CN1306292C - 包括线性偏振薄膜和相延迟器的偏振片 - Google Patents

Abstract

一种偏振片，包括一线性偏振薄膜和一相延迟器。所述线性偏振薄膜具有纵向和吸收轴。所述相延迟器具有纵向和慢轴。线性偏振薄膜的纵向与相延迟器的纵向基本上平行。吸收轴和慢轴之一与纵向基本上平行，另一个与纵向既不平行也不垂直。

Description

包括线性偏振薄膜和相延迟器的偏振片

                    技术领域

本发明涉及一种包括线性偏振薄膜和相延迟器的偏振片，其中所述偏振薄膜和相延迟器经过排列，使得它们的纵向基本上可以彼此平行。本发明还涉及一种圆偏振片，其中将线性偏振薄膜与λ/4板经过排列，使得所述薄膜的吸收轴可以与λ/4板的慢轴成45°的角度。

而且，本发明涉及一种液晶显示器，它包括光学补偿薄膜、圆偏振片和液晶元件，其中密封有能够弯曲对齐(bend alignment)或混合对齐(hybrid alignment)的向列液晶。所述液晶的取向向量根据施加到所述液晶元件上的电压改变其方向。当该电压改变时，取向向量和所述基片之间的角度也变化。

                    背景技术

液晶显示器(LCD)与阴极射线管(CRT)相比，具有诸如厚度薄、轻便且耗能低的优点。因此液晶显示器已广泛地用于例如笔记本型个人计算机、监控器、电视机、个人数字助手(PDA)、便携式电话、汽车导航系统或摄影机。

最流行的液晶显示器包括TN(扭转向列)型元件，其中使用扭转向列液晶。然而，由该TN型显示器显示的图象本质上在颜色或对比度方面随观察方向而波动。而且，其响应时间不能完全令人满意。

美国专利4,583,825和5,410,422公开了一种具有弯曲对齐型的液晶元件的液晶显示器，其中在上面部分的杆状液晶分子和下面部分的杆状液晶分子基本上相反(对称)地对齐。由于上面部分和下面部分的杆状液晶分子对称地对齐，因此弯曲对齐型的液晶元件具有自光学补偿功能。因此，这种型号称之为OCB(光学补偿弯曲)型。

OCB型的液晶显示器必需配备有一光学补偿薄膜，由此消除了正面看显示图象的延迟并且视角也扩大了。作为光学补偿薄膜，在日本专利临时公开6(1996)-214116、美国专利5,583,679和5,646,703以及西德专利公开3911620A1中描述了一种包括透明载体和光学各向异性层的薄膜。

为了进一步改善OCB型液晶显示器的视角，已研究使用一种在正常液晶显示器中使用的光学补偿薄膜。例如，美国专利5,805,253、6,064,457和WO96/37804(相应于欧洲专利申请0783128A)公开了一种包括盘形液晶的光学各向异性层的光学补偿薄膜。在这些申请中，还公开了一种配备有该薄膜的OCB型液晶显示器。由于该补偿薄膜具有盘形液晶的各向异性层，因此公开的该液晶显示器具有非常宽的视角。

而且已经开发了一种HAN(混合-对齐-向列)型的液晶元件，这样可以将上面的想法用于反射型的显示器，并在日本应用物理协会第42届会议(春季)(29a-SZC-20，1995)提出。在HAN型的液晶元件中，弯曲对齐型元件的上面部分的杆状液晶分子以混合对齐取向。作为用于该HAN型元件的光学补偿薄膜，提出了一种双轴拉伸的薄膜。

为了进一步改善该HAN型显示器的视角，日本专利临时公开9(1997)-21914和日本专利3,118,197公开了一种具有盘形液晶的光学各向异性层的光学补偿薄膜。在这些专利中，还公开了一种配备有该补偿薄膜的HAN型显示器。

OCB型或HAN型的液晶元件具有宽的视角，并且与传统液晶元件(TN型、STN型)相比响应快，并因此已用于透射型的显示器。而且，还期待开发一种包括OCB型或HAN型的元件的反射型或半透射型的显示器。然而，由于λ/4板在反射型或半透射型的显示器中是必不可少的，因此与透射型的显示器相比，其制备方法相对复杂并且产率经常较低。

一种ECB(电控双折射)型的液晶元件，其中利用液晶的双折射效果实现彩色显示，在显示的图象的亮度和分辨率方面优异。因此，它被最广泛地用于彩色TFT液晶显示器并描述在例如日本专利临时公开7(1995)-230087和Toray Research Center(2001)出版的“EL、PDP和LCD显示器(日语)”等诸多文献中。

在OCB型、HAN型或ECB型的液晶元件中，必需将偏振薄膜放置使该薄膜的透射轴与用于取向该液晶的摩擦方向成20°-70°的角度。

偏振片通常包括一偏振薄膜(具有极化性)和一采用提供在该薄膜的一个或每个表面上的粘合层层压的保护薄膜。作为偏振薄膜的材料，主要使用聚乙烯醇(称之为PVA)。例如，在单轴拉伸之后，一PVA薄膜用碘或二色性染料着色以制得该偏振薄膜。或者，在着色之后，可以将该薄膜拉伸并用硼化合物交联。作为该保护薄膜，主要使用三乙酸纤维素酯薄膜，这是由于它具有高的光学透明性和低的双折射。

该PVA薄膜通常在纵向经单轴拉伸，因此制得的偏振薄膜(板)具有几乎与纵向平行的吸收轴。因此，为了用于OCB型、HAN型或ECB型的LCD，以卷状制得的偏振片必需以与纵长方向成20°-70°的角度倾斜切割出。由于这种倾斜切割，不能使用整个制得的板。事实上，成卷板的末端部分不能使用。尤其是在制备大偏振片时，产率相当低。而且，由于难以将剩余的偏振片(具有许多切割孔)重新使用，因此产生大量废料。

为了解决上面的问题，已提出了一些方法将聚合物的取向轴以所需角度与薄膜的传送方向倾斜。日本专利公布号2000-9912公开了一种使取向轴与单轴拉伸方向倾斜的方法。在该方法中，尽管将塑料薄膜横向或纵向拉伸，但是薄膜的每一边都以不同速度分别在纵向或横向拉伸。然而，如果用拉幅机进行该方法，薄膜的边缘必需以不同速度传送。因此，所得薄膜经常抽搐(因不匀拉伸应力引起的条纹不匀度)、出现皱褶和厚度的局部不匀度，因此难以获得所需的倾斜角(例如在将薄膜用于偏振片的情况下的45°)。另一方面，如果边缘的传送速度之差太小的话，必需进行长时间的拉伸步骤，这样成本增加。

在日本专利临时公开3(1991)-182701中公开的方法中，将一连续薄膜加入薄膜的两边用多对夹具夹住的加工过程。用该夹具将该薄膜以与传送方向成θ的角度拉伸，从而制得拉伸轴与传送方向成θ角度的薄膜。然而，即使在该方法中，在薄膜两边的传送速度彼此也不同，以致最终薄膜经常抽搐和皱褶。为了减少这种麻烦，必需使该过程延长很多。然而如果这样的话，成本也会很高。

日本专利临时公开2(1990)-113920提出了一种方法，其中将一薄膜加入一包括以两条线排列的卡盘的过程中。在该过程中，卡盘在拉幅机轨道上移动，以便卡盘的每条线可以运行不同距离。薄膜运行的同时其边缘保持在卡盘线之间，因此以与纵向传送方向倾斜的方向拉伸。然而，即使通过该方法拉伸的薄膜经常具有抽搐和皱褶，因此对光学应用而言是不利的。

                    发明内容

本发明的目的是对可用于半透射型的OCB型液晶显示器或反射型的HAN型液晶显示器的偏振片的改进，因此提供了一种生产过程简单并且半透射型或反射型的显示器的产率提高的偏振片。

本发明的另一目的是提供一种倾斜拉伸聚合物薄膜的方法，并因此提高了偏振片的产率。

本发明的又一目的是提供一种偏振片，它包括一通过上面的方法倾斜拉伸的聚合物薄膜。所述偏振片显示了高的性能并且可以低成本地生产。

本发明的再一目的是提供一种OCB型、HAN型或ECB型的显示器，它包括上面的偏振片。

本发明提供了下面的偏振片(1)-(4)和下面的液晶显示器(5)-(8)。

(1)一种偏振片，包括一具有纵向和吸收轴的线性偏振薄膜，以及一具有纵向和慢轴的相延迟器，其中线性偏振薄膜的纵向与相延迟器的纵向基本上平行，其中线性偏振薄膜的吸收轴与线性偏振薄膜的纵向基本上平行，并且其中相延迟器的慢轴与相延迟器的纵向既不平行也不垂直。

(2)如(1)所述的偏振片，其中相延迟器是λ/4板，并且其中相延迟器的慢轴与相延迟器的纵向基本上成45°的角度。

(3)一种偏振片，包括一具有纵向和吸收轴的线性偏振薄膜，以及一具有纵向和慢轴的相延迟器，其中线性偏振薄膜的纵向与相延迟器的纵向基本上平行，其中线性偏振薄膜的吸收轴与线性偏振薄膜的纵向既不平行也不垂直，并且其中相延迟器的慢轴与相延迟器的纵向基本上平行。

(4)如(3)所述的偏振片，其中相延迟器是λ/4板，并且其中线性偏振薄膜的吸收轴与线性偏振薄膜的纵向基本上成45°的角度。

(5)一种液晶显示器，包括一液晶元件和至少一个偏振片，所述液晶元件包括一对基片，每一基片具有一透明电极，所述的透明电极具有一其上提供有取向层的表面，其中弯曲对齐或混合对齐的向列液晶密封在这些基片的取向层之间，并且其中的偏振片是由(1)-(4)之一所述的偏振片剪切出的。

(6)如(5)所述的液晶显示器，其中在液晶元件和偏振片之间提供一光学补偿薄膜，所述光学补偿薄膜包括一透明载体和一固定对齐取向的盘形液晶的光学各向异性层，并且其中该光学各向异性层具有这样的光学各向异性：Re(0°)延迟值在10-60nm(35±25nm)的范围内，Re(40°)延迟值在80-130nm(105±25nm)的范围内，并且Re(-40°)延迟值在10-60nm(35±25nm)的范围内。

Re(0°)、Re(40°)和Re(-40°)延迟值代表光学补偿薄膜的光学各向异性值。在包括薄膜法线和赋予光学各向异性层最小延迟的方向的平面中，它们是用633nm射线，分别从法线方向、从法线向与赋予最小延迟的方向相反的方向倾斜40°的方向、以及从法线向赋予最小延迟的方向倾斜40°的方向测定的。

(7)如(6)所述的液晶显示器，其中光学补偿薄膜的透明载体具有这样的光学各向异性：Re延迟值在10-70nm的范围内并且Rth延迟值在70-400nm的范围内。

所述Re和Rth延迟值分别通过下式(I)和(II)定义：

(I)Re＝(nx-ny)×d

(II)Rth＝{(nx+ny)/2-nx}×d

其中nx是沿透明载体的慢轴的折光率，ny是沿载体的传送轴的折光率，nz是沿载体厚度的折光率，并且d是以nm计的载体的厚度。

(8)一种液晶显示器，包括通过将一光学聚合物薄膜连续提供到一弯曲过程中制得的偏振薄膜，在该过程中，聚合物薄膜的两边都用夹具夹住，同时在如下条件下将该薄膜拉伸：

(i)纵向拉伸比在1.2-10的范围内，

(ii)横向拉伸比在1.1-20.0的范围内，

(iii)夹具在两边的纵向传送速度之差是1％或更小，

(iv)存在挥发性内容物为5％或更大的状态，和

(v)在该过程的出口，传送方向和主要拉伸方向之间的角度在20°-70°的范围内；

特征在于该液晶显示器按照OCB型、HAN型或ECB型工作。

在本说明书中，术语“基本上平行”、“基本上垂直”或“基本上以45°的角度”是指所述角度在绝对角度±5°的范围内。因此，术语“既不平行也不垂直”是指该角度(在较小侧的角度，不大于90°)大于5°并小于85°。

