專利名稱：制備各向異性膜的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備各向異性膜的方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)制備各向異性膜的方法包括例如(單軸/雙軸)拉伸聚合物膜的方法，或摩擦聚酰亞胺、聚乙烯基系或類似物膜的方法。但是，在前一種拉伸方法中，難以控制條件以得到希望的各向異性，并且這樣會(huì)降低所得膜各向異性的精確性。在后一種處理中，摩擦可造成膜充電并產(chǎn)生灰塵。
為了解決上述問題，最近已經(jīng)發(fā)展出了不需要這種拉伸或摩擦而制備各向異性膜的方法。所述方法的實(shí)例包括用偏振紫外光照射光交聯(lián)聚合物以控制聚合物的交聯(lián)方向，從而制備各向異性膜的方法(如參見非專利文獻(xiàn)1和2)；用偏振紫外光照射可光降解聚合物以控制聚合物中分子內(nèi)偶聯(lián)的降解方向，從而制備各向異性膜的方法(如參見非專利文獻(xiàn)3和專利文獻(xiàn)1)；用偏振紫外光照射光異構(gòu)化聚合物以控制聚合物異構(gòu)化的方向，從而制備各向異性膜的方法(如參見非專利文獻(xiàn)4、專利文獻(xiàn)2和3)。
但是，這些方法的任何一種都需要帶有特殊機(jī)制的紫外照射裝置以發(fā)射偏振紫外光。而且，在發(fā)射偏振紫外光時(shí)，還需要預(yù)先對(duì)準(zhǔn)(alignment)調(diào)整以精確調(diào)節(jié)入射光相對(duì)于聚合物膜的方向。
專利文獻(xiàn)1特開平09(1997)-230353A專利文獻(xiàn)2特許2990270專利文獻(xiàn)3特許3113539
非專利文獻(xiàn)1M.Schadt等，Jpn.J.Appl.Phys.，31，2155-2164頁(yè)，(1992)非專利文獻(xiàn)2M.Schadt，Nature，381，212頁(yè)，(1996)非專利文獻(xiàn)3M.Nishikawa等，Liquid Crystals，26，575-580頁(yè)(1992)非專利文獻(xiàn)4Kunihiro Ichimura，“Applied Physics”第62卷，第10期第998頁(yè)(1993)


[圖1]圖1是顯示本發(fā)明制造方法一個(gè)實(shí)施例中光照射的剖面示意圖。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題本發(fā)明的目的是提供一種不需要使用任何特殊設(shè)備就可以用簡(jiǎn)單方式來(lái)制備各向異性膜的方法。
解決問題的方法為實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的，本發(fā)明制備各向異性膜的方法的特點(diǎn)在于將含有光反應(yīng)性材料的薄膜配置在偏振元件上，并用穿過偏振元件的光對(duì)含有光反應(yīng)材料的膜進(jìn)行照射，由此使光反應(yīng)性材料膜具有各向異性。
發(fā)明效果如上所述，本發(fā)明的制備方法包括將光反應(yīng)性材料膜配置在偏振元件上，并通過該偏振元件對(duì)光反應(yīng)性材料膜進(jìn)行照射。因此，與傳統(tǒng)技術(shù)不同，光照射裝置不需要任何特殊裝置，可以使用普通的光照射裝置。而且，因?yàn)槭怯霉鈦?lái)照射偏振元件，所以預(yù)先的對(duì)準(zhǔn)調(diào)整可忽略，因此可以提供具有優(yōu)選的軸向精確度的各向異性。這樣，不需要特殊裝置，通過使用偏振元件可以防止軸向精確度的變差，由此，通過使用大面積的偏振元件，可以制備大面積的各向異性膜。此外，由于不需要如拉伸和摩擦處理，所以和傳統(tǒng)方法不同，這樣所得各向異性的精確度得到了提高，并進(jìn)而可抑制灰塵。
具體實(shí)施例方式
下面將對(duì)本發(fā)明制備方法的實(shí)例進(jìn)行說明，雖然本發(fā)明并不局限于此。首先，將光反應(yīng)性材料膜配置在偏振元件上。
雖然對(duì)偏振元件沒有特別限制，但優(yōu)選地，例如它可以穿過波長(zhǎng)1-780nm的光。如下面所述，對(duì)于將照射在光反應(yīng)性材料膜上的光而言，優(yōu)選波長(zhǎng)的范圍是1-780nm，更優(yōu)選為200-400nm，因?yàn)樵诤芏嗲闆r下，光反應(yīng)性材料的吸收波長(zhǎng)在紫外光范圍內(nèi)。
雖然對(duì)偏振元件沒有特別限制，但是例如可使用棱鏡偏振器、偏振濾光片(polarizing filter)和偏振器。棱鏡偏振器的實(shí)例包括含有方解石無(wú)機(jī)晶體或類似物的Glan-Thompsom棱鏡、Glan-Laser棱鏡和Glan-Taylor棱鏡。其中，沒有粘合層的Glan-Taylor棱鏡為特別優(yōu)選。對(duì)于偏振濾光片，可以使用含有典型的二色性顏料的偏振膜或類似物，沒有任何特殊限制。
對(duì)于偏振器而言，可以使用通?？色@得的產(chǎn)品而沒有任何特殊限制。它可以從膜中選擇，并通過吸附二色性材料如碘或二色性染料來(lái)進(jìn)行染色，然后再按照例如已知方法的交聯(lián)、拉伸和干燥來(lái)制備。其中，優(yōu)選為當(dāng)自然光入射時(shí)可以穿過線性偏振光的膜，更具體而言，優(yōu)選為具有優(yōu)異的透光率和偏振度的膜。將要用于吸附二色性材料的聚合物膜的實(shí)例包括親水性聚合物膜，如基于聚乙烯醇(PVA)的膜、基于PVA的部分定型的膜、基于乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的部分皂化的膜和基于纖維素的膜。除上述之外，還可以使用例如多烯取向膜(alignment film)，如脫水的PVA和脫氯化氫的聚氯乙烯。其中，基于PVA的膜為優(yōu)選。特開2000-162432A描述了偏振器的一個(gè)實(shí)例。該偏振器是含有縱橫比為至少2、短直徑為0.5微米或更短的針狀材料的紫外光偏振器，該針狀材料分散在折光指數(shù)與針狀物差別至少為0.05、并按預(yù)先確定的方向排列的紫外發(fā)射膜中。可以通過例如雙軸捏合100重量份聚甲基戊烯和3重量份短邊為0.1微米、長(zhǎng)邊為10微米的針狀氧化鈦，然后在270℃用T型模頭將其成型為厚300微米的膜，隨后再在190℃下將其拉伸成原長(zhǎng)度的6倍來(lái)制備該偏振器。
在本發(fā)明的制備方法中，優(yōu)選將偏振元件用作偏振器。由于可以得到大面積的偏振元件，所以可以如上所述地制備和提供大的各向異性膜。
對(duì)偏振元件的厚度沒有特別限制，但其范圍可以是例如1-1000微米，優(yōu)選5-500微米，更優(yōu)選10-300微米。
