CN1271428C - 椭圆偏振器和液晶显示器 - Google Patents

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Abstract

当为减轻重量起见使用没有支撑衬底的液晶膜生产光学元件时，液晶膜层经常因制造/加工步骤中存在的应变而产生微细的纹理样变形和裂纹。本发明旨在提供一种没有这种变形和裂纹的具有薄光学各向异性元件的椭圆偏振器。本发明的椭圆偏振器至少包括偏振器和光学各向异性元件，其中所述光学各向异性元件包括有固定液晶取向的液晶材料层，粘合剂/粘附层，以及应力遮断层。

Description

椭圆偏振器和液晶显示器
技术领域
本发明涉及一种变薄的椭圆偏振板以及配备该椭圆偏振器的液晶显示器。
背景技术
由于液晶显示器性能上的显著改善，它在实际中的应用已从袖珍或台式计算器的显示器扩展到文字处理器和个人电脑的显示器。而且，该液晶显示器的市场被拓宽至个人数字助理(PDA)领域，在此领域该显示器能够最充分发挥其特性，即，体积小重量轻。强烈要求个人数字助理减少其厚度和重量，尤其要求减少显示器的厚度和重量。为响应用户的强烈要求，将偏振器中的原料，也就是树脂衬底膜变薄已在进行当中。然而，由于光迟滞塑料膜(optical retardation plastic film)的特性，难以减小构成偏振器的光迟滞板(optical retardation plate)的厚度。
在应用了液晶膜的偏振迟滞板中，只有呈现出偏振迟滞功能的液晶膜是薄膜，但由于具有保护液晶层性能的支撑衬底膜的存在，就很难减小整个迟滞板的厚度。
作为一项可能解决上述问题的技术，日本专利公报No.8-278491的公开了一种可使用无需支撑性衬底膜的液晶膜制造光学元件的方法。
然而，虽然通过这种方法，能获得排除占液晶膜中绝大部分体积的支撑性衬底膜，而得到很薄光学元件的优势，但由于缺少支撑性衬底膜，也会有一个缺陷，即大多会因在生产和加工过程中产生的多种应力所引起的扭曲或变形会对液晶膜造成不良影响，并由此导致其中形成微细的纹理样变形和裂纹。
其中作为解决这个问题的一种办法，提议一种方法是采用后期处理方法，比如将热老化应用于去除扭曲和变形。然而，这种方法并不能总是完全解决问题，并造成了需要额外的后期处理的其它问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种椭圆偏振器包括：作为构成元件的一个变薄的光学各向异性元件，该变薄的光学各向异性元件无需应用额外的后期处理如热老化，液晶材料层不会因制造和加工步骤中极可能出现的各种应力而产生很细的纹理性变形或裂纹，以及配备该椭圆偏振器的液晶显示器。
按照本发明的第一方面，就是提供一种椭圆偏振器包括：包括：至少一偏振器和一光学各向异性元件，其中所述光学各向异性元件包括：具有固定液晶取向的一液晶材料层、一黏性粘合剂层或粘附层，以及一光学各向同性透明的应力遮断层，所述应力遮断层具有在0.3μm或其以上到40μm或其以下范围的厚度和玻璃转变温度为20℃或更高，能够防止在生产或加工步骤中所产生的各种应力在所述液晶材料层中引起的纹理样变形和裂纹的发生。
按照本发明的第二个方面，就是提供该第一个方面的椭圆偏振器，其中将该应力遮断层安装在液晶材料层和黏性粘合剂/粘附层之间。
按照本发明的第三个方面，就是提供第一个方面的椭圆偏振器具有厚度为450μm或其以下。
按照本发明的第四个方面，就是提供一种液晶显示器配备至少一个第一个方面的椭圆偏振器。
本发明将在下面作详细说明。
本发明的椭圆偏振器是一种包括：至少一偏振器和一光学各向异性元件，其中该光学各向异性元件包括，一具有固定液晶取向的液晶材料层，一黏性粘合剂/粘附层，以及一应力遮断层。
本发明中构成椭圆偏振器的光学各向异性元件是由一具有固定的液晶取向的液晶材料层，一黏性粘合剂/粘附层，和一个应力遮断层所压成的薄片组成。然而，如果必要的话，可以在液晶材料层的一面或两面提供透明保护层。而且，根据黏性粘合剂/粘附层的类型，黏性粘合剂/粘附层可以提供这种透明保护层的功能。