根据本发明，该线性偏振薄膜和相延迟器在形成偏振片时经辊对辊层压。为了制得用于OCB型、HAN型或ECB型的显示器或用于圆偏振片的偏振片，偏振薄膜和相延迟器(在制备圆偏振片的情况下为λ/4板)必需经过层压使薄膜的吸收轴可以与延迟器(λ/4板)的慢轴既不平行也不垂直。事实上，为了制备圆偏振片，必需使偏振薄膜的吸收轴与λ/4板的慢轴成45°。按照常规方式制得的卷状线性偏振薄膜具有与纵向平行或垂直的吸收轴，并且以常规方式制得的卷状相延迟器也具有与纵向平行或垂直的慢轴。因此，在辊对辊层压的过程中，不能将薄膜的吸收轴放置成与延迟器的慢轴既不平行也不垂直。因此，在常规制备方法中，由线性偏振薄膜切割出的薄片层压在由相延迟器切割出的薄片上。

根据本发明，具有与纵向既不平行也不垂直的慢轴的相延迟器或者具有与纵向既不平行也不垂直的吸收轴的线性偏振薄膜可以卷状制得。结果，本发明可以辊对辊层压偏振薄膜和相延迟器，从而使薄膜的吸收轴可以与延迟器的慢轴既不平行也不垂直。因此，具有与慢轴(例如圆偏振片)既不平行也不垂直的吸收轴的偏振片可以通过辊对辊层压过程制得。由于相对简单并且以低成本获得高产率，因此与将薄膜和延迟器的薄片层压的传统方法相比，该辊对辊层压过程非常有益。

一种弯曲对齐型或HAN型的液晶显示器是一种视角宽且响应快的反射型的显示器。因此，如果在显示器中必不可少的圆偏振片是通过低成本、高产率的简单方法制得时，预期该弯曲对齐型或HAN型的显示器将被广泛使用。

                    附图说明

图1是描述将聚合物薄膜斜线拉伸的一个方法实例的图示平面图。

图2是描述将聚合物薄膜斜线拉伸的另一方法实例的图示平面图。

图3是描述将聚合物薄膜斜线拉伸的另一方法实例的图示平面图。

图4是描述将聚合物薄膜斜线拉伸的另一方法实例的图示平面图。

图5是描述将聚合物薄膜斜线拉伸的另一方法实例的图示平面图。

图6是描述将聚合物薄膜斜线拉伸的另一方法实例的图示平面图。

图7是显示一种通过冲切形成传统偏振片的方式的图示平面图。

图8是显示一种通过冲切形成本发明偏振片的方式的图示平面图。

                具体实施方式

(液晶元件)

在日本专利3,118,197中详细描述了一种弯曲对齐型或HAN型的液晶元件。

包括能够弯曲对齐的液晶的液晶元件(即，弯曲对齐元件)是一对称元件，并且具有该元件的液晶显示器基本上具有宽的视角。同样，包括能够HAN对齐的液晶的反射型的液晶显示器具有宽的视角。

一个液晶元件通常包括一对基片和封闭于它们之间的向列液晶。每一基片在其表面上有一透明电极。在该弯曲对齐元件中，使用施加电压时弯曲对齐取向的向列液晶。用于弯曲对齐元件的液晶通常是正介电各向异性。该向列液晶的取向向量随施加到该液晶元件上的电压而改变其方向。当电压改变时，取向向量与基片之间的角度改变。通常，随着电压增加，该角度增加并且双折射降低，从而显示一图象。在本说明书中，“弯曲对齐的液晶”是指液晶层中液晶分子的取向向量(导向偶极子或光轴)以该层的中心线为基础对称(线性对称)，与此同时，至少在基片附近存在一弯曲部分。术语“弯曲部分”是指在基片附近通过导向偶极子形成的直线弯曲的部分。

换句话说，当将该电压施加到弯曲对齐型的液晶元件时，在下面基片附近的液晶分子的导向偶极子与基片几乎平行。并且导向偶极子与基片之间的角度随着与下面基片的距离增加而增加，并且位于中心区(与下面基片的距离同与上面基片的距离几乎相等的区域)的分子具有与该基片垂直或者几乎垂直的导向偶极子。随着与下面基片的距离进一步增加，导向偶极子与基片之间的角度进一步增加。最终，在上面基片附近的导向偶极子与基片基本上平行。在中心区的导向偶极子可以扭转对齐取向。而且，在上面或下面基片附近或者与基片接触的导向偶极子可以与基片表面倾斜(即，它们可以有倾斜角)。

在弯曲对齐的该液晶元件中，液晶的折射各向异性(Δn)与液晶层的厚度(d)的乘积(Δn×d)优选在100-2,000nm的范围内，更优选在150-1,700nm的范围内，最优选在500-1,500nm的范围内。如果该乘积在上面的范围内，那么可以同时实现高亮度和宽的视角。

HAN型在液晶显示器领域为公知。在HAN对齐元件中，下面基片位于与弯曲对齐元件的中心线对应的位置。下面基片具有以各相同性对齐使向列液晶取向的取向层。取向层的实例包括沉积的无机化合物、表面活性剂和有机硅烷化合物的层。用于HAN对齐元件的向列液晶，当向该元件施加一电压时以混合对齐取向。

在HAN对齐元件中，优选在一基片上的液晶分子基本上垂直对齐，而在另一基片上的分子以0-45°的预倾斜角对齐。液晶的折射各向异性(Δn)和液晶层厚度(d)的乘积(Δn×d)优选在100-1,000nm的范围内，更优选在300-800nm的范围内。垂直对齐液晶分子的基片可以在反射板侧或者在透明电极侧。

弯曲对齐或HAN对齐的液晶元件具有自光学补偿导向偶极子的区域。然而，当非常倾斜地(特别是向上和向下)看即使包括自光学补偿元件的显示器时，通过显示图象的黑暗部分的透射比增加，从而使其对比度降低。如果本发明的光学补偿薄膜附着在该元件上，那么倾斜看到的图象的对比度提高，并且从正面看的对比度没有降低。(线性偏振薄膜)

为了制备圆偏振片，将线性偏振薄膜层压到λ/4板上，使得该薄膜的吸收轴可以与该板的慢轴成45°。为了通过辊对辊层压制备该圆偏振片，优选将具有与纵向倾斜45°的吸收轴的长方形线性偏振薄膜和具有与纵向平行的慢轴的长方形相延迟器结合使用。或者，也优选将具有与纵向平行的吸收轴的长方形线性偏振薄膜和具有与纵向倾斜45°的慢轴的长方形相延迟器结合使用。

已提出了一些方法将聚合物的取向轴以所需角度倾斜于薄膜的传送方向。

日本专利公开2000-9912公开了一种使取向轴与单轴拉伸方向倾斜的方法。在该方法中，尽管塑料薄膜横向或纵向拉伸，但是薄膜的每一边缘都以不同速度分别在纵向或横向拉伸。

在日本专利临时公开3(1991)-182701公开的方法中，将一连续薄膜加入到将薄膜两边用多对夹具夹住的加工过程中。用夹具以与传送方向为所需角度θ的方向将该薄膜拉伸，从而制得具有与传送方向成角度θ的拉伸轴的薄膜。

日本专利临时公开2(1990)-113920提出了一种将薄膜加入到包括以两条线排列的卡盘的过程中的方法。在该过程中，卡盘在拉幅机轨道上移动使得卡盘的每条线可以运行不同距离。在将薄膜的两边夹持在卡盘的这两条线之间的同时将该薄膜传送，因此以与纵向传送方向倾斜的方向拉伸。

而且，偏振片可以经过摩擦处理使透射轴倾斜。而且，聚合物薄膜可以经倾斜拉伸制得卷状长方形偏振薄膜，优选将其用于制备线性偏振薄膜。

作为线性偏振薄膜的材料，主要使用聚乙烯醇(称之为PVA)。例如，在单轴拉伸之后，PVA薄膜用碘或二色性染料着色，从而制得偏振薄膜。或者，在着色之后，可以将薄膜拉伸并用硼化合物交联。也可以使用多烯薄膜。例如，在拉伸之后，将该多烯薄膜染色制得偏振薄膜。

具有与纵向既不平行也不垂直的吸收轴的线性偏振薄膜例如可以按照如下方式制备。

将聚合物(通常为PVA)薄膜连续地供应到薄膜两边用夹具夹住的过程中，在沿纵向运行的同时将该薄膜拉伸。该过程满足式(1)：|L2-L1|＞0.4W代表的条件。在式(1)中，L1是从夹住薄膜一侧的开始位置到释放位置的行程，L2是从夹住另一侧的开始位置到释放位置的行程，并且W是薄膜在拉伸终点的大致宽度W。在该过程中，在挥发性内容物为5％或更大的状态下保持薄膜的支撑性能的同时将薄膜拉伸。在拉伸步骤结束之后，使薄膜收缩，这样可以使挥发性物质的量降低。将由此形成的薄膜卷成卷。

图1和2各自显示了描述将聚合物薄膜斜线拉伸的方法的典型实例的图示平面图。

该拉伸方法包括步骤：(a)以箭头(A)所示的方向加入原料薄膜，(b)在其宽度方向拉伸该薄膜，和(c)将拉伸过的该薄膜传送到下一步，也就是说，以箭头(B)所示的方向。本文所用的术语“拉伸步骤”是指进行拉伸方法的整个步骤，包括步骤(a)-(c)。

将薄膜按(A)所示的方向连续加入并且首先在点B1用从上游侧看的左边的夹具夹住。此时，薄膜的另一边没有夹住，这样在其宽度方向没有进行拉伸。即，点B1不是实际夹住开始点。

在本发明中，实际夹住开始点定义为薄膜两边首先被夹住的点。实际夹住开始点由如下夹住开始的两个点表示：下游侧的点A1和在加入侧从A1与薄膜的中心线11(图1)或21(图2)大致垂直地画的直线与夹具的轨迹13(图1)或23(图2)交叉的点C1。

当两边上的夹具大致以相同速度传送时，在这些点开始，A1经过每一时间单元移动到A2、A3、...An，并且C1类似地移动到C2、C3、...Cn。也就是说，此时的拉伸方向由将标准夹具在相同时刻通过的点An和Cn相连的直线显示。

在本发明的方法中，An渐渐比Cn延迟，如图1和2所示，这样拉伸方向慢慢与传送方向垂直的方向倾斜。本发明的实际夹住释放点定义为如下两个点：在薄膜从夹具释放的下游侧的点Cx和从Cx与传送到下一步的薄膜的中心线12(图1)或22(图2)大致垂直地画的直线与夹具在相对侧的轨迹14(图1)或24(图2)交叉的点Ay。

薄膜的最终拉伸方向的角度是通过拉伸步骤的实际结束点(实际夹住释放点)的右边和左边夹具之间的行程差Ay-Ax(即|L1-L2|)与实际夹住释放点之间的距离W(Cx和Ay之间的距离)之比来确定的。因此，由拉伸方向与传送到下一步的方向构成的倾斜角θ满足下式：

        tanθ＝W/(Ay-Ax)，即，tanθ＝W/|L1-L2|。

尽管薄膜的上边在图1和2中夹持到18(图1)或28(图2)，并且在点Ay之后，而另一边不夹住。因此，在宽度方向没有新的拉伸，这样18和28不是本发明的实际夹住释放点。

如上所述，薄膜两边的实际夹住开始点不是夹具在右边和左边的简单夹住点。当更严格地描述上述定义时，本发明的两个实际夹住开始点各自是这样的点，在该点连接左边或右边的夹住点与另一个夹住点的直线以大致直角与加入到夹住薄膜的步骤中的薄膜的中心线交叉，并且定义为位于最上游的点。

