CN1759332B - 制造倾斜取向薄膜的方法,倾斜取向薄膜及使用该膜的图像显示设备 - Google Patents

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Abstract

在对垂直取向衬底进行摩擦处理后，在衬底上涂布包含垂直取向液晶组合物和可光聚合液晶组合物的液晶涂布溶液，由此形成具有倾斜取向的液晶层。还可以由该方法制造具有倾斜取向的薄膜。

Description

制造倾斜取向薄膜的方法，倾斜取向薄膜及使用该膜的图像显示设备
技术领域
本发明涉及一种制造倾斜取向薄膜的方法，倾斜取向薄膜或者倾斜取向液晶层。用本发明制造方法制造的倾斜取向薄膜或者从倾斜取向薄膜剥离的倾斜取向液晶层单独地或者和其他薄膜组合可用作，例如光学补偿薄膜如相位差薄膜和视角补偿薄膜，以及光学薄膜如椭圆偏振薄膜，所述椭圆偏振薄膜是将上述光学补偿薄膜和偏振片层压获得的。这些薄膜可用于图像显示设备，例如液晶显示设备(LCD)，场致发光显示设备(ELD)，等离子体显示器(PD)和场发射显示器(FED)。本发明的倾斜取向薄膜对于LCD的光学补偿特别有效。
背景技术
LCD通过用各种方法控制来自背光照射的光线来实现图像显示。例如，使用控制光线透射状态的液晶板，选择性透射偏振光的偏振片，用于提高彩色显示再现性和视角性质的光学补偿薄膜等。它们当中，光学补偿薄膜通过拉伸聚合物薄膜或者涂布有机材料来控制薄膜所具有的反射指数的相位差，以能够按照各种要求进行光学补偿。例如，在具有其中液晶作用方式是TN方式或者STN方式的液晶板的LCD中，使用各种视角加宽技术来向这些方式补偿狭窄特性。例如，已知有一种使用取向分割方法、半色调方法等来平均像素同时将像素分到多个具有不同液晶分子取向方向的区域中的方法，一种使用会聚透镜或发散透镜的方法，一种使用视角补偿薄膜的方法，以及一种从根本上改进液晶运行方式例如IPS、MVA或OCB的方法。这些方法中，改进液晶运行方式的方法和使用视角补偿薄膜的方法更简单，已经被积极地投入实践中。
特别地，使用视角补偿薄膜的方法比改变和改进液晶运行方式的方法更简单，因为可以将集成有偏振片的光学补偿薄膜粘附在液晶板上而不对液晶板作任何改变。即，这种方法是可以低成本地实现视角加宽的技术。作为视角补偿薄膜，已知的是含有倾斜的盘形(discotic)液晶的薄膜或者含有杆状向列型液晶的薄膜。在任一种情况下，液晶聚合物都是倾斜取向的(例如，参见专利文件1)。还已知有一种使用侧链-型液晶聚合物的倾斜取向薄膜(例如，参见专利文件2)和使用光学取向薄膜作为显示出垂直(正交)取向的向列型可聚合液晶化合物来形成倾斜取向的液晶层的方法(例如，参见专利文件3)。
但是，在常规方法中，只获得倾斜度相对较小的倾斜取向液晶层，难以获得具有较大倾斜度的倾斜取向薄膜。另外，公知有一种通过增加倾斜取向液晶层的厚度来提高倾斜度的方法，但是随着厚度的增加，取向状态变得不稳定，因而难以控制厚度。因此，除非可以稳定地获得具有大倾斜度的倾斜取向液晶层，能够进行LCD光学补偿的相位差范围是受限制的。所以，需要稳定地获得包含具有大倾斜度的倾斜取向液晶层的倾斜取向薄膜。
专利文件1：JP 8-5838A
专利文件2：JP 2000-327720A
专利文件3：JP 2002-214610A
发明内容
本发明中，一个目的是提供一种制造倾斜取向薄膜的方法，该薄膜具有大的倾斜度并且是容易控制和稳定的，和提供一种倾斜取向薄膜，以及使用该倾斜取向薄膜的图像显示设备。只要获得了本发明的薄膜，由于加宽了光学补偿范围，该薄膜变得可以更加灵活地应对多种应用，例如视角补偿。
作为深入细致研究以解决上述问题的结果，本发明人发现可以用如下方法达到上述目的，从而完成本发明。
即，本发明是一种制造倾斜取向薄膜的方法，该方法包括：在垂直取向衬底上进行摩擦处理；并且在摩擦处理后，将包含垂直取向液晶组合物和可光聚合液晶组合物中的至少一种的液晶涂布溶液涂布在垂直取向衬底上，形成倾斜取向液晶层。而且，这种方法可以是制造两层或多层的方法，即通过进一步涂布该液晶涂布溶液形成多个倾斜取向液晶层。
此外，本发明涉及一种制造倾斜取向薄膜的方法，该方法包括：通过至少一个胶粘层将该倾斜取向液晶层和光学薄膜层压在一起；和除去垂直取向衬底。
在用上述制造方法获得的倾斜取向薄膜中，优选倾斜度为30以上，条件是将倾斜度计算为：
(|Δnd(-30)-Δnd(+30)|/Δnd(0))×100
其中Δnd(0)是正面相位差，Δnd(+30)和Δnd(-30)分别是在向慢轴倾斜±30°方向上的相位差。
此外，本发明涉及一种包含倾斜取向液晶层的倾斜取向薄膜，所述倾斜取向液晶层包含垂直取向液晶组合物和可光聚合液晶组合物中的至少一种，
其中倾斜度为30以上，条件是将倾斜度计算为：
(|Δnd(-30)-Δnd(+30)|/Δnd(0))×100
其中Δnd(0)是正面相位差，Δnd(+30)和Δnd(-30)分别是在向慢轴倾斜±30°方向上的相位差。而且，可以将两层或多层上述倾斜取向液晶层相互层压在一起。
本发明涉及一种含有上述倾斜取向薄膜的光学薄膜和含有上述倾斜取向薄膜或上述光学薄膜的图像显示设备。
因此，本发明可以提供一种制造倾斜取向薄膜的方法，该方法包括摩擦垂直取向衬底，并且在摩擦后，将包含垂直取向液晶组合物和可光聚合液晶组合物中的至少一种的液晶涂布溶液涂布在所述垂直取向衬底上，形成倾斜取向液晶层，以及可以提供一种倾斜取向薄膜。由于上述倾斜取向薄膜是用能够稳定制造的制造方法制造的，并且具有比以前更大的倾斜度，因而，通过在图像显示设备例如液晶显示设备中，将这种薄膜和光学薄膜例如偏振片适当组合使用，可以更高地和更有效地进行视角补偿和其他光学补偿。
而且，本发明通过形成包含垂直取向液晶组合物或可光聚合液晶组合物的倾斜取向液晶层，提供一种具有大倾斜度的倾斜取向薄膜。此外，通过将两层或多层倾斜取向液晶层层压在一起，稳定地提供具有比一层倾斜取向液晶层形成的倾斜取向薄膜更大的倾斜度的倾斜取向薄膜。由这样的倾斜取向薄膜，通过在图像显示设备例如液晶显示设备中将这种薄膜和光学薄膜例如偏振片适当组合使用，可以更高地和更有效地进行视角补偿和其他光学补偿。
附图说明
图1是本发明倾斜取向薄膜的一个实施方案的横截面视图。
图2是本发明倾斜取向薄膜的另一实施方案的横截面视图。
图3是本发明图像显示设备的一种实施方案的横截面视图。
具体实施方式
本发明是如下发现：通过形成包含垂直取向液晶组合物或可光聚合液晶组合物的液晶涂布溶液，获得具有更大倾斜度的倾斜取向。
依照本发明的倾斜取向薄膜的构造具有形成在垂直取向衬底上的倾斜取向液晶层，该层包含含有垂直取向液晶组合物或可光聚合液晶组合物的液晶涂布溶液。为了有效利用倾斜取向液晶层的光学性质，可以照原样使用含有垂直取向衬底的上述倾斜取向薄膜，或者可以在将垂直取向衬底从倾斜取向薄膜剥离后，单独使用倾斜取向液晶层。特别是，考虑到耐久性和易处理性，优选照原样使用倾斜取向薄膜，或者在将其与其他光学薄膜层压，然后从倾斜取向薄膜上剥离垂直取向衬底之后，以倾斜取向液晶层位于上述光学薄膜上的层压状态使用。
本发明倾斜取向薄膜所具有的倾斜取向液晶层的倾斜取向要求：倾斜取向液晶层的向列型液晶分子的倾斜角与垂直于垂直取向衬底表面的方向成1°～85°。此时的倾斜度是使用在倾斜取向薄膜的垂直方向(前方向)和从垂直方向沿着慢轴方向倾斜±30°位置处测量的相位差值，依照如下表达式确定的：
倾斜度＝
(|Δnd(-30)-Δnd(+30)|/Δnd(0))×100
其中Δnd(0)是正面相位差，Δnd(+30)和Δnd(-30)分别是在向慢轴倾斜±30°方向上的相位差。
