專利名稱：相位差薄膜、相位差薄膜復(fù)合體和使用該材料的液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及新型相位差薄膜。更具體地說，它涉及一種可用于光學(xué)元件例如液晶顯示裝置或防目眩薄膜的、有新型光學(xué)性能的相位差薄膜，涉及一種層壓相位差薄膜和使用該薄膜的相位差薄膜一體化偏振薄膜，和涉及使用所述薄膜的光學(xué)裝置例如液晶顯示裝置。
背景技術(shù)：
相位差薄膜(retardation films)用于液晶顯示裝置的STN(超級扭曲向列型)系統(tǒng)，旨在解決顏色補償或視角擴(kuò)大等問題。常用于顏色補償相位差薄膜的材料是聚碳酸酯、聚乙烯醇、聚砜、聚醚砜、無定形聚烯烴等，而用于視角擴(kuò)大相位差薄膜的材料是以上提到的那些以及聚合物液晶、discotic液晶等。
四分之一波薄膜，即相位差薄膜的一種類型，能使圓偏振光轉(zhuǎn)化成線偏振光，也能使線偏振光轉(zhuǎn)化成圓偏振光。這一直是與液晶顯示裝置、尤其有單一偏振薄膜的反射性液晶顯示裝置(其中，觀察者所看到的后電極是反射電極)，與包含偏振薄膜和四分之一波薄膜的組合的防反射薄膜，或與由只反射要么順時針方向要么反時針方向的圓偏振光的膽甾醇液晶組成的反射性偏振薄膜組合利用的。
上述單一偏振膜型反射性液晶顯示裝置和反射性偏振薄膜中使用的相位差薄膜，必須有在實測波長為400～700nm、較好400～780nm的可見光區(qū)內(nèi)使線偏振光轉(zhuǎn)化成圓偏振光和使圓偏振光轉(zhuǎn)化成線偏振光的功能。當(dāng)這一點用單一相位差薄膜實現(xiàn)時，該相位差薄膜理想的是在實測波長λ為400～700nm、較好400～780nm時有λ/4(nm)(100～175nm、較好195nm)的相位差。
為了用較短的實測波長如同用理想的λ/4薄膜達(dá)到較小的相位差，日本未實審專利公報(公開)平10-68816號公開了一種使用以適當(dāng)角度附著在一起的λ/4薄膜和λ/2薄膜的技術(shù)。按照這種方法，當(dāng)線偏振光以適當(dāng)角度入射該薄膜時，就在可見光區(qū)的近似波長范圍內(nèi)得到令人滿意的圓偏振光。然而，該日本未實審專利公報平10-68816號的方法要求該λ/4薄膜和λ/2薄膜以一個不垂直于或平行于每張薄膜的平面內(nèi)方向上的慢軸的角度附著在一起。由于由聚合物材料制成的相位差薄膜通常是用拉伸工藝以輥對輥方式制造的，因而該薄膜平面內(nèi)方向上的慢軸處于與該薄膜運行的方向平行或垂直的狀態(tài)，盡管這取決于拉伸方法和薄膜材料的折射率各向異性。因此，以每張薄膜的平面內(nèi)方向的相位差軸不在垂直角或平行角上這樣一種方式附著，從生產(chǎn)性觀點來看是不好的，因為當(dāng)用于液晶顯示裝置時，例如附著步驟要在切割成預(yù)期尺寸之后進(jìn)行，而且切割產(chǎn)率下降，同時基本上不可能以輥對輥方式連續(xù)附著這兩種薄膜。
日本專利2609139號公開了一種層壓相位差薄膜，其特征在于，用透明拉伸塑料薄膜制成的兩種、三種或更多種不同雙折射薄膜進(jìn)行層壓，使之具有雙折射引起的不同相位差波長依賴性的組合，而且在兩種不同雙折射薄膜的層壓品的情況下，最大平面內(nèi)折射率的方向通過與不同取向雙折射符號的組合而呈一種非垂直關(guān)系，或者使用一種與相同取向雙折射符號的組合。該日本專利2609139號的方法也允許某種程度的相位差控制，但它要求使用許多正的或負(fù)的薄膜。
在日本未實審專利公報(公開)平6-230368號中，也公開了一種相位差薄膜，包含兩種或更多種不同聚合物的拉伸薄膜的層壓品，其中在可見光的至少一個波長上雙折射是零。然而，由于該日本未實審專利公報平6-230368號的方法也把2種或更多種聚合物薄膜附著在一起，因而正如在日本專利2609139號的情況下一樣，用來得到光學(xué)上令人滿意的組合膜的附著步驟需要額外的努力，因此，2種或更多種薄膜的生產(chǎn)成本提高了，而該薄膜的厚度小則是又一個缺點。
本發(fā)明的基本目的是提供一種能補償液晶顯示裝置中液晶池(liquid erystal cell)的光學(xué)性能以給出增強影像質(zhì)量的相位差薄膜。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種有其獨特新穎光學(xué)性能的單一相位差薄膜。
本發(fā)明的又另一個目的是提供一種通過與上述相位差薄膜的組合而具有比其它相位差薄膜或偏振薄膜改善的光學(xué)性能的新型層壓相位差薄膜或相位差薄膜一體化偏振薄膜。
本發(fā)明的又另一個目的是提供一種可用于液晶顯示裝置等光學(xué)設(shè)備的相位差薄膜。
發(fā)明公開本發(fā)明者等人研究了種類繁多的、有優(yōu)異光學(xué)性能的材料，但對于相位差薄膜的光學(xué)用途來說，注意力集中在聚合物材料上，例如在測量波長上光吸收低的透明材料，玻璃化溫度為100℃或更高、較好120℃或更高、尤其150℃或更高的材料，和顯示出有利模塑性能的材料。聚合物材料可以是結(jié)晶的、無定形的、或液晶的，但無定形聚合物通常允許采用溶劑澆鑄工藝，因此，對于那些必須使相位差無規(guī)則性等降到最低限度的用途例如相位差薄膜來說是較好的。從這個觀點來看，聚碳酸酯、聚酯、聚烯基化物、聚烯烴等作為聚合物材料是最好的，但相信從生產(chǎn)率和提高共聚分子設(shè)計自由度等觀點來看，聚碳酸酯是特別有利的。
本發(fā)明者等人也探討了光學(xué)性能，并發(fā)現(xiàn)，有作為相位差薄膜的優(yōu)異性能的聚合物薄膜可以通過使一種有下列組成的聚合物薄膜拉伸來得到一種包含有正折射率各向異性的聚合物和有負(fù)折射率各向異性的聚合物的聚合物共混物，一種從有正折射率各向異性的聚合物的單體成分和有負(fù)折射率各向異性的聚合物的單體成分制成的共聚物，或其組合。這里所指的有正和負(fù)折射率各向異性的聚合物定義如下一種有正折射率各向異性的聚合物系指其薄膜平面內(nèi)方向中最大折射率的方向即慢軸能與該聚合物薄膜單軸拉伸時的拉伸方向相匹配者，而一種有負(fù)折射率各向異性的聚合物系指其慢軸大致垂直于拉伸方向者。一些材料例如聚苯乙烯，因單軸拉伸條件而異，有正折射率各向異性或負(fù)折射率各向異性，但在這里，將其定義為如同市售相位差薄膜制造的通常拉伸溫度條件一樣，在玻璃化溫度以下10℃至玻璃化溫度以上20℃的范圍內(nèi)單軸拉伸時顯示的折射率各向異性。這些測定是在550nm波長上用偏振光分析進(jìn)行的。