同样，两个实际夹住释放点各自是这样的点，在该点将右边或左边夹住点与另一夹住点相连的直线以大致直角与送出到下一步的薄膜的中心线交叉，并定义为位于最下游的点。

本文所用的术语“大致直角”是指薄膜的中心线与右边和左边的实际夹住开始点或实际夹住释放点相连的直线构成的角度是90±0.5°。

当尝试用类似本发明的拉幅机系统的拉伸机赋予右边和左边夹具之间的行程差异时，有时由于机械限制如轨道的长度，而在夹具的夹住点与实际夹住开始点之间出现大的缝隙，或者在夹具的释放点与实际夹住释放点之间出现缝隙。然而，只要上面定义的实际夹住开始点和实际夹住释放点之间的行程满足式(1)的关系，就能达到本发明的目的。

在上面的情况下，最终拉伸薄膜中取向轴的倾斜角可以得到控制，并由右边和左边夹具的行程差|L1-L2|与步骤(c)的出口宽度W之比来调节。

在该偏振片和双折射薄膜中，经常需要与纵向成45°取向的薄膜。在这种情况下，为了获得接近45°的倾斜角，优选满足下式(2)：

        0.9W＜|L1-L2|＜1.1W  (2)

更优选满足下式(3)：

        0.97W＜|L1-L2|＜1.03W  (3)

图1-6显示了聚合物薄膜经斜线拉伸满足式(1)的拉伸步骤的结构的具体实例，并且在考虑设备成本和生产率的情况下，它们可以经过任意设计。

将薄膜加入到拉伸步骤的方向(A)和将薄膜运送至下一步的方向(B)构成的角度可以为任意数值。从使包括拉伸之前和拉伸之后的步骤的设备的总面积最小化的角度，该角度优选尽可能小。该角度优选在3°以下，更优选在0.5°以下。例如，图1和4所示的结构可以获得该值。

在薄膜的运行方向不如上所述有实质性变化的方法中，仅通过扩大夹具之间的宽度很难获得与纵向成45°的取向角(该角度对偏振片和双折射薄膜是优选的)。因此，如图1所示，在薄膜一旦拉伸之后通过提供收缩步骤，可以使|L1-L2|变大。

拉伸比优选是1.1-20.0，更优选是2-10。接下来的收缩比优选为10％或更大。而且，如图4所示，也优选将拉伸和收缩进行两次或多次，这是由于它可以使|L1-L2|变大。

而且，从使拉伸步骤中的设备成本最小化的角度，夹具轨迹的弯曲次数以及弯曲角度优选较小。在这种观点下，如图2、3和5所示，薄膜的运行方向优选随薄膜的两边弯曲，这样在夹持薄膜两边的步骤的出口处的薄膜运行方向与薄膜的实际拉伸方向以40-50°的角度倾斜。

在本发明中，作为同时夹持薄膜两边而拉伸薄膜的设备优选使用图1-5任一所示的拉幅机设备。除了传统的两维拉幅机之外，也可以使用图6所示的拉伸步骤，它在两边螺旋地提供夹具的行程差异。

在拉幅机型拉伸机中，将夹具固定的链在许多情况下沿轨道移动。与本发明类似的横向不匀拉伸方法使得轨道的末端在该步骤的入口和出口处偏移，有时这样使得薄膜在其右边和左边不同时被夹住和释放，如图1和2所示。在这种情况下，实际行程长度L1和L2不是简单的夹住点与释放点之间的距离，而是薄膜两端被夹具夹住的部分的行程长度，已叙及。

在拉伸步骤的出口处薄膜的右边和左边之间的运行速度存在差异时，在拉伸步骤的出口处呈现皱褶或局部不匀度。因此希望右边和左边薄膜夹具的运行速度彼此基本上相同。运行速度的差异优选是1％或更小，更优选小于0.5％，最优选小于0.05％。本文所用的术语“速度”是指右边和左边夹具各自每分钟前进形成的轨迹的长度。在一常规拉幅机型拉伸机或类似物中，根据驱动该链的链轮的周期以及驱动马达的频率，产生几秒钟或更小的数量级的速度不匀度，并且经常产生百分之几的不匀度。然而，这些速度不匀度与本发明所述的速度差异不相关。

随着右边和左边夹具之间的行程产生差异，产生皱褶和薄膜厚度的局部不匀度。为了解决该问题，本发明包括保持聚合物薄膜的支撑性能，在有挥发性内容物为5％或更大的状态的情况下拉伸该薄膜，然后降低该挥发性内容物同时使薄膜收缩。本文所用的术语“保持聚合物薄膜的支撑性能”是指可以夹住薄膜两边，而不会使薄膜性能受损。

而且，术语“在有挥发性内容物为5％或更大的状态的情况下拉伸该薄膜”不一定是指在整个拉伸步骤过程中挥发性内容物保持在5％或更大，而是指在拉伸步骤的某一部分挥发性内容物可以小于5％，只要在挥发性内容物为5％或更大的拉伸表达本发明的效果。使挥发性物质以这种形式被包含的方法包括：浇注薄膜由此使挥发性物质如水或非水溶剂包含的方法；将薄膜浸泡在挥发性物质如水或非水溶剂中，由此涂布薄膜，或者将其喷雾到薄膜上，之后拉伸的方法；和在拉伸期间用挥发性物质如水或非水溶剂涂布薄膜的方法。亲水聚合物如聚乙烯醇的薄膜在高温高湿环境下含有水，这样可以通过在高湿环境下湿调理之后拉伸，或者通过在高湿调节下拉伸使其含有挥发性物质。除了这些方法之外，也可以使用任意方式，只要聚合物薄膜的挥发性内容物可以为5％或更大。

优选的挥发性内容物随着聚合物薄膜的种类而变化。挥发性内容物的最大值可以是任意的，只要保持该聚合物薄膜的支撑性能。就聚乙烯醇而言，挥发性内容物优选为10％-100％，就纤维素酰化物而言，该挥发性含内容物优选是10％-200％。

拉伸过的薄膜可以在拉伸期间或拉伸之后的任一步骤中进行收缩。将该薄膜收缩的方式包括一种通过升温除去挥发性物质的方法。然而，只要将该薄膜收缩，可以使用任意方式。干燥之后的挥发性内容物优选是3％或更小，更优选2％或更小，甚至更优选1.5％或更小。

本发明中限制夹具轨迹的轨道经常要求具有大的弯曲曲率。为了避免薄膜夹具彼此干扰或者因急剧弯曲引起的局部应力集中，优选夹具的轨迹在弯曲处画一圆弧。

本发明中对待拉伸的聚合物薄膜没有特别的限制。可以使用易溶于挥发性溶剂的适宜聚合物的薄膜。这些聚合物的实例包括PVA、聚碳酸酯、纤维素酰化物和聚砜。

尽管对拉伸之前的薄膜厚度没有特别的限制，然而，从薄膜夹持稳定性和拉伸均匀性的角度，该厚度优选是1μm-1mm，特别优选20-200μm。

尽管本发明的拉伸薄膜可用于各种目的，但是它适宜用作偏振薄膜或双折射薄膜的特征在于其取向轴相对纵向倾斜。具体地说，优选使用取向轴相对纵向倾斜40-50°，更优选44-46°的偏振薄膜作为LCD的偏振片。

当将本发明用于制备该偏振薄膜时，优选使用PVA作为该聚合物。PVA通常是将聚乙酸乙烯酯皂化获得的产物。然而，它可以含有可与乙酸乙烯酯共聚合的组分，例如不饱和羧酸、不饱和磺酸、烯烃和乙烯基醚类。也可以使用含有乙酰乙酰基、磺酸基、羧基和/或氧化烯基的改性PVA。

尽管对PVA的皂化度没有特别的限制，但是从稳定性的角度，该皂化度优选80-100mol％，特别优选90-100mol％。而且，尽管对PVA的聚合度没有特别的限制，但是优选100-10000，特别优选1500-5000。

偏振薄膜是通过将PVA染色获得的，并且该染色步骤是通过气相或液相吸附进行的。当使用碘作为液相吸附的实例时，将PVA薄膜浸泡在碘-碘化钾水溶液中。碘的量优选是0.1-20g/l，碘化钾的量优选是1-100g/l，并且碘与碘化钾的重量比是1-100。染色时间优选是30-5000秒，并且溶液温度优选是5-50℃。至于染色方法，可以使用任意方式，例如不仅有浸泡法，而且有涂布或喷雾碘或染料溶液的方法。可以在本发明的拉伸步骤之前或者之后进行该染色步骤，然而，由于薄膜适当膨胀后易于拉伸，因此特别优选在拉伸步骤之前将薄膜在液相中染色。

也优选用二色性染料以及碘染色。这些二色性染料的具体实例包括染料化合物如偶氮基染料、二苯乙烯基染料、吡唑啉酮基染料、三苯基甲烷基染料、喹啉基染料、嗪基染料、噻嗪基染料和葸醌基染料。这些染料优选是水溶性的，但是并不限于此。而且，优选将亲水取代基如磺酸基、氨基和羟基加入到这些二色性分子中。该二色性分子的具体实例包括C.I.直接黄12、C.I.直接橙39、C.I.直接橙72、C.I.直接红39、C.I.直接红79、C.I.直接红81、C.I.直接红83、C.I.直接红89、C.I.直接紫48、C.I.直接蓝67、C.I.直接蓝90、C.I.直接绿59和C.I.直接酸性红37，并且还包括日本专利临时公开1(1989)-161202、1(1989)-172906、1(1989)-172907、1(1989)-183602、1(1989)-248105、1(1989)-265205和7(1995)-261024中所述的染料。这些二色性分子以游离酸、碱金属盐、铵盐或胺盐使用。通过将两种或更多的这些二色性分子混合，可以制得具有各种颜色的偏振片。含有一化合物(染料)的偏振元件或偏振片当偏振轴正交时呈现黑色，或者含有各种二色性分子以显示黑色，它们优选在单片透射比和偏振速率方面都优异。

在通过拉伸PVA制备该偏振薄膜的过程中，优选使用一用于交联PVA的添加剂。具体地说，当使用本发明的斜线拉伸法时，硬化不足的该PVA薄膜在该拉伸步骤的出口有时因该步骤赋予的张力使得PVA薄膜的取向方向发生偏移。因此，该薄膜优选在拉伸之前的步骤中或者在拉伸步骤中浸泡在交联剂溶液中或者用交联剂溶液涂布，由此使该薄膜中含有交联剂。作为交联剂，可以使用美国再授权专利232897中所述的试剂，并且最优选硼酸化合物。

也优选将本发明的拉伸方法用于制备所谓的聚亚乙烯基偏振薄膜，其中该多烯结构是通过将PVA脱水或者将聚氯乙烯脱氯形成的，由此获得因共轭双键引起的偏振。

作为线性偏振薄膜，可以使用三乙酸纤维素酯薄膜。该三乙酸纤维素酯薄膜具有很高的光学透明度和很低的双折射，使其用作光学补偿薄膜、相延迟器(λ/4板)或正常偏振片的保护薄膜。

本发明制得的偏振薄膜通过在其一个面或两个面上粘合保护薄膜来用作偏振片。保护薄膜的类型没有特别的限制。可以用于本发明的保护薄膜的实例包括纤维素酯类如乙酸纤维素酯、丁酸纤维素酯和丙酸纤维素酯、聚碳酸酯、聚烯烃、聚苯乙烯和聚酯。偏振片的保护薄膜必需具有例如高透明度、适当的透湿汽性、低的双折射和适当的硬度的性能。从该角度来看，优选纤维素酰化物，特别优选乙酸纤维素酯。

