CN100419474C - 双折射薄膜的制备方法以及使用该双折射薄膜的光学膜和图像显示装置 - Google Patents

双折射薄膜的制备方法以及使用该双折射薄膜的光学膜和图像显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了具有优异的面内相位差、在厚度方向的相位差和取向轴均一性的双折射薄膜。所述双折射薄膜如下制备：在拉伸聚合物薄膜的过程中，在宽度方向拉伸该聚合物薄膜的同时在长度方向收缩该聚合物薄膜，并假定所述聚合物薄膜在被拉伸前在宽度方向和长度方向的长度为1，由于所述拉伸导致的聚合物薄膜在宽度方向的长度改变率(STD)和由于所述收缩导致的聚合物薄膜在长度方向的长度改变率(SMD)符合下式(1)：(1/STD)1/2≤SMD＜1(1)。

Description

双折射薄膜的制备方法以及使用该双折射薄膜的光学膜和图像显示装置
技术领域
本发明涉及双折射薄膜的制备方法，以及使用该双折射薄膜的光学膜和各种图像显示装置。
背景技术
在各种图像显示装置如液晶显示装置中，双折射薄膜通常用于为了改善显示特性的如解决着色或增大视角的目的。一般，通过单轴或双轴拉伸聚合物薄膜以调整该聚合物薄膜的双折射或相位差而制备上述双折射薄膜。
在将上述双折射薄膜和偏振薄膜一起用于液晶显示装置的情形中，通常有必要排列该双折射薄膜和偏振薄膜以使该双折射薄膜的慢轴与偏振薄膜的透射轴平行。一般，双折射薄膜慢轴的方向与薄膜拉伸方向一致，而偏振薄膜透射轴的方向垂直于薄膜拉伸方向。
然而，以上述方式排列双折射薄膜和偏振薄膜涉及如下生产中的问题。即当通过工业的方法拉伸聚合物薄膜时，该聚合物薄膜通常在长度方向运动从而在经受拉伸处理时被缠绕在辊上。当如上所述已各自被缠绕至辊上的双折射薄膜和偏振薄膜彼此贴合时，通过将它们再缠绕在辊上并且使它们彼此贴合时的状态是各自薄膜的长度方向在相同的方向，从而可以实现连续的贴合。因此，为了排列这些薄膜使得所述透射轴和慢轴彼此平行以及连续贴合它们，有必要使偏振薄膜在长度方向被拉伸而双折射薄膜在宽度方向被拉伸。也就是说，为了使偏振薄膜透射轴的方向(即与拉伸方向垂直的方向)和双折射薄膜慢轴的方向(即拉伸方向)是各自薄膜的宽度方向，需要在宽度方向拉伸该双折射薄膜。然而，如果在宽度方向连续拉伸聚合物薄膜以制备双折射薄膜，会出现所谓的弯曲现象，使得在薄膜面内的取向轴具有扇形形状。因此，难以获得通过在宽度方向拉伸聚合物薄膜的在取向轴、双折射和相位差的均一性。
在这一方面，作为在宽度方向拉伸聚合物薄膜的方法，有一种已采用的方法是将在宽度方向已被拉伸的聚合物薄膜经受缓和处理以使其宽度恢复至原有的宽度，由此改善在宽度方向(拉伸方向)慢轴中的均一性。然而，由于聚合物薄膜通常是在基质上直接形成，然后与基质一起被拉伸，因此该方法会受基质物理特性的改变的影响。而且，根据聚合物薄膜的类型，不能充分实现缓和效果。因此，根据本方法，难以通过工业过程稳定地制备均匀的双折射薄膜。而且尽管试图在拉伸后通过冷却聚合物薄膜而抑制弯曲现象，还是不可能完全避免弯曲现象(非专利文件1)。另外，还公开了一种方法，其中聚合物薄膜形成于其上的基质夹在拉幅机的夹具之间并处于松弛的状态，然后该基质被热收缩(专利文件1)。然而，本方法的问题在于所用的基质限于热可收缩的基质，而且如果基质太厚，当松弛基质时，可能形成褶皱，由此难以稳定地松弛基质。除了上述的方法外，还公开的一些方法中确定了进行薄膜拉伸的条件，如将拉伸的薄膜的宽度设为拉伸比的平方根的方法(专利文件2)，确定了由于在长度方向拉伸导致薄膜在宽度方向收缩的方法(专利文件3)，和拉伸的薄膜经受热松弛处理的方法(专利文件4)。然而，从工业的角度，难以根据这些方法稳定地制备双折射薄膜。
非专利文件1：T.Yamada et al.Intn.Polym.Process.，Vo.X，Issue4，334-340(1995)
专利文件1：JP 6(1994)-51116A
专利文件2：JP 3(1991)-23405A
专利文件3：JP 2(1990)-191904A
专利文件4：JP 5(1993)-249316A
发明内容
本发明解决的问题
基于如前所述，本发明的目的是提供通过在宽度方向拉伸聚合物薄膜而制备双折射薄膜的方法，由此可以制备具有优异的外观和在光学特性上具有优异的均匀性，并且双折射率、相位差和取向轴角度的变化得以抑制的双折射薄膜。
解决问题的方法
为了实现上述目的，本发明制备双折射薄膜的方法的特征在于：在拉伸聚合物薄膜的步骤中，聚合物薄膜在宽度方向被拉伸的同时在长度方向(与宽度方向垂直的方向)被收缩，基于被拉伸前所述聚合物薄膜在宽度方向和长度方向的长度，由于所述拉伸导致的聚合物薄膜在宽度方向的长度改变率(STD)和由于所述收缩导致的聚合物薄膜在长度方向的长度改变率(SMD)满足下式(1)代表的关系。在本发明中，可以根据假定所述聚合物薄膜在被拉伸前在宽度方向和长度方向的长度为1来计算由于所述拉伸导致的聚合物薄膜在宽度方向的长度改变率(STD)和由于所述收缩导致的聚合物薄膜在长度方向的长度改变率(SMD)。
(1/STD)1/2≤SMD＜1    (1)
发明效果
通过使聚合物薄膜在宽度方向被拉伸的同时在长度方向被收缩，并设定在宽度方向的拉伸度和在长度方向的收缩度从而满足由如上所述式(1)的条件，可以有效地获得具有优异外观的和优异的光学特性的双折射薄膜，所述优异的光学特性是在面内方向和在厚度方向的折射率得以精确控制，以及双折射率、相位差和取向轴，尤其是在宽度方向的取向轴精度均一。由上述制备方法获得的双折射薄膜由于其特性可以提高各种图像显示装置如液晶显示装置的显示特性。另外，可以如上所述将该双折射薄膜连续贴合于偏振薄膜上。因此从工业的角度该双折射薄膜非常有用。