光反應(yīng)性材料膜可以直接在偏振元件上形成，或可以通過如下所述插入附加層來(lái)配置。當(dāng)直接在偏振元件上形成膜時(shí)，例如，是將光反應(yīng)性材料的溶液或熔體涂覆在偏振元件上，然后固化。
對(duì)于光反應(yīng)性材料而言，例如，任何可以與波長(zhǎng)為1-780nm的光發(fā)生反應(yīng)的材料都可以使用。具體的實(shí)例包括光異構(gòu)化的材料，如偶氮苯、二苯乙烯、螺吡喃、蒽及其衍生物；光二聚或多聚材料，如肉桂酸衍生物如聚乙烯基肉桂酸酯、香豆素肉桂酸酯及查耳酮肉桂酸酯；光可降解材料如聚酰亞胺和聚硅氧烷；及由以下式(IV)所表示的線性的光聚合聚合物或類似物。這些光反應(yīng)性材料可以單獨(dú)使用，或可以同至少一種其它材料混合使用。
所述光反應(yīng)性材料膜可以含有其它液晶化合物以及光反應(yīng)性材料。在此情況下，例如，可以另外將液晶化合物加入到光反應(yīng)性材料的溶液或熔體中。液晶化合物的實(shí)例包括液晶單體、液晶低聚物和液晶聚合物。液晶單體本身具有液晶性質(zhì)，其實(shí)例包括偶氮甲堿、氧化偶氮類、氰基聯(lián)苯、氰基苯基酯、苯甲酸酯、環(huán)己烷羧酸苯基酯、氰基苯基環(huán)己烷、氰基取代的苯基嘧啶、烷氧基取代的苯基嘧啶、苯基二噁烷、二苯乙炔及鏈烯基環(huán)己基卞氰。對(duì)液晶低聚物沒有特別限制，但可得到的實(shí)例是通過使二個(gè)到十二個(gè)或更多個(gè)上述液晶單體聚合而得到的，這些低聚物本身具有液晶性質(zhì)。對(duì)于液晶聚合物來(lái)說，可以使用傳統(tǒng)已知的聚合物而沒有任何特殊限制，但可得到的實(shí)例是通過將液晶單體聚合到比低聚物更高的聚合度而得到的，這些聚合物本身具有液晶性質(zhì)。這些液晶化合物可以單獨(dú)使用，或可以與至少一種其它液晶化合物混合使用。特表2000-517605A中描述了兩種或多種液晶化合物的混合物的實(shí)例，以下分子式(I)、(II)和(III)中給出了可得到的混合物的具體實(shí)例。
[分子式4] 所述光反應(yīng)性材料膜可以含有上述的光反應(yīng)性材料和其它的非液晶聚合物。在此情況下，例如，所述非液晶聚合物可以另外包含在光反應(yīng)性材料的溶液/熔體中?；蛘?，所述溶液/熔體可以含有通過隨后聚合、交聯(lián)而形成的所述非液晶聚合物的單體、低聚物等。這種非液晶聚合物可以例如從上述液晶單體和液晶低聚物得到的非液晶聚合物。通常，形成非液晶聚合物的單體或低聚物具有液晶性，但通過這些單體或低聚物的聚合而得到的聚合物所表現(xiàn)的不是液晶性質(zhì)，而是非液晶性質(zhì)。非液晶聚合物可以單獨(dú)使用，或可以與至少一種其它非液晶聚合物混合使用。
光反應(yīng)性材料可以是，例如，帶有光反應(yīng)性部位的液晶單體、帶有光反應(yīng)性部位的液晶低聚物和帶有光反應(yīng)部位的液晶聚合物。液晶單體、液晶低聚物和液晶聚合物的實(shí)例如上所述。
光反應(yīng)性部位是指由于光照射可以導(dǎo)致異構(gòu)化、降解、二聚或聚合的部位。由光照而導(dǎo)致的這種異構(gòu)化的部位的實(shí)例是偶氮、二苯乙烯等。由于光照而導(dǎo)致二聚或聚合的基團(tuán)的實(shí)例包括乙烯基、肉桂?；⒉槎?chalconyl)等。由于光照而導(dǎo)致降解的基團(tuán)的實(shí)例包括酰亞胺基等。這些光反應(yīng)性材料可以單獨(dú)使用，或可以多種光反應(yīng)性材料組合使用。
在用光反應(yīng)性材料的溶液制備光反應(yīng)性材料膜時(shí)，該溶液可以通過將光反應(yīng)性材料溶解在溶劑中來(lái)制備。對(duì)溶劑的選擇沒有特別限制，只要其能夠溶解光反應(yīng)性材料等即可，而所述溶劑可以根據(jù)光反應(yīng)性材料的類型適當(dāng)確定。其具體的實(shí)例包括鹵代烴，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、氯苯和鄰二氯苯；酚類，如苯酚和對(duì)氯苯酚；芳烴，如苯、甲苯、二甲苯、甲氧基苯和1，2-二甲氧基苯；酮類，如丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、環(huán)己酮、環(huán)戊酮、2-吡咯烷酮和N-甲基-2-吡咯烷酮；酯類，如乙酸乙酯和乙酸丁酯；醇類，如叔丁醇、丙三醇、乙二醇、三甘醇、乙二醇單甲醚、二乙二醇二甲醚、丙二醇、雙丙甘醇和2-甲基-2，4-戊二醇；酰胺，如二甲基甲酰胺和二甲基乙酰胺；腈類，如乙腈和丁腈；醚類，如乙醚、丁醚和四氫呋喃；或二硫化碳、乙基溶纖劑或丁基溶纖劑。這些溶劑可以單獨(dú)使用，或者二種或多種組合使用。優(yōu)選的溶劑不腐蝕偏振元件。
對(duì)于光反應(yīng)性材料溶液中反應(yīng)材料的濃度沒有特別限制。為了提供有利于涂覆的粘度，相對(duì)于溶劑優(yōu)選光反應(yīng)性材料為0.1-30重量％，優(yōu)選為0.5-15重量％，更優(yōu)選為1-5重量％。當(dāng)濃度為5重量％或更小時(shí)，可以得到能夠形成特別平滑涂布表面的粘度。
上述光反應(yīng)溶液或熔體(下文中稱為例如“光反應(yīng)性材料溶液”)可以含有如上所述的液晶化合物或非液晶聚合物。
可以根據(jù)要求，將光反應(yīng)性材料溶液或類似物與各種添加劑如穩(wěn)定劑、增塑劑、金屬或類似物進(jìn)一步摻混。
當(dāng)光反應(yīng)性材料中包括上述可在隨后光照射下聚合的液晶單體或液晶低聚物時(shí)，優(yōu)選向光反應(yīng)性材料的溶液或類似物中另外加入光敏引發(fā)劑。雖然對(duì)光敏引發(fā)劑沒有特別限制，但是，例如，優(yōu)選為Ciba Specialties Chemicals銷售的Irgacure 907(商品名)、Irgacure369(商品名)、Irgacure184(商品名)。對(duì)光敏引發(fā)劑的加入量也沒有特別限制。
此外，舉例來(lái)說，光反應(yīng)性材料溶液等可以含其它樹脂。這些樹脂可以是，例如，通用樹脂、工程塑料、熱塑性樹脂和熱固性樹脂。
通用樹脂可以是，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樹脂、AS樹脂或類似物。工程塑料可以是，例如，聚縮醛(polyacetate)(POM)、聚碳酸酯(PC)、聚酰胺(PA尼龍)、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBT)或類似物。熱塑性樹脂可以是，例如，聚苯硫醚(PPS)、聚醚砜(PES)、聚酮(PK)、聚酰亞胺(PI)、聚對(duì)苯二甲酸環(huán)己二甲醇酯(PCT)、多芳基化合物(PAR)、液晶聚合物(LCP)或類似物。熱固性樹脂可以是，例如，環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、酚醛清漆樹脂或類似物。