依照本发明的倾斜度足以达到30或更大，但是由于倾斜度越大，能够进行光学补偿的范围越宽，优选倾斜度为50或更大，更优选为150或更大。此外，在层压两层或多层倾斜取向液晶层的情况下，获得具有更大倾斜度的倾斜取向薄膜。例如，在将两层倾斜取向液晶层层压在一起的情况下，可以获得倾斜度为250或更大的倾斜取向薄膜，而在将三层倾斜取向液晶层层压在一起的情况下，很容易获得倾斜度为500或更大的倾斜取向薄膜。但是，当这种倾斜取向液晶层的层数增加或者层的厚度增加时，取向的精度下降，而且进行控制以获得所需的倾斜取向液晶层也变得困难。因此，在倾斜取向液晶层包含其一层的情况下，优选实际倾斜度为500或以下，更优选为250或以下。在倾斜取向液晶层包含其两层或多层的情况下，优选实际倾斜度为1000或以下，更优选为800或以下。优选层压的层数为四层或更少，特别优选层压两层。图1显示了本发明倾斜取向薄膜的一种实施方案。在倾斜取向薄膜1中，将两层倾斜取向液晶层3层压在垂直取向衬底2上。
至于垂直取向衬底，可以使用例如包含各种材料如聚合物、玻璃和金属的衬底，并且对垂直取向衬底没有特别的限制，只要不用摩擦垂直取向衬底，在上面可以将垂直液晶组合物垂直取向即可。在难以将垂直液晶组合物单独在上述衬底上垂直取向的情况下，在上述衬底上提供能够实现垂直液晶组合物的垂直取向的取向层，并将衬底和取向层的组合用作垂直取向衬底。具体而言，优选单独使用具有降冰片烯结构的聚合物薄膜或玻璃衬底，或者使用其中在聚合物薄膜上提供包含玻璃状大分子、硅烷偶合剂或者表面活性剂的取向层的衬底。其中，为了实用和稳定，特别优选的是具有降冰片烯结构的聚合物薄膜或其中在聚合物薄膜上提供包含玻璃状大分子、硅烷偶合剂或者表面活性剂的取向层的衬底。垂直取向衬底的厚度通常为约10～1000μm。
在使用聚合物薄膜作为衬底的情况下，对薄膜没有特别的限制，只要在薄膜的表面状态和取向液晶的耐温性方面不产生麻烦即可。例如，可以提及由如下透明聚合物形成的薄膜，例如，聚酯基聚合物，如聚对苯二甲酸乙二酯和聚萘二甲酸乙二酯；纤维素基聚合物，如二乙酰基纤维素和三乙酰基纤维素；聚碳酸酯基聚合物；以及丙烯酸类聚合物，如聚甲基丙烯酸甲酯；等等。而且，还可以提及如下透明聚合物形成的薄膜，例如，苯乙烯基聚合物，如聚苯乙烯和丙烯腈-苯乙烯共聚物；烯烃基聚合物，如聚乙烯，聚丙烯，具有环状或降冰片烯结构的聚烯烃，以及乙烯-丙烯共聚物；氯乙烯基聚合物；酰胺聚合物，如芳香族聚酰胺；等等。此外，可以提及由如下透明聚合物形成的薄膜，例如，酰亚胺聚合物，砜基聚合物，聚醚砜基聚合物，聚醚醚酮基聚合物，聚苯硫基聚合物，乙烯醇基聚合物，聚苯硫基聚合物，乙烯醇基聚合物，1，1-偏二氯乙烯基聚合物，乙烯基丁缩醛基聚合物，烯丙基化物基聚合物，聚甲醛基聚合物和环氧基聚合物，以及上述聚合物的共混物。上述薄膜中，可以优选使用具有高氢键度且通常可用作透射薄膜的聚合物薄膜，例如三乙酰基纤维素，聚碳酸酯类，聚对苯二甲酸乙二酯和降冰片烯聚烯烃类。而且，至于本身具有垂直取向性质的衬底，例如可以提及具有降冰片烯结构的聚合物薄膜。
至于具有降冰片烯结构的聚合物薄膜，可以举出如下实例：ZEONOR(商品名，由Zeon Corporation制造)，ZEONEX(商品名，由Zeon Corporation制造)和ARTON(商品名，由JSR制造)等，这些薄膜在光学上具有优异特性。这样的塑料薄膜具有非常小的光学各向异性，因此可以照原样使用形成在具有降冰片烯结构的聚合物薄膜上的包含上述垂直取向液晶组合物或可光聚合液晶组合物的倾斜取向薄膜作为倾斜取向薄膜，而不用将倾斜取向液晶层转移到另一光学薄膜上，作为用于液晶显示器光学补偿的光学薄膜。
至于金属衬底，优选使用化学稳定的金属，例如铝和不锈钢。至于玻璃衬底，可以使用任何玻璃，而不考虑碱性玻璃和非碱性玻璃的分类，但是从光学角度考虑，优选非碱性玻璃。
至于提供在上述衬底上的取向层，提供的是这样一种薄层，该薄层包含例如玻璃状大分子、硅烷偶合剂、表面活性剂或硅氧烷的物质，这些物质能够进行垂直取向液晶组合物的垂直取向。而且，可以将这些物质包含在衬底表面上或衬底中，或者可以包含在垂直取向液晶组合物中。其中，在本发明中可以优选使用玻璃状大分子或硅烷偶合剂。
至于形成包含玻璃状大分子的取向层的材料，可以优选使用金属醇盐溶胶，特别是金属硅醇盐溶胶。金属醇盐通常被用作醇溶液。在将上述溶液涂布在衬底上后，除去溶剂并通过加热加速溶胶-凝胶反应，从而在衬底上形成透明玻璃状大分子。金属硅醇盐凝胶层是从金属硅醇盐溶胶形成的。具体地，可以举出由硅酸乙酯(Colcoat制造：Colcoat P)的异丙醇-20％丁醇溶液形成的玻璃状大分子的一个实例。至于将上述金属醇盐溶胶溶液涂布在衬底上的方法，可以采用例如辊涂法，凹版涂布法，旋涂法，棒涂法等。至于除去溶剂或促进反应的方法，通常可以采用室温下干燥，用干燥炉干燥，在电热板上加热等。由于需要均匀且挠性的薄膜，优选取向层的厚度为约0.04～2μm，更优选约0.05～0.2μm。
至于硅烷偶合剂，可以不受限制地使用包含含硅和线性烷基的有机物等的可商购的试剂。本发明中，优选使用含有丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基的硅烷偶合剂，例如，特别优选由丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷形成的硅烷偶合剂。
至于用表面活性剂的处理，已知的是使用两性表面活性剂的方法。例如，已知如下方法：使用卵磷脂，十六烷基三甲基溴化铵等的有机溶剂，并用一元羧酸-铬配合物的溶液处理衬底。特别地，在本发明中，优选含有异氰酸酯基或硅烷醇基和丙烯酰基或甲基丙烯酰基的物质。其中，特别优选含有异氰酸酯基和甲基丙烯酰基的物质或者含有硅烷醇基和丙烯酰基的物质。本发明中，优选使用卵磷脂或甲基丙烯酰氧基乙基异氰酸酯。
至于摩擦处理，可以使用公知方法，例如，用摩擦辊在一个方向上摩擦的方法，该摩擦辊缠绕有由人造丝、棉花等的细纤维或皮革材料制成的织物。
形成本发明倾斜取向液晶层的液晶涂布溶液包含垂直取向液晶组合物或者可光聚合液晶组合物，并且垂直取向液晶组合物可以包含可光聚合液晶组合物。此外，可以将辅助剂，例如交联剂、光聚合引发剂或硅烷偶合剂和它们混合在一起。
对垂直取向液晶组合物没有特别限制，只要其在没有进行摩擦的垂直取向衬底上显示出垂直取向性即可。因此，可以优选使用显示出向列液晶性的聚合物、可聚合单体或者聚合物和可聚合单体的混合物。
至于在垂直取向衬底上显示出垂直取向性的垂直取向液晶组合物，例如，可以优选使用这样一种组合物，该组合物包含侧链型液晶聚合物，该侧链型液晶聚合物包含单体单元(a)和单体单元(b)，单体单元(a)包含液晶片段侧链，而单体单元(b)包含非液晶片段侧链，以及显示出向列液晶性的可光聚合液晶组合物，该组合物和侧链型液晶聚合物混合。
本发明中优选使用的侧链型液晶聚合物在垂直取向衬底上显示出垂直取向性，而不必使用公知的垂直取向薄膜，例如气相沉积薄膜。通常，由于当对取向薄膜例如气相沉积薄膜进行摩擦处理时，这种薄膜的取向引导力(alignment-directing power)明显损失，因此这种薄膜不适合摩擦处理。因此，如本发明所述，可以用如下方法形成倾斜取向液晶层：在对垂直取向衬底的表面进行摩擦处理后，使用包含显示出垂直取向性的侧链型液晶聚合物的垂直取向液晶组合物。
上述侧链型液晶聚合物除了普通侧链型液晶聚合物所具有的包含液晶片段侧链的单体单元(a)外，还有单体单元(b)，单体单元(b)包含非液晶片段侧链，该侧链含有烷基链等。因此，认为，通过包含非液晶片段侧链的单体单元(b)的作用，在不使用任何垂直取向薄膜的情况下，通过加热处理将聚合物转化成液晶态，从而获得向列型液晶相，并且显示出垂直取向性。
上述单体单元(a)含有具有向列液晶性的侧链，例如，可以提及通式(1)表示的单体单元：
(通式1)
Figure G2004800061847D00081
其中R1表示氢原子或甲基，a表示1～6的正整数，X1表示-CO2-基或-OCO-基，R2表示氰基、含有1～6个碳原子的烷氧基、氟基或含有1～6个碳原子的烷基，b和c各自表示整数1或2。
而且，单体单元(b)具有线性侧链，例如，可以提及如下通式(2)或(3)表示的单体单元：
(通式2)
其中R3表示氢原子或甲基，R4表示含有1～22个碳原子的烷基，或者含有1～22个碳原子的氟代烷基。
(通式3)
