专利名称：起偏振膜、层压膜和液晶显示器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种适用于增大液晶显示器的屏幕尺寸的起偏振膜、适用于光学补偿由液晶元件所引起延迟的层压膜，以及安置有这两些膜的液晶显示器。
背景技术：
在IPS模式或VA模式的液晶显示器中，起偏器安置在液晶元件的前表面和背表面上，使得吸收轴(发生吸收的光的振动方向)变成彼此垂直。用二色性物质染色聚乙烯醇膜等制备的长起偏振膜迄今为止都是以所述长膜在其纵向进行单轴拉伸的方式形成的。在这种情况下，起偏振膜的吸收轴出现在纵向上。
传统的长起偏振膜在使用中，长膜被切割成预定大小的膜片。膜片组合使用，使得基于长膜的纵向相应于垂直于纵向的方向(TD方向横向)，所述基于长膜的纵向是制膜时膜流动方向(MD方向加工方向)。因此，可以获得在液晶元件的前表面和背表面上其吸收轴之间的正交关系。顺便提及，下文中，MD方向被简称作“纵向”，而TD方向被简称作“横向”。
因此，在前述方法中，起偏振膜片通常具有的关系是所述起偏振膜片以吸收轴为基准旋转90度。因此，当相同大小的起偏振膜片被制备出来并应用到液晶元件的前表面和背表面上时，长膜的宽度(横向)为其极限尺寸。在这种情况下，由于在单轴拉伸步骤等过程中横向要发生收缩，因此传统起偏振膜不能获得足够的横向长度。因而，存在的问题是液晶显示器的屏幕大小难于增加，尤其是难于获得足够的横向长度。由于在加工成起偏振膜时的准确性如取向准确性、偏振程度、等，使传统长膜在横向上的增大受到限制。
另一方面，为了光学补偿由液晶元件所引起的延迟，尤其为了补偿视角，而需要起偏振膜和延迟膜，以使延迟膜的慢轴(最大面内折射率的方向)变成垂直于起偏振膜的吸收轴。在这种情况下，从包括层压膜的其层压制品的生产效率考虑，各自以成卷形式提供的起偏振膜和延迟膜可以彼此层压形成长膜是有利的。
上述可以通过横向拉伸长膜以形成横向具有慢轴的延迟膜来实现。在这种情况下，与长膜在纵向拉伸以提供在纵向具有慢轴的延迟膜的情况相比，存在慢轴方向由于boing现象而易于改变的缺陷，所述boing现象即使该膜的中心部分发展的现象。 JP 3-24502JP 3-33719
发明内容
本发明的目的是提供一种起偏振膜，其中该膜的横向尺寸可以任意设定，以使其在液晶元件的前表面和背表面内的吸收轴之间形成正交关系；液晶显示器的屏幕大小增加，尤其是可以获得具有任意横向大小的屏幕；起偏振膜和延迟膜可以彼此层叠形成长膜，因此可以有效地制备包括层压膜的层压制品，而且发展出其中液晶元件所引起的延迟可以被高度光学补偿从而实现视角等被加宽的层压膜。
即，本发明目的可以通过提供如下实现起偏振膜、延迟膜、作为所述起偏振膜和延迟膜的层压制品的层压膜、液晶显示器以及制备所述起偏振膜的方法。
1.一种起偏振膜，其包括如下长聚合物膜；以及二色性物质，其中所述起偏振膜在该起偏振膜的TD方向上具有吸收轴。
2.根据项目1所述的起偏振膜，其中所述起偏振膜MD方向上的长度不小于所述起偏振膜TD方向长度的5倍。
3.根据项目1所述的起偏振膜，其中所述起偏振膜是通过在TD方向上拉伸长聚合物膜进行制备的。
4.根据项目1所述的起偏振膜，其中所述起偏振膜通过如下步骤制备在TD方向上将长聚合物膜拉伸；并且在MD方向上将长聚合物膜进行收缩。
5.根据项目1所述的起偏振膜，其中所述起偏振膜是通过使用含碘的水溶液，由碘染色在TD方向经过拉伸的长聚合物而制备的。
6.根据项目1所述的起偏振膜，其中所述起偏振膜通过使用含碘的水溶液，由碘染色在TD方向经过拉伸并且在MD方向被收缩的长聚合物而制备的。
7.根据项目5所述的起偏振膜，其中所述起偏振膜是通过将含碘的水溶液涂敷到长聚合物膜上，由碘染色所述长聚合物膜而制备的。
8.一种层压膜，其包括如下根据项目1所述的起偏振膜；以及MD方向具有慢轴的延迟膜，所述延迟膜包括长聚合物膜，其中起偏振膜的MD方向相应于延迟膜的MD方向。
9.根据项目8的层压膜，其中所述延迟膜包括单轴拉伸的膜。
10.根据项目8的层压膜，其中所述延迟膜包括含液晶材料的光学单轴层。
11.根据项目8的层压膜，其中所述延迟膜包括含非液晶材料的双折射层，所述非液晶材料具有不低于0.005的双折射。
12.根据项目8的层压膜，其中所述延迟膜是含双折射层的复合膜，所述双折射层安置在双折射聚合物膜上。
13.根据项目11或12所述的层压膜，其中所述双折射层包括含选自下列物质中至少一种的固体聚合物聚醚酮；聚酰胺；聚酯；聚酰亚胺；聚酰胺-酰亚胺；和聚酯-酰亚胺。
14.根据权利要求13所述的层压膜，其中所述双折射层是含有聚酰亚胺的固体聚合物。
15.根据项目11或12所述的层压膜，其中所述双折射层具有nx＞ny＞nz的关系，其中nx为最大面内折射率，ny为在与nx方向垂直的方向内的面内折射率，而nz为厚度方向的折射率。
16.一种液晶显示器，其包括根据项目1所述的起偏振膜，该起偏振膜位于液晶元件的外部。
17.一种液晶显示器，其包括根据项目8所述的层压膜，该层压膜位于液晶元件的外部。
18.一种用于制备起偏振膜的方法，其包括将聚合物膜顺序展开；在TD方向拉伸所述聚合物膜；以及将所述拉伸过的膜进行染色。
19.根据项目18所述的用于制备起偏振膜的方法，其中TD方向的拉伸由张幅拉伸机实施。
具体实施例方式 下面将具体地描述本发明。
本发明提供有起偏振膜，其含有长聚合物膜，其中该膜包括二色性物质并且所述起偏振膜在其横向具有吸收轴；层压膜，其含有起偏振膜；以及延迟膜，其在纵向具有慢轴，并且包含长聚合物膜，其层压在起偏振膜上，使得这些膜的纵向彼此相应；液晶显示器，其包括位于液晶外部的起偏振膜或层压膜；以及用于制备所述起偏振膜的方法。
根据本发明的起偏振膜是含有长聚合物膜的起偏振膜，其中该膜包括二色性物质并且所述起偏振膜在其横向具有吸收轴。
用于形成膜的聚合物种类并没有特殊的限制，合适材料如均聚物、共聚物或者两种或更多种聚合物的混合物都可以用作该聚合物。通常地，选自亲水大分子和聚酯中的一种或两种或更多种聚合物，比如聚乙烯醇、部分缩甲醛化的聚乙烯醇、乙烯-乙烯醇共聚物，以及部分皂化的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物都可以使用。
所述长聚合物膜具有的长度优选不低于所述长聚合物膜宽度的5倍，更优选为所述长聚合物膜宽度的10～100,000倍，还更优选为所述长聚合物膜宽度的30～5000倍。所述长聚合物膜可以作为卷膜形式提供。该膜的宽度可以根据所形成起偏振膜的使用目的等而适当确定。通常，该宽度优选为5mm～5m，更优选为30cm～3m，还更优选为50cm～2m。
起偏振膜可以按如下形成长聚合物膜用二色性物质染色；并且该长聚合物膜在横向进行拉伸。然后可以获得吸收类型的起偏振膜，即，当自然光入射到该起偏振膜上时，该起偏振膜表现出直线传递偏振光的性质。相应的步骤可以在整个长膜上同时进行，或者可以部分并重复地接连进行，从而应用于整个长膜上。
