專利名稱：偏振器的制備方法,光學薄膜和圖像顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種偏振器的制備方法。本發(fā)明還涉及通過所述的制備方法得到的偏振器，采用所述偏振器的偏振片和光學薄膜。此外，本發(fā)明涉及采用所述偏振片及光學薄膜的圖像顯示器，例如液晶顯示器、有機電致發(fā)光顯示器、CRT和PDP。
背景技術(shù)：
液晶顯示器正在市場中迅速地發(fā)展，例如在鐘表、蜂窩電話、PDA、筆記本大小的個人計算機、和個人計算機顯示器、DVD播放器、電視機等中。在液晶顯示器中，基于通過液晶的切換的偏振態(tài)的變化來實現(xiàn)可視，其中，基于其顯示原理采用偏振器。特別地，具有更高亮度(高透射率)和更高對比度(高偏振度)的偏振器被發(fā)展和引入，用作電視機等日益需要具有高亮度和高對比度的顯示器。
對于偏振器，例如，由于其具有高透射率和高偏振度，廣泛地使用具有碘被吸收并且然后被拉伸的結(jié)構(gòu)的聚乙烯醇，也就是碘基偏振器(例如，日本專利公開2001-296427)。在碘基偏振器的制備方法中，通常采用這樣一種方法，其中將聚乙烯醇基薄膜浸漬于包含含碘的水溶液的浴槽中，并且染色，作為使聚乙烯醇吸收碘的方法。但是，當聚乙烯醇基薄膜具有高的結(jié)晶度時，由于碘不能完全地使薄膜著色，這種方法不能提供具有適宜光學特性的偏振器。
為了克服此問題，建議這樣一種方法，其中由包含聚乙烯醇基樹脂和事先混合的碘的水溶液制備聚乙烯醇基薄膜，然后拉伸所得到的薄膜(參考日本專利公開08-190017)。根據(jù)該參考文件的方法，碘使薄膜完全染色并且可以得到具有目標光學特性的偏振器。但是，對于由該方法得到的偏振器的偏振特性仍然需要進一步的改進。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明概述本發(fā)明旨在提供一種具有高偏振度的碘基偏振器的制備方法。
此外，本發(fā)明旨在提供一種通過該制備方法得到的偏振器，使用所述偏振器的偏振片和光學薄膜。另外，本發(fā)明旨在提供一種采用所述的偏振器、偏振片和光學薄膜的圖像顯示器。
作為本發(fā)明人全身心投入研究的結(jié)果，可以解決上面所述的問題，并且發(fā)現(xiàn)按照下面所示的偏振器的制備方法可以實現(xiàn)上面所述目的，導(dǎo)致本發(fā)明的完成。
即，本發(fā)明涉及一種偏振器的制備方法，所述偏振器包含具有這樣結(jié)構(gòu)的薄膜，該結(jié)構(gòu)具有分散在基質(zhì)中的微域，所述基質(zhì)由包含碘光吸收材料的半透明水溶性樹脂形成，該方法包括以下步驟由包括半透明水溶性樹脂、碘和形成微域的材料的溶液形成薄膜；和拉伸所述的薄膜。
此外，本發(fā)明涉及一種偏振器的制備方法，所述偏振器包含具有這樣結(jié)構(gòu)的薄膜，該結(jié)構(gòu)具有分散在基質(zhì)中的微域，所述基質(zhì)由包含碘光吸收材料的半透明水溶性樹脂形成，該方法包括以下步驟由包括半透明水溶性樹脂、堿金屬碘化物和形成微域的材料的溶液形成薄膜；將碘化物氧化生成碘；和拉伸所述的薄膜。
在所述偏振器的制備方法中，優(yōu)選上面所述偏振器的微域由定向雙折射(birefringent)材料形成。優(yōu)選所述雙折射材料至少在取向處理步驟中顯示液晶性。
在本發(fā)明中的偏振器的制備方法中，由于在形成薄膜前，將半透明水溶性樹脂與碘或堿金屬碘化物混合，形成碘光吸收材料，得到的薄膜被碘光吸收材料充分地染色，由此顯示高的偏光性能。碘光吸收材料是指包含碘的化學物質(zhì)并且吸收可見光，并且通常認為它們由半透明水溶性樹脂(特別是聚乙烯醇基樹脂)和多碘離子(I3-，I5-等)之間的交互作用形成。碘基光吸收材料又稱為碘絡(luò)合物。認為多碘離子由碘和碘離子產(chǎn)生。
在本發(fā)明中的偏振器的制備方法中，偏振器具有由半透明水溶性樹脂并作為基質(zhì)的碘基光吸收材料形成的碘基偏振器，并且具有分散在上面所述基質(zhì)中的微域。優(yōu)選具有雙折射的定向材料形成微域，并且特別優(yōu)選微域由顯示出液晶性的材料形成。因此，碘基光吸收材料除吸收二向色性的作用外，其散射各向異性作用的特性根據(jù)兩種作用的協(xié)同效應(yīng)改善偏振特性，從而形成同時具有透射率和偏振度，以及良好可視性的偏振器。
各向異性散射的散射性源于基質(zhì)和微域之間的折射率差。例如，如果形成微域的材料為液晶材料，由于它們與作為基質(zhì)的半透明水溶性樹脂相比較具有更高的波長色散Δn，在短波長側(cè)沿散射軸的折射率差變得更大，并且因此提供更多的短波長散射量。從而，實現(xiàn)在較短波長處大的偏振性能作用的改善，補償短波長側(cè)碘基偏振器的相對低水平的偏振性能，這樣，可以實現(xiàn)具有高偏振和中性色彩的偏振器。
在上面所述偏振器的制備方法中，優(yōu)選微域的雙折射率為0.02或更大。在用于微域的材料中，從獲得更大各向異性散射作用的觀點來看，優(yōu)選使用具有上面所述雙折射率的材料。
在上面所述偏振器的制備方法中，形成微域的雙折射材料與半透明水溶性樹脂之間在每個光軸方向的折射率差，顯示為最大的軸向折射率差(Δn1)為0.03或更大，并且在Δn1方向與垂直于Δn1方向的兩個方向的軸向之間的折射率差(Δn2)為Δn1的50％或更小。
將上面所述在每個光軸方向的折射率差(Δn1)和(Δn2)控制在上面所述范圍內(nèi)，可以提供能夠選擇性地只散射在Δn1方向的線偏振光(linearlypolarized light)作用的散射各向異性薄膜，如美國專利2123902的說明書中提出的那樣。即，一方面，在Δn1方向具有大折射率差，可以散射線偏振光，并且另一方面，在Δn2方向具有小折射率差，可以透射線偏振光。此外，優(yōu)選在垂直于Δn1的兩個方向的軸向的折射率差(Δn2)相等。
為了獲得高散射各向異性，在Δn1方向的折射率差(Δn1)設(shè)置為0.03或更大，優(yōu)選0.05或更大，并且再優(yōu)選為0.10或更大。在垂直于Δn1方向的兩個方向的折射率差(Δn2)為上面所述Δn1的50％或更小，并且優(yōu)選30％或更小。
上面所述偏振器的制備方法中的碘基光吸收材料中，優(yōu)選所述材料的吸收軸取向為Δn1方向。
基質(zhì)中的碘基光吸收材料被如此定向材料吸收軸可以變?yōu)槠叫杏谏厦嫠靓1方向，這樣在作為散射偏振方向的Δn1方向，線偏振光被選擇性吸收。結(jié)果，一方面，在Δn2方向的入射光的線偏振光分量(component)不被散射或者幾乎未被碘光吸收材料吸收，就像不具備各向異性散射性能的傳統(tǒng)碘基偏振器一樣。另一方面，Δn1方向的線偏振光分量被散射并且被碘光吸收材料吸收。通常，吸收作用由吸收系數(shù)和厚度決定。在這樣的情況下，與不發(fā)生散射的情況相比，散射光極大地加長了光程長度。結(jié)果，Δn1方向的偏振分量與傳統(tǒng)碘基偏振器相比更多地被吸收。即，相同透射率下可以獲得更高的偏振度。
以下將給出理想模型的描述。以下將使用通常用于線偏振器的兩個主透射率(第一主透射率k1(最大透射方向＝Δn2方向線偏振光透射率)，第二主透射率k2(最小透射方向＝Δn1方向線偏振光透射率)進行討論。
可以商購的碘基偏振器中，當?shù)饣馕詹牧先∠驗橐粋€方向時，平行透射率和偏振度可以分別用下式表示平行透射率＝0.5×((k1)2+(k2)2)和偏振度＝(k1-k2)/(k1+k2)另一方面，假設(shè)在本發(fā)明的偏振器中，Δn1方向的偏振光被散射并且平均光程長度增大α(＞1)倍，同時忽略散射去偏振作用時，在這種情況下的主透射率可以分別用k1和k2’＝10x(其中，x為αlogk2)表示。
即，在這種情況下平行透射率和偏振度分別用下式表示平行透射率＝0.5×((k1)2+(k2’)2)和偏振度＝(k1-k2’)2)/(k1+k2’)2)當由與可以商購的碘基偏振器(平行透射率為0.385，偏振度為0.965k1＝0.877，k2＝0.016)用相同的條件(染色量和生產(chǎn)過程相同)制備本發(fā)明的偏振器時，通過計算，當α為2倍時，k2小到0.0003，從而偏振度提高到0.999，同時平行透射率保持在0.385。上面所述結(jié)果是計算出的，其作用可能會由散射、表面反射、反向散射等引起的去偏振作用減少一點。如上面所述公式所示，α值可以得到的結(jié)果，并且碘基光吸收材料二色性比越高，可以提供的作用越好。為了獲得更高的α值，可以實現(xiàn)最大可能的散射各向異性作用并且在Δn1方向的偏振光可以被選擇性地大大地散射。此外，優(yōu)選較少的反向散射，并且反向散射強度與入射光強度的比值優(yōu)選30％或更小，更優(yōu)選20％或更小。