對(duì)涂覆光反應(yīng)性材料溶液的方法沒有特別限制，但是所述方法選自例如旋涂、輥涂、澆涂、口模式涂布、刮片式涂覆、印刷法、浸漬涂覆、流動(dòng)擴(kuò)展法、棒式涂覆、凹版印刷法和擠出法。
對(duì)涂覆光反應(yīng)性材料熔體的方法沒有特別限制，只要可將熔體涂覆在偏振元件的表面即可。實(shí)例包括澆鑄、熔融擠出或類似方法。
對(duì)固化光反應(yīng)性材料溶液的方法沒有特別限制，但是它選自于自然干燥和加熱干燥。對(duì)干燥條件沒有任何特別限制，可根據(jù)如偏振元件材料的種類、光反應(yīng)性材料的種類及溶劑的種類而適當(dāng)確定。通常，優(yōu)選該過程的溫度為處于不使偏振元件退化的程度，具體而言，優(yōu)選所述溫度為0-150℃，更優(yōu)選20-60℃。
雖然沒有特別限制，但光反應(yīng)性材料膜的厚度為例如0.005-5微米，優(yōu)選0.01-0.5微米，更優(yōu)選0.05-0.1微米。
如上所述，光反應(yīng)性材料膜可以直接在偏振元件上形成。或者，可通過粘結(jié)或類似方法而配置在偏振元件上?？梢匀缟纤龅胤謩e制備光反應(yīng)性材料膜，或可以使用商業(yè)化的產(chǎn)品。
當(dāng)將光反應(yīng)性材料膜粘接在偏振元件上時(shí)，例如，可以使用粘合劑或粘接劑。粘合劑的實(shí)例包括基于丙烯酸化合物、乙烯基醇、硅氧烷、聚酯、聚氨酯和聚醚的聚合物粘合劑；以及基于橡膠的粘合劑。粘接劑是通過例如適當(dāng)?shù)匕┧峋酆衔铩⒐柩跬橄稻酆衔?、聚酯、聚氨酯、聚醚和合成橡膠作為基質(zhì)聚合物而制備的。優(yōu)選的是所述粘合劑或粘接劑具有優(yōu)異的光學(xué)透過性，而且不防礙光反應(yīng)性材料膜經(jīng)光照而產(chǎn)生的各向異性。
光反應(yīng)性材料膜可以如上所述直接在偏振元件上形成?；蛘?，它可以經(jīng)由附加層而配置在偏振元件上。當(dāng)通過附加層將光反應(yīng)性材料膜配置在偏振元件上時(shí)，例如，首先在偏振元件上形成該附加層(例如以下所述的保護(hù)層)，然后再將光反應(yīng)性材料溶液等涂覆在其上以形成光反應(yīng)性材料膜。或者，例如可以分別制備偏振元件、附加層和光反應(yīng)性材料膜，然后用上述粘合劑或粘接劑按照一定順序?qū)⑺鼈冋辰Y(jié)在一起。
雖然沒有特別限制，所述附加層優(yōu)選透射可以穿過偏振元件的光束。例如，所述層可用作偏振元件的保護(hù)層。對(duì)于保護(hù)層而言，可以使用傳統(tǒng)已知的透明膜而沒有任何特殊限制。例如，所述保護(hù)層優(yōu)選為具有優(yōu)異的透光性、機(jī)械強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性、抗潮濕性、各向同性等。保護(hù)層材料的具體實(shí)例包括纖維素基樹脂，如三乙?；w維素(TAC)，以及基于例如聚酯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚酰亞胺、聚醚砜、聚砜、聚苯乙烯、聚降冰片烯、聚烯烴、聚丙烯酸酯、聚縮醛及聚乙烯醇的透明樹脂。也可以使用基于如丙烯酸、氨基甲酸酯、丙烯酸氨基甲酸酯、環(huán)氧和硅氧烷、可通過熱和紫外線交聯(lián)的樹脂。
對(duì)于保護(hù)層而言，例如，也可以使用特開2001-343529A(WO 01/37007)中所描述的聚合物膜。聚合物材料可以是，例如，側(cè)鏈上帶有取代的/非取代的二酰亞胺基團(tuán)的熱塑性樹脂和側(cè)鏈帶有取代的/非取代苯基和腈基的熱塑性樹脂。其實(shí)例是含有異丁烯和N-甲基馬來(lái)酰亞胺的交替共聚物和丙烯腈-苯乙烯共聚物的樹脂組合物。聚合物膜通過可以例如擠出樹脂組合物來(lái)制備。
舉例來(lái)說，優(yōu)選保護(hù)層為無(wú)色的。具體而言，優(yōu)選所述膜在厚度方向具有如以下公式所示-90nm至+75nm的延遲值(Rth)。更優(yōu)選為-80nm至+60nm，特別優(yōu)選為-70nm至+45nm。當(dāng)延遲值在-90nm到+75nm之間時(shí)，可以有效地解決由于保護(hù)膜而著色(光學(xué)著色)的問題。在下面的公式中，nx、ny和nz分別代表保護(hù)層在X軸、Y軸和Z軸方向的折光指數(shù)。X軸為保護(hù)層面內(nèi)具有最大折光指數(shù)的軸線方向，Y軸為面內(nèi)垂直于X軸的軸線方向。Z軸為垂直于X軸和Y軸的厚度方向，’d’為所述保護(hù)層的厚度。
Rth＝[{(nx+ny)/2}-nz]·d所述保護(hù)層可以還具有光學(xué)補(bǔ)償功能。對(duì)于這種具有光學(xué)補(bǔ)償功能的保護(hù)層而言，可以使用那些用于防止因可視角度變化而導(dǎo)致著色的已知的層，所述可視角度的變化是源于液晶單元延遲或加寬優(yōu)選的視角的。具體的實(shí)例包括通過單軸或雙軸拉伸上述樹脂而得到的各種膜、液晶聚合物或類似物的取向膜(aligned film)、以及通過在透明基質(zhì)上提供液晶聚合物的取向?qū)佣玫降寞B層。其中，優(yōu)選為液晶聚合物的取向膜，因?yàn)榭梢詫?shí)現(xiàn)具有優(yōu)異可見度(visibility)的寬闊視角。特別優(yōu)選為用以上所述的三乙酰基纖維素膜等支撐(supporting)光學(xué)補(bǔ)償層而得到的光學(xué)補(bǔ)償延遲板，其中所述光學(xué)補(bǔ)償層用盤形或向列液晶聚合物的傾斜取向?qū)又苽?。該光學(xué)補(bǔ)償延遲板可以是商業(yè)產(chǎn)品，例如Fuji Photo Film Co.Ltd.制備的“WV膜”(商品名)?；蛘撸鈱W(xué)補(bǔ)償延遲板可以通過將兩層或多層延遲膜和三乙?；w維素等支撐膜進(jìn)行疊層來(lái)控制光學(xué)性質(zhì)如延遲。
保護(hù)層可以用傳統(tǒng)的已知方法，如通過將以上所述的各種樹脂涂覆到偏振膜上的方法，或?qū)渲?、光學(xué)補(bǔ)償延遲板等層疊到偏振膜上的方法而適宜地制備，或者可以是商業(yè)產(chǎn)品。
對(duì)保護(hù)層的厚度沒有特別限制。例如，厚度為不大于500nm，優(yōu)選5nm-300nm，更優(yōu)選5nm-150nm。
保護(hù)層可以另外進(jìn)行例如硬化涂層處理、抗反射處理、防粘結(jié)、抗散射及抗眩光等處理。硬化涂層處理的目的在于防止偏振板表面刮傷，例如，它提供硬化涂層膜的處理，所述硬化涂層膜在保護(hù)層表面上由可固化樹脂形成，并具有優(yōu)異的硬度和表面光滑度?？晒袒瘶渲梢允?，例如，基于硅氧烷、氨基甲酸酯、丙烯酸和環(huán)氧的紫外光固化樹脂。所述處理可以用傳統(tǒng)的已知方法進(jìn)行。防粘結(jié)處理的目的在于防止相鄰層之間的互相粘結(jié)。抗反射處理的目的是防止外部光在偏振板表面上的反射，其可以通過形成傳統(tǒng)已知的抗反射層等來(lái)進(jìn)行。