在横向拉伸长膜的步骤旨在给长膜的横向提供吸收轴。在本发明中，除了起偏振膜在横向拉伸以使在横向形成吸收轴之外，起偏振膜可以由背景技术的方法形成。因此，例如选自碘、二色性染料等的一种合适的物质或者两种或更多种合适的物质可用作二色性物质。
使用二色性物质染色的步骤中所使用方法的实例包括将长聚合物膜引入并浸渍在含二色性物质的水溶液中的方法；以及将水溶液涂敷在长聚合物膜上的方法。染色步骤可以在横向拉伸长膜的步骤之前或之后或者在拉伸过程中进行。从基于防止染色不规则性而改善偏振度考虑，优选该染色步骤在拉伸步骤之后进行。
例如，横向拉生长聚合物膜的步骤可以通过张幅拉伸机进行。拉伸方法的实例包括干式加热法，用于在大气下将聚合物膜加热到低于聚合物膜熔融温度的温度，尤其是加热到不低于聚合物膜玻璃化转变温度的温度；以及湿式拉伸法，用于在含有硼酸等的水溶液中拉伸聚合物膜。
从获得横向高度单轴取向的高偏振度起偏振膜考虑，优选长聚合物膜除横向拉伸(纬向拉伸)外还进行纵向收缩(经向收缩)。通过使用双轴拉伸机如缩放式机器(pantograph type machine)或纺锭式机器(spindle type machine)同时或顺序进行双轴拉伸，可以使纬向拉伸和经向收缩的步骤结合进行。
横向拉伸比可以适当确定。通常地，从取向精确性、扩散效应等考虑，优选横向的拉伸比为初始宽度的1.1～20倍，更优选为1.5～10倍，还更优选为2～7倍。顺便提及，当经向收缩和如上所述的纬向拉伸进行结合时，从改善取向度等考虑，优选经向收缩比为初始长度(100％)的70～99％，更优选为75～98％，尤其优选为80～97％。通常，起偏振膜的厚度优选为1～200μm，更优选为3～150μm，还更优选为5～80μm。但是，起偏振膜的厚度并不是限制于上述范围。顺便提及，如上所述，起偏振膜可以另外使用交联剂如硼酸进行交联。
如果需要，起偏振膜可以在其单个表面或两个表面上安置一个或多个透明保护层。每个透明保护层都可以为了各种目的而提供，比如为了增强起偏振膜、改善耐热性和耐湿性、改善处理性和耐久性等。适当的透明物质可以用于形成所述透明保护层。尤其是，优选使用具有优异透明性、机械强度、热稳定性、潮湿密封性等的聚合物等。
聚合物的实例包括醋酸酯树脂如三乙酰基纤维素；聚酯树脂；聚醚-砜树脂，聚碳酸酯树脂；聚酰胺树脂；聚酰亚胺树脂；聚烯烃树脂；丙烯酸树脂；和热固化或紫外线固化树脂，比如丙烯酸树脂，氨基甲酸酯树脂、丙烯酰基-氨基甲酸酯树脂、环氧树脂和硅氧烷树脂。
透明保护层可以通过合适的方法形成，比如涂敷聚合物的方法或通过粘合层将聚合物层压为膜的方法。该粘合层并没有特殊限制。例如，从所述层压方法具有对潮湿和加热的耐剥落性考虑，优选由粘合剂丙烯酸聚合物或乙烯醇聚合物形成的层，或者由含硼酸或硼砂的粘合剂以及乙烯醇聚合物的含水交联剂(比如，戊二醛、蜜胺或草酸)形成的层。
透明保护层的厚度可以任意确定，但通常设定为优选不大于300μm，更优选为1～200μm，还更优选为5～100μm。顺便提及，当在起偏振膜的两个表面上都安置透明保护层时，该透明保护层可以由在起偏振膜的前表面和背表面之间的不同聚合物等制备。
例如，起偏振膜可以进行硬涂层处理、抗反射处理、防粘处理以及用于漫射、抗炫光等的其它各种处理。提供硬涂层处理是为防止起偏振膜的表面受损伤。例如，硬涂层处理可以通过这样的方法进行处理在透明保护膜的表面上涂敷固化涂层或膜，而所述固化涂层或膜是由合适的可紫外线固化树脂如硅氧烷树脂、氨基甲酸酯树脂、丙烯酸树脂或环氧树脂形成并具有优异的硬度、滑移性质等。
提供抗反射处理是为防止外来的光反射在起偏振膜的表面上。例如，可以以这样的方式实现抗反射处理适当形成粘附膜(比如氟聚合物的涂层)或多层金属沉积膜或根据背景技术的抗反射膜。
提供防粘处理是为了防止相邻层之间的紧密粘合。提供抗炫光处理是为防止对穿过起偏振膜所传递的光的视觉识别被反射在起偏振膜表面上的外来光干扰。例如，可以这样的适当方式进行抗炫光处理含有透明微粒或者具有精细粗糙结构的树脂涂层通过适当的方法如压花、喷砂或蚀刻形成于表面上，由此使反射在表面上的光进行漫射。
例如，所使用的透明微粒可以是平均粒径为0.5～20μm的透明微粒。该透明微粒的实例包括由二氧化硅、氧化钙、氧化铝、氧化钛、氧化锆、氧化锡、氧化铟、氧化镉、氧化锑等构成并且具有电导性的无机微粒；以及由合适的聚合物如聚甲基丙烯酸甲酯或聚氨基甲酸酯构成的交联或非交联的有机微粒。也可以使用一种或者两种或更多种合适微粒。以100重量份的透明树脂计，所述透明微粒的使用量通常选择为优选2～70重量份，更优选为5～50重量份。
抗炫光层可以用作使透射过起偏振膜的光散射从而扩宽视角的漫射层。顺便提及，诸如硬涂层、抗反射层、防粘层、漫射层和抗炫光层之类的多个层可以被提供作为由具有这些层的薄片等构成的光学层，因而每个光学层可以与透明保护膜分开提供。因此，起偏振膜可以具有通过使用漫射、散射、折射等来控制与分辨率有关的炫光、散射等的光学层，或者可以具有用于控制视角的光学层。
延迟层可以层压在起偏振膜的单个或两个表面上，由此形成层压膜。在这种情况下，可以使用由长聚合物膜制备并在纵向具有慢轴的延迟膜，使得长的起偏振膜和长的延迟膜层压成这两种膜的纵向彼此相应。因此，可以以优异的生产率形成其中起偏振膜的吸收轴与延迟膜的慢轴垂直的层压膜。
例如，纵向具有慢轴的延迟膜可以通过滚筒式纵向拉伸法形成，在该方法中，长聚合物膜通过多个辊传送，传送辊的圆周速度不同于膜纵向的负载张力，从而纵向单轴拉伸膜。在纵向拉伸中，可以通过颈缩现象被抑制的拉伸法获得具有优异的取向轴均一性的延迟膜，因而能够获得可用作高度精确的视角补偿膜等的层压膜。
具有使在拉伸方向折射率增加的正双折射的聚合物可以优选用作用于形成延迟膜的聚合物。该聚合物的实例包括降冰片烯聚合物；聚碳酸酯；聚醚-砜；聚砜；聚烯烃；丙烯酸聚合物；纤维素树脂；聚丙烯酸酯；聚苯乙烯；聚乙烯醇；聚氯乙烯；聚偏二氯乙烯；和乙酸酯聚合物。该膜可以使用这些聚合物中的一种或者两种或更多种聚合物形成。
用于形成延迟膜的长聚合物膜的长度和宽度可以根据用于形成起偏振膜的长聚合物膜的长度和宽度进行确定。顺便提及，适当的成膜方法如浇铸法或挤压法(比如流出成膜法、辊涂法或流涂法)都可以用于形成长聚合物膜。从具有均匀厚度、均一取向变形等的起偏振膜或延迟膜的规模生产考虑，可以优选使用溶液成膜法比如浇铸法来形成膜。对于膜的形成，如果需要，可以混入各种添加剂，比如稳定剂、增塑剂、金属等。
在滚筒式纵向拉伸法中，为了降低拉伸过程中的变化，膜优选边加热边拉伸。膜加热可以使用适合的方法，比如使用加热辊的方法，加热气氛的方法或结合使用这两种方法的方法。在这种情况下，拉伸过程的温度可以根据背景技术设定。温度可以优选选择为低于用于形成膜的聚合物的熔融温度，更优选接近玻璃化转变温度，尤其优选不低于玻璃化转变温度。
在纵向具有慢轴的延迟膜可以是具有由液晶材料制备的光学单轴层A(代替单轴拉伸膜)或含有单轴拉伸膜的膜。所述单轴层A可以用适当的材料比如表现出液晶性质的向列液晶形成。尤其是，从耐久性考虑，优选液晶聚合物的层。例如，延迟膜可以以适当的形式获得，比如涂敷在支撑膜上的单轴层A或模塑成膜的单轴层A。