在上面所述偏振器的制備方法中，優(yōu)選微域在Δn2方向的長度為0.05～500μm。
為了強散射在可見光波段內(nèi)振動平面在Δn1方向的線偏振光，所分散的微域在Δn2方向的長度控制為0.05～500μm，并且優(yōu)選控制為0.5～100μm。當微域在Δn2方向的長度與波長相比太短時，不能充分地提供散射。另一方面，當微域在Δn2方向的長度太長時，有可能會產(chǎn)生薄膜強度降低或形成微域的液晶材料不能在微域中充分定向的問題。
在上面所述偏振器的制備方法中，可以使用吸收帶至少在400～700nm波長范圍內(nèi)的碘光吸收材料。
本發(fā)明還涉及一種通過上面所述的制備方法得到的偏振器。
此外，本發(fā)明涉及一種偏振片，其在上面所述偏振器的至少一側(cè)具有透明保護層。
此外，本發(fā)明涉及一種光學薄膜，其特征在于，該光學薄膜與上面所述偏振器和上面所述偏振片中的至少一個層疊。
另外，本發(fā)明涉及一種圖像顯示器，其特征在于，該圖像顯示器采用了上面所述偏振器、上面所述偏振片或上面所述偏振光學薄膜。


圖1為所示為本發(fā)明偏振器的一個實例的總體圖。
優(yōu)選實施方案描述以下將參考附圖描述本發(fā)明中得到的偏振器。圖1為本發(fā)明的偏振器總體頂視圖，偏振器具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中薄膜由包括碘光吸收材料2的半透明水溶性樹脂1形成，微域3分散在作為基質(zhì)的所述薄膜中。
圖1所示為碘光吸收材料2定向在微域3和半透明水溶性樹脂1之間折射率差為最大值的軸(Δn1方向)方向的情況的實例。在微域3中，Δn1方向的偏振分量被散射。圖1中，沿薄膜平面內(nèi)一個方向的Δn1方向為吸收軸。在薄膜平面內(nèi)，垂直于Δn1方向的Δn2方向為透射軸。另一垂直于Δn1方向的Δn2方向為厚度方向。
對于半透明水溶性樹脂1，可以沒有特別限制地使用在可見光波段為半透明性的并且散射及吸收的碘光吸收材料的樹脂。例如，可以提及的有常規(guī)用于偏振器的聚乙烯醇或其衍生物。對于聚乙烯醇的衍生物，可以提及聚乙烯醇縮甲醛、聚乙烯醇縮乙醛等，此外，可以提及用下列改性的衍生物烯烴例如乙烯及丙烯，和不飽和羧酸，如丙烯酸、甲基丙烯酸，和丁烯酸，不飽和羧基酸的烷基酯、丙烯酰胺等。除此之外，對于半透明水溶性樹脂1，可以提及例如聚乙烯吡咯烷基樹脂、多糖基樹脂等。上面所述半透明水溶性樹脂可以是具有不易由模制變形等產(chǎn)生定向雙折射的各向同性的樹脂，以及具有易產(chǎn)生定向雙折射的各向異性的樹脂。
由碘或堿金屬碘化物中制備碘光吸收材料2。作為堿金屬碘化物，可以提及的有碘化鉀、碘化鈉、碘化鋰等。氧化碘化物以產(chǎn)生碘光吸收材料2。
在形成微域3的材料中，不限制材料是否具有雙折射或各向同性，但是特別優(yōu)選具有雙折射的材料。另外，作為具有雙折射的材料，可以優(yōu)選使用至少在取向處理時顯示出液晶性的材料(以下稱作液晶材料)。也就是說，只要在取向處理時顯示出液晶性，液晶材料在形成的微域3中就可以顯示或喪失液晶性。
作為形成微域3的材料，具有雙折射的材料(液晶材料)可以是任何顯示出向列液晶性、近晶型液晶性及膽甾型液晶性的材料，或者是顯示出溶致液晶性的材料。另外，具有雙折射的材料可以具有液晶熱塑性樹脂，并且可以由液晶單體聚合形成。當液晶材料具有液晶熱塑性樹脂時，從最終獲得的耐熱結(jié)構(gòu)的觀點來看，可以優(yōu)選具有高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的樹脂。此外，優(yōu)選至少在室溫下顯示玻璃態(tài)的材料。通常，液晶熱塑性樹脂通過加熱取向，隨后被冷卻固定，并且在保持液晶性的同時形成微域3。雖然液晶單體取向后可以通過聚合、交聯(lián)等在固定狀態(tài)形成微域3，一些形成的微域3仍然可能喪失液晶性。
對于上面所述液晶熱塑性樹脂，可以沒有特別限制地使用具有主鏈型、側(cè)鏈型或者其混合型的各種骨架的聚合物。對于主鏈型液晶聚合物，可以提及聚合物，例如具有結(jié)合包括芳香族單元等內(nèi)消旋配合基(mesogengroups)結(jié)構(gòu)的縮聚物，例如，聚酯基、聚酰胺基、聚碳酸酯基和聚酯酰亞胺基聚合物。對于用作內(nèi)消旋配合基的上面所述芳香單元，可以提及苯基、聯(lián)苯基和萘基，并且芳香族單元可以具有取代基，例如氰基、烷基、烷氧基和鹵基團。
對于側(cè)鏈型液晶聚合物，可以提及具有例如聚丙烯酸酯基、聚甲基丙烯酸酯基、聚α-鹵代丙烯酸酯基、聚α-鹵代氰基丙烯酸酯基、聚丙烯酰胺基、聚硅氧烷基的主鏈，以及聚丙二酸主鏈作為骨架，并且在側(cè)鏈具有包括環(huán)狀單元的內(nèi)消旋配合基等的聚合物。對于上面所述可以用作內(nèi)消旋配合基的環(huán)狀單元，可以提及聯(lián)苯基、苯甲酸苯酯基、苯基環(huán)己烷基、氧化偶氮苯基、偶氮甲堿基、偶氮苯基、苯基嘧啶基、二苯乙炔基、聯(lián)苯安息香酸酯基、雙環(huán)己烷基、環(huán)己基苯基、三聯(lián)苯基單元等。這些環(huán)狀單元的端基可以具有取代基，例如氰基、烷基、鏈烯基、烷氧基、鹵素基團、鹵代烷基、鹵代烷氧基、鹵代鏈烯基。具有鹵素基的基團可用于內(nèi)消旋配合基的苯基。
除此之外，任何液晶聚合物的內(nèi)消旋配合基可以通過具有彈性的間隔基部分被結(jié)合。對于間隔基部分，可以提及聚亞甲基鏈、聚甲醛鏈等。形成間隔基部分的結(jié)構(gòu)單元的重復(fù)單元數(shù)由內(nèi)消旋配合基部分的化學結(jié)構(gòu)適當?shù)卮_定，并且聚亞甲基鏈重復(fù)單元數(shù)為0～20，優(yōu)選為2～12，且聚甲醛鏈重復(fù)單元數(shù)為0～10，并且優(yōu)選為1～3。
優(yōu)選上面所述液晶熱塑性樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為50℃或更高，并且更優(yōu)為選80℃或更高。此外，它們的重均分子量約為2,000～100,000。
對于液晶單體，可以提及這樣的單體其在端基具有可聚合官能團例如丙烯?；图谆；?，并且還具有內(nèi)消旋配合基和包括上面所述環(huán)狀單元等的間隔物部分?？梢杂镁哂袃蓚€或更多個的丙烯酰基、甲基丙烯?；鹊目删酆瞎倌軋F引入交聯(lián)結(jié)構(gòu)，并且還可以提高耐久性。
形成微域3的材料不完全局限于上面所述液晶材料，可以使用不同于基質(zhì)材料的非液晶樹脂。對于上面所述樹脂，可以提及聚乙烯醇及其衍生物、聚烯烴、聚烯丙基化合物、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、聚對苯二甲酸乙二醇酯、丙烯酸苯乙烯共聚物等。另外，可以將無雙折射的顆粒用作形成微域3的材料。對于所述的微粒，可以提及樹脂例如聚丙烯酸酯和丙烯酸苯乙烯共聚物。微粒的尺寸沒有特別的限制，可以使用直徑為0.05～500μm，并且優(yōu)選為0.5～100μm的微粒。盡管優(yōu)選形成微域3的材料具有上面所述液晶材料，可以與上面所述液晶材料混合使用非液晶材料。此外，也可以將非液晶材料單獨地用作形成微域3的材料。
本發(fā)明偏振器的制備方法中，在生產(chǎn)其中由包括碘光吸收材料2的半透明水溶性樹脂1形成基質(zhì)的薄膜的同時，微域3(例如，用液晶材料形成的定向雙折射材料)被分散在所述基質(zhì)中。在薄膜中，上面所述Δn1方向的折射率差(Δn1)和Δn2方向的折射率差(Δn2)被控制在上面所述范圍內(nèi)。
雖然不特別限制本發(fā)明的偏振器的制備方法，但是，例如，可以采用下面的工序(1)生產(chǎn)混合溶液的工序，其中形成微域的材料被分散在半透明水溶性樹脂中，以形成基質(zhì)(作為典型實例，將描述其中將液晶材料用作形成微域的材料的情況，并且這種情況下，將液晶材料應(yīng)用于其它材料)和碘；(2)其中將上面所述(1)的混合溶液形成薄膜的工序；(3)其中拉伸上面所述(2)中獲得的薄膜的工序。
在上面所述工序(1)中制備混合溶液。作為該混合溶液制備方法中，可以采用下面方法中的任何一種一種方法，其中液晶材料半透明水溶性樹脂中分散以形成基質(zhì)后，與碘混合；和一種方法，其中在半透明水溶性樹脂的水溶液中混合碘后，分散液晶材料。但是，后一種方法有下面的傾向根據(jù)碘的量或半透明水溶性樹脂的結(jié)構(gòu)和分子量等，將碘與半透明水溶性樹脂的水溶液混合使溶液成為凝膠。這樣理解制備碘光吸收材料，然后它作為半透明水溶性樹脂(特別是聚乙烯醇基樹脂)的交聯(lián)點工作。凝膠化使液晶材料在混合溶液中分散困難。加熱凝膠的溶液將它變?yōu)榱飨?，并且使液晶材料分散更容易，因此可以采用這樣一種方法，即加熱所述的溶液并將它變?yōu)榱飨嗪?，混合液晶材料。因而，由于后一種方法使方法復(fù)雜，為了簡化該方法，優(yōu)選前一種方法，其中首先將液晶材料分散進入半透明水溶性樹脂的水溶液。以下將詳細描述前一種方法。
