CN100394222C - 制造扭转倾斜取向薄膜的方法、扭转倾斜取向薄膜和使用它们的图像显示装置 - Google Patents

制造扭转倾斜取向薄膜的方法、扭转倾斜取向薄膜和使用它们的图像显示装置 Download PDF

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Abstract

具有扭转倾斜取向的液晶层和具有扭转倾斜取向的薄膜能够通过一种方法生产，在该方法中在基材上形成含有玻璃状聚合物或硅烷偶联剂的取向层，对该取向层的表面进行摩擦，然后在取向层上施涂含有手性试剂和可光聚合的液晶组合物的涂敷液体。

Description

制造扭转倾斜取向薄膜的方法、扭转倾斜取向薄膜和使用它们的图像显示装置
技术领域
本发明涉及生产具有扭转-倾斜取向液晶层的扭转-倾斜取向薄膜，扭转-倾斜取向薄膜或扭转-倾斜取向液晶层的方法。由根据本发明的生产方法生产的扭转-倾斜取向薄膜或通过将基材和取向层与扭转-倾斜取向薄膜分离所获得的扭转-倾斜取向液晶层能够单独使用或与另一种薄膜相结合使用。例如，该薄膜或层能够以光学补偿薄膜如相位差薄膜或视角补偿薄膜的形式或以光学薄膜如由起偏振片粘附于光学补偿薄膜上所获得的椭圆形偏振片的形式使用。这些薄膜能够用于图像显示设备如液晶显示器(LCD)，电致发光显示设备(ELD)，等离子显示器(PD)和场致发射显示器(FED)。特别地，根据本发明的扭转-倾斜取向薄膜在光学补偿该LCD上是有效的。
背景技术
LCD能够通过使用各种控制从背光单元发射的光的方法来显示图像。例如，光学补偿薄膜用于改进彩色显示可再现性和视角特性。提供光学补偿薄膜，这样通过拉伸聚合物薄膜或用有机材料涂敷该薄膜以使得根据各种要求让光学补偿变得可能，来控制薄膜的相位差。
例如，被提供了具有TN模式或STN模式的液晶运行模式的液晶板的LCD可以使用各种视角加宽技术以补偿为该模式所特有的窄视角。例如，现在已知有一种采用取向分开设备、半色调设备等将像素平均化并同时将像素分离成具有不同液晶分子取向方向的多个区域的方法，使用聚光镜或发散透镜的方法，使用视角补偿薄膜的方法，以及根本上改进液晶运行模式如IPS、MVA或OCB的方法。在这些方法之中，改进液晶运行模式的方法和使用视角补偿薄膜的方法是更简单的并已经积极地投入实践中。
尤其，使用视角补偿薄膜的方法比改变和改进液晶运行模式的方法更简单，因为与起偏振片相结合的光学补偿薄膜能够粘附于液晶板但没有液晶板的任何变化。也就是说，这一方法是视角的加宽能够以低成本实现的一种技术。具有倾斜discotic液晶的薄膜或具有倾斜棒条状向列型液晶的薄膜已知为视角补偿薄膜。在两种情况下，液晶聚合物是倾斜取向的(例如参见专利文献1)。还已知使用侧链型液晶聚合物的倾斜取向薄膜(例如参见专利文献2)以及使用光学取向薄膜作为具有同向(垂直)取向的向列型可聚合的液晶复合物以形成倾斜取向液晶层的方法(例如参见专利文献3)。
然而，在使用该倾斜取向液晶的光学补偿薄膜中，由倾斜取向液晶的折射指数各向异性所引起的光轴会沿着液晶的取向方向和倾斜度而形成。这会有一个问题：当对图像显示设备相对于与显示屏垂直的线的方向倾斜地观察时，图像显示设备(光学补偿薄膜应用于它)的图像根据上、下和左右方向而变化。
另外，在以前使用的和由拉伸薄膜组成的光学补偿薄膜中，光轴是由，相对于长幅薄膜的流动方向，0°方向的垂直拉伸或90°方向的水平拉伸来确定的。同样在由液晶的取向获得的光学补偿薄膜中，光轴是由它的摩擦或施加方向确定的。因此之故，当光学补偿薄膜例如应用于液晶显示器时，光轴的角度必须根据起偏振片或液晶板来设计。然而，对于光学补偿薄膜是连续长幅薄膜的情况，该光学补偿薄膜不可能以所需角度附着于起偏振片或液晶板。因此，该光学补偿薄膜必须在它根据所需角度被冲切成矩形之后粘附于起偏振片或液晶板。因此之故，还应该关注在冲切时或在装运过程中被外来物质污染、发生断裂等的问题以及由于错误粘附引起的生产效率的下降。
专利文献1：JPB-5838A
专利文献2：JP2000-327720A
专利文献3：JP2002-214610A
发明内容
因此，本发明的目的是消除在图像显示设备的上、下、左和右倾斜观察方向之间的显示差异，即提供不仅倾斜地取向的而且螺旋形地扭转的液晶薄膜，即所谓的扭转-倾斜取向薄膜。因此，本发明的目的是提供生产扭转-倾斜取向薄膜，扭转-倾斜取向薄膜和扭转-倾斜取向液晶层的方法，和提供与它们相结合的光学薄膜和图像显示设备。另外，因为该扭转-倾斜取向薄膜能够有效地获得，光轴的轴角能够容易地调节，结果在扭转-倾斜取向薄膜是长幅薄膜的情况下能够进行连续一体化生产。
本发明人为了解决上述问题进行了反复的考察研究。结果，本发明人已经发现上述目的能够由下列方法来实现。因此得以完成本发明。
也就是说，本发明是生产扭转-倾斜取向薄膜的方法，包括：在基材上形成取向层，其含有选自玻璃状高分子和硅烷偶联剂中的至少一种材料；在该取向层上进行摩擦处理；和将含有手性试剂和可光聚合的液晶组合物的液晶涂料溶液施涂于基材上以形成具有螺旋状扭转、向列型取向的扭转-倾斜取向液晶层并具有相对于基材表面的法向发生倾斜的螺旋轴线的一种扭转-倾斜取向液晶层。
本发明还涉及生产扭转-倾斜取向薄膜的方法，它进一步包括：通过至少一种胶粘剂层将扭转-倾斜取向薄膜的扭转-倾斜取向液晶层粘附于光学薄膜上；和除去取向层和基材。
本发明涉及由上述生产方法所获得的扭转-倾斜取向薄膜并且优选的是取向角不小于1°但小于180°；和倾斜度是30或更多，前提条件是倾斜度是按下式计算的
(|Δnd(-30)-Δnd(+30)|/Δnd(0))×100
其中Δnd(0)是在正面方向上的相位差，Δnd(+30)和Δnd(-30)分别是在以±33°向慢轴倾斜的方向上的相位差和在以-30°向慢轴倾斜的方向上的相位差。
本发明可以经过构型设计，这样可以使用通过从扭转-倾斜取向薄膜上除去取向层和基材所获得的扭转-倾斜取向液晶层，和本发明涉及通过将至少一个光学层层压在扭转-倾斜取向液晶层或扭转-倾斜取向薄膜上所获得的光学薄膜。本发明进一步涉及采用了该扭转-倾斜取向薄膜，扭转-倾斜取向液晶层和光学薄膜的图像显示设备。本发明进一步涉及由包括室内生产方法的步骤所生产的图像显示设备。
如上所述，根据本发明，在预定的取向层已在基材上形成和进行摩擦之后，将含有手性试剂和可光聚合的液晶组合物的液晶涂料溶液施涂在摩擦过的取向层上，因此稳定地获得了具有在倾斜度上比普通液晶层更高的一种扭转-倾斜取向液晶层的扭转-倾斜取向薄膜。具有含有手性试剂和可光聚合的液晶组合物的扭转-倾斜取向液晶层的扭转-倾斜取向薄膜同样能够作为在倾斜度上比普通的薄膜更高的薄膜形式而获得。例如，扭转-倾斜取向薄膜能够加宽视角并能够补偿当在与显示面垂直的线的方向上从上，下，左和右侧倾斜地观察时在由光轴是否存在所引起的图像显示上的可视差异。因此之故，根据本发明的扭转-倾斜取向薄膜特别优选用于补偿图像显示设备的视角。
附图说明
图1是根据本发明的倾斜取向薄膜的一个实例的剖视图；
图2是根据本发明的光学薄膜的一个实例的剖视图；和
图3是根据本发明的图像显示设备的一个实例的剖视图。
具体实施方式
本发明已经发现，当通过在基材上形成取向层，在取向层上进行摩擦处理和然后施涂含有手性试剂和可光聚合的液晶组合物的液晶涂料溶液时，能够获得具有30或30以上的高倾斜度和具有不小于1°但小于180°的取向角的扭转-倾斜取向液晶层。