合适的膜可以在没有任何特殊限制的情况下用作支撑膜。单轴层A可以以支撑膜结合，或可以用作从支撑膜分离的膜模型。在单轴膜A与支撑膜结合的前者情况下，可以使用由拉伸过程等在支撑膜中形成的延迟。对于由拉伸过程等在支撑膜中所产生的延迟是不合适的情况而言，单轴膜A与支撑膜分离的后者情况是相对有利的。
顺便提及，在与支撑膜结合的前者情况下，透明聚合物基材可以优选用作支撑膜。用于形成该基材的聚合物的实例包括在透明保护层及单轴拉伸延迟膜中所列举的材料；以及液晶聚合物。
在纵向具有慢轴的延迟膜可以是具有由非液晶材料制备的双折射层B的膜，所述非液晶材料具有不低于0.005的双折射层(Δn)。延迟膜可以以适当形式获得，比如涂敷在支撑膜上的双折射层B或者模塑成膜的双折射层B。在将双折射层B涂敷在支撑膜上的情况下，具有双折射的模可以用作支撑膜，以提供具有安置在双折射聚合物膜上的双折射层B的复合膜。
支撑膜及双折射层B的膜模型可以遵照提供单轴层A的情况。用于形成复合膜的双折射聚合物膜并没有特殊的限制，但可以与支撑膜等相同。在这种情况下，可以产生双折射，因而目标延迟性质可以通过适当双轴拉伸法提供，比如使用滚筒式纵向拉伸法同时进行双轴拉伸的方法，使用滚筒张布法进行张布横向拉伸的方法或进行完全张布的方法或进行顺序双轴拉伸的方法。
用于形成双折射层B的非液晶材料并没有特殊的限制，任何合适的材料都可以用作非液晶材料。尤其是，从双折射(Δn)为不低于0.005的双折射层的可形成性考虑，可以优选选自下列物质中的一种或者两种或更多种聚醚酮，尤其是聚芳基醚酮；聚酰胺；聚酯；聚酰亚胺；聚酰胺-酰亚胺；聚酯-酰亚胺等。顺便提及，双折射Δn定义为Δn＝(nx+ny)/2-nz，其中，nx和ny都是层的面内折射率，而ny是厚度方向的折射率。
聚醚酮、尤其是聚芳基醚酮的具体实例包括具有例如下列通式(1)表示的重复结构单元的材料(JP2001-49110)。
在通式(1)中，X为卤素，烷基或烷氧基，而X连接到苯环上的键数q，即，在p-四氟亚苯甲酰基和氧化烯基没有彼此连接的位置上氢原子的取代数q为0～4的整数。而且，R1是下列通式(2)表示的化合物(基团)，其中m为0或1，而n表示聚合度，并优选为2～5000，更优选为5～500。
在通式(1)中作为X的卤素的实例包括氟原子、溴原子、氯原子和碘原子等。尤其是，优选氟原子。烷基的实例包括优选含1～6个碳原子的、更优选含1～4个碳原子的直链或支链烷基，比如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基等。尤其是，优选卤代烷基，比如卤代甲基、卤代乙基或三氟甲基。
此外，烷氧基的实例包括优选含1～6个碳原子的、更优选含1～4个碳原子的直链或支链烷氧基，比如甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基等。尤其是，优选卤代烷氧基如卤代甲氧基、卤代乙氧基或三氟甲氧基。在上述描述中，尤其优选X为氟原子。
另一方面，在通式(2)表示的基团中X’为卤素、烷基或烷氧基，而X’结合到苯环上的键数q’为0～4的整数。作为X’的卤素、烷基或烷氧基与X中所列举的卤素、烷基或烷氧基相同。
优选地，X’为氟原子；卤代烷基比如卤代甲基、卤代乙基或三氟甲基；或卤代烷氧基如卤代甲氧基、卤代乙氧基或三氟甲氧基。更优选地，X’为氟原子。
顺便提及，在通式(1)中，X和X’可以彼此相等或彼此不同。在通式(1)和(2)中，X或X’(X或X’的数目在分子中为2个或更多个(前提是在通式(1)和(2)中的q或q’不小于2))可以独立地彼此相等或者可以彼此不同。
特别优选R1是下列通式(3)表示的基团。
在通式(2)和(3)中，R2是二价芳基，p为0或1。该二价芳基的实例包括(邻、间或对-)亚苯基、萘基、联苯基、蒽基、(邻、间或对-)三联苯基、菲基、二苯并呋喃基、联苯基醚基、联苯基砜基、下列通式表示的二价芳基、等等。顺便提及，所述二价芳基可以以其中直接与二价芳基的芳环连接的每个氢原子都可以被卤素、烷基或烷氧基取代的形式提供。
在上面描述中，二价芳基(R2)的优选实例由下列通式表示。
或
由通式(1)表示的聚芳基醚酮可以由相同的重复结构单元形成，或者可以具有两种或者三种或更多种不同的重复结构单元。在后者情况下，相应的重复结构单元可以以嵌段形式提供，或者可以以无规形式提供。
基于上面所述，通式(1)所表示的聚芳基醚酮的优选实例可由下列通式(4)表示。
在分子中含有末端基的情况下，优选聚芳基醚酮表示为根据通式(1)的下列通式(5)或者表示为根据通式(4)的下列通式(6)。所提供的每一个优选聚芳基醚酮都是其中氟原子结合到分子中对-四氟亚苯甲酰基的一侧，氢原子结合到分子中氧化烯基一侧的形式。
另一方面，聚酰胺或聚酯的具体实例包括具有下列通式(7)表示的重复结构单元的材料。
在通式(7)中，B是卤素、含1～3个碳原子的烷基或卤代烷基；被所述卤素、含1～3个碳原子的烷基或卤代烷基中的一种或者两种或更多种所取代的苯基；或者是没有取代的苯基，z是0～3的整数。
E是共价键、含2个碳原子的烯基或卤代烯基、CH2基团、C(CX3)2基团、CO基团、O原子、S原子、SO2基团、Si(R)2基团或NR基团。在C(CX3)2基团中，X是氢原子或卤素。在Si(R)2基团和NR基团中，R是含1～3个碳原子的烷基或卤代烷基。顺便提及，E位于相对于羰基或Y基团的间位或对位。卤素是氟原子、氯原子、碘原子或溴原子(下文中，通式(7)也应用该规定)。
而且，Y是氧原子或NH基团。A是氢原子、卤素、含1～3个碳原子的烷基或卤代烷基、硝基、氰基、含1～3个碳原子的硫烷基，含1～3个碳原子的烷氧基或卤代烷氧基，芳基或卤代芳基，含1～9个碳原子的烷基酯基、含1～12个碳原子的芳基酯基或取代衍生物，或含1～12个碳原子的芳基酰胺基或取代衍生物。
而且，n为0～4的整数，p为0～3的整数，q为1～3的整数，而r为0～3的整数。优选的聚酰胺或聚酯是具有通式(8)所表示的重复结构单元的材料，其中r和q都等于1，并且其中至少一个联苯基环在2和2’位置上被取代。
在通式(8)中，m是0～3的整数，优选1或2，x和y各自都为0或1，但是x和y两者不能同时等于0。顺便提及，除了E具有与羰基或Y基团对位的共价键之外，其它符号都具有与通式(7)中的符号相同的含义。
在通式(7)和(8)中，当B、E、Y或A的数目在分子中为两个或更多个时，B、E、Y或A可以相同或不同。类似地，z、n、m、x或y可以相同或不同。顺便提及，在这种情况下，B、E、Y、A、z、n、m、x和y可以独立地确定。
通式(7)所表示的聚酰胺或聚酯可以由相同的重复结构单元形成，或者可以具有两种或者三种或更多种不同的重复结构单元。在后者情况下，相应的重复结构单元可以以嵌段形式提供，或者可以以无规形式提供。
另一方面，聚酰亚胺的具体实例为含一个或多个重复结构单元的材料，其中每个重复结构单元都含有9，9-双(氨基芳基)氟和芳族四羧酸二酐的缩合聚合产物并且可以下列通式(9)表示。