用單一相位差薄膜在400～800nm的測量波長范圍內(nèi)，以具有其相位差值為正值的范圍和其相位差值為負(fù)值的范圍為特征的相位差薄膜，在先有技術(shù)上是未知的。本發(fā)明者等人對能給出此類相位差薄膜的材料進(jìn)行了銳意研究，發(fā)現(xiàn)某些聚碳酸酯以及聚苯醚與聚苯乙烯的共混物等聚合物能有效地用于這一用途，而且通過這些聚合物的適當(dāng)選擇就能制造這樣的相位差薄膜，終于完成了本發(fā)明。
還進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，這樣的相位差薄膜可以用來作為與其它相位差薄膜的層壓品，以控制該其它相位差薄膜的相位差波長色散，從而有助于提高液晶顯示裝置的影像質(zhì)量。
換言之，本發(fā)明是用一種由單一聚合物薄膜組成的相位差薄膜實現(xiàn)的，該薄膜在400～800nm的波長范圍內(nèi)有其相位差值為正值的波長范圍和其相位差值為負(fù)值的波長范圍，能滿足下列不等式(1)和/或(2)，且其水吸收作用不大于1％(質(zhì)量)，|R(400)|≥10nm (1)|R(700)|≥10nm (2)式中|R(400)|和|R(700)|分別代表400nm和700nm波長的相位差值。
相信本發(fā)明的相位差薄膜是以如下原理為基礎(chǔ)的。即，可以假定，當(dāng)有正折射率各向異性的成分的相位差值和有負(fù)折射率各向異性的成分的相位差值彼此完全抵消時，該相位差值恰好為零。然而，由于該聚合物在其雙折射方面有波長色散，因而適當(dāng)調(diào)整有正折射率各向異性的成分的數(shù)量和有負(fù)折射率各向異性的成分的數(shù)量會產(chǎn)生一種這樣的現(xiàn)象在400～800nm的測量波長范圍內(nèi)的某一波長上該相位差值恰好為零，但在毗鄰范圍內(nèi)該相位差值的符號改變了，從而給出了400～800nm測量波長范圍內(nèi)該相位差值的正值范圍和負(fù)值范圍。
附圖簡要說明

圖1顯示按照本發(fā)明的相位差薄膜。
圖2顯示采用了按照本發(fā)明的相位差薄膜的層壓相位差薄膜。
圖3顯示采用了按照本發(fā)明的相位差薄膜的相位差薄膜一體化偏振膜。
圖4顯示采用了按照本發(fā)明的相位差薄膜一體化偏振膜的液晶顯示裝置。
圖5顯示實施例1的相位差薄膜的相位差波長色散。
圖6顯示實施例4的層壓相位差薄膜的相位差波長色散。
圖7～9顯示實施例8～10的相位差薄膜的相位差波長色散。
本發(fā)明最佳實施形態(tài)本發(fā)明相位差薄膜的特色本發(fā)明相位差薄膜的特征是一種在400～800nm、較好400～780nm或400～700nm的波長范圍內(nèi)有一個其相位差值為正值的波長范圍和一個其相位差值為負(fù)值的范圍的單一聚合物薄膜。在400～800nm的波長范圍內(nèi)，情況通常是(1)相位差值隨波長增大而增大，在400nm波長時為負(fù)相位差值，而在800nm波長時為正相位差值，或(2)相位差值隨波長增大而變小，在400nm波長時為正相位差值，而在800nm波長時為負(fù)相位差值。在該波長范圍內(nèi)，通常有一個相位差值為零的波長。
本發(fā)明的相位差薄膜的特征還在于滿足下列不等式(1)和/或(2)|R(400)|≥10nm (1)|R(700)|≥10nm (2)式中|R(400)|和|R(700)|分別代表400nm和700nm波長的相位差值。
為了使用本發(fā)明的相位差薄膜作為一種相位差薄膜，它在400～800nm、較好400～700nm的波長范圍內(nèi)必須有一個其相位差值為零的波長，同時在某一特定波長上也有一個最小相位差值，即滿足上述不等式(1)和/或(2)。當(dāng)在上述波長范圍內(nèi)其相位差值恒為零或接近零時，難以提供相位差薄膜的功能，因此，重要的是滿足上述不等式(1)和(2)中至少一個。該薄膜更好的是滿足下列不等式中任意一個或兩個|R(400)|≥20nm|R(700)|≥20nm且特別是|R(400)|≥30nm|R(700)|≥30nm。
然而，由于若該聚合物薄膜的水吸收作用不是1％(質(zhì)量)或以下，作為相位差薄膜的實際使用就有困難，因而該聚合物薄膜必須滿足水吸收作用不大于1％(質(zhì)量)、較好不大于0.5％(質(zhì)量)的條件。
聚合物膜材料用于本發(fā)明相位差薄膜的聚合物材料沒有特別限制，可以是任何一種能滿足上述條件的共混物或共聚物或其組合，盡管較好的是有優(yōu)異耐熱性、令人滿意的光學(xué)性能和適用于溶液成膜的材料，特別好的是熱塑性聚合物。例如，可以從聚丙烯酸酯、聚酯、聚碳酸酯、聚烯烴、聚醚、聚sulfin-基共聚物、聚砜、聚醚砜等中適當(dāng)選擇一種或多種類型。然而，就相位差薄膜的實用性而言，該聚合物薄膜的水吸收作用限定于不大于1％(重量)。
共混聚合物必須是光學(xué)上透明的，因此，它較好是一種可兼容共混物或者對每種聚合物都有大致同等折射率的共混物。作為共混聚合物的特定組合的適用實例，可以提到有負(fù)光學(xué)各向異性的聚合物例如聚(甲基丙烯酸甲酯)與有正光學(xué)各向異性的聚合物例如聚(偏二氟乙烯)、聚(環(huán)氧乙烷)和聚(偏二氟乙烯共三氟乙烯)的組合，有正光學(xué)各向異性的聚合物例如聚(苯醚)與有負(fù)光學(xué)各向異性的聚合物例如聚苯乙烯、聚(苯乙烯共月桂酰馬來酰亞胺)、聚(苯乙烯共環(huán)己基馬來酰亞胺)和聚(苯乙烯共苯基馬來酰亞胺)的組合，有負(fù)光學(xué)各向異性的聚(苯乙烯共馬來酐)與有正光學(xué)各向異性的聚碳酸酯的組合，和有正光學(xué)各向異性的聚(丙烯腈共丁二烯)與有負(fù)光學(xué)各向異性的聚(丙烯腈共苯乙烯)的組合；然而，不限定于這些。從透明度的觀點來看，聚苯乙烯與聚(苯醚)例如聚(2，6-二甲基-1，4-亞苯基醚)的組合是特別好的。對于這樣的組合，聚苯乙烯的比例較好占總體的61％(質(zhì)量)～75％(質(zhì)量)。
可以使用的共聚物的實例包括聚(丁二烯共苯乙烯)、聚(乙烯共苯乙烯)、聚(丙烯腈共丁二烯)、聚(丙烯腈共丁二烯共苯乙烯)、聚碳酸酯共聚物、聚酯共聚物、聚酯碳酸酯共聚物和聚烯丙基共聚物。有芴骨架的聚碳酸酯共聚物、聚酯共聚物、聚酯碳酸酯共聚物、聚烯丙基共聚物等是特別好的，因為芴骨架鏈段可以提供負(fù)光學(xué)各向異性。
有芴骨架的聚碳酸酯薄膜對用來作為本發(fā)明相位差薄膜的聚合物薄膜特別好的是通過一種雙酚與光氣或一種能生成碳酸酯例如碳酸二苯酯的化合物的反應(yīng)產(chǎn)生的聚碳酸酯共聚物，因為它們有優(yōu)異的透明性、耐熱性和生產(chǎn)率。較好的聚碳酸酯共聚物是包含有芴骨架的結(jié)構(gòu)的共聚物。有芴骨架的成分較好是以1～99％(摩爾)的比例包含。