需要指出的是本发明的发明人经过深入研究最新提出了如下想法：将聚合物薄膜在宽度方向被拉伸的同时在长度方向被收缩，并设定进行拉伸和收缩的条件使之满足如上所述的式(1)。更具体的说，本发明的发明人比较了由在宽度方向的传统拉伸导致的聚合物薄膜的形变和由在长度方向的传统拉伸导致的聚合物薄膜的形变，并侧重于如下表1所示的这些形变所具有的特征。表1示出了聚合物薄膜在三维方向(即长度方向、宽度方向和厚度方向)的改变率。在表1中给出了假定在拉伸前聚合物薄膜的宽度、长度和厚度为“1”所获得的改变率的值，STD代表在宽度方向的改变率，SMD代表在长度方向的改变率。即本发明的发明从侧重于如表1所示的事实，在宽度方向的传统拉伸不会引起在长度方向的形变，这可能是发生弯曲现象的一个原因，而在长度方向的传统拉伸通常很容易造成在宽度方向和厚度方向的形变。基于以上发现，本发明人进行了深入研究从而实现了本发明。
表1
 长方向的形变  宽度方向的形变   厚度方向的形变
现有技术   在宽度方向拉伸  1  STD   1/STD
现有技术   在长度方向拉伸  SMD  STD＝(1/SMD)<sup>1/2</sup>   (1/SMD)<sup>1/2</sup>
本发明   拉伸+收缩  (1/STD)<sup>1/2</sup>≤SMD  STD   (1/SMD)<sup>1/2</sup>
具体实施方式
如上所述，本发明制备双折射薄膜的方法的特征在于：在拉伸聚合物薄膜的步骤中，聚合物薄膜在宽度方向被拉伸的同时在长度方向被收缩，并假定聚合物薄膜在被拉伸前在宽度方向和在长度方向的长度为1，拉伸后的聚合物薄膜在宽度方向的长度改变率(STD)和收缩后的聚合物薄膜在长度方向的长度改变率(SMD)满足下式(1)。在本发明中，在为长方形聚合物薄膜的情形下，长度方向是指沿着该方向聚合物薄膜两端的距离更长的方向，而宽度方向是指与长度方向垂直的方向。另一方面，在为正方形聚合物薄膜的情形下，只需要满足上述两个方向彼此垂直。
(1/STD)1/2≤SMD＜1  (1)
当“SMD＝1”时，即聚合物薄膜在长度方向的尺寸不发生变化时，不能解决产生弯曲现象的问题。另一方面，当(1/STD)1/2＞SMD时，聚合物薄膜在宽度方向会形成褶皱，由此造成外观上的问题。
在式(1)中，优选SMD＝(1/STD)1/2。而且特别优选SMD小于0.99，更优选在0.85-0.95的范围，尤其优选在0.88-0.93的范围。而且在式(1)中，(1/STD)1/2优选小于0.99，更优选在0.85-0.95的范围，尤其优选在0.88-0.93的范围，从而STD优选小于1.5，更优选不小于1.01且小于1.5，尤其优选在1.1-1.3的范围内。更具体地说，当STD是1.2时，SMD优选在0.9-0.92的范围内，而当STD是1.3时，SMD优选在0.86-0.90的范围内。当满足本发明的优选条件，即如式(1)中SMD＝(1/STD)1/2的条件时，聚合物薄膜在三维方向的改变率如下所示：在长度方向为SMD＝(1/STD)1/2，在宽度方向为STD，在厚度方向为(1/STD)1/2。
上述同时进行的拉伸处理和收缩处理可以直接对聚合物薄膜进行。或者，可以将聚合物薄膜安置于基质上，然后将基质经受拉伸处理和收缩处理，由此间接地处理聚合物薄膜。或将基质和聚合物薄膜的层合物同时经受拉伸处理和收缩处理。
对聚合物薄膜没有特别的限制，可以是由常规已知的作为用于形成双折射薄膜的材料的聚合物形成的薄膜。该聚合物的实例包括聚碳酸酯、聚烯丙基酯(polyalylate)、聚砜、聚酯如聚对苯二甲酸乙二酯(PET)和聚萘二甲酸乙二酯、聚醚砜、聚乙烯醇、聚烯烃如聚乙烯和聚丙烯、纤维素-基聚合物、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸酯、聚氯乙烯、聚偏1，1-二氯乙烯、聚酰胺、降冰片烯-基聚合物、和包含异丁烯和N-甲基顺丁烯二酰亚胺的交替共聚物和丙烯腈-苯乙烯共聚物的混合物。
优选聚合物薄膜是光学透明的，其光透射比优选不小于85％，更优选为90％。而且，优选在取向的不均匀性较小。
当将聚合物薄膜直接形成于基质上时，优选使用如下所列的非液晶聚合物。根据非液晶聚合物自身的特性，可以仅通过将其涂布于基质上而形成具有光学负单轴性(“nx＞ny”和“ny＞nz”)的双折射薄膜，而不论基质的取向性质。而且，通过拉伸由此所获的双折射薄膜，可以改变双折射薄膜的光学特性使之具有负双轴性(“nx＞ny＞nz”)。相应的，可以更容易地调节双折射率和相位差，另外，所用的基质并不限于取向基质。需要指出的是nx，ny和nz各自代表在聚合物薄膜X轴方向(即，慢轴方向)，Y轴方向和Z轴方向的折射率，其中X轴方向为聚合物面内具有最大折射率的轴方向，Y轴方向为该面内与X轴方向垂直的轴方向，而Z轴方向为与X轴和Y轴垂直的厚度方向。
非液晶聚合物优选为聚酰胺、聚酰亚胺、聚酯、聚醚酮、聚芳基醚酮、聚酰胺酰亚胺、聚酯酰亚胺等，因为它们具有优异的热阻性、化学耐性、透明性和硬度。可以单独使用这些聚合物之一或具有不同功能团的两种和多种聚合物的混合物，如聚芳基醚酮和聚酰胺的混合物。其中因为可以获得高双折射性尤其优选聚酰亚胺等。
对上述聚合物的分子量没有特别的限制，但是其重均分子量(Mw)优选为1,000-1,000,000，更优选2,000-500,000。
作为聚酰亚胺，优选使用具有高面内取向和可溶于有机溶剂的聚酰亚胺。例如可以使用9，9-二(氨基芳基)芴和芳香的四羧酸二酐的缩聚物(参见JP 2000-511296 A)，更具体的说，可以使用包含至少一个由以下分子式(1)所示的重复单元的聚合物。
[化学分子式1]
Figure C20048001371300091
在上述分子式(1)中，R3-R6是至少一个独立地选自于氢、卤素、苯基、被1-4个卤素原子或C1-10的烷基取代的苯基、和C1-10的烷基的取代基。优选R3-R6是至少一个独立地选自于氢、苯基、被1-4个卤素原子或C1-10的烷基取代的苯基、和C1-10的烷基的取代基。