根据本发明的具有扭转-倾斜取向液晶层的扭转-倾斜取向薄膜是以一种方式进行构型设计，该方式使得在具有预定取向层的基材上形成扭转-倾斜取向液晶层。为了有效地利用扭转-倾斜取向液晶层的光学特性，扭转-倾斜取向薄膜可以直接使用或扭转-倾斜取向液晶层可以在从扭转-倾斜取向薄膜上除去基材和取向层之后单独地使用。或者，该扭转-倾斜取向液晶层可以在利用胶粘剂层等被层压在另一种光学薄膜上之后使用。尤其，从耐久性和使用性能考虑，优选的是扭转-倾斜取向薄膜直接使用或转移到另一光学薄膜上。根据本发明的扭转-倾斜取向液晶层的扭转-倾斜取向是指向列型液晶分子的倾斜角要求是不小于1°到85°(相对于与基材表面垂直的线的方向)，和倾斜度是不低于30。图1显示了根据本发明的扭转-倾斜取向薄膜的一个实例。在扭转-倾斜取向薄膜1中，取向层7和扭转-倾斜取向液晶层3层压在基材2上。
由任何类型的材料如聚合物，玻璃，金属等构成的基材能够用作形成扭转-倾斜取向液晶层用的基材。从使用性能考虑，聚合物薄膜是优选的。使用聚合物薄膜，在该薄膜上提供含有玻璃状高分子或硅烷偶联剂的取向层。基材加上取向层的厚度一般是约10-约1000μm。
如果薄膜表面状态或耐久性不受到用于干燥和取向可光聚合的液晶组合物的加热温度的影响，同时对取向层没有影响，则聚合物薄膜没有特别地限制。例如，由透明聚合物组成的薄膜能够用作聚合物薄膜。透明聚合物的例子包括：聚酯聚合物如聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚萘二甲酸乙二醇酯等；纤维素聚合物如双乙酰基纤维素，三乙酰基纤维素等；聚碳酸酯聚合物；和丙烯酸类聚合物如聚甲基丙烯酸甲酯，等等。透明聚合物的例子进一步包括：苯乙烯聚合物如聚苯乙烯，丙烯腈-苯乙烯共聚物等；烯烃聚合物如聚乙烯，聚丙烯，具有环状或降冰片烯结构的聚烯烃，乙烯-丙烯共聚物，等等；氯乙烯聚合物；和酰胺聚合物如芳族聚酰胺，等等。透明聚合物的例子进一步包括：酰亚胺聚合物；砜聚合物；聚醚-砜聚合物；聚醚-醚-酮聚合物；聚苯硫聚合物；乙烯醇聚合物；偏二氯乙烯聚合物，乙烯基丁缩醛聚合物；烯丙基化物聚合物；聚氧化亚甲基聚合物；环氧聚合物；和这些聚合物的共混物。尤其，三乙酰基纤维素，聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚碳酸酯，降冰片烯聚烯烃等的聚合物薄膜是优选使用的，它具有高的氢键合特性和它能够用作光透射薄膜。尤其，三乙酰基纤维素薄膜是特别优选的，因为三乙酰基纤维素薄膜具有低的光学各向异性并能够以一种状态用作扭转-倾斜取向薄膜，在该状态中取向层在该薄膜上形成但无需转移到另一光学薄膜上。
特别当具有降冰片烯结构的聚合物薄膜用作基材时，基材具有光学上优异的特性，因为不需要在基材上形成任何取向层，因此光学各向异性变得极低。当此类基材用于生产该扭转-倾斜取向薄膜时，该扭转-倾斜取向薄膜能够在扭转-倾斜取向液晶层没有转移到另一个光学薄膜层上的情况下被使用。此类聚合物薄膜的例子包括ZEONOR(商品名，由Zeon Corporation生产)，ZEONEX(商品名，由Zeon Corporation生产)，和ARTON(商品名，由JSR Corporation生产)。
含有玻璃状高分子或硅烷偶联剂的物质的薄膜层需要作为在基材上提供的取向层来提供。如果取向层具有相同的效果，则取向层不必作为薄膜层来提供。含有玻璃状高分子或硅烷偶联剂的物质可以包含在基材的表面中或在表面之内或在可光聚合的液晶组合物中。作为在基材上形成取向层的方法，例如通过辊涂方法，凹槽辊涂布方法，旋涂方法，棒涂敷法或类似方法来施涂用于形成取向层的溶液。溶液在室温下或在烘炉中干燥或在加热板上加热，因此除去溶剂并加速反应。因为取向层需要是均匀的和柔性的，取向层的厚度优选是在约0.04-2μm范围内，更优选在约0.05-0.2μm范围内。
金属链烷醇盐，尤其金属硅链烷醇盐优选用作玻璃状高分子。金属链烷醇盐作为醇溶液来使用。在溶液施涂在基材上之后，除去溶剂和加热该溶液以促进溶胶-凝胶反应，从而在基材上形成透明玻璃状高分子。金属硅链烷醇盐凝胶层是从金属硅链烷醇盐溶胶形成的。具体地说，能够使用从硅酸乙酯的异丙醇-2％丁醇溶液(COLCOAT P：由Colcoat Co.，Ltd生产)形成的玻璃状高分子取向层。
作为硅烷偶联剂，由具有硅、直链烷基等的有机物质组成的并可在市场上获得的合适试剂能够没有任何限制地使用。在本发明中，优选使用具有丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基的有机物质。例如，尤其优选使用由丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷组成的硅烷偶联剂。
作为摩擦处理，能够采用用摩擦辊单方向摩擦表面的方法，该摩擦辊用由细纤维如人造纤维或棉纱组成的布料或皮革缠绕。
具有至少一个不饱和双键如丙烯酰基或甲基丙烯酰基作为可光聚合的官能团的且是向列型液晶的液晶混合物可用作该可光聚合的液晶组合物。可光聚合的液晶组合物的例子是从由以下通式1表示的单体单元形成的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯：
(结构式1)
Figure C20048000609000091
(其中R1表示氢原子或甲基，a表示1到6的正整数，X1表示-CO2-基团或-OCO-基团，R2表示氰基，具有1-6个碳原子的烷氧基，氟基团或具有1-6个碳原子的烷基，以及b和c中的每一个表示1或2的整数)。
具有两个或多个可光聚合的官能团的组合物尤其优选作为在耐久性上改进的可光聚合的液晶组合物。可光聚合的液晶组合物的例子能够是由以下通式2表示的可交联的向列型液晶单体：
(结构式2)
H2C＝CR-CO2-(CH2)m-O-A-X-B-X-D-O-(CH2)n-O2C-CR＝CH2
(其中R表示氢原子或甲基，A和D中的每一个独立地表示1，4-亚苯基或1，4-亚环己基，X独立地表示-COO-基团，-OCO基团或-O-基团，B表示1，4-亚苯基，1，4-亚环己基，4，4’-亚联苯基或4，4’-亚双环己基基团，以及m和n中的每一个独立地表示2-6的整数)。可光聚合的液晶组合物的例子可以包括：通过用乙烯基醚基团或环氧基替代通式5的末端“H2C＝CR-CO2-”所制备的化合物；和通过用“-(CH2)3-C*H(CH3)-(CH2)2-”或“-(CH2)2-C*H(CH3)-(CH2)3-”替代“-(CH2)m-”和/或“-(CH2)n-”所制备的化合物。
例如，在可光聚合的液晶组合物通过热处理形成液晶而具有向列型液晶相之后，可光聚合的液晶组合物能够聚合或交联，因此改进耐久性。
光聚合引发剂优选被添加到含有可光聚合的液晶组合物的液晶涂料溶液中。任何类型的光聚合引发剂能够在没有任何特殊限制的情况下使用。光聚合引发剂的例子包括由CibaSpecialty Chemicals生产的IRGACURE 907，IRGACURE 184，IRGACURE 651和IRGACURE 369。所添加的光聚合引发剂的量能够考虑可光聚合的液晶组合物的类型、量等等来确定，以使取向不受干扰。一般，约0.5到30重量份的它是优选的，更优选3-15重量份的它，相对于100重量份的可光聚合的液晶组合物。