當(dāng)外部光在偏振板的表面上反射時(shí)，反射會(huì)抑制穿過偏振板的光的可見度。抗眩光處理的目的在于防止這種對(duì)可見度的抑制?？寡９馓幚砜赏ㄟ^例如用傳統(tǒng)的已知方法在保護(hù)層表面上提供微觀粗糙性(microscopic asperity)來(lái)進(jìn)行。這種微觀粗糙性可以通過例如噴沙或壓花的方法來(lái)使表面粗糙，或通過形成保護(hù)層時(shí)在上述樹脂中摻混透明的細(xì)小顆粒來(lái)進(jìn)行。
以上所述的透明細(xì)顆?？梢允嵌趸琛⒀趸X、氧化鈦、氧化鋯、氧化錫、氧化銦、氧化鎘、氧化銻或類似物。除上述以外，也可以使用具有導(dǎo)電性的無(wú)機(jī)小顆粒或含有例如交聯(lián)的或未交聯(lián)的聚合物顆粒的有機(jī)小顆粒。對(duì)透明小顆粒的平均粒徑?jīng)]有特別限制，但其范圍可以是例如0.5-20微米。雖然，對(duì)透明細(xì)顆粒的摻混比沒有特別限制，但是，通常優(yōu)選其相對(duì)于100重量份以上所述的透明樹脂為2-70重量份，更優(yōu)選為5-50重量份。
摻混有透明小顆粒的抗眩光層自身可以用作保護(hù)層，或作為涂覆在保護(hù)層表面上的涂覆層。而且，抗眩光層還可以作為散射層以散射透過偏振板的光，從而加寬視角(即，例如視覺補(bǔ)償功能)。
以上所述抗反射層、防粘結(jié)層、散射層和抗眩光層可以層疊到偏振元件上，以作為與保護(hù)層分離的、包含這些層的光學(xué)層薄片。
接下來(lái)，光通過偏振元件照射在配置于偏振元件上的光反應(yīng)性材料膜。
下面用圖1所示的剖面圖對(duì)光照射的實(shí)例進(jìn)行描述。如圖1中所示，光反應(yīng)性材料膜3配置在偏振元件2的表面上。用光照射裝置1從偏振元件2的一側(cè)將照射光4照射在光反應(yīng)材料薄膜3上。從光輻照設(shè)備1發(fā)射的光穿過偏振元件2形成偏振光5。偏振光5部分照射在光反應(yīng)材料薄膜3上，使得光反應(yīng)材料4在被照射部分發(fā)生分子結(jié)構(gòu)的改變。這樣，在被照射部分的分子結(jié)構(gòu)變得與沒有照射到的部分的分子結(jié)構(gòu)不同，從而使光反應(yīng)性材料膜3具有各向異性，因此而形成各向異性膜。根據(jù)以上所述光反應(yīng)性材料的種類，這種由于光照射而導(dǎo)致的局部結(jié)構(gòu)變化選自異構(gòu)化、二聚、聚合、光降解等。
舉例來(lái)說，照射光的波長(zhǎng)范圍為1-780nm，優(yōu)選為200-400nm，更優(yōu)選290-400nm。照射光的波長(zhǎng)可以根據(jù)光反應(yīng)性材料的種類適當(dāng)進(jìn)行選擇。例如，當(dāng)光反應(yīng)性材料是肉桂酸酯時(shí)，波長(zhǎng)優(yōu)選為250-330nm；對(duì)于基于偶氮的材料，波長(zhǎng)優(yōu)選為380-450nm；對(duì)于聚酰亞胺，波長(zhǎng)優(yōu)選為1-300nm。對(duì)光照射裝置沒有特別限制。例如，通用的紫外照射裝置可用來(lái)發(fā)射波長(zhǎng)為200-400nm的光，而通用的可見照射裝置可用來(lái)發(fā)射波長(zhǎng)為400-780nm的光。優(yōu)選發(fā)射光波長(zhǎng)在可以穿過偏振元件的波長(zhǎng)范圍內(nèi)。
照射光通過如上所述的偏振元件后被偏振化。通常，該偏振的類型和程度因偏振元件的種類而不同。因此，可以根據(jù)偏振元件的種類而選擇偏振的類型和偏振度。在本發(fā)明中，由于偏振元件造成的偏振化，光反應(yīng)性材料膜中的光反應(yīng)性材料被例如降解、異構(gòu)化、二聚或多聚，因此分子會(huì)按預(yù)定的方式排列。這樣，就為膜提供了折射各向異性。
由此而形成了各向異性膜。本發(fā)明的各向異性膜可以與例如偏振元件作為疊層使用?；蛘?，可以將其從偏振元件上剝離下來(lái)單獨(dú)使用。
由于通過本發(fā)明的制備方法而得到的各向異性膜具有各向異性，所以，例如當(dāng)在如膜上形成液晶層時(shí)，液晶分子可以取向排列。為此，所述各向異性膜也可以用作取向膜如液晶取向膜。
或者，本發(fā)明的各向異性膜可以用作光學(xué)各向異性膜。特別是當(dāng)除光反應(yīng)性材料外，膜中還另外含有上述液晶化合物或非液晶聚合物，以及當(dāng)所述光反應(yīng)性材料是帶有光反應(yīng)部位的液晶化合物或非液晶聚合物時(shí)，所述膜會(huì)顯示出光學(xué)各向異性。雖然對(duì)光學(xué)各向異性的狀態(tài)沒有特別限制，但是，所述光學(xué)各向異性可以因液晶化合物或非液晶聚合物的種類而具有例如光學(xué)單軸性或光學(xué)雙軸性。光學(xué)單軸性通常包括其中主折光指數(shù)nx和ny基本彼此相等并大于nz(nx≈ny＞nz)的負(fù)單軸性，以及其中主折光指數(shù)nx和ny基本彼此相等并小于nz(nx≈ny＜nz)的正單軸性。光學(xué)雙軸性是指三個(gè)方向的主折光指數(shù)nx、ny和nz彼此互不相等，它包括例如負(fù)雙軸性(nx＞ny＞nz)和正雙軸性(nz＞nx＞ny)。上面指出的nx、ny和nz代表各向異性膜中X軸、Y軸和Z軸方向的折光指數(shù)。X軸是指在各向異性膜面內(nèi)表現(xiàn)出最大折光指數(shù)的軸線方向，Y軸是指面內(nèi)垂直于X軸的軸線方向，Z軸是指垂直于X軸和Y軸的厚度方向。
其次，本發(fā)明的光學(xué)膜的特征在于它含有本發(fā)明的各向異性膜。當(dāng)本發(fā)明的各向異性膜表現(xiàn)出如上所述的光學(xué)各向異性時(shí)，包含所述各向異性膜的光學(xué)膜對(duì)光學(xué)補(bǔ)償膜或延遲板是有用的。
對(duì)本發(fā)明的光學(xué)膜沒有特別限制，只要它含有本發(fā)明的各向異性膜即可。因此，本發(fā)明的各向異性膜可以單獨(dú)使用?；蛘?，它可以與如上所述的偏振元件層疊，或可以另外包含附加的光學(xué)元件。
用于圖像顯示裝置如液晶顯示器的各種傳統(tǒng)已知的光學(xué)元件可以用于以上所述的附加的光學(xué)元件，對(duì)其沒有任何特殊限制。實(shí)例包括偏振板、反射板、半透過反射板和亮度增強(qiáng)膜。這些附加的光學(xué)元件可以單獨(dú)使用，或可以至少兩種光學(xué)元件同時(shí)使用。這種光學(xué)元件可以形成單一的層，或形成至少兩個(gè)層的疊層。對(duì)于另外含有附加光學(xué)元件的光學(xué)膜來(lái)說，例如，具有光學(xué)補(bǔ)償功能的集成偏振板為優(yōu)選。這種集成偏振板適宜用于各種圖像顯示裝置。例如，可以將它配置在液晶單元的表面上。