其中d表示1～6的正整数，R5表示含有1～6个碳原子的烷基。
而且，对单体单元(a)和单体单元(b)的比率没有特别限制，并且比率根据单体单元的种类而改变。当单体单元(b)的比率增加时，侧链型液晶聚合物不表现出液晶单结构域取向性，因此优选满足如下关系：(b)/{(a)+(b)}＝0.01～0.8(摩尔比)。特别地，优选该值为0.1～0.5。
此外，至于垂直取向液晶组合物，还可以使用包含单体单元(a)和单体单元(c)的侧链型液晶聚合物，其中单体单元(a)包含上述液晶片段侧链，而单体单元(c)包含具有脂环族环状结构的液晶片段侧链。
依照上述的侧链型液晶聚合物，可以在垂直取向衬底上实现液晶聚合物的垂直取向。这种侧链型液晶聚合物除了普通侧链型液晶聚合物所具有的包含液晶片段侧链的单体单元(a)外，还含有单体单元(c)，单体单元(c)包含具有脂环族环状结构的液晶片段侧链。认为，通过单体单元(c)的作用，在不使用任何垂直取向薄膜的情况下，通过加热处理将聚合物转化成液晶态，从而获得向列型液晶相，并且显示出垂直取向性。
上述单体单元(c)含有显示出向列液晶性的侧链，例如可以提及如下通式(4)表示的单体单元：
(通式4)
Figure G2004800061847D00101
其中R6表示氢原子或甲基，h表示1～6的正整数，X2表示-CO2-基或-OCO-基，e和g各自表示整数1或2，f表示整数0～2，R7表示氰基或者含有1～12个碳原子的烷基。
而且，对单体单元(a)和单体单元(c)的比率没有特别限制，并且比率根据单体单元的种类而改变。当单体单元(c)的比率增加时，侧链型液晶聚合物不表现出液晶单结构域取向性，因此优选满足如下关系：(c)/{(a)+(c)}＝0.01～0.8(摩尔比)。特别地，优选该值为0.1～0.6。
能够构成垂直取向液晶组合物的液晶聚合物不限于具有上面所列举的单体单元的液晶聚合物，并且可以将上面所列举的单体单元适当组合。
优选上述侧链型液晶聚合物的重均分子量为2,000～100,000。通过调整重均分子量在此范围内，显示出作为液晶聚合物的性能。由于太小的上述侧链型液晶聚合物重均分子量趋向于导致取向层的薄形成性差，更优选重均分子量为2,500或以上。另一方面，由于太大的重均分子量趋向于导致作为液晶的取向性差，并且难以形成均匀的取向状态，更优选重均分子量为50,000或以下。
附带地，上面列举的侧链型液晶聚合物可以通过对应于上述单体单元(a)、(b)和(c)的丙烯酸类单体或甲基丙烯酸类单体的共聚来制备。就此而论，可以用已知的方法合成对应于上述单体单元(a)、(b)和(c)的单体。共聚物的制备可以是依照通常的丙烯酸类单体等的聚合方式进行的，聚合方式例如自由基聚合方式，阳离子聚合方式和阴离子聚合方式。在使用自由基聚合方式的情况下，可以使用各种聚合引发剂。其中，优选使用在中等温度下分解的那些，即分解温度不高也不低的聚合引发剂，例如偶氮二异丁腈和过氧化苯甲酰。
本发明中，可以使用上述侧链型液晶聚合物作为垂直取向液晶组合物，但是可以将上述侧链型液晶聚合物和可光聚合液晶组合物混合，形成垂直取向液晶组合物。而且，还可以单独使用上述可光聚合液晶组合物。
至于可光聚合液晶组合物，优选使用含有至少一个不饱和双键例如丙烯酰基或甲基丙烯酰基、并且显示出向列液晶性的液晶化合物。至于这种可光聚合液晶组合物，可以列举可以是上述单体单元(a)的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。至于可光聚合液晶组合物，为了提高耐久性，优选那些含有两个或更多可光聚合官能团的液晶组合物。至于这种可光聚合液晶组合物，例如，可以列举如下通式5表示的交联向列型液晶单体：
(通式5)
其中R表示氢原子或甲基，A和D各自独立地表示1，4-亚苯基或1，4-亚环己基，X各自独立地表示-COO-基、-OCO-基或-O-基，B表示1，4-亚苯基、1，4-亚环己基、4，4’-亚联苯基或4，4’-亚二环己基，m和n各自独立地表示2～6的整数。
而且，至于可光聚合液晶组合物，可以列举其中上述通式5中端基“H2C＝CR-CO2-”被乙烯基醚基或环氧基取代的化合物，和其中“-(CH2)m-”和/或“-(CH2)n-”被“-(CH2)3-C*H(CH3)-(CH2)2-”或“-(CH2)2-C*H(CH3)-(CH2)3-”取代的化合物。
可以通过加热处理将上述可光聚合液晶组合物转化成液晶态，以与侧链型液晶聚合物一起获得例如具有垂直取向或者倾斜取向的向列型液晶相。此后，通过聚合或交联可光聚合液晶组合物，可以提高所得到的液晶薄膜的耐久性。
可光聚合液晶组合物与侧链型液晶聚合物在上述垂直取向液晶组合物中的比率没有特别限制，而是考虑到所得到液晶薄膜的耐久性等而适当确定的。可光聚合液晶组合物∶侧链型液晶聚合物的比率通常为约0.1∶1～30∶1，特别优选0.5∶1～20∶1，更优选1∶1～10∶1。
使用上述可光聚合液晶组合物的液晶涂布溶液通常包含光聚合引发剂。至于光聚合引发剂，可以不受限制地使用各种光聚合引发剂。至于光聚合引发剂，例如，可以列举Ciba Specialty Chemicals制造的Irgacure 907、Irgacure 184、Trgacure 651、Irgacure 369等。考虑可光聚合液晶组合物的种类，垂直取向液晶组合物的混合比率等，可以加入不妨碍取向这样数量的光聚合引发剂。通常，相对于100重量份的可光聚合液晶组合物，约0.5～30重量份是优选的。特别优选3～15重量份。
在将包含垂直取向液晶组合物或可光聚合液晶组合物的液晶涂布溶液涂布在上述垂直取向衬底上时，可以提及溶液涂布方法，该方法使用将上述液晶组合物溶解在溶剂中而形成的溶液，或者通过熔融液晶组合物的熔体涂布方法。其中，通过溶液涂布方法将溶液涂布在垂直取向衬底上的方法是优选的。
用于制备上述溶液的溶剂依赖于侧链型液晶聚合物、可光聚合液晶化合物或者垂直取向衬底的种类，例如，可以使用卤代烃类，如氯仿，二氯甲烷，二氯乙烷，四氯乙烷，三氯乙烯，四氯乙烯和氯苯；酚类，如苯酚和对氯苯酚；芳香烃类，如苯，甲苯，二甲苯，甲氧基苯，1，2-二甲氧基苯；以及其他溶剂，如丙酮，乙酸乙酯，叔丁醇，甘油，1，2-亚乙基二醇，三甘醇，乙二醇一甲醚，二甘醇二甲醚，乙基溶纤剂，丁基溶纤剂，2-比咯烷酮，N-甲基-2-吡咯烷酮，吡啶，三乙胺，四氢呋喃，二甲基甲酰胺，二甲基乙酰胺，二甲亚砜，乙腈，丁腈和二硫化碳。溶剂的浓度依赖于所用侧链型液晶聚合物材料的溶解度和最终所要达到的液晶薄膜的厚度，不是无条件地限制的，而是通常在3～50重量％范围内，并且优选在7～30重量％范围内。
由包含垂直取向液晶组合物或可光聚合液晶组合物的液晶涂布溶液形成的倾斜取向液晶层的厚度优选为约1～10μm。而且，在必须精确控制倾斜取向液晶层厚度的情况下，由于涂布到衬底上的阶段几乎决定了该厚度，因而需要特别小心地进行溶液浓度、涂层薄膜厚度等的控制。
至于将已经用上述溶剂调节到所需浓度的包含垂直取向液晶组合物或可光聚合液晶组合物的溶液涂布到摩擦过的垂直取向衬底上的方法，可以使用例如辊涂法，凹版涂法，旋涂法，棒涂法等。涂布后，除去溶剂，形成垂直取向液晶组合物或可光聚合液晶组合物的涂层。对除去溶剂的条件没有特别限制，只要是除去大部分溶剂或者液晶聚合物层或液晶组合物层不向周围流动或流下即可。通常，使用如下方法除去溶剂，例如在室温下干燥，在干燥炉中干燥，以及在电热板上加热。
接着，使垂直取向衬底上的液晶涂布溶液层处于液晶态并取向。例如，进行加热处理，以使液晶组合物或可光聚合液晶组合物处于液晶温度范围内，并且将它们以液晶态取向。可以采用与上述干燥方法相同的方法进行加热处理。加热处理温度根据液晶涂布液和所用垂直取向衬底的种类而变化，没有限制，但是通常在60～300℃的范围内，并优选在70～200℃的范围内。而且，加热处理时间根据加热处理温度以及垂直取向液晶组合物或可光聚合液晶组合物的种类和所用垂直取向衬底的种类而变化，通常但不限制于：在10秒～2小时范围内，并优选在20秒～30分钟范围内。当加热处理时间小于10秒时，存在取向形成可能进行不充分的可能性。当期限超过2小时时，存在不能保持取向状态的可能性。