如果手性试剂具有至少一个可聚合的官能团和旋光性基团和没有干扰液晶组合物的取向，则被添加到垂直取向液晶组合物中的手性试剂能够在没有任何限制的情况下使用。丙烯酰基或甲基丙烯酰基优选作为可聚合的官能团。虽然该手性试剂没有受到它是否具有液晶特性的限制，但是特别具有胆甾醇型液晶特性的手性试剂能够优选用作手性试剂，这样扭转向列型取向能够以螺旋形形成。
决定选择性反射波长的螺距将根据手性试剂的添加量来变化。相对于100重量份的垂直取向液晶组合物而言的手性试剂的添加量是在约0.01-50重量份范围内，优选在约0.05-15重量份范围内。手性试剂的扭转力优选是在1×10-6到1×10-2范围内，更优选在5×10-6到1×10-3范围内。
为了控制向列型液晶的取向角，液晶层的厚度，手性试剂的添加量和手性试剂的扭转力能够适当地调节在上述范围内从而控制该扭转角。根据本发明，该取向角优选是在不小于1°和小于180°范围内，更优选在20°至90°范围内。实际上最优选的是，取向角是在35°到75°范围内。如果该取向角小于1°(即向列型液晶的取向没有扭转)，则补偿该光轴的效果不能预期实现。如果取向角大于180°，它难以控制在平面中的光轴。
使用含有已溶于溶剂中的液晶组合物的一种溶液的溶液涂敷法或使用熔融液晶组合物的熔融涂敷方法可用于将液晶涂料溶液施涂在基材上。尤其，将溶液施涂于基材上的溶液涂敷法是优选的。
用于制备溶液的溶剂不能无条件地限制，因为它根据可光聚合的液晶组合物的类型，基材的类型和取向薄膜的类型来变化。一般使用的溶剂的例子包括：卤代烃如氯仿，二氯甲烷，二氯乙烷，四氯乙烷，三氯乙烯，四氯乙烯，氯苯，等等；酚类如苯酚，对氯酚等；芳族烃如苯，甲苯，二甲苯，茴香醚，1，2-二甲氧基苯，等等；和丙酮，乙酸乙酯，叔丁醇，甘油，乙二醇，三甘醇，乙二醇单甲醚，二甘醇二甲醚，乙基溶纤剂，丁基溶纤剂，2-吡咯烷酮，N-甲基-2-吡咯烷酮，吡啶，三乙基胺，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。溶液的浓度不能说是无条件的，因为它取决于所使用的可光聚合的液晶组合物的溶解度和作为最后目标的扭转-倾斜取向液晶层的厚度。一般，溶液的浓度是在3-50％(重量)范围内，优选在7-30％(重量)范围内。
在施涂的液晶涂料溶液的干燥和取向之后扭转-倾斜取向液晶层的厚度优选地被选择在约1-10μm范围内。如果该扭转-倾斜取向液晶层是太厚，则在取向和干燥时出现不规则性。如果该扭转-倾斜取向液晶层太薄，则不能获得足够的光学补偿特性。随着根据本发明的扭转-倾斜取向液晶层的厚度增加，倾斜度和扭转角会增大，这样光学设计的自由度增加。因为如上所述，如果扭转-倾斜取向液晶层太厚则缺点更容易发生，所以，优选的是将各自具有合适厚度的两个或多个层层压。作为该方法，优选使用将液晶涂料溶液施涂于固定的扭转-倾斜取向液晶层上并干燥和固定该液晶涂料溶液的方法。当三个或更多个层需要层压时，这一过程需要重复。虽然需要层压的层的数量没有特别限制，但是优选的是，当如上所述使用固定的扭转-倾斜取向液晶层的取向控制力时，层的数量被选择不大于4。顺便说一下，当扭转-倾斜取向液晶层的厚度需要特别准确控制时，则有必要特别注意溶液的浓度，刚好在涂敷之后(在干燥之前)的厚度等的控制，因为扭转-倾斜取向液晶层的厚度几乎在它施涂于基材上的阶段中就已决定了。
例如，辊涂方法，凹槽辊涂布方法，旋涂方法，棒涂敷法等能够用作其中具有用溶剂调节的所需浓度的液晶涂料溶液被施涂在摩擦过的基材上的一种方法。在涂敷后，除去溶剂，这样在基材上形成液晶层。除去溶剂的条件没有特别地限制，如果溶剂能够基本上被除去而同时能够防止液晶层发生流动或淌出。一般，溶剂通过在室温下干燥，在干燥炉中干燥，在加热板上加热等方法被除去。
然后，在基材上形成的液晶层在液晶态中取向。例如，能够使用进行热处理而获得可让液晶层在液晶态下取向的液晶温度范围的方法。作为热处理方法，能够进行与上述干燥方法相同的方法。热处理的温度不能说是无条件的，因为它根据所使用的液晶涂料溶液，取向薄膜和基材的各自类型来变化。一般，该温度被选择在60到300℃范围内，优选在70到200℃范围内。同样地，热处理的时间不能说是无条件的。一般，时间被选择在10秒到2小时，优选在20秒到30分钟范围内。如果时间短于10秒，则有一种可能性即取向的形成不能充分地进行。如果时间长于2小时，则有一种可能性即取向的状态不能保留。
在热处理完成之后，有必要固定取向的状态。固定方法的例子包括由于冷却至不高于玻璃化转变温度的温度所引起的固化，和由于光辐射所引起的聚合固化。这些技术中的一种或两种能够根据垂直取向液晶组合物的特性来适当地使用。一般，由于冷却所引起的固化对于聚合物是有效的，而由于光辐射所引起的聚合固化对于可聚合的单体是有效的。
为了固定目的的冷却固化能够以这样一种方式来进行：在热处理之后的扭转-倾斜取向薄膜从加热操作的加热气氛中取出而放入到室温环境中。可以进行强制冷却如空气冷却或水冷却。当扭转-倾斜取向液晶层被冷却到不高于玻璃化转变温度的温度时，扭转-倾斜取向液晶层的取向得到固定。
对于固定用的光辐射，聚合或交联光能够根据可光聚合的液晶组合物的性能来使用。一般，使用紫外线照射。虽然优选的是紫外线照射是在惰性气体的气氛中以便充分地促进该反应，但是紫外线照射的条件不限于它。一般，代表性地使用具有约80-160mW/cm2的照度的高压汞紫外线灯。或可以使用另一类型的灯如金属卤化物UV灯或白炽灯。顺便说一下，需要进行冷却处理如冷反光镜透热或水冷却或提高线速度的处理，这样在紫外线照射时液晶层的表面温度能够合适地调节在液晶温度范围内。
具有所获得的扭转-倾斜取向层的扭转-倾斜取向薄膜因此可以直接使用。另外地，在具有取向层的基材与扭转-倾斜取向薄膜分离之后，该扭转-倾斜取向液晶层可以单独使用或转移到另一光学层上。
转移扭转-倾斜取向液晶层的方法是如下进行的。例如，胶粘剂或压敏粘合剂用于在光学层的单个表面上或在扭转-倾斜取向薄膜的扭转-倾斜取向液晶层的一个表面或每一表面上形成胶粘剂层。因此，该扭转-倾斜取向液晶层和该光学层彼此通过胶粘剂层来粘结。然后，该扭转-倾斜取向薄膜在取向层和扭转-倾斜取向液晶层之间的界面上被分离成两个，这样所形成的薄膜用作扭转-倾斜取向薄膜，其中光学层，胶粘剂层和扭转-倾斜取向液晶层被层压在一起。在这一情况下，光学层、胶粘剂层和扭转-倾斜取向液晶层的每一种可具有单层结构或多层结构。各层能够合适地层压。图2显示了使用根据本发明的扭转-倾斜取向薄膜的光学薄膜的实例。根据这一实例的光学薄膜10是以这样一种方式生产的：在基材2和取向层7与图1中的扭转-倾斜取向薄膜1分离之后，光学层5分别通过胶粘剂层4层压到相反表面上。
如果各胶粘剂层对所需的光学特性没有影响，则备胶粘剂层能够在没有任何限制的情况下使用。例如，含有聚合物作为其基础聚合物的胶粘剂或压敏粘合剂能够合适地选择。聚合物的例子包括丙烯酸类聚合物，硅酮聚合物，聚酯，聚氨酯，聚酰胺，聚醚，氟聚合物，和橡胶聚合物。这些聚合物的形式没有特别地限制。任何类型的胶粘剂或压敏粘合剂如溶剂型胶粘剂，分散体型胶粘剂或乳液型胶粘剂都能够使用。特别地在根据本发明的扭转-倾斜取向薄膜中，优选使用在透明度，耐候性等上优异的丙烯酸系溶剂型压敏粘合剂。
