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CN100335922C - 具有由液晶分子形成的光学各向异性层的偏振片 - Google Patents

具有由液晶分子形成的光学各向异性层的偏振片 Download PDF

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CN100335922C CNB038170221A CN03817022A CN100335922C CN 100335922 C CN100335922 C CN 100335922C CN B038170221 A CNB038170221 A CN B038170221A CN 03817022 A CN03817022 A CN 03817022A CN 100335922 C CN100335922 C CN 100335922C
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Abstract

本发明涉及一种偏振片，其具有偏振薄膜和由液晶分子形成的光学各向异性层。所述光学各向异性层形成于偏振薄膜上，或者形成于偏振薄膜上形成的取向层上。

Description

具有由液晶分子形成的光学各向异性层的偏振片
                      技术领域
本发明涉及一种偏振片，其包括偏振薄膜和由液晶分子形成的光学各向异性层。
                      背景技术
液晶显示装置通常包括偏振片和液晶元件。
应用最广的显示器是TN型的TFT液晶显示装置，其中在偏振片和液晶元件之间提供一光学补偿薄片。由于该补偿薄片，显示器提供了高质量的图象，但是这样的显示器通常太厚并且苯重。
日本专利临时公开号1(1989)-68940公开了一种椭圆形偏振片，其中在相延迟器和保护薄膜之间提供有一偏振薄膜。根据该公开，椭圆形偏振片可以提高正面对比度，并且不会使显示器厚度增加。然而，该延迟器(光学补偿薄片)具有差的热耐用性(thermal durability)并且易于热变形，从而引起不希望的相位差。该相位差使得显示器呈现被漏光环绕的图象(即，框架状地增加显示器屏幕的透射比)，并因此影响显示图象的质量。
为了解决该问题，日本专利临时公开号7(1995)-191217和欧洲专利号0911656A2提出了一种液晶显示装置，其中将包括涂布有由盘形液晶分子形成的光学各向异性层的透明支撑体的光学补偿薄片直接用作偏振片的保护薄膜。这样的显示器热耐用性提高并且厚度变薄。
迄今，基于15英寸或更小的显示器的光学补偿薄片已开发出来，但是现在需要考虑17-英寸或更大的大液晶显示装置。
已发现，即使将配备有已知光学补偿薄片作为保护薄膜的偏振片贴到大显示器上，也不能阻止因热变形引起的框架样漏光(framewiselight leakage)。对于15英寸或更小的小或中间大小的液晶显示装置，已知的补偿薄片防止了因热变形引起的漏光。因此，补偿薄片还应提高对环境条件(即，温度和湿度)波动的耐性。
                      发明概述
本发明的一个目的是使用具有光学补偿功能的偏振片对液晶元件进行光学补偿。
本发明的另一目的是使甚至大的液晶显示装置具有高质量的图象，没有引起诸如漏光的麻烦。
本发明的这些目的是通过下面所述的偏振片(1)-(21)、液晶显示装置(22)和该液晶显示装置的制备方法(23)和(24)实现的。
(1)一种偏振片，其包括偏振薄膜和由液晶分子形成的光学各向异性层，其中光学各向异性层(直接)形成于偏振薄膜上，或者其中取向层(直接)形成于偏振薄膜上，并且该光学各向异性层(直接)形成于该取向层上。
(2)(1)的偏振片，其中光学各向异性层中所含的液晶分子是杆状液晶分子，这些液晶分子的长轴相对偏振薄膜的表面平均以大于5°的角度取向。
(3)(2)的偏振片，其中杆状液晶分子的长轴相对偏振薄膜的透射轴平均以小于5°的角度取向。
(4)(1)的偏振片，其中光学各向异性层中所含的液晶分子是盘形液晶分子，该液晶分子的长轴(盘形面)相对偏振薄膜的表面平均以小于5°的角度取向。
(5)(1)的偏振片，其中偏振薄膜的厚度是20μm或更小。
(6)(1)的偏振片，其还包括光漫射层。
(7)(1)的偏振片，其还包括防反射层。
(8)(7)的偏振片，其还包含厚度为70μm或更小的透明支撑体，并在该透明支撑体上提供有防反射层。
(9)(1)的偏振片，其中光学各向异性层包括在偏振薄膜面上提供的第一光学各向异性层和在其上提供的第二光学各向异性亚层(sub-layer)，并且第一亚层中所含的液晶分子的长轴相对第二亚层中液晶分子长轴的平均取向方向平均以大于10°的角度取向。
(10)(9)的偏振片，其中第一光学各向异性亚层中所含的液晶分子是杆状液晶分子，这些液晶分子的长轴相对偏振薄膜的表面平均以小于5°的角度取向。
(11)(10)的偏振片，其中杆状液晶分子的长轴相对偏振薄膜的透射轴平均以小于5°的角度取向。
(12)(10)的偏振片，其中第二光学各向异性亚层中所含的液晶分子是杆状液晶分子，这些液晶分子的长轴相对偏振薄膜的表面平均以大于15°的角度取向，并且各分子的长轴与偏振薄膜的表面之间的角度随分子和薄膜之间的距离而变化。
(13)(10)的偏振片，其中第二光学各向异性亚层中所含的液晶分子是盘形液晶分子，这些液晶分子的长轴(盘形面)相对偏振薄膜的表面平均以大于15°的角度取向，并且各分子的长轴(盘形面)与偏振薄膜的表面之间的角度随分子和薄膜之间的距离而变化。
(14)(11)的偏振片，其中第二光学各向异性亚层中所含的液晶分子是杆状液晶分子，这些液晶分子的长轴相对偏振薄膜的表面平均以小于5°的角度取向，并且这些长轴相对偏振薄膜的透射轴平均也以小于5°的角度取向。
(15)(10)的偏振片，其中第二光学各向异性亚层中所含的液晶分子是盘形液晶分子，这些液晶分子的长轴(盘形面)相对偏振薄膜的表面平均以大于85°的角度取向。
(16)(9)的偏振片，其中第一光学各向异性亚层中所含的液晶分子是盘形液晶分子，这些液晶分子的长轴(盘形面)相对偏振薄膜的表面平均以大于5°的角度取向。
(17)(16)的偏振片，其中第二光学各向异性亚层中所含的液晶分子是杆状液晶分子，这些液晶分子的长轴相对偏振薄膜的表面平均以大于15°的角度取向，并且各分子的长轴与偏振薄膜的表面之间的角度随分子和薄膜之间的距离而变化。
(18)(16)的偏振片，其中第二光学各向异性亚层中所含的液晶分子是盘形液晶分子，这些液晶分子的长轴(盘形面)相对偏振薄膜的表面平均以大于15°的角度取向，并且各分子的长轴(盘形面)与偏振薄膜的表面之间的角度随分子和薄膜之间的距离而变化。
(19)(16)的偏振片，其中第二光学各向异性亚层中所含的液晶分子是杆状液晶分子，这些液晶分子的长轴相对偏振薄膜的表面平均以小于5°的角度取向。
(20)(19)的偏振片，其中杆状液晶分子的长轴相对偏振薄膜的透射轴平均以小于5°的角度取向。
(21)(9)的偏振片，其中第一光学各向异性层起第二光学各向异性层的取向层的作用。
(22)一种液晶显示装置，其包括液晶元件和偏振片，其中偏振片是(1)-(20)中所述之一。
(23)一种偏振片的制备方法，所述偏振片包括偏振薄膜和光学各向异性层，该方法包括步骤：将含有液晶分子的涂布液涂布到偏振薄膜的表面上形成光学各向异性层。
(24)一种偏振片的制备方法，所述偏振片包括偏振薄膜和光学各向异性层，该方法包括步骤：在偏振薄膜的表面上形成取向层并将含有液晶分子的涂布液涂布到取向层的表面上形成光学各向异性层。
杆状液晶分子的长轴相当于分子呈现最大折光率的方向。盘形液晶分子的长轴相当于分子呈现最大折光率(盘形)面。
本申请人通过包括偏振薄膜和光学各向异性层(优选由两个或多个亚层组成，在各亚层中取向的液晶分子的长轴的平均方向不同)的偏振片，成功地对液晶元件进行了光学补偿并且防止了显示器框架样漏光。
将由液晶分子形成的光学各向异性层用于光学补偿液晶元件。一般说来，用光学各向异性层涂布聚合物薄膜(乙酸纤维素酯薄膜，如果用作偏振片中的保护薄膜)从而制得包括各向异性层和聚合物薄膜(透明支撑体)的光学补偿薄片。
在将所述光学补偿薄片安装在液晶显示装置中时，使用粘合剂将该薄片是固定在液晶元件上。因此，如果用于该薄片的聚合物薄膜膨胀或收缩，那么该膨胀或收缩所引起的变形在整体上不应引起薄膜光学特性的改变。
通常认为，当使用液晶显示装置的温度和湿度(环境条件)改变时，聚合物薄膜膨胀或收缩从而改变补偿薄片的光学特性。而且，据认为薄片受热(例如，背部光源源所产生的热量)所产生的热分布使得薄膜变形并改变光学特性。
而且，已经知道温度和湿度的变化对具有羟基的聚合物(例如乙酸纤维素酯)的影响非常大。
因此，为了防止漏光，希望完全防止聚合物薄膜的变形，或者根本不使用聚合物薄膜本身。
偏振片通常包括一对主要由聚乙烯醇制成的保护薄膜和偏振薄膜。根据申请人的研究，当环境条件变化时，用于该薄膜的聚乙烯醇的尺寸改变程度最大。
由于偏振片是用粘合剂层压在液晶元件上的，尺寸变化引起施加于保护薄膜(即，光学补偿薄片)上的变形应力。结果，变形应力使得保护薄膜(即，光学补偿薄片)的光学特性发生改变。
因此，希望降低因偏振薄膜的尺寸改变引起的应力(变形×截面积×弹性模量)。具体而言，希望使偏振片更薄和/或降低因环境条件引起的尺寸改变(变形)。
申请人成功地直接在偏振薄膜上提供了由液晶分子形成的光学各向异性层或者在它们之间提供了一取向层。具体而言，将含有液晶分子的涂布液涂敷到薄膜表面上形成各向异性层，并由此可以制备薄的偏振片，不用在薄膜和各向异性层之间提供聚合物薄膜。在由此制得的本发明的偏振片中，因偏振薄膜尺寸改变引起的应力(变形x截面积x弹性模量)小。因此，配备有本发明的偏振片的液晶显示装置呈现高质量的图象，没有引起诸如漏光的问题。
由于常规偏振片中所用的聚合物薄膜具有光学各向异性。为了弥补这一点，优选本发明的偏振片中的光学各向异性层由两个或更多个由液晶分子形成的亚层组成，并且其中一个(优选，在薄膜面上的亚层)具有与聚合物薄膜相同的光学各向异性特性。
                      发明详述
(光学各向异性层)
光学各向异性层优选这样设计，当显示黑色图象时它可以补偿液晶元件中液晶分子的取向。显示黑色图象时液晶分子的取向取决于显示器的模式，并描述在IDW’00，FMC7-2，pp.411-414中。
下面描述每种模式中光学各向异性层的优选实施方式。
(TN型的液晶显示装置)