可以在液晶材料层的一面或两面配置应力遮断层。最好有至少一个应力遮断层配置在该液晶材料层和该黏性粘合剂/粘附层之间。
只要按上述结构构成本发明的椭圆偏振器就没有特别的限制。构成本发明椭圆偏振器各部件的配置例如下：
(1)偏振器/液晶材料层/黏性粘合剂或粘附层/应力遮断层
(2)偏振器/黏性粘合剂或粘附层/应力遮断层/液晶材料层
(3)偏振器/黏性粘合剂或粘附层/应力遮断层/透明保护层/液晶材料层
(4)偏振器/黏性粘合剂或粘附层/应力遮断层/透明保护层/液晶材料层/透明保护层
(5)偏振器/黏性粘合剂或粘附层/应力遮断层/透明保护层/液晶材料层/透明保护层/黏性粘合剂或粘附层/应力遮断层
(6)偏振器/黏性粘合剂或粘附层/透明保护层/液晶材料层/透明保护层/应力遮断层
(7)偏振器/黏性粘合剂或粘附层/应力遮断层/透明保护层/液晶材料层/透明保护层/应力遮断层
(8)偏振器/黏性粘合剂或粘附层/透明保护层/液晶材料层/透明保护层/应力遮断层/透明保护层/液晶材料层/透明保护层
(9)偏振器/黏性粘合剂或粘附层/液晶材料层/透明保护层/应力遮断层。
在上述实例中，最好的是(6)，(7)，和(8)。
如果必要，可以用另一种黏性粘合剂或粘附层将上述结构的椭圆偏振器粘合到液晶显示器。
此处所使用的具有固定液晶取向的液晶材料层，其层中的液晶材料是按液晶取向定位并通过一种固定方法进行固定的。固定方法可能是一种这样的方法，对其中的低分子量或具有反应官能团的聚合液晶材料进行定位和处理，以便使官能团反应，然后通过固化或交联的方法进行固定，或通过把定位状态的聚合液晶材料淬冷变成玻璃质状态固定的方法。淬冷方法的实例是把其中的聚合液晶材料从热处理移至室温下的空气中，以及强制冷却的方法，例如用冷气吹其中的聚合液晶材料，用冷却辊接触聚合液晶材料或把其投入水中。反应官能团的实例是乙烯基(vinyl)、丙烯基(acryloyl)、乙氧烯基(vinyloxy)、环氧(epoxy)、氧杂环丁烷(oxetane)、羧基(carboxyl)、羟基(hydroxyl)，氨基(amino)，和酸脱水基(acid anhydrate groups)，每一种都会在适合的条件下发生反应。
可以从上述宽泛的范围内选择用作液晶材料层的液晶材料，无论是低分子量液晶材料和聚合液晶材料都可以，依据椭圆偏振器的使用意图及其生产方法而定。然而，最好使用的是聚合液晶材料。液晶材料的分子形状可以是条状或类似圆盘(disco-like)状。例如，该液晶材料可能是具有圆盘状(discotic)向列液晶体的圆盘状液晶材料混合物。
液晶材料层在固定前的液晶相是向列的，扭转向列的，胆甾型向列的，混合型向列的，混合扭转向列的，圆盘状向列的和碟状液晶向列的。
聚合液晶材料可以是多种多样的主链形聚合物液晶材料，侧链形聚合物液晶材料，及其混合物。主链形液晶材料的实例为聚酯(polyester)、聚酰胺(polyamide)、聚碳酸酯(polycarbonate)、聚酰亚胺(polyimide)、聚亚胺酯(polyurethane-)、聚苯并咪唑(polybenzimidazole-)、聚苯并噁唑(polybenzoxazole-)、聚苯并噻唑(polybenzthiazole-)，聚甲亚胺(polyazomethine-)，聚酰胺酯(polyesteramide-)，聚碳胺酯(polyestercarbonate-)，以聚碳胺酯为基(polyesterimide-based)的聚合液晶材料，以及上述物质的混合物。侧链形液晶材料是以中胶团(mesogen group)作侧链链接直线主链或环状主链物质的液晶材料，例如聚丙烯酸酯(polyacrylate-)，聚甲基丙烯酸酯(polymethacrylate-)，乙烯聚合物(polyvinyl-)，聚硅氧烷(polysiloxane-)，聚醚(polyether-)，聚丙二酸酯(polymalonate-)，和聚酯型物，以及上述各种物质的混合物。在这些物质中，最好的是主链聚合物，特别理想的是聚酯型物，作为易合成和定位的目标。