雖然對形成微域的液晶材料在形成基質(zhì)的半透明水溶性樹脂中分散的方法沒有特別的限制，但是可以采用利用上面所述基質(zhì)成分(半透明水溶性樹脂)與液晶材料之間的相位分離現(xiàn)象的方法。例如可以提及這樣一種方法，其中選擇基質(zhì)成分間兼容性差的材料作為液晶材料，然后通過分散劑如表面活性劑，在基質(zhì)成分的水溶液中分散形成液晶材料的材料溶液。根據(jù)形成基質(zhì)的半透明材料和形成微域的液晶材料的組合，在上面所述混合溶液的制備中可以不使用分散劑。對分散在基質(zhì)中的液晶材料的使用量沒有特別的限制，但是對于100重量份的半透明水溶性樹脂，液晶材料為0.01～100份，優(yōu)選0.1～10重量份?？梢栽谌芙饣蛭慈芙庥谌軇┲械臓顟B(tài)下使用液晶材料。對于溶劑，例如，可以提及水、甲苯、二甲苯、己烷、環(huán)己烷、二氯甲烷、氯仿、二氯乙烷、三氯乙烷、四氯乙烷、三氯乙烯、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、環(huán)己酮、環(huán)戊酮、四氫呋喃、乙酸乙酯等。基質(zhì)成分的溶劑和液晶材料的溶劑可以是相同的溶劑或者是不同的溶劑。
在上面所述工序(2)中，為了減少薄膜形成后干燥階段中的泡沫，不優(yōu)選將用于溶解形成微域的液晶材料的溶劑用于在工序(1)中混合溶液的制備中。當不使用溶劑時，例如可以提及這樣一種方法，其中將液晶材料直接加入形成基質(zhì)的半透明材料的水溶液，然后加熱到不低于液晶溫度范圍以使液晶材料均勻而更小地分散，以促進分散。
對于將碘加入到溶液的混合方法，通常使用的是混合碘水溶液的方法。為了幫助碘的溶解，等通常在碘水溶液中包含堿金屬碘化物如碘化鉀。雖然對碘量沒有特別限制，因為它適宜地根據(jù)光學特性指標決定，但對于100重量份的基質(zhì)成分(半透明水溶性樹脂)，它為0.01～10重量份，優(yōu)選為0.5～5重量份。而且，對于100重量份的黃，碘化物的量為100～3000重量份，優(yōu)選為200～1000重量份。
對制備混合溶液的溫度沒有特別的限制。當溫度低時，即特別是40℃或更低，該混合溶液容易膠凝。另一方面，在溫度為40℃或更高的情況，混合溶液將容易處于溶膠相?？紤]到這種傾向，使用可以實現(xiàn)為采用工序(2)的薄膜形成方法的最佳粘性相的混合溶液的溫度。例如，當工序(2)通過溶液鑄造方法使用薄膜形成方法時，優(yōu)選可接受的溶膠相的混合溶液的溫度(40℃或更高)。
另外，基質(zhì)成分溶液、液晶材料溶液、或混合溶液可以包括各種添加劑，例如分散劑、表面活性劑、紫外吸收劑、阻燃劑、抗氧化劑、增塑劑、模潤滑劑、其它潤滑劑，以及在不妨礙本發(fā)明目的范圍內(nèi)的著色劑。
在獲得上面所述混合溶液薄膜的工序(2)中，加熱并且干燥上面所述混合溶液，以去除溶劑，從而產(chǎn)生具有分散在基質(zhì)中的微域的薄膜。可以采用各種方法形成薄膜，例如鑄造法、模壓法、注模法、軋制成型法及流動鑄成型法(flow casting molding method)。在薄膜成型中，控制薄膜中微域在Δn2方向的大小為0.05～500μm范圍內(nèi)。通過調(diào)整混合溶液的粘性、混合溶液的士溶劑的選擇和組合、分散劑以及混合溶劑的熱處理(冷卻速率)和干燥速率，可以控制微域的大小和分散性。例如，具有高粘性并且產(chǎn)生高剪切力和形成基質(zhì)的半透明水溶性樹脂和形成微域的液晶材料的混合溶液通過攪拌器，例如均勻混合器分散，在不小于液晶溫度范圍的溫度加熱，從而可以將微域分散為更小的狀態(tài)。
用于拉伸上面所述薄膜的工序(3)的目的在于除了定位在拉伸方向的碘光吸收材料外，定位形成微域的液晶材料。對于拉伸方法，可以提及單軸拉伸、雙軸拉伸、斜拉伸等，但是，通常采用單軸拉伸。對于拉伸方法，可以采用空氣中干燥型拉伸，或水系統(tǒng)槽(aqueous system bath)中的濕型拉伸。雖然對拉伸比沒有特別的限制，通常優(yōu)選采用約2～10倍的拉伸比。
這種拉伸可以將碘光吸收材料定向在拉伸軸方向。此外，形成雙折射材料的液晶材料通過上面所述拉伸，在微域中沿拉伸方向取向，從而顯示雙折射。
希望微域能根據(jù)拉伸變形。當微域具有非液晶材料時，希望選擇樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度附近的溫度作為拉伸溫度，當微域具有液晶材料時，希望選擇使液晶處于液晶態(tài)，如向列相或近晶相或者各向同性相態(tài)的溫度作為拉伸溫度。當通過拉伸加工給出不適當?shù)亩ㄏ驎r，可以單獨增加加工例如熱定向處理。
除上面所述拉伸外，外場作用，例如電場和磁場的作用可用于液晶材料的取向。另外，可以使用混有光反應(yīng)性物質(zhì)如偶氮苯的液晶材料，以及引入其中的具有光反應(yīng)性基團如肉桂酰基的液晶材料，因此這些材料可以通過用光照射等取向處理來取向。此外，拉伸加工和上面所述取向處理還可以結(jié)合使用。當液晶材料為液晶熱塑性樹脂時，在拉伸時被取向，在室溫被冷卻，從而固定并且穩(wěn)定取向。由于如果進行取向，將確定目標光學特性，液晶單體可以不必為固化狀態(tài)。但是，在具有低各向同性轉(zhuǎn)變溫度的液晶單體中，很少的溫度升高將提供各向同性狀態(tài)。在這種情況下，由于可能不顯示各向異性散射，但相反地偏振光特性惡化，因此優(yōu)選將液晶單體固化。另外，許多液晶單體在室溫中結(jié)晶，然后，它們將顯示各向異性散射并且偏振光特性不利地惡化，優(yōu)選將液晶單體固化。從這些現(xiàn)象的角度來看，為了使取向狀態(tài)穩(wěn)定地存在于任何條件下，優(yōu)選將液晶單體固化。在固化中，例如，液晶單體與光化聚合作用引發(fā)劑混合，在基質(zhì)成分溶液中分散，并接著定向后，通過用紫外輻射等曝光使其固化，由此可以使取向穩(wěn)定。在取向后不必馬上進行光照射處理，并且可以在制備方法的任何階段進行。
拉伸工序(3)可以進行兩倍或多倍。在所述方法中，對將混合的包含在浸泡浴(在濕型拉伸方法中)中的化合物的溫度、工序(濕型拉伸方法、干燥型拉伸方法)、種類和量等沒有特別限制。對于混合的化合物，可以提及各種類型的交聯(lián)劑如硼酸，和色彩修飾劑如堿金屬碘化物。
對于拉伸方法，例如，可以提及這樣一種方法，其中首先使用干燥型拉伸方法進行拉伸，以定向碘光吸收材料和液晶材料，然后固定液晶的取向后，另外進行濕型拉伸方法，以進一步定位碘光吸收劑本身。另外，例如，可以提及這樣一種方法，其中僅在碘光吸收材料拉伸和定位之后，在相對熱浴中拉伸定向碘光吸收材料和液晶。當然，拉伸方法不限于它們。
在偏振器生產(chǎn)中，可以為了各種目的采用除工序(1)至(3)外的方法。例如，可以提及熱處理形成的薄膜以提高其結(jié)晶性的方法。熱處理方法通常是在薄膜拉伸工序(3)之前進行，并且它還可以在薄膜拉伸工序(3)之后進行。熱處理溫度為約50至150℃，并且優(yōu)選為60至120℃。過分高的溫度使碘升華和不能開發(fā)所需要的光學特性。
此外，例如，可以提及這樣一種方法，其中在水浴中浸漬薄膜，以使薄膜溶脹。此外，可以提及在包含任意的添加劑溶解其中的水浴中浸漬薄膜的方法。還可以提及這樣的方法，其中為了在水溶性樹脂(基質(zhì))中交聯(lián)，在包括添加劑例如硼酸和硼砂的水溶液中浸漬薄膜。此外，可以提及這樣的方法，即為了調(diào)節(jié)在其中分解的碘光吸收材料的量和調(diào)節(jié)色彩之間的平衡的目的，在包括添加劑例如堿金屬碘化物水溶液中浸漬薄膜。這些方法可以在拉伸工序(3)之前或之后以任何順序加入或結(jié)合，并且在所述方法的每次浴中，它們可以與工序(3)同時進行。
上面描述了偏振器的制備方法，其中將通過與形成微域材料一起混合碘而制備的混合溶液用于工序(1)中半透明水溶性樹脂的水溶液。在本發(fā)明中，可以采用通過使用混合堿金屬碘化物得到的混合溶液的工序(1′)代替工序(1)中的半透明水溶性樹脂的水溶液中混合碘的方法。還使用所述的混合溶液，可以將碘包含于基質(zhì)成分(半透明水溶性樹脂)中。將與上面所述方法中相同的薄膜形成工序(2)和相同的拉伸工序(3)施用于包括碘化物的混合溶液，并且除這些方法外，單獨采用通過碘化物的氧化來制備碘的額外工序(4)。