该保护薄膜的特性可以根据用途适当选择。用于正常透射型LCD的保护薄膜优选具有以下特性：从可操作性和耐用性的角度，厚度优选在5-500μm的范围内，更优选在20-200μm的范围内，特别优选在20-100μm的范围内。在632.8nm下延迟值优选在0-150nm的范围内，更优选在0-20nm的范围内，最优选在0-5nm的范围内。为了不圆形偏振线性偏振光，所述保护薄膜的慢轴优选与偏振薄膜的吸收轴基本上平行或垂直放置。然而，当保护薄膜被设计成起改变偏振光的元件如相延迟器的功能时，保护薄膜的慢轴可以与偏振薄膜的吸收轴成任意角度放置。

对可见光的透射优选是60％或更大，特别优选90％或更大。在90℃下将薄膜处理120小时之后，它以优选0.3-0.01％，更优选0.15-0.01％的尺寸降低比收缩。通过拉伸试验测定的拉伸强度优选在50-1000MPa的范围内，更优选在100-300MPa的范围内。透湿汽性优选在100-800g/m²·天的范围内，更优选在300-600g/m²·天的范围内。当然，本发明并不限于上述值和范围。

下面详细描述优选用于保护薄膜的纤维素酰化物。在一优选的纤维素酰化物中，纤维素中羟基的取代度(取代度)满足所有下式(I)-(IV)代表的条件：

(I)2.6≤A+B≤3.0

(II)2.0≤A≤3.0

(III)0≤B≤0.8

(IV)1.9＜A-B

其中A是纤维素羟基取代为乙酰基的取代度，B是具有3-5个碳原子的酰基的取代度。纤维素在一个葡萄糖单元中通常有3个羟基，并且因此上面的取代度以3.0为基础。即，最大取代度是3.0。在三乙酸纤维素酯中，取代度A通常在2.6-3.0的范围内(这意味着未被取代的羟基最大是0.4)，并且取代度B是0。作为用于偏振片的保护薄膜的纤维素酰化物，优选是所有酰基都是乙酰基的三乙酸纤维素酯，或者是这样的纤维素酰化物：乙酰基的含量是2.0或更大，酰基的含量是0.8或更小(从薄膜性能考虑，特别优选0.3或更小)，并且未被取代的羟基的含量是0.4或更小。为了测定该取代度，测定取代了纤维素中羟基的乙酸和具有3-5个碳原子的脂肪酸的量并根据ASTM D-817-91计算。

除了乙酰基之外，具有3-5个碳原子的酰基的实例包括丙酰基(C₂H₅CO-)、丁酰基(正-、异-C₃H₇CO-)和戊酰基(正-、异-、仲-、叔-C₄H₉CO-)。其中，由于最终薄膜的机械强度和溶解度，优选正-取代基团，特别优选正-丙酰基。如果乙酰基的取代度低，那么最终薄膜的机械强度和耐湿热性差。如果具有3-5个碳原子的酰基的取代度高，该纤维素酰化物相对有机溶剂的溶解度提高。取代度在上述范围内的纤维素酰化物具有优选性能。

纤维素酰化物的(粘性平均)聚合度优选在200-700的范围内，更优选在250-550的范围内。为了测定该粘性平均聚合度，用Ostwald粘度计测定该粘度。由所得固有粘度[η]，按照式DP＝[η]/Km计算粘性平均聚合度DP，其中Km是常数6×10^-4。

作为制备纤维素酰化物的原料的纤维素，可以由棉籽绒和木浆获得。也可以使用原浆混合物。

上述纤维素酰化物的保护薄膜通常是按照溶剂浇注法形成的，该方法包括步骤：将纤维素酰化物和添加剂溶解在一溶剂中制得一稠液(即所谓的“浓液”)，将该溶液浇注在一环形载体如转筒或带上，并将溶剂蒸发形成薄膜。浓液优选经过制备使其固体含量可以在10-40％重量的范围内。所述转筒或带的表面优选经过抛光成一镜面。该溶剂浇注方法中的浇注和干燥步骤描述在美国专利2,336,310、2,367,603、2,492,078、2,492,977、2,492,978、2,607,704、2,739,069、2,739,070、英国专利640,731、736,892、日本专利公开45(1970)-4554、49(1974)-5614、日本专利临时公开60(1985)-176834、60(1985)-203430和62(1987)-115035。

可以协同地浇注两种或多种纤维素酰化物溶液来形成两层或更多层。例如，将两个或多个出口沿载体运行方向间隔地排列，并且从每个出口浇注每一纤维素酰化物溶液，从而形成层状薄膜(日本专利临时公开61(1986)-158414、1(1989)-122419和11(1999)-198285)。另外，可以从两个出口浇注纤维素酰化物溶液形成一薄膜(日本专利公开60(1985)-27562、日本专利临时公开61(1986)-94724、61(1986)-947245、61(1986)-104813、61(1986)-158413和6(1994)-134933)。而且，可以将高粘度纤维素酰化物溶液流用低粘度溶液流包围，从而形成层状流，并且可以将该高粘度溶液和低粘度溶液的层状流同时挤出，制得一薄膜(日本专利临时公开56(1981)-162617)。

溶解纤维素酰化物的溶剂的实例包括烃类(例如苯、甲苯)、卤代烃类(例如，二氯甲烷、氯苯)、醇类(例如，甲醇、乙醇、二甘醇)、酮类(例如，丙酮)、酯类(例如，乙酸乙酯、乙酸丙酯)和醚类(四氢呋喃、甲基纤维素)。优选具有1-7个碳原子的卤代烃类，最优选二氯甲烷。从形成的薄膜的溶解度、从载体上释放的性能、机械强度和光学性能考虑，优选二氯甲烷与一种或多种具有1-5个碳原子的醇类的混合物。以溶剂总重量为基础，醇的量优选在2-25％重量的范围内，更优选在5-20％重量的范围内。醇的实例包括甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇和正丁醇。优选使用甲醇、乙醇、正丙醇及其混合物。

除了纤维素酰化物之外，该浓液可以含有如下添加剂：增塑剂、紫外线吸收剂、无机细粒、作为热稳定剂的碱土金属如钙和镁的盐、抗静电剂、阻燃剂、润滑剂、油、释放剂以及纤维素酰化物的水解抑制剂。

作为增塑剂，使用磷酸酯或羧酸酯。磷酸酯的实例包括磷酸三苯酯(TPP)、磷酸三甲苯酯(TCP)、甲苯基二苯基磷酸酯、辛基二苯基磷酸酯、二苯基联苯基磷酸酯、磷酸三辛酯和磷酸三丁酯。羧酸酯的典型实例是邻苯二甲酸酯和柠檬酸酯。邻苯二甲酸酯的实例包括邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、邻苯二甲酸二苯酯(DPP)和邻苯二甲酸二乙基己酯(DEHP)。柠檬酸酯的实例包括邻乙酰基柠檬酸三乙酯(OACTE)和邻乙酰基柠檬酸三丁酯(OACTB)、乙酰基三乙基柠檬酸酯和乙酰基三丁基柠檬酸酯。

其它羧酸酯如油酸丁酯、蓖麻油酸甲基乙酰酯、癸二酸二丁酯和各种苯三酸酯类如苯三酸三甲酯也可以使用。乙醇酸酯的实例包括三醋精、三丁精、丁基乙醇酸邻苯二甲酰基丁酯、乙基乙醇酸邻苯二甲酰基乙酯、乙基乙醇酸邻苯二甲酰基甲酯和丁基乙醇酸邻苯二甲酰基丁酯。优选使用磷酸三苯酯、联苯基二苯基磷酸酯、磷酸三甲苯酯、甲苯基二苯基磷酸酯、磷酸三丁酯、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二乙基己酯、三醋精、乙基乙醇酸邻苯二甲酰基乙酯和苯三酸三甲酯。特别优选磷酸三苯酯、联苯基二苯基磷酸酯、邻苯二甲酸二乙酯、乙基乙醇酸邻苯二甲酰基乙酯和苯三酸三甲酯。这些增塑剂可以单独使用或其两种或多种混合使用。以纤维素酰化物的量为基础，增塑剂的量优选在5-30％重量的范围内，更优选在8-16％重量的范围内。这些增塑剂可以在制备浓液时与纤维素酰化物和溶剂一起加入，或者可以加入到制备好的浓液中。

紫外线吸收剂可以根据目的进行优选。该紫外线吸收剂的实例包括水杨酸酯基试剂、二苯酮基试剂、苯并三唑基试剂、苯甲酸酯基试剂、氰基丙烯酸酯基试剂和镍络合盐基试剂。优选使用二苯酮基试剂、苯并三唑基试剂和水杨酸酯基试剂。二苯酮基试剂的实例包括2，4-二羟基二苯酮、2-羟基-4-乙酰氧基二苯酮、2-羟基-4-甲氧基二苯酮、2，2′-二羟基-4-甲氧基二苯酮、2，2′-二羟基-4′，4-甲氧基二苯酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯酮、2-羟基-4-十二碳酰氧基二苯酮和2-羟基-4-(2-羟基-3-甲基丙烯酰氧基)丙氧基二苯酮。苯并三唑基试剂的实例包括2-(2′-羟基-3′-叔丁基-5′-甲基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(2′-羟基-5′-叔丁基苯基)-苯并三唑、2-(2′-羟基-3′，5′-二-叔戊基苯基)-苯并三唑、2-(2′-羟基-3′，5′-二-叔丁基苯基)-5-氯苯并三唑和2-(2′-羟基-5′-叔辛基苯基)苯并三唑。水杨酸酯基试剂的实例包括水杨酸苯酯、水杨酸对辛基苯酯和水杨酸对-叔丁基苯酯。其中，特别优选2-羟基-4-甲氧基二苯酮、2，2′-二羟基-4′，4-甲氧基二苯酮、2-(2′-羟基-3′-叔丁基-5′-甲基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(2′-羟基-5′-叔丁基苯基)苯并三唑、2-(2′-羟基-3′，5′-二-叔戊基苯基)苯并三唑、2-(2′-羟基-3′，5′-二-叔丁基苯基)-5-氯苯并三唑。

特别优选将两种或多种吸收不同波长的光的吸收剂用于防止宽的波长范围内的紫外线照射该片。以纤维素酰化物的量为基础，紫外线吸收剂的量优选在0.01-5％重量的范围内，更优选在0.1-3％重量的范围内。该吸收剂可以与纤维素酰化物一起加入到溶剂中，或者可以加入到制得的浓液中。优选在浇注之前即刻，例如使用静态混合器将紫外线吸收剂溶液混入该浓液中。

无机细粒的实例包括二氧化硅、高岭土、滑石、硅藻土、石英粉、碳酸钙、硫酸钡、氧化钛和矾土。优选在加入到浓液中之前，通过例如高速混合器、球磨机、超微磨碎机或超声波分散器将这些细粒分散到粘合剂溶液中。作为所述粘合剂，优选纤维素酰化物。也优选将该细粒与其它添加剂如紫外线吸收剂一起分散。可以使用任意溶剂分散这些细粒，但是优选与浓液用的溶剂相似。这些颗粒的数均粒径优选在0.01-100μm，0.1-10μm的范围内。可以在溶解纤维素酰化物的阶段或者在其它阶段加入该分散液，但是优选使用例如静态混合器在浇注之前即刻混入浓液中。

作为释放剂，优选表面活性剂。该表面活性剂的实例包括磷酸酯-基表面活性剂、磺酸酯-基表面活性剂、羧酸酯-基表面活性剂、非离子和阳离子表面活性剂。可以使用其它表面活性剂。日本专利临时公开61(1986)-243837描述了这些释放剂。

在将上述乙酸纤维素酯薄膜用作保护薄膜的情况下，优选使薄膜表面经过皂化处理、电晕放电处理、火焰处理或辉光放电处理使该薄膜亲水，以便增强与PVA树脂的粘性。或者，该表面涂布有一亲水树脂的溶液，所述亲水树脂溶解在可与纤维素酰化物相容的溶剂中。为了使该薄膜表面亲水，优选皂化处理，这是由于它不破坏薄膜的平整度和性能。所述皂化处理是通过例如将薄膜浸泡在碱如氢氧化钠的水溶液中进行的。处理之后，用低浓度酸将薄膜中和，并用水充分洗涤。