本發(fā)明相位差薄膜的聚合物薄膜的適用聚碳酸酯，是能給出以下式(I)所示重復(fù)單元 〔式中，R1-R8各自獨立地選自氫、鹵素原子和1～6個碳原子的烴基，X是 和以下式(II)所示重復(fù)單元 〔式中，R9-R16各自獨立地選自氫、鹵素原子和1～22個碳原子的烴基，Y選自 和-R23-，其中，Y中的R17-R19、R21和R22各自獨立地選自氫、鹵素原子和1～22個碳原子的烴基，R20和R23各自獨立地選自1～20個碳原子的烴基，Ar選自6～10個碳原子的芳基〕組成的聚碳酸酯的聚合物薄膜的材料，使得式(I)所示重復(fù)單元占總聚碳酸酯的30～90％(摩爾)，而式(II)所示重復(fù)單元占總體的70～10％(摩爾)。
該材料是一種由以上式(I)所示有芴骨架的重復(fù)單元和以上式(II)所示重復(fù)單元組成的聚碳酸酯共聚物，或一種含有一種包含以上式(I)所示有芴骨架的重復(fù)單元的聚碳酸酯和一種包含以上式(II)所示重復(fù)單元的聚碳酸酯的組合物(以下也稱之為“共混聚合物”)。在共聚物的情況下，可以使式(I)和(II)所示重復(fù)單元各自2種或更多種化合，而在組合物的情況下也可以并用上述重復(fù)單元中的2種或多種。
在式(I)中，R1～R8各自獨立地選自氫、鹵素原子和1～6個碳原子的烴基。作為1～6個碳原子的烴基，可以提到烷基例如甲基、乙基、異丙基和環(huán)己基，和芳基例如苯基。這些當(dāng)中，較好的是氫和甲基。
在式(II)中，R9～R16各自獨立地選自氫、鹵素原子和1～22個碳原子的烴基。作為1～22個碳原子的烴基，可以提到1～9個碳原子的烷基例如甲基、乙基、異丙基和環(huán)己基，和芳基例如苯基、聯(lián)苯基和三聯(lián)苯基。這些當(dāng)中，較好的是氫和甲基。
在式(II)的Y中，R17～R19、R21和R22各自獨立地選自氫、鹵素原子和1～22個碳原子的烴基。這些烴基可以與以上提到的那些相同。R20和R23選自1～20個碳原子的烴基，這些烴基也可以與以上提到的那些相同。Ar選自6～10個碳原子的芳基，例如苯基和萘基。
式(I)的含量，即在共聚物的情況下的共聚物組成比，或在組合物的情況下的共混物組成比，是總聚碳酸酯的30～90％(摩爾)。在此范圍之外，使用單一相位差薄膜時，對于400～800nm的測量波長，該薄膜將不會有相位差值為正值的波長范圍和相位差值為負(fù)值的波長范圍。相對于總聚碳酸酯而言，式(I)的含量較好的是35～85％(摩爾)、更好的是40～80％(摩爾)。
在此，無論是在共聚物的情況下還是在共混聚合物的情況下，該摩爾比都可以用諸如對構(gòu)成該聚合物薄膜的聚碳酸酯總體進(jìn)行核磁共振(NMR)來測定。
上述共聚物和/或共混聚合物可以用公知的方法生產(chǎn)。對于聚碳酸酯，可以適當(dāng)?shù)夭捎枚u基化合物與光氣的縮聚工藝和熔融縮聚工藝。對于共混物，較好的是可兼容共混物，但即使它們不是完全兼容的，這些成分的折射率也要能相互匹配以使這些成分之間的光散射減少到最低限度和提高透明度。
上述有芴骨架的聚碳酸酯中，下列第一、第二和第三種共聚物聚碳酸酯類型特別適用于作為構(gòu)成本發(fā)明相位差薄膜的聚合物薄膜的材料。
第一種聚碳酸酯類型由以下式(3)所示重復(fù)單元 〔式中，R1-R8各自獨立地選自氫、鹵素原子和1～6個碳原子的烴基，X是以下式(4) 和以下式(5)所示重復(fù)單元 〔式中，R9-R16各自獨立地選自氫、鹵素原子和1～6個碳原子的烴基〕組成的聚碳酸酯，使得式(3)所示重復(fù)單元占總聚碳酸酯的60～90％(摩爾)，式(5)所示重復(fù)單元占其40～10％(摩爾)；或第二種聚碳酸酯類型由以上式(3)所示重復(fù)單元和以下式(6)所示重復(fù)單元 〔式中，，R17-R24各自獨立地選自氫、鹵素原子和1～6個碳原子的烴基〕組成的聚碳酸酯，使得式(3)所示重復(fù)單元占總聚碳酸酯的55～85％(摩爾)，式(6)所示重復(fù)單元占其45～15％(摩爾)；或第三種聚碳酸酯類型由以上式(3)所示重復(fù)單元和以下式(7)所示重復(fù)單元 〔式中，R25-R32各自獨立地選自氫、鹵素原子和1～6個碳原子的烴基〕組成的聚碳酸酯，使得式(3)所示重復(fù)單元占總聚碳酸酯的55～85％(摩爾)，式(7)所示重復(fù)單元占其45～15％(摩爾)。
對于第一、第二和第三種聚碳酸酯來說，式(3)中R1-R8各自獨立地選自氫、鹵素原子和1～6個碳原子的烴基。作為1～6個碳原子的烴基的實例，可以提到甲基、乙基、丙基、丁基等。X是一個芴環(huán)。較好的是，R1-R8都是氫，要不然R1和R3中任意一方或兩者均為甲基，且R6和R8中任意一方或兩者均為甲基。
對于第一種聚碳酸酯來說，以上式(5)所示重復(fù)單元中，R9-R16各自獨立地選自氫、鹵素原子和1～6個碳原子的烴基。作為1～6個碳原子的烴基，可以提到甲基、乙基、丙基、丁基等。在式(5)中，R9-R16較好是氫原子。
式(3)所示重復(fù)單元占總聚碳酸酯的60～90％(摩爾)，而式(5)所示重復(fù)單元占其40～10％(摩爾)。在這些范圍之外，該薄膜在400～800nm的波長上不會有正相位差值范圍和負(fù)相位差值范圍。雖然當(dāng)在普通單軸拉伸條件例如以下所述實施例中采用的那些條件下制造薄膜時會因條件而異，但通過以占總聚碳酸酯的71～79％(摩爾)包含式(3)所示重復(fù)單元和以占其29～21％(摩爾)包含式(5)所示重復(fù)單元，該單一聚碳酸酯薄膜可以用來作為一種在400nm波長上有負(fù)相位差值而在800nm波長上有正相位差值，從而在該區(qū)域內(nèi)有一個其相位差為正值的波長范圍和一個其相位差為負(fù)值的波長范圍的相位差薄膜。
對于第二種聚碳酸酯來說，在式(6)所示重復(fù)單元中，R17-R24各自獨立地選自氫、鹵素原子和1～6個碳原子的烴基。作為1～6個碳原子的烴基的實例，可以提到甲基、乙基、丙基、丁基等。在式(6)中，R17-R24較好是氫原子。
式(3)所示重復(fù)單元占總聚碳酸酯的55～85％(摩爾)，而式(6)所示重復(fù)單元占其45～15％(摩爾)。在這些范圍之外，該薄膜在400～800nm的波長上不會有正相位差值范圍和負(fù)相位差值范圍。雖然當(dāng)在普通單軸拉伸條件例如以下所述實施例中采用的那些條件下制備薄膜時會因條件而異，但通過以占總聚碳酸酯的65～73％(摩爾)包含式(3)所示重復(fù)單元和以占其35～27％(摩爾)包含式(6)所示重復(fù)單元，該單一聚碳酸酯薄膜可以用來作為一種在400nm波長上有負(fù)相位差值而在800nm波長上有正相位差值，從而在該區(qū)域內(nèi)有一個其相位差為正值的波長范圍和一個其相位差為負(fù)值的波長范圍的相位差薄膜。