在加热处理后，优选固定取向状态。至于固定方法，提及的有通过冷却到玻璃化转变温度或以下而固化和用光照射而聚合固化的方法。根据垂直取向液晶组合物或可光聚合液晶组合物的性质，适当使用这些方法中的一种或者两种。通常，对于聚合物，通过冷却固化是有效的，而对于可聚合单体，则是通过光照射的聚合固化是有效的。优选将这些方法组合使用。
在加热处理后，将倾斜取向薄膜从加热处理过程中的加热气氛中置换到室温气氛中，可以通过冷却进行固化。可以进行强制冷却，例如通过空气-冷却和通过水-冷却的强制冷却。通过将倾斜取向液晶层冷却到不高于垂直取向液晶组合物或可光聚合也就组合物的玻璃化转变温度的温度，将其取向固定。
具体而言，在使用可光聚合液晶组合物的情况下，或者在上述垂直取向液晶组合物包含可光聚合液晶组合物的情况下，通过光照射将可光聚合液晶组合物聚合或交联，以固定可光聚合液晶组合物，得到具有改善了的耐久性的倾斜取向薄膜。光照射是例如UV照射。为了充分促进反应，优选UV照射条件是在惰性气体气氛中。通常，典型地使用照度约80～160mW/cm2的高压汞紫外灯。也可以使用其他种类的灯，例如金属-卤化物UV灯和白炽灯管。而且，通过冷光镜、水冷却等的冷却处理或者通过增加线速(line velocities)适当地进行温度调节，以使UV照射的液晶层表面温度处于液晶温度范围内。
这样形成的倾斜取向液晶层可以在其两层或多层层压后使用。在两层或多层层压的情况下，通过适当调节每一层的液晶组合物的种类和厚度以及形成倾斜取向液晶层的方法，可以加宽在设计倾斜度时的自由度。例如，通常为了获得具有大倾斜度的倾斜取向液晶层，必须增加层的厚度。但是，当形成厚的倾斜取向液晶层时，难以均匀干燥和取向，并且容易出现不均匀干燥和不均匀取向。另一方面，当层压两层或多层倾斜取向液晶层时，可以获得比被设计成单层的具有相等厚度的倾斜取向液晶层具有更大倾斜度的倾斜取向液晶层，因此可以获得这样的液晶层，该液晶层与具有相同倾斜度的厚的单层倾斜取向液晶层相比更加均匀。
为了获得如上所述的两层或多层倾斜取向液晶层，可以适当地使用上述方法或公知方法形成液晶层。例如，可以提及的有：在形成的倾斜取向液晶层上形成取向薄膜，然后涂布液晶组合物的方法，在形成的倾斜取向液晶层上直接涂布液晶组合物并利用液晶层具有的取向引导能力使组合物取向的方法，在摩擦所形成的倾斜取向液晶层表面后，涂布液晶组合物的方法，以及类似方法。具体地，在本发明中，由于形成的倾斜取向液晶层表面具有取向引导能力，优选将液晶层直接涂布在倾斜取向液晶层上。
这样获得的倾斜取向薄膜可以照原样使用，但是可以将通过从倾斜取向薄膜中剥离垂直取向衬底而获得的倾斜取向液晶层层压在另一光学薄膜上，用作倾斜取向薄膜。而且，可以单独使用通过在和倾斜取向液晶层交界处从倾斜取向薄膜中剥离垂直取向衬底而获得的倾斜取向液晶层。
在将垂直取向衬底从倾斜取向薄膜中剥离的情况下，在倾斜取向薄膜的倾斜取向液晶层的一侧或两侧上形成胶粘层，并将倾斜取向薄膜的倾斜取向液晶层和光学薄膜相互层压。此后，优选将垂直取向衬底在和倾斜取向液晶层交界处从倾斜取向薄膜中剥离，然后将该层用作倾斜取向薄膜，所述倾斜取向薄膜包含光学薄膜，胶粘层和倾斜取向液晶层。此时，光学薄膜，胶粘层和倾斜取向液晶层每一层都可以是单层、双层或多层，并且可以是适当层压的。图2显示了本发明倾斜取向薄膜的另一实施方案。本实施方案的倾斜取向薄膜10是用如下方法制造的：将垂直取向衬底2从图1中的倾斜取向薄膜1中剥离，并通过胶粘层4在其两侧层压光学薄膜5。
而且，当光学薄膜是由释放薄膜形成的并且将倾斜取向液晶层转移到释放薄膜上时，可以将所得到的薄膜用作包含倾斜取向液晶层和胶粘层的倾斜取向薄膜，因为可以将释放薄膜在依照倾斜取向液晶层的用途释放后使用。
对用于形成胶粘层的粘合剂或压敏粘合剂没有特别限制，除非它们对所要求的光学性质有不利影响。例如，可以适当地选择使用下列物质作为基础聚合物的粘合剂或压敏粘合剂：丙烯酸基聚合物，硅氧烷基聚合物，聚酯类，聚氨酯类，聚酰胺类，聚醚类，以及例如氟基的和橡胶基的聚合物。而且，对形式没有特别限制，可以采用溶剂类型、分散体类型、乳剂类型等的各种粘合剂或压敏粘合剂。特别地，可以优选使用具有优异光学透明度、优异耐候性的粘合剂，例如丙烯酸基粘合剂。
可以使用合适的方法来形成胶粘层。作为其实例，可以提及的有：这样一种方法，其中将基础聚合物或其组合物溶解或分散在溶剂中，该溶剂包含独立的合适溶剂或其混合物，例如甲苯或乙酸乙酯，制备出约10～40重量％浓度的粘合剂溶液，然后用合适的展开方法，例如流延法和涂布法，将获得的溶液直接涂布于上述液晶层上，或者这样一种方法，其中将依照上述方法形成在分离器上的胶粘层转移到液晶层上。而且，在胶粘层，可以结合天然产物或合成产物树脂，特别是产生压敏粘合性的树脂，加入到胶粘层的添加剂，例如包含玻璃纤维、玻璃珠、金属粉末、其他无机粉末等的填料，颜料，着色剂和抗氧化剂。此外，胶粘层可以是包含微粒的胶粘层，以提供光学漫射能力。
对光学薄膜没有特别限制，只要它是具有必需的光学性质的聚合物薄膜、液晶薄膜或通过层压两层或多层液晶层而获得的光学薄膜即可。例如，可以提及的有：偏振片，光学补偿薄膜(相位差片，视角补偿薄膜等)，亮度增强薄膜，胆甾型液晶薄膜，释放薄膜等。
至于偏振片，例如，可以提及的有：通过合适的包含乙烯醇基聚合物的胶粘层，将保护片粘附在包含含有二色性物质等的聚乙烯醇基薄膜的偏振器一侧或两侧而获得的偏振片。
至于制造偏振片的方法，例如，可以提及的有：用碘将聚乙烯醇基薄膜染色，然后拉伸薄膜以取向碘的方法。
对偏振器没有特别限制，可以使用各种偏振器。至于偏振器，例如，可以提及在将二色性物质，例如碘和二色性染料，吸附到亲水性高分子量聚合物薄膜上后单轴拉伸的薄膜，所述亲水性高分子量聚合物薄膜例如聚乙烯醇型薄膜，部分缩甲醛化的聚乙烯醇型薄膜和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物型部分皂化的薄膜；多烯型取向薄膜，例如脱水聚乙烯醇和脱氯化氢的聚氯乙烯等。其中，适合使用包含聚乙烯醇型薄膜和例如碘的二色性材料的偏振器。尽管对偏振器的厚度没有特别限制，但是通常采用的厚度为约5～80μm。
如果需要，偏振器可以包含硼酸或硫酸锌或氯化锌等，并且可以浸渍在碘化钾等的水溶液中。
优选用于形成提供在偏振器一侧或两侧的保护片的材料具有优异的透明度，机械强度，以及热稳定性，隔水性和优异的各向同性。例如，可以提及的有：聚酯基聚合物，如聚对苯二甲酸乙二酯和聚萘二甲酸乙二酯；纤维素基聚合物，如二乙酰基纤维素和三乙酰基纤维素；丙烯酸类聚合物，如聚甲基丙烯酸基酯；苯乙烯基聚合物，如聚苯乙烯和丙烯腈-苯乙烯共聚物(AB树脂)；聚碳酸酯基聚合物。此外，至于形成保护片的聚合物实例，可以提及的有：聚烯烃基聚合物，例如聚乙烯，聚丙烯，具有环-基或降冰片烯结构的聚烯烃，乙烯-丙烯共聚物；氯乙烯基聚合物；酰胺基聚合物，例如尼龙和芳香族聚酰胺；酰亚胺基聚合物；砜基聚合物；聚醚砜基聚合物；聚醚-醚酮基聚合物；聚苯硫基聚合物；乙烯醇基聚合物；1，1-偏二氯乙烯基聚合物；乙烯基缩丁醛基聚合物；烯丙基化物基聚合物；聚甲醛基聚合物；环氧基聚合物；或上述聚合物的共混聚合物。保护片可以是以热固化型或紫外线固化型树脂的固化层形式形成的，例如基于丙烯酰基的，基于氨基甲酸酯的，基于丙烯酰基氨基甲酸酯的，基于环氧基的，以及基于硅氧烷的等。其中，优选纤维素基聚合物。
而且可以提及例如，如日本专利公开出版物2001-343529A (WO01/37007)中所述的树脂组合物，该组合物包含(A)侧链中含有取代的和/或未取代的亚氨基的热塑性树脂和(B)侧链中含有取代的和/或未取代的苯基和腈基的热塑性树脂。至于说明性实例，可以提及由包含含异丁烯和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制成的薄膜。可以使用由树脂组合物等的混合挤出产物制成的薄膜。