胶粘剂层的形成可通过合适方法来进行。该方法的例子包括：其中基础聚合物或它的组合物被溶解或分散到作为单种合适溶剂如甲苯或乙酸乙酯所提供的或作为这些合适溶剂的混合物所提供的溶剂中，从而制备含有约10-40wt％的压敏粘合剂的溶液和其中该溶液通过合适的铺展方法如流延方法或涂敷方法直接被施涂在液晶层上的一种方法；和其中由压敏粘合剂组成的胶粘剂层是在已进行防粘处理的隔片上形成和其中胶粘剂层被转移到该液晶层之上的一种方法。被添加到压敏粘合剂层中的添加剂可以包含在胶粘剂层中。添加剂的例子包括：树脂如天然树脂和合成树脂，尤其赋予压敏粘合性的树脂；和由玻璃纤维，玻璃珠，金属粉末，另一种元机粉末等构成的填料，等等；颜料，着色剂，抗氧化剂等。细颗粒可以包含在胶粘剂层中以制备胶粘剂层，作为具有光散射特性的胶粘剂层。
该光学层(根据本发明的扭转-倾斜取向液晶层已转移到其上面)没有特别限制，如果光学层能够满足所需的光学特性和能够支持该扭转-倾斜取向液晶层。例如，用于形成图像显示设备的一层或两个或多个层的层压体能够用作光学层。该层的例子包括起偏振片，反射片，半透射性片，散射片，相位差薄膜(包括波长片(λ片)如半波长片或四分之一波长片)，视角补偿薄膜，发光度改进薄膜，和胆甾醇型液晶薄膜。尤其，当能够分离在可见光区有选择反射波长的圆偏振光的胆甾醇型液晶层(胆甾醇型液晶薄膜)被层压在根据本发明的扭转-倾斜取向液晶层上而四分之一波长片的功能给予扭转-倾斜取向液晶层时，能够制备发光度改进薄膜。当起偏振片被层压在发光度改进薄膜上时，它能够优选用于图像显示设备。起偏振片，或进行表面处理以在其它光学层或根据本发明的相位差层上施涂硬涂层、抗反射涂层、防粘附涂层、散射涂层或防眩涂层的薄膜，或具有用于补偿视角的取向的液晶层的一种薄膜也能够用作光学层。
在具有如上所述方法生产的扭转-倾斜取向液晶层的扭转-倾斜取向薄膜中，当扭转-倾斜取向薄膜处于正面方向并在慢轴的方向上以±30°倾斜时测量相位差值。因此，倾斜度由下面方程式计算：
倾斜度
＝(|Δnd(-30)-Δnd(+30)|/Δnd(0))×100
(其中Δnd(0)是在正面方向上的相位差，Δnd(+30)和Δnd(-30)分别是当扭转-倾斜取向薄膜以±30°在慢轴方向上倾斜时的相位差)。
根据本发明的扭转-倾斜取向薄膜的倾斜度能够选择是30或更多，优选50或更多，尤其优选70或更多。上限没有特别限制，但被选择为优选不高于500，实际上优选不高于300。如果倾斜度低于30，在倾斜现察方向上允许光学补偿的范围显得太窄而无法满足实际应用。如果倾斜度高于500，则无法由本发明的方法获得质量的均匀性。
相位差(Δnd(-30)，Δnd(+30)，Δnd(0))能够通过使用各种类型的测量装置来测量。例如，当使用自动双折射率测量计(例如由Oji Scientific Instruments制造的KOBRA21ADH)时，能够测量各自值。
能够用作光学层的起偏振片的例子是以这样的方式制备的：保护片通过由聚乙烯醇聚合物或类似物组成的合适胶粘剂层粘结于由含有二色物质的聚乙烯醇薄膜或类似物组成的偏振器的两相对表面的一个或每一个上。
例如，作为生产该偏振器的方法，能够使用用碘将聚乙烯醇薄膜染色和然后拉伸该薄膜以使碘取向的一种方法。
偏振器没有特别限制。任何类型的偏振器都能够使用。偏振器的例子包括：通过将碘和/或双色染料吸附到亲水性高分子薄膜如聚乙烯醇薄膜、部分缩甲醛化聚乙烯醇薄膜或乙烯-醋酸乙烯共聚物部分皂化薄膜上和然后将该亲水性高分子薄膜单轴拉伸所制备的片；和多烯烃取向薄膜如脱水聚乙烯醇或脱氯化氢的聚氯乙烯。尤其，由聚乙烯醇薄膜和二色物质如碘构成的偏振器是优选的。偏振器的厚度没有特别地限制，但是一般在约5到80μm范围内。
如果必要，该偏振器可以含有硼酸，硫酸锌，氯化锌，等。该偏振器可以浸泡在碘化钾等的水溶液中。
在透明度，机械强度，热稳定性，水分密封性，各向同性等上优异的材料优选用作一种在偏振器的两相对表面的一个或每一个上形成保护片的材料。该材料的例子包括：聚酯聚合物如聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚萘二甲酸乙二醇酯，等等；纤维素聚合物如双乙酰基纤维素，三乙酰基纤维素，等等；丙烯酸类聚合物，如聚甲基丙烯酸甲酯，等等；苯乙烯聚合物如聚苯乙烯，丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS树脂)，等等；和聚碳酸酯聚合物。形成保护片的聚合物的例子进一步包括：聚烯烃聚合物如聚乙烯，聚丙烯，具有环状或降冰片烯结构的聚烯烃，乙烯-丙烯共聚物，等等；氯乙烯聚合物；酰胺聚合物如尼龙，芳族聚酰胺，等等；酰亚胺聚合物；砜聚合物；聚醚-砜聚合物；聚醚-醚-酮聚合物；聚苯硫聚合物；乙烯醇聚合物；偏二氯乙烯聚合物；乙烯基丁缩醛聚合物；烯丙基化物聚合物；聚氧化亚甲基聚合物；环氧聚合物；和这些聚合物的共混物。该保护片也能够作为热固性或紫外线可固化树脂如丙烯酸树脂，聚氨酯树脂，丙烯酸脲烷树脂，环氧树脂，硅酮树脂等的固化层来形成。尤其，纤维素聚合物是优选的。
描述在JP2001-343529A(WO01/37007)中的聚合物薄膜能够用作保护片。聚合物薄膜的例子是树脂组合物，后者含有(A)在侧链上具有取代和/或未取代酰亚胺基团的热塑性树脂，和(B)在侧链中具有取代和/或未取代苯基和腈基的热塑性树脂。特定例子是含有异丁烯-N-甲基马来酰亚胺交替共聚物和丙烯腈-苯乙烯共聚物的树脂组合物的薄膜。由树脂组合物等的混合物挤出物构成的薄膜能够用作这类薄膜。
保护片的厚度没有特别限制，但是一般不大于500μm，优选在1-300μm范围内，更优选在5-200μm范围内。从偏振特性，耐久性等考虑，优选的是保护薄膜的表面用碱或类似物加以皂化。
优选的是，保护片是尽可能无色的。因此，优选使用一种透明保护薄膜，在该薄膜厚度方向上的由Rth＝[(nx+ny)/2-nz]·d(其中nx和ny是在薄膜平面中的主要折射指数，nz是在薄膜厚度方向上的折射指数，和d是薄膜的厚度)表示的相位差是在-90nm到+75nm范围内。当使用在厚度方向上具有-90到+75nm的相位差(Rth)的透明保护薄膜时，由透明保护薄膜引起的起偏振片的着色(光学着色)能够几乎避免。在厚度方向上的相位差(Rth)进一步优选是在-80到+60nm范围内，更优选在-70到+45nm范围内。
至于该保护片，粘结于偏振器的两个相对表面上的两保护片可以分别具有不同的特性。该特性的例子包括厚度，材料，透光率，拉伸弹性模量，光学层的存在/不存在，等等，虽然该特性不限于它们。
在实际使用中，各种类型的处理可用于该起偏振片。处理方法没有特别限制。例如，能够使用对透明保护薄膜的与偏振器侧相反的表面(在它的上面不提供粘合涂层)进行表面处理以便施涂硬涂层、抗反射涂层、防粘附涂层、散射涂层或防眩涂层或将液晶层层压在透明保护薄膜的表面上作视角补偿等的一种方法。用于形成液晶显示器的单层的扭转-倾斜取向薄膜，如抗反射片，半透射性片，相位差片(包括波长片(λ片)如半波长片或四分之一波长片)，视角补偿薄膜，等等，是可以使用的或两层或多层的扭转-倾斜取向薄膜可以彼此粘结。
硬涂层处理是为了防止薄膜的表面如起偏振片受损伤。例如，硬涂层处理能够通过一种方法来进行，在该方法中从合适的紫外线可固化树脂如丙烯酸树脂或硅酮树脂形成的并在硬度、滑动特性等上优异的已固化薄膜被贴合到透明保护薄膜的表面上。抗反射处理是为了防止外部光在起偏振片的表面上反射。例如，抗反射处理能够以一种方式来实现：形成了根据背景技术的抗反射薄膜。防粘附处理是为了防止一层紧密地粘附于相邻层。