對于第三種聚碳酸酯來說，在式(7)所示重復(fù)單元中，R25-R32各自獨立地選自氫、鹵素原子和1～6個碳原子的烴基。作為1～6個碳原子的烴基的實例，可以提到甲基、乙基、丙基、丁基等。在式(7)中，R25-R32較好是氫原子。
式(3)所示重復(fù)單元占總聚碳酸酯的55～85％(摩爾)，而式(7)所示重復(fù)單元占其45～15％(摩爾)。在這些范圍之外，該薄膜在400～800nm的波長上不會有正相位差值范圍和負(fù)相位差值范圍。雖然當(dāng)在普通單軸拉伸條件例如以下所述實施例中采用的那些條件下制備薄膜時會因條件而異，但通過以占總聚碳酸酯的66～74％(摩爾)包含式(3)所示重復(fù)單元和以占其34～26％(摩爾)包含式(7)所示重復(fù)單元，該單一聚碳酸酯薄膜可以用來作為一種在400nm波長上有負(fù)相位差值而在800nm波長上有正相位差值，從而在該區(qū)域內(nèi)有一個其相位差為正值的波長范圍和一個其相位差為負(fù)值的波長范圍的相位差薄膜。
在上述聚碳酸酯中，相信式(3)所示重復(fù)單元對應(yīng)于有負(fù)折射率各向異性的成分，而式(5)、(6)和(7)所示重復(fù)單元對應(yīng)于有正折射率各向異性的成分。
上述聚碳酸酯的拉伸條件是在(Tg-30)～(Tg+50)℃的溫度，其中Tg是玻璃化溫度，用℃表示，以1.01～4倍的拉伸比進(jìn)行。較好在(Tg-10)～(Tg+20)℃的溫度以1.1～2.5倍的拉伸比進(jìn)行。相位差波長色散據(jù)認(rèn)為決定于該聚碳酸酯材料及其取向狀態(tài)。
該聚碳酸酯的分子量是通過用二氯甲烷作為溶劑的極限粘度測定來確定的，該極限粘度較好是0.30～2.0dl/g。
作為該聚碳酸酯的生產(chǎn)方法，可以適當(dāng)?shù)厥褂靡远u基化合物和光氣進(jìn)行的縮聚方法和熔體縮聚方法。當(dāng)使用兩種或更多種不同聚碳酸酯作為共混物時，可兼容共混物是較好的，但即使它們不是完全可兼容的，也可以將這些成分的折射率加以匹配，以使這些成分之間的光散射減少到最低限度和改善透明度。
聚苯醚和聚苯乙烯的共混薄膜適合作為組成本發(fā)明相位差薄膜的聚合物薄膜的另一種材料，是聚苯醚和聚苯乙烯的共混物。這種組合可以形成一種可兼容共混物并產(chǎn)生少許光霧，因而有利于作為相位差薄膜。此外，可以作為聚苯醚的一個實例提到的聚(2，6-二甲基-1，4-亞苯基醚)有正折射率各向異性，而聚苯乙烯有負(fù)折射率各向異性。
這種聚合物共混物薄膜中聚苯醚和聚苯乙烯的共混比，較好的是聚苯乙烯在總體中的含量為61～75％(質(zhì)量)，而聚(2，6-二甲基-1，4-亞苯基醚)的含量為39～25％(重量)。
采用這樣一種聚合物共混物薄膜的本發(fā)明相位差薄膜，通常可以通過使上述包含聚苯醚和聚苯乙烯的聚合物共混物薄膜拉伸來生產(chǎn)。當(dāng)該薄膜是在普通單軸拉伸條件例如以下所述實施例中采用的那些條件下制造時，使聚苯乙烯含量為總體的66～67％(質(zhì)量)而聚(2，6-二甲基-1，4-亞苯基醚)含量為其34～33％(質(zhì)量)，該共混物薄膜就可以單獨用來作為一種在400nm波長上有正相位差值而在800nm波長上有負(fù)相位差值、從而在該區(qū)域內(nèi)有一個其相位差為正值的波長范圍和一個其相位差為負(fù)值的波長范圍的相位差薄膜。
聚苯乙烯的分子量較好使得當(dāng)以二氯甲烷作為溶劑用極限粘度測定法測定時其極限粘度為0.20～2.5dl/g。
該聚苯乙烯也可以是立體定向的。
所使用的聚苯醚的分子量較好也使得當(dāng)以氯仿作為溶劑用極限粘度測定法測定時其極限粘度為0.20～2.5d1/g。
為了得到按照本發(fā)明的相位差薄膜、尤其上述聚苯醚和聚苯乙烯的聚合物共混物，較好是采用溶液澆鑄成膜，即一種公知的方法，作為有機溶劑，可以使用公知的溶劑，例如氯仿和二氧戊環(huán)。
相位差薄膜的生產(chǎn)本發(fā)明的相位差薄膜可以這樣來生產(chǎn)使用一種公知的熔體擠出工藝、溶劑澆鑄工藝等，形成如以上所解釋的、包含有正和負(fù)折射率各向異性的成分的適當(dāng)組合的共聚物或共混聚合物材料的一種薄膜，然后將其拉伸。從薄膜厚度不規(guī)則性和外觀的觀點來看，較好采用溶劑澆鑄。要用于溶液澆鑄的適用溶劑是二氯甲烷和二氧戊環(huán)等。
任何一種公知的拉伸工藝都可以用于拉伸，但較好是單軸拉伸。單軸拉伸既可以是縱向拉伸也可以是橫向拉伸。為了改進(jìn)可拉伸性，該薄膜也可以含有公知的增塑劑，包括鄰苯二甲酸酯例如鄰苯二甲酸二甲酯、鄰苯二甲酸二乙酯和鄰苯二甲酸二丁酯，磷酸酯例如磷酸三丁酯，二元脂肪酸酯，甘油衍生物，二醇衍生物等。在拉伸期間，上述用于成膜的有機溶劑可以留在拉伸膜中。相對于該聚合物的固體重量而言，有機溶劑量較好是1～20％(質(zhì)量)。
本發(fā)明的相位差薄膜可以通過聚合物薄膜的普通單軸拉伸來得到，但它也可以通過能在薄膜厚度方向上提高折射率的拉伸、相繼或同時雙軸拉伸等來獲得。
有光學(xué)各向異性的低分子化合物的添加有光學(xué)各向異性的低分子化合物可以添加到按照本發(fā)明的聚合物材料制成的相位差薄膜中，只要它在400-800nm的波長范圍內(nèi)它有一個其相位差值為正值的波長范圍和一個其相位差值為負(fù)值的波長范圍。在這樣的情況下，相對于總體相位差薄膜100質(zhì)量份而言，低分子化合物的量較好不大于20質(zhì)量份、更好不大于10質(zhì)量份。添加低分子化合物的目的是要達(dá)到相位差波長色散的精細(xì)控制，但如果超過20質(zhì)量份，則它可能顯著地降低聚合物材料的玻璃化溫度或從聚合物材料中析出或在一些情況下它可能引起相分離并產(chǎn)生渾濁，從而使得不可能保持透明度。本發(fā)明的相位差薄膜實質(zhì)上由聚合物材料組成，并利用其性能來實現(xiàn)獨特的相位差波長色散；這種低分子化合物只充當(dāng)一種添加劑來補充該聚合物之性能。由于本發(fā)明的相位差薄膜基本上是在該聚合物材料的玻璃化溫度附近拉伸制作的，因而，該分子化合物較好是在它添加于其中的聚合物材料的玻璃化溫度不升華或氣化者。該低分子化合物較好也是與該相位差薄膜的聚合物材料有良好可兼容性者，或如果其可兼容性不良，則較好是一種有相匹配折射率者，使得透明度不會損失。