在上述分子式(1)中，Z是C6-20的四价的芳香基团，并优选是1，2，4，5-苯四酸基团、多环芳香基团、多环芳香基团的衍生物、或由以下分子式(2)所示的基团。
[化学分子式2]
Figure C20048001371300092
在以上分子式2中，Z’是共价键、C(R7)2基团、CO基团、O原子、S原子、SO2基团、Si(C2H5)2基团或NR8基团。当有多个Z’时，它们可以相同或不同。而且，w是从1-10的整数。R7独立的是氢或C(R9)3。R8是氢、具有1至约20个碳原子的烷基或C6-20的芳基，并且当有多个R8时，它们可以相同或不同。R9独立的是氢、氟或氯。
上述多环的芳香基团可以是选自萘、芴、苯并芴或蒽的四价基团。另外，上述的多环的芳香基团的衍生物可以是被至少一个选自如C1-10的烷基基团、及其氟代衍生物、和卤素如F和Cl的基团取代的上述多环的芳香基团。
除了以上所述，可以使用具有以下通式(3)或(4)所示的重复单元的均聚物或具有以下通式(5)所示的重复单元的聚酰亚胺，如JP8(1996)-511812A中所述。由下式(5)所示的聚酰亚胺优选是由式(3)所示的均聚物形式。
[化学分子式3]
Figure C20048001371300101
[化学分子式4]
Figure C20048001371300102
[化学分子式5]
Figure C20048001371300111
在上述通式(3)-(5)中，G和G’各自是独立地选自于二价键、CH2基团、C(CH3)2基团、C(CF3)2基团、C(CX3)2基团(其中，X是卤素)、CO基团、O原子、S原子、SO2基团、Si(CH2CH3)2基团和N(CH3)基团的基团，G和G’可以相同或不同。
在上述分子式(3)至(5)中，L是取代基，d和e代表其中取代基的数目。L例如是卤素、C1-3的烷基、卤代的C1-3的烷基、苯基或取代的苯基，当有多个L时，它们可以相同或不同。上述取代的苯基可以是具有至少一个选自于卤素、C1-3的烷基和卤代的C1-3的烷基的取代基的取代的苯基。另外上述的卤素可以是如氟、氯、溴或碘。d是从0-2的整数，e是从0-3的整数。
在上述分子式(3)-(5)中，Q是取代基，f代表其中取代基的数目。Q可以是原子或选自于氢、卤素、烷基、取代的烷基、硝基、氰基、硫代烷基、烷氧基、芳基、取代的芳基、烷基酯基和取代的烷基酯基的基团。当有多个Q时，它们可以相同或不同。上述卤素可以是氟、氯、溴或碘。上述取代的烷基可以是卤代的烷基。另外上述取代的芳基可以是卤代的芳基。f是从0至4的整数，g和h各自是从0至3的整数和从1至3的整数。另外，优选g和h大于1。
在上述分子式(4)中，R10和R11是独立地选自于氢、卤素、苯基、取代的苯基、烷基和取代的烷基的基团。尤其优选R10和R11独立地是卤代的烷基。
在上述分子式(5)中，M1和M2可以是相同或不同，如卤素、C1-3的烷基、卤代的C1-3的烷基、苯基或取代的苯基。上述的卤素可以是如氟、氯、溴或碘。上述取代的苯基可以是具有至少一个选自于卤素、C1-3的烷基和卤代的C1-3的烷基的取代基的取代的苯基。
由分子式(3)所示的聚酰亚胺的特定的实例包括由以下分子式(6)所示的聚酰亚胺。
[化学分子式6]
而且，上述聚酰亚胺可以是通过合适地共聚合除上述骨架(重复单元)之外的酸二酐和联氨而获得的共聚物。
上述的酸二酐可以是例如芳香的四羧酸二酐。该芳香的四羧酸二酐可以是如1，2，4，5-苯四酸二酐、二苯酮四羧酸二酐、萘四羧酸二酐、杂环芳香四羧酸二酐或2，2’-取代的二苯基四羧酸二酐。
1，2，4，5-苯四酸二酐可以是1，2，4，5-苯四酸二酐、3，6-二苯基-1，2，4，5-苯四酸二酐、3，6-二(三氟甲基)-1，2，4，5-苯四酸二酐、3，6-二溴-1，2，4，5-苯四酸二酐或3，6-二氯-1，2，4，5-苯四酸二酐。二苯酮四羧酸二酐可以是例如3，3’，4，4’-二苯酮四羧酸二酐、2，3，3’，4’-二苯酮四羧酸二酐或2，2’，3，3’-二苯酮四羧酸二酐。萘四羧酸二酐可以是例如2，3，6，7-萘四羧酸二酐、1，2，5，6-萘四羧酸二酐或2，6-二氯-萘-1，4，5，8-四羧酸二酐。杂环芳香四羧酸二酐可以是例如噻吩-2，3，4，5-四羧酸二酐、吡嗪-2，3，5，6-四羧酸二酐或吡啶-2，3，5，6-四羧酸二酐。2，2’-取代的二苯基四羧酸二酐可以是例如2，2’-二溴-4，4’，5，5’-二苯基四羧酸二酐、2，2’-二氯-4，4’5，5’-二苯基四羧酸二酐或2，2’-二(三氟甲基)-4，4’，5，5’-二苯基四羧酸二酐。
芳香的四羧酸二酐的其它实例还包括3，3’，4，4’-二苯基四羧酸二酐、二(2，3-二羧基苯基)甲烷二酐、二(2，5，6-三氟-3，4-二羧基苯基)甲烷二酐、2，2-二(3，4-二羧基苯基)-1，1，1，3，3，3-六氟丙烷二酐、4，4’-二(3，4-二羧基苯基)-2，2’-二苯基丙烷二酐、二(3，4-二羧基苯基)醚二酐、4，4’-氧苯二酸氢二酐、二(3，4-二羧基苯基)硫酸二酐、3，3’，4，4’-二苯基砜四羧酸二酐、4，4’-[4，4’-异亚丙基-二(对亚苯基氧)二(苯酸氢二酐)、N，N-(3，4-二羧基苯基)-N-甲基氨二酐和二(3，4-二羧酸苯基)二乙基硅烷二酐。
在如上所述中，芳香四羧酸二酐优选是2，2’-取代的二苯基四羧酸二酐，更优选的是2，2’-二(三卤甲基)-4，4’，5，5’-二苯基四羧酸二酐，并进一步优选是2，2’-二(三氟甲基)-4，4’，5，5’-二苯基四羧酸二酐。
上述的联氨可以是芳香二氨。其具体实例包括苯二氨、二氨二苯酮、萘二氨、杂环芳香二氨和其它的芳香二氨。
上述的苯二氨可以选自苯二氨如邻、间和对苯二氨，2，4-二氨甲苯，1，4-二氨-2-甲氧苯，1，4-二氨-2-联苯和1，3-二氨-4-氯苯。二氨苯二酮的实例可以包括2，2’-二氨苯二酮和3，3’-二氨苯二酮。萘二氨可以是1，8-二氨萘或1，5-二氨萘。杂环芳香二氨的实例可以包括2，6-二氨吡啶、2，4-二氨吡啶和2，4-二氨-S-三嗪。