防眩处理是为了防止经起偏振片透射的光的目视识别受到在起偏振片的表面上反射的外部光的干扰。例如，防眩处理能够以这样的方式来进行：利用合适的方法如使用喷砂或压花的表面粗糙化方法或混合透明精细颗粒的方法来使透明保护薄膜的表面具有细粗糙度结构。例如，具有0.5-50μm的平均粒度的透明细颗粒能够用作为了形成表面细粗糙度结构所包含的精细颗粒。透明细颗粒的例子包括：无机细颗粒，它由硅石、氧化铝、二氧化钛、二氧化锆、氧化锡、氧化铟、氧化镉、氧化锑等组成和它可以是导电性的；和有机细颗粒由交联的或非交联的聚合物组成。用于形成表面细粗糙度结构的细颗粒的量被选择一般在约2-70重量份范围内，优选在5-50重量份范围内，相对于100重量份的用于形成表面细粗糙度结构的透明树脂。防眩层可以用作散射层(具有视角加宽功能，等)以散射经由起偏振片透射的光，从而加宽该视角。
顺便说一下，光学层如抗反射层，防粘附层，散射层和防眩层可以提供在透明保护薄膜本身上或可以与透明保护薄膜独立地提供。
将偏振器和透明保护薄膜彼此粘结的过程没有特别地限制。例如，粘结过程能够通过由乙烯基聚合物组成的胶粘剂或通过至少含有硼酸或硼砂、戊二醛或蜜胺，和单酸或类似物的乙烯醇聚合物的水溶性交联剂的胶粘剂来进行。该胶粘剂层能够作为通过水溶液的施涂和干燥所形成的层来形成。当制备水溶液时，其它添加剂或催化剂如酸可以与水溶液混合，如果必要的话。
通过在起偏振片上提供反射层来制备反射起偏振片。反射起偏振片用于形成从现察侧(显示侧)射出的反射光的那一类型的液晶显示器并将该反射光用于显示。反射起偏振片具有一个优点，液晶显示器的厚度和尺寸的减少能够容易地实现，因为固定光源如背光单元能够省去。反射起偏振片能够由合适的方法形成，例如，通过透明防护层(如果必要的话)将由金属或类似物构成的反射层施涂在起偏振片的单个表面上的方法。
反射起偏振片的特定例子是具有反射层的反射起偏振片，该反射层是以这样的方式形成的：由反射金属如铝构成的箔片或沉积薄膜施涂在已消光(如果必要的话)的透明保护薄膜的单个表面上。另一个特定例子是具有在表面细粗糙度结构上形成的粗糙度结构的反射层的反射起偏振片，该表面细粗糙度结构是以这样的方式形成的：该透明保护薄膜在制备之后含有细颗粒。细粗糙度结构的反射层具有一个优点，入射光被不规则反射所散射以防止定向性和眩目刺眼并抑制在亮度和暗度上的不规则性。含有细颗粒的透明保护薄膜的优点是，入射光和它的反射光会在透过透明保护薄膜时发生散射，从而更充分地抑制在亮度和暗度上的不规则性。通过反射该透明保护薄膜的表面细粗糙度结构所形成的细粗糙度结构的反射层能够以这样的方式形成：金属由合适的方法如蒸汽沉积方法或电镀法直接施涂于透明保护薄膜的表面上。合适方法的特定例子包括真空蒸汽沉积法，离子电镀法，和溅射方法。
该反射片可用作具有根据透明薄膜的合适薄膜和在该合适薄膜上提供的反射层的一种反射片，代替直接将反射片施涂于起偏振片的透明保护薄膜上的方法。顺便说一下，因为反射层一般由金属组成，优选的是反射层是以这样一种条件使用：反射层的反射面涂有透明保护薄膜、起偏振片等等，为的是防止由氧化引起的反射率的下降，长时间保持初始反射率和避免任何特殊保护层的提供。
顺便说一下，该半透射的起偏振片能够这样获得：上述反射层是作为半透射性反射层如能够反射光的一部分和透射出光的另一部分的半反光镜来提供的。半透射的起偏振片一般是在液晶单元的背面提供以形成一种类型的液晶显示器或类似产品，其中当液晶显示器或类似产品在较亮条件下使用时从观察侧(显示侧)射出的光被反射而显示图像，以及其中在半透射的起偏振片的背后面提供的固定光源如背光单元用于当液晶显示器或类似产品于较暗条件下使用时显示图像。即，半透射的起偏振片用于形成一种类型的液晶显示器或类似产品，其中由光源如背光单元消耗的能量能够在高亮条件中节约和其中甚至在较亮条件下能够使用固定光源。
当相位差片进一步层压在起偏振片上时，形成了椭圆形或圆形的起偏振片。相位差片或类似产品用于将线偏振光转化成椭圆形或圆形偏振光，将椭圆形或圆形偏振光转化成线偏振光或改变线偏振光的极化方向。特别地，所谓的四分之一波片(也叫λ/4片)用作将线偏振光转化成圆偏振光或将圆偏振光转化成线偏振光的相位差片。半波片(也叫λ/2片)一般用于改变线偏振光的极化方向。
椭圆形起偏振片可以有效地用于补偿(防止)由超扭转向列型(STN)液晶显示器的液晶层的双折射所引起的着色(蓝色或黄色)，从而实现单色显示，避免该着色。另外，优选地，当控制三维折射指数时，在液晶显示器的显示屏的倾斜观察中产生的着色能够得到补偿(防止)。例如，圆形起偏振片可以有效地用于调节在彩色图象显示型的反射液晶显示器上的图像的色调。圆形起偏振片还具有抗反射功能。
相位差片的例子包括：通过单轴或双轴拉伸高分子材料所形成的双折射薄膜；和液晶取向薄膜。相位差片可以具有根据使用目的如补偿由各种类型的波长片和液晶层的双折射所引起的着色、视角等的目的的合适相位差作用。两个或多个相位差片可以层压在一起以控制光学特性如相位差。例如，拉伸过程可通过辊拉伸方法，长缝隙拉伸法，拉幅机拉伸法，管式拉伸法等来进行。拉伸比一般是在约1.1-3倍范围内，对于单轴拉伸的情况。相位差片的厚度没有特别限制，但可以选择一般在10-200μm范围内，优选在20-100μm范围内。
高分子材料的例子包括聚乙烯醇，聚乙烯醇缩丁醛，聚甲基乙烯基醚，聚丙烯酸羟乙基酯，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，聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚萘二甲酸乙二醇酯，聚醚-砜，聚苯硫醚，聚苯醚，聚芳基砜，聚乙烯醇，聚酰胺，聚酰亚胺，聚烯烃，聚氯乙烯，纤维素聚合物，这些的各种二元或三元共聚物，接枝共聚物，和它们的共混物。这些高分子材料通过拉伸或类似方法改变为取向物质(拉伸薄膜)。
液晶聚合物的例子包括具有被引入到聚合物主链或侧链中以使液晶具有取向特性的共轭线性原子团(内消旋基团)的各种类型的主链或侧链聚合物。主链液晶聚合物的特定例子包括各自具有一种结构即内消旋基团由间隔部分相连以赋予挠性的那些聚合物，即，向列型取向的聚酯液晶聚酯，discotic聚合物，和胆甾聚合物。侧链液晶聚合物的特定例子包括这样的聚合物，这些聚合物的每一种具有聚硅氧烷，聚丙烯酸酯，聚甲基丙烯酸酯或聚丙二酸酯作为主链骨架，和具有通过共轭原子团的间隔基部分来实现向列型取向的对位-取代环状化合物单元的内消旋部分作为侧链。这些液晶聚合物的每一种能够，例如，通过一种方法来生产，在该方法中液晶聚合物溶液在玻璃片上或在倾斜沉积的二氧化硅的取向表面上形成的聚酰亚胺、聚乙烯醇等的薄膜的摩擦面上铺展开，然后加热。
椭圆形起偏振片或反射性椭圆形起偏振片是通过使用起偏振片或放射性起偏振片和相位差片的合适结合物作为层压体来提供的。椭圆形偏振片等能够以一种方式形成，即在液晶显示器的制造过程中(反射性)起偏振片和相位差片相继和独立地层压，这样(反射性)起偏振片和相位差片能够彼此结合在一起。或椭圆形起偏振片等可以预先作为光学薄膜来提供。作为光学薄膜而提供的椭圆形起偏振片在层压操作中在质量和效率的稳定性上是优异的，这样，会有一个优点即能够改进在液晶显示器或类似产品的生产中的效率。