低分子量液晶材料的实例是呈现出液晶材料性的化合物和合成物。化合物可通过将上述反应官能团引入到饱和苯羧基酸衍生物(saturatedbenzene carboxylic acid derivatives)，非饱和苯羧基酸衍生物(unsaturated benzene carboxylic acid derivatives)，联苯羰基酸衍生物(biphenylcarboxylic acid derivatives)，芬芳羧基酸衍生物(aromaticoxycarboxylic acid derivatives)，席夫碱衍生物(schiff base derivatives)，二氧次甲基化合衍生物(bis-azo methane compound derivatives)，环乙胺脂化合衍生物(cyclohexane ester compounds derivatives)，或固醇化合衍生物(sterol compound derivatives)的末端而获得。合成物可通过在上述化合衍生物中任何呈现液晶性的化合物中添加一种可交联化合物而获得。圆盘液晶化合物的实例是三苯基(yriphenylene-)以及？基(truxene-based)化合物。
另一方面，可以将各种具有官能团或通过热及光交联反应的位反应的化合物同液晶材料掺和，但掺和量不能干扰液晶材料性的显示作用。这种交联官能团的实例可以是上述的各种反应官能团。
如必要的话，在整个定向衬底(alignment substrate)上涂上一层熔融状态的或以溶液的方式添加的含有上述液晶材料及各种化合物的合成物，以便形成一层薄膜，然后通过干燥和加热定位合成物的液晶取向。如必要的话，可以通过上述提及的固定方法如光辐射和/或热处理(聚合/交联)固定定位取向，从而形成具有固定液晶取向的液晶材料层。
对用作涂在整个定位衬底上配制溶液的溶剂没有特别限制，只要该溶剂能溶解本发明中使用的液晶材料或合成物并能在适当的条件下挥发即可。最好溶剂实例是酮(ketones)，例如丙酮(acetone)、甲基亚乙基酮(methylethyl ketone)、和异弗乐酮(isophorone)；醚醇(ether alcohols)如月桂酸丁氧基醇(butoxyethyl alcohol)，己氧基乙烷基醇(hexyloxyethylalcohol)，和甲氧基2丙醛(methoxy-2-propanol)；乙二醇醚(glycolethers)如乙烯乙二醇二甲基醚醇(ethylene glycol dimethylether)和二甘醇3，4-二甲基醚醇(diethylene glycol dimethyl ether)；醚醇(esters)如乙酸乙脂(ethyl acetate)、甲氧基丙烷基乙醇(methoxypropyl acetate)和乳酸乙脂(ethyl lactate)；苯酚类(phenols)如苯酚(phenol)和氯酚(chlorophenol)；氨基化合物(amides)如N，N二甲基甲酰胺(N-dimethylformamide)，N，二甲基酸酰胺(N-dimethylacetoamide)，和N甲基吡咯烷酮(N-methylpyrrolidone)；卤化烃(halogenatedhydrocarbons)如氯仿(chloroform)，四氯乙烷(tetrachloroethane)，和二氯代苯(dichlorobenzene)；以及上述物质的混合物。溶液中可以加入表面活性剂、除泡剂，或一抻平剂以便在定位衬底上形成一层均匀的膜。而且，为着色缘故，可加入双色上色剂，普通上色剂和色素，但添加量度不能影响到液晶材料层的液晶性起显示作用。
对涂布方法没有特别的限制，只要膜层的均匀性得以保持即可。因此，任何常规的方法如辊压涂布，模具涂布，浸渍涂布，幕式淋涂，和旋涂法都可以使用。涂布可在去除溶剂处理之后进行，即，用加热器和热风吹干。涂膜在干燥状态的膜厚为0.1μm到50μm，最好是0.2μm到20μm。厚度偏离这个范围的膜是不合适的，因为所得的液晶材料层会缺乏偏振官能特性而且定位不充分。