TN型液晶元件广泛地用于彩色TFT液晶显示装置中，因此在许多文献中有描述。
在显示黑色图象的TN型液晶元件中，中心部分的杆状液晶分子垂直排列，元件基片附近的分子水平排列。
因此，中心部分的分子可以用垂直取向排列的盘形液晶分子(其中盘形面水平排列)补偿，而基片附近的分子可以用混合排列的盘形液晶分子(其中各分子的长轴随分子与偏振薄膜之间的距离而变化)补偿。
另外，中心部分的分子也可以用平行取向排列的杆状液晶分子(其中长轴水平排列)补偿，而基片附近的分子可以用混合排列取向的盘形液晶分子补偿。
以垂直取向排列(homeotropic alignment)时，液晶分子的长轴相对偏振薄膜的表面平均以大于95°的角度取向。
以平行取向排列(homogeneous alignment)时，液晶分子的长轴相对偏振薄膜的表面平均以小于5°的角度取向。
以混合取向排列时，液晶分子的长轴相对偏振薄膜的表面平均以优选大于15°，更优选15-85°的角度取向。
其中盘形液晶分子以垂直取向排列或其中杆状液晶分子以平行取向排列的光学各向异性层优选分别具有在40-200nm之间的Rth延迟值和在0-70nm之间的Re延迟值。Rth和Re延迟值分别由下式(I)和(II)定义。
(I)Rth＝{(nx+ny)/2-hz}×d
(II)Re＝(nx-ny)×d
式中，nx是薄膜平面内慢轴方向的折光率，ny是沿薄膜平面内快轴方向的折光率，nz是沿薄膜深度方向的折光率，并且d是薄膜的厚度。
日本专利临时公开号12(2000)-304931和12(2000)-304932描述了其中盘形液晶分子以各向同性(水平)排列取向的层和其中杆状液晶分子以均匀(水平)排列取向的层。日本专利临时公开号8(1996)-50206描述了其中盘形液晶分子以混合排列取向的层。
(OCB型的液晶显示装置)
OCB型液晶元件是弯曲排列型液晶元件，其中上面部分的杆状液晶分子和下面部分的液晶分子基本上反向(对称)排列。美国专利号4,583,825和5,410,422中描述了具有弯曲排列型液晶元件的液晶显示装置。由于上面部分的杆状液晶分子和下面部分的杆状液晶分子对称排列，因此弯曲排列型液晶元件具有自光学补偿功能。因此，该模式称之为OCB(光学补偿弯曲)型。
在显示黑色图象的OCB型液晶元件中，杆状液晶分子以与TN型元件中分子相似的排列方式取向。即，中心部分的杆状液晶分子垂直排列，元件的基片附近的分子水平排列。
由于显示黑色图象时OCB型液晶元件中液晶分子的取向与TN型元件的相似，因此OCB型液晶元件的优选实施方式与TN型液晶元件的优选实施方式几乎是相同的。然而，OCB型液晶元件中中心部分分子垂直排列的面积在比在TN型中的大，因此必需略微调整其中盘形液晶分子以垂直取向排列或者其中杆状液晶分子以平行取向排列的光学各向异性层的延迟值。具体而言，光学各向异性层的Rth和Re延迟值优选分别在150-500nm和20-70nm的范围内。
(VA型的液晶显示装置)
在VA型液晶元件中，在不施加电压的情况下杆状液晶分子基本上垂直排列。
VA型液晶元件包括下面一些类型：(1)狭义的VA型液晶元件(描述于日本专利临时公开号2(1990)-176625)，其中在不施加电压的情况下杆状液晶分子基本上垂直排列，并且当施加电压时这些分子基本上水平排列；(2)MVA型液晶元件(描述于SID97，Digest of tech.Papers，28(1997)，845)，其中VA型改进成为多域型以便扩大视角；(3)n-ASM型液晶元件(描述于日本液晶研讨会的摘要(用日语撰写)，(1998)，第58-59页)，其中当不施加电压时杆状液晶分子基本上垂直排列，并且当施加电压时这些分子基本上以扭转多域排列方式取向；和(4)SURVAIVAL型液晶元件(参见LCD International‘98)。
在显示黑色图象的VA型液晶元件中，大多数杆状液晶分子垂直排列。因此，它们优选用其中盘形液晶分子以垂直取向排列或者其中杆状液晶分子以平行取向排列的光学各向异性层补偿。此外，为了补偿偏振片的视角依赖性，也优选提供另一杆状液晶分子以平行取向排列的光学各向异性层，以便这些分子的长轴相对偏振薄膜的透射轴平均以小于5°的角度取向。
其中盘形液晶分子以垂直取向排列或者其中杆状分子以平行取向排列的光学各向异性层优选分别具有在150-500nm之间的Rth延迟值和在20-70nm之间的Re延迟值。
(其它模式的液晶显示装置)
ECB和STN型的液晶显示装置也可以上面所述的相同方式进行光学补偿。
(光学各向异性层的形成)
光学各向异性层(如果它有两个或更多个亚层组成，那么第一亚层离偏振薄膜最近)由液晶分子形成，并且直接提供于偏振薄膜上，或者在光学各向异性层与偏振薄膜中间还可以提供一取向层。取向层具有10μm或更小的厚度。
在光学各向异性层中使用的液晶化合物可以是杆状或盘形的。该化合物可以是聚合物液晶或低分子量的单体液晶。而且，也可以使用其中低分子量的液晶分子经过交联并因此不再起液晶作用的聚合物。
为了制备光学各向异性层，将含有液晶化合物和其它任选组分(例如聚合引发剂)的涂布液涂敷到薄膜或取向层上。
制备所述涂布液的溶剂优选是有机溶剂。该有机溶剂的实例包括酰胺类(例如，N，N-二甲基甲酰胺)、亚砜类(例如，二甲亚砜)、杂环化合物(例如，吡啶)、烃类(例如，苯、己烷)、卤代烷烃(例如，氯仿、二氯甲烷)、酯类(例如，乙酸甲酯、乙酸丁酯)、酮类(例如，丙酮、甲基乙基酮)、和醚类(例如，四氢呋喃、1，2-二甲氧基乙烷)。优选卤代烷烃和酮。可以将两种或多种有机溶剂混合使用。
可以采用常规涂布方法如金属丝棒涂布法、挤出涂布法、正凹版涂布法、反凹版涂布法或模涂法涂敷所述溶液。
光学各向异性层的厚度优选在O.1-20μm的范围内，更优选在0.5-15μm的范围内，最优选在1-10μm的范围内。
(杆状液晶化合物)
杆状液晶化合物的实例包括甲亚胺类、氧化偶氮类、氰基联苯类、氰基苯基酯类、苯甲酸酯类、环己羧酸苯酯类、氰基苯基环己烷类、氰基取代的苯基嘧啶类、烷氧基取代的苯基嘧啶类、苯基二_烷类、二苯乙炔类和链烯基环己基苄腈类。
在所述杆状液晶化合物中还包括金属络合物。而且，也可以使用重复单元包括杆状液晶部分的液晶聚合物作为杆状液晶化合物。换句话说，杆状液晶化合物可以与(液晶)聚合物混合。
杆状液晶化合物在如下文献中有说明：″Kagaku-Sosetsu，Ekishono Kageku″(用日语写的)第22期(1994)第4、7和11章；和″EkishoDevise Handbook″(用日语写的)第3章。
所述杆状液晶分子优选具有0.001-0.7的双折射指数。
所述杆状液晶分子优选具有可聚合基团以固定该排列。
所述可聚合基团优选是不饱和可聚合基团或环氧基团，更优选是不饱和可聚合基团，最优选是烯属不饱和基团。
(盘形液晶化合物)
盘形液晶化合物的实例包括：C.Destrade等，Mol.Cryst第71卷第111页(1981)中所述的苯衍生物；C.Destrade等，Mol.Cryst.第122卷第141页(1985)、Physics Lett.A.第78卷第82页(1990)中所述的吐雪烯(truxene)衍生物；B.Kohn等，Angew.Chem.第96卷第70页(1984)中所述的环己烷衍生物；以及J.M.Lehn等，J.Chem.Commun.第1794页(1985)和J.Zhang等，J.Am.Chem.Soc.第116卷第2655页(1994)中所述的氮杂冠型或苯基乙炔型的大环化合物。
所述盘形液晶化合物可以具有如下结构：母核位于中心，并且直链基团如烷基、烷氧基和取代的苯甲酰基围绕母核径向取代。所述化合物优选具有旋转对称分子或其聚集体，使得它可以具有取向性能。即使该光学各向异性层由盘形液晶分子形成，最终层不一定总是含有盘形液晶分子。例如，在形成该层时，具有热-或光-反应性基团的低分子量盘形液晶化合物经热或光聚合形成一种不起液晶作用的聚合物。这种聚合物也可用于本发明。这种盘形液晶化合物的优选实例描述在日本专利临时公开号8(1996)-50206中。日本专利临时公开号8(1996)-27284描述了盘形液晶化合物的聚合。
可聚合基团应与盘形化合物的盘形核芯相连从而引发化合物的聚合反应。然而，如果该可聚合基团直接与盘形核芯相连，那么在聚合反应中难以保持该排列。因此，在盘形核芯和可聚合基团之间加入一连接基团。因此，具有可聚合基团的盘形化合物优选是下式(III)表示的化合物。
(III)    D(-L-Q)n
其中D是盘形核芯；L是二价连接基团；Q是可聚合基团；并且n是4-12的整数。
盘形核芯(D)的实例示于下面。在这些实例中，LQ(或QL)是指二价连接基团(L)与可聚合基团(Q)的组合。
Figure C0381702200171
Figure C0381702200181
Figure C0381702200191
在式(III)中，二价连接基团(L)优选选自亚烷基、亚烯基、亚芳基、-CO-、-NH-、-O-、-S-及其组合。L更优选是包括至少两个选自以下的二价基团的二价连接基团：亚烷基、亚芳基、-CO-、-NH-、-O-和-S-。L更优选是包括至少两个选自以下的二价基团的二价连接基团：亚烷基、亚芳基、-CO-和-O-。亚烷基优选具有1-12个碳原子。亚烯基优选具有2-12个碳原子。亚芳基优选具有6-10个碳原子。
二价连接基团(L)的实例示于下。在这些实例中，左侧与盘形核芯(D)相连，右侧与可聚合基团(Q)相连。AL意思是亚烷基或亚烯基。AR意思是亚芳基。亚烷基、亚烯基和亚芳基都可以有一取代基(例如，烷基)。
L1：-AL-CO-O-AL-
L2：-AL-CO-O-AL-O-
L3：-AL-CO-O-AL-O-AL-
L4：-AL-CO-O-AL-O-CO-
L5：-CO-AR-O-AL-
L6：-CO-AR-O-AL-O-
L7：-CO-AR-O-AL-O-CO-
L8：-CO-NH-AL-
L9：-NH-AL-O-
L10：-NH-AL-O-CO-
L11：-O-AL-
L12：-O-AL-O-
L13：-O-AL-O-CO-
L14：-O-AL-O-CO-NH-AL-
L15：-O-AL-S-AL-
L16：-O-CO-AR-O-AL-CO-
L17：-O-CO-AR-O-AL-O-CO-
L18：-O-CO-AR-O-AL-O-AL-O-CO-
L19：-O-CO-AR-O-AL-O-AL-O-AL-O-CO-
L20：-S-AL-
L21：-S-AL-O-
L22：-S-AL-O-CO-
L23：-S-AL-S-AL-
L24：-S-AR-AL-