对保护片的厚度没有特别限制，但是通常为500μm或以下，优选1～300μm，更优选5～200μm。而且，考虑到偏振性质和耐久性，优选用碱皂化保护薄膜的表面。
而且，优选保护片尽可能少的着色。因此，可以优选使用这样的透明保护片，其由Rth＝[(nx+ny)/2-nz]×d表示的薄膜厚度方向相位差值为-90nm～+75nm(其中nx和ny表示薄膜平面内的主折射率，nz表示薄膜厚度方向的折射率，而d表示薄膜厚度)。因而，使用厚度方向相位差值(Rth)为-90nm～+75nm的保护片可以几乎消除透明保护薄膜造成的偏振片着色(光学着色)。更优选厚度方向相位差值(Rth)为-80nm～+60nm，特别优选为-70nm～+45nm。
至于上述保护片，层压在偏振器两侧的两个保护片可以各自具有不同性质。其性质实例可以包括但不限于厚度，材料，透光率，拉伸模量或光学薄膜的存在。
实际使用时，可以将上述偏振片进行各种处理后使用。对处理方法没有特别限制，但可以提及的有：例如硬涂层处理，或者抗反射处理，旨在防粘的表面处理，在没有粘附上述透明保护薄膜的偏振薄膜表面(没有提供上述使用胶粘层的表面)上进行的漫射或防闪光处理，以及旨在视角补偿的层压液晶层的方法等。而且，还可以提及的有：包含一层或两层或多层层压其上用于形成液晶显示设备等的光学薄膜的那些，例如反射片，半透明片，相位差片(包括1/2和1/4波片(λ片))，以及视角补偿薄膜。
进行上述硬涂层处理的目的是保护偏振片表面不受损害，并且这种硬涂层薄膜可以用如下方法形成，例如这样一种方法，其中将具有优异硬度、滑动性等的可固化涂布的薄膜加到使用合适紫外固化型树脂的透明保护薄膜表面上，所述紫外固化型树脂例如丙烯酸型和硅氧烷型树脂。进行抗反射处理的目的是抗室外日光在偏振片表面的反射，可以通过依照常规方法等形成抗反射薄膜而制备。此外，进行防粘处理和目的是防止和相邻层的粘附。
另外，进行抗闪光处理是为了防止室外日光在偏振片表面反射而干扰对通过偏振片的透射光的视觉识别，且可以这样进行处理，例如，使用合适的方法，如通过喷砂或压花以及组合透明微粒的表面粗糙处理法，使透明保护薄膜表面形成细小凹-凸结构。至于为了在上述表面上形成细小凹-凸结构而组合的微粒，可以使用例如其平均粒子大小为0.5～50μm的透明微粒，如包含二氧化硅、氧化铝、二氧化钛、氧化锆、锡氧化物、铟氧化物、钙氧化物、锑氧化物等的可以具有传导性的无机型微粒，以及包含交联或未交联的聚合物的有机型微粒。当在表面上形成细小凹-凸结构时，相对于100重量份表面上形成细小凹-凸结构的透明树脂，微粒的用量通常为约2～70重量份，优选为5～50重量份。抗闪光层还充当用于漫射通过偏振片的透射光和扩大视角等的漫射层(视角扩大功能等)。
就此而论，可以在透明保护薄膜自身内构造光学薄膜，例如上述的抗反射层，防粘层，漫射层和抗闪光层，也可以作为不同于透明保护薄膜的单独的层来制备这些层。
对上述含有透明保护薄膜的偏振器的粘附处理没有特别限制，例如，可以通过包含乙烯基聚合物的粘合剂或包含至少一种乙烯醇型聚合物的水溶性交联剂的粘合剂进行粘附，所述交联剂如硼酸或硼砂，戊二醛或三聚氰胺，或者草酸。可以以水溶液等的涂布干燥层形式形成胶粘层，并且如果需要，还可以在制备水溶液时混合其他添加剂和催化剂，例如酸。
反射型偏振片包含提供在偏振片上的反射层，用于制造液晶显示器，其中将来自观看侧(显示器侧)的入射光反射以进行显示。这种偏振片不需要内置光源，例如背光，并且具有容易将液晶显示器变得更薄的优势。可以用合适的方法，例如如果需要，可以通过透明保护层等将金属等制成的反射层附着在偏振片一侧上的方法，来形成反射型偏振片。
作为反射型偏振片的一个说明性实例，可以提及这样一种偏振片，如果需要，使用在无光泽处理的透明保护薄膜一侧上附着反射型金属箔和气相沉积薄膜的方法，在其上形成反射层。而且，可以提及通过将微粒混合到上述其上制备了凹-凸结构的反射层的透明保护薄膜中，而获得的表面上具有细小凹-凸结构的偏振片。具有上述细小凹-凸结构的反射层通过随机反射来漫射入射光，以防止方向性和闪光出现，并且有控制光的不均匀性和暗度等的优点。而且，包含微粒的透明保护薄膜具有可以更加有效地控制光的不均匀性和暗度的优点，这是因为透射过薄膜的入射光及其反射光被漫射了。通过透明保护薄膜表面的细小凹-凸结构而得到的表面上具有细小凹-凸结构的反射层可以是直接用如下方法形成的，使用例如合适的真空蒸发方法，如真空沉积方法，离子电镀方法和溅射方法，以及电镀方法，将金属直接附着在透明保护层表面上。
取代直接在上述偏振片透明保护薄膜上形成反射片的方法，还可以使用反射片作为通过在合适的透明薄膜用薄膜上制备反射层而构成的反射片。另外，由于反射层通常是用金属制成的，所以在使用时，用透明保护薄膜或偏振片等覆盖反射侧是适宜的，这是出于如下方面考虑：防止通过氧化而使反射率变差，长期保持最初的反射率，以及避免单独制备保护层等。
另外，可以通过制备上述反射层作为逆反射(transflective)型反射层，例如反射和透射光的半透明反射镜，来获得半透射性偏振片。通常在液晶元件的背面制备半透射性偏振片，并且该偏振片可以形成这样一种液晶显示单元，其中当用于光线比较好的环境中时，图片是由从观看侧(显示器侧)反射的入射光而显示的，而在相对较暗的环境中，这种单元使用嵌入型光源，例如内置在半透射性偏振片背面的背光来显示图片。即，半透射性偏振片可用于获得这样一种液晶显示设备，该设备在光线良好环境中节约光源例如背光的能量，并且如果需要可以在相对较暗的环境等中使用内置光源。
当将相位差片进一步层压到偏振片上时，形成椭圆偏振片或圆偏振片。相位差片等用于如下情况：将线性偏振光转变成椭圆偏振光或圆偏振光，用相位差片将椭圆偏振光或圆偏振光转变成线偏振光，或者改变线性偏振光的偏振方向。特别地，使用所谓的四分之一波片(也称作λ/4片)作为将线性偏振光转变成圆偏振光或将圆偏振光转变成线性偏振光的相位差片。当改变线性偏振光偏振方向时，通常使用半波片(也称作λ/2片)。
使用椭圆偏振片得到单色显示是有效的，而不用上述的通过超扭曲向列(STN)型液晶显示设备的液晶层的双折射产生的补偿(预防)色彩(蓝或黄色)的着色。而且，其中三维折射率被控制的偏振片还可以优先补偿(防止)从倾斜方向观看液晶显示设备屏幕时产生的色彩。圆偏振片有效地用于，例如调节提供彩色图片的反射型液晶显示设备的图片色调时，并且还具有抗反射的功能。
至于相位差片，可以提及通过单轴或双轴拉伸聚合物材料，包含液晶聚合物的取向薄膜，其中用薄膜支撑液晶聚合物的取向层，等等而获得的双折射薄膜。可以这样进行拉伸，例如辊拉伸，沿着长间隙拉伸，拉幅机拉伸，管状拉伸等。单轴拉伸情况下的拉伸率通常约1.1～3倍。对相位差片的厚度没有特别限制，但是通常为10～200μm，优选20～100μm。
上述聚合物材料的实例包括聚乙烯醇，聚乙烯基缩丁醛，聚甲基乙烯基醚，聚丙烯酸羟乙酯，羟乙基纤维素，羟丙基纤维素，甲基纤维素，聚碳酸酯，聚烯丙基化物，聚砜，聚对苯二甲酸乙二酯，聚萘二甲酸乙二酯，聚醚砜类，聚苯硫，聚苯醚，聚烯丙基砜类，聚乙烯醇，聚酰胺，聚酰亚胺，聚烯烃，聚氯乙烯，纤维素型聚合物，以及二元或三元的各种共聚物，接枝共聚物及它们的共混物。通过拉伸等，将这些聚合物材料转化成取向材料(拉伸薄膜)。
至于上述液晶聚合物，例如，可以提及的有：各种主链型或侧链型液晶聚合物，其中将赋予液晶-取向性的共轭线性原子团(液晶原)(mesogen)引入主链或侧链。主链型液晶聚合物的具体实例包括向列取向聚酯型液晶聚合物，盘形聚合物，以及胆甾型聚合物，这些聚合物具有其中液晶原基结合在赋予挠性的间隔部分的结构。侧链型液晶聚合物的具体实例包括如下液晶聚合物，这些聚合物包含聚硅氧烷、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯或聚丙二酸酯作为主链骨架，并且含有液晶原部分作为侧链，所述液晶原部分包含通过包含共轭原子团的间隔部分赋予向列取向的对位取代的环状化合物单元。这些液晶聚合物可以用如下方法使用：将液晶聚合物溶液展开在取向表面上，例如摩擦的聚酰亚胺或聚乙烯醇薄膜表面，该薄膜形成在玻璃板上，或者是通过氧化硅的倾斜蒸发获得的，接着进行加热处理。