其后，如有必要的话，在形成液晶取向后可以进行热处理。在此热处理中，将该液晶材料加热到一定温度范围，使该材料呈现液晶相，以便通过其自身的可取向性完成液晶取向的定位。因为用于热处理的条件取决于液晶材料使用中液晶相特征温度(转变温度)在最佳条件和限制下变化，所以确实无法确定。然而，变化的范围通常在10℃到300℃之间，最好为30℃到250℃之间。过低的温度不可取，因为液晶取向定位过程有可能不充分，而过高的温度也不可取，因为液晶材料层将被分解或定位衬底受到有害影响。加热处理通常为3秒钟到60分钟，最好为10秒钟到30分钟。少于3分钟的热处理不可取，因为液晶取向可能还没有完成，而超过60分钟的热处理也不可取，因为过量会明显恶化。通过加热处理完成液晶材料层的液晶取向定位后，可以用适合液晶材料层的一种方法将定位衬底上的液晶材料层固定起来。
作为定位衬底实例是诸如聚酰亚胺(polyimide)、聚酰胺(polyamide)、聚酰胺亚胺(polyamideimide)、聚亚苯基硫化物(polyphenylene sulfide)、聚亚苯基氧化物(polyphenylene oxide)、聚醚酮(polyether ketone)、聚醚醚酮(polyetherether ketone)、聚醚砜(polyether sulfone)、聚乙烯砜(polysuifone)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate)、聚乙烯萘甲醛(polyethylenenaphthalate)、多芳基化合物(polyarylate)、三纤维素(triacetylcellulose)、环氧树脂(epoxy resins)、和酚树脂(phenol resins)，以及上述物质的单轴式铺设薄膜(uniaxially stretched film)。其中一些薄膜，即便没有受到定位处理，但依据膜的生产方法仍对本发明使用的液晶材料显示出充分的定位能力。然而，如果薄膜没有足够定位能力或根本不具备定位能力，在进行适当的热处理时它会延伸；经受摩擦处理(rubbingtreatment)，用人造纤维布对薄膜进行单向摩擦或在对由常规定位剂如聚酰亚胺，聚乙烯醇或硅烷耦合剂在整个薄膜上形成的定位层进行摩擦的条件下；或在用二氧化硅进行间接蒸发淀积的条件下；或在受到上述组合处理以使薄膜具有定位能力的条件下。另一方面，该定位衬底层可以是铝，铁，或铜的金属板和各种玻璃板，其表面上能规则地形成细微的凹槽。
本发明中使用的应力遮断层是一个光学上各向同性的透明保护层，其厚度为0.3μm或其以上和40μm或其以下，最好为0.5μm或其以上和10μm或其以下，而其玻璃转变温度(Tg)是20℃或更高，最好是50℃或更高。对于应力遮断层的材料没有特别限制，只要它对液晶材料的光学特性没有特别有害的影响。厚度和玻璃转变温度超出以上所述范围的应力遮断层不可取，因为这种层效果差而且背离了本发明的目的之一，即减小厚度。材料的具体例为丙烯共聚物(copolymers of acryl-)、异丁烯酸盐(methacryl-)、硝化纤维(nitrocellulose-)、环氧基化合物(epoxy-based compounds)，以及其混合物。
在应力遮断层中加入可交联物使之部分交联，如可塑剂或滑润剂可以控制该应力遮断层的物理特性。
对于基于光学各向异性元件的应力遮断层形成方法没有特别限制。例如，可以采用一种转移法，将以一种材料制成的符合上述厚度的应力遮断层事先涂布或挤压到可剥离的衬底薄膜上，如聚乙烯(polyethylene)、聚丙烯(polypropylene)、和聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate)，而且把该层粘附于黏性粘合剂/粘附层或透明保护层再从可剥离的衬底薄膜上剥离。