對于工序(4)的氧化方法，可以提及在氧化浴中例如過氧化氫水溶液、高錳酸鉀水溶液浸漬薄膜的方法，(參考日本專利公開07-104126)；和在水溶性多價金屬鹽例如硫酸銅和檸檬酸鐵的水溶液中浸漬薄膜的方法，(參考日本專利公開02-73309)以及其他方法。在這些方法中，碘(I2)的產(chǎn)生量，其是氧化的級別，通過水溶液濃度、浴液的溫度、浸漬時間等控制。而且，對于氧化的方法，除上面所述的方法外，可以提及紫外線照射薄膜的方法，并且此外，可以提及這樣一種方法，其中在制備包括光氧化催化劑如氧化鈦等的薄膜之后照射可見光。所述的氧化工序(4)進行的時間可以為在工序(2)中；在工序(3)之前和工序(2)之后；在工序(3)中。有這樣一種可能性，即當氧化工序(4)以液相進行時，該溶液可以形成凝膠并且可以難以形成薄膜，并且當在拉伸之后進行氧化時，碘光吸收材料不能完全地取向。因此，從考慮到實現(xiàn)穩(wěn)定和優(yōu)異的偏振特性，特別優(yōu)選氧化工序(4)在工序(3)之前和工序(2)之后的階段進行。
適宜地采用適當?shù)臈l件干燥上面的處理得出的薄膜。干燥按照常規(guī)的方法進行。
對獲得的偏振器(薄膜)的厚度沒有特別限制，但是通常為1μm～3mm，優(yōu)選為5μm～1mm，更優(yōu)選為10～500μm。
用這種方式獲得的偏振器在拉伸方向形成微域的雙折射材料的折射率和基質(zhì)樹脂的折射率之間的大小沒有特別關(guān)系，其拉伸方向為Δn1方向，并且垂直于拉伸軸的兩個方向為Δn2方向。此外，碘光吸收材料的拉伸方向為顯示出最大吸收率的方向，因此，可以實現(xiàn)具有最大地顯示出吸收和散射作用的偏振器。
由于由本發(fā)明獲得的偏振器具有與現(xiàn)有的吸收型偏振片相當?shù)淖饔?，其可以無任何改變地用于使用吸收型偏振片的各個應(yīng)用領(lǐng)域中。
上面所述偏振器可用作采用普通的方法至少在其一個側(cè)面制備透明保護層的偏振片?？梢詫⒃撏该鞅Ｗo層制備成聚合物涂敷層或者薄膜的層疊層?？梢詫⒑线m的透明材料用作形成透明保護層的透明聚合物或薄膜材料，并且可以優(yōu)選使用具有突出的透明度、機械強度、熱穩(wěn)定性和突出的水分攔截特性等的材料。對于上面所述的保護層的材料，可以提及，例如，聚酯型聚合物，如聚對苯二甲酸乙二醇酯和聚萘二甲酸乙二醇酯；纖維素型聚合物，如二乙酰基纖維素和三乙?；w維素；丙烯酸型聚合物，如聚甲基丙烯酸甲酯；苯乙烯型聚合物，如聚苯乙烯和丙烯腈苯乙烯共聚物(AS樹脂)；聚碳酸酯型聚合物。此外，對于形成保護薄膜的聚合物的實例，可以提及聚烯烴型聚合物如聚乙烯，聚丙烯，具有環(huán)狀或降冰片烯結(jié)構(gòu)的聚烯烴，乙烯-丙烯共聚物；氯乙烯型聚合物；酰胺型聚合物，如尼龍及芳族聚酰胺；酰亞胺型聚合物；砜型聚合物；聚醚砜型聚合物；聚醚-醚酮型聚合物；聚苯硫型聚合物；乙烯醇型聚合物；偏二氯乙烯型聚合物；乙烯丁縮醛型聚合物；烯丙基化型聚合物；聚甲醛型聚合物；環(huán)氧型聚合物；或者上面所述聚合物的混合聚合物?？梢蕴峒坝蔁峁袒突蜃贤馍渚€固化型樹脂制成的薄膜，例如丙烯醛(acryl)基、聚氨酯基、丙烯酰基尿烷基、環(huán)氧基和硅樹脂基等樹脂。
另外，如日本專利公開2001-343529(WO 01/37007)中所述，可以提及聚合物薄膜，例如樹脂組合物，其包括(A)在側(cè)鏈有具有取代的和/或未取代酰亞胺基的熱塑性樹脂，和(B)在側(cè)鏈有具有取代的和/或未取代苯基和腈基的熱塑性樹脂。對于示例性的實例，可以提及這樣一種薄膜，其是由包含異丁烯和N-甲基馬來酰亞胺的交替共聚物及丙烯腈-苯乙烯共聚物的樹脂組合物制成的?？梢允褂冒瑯渲M合物的混合物擠出品的薄膜等。
對于透明保護薄膜，如果考慮偏振特性和耐久性，優(yōu)選纖維素基聚合物如三乙?；w維素，并且三乙?；∧な翘貏e適合的。通常，透明保護薄膜的厚度為500μm或更薄，優(yōu)選為1～300μm，并且特別優(yōu)選5～300μm。除此之外，當偏振器的兩面都提供透明保護薄膜時，可以在前面和后面都使用包含相同聚合物材料的透明保護薄膜，并且可以使用包含不同聚合物材料的透明保護薄膜等。
另外，優(yōu)選透明保護薄膜具有盡可能少的著色。因此，優(yōu)選薄膜厚度方向用Rth＝[(nx+ny)/2-nz]×d(其中，nx和ny表示薄膜平面的主折射率，nz表示薄膜厚度方向的折射率，d表示薄膜厚度)表示的延遲值為-90nm～+75nm的保護薄膜。這樣，采用在厚度方向延遲值(Rth)為-90nm～+75nm的保護薄膜，很可能消除由保護薄膜引起的偏振片著色(光學著色)。優(yōu)選在厚度方向延遲值(Rth)為-80nm～+60nm，并且特別優(yōu)選為-70nm～+45nm。
在沒有粘附上面所述透明保護薄膜的偏振膜的表面上可以制備一層堅硬的涂層，或進行抗反射處理，處理的目的在于防止粘合、漫射或抗眩光(anti glare)。
采用堅硬涂層處理的目的是防止偏振片的表面損壞，并且該堅硬涂層薄膜可以采用這樣一種方法形成其中例如，在用適當?shù)淖贤饪晒袒蜆渲绫┧嵝图肮柩跬樾蜆渲谋Ｗo薄膜表面添加例如具有出色硬度、滑動特性的可固化涂層薄膜。采用抗反射處理的目的是防止照射到偏振片表面的室外日光反射，其可以通過按照常規(guī)方法等形成抗反射薄膜來制備。此外，采用防止粘合處理是為了防止與相鄰層的粘合。
此處，采用抗眩光處理的目的是防止這樣的缺點，即室外日光在偏振片表面反射，干擾通過偏振片的透射光的可視性，并且例如，通過采用適當?shù)姆椒?，如通過噴沙或軋花的粗表面處理法以及結(jié)合透明微粒的方法，提供給保護薄膜表面一個精細的凹-凸結(jié)構(gòu)應(yīng)用該處理。為了在上面所述表面形成精細的凹-凸結(jié)構(gòu)，對于結(jié)合的微粒，可以使用平均微粒大小為0.5～50μm的透明微粒，例如可以具有導(dǎo)電性的無機微粒，其包括二氧化硅、氧化鋁、氧化鈦、氧化鋯、氧化錫、氧化銦、氧化鎘、氧化銻等，和包含交聯(lián)或非交聯(lián)聚合物的有機微粒。當在表面形成精細凹-凸結(jié)構(gòu)時，微粒的使用量通常對于在表面形成精細凹-凸結(jié)構(gòu)的透明樹脂100重量份為大約2～50重量份，并且優(yōu)選為5～25重量份?？寡９鈱涌捎米饔糜诼浯┻^偏振片的透射光并且擴大視角的漫射層(視角擴大作用等)。
除此之外，上面所述抗反射層、防止粘合劑層、漫射層、抗眩光層等可以構(gòu)建在保護薄膜自身內(nèi)，也可以作為不同于保護層的光學層制備。
將粘合劑用于上面所述的偏振薄膜和透明保護薄膜的粘合處理。對于粘合劑，可以提及異氰酸鹽衍生粘合劑、聚乙烯醇衍生粘合劑、明膠衍生粘合劑、乙烯基聚合物衍生膠乳型、水性聚酯衍生粘合劑等。通常將上面所述的粘合劑用作包含水溶液的粘合劑，并且通常包含0.5～60重量％的固體。
通過使用上面所述的粘合劑粘合上面所述透明保護薄膜和偏振薄膜來制造本發(fā)明的偏振片。粘合劑可以涂布于透明保護薄膜或偏振薄膜中任何一個，以及對它們兩者進行。粘合之后，進行干燥處理并且形成包含所涂布的干燥層的粘合劑層。偏振薄膜和透明保護薄膜的粘合處理可以用輥式層壓機等進行。盡管粘合劑層的厚度沒有特別的限制，但通常為約0.1～5μm。
本發(fā)明的偏振片可實際用作層疊有其它光學層的光學薄膜。盡管對于光學層沒有特別的限制，可以使用一層或兩層或更多層的光學層，如反射體、逆反射(transflective)片、延遲片(包括半波片和四分之一波片)，和視角補償薄膜，其可以用于形成液晶顯示器等。特別優(yōu)選的偏振片是其中在本發(fā)明的偏振片上還層疊了反射體或逆反射體的反射型偏振片或逆反射型偏振片；在偏振片上還層疊了延遲片的橢圓形偏振片或圓形偏振片；其中在偏振片上還層疊了視角補償薄膜的寬視角偏振片；或者其中在偏振片上還層疊了亮度增強薄膜的偏振片。
在偏振片上制備反射層以獲得反射型偏振片，并且該類型的偏振片用于從觀看側(cè)(顯示側(cè))的入射光被反射獲得顯示的液晶顯示器。這種片不需要內(nèi)置光源，如背光，但是具有液晶顯示器可以容易做得更薄的優(yōu)點。反射型偏振片可以采用適當?shù)姆椒ㄐ纬?，例如這樣一種方法，其中如果需要將金屬反射層等通過透明保護層等附在偏振片的一面。
作為反射型偏振片的實例，可以提及這樣一種片，在其上如果需要，可以用采用將箔片和反射金屬如鋁的氣相沉積薄膜附著在消光處理的保護薄膜一面上的方法形成的反射層。另外，可以提及通過將微?；旌系缴厦嫠霰Ｗo薄膜中獲得表面具有精細凹-凸結(jié)構(gòu)的不同類型的片，在該片上制備了凹-凸結(jié)構(gòu)反射層。具有上面所述精細凹-凸結(jié)構(gòu)的反射層通過任意反射來漫射入射光，以防止定向和眩光出現(xiàn)，并且具有控制亮暗不均勻等優(yōu)點。另外，包含微粒的保護薄膜具有可以更有效地控制亮暗不均勻度的優(yōu)點，因此，入射光及其穿過薄膜透射的反射光被漫射。通過保護薄膜表面精細凹-凸結(jié)構(gòu)在表面上作用具有精細凹-凸結(jié)構(gòu)的反射層，可以通過采用適當?shù)姆椒?，例如真空蒸發(fā)法如真空沉積法、離子電鍍法及濺射法和電鍍法等直接將金屬附著到透明保護層表面的方法形成。