這里提到的有光學(xué)各向異性的低分子化合物是一種具有能給出分子結(jié)構(gòu)的折射率各向異性的不對稱分子結(jié)構(gòu)的化合物，而且它較好是分子量不大于3000的有機化合物。一種低分子化合物是否有光學(xué)各向異性，決定于在它添加到本發(fā)明相位差薄膜中時和在它不添加到本發(fā)明相位差薄膜中時該相位差薄膜的相位差波長色散是否改變。即，這里定義的有光學(xué)各向異性的低分子化合物是當(dāng)添加到一種相位差薄膜中時能改變該相位差薄膜的相位差波長色散者。如上所述，其分子量較好不大于3000，因為這將傾向于導(dǎo)致與聚合物材料即該相位差薄膜的基本原料的相分離。
雖然對這樣的低分子化合物沒有特別限定，但作為實例可以提到液晶、可聚合液晶、蔗糖乙酸酯、二甲苯、甲苯、聯(lián)苯、三聯(lián)苯、二色性色料、色料、染料、顏料、近紅外吸收色料、低聚物、鄰苯二甲酸二烷酯等。
添加方法可以是常用于聚合物材料增塑劑等的添加的任何一種公知方法。上述低分子化合物也可以用來作為一種增塑劑。
當(dāng)使用諸如以上所述的聚碳酸酯作為本發(fā)明的聚合物薄膜時，有折射率各向異性的低分子化合物的添加可能導(dǎo)致該聚碳酸酯的較好共聚比(摩爾比)的稍微偏移。
其它添加劑也可以向本發(fā)明的相位差薄膜中添加各種紫外吸收劑例如苯基水楊酸、2-羥基苯酰苯和磷酸三苯酯，或顏色調(diào)整用發(fā)藍(lán)劑、抗氧劑等。
薄膜厚度該相位差薄膜的厚度較好是1μm～400μm。它更好的是10～200μm，甚至更好的是30～150μm。
該薄膜的其它光學(xué)性能的改性對用于液晶顯示裝置或反射性偏振薄膜的相位差薄膜有時需要的性能之一是要求甚至當(dāng)對該相位差薄膜的入射角從正入射變成斜入射時，其相位差值也不改變。在這樣的情況下，用三維折射率nx、ny和nz表示的nz(nx-nz)/(nx-ny)的值較好在0.3～1.5之間。具體地說，當(dāng)nz＝0.5時，甚至當(dāng)對該相位差薄膜的入射角從正入射變成斜入射時，該相位差值實際上無任何變化。這種三維折射率是假設(shè)該相位差薄膜為一個折射率球狀體，并測定相位差值的入射角依賴性來得到的。測定波長確定為400～800nm，較好在400～780nm，但它也可以確定為400～700nm。
通過適當(dāng)利用公知的拉伸技術(shù)和成膜技術(shù)制造本發(fā)明的聚合物薄膜，就有可能得到有多種多樣光學(xué)性能例如nxny＞nz，nxny＜nz，nx＞ny＞nz，nx＞nz＞ny，nx＞nynz等的相位差薄膜。也可以制作這些光軸在傾斜方位上的薄膜。如以上所解釋的，相位差波長色散受控于該三維折射率等所代表的聚合物取向狀態(tài)和該聚合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)，但通過本發(fā)明薄膜的三維折射率和獨特相位差波長色散的綜合控制，就有可能得到適用于給定目的和能對提高液晶顯示裝置的影像質(zhì)量做出貢獻(xiàn)的視角放大和顏色補償薄膜。
該薄膜的使用方法本發(fā)明的相位差薄膜可以用來代替上述液晶顯示裝置中有液晶層夾心的玻璃板，執(zhí)行基膜和相位差薄膜兩者的角色。
本發(fā)明的相位差薄膜可以通過粘著層或粘合劑層附著到偏振薄膜上，形成一種圓偏振薄膜，也可以將一種材料涂布到該相位差薄膜上，以改善濕熱耐久性或改善耐溶劑性。
層壓相位差薄膜本發(fā)明的相位差薄膜也可以用來作為與在400～800nm測量波長范圍內(nèi)有正或負(fù)相位差值的另一種相位差薄膜的一個層壓層。這里，有正相位差值的相位差薄膜是當(dāng)在該相位差薄膜的聚合物材料的(Tg-30)～(Tg+50)℃、較好(Tg±20)℃、更好(Tg-10)℃～(Tg+20)℃的拉伸溫度進(jìn)行單軸拉伸時其拉伸方向在400～800nm的測量波長范圍內(nèi)為延遲軸即最大平面內(nèi)折射率方向者，而有負(fù)相位差值的相位差薄膜是當(dāng)以同樣方式拉伸時其拉伸方向在400～800nm的測量波長范圍內(nèi)垂直于延遲軸者。本發(fā)明的相位差薄膜可以通過與有正或負(fù)相位差值的此類另一種相位差薄膜層壓而作為一種(層壓)相位差薄膜使用，使得能控制另一種相位差薄膜的相位差波長色散，從而有助于提高液晶顯示裝置等的影像質(zhì)量。這是本發(fā)明的一個特殊效果。
該層壓的方向一般因使用目的而異加以適當(dāng)設(shè)定，而且，例如，本發(fā)明相位差薄膜中，那些具有在短波長端為負(fù)值而在長波長端為正值的波長色散性能的相位差薄膜可以與另一種有正相位差值的相位差薄膜以其拉伸軸相互平行的方式層壓，使得能控制另一種相位差薄膜的相位差色散性能。替而代之，本發(fā)明相位差薄膜中，那些具有在短波長端為正值而在長波長端為負(fù)值的波長色散性能的相位差薄膜可以與另一種有正相位差值的相位差薄膜以其拉伸軸相互垂直的方式層壓，使得能控制另一種相位差薄膜的相位差色散性能。結(jié)果，就有可能改善另一種相位差薄膜，使之具有所希望的相位差性能，例如在短波長端有小相位差值而在長波長端有大相位差值，或制作一種對400～800nm的波長λ來說有大致為四分之一波長的相位差值的寬帶λ/4薄膜，后者尤其可適用于偏振膜一體化反射型液晶顯示裝置。這里，短波長端有小相位差值和長波長端有大相位差值，系指在550nm波長的相位差值大于在450nm波長的相位差值。
對于通過諸如以上所述的一種組合進(jìn)行寬帶λ/4薄膜的制作來說，另一種有正相位差值的相位差薄膜可以是有相位差值隨波長縮短而變小，相位差值隨波長增長而變大這樣的相位差波長色散性能的另一種相位差薄膜。
反之，本發(fā)明的相位差薄膜中，一種其短波長端為正值而其長波長端為負(fù)值的相位差薄膜可以與其相位差值為正值的另一種相位差薄膜以其拉伸軸相互平行的方式層壓，使得能控制另一種相位差薄膜的相位差色散性能。結(jié)果，有可能改善另一種相位差薄膜，使之具有所希望的相位差性能，例如，在短波長端有大相位差值而在長波長端有小相位差值，從而提供一種有大雙折射波長色散的相位差薄膜，后者可以適當(dāng)?shù)赜糜谥T如一種其液晶池有大雙折射波長色散的高速響應(yīng)超級扭曲向列型液晶顯示裝置。
這些將借助于實施例更詳細(xì)地加以解釋，但通過以這種方式層壓該相位差薄膜，有可能控制該相位差的波長色散性能。
在這樣的情況下，由于兩者是以其拉伸軸平行的方式層壓的，因而如果兩種薄膜都是通過縱向單軸拉伸來制作的，則，例如，就有可能以輥對輥方式實施該附著步驟，這從生產(chǎn)率的觀點來看是十分有利的。當(dāng)制作一種有這樣一種組合的寬帶λ/4薄膜時，一種在較短波長上有較小相位差值的薄膜可以用于諸如有正相位差值的相位差薄膜的相位差波長色散。
這些將借助于實施例更詳細(xì)地加以解釋，但通過以這種方式層壓該相位差薄膜，就有可能控制該相位差作用的波長色散性能。