本發(fā)明各向異性膜和附加光學(xué)元件的層疊可以通過傳統(tǒng)已知的方法進(jìn)行，沒有特別限制。例如，可以使用以上所述的粘接劑、粘合劑等，其種類可以根據(jù)各自組分的材料等適當(dāng)確定。粘合劑是由基于丙烯酸物質(zhì)、乙烯基醇、硅氧烷、聚酯、聚氨酯和聚醚的聚合物和基于橡膠的粘合劑制備而成的。所述粘合劑可以含有其它基于乙烯基醇聚合物的水溶性交聯(lián)劑，如硼酸、硼砂、戊二醛、三聚氰胺和草酸。這種粘接劑或粘合劑可以實(shí)現(xiàn)在潮濕或加熱條件下的抗剝離、優(yōu)異的透光性和偏振度。具體而言，例如，當(dāng)附加光學(xué)元件是基于PVA的膜時(shí)，從粘合處理等的穩(wěn)定性來(lái)看，優(yōu)選使用基于PVA的粘合劑。這種粘合劑或粘接劑可以直接涂覆到偏振元件或保護(hù)層的表面上。或者，以膠帶或片狀形成的粘合劑或粘接劑的層可以配置在表面上。當(dāng)這種粘合劑或粘接劑被制成溶液時(shí)，其它添加劑或催化劑如酸可以按要求摻混進(jìn)來(lái)。當(dāng)涂覆該粘合劑時(shí)，例如，可以將其它添加劑或催化劑如酸摻混到粘合劑溶液中。雖然對(duì)粘合劑層的厚度沒有特別限制，但是舉例來(lái)說，其范圍可以是1-500nm，優(yōu)選10-300nm，更優(yōu)選20-100nm。這些粘合劑可通過將粘合劑的水溶液涂覆到相應(yīng)部件的表面上、然后干燥來(lái)使用。在水溶液中，例如，可以摻混其它添加劑或催化劑如酸。其中，就粘合劑而言，由于對(duì)PVA膜有優(yōu)異的粘接性，所以優(yōu)選為PVA系的粘合劑。
接下來(lái)，作為本發(fā)明光學(xué)膜的一個(gè)實(shí)例，下面將描述帶有各向異性膜的偏振板(集成的偏振板)。集成偏振板是通過將本發(fā)明的各向異性膜與偏振板進(jìn)行層疊而制備的。
首先將描述反射偏振板或半透過反射偏振板的實(shí)例。所述反射偏振板是通過在本發(fā)明的各向異性膜和偏振元件(如偏振板)的疊層上再另外層疊反射板來(lái)制備的，半透過反射偏振板是通過在本發(fā)明的偏振板上層疊半透過反射板而制備的。
例如，將這種反射偏振板配置在液晶單元的背面，以使液晶顯示器(反射式液晶顯示器)反射來(lái)自可視一側(cè)(顯示一側(cè))的入射光。反射偏振板具有某些優(yōu)勢(shì)，例如，可以省去光源如背光的裝配，而且液晶顯示器可以進(jìn)一步更薄。
反射偏振板可以用任何已知的方法，如在具有一定彈性模量的偏振板的一個(gè)表面上形成金屬或類似物的反射板來(lái)形成。更具體而言，其一個(gè)實(shí)例是通過按照要求在偏振板保護(hù)層的一個(gè)表面(暴露在外的表面)上鋪膜(matting)，并在表面上形成含有反射金屬如鋁的沉積膜或金屬箔而形成的反射偏振板。
反射偏振板的另外一個(gè)實(shí)例是通過在保護(hù)層上形成具有相應(yīng)的微觀粗糙性的反射板來(lái)制備的，所述保護(hù)層的表面因在各種透明樹脂中所含有的微顆粒而具有了微觀粗糙性。表面具有微觀粗糙性的反射板不規(guī)律地散射入射光，從而可以防止方向性和眩光，并可以控制了色調(diào)的不規(guī)律性。反射板可以通過使用包括沉積和電鍍法如真空沉積、離子電鍍和噴濺法的任何傳統(tǒng)和適當(dāng)?shù)姆椒ǘ苯釉谕该鞅Ｗo(hù)層的粗糙表面上貼附金屬箔或金屬沉積膜來(lái)形成。
如上所述，反射板可以在偏振板的保護(hù)層上直接形成?；蛘?，反射板可以用作通過在類似于透明保護(hù)膜的適當(dāng)膜上提供反射層而形成的反射片。由于典型的反射板反射層是用金屬制成的，所以優(yōu)選反射板以如下狀態(tài)使用，以使其反射層的反射面由膜、偏振板等所覆蓋，以防止因氧化而導(dǎo)致的反射率降低，此外，還可以長(zhǎng)期保持初期反射率，并避免單獨(dú)形成保護(hù)層。
半透過偏振板通過用半透過反射板替換上述反射偏振板中的反射板來(lái)提供，并以在反射層中反射和透過光的半透過反射鏡為示例。
通常，將這種半透過偏振板配置在液晶單元的背面上。在包含半透過偏振板的液晶顯示器中，當(dāng)液晶顯示器在相對(duì)明亮的環(huán)境中使用時(shí)，從可視一側(cè)(顯示側(cè))來(lái)的入射光被反射以顯示圖像，而在相對(duì)暗的環(huán)境中，則通過使用內(nèi)置光源如在半透過偏振板背面上的背光來(lái)顯示圖像。換而言之，半透過偏振板可以用來(lái)形成能夠在明亮環(huán)境下節(jié)省光源如背光的能量，同時(shí)在相對(duì)暗的環(huán)境下可以使用內(nèi)置光源的液晶顯示器。
其次，作為本發(fā)明光學(xué)膜的一個(gè)實(shí)例，下面將對(duì)通過在本發(fā)明的各向異性膜和偏振元件(如偏振板)上進(jìn)一步層疊亮度增強(qiáng)膜而制備的偏振板進(jìn)行描述。
對(duì)亮度增強(qiáng)膜的適當(dāng)實(shí)例沒有特別限制，但它可以選自介電質(zhì)的多層膜，或具有不同的折射各向異性、可以透過具有預(yù)定偏振軸的線性偏振光，同時(shí)反射其它光的多層膜的疊層。該亮度增強(qiáng)膜的實(shí)例包括3M Co.制造的名為“D-BEF”的商品。同時(shí)，膽甾型液晶層，具體而言，膽甾型液晶聚合物的取向膜或固定在支撐膜基質(zhì)上的取向液晶層也可以用作亮度增強(qiáng)膜。這種亮度增強(qiáng)膜反射順時(shí)針的或逆時(shí)針的圓偏振光，并透過其它的光。這種亮度增強(qiáng)膜的實(shí)例包括由Nitto Denko Corporation制造的商品“PCF350”和由Merck andCo.，Inc.制造的商品“Transmax”。
上述本發(fā)明的光學(xué)膜可以是，例如，通過將本發(fā)明的各向異性膜與偏振元件及其它的至少兩個(gè)附加光學(xué)元件進(jìn)行層疊而形成的光學(xué)元件。
含有至少兩個(gè)光學(xué)元件疊層的光學(xué)部件可以是例如按照制備液晶顯示器等的一定順序分別進(jìn)行疊層的方法來(lái)形成的。然而，因?yàn)轭A(yù)先層疊好的光學(xué)部件具有良好的質(zhì)量穩(wěn)定性、裝配可操作性等優(yōu)點(diǎn)，因此使用預(yù)先層疊好的光學(xué)部件可以提高制備液晶顯示器的效率。任何適當(dāng)?shù)恼澈蟿┤缯辰觿佣伎梢杂脕?lái)進(jìn)行層疊。