另外，除了上述之外，芳香二氨可以是4，4’-二氨二苯，4，4’-二氨二苯甲烷、4，4’-(9-亚芴基)-双苯胺、2，2’-二(三氟甲基)-4，4’-二氨二苯、3，3’-二氯-4，4’-二氨二苯甲烷、2，2’-二氯-4，4’-二氨二苯、2，2’，5，5’-四氯联苯胺、2，2’-二(4-氨基苯氧基苯基)丙烷、2，2-二(4-氨基苯基)丙烷、2，2-二(4-氨基苯基)-1，1，1，3，3，3-六氟丙烷、4，4’-二氨二苯醚、3，4’-二氨二苯醚、1，3-二(3-氨基苯氧基)苯、1，3-二(4-氨基苯氧基)苯、1，4-二(4-氨基苯氧基)苯、4，4’-二(4-氨基苯氧基)二苯、4，4’-二(3-氨基苯氧基)二苯、2，2-二[4-4(氨基苯氧基)苯基]丙烷、2，2-二[4-(4-氨基苯氧基)苯基]-1，1，1，3，3，3-六氟丙烷、4，4’-二氨二苯硫醚或4，4’-二氨二苯砜。
聚醚酮作为形成双折射膜的材料可以是由以下通式(7)所示的聚芳基醚酮，参见JP 2001-49110A。
[化学分子式7]
在上述分子式(7)中，X是取代基，q是其中取代基的数目。X例如可以是卤素原子、低级烷基、卤代的烷基、低级烷氧基或卤代的烷氧基，当有多个X时，它们可以相同或不同。
卤素原子例如可以是氟原子、溴原子、氯原子或碘原子，其中，优选氟原子。低级烷基优选是C1-6的直链或支链的低级烷基，更优选是C1-4的直链或支链的烷基。更具体的说，优选是甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基或叔丁基，尤其优选是甲基或乙基。卤代的烷基可以是上述低级烷基的卤化物，如三氟甲基。低级烷氧基可以优选是C1-6的直链或支链的烷氧基，更优选是C1-4的直链或支链的烷氧基。更具体的说，优选是甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基或叔丁氧基。尤其优选甲氧基或乙氧基。卤代的烷氧基可以是上述低级烷氧基的卤化物，如三氟甲氧基。
在上述分子式(7)中，q是从0至4的整数，在分子式(7)中，优选q＝0，并且羰基和醚的氧原子以对位键于苯环的两端。
另外，在上述分子式(7)中，R’是由下述分子式(8)所示的基团，m是整数0或1。
[化学分子式8]
Figure C20048001371300151
在上述分子式(8)中，X’是取代基并且与在分子式(7)中的X相同。在分子式(8)中，当有多个X’时，它们可以相同或不同。q’代表在X’中取代基的数目，并且为从0至4的整数，优选q’＝0。另外，p是整数0或1。
在分子式(8)中，R2是二价芳香基团。该二价芳香基团可以是邻、间或对的亚苯基团或选自于萘，二苯，蒽，邻、间或对的三联苯，菲、氧芴、二苯基醚或二苯基砜的二价基团。在这些二价芳香基团中，直接键合于芳基的氢可以被卤素原子、低级烷基或低级烷氧基取代。其中，R2优选是选自包括如下分子式(9)至(15)的基团的芳香基团。
[化学分子式9]
Figure C20048001371300161
在上述分子式(7)中，R1优选是由以下分子式(16)所代表的基团，其中R2和p与在上述分子式(8)中的相同。
[化学分子式10]
Figure C20048001371300162
另外，在分子式(7)中，n代表聚合度，从2至5000，优选从5至500。该聚合可以包括具有相同结构或不同结构的重复单元。在后述例子中，重复单元的聚合形式可以是嵌段聚合或无规聚合。
而且，优选在由分子式(7)所示的聚芳基醚酮的对四氟亚苯甲酰基侧末端是氟，和其氧化烯基侧末端是氢原子。上述聚芳基醚酮可以由以下通式(17)表示。在以下分子式中，n代表如分子式(7)中所述的聚合度。
[化学分子式11]
由分子式(7)所示的聚芳基醚酮的具体实例可以包括由以下分子式(18)至(21)所示的那些，其中n代表如分子式(7)中所述的聚合度。
[化学分子式12]
Figure C20048001371300172
[化学分子式13]
Figure C20048001371300181
[化学分子式14]
[化学分子式15]
Figure C20048001371300183
除了以上所述，作为用于形成双折射薄膜材料的聚酰胺或聚醚可以是如JP 10(1998)-508048 A中所述的聚酰胺或聚醚，它们的重复单元可以由以下通式(22)所示。
[化学分子式16]
Figure C20048001371300184
在以上分子式(22)中，Y是O或NH。E是例如至少一个选自共价键、C2亚烷基、卤代C2亚烷基、CH2基团、C(CX3)2基团(其中X是卤素或氢)、CO基团、O原子、S原子、SO2基团、Si(R)2基团和N(R)基团的基团，E可以相同或不同。在上述E中，R是C1-3的烷基和卤代的C1-3的烷基中的至少一种，并且相对于羰基或Y基团位于间位或对位。
而且，在上述分子式(22)中，A和A’是取代基，t和z各自代表其中取代基的数目。另外，p是从0至3的整数，q是从1至3的整数和r是从0至3的整数。
上述A选自氢、卤素、C1-3的烷基、卤代的C1-3的烷基、由OR所示的烷氧基(其中R是由上定义的基团)、芳基、卤代反应取代的芳基、C1-9的烷氧羰基、C1-9的烷基羰基氧基、C1-2芳氧基羰基、C1-12芳基羰基氧基及其取代衍生物、C1-12芳基氨基甲酰基、和C1-12芳基羰基氨基及其取代衍生物。当有多个A时，它们可以相同或不同。上述A’选自卤素、C1-3的烷基、卤代的C1-3的烷基、苯基和取代的苯基，当有多个A’时，它们可以相同或不同。在取代的苯基的苯环上的取代基可以是卤素、C1-3的烷基、卤代的C1-3的烷基，或者它们的混合物。t是从0至4的整数，z是从0至3的整数。