替代其中反射片直接加到上面所述偏振片的保護薄膜的方法是，反射片還可以用作通過在適當薄膜上制備反射層組成的反射片，用作透明薄膜。除此之外，由于反射層通常由金屬制成，從防止氧化降低反射率，長期保持初始反射率并且避免單獨制備保護層等的觀點來看，在使用時反射面需要用保護薄膜或偏振片等覆蓋。
另外，通過將上面所述反射層制備為逆反射型反射層，如反射并透射光的單向透視鏡(half-mirror)等可以獲得逆反射型偏振片。逆反射型偏振片通常在液晶單元的背面制備，并且可以形成這樣一種類型的液晶顯示單元，其中當用于光照比較好的環(huán)境中時，通過從觀看側(cè)(顯示側(cè))反射的入射光來顯示圖像。并且該單元在比較暗的環(huán)境中，采用嵌入式光源如置于逆反射型偏振片背面的背光來顯示圖像。即，逆反射型偏振片對于獲得在光照良好的環(huán)境中節(jié)省光源能量，如背光的液晶顯示器是有益的，并且如果需要在比較暗的環(huán)境中可以與內(nèi)置光源一起使用。
上面所述偏振片可以用作層疊了延遲片的橢圓形偏振片或圓形偏振片。在下一段將描述上面所述的橢圓形偏振片或圓形偏振片。這些偏振片將線偏振光轉(zhuǎn)換為橢圓偏振光或圓偏振光，將橢圓偏振光或圓偏振光轉(zhuǎn)換為線偏振光或者通過延遲片的作用改變線偏振光的偏振方向?？梢杂盟^的四分之一波片(也稱作λ/4片)作為將圓偏振光轉(zhuǎn)換為線偏振光或者將線偏振光轉(zhuǎn)換為圓偏振光的延遲片。通常，當改變線偏振光的偏振方向時，使用的是半波片(也稱作λ/2片)。
橢圓形偏振片通過補償(防止)由超扭曲向列(STN)型液晶顯示器液晶層的雙折射產(chǎn)生的著色(藍色或黃色)，來有效地用于得到無上面所述著色的單色顯示器。另外，其中三維折射率被控制的偏振片也優(yōu)選補償(防止)當從傾斜方向看液晶顯示器的屏幕時產(chǎn)生的著色。例如，當調(diào)整提供彩色圖像的反射型液晶顯示器的圖像的色調(diào)時，有效地使用圓形偏振片。并且它也具有抗反射的作用。例如，可以使用延遲片，以補償由各種波片或液晶層等的雙折射引起的著色和視角等。此外，可以用帶有兩種或多種根據(jù)各自的用途具有適當延遲值的延遲片的層壓層來控制光學特性如延遲。對于延遲片，可以提及通過拉伸包含適當聚合物的薄膜形成的雙折射薄膜，所述的聚合物如聚碳酸酯、降冰片烯型樹脂、聚乙烯醇、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯；聚烯丙基化物(polyallylates)和聚酰胺；包含液晶材料如液晶聚合物的取向薄膜；和其上承載液晶材料取向?qū)拥谋∧?。延遲片可以是根據(jù)用途具有適當延遲的延遲片，如各種波片和旨在補償由液晶層的雙折射引起的著色和視角的片等，并且可以是層疊兩種或多種延遲片以控制光學特性如延遲的延遲片。
上面所述橢圓形偏振片和上面所述反射型橢圓形偏振片為適當?shù)亟M合偏振片或反射型偏振片與延遲片得到的層壓片。可以通過組合偏振片(反射型)及延遲片，和通過在液晶顯示器的制造過程中一個接一個分別層疊偏振片及延遲片，來制造這類橢圓形偏振片等。另一方面，其中預(yù)先進行層疊并且作為光學薄膜獲得的偏振片，如橢圓形偏振片，在穩(wěn)定特性、層疊的可使用性等方面很出色，并且具有提高液晶顯示器生產(chǎn)效率的優(yōu)點。
視角補償薄膜是用于擴大視角的薄膜，這樣，即使在從傾斜方向而不是從垂直于屏幕方向觀看時，圖像也可以看得比較清晰。此外，對于這樣的視角補償延遲片，可以使用通過單軸拉伸或正交雙向拉伸加工的具有雙折射特性的薄膜，以及雙向拉伸薄膜如傾斜取向薄膜等。對于傾斜取向薄膜，可以提及例如，采用將熱收縮薄膜粘合到聚合物薄膜，然后結(jié)合成的薄膜被加熱并且在被收縮力影響的情況下拉伸或收縮的方法獲得的薄膜，或者在傾斜方向被取向的薄膜。視角補償薄膜被適當?shù)亟M合，以防止由基于液晶單元等延遲的視角改變所產(chǎn)生的著色，并且擴大具有良好可視性的視角。
此外，從獲得具有良好可視性的寬視角的角度來看，優(yōu)選使用具有由三乙?；w維素薄膜支撐的由液晶聚合物取向?qū)犹貏e是由discotic液晶聚合物的傾斜取向?qū)咏M成的光學各向異性層的補償片。
通常使用的偏振片是把偏振片和亮度增強膜粘附在一起的，是在液晶槽的背面制備出來的。亮度增強膜顯示一種特征即反射具有預(yù)定偏振軸的線性偏振光，或者反射具有預(yù)定方向的圓偏振光，并當自然光通過液晶顯示器的背景光或通過背后反射等進來時，透射其它光。通過把亮度增強膜層壓在偏振片上而制得的偏振片，在沒有預(yù)定的偏振狀態(tài)下并不透射光而反射光，然而通過從光源例如背景燈接受光的方式獲得具有預(yù)定的偏振狀態(tài)的透射光。這種偏振片使得由亮度增強膜反射的光再通過在背部制備的反射層反射回來，強迫光再次進入亮度增強膜，并通過透射部分或全部具有預(yù)定偏振狀態(tài)的光的方式，增加通過亮度增強膜的透射光的數(shù)量。偏振片同時提供了難以在偏振器中吸收的偏振光，并增加了可用于液晶圖像顯示器等的光的數(shù)量，作為結(jié)果，改善了發(fā)光度。即，當光通過后部光等從液晶槽的背后進入偏振器而不使用亮度增強膜的這種情況下，偏振方向不同于偏振器的偏振軸的大部分光被偏振器吸收而不通過偏振器透射。這意味著，盡管受所使用的偏振器的特征的影響，但是大約50％的光被偏振器吸收，可用于液晶圖像顯示器等的光的數(shù)量被極大降低，得到的顯示圖像變暗了。亮度增強膜不輸入被偏振器吸附到偏振器的偏振方向的光，但是光被亮度增強膜反射一次，更進一步使得通過在背面制備的反射層等反轉(zhuǎn)回來的光再次進入亮度增強膜。通過上述反復(fù)操作，只有當在二者之間反射和反轉(zhuǎn)的光的偏振方向變?yōu)榫哂锌梢酝ㄟ^偏振器的偏振方向時，亮度增強膜透射光將其提供給偏振器。作為結(jié)果，可以將來自背后光源的光有效地用于顯示液晶器的圖像以獲得一個亮的屏幕。
也可以在亮度增強膜和上述反射層之間制備散射片等。由亮度增強膜反射的偏振光轉(zhuǎn)到上述反射層等中，并且所安置的散射片均勻地散射透過光，并同時將光的狀態(tài)改變?yōu)橄?。即，散射片使偏振光返回到自然光狀態(tài)。重復(fù)進行這樣的步驟使處于非偏振狀態(tài)即自然光狀態(tài)的光經(jīng)過反射層等進行反射，并再次通過朝向反射層等的散射片進入亮度增強膜。以這種方式將使偏振光返回到自然光狀態(tài)的散射片安置在亮度增強膜和上述反射層等之間，并且由此可以提供均勻并且明亮的屏幕，而保持顯示屏的亮度且同時控制顯示屏亮度的不均勻性。通過制備這樣的散射片，認為，第一次入射光反射的重復(fù)次數(shù)增加到足夠程度，以提供與散射片的散射功能相結(jié)合的均勻并且明亮的顯示屏。
將適當?shù)谋∧び米魃厦嫠龅牧炼仍鰪娔?。即，可以提及介電物質(zhì)的多層薄膜；能透射具有預(yù)定偏振軸的線性偏振光并能反射其它光的層壓膜，如具有不同折射指數(shù)各向異性的薄膜的多層層壓膜(由3M有限公司制造的D-BEF以及其它制品)；膽甾醇型液晶聚合物的排列膜；能夠反射左旋或右旋圓偏振光的并能透射其它光的膜，例如承載排列的膽甾醇液晶層的膜(由Nitto Denko CORPORATION生產(chǎn)的PCF350，由Merck Co.，Ltd.生產(chǎn)的Transmax，等)等。
因此，在透射具有上面所述預(yù)定偏振軸的線性偏振光的這種類型的亮度增強膜中，通過排列透射光的偏振軸并使光不變樣地進入偏振片，可以控制偏振片的吸收損失并可以有效地透射偏振光。另一方面，在作為膽甾醇液晶層的透射圓偏振光的這種類型的亮度增強膜中，光可以不變樣地進入到偏振器中，但是所需要的是在考慮到控制吸收損失下，把圓偏振光通過延遲片變成線性偏振光后，使光進入偏振器。此外，可以使用四分之一波片作為延遲片來將圓偏振光轉(zhuǎn)化成線性偏振光。
在一個寬的波長范圍，例如可見光區(qū)，作為四分之一波片工作的延遲片是用這種方法獲得的對于波長為550nm的淺色光用作為四分之一波片的延遲層，與具有其它延遲特性的延遲層如用作為半波片的延遲層層壓。因此，位于偏振片和亮度增強膜之間的延遲片可以由一個或多個延遲層組成。
此外，也是在膽甾醇液晶層中，可以采用把具有不同反射波長的兩層或多層層壓在一起的結(jié)構(gòu)，來獲得在一個寬波長范圍如可見光區(qū)域內(nèi)能反射圓偏振光的層。因此使用這種類型的膽甾醇液晶層可以獲得在寬波長范圍內(nèi)透射的圓偏振光。