在偏振片的保护薄膜上，可以提供各种功能层。功能层的实例包括用于补偿LCD的视角的光学各向异性层(描述在日本专利临时公开4(1992)-229828、6(1994)-75115和8(1996)-50206中)、提高显示器的可视性的防眩光层或防反射层、聚合物分散的液晶层或胆脂醇液晶层(它通过各向异性散射或各向异性光学干涉而分离PS波以提高LCD的亮度)、提高偏振片的耐擦性的硬涂层、防止水分或氧扩散的气体屏障层、提高与偏振薄膜或粘合剂的粘合力的粘合层，和滑动层。

该功能层可以提供到偏振薄膜面上或者在与偏振薄膜相对的面上，待提供的面可以根据用途适当确定。

作为保护薄膜，可以将一功能薄膜层压到本发明的偏振薄膜的一个表面或每一表面上。功能薄膜的实例包括相延迟器如λ/4板或λ/2板、光漫射薄膜、在与偏振片相对的表面上有一导电层的塑料元件、具有各向异性散射或各向异性光学干涉功能的改进亮度的薄膜、反射板、和具有半透射功能的反射板。

作为偏振片的保护薄膜，可以使用一片上述优选的保护薄膜。而且，可以将其中两片或多片层压使用。在偏振薄膜的每一表面上，可以层压相同的保护薄膜。或者，在偏振薄膜的两个表面上提供的保护薄膜在功能和性能方面可以不同。而且，也可以仅在一个表面上层压一保护薄膜，并在其另一面上提供一粘合层以直接层压液晶元件。在这种情况下，优选在该粘合剂的外面层压一可释放的分离薄膜。

用于将保护层与偏振薄膜粘合的粘合剂没有特别的限制。该粘合剂的实例包括PVA-基树脂(包括改性的PVA，它含有乙酰乙酰基、磺酸基、羧基和/或氧化烯基)和硼化合物的水溶液。其中，优选PVA-基树脂。可以向PVA树脂中加入硼化合物或碘化钾的水溶液。粘合层在干燥之后的厚度优选是0.01-10μm，特别优选0.05-5μm。

图7显示了冲切传统偏振薄膜的一个实例，图8显示了冲切本发明的偏振薄膜的一个实例。在传统偏振薄膜中，偏振化的吸收轴71，即拉伸轴，与纵向72一致，如图7所示，而在本发明的偏振薄膜中，偏振化的吸收轴81，即拉伸轴，相对纵向82以45°倾斜，如图8所示。该角度与层压在LCD中的液晶元件上的偏振片的吸收轴与液晶元件本身的纵向或横向之间构成的角度一致，这样在该冲切步骤中不需要斜线切割。此外，由图8看到，本发明的偏振片沿纵向以直线切割，这样它也可以通过沿纵向剪切而不是冲切制得。因此本发明的偏振片在产率方面也非常优异。

在本发明的偏振片中，可以提供一粘合层以层压到LCD的其它元件上。在该粘合层上，优选层压一分离薄膜。该粘合层不仅光学上透明，而且呈现适当的粘弹性和粘合性能。粘合层的材料的实例包括丙烯酸系共聚物、环氧树脂、聚氨酯、硅酮-基聚合物、聚醚、丁缩醛-基树脂、聚酰胺树脂、聚乙烯醇-基树脂和合成橡胶。用该材料按照干燥法、化学固化法、热固化法、熔融法或光固化法形成该层并固化。作为该材料，优选丙烯酸系共聚物，这是由于其粘合性能可以容易地控制，并且由其形成的层的透明度、耐气候性和耐用性优异。

从增加液晶显示器的对比度的角度，优选本发明的偏振片具有较高的透射比和较高的偏振度。该透射比在550nm下优选是30％或更大，更优选是40％或更大。偏振度在550nm下优选是95.0％或更大，更优选是99.0％或更大，特别优选是99.9％或更大。

本发明的液晶显示器优选包括一液晶元件和一偏振薄膜(或一对偏振薄膜)。在该液晶元件中，液晶包含在一对基片之间，所述基片各自有一取向层。该偏振薄膜具有一从纵向以优选20-70°，更优选40-50°，再次优选44-46°的角度倾斜的透射轴。该薄膜的纵向优选与用于对齐液晶的摩擦方向平行。如果该液晶显示器包括一对偏振薄膜的话，这些薄膜的吸收轴优选正交。

(光学补偿薄膜)

光学补偿薄膜优选包括至少一个透明载体和一以固定对齐取向的盘形液晶的光学各向异性层。代表光学各向异性层的光学各向异性的值Re(0°)、Re(40°)和Re(-40°)优选分别在35±25nm、105±25nm和35±25nm的范围内。

上面的Re(0°)、Re(40°)和Re(-40°)代表光学补偿薄膜的延迟值。在包括薄膜法线和赋予光学各向异性层的最小延迟的方向的平面中，它们是用633nm射线，分别从法线方向、从法线向与赋予最小延迟的方向相反的方向倾斜40°的方向、以及从法线向赋予最小延迟的方向倾斜40°的方向测定的。

(透明载体)

作为光学补偿薄膜的透明载体，优选使用透光率为80％或更大的聚合物薄膜。优选，该聚合物薄膜即使施加外力几乎不显示双折射。该聚合物薄膜的实例包括纤维素-基聚合物、降冰片烯-基聚合物(如得自JSR有限公司的Artone[商标名]和得自Nippon Zeon有限公司的Zeonex[商标名])、以及聚甲基丙烯酸甲酯的薄膜。优选纤维素-基聚合物，更优选纤维素酯类，并且再次优选纤维素的低级脂肪酸酯类。这里，术语“低级脂肪酸”是指含有6个或更少个碳原子的脂肪酸。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)。优选乙酸纤维素酯，并且该乙酸纤维素酯的实例包括二乙酰基纤维素和三乙酰基纤维素。也可以使用混合脂肪酸的纤维素酯如乙酸丙酸纤维素酯或乙酸丁酸纤维素酯。

通常，在纤维素酰化物的2-、3-和6-位的羟基不是同等地取代(即，在每一位置的取代度不等于总取代度的三分之一)，并且在6-位的取代度趋于相对较小。在本发明所用的纤维素酰化物中，在6-位的取代度优选大于在2-和3-位的取代度。

以总取代度为基础，在6-位的羟基以优选30％-40％，更优选31％或更大，最优选32％或更大的量取代有酰基。而且，酰基在6-位的取代度优选是0.88或更大。

在6-位的羟基可以用除乙酰基以外的具有3个或更多碳原子的酰基取代。具有3个或更多碳原子的酰基包括丙酰基、丁酰基、戊酰基、苯甲酰基和丙烯酰基。可以通过NMR测定每一位置的取代度。

按照日本专利临时公开11(1999)-5851中所述的方法制得的纤维素酰化物可用于本发明。

(聚合物薄膜的延迟值)

聚合物薄膜的延迟值Re和Rth是由下式(I)和(II)定义的：

(I)Re＝(nx-ny)×d

(II)Rth＝{(nx+ny)/2-nz}×d

在式(I)和(II)中，nx是在薄膜平面内沿慢轴(即沿赋予最大折光率的方向)的折光率。

在式(I)和(II)中，ny是沿薄膜平面的前进轴(即沿赋予最小折光率的方向)的折光率。

在式(II)中，nz是沿薄膜的厚度方向的折光率。

在式(I)和(II)中，d是薄膜的厚度(以nm计)。

在本发明中，值Re和Rth优选分别在10-70nm和70-400nm的范围内。该聚合物薄膜优选具有在0.00025-0.00088的范围内的双折射值(Δn：nx-ny)，并且透明载体沿厚度方向优选具有在0.00088-0.005的范围内的双折射值{(nx+ny)/2-hz}。

(聚合物薄膜中慢轴的角度)

聚合物薄膜的拉伸方向定义为标准线(0°)，并且透明载体中慢轴的角度定义为慢轴与该标准线之间的角度。在将卷状薄膜横向拉伸的情况下，横向是标准线。如果将薄膜纵向拉伸，那么纵向是标准线。

慢轴的平均角度优选为3°或更小，更优选为2°或更小，最优选为1°或更小。构成慢轴的平均角度的方向定义为慢轴的平均方向。

慢轴的角度具有优选1.5°或更小，更优选0.8°或更小，最优选0.4°或更小的标准偏差。

在通电一定时间之后，配备有光学补偿薄膜的透射型LCD经常呈现被漏光围绕的图象(称之为“框状不匀度”)。这是因为屏幕周围部分的透射比增加引起的，尤其是当显示黑色图象时增加尤为明显。而且，在半透射型的LCD中，背光产生热量并且不均匀地分布在液晶元件中。该不均匀的热量分布改变了光学补偿薄膜的光学特性(延迟值及慢轴的角度)，并因此产生“框状不匀度”。当温度升高时，光学补偿薄膜膨胀或收缩。然而，由于该薄膜固定在液晶元件上或者固定在线性偏振薄膜上，因此该膨胀或收缩受到限制，并因此该薄膜弹性变形，从而改变光学特性。

为了避免“框状不匀度”，优选使用导热性高的聚合物薄膜作为光学补偿薄膜。导热性高的聚合物的实例包括乙酸纤维素酯[0.22W/(m·℃)]、低密度聚乙烯[0.34W/(m·℃)]、ABS[0.36W/(m·℃)]和聚碳酸酯[0.19W/m·℃)]。也可以使用环烯烃聚合物如Zeonex[0.20W/(m·℃)，得自Nippon Zeon有限公司]、Zeonor[0.20W/(m·℃)，得自Nippon Zeon有限公司]和Artone[0.20W/(m·℃)，得自JSR有限公司]。

考虑到光和热特性，优选使用乙酸含量为59.0-61.5％的乙酸纤维素酯的薄膜作为本发明的聚合物薄膜。术语“乙酸含量”是指根据ASTM：D-817-91(乙酸纤维素酯的测定)测定的。

本发明的薄膜由优选为250或更大，更优选为290或更大的粘度平均聚合度(DP)的聚合物制成。而且，就该聚合物而言还优选具有通过凝胶渗透色谱法测定的窄的分子量分布Mw/Mn(Mw和Mn分别是重均和数均分子量)。值Mw/Mn优选在1.0-1.7的范围内，更优选在1.3-1.65的范围内，最优选在1.4-1.6的范围内。

(延迟-增加剂)

为了调整聚合物薄膜的延迟，使用具有至少两个芳环的芳族化合物作为延迟-增加剂。作为延迟-增加剂，优选三苯基三嗪。其实例描述在日本专利公开2000-111914和2000-275434、以及PCT/JP00/02619中。

可以将两个或更多个芳族化合物混合使用。所述芳环可以是芳烃环或芳杂环。

该延迟-增加剂优选具有300-800的分子量。

如果使用乙酸纤维素酯薄膜作为聚合物薄膜，以100重量份的乙酸纤维素酯为基础，该芳香化合物以优选0.01-20重量份，更优选0.05-15重量份，最优选0.1-10重量份的量使用。

(聚合物薄膜的制备)

优选用作该聚合物薄膜的乙酸纤维素酯薄膜可以按照技术公开2001-1745(日语)，2001年3月15日中所述的方法制得。也可以类似方式制备其它聚合物的薄膜。

(聚合物薄膜的拉伸)