順便提一下，雖然該相位差作用的某種控制甚至可以采用日本專利公報第2609139號的方法來進(jìn)行，但它需要多種正的或負(fù)的薄膜。另一方面，按照本發(fā)明的、具有在短波長端的相位差為負(fù)值而在長波長端的相位差為正值這樣的相位差波長色散的相位差薄膜，可以與另一種有一定波長色散的單一相位差薄膜層壓，從而當(dāng)諸如不希望改變另一種相位差薄膜在550nm的測量波長上的相位差值時就能非常精細(xì)地控制該相位差波長色散，使得相位差作用在較短波長上小于在該波長上而在較長波長上大于在該波長上。按照本發(fā)明、以在400～800nm測量波長上有相位差值為正值的范圍和相位差值為負(fù)值的范圍為特征的相位差薄膜，不僅可以以這種方式與其它相位差薄膜組合使用，而且它本身也能補償液晶顯示裝置中液晶池的光學(xué)性能和提高影像質(zhì)量。
本發(fā)明的相位差薄膜也能與偏振薄膜等組合，不僅可用于液晶顯示裝置的光學(xué)元件，而且也可用于其它顯示裝置例如有機電場致發(fā)光顯示器(也稱為OLED)、等離子體顯示器、場致發(fā)射顯示器、無機電場致發(fā)光顯示器及其它光發(fā)射元件中的光學(xué)元件。
在400～800nm的總波長范圍內(nèi)有正相位差值的相位差薄膜用材料較好是一種聚合物材料，該較好材料的實例包括聚碳酸酯、聚酯、聚烯丙基化物、聚烯烴、聚醚、聚苯醚、聚砜、聚醚砜、聚乙烯醇、無定形聚烯烴、液晶聚合物、己取向和硬化的可聚合液晶等。負(fù)相位差薄膜用材料較好是聚苯乙烯、有芴骨架的聚碳酸酯、三乙?；w維素等。從透明度和高耐熱性的觀點來看，聚碳酸酯是特別好的，而作為構(gòu)成此類聚碳酸酯的雙酚成分的實例，可以提到雙酚A、雙甲苯酚、有芴骨架的雙酚、有異佛爾酮骨架的雙酚等、有環(huán)己烷骨架的雙酚等。也可以使用這些當(dāng)中兩種或更多種的共聚物。更好的是以雙酚A作為雙酚成分的均聚物。
由discotic液晶、有扭曲結(jié)構(gòu)的聚合物液晶等組成的光學(xué)補償薄膜，也可以與本發(fā)明的相位差薄膜層壓。
當(dāng)本發(fā)明的相位差薄膜與另一種相位差薄膜層壓并用來作為一種四分之一波薄膜時，它在550nm的測量波長上的相位差值較好的是1/4波長，更具體地說，該相位差值較好是110nm～160nm。這個值的設(shè)定因使用目的而異。這種四分之一波薄膜可以作為一種能使圓偏振光轉(zhuǎn)化成線偏振光或使線偏振光轉(zhuǎn)化成圓偏振光的元件用于一種只使用一種偏振薄膜的反射型液晶顯示裝置中，或用于一種包含客-主晶體組合和四分之一波薄膜的反射型液晶顯示裝置中；或者作為一種能使圓偏振光轉(zhuǎn)化成線偏振光的元件，與一種只能在一側(cè)反射圓偏振光的元件組合，用來作為配備背光的透射型液晶顯示裝置的一種增亮薄膜。
相位差薄膜一體化的偏振薄膜本發(fā)明的相位差薄膜，通過制備一種與相位差薄膜一體化的偏振薄膜，即諸如一種包含二色性吸收物質(zhì)例如碘或染料的普通偏振薄膜或者一種只能在一面上反射或漫射偏振光的反射型偏振薄膜的一種組合，就能實現(xiàn)用普通相位差薄膜的組合難以實現(xiàn)的效果。例如，一種在550nm的測量波長上有近似零的相位差值、在較短波長上有負(fù)相位差值、在較長波長上有正相位差值的相位差薄膜，可以與一種二色性吸收偏振薄膜組合使用，以避免在550nm的測量波長上改變線偏振狀態(tài)，而只在其它波長上改變偏振狀態(tài)，從而能改變該偏振薄膜的射出偏振狀態(tài)的波長色散。
此外，雖然三乙?；w維素薄膜慣常用來作為含有添加到聚乙烯醇中的碘或二色性顏料的偏振薄膜的保護(hù)膜，但本發(fā)明的相位差薄膜可以用來代替這樣一種保護(hù)膜。在這樣一種情況下為了改善與該偏振薄膜的粘合，可以施用各種類型的涂布劑?？梢杂糜谶@一目的的適用涂布劑是聚氨酯類樹脂。粘合劑和壓敏粘合劑較好是透明的，而且有與這些薄膜的折射率匹配的折射率，以期最大限度降低界面反射，而且它們選用時較好考慮到該薄膜的熱收縮。
這種類型的相位差薄膜一體化偏振薄膜，除了用于液晶顯示裝置外，還可以用來(例如)作為發(fā)射器件或觸摸板(touch panel)的防反射薄膜。
液晶顯示裝置通過將上述相位差薄膜或相位差薄膜一體化偏振薄膜用于一種液晶顯示裝置中，就有可能實現(xiàn)提高影像質(zhì)量。本發(fā)明的相位差薄膜也可以用來代替玻璃板。在這種情況下，其效果是使得有可能減少該液晶顯示裝置中使用的光學(xué)元件數(shù)目，同時也降低了厚度(這是玻璃板的一個缺點)，從而變得有可能防止由于玻璃厚度引起的視差而發(fā)生的影像褪色(對于反射型液晶顯示裝置來說，這尤其成為一個問題)，同時也補償了玻璃板破裂的趨勢。
實施方案的示意1中所示的本發(fā)明相位差薄膜可以用來制作如圖2中所示這樣一種構(gòu)造，其中，它與另一種相位差薄膜2層壓以構(gòu)建一種層壓相位差薄膜3，或其中，它與一種偏振薄膜4層壓以構(gòu)建一種相位差薄膜一體化偏振薄膜5。必要時，該層壓也可以使用一種公知的壓敏粘合劑。
這種類型的本發(fā)明相位差薄膜可以作為相位差薄膜1單獨或者作為層壓相位差薄膜3或相位差薄膜一體化偏振薄膜5，適當(dāng)?shù)亟M裝到液晶顯示器件9中，如圖4中所示。在圖4中，6是一種附著了電極的玻璃基材，7是一個液晶層，8是密封材料。
實施例現(xiàn)在要借助于下列實施例更詳細(xì)地解釋本發(fā)明，但無意用它們來限定本發(fā)明。
評估方法本說明書中通篇所述的材料的性能值是用下列評估方法得到的。
(1)相位差值(Δn·d)的測定相位差值，即雙折射Δn與薄膜厚度d之積，是用Jasco公司的光譜橢圓偏光儀“M 150”測定的。
(2)質(zhì)子NMR的測定聚碳酸酯的共聚物組成比是通過質(zhì)子NMR測定來分析的。所用測定溶劑是氘代苯，所用儀器是Nippon Denshi公司的“JNM-alpha600”。
(3)薄膜厚度的測定測定是用Anritsu公司的電子測微計(測量儀器)進(jìn)行的。
(4)水吸收測定測定是按照J(rèn)IS K 7209的“塑料水吸收和熱水吸收試驗方法”進(jìn)行的，所不同的是該干燥薄膜的薄膜厚度是130±50μm。試片是一枚50mm正方片，水溫是25℃，重量變化是在該樣品于水中浸沒24小時之后測定的。單元用百分率表示。