此外，偏振片可以由偏振片層壓層的多層膜和兩個或多個上述分離型偏振片的光學層組成。因此，偏振片可以是反射型橢圓形偏振片或者逆透射型橢圓形偏振片等，其中上述反射型偏振片或逆反射型偏振片與上述延遲片分別地組合起來。
可以用常規(guī)方法組裝液晶顯示器。即，液晶顯示器通常是通過合適的組合幾種部件，例如液晶單元、光學薄膜、以及如果必要的照明系統(tǒng)，并且加入驅(qū)動線路制造出來的。在本發(fā)明中，除了使用本發(fā)明的橢圓形光學薄膜外，對使用任何常規(guī)方法沒有特別限制。也可以使用任何任意類型的液晶單元，例如TN型，STN型，π型。
可以制造合適的液晶顯示器，例如上述橢圓形偏振片安置在液晶顯示槽的一面或兩面，并帶有作為照明系統(tǒng)的背景光或反射片的液晶顯示器。在這種情況下，本發(fā)明的光學薄膜可以安裝在液晶單元的一面或兩面上。當把光學薄膜安裝在兩面上時，它們可以是同種類型也可以是不同種類型。此外，在組裝液晶顯示器時，合適的部件如散射片，防刺眼層，抗反射膜，保護片，棱鏡組，透鏡組片，光散射片以及背景燈可以安裝在一層或兩層或多層的合適位置。
下面，將解釋有機電致發(fā)光設(shè)備(有機EL顯示器)。通常，在有機EL顯示器中，透明電極，有機發(fā)光層和金屬電極按順序被層壓到透明基片上，構(gòu)成一個發(fā)光體(有機電致發(fā)光體)。這里，有機發(fā)光層是各種有機薄膜的層壓材料，并且具有各種組合的很多組合體是已知的，例如，含有三苯胺衍生物等的空穴注射層的層壓材料；含有熒光有機固體如蒽的發(fā)光層；含有如發(fā)光層和苝衍生物等的電子注射層的層壓材料；以及這些空穴注射層，發(fā)光層和電子注射層等的層壓材料。
有機EL顯示器發(fā)射光的原理是這樣的空穴和電子通過在透明電極和金屬電極之間施加電壓而注射到有機發(fā)光層中，這些空穴和電子的重新組合產(chǎn)生的能量激發(fā)出熒光物質(zhì)，隨后當被激發(fā)的熒光物質(zhì)返回基態(tài)時就發(fā)出了光。一種發(fā)生在中間過程稱做重組的機理與在常用二極管中的機理是相同的，并且正如所期望的那樣，伴隨對施加電壓的整流性質(zhì)，在電流和發(fā)光強度之間存在強的非線性關(guān)系。
在有機EL顯示器中，為了從有機發(fā)光層中取得發(fā)光，至少一個電極必須是透明的。通常使用由透明電導(dǎo)體例如銦錫氧化物(ITO)形成的透明電極作為陽極。另一方面，為了使電子注射更容易并增加發(fā)光效率，重要的是用小功函數(shù)(work function)的物質(zhì)作陰極，并且通常使用如Mg-Ag和Al-Li的金屬電極。
在這種結(jié)構(gòu)的有機EL顯示器中，用約10nm厚的非常薄的薄膜形成有機發(fā)光層。因此，正如通過透明電極一樣，光幾乎完全透射通過有機發(fā)光層。從而，當光不發(fā)射時，由于光從一個透明基片的表面作為入射光進入并透射通過透明電極和有機發(fā)光層，然后被金屬電極反射，再在透明基片的前表面一端出現(xiàn)，有機EL顯示器的顯示一端從外面看像是鏡子。
在含有有機電致發(fā)光物的有機EL顯示器中，有機電致發(fā)光物在有機發(fā)光層的表面端裝備有透明電極，其中有機發(fā)光層在電壓作用下會發(fā)光，有機電致發(fā)光物同時也在有機發(fā)光層的背面裝備有金屬電極，當在透明電極的表面一側(cè)制備偏振片時，延遲片可以安裝在這些透明電極和偏振片之間。
由于延遲片和偏振片有這種功能使從外部作為入射光進入的并被金屬電極反射的光偏振，它們通過偏振作用具有使金屬電極的鏡表面從外部看不到的效果。如果用四分之一波片構(gòu)成延遲片，并將偏振片和延遲片間的兩個偏振方向之間的角度調(diào)節(jié)為π/4，金屬電極的鏡面可完全被隱蔽起來。
這意味著在偏振片的作用下，只有作為入射光進入該有機EL顯示器的外部光的線性偏振光組分被透射了。這種線性偏振光一般通過延遲片給出橢圓偏振光，特別是延遲片是四分之一波片時，此外當偏振片和延遲片的兩個偏振方向之間的角度調(diào)節(jié)到π/4時，它給出圓偏振光。
這種圓偏振光透射通過透明基片，透明電極和有機薄膜，并被金屬電極反射，然后再次透射通過有機薄膜，透明電極和透明基片，再用延遲片轉(zhuǎn)化成線性偏振光。并且，由于這種線性偏振光與偏振片的偏振方向成直角，它不能透射過偏振片。結(jié)果，金屬電極的鏡面可以被完全隱蔽起來。
通常使用的偏振片是把偏振片和亮度增強膜粘附在一起的，是在液晶槽的背面制備出來的。亮度增強膜顯示這種一種特性即反射具有預(yù)定偏振軸的線性偏振光，或者反射具有預(yù)定方向的圓偏振光，并當自然光通過液晶顯示器的背景光或通過背后反射等進來時，透射其它光。通過把亮度增強膜層壓在偏振片上而制得的偏振片，在沒有預(yù)定的偏振狀態(tài)下并不透射光而反射光，然而通過從光源例如背景燈接受光的方式獲得具有預(yù)定的偏振狀態(tài)的透射光。這種偏振片使得由亮度增強膜反射的光再通過在背部制備的反射層反射回來，強迫光再次進入亮度增強膜，并通過透射部分或全部具有預(yù)定偏振狀態(tài)的光的方式，增加通過亮度增強膜的透射光的數(shù)量。偏振片同時提供了難以在偏振器中吸收的偏振光，并增加了可用于液晶圖像顯示器等的光的數(shù)量，作為結(jié)果，改善了發(fā)光度。即，當光通過后部光等從液晶槽的背后進入偏振器而不使用亮度增強膜的這種情況下，偏振方向不同于偏振器的偏振軸的大部分光被偏振器吸收而不通過偏振器透射。這意味著，盡管受所使用的偏振器的特征的影響，但是約50％的光被偏振器吸收，可用于液晶圖像顯示器等的光的數(shù)量被極大降低，得到的顯示圖像變暗了。亮度增強膜不輸入被偏振器吸附到偏振器的偏振方向的光，但是光被亮度增強膜反射一次，更進一步使得通過在背面制備的反射層等反轉(zhuǎn)回來的光再次進入亮度增強膜。通過上述反復(fù)操作，只有當在二者之間反射和反轉(zhuǎn)的光的偏振方向變?yōu)榫哂锌梢酝ㄟ^偏振器的偏振方向時，亮度增強膜透射光將其提供給偏振器。作為結(jié)果，可以將來自背后光源的光有效地用于顯示液晶器的圖像以獲得一個亮的屏幕。
也可以在亮度增強膜和上述反射層之間制備散射片等。由亮度增強膜反射的偏振光轉(zhuǎn)到上述反射層等中，并且所安置的散射片均勻地散射透過光，并同時將光的狀態(tài)改變?yōu)橄瘛＜?，散射片使偏振光返回到自然光狀態(tài)。重復(fù)進行這樣的步驟使處于非偏振狀態(tài)即自然光狀態(tài)的光經(jīng)過反射層等進行反射，并再次通過朝向反射層等的散射片進入亮度增強膜。以這種方式將使偏振光返回到自然光狀態(tài)的散射片安置在亮度增強膜和上述反射層等之間，并且由此可以提供均勻并且明亮的屏幕，而保持顯示屏的亮度且同時控制顯示屏亮度的不均勻性。通過制備這樣的散射片，認為，第一次入射光反射的重復(fù)次數(shù)增加到足夠程度，以提供與散射片的散射功能相結(jié)合的均勻并且明亮的顯示屏。
將適當?shù)谋∧び米魃厦嫠龅牧炼仍鰪娔?。即，可以提及介電物質(zhì)的多層薄膜；能透射具有預(yù)定偏振軸的線性偏振光并能反射其它光的層壓膜，如具有不同折射指數(shù)各向異性的薄膜的多層層壓膜(由3M Co.，Ltd.制造的D-BEF以及其它制品)；膽甾醇型液晶聚合物的排列膜；能夠反射左旋或右旋圓偏振光的并能透射其它光的膜，例如承載排列的膽甾醇液晶層的膜(由NITTO DENKO CORPORATION生產(chǎn)的PCF350，由Merck Co.，Ltd.生產(chǎn)的Transmax，等)等。
因此，在透射具有上面所述預(yù)定偏振軸的線性偏振光的這種類型的亮度增強膜中，通過排列透射光的偏振軸并使光不變樣地進入偏振片，可以控制偏振片的吸收損失并可以有效地透射偏振光。另一方面，在作為膽甾醇液晶層的透射圓偏振光的這種類型的亮度增強膜中，光可以不變樣地進入到偏振器中，但是所需要的是在考慮到控制吸收損失下，把圓偏振光通過延遲片變成線性偏振光后，使光進入偏振器。此外，可以使用四分之一波片作為延遲片來將圓偏振光轉(zhuǎn)化成線性偏振光。
在一個寬的波長范圍，例如可見光區(qū)，作為四分之一波片工作的延遲片是用這種方法獲得的對于波長為550nm的淺色光用作為四分之一波片的延遲層，與具有其它延遲特性的延遲層如用作為半波片的延遲層層壓。因此，位于偏振片和亮度增強膜之間的延遲片可以由一個或多個延遲層組成。
此外，還是在膽甾醇液晶層中，可以采用把具有不同反射波長的兩層或多層層壓在一起的結(jié)構(gòu)，來獲得在一個寬波長范圍如可見光區(qū)域內(nèi)能反射圓偏振光的層。因此使用這種類型的膽甾醇液晶層可以獲得在寬波長范圍內(nèi)透射的圓偏振光。