式(III)中的可聚合基团(Q)是根据聚合反应确定的。可聚合基团(Q)优选是不饱和可聚合基团或环氧基团，更优选是不饱和可聚合基团，最优选是烯属不饱和基团。
在式(III)中，n是4-12的整数，它是根据盘形核芯(D)的结构确定的。所述4-12个L和Q的组合可以彼此不同。然而，这些组合优选相同。
如果盘形液晶分子以混合排列取向，那么分子的长轴(盘形面)相对偏振薄膜的平面的倾斜角度沿所述光学各向异性层的深度方向变化。各个盘形面的倾斜角通常在偏振薄膜表面的深度方向上随距离增加而增加或降低。优选该角度随该距离增加而降低。而且，倾斜角变化的实例包括连续增加、连续降低、间断增加、间断降低、包括连续增加和连续降低的变化、以及包括增加和降低的间断变化。间断变化包括所述倾斜角不沿层的厚度方向变化的区域。优选所述倾斜角在该层中总体上增加或降低，即使在层中存在倾斜角不变化的区域。所述倾斜角更优选总体上增加或降低，并且特别优选连续变化。
偏振薄膜面上的盘形液晶分子平均取向的平均方向通常可以通过选择盘形液晶化合物或者取向层的材料来控制，或者通过选择摩擦处理的方法来控制。另一方面，表面(空气)侧的平均取向通常也可以通过选择盘形液晶化合物或与该液晶化合物一起使用的添加剂来控制。添加剂的实例包括增塑剂、表面活性剂、可聚合单体和聚合物。而且，长轴的取向方向变化多少也可以通过上述选择来控制。
可以与液晶化合物一起使用的增塑剂、表面活性剂和可聚合单体优选可以与盘形液晶化合物相容，并且它们优选赋予不同的倾斜角或者不抑制盘形液晶分子排列。优选可聚合单体(例如，具有乙烯基、乙烯基氧基、丙烯酰基或甲基丙烯酰基的化合物)。以盘形液晶化合物的量为基础，这些化合物通常以1-50重量％，优选5-30重量％的量使用。如果混合使用具有4个以上可聚合官能团的单体，那么可以提高取向层与光学各向异性层之间的粘合。
与盘形液晶化合物一起使用的聚合物优选可以与盘形液晶化合物相容，并优选引起倾斜角的变化。
所述聚合物例如是纤维素酯。纤维素酯的优选实例包括乙酸纤维素酯、乙酸丙酸纤维素酯、羟丙基纤维素和乙酸丁酸纤维素酯。为了不防碍盘形液晶分子排列，以盘形液晶化合物的量为基础，该聚合物的量通常在0.1-10重量％的范围内，优选在0.1-8重量％的范围内，更优选在0.1-5重量％的范围内。
盘形液晶化合物从盘形向列相到固相转变的温度优选在70-300℃的范围内，更优选是70-170℃。
(液晶分子排列的固定)
可以在保持取向状态的情况下固定排列的盘形液晶分子。这些盘形液晶分子优选通过聚合反应固定。该聚合反应可以分成用热聚合引发剂引发的热反应和用光聚合引发剂引发的光反应。优选光聚合反应。
光聚合引发剂的实例包括α-羰基化合物(描述于美国专利US2,367,661、2,367,670)、偶姻醚类(描述于美国专利US 2,448,828)、α-烃取代的芳香偶姻化合物(描述于美国专利US 2,722,512)、多环醌化合物(描述于美国专利US 2,951,758、3,046,127)、三芳基咪唑类和对氨基苯基酮类的组合(描述于美国专利US 3,549,367)、吖啶或吩嗪化合物(描述于日本专利临时公开号60(1985)-105667和美国专利US4,239,850)和_二唑化合物(描述于美国专利US 4,212,970)。
以涂布液的固体含量为基础，光聚合引发剂的量优选在0.01-20重量％的范围内，更优选在0.5-5重量％的范围内。
光聚合用的光辐照优选用紫外线进行。
曝光能优选在20-50,000mJ/cm2的范围内，更优选在20-5,000mJ/cm2的范围内，最优选在100-800mJ/cm2的范围内。可以在进行光辐照的同时加热所述光学各向异性层以加速光聚合反应。在该光学各向异性层上可以提供保护层。
(偏振薄膜)
偏振薄膜优选是Optiva Inc.提供的涂层型薄膜或包括粘合剂以及碘或二色性染料的薄膜。
当偏振薄膜的分子取向时其中的碘或二色性染料引起极化功能。它们优选沿粘合剂分子取向，或者二色性染料的分子象液晶分子那样通过自组装沿某一方向取向。
可商购获得的偏振薄膜通常是将拉伸过的聚合物薄膜浸泡在碘或二色性染料溶液槽中制得的，从而碘或二色性染料可以渗透到粘合剂中。
在可商购获得的偏振薄膜中，碘或二色性染料分布在距离上表面和下表面各自约4μm的深度的区域(该区域的总厚度约8μm)。然而，为了获得足够的偏振度，要求分布碘或二色性染料的区域总共具有至少10μm的厚度。可以通过调整碘或二色性染料溶液的浓度、槽温和/或浸泡时间来控制碘或二色性染料渗透的深度。
如上所述，粘合剂的厚度为至少10μm。考虑到防止显示器漏光，该薄膜优选尽可能薄。优选比可商购获得的偏振薄膜(约30μm)要薄。厚度更优选是25μm或更小，再优选20μm或更小。厚度为20μm或更小的偏振薄膜防止了17英寸的大液晶显示装置漏光。
偏振薄膜的粘合剂可以经过交联。
可以使用本身就可以交联的聚合物作为粘合剂。而且，最初具有官能团或者向其中加入官能团的聚合物可以随光、热或pH变化反应来形成偏振薄膜。
另外，所述聚合物可以用交联剂交联。具体而言，可以加入由反应性交联剂提供的连接基团，来交联偏振薄膜的粘合剂。
在一常规方法中，将含有所述聚合物的涂布液(如果需要的话，含有交联剂)涂敷到透明支撑体上，然后加热诱导交联反应。该反应可以在从涂敷涂布液的第一步到制备最终薄膜的最后步骤之间的任意阶段进行，只要最终薄膜具有足够的耐用性。
可以使用本身就可以交联或者可以用交联剂交联的聚合物。这些聚合物的实例包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚苯乙烯、聚乙烯醇和改性的聚乙烯醇、聚(N-羟甲基丙烯酰胺)、苯乙烯基甲苯、氯化聚烯烃(聚氯乙烯)、聚酯、聚酰亚胺、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯、羧甲基纤维素、聚丙烯、聚碳酸酯、及其共聚物(例如，丙烯酸/甲基丙烯酸共聚物、苯乙烯/马来酰亚胺共聚物、苯乙烯/乙烯基甲苯共聚物、乙酸乙烯酯/氯乙烯共聚物、乙烯/乙酸乙烯酯共聚物)。也可以使用硅烷-偶联剂作为该聚合物。优选实例是水溶性聚合物(例如，聚(N-羟甲基丙烯酰胺)、羧甲基纤维素、明胶、聚乙烯醇和改性的聚乙烯醇)。特别优选明胶、聚乙烯醇和改性的聚乙烯醇，最优选聚乙烯醇和改性的聚乙烯醇。
聚乙烯醇或改性的聚乙烯醇的皂化度在70-100％的范围内，优选在80-100％的范围内，更优选在95-100％的范围内。聚乙烯醇的聚合度优选在100-5,000的范围内。
改性的聚乙烯醇的实例包括通过共聚合、链转移和嵌段聚合改性的聚乙烯醇。在共聚合反应中改性基团的实例包括COONa、Si(OH)3、N(CH3)3·Cl、C9H19COO、SO3Na和C12H25。在链转移中的改性基团的实例包括COONa、SH和C12H25。改性的聚乙烯醇的聚合度优选在100-3,000的范围内。改性的聚乙烯醇描述在日本专利临时公开号8(1996)-338913、9(1997)-152509和9(1997)-316127中。
特别优选皂化度为85-95％的未改性或烷硫基改性的聚乙烯醇。
可以将两种或多种未改性和改性的聚乙烯醇混合使用。
加入到粘合剂中的交联剂量越大，偏振薄膜防水和耐热的耐用性提高越大。然而，以粘合剂的量为基础，如果交联剂的量为50重量％或更大，碘或二色性染料分子的排列就差。因此，以粘合剂的量为基础，交联剂的量优选在0.1-20重量％的范围内，更优选在0.5-15重量％的范围内。
即使在交联反应结束之后，粘合剂中仍含有少许未反应的交联剂。以粘合剂的量为基础，留在粘合剂内未反应的交联剂的量优选不大于1.0重量％，更优选不大于0.5重量％。如果该粘合剂含有大于1.0重量％的量的未反应试剂，那么该薄膜的耐用性就差。如果将含有大量剩余交联剂的偏振薄膜安装在液晶显示装置中并在热湿条件下长时间使用或者放置时，经常导致偏振度的降低。
交联剂描述在美国再公告专利号23,297中。也可以使用硼化合物(例如，硼酸、硼砂)作为交联剂。
二色性染料的实例包括偶氮染料、二苯乙烯染料、吡唑啉酮染料、三苯基甲烷染料、喹啉染料、_嗪染料、噻嗪染料和蒽醌基染料。优选水溶性染料。该二色性染料优选具有亲水基团(例如，磺基、氨基、羟基)。
二色性染料的实例还包括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.直接酸性红37。日本专利临时公开号1(1989)-161202、1(1989)-172906、1(1989)-172907、1(1989)-183602、1(1989)-248105、1(1989)-265205和7(1995)-261024描述了二色性染料。所述二色性分子以游离酸或盐(碱金属盐、铵盐或胺盐)的形式使用。可以将两种或更多种二色性染料混合使用，从而制得具有各种色调的偏振薄膜。所述二色性染料能够使偏振薄膜显示所需色调。例如，优选当偏振轴正交时显示黑色的二色性染料或各种二色性染料的混合物。包含这种二色性染料或混合物的偏振薄膜或偏振片在单独使用时具有优异的偏振度和透射比。
偏振片的透射比和偏振度优选尽可能高，以便增加液晶显示装置的对比率。在550nm下的透射比优选在30-50％的范围内，更优选在35-50％的范围内，最优选在40-50％的范围内。在550nm下的偏振度优选在90-100％的范围内，更优选在95-100％的范围内，最优选在99-100％的范围内。
偏振薄膜和光学各向异性层，或者偏振薄膜和取向层可以用粘合剂层压。粘合剂的实例包括聚乙烯醇树脂(例如，用乙酰乙酰基、磺基、羧基或烯化氧基改性的聚乙烯醇)和硼化合物的水溶液。优选聚乙烯醇树脂。粘合剂层的干燥厚度为0.01-10μm，更优选0.05-5μm。
(偏振片的制备)
考虑到偏振薄膜的产率，优将粘合剂层沿相对薄膜的纵长(MD)方向以10-80°倾斜的方向拉伸。或者，在经过摩擦处理之后，优选用碘或二色性染料对粘合剂层染色。用于拉伸的倾斜方向的角度(倾斜角)优选相当于液晶显示装置(LCD)中液晶元件的纵向或横向与层压在该元件两边的偏振片的透射轴之间的角度。
倾斜角正常是45°，但是在最近开发的透射型、反射型或半透射型的LCD中不总是45°。因此优选根据LCD的类型调整拉伸方向。
拉伸粘合剂层时，拉伸比优选在2.5-30.0的范围内，更优选在3.0-10.0的范围内。拉伸可以在空气(干拉伸)或在水(湿拉伸)中进行。干拉伸的拉伸比优选在2.5-5.0的范围内，而湿拉伸的拉伸比优选在3.0-10.0的范围内。可以将包括倾斜拉伸的拉伸进行多次，并且如果这样的话即使在高拉伸比下也可以均匀地拉伸粘合剂层。在倾斜拉伸之前，粘合剂层可以预先经过横向或纵向拉伸(略微拉伸，这样可以防止横向收缩)。