在通式(9)中，R是氢原子、卤素、苯基、被含1～4个卤素或1～10个碳原子的烷基所取代的苯基，或含1～10个碳原子的烷基。四个R可以彼此独立地确定，以便可以在0～4个的范围内进行取代。取代基可以优选与上述相同，但也可以部分含有不同的材料。顺便提及，卤素为氟原子、氯原子、碘原子或溴原子(下文中，通式(9)也使用相同的规定)。
Z是含6～20个碳原子的三取代芳基。优选Z包括均苯四酸基、多环芳基或其取代衍生物如亚萘基、亚芴基、苯并亚芴基或亚蒽基，以及由下列通式(10)表示的基团。顺便提及，在多环芳基的取代衍生物中取代基的实例包括卤素、和含1～10个碳原子的烷基或氟化烷基。
在通式(10)中，D为共价键、C(R2)2基团、CO基团、O原子、S原子、SO2基团、Si(C2H5)2基团、N(R3)2基团，或者是这些基团的组合，m是1～10的整数。顺便提及，每个R2独立地选自氢原子和C(R4)3基团。每个R3独立地选自氢原子、含约1～20个碳原子的烷基以及含约6～20个碳原子的芳基。每个R4独立地选自氢原子、氟原子和氯原子。
除上述之外，聚酰亚胺的实例还包括具有下列通式(11)和(12)表示的单元的材料。尤其是，优选具有通式(13)表示的单元的聚酰亚胺。
在通式(11)、(12)和(13)中，每个T和L都为卤素、含1～3个碳原子的烷基或卤代烷基、被上述卤素和含1～3个碳原子的烷基或卤代烷基中的一种或两种或更多种所取代的苯基、或没有被取代的苯基。所述卤素是氟原子、氯原子、碘原子或溴原子(下文中，通式(11)、(12)和(13)也应用这规定)，z为0～3的整数。
而且，每个G和J都为共价键或连接键、CH2基团、C(CX3)2基团、CO基团、O原子、S原子、SO2基团、Si(C2H5)2基团或N(CH3)基团。在C(CX3)2基团中，X是氢原子或卤素(下文中，通式(11)、(12)和(13)也应用这规定)。
A是氢原子、卤素、烷基或卤代烷基、硝基、氰基、硫代烷基、烷氧基或卤代烷基、芳基或卤代芳基、或者烷基酯基或取代衍生物。
R是氢原子、卤素、苯基或取代苯基如苯基卤化物、或者烷基或取代烷基如烷基卤化物，n为0～4的整数，p为0～3的整数，q为1～3的整数。
顺便提及，在通式(11)、(12)和(13)的分子中独立地提供有多个T、A、R或L的情况下，多个T、A、R或L可以相同或不同。类似地，多个z、n或m可以相同或不同。顺便提及，在这种情况下，T、A、R、L、z、n和m可以彼此独立地确定。
通式(9)、(11)、(12)或(13)表示的聚酰亚胺可以由相同重复结构单元形成，或者可以具有两种或者三种或更多种不同的重复结构单元。不同的重复结构单元可以通过从酸二酐或/和不同于上面所述的二胺中选出的一种或者两种或更多种进行共聚合形成。芳族二胺特别优选作为该二胺。在提供有不同重复结构单元的后者情况下，各个重复结构单元可以以嵌段形式提供，或者以无规形式提供。
用于形成不同重复结构单元的酸二酐的实例包括均苯四酸二酐、3，6-二苯基均苯四酸二酐、3，6-二(三氟甲基)均苯四酸二酐、3，6-二溴均苯四酸二酐、3，6-二氯均苯四酸二酐、3，3’，4，4’-二苯甲酮四羧酸二酐、2，3，3’，4’-二苯甲酮四羧酸二酐、2，2’，3，3’-二苯甲酮四羧酸二酐、3，3’，4，4’-二苯基羧酸二酐和双(2，3-二碳羧苯基)甲烷二酐。
酸二酐的实例还包括双(2，5，6-三氟-3，4-二羧苯基)甲烷二酐、2，2-双(3，4-二羧苯基)-1，1，3，3-六氟丙烷二酐、双(3，4-二羧苯基)醚二酐(4，4’-氧二邻苯二甲酸酐)、双(3，4-二羧苯基)砜二酐(3，3’，4，4’-二苯基砜四羧酸酐)以及4，4’-[4，4’-异亚丙基-二(对-亚苯基氧)双(邻苯二甲酸酐)。
酸二酐的实例还包括N，N-(3，4-二羧苯基)-N-甲胺二酐、双(3，4-二羧苯基)二乙基硅烷二酐、萘四羧酸二酐如2，3，6，7-萘-四羧酸二酐和1，2，5，6-萘-四羧酸二酐、2，6-二氯-萘-1，4，5，8-四羧酸二酐和杂环芳族四羧酸二酐如噻吩-2，3，4，5-四羧酸二酐、吡嗪-2，3，5，6-四羧酸二酐以及吡啶-2，3，5，6-四羧酸二酐。
优选使用的酸二酐是2，2’-取代二酐如2，2’-二溴-4，4’，5，5’-联苯基四羧酸二酐、2，2’-二氯-4，4’，5，5’-联苯基四羧酸二酐、和2，2’-三卤-取代二酐。尤其是优选2，2-双(三氟甲基)-4，4’，5，5’-联苯基四羧酸二酐。
另一方面，用于形成不同重复结构单元的二胺的实例包括苯二胺如(邻、间或对-)苯二胺、2，4-二氨基甲苯、1，4-二氨基-2-甲氧基苯、1，4-二氨基-2-苯基苯和1，3-二氨基-4-氯苯；4，4’-二氨基联苯基；4，4’-二氨苯基甲烷；2，2-双(4-氨苯基)丙烷；2，2-双(4-氨苯基)-1，1，1，3，3，3-六氟丙烷；4，4-二氨基联苯基醚；3，4’-二氨基联苯基醚；1，3-双(3-氨基苯氧基)苯；1，3-双(4-氨基苯氧基)苯；和1，4-双(4-氨基苯氧基)苯。
二胺的实例还包括4，4’-双(4-氨基苯氧基)联苯基；4，4’-双(3-氨基苯氧基)联苯基；2，2-双(4-[4-氨基苯氧基]苯基)丙烷；2，2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]-1，1，1，3，3，3-六氟丙烷；4，4’-二氨基联苯基硫醚；4，4’-二氨基联苯基砜；2，2’-二氨基二苯甲酮；3，3’-二氨基二苯甲酮；萘二胺，比如1，8-二氨基萘，和1，5-二氨基萘；以及杂环芳族二胺，比如2，6-二氨基吡啶、2，4-二氨基吡啶和2，4-二氨基-S-三嗪。
优选使用的聚酰亚胺的实例是使用芳族酸二酐制备的耐热性溶剂可溶的聚酰亚胺，所述芳族酸二酐比如有2，2’-双(3，4-二羧苯基)六氟丙烷二酐、4，4’-双(3，4-二羧苯基)-2，2-二苯基丙烷二酐、萘四羧酸二酐、和双(3，4-二羧苯基)砜二酐。
优选使用的聚酰亚胺的另一个实例是使用芳族二胺作为二胺来制备耐热性溶剂可溶的聚酰亚胺，所述芳族二胺比如有4，4-(9-亚芴基)-双苯胺、2，2’-双(三氟甲基)-4，4’-二氨基联苯基、3，3’-二氯-4，4’-二氨基联苯基甲烷、2，2’-二氯-4，4’-二氨基联苯基、2，2’，5’，5’-四氯联苯胺、2，2-双(4-氨基苯氧基苯基)丙烷、2，2-双(4-氨基苯氧基苯基)六氟丙烷、1，4-双(4-氨基苯氧基)苯、1，3-双(4-氨基苯氧基)苯和1，3-双(3-氨基苯氧基)苯。
另一方面，聚酰胺-酰亚胺或聚酯-酰亚胺并没有特殊限制，而且可以使用一种或者两种或更多种合适的聚酰胺-酰亚胺或聚酯-酰亚胺。尤其是，特别优选使用JP61-162512中描述的聚酰胺-酰亚胺、JP 64-38472等中描述的聚酯-酰亚胺。
用于形成双折射层B的聚合物的分子量并没有特殊限制，并且优选聚合物在室温为固态且可溶于溶剂中。尤其是，从膜的强度、防止膜形式的拉伸和收缩所引起的破裂、扭曲等、对溶剂的溶解性(防凝胶化)、等等的观点考虑，重均分子量优选为10,000～1,000,000，更优选为20,000～500,000，尤其优选50,000～200,000。顺便提及，重均分子量是凝胶渗透色谱(GPC)测定的值，测定条件是二甲基甲酰胺用作溶剂，而且聚环氧乙烷用作标样。