此外，優(yōu)選上述本發(fā)明的光學(xué)膜另外具有粘合劑層或粘接劑層，以便于較容易地層疊到其它部件如液晶單元上?？梢园阉鼈兣渲玫焦鈱W(xué)膜的一個(gè)表面上或兩個(gè)表面上。對(duì)粘接劑層的材料沒有特別限制，但可以是傳統(tǒng)的已知材料如丙烯酸聚合物。另外，具有低吸潮系數(shù)和優(yōu)異耐熱性的粘接劑層為優(yōu)選，例如，主要考慮的是防止因吸潮而造成氣泡產(chǎn)生或剝落、防止因熱膨脹系數(shù)的不同而導(dǎo)致的光學(xué)性質(zhì)的退化和液晶單元的彎曲、以及形成具有高質(zhì)量和優(yōu)異耐用性的液晶顯示器。也可以混入小顆粒，以形成具有光散射性質(zhì)的粘接劑層。為了在光學(xué)膜表面上形成粘接劑層，可以用展開的方法如流延法(flow expension)和涂覆法直接在帶有各向異性膜的偏振板的預(yù)定表面上涂覆粘結(jié)材料的溶液或熔體?；蛘撸梢杂猛瑯拥姆绞綄⒄辰觿釉谙旅鎸⒚枋龅母綦x物上形成，然后轉(zhuǎn)移到預(yù)定光學(xué)膜的表面。該層可以形成在光學(xué)膜的任何表面上。例如，它可以形成在各向異性膜的暴露面上。
當(dāng)所述光學(xué)膜上提供的粘接劑或類似物的層的表面暴露出來(lái)時(shí)，優(yōu)選用隔離物遮蓋粘接劑層，直至要使用壓敏粘合劑層時(shí)，以防止污染等。優(yōu)選地，隔離物具有與粘接劑層表面接觸的剝離涂層。該剝離涂層可以通過在隔離物上根據(jù)需要涂覆基于硅氧烷、長(zhǎng)鏈烷基、氟、硫化鉬或類似物的剝離劑而形成。
粘接劑層或類似物可以是單層或疊層。疊層可以是在類型或組成上各不相同的單層的組合。配置在光學(xué)膜兩個(gè)表面上的粘接劑層在類型和組成上可以彼此相同或不同。粘接劑層的厚度可以根據(jù)光學(xué)膜的構(gòu)成成分等適當(dāng)確定。通常，粘接劑層的厚度是1-500微米。
優(yōu)選粘接劑層由具有優(yōu)異的光學(xué)透過性和粘結(jié)特性如可潤(rùn)濕性、內(nèi)聚性和粘附特性的粘接劑制備得到。作為具體實(shí)例，粘接劑可以由基于如丙烯酸聚合物、硅氧烷系聚合物、聚酯、聚氨酯、聚醚和合成橡膠的聚合物而適當(dāng)制備。
粘接劑層的粘結(jié)特性可以用已知方法適當(dāng)控制。例如，交聯(lián)度和分子量的調(diào)節(jié)可以基于組成、分子量、交聯(lián)類型、交聯(lián)官能團(tuán)的含量以及粘接劑層基質(zhì)聚合物中摻混的交聯(lián)劑的量來(lái)調(diào)節(jié)。
組成本發(fā)明光學(xué)膜的各層可以因用紫外吸收劑處理而具有紫外吸收性，所述紫外吸收劑如基于水楊酸鹽的化合物、基于二苯酮的化合物、基于苯并三唑的化合物、基于氰基丙烯酸酯的化合物及基于鎳絡(luò)合物鹽的化合物。
如上所述，本發(fā)明的光學(xué)膜可優(yōu)選用于構(gòu)成各種裝置如液晶顯示器。例如，將本發(fā)明的光學(xué)膜配置到液晶單元的至少一個(gè)表面上，從而構(gòu)成用于如透射型、反射型或透射-反射型液晶顯示器的液晶面板。
用于構(gòu)成液晶顯示器的液晶單元的類型可以任意選定，其實(shí)例包括各種單元，例如以薄膜晶體管為代表的活性矩陣驅(qū)動(dòng)型、以TN(扭曲向列型)單元和STN(超扭曲向列型)單元為代表的單矩陣驅(qū)動(dòng)型單元、OCB(光學(xué)補(bǔ)償雙折射)單元、HAN(雜化取向向列)單元及VA(垂直取向)單元。
通常，液晶單元包含相對(duì)的液晶單元襯底和注入到兩襯底空隙中的液晶。液晶單元的襯底可以用玻璃、塑料等制成，沒有特別限制。塑料基質(zhì)的材料可以從傳統(tǒng)已知的材料中選擇，沒有特別限制。
當(dāng)各種光學(xué)部件被配置到液晶單元的兩個(gè)表面時(shí)，它們可以是相同的或不同的類型。而且，為了形成液晶顯示器，一層或多層的適當(dāng)部件如棱鏡陣列片、透鏡陣列片、光學(xué)散射器(diffuser)和背光可以配置在適當(dāng)?shù)奈恢谩?br> 對(duì)本發(fā)明的液晶顯示器沒有特別限制，只要它包含具有上述本發(fā)明光學(xué)膜的液晶面板即可。當(dāng)它含有光源時(shí)，雖然沒有特別限制，但優(yōu)選該光源為發(fā)射偏振光的平面光源，以便可以有效利用光能。
關(guān)于本發(fā)明的液晶面板的實(shí)例可以參考下面的結(jié)構(gòu)。例如，它具有液晶單元、本發(fā)明的光學(xué)膜(如各向異性膜和偏振元件的疊層)、偏振器和保護(hù)層，其中所述光學(xué)膜層疊在液晶顯示單元的一個(gè)表面上，而偏振器和保護(hù)層依此次序?qū)盈B在光學(xué)膜的另一表面上。液晶單元的結(jié)構(gòu)是在兩個(gè)液晶單元襯底中間保持液晶。當(dāng)光學(xué)膜是上述各向異性膜和偏振元件的疊層時(shí)，雖然對(duì)排列沒有特別限制，例如，優(yōu)選各向異性膜的側(cè)向面對(duì)液晶單元。
本發(fā)明的液晶顯示器可以在光學(xué)膜的可視一側(cè)另外包包括例如散射板、抗眩光層、抗反射膜、保護(hù)層和保護(hù)板?；蛘?，可以在液晶面板內(nèi)的液晶單元和偏振板之間適當(dāng)配置補(bǔ)償延遲板或類似物。
本發(fā)明的光學(xué)膜不僅可以用于上述液晶顯示器中，也可以用于例如自發(fā)光顯示器中，如有機(jī)電致發(fā)光(EL)顯示器、等離子體顯示器(PD)和FED(場(chǎng)致發(fā)光顯示器)。當(dāng)用于自發(fā)光平板顯示器時(shí)，例如，本發(fā)明的光學(xué)膜的面內(nèi)延遲值Δnd被設(shè)定在λ/4，以得到圓偏振光，因此它可以用作抗反射濾光片。
下面是關(guān)于含有本發(fā)明光學(xué)膜的電致發(fā)光顯示器(EL)的具體說明。本發(fā)明的EL顯示器是含有本發(fā)明光學(xué)膜的顯示器，它可以是有機(jī)EL顯示器或無(wú)機(jī)EL顯示器。
在最近的EL顯示器中，為了防止在黑色狀態(tài)下的電極反光，建議使用例如偏振器和偏振板及λ/4板的光學(xué)膜。當(dāng)EL層發(fā)射線性偏振光、圓偏振光或橢圓偏振光時(shí)，本發(fā)明的光學(xué)膜特別有用。在傾斜光束部分被極化，即使是自然光在前方發(fā)射時(shí)，本發(fā)明的光學(xué)膜特別有用。
現(xiàn)在，下面將對(duì)典型的有機(jī)EL顯示器進(jìn)行說明。通常，這種有機(jī)EL顯示器都含有由透明電極、有機(jī)發(fā)光層和金屬電極依此順序在透明襯底上層疊而成的發(fā)光體(有機(jī)EL發(fā)光體)。這里，有機(jī)發(fā)光層是不同有機(jī)薄膜的疊層。其實(shí)例包括如用三苯胺衍生物制備的空穴注入層等制備的疊層和熒光有機(jī)固體如蒽發(fā)光層的不同組合；用發(fā)光層和一個(gè)由苝衍生物等制備的電子注入層組成的疊層；以及空穴注入層、發(fā)光層和電子注入層的疊層。
