在更上游侧的夹持释放点Cx；另一个是从Cx以与送往下一步的薄膜的中心线12(图3)或22(图4)几乎垂直的方向划的直线与相对侧夹具的轨迹14(图3)或24(图4)的交点Ay。
薄膜最终拉伸方向的角度是由拉伸步骤的实际终点(实际夹持释放点)处右边与左边夹具之间的路径差，Ay-Ax(即，|L1-L2|)，与实际夹持释放点之间的距离W(Cx与Ay之间的距离)之比来确定的。因此，拉伸方向与下一步运送方向之间的倾斜角θ满足下式
tanθ＝W/(Ay-Ax)即，tanθ＝W/|L1-L2|尽管在图3和4中，在过了Ay点之后，薄膜的上边依然被夹持，直至18(图3)或28(图4)，但是另一边没有夹持，因此不再发生横向拉伸，因此点18和28不是本发明的实际夹持释放点。
如上所述，在本发明中，在薄膜两边的实际夹持起始点不是简单的在薄膜左边和右边薄膜开始被夹具夹住的点。以如下方式对本发明的两个实际夹持起始点给出严格的定义实际夹持起始点位于薄膜的左边或右边，其和另一边夹持点之间的连线与进入薄膜夹持步骤的薄膜的中心线几乎以直角相交，并且实际夹持起始点是满足上述条件且位于最上游位置的夹持点。
类似地，对本发明的两个实际夹持释放点定义如下实际夹持释放点位于薄膜的左边或右边，其和另一边夹持点之间的连线与送往下一步的薄膜的中心线几乎以直角相交，并且实际夹持释放点是满足上述条件且位于最下游位置的夹持点。
本文所用的术语“几乎以直角相交”是指薄膜的中心线与左边和右边实际夹持起始点或实际夹持释放点的连线以90+/-0.5°的角度相交(本文所用的术语“+/-”是指“加或减”)。
在本发明使用拉幅机型拉伸机产生左边和右边路径之间的差异的情况下，由于机械限制如轨道长度，在薄膜开始被夹具夹住的点与实际夹持起始点之间或者薄膜开始释放与实际夹持释放点之间存在大的缝隙。然而，只要上面定义的实际夹持起始点和实际夹持释放点之间的步骤满足式(1)的关系，就能够实现本发明的目的。
在上面的描述中，通过步骤(c)的出口宽度W与两个实际夹具的路径差异|L1-L2|之比可以控制并调整最终拉伸薄膜的取向轴的倾斜角。
就所述偏振片和相位延迟薄膜而言，经常需要相对纵向以45°倾斜的薄膜。在这种情况下，为了获得接近45°的取向角，优选满足下式(2)式(2)0.9W＜|L1-L2|＜1.1W更优选满足下式(3)式(3)0.97W＜|L1-L2|＜1.03W。
只要满足式(1)的关系，可以根据设备成本和产率自由地设计该拉伸步骤的具体结构，如图3-8所述。
将薄膜引入到拉伸步骤的方向(1)和将薄膜运往下一步的方向(2)之间的角度可以为任意角度，然而，为了使包括拉伸前和拉伸后的步骤的设备的总面积最小化，该角度优选较小。该角度优选为3°，更优选在0.5°以下。该值例如可以通过图3和4所示的结构获得。
在这种方法中薄膜运行方向基本上不变，仅通过扩大夹具之间的宽度很难获得相对纵向45°的取向角(该角度对偏振片或相位延迟薄膜是优选的)。因此，如图3所示，在薄膜拉伸之后通过提供收缩步骤，可以使|L1-L2|变大。
拉伸比优选是1.1-10.0，更优选是2-10，并且接下来的收缩比优选为10％或更大。同样，如图6所示，优选重复进行拉伸和收缩，以使|L1-L2|更大。
另外，为使拉伸步骤中的设备成本最小化，夹具轨迹的弯曲次数以及弯曲角度优选较小。在这种观点下，如图4、5和7所示，薄膜运行方向优选弯曲，以使在拉伸步骤的出口处(薄膜两边被夹持)的薄膜运行方向与薄膜的实际拉伸方向之间的角度是20-70°。
在本发明中，通过夹持两边同时施加张力来拉伸薄膜的设备优选是一种如图3-7所示的所谓的拉幅机。另外，除了传统的两维拉幅机之外，也可以使用一拉伸步骤，如图8所示，其中两边的边缘夹具以螺旋方式提供，以便在两个夹具之间产生路径差异。
就拉幅机型拉伸机而言，经常使用一种夹固定链沿轨道运行的结构。然而，当使用如本发明的左右不均匀拉伸方法时，如图3和4所示，在拉伸步骤的入口和出口末端发生偏移，并且在一些情况下，夹持起始和夹持释放不是同时进行的。在这种情况下，实际路径长度L1和L2不是简单的夹持起始点与夹持释放点之间的距离，而是如上所述，是薄膜-夹具夹持薄膜两边的部分的路径长度。
如果在拉伸步骤的出口处薄膜的左边和右边之间的运行速度存在差异，在拉伸步骤的出口处会发生皱褶或滑动，因此左边薄膜-夹具运行的速度与右边薄膜-夹具运行的速度应基本上相同。运行速度的差异优选是1％或更小，更优选小于0.5％，最优选小于0.05％。本文所用的速度是指右边和左边夹具各自每分钟前进的轨迹的长度。在常规拉幅机拉伸机或类似物中，根据驱动该链的链轮的周期、驱动马达的频率等等，往往会产生为几秒钟或更小数量级的速度不匀度，常常是百分之几的不匀度。然而，这些不匀度与本发明所述的速度差异不同。
(收缩)拉伸过的聚合物薄膜的收缩可以在拉伸期间或之后进行。进行足够的收缩以便消除拉伸时在倾斜方向产生的聚合物薄膜的皱褶。就收缩薄膜的方式而言，有加热除去挥发性组分的方法等。然而，只要薄膜可以收缩，可以使用任意方式。至于薄膜的优选收缩比，优选收缩1/sinθ或更大，其中θ是纵向的取向角，或者是10％或更大。