粘合剂层可以经过双轴拉伸。在双轴拉伸中，粘合剂层在不同步骤中向左和向右拉伸。可以采用形成已知薄膜时常用的正常方式进行双轴拉伸。双轴拉伸时向左和向右拉伸的速度彼此不同，并且因此在拉伸之前必需形成右边和左边的厚度彼此不同的粘合剂薄膜。例如，在通过浇注粘合剂溶液形成薄膜时，可以使用配备有拔梢(taper)的模具，这样浇注在右边和左边的溶液量可以彼此不同。
因此，可以制备相对偏振薄膜的MD方向以10-80°倾斜拉伸的粘合剂薄膜。
可以采用排列LCD的液晶分子时所广泛使用的摩擦处理。薄膜的表面用纸、布(线规、毛毡、尼龙、聚酯)或橡皮沿一定方向摩擦，以使液晶分子取向。一般说来，使用具有相同长度和粗细的纤维的布对薄膜进行多次摩擦。优选使用不圆度、不圆柱度和偏心度均为30μm或更小的摩擦辊。薄膜在摩擦辊上的研磨角优选在0.1-90°的范围内。正如日本专利临时公开号8(1996)-160430中所述的，研磨角可以为360°或更大(即，薄膜可以缠绕辊)，从而稳定地进行摩擦处理。
在对长薄膜形式的粘合剂薄膜进行摩擦处理时，薄膜优选以1-100m/min的速度用恒定张力转移。摩擦辊优选非常自由地与转移方向平行地旋转，使得可以理想地调整摩擦角。摩擦角优选在0°-60°的范围内。就液晶显示装置而言，摩擦角优选在40°-50°的范围内，特别是45°。
在偏振薄膜的另一表面上(与光学各向异性层相对的表面)，优选提供聚合物薄膜以形成各向异性层/薄膜/聚合物薄膜的层状结构。
(聚合物薄膜)
聚合物薄膜优选具有80％或更大的透光率。聚合物的实例包括纤维素酯类(例如，乙酸纤维素酯、纤维素二乙酸酯)、降冰片烯基聚合物和聚甲基丙烯酸酯类。可以使用可商购获得的聚合物如Artone(降冰片烯基聚合物)。
优选纤维素酯，并且更优选低级脂肪酸的纤维素酯。术语“低级脂肪酸”是指具有6个以下碳原子的脂肪酸。碳原子数优选是2(乙酸纤维素酯)、3(丙酸纤维素酯)或4(丁酸纤维素酯)。也可以使用混合脂肪酸的纤维素酯如乙酸丙酸纤维素酯和乙酸丁酸纤维素酯。
此外，当施加外力时最初显示双折射的聚合物(例如，聚碳酸酯、聚砜)，如果经过改性从而不显示双折射(以WO00/26705中所述的方式)，也可以使用它们。
就聚合物薄膜而言，优选使用乙酸含量在55.0-62.5％的范围内的乙酸纤维素酯。更优选乙酸含量在57.0-62.0％的范围内。
术语“乙酸含量”是指单位重量纤维素中乙酸的总量。该乙酸含量是按照ASTM：D-817-91测定的(乙酸纤维素酯测定)。
乙酸纤维素酯的粘度平均聚合度(DP)优选为250以上，更优选290以上。而且，也优选乙酸纤维素酯具有窄的分子量分布Mw/Mn(Mw和Mn分别是重量和数量平均分子量)，它们是通过凝胶渗透色谱法测定的。Mw/Mn值优选在1.0-1.7的范围内，更优选在1.00-1.65的范围内，最优选在1.0-1.6的范围内。
在乙酸纤维素酯中，2-、3-和6-位的羟基不是均等取代的(即，各位置上的取代度不等于总取代度的1/3)，并且6-位的取代度相对较小。在用作本发明聚合物薄膜的乙酸纤维素酯中，6-位的取代度优选不小于2-和3-位的。
以总取代度为基础，6-位的取代度优选为30％-40％，更优选31％-40％，最优选32％-40％。而且，6-位的取代度优选在0.88以上。
每一位置的取代度可以通过NMR测定。6-位的取代度高的乙酸纤维素酯可以按照日本专利临时公开号11(1999)-5851中所述的方法制备。
聚合物薄膜优选降低偏振薄膜的尺寸改变。为此目的，优选控制产品的厚度和(体积)弹性。通过使薄膜变厚可以降低尺寸改变。然而，由于最近LCD变得越来越薄，因此优选增加弹性，而厚度不变。
弹性是以弹性模量评价的，它是通过精细表面硬度计(FischerScope H100VP-HCU，Fischer Instruments Co.，Ltd.)测定的。具体而言，用测定砝码将由钻石制得的锥体推进器(尖端角度：136°)压到薄膜上。然后测定推进器下沉的深度，并根据测量砝码和压印面积为基础计算通用硬度，从而确定弹性模量。深度是1μm。面弹性模量对应于体积弹性模量，并因此直接将其看作是体积弹性模量。
优选加入金属氧化物细粒，以便聚合物薄膜的弹性模量可以是40Gpa或更大。
金属氧化物的细粒优选具有7或更大的Mohs硬度。金属氧化物的实例包括二氧化硅、二氧化钛、氧化锆和氧化铝。金属氧化物优选具有与聚合物薄膜相似的折光率。如果聚合物薄膜由乙酸纤维素酯制成，考虑到折光率，优选二氧化硅(硅石)和氧化铝(矾土)。
细粒的平均粒径优选在1-400nm的范围内，更优选在5-200nm的范围内，最优选在10-100nm的范围内。如果它小于1nm，那么颗粒易于聚集并因此对薄膜的透明度不利。另一方面，如果它大于400nm，薄膜的浊度增加并因此其透明度也降低。
以聚合物的体积为基础，细粒的量优选在1-99vol.％的范围内，更优选在5-80vol.％的范围内，再次优选在5-50vol.％的范围内，最优选在5-20vol.％的范围内。
金属氧化物的细粒通常具有亲水表面，因此与乙酸纤维素酯的亲和力低。事实上，如果简单地将金属氧化物颗粒与乙酸纤维素酯混合使用，最终薄膜易碎并且刮擦耐性差。因此，为了提高细粒与乙酸纤维素酯之间的亲和力，优选用表面改性剂对细粒进行表面处理。
表面改性剂优选包括具有与金属氧化物(无机细粒)相连的片段和与乙酸纤维素酯具有高的亲和力的有机片段。官能团的实例包括金属(例如，硅、钛、锆)-醇盐基团、无机酸酯基团(例如，磷酸单酯、磷酸二酯、硫酸单酯)、酸基(例如，磷基、磺基、羧基)、其盐或酰基氯、氨基和酰氨基。
有机片段优选具有与乙酸纤维素酯的亲和力高的结构。在这些结构中，优选包括极性基团(例如，酯键、环氧基、醚键)。
作为表面改性剂，优选使用金属醇盐化合物或者既有阴离子基团又有酯、环氧或醚基团的化合物。
表面改性剂的实例包括硅烷偶联剂[例如，H2C＝C(CH3)COOC3H6Si(OCH3)3、H2C＝CH-COOC3H6Si(OCH3)3、缩水甘油基-CH2OC3H6Si(OCH3)3、ClCH2CH2-CH2OC3H6Si(OCH3)3、R(OCH2CH2)nOC3H6Si(OCH3)3、R(OCH2CH(CH3))nOC3H6Si(OCH3)3、ROCO(CH2)nSi(OCH3)3CH3COCH2-COOC3H6Si(OCH3)3、(CH3CH2O)3POC3H6Si(OCH2CH3)3]、钛酸盐偶联剂[例如，C17H34COOTi(OCH(CH3)2)3]、铝偶联剂、饱和羧酸[例如，CH3COOH、C2H5COOH、CnH2n+1COOH]、不饱和羧酸[例如，油酸]、羟基羧酸[例如，柠檬酸、酒石酸]、二元酸[例如，草酸、丙二酸、琥珀酸]、芳香羧酸[例如，苯甲酸]、末端羧酸酯[例如，RCOO(C5H10COO)nH)、H2C＝CHCOO(C5H10COO)nH]、磷酸单酯[例如，H2C＝C(CH3)COOC2H4OCOC5H10OPO(OH)2]、磷酸二酯[例如，(H2C＝C(CH3)COOC2H4OCOC5H10O)2POOH]、含膦酸的有机化合物[例如，苯基膦酸]、硫酸单酯[例如，H2C＝C(CH3)COOC2H4OSO3H]、含磺基的有机化合物[例如，苯磺酸]、和聚氧乙烯衍生物[聚氧乙烯芳基醚、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯芳基酯、聚氧乙烯烷基酯]。在上面的式中，n是1-10的整数(优选1-5，1-3)。上式中的R代表具有1-4个碳原子的烷基(即，甲基、乙基、丙基或丁基)。
也可以使用可商购获得的钛酸盐偶联剂[例如，Plane-act KRTTS、KR46B、KR55、KR41B、KR38S、KR138S、KR238S、338X、KR44、KR9SA(Ajinomoto Co.，Inc.)]和可商购获得的铝偶联剂[例如，Plane-act AL-M(Ajinomoto Co.，Inc.)]。
细粒的表面改性处理优选在溶液中进行。具体而言，可以将细粒加入到含表面改性剂的溶液中，然后通过超声波分散器、搅拌器、均质器、溶解器、行星混合器、油漆搅拌器、沙研磨器或捏合器。
制备表面改性剂溶液用的溶剂优选是极性大的有机溶剂。优选醇类、酮类和酯类。如果聚合物是乙酸纤维素酯，那么溶剂优选与浓液的溶剂相同。
可以将金属氧化物细粒加入到乙酸纤维素酯中，混合并搅拌。在加入到浓液中之前，细粒特别优选经过表面处理并分散。此外，加入到浓液中之后，还优选通过分散机(例如，溶解器、行星混合器、沙研磨器、捏合器、辊轧机)将它们分散以均匀混合。
(光漫射层)
优选在偏振片上提供一光漫射层是，从而进一步拓宽液晶显示装置的视角。
提供有光漫射层的偏振片可以保持高的图象显示质量(防止显示的图象模糊)并提高视角。从显示器的背部光源发出的光被提供在偏振片的观察者侧表面上的漫射薄膜所散射。漫射薄膜散射的光越多，视角提高越大。然而，如果光散射太多，向后散射的光增加太多，以致正面看到的图象的亮度降低。而且，显示的图象的清晰度经常受损。已将常规光漫射层提供在偏振片的观察者侧表面上，并且发现常规光漫射层不能同时改善图象的模糊和视角。然而，如果将光漫射层放置在离液晶元件较近的位置，那么图象的模糊程度会降低。光漫射层的浊度优选在30％-95％的范围内，更优选在35％-70％的范围内。
为了增加内部散射的浊度，在该层中可以含有稠密的透明细粒，或者可以将该层加厚。而且，可以选择该层的透明细粒和粘合剂，以便它们的折光率彼此相差非常大。
如果细粒小，那么它们的散光特性非常好，但是散射的可能性降低。粒径优选在0.5-2.0μm的范围内。细粒的折光率优选小于粘合剂的折光率。
光漫射层的粘合剂优选具有1.51-2.00的折光率。细粒的折光率优选在1.40-1.68的范围内。乙酸纤维素酯，优选将其用作聚合物薄膜，具有1.48的折光率。
粘合剂的折光率优选足够高，以提高散射效率。折光率高的粘合剂的实例包括由分散有氧化锆的DPHA单体形成的树脂(平均折光率：1.62)。可以将低折光率层(折光率：1.35-1.45)提供到该光漫射层上，从而降低因反射引起的光损失。
细粒优选是透明的，例如，特别优选聚甲基丙烯酸甲酯细粒(平均粒径：1.5μm，折光率：1.51)。它们不需要是球形。例如，可以使用长径比为2-50(优选5-30)的杆状或片状颗粒。优选颗粒尽可能少的散射薄膜的法线方向的光，但可能有效地散射倾斜方向上的光。