通常，有機(jī)EL顯示器依據(jù)以下原理發(fā)光在陽(yáng)極和陰極加一電壓以將空穴和電子注入到有機(jī)發(fā)光層，因這些空穴和電子的再結(jié)合而產(chǎn)生的能量會(huì)激發(fā)熒光物質(zhì)，而受激發(fā)的熒光物質(zhì)返回到基態(tài)時(shí)就會(huì)發(fā)光。在此過程中空穴和電子的再結(jié)合機(jī)制與普通二極管的機(jī)制相似。這意味著相對(duì)于所加的電壓，電流和發(fā)光強(qiáng)度會(huì)表現(xiàn)出相當(dāng)大的非線性，并伴隨有整流現(xiàn)象。
有機(jī)EL顯示器要求至少有一個(gè)電極是透明的，以便得到在有機(jī)發(fā)光層發(fā)出的光。通常，將透明導(dǎo)電材料如氧化銦錫(ITO)做成的透明電極用作陽(yáng)極。用阻抗小的物質(zhì)作為陰極可以有效地促進(jìn)電子的注入，從而提高發(fā)光效率，而通?？墒褂媒饘匐姌O如Mg-Ag和Al-Li。
在如上構(gòu)造的有機(jī)EL顯示器中，優(yōu)選有機(jī)發(fā)光層由非常薄如約10nm的膜來(lái)制備，這樣有機(jī)發(fā)光層可以象透明電極一樣基本上透過所有的光。結(jié)果，當(dāng)該層不發(fā)光時(shí)，從透明襯底表面入射并穿過透明電極和有機(jī)發(fā)光層的光束在金屬層上反射，所以其又出來(lái)而到達(dá)透明襯底的表面。因此，從外部看時(shí)有機(jī)EL顯示器的顯示表面像一面鏡子。
例如，包含有機(jī)EL發(fā)光體的本發(fā)明的有機(jī)EL顯示器在有機(jī)發(fā)光層的表面上有透明電極，在有機(jī)發(fā)光層的背面有金屬電極。在有機(jī)EL顯示器中，優(yōu)選將本發(fā)明的光學(xué)膜配置在透明電極的表面，并且，將λ/4板配置在偏振板和EL元件之間。如上所述，通過配置本發(fā)明的光學(xué)膜而得到的有機(jī)EL顯示器可以抑制外部反射并提高可見度。更為優(yōu)選的是在透明電極和光學(xué)膜之間配置延遲板。
例如，光學(xué)膜使從外面進(jìn)入并被金屬電極反射的光發(fā)生偏振化，由此該極化具有使金屬電極這面鏡子從外部無(wú)法看到的作用。特別是，通過用四分之一波長(zhǎng)的板形成延遲板，并將由延遲板的偏振方向與光學(xué)膜(如，各向異性膜和偏振元件的疊層)所形成的角調(diào)成π/4，可以完全阻擋金屬電極的鏡像(mirror)。也就是，光學(xué)膜只透過進(jìn)入有機(jī)EL顯示器的外部光中的線性偏振光部分。通常，線性偏振光會(huì)被延遲板變成為橢圓偏振光。當(dāng)延遲板是四分之一波長(zhǎng)的板且角度為π/4時(shí)，光被轉(zhuǎn)變成圓偏振光。
該圓偏振光穿過例如透明襯底、透明電極和有機(jī)膜。在被金屬電極反射后，所述光又穿過有機(jī)膜、透明電極和透明襯底，并在延遲板上轉(zhuǎn)換變成線性偏振光。而且，由于該線性偏振光與光學(xué)膜的偏振方向呈直角十字交叉，因此它無(wú)法穿過該光學(xué)膜。結(jié)果，如上所述，金屬電極的鏡像可完全阻擋。
下面通過實(shí)施例和對(duì)比例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明。應(yīng)指出的是本發(fā)明不僅僅局限于這些實(shí)施例。
實(shí)施例1將聚乙烯基肉桂酸酯(光反應(yīng)材料)溶解在環(huán)戊酮溶劑中制備5重量％的溶液以供涂覆。通過旋涂法將該聚乙烯基肉桂酸酯溶液涂敷到Glan-Taylor棱鏡(偏振元件)的一個(gè)面上。由此涂敷的薄膜經(jīng)在100℃下干燥3分鐘以形成厚度為100nm的聚乙烯基肉桂酸酯薄膜(光反應(yīng)性材料膜)，從而得到一個(gè)疊層。
其次，用使用高壓汞燈的紫外發(fā)射裝置(照明度15mW/cm2)照射該疊層6分鐘。發(fā)射光相對(duì)于偏振元件的入射角設(shè)定為90°。穿過偏振元件的總光量是1J/cm2。由此，通過偏振元件后已變成偏振光的光束被照射在光反應(yīng)材料膜上，于是在偏振元件上形成了各向異性膜。
實(shí)施例2將實(shí)施例1中的光反應(yīng)材料換成二苯乙烯，然后用同樣的方法在偏振元件上形成各向異性膜。
實(shí)施例3將光反應(yīng)材料(商品名LPPF301，由Vantico Co.，Ltd.生產(chǎn))溶解在環(huán)戊酮溶劑中制備濃度為2wt％的溶液以供涂覆。通過旋涂法將該溶液涂敷到偏振濾光器(商品名Ultraviolet Polarizer，由BolderVision Optik生產(chǎn))的一個(gè)面上。由此涂敷的薄膜經(jīng)在100℃下干燥3分鐘以形成厚度為100nm的光反應(yīng)材料薄膜，從而得到疊層。
其次，用使用高壓汞燈的紫外發(fā)射裝置(照明度15mW/cm2)照射該疊層3分鐘。發(fā)射光相對(duì)于偏振元件的入射角調(diào)成90°。穿過偏振元件的總光量為0.5J/cm2。由此，通過偏振元件后已變成偏振光的光束被照射在光反應(yīng)材料膜上，于是在偏振元件上形成了各向異性膜。
實(shí)施例4將100重量份數(shù)的聚甲基戊烯和3重量份數(shù)的針狀氧化鈦雙軸捏合，所得產(chǎn)物用T型模頭在270℃下制成厚度為300微米的膜，并在190℃下將該膜拉伸為起初始度的6倍。在這樣拉伸的膜中，針狀氧化鈦基本上按一定方向取向排列。除將拉伸膜用于偏振元件外，用與實(shí)施例1相同的方法在偏振元件上形成各向異性膜。
實(shí)施例5制備液晶化合物(68.0重量％，商品名LCPCB483，由VanticoCo.，Ltd.制備)、光反應(yīng)性材料(29.2重量％，商品名LPPF301，由Vantico Co.，Ltd.制備)、光敏引發(fā)劑(1.4重量％，商品名Irgacure369，由Ciba Specialty Chemicals制備)和阻聚劑(丁基羥基甲苯，1.4重量％)的混合物。將該混合物溶解在環(huán)戊酮中至5重量％，在50℃下攪拌30分鐘，隨后通過0.2微米的過濾器以制備涂覆溶液。除用該溶液外，用與實(shí)施例1相同的方法在偏振元件上形成各向異性膜。
(對(duì)比例1)將光反應(yīng)性材料換成聚乙烯醇，然后用與實(shí)施例1相同的方法將PVA膜層疊在偏振元件上。
(對(duì)比例2)除不加入光反應(yīng)性材料外，用與實(shí)施例3相同的方法將膜層疊在偏振器上。
對(duì)于實(shí)施例1-5中所得到的各向異性膜，用下面方法評(píng)價(jià)其各向異性。對(duì)于對(duì)比例1和2中所得到的膜用類似方法進(jìn)行評(píng)價(jià)。