如上所述的聚芳基醚酮、聚酰胺、聚酯、聚酰亚胺、聚酰胺-酰亚胺或聚酯-酰亚胺的固体聚合物可以单独使用，或者是这些材料中的两种或更多种组合使用，以形成延迟膜。例如，可以使用两种或更多种含不同官能团的固体聚合物的混合物，比如聚芳基醚酮和聚酰胺的混合物。尤其是，聚酰亚胺的固体聚合物比传统的聚碳酸酯的固体聚合物更优异，因为所得延迟膜的厚度减小，并且可以保持相同的效果。
而且，除上述聚合物外，可以另外加入一种或者两种或更多种的合适聚合物，只要该固体聚合物的取向没有明显减小即可。顺便提及，另加聚合物的实例包括热塑性树脂，比如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、ABS树脂、AS树脂、聚醋酸酯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯硫醚、聚醚-砜、聚酮、聚酰亚胺、聚对苯二甲酸环己烷二甲醇酯、多芳基化合物、以及液晶聚合物(包括可光聚合的液晶单体)。
另加聚合物的实例还包括热固性树脂，比如环氧树脂、苯酚树脂和酚醛清漆树脂。另加聚合物的使用量并没有特殊限制，只要取向没有显著降低即可。通常地，另加聚合物的使用量不大于50重量％，优选不大于40重量％，特别优选不大于30重量％。
作为延迟膜基底的透明膜可以以其中将固体聚合物液化并铺展，然后固化该铺展层的方式形成。对于透明膜的形成，如果需要，可以混入各种添加剂，比如稳定剂、增塑剂、金属等。对于固体聚合物的液化，可以使用适当的方法，比如热塑性固体聚合物加热使其熔融的方法，或固体聚合物溶解在溶剂中制备溶液的方法。
因此，在前者的熔融溶液中，铺展层的固化可以以使铺展层冷却的方式进行。在后者溶液中，铺展层的固化可以以从铺展层中除去溶剂以干燥铺展层的这种方式进行。对于干燥，可以使用一种或者两种或更多种合适方法，比如自然干燥(空气干燥)法、热干燥法、尤其是在40～200℃下的热干燥法、抽吸干燥法、等。从生产效率和抑制光学各向异性的观点考虑，优选涂敷聚合物溶液的方法。
溶剂的实例包括卤代烃，比如氯仿、二氯甲烷、四氯化碳、二氯乙烷、四氯乙烷、三氯乙烯、四氯乙烯、氯苯和邻-二氯苯；酚类，比如苯酚和对-氯苯酚；芳族烃类，比如苯、甲苯、二甲苯、甲氧基苯和1，2-二甲氧基苯；酮类，比如丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮、环戊酮、2-吡咯烷酮和N-甲基-2-吡咯烷酮；以及酯类，比如乙酸乙酯和乙酸丁酯。
溶剂的实例还包括醇类，比如叔丁醇、丙三醇、乙二醇、三乙二醇、乙二醇单乙基醚、二乙醇二甲基醚、丙二醇、二丙二醇和2-甲基-2，4-戊二醇；酰胺类，比如二甲基甲酰胺和二甲基乙酰胺；腈类，比如乙腈和丁腈；醚类，比如二乙基醚、二丁基醚和四氢呋喃；及其它，比如二氯甲烷、二硫化碳、乙基溶纤剂和丁基溶纤剂。
溶剂可以单独使用，或者可以使用两种或更多种溶剂的适当组合。从适用于形成膜的粘度考虑，溶液以在100重量份的溶剂中优选溶解2～100重量份的固体聚合物、更优选5～50重量份的固体聚合物，尤其优选10～40重量份的固体聚合物的这种方式制备。
液化的固体聚合物可以用诸如浇铸法或挤压法之类的适当成膜方法铺展，比如，旋涂法、辊涂法、流涂法、印刷法、浸涂法、流出成膜法、棒涂法、照相凹板印刷法、等。尤其是，从规模生产厚度变化小、取向扭曲变化小等的膜考虑，优选使用溶液成膜法，比如浇铸法。
从获得良好对比度的宽视角液晶显示器考虑，优选双折射层B具有nx＞ny＞nz的关系，其中nx为最大面内折射率，ny为与nx方向垂直的方向上的面内折射率，nz为厚度方向的折射率。包含具有nx＞ny＞nz关系的双折射层B的延迟膜或者使用该延迟膜的层压膜可以特别优选用于VA模式或OCB模式的液晶显示器中。
例如，nx＞ny＞nz的关系可以通过对膜进行伸展过程或/和收缩过程获得。例如，伸展过程可以用作拉伸过程等。对于拉伸过程，可以使用一种或者两种或更多种适当方法，比如顺序式或同时式双轴拉伸法，以及末端未固定式或末端固定式的单轴拉伸法。用于拉伸过程的温度可以根据背景技术确定。通常地，该温度优选接近用于形成透明膜的固体聚合物的玻璃化转变温度，更优选不低于玻璃化转变温度且低于熔融温度。
另一方面，例如，收缩过程可以通过在基材上涂敷并形成透明膜，以使基材等的温度变化所导致的尺寸变化适用于进行收缩力作用的方法进行。在这种情况下，可以使用向其提供有可热收缩膜等的热收缩性的基材。在这种情况下，优选拉伸机等用于控制收缩速率。
用于制备具有双折射层B的延迟膜的优选方法是包括如下步骤的方法在溶剂中溶解固体聚合物，以使该固体聚合物液化；在支撑膜上铺展该液化后的聚合物；将液化后的固体聚合物干燥以固化；以及由该液化后的聚合物形成的透明膜或涂敷膜进行伸展过程和收缩过程中的一种或两种，以进行面内分子的取向，从而形成nx＞ny＞nz的特性。根据这种方法，透明膜是在其被支撑膜所支撑的状态下进行加工的。这种方法具有优异的生产效率，加工精确度等，因而可以实现连续生产。
延迟膜可以由透明膜和支撑膜的结合形成，或者由与支撑膜分离的透明膜形成。在透明膜与支撑膜结合的前者情况下，通过拉伸过程等在支撑膜中产生的延迟可以用作延迟膜中的延迟。这种延迟膜是复合物膜。透明膜与支撑膜分离的后者情形对于通过拉伸过程等在支撑膜中所产生的延迟不适合的情形是有利的。顺便提及，由上述固体聚合物形成的膜也可以用作复合膜中的支撑膜。
形成支撑膜可以使用日本专利公开2001-343529(WO 01/37007)中描述并且包括下面所述1和2的聚合物，例如，包含下面(1)和(2)的树脂组合物，其中所述(1)为在侧链中含有取代或/和没有取代的酰亚胺基团的热塑性树脂，所述(2)为在链侧中含有取代或/和没有取代的苯基和腈基的热塑性树脂。该膜可以用于支撑由液晶层形成的光学单轴层A。
顺便提及，树脂组合物的具体实例是含有异丁烯-N-甲基马来酰亚胺交联聚合物和丙烯腈-苯乙烯共聚物的树脂组合物。该支撑膜可以制备作为由树脂组合物等的混合挤出物制备的膜等。顺便提及，该聚合物可以用于形成透明膜。
从光学补偿作用等考虑，在纵向具有慢轴的延迟膜的优选延迟性质优选表现出在(nx-ny)d＝Δn·d＝Re和(nx-nz)d＝Rz中，Re为5～1,000nm，更优选Re为10～800nm，尤其优选Re为20～500nm，其中nx和ny是面内折射率，nz是厚度方向的折射率，d是延迟膜的厚度。Rz优选为5～5,000nm，更优选为10～3,000nm，尤其优选为30～1,000nm。
Re和Rz的等级可以根据聚合物的种类、形成铺展层的方法比如涂敷液化聚合物的方法、固化铺展层的方法比如干燥条件、所形成膜的厚度、拉伸条件、等等进行控制。
一般地，延迟膜的厚度优选5～300μm，更优选10～200μm，尤其优选20～150μm。通常，作为在支撑膜上的涂敷膜提供的双折射层B的厚度优选为0.5～30μm，更优选1～25μm，尤其优选2～20μm。