相位差片可以是具有与其使用的目的相应的合适相位差的相位差片，例如由于各种波片或液晶层造成的双折射而用于色彩或视角补偿等目的的相位差片。而且，可以将两种或多种相位差片层压在一起，因而可以控制光学性质，例如相位差。
另外，上述椭圆偏振片或反射型椭圆偏振片是通过将偏振片或反射型偏振片和相位差片以合适的组合层压在一起而获得的。可以用如下方法形成这样的椭圆偏振片等：在液晶显示设备加工过程中分别将它们顺序层压，以形成(反射型)偏振片和相位差片的组合。但是，如上所述预先形成例如椭圆偏振片的光学薄膜具有这样的优势，即具有优异的质量稳定性和层压操作性，因而可以提高液晶显示设备等的制造效率。
视角补偿薄膜是用于扩大视角的薄膜，以在从一个小的对角方向而不是垂直于屏幕观察液晶显示器屏幕的情况下得到相对清晰的图像。这样的视角补偿相位差片包含在相位差片上支撑取向层例如液晶聚合物的薄膜，液晶聚合物等的取向薄膜，或透明衬底。对于普通相位差片，使用在平面方向单轴拉伸的具有双折射性的聚合物薄膜。但是，对于用作视角补偿薄膜的相位差片，可以使用在平面方向上双轴拉伸的具有双折射性的聚合物薄膜，两方向拉伸的薄膜，例如在平面方向单轴拉伸并在厚度方向也拉伸的，而且控制其厚度方向折射率的具有双折射性的薄膜，以及倾斜取向薄膜。至于倾斜取向薄膜，例如，可以提及的有：用这样一种方法获得的薄膜，其中将热收缩薄膜粘附到聚合物薄膜上，然后将组合的薄膜拉伸和/或在受热-收缩力影响的条件下收缩，或者在倾斜方向上取向的薄膜。可以将视角补偿薄膜适当组合，以通过视觉识别角度变化防止着色，这是用液晶元件等基于相位差而实现的，并且用于扩大提供优异可见度等的视角。
此外，从获得具有良好可见度的宽视角考虑，可以优选使用这样的补偿相位差片，其中用三乙酰基纤维素薄膜支撑由液晶聚合物取向层组成的光学各向异性层，特别是由盘状液晶聚合物的倾斜取向液晶层组成的光学各向异性层。
亮度增强层显示出如下特性：当通过液晶显示设备的背光或通过从背面反射的自然光进入时，反射具有预定偏振轴的线性偏振光，或者具有预定方向的圆偏振光，并且透射其他光。因此，通过将亮度增强薄膜层压到偏振片上获得的偏振片不透射不具有预定偏振状态的光而是将其反射，同时通过接收来自例如背光的光源的光，获得具有预定偏振状态的透射光。这种偏振片使亮度增强薄膜反射的光进一步反转通过制备在表面的反射层，并迫使光重新进入亮度增强薄膜，通过透射部分或全部光作为具有预定偏振状态的光，增加通过亮度增强薄膜的透射光量。该偏振片同时提供难以在偏振器中吸收的偏振光并且增加可用于液晶图片显示等的光量，结果可以提高亮度。即，在不使用亮度增强薄膜的条件下利用背光等，光从液晶元件背面进入偏振器的情况下，偏振方向不同于偏振器偏振轴的大多数光被偏振器吸收，而不透过偏振器传播。这意味着尽管受到所用偏振器的特性的影响，但是约50％的光被偏振器吸收，可用于液晶图片显示等的光量减少很多，而使显示出的图片变暗。亮度增强薄膜不使具有为偏振器所吸收的偏振方向的光进入偏振器，而是将光经亮度增强薄膜反射一次，再使光反向通过制备于背面中的反射层等，再次使光进入亮度增强薄膜。通过重复进入和再进入过程，只有当在两者之间反射和反转的光的偏振方向变成可以通过偏振器的偏振方向时，亮度增强薄膜材透射该光，将其提供给偏振器。结果，来自背光的光可以有效地用于液晶显示设备的图片显示，从而获得明亮的屏幕。
还可以在亮度增强薄膜和上述反射层等之间提供漫射片。被亮度增强薄膜反射的偏振光来到上述反射层等，且安装的漫射片均匀漫射通过的光，同时通过去偏振作用将光的状态转变成非偏振态。即，漫射片使偏振光回到自然光状态。重复该步骤，其中非偏振态的光，即自然光状态的光，来到反射层等，通过反射层等反射，再次通过漫射片进入亮度增强薄膜。通过安装使偏振光回到自然光状态的漫射片，可以提供均匀明亮屏幕又保持显示屏的亮度，同时控制显示屏亮度的非均匀度。通过安装使偏振光回到自然光状态的漫射片，认为第一入射光的反射重复次数增加至足以和漫射片的漫射功能结合提供均匀明亮的显示屏幕的程度。
使用合适的薄膜作为上述亮度增强薄膜。即，例如可以使用介电物质的多层薄膜；具有透射具有预定偏振轴的线性偏振光而反射其他光的特性的层压薄膜，例如具有不同折射率的薄膜的多层层压薄膜；具有反射左旋或右旋圆偏振光而透射其他光特性的薄膜，例如胆甾型液晶聚合物的取向薄膜或其上支撑取向胆甾型液晶层的薄膜；等等。
因此，在透射具有上述预定偏振轴的线性偏振光类型的亮度增强薄膜中，通过安排透射光的偏振轴并使光照原样进入偏振片，偏振片的吸收损失得到控制，可以有效地透射偏振光。另一方面，在如胆甾型液晶层那样透射圆偏振光类型的亮度增强薄膜中，光可以照原样进入偏振器，但是考虑到控制吸收损失，希望在通过相位差片将圆偏振光变成线性偏振光之后使光进入偏振器。就此而论，使用四分之一波片作为相位差片将圆偏振光转变成线性偏振光。
在宽波长范围内，例如在可见光谱带，用作四分之一波片的相位差片是用如下方法获得的，其中将对550nm波长单色光起四分之一波片作用的相位差片和具有其他相位差特性的相位差片，例如用作半波片的相位差片，层压在一起。因此，位于偏振片和亮度增强薄膜之间的相位差片可以由一个或多个相位差片组成。
另外，同样在胆甾型液晶薄膜中，在例如可见谱带的波长范围内反射圆偏振光的薄膜可以是采用这样一种构造结构而获得的，其中将具有不同反射波长的两层或多层层压在一起。因此，基于其上，可以获得宽波长范围内的透射圆偏振光。
而且，上述偏振片可以由偏振片和两层或多层光学薄膜的层压层的多层薄膜组成，如上述分离型偏振片。因此，偏振片可以是反射型椭圆偏振片或逆反射型椭圆偏振片等，其中将上述反射型偏振片或半透射偏振片和相位差片组合。
其中将上述光学薄膜层压在偏振片上的光学薄膜可以是在液晶显示设备制造方法过程中将它们顺序分别层压而形成的。但是，通过层压预先形成的光学薄膜具有这样的优势，即它具有优异的质量稳定性和组装操作性，因而可以提高液晶显示设备等的制造效率。对于层压，可以采用合适的粘合手段，例如胶粘层。在粘附上述偏振片和其他光学薄膜时，可以根据所需要的相位差性质，将它们的光学轴安排在合适的角度。
至于释放薄膜的构成材料，可以采用合适的薄层材料，例如合成树脂薄膜，包括聚乙烯，聚丙烯和聚对苯二甲酸乙二酯，橡胶板，纸张，织物，非织造织物，网，泡沫板，金属箔，以及它们的层压制品。而且，为了提高从胶粘层的释放能力，可以用硅氧烷、长链烷基、氟等处理释放薄膜表面。
在用于图像显示设备等的照明设备中，上述倾斜取向薄膜或上述倾斜取向液晶层或使用它们的光学薄膜被用于平面光源的前表面，该光源的背面含有反射层。优选上述照明设备含有至少一层棱镜阵列层，更优选含有两层或多层棱镜阵列层，这些棱镜阵列层处于上层和下层中的阵列是相互交叉的状态。
依照本发明的倾斜取向薄膜可以优选用于制造图像显示设备，例如液晶显示设备(LCD)，EL显示设备(ELD)和等离子体显示设备(PDP)。图3显示了本发明图像显示设备的一个实施方案。图像显示设备100是由与液晶元件相对应的元件6或下述的有机EL发光体和安置在元件6上的图2中的倾斜取向薄膜10制造的。
本发明的倾斜取向薄膜可以优选用于制造各种图像显示设备，例如液晶显示设备(LCD)。例如，可以将该薄膜用于反射型或逆反射型或透明/反射双重型液晶显示设备，其中偏振片已经位于液晶元件的一侧或两侧。液晶元件衬底可以是塑料衬底，也可以是玻璃衬底。用于制造液晶显示设备液晶元件可以是任何一种，并且可以使用合适类型的液晶元件，例如有源矩阵-驱动型，包括作为代表物的薄膜晶体管型，以及简单矩阵-驱动型，包括作为代表物的扭曲向列型和超扭曲向列型。
当将包含倾斜取向薄膜的相位差片或其他光学薄膜安装在液晶元件两侧时，它们可以是相同类型的，也可以是不同类型的。此外，在组装液晶显示设备时，可以将合适的部件，例如棱镜阵列，透镜阵列板，光学漫射片，以及背光，以单层或两层或多层形式安装在合适的位置。