虽然本发明中使用的应力遮断层的作用还没有搞清楚，但是可以认为能够防止制造/加工步骤中可能发生的扭曲带来的各种应力被直接施加到液晶材料层，同时通过缓和或消除伴随例如黏性粘合剂/粘附层中存在应变的扭曲，可以认为能避免无支撑衬底的液晶材料层中细微的纹理样扭曲或裂纹的出现。
对黏性粘合剂/粘附层没有特别的限制，只要它对液晶材料层、应力遮断层、因需要提供的透明保护层、以及偏振器有足够的黏着性和粘附性，并且对液晶材料层的光学特性没有损害。例如，它们可以是丙烯酸类树脂(acrylic resin-)、异丁烯酸树脂(methacrylic resin-)、环氧树脂(epoxy resin-)、乙烯基醋酸盐共聚物(ethylene-vinyl acetatecopolymer-)、橡胶类(rubber-)、氨基甲酸脂(urethane-)、聚偏二乙烯基类物质，及其混合物，和各种反应物，如热固化/或光固化类型，和电子辐射固化类型。上述这些粘合物中，有一些具有起透明保护层作用。
反应条件，也就是用于固化发生反应的黏性粘合剂和粘附层的条件随配方设计，粘性和反应温度变化而变化。因此，固化应在适当选择的条件下进行。例如，光固化类型的黏性粘合剂或粘附层可与各种已知的光引发剂掺和。并用从光源发出的光照射反应，该光源诸如有金属卤化物灯，高压水银灯，低压水银灯，氙灯，弧光放电灯，激光器，以及同步加速器辐射光源等。每平方厘米的照射剂量通常在1到2,000mJ的范围内，最好综合剂量为10到1,000mJ。然而，当光引发剂的吸收范围与光源光谱有极大差异，或反应物本身能吸收光源波长的光时，照射剂量不仅限于上述范围。在这种情况下，可以采用适合的光敏化剂或者两种或多种吸收不同波长的光引发剂。电子辐射固化类型的粘合物通常可在10kV到200kV的加速电压下固化，最好电压为50kV到100kV。
黏性粘合剂/粘附层的厚度随它被使用时的配方设计，强度和温度变化而变化，但厚度通常为1μm到50μm，最好为3μm到30μm。不在此范围之内的厚度不可取，因为黏性粘合剂/粘附层的强度不足，且粘合物会从它覆盖的层的边缘渗出。
另一方面，为控制光学特性，可以在黏性粘合剂/粘附层加入各种微粒，添加量不能对这些粘合物的特性造成损害。这种微粒的实例是具有与黏性粘合剂/粘附层的化合物相异的折射系数的微粒，是能提高抗静电性而对透明性无影响的传导微粒，以及能改善抗磨损性的微粒。更具体的实例是微细硅石，ITO(indium tin oxide：铟锡氧化物)微粒，银微粒，和各种合成树脂微粒。而且，可以在黏性粘合剂/粘附层中加入各种添加剂，如抗氧化剂和紫外线吸收剂，添加量不能影响本发明取得的效果。
因需要而提供的透明保护层，是为了保护液晶材料层的表面及在后加工步骤，如应力遮断层的形成中增强其机械强度。透明保护层的材料可以是对液晶材料层和应力遮断层具有足够粘着性的光学各向同性物质。因此，上述黏性粘合剂/粘附层可以用作透明保护层。最好黏性粘合剂/粘附层的实例是上述的反应物质诸如光固化类型、电子辐射固化类型、和热固化类型物质，其中适合使用的是光固化类型和以基于丙烯酸盐的低聚物((meth)acrylate-based oligomer)为主要成分的电子辐射固化类型的粘合物，基于环氧树脂的光固化类型，和电子辐射固化类型粘合物。
对于透明保护层的厚度没有特别的限制。然而，通常厚度为从1μm到50μm，最好的是3μm到30μm。不在此范围内的厚度不可取，因为粘着度差，而且本发明的部分目的，也就是减少偏振器的整体厚度也无法实现。
对本发明的椭圆偏振器中使用的偏振器没有特别的限制，只要它能够达到本发明的目的。因此，任何液晶显示器中使用的常规偏振器都可以使用，但最好的是最近开发出的薄膜型偏振器。偏振器的具体实例是基于PVA(polyvinyl alcohol：聚乙烯醇)的偏振膜，如PVA和部分乙缩醛(partial acetal)PVA；通过拉伸由乙烯基醋酸盐共聚物的部分皂化物组成的亲水聚合体膜并吸收碘和/或双色剂获得的偏振膜；和包括多烯倾向的膜，如PVA的脱水物和聚氯乙稀的脱氯物。另一方面，可以使用反射类偏振器。