透明细粒与整个光漫射层之间的折光率之差优选在0.02-0.15的范围内。如果它小于0.02，那么该层不能充分地散射光线。如果它大于0.15，那么该层散射光太多，以致整个薄膜变白。折光率之差更优选在0.03-0.13的范围内，最优选在0.04-0.10的范围内。
透明细粒的大小优选为0.5-2.0μm，以便获得最佳的散射角分布。
为了提高显示的图象的质量(为了提高向下的视角)，必需在一定程度上漫射入射光。光漫射得越多，视角提高越大。然而，考虑到显示的图象的质量，必需确保正面看到的图象的亮度并因此尽可能高地提高透明度。
如果粒径为0.5μm或更小，那么该层散射光太多，视角显著提高。然而，与此同时，向后散射的光的量增加，以致亮度大大降低。另一方面，如果该粒径是2.0μm或更大，那么该层散射光太少，视角得不到改善。因此，透明细粒的大小优选在0.6-1.8μm的范围内，更优选在0.7-1.7μm的范围内。
作为透明细粒，可以使用无机细粒代替有机细粒，例如前述的聚甲基丙烯酸甲酯细粒。颗粒的大小分布优选是单分散的。粒径变化越小，散射特性差异越小。因此，如果这样的话，易于控制浊度。
如果透明细粒是球形，优选是塑料珠。塑料珠优选由透明度高的材料制成，并且该材料与透明树脂(粘合剂)的折光率之差优选在上述范围内。
用于这些塑料珠的材料的实例包括聚甲基丙烯酸甲酯(折光率：1.51)、丙烯酸/苯乙烯共聚物(折光率：1.55)、蜜胺(折光率：1.57)、聚碳酸酯(折光率：1.57)、聚苯乙烯(折光率：1.60)、交联聚苯乙烯(折光率：1.61)、聚氯乙烯(折光率：1.60)、和苯并胍胺/蜜胺甲醛(折光率：1.68)。
如上所述，塑料珠的粒径优选在0.5-5μm的范围内。以100重量份粘合剂为基础，珠的量优选在5-30重量份的范围内。
由于透明细粒易于在粘合剂中沉淀，因此可以加入无机填料(例如，二氧化硅)。无机填料加入得越多，越能防止颗粒沉淀。然而，如果加入太多，那么薄膜的透明度将受损。因此，以透明树脂的量为基础，由大小为0.5μm或更小的颗粒组成的无机填料优选以小于0.1重量％的量加入。这样的填料用量几乎不降低透明度。
作为粘合剂，使用包括可商购获得的聚合物或者用紫外线或电子束硬化的树脂的组合物。可以使用电离辐射(即，紫外线或电子束)固化的树脂、电离辐射固化的树脂和热塑性树脂在溶剂中的混合物，或者热固性树脂。
光漫射层的厚度优选在0.5-50μm的范围内，更优选在1-20μm的范围内，再优选在2-10μm的范围内，最优选在3-7μm的范围内。
粘合剂的折光率优选在1.51-2.00的范围内，更优选在1.53-1.95的范围内，再优选在1.57-1.90的范围内，最优选在1.64-1.80的范围内。透明树脂的折光率是通过测定没有透明细粒形成的层来确定的。
如果折光率太小，那么该层不能充分地防止反射。另一方面，如果它太高，反射光将不利地着色。
粘合剂优选是具有饱和烃或聚醚(更优选，烃)主链的聚合物。并且该聚合物优选交联。具有饱和烃主链的聚合物优选由烯属不饱和单体通过聚合反应制得。单体优选具有两个或多个烯属不饱和基团以形成交联聚合物。
具有两个或多个烯属不饱和可聚合基团的单体的实例包括多元醇和(甲基)丙烯酸的酯(例如，乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二丙烯酸-1，4-二氯己烷酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基乙烷三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、1，3，5-环己三醇三甲基丙烯酸酯、聚氨酯聚丙烯酸酯、聚酯聚丙烯酸酯)、乙烯基苯衍生物(例如，1，4-二乙烯基苯、4-乙烯基苯甲酸-2-丙烯酰基乙酯、1，4-二乙烯基环己酮)、乙烯基砜类(例如，二乙烯基砜)、丙烯酰胺类(例如，亚甲基二丙烯酰胺)和甲基丙烯酰胺。考虑薄膜的硬度和耐擦性，优选具有3个或更多官能团的(甲基)丙烯酸酯，更具有5个或更多官能团的丙烯酸酯。可商购获得二季戊四醇五丙烯酸酯和二季戊四醇六丙烯酸酯的混合物并特别优选使用它。
将这些具有烯属不饱和可聚合基团的单体与各种聚合引发剂和其它添加剂一起溶解在一溶剂中。将由此制得的溶液(涂布液)涂敷到一支撑体上，经过电离辐射或热将其干燥和聚合至硬化。
替代这些具有两个或多个烯属不饱和可聚合基团的单体或者除了这些单体之外，可以向该粘合剂中引入交联基团来交联。交联基团的实例包括异氰酸酯基、环氧基、氮丙啶、_唑啉基、醛基、羰基、肼基、羧基、羟甲基和活性亚甲基。而且，可以通过如下单体获得交联结构：乙烯基磺酸、酸酐、氰基丙烯酸酯衍生物、蜜胺、醚化甲醇、酯、尿烷和金属醇盐(例如，四甲氧基甲硅烷)。而且，可以通过分解一些单体(例如嵌段异氰酸酯基团)的将粘合剂交联。作为该交联基团，不仅可以使用立即诱导交联反应的基团，而且可以使用分解后引起该反应的基团。
具有所述交联基团的粘合剂可以通过加热交联。
优选将折光率高的单体或折光率高的金属氧化物的超细颗粒加入到该粘合剂聚合物中，从而形成光散射层。
折光率高的单体的实例包括二(4-甲基丙烯酰基噻吩基)硫醚、乙烯基萘、乙烯基苯基硫醚、和4-甲基丙烯酰基苯基-4′-甲氧基苯基硫醚。
折光率高的金属氧化物优选是至少一种选自如下金属的氧化物：锆、钛、铝、铟、锌、锡和锑。这些超细颗粒的尺寸是100nm或更小，优选50nm或更小。该金属氧化物的实例包括ZrO2、TiO2、Al2O3、In2O3、ZnO、SnO2、Sb2O3和ITO。其中，特别优选ZrO2。
以透明树脂的总重量为基础，折光率高的单体或金属氧化物的超细颗粒的量在10-90重量％的范围内，优选在20-80重量％的范围内。
为了形成该层，将粘合剂溶液涂敷到该薄膜上。溶剂的实例包括具有3-12个碳原子的醚(例如，二丁基醚、二甲氧基甲烷、二甲氧基乙烷、二乙氧基乙烷、氧化丙烯、1，4-二_烷、1，3-二氧戊环、1，3，5-三_烷、四氢呋喃、茴香醚、苯乙醚)、具有3-12个碳原子的酮(例如，丙酮、甲基乙基酮、二乙基酮、二丙基酮、二异丁基酮、环戊酮、环己酮、甲基环己酮)、具有3-12个碳原子的酯(例如，甲酸乙酯、甲酸丙酯、甲酸正戊酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、乙酸正戊酯、γ-丁内酯)、具有两种或多种官能团的有机溶剂(例如，2-甲氧基乙酸甲酯、2-乙氧基乙酸甲酯、2-乙氧基丙酸乙酯、2-甲氧基乙醇、2-丙氧基乙醇、2-丁氧基乙醇、1，2-二乙酰氧基丙酮、乙酰基丙酮、双丙酮醇、乙酰乙酸甲酯、乙酰乙酸乙酯)。它们可以单独使用或者混合使用。
前述电离辐射固化树脂的组合物可以通过电子束或紫外线照射硬化。
就电子束照射而言，可以使用各种电子加速器(例如Cockcroft-Walton加速器、Van de Graaff加速器、共振转换加速器、绝缘核芯转换加速器、线性加速器、dinamitron、高频加速器)。这些电子束具有优选在50-1000KeV的范围内的能量，更优选在100-300KeV的范围内。
就紫外线照射而言，可以使用各种光源(例如极高压汞灯、高压汞灯、低压汞灯、碳弧灯、氙弧灯和金属卤化物灯)。
可以将该光漫射层提供于光学各向异性层上或者提供于光学各向异性层和偏振薄膜之间。放置在该各向异性层和薄膜之间的取向层可以制成光漫射层。可以将所述聚合物薄膜放置在光漫射层和各向异性层之间。
(防反射层)
在偏振薄膜中，防反射层(优选，低折光率层)优选安装在液晶显示装置的上表面。该低折光率层可以安装在光漫射层上，从而防止因反射引起的光损失。
所述低折光率层具有在1.35-1.45的范围内的折光率。
所述低折光率层的折光率优选满足下式(I)：
式(I)：(mλ/4)×0.7＜n1×d1＜(mλ/4)×1.3
其中m是正奇数(通常是1)，n1是低折光率层的折光率，d1是低折光率层的厚度(nm)，并且λ是在450-650nm的区域内的可见光的波长。
当折光率(n1)满足式(I)时，在上面的波长区域内可以找到满足式(I)的某一正奇数(m)(通常是1)。
所述低折光率层可以由通过将热固性或电离辐射固化的可交联含氟化合物硬化制得的含氟树脂制成。由此制得的层比由氟化镁或氟化钙制得的低折光率层具有更好的耐擦性。该硬化的含氟树脂具有在1.35-1.45的范围内的折光率。该硬化的含氟树脂具有在0.03-0.15的范围内的动力学摩擦系数，并且与水的接触角优选在90°-120°的范围内。
可交联的含氟化合物的实例包括含全氟烷基的硅烷化合物[例如，(十七氟-1，1，2，2-四癸基)三乙氧基甲硅烷]和一由含氟单体与引入交联基团的单体制得的含氟共聚物。
含氟单体的实例包括氟烯烃(例如，氟乙烯、二氟乙烯、四氟乙烯、六氟乙烯、六氟丙烯、全氟-2，2-二甲基-1，3-间二氧杂环戊烯)，部分或完全氟化的(甲基)丙烯酸的烷基酯衍生物(例如，Biscote 6FM[商标名，Osaka Organic Chemicals Co.，Ltd.]、M-2020[商标名，Daikin Co.，Ltd.]，和部分或完全氟化的乙烯基醚。
引入交联基团的单体的实例包括具有交联基团的(甲基)丙烯酸酯单体(例如，甲基丙烯酸缩水甘油酯)，和具有羧基、羟基、氨基或磺酸基团的(甲基)丙烯酸酯单体(例如，(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸羟甲酯、(甲基)丙烯酸羟基烷基酯、丙烯酸烯丙酯)。在将具有羧基、羟基、氨基或磺酸基团的(甲基)丙烯酸酯单体共聚合之后，可以日本专利临时公开号10(1998)-25388和10(1998)-147739中所述的方式形成交联结构。
除了由含氟单体与引入交联基团的单体获得的共聚物，由这些单体与其它单体获得的共聚物，也都可用于该低折光率层。
除了上面单体之外的可以使用的单体的实例包括烯烃(例如，乙烯、丙烯、异戊二烯、氯乙烯、二氯乙烯)、丙烯酸酯类(例如，丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸-2-乙基己酯)、甲基丙烯酸酯类(例如，甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、二甲基丙烯酸乙二酯)、苯乙烯及其衍生物(例如，二乙烯基苯、乙烯基甲苯、α-甲基苯乙烯)，乙烯基醚类(例如，甲基乙烯基醚)、乙烯基酯类(例如，乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、肉桂酸乙烯酯)，丙烯酰胺类(例如，N-叔丁基丙烯酰胺、N-环己基丙烯酰胺)，甲基丙烯酰胺类和丙烯腈衍生物。