可以将制得的聚合物薄膜拉伸以控制其延迟。拉伸比优选在3-100％的范围内。

该聚合物薄膜的厚度优选在40-140μm的范围内，更优选在70-120μm的范围内。

可以调整拉伸条件以降低慢轴的角度的标准偏差。对拉伸方法没有特别的限制。例如，该薄膜可以用拉幅机拉伸。在这种情况下，在经溶剂浇注法形成的薄膜用拉幅机横向拉伸之后即刻控制薄膜的条件，以便慢轴的角度可以具有小的标准偏差。详细地说，在用拉幅机拉伸之后即刻，将薄膜保持在玻璃化温度附近，同时保持张紧，从而降低慢轴的角度的标准偏差。如果在比玻璃化温度低的温度下保持该薄膜，那么标准偏差增加。

另外，当将薄膜纵向辊对辊拉伸时，辊之间的间隔可以变长，从而降低其标准偏差。

(聚合物薄膜的表面处理)

如果用作偏振片的透明保护薄膜，那么该聚合物薄膜优选经过表面处理。

表面处理的实例包括电晕放电处理、辉光放电处理、火焰处理、酸或碱处理、和紫外线(UV)处理。优选酸或碱处理，即皂化处理。

(取向层)

该取向层具有赋予光学各向异性层中盘形液晶的取向方向的功能。

取向层的优选实例包括经过摩擦处理的有机化合物(优选聚合物)层、无机化合物的倾斜沉积层、和具有微小凹槽的层。而且，可以使用按照Langmuir-Blodgett技术(LB技术)由ω-二十三酸、氯化二-十八烷基二甲基铵或硬脂酸甲酯形成的组合层。此外，可以使用通过施加电场或磁场将介电材料取向制得的层作为取向层。

为了制备该取向层，优选将一聚合物薄膜经过摩擦处理。优选聚乙烯醇作为该薄膜的聚合物。特别优选具有疏水基团的变性聚乙烯醇。由于疏水基团与盘形液晶具有亲合力，因此加入了该疏水基团的变性聚乙烯醇可以将盘形液晶分子均匀排列。将该疏水基团放置在主链的末端或者放置在聚乙烯醇的侧链上。

疏水基团优选是具有6个或更多个碳原子的脂族基团(优选，烷基或链烯基)或者芳基。

如果将疏水基团放置在主链的末端，优选在末端和疏水基团之间加入一连接基团。连接基团的实例包括-S-、-C(CN)R₁-、-NR₂-、-CS-及其组合。其中，R₁和R₂各自独立地是氢或者具有1-6个碳原子的烷基。

如果将疏水基团放置在侧链上，那么聚乙烯醇的乙酸乙烯酯单元中的一部分乙酰基(-CO-CH₃)用具有7个或更多碳原子的酰基(-CO-R₃)取代。其中，R₃是具有6个或更多碳原子的脂族基团或者是芳基。

变性聚乙烯醇描述在日本专利临时公开9(1997)-152509中。可以使用可商购获得的变性聚乙烯醇(例如，MP103、MP203、R1130，得自Kuraray有限公司)。

用于本发明的该(变性)聚乙烯醇的皂化度优选为80％或更大，并且聚合度优选为200或更大。

摩擦处理优选通过用纸或布沿一定方向摩擦该层的表面进行，从而赋予对齐功能。优选，用其上提供有相同长度和厚度的纤维的布将该层摩擦几次。

一旦将光学各向异性层中的盘形液晶分子对齐之后，即使将该取向层移走，它们也可以保持对齐。因此，尽管取向层对制备光学补偿薄膜而言是必需的，但是光学补偿薄膜不需要包括取向层。

如果在透明载体和光学各向异性层之间提供该取向层，那么优选在透明载体和取向层之间提供一内涂层(粘合层)。

(光学各向异性层)

光学各向异性层是由盘形液晶制得的。盘形液晶分子通常具有光学负的单轴性。在本发明的光学补偿薄膜中，每个液晶分子中的盘形面和透明载体之间的角度优选沿厚度改变(即，这些分子优选以混合对齐取向)。在光学各向异性层中没有延迟为0的方向，这意味着该层没有光轴。

为了形成光学各向异性层，所述盘形液晶分子优选用前述的取向层对齐并在保持对齐的同时固定。

该光学各向异性层的厚度优选在0.5-100μm的范围内，更优选在0.5-30μm的范围内。

在各种文献中都描述过该盘形液晶分子(C.Destrade等人，Mol.Crysr.Liq.Cryst.，第71卷，第111页(1981)；Japan Chemical Society，Quarterly Chemical Review(用日语撰写的)，第5章和第10章，第2段(1994)；B.Kohne等人，Angew.Chem.Soc.Chem.Comm.，第1794页(1985)；和J.Zhang等人，J.Am.Chem.Soc.，第116卷，第2655页(1994))。盘形液晶分子的聚合反应描述在日本专利临时公开8(1996)-27284中。

可聚合基团优选与盘形液晶分子的盘形核芯相连以引起该化合物的聚合反应。然而，如果该可聚合基团直接与盘形核芯相连，那么在聚合反应时难以保持对齐。因此，优选将连接基团加入到盘形核芯与可聚合基团之间。

为了固定该对齐的盘形液晶分子，同时保持对齐，使用光聚合引发剂。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2,448,828)、α-烃取代的偶姻化合物(描述于美国专利2,722,512)、多核醌化合物(描述于美国专利2,951,758、3,046,127)、三芳基咪唑和对氨基苯基酮类的组合物(描述于美国专利3,549,367)、吖啶或吩嗪化合物(描述于日本专利临时公开60(1985)-105667和美国专利4,239,850)和二唑化合物(描述于美国专利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％的范围内。

优选用紫外线进行该光聚合反应的光照射。

曝光能量优选在20-50000mJ/cm²的范围内，更优选在100-800mJ/cm²的范围内。可以在进行光照射的同时将该层加热以降低该光聚合反应。

可以在该光学各向异性层上提供保护薄膜。

(相延迟器)

相延迟器优选起λ/4板的作用。

λ/4板必需具有在590nm下测定的延迟值(Re590)在120-160nm的范围内，并且可以由单片薄膜或多片薄膜组成。该板优选在宽的波长区具有λ/4，并且优选由卷状单片薄膜组成。

该λ/4板必需层压在线性偏振薄膜上，以便该板的慢轴可以与薄膜的吸收轴成45°的角度。为了将它们辊对辊层压，优选将吸收轴相对纵向倾斜45°的长方形线性偏振薄膜和慢轴与纵向平行的长方形λ/4板结合使用。另外，也优选将吸收轴与纵向平行的长方形线性偏振薄膜和慢轴与纵向成45°的λ/4板结合使用。

日本专利临时公开5(1993)-27118和5(1993)-27119公开了一种相延迟器，它包括具有较大延迟的双折射薄膜与具有较小延迟的双折射薄膜。这些双折射薄膜经过层压以便可以使它们的光轴以直角交叉。如果在整个可见波长区下在这两个薄膜之间的延迟差值是λ/4的话，该延迟板理论上在整个可见波长区都起λ/4板的作用。

日本专利临时公开10(1998)-68816公开了一种相延迟器，它包括将由相同材料制得的两个聚合物薄膜层压。每一薄膜在一定波长下起λ/2作用，由此该相延迟器在宽的波长区下赋予λ/4。

日本专利临时公开10(1998)-90521还公开了一种相延迟器，它包括将两种聚合物薄膜层压。这种相延迟器在宽的波长区内也赋予λ/4。

λ/4板优选由单片聚合物薄膜组成。详细地说，优选日本专利公开2000-137116和WO00/26705中所述的单片薄膜λ/4板。在越短的波长下测定，那么该λ/板的相差越小。

λ/4板优选具有：在450nm下测定的延迟值(Re450)在100-125nm的范围内，在590nm下测定的延迟值(Re590)在120-160nm的范围内。这些Re延迟值优选满足条件Re590-Re450≥2nm，更优选满足条件Re590-Re450≥5nm，最优选满足条件Re590-Re450≥10nm。

在450nm下测定的Re延迟值(Re450)优选在108-120nm的范围内，在550nm下测定的Re延迟值(Re550)优选在125-142nm的范围内，在590nm下测定的Re延迟值(Re590)优选在130-152nm的范围内，并且Re550和Re590值优选满足条件Re590-Re550≥2nm。更优选满足条件Re590-Re550≥5nm，最优选满足条件Re590-Re550≥10nm。

延迟值(Re)按照下式计算：

Re＝(nx-ny)×d

其中nx是沿λ/4板面内慢轴(赋予最大折光率的方向)的折光率，ny是与该面内的慢轴垂直的方向的折光率，并且d是λ/4板的厚度(以nm计)。

该λ/4板优选由满足下面条件的单片薄膜组成：

1≤(nx-nz)/(nx-ny)≤2

其中nx是沿λ/4板面内慢轴的折光率，ny是与该λ/4板面内的慢轴垂直的折光率，并且nz是λ/4板厚度方向的折光率。

为了制备具有前述光学特性的优选的λ/4板，可以将一聚合物薄膜拉伸。或者，在用杆状液晶涂布之后，将聚合物薄膜经过摩擦处理以将该杆状液晶分子对齐。对齐的分子例如通过光聚合反应固定，从而形成一光学各向异性层。由此处理过的聚合物薄膜可以层压形成λ/4板。该λ/4板可以经倾斜拉伸或摩擦以控制慢轴的方向。

(由单片薄膜组成的λ/4板)

构造该λ/4板的单片薄膜的厚度优选在5-1,000μm的范围内，更优选在10-500μm的范围内，再次优选在40-200μm的范围内，最优选在70-120μm的范围内。

(聚合物薄膜)

作为制备聚合物薄膜的聚合物，可以使用上述作为光学补偿薄膜的透明载体用的聚合物。

优选纤维素酯类，特别优选低级脂肪酸的纤维素酯类作为这些聚合物。术语“低级脂肪酸”是指具有6个或更少碳原子的脂肪酸。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)。特别优选乙酸纤维素酯。也可以使用混合脂肪酸的纤维素酯类，例如乙酸丙酸纤维素酯和乙酸丁酸纤维素酯。

乙酸纤维素酯的平均乙酸含量(乙酰化度)优选在45.0-62.5％的范围内，更优选在55.0-61.0％的范围内，最优选在59.0-60.0％的范围内。

(延迟-增加剂)

可以将一延迟-增加剂加入到该聚合物(优选，乙酸纤维素酯)薄膜中，从而控制该延迟值。作为延迟-增加剂，可以使用三苯基三嗪-基化合物(将它们用于光学补偿薄膜中)。然而，优选的延迟-增加剂是具有至少一个芳环的杆状化合物，例如1，4-环己二羧酸对正庚基苯酚二酯。

以100重量份聚合物为基础，该延迟增加剂的量优选在0.05-20重量份的范围内，更优选在0.1-10重量份的范围内，再次优选在0.2-5重量份的范围内，最优选在0.5-2重量份的范围内。可以将两种或更多种延迟增加剂混合使用。

该延迟-增加剂优选在250-400nm的波长区具有最大吸收谱带，并且在可见波长区基本上没有吸收谱带。

而且，该聚合物薄膜优选经过拉伸以控制折光率(薄膜面内分别沿慢轴、沿传送轴以及沿厚度方向的折光率nx、ny和nz)。该薄膜可以与上述PVA薄膜相同的方式经过倾斜拉伸，以便其慢轴可以相对纵向倾斜45°。

(涂布型的λ/4板)

作为λ/4板，可以使用日本专利公开2001-21720中所述的涂布型的λ/4板。包括两个光学各向异性层及其中提供的一扭转结构，该涂布型的λ/4板在宽的波长区具有显著提高的特性。

所述两个光学各向异性层优选是包含液晶的双折射薄膜或层。更优选至少一个光学各向异性层是包含液晶的层，最优选两层都是包含液晶的层。包含液晶的该层的光学特性比双折射薄膜的更容易控制。