(5)聚碳酸酯單體以下實施例和比較例中使用的聚碳酸酯單體的結(jié)構(gòu)如下 實施例1把氫氧化鈉水溶液和離子交換水加入一個配備攪拌器、溫度計和回流冷凝器的反應(yīng)容器中，然后按表1中給出的摩爾比溶解有以上所示結(jié)構(gòu)的單體〔A〕和〔D〕，再添加少量亞硫酸氫鹽。然后，在添加二氯甲烷之后，在20℃通光氣約60分鐘。在添加乳化用對叔丁基苯酚之后，添加三乙胺，混合物在30℃攪拌約3小時以使反應(yīng)完成。反應(yīng)完成時，將有機相分離出來，使二氯甲烷蒸發(fā)，得到聚碳酸酯共聚物。所得到的共聚物的組成比大體上與單體進(jìn)料比相同。
把該共聚物溶解在二氯甲烷中，制備一種固體含量為20％(質(zhì)量)的摻雜溶液。用這種摻雜溶液形成厚度120μm的澆鑄薄膜，在240℃將其單軸拉伸到1.3倍，制作一種有表1中所列薄膜厚度、相位差值、相位差波長色散值和水吸收量的相位差薄膜。圖5顯示在400～700nm測量波長上的相位差波長色散性能。表1和圖5證實在400～700nm測量波長上的相位差波長色散值在550nm附近為零，在短波長端為負(fù)值，而在長波長端為正值。
這種薄膜是通過一種粘合劑以使其各自的拉伸軸成45度(45°)安排這樣一種方式附著到一種包含摻雜了碘的聚乙烯醇的市售單軸拉伸偏振薄膜，同時使用另一種單獨的偏振薄膜，使該相位差薄膜處于這兩張偏振薄膜之間，并把這些偏振薄膜的取向設(shè)定為正交尼科爾構(gòu)型。在觀察該偏振薄膜的色調(diào)時，有可能看到與該相位差薄膜不存在時相比的色調(diào)變化。換言之，這證實一種偏振薄膜與這種相位差薄膜的組合可以精細(xì)地改變該偏振薄膜的色調(diào)。
實施例2用與實施例1相同的方法得到一種聚碳酸酯共聚物，所不同的是使用表1中所列的單體。所得到共聚物的組成比大體上與單體進(jìn)料比相同。用與實施例1相同的方式形成一種相位差薄膜。表1證實，在400～700nm的測量波長上，其相位差波長色散值在短波長端是負(fù)的而在長波長端是正的。
實施例3用與實施例1相同的方法得到一種聚碳酸酯共聚物，所不同的是使用表1中所列的單體。所得到共聚物的組成比大體上與單體進(jìn)料比相同。用與實施例1相同的方式形成一種相位差薄膜。表1證實，在400～700nm的測量波長上，其相位差波長色散值在短波長端是負(fù)的而在長波長端是正的。
參考例1用與實施例1相同的方法得到一種聚碳酸酯共聚物，所不同的是使用表1中所列的單體。使用此物按照與實施例1相同的方式制作一種相位差薄膜，所不同的是，拉伸條件是160℃和1.1倍。該相位差薄膜有正的折射率各向異性，而且有表1中所列的相位差色散值。
實施例4實施例1中制作的相位差薄膜和參考例1的相位差薄膜以使其拉伸軸相互平行這樣一種方式用一種粘合劑附著。該層壓相位差薄膜的相位差波長色散性能顯示于表2和圖6中。該層壓相位差薄膜對于較長的波長有較大的相位差，表明該相位差薄膜在一個廣闊范圍內(nèi)有近似四分之一波長的相位差。
這種層壓相位差薄膜和一種市售偏振薄膜(商品名“LLC2-9218”，Sanritsu公司制)通過一種粘合劑以使該偏振薄膜的吸收軸和該相位差薄膜的相位差軸成45°安排這樣一種方式附著。在去掉一臺便攜式數(shù)據(jù)終端(商品名“Zaurus Color Pocket MI-310”，夏普公司制)的反射型彩色液晶顯示器件的液晶層觀測者一側(cè)上的觸摸板、偏振薄膜和相位差薄膜之后，通過一種粘合劑以適當(dāng)角度附著該相位差薄膜一體化偏振薄膜。啟動該便攜式數(shù)據(jù)終端，從而得到一種有優(yōu)異影像質(zhì)量的顯示器件，不呈現(xiàn)任何黑狀態(tài)著色。
參考例2用與實施例1相同的方法得到一種聚碳酸酯共聚物，所不同的是使用表1中所列的單體。用此物按照與實施例1相同的方式制作一種相位差薄膜，所不同的是拉伸條件是161℃和1.2倍。這種相位差薄膜有正的折射率各向異性，而且有表1中所列的相位差色散值。
實施例5使用表1中所列的單體，按照與實施例1相同的方式制作一種聚碳酸酯共聚物。單體〔A〕與〔D〕之比為26∶74(％摩爾)的樣品在短波長端有負(fù)相位差值，而在長波長端有正相位差值。相位差色散值列于表1中。
實施例6實施例5的相位差薄膜和參考例2的相位差薄膜用一種粘合劑以使其拉伸軸相互平行這樣一種方式附著。這種層壓相位差薄膜的相位差波長色散性能列于表2中。該層壓相位差薄膜對于較長的波長有較小的相位差。該層壓相位差薄膜有1.18的大Δn·d(450)/Δn·d(550)值，和大的液晶池相位差波長色散，因而對于高速響應(yīng)超級扭曲向列液晶顯示器件來說呈現(xiàn)令人滿意的性能。
實施例7用1.5質(zhì)量份蔗糖八乙酸酯對98.5質(zhì)量份實施例1中共聚聚碳酸酯，制備一種固體濃度為20％(質(zhì)量)的二氯甲烷摻雜溶液。用該摻雜溶液制作一種厚度120μm的澆鑄薄膜，在240℃的溫度將其單軸拉伸到1.2倍，制成一種有表1中所示相位差波長色散值的相位差薄膜。表1證實，在400～800nm的測量波長上，其相位差波長色散值在較短波長端是負(fù)的，而在較長波長端是正的，但得到與實施例1不同的相位差波長色散。
表1

表2

比較例1～6用與實施例1相同的方式得到所有聚碳酸酯聚合物，所不同的是使用表3中所列的單體。用這些聚合物按照與實施例1相同的方式制作相位差薄膜。如表3中所示，在400～800nm的測量波長上，這些樣品無一兼?zhèn)湓撓辔徊钪档恼祬^(qū)和負(fù)值區(qū)。
表3

實施例8聚苯乙烯(分類號18242-7，Aldrich化學(xué)公司產(chǎn)品)和聚(2，6-二甲基-1，4-亞苯基醚)(分類號18178-1，Aldrich化學(xué)公司產(chǎn)品)分別以66.5％(質(zhì)量)和33.5％(質(zhì)量)的比例溶解在氟仿中，制備一種固體濃度為18％(質(zhì)量)的摻雜溶液。用該摻雜溶液制作一種澆鑄薄膜，并在130℃單軸拉伸到2倍。
該薄膜的厚度是90μm，在400nm測量波長上的相位差值是82nm，在700nm測量波長上的相位差值是-18nm，水吸收作用是0.3％(質(zhì)量)。表4列出了3個波長上的相位差值和在450和650nm波長上相對于相位差值R(550nm)的相位差波長色散性能值，或R(450)/R(550)、R(650)/R(550)。表7是一幅顯示相位差波長色散性能的圖。這種薄膜在較短波長端的測量波長上有正相位差值，而在較長波長端有負(fù)相位差值。
實施例9一種通過雙酚A與光氣聚合得到的、粘均分子量為38,000的聚碳酸酯(商品名“Panlite C 1400 Grade”，Teijin化學(xué)公司)溶解在二氯甲烷中，制備一種固體濃度為20％(質(zhì)量)的摻雜溶液，并用這種摻雜溶液進(jìn)行溶液澆鑄，制作一種厚度100μm的聚碳酸酯薄膜。該薄膜在160℃進(jìn)行縱向單軸拉伸到1.1倍，得到一種有正相位差值的相位差板。其性能顯示于表4和圖8中。這種相位差板通過一種粘合劑以使其拉伸方向相互垂直這樣一種方式附著到實施例8的相位差板上。這種層壓相位差板的相位差波長色散性能顯示于表4和圖8中。該層壓相位差板的相位差軸在該聚碳酸酯的拉伸方向上，而且如圖8中所示，測量波長越短、其相位差值就越小，它在一個頗為廣闊的范圍內(nèi)起到一種四分之一波板的作用。