(挥发性组分含量)另外，由于在薄膜的左边和右边形成的路径不同，因此形成皱褶或滑动。在本发明中，为了解决该问题，保持聚合物薄膜的支撑性能，将该聚合物薄膜拉伸，同时保持挥发性组分含量在5％或更高，然后在收缩的同时降低挥发性组分含量。本发明中的挥发性组分含量是指单位体积的薄膜内所含的挥发性组分的体积，并且是挥发性组分体积除以薄膜体积获得的值。作为加入挥发性组分的方法，例如有在薄膜浇注时加入溶剂或水的方法；在拉伸之前浸泡、涂布或喷雾溶剂、水等的方法；和在拉伸期间在薄膜上涂布溶剂或水的方法。在高温高湿环境下含有水的亲水性聚合物如聚乙烯醇的薄膜，通过在高湿环境下调节水分之后拉伸或者通过在高湿条件下拉伸，可以加入挥发性组分。可以使用其它任意方式向该聚合物薄膜中加入5％或更多的挥发性组分。
优选的挥发性组分含量随聚合物薄膜的类型而变化。可以增加最大挥发性组分含量，只要该聚合物薄膜可以保持自支撑性能。就聚乙烯醇而言，该挥发性组分含量优选是10％-100％。就纤维素酰化物而言，该挥发性组分含量优选是10％-200％。
(弹性模量)至于未拉伸的聚合物薄膜的物理性能，太低的弹性模量导致拉伸期间或拉伸之后的收缩比降低，因此皱褶难以去除。同样，太高的弹性模量在拉伸时需要施加大的张力，并且夹持薄膜两边的部分的强度必需增加，导致机器上的载荷增加。因此，根据杨氏模量，本发明的聚合物薄膜在拉伸之前的弹性模量为0.1MPs-500MPa，优选0.1MPa-500MPa。
(从产生皱褶到除去皱褶之间的距离)只要聚合物薄膜在倾斜取向时产生的皱褶在本发明的实际夹持释放点能除去就足够了。然而，如果皱褶从其产生到除去经历太长时间，在拉伸方向会发生不匀匀，因此优选在从产生皱褶的点的尽可能短的距离内除去这些皱褶。为了实现这一点，可以使用一种增加挥发性组分的挥发速度的方法。
(外来物质)在本发明中，当外来物质附着在未拉伸的聚合物薄膜上时，拉伸薄膜的表面变得粗糙，因此优选将这种外来物质除去。这种外来物质的存在可能是(尤其在制备偏振片时)色彩不匀和光学不匀的原因。在保护薄膜层压其上之前不粘附外来物质也是重要的。优选在浮尘最少化的环境中操作。本发明中的外来物质的量是指附着于薄膜表面上的外来物质的重量除以表面积获得的值，并且以单位平方米的克数计。外来物质的量优选是1g/m2或更小，更优选是0.5g/m2或更小。量越小，越优选。
除去外来物质的方法没有特别的限制，并且可以使用任意方法，只要它可以除去该外来物质并且对未拉伸的聚合物薄膜没有副作用。其实例有喷射水流除去外来物质的方法、通过喷气除去外来物质的方法，和使用布、橡胶等的刮片擦去外来物质的方法。
(干燥)可以使用将所产生的皱褶除去的任意干燥条件。然而，优选通过调整使得薄膜取向达到所需角度之后以尽可能短的运行距离到达干燥点。该干燥点是薄膜的表面温度与环境温度相同时的点。由于上述原因，干燥速度优选尽可能高。
(干燥温度)可以使用将所产生的皱褶除去的任意干燥温度，尽管它随拉伸的薄膜类型而变化。在用聚乙烯醇薄膜制备本发明偏振片的情况下，干燥温度优选是20℃-100℃，更优选40℃-90℃。
(膨胀比)在本发明中，当使用聚乙烯醇作为聚合物薄膜并使用一硬化剂时，薄膜在水中的膨胀比优选在拉伸之前与拉伸之后不同。具体地说，拉伸之前的膨胀比优选高于拉伸和干燥之后的膨胀比。更优选，拉伸之前薄膜在水中的膨胀比大于3％，而拉伸之后的膨胀比小于3％。
(弯曲部分的说明)确定夹具轨迹的轨道通常需要具有大的弯曲比。为了避免薄膜-夹具彼此之间的干扰或者因急转弯而引起的应力局部集中，夹具轨迹优选画成一圆弧。
(拉伸速度)以拉伸比计，本发明中薄膜拉伸的速度是1.1倍/分钟或更高，优选2倍/分钟或更高，并且速度越高越好。而纵向的运行速度是0.1m/min，优选1m/min。就产率而言，越快越好。在各种情况下，上限随拉伸的薄膜以及拉伸机而变化。
(纵向的张力)在本发明中，在用夹具夹持薄膜的两边时，薄膜优选处于拉紧状态以便使夹持操作容易。具体地说，例如一种在纵向施加张力的方法以及类似方法。至于张力，随拉伸之前薄膜的状态而变化，但是优选不使薄膜松弛的张力。
(拉伸时的温度)在本发明中，薄膜拉伸时的周围温度可能至少是薄膜内所含的挥发性组分的固化点或更高。在薄膜为聚乙烯醇的情况下，该温度优选是25℃或更高。另外，在拉伸用于制备偏振薄膜的用碘和溴酸浸泡过的聚乙烯醇薄膜时，该温度优选是25℃-90℃。
(拉伸时的湿度)在拉伸含有水作为挥发性组分的薄膜如聚乙烯醇薄膜或纤维素酰化物薄膜的情况下，可以在调湿环境下进行拉伸。就聚乙烯醇而言，湿度优选是50％或更高，更优选80％或更高，再更优选90％或更高。
(用于偏振薄膜的聚合物薄膜)在本发明中，对待拉伸的聚合物薄膜没有限制，并且可以使用由适当热塑性聚合物构成的薄膜。该聚合物的实例包括PVA、聚碳酸酯、纤维素酰化物和聚砜。
未拉伸的薄膜的厚度没有特别的限制，然而，就薄膜夹持稳定性和拉伸均匀性而言，该厚度优选是1μm-1mm，特别优选20-200μm。