在由以上分子式(22)所示的聚酰胺或聚醚的重复单元中，优选由下式(23)代表的重复单元。
[化学分子式17]
Figure C20048001371300191
在分子式(23)中，A，A’和Y是由分子式(22)定义的那些，v是从0至3的整数，优选是从0至2的整数。尽管x和y各自是0或1，但它们不能同时为0。
另一方面，作为基质，优选可以被拉伸或收缩的光学透明的聚合物薄膜。从实用性的角度，尤其优选当拉伸时不会引起相位差的聚合物薄膜。进一步，尤其优选具有优异透明度的聚合物薄膜作为基质是因为该基质和在其上形成的双折射薄膜的层合物可以用作光学膜。另外，为了使得在长度方向的上述收缩可以平滑地进行，优选将预先拉伸的薄膜、热可收缩的薄膜等作为基质，并且用于形成上述基质的材料优选是热固性树脂。
用于形成基质的材料的具体实例包括聚烯烃如聚乙烯、聚丙烯和聚(4-甲基-1-戊烯，聚酰亚胺，聚酰胺酰亚胺，聚酰胺，聚醚酰亚胺，聚醚醚酮，聚酮硫醚，聚醚砜，聚砜，聚苯硫，聚苯醚，聚对苯二甲酸乙二酯，聚对苯二甲酸丁二酯，聚萘二甲酸乙二酯，聚缩醛，聚碳酸酯，聚烯丙基酯，丙烯酸类树脂，聚乙烯醇，聚丙烯，纤维素-基塑料，环氧树脂，酚树脂，乙酸酯树脂如三乙酰纤维素(TAC)，聚醚树脂，丙烯酸类树脂，聚降冰片烯树脂，纤维素树脂，聚苯乙烯树脂，聚乙烯醇树脂，聚氯乙烯树脂，聚偏1，1-二氯乙烯树脂，聚丙烯酸类树脂，以及它们的混合物。另外，也可以使用液晶聚合物等。其中，考虑到耐溶剂性和热阻性，优选聚丙烯，聚对苯二甲酸乙二酯，聚萘二甲酸乙二酯等。另外，用于形成基质的材料可以是侧链具有取代或未取代的亚氨基的热塑性树脂和侧链具有取代或未取代的苯基和腈基的热塑性树脂的混合物，参见JP 2001-343529 A(WO 01/37007)。该混合物的具体实例包括含有异丁烯和N-甲基马来酰亚胺的交替共聚物和丙烯腈-苯乙烯共聚物的树脂组合物。在这些材料中，优选侧链具有取代或未取代的亚氨基的热塑性树脂和侧链具有取代或未取代的苯基和腈基的热塑性树脂的混合物。
接下来，举例描述本发明双折射薄膜的制备方法。
首先，提供待拉伸和收缩的聚合物薄膜。对该聚合物薄膜的厚度没有特别的限制，可以根据双折射薄膜所希望的相位差，聚合物薄膜的材料等合适地确定。一般，聚合物薄膜的厚度在5-500μm，优选10-350μm，更优选20-200μm。如果聚合物薄膜的厚度在上述范围内，该薄膜可以具有足够的强度从而可以避免在拉伸和收缩中的断裂。而且，对该聚合物薄膜在长度方向和宽度方向的长度没有特别的限制，可以根据所用拉幅机的大小等合适地确定。
在对聚合物薄膜在宽度方向进行拉伸的同时在长度方向进行收缩从而满足式(1)的条件。可以通过使用双轴拉幅机进行宽度方向的拉伸和长度方向的收缩。更具体的说，可以使用高性能的薄膜机(thinfilm machine)(商品名：“FITZ”)，由Ichikin，Ltd.生产，其可以同时进行拉伸和收缩。根据该机器，在机器方向(薄膜的长度方向＝薄膜在机器中的运行方向)的拉伸比和在纵向的拉伸比(宽度方向＝与薄膜运行方向垂直的方向)可以根据需要设定，并且机器方向(长度方向)的收缩比可以根据需要设定。因此，该机器可以在所需的条件下同时进行拉伸和收缩。另外，可以使用双轴拉伸机通过合适地组合常用的控制方法来控制在宽度方向的拉伸比，所述控制方法如轨道宽度控制法、缩放比控制法，和其中控制通过线性发动机而运行的薄膜的速率和通过改变夹住薄膜端部的夹具的距离而控制在长度方向的薄膜的长度的方法。
对进行拉伸和收缩的温度没有特别的限制，可以根据所用聚合物薄膜的种类合适地确定。然而，优选根据聚合物薄膜的玻璃转化点设定该温度。优选该温度在玻璃转化点的±30℃的范围内，更优选在玻璃转化点的±20℃的范围内，尤其优选在玻璃转化点的±10℃的范围内。
根据上述的制备方法，可以从该聚合物薄膜获得本发明的双折射薄膜。该双折射薄膜具有优异的性能均一性，如双折射性，相位差，和取向轴的均一性，尤其是在宽度方向的这些性能的均一性。需要指出的是，尽管双折射薄膜的双折射和相位差的值随所用聚合物薄膜的材料，拉伸比等变化，但由此制得的满足由上述式(1)所示的条件的双折射薄膜获得了优异的双折射和相位差的均一性，而不论该双折射和相位差的数量级。
在该双折射薄膜中，面内相位差“(nx-ny)d”的精度，即相位差的变化优选在-9％至+9％的范围内，更优选在-8％至+8％的范围内，尤其优选在-7％至+7％的范围内。另一方面，在厚度方向的相位差“(nx-nz)d”的精度优选在-7％至+7％的范围内，更优选在-6％至+6％的范围内，尤其优选在-5％至+5％的范围内。可以通过如下方法测定各自的相位差的精度。首先，各自在7个测量点测得在面内和在厚度方向的相位差值，这些值对应于将双折射薄膜的宽度均分为八个部分并且在长度方向距薄膜各端的距离相同的七个点。分别计算所测得的面内相位差值和厚度方向的相位差值的平均值。然后，分别假定这些平均值是100％，计算面内相位差的平均值与各个所测的面内相位差值的差值以及在厚度方向的相位差的平均值与各个所测的厚度方向的相位差值的差值，并将其作为面内相位差和厚度方向相位差的精度(％)。
在本发明的双折射薄膜中，优选在X轴方向(慢轴方向)的取向轴角度的变化不大于5°，更优选不大于4°。根据上述方法，控制轴向角度的变化在上述范围，这样可以改善折射率的均一性。需要指出的是取向轴角度是指在慢轴中的变化，并且可以通过自动双折射分析仪(商品名：KOBRA-21ADH，由Oji Scientific Instruments生产)进行自动计算，当按照与对上述相位差的测量相同的方法在多个点(七个点)测量取向轴角度时，该变化可以表示为最大测量值与最小测量值的差值。在本发明中，将具有较大的改变率的宽度方向视为慢轴方向。
双折射薄膜的厚度根据所用聚合物薄膜的厚度、拉伸比等改变，但一般在5-500μm的范围，优选为10-350μm，更优选20-200μm。