这些偏振器可以单独使用，或者与装在偏振器一侧或两侧表面，提供加强强度、抗湿、抗热作用的透明保护层一起使用。透明保护层的实例是将透明保护塑料膜如聚酯(polyester)和三乙酰纤维素(triacetylcellulose)直接或通过偏振器上的粘附层进行层叠；树脂涂层；和丙烯酸或基于环氧树脂的光固化类树脂层。在偏振器两侧都涂布保护层时，它们可以是一样的，或相互不同。
对制造本发明中使用的光学上各向异性元件的方法将在下面描述。制造光学上各向异性元件的方法不限于下文中描述的这些，但最好能浏览其相关过程。
首先，以合适的方法，在整个定位衬底上形成一个液晶材料的涂膜，接着如果必要的话去除溶剂，然后加热待液晶取向完全定位，并经过适当的处理使该液晶材料层固定。之后，在固定的液晶材料层上形成至少黏性粘合剂/粘附层，与此分开进行，把在可剥离衬底上形成的一个应力遮断层粘接到黏性粘合剂/粘附层，然后剥离定位衬底，从而得到具有(可剥离衬底)/应力遮断层/黏性粘合剂或粘附层/液晶材料层结构的光学各向异性元件。
另一方面，在定位衬底上形成的液晶材料层上形成透明保护层，通过黏性粘合剂或粘附层在透明保护层上形成可剥离衬底上的应力遮断层，然后将定位衬底剥离，从而得到了具有(可剥离衬底)/应力遮断层/黏性粘合剂或粘附层/透明保护层/液晶材料层结构的光学各向异性元件。更多的选择是，将作为第一保护层的光反应粘附层涂布于定位衬底的液晶材料层上，粘附到可剥离衬底，用光固化粘附层以使其变成透明保护层，然后剥离定位衬底。在液晶材料层露出的一面形成第二层带有可剥离衬底的保护层。当第一和第二保护层上的任意一个可剥离衬底脱落，通过黏性粘合剂/粘附层把应力遮断层粘附于透明保护层上露出之后，另一透明保护层上的可剥离衬底被剥离，从而得到具有(可剥离衬底，其上形成了应力遮断层)/应力遮断层/黏性粘合剂或粘附层/透明保护层/液晶材料层/透明保护层结构的光学各向异性元件。
更多的选择是，可以采用一种方法，在将作为黏性粘合剂/粘附层形成第一或第二透明保护层的材料粘附于可剥离衬底上形成的应力遮断层之后，对材料进行固化。
如此得到的光学各向异性元件的厚度是325μm或更少，较好的是225μm或更少，更好的是175μm或更少。不在此范围内的厚度是不可取的，因不在此范围内的光学各向异性元件的厚度背离了本发明的目的，也就是减少偏振器的厚度。
把如上面获得的光学各向异性元件中剥离不需要可剥离衬底，然后将元件通过黏性粘合剂/粘附层层叠到偏振器上就得到了本发明的椭圆偏振器。偏振器可附带一个或多个光学各向异性元件。
椭圆偏振器的整体厚度为450μm或更少，较好是350μm或更少，最好是300μm或更少。整体厚度不在此范围内的不可取，因为它背离了本发明的目的，也就是减少偏振器的厚度。
除了一个偏振器和一个光学各向异性元件，本发明的椭圆偏振器可以包括一个或多个抗反射层，抗眩光层，硬涂层，和光漫射层。
在本发明中，可以通过黏性粘合剂/粘附层将两种或多种液晶材料层层叠起来。
在本发明的椭圆偏振器中，所使用的光学各向异性元件可以和一个或多个其他光学各向异性元件层组合一起。这样的光学各向异性元件层可以是利用已知的拉伸聚合膜或液晶膜。可以通过已知的加工方法如拉伸，覆膜，滚压，拖曳，固化挤压，和吹气形成处理聚合物得到拉伸的聚合膜。
一个至少配备了一片本发明椭圆偏振器的液晶显示器包括：该椭圆偏振器，偏振器，和液晶单元，该单元具有位于一对能形成电场的，且至少有一个是透明的衬底之间的液晶，如果必要的话，还包含偏振迟滞补偿板，反射层，光漫射层，背照灯，前灯，光控制薄膜，光导板，棱镜片之类构件。
对本发明的液晶显示器的结构没有特别的限制。椭圆偏振器可以安装在观看者的一侧或者液晶单元的光源一侧，而安装位置可以通过检测哪里能够最大发挥椭圆偏振器的功效后确定。椭圆偏振器所用数量可以是一个或多个。
除了本发明的椭圆偏振器，构成液晶显示器的元件可以是任何常规的元件和通过已知材料利用已知方法获得的元件。
除了能施加电场的衬底和液晶层，可通过各种必须的构成元件获得下文中描述的各种模式的液晶单元。