作为用于偏振薄膜的聚合物，优选使用PVA。PVA通常是聚乙酸乙烯酯的皂化产物，并且可以含有可与乙酸乙烯酯共聚合的组分，例如不饱和的羧酸、不饱和的磺酸、烯烃和乙烯基醚类。同样，可以使用含有乙酰乙酰基、磺酸基、羧基、氧化烯基等的改性PVA。
PVA的皂化度没有特别的限制，考虑到稳定性等，该皂化度优选80-100mol％，特别优选90-100mol％。PVA的聚合度没有特别的限制，但是优选1000-10000，特别优选1500-5000。
(染色的配方和方法)偏振薄膜是通过将PVA染色获得的，并且该染色步骤是通过气相或液相吸附进行的。在使用碘的液相法的实施方式中，该染色是通过将PVA薄膜浸泡在碘-碘化钾水溶液中进行的。碘在溶液中的含量优选是0.1-20g/l，碘化钾的含量优选是1-200g/l，并且碘与碘化钾的重量比优选是1-200。染色时间优选是10-5000秒，并且溶液温度优选是5-60℃。至于染色方法，可以采用任意方式，例如涂布或喷雾碘或染料溶液的方法，以及浸泡法。可以在本发明的拉伸步骤之前或者之后进行该染色步骤，然而，由于薄膜适当膨胀有利于拉伸，特别优选在拉伸步骤之前在气相中染色。
(加入固化剂(交联剂或金属盐))在通过拉伸PVA制备偏振薄膜的步骤中，优选使用能够交联PVA的添加剂。特别是当使用本发明的倾斜拉伸方法时，有时由于在拉伸步骤的出口处PVA硬化不足的情况下拉伸，PVA的取向方向可能偏移。因此，优选在拉伸步骤之前或者在拉伸步骤期间将薄膜浸泡在交联剂溶液中或者涂布该溶液，从而将该交联剂加入到薄膜中。对将交联剂施加到该PVA薄膜的方式没有特别的限制，并且可以使用任意方法，例如在该溶液中浸泡薄膜的方法、将该溶液涂布或喷雾到该薄膜上的方法，等等，特别优选浸泡方法和涂布方法。作为涂布装置，可以使用任意普通已知的装置，例如辊涂器、模涂器、棒涂器、滑涂器和帘涂器。同样，优选将浸渍有该溶液的布、棉或多孔材料与该薄膜接触的方法。作为交联剂，可以使用美国再授权专利Re 232897中所述的那些，其中特别优选硼酸或硼砂。此外，也可以混合使用例如锌、钴、锆、铁、镍和锰等金属的盐。在加入该固化剂之后，可以进行洗涤或水洗步骤。
可以在拉伸器开始夹持之前或之后施加所述硬化剂，并且可以在任意步骤中进行，直到图3或4中所示的实施方式的步骤(b)结束，此时横向拉伸基本上已结束。
(起偏器)除了碘之外，还优选使用二色性染料染色。这些二色性染料的具体实例包括染料化合物如偶氮染料、二苯乙烯染料、吡唑啉酮染料、三苯基甲烷染料、喹啉染料、噁嗪染料、噻嗪染料和蒽醌染料。优选水溶性染料，但是并不限于此。同样，优选将亲水取代基如磺酸基、氨基和羟基引入到这些二色性分子中。该二色性分子的具体实例包括C.I.直接黄12、C.I.直接橙39、C.I.直接橙72、C.I.直接红39、C.I.直接红79、C.I.直接红81、C.I.直接红83、C.I.直接红89、C.I.直接紫48、C.I.直接蓝67、C.I.直接蓝90、C.I.直接绿59和C.I.酸性红37，并且还包括日本专利公开号70802/1987、161202/1989、172906/1989、172907/1989、183602/1989、248105/1989、265205/1989和261024/1995中所述的染料。这些二色性分子以游离酸或碱金属盐、铵盐或胺盐的形式使用。通过将两种或更多的这些二色性分子混合，可以制得具有各种颜色的起偏器。优选这样的化合物(染料)，当含有它们的起偏器或偏振片的偏振轴正交时其呈现黑色(或者当这些起偏器或偏振片含有如此组合的各种二色性分子时)，同时显示优异的单片透光率和优异的偏振比。
还优选将本发明的拉伸方法用于制备所谓的聚亚乙烯基偏振薄膜，其中将PVA或聚氯乙烯脱水或脱氯构成聚烯结构，由此形成共轭双键以获得偏振。
<粘合剂>
对偏振薄膜和保护薄膜之间的粘合剂没有特别的限制，并且其实例包括PVA-基树脂(包括改性的PVA，其含有乙酰乙酰基、磺酸基、羧基和氧化烯基)和硼化合物的水溶液，特别优选PVA-基树脂。可以向所用的PVA基-树脂中加入硼化合物、碘化钾水溶液。粘合层的干燥厚度优选是0.01-10μm，更优选0.05-5μm。
<整合步骤>
本发明方法优选包括一将拉伸过的薄膜收缩并在薄膜拉伸之后降低其挥发性组分含量的步骤，以及在干燥之后或期间将保护薄膜层压到薄膜的至少一面之后的后加热步骤。作为具体层压方法，其具体实例包括一种在所述干燥过程中在薄膜两边被夹持的情况下使用粘合剂将保护薄膜层压在薄膜上，然后切割两边的方法，以及一种在干燥之后将薄膜从两边夹持部分释放、并在切边之后将一保护薄膜层压在该薄膜上的方法。作为切边方法，可以使用常规技术，例如使用切割器(如切边工具)切割边缘的方法或者使用激光器的方法。优选在层压之后进行加热以便将粘合剂干燥并提高偏振性能。至于加热条件，尽管随粘合剂而改变，对于含水体系，加热温度优选是30℃或更高，更优选40-100℃，再更优选50-80℃。考虑到性能和加工效率，这些步骤优选在成套设备中进行。