双折射薄膜的制备方法并不限于上述方法。双折射薄膜可以将上述由非液晶聚合物制成的聚合物薄膜形成与基质之上，然后将该层合物同时经受拉伸处理和收缩处理。在这种情形下，基质和聚合物薄膜的层合物可以同时经受如后所述的拉伸和收缩，或者仅将层合物中的基质经受拉伸和收缩，由此间接地处理聚合物薄膜。另外，可以在将聚合物薄膜从基质上剥离后，仅处理聚合物薄膜。
以下将描述直接在基质上形成聚合物薄膜的实例。首先，将用于形成聚合物薄膜的材料分散或溶解于溶剂中以制备涂布溶液。对在涂布溶液中的材料的浓度没有特别的限制，但优选是0.5重量％-50重量％，更优选是1重量％-40重量％，尤其优选2重量％-30重量％，从而使涂布溶液具有的粘度可以使得溶液容易地被涂布。具体的说，当所述材料是非液晶聚合物时，加入的聚合物的量优选是相对于100重量份的溶剂，5-50重量份，更优选10-40重量份。
对于溶剂没有特别的限制。溶剂可以根据聚合物薄膜材料的类型合适地确定。然而，优选使用能溶解该材料而不会腐蚀基质的溶剂。其具体实例包括卤代烃如氯仿、二氯甲烷、四氯化碳、二氯乙烷、四氯乙烷、三氯乙烯、四氯乙烯、氯苯和间二氯苯，酚如苯酚和对氯酚，芳香烃如苯、甲苯、二甲苯、甲氧苯和1，2-二甲氧基苯，酮-基溶剂如乙酮、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，醚-基溶剂如乙酸乙酯和乙酸丁酯，醇-基溶剂如叔丁基醇、甘油、乙二醇、三甘醇、乙二醇单甲基醚、二乙二醇二甲基醚、丙二醇、二丙二醇和2-甲基-2，4-戊二醇，酰胺-基溶剂如二甲基甲酰胺和二甲基乙酰胺，腈-基溶剂如乙腈和丁腈，醚-基溶剂如二乙基醚、二丁基醚和四氢呋喃，和二硫化碳、乙基溶纤剂、丁基溶纤剂和硫酸。这些溶剂可以单独使用或以两种或多种混合物的形式使用。
在涂布溶液中，还可以根据需要掺入各种添加剂如表面活性剂、稳定剂、增塑剂、金属等等。
而且，涂布溶液还可以包含其它树脂，只要该材料的取向性质不会显著下降。上述树脂可以是一般用途的树脂、工程树脂、热塑性树脂和热固性树脂。
一般用途的树脂可以是例如聚乙烯(PE)，聚丙烯(PP)，聚苯乙烯(PS)，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，ABS树脂，AS树脂等。工程树脂可以是例如聚乙酸酯(POM)，聚碳酸酯(PC)，聚酰胺(PA：尼龙)，聚对苯二甲酸乙二酯(PET)，聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)等。热塑性树脂可以是例如聚苯硫(PPS)，聚醚砜(PES)，聚酮(PK)，聚酰亚胺(PI)，聚对苯二甲酸环己烷二甲醇酯(PCT)，聚多芳基化合物(PAR)，液晶聚合物(LCP)等等。热固性树脂可以是例如环氧树脂，线型酚醛树脂等。当将上述其它树脂掺入如上所述的涂布溶液中时，掺入量为相对于该材料，0重量％-50重量％，优选为0重量％-30重量％。
接下来，将制备的涂布溶液涂布于基质的表面上以形成该材料的涂布层。在基质上涂布涂布溶液的方法包括旋涂、辊涂、印刷、浸渍、幕涂、绕线棒涂布、刮涂法、刮刀涂布、模具涂布、凹版印刷涂布、微凹版涂布、补偿凹版涂布、凸端涂布(lip coating)和喷涂。在涂布时，根据需要可以叠加聚合物层。
对基质的厚度没有特别的限制，但一般为10μm或更大，优选为10-200μm，更优选20-150μm，尤其优选30-100μm。当基质的厚度为10μm或更大时，基质在后述的拉伸和收缩处理时具有足够的强度，从而可以有效地抑制在拉伸和收缩处理中的不均一性等的发生。另一方面，优选基质具有的厚度为200μm或更小，因为该拉伸处理可以在合适的张力下进行。
然后，将形成于基质上的涂布层干燥。通过干燥该涂布层，硬化在基质上的聚合物薄膜，由此在基质上直接形成聚合物薄膜。
对干燥方法没有特别的限制，可以是空气干燥或热干燥。干燥条件可以根据材料的种类，溶剂的种类等合适地确定，但干燥温度为40-250℃，优选为50-200℃。涂布层可以在固定的温度下干燥。另外也可以在干燥步骤中逐渐升高或降低温度。尽管对干燥时间没有特别的限制，可以是从10秒至60分，优选从30秒至30分。
干燥后在聚合物薄膜中残留的聚合物溶液的溶剂量优选不大于5％，更优选不大于2％，甚至更优选不大于0.2％，因为聚合物薄膜的光学特性会随时间与残留溶剂量成比例改变。
对形成于基质上的聚合物薄膜的厚度没有特别的限制。然而，一般，该聚合物薄膜的厚度优选设定为0.5-10μm，更优选为1-8μm，尤其优选为1-7μm。
接下来，将形成于基质上的聚合物薄膜在上述条件下同时经受拉伸处理和收缩处理。在这种情形下，可以仅直接拉伸和收缩聚合物薄膜，或拉伸和收缩基质和聚合物薄膜的层合物。尤其基于以下原因，优选仅处理基质。当仅拉伸和收缩基质时，拉伸和收缩基质可以间接地拉伸和收缩形成于基质上的聚合物薄膜。一般，相对于单层而不是层合物，可以容易地进行均匀的处理。因此，当如上所述仅处理基质时，可以均匀地拉伸和收缩基质，这样可以使得基质上的聚合物薄膜得到均匀的拉伸和收缩。另外，也可以在将聚合物薄膜从基质上剥离之后仅处理聚合物薄膜。
当如上所述在基质上形成本发明的双折射薄膜后，可以使用该双折射薄膜和基质的层合物，或者将双折射薄膜从基质上剥离下来作为单层使用。从基质(在此称为“第一基质”)上剥离双折射薄膜后，可以将该双折射薄膜再次层合(转移)至另一基质(在此称为“第二基质”)上，通过粘合剂层该基质不会影响双折射薄膜的光学特性。
对所述第二基质没有特别的限制，只要它具有合适的平直度。其优选的实例包括透明的和光学各向同性的玻璃和聚合物薄膜。该聚合物薄膜可以由以下物质制得，如聚甲基丙烯酸酯，聚甲基丙烯酸甲酯，聚苯乙烯，聚碳酸酯，聚醚砜，聚苯硫，聚烯丙基酯，非晶态聚烯烃，TAC，环氧树脂，和含有如上所述的异丁烯/N-甲基马来酰胺共聚物和丙烯腈/苯乙烯共聚物的树脂组合物。其中，优选聚甲基丙烯酸甲酯，聚碳酸酯，聚烯丙基酯，TAC，聚醚砜，含有异丁烯/N-甲基马来酰胺共聚物和丙烯腈/苯乙烯共聚物的树脂组合物等。第二基质根据其用途可以是光学各向异性的。作为光学各向异性基质，可以使用通过拉伸由聚碳酸酯聚苯乙烯、降冰片烯-基树脂等制成的聚合物薄膜而获得的相位差薄膜，偏振薄膜等。