在用于低折光率层的含氟树脂中，优选分散有Si氧化物的超细颗粒以使该层粗糙抗擦伤。Si氧化物颗粒的平均粒径优选为0.1μm或更小，更优选在0.001-0.05μm的范围内。所述含氟树脂的折光率越低，该层越能防止反射光。然而，如果该折光率太低，那么耐擦性将受损。因此，适当控制该树脂的折光率和Si氧化物颗粒的量，以使折光率和耐擦性实现最佳平衡。
作为Si氧化物的超细颗粒，可以将可商购获得的分散在有机溶剂中的二氧化硅溶胶直接加入到形成低折光率层的涂布液中。或者，可以将各种可商购获得的二氧化硅粉末分散到有机溶剂中以制备二氧化硅分散液使用。
为了增加低折光率层和下面提供的层之间的粘着，优选使用不仅能够与低折光率层中氧化物细粒的表面反应而且能够与下层中的单体反应的单体。该单体的实例包括具有丙烯酸酯官能团的硅烷偶联单体(例如，KBM5103，Shin-Etsu Chemical Co.，Ltd.)和具有甲基丙烯酸酯官能团的异氰酸酯单体(例如，MOI，Showa Denko K.K.)。
防反射层优选以2.5％或更小的平均镜面反射率反射以5°的入射角入射的450-650nm的入射光。该平均镜面反射率更优选1.2％或更小，最优选1.1％或更小。
以5°的入射角入射的光的镜面反射率是以与法线成-5°角的反射光强度和与法线成+5°角的入射光强度的比例。该镜面反射率显示了围绕屏幕的表面反射有多大。该防眩光防反射层(薄膜)由于其具有散射入射光的粗糙表面(提供防眩光性能)而显示小的镜面反射率，从而降低与法线成-5°角的反射光强度。因此，该镜面反射率既显示防反射特性又显示防眩光特性。
而且，以5°的入射角入射的450-650nm的入射光优选以2.5％或更小的总反射率(integrated reflectance)反射。平均总反射率更优选是2.3％或更小。
以5°的入射角入射的光的总反射率是在各个方向反射出的光的总强度和与法线成+5°角的入射光强度的比例。由于它不因光散射而减少，因此该总反射率仅显示防反射特性。
以5°的入射角入射的波长在450-650nm范围内的光的镜面反射率和总反射率都控制在2.5％或更小，从而既满足防反射特性又满足防眩光特性。
如果防反射层以大于2.5％的平均镜面反射率反射以5°的入射角入射的波长在450-650nm范围内的光，那么它在屏幕周围的镜面反射太大，配备有这样的薄膜的显示器所显示的图象的可识别性差。
防反射层优选这样设计，以便来自CIE标准光源D65以5°入射角入射的入射光经过反射得到色度满足下面条件的镜面反射光(ortho-reflected light)：
L*≤10，0≤a*≤2，和-5≤b*≤2
其中L*、a*和b*是在CIE 1976的L*a*b*色空间中的数值。满足上面条件的反射光呈现中性色度。
可以根据CIE 1976的L*a*b*色空间中的L*、a*和b*的取值来评价从CIE标准光源D65发出并以5°入射角入射的光线的镜面反射光的色度。L*、a*和b*值由光谱反射谱算出，该光谱反射谱是由以5°入射角入射的波长在380-780nm范围内的光的镜面反射率和最初从光源D65发出的光的强度(在该spectral分布中)的乘积(在各波长下)得出的。
如果L*值是10或更大，该层(薄膜)不能完全防止显示器表面反射入射光。如果a*值大于2，该反射光非自然地呈紫色。另一方面，如果a*值小于0，该反射光非自然地呈绿色。如果b*值小于-5，该反射光非自然地呈蓝色。另一方面，如果b*值大于2，该反射光非自然地呈黄色。
低折光率层的折光率和防眩光层的粘合剂材料的折光率经优化平衡，以便防反射层(薄膜)可以具有低的折光率，并且可以提供具有中性色度的反射光。
可以制备包括3个或更多个通过沉积或溅射形成的光学薄层的已知的防反射薄膜，从而得到0.3％或更小的平均镜面反射率，并且因此其L*值可以降低至3或更小。然而，在这种情况下，a*和b*分别是10或更大和小于-10。因此，已知薄膜不自然地呈现彩色反射光。相反，前述的防眩光防反射薄膜在避免呈现不自然的反射光方面取得了显著的提高。
                        实施例1
(偏振薄膜的制备)
在40℃下的热水中将聚乙烯醇(平均聚合度：4,000，皂化度：99.8％)薄膜拉伸至原长的约6倍。将拉伸过的薄膜在含有0.5g/l碘和50g/l碘化钾的水溶液中于30℃下浸泡1分钟，然后在另一含有100g/l硼酸和60g/l碘化钾的水溶液中于70℃下浸泡5分钟。浸泡过的薄膜在20℃的槽中用水洗涤10秒钟，并在80℃下干燥5分钟。由此制得碘偏振薄膜(宽：1,330mm，厚：20μm)。
(包括以垂直取向排列的盘形液晶分子的第一光学各向异性亚层的形成)
在甲基乙基酮中，溶解90重量份的如下盘形液晶化合物、10重量份的氧化乙烯改性的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(V#360，OsakaOrganic Chemicals Co.，Ltd.)、0.6重量份的蜜胺-甲醛/丙烯酸共聚物(Aldrich)、3.0重量份的光聚合引发剂(Irgacure 907，Ciba-Geigy)和1.0重量份光敏剂(Kayacure DETX，Nippon Kayaku Co.，Ltd.)，制得涂布液(固体含量：38重量％)。
盘形液晶化合物
Figure C0381702200411
将该涂布液涂敷到偏振薄膜的一面上并干燥。在130℃下干燥1分钟以使液晶分子取向之后即刻，将该薄膜冷却至室温并在紫外线下以500mJ/cm2的量曝光以使这些分子聚合，由此固定液晶分子的取向。由此形成第一光学各向异性(亚)层(厚度：1.7μm)。
通过偏振光椭圆率测量仪[M-150，JASCO公司]测定第一光学各向异性(亚)层中延迟的角度依赖性。结果发现，液晶分子长轴(盘形面)与薄膜表面之间的角度平均为0.2°，沿厚度方向的延迟值(Rth)为88nm。
(取向层的形成)
在包括以垂直取向排列的盘形液晶分子的第一光学各向异性(亚)层上，以28ml/m2的量用#16金属丝棒涂布器涂布具有以下组成的涂布液。用60℃的热风将该涂布液干燥60秒钟，然后再用90℃的热风干燥150秒钟。形成的层经过摩擦处理，从而形成取向层。
  用于取向层的涂布液
  下面的改性的聚乙烯醇   10重量份水                     371重量份甲醇                   119重量份戊二醛(交联剂)         0.5重量份
(改性的聚乙烯醇)
(包括以混合排列取向的盘形液晶分子的第二光学各向异性(亚)层的形成)
为了制备另一涂布液，将41.01g上面的盘形液晶化合物、4.06g氧化乙烯改性的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(V#360，Osaka OrganicChemicals Co.，Ltd.)、0.35g乙酸丁酸纤维素酯(CAB-531-1，EastmanChemical)、1.35g光聚合引发剂(Irgacure 907，Ciba-Geigy)和0.45g光敏剂(Kayacure DETX，Nippon Kayaku Co.，Ltd.)溶解在102g甲基乙基酮中。
然后用#3金属丝棒涂布器将该涂布液涂布到取向层上。将由此处理的薄膜固定于金属框上，并在恒定温度浴中于130℃下保持2分钟，由此使盘形化合物分子取向。然后在130℃下用从120W/cm的高压汞灯发出的紫外线将该薄膜照射1分钟，以便将该盘形分子聚合。将该薄膜冷却至室温。由此形成第二光学各向异性(亚)层。
在546nm下测得该第二光学各向异性(亚)层的Re延迟值为38nm。在液晶分子的长轴(盘形面)与薄膜表面之间的角度平均为40°。(TN-型偏振片的制备)
在偏振薄膜的背面(其上未提供光学各向异性亚层)上，用聚乙烯醇粘合剂层压三乙酰基纤维素薄膜(厚度：80μm，Fuji Photo Film Co.，Ltd.)，然后在60℃干燥15分钟，制得偏振片。
(液晶显示装置的制备)
从一可商购获得的TN型液晶显示装置(AQUEOUS.LC20C1S，Sharp公司)上取下一对偏振片。替代取下的偏振片，用粘合剂将上面制得的偏振片层压到每一表面上，并使所述光学各向异性层处于液晶元件侧。布置观察者侧面上的偏振片和背部光源侧面上的偏振片，使得这些偏振片的透射轴可以成O型排列。由此制得液晶显示装置。
用测定装置(EZ-Contrast 160D，ELDIM)测试由此制得液晶显示装置在显示从黑色(L1)到白色(L8)的8种色调中的每一色调时的视角。结果示于表1中。
                        实施例2
(乙酸纤维素酯薄膜的制备)
通过常规溶解法制备用于制备内层和表面层的包括以下组成的浓液。所用乙酸纤维素酯的乙酸含量是60.7％。
  乙酸纤维素酯浓液   内层   表面层
  乙酸纤维素酯磷酸三苯酯联苯基二苯基磷酸酯二苯酮紫外线吸收剂二氯甲烷甲醇   100重量份7.8重量份3.9重量份0.7重量份450重量份39重量份   100重量份7.8重量份3.9重量份0.7重量份481重量份42重量份
将制得的用于表面层的浓液于50℃下经过滤纸(绝对过滤精度：0.0025mm，FH025 PALL公司)过滤，并将制得的用于内层的浓液于50℃下经另一过滤纸(绝对过滤精度：0.01mm，#63TOYO ROSHIKAISHA LTD.)过滤。
将制得的浓液从三层共注模具同时挤出到金属支撑体上，使得用于内层的浓液可以被用于表面层的浓液所夹裹。内层的干燥厚度是48μm，每个表面层的干燥厚度是6μm。在70℃下干燥3分钟，再在120℃下干燥5分钟之后，从支撑体上将形成的薄膜剥下，再在130℃下干燥30分钟，以将溶剂蒸发掉。由此制得乙酸纤维素酯薄膜。留在薄膜中的溶剂量是0.9％。在水平方向随机选择的10个点测定每100mm的薄膜的表面粗糙度，平均为0.13μm。
(光漫射层的形成)
在甲基乙基酮/甲基异丁基酮(20/80，以重量计)的混合溶剂中，在空气分散器的搅拌下混合并溶解100重量份的分散有氧化锆的硬涂布液(Desolite KZ- 7114A，JSR Co.，Ltd.)、43重量份的透明树脂(DPHA，Nippon Kayaku Co.，Ltd.)和5重量份的硬化引发剂(Irgacure184，Ciba-Geigy)。将制得的液体涂布，干燥，然后暴露在紫外线下将该层硬化。由此形成的层的折光率是1.64。