<切割>
图2显示了切割本发明的偏振片的一个实例。尽管偏振化的吸收轴71(即，拉伸传统偏振片的拉伸轴)与纵向72一致，然而，如图2所示，偏振化的吸收轴81(即，本发明偏振片的拉伸轴)相对纵向82以45°倾斜。由于该角度与薄膜层压到LCD中的液晶元件上时偏振片的吸收轴与液晶元件的纵向或横向之间的角度一致，因此在该切割步骤中不需要倾斜切割。此外，由图2看到，由于本发明的偏振片沿纵向以直线切割，因此它们可以不通过冲切而是沿纵向将其纵切制得，由此其产率特别好。
<粘合层>
在本发明的圆偏振片中，在上述偏振薄膜或光学薄膜的至少一面上提供一用于层压到其它液晶显示器元件上的粘合层。在粘合层的表面上优选提供一剥离薄膜。该粘合层光学透明，并且呈现适当的粘弹性和粘合性能。作为本发明的粘合层，通过干燥法、化学固化法、热固化法、热熔融法或光固化法由聚合物粘合剂或自粘合剂形成一薄膜，然后固化，所述聚合物例如有丙烯酰基共聚物、环氧-基树脂、聚氨酯、硅酮-基聚合物、聚醚、丁缩醛-基树脂、聚酰胺-基树脂、聚乙烯醇-基树脂或合成橡胶。其中，丙烯酰基共聚物的粘合性能最容易控制，并且透明度、耐候性和耐用性优异，因此优选使用它。
另外，本发明的粘合层可以经过交联处理。在这些情况下，可以采用一种将所述粘合剂的溶液与分子间交联剂混合的方法，用分子间交联剂来进行交联处理。作为分子间交联剂，可以根据待交联的粘合剂聚合物中的官能团的类型任意选择一种合适的分子间交联剂。
而且，在本发明中，优选将松弛时的弹性模量调整至适宜范围内，由此可以避免因液晶显示器长期暴露于高温高湿条件下时偏振薄膜收缩导致的偏振片卷起的麻烦，并因此避免了诸如白色不匀度等的光学变化。具体地说，在标准温度23℃下松弛105秒钟之后的松弛弹性模量优选为15×105dym/cm2或更小，更优选13×105dyn/cm2，特别优选10×105dyn/cm2或更小。当松弛时的弹性模量太小时，导致粘合层粘合失败，而当松弛时的弹性模量太大时，偏振薄膜的收缩难以得到足够的松弛，导致液晶显示器弯曲等问题。
下面描述一种测定松弛时的弹性模量的具体方法。1-mm厚的粘合层(5mm×1.1mm)在-100至200℃下的贮能弹性模量G′是在1Hz的频率下用动态粘弹性测定设备(由Seiko DenshiK.K.制造)，并使用23℃的标准温度下的下面WLF式的时间-温度转化规律将由此获得的数据转化成以频率ω为基础的分散数据G′(ω)，然后根据一般化Maxwell模型估算松弛时的弹性模量Gk和松弛时间τk，由此确定标准温度为23℃且松弛时间为105秒的松弛时的弹性模量。
logaT＝C1(T-Ts)/(C2+T-Ts)G′(ω)＝Gk[ω.τk)2/{1+(ω.τk)2}]τk＝ηk/Gk
在上式中，logTa代表偏移因子，T代表温度，系数C1＝8.86，系数C2＝101.6，特征温度Ts＝玻璃化温度Tg+45℃，并且ηk代表松弛粘度。
<液晶显示器等>
本发明的偏振片具有多种用途，然而，由于其取向轴相对纵向倾斜的特性，相对纵向的取向轴的倾斜角是40-50°的偏振薄膜特别优选用于LCD的偏振片(例如，所有液晶模式，包括TN、STN、OCB、ROCB、ECB、CPA、IPS和VA)以及用于有机EL显示器防反射的圆偏振片。其也适合与各种元件结合使用，这些元件例如有相位延迟薄膜(例如λ/4板和λ/2板)、视角放大薄膜、防眩光薄膜或硬涂层薄膜。
下面描述反射型液晶显示器的基本结构。
例如，按由下向上的顺序，反射型液晶显示器可以包括下基片、反射电极、下取向薄膜、液晶层、上取向层、透明电极、上基片、λ/4板和偏振薄膜。
下基片和反射电极构成反射片。下取向薄膜到上取向薄膜构成液晶元件。λ/4板可以放置在反射片与偏振薄膜之间的任意位置。
在为彩色显示器的情况下，还提供滤色片层。所述滤色片层优选位于反射电极与下取向薄膜之间或者位于上取向薄膜与透明电极之间。
还可以使用透明电极代替反射电极来单独提供反射片。作为与透明电极结合使用的反射片，优选金属片。在反射片的表面平且光滑的情况下，有时仅镜面反射部分可以反射，因此视角变窄。因此，优选在反射片的表面上加入不均匀结构(如日本专利号275620中所述)。就具有平坦表面的反射片而言，可以在偏振薄膜一侧(在元件侧或者外侧)提供一光漫射薄膜(代替加入到表面上的不均匀结构)。
液晶元件优选属于TN(扭转向列)型、STN(超扭转向列)型或HAN(混合排列向列)型。TN型液晶元件中的扭转角优选是40-100°，更优选50-90°，最优选60-80°。将液晶层的各向异性折射率(Δn)乘以液晶层的厚度(d)获得的乘积值(Δnd)优选是0.1-0.5μm，更优选0.2-0.4μm。
STN型液晶元件的扭转角优选是180-360°，更优选220-270°。将液晶层的各向异性折射率(Δn)乘以液晶层的厚度(d)获得的乘积值(Δnd)优选是0.3-1.2μm，更优选0.5-1.0μm。