此外，偏振片可以由偏振片層壓層的多層膜和兩個或多個上述分離型偏振片的光學層組成。因此，偏振片可以是反射型橢圓形偏振片或者逆反射型橢圓形偏振片等，其中上述反射型偏振片或逆反射型偏振片與上述延遲片分別地組合起來。
盡管可以通過其中在液晶顯示器等的制造過程中先后分別進行層疊的方法，將具有上面所述光學層的光學薄膜層疊到偏振片上，但是，預(yù)先層疊方式的光學薄膜具有出色的質(zhì)量穩(wěn)定性和裝配可使用性等的突出優(yōu)點，因而可以提高液晶顯示器等的制造生產(chǎn)能力?？梢詫⑦m當?shù)恼澈鲜侄危缯澈蟿佑糜趯盈B。在粘合上面所述偏振片和其它光學薄膜時，光軸可以根據(jù)目標延遲特性等設(shè)置為適當?shù)呐渲媒嵌取?br> 在上面所述偏振片和其中層疊了至少一層偏振片的光學薄膜中，還可以設(shè)置用于粘合其它元件如液晶單元等的粘合劑層。對于形成粘合劑層的壓敏粘合劑沒有特別的限制，并且，可以選擇例如，丙烯酸型聚合物、硅氧烷型聚合物、聚酯、聚氨酯、聚酰胺、聚醚、氟型及橡膠型聚合物作為基礎(chǔ)聚合物。特別地，優(yōu)選使用壓敏粘合劑如丙烯酸型壓敏粘合劑，該粘合劑光學透明度出色，顯示出具有適度的潤濕性、粘聚性和粘結(jié)性的粘合特性，并且具有突出的耐候性、耐熱性等。
另外，需要具有低吸濕性和出色耐熱性的粘合劑層。這是因為需要那些特性以防止由水分吸收引起的發(fā)泡和脫落現(xiàn)象、以防止由熱膨脹差異等引起的液晶單元的光學特性和曲率的降低，并且以制造具有高質(zhì)量耐久性的液晶顯示器。
粘合劑層可以包含添加劑，例如，如天然或合成樹脂、粘合樹脂、玻璃纖維、玻璃珠、金屬粉末、包含其它無機粉末的填料等、顏料、著色劑和抗氧化劑。另外，它可以是包含微粒并且顯示出光學漫射特性的粘合劑層。
可以采用適當?shù)姆椒?，將粘合劑層粘附到光學薄膜的一面或兩面。約10～40重量％的在其中溶解或分散有基礎(chǔ)聚合物或其組合物的壓敏粘合劑溶液，例如甲苯或乙酸乙酯或這兩種溶劑的混合溶劑可以作為一個實例制備?？梢圆捎糜眠m當?shù)恼归_方法將溶液直接涂敷于偏振片頂部或光學薄膜頂部的方法，如流動法及涂敷法，或者采用粘合劑層一旦在如上所述的隔離物上形成，然后轉(zhuǎn)移到偏振片或光學薄膜的方法。
粘合劑層還可以設(shè)置在偏振片或光學薄膜的一面或兩面，作為其中不同成分或不同種類的壓敏粘合劑層疊在一起的層。另外，當粘合劑層設(shè)置在兩面時，還可以將具有不同成分、不同種類或厚度等的粘合劑層用于偏振片或光學薄膜的前面和背面。粘合劑層的厚度可以適當?shù)赜捎猛净蛘澈蠌姸鹊葲Q定，通常為1～500μm，優(yōu)選為5～200μm，更優(yōu)選為10～100μm。
將臨時隔離物粘附在粘合劑層的暴露面，以防止污染等，直至實際使用。因此，可以防止在通常的處理中外部物質(zhì)接觸粘合劑層。對于隔離物，不考慮上面所述厚度條件，可以使用例如，如果需要可使用涂覆有隔離劑如硅氧烷型、長鏈烷基型、氟型隔離劑和硫化鉬的常規(guī)片材。對于適宜的片材，可以使用塑料薄膜、橡膠薄片、紙、布、無紡織物、網(wǎng)狀物、泡沫薄片和金屬薄片或其層壓薄片。
除此之外，在本發(fā)明中，可以采用添加UV吸收劑如水楊酸酯型化合物、苯酚型化合物、苯并三唑型化合物、氰丙烯酸鹽型化合物和鎳復(fù)合物鹽型化合物的方法將紫外吸收特性賦予上面所述每一層，如用作偏振片的偏振器、透明保護薄膜和光學薄膜等和粘合劑層。
優(yōu)選將本發(fā)明的光學薄膜用于制造各種裝置，如液晶顯示器等?？梢园凑粘Ｒ?guī)的方法進行液晶顯示器的裝配。即，液晶顯示器通常通過適當?shù)匮b配多個部件如液晶單元、光學薄膜及如果需要，照明系統(tǒng)和通過包含驅(qū)動電路來制造。本發(fā)明中，除了使用本發(fā)明的光學薄膜之外，可以不加限制地使用任何常規(guī)方法。同樣可以使用任意類型的液晶單元，如TN型、STN型、π型。
可以制造合適的液晶顯示器，例如上述橢圓形偏振片安置在液晶顯示槽的一面或兩面，并帶有作為照明系統(tǒng)的背景光或反射片的液晶顯示器。在這種情況下，本發(fā)明的光學薄膜可以安裝在液晶單元的一面或兩面上。當把光學薄膜安裝在兩面上時，它們可以是同種類型也可以是不同種類型。此外，在組裝液晶顯示器時，合適的部件如散射片，防刺眼層，抗反射膜，保護片，棱鏡組，透鏡組片，光散射片以及背景燈可以安裝在一層或兩層或多層的合適位置。
下面，將解釋有機電致發(fā)光設(shè)備(有機EL顯示器)。通常，在有機EL顯示器中，透明電極，有機發(fā)光層和金屬電極按順序被層壓到透明基片上，構(gòu)成一個發(fā)光體(有機電致發(fā)光體)。這里，有機發(fā)光層是各種有機薄膜的層壓材料，并且具有各種組合的很多組合體是已知的，例如，含有三苯胺衍生物等的空穴注射層的層壓材料；含有熒光有機固體如蒽的發(fā)光層；含有如發(fā)光層和苝衍生物等的電子注射層的層壓材料；以及這些空穴注射層，發(fā)光層和電子注射層等的層壓材料。
有機EL顯示器發(fā)射光的原理是這樣的空穴和電子通過在透明電極和金屬電極之間施加電壓而注射到有機發(fā)光層中，這些空穴和電子的重新組合產(chǎn)生的能量激發(fā)出熒光物質(zhì)，隨后當被激發(fā)的熒光物質(zhì)返回基態(tài)時就發(fā)出了光。一種發(fā)生在中間過程稱做重組的機理與在常用二極管中的機理是相同的，并且正如所期望的那樣，伴隨對施加電壓的整流性質(zhì)，在電流和發(fā)光強度之間存在強的非線性關(guān)系。
在有機EL顯示器中，為了從有機發(fā)光層中取得發(fā)光，至少一個電極必須是透明的。通常使用由透明電導(dǎo)體例如銦錫氧化物(ITO)形成的透明電極作為陽極。另一方面，為了使電子注射更容易并增加發(fā)光效率，重要的是用小功函數(shù)(work function)的物質(zhì)作陰極，并且通常使用如Mg-Ag和Al-Li的金屬電極。
在這種結(jié)構(gòu)的有機EL顯示器中，用約10nm厚的非常薄的薄膜形成有機發(fā)光層。因此，正如通過透明電極一樣，光幾乎完全透射通過有機發(fā)光層。從而，當光不發(fā)射時，由于光從一個透明基片的表面作為入射光進入并透射通過透明電極和有機發(fā)光層，然后被金屬電極反射，再在透明基片的前表面一端出現(xiàn)，有機EL顯示器的顯示一端從外面看像是鏡子。
在含有有機電致發(fā)光物的有機EL顯示器中，有機電致發(fā)光物在有機發(fā)光層的表面端裝備有透明電極，其中有機發(fā)光層在電壓作用下會發(fā)光，有機電致發(fā)光物同時也在有機發(fā)光層的背面裝備有金屬電極，當在透明電極的表面一側(cè)制備偏振片時，延遲片可以安裝在這些透明電極和偏振片之間。
由于延遲片和偏振片有這種功能使從外部作為入射光進入的并被金屬電極反射的光偏振，它們通過偏振作用具有使金屬電極的鏡表面從外部看不到的效果。如果用四分之一波片構(gòu)成延遲片，并將偏振片和延遲片間的兩個偏振方向之間的角度調(diào)節(jié)為π/4，金屬電極的鏡面可完全被隱蔽起來。
這意味著在偏振片的作用下，只有作為入射光進入該有機EL顯示器的外部光的線性偏振光組分被透射了。這種線性偏振光一般通過延遲片給出橢圓偏振光，特別是延遲片是四分之一波片時，此外當偏振片和延遲片的兩個偏振方向之間的角度調(diào)節(jié)到π/4時，它給出圓偏振光。
這種圓偏振光透射通過透明基片，透明電極和有機薄膜，并被金屬電極反射，然后再次透射通過有機薄膜，透明電極和透明基片，再用延遲片轉(zhuǎn)化成線性偏振光。并且，由于這種線性偏振光與偏振片的偏振方向成直角，它不能透射過偏振片。結(jié)果，金屬電極的鏡面可以被完全隱蔽起來。
具體實施例方式
實施例以下，參考本發(fā)明的實施例將更詳細地描述本發(fā)明。此外，在下面的描述中，術(shù)語“份”代表“重量份”。
實施例1固含量為13重量％的聚乙烯醇水溶液，其中聚乙烯醇(由KURARAY公司制備，皂化度為98.5％，聚合度為2400)并且包括1重量％的Irgacure 369(由Ciba Specialty Chemicals制備)的液晶單體(各向同性相轉(zhuǎn)化溫度為46℃，由Dainippon Ink and Chemicals，Inc.制備的UCL-001)，與作為光聚引發(fā)劑的UCL-001混合，以便(聚乙烯醇)∶(液晶單體)＝100∶3(重量比)。將得到的溶液在均勻混合器中以6000rpm的速度攪拌10分鐘，并得到溶液。在60℃的恒溫箱中加熱所得到的溶液，將包括碘和碘化鉀的水性溶液60℃滴加到該溶液中，同時保持該溫度，并且攪拌，得到混合溶液。同時，調(diào)節(jié)比率，以便可以得到(聚乙烯醇)∶(碘)∶(碘化鉀)＝100∶1.54∶10.8(重量比)。在混合溶液中沒有發(fā)現(xiàn)凝膠化。鑄澆該混合溶液，用涂抹器涂布后慢慢冷卻。將得到的涂布薄膜在室溫下放置6小時，然后在60℃下干燥30分鐘。由此，得到其中在聚乙烯醇中混合液晶單體的微域和碘的薄膜。接著，將得到的混合薄膜在30℃下在3重量％的硼酸水溶液浴保持30秒，接著，在此水浴中將薄膜拉伸5倍。此外，在將得到的混合薄膜在30℃的5重量％的碘化鉀水溶液浴中浸漬10秒后，于50℃干燥4分鐘。然后，使用金屬鹵化物燈以100mJ/cm2的紫外線輻射照射該薄膜，并且固定液晶單體的取向，得到偏振器。