对于起偏振膜和延迟膜的层压，延迟膜可以用作起偏振膜中的透明保护层。在这种情况下，层压膜的厚度以及相应的液晶显示器等的厚度都可以减小。
对于层压膜的形成，即，对于起偏振膜和一个或者两个或更多个延迟膜的层压，如果需要，可以使用粘合层或压力-敏感粘合层。这种层压膜可以优选用于补偿由元件的双折射所引起的延迟，所述元件旨在拓宽液晶元件的视角、提高对比度、等目的。
对于起偏振膜或层压膜的实际用途，可以在另一个构件比如液晶元件的单个表面或两个表面上提供有粘合层或压力敏感粘合层或者粘合层或压力敏感粘合层(其旨在使膜结合到所述另一个构件诸如液晶元件上)。对于形成压力敏感粘合层，可以使用由适当聚合物比如丙烯酸聚合物、硅氧烷聚合物、聚酯、聚氨酯、聚醚、合成橡胶等制成的透明压力敏感粘合剂。尤其是，从光学透明性、粘着性、耐候性等观点考虑，优选丙烯酸压力敏感粘合剂。
如果需要，适当的添加剂比如天然和合成树脂，玻璃纤维、玻璃珠、金属粉末和其它无机粉末的填料和颜料、着色剂和抗氧剂等可以与压力敏感粘合层进行混合。压力敏感粘合层中包含有透明微粒，以提供作为具有光漫射特性的层的压力敏感粘合层。在压力敏感粘合剂随后暴露出表面的情况下，为防止压力敏感粘合层的表面被污染等，优选临时安装隔板等，直到粘性粘合层投入实际使用为止。
虽然形成层压膜可以在液晶显示器等的生产过程中通过顺序逐个层压法进行，但是预先层压具有液晶显示器等的生产效率能够通过优异的质量稳定性、层压可加工性等改善的优点。
根据本发明的起偏振膜或层压膜能够优选用于形成各种显示器，比如液晶显示器。对于这些各种显示器的应用，如果需要，则选自其它光学层比如反射板、半透射反射板、亮度增强膜、另一种延迟板、漫射控制膜、起偏振及散射膜等的一层或者两层或更多层可以通过粘合层或压力敏感粘合层进行层压，以提供光学构件。对于层压，可以使用适当的结合方式，比如上述的压力敏感粘合层。
反射板安置在起偏振膜上，形成反射起偏振膜。该反射起偏振膜通常用于形成这样类型的一种液晶显示器(反射液晶显示器)反射起偏振膜位于液晶元件背面并且反射来自视角侧(显示侧)的入射光。该反射起偏振膜的优势在于可以省去光源比如背光元件的内部供给，从而降低了液晶显示器的厚度。
如果需要，反射起偏振膜的形成可以通过适当方法比如在起偏振膜的一个表面上通过透明保护层等安置由金属等制成的反射层的方法进行。如果需要，该方法的具体实例为在编织的透明保护层的单个表面上提供由反射金属如铝制成的箔板或气相沉积膜的方法。
反射层可以具有光漫射类型。例如，光漫射类型的反射层可以通过这样的方法获得即透明保护层中包含透明微粒以形成具有微细粗糙结构的透明保护层表面，并且在该透明保护层上形成反射层，以使微细粗糙结构反射在透明保护层上。具有带微细粗糙结构的表面的反射层的优势在于反射层通过不规则的反射而使入射光进行漫射，从而防止出现方向性和炫光，并抑制了亮度和暗度的变化。微细粗糙结构反射在其上的反射层可以以这样的方式形成金属反射层通过诸如气相沉积法或电镀法之类的适当方法，比如真空气相沉积法、离子电镀法、溅射法等装备在微细粗糙结构上。
顺便提及，通过在适当膜上提供反射层的方法(代替在起偏振膜的透明保护层上直接提供反射层的方法)，反射层可以以反射板等形式提供。从防止由于氧化导致的反射率降低、长期保持初始反射率、避免保护层的单独供给、等等考虑，优选反射表面涂敷有膜、起偏振膜等的金属反射层的使用形式。
反射层可以是由半透明反射镜等制成并且能够反射光和透射光的半透射类型。半透射起偏振膜也通常用于形成这种类型的显示装置当液晶显示器用于较亮气氛中时，半透射起偏振膜位于液晶元件的背面，使得来自视角(显示侧)的入射光被反射以实现显示，而当液晶显示器用于较暗气氛时，使用安置在半透射起偏振膜的背面的嵌入式光源比如背光元件来实现显示。因此，半透射起偏振膜用于形成这种类型的显示装置在明亮气氛中，可以节约使用光源比如背光元件导致的能量，而在较暗气氛中，可以使用嵌入式光源。
另一方面，亮度增强膜用于抑制由于起偏振膜所导致的吸收损失等，以获得亮度增强。适当的膜可以用作亮度增强膜。顺便提及，亮度增强膜的实例是具有线性透射带预定偏振轴的偏振光但反射其它光分量的性质的膜(例如，3M生产的“D-BEF”)，比如电介质的多层薄膜，或者折射率各向异性不同的多层薄膜的层制品。
亮度增强膜的另一个实例是具有使向左转和向右转的循环偏振光向量之一进行反射但使其它光向量透射的性质的膜，比如，胆甾型液晶层，尤其是胆甾型液晶聚合物取向膜或支撑在膜基底上的取向液晶层(例如，由NITTO DENKO CORP.生产的“PCF 350”，或者由MERCK&CO.，INC.生产的“Transmax”)。根据将循环偏振光转化成线性偏振光的目的需要，胆甾型液晶类型膜可以与四分之一波长的板组合使用。
作为延迟板，除四分之一波长板之外，可以使用表现出适当延迟程度的板，比如通过适当单轴或双轴法拉伸后的任何种类聚合物的膜，在Z轴方向取向的聚合物膜，液晶大分子层等。漫射控制膜用于控制与视角和分辨率有关的炫光、散射光等。利用漫射、散射或/和折射的光学功能膜可用作漫射控制膜。偏振并散射的膜以含散射物质的膜提供，因而在与振动方向一致的偏振光中出现散射各向异性。偏振并散射的膜用于控制偏振光。
虽然以两个光学层或者三个或更多个光学层的层制品提供的光学构件可以在液晶显示器等的生产过程中通过顺序逐个层压法形成，但是预先层压的光学构件具有的优势在于可改善液晶显示器等生产过程中的效率，这是由于具有优异的质量稳定性、组装加工性等的缘故。
用于将光学构件结合到另一个构件比如另一个光学层或液晶元件上的压力敏感粘附层或粘附层可以在该光学构件的需要表面上提供。该粘附层可以根据上面描述形成。尤其是，从防止由吸湿性所导致的起泡现象和玻璃现象、光学特性降低以及防止由于热膨胀差异等所导致的液晶元件弯曲、质量和耐久性优异的显示装置的可形成性、等等考虑，优选使用吸湿性低且耐热性优异的压力敏感粘合层。透明微粒可以和压力敏感粘合层或粘合层混合，以使压力敏感粘合层或粘合层能够表现出光漫射特性。
当安置在起偏振膜、层压膜或光学构件上的压力敏感粘附层或粘附层暴露在表面外时，优选该层临时被旨在用于抗污染等的隔板覆盖，直到该压力敏感粘附层或粘附层投入实际使用为止。该隔板可以通过需要时在支撑膜或合适纸板等上面放置适当释放剂(即，脱模剂)，比如硅氧烷类释放剂、长链烷基类释放剂、氟类释放剂、硫化钼、等的方法获得。
用于形成所述层压膜、光学构件、等的起偏振膜、延迟膜或诸如透明保护层、压力敏感粘附层等中的每个层都可以提供，并使得所述膜或层通过适当方法比如用紫外线吸收剂处理所述膜或层的方法形成紫外线吸收能力，所述紫外线吸收剂比如有水杨酸酯化合物、二苯甲酮化合物、苯并三唑化合物、氰基丙烯酸酯化合物、镍复盐化合物、等。
实施例 现在，参考实施例和比较例，更加详细地解释本发明，但是应当理解为本发明的构成并不是限制于这些实施例。
顺便提及，在下面描述中，拉伸步骤中在MD方向拉伸的起偏振膜的起偏器称作“MD起偏器”，在TD方向拉伸的起偏振膜的起偏器称作“TD起偏器”。在MD方向拉伸的延迟膜称作“MD延迟膜”，在TD方向拉伸的延迟膜称作“TD延迟膜”。