這種相位差板以使其偏振軸與該相位差板的相位差軸成45°安排這樣一種方式附著到一種市售偏振板上，然后用來代替一臺市售便攜式數(shù)據(jù)終端“Zaurus Color Pocket MI-310TM”的反射型彩色液晶顯示器件觀測者一側(cè)上的偏振板和相位差板。結(jié)果是一種有優(yōu)異影像質(zhì)量的液晶顯示器件。
實施例10一種通過雙酚A與光氣聚合得到的、粘均分子量為38,000的聚碳酸酯(商品名“Panlite C 1400 Grade”，Teijin化學(xué)公司)溶解在二氯甲烷中，制備一種固體濃度為20％(質(zhì)量)的摻雜溶液，并用這種摻雜溶液進(jìn)行溶液澆鑄，制作一種厚度100μm的聚碳酸酯薄膜。該薄膜在162℃進(jìn)行縱向單軸拉伸到1.2倍，得到一種有正相位差值的相位差板。其性能顯示于表4和圖9中。這種相位差板以其拉伸方向相匹配這樣一種方式附著到實施例8的相位差板上。這種層壓相位差板的相位差波長色散性能顯示于表4和圖9中。該層壓相位差板的相位差軸在該聚碳酸酯的拉伸方向上，而且雖然在550nm的測量波長上其相位差值實際上不變，但對于較短波長來說，其相位差值大于聚碳酸酯相位差板單獨的相位差值。
比較例7實施例8中使用的聚苯乙烯和聚(2，6-二甲基-1，4-亞苯基醚)分別以80％(質(zhì)量)和20％(質(zhì)量)的比例溶解于氯仿中，制備一種固體濃度為18％(質(zhì)量)的摻雜溶液。用這種摻雜溶液形成一種澆鑄薄膜，并在130℃的溫度將其單軸拉伸到1.7倍。
其相位差波長色散性能列于表4中。該薄膜是一種負(fù)相位差值。
比較例8實施例8中使用的聚苯乙烯和聚(2，6-二甲基-1，4-亞苯基醚)分別以60％(質(zhì)量)和40％(質(zhì)量)的比例溶解于氯仿中，制備一種固體濃度為18％(質(zhì)量)的摻雜溶液。用這種摻雜溶液形成一種澆鑄薄膜，并在130℃的溫度將其單軸拉伸到1.3倍。
其相位差波長色散性能列于表4中。該薄膜是一種正相位差板。
表4

PS/PPO聚苯乙烯/聚(2，6-二甲基-1，4-亞苯基醚)共混物PC聚碳酸酯工業(yè)適用性如以上所解釋，本發(fā)明相位差薄膜在400～800nm的測量波長上有相位差值為正值的區(qū)域和相位差值為負(fù)值的區(qū)域，因此，可以單獨或與其它相位差薄膜組合用于調(diào)整到一個適用相位差值，以如所希望的那樣提供一種優(yōu)異的視角擴(kuò)大薄膜、顏色補償薄膜、偏振薄膜、圓偏振薄膜、橢圓偏振薄膜或液晶顯示器件。通過利用一種包含有芴骨架的聚碳酸酯共聚物和/或共混物的聚合物薄膜作為相位差薄膜材料，就有可能得到一種有特別優(yōu)異性能的相位差薄膜。
權(quán)利要求
1.一種由單一聚合物薄膜組成的相位差薄膜，所述相位差薄膜在400～800nm的波長范圍內(nèi)有其相位差值為正值的波長范圍和其相位差值為負(fù)值的波長范圍，能滿足以下不等式(1)和/或(2)，而且有不大于1％(質(zhì)量)的水吸收作用|R(400)|≥10nm (1)|R(700)|≥10nm (2)式中|R(400)|和|R(700)|分別代表在400nm和700nm波長上的相位差值。
2.按照權(quán)利要求1的相位差薄膜，其中，該相位差值在400nm波長處是負(fù)值，且其相位差值在800nm波長處是正值。
3.按照權(quán)利要求1或2的相位差薄膜，其中，所述聚合物薄膜是一種聚碳酸酯薄膜。
4.按照權(quán)利要求3的相位差薄膜，其中，所述聚合物薄膜是一種有芴骨架的聚碳酸酯薄膜。
5.按照權(quán)利要求4的相位差薄膜，其中，該聚合物薄膜包含一種聚碳酸酯，其組成包含一種以下式(3)所示重復(fù)單元 式中，R1-R8各自獨立地選自氫、鹵素原子和1～6個碳原子的烴基，X是以下式(4) 和一種以下式(5)所示重復(fù)單元 式中，R9-R16各自獨立地選自氫、鹵素原子和1～6個碳原子的烴基，且式(3)所示重復(fù)單元占該聚碳酸酯總體的60～90％(摩爾)，式(5)所示重復(fù)單元占其40～10％(摩爾)。
6.按照權(quán)利要求1的相位差薄膜，其中，該相位差值在400nm波長處是正值，且該相位差值在800nm波長處是負(fù)值。
7.按照權(quán)利要求1或6的相位差薄膜，其中，該聚合物薄膜是一種包含聚苯醚和聚苯乙烯的單一聚合物共混物薄膜。
8.按照權(quán)利要求7的相位差薄膜，其中，該聚合物薄膜是一種包含39-25％(質(zhì)量)聚苯醚和61-75％(質(zhì)量)聚苯乙烯的單一聚合物共混物薄膜。
9.按照權(quán)利要求1～8中任何一項的相位差薄膜，其中，該聚合物薄膜進(jìn)一步含有可多達(dá)20％(質(zhì)量)的一種有光學(xué)各向異性的低分子化合物。
10.一種層壓相位差薄膜，該薄膜是通過層壓一種作為第一相位差薄膜的、按照權(quán)利要求1～9中任何一項的相位差薄膜和一種在400～700nm波長處有正或負(fù)相位差值的第二相位差薄膜形成的。
11.按照權(quán)利要求10的層壓相位差薄膜，其中，所述第二相位差薄膜的相位差絕對值是隨著波長縮短而變小。
12.按照權(quán)利要求10或11的層壓相位差薄膜，其中，該相位差值在550nm波長處是1/4波長。
13.一種相位差薄膜一體化偏振薄膜，該薄膜是通過層壓一種按照權(quán)利要求1～12中任何一項的相位差薄膜或?qū)訅合辔徊畋∧ず鸵环N偏振薄膜形成的。
14.一種液晶顯示裝置，其中采用了一種按照權(quán)利要求1～12中任何一項的相位差薄膜或?qū)訅合辔徊畋∧ぁ?br> 15.一種液晶顯示裝置，其中采用了按照權(quán)利要求13的相位差薄膜一體化偏振薄膜。
全文摘要
一種相位差薄膜,其中包含一片聚合物薄膜,在400～800nm的波長范圍內(nèi)有其相位差值為正值的波長范圍和其相位差值為負(fù)值的波長范圍,滿足式(1)|R(400)|≥10nm和式(2)|R(700)|≥10nm中至少一個,且水吸收作用不大于1%(質(zhì)量)。
文檔編號G02F1/13363GK1322303SQ00802077
公開日2001年11月14日 申請日期2000年7月28日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月29日
發(fā)明者內(nèi)山昭彥, 串田尚 申請人:帝人株式會社