使用偏振顯微鏡觀察得到的偏振器，因此識別在聚乙烯醇基質(zhì)中形成的無數(shù)液晶單體的分散微域。觀察在拉伸方向取向的液晶單體，并且微域在拉伸方向(Δn2方向)的平均尺寸為1至3μm。
分別測量基質(zhì)和微域的折射率。首先，用阿貝(Abb)折射計(測量光589nm)測量用相同拉伸條件拉伸的聚乙烯醇薄膜的單獨折射率，得到拉伸方向(Δn1方向)的折射率＝1.54，及Δn2方向的折射率＝1.52。另外，測量液晶單體(UCL-001)的折射率(ne非常光折射率和no尋常光折射率)。用阿貝折射計(測量光589nm)測量取向并且涂敷在進行垂直取向處理的高折射率玻璃上的液晶單體得到no。另一方面，將液晶單體引入進行水平取向處理的液晶單元，用自動雙折射率測量裝置(由Oji ScientificInstrument制造的自動雙折射率計KOBRA 21 ADH)測量延遲(Δn×d)，用光干涉法單獨測量單元間隙(d)，然后由(延遲)/(單元間隙)來計算Δn。將Δn與no的和定義為ne。得到ne的值(等于在Δn1方向的折射率)＝1.662，及no的值(等于在Δn2方向的折射率)＝1.51。因此，得到Δn1＝0.12，Δn2＝0.01的計算結(jié)果。另外，折射率差由絕對值表示。從上面所述的結(jié)果，證實出現(xiàn)理想的散射各向異性。
另外，盡管光聚引發(fā)劑的添加和通過紫外線輻射固化稍微改變了液晶單體的折射率，但其改變是小的。當它被固化時，上面所述的各向異性散射沒有任何困難的滿意地進行。
比較例1除了在實施例1中制備的混合溶液中不混合液晶單體外，重復(fù)實施例1中相同的操作，并制備偏振器。
實施例2分別將聚乙烯醇(由KURARAY公司生產(chǎn)，皂化度為98.5％，聚合度為2400)、碘化鉀、丙三醇以100份、30份、15份的比例混合，并制備包括10重量％的聚乙烯醇的水溶液。在得到的水溶液中混合內(nèi)消旋配合基(向列的液晶溫度為40至70℃)的兩個端基各有一個丙烯?；囊壕误w，以便相對于聚乙烯醇100重量份，液晶單體可以為3重量份。加熱得到的混合物不低于液晶溫度范圍，將得到的溶液在均勻混合器中以6000rpm的速度攪拌10分鐘，并得到混合溶液。通過在室溫(23℃)下放置而脫除在所述混合溶液中存在的氣泡后，使用澆鑄方法涂敷混合溶液。接著，于120℃干燥，并且得到厚度為70μm的不透明的微白混合薄膜。
將得到的混合薄膜浸漬于10％的過氧化氫溶液浸漬中30秒，接著，浸漬于在30℃的3重量％硼酸水溶液中30秒，并且使薄膜交聯(lián)。在薄膜于4重量％的硼酸水溶液浴中浸漬的同時，將它拉伸5倍。接著，將其浸漬于30℃的5重量％碘化鉀水溶液浴中，并且進行色彩調(diào)整。在上面所述濕型拉伸過程后，在50℃下干燥4分鐘，得到偏振片。
使用偏振顯微鏡觀察得到的偏振器，因此識別在聚乙烯醇基質(zhì)中形成的無數(shù)液晶單體的分散微域。觀察在拉伸方向取向的液晶單體，并且微域在拉伸方向(Δn2方向)的平均尺寸為1至3μm。
分別測量基質(zhì)和微域的折射率。首先，用阿貝(Abb)折射計(測量光589nm)測量用相同拉伸條件拉伸的聚乙烯醇薄膜的單獨折射率，得到拉伸方向(Δn1方向)的折射率＝1.54，及Δn2方向的折射率＝1.52。另外，使用與實施1相同的方法測量液晶單體的折射率(ne非常光折射率和no尋常光折射率)，并且得到ne(Δn1方向的折射率相等)＝1.66，no(Δn2方向的折射率相等)＝1.53。因此，得到Δn1＝0.12，Δn2＝0.01的計算結(jié)果。從上面所述的結(jié)果，證實出現(xiàn)理想的散射各向異性。
比較例2除了在實施例2中不混合液晶單體外，重復(fù)實施1中相同的操作，并制備偏振器。
(評估)使用有積分球的分光光度計(由Hitachi Ltd.制造的U-4100)測量實施例1至2和比較例1至2中得到的偏振器(樣品)的光學特性。在其中將通過Glan Thompson棱鏡得到的完全偏振光設(shè)置為100％的條件下，測量每一種線性偏振光的透光率。基于CIE 1931標準色度體系計算透光率，并用Y值表示，由此進行相對光譜響應(yīng)率校正。符號k1表示在最大透光率方向的線性偏振光的透光率，并且符號k2表示垂直于該方向的線性偏振光的透光率。
用等式P＝{(k1-K2)/(k1+k2)}×100計算偏振度P。用等式T＝(k1+k2)/2計算單種物質(zhì)的偏振度T。
表1

表1的結(jié)果表明與比較例1的偏振器相比，實施例1中的偏振器具有更改善的光偏振性能。在相同的條件下拉伸兩者，并理解為聚乙烯醇的取向度幾乎相等。因此，理解為光偏振性能的改善源于上面描述的作用。此外，表1的結(jié)果類似地表明，與比較例2的偏振器相比，實施例2中的偏振器具有更改善的光偏振性能。
權(quán)利要求
1.一種偏振器的制備方法，所述偏振器包含具有這樣結(jié)構(gòu)的薄膜，該結(jié)構(gòu)具有分散在基質(zhì)中的微域，所述基質(zhì)由包含碘光吸收材料的半透明水溶性樹脂形成，該方法包括以下步驟由包括半透明水溶性樹脂、碘和形成微域的材料的溶液形成薄膜；和拉伸所述的薄膜。
2.一種偏振器的制備方法，所述偏振器包含具有這樣結(jié)構(gòu)的薄膜，該結(jié)構(gòu)具有分散在基質(zhì)中的微域，所述基質(zhì)由包含碘光吸收材料的半透明水溶性樹脂形成，該方法包括以下步驟由包括半透明水溶性樹脂、堿金屬碘化物和形成微域的材料的溶液形成薄膜；將碘化物氧化生成碘；和拉伸所述的薄膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的偏振器的制備方法，其中微域由定向的雙折射材料形成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的偏振器的制備方法，其中所述的雙折射材料至少在取向處理步驟中顯示液晶性。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4的偏振器的制備方法，其中微域的雙折射率為0.02或更大。
6.根據(jù)權(quán)利要求3～5中任何一項的偏振器的制備方法，其中在每個光軸方向，形成微域的雙折射材料與半透明水溶性樹脂之間存在折射率差，顯示為最大的軸向折射率差(Δn1)為0.03或更大，和Δn1方向與垂直于Δn1方向的兩個方向的軸向之間的折射率差(Δn2)為Δn1的50％或更小。
7.根據(jù)權(quán)利要求1～6中任何一項的偏振器的制備方法，其中碘光吸收材料的吸收軸定向在Δn1方向。
8.根據(jù)權(quán)利要求1～7中任何一項的偏振器的制備方法，其中微域在Δn2方向長度為0.05～50μm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1～8中任何一項的偏振器的制備方法，其中碘光吸收材料具有至少在波段400～700nm波長范圍的吸收波段。
10.一種根據(jù)權(quán)利要求1～9中任何一項的偏振器的制備方法得到的偏振器。
11.一種偏振片，其具有在根據(jù)權(quán)利要求10的偏振器的至少一面上形成的透明保護層。
12.一種光學薄膜，其具有根據(jù)權(quán)利要求10的偏振器或根據(jù)權(quán)利要求11的偏振片中的至少一種。
13.一種圖像顯示器，其包含根據(jù)權(quán)利要求10的偏振器、根據(jù)權(quán)利要求11的偏振片或根據(jù)權(quán)利要求12的光學薄膜。
全文摘要
一種制備偏振器的方法，所述偏振器包含具有這樣結(jié)構(gòu)的薄膜，該結(jié)構(gòu)具有分散在基質(zhì)中的微域，所述基質(zhì)由包含碘光吸收材料的半透明水溶性樹脂形成，該方法包括以下步驟由包括半透明水溶性樹脂、碘和形成微域的材料的溶液形成薄膜；和拉伸所述的薄膜。得到的碘基偏振器具有高偏振度。
文檔編號B29K307/00GK1573374SQ200410061630
公開日2005年2月2日 申請日期2004年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月24日
發(fā)明者上條卓史, 宮武稔 申請人:日東電工株式會社