随后，将解释有机电致发光显示设备(有机ELD)。通常，在有机ELD中，将透明电极、有机发光层和金属电极依次层压在透明衬底上，构成发光体(有机电致发光体)。此处，有机发光层是各种有机薄膜的层压材料，并且具有多种组合的许多构造是已知的，例如，包含三苯胺衍生物等的空穴-注入层和包含荧光有机固体例如蒽的发光层的层压材料；包含这种发光层和包含苝衍生物等的电子-注入层的层压材料；这些空穴-注入层、发光层和电子-注入层的层压材料；等等。
有机EL显示设备基于如下原理发射光：通过在透明电极和金属电极之间施加电压，将正空穴和电子注入有机发光层，这些正空穴和电子重组产生的能量激发荧光物质，随后激发的荧光物质返回基态时发射光。发生在中间过程的称作重组的机理和普通二极管中的机理相同，并且正如预期的，在电流和衍生自所施加电压的整流性质的发光强度之间存在强烈的非线性。
在有机ELD中，为了使有机发光层中的荧光发出，至少一个电极必须是透明的。透明电极通常使用由透明电导体制成的透明电极作为正极，透明电导体如铟锡氧化物(ITO)。另一方面，为了使电子注入更容易并提高发光效率，使用小功函的物质作为负极很重要，通常使用金属电极，例如Mg-Ag和Al-Li。
在这种构造的有机ELD中，有机发光层是用厚度约10nm厚的非常薄的薄膜形成的。因而，光如通过透明电极那样接近完全地透射通过有机发光层。因此，由于当光不被发射时，作为入射光从透明衬底表面进入的光被透射通过透明电极和有机发光层，然后再次被透明衬底前表面侧的金属电极反射，如果从外部观看，有机ELD的显示侧看上去像镜子。
在包含有机电致发光体的有机ELD中，该有机电致发光体在通过施加电压而发光的有机发光层的一个表面侧装备有透明电极，同时在有机发光层背侧装备有金属电极，可以将相位差片安装在这些透明电极和偏振片之间，而在透明电极表面侧上制备偏振片。
由于相位差薄膜例如本发明的倾斜取向薄膜以及偏振片具有将作为入射光从外面进入并被金属电极反射的光偏振化的功能，因而它们具有通过偏振作用使金属电极的镜表面从外面不可见的作用。当相位差片配置有四分之一波片，并将偏振片和相位差薄膜两个偏振方向之间的角度调整到π/4，可以完全覆盖金属电极的镜表面。
这意味着作为入射光进入该有机ELD的外部光只有线性偏振光成分通过偏振片的作用被透射。这种线性偏振光通常被相位差薄膜，特别是四分之一波片的相位差薄膜，转变成椭圆偏振光，而且当将偏振片和相位差薄膜两个偏振方向之间的角度调整到π/4时，得到圆偏振光。
这种圆偏振光透射通过透明衬底、透明电极和有机薄膜，并被金属电极反射。然后，该光再次透射通过有机薄膜、透明电极和透明衬底，再通过相位差薄膜回到线性偏振光。而且，由于这种线偏振光位于偏振片偏振方向的右角，所以它不能透射通过偏振片。结果，金属电极的镜表面被完全覆盖。
如上所述，本发明中，可以用如下方法获得具有大倾斜度的倾斜取向薄膜或倾斜取向液晶层：摩擦垂直取向衬底，然后在衬底上涂布垂直取向液晶组合物或可光聚合液晶组合物，对其进行倾斜取向，并固定倾斜取向。这可归因于如下推论：在容易获得垂直取向的上述垂直取向液晶组合物和上述垂直取向衬底的组合中，垂直取向状态是标准的情况下，通过摩擦衬底产生的小力而获得倾斜取向状态。
实施例
现在参照实施例和比较例更详细地举例说明本发明，但是应当理解本发明不限于这些实施例。
[实施例1]
(液晶涂布溶液的制备)
将20重量份显示出向列型液晶相的可光聚合液晶组合物(PALIOCOLOR LC242，BASF制造)和3重量份的光聚合引发剂(IRGACURE 907，Ciba Specialty Chemicals制造)溶解在80重量份的环己酮中。
(倾斜取向薄膜的制备)
将硅酸乙酯(Colcoat制造：COLCOAT P)的异丙醇-2％丁醇溶液涂布在聚对苯二甲酸乙二酯(以下称作PET)薄膜衬底上，然后加热干燥，形成厚度约0.1μm的取向层，作为垂直取向衬底。在用人造丝织物对表面进行摩擦处理后，用绕线棒刮涂器将上述液晶涂布溶液涂布其上，并在90℃下干燥5分钟，然后取向。此后，用金属卤化物灯进行1mJ/cm2的光照射，获得具有厚度约2μm的倾斜取向液晶层的倾斜取向薄膜。预先在厚度为50μm的三乙酰基纤维素(以下称作TAC)薄膜上形成包含丙烯酸粘合剂的胶粘层，通过胶粘层在倾斜取向液晶层侧粘附上述倾斜取向薄膜。此后，将垂直取向衬底在衬底和倾斜取向液晶层的界面处剥离，获得包含TAC薄膜、胶粘层和倾斜取向液晶层的倾斜取向薄膜。
[实施例2]
以与实施例1(液晶涂布溶液的制备)相同的方式制备液晶涂布溶液。此后，在(倾斜取向薄膜的制备)中，以与实施例1相同的方式获得倾斜取向薄膜，不同之处在于涂布3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(Shin-EtsuChemical Co.，Ltd.制造：KBM5103)，然后加热干燥，形成厚度约0.1μm的取向层作为垂直取向衬底。
[实施例3]
以与实施例1相同的方式制备液晶涂布溶液。此后，在(倾斜取向薄膜的制备)中，在用人造丝织物对降冰片烯型薄膜(Zeon Corporation制造：ZEONOR)表面进行摩擦处理后，用绕线棒刮涂器将上述液晶涂布溶液涂布其上，并在90℃下干燥5分钟，然后取向。此后，用金属卤化物灯进行1mJ/cm2的光照射，获得具有厚度约2μm的倾斜取向液晶层的倾斜取向薄膜作为垂直取向衬底，而不将它转移到TAC薄膜上。
[实施例4]
以与实施例1(液晶涂布溶液的制备)相同的方式制备液晶涂布溶液。此后，在(倾斜取向薄膜的制备)中，用和实施例1相同的方式形成厚度约2μm的倾斜取向液晶层。在倾斜取向液晶层上，再用绕线棒刮涂器涂布上述液晶涂布溶液，并在90℃下干燥5分钟，然后取向。然后，用金属卤化物灯进行1mJ/cm2的光照射，获得具有总厚度约4μm的两层层压的倾斜取向液晶层的倾斜取向薄膜。此后，以与实施例1相同的方式将该薄膜转移到TAC薄膜上，获得包含TAC薄膜、胶粘层和倾斜取向液晶层的倾斜取向薄膜。
[实施例5]
以与实施例1(液晶涂布溶液的制备)相同的方式制备液晶涂布溶液。此后，在(倾斜取向薄膜的制备)中，以与实施例2相同的方式形成厚度约2μm的倾斜取向液晶层。在倾斜取向液晶层上，再用绕线棒刮涂器涂布上述液晶涂布溶液，并在90℃下干燥5分钟，然后取向。然后，用金属卤化物灯进行1mJ/cm2的光照射，以获得具有总厚度约4μm的两层层压的倾斜取向液晶层的倾斜取向薄膜。此后，以与实施例1相同的方式将该薄膜转移到TAC薄膜上，获得包含TAC薄膜、胶粘层和倾斜取向液晶层的倾斜取向薄膜。
[实施例6]
以与实施例1(液晶涂布溶液的制备)相同的方式制备液晶涂布溶液。此后，在(倾斜取向薄膜的制备)中，以与实施例3相同的方式形成厚度约2μm的倾斜取向液晶层。在倾斜取向液晶层上，再用绕线棒刮涂器涂布上述液晶涂布溶液，并在90℃下干燥5分钟，然后取向。然后，用金属卤化物灯进行1mJ/cm2的光照射，获得具有总厚度约4μm的两层层压的倾斜取向液晶层的倾斜取向薄膜。
[实施例7]
以与实施例1(液晶涂布溶液的制备)相同的方式制备液晶涂布溶液。此后，在(倾斜取向薄膜的制备)中，以与实施例1相同的方式形成厚度约2μm的倾斜取向液晶层。在倾斜取向液晶层上，再用绕线棒刮涂器涂布上述液晶涂布溶液，并在90℃下干燥5分钟，然后取向。然后，用金属卤化物灯进行1mJ/cm2的光照射，以层压第二层。此外，进行与第二层中的情况下相同的操作，获得具有倾斜取向液晶层的倾斜取向薄膜，倾斜取向液晶层有层压其上的三层，总厚度约6μm。此后，以与实施例1相同的方式将该薄膜转移到TAC薄膜上，获得包含TAC薄膜、胶粘层和倾斜取向液晶层的倾斜取向薄膜。
[实施例8]
以与实施例1(液晶涂布溶液的制备)相同的方式制备液晶涂布溶液。此后，在(倾斜取向薄膜的制备)中，以与实施例2相同的方式形成厚度约2μm的倾斜取向液晶层。在倾斜取向液晶层上，再用绕线棒刮涂器涂布上述液晶涂布溶液，并在90℃下干燥5分钟，然后取向。然后，用金属卤化物灯进行1mJ/cm2的光照射，以层压第二层。此外，进行与第二层中的情况下相同的操作，获得具有倾斜取向液晶层的倾斜取向薄膜，倾斜取向液晶层有层压其上的三层，总厚度约6μm。此后，以与实施例1相同的方式将该薄膜转移到TAC薄膜上，获得包含TAC薄膜、胶粘层和倾斜取向液晶层的倾斜取向薄膜。