就HAN型液晶元件而言，优选液晶分子在一个基片上基本上垂直取向，并且在另一基片上的预倾斜角是0-45°。将液晶层的各向异性折射率(Δn)乘以液晶层的厚度(d)获得的乘积值(Δnd)优选是0.1-1.0μm，更优选0.3-0.8μm。所述其上载有垂直取向的液晶分子的基片可以是反射片侧的基片或者是透明电极侧的基片。
所述反射型液晶显示器可以常时亮态模式使用，其中施加低压的部分呈亮态，施加高压的部分呈暗态，或者以常时低亮度模式使用，其中施加低压的部分呈暗态，施加高压的部分呈亮态，优选常时亮态模式。
半透射型液晶显示器结构的一个典型实例的横截面示意图示于图13。当然，本领域技术人员可以理解，本发明的半透射型液晶显示器并不限于该实例，其可有各种变体。
图13所示的半透射型液晶显示器141包括正面基片103、背面基片104、液晶部分105、多个正面电极106、多个相应于正面电极106的背面电极107、正面圆偏振片108、背面圆偏振片1110、以及两个或更多个透光波长彼此不同的滤色片。
下面详细描述该半透射型液晶显示器141的结构及其制备方法。
将包括玻璃材料的基片用于正面基片103和背面基片104。在背面基片104的一侧通过溅射法形成由钽(Ta)等组成的导电材料的薄膜，接着将该薄膜成形为给定的形状。由此形成在二端元件113内的信号电极125和与信号电极125相连的信号线路。接着，为了在二端元件内形成绝缘层1124，将信号电极125的表面和信号线路的表面在酒石酸铵等的电解质中经过阳极氧化。然后，为了在二端元件内形成上电极1122，在背面基片104的一面上形成的导电材料(例如钛(Ti))的薄膜，接着将该薄膜成形为给定形状。
接着，为了形成起像素电极作用的背面电极107，采用真空沉积法或溅射法用光罩在已形成有二端元件113的背面基片104的表面上形成半透明的铝(Al)薄膜。由此，多个半透明薄膜的矩形部分被留作背面电极107，并且矩形背面电极107被排成阵列，并与单个二端元件的上电极125接触。背面电极107的厚度为约50nm，并且在反射型中可以反射穿过液晶层的外来光，在透射型中可以透过来自背部光源112的部分光。
由树脂材料构成并且仅能透过预定波长区的光组分的滤色片142被印刷在正面基片103的一侧对应于各种颜色。然后，在正面基片103的一侧形成ITO的透明薄膜，然后布图以便以条形排列的带状部分留在正面电极106上。
布置正面基片103和背面基片104(各种元件分别形成在这两个基片的一面上)，以便正面电极106面对背面电极107，并且沿基片法线方向看背面基片104上的信号线路与条状正面电极106的纵向垂直。而且，两个基片的周边被层压在一起，中间留有预定间隔。形成液晶部分105的液晶材料(例如，反射指数各向异性Δn为0.065的TN液晶)被包封在由此获得的液晶元件的内部空间。形成液晶部分105之后，将圆偏振片层压在液晶元件的两面上。
半透射型液晶显示器141包括由此制得的嵌板和背部光源112。
图象的显示是通过利用两个圆偏振片(在为反射型的情况下，由正面圆偏振片使光发生偏振)的设定和因施加电压引起的液晶层的取向状态的改变来进行的。层压在正面基片103上的圆偏振片的偏振薄膜的透射轴、层压在背面基片104上的圆偏振片的偏振薄膜的透射轴、和在液晶部分105内和最接近基片103和104的液晶分子的取向排列通常经过设定，以便单色性液晶显示器嵌板处于常时亮态(当不向液晶部分105施加电压时呈现白色)，尽管并不限于这种设定。
实施例参照实施例详细描述本发明，然而，本发明并不限于此。
实施例1[I]λ/4板的制备将100g的8-甲基-8-甲氧基羰基四环[4.4.0.12，5.17，10]十二碳-3-烯、60g的1，2-二甲氧基乙烷、240g的环己烷和3.4ml的0.96mol/l的氯化二乙基铵的甲苯溶液加入到内部体积为1升的高压釜中。单独地，将20ml的0.05mol/l六氯化钨的1，2-二甲氧基乙烷溶液和10ml的0.1mol/l的三聚乙醛的1，2-二甲氧基乙烷溶液于一烧瓶中混合。将4.9ml的该混合液加入到上述高压釜中的混合物中。将高压釜密封之后，在搅拌下将混合物加热至80℃持续3小时。向由此获得的聚合物溶液中加入1，2-二甲氧基乙烷和环己烷(2/8重量比)的混合溶剂以将聚合物/溶剂比调整至1/10(重量比)，接着向其中加入20g三乙醇胺并搅拌10分钟。
将500g甲醇加入到该聚合物溶液中，并搅拌30分钟，然后静置。将形成的两个分离层的上层倒掉，并再次向其中加入甲醇，接着搅拌并静置，并将上层倒掉。将上述步骤再重复两次，并将所得下层用环己烷和1，2-二甲氧基乙烷适当稀释，得到聚合浓度为10％的环己烷-1，2-二甲氧基乙烷溶液。向该溶液中加入20g的钯/硅镁催化剂(由Nikki Kagaku K.K.制造；钯含量＝5％)，并在高压釜中在氢压力为40kg/cm2于165℃下进行氢化反应4小时，接着过滤除去氢化催化剂，获得氢化(共)聚合物溶液。