对于如上所述当转移双折射薄膜时所用的粘合剂层，只要求该粘合剂层可以用于光学用途。可以使用基于丙烯酸类物质、环氧、聚氨酯等的粘合剂或压敏粘合剂形成该粘合剂层。
接下来，本发明的光学膜仅需要满足包括本发明的如上所述的双折射薄膜，并且对其结构没有特别的限制，也即不论上述基质是否包括于其中。
优选，本发明的光学膜还包括压敏粘合剂层作为最外层。这样可以有利于本发明的光学膜与其它元件如其它光学层和液晶元件的粘合，因此可以防止本发明的光学膜脱落。该压敏粘合剂层可以提供于本发明的光学膜的一个或两个表面上。
对用于形成压敏粘合剂层的材料没有特别的限制。用于形成压敏粘合剂层的材料包括基于丙烯酸类物质、硅酮、聚酯和橡胶的压敏粘合剂。可以在这些材料中掺入细颗粒以形成具有光散射性能的粘合剂层。其中，优选具有优异的防水和热阻性的材料。当将具有上述特性的材料形成的压敏粘合剂层用于液晶显示装置时，该液晶显示装置具有高质量和优异的耐用性，因为其可以避免由吸水导致的起泡和剥落，由热扩散等差异造成的光学特性的下降、液晶元件的翘曲等。
本发明的光学膜可以如上所述仅包括本发明的双折射薄膜，或者可以根据需要是本发明的双折射薄膜和一个或多个其他光学元件的层合物。对其它的光学元件没有特别的限制，其实例包括其它双折射薄膜、其它相位差薄膜、液晶薄膜、光散射薄膜、透镜片、衍射薄膜和偏振片。
当本发明的光学膜包括偏振片时，该偏振片可以仅包括偏振器或还包括在该偏振器的一个或两个表面上的透明保护层。
本发明的光学膜优选可以用于形成各种设备如液晶显示装置。本发明的光学膜可以安置于液晶元件的至少一个表面上以形成用于液晶显示装置的液晶面板。对安置光学膜的方法没有特别的限制，可以以与包括传统的双折射薄膜的光学膜安置的方法相同的方法安置。
用于形成液晶显示装置的液晶元件可以任意的选择。可以使用活性基质驱动型的各种液晶元件如薄膜晶体管或MIM，IPS驱动型的液晶元件，等离子体寻址型的液晶元件，和由扭曲向列型和超扭曲向列型代表的简单基质驱动型的液晶元件。该液晶元件的具体实例包括STN(超扭曲向列)元件，TN(扭曲向列)元件，IPS(面内转换)元件，VA(垂直向列)元件，OCB(光学控制双折射)元件，HAN(混合取向向列)元件，ASM(轴向对称取向微元件)元件，铁电元件，反铁电元件，以及对称取向分布或无规取向分布的元件。
包括本发明的光学膜的液晶显示装置可以是包括背面光系统的透射型，包括反射片的反射型，或投影型。
本发明的光学膜不仅可用于上述液晶显示装置而且可以用于自发射光装置，如有机电致发光(EL)装置，PDP和FED。在这种情形下，对该自发射光装置的构造没有特别的限制，只要用本发明的光学膜代替传统的光学膜。
在此及后，将以实施例和对比例更详细地描述本发明。然而，本发明并不限于以下实施例。需要指出的是在下述实施例和对比例中提及的双折射薄膜的各种特性采用以下方法测量。
(双折射率、相位差和轴向角度分布的测量)
采用自动双折射分析器(商品名：KOBRA-21ADH；由OjiScientific Instruments生产)测量在波长为590nm处的双折射率、相位差和轴向角度分布。
(薄膜厚度的测量)
采用自动多光度系统(商品名：MCPD-2000；由Otsuka ElectronicsCo.，Ltd.生产)测量双折射薄膜的厚度。
实施例1
采用高性能的薄膜机(商品名：“FITZ”，由Ichikin，Ltd.生产)，将具有厚度为68μm、宽度为330mm的未拉伸的聚碳酸酯薄膜(由KanekaCorporation生产)在宽度方向连续拉伸的同时在长度方向被收缩，从而形成双折射薄膜。需要指出的是上述处理在160℃的温度下进行，从而使得在宽度方向的STD是1.2而在长度方向的SMD是0.93。(1/STD)1/2的值是0.913，从而满足式(1)的条件。对于该双折射薄膜，采用上述方法测量在宽度方向的取向轴角度的变化、面内相位差(Δnd＝(nx-ny)·d)及其变化、在厚度方向的相位差(Δnd＝(nx-nz)·d)及其变化，并且可以视觉观察褶皱和裂纹的发生。结果示于下表2中。在表2中，取向轴角度的变化表示在七个测量点所获的测量值中最大测量值与最小测量值之差。需要指出的是，nx，ny和nz各自代表在双折射薄膜内X轴方向(慢轴方向)，Y轴方向和Z轴方向的折射率，其中X轴方向为双折射薄膜平面内具有最大折射率的轴方向，Y轴方向为该平面内与X轴方向垂直的轴方向，和Z轴方向为与X轴和Y轴垂直的厚度方向，d代表双折射薄膜的厚度。
对比例1
采用与实施例1相同的方法制备双折射薄膜，除了将未拉伸的聚碳酸酯薄膜单轴拉伸以使在宽度方向的STD为1.2，且在长度方向不进行收缩。另外，采用与实施例1中相同的方法对所获得的双折射薄膜测量其特性。结果如下表2所示。在该对比例中，SMD＝1。
对比例2
采用与实施例1相同的方法制备双折射薄膜，除了将在宽度方向的STD设为1.2，而长度方向的SMD设为0.9，从而(1/STD)1/2为0.913。另外，采用与实施例1相同的方法对所获得的双折射薄膜测量其特性。结果如下表2所示。在该双折射薄膜中，(1/STD)1/2＞SMD。
实施例2