在包含液晶的各向异性层中，慢轴经液晶分子的摩擦方向取向。如果适当控制液晶的量和类型，可以严格调整其延迟值。

该光学各向异性层的厚度和取向双折射在550nm(即，在可见波长区的中间)测定的乘积在150-350nm的范围内。在该扭转结构中，扭转角在3-45°的范围内。如果层没有扭转结构，厚度与取向双折射的乘积与平面内的延迟值一致。

(双折射薄膜)

另一光学各向异性层优选是在550nm下(即，在可见波长区的中间)下的相差为60-170nm的双折射薄膜。

用于双折射薄膜的聚合物的实例包括聚烯烃(例如，聚乙烯、聚丙烯、降冰片烯-基聚合物)、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯腈、聚砜、聚丙烯酸酯、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸酯类、聚丙烯酸聚合物和纤维素酯类。也可以使用其共聚物或混合物。

该薄膜的光学各向异性优选是通过拉伸赋予的。薄膜优选经过单轴拉伸。该单轴拉伸优选是两个或多个辊差异旋转的纵向拉伸或者是薄膜的两边夹住并用拉幅机横向拉伸的横向拉伸。两个或多个薄膜可以经过层压使所得层状薄膜可以满足上面的条件。聚合物薄膜优选经过溶剂浇注法成型，从而降低该薄膜的不匀度。薄膜厚度优选在20-500nm的范围内，更优选在50-200nm的范围内，最优选在50-100nm的范围内。

(圆偏振片)

该λ/4板和线性偏振薄膜经过层压使该板的慢轴可以与薄膜的吸收轴成45°，从而制得一圆偏振片。如果该薄膜的吸收轴从纵向大致倾斜45°，那么该板的慢轴基本上与纵向平行。如果该薄膜的吸收轴与纵向基本上平行，那么该板的慢轴优选从纵向基本上倾斜45°。

该板的慢轴与薄膜的吸收轴之间的角度优选在41-49°的范围内，更优选在42-48°的范围内，再次优选在43-47°的范围内，最优选在44-46°的范围内。

因此，将该λ/4板和线性偏振薄膜层压以制得一层状组合物。在该组合物的反面，优选提供一保护薄膜。该保护薄膜优选由透明聚合物(光学透射比为80％或更大)制成。该透明聚合物的实例包括聚烯烃类(例如，Artone、Zeonex、Zeonor[商标名])、乙酸纤维素酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚砜和聚醚砜)。也可以使用可商购获得的透明聚合物及其薄膜。

该保护薄膜的慢轴优选与线性偏振薄膜的吸收轴基本上平行地放置。

该线性偏振薄膜和λ/4板，或者该线性偏振薄膜和保护薄膜用粘合剂层压。粘合剂优选是聚乙烯醇-基树脂或硼化合物的水溶液，更优选是聚乙烯醇-基树脂的水溶液。作为聚乙烯醇-基树脂，可以使用引入醇之外的官能团(例如，乙酰乙酰基、磺基、羧基或烷氧基)的变性聚乙烯醇。粘合层的干燥厚度优选为0.01-10μm，更优选为0.05-5μm。

(液晶显示器)

本发明的液晶显示器可以设计为正常白色型(其中当施加的电压低或高时分别显示亮或暗的图象)或正常黑色型(其中当施加的电压低或高时分别显示暗或亮的图象)。

如果将本发明用于反射型或半反射型的显示器，那么该活性基质型优选简单的基质型。更优选采用TFT(薄膜晶体管)、TFD(薄膜二极管)或MIM(金属绝缘体金属)型。在为TFT型的情况下，优选使用冷多晶硅或晶界硅。

如下不同文献或出版物详细描述了该液晶显示器：″Handbook ofLiquid Crystal Devise(日语)″，第142界委员会，日本科技促进协会，Nikkan Kogyou Shinbun publishing Co.，Ltd.；″Liquid Crystal，Application(日语)″，Okano，Baifukan publishing Co.，Ltd.；″ColorLiquid Crystal Display(日语)″，Kobayashi，Sangyo Shuppan publishingCo.，Ltd.；″Liquid Crystal Display in Next Generation(日语)″，Uchida，Kogyou Chosakai publishing Co.，Ltd.；″The Latest Liquid CrystalDisplay(日语)″，the group of young Liquid Crystal scholars，Sigmapublishing Co.，Ltd.；和″Liquid Crystal：Groundwork and NewApplication of LCD(日语)″，the group of young Liquid Crystal scholars，Sigma publishing Co.，Ltd.。

[实施例1]

(HAN型液晶元件的制备)

在提供有一ITO电极的玻璃基片上，形成一聚酰亚胺层并对该层表面进行摩擦处理以形成一取向层。单独地，在提供一ITO电极的另一玻璃基片上沉积SiO以形成一取向层。将这两个玻璃片彼此面对面并结合使这两片之间的缝隙为4.8μm。

将向列液晶(Δn＝0.1396；商标名：ZLI1132，可从Merck & Co.，Inc.获得)插入到该缝隙中，制得HAN型的液晶元件。制得的该液晶层的延迟是671nm。

(卷状λ/4板的制备)

在室温下，将120重量份的三乙酸纤维素酯(平均乙酸含量：59.5％)、9.36重量份的磷酸三苯酯，4.68重量份的联苯基二苯基磷酸酯、1.00重量份的延迟增加剂(反-1，4-环己二-羧酸4-正庚基苯酚二酯)、543.14重量份的二氯甲烷、99.35重量份的甲醇和19.87重量份混合并溶解制得一溶液(浓液)。

将该浓液浇注到一移动的不锈带上，并加入到干燥区在25℃下干燥1分钟并在45℃下干燥5分钟。由此形成的薄膜含有以30wt.％的量留下的溶剂。从带下剥下之后，将该薄膜以比带的传送速度高的卷起速度卷起以在130℃下拉伸。在该纵向拉伸中，让薄膜横向收缩。拉伸之后，将该薄膜加入干燥区，在120℃下干燥30分钟，然后卷起。由此形成的薄膜含有以0.1wt.％的量留下的溶剂。

所得卷状薄膜的厚度为101μm，并且在450nm、550nm和590nm下通过偏振光椭圆率测量仪(M-150，Japan Spectrum Co.，Ltd.)测定其延迟值，测定分别为119.3nm、137.2nm和142.7nm。薄膜的慢轴与传送(纵向、拉伸)方向平行。

而且，用Abbe氏折光计测定折光率，还测定延迟的角度依赖性。由所得数据，测定550nm下的nx(沿慢轴的折光率)、ny(与慢轴垂直的折光率)和nz(沿深度的折光率)，发现(nx-nz)/(nx-ny)是1.60。

(卷状线性偏振薄膜的制备)

在25℃下将一PVA薄膜在含有2.0g/l碘和4.0g/l碘化钾的水溶液中浸泡240秒，再在25℃下在含有10g/l硼酸的水溶液中浸泡60秒。经拉幅机以5.3的拉伸比将浸泡的薄膜拉伸之后，在80℃下将薄膜干燥收缩，同时将宽度保持恒定。然后从拉幅机上取下薄膜，并卷起。薄膜在干燥之前和干燥之后的水分含量分别是31％和1.5％。

左边和右边的运行速度之差小于0.05％，并且加入该过程(拉幅机)的薄膜的中心线与递送到下一步的薄膜的中心线构成的角度是46°。在该过程的出口，在薄膜内没有观察到任何皱褶和变形。

所得线性偏振薄膜的慢轴相对传送(纵向)方向以45°倾斜。薄膜在550nm下的透射比和偏振度分别是43.7％和99.97％。

(圆偏振片的制备)

将一可商购获得的三乙酰基纤维素薄膜(Fujitac TD80，Fuji PhotoFilm Co.，Ltd.)和上面的λ/4板于55℃下在1.5N NaOH水溶液中浸泡1分钟，以将该薄膜和该板的两个表面皂化。该板的每一薄膜的一个表面涂布有约30μm厚的聚乙烯醇-基粘合层，并将上面的线性偏振薄膜辊对辊夹住并与所述三乙酰基纤维素薄膜和λ/4板层压。由此获得的层状组合物在80℃下干燥得到厚度为约241μm的圆偏振片。

(光学补偿薄片的制备)

将以下组分倒入一混合槽中，并且搅拌加热将每一组分溶解。因此，制得一三乙酸纤维素酯溶液。

三乙酸纤维素酯溶液
		乙酸纤维素酯(乙酸含量：60.9％)磷酸三苯酯(增塑剂)联苯基二苯基磷酸酯(增塑剂)二氯甲烷(第一溶剂)甲醇(第二溶剂)	100重量份8.1重量份3.6重量份338重量份27重量份

将15重量份的以下延迟增加剂、80重量份的二氯甲烷和20重量份的甲醇倒入另一混合槽中，搅拌并加热制得一延迟增加剂溶液。

(延迟增加剂)

将52重量份制得的延迟增加剂溶液和477重量份的乙酸纤维素酯溶液混合并搅拌，制得一浓液。

通过带式浇注机浇注制得的浓液。当形成的薄膜中剩下的溶剂量达到50wt.％时，将薄膜从带上剥离。将该薄膜在130℃下横向拉伸17％，并在130℃下保持30秒，同时使宽度保持恒定。然后，从夹具上取下薄膜。制得一三乙酸酯薄膜。

在550nm的波长下通过偏振光椭圆率测量仪(M-150，JapanSpectrum Co.，Ltd.)测定制得的乙酸纤维素酯薄膜的光学特性，分析Re和Rth值。通过光学双折射分析仪(KOBRA-21ADH、Oji ScientificInstrument Co.，Ltd.)在以相等间隔横向位置的10个点测定慢轴的角度，并平均。还获得这些慢轴的角度的标准偏差。

结果列于表1。

表1

透明载体	Re值	Rth值	慢轴的角度的标准偏差
				实施例1实施例2	40nm40nm	220nm220nm	1.4°1.3°

在上面制得的乙酸纤维素酯薄膜上，用#3棒涂器涂敷1.0N KOH溶液(溶剂：异丙醇/丙二醇/水＝75/13/12 wt/％)。在60℃下加热10秒钟之后，用经#1.6棒涂器施加的水以及40℃下从喷嘴喷射的500ml/m²水将该表面洗涤。此后即刻，用风刀将薄膜上的水分吹3次。然后用100℃的热风干燥该表面，制得具有皂化表面的三乙酸纤维素酯薄膜。

在该三乙酸纤维素酯的皂化表面上，经#14金属丝棒涂器涂敷通过在36g水中溶解2.0g以下变性聚乙烯醇并加入12g甲醇和0.1g戊二醛(交联剂)制得的涂布液，并用60℃的热风干燥60秒，用90℃的热风干燥160秒，从而在三乙酸纤维素酯薄膜上形成一卷状取向层。

然后将该取向层经过与传送(纵向)方向平行的摩擦处理。

(改性的聚乙烯醇)

为了制备一涂布液，将38.4g下面的盘形(液晶)化合物、4.1g氧化乙烯改性的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(V#360，Osaka OrganicChemicals Co.，Ltd.)、0.80g乙酸丁酸纤维素酯(CAB-551-0.2，EastmanChemical)、0.2g乙酸丁酸纤维素酯(CAB-531-1，Eastman Chemical)、1.5g光聚合引发剂(Irgacure 907，Ciba Geigy)和0.5g光敏剂(KayacureDETX，Nippon Kayaku Co.，Ltd.)溶解在102g甲基乙基酮中。然后用#3金属丝棒涂器将该涂布液涂布到取向层(与纵向以45°经过摩擦处理)上。将由此处理的薄膜固定在一金属框上，并在恒定温度浴中于130℃下加热2分钟，由此将单域盘形向列相中的盘形化合物分子排列。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，以便将该盘形液晶分子聚合。将该薄膜冷却至室温。由此形成一制备光学补偿薄膜的光学各向异性层。

(盘形液晶化合物)