另外，将抗氧化剂季戊四醇基-四[3-(3，5-二-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]酯以(共)聚合物为基础计0.1％的量加入到该氢化(共)聚合物溶液中，接着在380℃、减压下除去溶剂。接着，将树脂熔融并在氮气下使用挤出机造粒，得到含有三环癸烷基本骨架的热塑性树脂A。
由该热塑性树脂A颗粒通过溶液浇注法使用二氯甲烷作为溶剂获得厚度为100μm且延迟值为15nm的基本薄膜。所得基本薄膜以拉伸比125％单轴拉伸，获得厚度为90μm且延迟值为135nm的λ/4板。
(薄膜厚度)用Kience K.K.制造的激光聚焦位移计LT-8010测定其厚度。
此外，使用Oji Keisoku Kiki K.K.制造的KOBRA-21ADH测定其延迟值。本文后面同法测定。
(2)λ/4板的制备按照WO00/26705的实施例3制备通过拉伸聚碳酸酯共聚物获得的薄膜(λ/4板B)。
450nm波长下薄膜的面内延迟值是148.5nm，550nm波长下的面内延迟值是161.1nm，并且650nm波长下的面内延迟值是162.9nm。
(3)λ/4板C的制备室温下将100重量份的平均乙酰化度为59.5％的纤维素乙酸酯、7.8重量份的磷酸三苯酯、3.9重量份的联苯基二苯基磷酸酯、1.32重量份的延迟控制剂(41-反式)、587.69重量份的二氯甲烷和50.85重量份的甲醇混合制得一溶液(浓液)。
41-反式将由此制得的浓液浇注在薄膜带上，室温下干燥1分钟，并在45℃下干燥5分钟。干燥之后剩下的溶剂量是30重量％。从带上释放纤维素乙酸酯薄膜，在120℃下干燥10分钟、然后在130℃下拉伸，根据实际拉伸比在与浇注方向平行的方向拉伸1.34倍。使薄膜在与拉伸方向垂直的方向自由收缩。拉伸之后，薄膜在120℃下干燥30分钟，并将所得薄膜用作λ/4板C。拉伸之后剩下的溶剂量是0.1重量％。
所得λ/4板C的厚度是112.7μm，并且在450nm、550nm和590nm的波长下通过椭圆偏光计(M-150；由Nihon Bunko K.K.制造)测定的延迟值分别是125.2nm、137.8nm和141.1nm。
而且，550nm波长下的面内慢轴方向的折光率nx、面内垂直慢轴方向的折光率ny、以及厚度方向的折光率nz是通过使用阿贝折光仪测定折光率并测定延迟的角度依赖性来确定的，并且(nx-hz)/(nx-ny)值经计算为1.4g。此外，(nx-nz)/(nx-ny)被称为NZ参数，并且该值越大，显示对比度随视角的变化越小。因此，该值优选较大。
(4)λ/4板D的制备向6-甲基-1，4，5，8-二甲-1，4，4a，5，6，7，8，8a-八氢萘中加入10份的15％三乙基铝催化剂的环己烷溶液、5份三乙胺和10份20％四氯化钛的环己烷溶液，接着在环己烷中进行开环聚合。所得开环聚合产物借助镍催化剂氢化，得到一聚合物溶液。将该聚合物溶液在异丙醇中凝结，并干燥获得一粉状树脂。该树脂的数均分子量是40,000，氢化比是99.8％，Tg是142℃。
将上述粉状树脂在250℃下熔融，然后造粒。将这些颗粒通过宽度为300mm的T-模具用具有40-mm全射程型螺杆的单轴挤出机熔融挤出，通过直径为300mm的三辊冷却辊卷起，得到一薄片。在这些步骤中，模具部分的树脂温度是275℃，三个冷却辊的温度(第一辊、第二辊和第三辊)依次是120℃、100℃和100℃。
由于所述未拉伸的薄片的边缘厚度不均匀，因此将宽20cm的边缘部分剪掉，并用肉眼和在光学显微镜下观察其表面。观察不到发泡、条纹和裂缝。薄膜的Tg是139℃，平均薄膜厚度是75μm，其中厚度不匀度是+/-2μm或更小。透光率是91.5％，平均延迟值是11nm，其中其面内可变性是+/-5nm。
将所述未拉伸的薄片控制在140+/-2℃，以1.25倍的拉伸比单轴拉伸，得到λ/4板D。
λ/4板D的平均厚度是50μm，厚度不匀度是+/-1.2μm，并且平均延迟是140nm，面内可变性是+/-7nm。
将λ/4板D在80℃下保持2小时，然后将其冷却至室温，接着测定延迟值平均是136nm。
(5)λ/2板的制备以与λ/4板B相同的方式制备λ/2板。平均面内延迟值是272nm。
圆偏振片的制备(1)圆偏振片A的制备将平均聚合度为2,400且厚度为75μm的PVA薄膜的两个表面用温度为15℃-17℃的离子交换过的水洗涤60秒。然后用不锈钢制得的刀片擦掉PVA薄膜表面上的水。然后，将该PVA薄膜在0.77g/l碘和60.0g/l碘化钾的水溶液中于40℃下浸泡55秒，同时进行浓度校正使水溶液的浓度恒定。然后将该PVA薄膜在42.5g/l硼酸和30g/l碘化钾的水溶液中于40℃下浸泡90秒，同时进行浓度校正使水溶液的浓度恒定。然后，用不锈钢制造的刀片擦掉PVA薄膜表面上的过量水，使得薄膜的水分含量分布降低至2％或更低。然后将由此制得的PVA薄膜加入到图1所示的拉幅机型拉伸机中。以5m/min的运行速度加入100m薄膜，然后在50℃和95％的环境中拉伸5.5倍。然后在70℃的环境下将薄膜干燥，同时随着拉幅机相对拉伸方向弯曲，如图2所示，使薄膜收缩。从拉幅机上释放下薄膜，然后用切割器剪掉3cm的两边。该薄膜在其一侧用上面制得的λ/4板层压，并层压已皂化过的Fuji Tack(三乙酸纤维素酯，面内延迟值为3.0nm，厚度为80μm，由富士胶片有限公司制造)，使用3％的PVA(PVA-117H；由Kuraray有限公司制造)的水溶液作为粘合剂，然后加热至70℃持续10分钟，得到偏振片A，其有效宽度是650mm，长度是100m，呈卷状。由于偏振片以卷状使用，因此根据图2所示的面积效率计算，偏振片的可用面积高达91.5％。