将2，2’-二(3，4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐(6FDA)和2，2’-二(三氟甲基)-4，4’-二氨基二苯(PFMB)合成具有由下式(6)代表的重复单元的聚酰亚胺(Mw＝120,000)作为形成聚合物薄膜的材料。然后将该聚酰亚胺溶于MIBK中制备20重量％的聚酰亚胺溶液。将由此获得的聚酰亚胺溶液通过刮刀涂布连续涂布于TAC薄膜(商品名：TF80UL，由Fuji Photo Film Co.，Ltd.生产)(宽400mm，厚40μm)上。将该聚酰亚胺涂布层在120℃下干燥2分钟，从而形成具有厚度为6.0μm的聚酰亚胺薄膜。该聚酰亚胺薄膜具有光学单轴性(nx＝ny＞nz)，面内相位差为0.4nm，厚度方向的相位差为248nm。而且将基质与聚合物薄膜的层合物在宽度方向连续拉伸的同时在长度方向收缩，从而形成双折射薄膜，需要指出的是上述处理在160℃温度下进行，从而宽度方向的STD为1.1而长度方向的SMD为0.97，(1/STD)1/2的值为0.953，从而满足上式(1)的条件。需要指出的是上述在宽度方向的拉伸和在长度方向的收缩基本不引起基质中的相位差。关于该双折射薄膜，采用与实施例1相同的方法测量其特性。结果如下表2所示。
[化学分子式18]
Figure C20048001371300301
对比例3
采用与实施例2中相同的方法制备双折射薄膜，除了对层合物进行单轴拉伸以使在宽度方向的STD为1.1，而在长度方向不进行收缩。另外，采用与实施例2相同的方法测量所获双折射薄膜的特性，结果如下表2所示。在该对比例中，SMD＝1。
对比例4
采用与实施例2中相同的方法制备双折射薄膜，除了将在宽度方向的STD设为1.1而在长度方向的SMD设为0.9，从而(1/STD)1/2为0.913。另外，采用与实施例2相同的方法测量所获双折射薄膜的特性。结果如下表2所示。在该双折射薄膜中(1/STD)1/2＞SMD。
表2
  取向轴角度的变化(°)   Δnd(nm)   Δnd的变化(％)   Rth(nm)   Rth的变化(％)   外观
  实施例1   3.6   218.6   ±10.5   284.8   ±12.1   无异常
  对比例1   20.6   173.7   ±18.2   394.1   ±22.5   无异常
  对比例2   8.1   235.1   ±15.3   301.4   ±17.2   形成褶皱
  实施例2   2.3   49.7   ±3.2   250.7   ±3.0   无异常
  对比例3   11.3   50.9   ±10.4   309.2   ±25.5   无异常
  对比例4   4.3   63.0   ±10.1   261.4   ±8.5   形成褶皱
如表2所示，对实施例1中的双折射薄膜进行的拉伸和收缩使之满足式(1)所示的条件，该双折射薄膜中的取向轴角度、Δnd和Rth的改变显著小于对比例1中仅在宽度方向进行拉伸的双折射薄膜的相应值。而且，尽管同时对对比例2的双折射薄膜进行拉伸和收缩，但其不满足式(1)代表的条件，在宽度方向形成褶皱。作为对照，实施例1的双折射薄膜的优点不仅在于抑制了Δnd和Rth的改变而且可以实现优异的外观。另一方面，关于以基质和聚酰亚胺薄膜层合物的形式形成的实施例2中的双折射薄膜，由于进行拉伸和收缩使之满足式(1)所示的条件，取向轴角度、Δnd和Rth的变化显著低于仅在宽度方向进行拉伸的对比例3的双折射薄膜的相应值。而且，尽管同时对比例4的双折射薄膜进行拉伸和收缩，但其不满足式(1)代表的条件，在宽度方向形成褶皱。作为对照，实施例2的双折射薄膜的优点不仅在于抑制了Δnd和Rth的变化而且可以实现优异的外观。基于这些结果，可以说本发明的方法制备了不仅具有优异的外观而且具有优异的光学特性均一性，如取向轴角度变化、面内相位差变化、厚度方向相位差变化等得以抑制的双折射薄膜。上述双折射薄膜有助于提高各种图像显示装置如液晶显示装置的显示特性。而且，因为即使当在宽度方向拉伸聚合物薄膜时，本发明的方法也获得具有优异外观和优异光学特性的双折射薄膜，所以当将该双折射薄膜和偏振薄膜彼此连续贴合以使该双折射薄膜的慢轴处于与上述偏振薄膜的透射轴平行的状态下，本发明的方法极其有用。
工业实用性
如上具体所述，通过在宽度方向拉伸和在长度方向收缩使聚合物薄膜满足由式(1)代表的条件，可以获得具有优异外观和双折射率和面内方向以及厚度方向的相位差均一的光学特性的双折射薄膜。具有所述优异光学特性的双折射薄膜可以合适地用于各种光学膜，如当将其用于各种图像显示装置如液晶显示装置时，它可以实现优异的显示特性。

Claims (12)

1. 双折射薄膜的制备方法，包括拉伸聚合物薄膜的步骤，其中，在所述拉伸聚合物薄膜的步骤中，在将所述聚合物薄膜直接形成于基质上之后，在宽度方向拉伸基质和聚合物薄膜的层合物的同时，在长度方向收缩该基质和聚合物薄膜的层合物，并
基于被拉伸前所述聚合物薄膜在宽度方向和长度方向的长度，由于所述拉伸导致的聚合物薄膜在宽度方向的长度改变率STD和由于所述收缩导致的聚合物薄膜在长度方向的长度改变率SMD满足下式(1)代表的关系：
(1/STD)1/2≤SMD＜1        (1)。
2. 如权利要求1所述的方法，其中SMD小于0.99。
3. 如权利要求1所述的方法，其中(1/STD)1/2小于0.99。
4. 如权利要求1所述的方法，其中STD是1.2，SMD在0.9-0.92的范围内。
5. 如权利要求1所述的方法，其中STD是1.3，SMD在0.86-0.90的范围内。
6. 根据如权利要求1-5任一项所述的方法制备的双折射薄膜。
7. 包含如权利要求6所述的双折射薄膜的光学膜。
8. 如权利要求7所述的光学膜，还包括偏振器。
9. 如权利要求8所述的光学膜，还包括透明保护薄膜，所述透明保护薄膜安置于所述偏振器的至少一个表面上。
10. 包含如权利要求7所述的光学膜的液晶面板，其中所述光学膜安置于液晶元件的至少一个表面上。
11. 包含如权利要求10所述的液晶面板的液晶显示装置。
12. 包含如权利要求7所述的光学膜的图像显示装置。
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