液晶单元模式的实例是多样的，如TN(Twisted Nematic：扭转向列的)，STN(Super Twisted Nematic：超扭转向列的)，ECB(ElectricallyControlled Birefringence：电控双折射)，IPS(In-Plane Switching：平面开关)，VA(Vertical Alignment：纵向对准)，OCB(OpticallyCompensated Birefringence：光学补偿双折射)，HAN(HybridAlignment Nematic：混合定位向列)，和ASM(Axially symmetricAlignment Microcell：轴对称定位微单元)模式。
对于液晶单元的驱动模式没有特别的限制。因此，它可以是任何一种能在STN-LCD(超扭转向列的液晶显示器)中使用的有源矩阵使用的有源电极的模式，如TFT(薄膜晶体管)电极和TFD(薄膜二极管)电极，以及等离子地址模式。
本发明可以提供一种作为椭圆偏振器构件的薄光学各向异性元件和配备了这种椭圆偏振器的液晶显示器，该各向异性元件的液晶材料层在制造/加工步骤中产生的各种应变下不会发生细微的纹理样形变和裂纹。由于薄椭圆偏振器的使用，可以减小液晶显示器的厚度。
具体实施方式
以下实例将进一步描述本发明，但不仅限于此实例。
实例1
在温度270℃的氮气气氛下，使用50毫摩尔的对苯乙酸，50毫摩尔的2，6萘二羧酸、40毫摩尔的甲基苯对二酚二乙酸脂、60毫摩尔的儿茶酚双乙酸酯(catecholdiacetate)、和60毫克的N甲基咪唑进行12小时的聚合反应。将合成反应物用四氯乙烷溶解并用甲烷反复沉淀净化得到14.7克液晶聚酯(聚合物1)。聚合物1在30℃的苯酚/四氯乙烷混合溶剂(质量比为：60/40)中所测得的固有粘度为0.17dl/g，显示出具有液晶相的向列相。可以肯定的是各向同性相的液晶转变温度和玻璃转变温度，用DSC分别是250℃或更高和115℃。
在室温下将90毫摩尔的联苯二羰基氯化物(biphenyldicarbonylchloride)、10毫摩尔的对苯二酰，和105毫摩尔的s-2甲基-1，4-丁二醇和二氯甲烷进行20小时反应。将反应得到的溶液加入甲醇，进行反复沉淀以得到12.0克液晶聚酯(聚合物2)。聚合物2所固有的粘度为0.12dl/g。
将19.82克聚合物1和0.18克聚合物2溶解在80克n-甲基-2-吡咯烷酮(n-methyl-2-pyrrolidon)得到一份溶液。将溶液旋涂在由杜邦公司制造的已经过人造纤维布摩擦的“KAPTON”牌聚酰亚胺(polyimide)膜上。干燥涂布后的溶液去除溶剂，然后在210℃温度下加热20分钟就形成了扭转向列取向结构。然后将薄膜冷却至室温状态以固定扭转向列相结构，从而在聚酰亚胺层上获得均衡定位的实际厚度为3.0μm的液晶材料层(层叠片1)。该厚度是用一种接触式针型厚度测量仪测得的。
在薄片1表面的液晶材料层上涂布一层由Toagosei公司制造的，厚度为5μm的商业用紫外线固化型粘合剂“UV-3400”，就得到了一种粘附层(粘附层1)。在粘附层1上层叠一层由Toray工业公司制造的厚度为25μm的“S10”牌聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜(PET膜1)作为可剥离衬底，再用600mJ的紫外线照射固化粘附层1。而后，从包括PET膜1/粘附层1/液晶材料层/聚酰亚胺膜的薄片中剥离聚酰亚胺膜，以便经由可剥离衬底即PET膜1上的粘附层1转移液晶材料层从而得到一个含有一个液晶材料层的一种层叠片(层叠片2)。
然后，在层叠片2表面的液晶材料层上，涂布一层由Toagosei公司制造的厚度为5μm的商业用紫外线固化型粘合剂“UV-3400”，就得到了一种粘附层(粘附层2)。在Toray工业公司生产的厚度为25μm的“S10”(商标名)用作可剥离衬底的PET膜2上形成厚度为1μm，平均分子量为30,000的聚亚甲基(由Aldrich公司制造的反应物)形成的应力遮断层，由此得到面对粘附层2的应力遮断层。用约600J的紫外线照射该层叠片2。之后，从包括PET膜1/粘附层1/液晶材料层/粘附层2/应力遮断层/PET膜2的层叠片中剥离PET膜2，以便经由液晶材料层一侧上的粘附层2转移应力遮断层，从而得到一种液晶膜(液晶膜3)。