干燥点位于区域(c)的中间，并且干燥之前的PVA薄膜的水分含量是40％，拉伸之后的水分含量是6.5％。
左边和右边拉幅机夹之间的运行速度的差异小于0.05％，并且加入的薄膜的中心线与送往下一步的薄膜的中心线之间的角度是0°。这里，|L1-L2|是0.7m，W是0.7m，并且其关系是|L1-L2|＝W。在拉幅机的出口没有观察到薄膜皱褶和变形。
所得长度连续的圆偏振片A的吸收轴方向相对保护薄膜(FujiTack)的慢轴和λ/4板的慢轴倾斜45°。在550nm下的偏振度是99.8％，单个偏振片的透射率是41％。所述圆偏振片A的厚度是200μm。
(2)圆偏振片B、C、D和E的制备以与上述相同的方式制备圆偏振片B、C和D，只是分别将λ/4板B、C和D用于前述的圆偏振片的制备方法中代替λ/4板A。另外，以与上述相同的方式制备-偏振片，只是使用Fuji Tack(三乙酸纤维素酯，其面内延迟值为3.0nm并且厚度为80μm，由富士胶片有限公司制得)代替λ/4板A。将所得偏振片与λ/4板B一起层压，其中夹有松弛弹性模量为12×104dyn/cm的丙烯酸粘合层(20μm)，然后在50℃的温度下熟成，制得圆偏振片E。由于偏振片以卷状使用，因此根据图2所示的面积效率计算，偏振片的可用面积高达91.5％。
(3)圆偏振片F的制备如图10所示，借助松弛弹性模量为12×104dyn/cm的丙烯酸粘合层(20μm)将λ/2板122和λ/4板B 124层压在一起，其中其拉伸轴分别以75°和20°取向。由此制得的偏振片被用做λ/4板，当直线偏振光以垂直方向(0°方向)照射到其λ/2板面上时，其呈现提高的波长分散性，从而可以将直线偏振光转变成大致圆形偏振的光，而不管可见光的波长范围。
然后，将该宽带λ/4板沿垂直方向切割成310×233nm的大小。
圆偏振片F是以与制备圆偏振片A的方法相同的方式制得的，只是在制备其一侧带有保护层的偏振片时没有使用λ/4板A，然后将由此制得的偏振片在其没有保护层的一侧层压宽带λ/4板，并且偏振片的纵向和宽带λ/4板的垂直方向彼此一致。为了对这个两片材进行层压，将宽带λ/4板上涂布厚0.5μm的明胶，并且使用3％PVA(PVA-124H)的水溶液作为粘合剂。由于偏振片以卷状使用，因此根据图2所示的面积效率计算，所述偏振片的可用面积高达91.5％。
(4)对比圆偏振片G的制备使用可商购获得的碘基偏振片(HLC2-5618；宽度650mm，由Sanritz公司制造)代替偏振片，沿与纵向成45°倾斜的方向将该偏振片切割成大小为310×233nm的片状偏振片，然后层压该片和λ/4板B，从而制得对比偏振片G。由于偏振片以45°的方向切割，因此根据图2所示的面积效率计算，偏振片的可用面积为64.7％。
<性能评价>
下表列出了550nm下测定的各种偏振片的耐用性试验之前和之后的偏振度、550nm单片透光率和T‖(450)/T⊥(450)和T‖(590)/T⊥(590)，以及这些偏振片的可用面积和对这些偏振片的肉眼评价。
<肉眼评价方法>
为了肉眼评价，从Zaurus MI-L1(由Sharp公司制造)中取出圆偏振片部分。然后将前述各圆偏振片安装在该设备上。然后肉眼评价该设备的色调。
<耐用性评价法>
在60℃的温度下持续100小时进行耐用性评价。
半透射型液晶显示器A-E的制备图13所示的半透射型液晶显示器A-E是按照前述步骤使用圆偏振片A-E制得的。此外，半透射型液晶显示器E用作对比。
液晶显示器的评价对由此制得的半透射型液晶显示器A-E进行以下评价。
(1)反射型的显示质量使用Minoruta K.K.制造的分光色度计CM-2002测定每个液晶显示器在白色显示部分的反射率及其在黑色显示部分的反射率，并计算对比度。结果示于表3-1。
(2)透射型的显示质量使用TOPCOM K.K.制造的亮度计BM-5A测定每个液晶显示器在白色显示部分的亮度及其在黑色显示部分打开背部光源之后的亮度，并计算对比度。结果示于表3-1。
表3-1

由表3-1所示的结果看出，与对比液晶显示器E相比，液晶显示器A-D的液晶显示板厚度减薄了约100μm，并且在反射型和透射型中的对比度都没有降低。
本申请基于2001年12月25曰申请的日本专利申请JP2001-391780、2002年1月9日申请的日本专利申请JP 2002-2477、和2002年1月10日申请的日本专利申请JP 2002-3778，将它们全文加入本文作为参考。