实施例1 将聚乙烯醇(PVA)制成的成卷膜顺序展开，所述聚乙烯醇的聚合度为2400，该成卷膜的厚度为75μm，宽度为0.3m，长度为500m。在120℃下，使用张布拉伸机将膜在横向拉伸5次。然后，该拉伸后的膜在碘和碘化钾的混合物染料浴中于30℃下浸渍1分钟，同时抑制其纵向收缩。然后，该拉伸后的膜在5％的碘化钾水溶液中于30℃下浸渍5秒。然后，该拉伸后的膜在45℃下干燥7分钟同时固定，从而使膜的收缩受到抑制。这样获得的膜切割成1m宽。用PVA水溶性粘合剂将三乙酰基纤维素(TAC)膜层压在该膜的两个表面上。这样，就获得了具有三层结构即TAC膜/TD起偏器/TAC膜的TD起偏振膜，将该TD起偏振膜卷起。
比较例1 将聚乙烯醇(PVA)制成的成卷膜顺序展开成膜，所述聚乙烯醇的聚合度为2400，该成卷膜的厚度为75μm，宽度为1.2m，长度为500m。该膜在纯水中于30℃下浸渍1分钟的同时，用滚筒式纵向拉伸法将其纵向拉伸2.5倍。然后，拉伸后的膜在碘和碘化钾的混合物染料浴中于30℃下浸渍1分钟，同时其纵向拉伸1.2倍。然后，该拉伸后的膜在4％的硼酸水溶液浴中于60℃下浸渍2分钟，同时其纵向拉伸2倍。该拉伸后的膜再在5％的碘化钾水溶液中于30℃下浸渍5秒。然后，该拉伸后的膜在45℃下干燥7分钟。这样获得的膜切割成1m宽。以与实施例1相同的方式将TAC膜层压在该膜的两个表面上。这样，就获得了具有三层结构即TAC膜/MD起偏器/TAC膜的MD起偏振膜，将该MD起偏振膜卷起。
参考例1 将降冰片烯树脂膜(JSR CORP.生产的ARTON)制成的成卷膜顺序展开成膜，所述成卷膜的厚度为100μm，宽度为1.2m，长度为500m。170℃下，用滚筒式纵向拉伸法将该膜在纵向拉伸1.3倍。然后，拉伸后的膜切割成1m的宽度。这样，就获得了(MD)延迟膜，并将其卷起来。该膜具有100nm的Re。在横向的Re分布(变化最大值和最小值之间的差异，该规定也适用于下文)为5nm。慢轴分布(在纵向)为1度。
顺便提及，Re(以及下面描述的Rz)是在由OJI SCIENTIFICINSTRUMENTS生产的KOBRA-21ADH所测定的折射率基础上计算的。在下面的描述中，折射率以相同的方式测定。
参考例2 除了在175℃下，由张布拉伸机将ARTON膜在横向拉伸1.5倍之外，以与参考例1相同的方式获得(TD)延迟膜。将该延迟膜卷起。所得膜具有100nm的Re。横向的Re分布为8m。慢轴分布(在横向)为2.5度。
参考例3 将厚度为50μm、宽度为1.2m且长度为500m的TAC成卷膜顺序展开成膜。如果聚酰亚胺是由2，2’-双(3，4-二羧苯基)六氟丙烷和2，2’-双(三氟甲基)-4，4’-二氨基联苯基合成的，则将15重量％的环己酮溶液连续涂敷在膜上，并在120℃下干燥10分钟。这样，在该膜上形成6μm厚的聚酰亚胺层。150℃下，通过滚筒式纵向拉伸法将该膜在纵向拉伸1.05倍。然后，将拉伸后的膜切割成1m的宽度。这样，就获得了(MD)延迟膜，并将该膜卷起。该膜具有50nm的Re以及280nm的Rz。在横向的Re分布为2nm。慢轴分布(在纵向)为0.5度。
参考例4 除了在150℃下，通过张布拉伸机将膜在横向拉伸1.1倍之外，以与参考例3的相同方式获得(TD)延迟膜。将该延迟膜卷起。该膜具有50nm的Re以及290nm的Rz。在横向的Re分布为7nm。慢轴分布(在纵向)为1.5度。
参考例5 将降冰片烯树脂膜(ZEON CORP.生产的ZEONOA)制成的成卷膜顺序展开成膜，所述成卷膜的厚度为100μm，宽度为1.3m，长度为1000m。140℃下，用滚筒式纵向拉伸法将该膜在纵向拉伸1.1倍。然后，拉伸后的膜切割成1m的宽度。这样，就获得了(MD)延迟膜，并将其卷起来。该膜具有100nm的Re。在横向的Re分布为4nm。慢轴分布(在纵向)为1.6度。
参考例6 将聚碳酸酯树脂膜(KANEKA CORP.生产的PF膜)制成的成卷膜顺序展开成膜，所述成卷膜的厚度为100μm，宽度为1.2m，长度为500m。150℃下，用滚筒式纵向拉伸法将该膜在纵向拉伸1.15倍。然后，拉伸后的膜切割成1m的宽度。这样，就获得了(MD)延迟膜，并将其卷起来。该膜具有100nm的Re。在横向的Re分布为5nm。慢轴分布(在纵向)为1.8度。
参考例7 将乙酸-丙酸纤维素树脂膜(KANEKA CORP.生产的KA膜)制成的成卷膜顺序展开成膜，所述成卷膜的厚度为100μm，宽度为1.2m，长度为500m。150℃下，用滚筒式纵向拉伸法将该膜在纵向拉伸1.5倍。然后，拉伸后的膜切割成1m的宽度。这样，就获得了(MD)延迟膜，并将其卷起来。该膜具有100nm的Re。在横向的Re分布为5nm。慢轴分布(在纵向)为1.2度。
实施例2 在实施例1中获得的(TD)起偏振膜和在参考例1中获得的(MD)延迟膜从相应的成卷膜顺序展开的向时，使用丙烯酸压力敏感粘合层将这些膜层压在一起，并使这些膜的纵向彼此相应。这样，就连续获得了其中起偏振膜的吸收轴与延迟膜的慢轴垂直的层压膜。
实施例3 在实施例1中获得的(TD)起偏振膜和在参考例3中获得(MD)延迟膜从相应的成卷膜顺序展开的同时，使用丙烯酸压力敏感粘合层将这些膜层压在一起，并使这些膜的纵向彼此相应。这样，就连续获得了其中起偏振膜的吸收轴与延迟膜的慢轴垂直的层压膜。
实施例4 在实施例1中获得的(TD)起偏振膜和在参考例5中获得(MD)延迟膜从相应的成卷膜顺序展开的同时，使用丙烯酸压力敏感粘合层将这些膜层压在一起，使这些膜的纵向彼此相应。这样，就连续获得了其中起偏振膜的吸收轴与延迟膜的慢轴垂直的层压膜。
实施例5 在实施例1中获得的(TD)起偏振膜和在参考例6中获得的(MD)延迟膜从相应的成卷膜顺序展开的同时，使用丙烯酸压力敏感粘合层将这些膜层压在一起，并使这些膜的纵向彼此相应。这样，就连续获得了其中起偏振膜的吸收轴与延迟膜的慢轴垂直的层压膜。
实施例6 在实施例1中获得的(TD)起偏振膜和在参考例7中获得的(MD)延迟膜从相应的成卷膜顺序展开的同时，使用丙烯酸压力敏感粘合层将这些膜层压在一起，并使这些膜的纵向彼此相应。这样，就连续获得了其中起偏振膜的吸收轴与延迟膜的慢轴垂直的层压膜。
比较例2 在比较例1中获得的(MD)起偏振膜和在参考例2中获得的(TD)延迟膜从相应的成卷膜顺序展开的同时，使用丙烯酸压力敏感粘合层将这些膜层压在一起，使这些膜的纵向彼此相应。这样，就连续获得了其中起偏振膜的吸收轴与延迟膜的慢轴垂直的层压膜。
比较例3 在比较例1中获得的(MD)起偏振膜和在参考例4中获得的(TD)延迟膜从相应的成卷膜顺序展开的同时，使用丙烯酸压力敏感粘合层将这些膜层压在一起，使这些膜的纵向彼此相应。这样，就连续获得了其中起偏振膜的吸收轴与延迟膜的慢轴垂直的层压膜。
比较例4 在比较例1中获得的(MD)起偏振膜和在参考例1中获得(MD)延迟膜切割成具有预定尺寸的膜。使用丙烯酸压力敏感粘合层将这些膜层压在一起，并使起偏振膜的吸收轴与延迟膜的慢轴垂直。这样，就可获得层压膜。