在法线方向、与法线以40°倾斜的方向、以及以-40°倾斜的方向分别测定包括摩擦方向和法线的面内的延迟值Re(0°)、Re(40°)和Re(-40°)。结果列于表2。

表2

光学补偿薄膜	Re(0°)	Re(-40°)	Re(40°)
				实施例1实施例2	38nm40nm	42nm44nm	83nm87nm

(反射型的HAN型LCD的制备)

在用于可商购获得的反射型的LCD的反射板上，层压一HAN型的液晶元件。用丙烯酸粘合剂将上述光学补偿薄膜层压到该元件上，使该薄膜的三乙酸纤维素酯面可以与该元件接触。该元件的摩擦方向与薄膜的摩擦方向反平行地放置。而且在该层压薄膜上，用丙烯酸粘合剂层压所述圆偏振片，这样可以使偏振片的λ/4板与薄膜接触。该λ/4板的慢轴与该元件的摩擦方向平行放置。因此，制得一反射型的HAN型LCD。制得的液晶显示器的结构如下。

圆偏振片

保护薄膜(TD80U)

线性偏振薄膜(PVA/I₂)

相延迟器(λ/4板)

光学补偿薄膜

透明载体(三乙酸纤维素酯薄膜)

光学各向异性层(盘形液晶层)

HAN型液晶元件

反射板

向该液晶元件施加电压(白色：2V，黑色：6V)，并显示一图象，正面观察以通过计量器(EZ-Contrast 160D，ELDIM)测定正面对比度。向左-向右测定对比度为5或更大的视角(与摩擦方向垂直)。结果列于表3。

表3

液晶显示器	正面对比度	视角
			实施例1实施例2	1512	120°100°

[实施例2]

(弯曲对齐型液晶元件的制备)

在提供有ITO电极的玻璃基片上，沉积铝，只是留下一部分窗口以形成带窗口的漫射折射板用于下面的透射。在该板上形成一聚酰亚胺层并将该层的表面经受摩擦处理形成一取向层。单独地，在另一带有ITO电极的玻璃基片上提供另一聚酰亚胺薄膜以形成一取向层。将这两个玻璃片彼此面对面结合，使得这两块板之间的间隙是10μm。将一向列液晶(Δn＝0.1396；商标名：ZLI1132，可从Merck & Co.，Inc.获得)插入到该间隙中，制得一弯曲对齐型的液晶元件。制得的液晶层的延迟是698nm。

将以下组分混合制得一溶液，其中在搅拌下逐渐加入三乙酸纤维素酯(平均粒径：2mm)粉末。

三乙酸纤维素酯溶液
		三乙酸纤维素酯(乙酸含量：60.5％)磷酸三苯酯(增塑剂)联苯基二苯基磷酸酯(增塑剂)乙酸甲酯(第一溶剂)环己酮(第二溶剂)甲醇(第三溶剂)	100重量份6.8重量份4.9重量份240重量份100重量份25重量份

乙醇(第四溶剂)二氧化硅颗粒(平均粒径：20nm)用于实施例1的延迟-增加剂

25重量份0.5重量份6.7重量份

将该混合物在室温(25℃)下静置3小时。所得不匀凝胶于-70℃下冷却6小时，然后加热至50℃获得一浓液。

用该浓液，以与实施例1相同的方式形成一三乙酸纤维素酯。表1中列出了形成的薄膜的光学特性和导热率。

将该乙酸纤维素酯薄膜在1.5N NaOH水溶液中于55℃下浸泡2分钟。室温下在水浴中洗涤之后，用0.1N硫酸于30℃下将该薄膜中和。然后再次在水浴中于室温下洗涤该薄膜，并用100℃的热风干燥。因此将该乙酸纤维素酯的表面皂化。

在皂化薄膜的一个表面上，以与实施例1相同的方式形成一取向层并经过摩擦处理。

为了制备一涂布液，将41.0g实施例1中使用的盘形液晶化合物、4.0g氧化乙烯改性的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(V#360，Osaka OrganicChemicals Co.，Ltd.)、0.90g乙酸丁酸纤维素酯(CAB-551-0.2，EastmanChemical)、0.23g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金属丝棒涂器将该涂布液涂布到取向层上。将由此处理的薄膜固定在一金属框上，并在恒定温度浴中于130℃下加热2分钟，由此将单域盘形向列相中的盘形化合物分子排列。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，以便将该盘形液晶分子聚合。将该薄膜冷却至室温。由此形成一制备光学补偿薄膜的光学各向异性层。

在法线方向、与法线以40°倾斜的方向、以及以-40°倾斜的方向分别测定包括摩擦方向和法线的面内的延迟值Re(0°)、Re(40°)和Re(-40°)。结果列于表2。

(线性偏振薄膜的制备)

在25℃下将一PVA薄膜在含有2.0g/l碘和4.0g/l碘化钾的水溶液中浸泡240秒，再在25℃下在含有10g/l硼酸的水溶液中浸泡60秒。经拉幅机以7.4的拉伸比将浸泡的薄膜拉伸之后，在80℃下将薄膜干燥收缩，同时将宽度保持恒定。然后从拉幅机上取下薄膜，并卷起。薄膜在干燥之前和干燥之后的水分含量分别是30％和1.3％。

所得线性偏振薄膜具有与传送(纵向)方向平行的慢轴。薄膜在550nm下的透射比和偏振度分别是43.9％和99.96％。

(λ/4板的制备)

通过棒涂器在与实施例1的光学补偿薄膜所用类似的三乙酸纤维素酯薄膜上涂布以下涂布液，并在130℃下干燥3分钟形成厚度为0.5μm的垂直取向层。

垂直取向层的溶液
		用甾族化合物改性的Polyamic acidN-甲基-2-吡咯烷酮乙二醇一丁醚甲基乙基酮	5.0wt.％25.0wt.％25.0wt.％45.0wt.％

将具有形成的垂直取向层的该薄膜卷到一辊上，并与传送(纵向)方向成45°经过摩擦处理。在该垂直取向层上，涂布以下涂布液并用从500W/cm²的高压汞灯发出的紫外线照射1秒钟，制得一具有138nm的延迟值并且慢轴相对纵向倾斜45°的λ/4板。

光学各向异性层的溶液
		实施例1中所用的盘形液晶乙酸丁酸纤维素酯三羟甲基丙烷三丙烯酸酯Irgacure 907(Ciba-Geigy)Kayacure DETX(Nippon Kayaku Co.，Ltd.)以下的手性剂(C-2)甲基乙基酮	32.6wt.％0.2wt.％3.2wt.％0.4wt.％1.1wt.％0.35wt.％62.5wt.％

手性剂(C-2)

(圆偏振片的制备)

将一可商购获得的三乙酸纤维素薄膜(Fujitac TD80，Fuji PhotoFilm Co.，Ltd.)和上面的λ/4板以与实施例1相同的方式皂化。该板的每一薄膜的三乙酸纤维素酯侧的表面涂布有约30μm厚的聚乙烯醇-基粘合层，并将上面的线性偏振薄膜辊对辊夹住并与所述三乙酰基纤维素薄膜和λ/4板层压。由此获得的层状组合物在80℃下干燥得到厚度为约241μm的圆偏振片。

(半透射型的OCB对齐型LCD的制备)

在弯曲对齐型的液晶元件的每一面上，用丙烯酸粘合剂层压所述光学补偿薄膜，使该薄膜的三乙酸纤维素酯面可以与该元件接触。该元件的摩擦方向与薄膜的摩擦方向平行地放置。而且在该薄膜上，用丙烯酸粘合剂层压所述圆偏振片，这样可以使该偏振片的λ/4板与薄膜接触。该λ/4板的慢轴与该元件的摩擦方向反平行地放置。在反射板面上，连续层压一棱镜片和漫射片，提供一背面光单元。因此，制得一半透射型的LCD。制得的液晶显示器的结构如下。

圆偏振片

保护薄膜(TD80U)

线性偏振薄膜(PVA/I₂)

相延迟器(λ/4板)

光学补偿薄膜

透明载体(三乙酸纤维素酯薄膜)

光学各向异性层(盘形液晶层)

弯曲对齐型(CB型)的液晶元件

光学补偿薄膜

光学各向异性层(盘形液晶层)

透明载体(三乙酸纤维素酯薄膜)

圆偏振片

相延迟器(λ/4板)

线性偏振薄膜(PVA/I₂)

保护薄膜(TD80U)

棱镜片

漫射片

背面光

向该液晶元件施加电压(白色：2V，黑色：6V)，并显示一图象，正面观察以通过计量器(EZ-Contrast 160D，ELDIM)测定正面对比度。向左-向右测定对比度为5或更大的视角(与摩擦方向垂直)。结果列于表3。

Claims (8)

1、一种偏振片，包括一具有纵向和吸收轴的线性偏振薄膜，以及一具有纵向和慢轴的λ/4板，其中线性偏振薄膜的纵向与λ/4板的纵向基本上平行，线性偏振薄膜的吸收轴与线性偏振薄膜的纵向基本上平行，λ/4板的慢轴与λ/4板的纵向基本上成45°的角度，并且λ/4板在590nm波长下测定的Re延迟值在120-160nm的范围内。

2、如权利要求1所述的偏振片，其中所述λ/4板在450nm波长下测定的Re延迟值在100-125nm的范围内，并且所述延迟值满足条件Re590-Re450≥2nm，其中Re590代表在590nm波长下测定的Re延迟值，Re450代表在450nm波长下测定的Re延迟值。

3、一种偏振片，包括一具有纵向和吸收轴的线性偏振薄膜，以及一具有纵向和慢轴的λ/4板，其中线性偏振薄膜的纵向与λ/4板的纵向基本上平行，线性偏振薄膜的吸收轴与线性偏振薄膜的纵向基本上成45°的角度，λ/4板的慢轴与λ/4板的纵向基本上平行，并且λ/4板在590nm下波长测定的Re延迟值在120-160nm的范围内。

4、如权利要求3所述的偏振片，其中所述λ/4板在450nm波长下测定的Re延迟值在100-125nm的范围内，并且所述延迟值满足条件Re590-Re450≥2nm，其中Re590代表在590nm波长下测定的Re延迟值，Re450代表在450nm波长下测定的Re延迟值。

5、一种液晶显示器，包括一液晶元件和至少一个偏振片，所述液晶元件包括一对基片，每一基片具有一透明电极，所述的透明电极具有一其上提供有取向层的表面，其中弯曲对齐或混合对齐的向列液晶密封在这些基片的取向层之间，并且其中的偏振片是由权利要求1-4之一所述的偏振片剪切出的。

6、如权利要求5所述的液晶显示器，其中在液晶元件和偏振片之间提供一光学补偿薄膜，所述光学补偿薄膜包括一透明载体和一固定对齐取向的盘形液晶的光学各向异性层，并且其中该光学各向异性层具有这样的光学各向异性：在法线方向测定的延迟值在10-60nm的范围内，在包括摩擦方向和法线的面内与法线以40°倾斜的方向的延迟值在80-130nm的范围内，在包括摩擦方向和法线的面内与法线以-40°倾斜的方向的延迟值在10-60nm的范围内。

7、如权利要求6所述的液晶显示器，其中光学补偿薄膜的透明载体具有这样的光学各向异性：Re延迟值在10-70nm的范围内并且Rth延迟值在70-400nm的范围内。

8、制备如权利要求1-4任一项所述的偏振片的方法，该方法包括将一光学聚合物薄膜连续提供到一弯曲过程中，在该过程中，聚合物薄膜的两边都用夹具夹住，同时在如下条件下将该薄膜拉伸以制备所述的λ/4板：

(i)纵向拉伸比在1.2-10的范围内，

(ii)横向拉伸比在1.1-20.0的范围内，

(iii)夹具在两边的纵向传送速度之差是1％或更小，

(iv)存在挥发性内容物为5％或更大的状态，和

(v)在该过程的出口，传送方向和主要拉伸方向之间的角度在20°-70°的范围内。

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