向上面制得的液体中，混合并分散30重量份的聚甲基丙烯酸甲酯珠(MX150，Soken Kagaku Co.，Ltd.；粒径：1.5μm；折光率：1.53)作为透明细粒。用甲基乙基酮/甲基异丁基酮(20/80，以重量计)将混合物的固体含量控制在53重量％。将由此制得的液体涂布到乙酸纤维素酯薄膜上形成干燥厚度为4.0μm的层。将形成的薄膜干燥，然后暴露在从160W/cm的空气冷却的金属卤化物灯(Eyegraphics Co.，Ltd.)发出的紫外线下(照度：400mW/cm2，曝光量：300mJ/cm2)硬化。由此制得一光漫射层。
为了测定该光漫射层的浊度值，重复上面的步骤，在玻璃板上形成该层。用浊度计(MODEL 1001DP，Nippon Denshoku Kogyo Co.，Ltd.)按照JIS-K-7105测定由此形成的层的浊度值。结果测得浊度是59％。(低折光率层的形成)
向2,240g可热交联的含氟聚合物(JN-7228，JSR Co.，Ltd.；折光率：1.42，固体含量：6重量％，以甲基乙基酮溶液的形式)中，加入192g的分散在甲基乙基酮中的SiO2溶胶(MEK-ST，Nissan ChemicalsCo.，Ltd.；固体含量：30wt.％，SiO2的粒径：10-20nm)、2,224g甲基乙基酮和144g环己酮并搅拌。所得液体经丙烯过滤器(PPE-01，孔径：1μm)过滤，制得用于形成低折光率层的涂布液。
经棒涂布器将由此制得的涂布液涂敷到光漫射层上，在80℃下干燥，再在120℃下加热8分钟交联。由此形成低折光率层(厚度：0.096μm)。形成的低折光率层的平均总反射率为1.25％。
(TN-型偏振片的制备)
重复实施例1的偏振片制备步骤，只是代替三乙酰基纤维素薄膜(厚度：801μm，Fuji Photo Film Co.，Ltd.)，层压上面制得的提供有光漫射层的乙酸纤维素酯薄膜和低折光率层，并使得乙酸纤维素酯薄膜处在薄膜侧面，并在60℃下干燥15分钟。由此制得一偏振片。
(液晶显示装置的制备)
从一可商购获得的TN型液晶显示装置(AQUEOUS.LC20C1S，Sharp公司)上取下一对偏振片。替代取下的偏振片，用粘合剂将上面制得的偏振片层压到观察者侧的表面上，并使所述光学各向异性层处于液晶元件侧。在背部光源侧上，以与实施例1相同的方式层压实施例1中制得的偏振片。放置观察者侧面上的偏振片和背部光源侧上的偏振片，以使得观察者侧偏振片和背部光源侧偏振片的透射轴可以成O型排列。由此制得液晶显示装置。
用测定装置(EZ-Contrast 160D，ELDIM)测试由此制得液晶显示装置在显示从黑色(L1)到白色(L8)的8种色调中的每一色调时的视角。结果示于表1中。
                     对比实施例1
用测定装置(EZ-Contrast 160D，ELDIM)测定可商购获得的TN型液晶显示装置(AQUEOUS.LC20C1S，Sharp公司)在显示从黑色(L1)到白色(L8)的8种色调中的每一色调时的视角。结果示于表1中。
                          表1
  液晶显示装置   对比率为10或更大并且不发生灰度颠倒的视角
  向上   向下   左-右
  实施例1实施例2对比实施例1   75°80°70°   43°60°42°   80°80°80°
注：
灰度颠倒：在L1与L2之间颠倒
(框架样漏光的评价)
将每一制得的显示器的背部光源在25℃和60％RH的条件下连续保持5小时。之后，在暗室中用肉眼观察每一显示器显示的黑色图象，检测有没有透过屏幕的框架样漏光。结果，在实施例1和2的显示器中没有观察到漏光，但是在对比实施例1的显示器中观察到漏光。
(图象模糊度的评价)
在每一显示器上显示黑色背景上的白色字母(字号：6)，并观察评价显示器显示图象的模糊度。结果，在实施例1、2和对比实施例1之间的显示器中没有差异。实施例2的显示器由于反射周围景物最少，因此其提供的图象最清楚。
                       实施例3
(偏振薄膜的制备)
拉伸聚乙烯醇(平均聚合度：2,500，皂化度：99.5mol.％)薄膜。将该拉伸的薄膜在含有0.2g/l碘和60g/l碘化钾的水溶液中于30℃下浸泡5分钟。然后再将该薄膜以45°的角度倾斜拉伸，同时在含有100g/l硼酸和30g/l碘化钾的另一水溶液中于60℃下浸泡10分钟。薄膜宽是1,500mm，右边和左边的厚度都是15μm。
将该薄膜在20℃的槽中用水洗涤10秒钟，在含有0.1g/l碘和20g/l碘化钾的水溶液中于30℃下浸泡15秒钟，并在室温下干燥24小时。由此制得碘偏振薄膜。
(包括以垂直取向排列的盘形液晶分子的第一光学各向异性(亚)层的形成)
在甲基乙基酮中，溶解90重量份的实施例1中使用的盘形液晶化合物、10重量份的氧化乙烯改性的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(V#360，Osaka Organic Chemicals Co.，Ltd.)、0.6重量份的蜜胺-甲醛/丙烯酸共聚物(Aldrich)、3.0重量份的光聚合引发剂(Irgacure 907，Ciba-Geigy)和1.0重量份光敏剂(Kayacure DETX，Nippon Kayaku Co.，Ltd.)，制得涂布液(固体含量：38重量％)。
将该涂布液涂敷到偏振薄膜的一面上并干燥。在130℃下干燥1分钟以使液晶分子取向之后即刻，将该薄膜冷却至室温并在紫外线下以500mJ/cm2的量曝光以使这些分子聚合，由此固定液晶分子的取向。由此形成第一光学各向异性(亚)层(厚度：3.1μm)。
通过偏振光椭圆率测量仪[M-150，JASCO公司]测定第一光学各向异性(亚)层中延迟的角度依赖性。结果发现，液晶分子长轴(盘形面)与薄膜表面之间的角度平均为0.5°，沿厚度方向的延迟值(Rth)为175nm。
(取向层的形成)
对该第一光学各向异性(亚)层进行电晕放电处理，然后涂布2重量％改性的聚酰亚胺溶液(Nissan Chemicals Co.，Ltd.)并干燥。然后对形成的层(厚度：0.5μm)进行摩擦处理，从而形成取向层。
(包括以平行取向排列的杆状液晶分子的第二光学各向异性(亚)层的形成)
在80重量份的四氯乙烷中，溶解20重量份的丙烯酸热致液晶聚合物，制得涂布液。
然后将该涂布液涂布到取向层上，在160℃下加热5分钟，并冷却至室温以固定液晶分子的取向。由此形成的第二光学各向异性(亚)层的厚度是0.5μm。
在633nm下通过偏振光椭圆率测量仪[M-150，JASCO公司]测定延迟。结果发现，杆状液晶分子的长轴与薄膜表面之间的角度平均为0.8°，面内延迟值(Re)和沿厚度方向的延迟值(Rth)分别为40nm和175nm。
(取向层的形成)
在第二光学各向异性(亚)层上，以28ml/m2的量用#16金属丝棒涂布器涂布具有以下组成的涂布液。用60℃的热风将该涂布液干燥60秒钟，然后再用90℃的热风干燥150秒钟。对由此形成的层以与第二光学各向异性(亚)层的摩擦方向成45°的角度进行摩擦处理，从而形成取向层。
  用于形成取向层的涂布液
  实施例1中使用的改性的聚乙烯醇  10重量份水                             371重量份甲醇                           119重量份戊二醛(交联剂)                 0.5重量份
(包括以混合排列取向的盘形液晶分子的第三光学各向异性(亚)层的形成)
为了制备另一涂布液，将41.01g实施例1中使用的盘形液晶化合物、4.06g氧化乙烯改性的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(V#360，OsakaOrganic Chemicals Co.，Ltd.)、0.17g乙酸丁酸纤维素酯(CAB-531-1，Eastman Chemical)、1.35g光聚合引发剂(Irgacure 907，Ciba-Geigy)和0.45g光敏剂(Kayacure DETX，Nippon Kayaku Co.，Ltd.)溶解在102g甲基乙基酮中。
然后用#3.6金属丝棒涂布器将该涂布液涂布到取向层上。将由此处理的薄膜在恒温箱中于130℃下加热2分钟，以使盘形液晶化合物分子取向。然后在60℃下用从120W/cm的高压汞灯发出的紫外线照射该薄膜1分钟，以便将聚合盘形分子。将该薄膜冷却至室温。由此形成第三光学各向异性(亚)层。
在546nm下测定该第三光学各向异性(亚)层的Re延迟值为43nm。在液晶分子的长轴(盘形面)与薄膜表面之间的角度平均为32°。
(OCB-型偏振片的制备)
在偏振薄膜的背面(其上未提供光学各向异性亚层)上，用聚乙烯醇粘合剂层压三乙酰基纤维素薄膜(厚度：80μm，Fuji Photo Film Co.，Ltd.)，然后在60℃干燥15分钟，制得偏振片。
(液晶显示装置的制备)
在具有ITO电极的玻璃板上，提供聚酰亚胺的取向薄膜并对其进行摩擦处理。重复该步骤，制备两个基片，并将这两个基片面对面放置，使得其摩擦方向可以彼此平行，并且其间的缝隙可以是6μm。在它们之间插入Δn为0.1396(ZLI1132，Merck&Co.，Inc.)，制得弯曲排列型液晶元件。该元件的尺寸是20英寸。
将上面制得的两个偏振片层压在液晶元件上，使得液晶元件处于两个偏振片之间。安装这两个偏振片，使得每一片中的光学各向异性层可以面对所述元件基片，并且元件的摩擦方向和光学各向异性层可以反平行。
将一方波(55Hz)电压施加到该液晶元件。按照常时亮态模式(白色：2V，黑色：5V)显示一图象。通过仪器(EZ-Contrast 160D，ELDIM)测定在从L1(全黑)到L8(全白)的8个显示状态下的对比率(白色/黑色)。从所得对比率，测定视角。结果列于表2中。
                        表2
  液晶显示装置   对比率为10或更大并且不发生灰度颠倒的视角
  向上   向下   左-右
  实施例3   80°   80°   80°
注：
灰度颠倒：在L1与L2之间颠倒
(框架样漏光的评价)
将制得的显示器的背部光源在25℃和60％RH的条件下连续保持5小时。之后，在暗室中用肉眼观察显示器显示的黑色图象，检测是否存在透过屏幕的框架样漏光。结果，没有观察到漏光。
                       实施例4
(偏振薄膜的制备)