比较例5 在比较例1中获得的(MD)起偏振膜和在参考例5中获得(MD)延迟膜从相应的成卷膜顺序展开的同时，使用丙烯酸压力敏感粘合层将这些膜层压在一起，使这些膜的纵向彼此相应。这样，就连续获得了其中起偏振膜的吸收轴与延迟膜的慢轴平行的层压膜。
比较例6 在比较例1中获得的(MD)起偏振膜和在参考例6中获得的(MD)延迟膜从相应的成卷膜顺序展开的同时，使用丙烯酸压力敏感粘合层将这些膜层压在一起，使这些膜的纵向彼此相应。这样，就连续获得了其中起偏振膜的吸收轴与延迟膜的慢轴平行的层压膜。
比较例7 在比较例1中获得的(MD)起偏振膜和在参考例7中获得的(MD)延迟膜从相应的成卷膜顺序展开的同时，使用丙烯酸压力敏感粘合层将这些膜层压在一起，使这些膜的纵向彼此相应。这样，就连续获得了其中起偏振膜的吸收轴与延迟膜的慢轴平行的层压膜。
评价测试1 在实施例和比较例中获得并且每个都具有1m有效宽度的层压膜用于下列组合中，获得样品1～5。使用这些样品，同时检测在其中层压膜位于长宽比为16∶9的VA式液晶元件的观察侧和背面，以使起偏振膜的吸收轴彼此垂直的情况下所形成屏幕的最大尺寸。检测结果在表1示出。
表1 测试评价2 在每个实施例和比较例中获得并且具有预定大小的层压膜安置在市场上购买的VA式液晶元件的背面，同时将实施例1获得的起偏振膜安置在视角侧，并使得起偏振膜的吸收轴垂直于在背面的吸收轴。这样，就形成了液晶显示器。以这种方式，获得下列液晶显示器样品6～15。检测每个液晶显示器的显示清晰度(可视度)。检测结果在表2示出。
表2 从样品1～5明显看出，当使用利用本发明的起偏振膜的层压膜(样品1和2)时，屏幕大小增加。从样品6～12明显看出，根据本发明的层压膜(样品6，7和10～12)由于延迟膜的慢轴几乎没有变化，因此都能够获得良好的显示。从样品10～15明显看出，当如在本发明侧层压膜(样品10～12)中那样起偏振膜的吸收轴和延迟膜的慢轴彼此垂直时，可以获得良好的显示。
根据本发明，可以获得在横向具有吸收轴的长起偏振膜。在纵向的长度，即横向大小可以随意设定。当起偏振膜与在纵向具有吸收轴的长起偏振膜结合时，液晶元件的前表面和后表面的吸收轴之间的正交关系可以根据任意的横向尺寸的屏幕形成。可以获得大尺寸屏幕的液晶显示器。通过横向拉伸也可以增加宽度。顺便提及，当每个都具有1200mm宽度的长起偏振膜用于上述结合时，可以形成长宽比为16∶9且最大为95英寸的液晶显示器。
此外，由于长起偏振膜是在横向上具有吸收轴的长起偏振膜，因此当长起偏振膜与纵向具有慢轴的长延迟膜结合时，起偏振膜的吸收轴和延迟膜的慢轴之间的正交关系可以通过其中长膜的纵向彼此相应的这种层压膜来形成。由层制品制成的层压膜可以在其中卷起的长膜被顺序展开的层压过程中有效地制备。
由于在纵向拉伸的膜可以用作延迟膜，因此几乎不会产生由boing现象引起的慢轴方向变化，因而可以获得优异的轴精确性。可以获得其中液晶元件中的延迟可以用高精确度光学补偿以获得均匀的液晶显示器并拓宽视角的层压膜。
尽管本发明已经参考其具体实施方案进行了详细描述，但是对于本领域普通技术人员来说，很明显的是在没有背离本发明的精神和范围的情况下，可以在其中进行各种改变和改进。
本申请是以2003年8月8日提交的日本专利申请2003-289612以及2004年7月23日提交的2004-215159为基础的，这两个专利的内容并入其中，作为参考。
工业适用性 根据本发明的起偏振膜、层压膜和光学构件可以优选用于形成各种装置，比如液晶显示器。例如，根据本发明的起偏振膜、层压膜和光学构件可以用于形成这样的液晶显示器，比如，反射性液晶显示器；半透射液晶显示器；或透视-反射双类型液晶显示器，其中起偏振膜安置在液晶元件的单个表面上或者起偏振膜安置在液晶元件的两个表面上。
即，尽管液晶显示器通常由适当地组装构成元件(比如液晶元件、起偏振膜或层压膜以及根据需要的照明系统)以及并入其中的驱动电路形成，但是在本发明中除了根据本发明的起偏振膜、层压膜或光学构件安置在液晶元件的至少一个外表面上之外，并没有其它特殊的限制。本发明可以遵循背景技术。当这些膜安置在液晶元件的两个表面上时，从大尺寸屏幕的可形成性考虑，将横向具有吸收轴的起偏振膜和纵向具有吸收轴的起偏振膜组合使用是具有优势的。
因此，能够形成合适的液晶显示器，比如在液晶元件的一个或两个表面上安置有一个层压膜或两个层压膜的液晶显示器；使用背光组件或前面光组件作为照明系统的液晶显示器；或者使用反射板或半透射反射板的透射、反射或透射-反射双类型的液晶显示器。从补偿效果等考虑，更优选安置有层压膜，并使该层压膜的延迟膜位于在观察侧或/和背面的液晶元件与起偏振膜之间，尤其是位于液晶元件与观察侧起偏振膜之间。对于层压膜的装备，可以使用以光学构件形式提供的膜。
在上面描述中用于形成液晶显示器的液晶元件可以任意选择。例如，可以使用合适类型的液晶元件，比如薄膜晶体管液晶元件代表的有源矩阵驱动式液晶元件；由TN或STN液晶元件代表的无源矩阵驱动式液晶元件；VA液晶元件；OCB液晶元件；IPS液晶元件，等。尤其是，优选使用其中安置有起偏振膜，并使该起偏振膜的吸收轴变成平行于液晶元件侧的这样一种类型的液晶元件，比如VA液晶元件或IPS液晶元件。
在上面的描述中，用于形成液晶显示器的元件可以整体层压或分别层压。对于液晶显示器的形成，可以适当安置有合适的光学元件，比如棱镜阵列板、透镜阵列板、光漫射板、保护板等。这些元件可以层压在层压膜上，那样就可以以用于形成液晶显示器的光学构件形式提供。
权利要求
1.一种起偏振膜，其包括
长聚合物膜；以及
二色性物质，
其中所述起偏振膜在该起偏振膜的TD方向上具有吸收轴，并且
其中所述起偏振膜通过如下步骤制备
在TD方向上拉伸所述长聚合物膜；以及
在MD方向上收缩所述长聚合物膜。
2.一种起偏振膜，其包括
长聚合物膜；以及
二色性物质，
其中所述起偏振膜在该起偏振膜的TD方向上具有吸收轴，并且
其中所述起偏振膜是通过使用含碘的水溶液，用碘将经过TD方向拉伸的长聚合物染色进行制备的。
3.根据权利要求2所述的起偏振膜，
其中所述起偏振膜是通过使用含碘的水溶液，用碘将经过TD方向拉伸并且经过MD方向收缩的长聚合物染色而制备的。
4.根据权利要求2所述的起偏振膜，
其中所述起偏振膜是通过将含碘的水溶液施用到所述长聚合物膜上，用碘将所述长聚合物膜染色而制备的。
5.一种液晶显示器，其包括根据权利要求1或2所述的起偏振膜，该起偏振膜位于液晶元件的外部。
6.一种用于制备起偏振膜的方法，其包括如下步骤
将聚合物膜顺序展开；
在TD方向拉伸所述聚合物膜；以及
将拉伸过的所述膜进行染色。
7.根据权利要求6所述的用于制备起偏振膜的方法，
其中在TD方向的拉伸由张幅拉伸机实施。
全文摘要
本发明提供了一种起偏振膜，其包括如下长聚合物膜；以及二色性物质，其中所述起偏振膜在该起偏振膜的TD方向上具有吸收轴。
文档编号B29C55/00GK101122648SQ20071015341
公开日2008年2月13日 申请日期2004年8月5日 优先权日2003年8月8日
发明者石桥邦昭, 吉见裕之 申请人:日东电工株式会社