各向異性膜的評(píng)價(jià)(1)將具有膽甾型液晶相的化合物(BASF制備的Paliocolor LC242(商品名)和LC756(商品名)的混合物)以20重量％的濃度溶解在環(huán)戊酮溶劑中。通過旋涂法將該溶液涂覆在各實(shí)施例所得的各向異性膜上。這樣涂覆的膜(化合物層)在90℃下干燥1分鐘以取向具有膽甾液晶相的化合物，然后通過光照射使化合物聚合以固定取向，從而形成了厚度為1微米的層(具有膽甾結(jié)構(gòu)的層)。在下面的表1中給出了該層是否具有選擇性的反射波長(zhǎng)。在表1中，在各左欄中的‘是’表示觀測(cè)到了選擇性反射波長(zhǎng)，而‘否’表示沒有觀測(cè)到選擇性反射波長(zhǎng)。
如表1所示，在實(shí)施例1-4中的各向異性膜上形成的膜表現(xiàn)出了選擇性反射波長(zhǎng)。這表明實(shí)施例1-4中的各向異性膜具有液晶取向力。另一方面，由于在對(duì)比例1的膜中沒有觀測(cè)到這種選擇性反射，從而確認(rèn)了在偏振器上所形成的膜不具備液晶取向力。
各向異性膜的評(píng)價(jià)(2)將具有向列型液晶相的化合物(商品名Paliocolor LC242，由BASF制備)溶解在環(huán)戊酮溶劑中制成20重量％的溶液，并通過旋涂法將該溶液涂覆在實(shí)施例中所得的各向異性膜上。然后，將由此涂覆的膜(化合物層)在90℃下干燥1分鐘以取向具有向列液晶相的化合物，并進(jìn)一步通過光照射使該化合物聚合以固定取向，由此形成厚度為1微米的層(具有向列結(jié)構(gòu)的層)。
此外，將由此形成的層轉(zhuǎn)移到透明基質(zhì)(玻璃板或TAC膜)上。用偏振光橢圓測(cè)量光譜儀(商品名M220，由JASCO Corporation制備)測(cè)量透明基質(zhì)上所述層的慢軸。經(jīng)證實(shí)實(shí)施例中所用偏振器的偏振-透射軸方向及每層的慢軸或快軸彼此相同。另一方面，對(duì)比例1膜中的向列液晶沒有取向，但它變得發(fā)白，由此阻礙了對(duì)軸向角的檢測(cè)。相似地，對(duì)比例2中的膜也變得發(fā)白，由此阻礙了對(duì)軸向角的檢測(cè)。
用粘合劑將實(shí)施例5中所得膜的各向異性膜一側(cè)與透明基質(zhì)(TAC膜)相粘接，然后將偏振器剝離，并將各向異性膜轉(zhuǎn)移到透明基質(zhì)上。然后，用偏振光橢圓測(cè)量光譜儀(商品名M220，JASCOCorporation制備)測(cè)量該各向異性膜的相差和慢軸。經(jīng)證實(shí)實(shí)施例5所用偏振器的偏振-透射軸方向與各向異性膜的一個(gè)慢軸彼此相同。延遲值為大約100nm(測(cè)量波長(zhǎng)為590nm)。該結(jié)果表明實(shí)施例5中所得到的各向異性膜具有光學(xué)各向異性。
(表1)

從表1可以證實(shí)，實(shí)施例1-4中的各向異性膜具有液晶取向力，實(shí)施例5的各向異性膜表現(xiàn)出了光學(xué)各向異性，而實(shí)施例中的所有各向異性膜都具有優(yōu)異的軸向精確度。
工業(yè)應(yīng)用如上所述，例如，根據(jù)本發(fā)明的制備方法，可以很容易地制備出具有優(yōu)異的軸向精確度的各向異性膜，其中或者不需要發(fā)射偏振光的特殊裝置，或者不需要預(yù)先的對(duì)準(zhǔn)調(diào)整。
權(quán)利要求
1.一種制備各向異性膜的方法，該方法包括將含有光反應(yīng)性材料的膜配置在偏振元件上；用穿過所述偏振元件的光對(duì)所述含有光反應(yīng)性材料的膜進(jìn)行照射，從而使所述含有光反應(yīng)性材料的膜具有各向異性。
2.權(quán)利要求1的制備方法，其中所述含有光反應(yīng)性材料的膜是通過在所述偏振元件上涂覆光反應(yīng)性材料的溶液或熔體、并固化該溶液或熔體而形成的。
3.權(quán)利要求1或2的制備方法，其中所述光反應(yīng)性材料對(duì)波長(zhǎng)在1-780nm范圍內(nèi)的光具有反應(yīng)活性。
4.權(quán)利要求1-3之一的制備方法，其中照射光的波長(zhǎng)在200-400nm的范圍內(nèi)。
5.權(quán)利要求1-4之一的制備方法，其中照射光的波長(zhǎng)在290-400nm的范圍內(nèi)。
6.權(quán)利要求1-5之一的制備方法，其中照射光的波長(zhǎng)為310nm。
7.權(quán)利要求1-6之一的制備方法，其中所述偏振元件為選自以下組中的至少一種元件棱鏡偏振器、偏振濾光片和偏振器。
8.權(quán)利要求1-7之一的制備方法，其中所述含有光反應(yīng)性材料的膜直接形成在所述偏振元件上。
9.權(quán)利要求1-7之一的制備方法，其中所述含有光反應(yīng)性材料的膜配置在插入有保護(hù)層的偏振元件上。
10.權(quán)利要求1-9之一的制備方法，其中所述含有光反應(yīng)性材料的膜還含有液晶化合物。
11.權(quán)利要求10的制備方法，其中所述液晶化合物為選自以下組中的至少一種液晶化合物液晶單體、液晶低聚物和液晶聚合物。
12.權(quán)利要求1-11之一的制備方法，其中所述含有光反應(yīng)性材料的膜還含有非液晶聚合物。
13.權(quán)利要求1-12之一的制備方法，其中所述光反應(yīng)性材料為選自以下組中的至少一種材料具有光反應(yīng)部位的液晶單體、具有光反應(yīng)部位的液晶低聚物、具有光反應(yīng)部位的液晶聚合物以及具有光反應(yīng)部位的非液晶聚合物。
14.一種用權(quán)利要求1-13之一的制備方法制備的各向異性膜。
15.權(quán)利要求14的各向異性膜，其包含液晶取向膜。
16.權(quán)利要求14的各向異性膜，其包含光學(xué)各向異性膜。
17.一種包含權(quán)利要求14的各向異性膜的光學(xué)膜。
18.一種包含液晶單元和配置在所述液晶單元的至少一個(gè)表面上的光學(xué)膜的液晶面板，其中所述光學(xué)膜為權(quán)利要求17的光學(xué)膜。
19.一種包含液晶面板的液晶顯示器，其中所述液晶面板為權(quán)利要求18的液晶面板。
20.一種包含權(quán)利要求17的光學(xué)膜的圖像顯示裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種制備各向異性膜的簡(jiǎn)單方法，該方法不需要有特殊機(jī)制的光照射裝置或預(yù)先對(duì)準(zhǔn)調(diào)整系統(tǒng)。含有光反應(yīng)性材料的膜被配置在偏振元件上，用穿過偏振元件的光對(duì)該膜進(jìn)行光照，從而使該膜具有各向異性。通過這種方法，可以在偏振元件上形成各向異性膜。
文檔編號(hào)G02F1/13GK1813205SQ20048001827
公開日2006年8月2日 申請(qǐng)日期2004年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月12日
發(fā)明者首藤俊介 申請(qǐng)人:日東電工株式會(huì)社