权利要求
1.一种长度连续的圆偏振片，其包括一层偏振薄膜，其具有与其纵向既不平行也不垂直的吸收轴，在所述偏振薄膜的至少一个表面上提供的至少一层光学薄膜，和在所述偏振薄膜和光学薄膜中至少一个的外面提供的一粘合层，其中在至少一个这些光学薄膜的吸收轴和慢轴之间的角度是不小于10°并小于90°，在圆偏振片的耐用性试验之后当将450nm光从偏振薄膜侧入射到该圆偏振片时，圆偏振片在与其透射轴平行的方向的透射与其在与透射轴垂直的方向的透射率之比满足下式(I)，并且在圆偏振片的耐用性试验之后当将590nm光从偏振薄膜侧入射到该圆偏振片时，圆偏振片在与其透射轴平行的方向的透射与其在与透射轴垂直的方向的透射率之比满足下式(II)(1)0.95＜T//(450)/T⊥(450)≤1.05(II)0.95＜T//(590)/T⊥(590)≤1.05其中T//(450)代表当将450nm光从偏振薄膜侧入射时圆偏振片在与其透射轴平行的方向的透射，T⊥(450)代表当将450nm光从偏振薄膜侧入射时圆偏振片在与其透射轴垂直的方向的透射，T//(590)代表当将590nm光从偏振薄膜侧入射时圆偏振片在与其透射轴平行的方向的透射，并且T⊥(590)代表当将590nm光从偏振薄膜侧入射时圆偏振片在与其透射轴垂直的方向的透射。
2.一种圆偏振片，其包括一层偏振薄膜；在所述偏振薄膜的至少一个表面上提供的至少一层保护薄膜；和在所述偏振薄膜和保护薄膜中至少一个的外面提供的一粘合层，其中在偏振薄膜的吸收轴和保护薄膜的慢轴之间的角度是不小于10°并小于90°，在圆偏振片的耐用性试验之后当将450nm光从偏振薄膜侧入射到该圆偏振片时，圆偏振片在与其透射轴平行的方向的透射与其在与透射轴垂直的方向的透射率之比满足下式(I)，并且在圆偏振片的耐用性试验之后当将590nm光从偏振薄膜侧入射到该圆偏振片时，圆偏振片在与其透射轴平行的方向的透射与其在与透射轴垂直的方向的透射率之比满足下式(II)(1)0.95＜T//(450)/T⊥(450)≤1.05(II)0.95＜T//(590)/T⊥(590)≤1.05其中T//(450)代表当将450nm光从偏振薄膜侧入射时圆偏振片在与其透射轴平行的方向的透射，T⊥(450)代表当将450nm光从偏振薄膜侧入射时圆偏振片在与其透射轴垂直的方向的透射，T//(590)代表当将590nm光从偏振薄膜侧入射时圆偏振片在与其透射轴平行的方向的透射，并且T⊥(590)代表当将590nm光从偏振薄膜侧入射时圆偏振片在与其透射轴垂直的方向的透射。
3.如权利要求1的圆偏振片，其还包括一片宽带λ/4板，所述宽带λ/4板包括一片为双折射光提供1/4波长相位延迟的λ/4板和一片为双折射光提供1/2波长相位延迟的λ/2板，并使它们的光轴彼此交叉。
4.如权利要求2的圆偏振片，其还包括一片宽带λ/4板，所述宽带λ/4板包括一片为双折射光提供1/4波长相位延迟的λ/4板和一片为双折射光提供1/2波长相位延迟的λ/2板，并使它们的光轴彼此交叉。
5.一种液晶显示器，其包括液晶元件、布置在所述液晶元件的至少一侧上的偏振片，和通过切割如权利要求1的圆偏振片获得的圆偏振片。
6.一种液晶显示器，其包括液晶元件、布置在所述液晶元件的至少一侧上的偏振片，和通过切割如权利要求2的圆偏振片获得的圆偏振片。
7.一种液晶显示器，其包括液晶元件、放置在所述液晶元件的至少一侧上的偏振片，和通过切割如权利要求3的圆偏振片获得的圆偏振片。
8.一种液晶显示器，其包括液晶元件、放置在所述液晶元件的至少一侧上的偏振片，和通过切割如权利要求4的圆偏振片获得的圆偏振片。
9.一种圆偏振片的制备方法，其包括通过拉伸连续进料的薄膜制备长度连续的偏振片，以便从聚合物薄膜一侧的实际夹持起始点到实际夹持释放点的夹具轨迹L1、从聚合物薄膜另一侧的实际夹持起始点到实际夹持释放点的夹具轨迹L2，以及两个实际夹持释放点之间的距离W满足下式(1)，并保持聚合物薄膜的自撑性能，同时将挥发性内容物的含量保持在5％或更高，然后在使其收缩的同时降低挥发性内容物的含量由所得长度连续的偏振片切割出偏振片；通过将一片为双折射光提供1/4波长相位延迟的λ/4板与一片为双折射光提供1/2波长相位延迟的λ/2板相结合，并使它们的光轴彼此交叉，来制备宽带λ/4板；将切出的偏振片与所述宽带λ/4板层压式(1) |L2-L1|＞0.4W (1)
全文摘要
一种长度连续的圆偏振片，其包括一层偏振薄膜，其具有与其纵向既不平行也不垂直的吸收轴；在所述偏振薄膜的至少一个表面上提供的至少一层光学薄膜；和在所述偏振薄膜和光学薄膜中至少一个的外面提供的一粘合层，其中在至少一个这些光学薄膜的吸收轴和慢轴之间的角度是不小于10°并小于90°，并且满足说明书中定义的式(I)和(II)。
文档编号G02B5/30GK1701250SQ0282602
公开日2005年11月23日 申请日期2002年12月25日 优先权日2001年12月25日
发明者田口庆一, 北小路裕宗, 白土健太郎 申请人:富士胶片株式会社