视角补偿薄膜是加宽视角的薄膜，这样甚至对于液晶显示器的显示表面不是垂直地而是稍微倾斜地被观察的情况，能够相对清晰地看到图像。视角补偿相位差片的例子包括：相位差片；液晶聚合物的取向薄膜；和在表面上支持了液晶聚合物的取向层的透明基材。一般的相位差片是由在平面方向上单轴拉伸而具有双折射的聚合物薄膜构成，而用作视角补偿薄膜的相位差片是由在平面方向上双轴拉伸而具有双折射的聚合物薄膜构成或由双向拉伸薄膜如在平面方向上单轴拉伸和进一步在厚度方向上拉伸以便具有双折射且折射指数在厚度方向上得到控制的聚合物薄膜或梯度取向薄膜构成。梯度取向薄膜的例子包括：在热收缩性薄膜粘结于聚合物薄膜上之后在因为加热所引起的热收缩性薄膜的收缩力的作用下被拉伸和/或收缩的聚合物薄膜；和倾斜取向的液晶聚合物的薄膜。以上在相位差片的叙述中列出的聚合物能够用作形成相位差片的材料。所使用的合适聚合物能够根据防止因视角变化所引起的着色的观点来进行选择，以液晶单元中的相位差和有良好可视性的视角的扩大为基础。
为了获得有良好可视性的宽视角，优选使用光学补偿相位差片，它在形成时要求由液晶聚合物的取向层构成的、尤其由discotic液晶聚合物的倾斜取向液晶层构成的光学各向异性层被三乙酰基纤维素薄膜所支持。
亮度增强薄膜能够以预定方向反射具有预定极化轴的线偏振光或圆偏振光的一部分，但是当自然光从液晶显示器的背光单元入射在亮度增强薄膜时或通过在背面的反射，会透射另一部分的光。获得了作为起偏振片和亮度增强薄膜的层压体所提供的起偏振片，这样，具有预定极化状态的光的一部分会透射，而不具有预定极化状态的另一部分的光不会透射，但是当从光源如背光单元发射出的光入射在起偏振片上时会反射。由亮度增强薄膜的表面反射的光可通过在亮度增强薄膜的背面提供的反射层等返回，因此这些光再次入射在亮度增强薄膜上。结果，当具有预定极化状态的光实现了经亮度增强薄膜透射的光的量的提高时，该光能够部分地或全部透射。而且，不能吸收到偏振器中的偏振光能够被提供来实现可用于液晶显示器等的光的量的增加。如此能够改进亮度。即，如果在不使用任何亮度增强薄膜的情况下从在液晶单元的背面上的背光单元发射的光入射在偏振器上，则这些光较少地透过偏振器，因为大部分的具有与偏振器的极化轴不一致的极化方向的光被吸收到偏振器中。也就是说，虽然透射光的量根据所使用的偏振器的特性来变化，但是约50％的光一般被吸收到该偏振器中，从而减少了可用于液晶显示器的光的量，因此使图像变暗。亮度增强薄膜不会透射具有被吸收到偏振器中的极化方向的光，即，亮度增强薄膜一次反射这些光。该反射光通过在亮度增强薄膜的背面上提供的反射层等返回，这样这些光再次入射在亮度增强薄膜上。重复这一操作，在亮度增强薄膜和反射层之间反射和返回的光的极化方向能够发生改变，让光透过该偏振器。只有具有按这一方式发生改变的极化方向的偏振光被供应给该偏振器。因此，从背光单元或类似产品中发射的光能够高效地用于在液晶显示器上的图像显示，这样液晶显示器的屏幕变得更亮。
散射片可以提供在亮度增强薄膜和反射层等之间。由亮度增强薄膜反射的极化状态的光则射向该反射层等等。如此提供的散射片均匀地散射透过散射片的光，同时消除极化状态变成非极化状态。也就是说，它恢复到自然光状态。非极化状态即自然光状态的光射向反射层等上并被该反射层等反射。反射光再次透过该散射片，这样光再次入射在亮度增强薄膜上。重复这一操作。当因此提供用于恢复到其初始自然光状态的散射片时，能够提供均匀亮度的屏幕，这样显示屏的亮度的不规则性能够减少，同时显示屏的亮度得以保留。一般会想到，因为当提供用于恢复到其初始自然光状态的散射片时，除了散射片的散射功能之外，在初始入射光的反射中该重复次数有适度的增加，能够获得具有等亮度的显示屏。
适合使用的亮度增强薄膜的例子包括：能够透射具有预定极化轴的线偏振光但反射另一部分的光的薄膜，如多层电介质薄膜或在折射指数各向异性上不同的薄膜的多层层压体；以及反射左旋的圆偏振光或右旋的圆偏振光但透射另一部分的光的薄膜，如胆甾醇型液晶聚合物的取向薄膜或在表面上支持了胆甾醇型液晶聚合物的取向液晶层的薄膜基材。
因此，在如上所述的具有预定极化轴的透射线偏振光的那一类型的亮度增强薄膜中，当透过亮度增强薄膜的光入射在具有保持与原来的极化轴相同的极化轴的起偏振片上时，该光能够有效地透过起偏振片，同时由于起偏振片所引起的吸收损失得到抑制。另一方面，在按照与胆甾醇型液晶层同样的方式(虽然圆偏振光能够直接入射在偏振器上)透射圆偏振光的那一类型的亮度增强薄膜中，从吸收损失的抑制考虑优选的是，圆偏振光由相位差片转化成线偏振光，这样线偏振光能够入射在起偏振片上。顺便说一下，当四分之一波长片用作相位差片时，圆偏振光能够转化成线偏振光。
当扭转-倾斜取向液晶层或该扭转-倾斜取向薄膜施加于亮度增强薄膜上时，优选的是使用在宽的波长范围如可见光波长范围内用作四分之一波长片的所述层。四分之一波片能够以这样的方式生产：控制折射指数，这样作为在乎面内折射指数的nx和ny的值满足|nx-ny|＝λ/4(λ：测量波长[nm])。四分之一波片能够通过一种方法来获得，在该方法中用作单色光的四分之一波长片的相位差层，例如具有550nm的波长，和具有另一种相位差特性的相位差层，例如用作半波长片的相位差层，彼此重叠在一起。因此，迟延层可以由单层或两个或多个层构成。
顺便说一下，当胆甾醇型液晶层是作为其中在反射波长上不同的两层或三个或更多个层被层压在一起的排列结构来形成时，能够获得胆甾醇型液晶层，作为在宽的波长范围如可见光波长范围内反射圆偏振光的层。结果，能够获得在宽的波长范围内透过胆甾醇型液晶层的圆偏振光。
用作光学层的起偏振片可以作为起偏振片与两个或三个或更多个光学层按照与偏振光分离型起偏振片同样方式的层压体来形成。因此，起偏振片可以是由反射型起偏振片或半透射型起偏振片与相位差片的结合所形成的反射型椭圆形起偏振片或半透射型椭圆形起偏振片。
虽然属于起偏振片和光学层的层压体的扭转-倾斜取向薄膜也能够通过在液晶显示器或类似产品的生产过程中将各光学层相继地和独立地层压的方法来形成，但是预先由层压所形成的扭转-倾斜取向薄膜在质量的稳定性、装配作业的效率等等上是优异的，并带来一个优点：能够改进液晶显示器或类似产品的生产过程。合适的粘结手段如压敏粘合剂能够用于层压。当起偏振片和另一个光学层彼此粘结时，它的光轴能够经过安排来形成根据目标相位差特性的合适角度。
该扭转-倾斜取向薄膜或该扭转-倾斜取向液晶层或使用这些的光学薄膜可用在面光源的正面上，该面光源的正面具有在用于图像显示设备或类似产品中的发光器中的背面上的反射层。优选的是该发光器具有至少一个棱镜阵列层。更优选的是，发光器具有处于一种状态中的两个或多个棱镜阵列层，在该状态中阵列的排列方向彼此在上下层中交叉。
根据本发明的扭转-倾斜取向薄膜或扭转-倾斜取向液晶层或使用这些的光学薄膜优选用于形成图像显示设备如液晶显示器，有机场致发光(EL)显示设备，PDP等。图3显示了根据本发明的图像显示设备的一个实例。该图像显示设备100包括等同于液晶单元的元件6，下面描述的有机EL发射体等，和在图2中所示的并重叠在元件6上的光学薄膜10。例如，图像显示设备100可用于反射或半透射的液晶显示器或透射-反射双重类型液晶显示器，其中起偏振片配置在液晶单元的两相对表面的一个或每一个上。该液晶单元基材可以是塑料基材或玻璃基材。用于形成液晶显示器的液晶单元能够任选地选择。例如，可以使用任何合适类型的液晶单元，如以薄膜晶体管型液晶单元为代表的有源矩阵驱动型液晶单元或以扭转向列型液晶单元或超扭转的向列型液晶单元为代表的无源矩阵驱动型液晶单元。