在40℃的热水中将聚乙烯醇(平均聚合度：1,700，皂化度：99.5mol.％)薄膜在纵向单轴拉伸至原长的约8倍。将该拉伸过的薄膜在含有0.2g/l碘和60g/l碘化钾的水溶液中于30℃下浸泡5分钟，然后在含有100g/l硼酸和30g/l碘化钾的另一水溶液中浸泡。薄膜宽度是1,300mm，厚度是17μm。
将该浸泡过的薄膜在20℃的槽中用水洗涤10秒钟，在含有0.1g/l碘和20g/l碘化钾的水溶液中于30℃下浸泡15秒钟，并在室温下干燥24小时。由此制得碘偏振薄膜。
(包括以垂直取向排列的盘形液晶分子的第一光学各向异性(亚)层的形成)
在甲基乙基酮中，溶解90重量份的实施例1中使用的盘形液晶化合物、10重量份的氧化乙烯改性的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(V#360，Osaka Organic Chemicals Co.，Ltd.)、0.6重量份的蜜胺-甲醛/丙烯酸共聚物(Aldrich)、3.0重量份的光聚合引发剂(Irgacure 907，Ciba-Geigy)和1.0重量份光敏剂(Kayacure DETX，Nippon Kayaku Co.，Ltd.)，制得涂布液(固体含量：38重量％)。
将该涂布液涂敷到偏振薄膜的一面上并干燥。在130℃下干燥1分钟以使液晶分子取向之后即刻，将该薄膜冷却至室温并在紫外线下以500mJ/cm2的量曝光以使这些分子聚合，由此固定液晶分子的取向。由此形成第一光学各向异性(亚)层(厚度：2.8μm)。
通过偏振光椭圆率测量仪[M-150，JASCO公司]测定第一光学各向异性(亚)层中延迟的角度依赖性。结果发现，液晶分子长轴(盘形面)与薄膜表面之间的角度平均为0.3°，沿厚度方向的延迟值(Rth)为150nm。
(取向层的形成)
对所述第一光学各向异性(亚)层进行电晕放电处理，然后涂布2重量％的改性聚酰亚胺溶液(Nissan Chemicals Co.，Ltd.)并干燥。然后对所形成的层(厚度：0.5μm)进行摩擦处理，从而形成取向层。
(包括以平行取向排列的杆状液晶分子的第二光学各向异性(亚)层的形成)
在80重量份的四氯乙烷中，溶解20重量份的丙烯酸热致液晶聚合物，制得涂布液。
然后将该涂布液涂布到取向层上，在160℃下加热5分钟，并冷却至室温以固定液晶分子的取向。由此形成的第二光学各向异性(亚)层的厚度是0.7μm。
在633nm下通过偏振光椭圆率测量仪[M-150，JASCO公司]测定延迟。结果发现，杆状液晶分子的长轴与薄膜表面之间的角度平均为0.4°，面内延迟值(Re)和沿厚度方向的延迟值(Rth)分别为45nm和150nm。
(VA-型偏振片的制备)
在偏振薄膜的背面(其上未提供光学各向异性亚层)上，用聚乙烯醇粘合剂层压三乙酰基纤维素薄膜(厚度：80μm，Fuji Photo Film Co.，Ltd.)，然后在60℃干燥15分钟，制得偏振片。
(液晶显示装置的制备)
从一可商购获得的液晶显示装置(VL-1530S，Fujitsu，Ltd.)上取下一对偏振片和一对光学补偿薄片，该显示器具有包括垂直排列的液晶分子的液晶元件。替代取下的元件，用粘合剂将上面制得的偏振片层压到元件的观察者侧和背部光源侧的每一面上，并使所述光学各向异性层处于液晶元件侧。放置观察者侧面上的偏振片，使得其透射轴处于上-下方向，并放置背部光源侧偏振片使得其透射轴处于左-右方向。从而使得这两个偏振片以交叉尼科耳状态放置。
用测定装置(EZ-Contrast 160D，ELDIM)测试由此制得液晶显示装置在显示从黑色(L1)到白色(L8)的8种色调中的每一色调时的视角。结果示于表3中。
                     对比实施例2
用测定装置(EZ-Contrast 160D，ELDIM)测定可商购获得的液晶显示装置(VL-1530S，Fujitsu，Ltd.)在显示从黑色(L1)到白色(L8)的8种色调中的每一色调时的视角，该显示器具有包括垂直排列的液晶分子的液晶元件。结果示于表3中。
                         表3
  液晶显示装置   对比率为10或更大并且不发生灰度颠倒的视角
  在透射轴方向   在与透射轴成45°的方向
  实施例4对比实施例2   ＞80°＞80°   ＞80°44°
注：
灰度颠倒：在L1与L2之间颠倒
(框架样漏光的评价)
将制得的显示器的背部光源在25℃和60％RH的条件下连续保持5小时。之后，在暗室中用肉眼观察显示器显示的黑色图象，检测是否存在透过屏幕的框架样漏光。结果，在实施例4的显示器中没有观察到漏光，但是对比实施例2的显示器中观察到漏光。

Claims (31)

1、一种偏振片，其包括偏振薄膜和由杆状液晶分子形成的光学各向异性层，其中所述光学各向异性层形成于偏振薄膜上，或者形成于偏振薄膜上形成的取向层上，并且其中所述杆状液晶分子的长轴相对偏振薄膜的表面平均以大于5°的角度取向。
2、如权利要求1所述的偏振片，其中杆状液晶分子的长轴相对偏振薄膜的透射轴平均以小于5°的角度取向。
3、如权利要求1所述的偏振片，其中所述偏振薄膜的厚度是20μm或更小。
4、如权利要求1所述的偏振片，其中所述偏振片还包括光漫射层。
5、如权利要求1所述的偏振片，其中光学各向异性层包括在偏振薄膜面上形成的第一光学各向异性层和在第一光学各向异性层上形成的第二光学各向异性层，并且其中第一光学各向异性层中的液晶分子的长轴或盘形面相对第二光学各向异性层中液晶分子的长轴或盘形面平均的取向方向平均以大于10°的角度取向。
6、如权利要求1所述的偏振片，其中所述偏振片还包括防反射层。
7、如权利要求6所述的偏振片，其还包含厚度为70μm或更小的透明支撑体，并在该透明支撑体上提供有防反射层。
8、一种偏振片，其包括偏振薄膜和由盘形液晶分子形成的光学各向异性层，其中所述光学各向异性层形成于偏振薄膜上，或者形成于偏振薄膜上形成的取向层上，并且其中这些盘形液晶分子的盘形面相对偏振薄膜的表面平均以小于5°的角度取向。
9、如权利要求8所述的偏振片，其中所述偏振薄膜的厚度是20μm或更小。
10、如权利要求8所述的偏振片，其中所述偏振片还包括光漫射层。
11、如权利要求8所述的偏振片，其中所述偏振片还包括防反射层。
12、如权利要求11所述的偏振片，其还包含厚度为70μm或更小的透明支撑体，并在该透明支撑体上提供有防反射层。
13、如权利要求8所述的偏振片，其中光学各向异性层包括在偏振薄膜面上形成的第一光学各向异性层和在第一光学各向异性层上形成的第二光学各向异性层，并且其中第一光学各向异性层中的液晶分子的长轴或盘形面相对第二光学各向异性层中液晶分子的长轴或盘形面平均的取向方向平均以大于10°的角度取向。
14、如权利要求13所述的偏振片，其中第一光学各向异性层中的液晶分子是杆状液晶分子，并且其中这些杆状液晶分子的长轴相对偏振薄膜的表面平均以小于5°的角度取向。
15、如权利要求14所述的偏振片，其中杆状液晶分子的长轴相对偏振薄膜的透射轴平均以小于5°的角度取向。
16、如权利要求14所述的偏振片，其中第二光学各向异性层中的液晶分子是杆状液晶分子，其中这些杆状液晶分子的长轴相对偏振薄膜的表面平均以大于15°的角度取向，并且其中各杆状液晶分子的长轴与偏振薄膜的表面之间的角度随杆状液晶分子和偏振薄膜之间的距离而变化。
17、如权利要求14所述的偏振片，其中第二光学各向异性层中的液晶分子是盘形液晶分子，其中这些盘形液晶分子的盘形面相对偏振薄膜的表面平均以大于15°的角度取向，并且其中各盘形液晶分子的盘形面与偏振薄膜的表面之间的角度随盘形液晶分子和偏振薄膜之间的距离而变化。
18、如权利要求15所述的偏振片，其中第二光学各向异性层中的液晶分子是杆状液晶分子，其中这些杆状液晶分子的长轴相对偏振薄膜的表面平均以小于5°的角度取向，并且其中这些杆状液晶分子的长轴相对偏振薄膜的透射轴平均以小于5°的角度取向。
19、如权利要求14所述的偏振片，其中第二光学各向异性层中的液晶分子是盘形液晶分子，并且其中这些盘形液晶分子的盘形面相对偏振薄膜的表面平均以大于85°的角度取向。
20、如权利要求13所述的偏振片，其中第一光学各向异性层中的液晶分子是盘形液晶分子，并且其中这些盘形液晶分子的盘形面相对偏振薄膜的表面平均以大于5°的角度取向。
21、如权利要求20所述的偏振片，其中第二光学各向异性层中的液晶分子是杆状液晶分子，其中这些杆状液晶分子的长轴相对偏振薄膜的表面平均以大于15°的角度取向，并且其中各杆状液晶分子的长轴与偏振薄膜的表面之间的角度随杆状液晶分子和偏振薄膜之间的距离而变化。
22、如权利要求20所述的偏振片，其中第二光学各向异性层中的液晶分子是盘形液晶分子，其中这些盘形液晶分子的盘形面相对偏振薄膜的表面平均以大于15°的角度取向，并且其中各盘形液晶分子的盘形面与偏振薄膜的表面之间的角度随盘形液晶分子和偏振薄膜之间的距离而变化。
23、如权利要求20所述的偏振片，其中第二光学各向异性层中的液晶分子是杆状液晶分子，并且其中这些杆状液晶分子的长轴相对偏振薄膜的表面平均以小于5°的角度取向。
24、如权利要求23所述的偏振片，其中杆状液晶分子的长轴相对偏振薄膜的透射轴平均以小于5°的角度取向。
25、如权利要求13所述的偏振片，其中第一光学各向异性层起第二光学各向异性层的取向层的作用。
26、一种液晶显示装置，其包括液晶元件和权利要求1所述的偏振片。
27、一种偏振片的制备方法，所述偏振片包括偏振薄膜和光学各向异性层，该方法包括将含有杆状液晶分子的涂布液涂布到偏振薄膜的表面上形成光学各向异性层的步骤，其中所述杆状液晶分子的长轴相对偏振薄膜的表面平均以大于5°的角度取向。
28、一种偏振片的制备方法，所述偏振片包括偏振薄膜和光学各向异性层，该方法包括在偏振薄膜的表面上形成取向层并将含有杆状液晶分子的涂布液涂布到取向层的表面上形成光学各向异性层的步骤，其中所述杆状液晶分子的长轴相对偏振薄膜的表面平均以大于5°的角度取向。
29、一种液晶显示装置，其包括液晶元件和权利要求8所述的偏振片。
30、一种偏振片的制备方法，所述偏振片包括偏振薄膜和光学各向异性层，该方法包括将含有盘形液晶分子的涂布液涂布到偏振薄膜的表面上形成光学各向异性层的步骤，其中这些盘形液晶分子的盘形面相对偏振薄膜的表面平均以小于5°的角度取向。
31、一种偏振片的制备方法，所述偏振片包括偏振薄膜和光学各向异性层，该方法包括在偏振薄膜的表面上形成取向层并将含有盘形液晶分子的涂布液涂布到取向层的表面上形成光学各向异性层的步骤，其中这些盘形液晶分子的盘形面相对偏振薄膜的表面平均以小于5°的角度取向。
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