[实施例9]
以与实施例1(液晶涂布溶液的制备)相同的方式制备液晶涂布溶液。此后，在(倾斜取向薄膜的制备)中，以与实施例3相同的方式形成厚度约2μm的倾斜取向液晶层。在倾斜取向液晶层上，再用绕线棒刮涂器涂布上述液晶涂布溶液，并在90℃下干燥5分钟，然后取向。然后，用金属卤化物灯进行1mJ/cm2的光照射，以层压第二层。此外，进行与第二层中的情况下相同的操作，获得具有倾斜取向液晶层的倾斜取向薄膜，倾斜取向液晶层有层压其上的三层，总厚度约6μm。此后，以与实施例1相同的方式将该薄膜转移到TAC薄膜上，获得包含TAC薄膜、胶粘层和倾斜取向液晶层的倾斜取向薄膜。
[实施例10]
(液晶涂布溶液的制备)
(通式6)
将5重量份上述通式6表示的侧链型液晶聚合物(其中数字表示单体单元的摩尔％，并且为了解释方便用粗体字表示；重均分子量：5,000)、20重量份显示出向列型液晶相的可光聚合液晶组合物(PALIOCOLORLC242，BASF制造)和3重量份的光聚合引发剂(IRGACURE 907，CibaSpecialty Chemicals制造)溶解在80重量份的环己酮中。
[实施例11]
在以与实施例10(液晶涂布溶液的制备)相同的方式制备液晶涂布溶液后，在(倾斜取向薄膜的制备)中，以与实施例2相同的方式获得倾斜取向薄膜。
[实施例12]
在以与实施例10(液晶涂布溶液的制备)相同的方式制备液晶涂布溶液后，在(倾斜取向薄膜的制备)中，以与实施例4相同的方式获得倾斜取向薄膜。
[实施例13]
在以与实施例10(液晶涂布溶液的制备)相同的方式制备液晶涂布溶液后，在(倾斜取向薄膜的制备)中，以与实施例5相同的方式获得倾斜取向薄膜。
[比较例1]
以与实施例1(液晶涂布溶液的制备)相同的方式制备液晶涂布溶液。此后，在(倾斜取向薄膜的制备)中，用绕线棒刮涂器将液晶涂布溶液直接涂布在PET薄膜衬底上，不安置任何取向层，也不进行摩擦处理，然后进行与实施例1相同的操作，获得包含TAC薄膜、胶粘层和倾斜取向液晶层的光学薄膜。
[比较例2]
以与实施例1(液晶涂布溶液的制备)相同的方式制备液晶涂布溶液。此后，在(倾斜取向薄膜的制备)中，用绕线棒刮涂器将5重量％的聚乙烯醇水溶液(NH-18，JSR Co.，Ltd.制造)涂布在PET衬底上，然后在150℃下干燥30分钟，接着用人造丝织物进行摩擦处理，此后，进行与实施例1相同的操作，获得包含TAC薄膜、胶粘层和倾斜取向液晶层的光学薄膜。
[比较例3]
以与实施例1(液晶涂布溶液的制备)相同的方式制备液晶涂布溶液。此后，在(倾斜取向薄膜的制备)中，将丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(KBM5103：Shin-Etsu Chemical Co.，Ltd.制造)涂布在PET衬底上，不安置任何取向层，然后加热干燥，获得厚度约0.1μm的取向层。然后，进行与实施例1相同的操作，但不在取向层上进行摩擦处理，获得包含TAC薄膜、胶粘层和倾斜取向液晶层的光学薄膜。
(倾斜度的测量)
制备的倾斜取向薄膜的相位差值是使用自动双折射测量仪器(KOBRA21ADH：Oji Scientific Instruments制造)，作为前数值和在慢轴方向上倾斜±30°时的数值测量的。基于测量的相位差值，依照如下表达式测定每一个倾斜度：
倾斜度＝
(|Δnd(-30)-Δnd(+30)|/Δnd(0))×100
其中Δnd(0)是正面相位差，Δnd(+30)和Δnd(-30)分别是在向慢轴倾斜±30°方向上的相位差。
表1显示了上述实施例和比较例中的评估结果。
表1
  Δnd(-30)   Δnd(0)   Δnd(+30)   倾斜度
  实施例1   273   132   12   198
  实施例2   245   126   22   177
  实施例3   302   143   37   185
  实施例4   632   148   25   410
  实施例5   469   141   27   313
  实施例6   523   138   33   355
  实施例7   872   112   39   744
  实施例8   796   128   26   602
  实施例9   768   132   35   555
  Δnd(-30)   Δnd(0)   Δnd(+30)   倾斜度
  实施例10   212   108   23   175
  实施例11   175   93   28   158
  实施例12   438   152   36   264
  实施例13   405   146   39   251
  比较例1   139   145   139   0
  比较例2   143   150   142   1
  比较例3   25   0.5   25   0
从表1结果明显可见，通过摩擦垂直取向衬底并且形成包含垂直取向液晶组合物或可光聚合液晶组合物的倾斜取向液晶层，获得了具有大倾斜度的倾斜取向薄膜。此外，通过层压两层或多层上述倾斜取向液晶层，可以稳定获得具有更大倾斜度的倾斜取向薄膜。
本申请基于2003年3月6日提交的日本专利申请2003-060534和2004年3月3日提交的2004-058941，其内容通过引用结合在此。

Claims (15)

1.一种制造倾斜取向薄膜的方法，该方法包括：
制备垂直取向衬底，其中取向层安置在聚合物薄膜上，所述取向层包含玻璃状大分子、硅烷偶合剂或者表面活性剂；
在所述垂直取向衬底上进行摩擦处理；和
将包含垂直取向液晶组合物和可光聚合液晶组合物中的至少一种的液晶涂布溶液涂布在垂直取向衬底上，形成倾斜取向液晶层。
2.依照权利要求1的制造倾斜取向薄膜的方法，
其中在形成所述倾斜取向液晶层之后，通过涂布所述的液晶涂布溶液形成多层倾斜取向液晶层。
3.依照权利要求1的制造倾斜取向薄膜的方法，该方法还包括：
通过至少一个胶粘层将所述倾斜取向液晶层和光学薄膜层压在一起；和
除去所述的垂直取向衬底。
4.一种依照权利要求1的制造倾斜取向薄膜的方法获得的倾斜取向薄膜，
其中倾斜度为30以上，条件是将倾斜度计算为：
(|Δnd(-30)-Δnd(+30)|/Δnd(0))×100
其中Δnd(0)是正面相位差，Δnd(+30)和Δnd(-30)分别是在向慢轴倾斜±30°方向上的相位差。
5.依照权利要求4的倾斜取向薄膜，其中所述倾斜度是50～500。
6.依照权利要求5的倾斜取向薄膜，其中所述倾斜度是150～250。
7.一种依照权利要求2的制造倾斜取向薄膜的方法获得的倾斜取向薄膜，
其中倾斜度为30以上，条件是将倾斜度计算为：
(|Δnd(-30)-Δnd(+30)|/Δnd(0))×100
其中Δnd(0)是正面相位差，Δnd(+30)和Δnd(-30)分别是在向慢轴倾斜±30°方向上的相位差。
8.依照权利要求7的倾斜取向薄膜，其中所述倾斜度是50～1000。
9.依照权利要求8的倾斜取向薄膜，其中所述倾斜度是150～800。
10.依照权利要求4的倾斜取向薄膜，其中所述倾斜取向液晶层的厚度为1～10μm。
11.依照权利要求4的倾斜取向薄膜，
其中相对于垂直于所述垂直取向衬底表面的方向，所述倾斜取向液晶层的向列型液晶分子的倾斜角为1°～85°。
12.依照权利要求4的倾斜取向薄膜，该薄膜还包含光学薄膜。
13.依照权利要求7的倾斜取向薄膜，该薄膜还包含光学薄膜。
14.一种具有依照权利要求4的倾斜取向薄膜的图像显示设备。
15.一种具有依照权利要求12的倾斜取向薄膜的图像显示设备。
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