接下来描述有机电致发光设备(有机EL显示设备)。一般，在有机EL显示设备中，透明电极、有机发光层和金属电极相继层压在透明基材上，因此形成发射体(有机电致发光发射体)。有机发光层是作为各种有机薄膜的层压体来提供的。例如，已经知道各种结合物的构型，如由三苯基胺或类似物构成的空穴注入层和由有机发荧光固体物质如蒽构成的发光层的层压体，发光层与由苝衍生物或类似物构成的电子注入层的层压体，以及空穴注入层、发光层和电子注入层的层压体。
该有机EL显示设备基于下列原理来发光。当在透明电极和金属电极之间施加电压时，空穴和电子被注入到该有机发光层中。在有机发光层中，这些空穴和电子复合而产生了激发该荧光物质的能量。当激发的荧光物质恢复到它的正常状态时，光从该荧光物质中辐射出来。在上述原理的中间之中空穴-电子复合的机理与一般的二极管相同。正如从这一事实所预计的，电流和发射光的强度两者均显示出了从相对于外加电压的可矫正性得到的强非线性。
在有机EL显示设备中，至少一个电极必须是透明的以便透射出从该有机发光层发射的光。一般，由透明电导体如氧化锡铟(ITO)制造的透明电极用作阳极。另一方面，重要的是功函数小的物质用作阴极，使得电子注入容易而改进发光效率。一般，由Mg-Ag，Al-Li等构成的金属电极用作该阴极。
在如上所述那样作构型设计的有机EL显示设备中，该有机发光层是作为约10nm厚度的非常薄的薄膜形成的。因此，与透明电极一样，有机发光层大约完全透射光。结果，在非发射操作时透过透明电极和有机发光层两者并由金属电极反射的入射在透明基材的表面上的光再次进入到透明基材的表面侧。因此，当从外面观察时，有机EL显示设备的显示表面看来像镜面。
在包括具有通过施加电压而发射光的有机发光层的有机电致发光发射体，在有机发光层的正面侧上提供的透明电极，和在有机发光层的背面侧上提供的金属电极的一种有机EL显示设备中，起偏振片可以提供在透明电极的正面侧上和相位差薄膜可以提供在透明电极和起偏振片之间。
迟延薄膜如根据本发明的扭转-倾斜取向薄膜和起偏振片具有使光发生偏振的功能，该光来自外部和它被金属电极反射。因此，它的偏振功能可以有效地防止金属电极的镜面从外部被看到。特别当迟延薄膜是由四分之一波长片构成而在起偏振片和迟延薄膜之间的角度被调节到π/4时，金属电极的镜面能够完全地遮蔽。
也就是说，只有入射在有机EL显示设备上的外部光的线偏振光组分透过该起偏振片。一般，该线偏振光由相位差薄膜转变成椭圆偏振光。特别当相位差薄膜是由四分之一波长片构成而使起偏振片和相位差薄膜之间的极化方向的角度被调节到π/4时，线偏振光由相位差薄膜转变成圆偏振光。
该圆偏振光透过该透明基材、透明电板和有机薄膜，然后被该金属电极反射。该反射的光再次透过有机薄膜，透明电极和透明基材并由相位差薄膜转变成线偏振光。该线偏振光不能透过该起偏振片，因为它垂直于起偏振片的极化方向。结果，金属电极的镜面能够完全地遮蔽。
在PDP中，在被包围在板中的稀有气体，尤其主要含有氖的气体中产生放电。由放电引起的真空紫外光激发施涂于该面板的单元上的R、G和B的荧光物质。
在图像显示设备领域中，室内生产是一致地执行下列步骤所需要的：从各光学薄膜上冲切出小片，筛选这些小片并将小片粘结，为的是减低成本。在从后处理(裁切)光学薄膜的步骤到将光学薄膜粘结于单元上的步骤为止的所有这些步骤中进行一体化生产的室内生产方法中，有必要立即测量损坏区域。当根据本发明的扭转-倾斜取向薄膜用于图像显示设备时，需要根据各自显示设备来设计光轴。然而，在根据本发明的扭转-倾斜取向薄膜中，光轴能够根据液晶层的厚度以及液晶组合物和手性试剂的混合比率来调节。因此，该扭转-倾斜取向薄膜能够在以下条件下按照原样连续地粘结：扭转-倾斜取向薄膜是长片式的薄膜，使得不需要以所需光轴的一定角度从薄膜上冲切矩形单片和将矩形单片粘结在中间。因此，根据本发明的扭转-倾斜取向薄膜优选用于流水线生产，其中将扭转-倾斜取向薄膜粘结于图像显示设备如液晶显示器或EL显示设备上的步骤是通过一个流水线来进行的，无需经过冲切，粘结，携带，封装和在中间打开封装的各个步骤。
具体实施方式
实施例
本发明在下面参考实施例来更具体地进行描述，但本发明不限于实施例。
(液晶涂料溶液A的制备)
在40g的环己酮中溶解9.991g的向列液晶型可光聚合的液晶组合物(PALIOCOLOR LC242，由BASF生产)，0.009g的手性试剂(PALIOCOLOR LC756，由BASF生产)和3.0g的光聚合引发剂(IRGACURE 907，由Ciba Specialty Chemicals生产)。
(液晶涂料溶液B的制备)
在40g的甲苯中溶解9.984g的向列液晶型可光聚合的液晶组合物(PALIOCOLOR LC242，由BASF生产)，0.016g的手性试剂(PALIOCOLOR LC756，由BASF生产)和3.0g的光聚合引发剂(IRGACURE 907，由Ciba Specialty Chemicals生产)。
(液晶涂料溶液C的制备)
在40g的甲苯中溶解10.0g的向列液晶型可光聚合的液晶组合物(PALIOCOLOR LC242，由BASF生产)和3.0g的光聚合引发剂(IRGACURE 907，由Ciba Specialty Chemicals生产)。
(取向基材A的生产)
在用刮棒涂布器将3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KBM5103，由Shin-Etsu Chemical Co.，Ltd.生产)施涂在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜基材上之后，该3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷在120℃下加热1分钟，因此被干燥，形成了约0.1μm厚度的取向层。然后，该取向层用人造纤维布摩擦，进行摩擦处理。
(取向基材B的生产)
在用刮棒涂布器将3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KBM5103，由Shin-Etsu Chemical Co.，Ltd.生产)施涂在三乙酰基纤维素(TAC)薄膜基材上之后，该3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷在120℃下加热1分钟，因此被干燥，形成了约0.1μm厚度的取向层。然后，该取向层用人造纤维布摩擦，进行摩擦处理。
(取向基材C的生产)
在用刮棒涂布器将硅酸乙酯异丙醇-2％丁醇溶液(COLCOATP，由Colcoat Co.，Ltd.生产)施涂在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜基材上之后，该溶液在120℃下加热1分钟，因此被干燥，形成了约0.1μm厚度的取向层。然后，该取向层用人造纤维布摩擦，进行摩擦处理。
(取向基材D的生产)
在用刮棒涂布器将硅酸乙酯异丙醇-2％丁醇溶液(COLCOATP，由Colcoat Co.，Ltd.生产)施涂在三乙酰基纤维素(TAC)薄膜基材上之后，该溶液在120℃下加热1分钟，因此被干燥，形成了约0.1μm厚度的取向层。然后，该取向层用人造纤维布摩擦，进行摩擦处理。
(取向基材E的生产)