在液晶膜3的应力遮断层表面层叠一层厚度为25μm的分离膜(黏性粘附层1)，之后，从包括PET膜1/粘附层1/液晶材料层/粘附层2/应力遮断层/黏性粘附层1/分离膜的薄片中剥离PET膜1，从而得到一种无支撑衬底液晶膜(液晶膜4)。
下一步，用厚度为25μm的黏性粘附层(黏性粘附层2)把Sumitomo化学公司制造的厚度约180μm的“SQ-1852AP”型偏振器层叠在粘附层1上，从而获得一个由偏振器/黏性粘附层2/粘附层1/液晶材料层/粘附层2/应力遮断层/黏性粘附层1/分离膜的层叠片构成的椭圆偏振器(椭圆偏振器1)。
不计分离膜的椭圆偏振器整体厚度为240μm，与常规的带有支撑衬底的椭圆偏振器比较厚度得到极大的缩减。
将所得的偏振器1剥离了分离膜后，其中的黏性粘附层会被粘附于可商用的反射型液晶显示器的观看者的偏振器一侧。使用ESPEC公司制造的“PL-2SP”型恒温恒湿箱，在60℃的温度和90％的湿度下对液晶显示器进行500小时的可靠性加速试验。作为其结果，未观察到显示特性性能和液晶材料层有任何改变。
比较实例1
与实例1不同，以和实例1相同的过程得到层叠片2，使用由Toagosei公司制造的商用紫外线固化型粘合剂“UV-3400”在层叠片2的液晶材料层表面形成厚度为5μm的粘附层。粘附层2上层叠了一层由Toray公司制造的作为可剥离衬底的“S10”牌PET膜(PET膜3)，但没有应力遮断层。用600mJ的紫外线对该层叠片进行照射以固化粘合剂。之后，从包括PET膜3/粘附层1/液晶材料层/粘附层2/PET膜3的层叠片中剥离PET膜3，从而得到一种没有应力遮断层的液晶膜(液晶膜5)。
下一步，在液晶膜5的粘附层2上层叠一层厚度为约25μm带有分离膜的黏性粘附层(黏性粘附层1)。之后，从包括PET膜1/粘附层1/液晶材料层/粘附层2/黏性粘附层1/分离膜的层叠片中剥离PET膜1，从而得到一个没有支撑性衬底和应力遮断层的液晶膜(液晶膜6)。
下一步，通过厚度25μm的黏性粘附层(黏性粘附层2)把Sumitomo化学公司制造的厚度180μm的“SQ-1852AP”型偏振器层叠在液晶膜6的粘附层1上，从而获得一种由偏振器/黏性粘附层2/粘附层1/液晶材料层/粘附层2/黏性粘附层1/分离膜的层叠片形成的椭圆偏振器(椭圆偏振器2)。
除开分离膜之外的椭圆偏振器2整体厚度为243μm，与常规的带有支撑衬底的椭圆偏振器比较厚度可得到了极大缩减。
与实例1相似，从所得的偏振器2剥离分离膜后，其中的黏性粘附层会被粘附于可商用的反射型液晶显示器的观看者一侧偏振器上。使用ESPEC公司制造的“PL-2SP”型恒温恒湿箱，在60℃的温度和90％的湿度下，使液晶显示器经受500小时的可靠性加速试验。结果是，该液晶材料层形成的显示器的液晶显示影像，在肉眼观察下显现出轻微的发白和变形。通过10倍放大观察的显示结果，可以发现许多变形和裂纹。因此可以确定它们导致了显示特性性能的降低。

Claims (4)

1.一种椭圆偏振器，包括：至少一偏振器和一光学各向异性元件，
其中所述光学各向异性元件包括：具有固定液晶取向的一液晶材料层、一黏性粘合剂层或粘附层，以及一光学各向同性透明的应力遮断层，所述应力遮断层具有在0.3μm或其以上到40μm或其以下范围的厚度和玻璃转变温度为20℃或更高，能够防止在生产或加工步骤中所产生的各种应力在所述液晶材料层中引起的纹理样变形和裂纹的发生。
2.按照权利要求1所述的椭圆偏振器，其中所述应力遮断层设置在所述液晶材料层和所述黏性粘合剂层或粘附层之间。
3.按照权利要求1所述的椭圆偏振器，它具有厚度为450μm或更薄。
4.一种液晶显示器，配备有至少一个按照权利要求1限定的椭圆偏振器。
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