在将含有5wt％的聚乙烯醇的水溶液(NH-18，由NipponSynthetic Chemical Industry Co.，Ltd.生产)施涂在三乙酰基纤维素(TAC)薄膜基材上之后，该溶液在150℃下加热30分钟，因此被干燥形成了取向层。然后，该取向层用人造纤维布摩擦，进行摩擦处理。
[实施例1]
液晶涂料溶液A由#5刮棒涂布器施涂在取向基材A上。溶液A在90℃下加热5分钟，从而被干燥和取向。然后，基材A在室温下被取出并用UV光(金属卤化物灯，1mJ/cm2)辐射，因此固定该取向的液晶层。因此获得了具有1.0μm厚度的取向液晶层的扭转-倾斜取向薄膜。具有由丙烯酸压敏粘合剂组成的20μm厚度胶粘剂层的50μm厚度三乙酰基纤维素(TAC)薄膜通过胶粘剂层粘结于液晶取向薄膜的取向液晶层侧上。然后，该扭转-倾斜取向薄膜在具有取向层的基材和取向液晶层之间的界面上被分离成两个。因此，作为TAC薄膜，胶粘剂层和取向液晶层的层压体而获得了液晶取向薄膜。
[实施例2]
按照与实施例1中同样的方法生产，只是液晶涂料溶液B由#10刮棒涂布器施涂于取向基材A上并在与实施例1中相同的条件下固定，从而获得具有2.2μm厚度取向液晶层的液晶取向薄膜。因此，作为TAC薄膜，胶粘剂层和取向液晶层的层压体而获得了液晶取向薄膜。
[实施例3]
液晶涂料溶液A由#5刮棒涂布器施涂于取向基材B上并在与实施例1中相同的条件下固定，从而获得具有1.1μm厚度取向液晶层的液晶取向薄膜。
[实施例4]
液晶涂料溶液B由#10刮棒涂布器施涂于取向基材B上并在与实施例1中相同的条件下固定，从而获得具有1.9μm厚度取向液晶层的液晶取向薄膜。
[实施例5]
按照与实施例1中同样的方法生产，只是液晶涂料溶液A由#5刮棒涂布器施涂于取向基材C上并在与实施例1中相同的条件下固定，从而获得具有1.0μm厚度取向液晶层的液晶取向薄膜。因此，作为TAC薄膜，胶粘剂层和取向液晶层的层压体而获得了液晶取向薄膜。
[实施例6]
按照与实施例1中同样的方法生产，只是液晶涂料溶液B由#10刮棒涂布器施涂于取向基材C上并在与实施例1中相同的条件下固定，从而获得具有2.1μm厚度取向液晶层的液晶取向薄膜。因此，作为TAC薄膜，胶粘剂层和取向液晶层的层压体而获得了液晶取向薄膜。
[实施例7]
液晶涂料溶液A由#5刮棒涂布器施涂于取向基材D上并在与实施例1中相同的条件下固定，从而获得具有0.9μm厚度取向液晶层的液晶取向薄膜。
[实施例8]
液晶涂料溶液B由#10刮棒涂布器施涂于取向基材D上并在与实施例1中相同的条件下固定，从而获得具有2.0μm厚度取向液晶层的液晶取向薄膜。
[对比例1]
按照与实施例1中同样的方法生产，只是液晶涂料溶液C由#6到棒涂布器施涂于PET薄膜基材上并在与实施例1中相同的条件下固定，从而获得具有2.0μm厚度取向液晶层的液晶取向薄膜。因此，作为TAC薄膜，胶粘剂层和取向液晶层的层压体而获得了液晶取向薄膜。
[对比例2]
按照与实施例1中同样的方法生产，只是液晶涂料溶液A由#32刮棒涂布器施涂于PBT薄膜基材上并在与实施例1中相同的条件下固定，从而获得具有3.2μm厚度取向液晶层的液晶取向薄膜。因此，作为TAC薄膜，胶粘剂层和取向液晶层的层压体而获得了液晶取向薄膜。
[对比例3]
按照与实施例1中同样的方法生产，只是液晶涂料溶液B由#5刮棒涂布器施涂于PET薄膜基材上并在与实施例1中相同的条件下固定，从而获得具有2.0μm厚度取向液晶层的液晶取向薄膜。因此，作为TAC薄膜，胶粘剂层和取向液晶层的层压体而获得了液晶取向薄膜。
[对比例4]
液晶涂料溶液C由#6刮棒涂布器施涂于取向基材E上并在与实施例1中相同的条件下固定，从而获得具有2.1μm厚度取向液晶层的液晶取向薄膜。
[对比例5]
液晶涂料溶液A由#32到棒涂布器施涂于取向基材E上并在与实施例1中相同的条件下固定，从而获得具有3.4μm厚度取向液晶层的液晶取向薄膜。
[对比例6]
液晶涂料溶液B由#5刮棒涂布器施涂于取向基材E上并在与实施例1中相同的条件下固定，从而获得具有1.8μm厚度取向液晶层的液晶取向薄膜。
(测量倾斜度的方法)
在由实施例和对比实施例中每一个生产的液晶取向薄膜中的相位差是通过自动双折射率测量计所测量的(KOBRA21ADH，由Oji Scientific Instruments制造)。即，测量在正面方向上的值和当薄膜在慢轴方向上以±30°倾斜时的值。倾斜度是通过下面公式以相位差为基础来计算：
倾斜度
＝(|Δnd(-30)-Δnd(+30)|/Δnd(0))×100
(其中Δnd(0)是在正面方向上的相位差，Δnd(+30)和Δnd(-30)分别是以±30°向慢轴倾斜的方向上的相位差)。
(测量取向角的方法)
所生产的液晶取向薄膜的取向角是由自动双折射率测量计所测量(KOBRA21ADH，由Oji Scientific Instruments制造)。该术语“取向角”是指当聚合物薄膜基材的摩擦方向或慢轴方向被认为是0°时慢轴的角度。
实施例和对比实施例的评价结果示于表1中。
Figure C20048000609000331
从表1中所示结果看出，当含有玻璃状高分子或硅烷偶联剂的取向层在基材上形成并进行摩擦和然后含有手性试剂和可光聚合的液晶组合物的液晶涂料溶液被施涂在取向层时，能够获得同时具有倾斜取向和螺旋状扭转取向的扭转-倾斜取向液晶层。在具有扭转-倾斜取向液晶层的扭转-倾斜取向薄膜中，已证明所获得的取向液晶层的倾斜度高于普通液晶层的倾斜度。
顺便说一下，本申请是以2003年3月6日申请的日本专利申请(专利申请No.2003-060540)和2004年3月3日申请的日本专利申请(专利申请No.2004-058943)为基础，其内容被引入这里供参考。

Claims (12)

1.生产扭转-倾斜取向薄膜的方法，包括：
在基材上形成取向层，该取向层含有选自玻璃状高分子和硅烷偶联剂中的至少一种；
在取向层上进行摩擦处理；和
在基材上施涂含有手性试剂和可光聚合的液晶组合物的液晶涂料溶液，以形成扭转-倾斜取向液晶层。
2.根据权利要求1的生产扭转-倾斜取向薄膜的方法，它进一步包括：
通过至少一个胶粘剂层将所述扭转-倾斜取向薄膜的扭转-倾斜取向液晶层粘附于光学薄膜上；和
除去所述取向层和所述基材。
3.由权利要求1的方法获得的扭转-倾斜取向薄膜，其中：
取向角不小于1°但小于180°；和
倾斜度等于或大于30，条件是倾斜度如下计算：
(|Δnd(-30)-Δnd(+30)|/Δnd(0))×100
其中Δnd(0)是在正面方向上的相位差，Δnd(+30)和Δnd(-30)分别是在以±30°向慢轴倾斜的方向上的相位差。
4.根据权利要求3的扭转-倾斜取向薄膜，其中取向角是20°到90°。
5.根据权利要求4的扭转-倾斜取向薄膜，其中取向角是35°到75°。
6.根据权利要求3的扭转-倾斜取向薄膜，其中倾斜度是30到500。
7.根据权利要求6的扭转-倾斜取向薄膜，其中倾斜度是50到300。
8.根据权利要求3的扭转-倾斜取向薄膜，其中扭转-倾斜取向液晶层的向列型液晶分子的倾斜角相对于基材表面的法向为1°到85°。
9.通过将至少一个光学层层压在权利要求3的扭转-倾斜取向薄膜上所获得的光学薄膜。
10.具有权利要求3的扭转-倾斜取向薄膜的图像显示设备。
11.具有权利要求9的光学薄膜的图像显示设备。
12.根据权利要求11的图像显示设备，它是由具有室内生产方法的过程生产的。
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