采用指定T_g材料的多层补偿膜的制作方法

专利名称：：采用指定T_g材料的多层补偿膜的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种用于液晶显示器的多层光学补偿器。本发明还涉及制造这种补偿器的方法以及使用这种补偿器的液晶显示器。
背景技术：
：液晶被广泛应用于电子显示。在这些显示系统中，液晶盒通常位于偏振器与检偏器之间。由偏振器偏振的入射光穿过液晶盒并受到液晶分子取向的作用，其中液晶的分子取向可以通过在液晶盒施加电压来改变。被改变的光进入检偏器。利用此原理，可以控制来自包括环境光在内的外源的光的透射。实现此控制所需的能量通常比用于其它显示器类型如阴极射线管(CRT)中的发光材料所需的能量要少得多。因此，液晶技术被用于包括但不限于数字钟、计算器、便携式计算机和电子游戏机的许多电子成像装置，它们的重要特点是重量轻、能耗低且工作寿命长。对比度、色彩再现性、稳定灰阶强度对于采用液晶技术的电子显示器来说是非常重要的品质属性。限制液晶显示器(LCD)对比度的主要因素是当液晶单元或盒处于暗或"黑"像素状态下时光线从中"泄漏"的趋势。此外，所述泄漏以及由此液晶显示器的对比度还依赖于观看显示屏的方向("视角")。通常，最佳对比度只发生在以显示器的垂直入射线为中心的很窄的视角范围内，并随着观看方向偏离显示器法线而迅速降低。在彩色显示器中，所述泄漏问题不仅会降低对比度还会导致颜色偏移或色相偏移以及相关的色彩再现性下降。LCD正在迅速取代CRT作为台式计算机和其它办公或家用电器的显示器。可以预见在不久的将来更大屏幕尺寸LCD电视的数量将迅速增加。然而，除非与视角相关的问题如色相偏移、对比度降低和亮度反转得到解决，LCD的作为取代传统CRT的应用将受到限制。垂直配向液晶显示器(VA-LCD)能对法向入射光提供极高的对比度。图2A和图2B是VA液晶盒的OFF态201和ON203态简图。在其OFF态，液晶光轴205几乎垂直于基材207,如图2A。在外加电压下，光轴205侧斜离开盒法向，如图2B。在OFF态下，法线方向的光209在液晶层内不会发生双折射，产生接近于直角相交偏振器的暗态。然而，斜向传播的光211会从液晶层获得延迟，产生漏光。这导致了在某些视角范围内的不良对比度。弯曲配向向列型液晶显示器，又称光学补偿弯曲液晶显示器(OCB-LCD)使用基于对称弯曲状态的向列型液晶盒。在其实际工作中，采用弯曲配向向列型液晶盒的显示器的亮度由一外加电压或场控制，如图3A(OFF)301和图3B(ON)303所示，此外加电压或场能在盒内产生不同的弯曲取向度数。在上述两种状态下，液晶光轴305都呈现围绕盒中面307的对称弯曲状态。在ON态，光轴变成除了在盒基材309附近之外都几乎垂直于盒平面。OCB模式能提供适合于液晶显示电视(LCD-TV)应用的更快响应速度。其在视角特性(VAC)方面也优于传统显示器如扭曲向列液晶显示器(TN-LCD)。上述双种模式，由于其对传统TN-LCD的优势，预计将统治高端应用如LCD-TV。但是，OCB-LCD和VA-LCD的实际应用都需要光学补偿装置来优化VAC。在两种模式下，由于液晶和交叉偏振器的双折射，当从斜向角度观看显示器时VAC会呈现对比度降低。已经有人提议使用双轴膜来补偿OCB(US6，108,058)和VA(JP1999-95208)LCD。在两种模式下，液晶于在ON(OCB)或OFF(VA)态都充分垂直于盒平面取向。这种状态会产生正的面外延迟，Rth，从而补偿膜要产生令人满意的光学补偿必须具有充分大的负Rth才行。对于超扭转向列液晶显示器(STN-LCD)来说，通常需要具有大Rth的双轴膜。人们已经提出了几种制造具有适用于补偿诸如OCB、VA和STN等类型LCD的足够大负Rth值的双轴膜的方法。US2001/0026338公开了结合使用延迟-增大剂与三乙酰基纤维素拉伸掺杂了所述试剂的TAC,可以同时产生Rth和面内延迟Rm。不过:此方法的一个问题在于所需的掺杂剂量。为产生提高Rth和Rm的期望效果，必要的试剂量可能会高到足以导致不希望有的着色、或试剂运动(扩散)到LCD的其它层中从而在这些相邻层中造成Rth和R,n损失以及非期望的化学性质。因此，使用这种方法很难独立控制Rth和Rm的值。Sasaki等人提出了(US2003/0086033)使用位于正双折射性热塑基材上的胆甾醇型液晶。胆甾醇型液晶(CHLC)的间距短于可见光波长，因此适当取向的CHLC能表现可产生负Rth的形状双折射。Rin通过调节热塑性基材的拉伸量来控制。该方法允许独立控制Rth和Rin。但是，短间距CHLC的使用不仅会提高制造成本还会由于所述调节过程而使其工艺复杂化。JP2002-210766公开了使用丙酰基或丁酰基取代的TAC。它们的双折射率高于普通TAC。因此，通过双轴向拉伸该取代的TAC膜，可以产生Rm和Rth。该方法不需任何额外的涂层或层，但其难以独立控制Rin和Rth。Wada等人(EP09544013Al)公开了一种包含光学补偿膜的光学补偿器，其中所述光学补偿膜使用例如氨基曱酸酯粘合剂层压在光各向同性膜上。Wada教导了只有某些聚合物适合于他们的光学补偿膜，特别是教导了不应使用某些常用的廉价材料如聚碳酸酯和聚苯乙烯。另一类很有前途的LCD是面内切换型LCD。在上述VA-LCD和OCB-LCD装置中电极设置在LC层的相对侧即在相反的基材上。相比而言，在面内切换型LCD中，电极设置在与LC层相同一侧即在相同基材上。不过，为了提高斜角对比度，面内切换装置需要具有足够大的正面外延迟Rth的光学补偿器，特别是多层补偿器，其中(Rth)大于+20nm的多层补偿器将适用于补偿面内切换(IPS)型LCD。因此，一个需要解决的问题就是提供可以容易并廉价地制造的具有独立控制的Rth和R^的多层光学补偿器。此外，还期望提供一种能够有更大面内延迟R,n范围的多层光学补偿器。发明概述在本发明的一个方面，涉及一种包含一或多个聚合第一层和一或多个聚合第二层的多层补偿器。所述第一层包含面外双折射率不小于-0.005且不大于+0.005的聚合物。所述第二层包含面外双折射率小于-0.005或大于+0.005的无定形聚合物。多层补偿器的总面内延迟(R,n)大于20nm,且多层补偿器的总面外延迟(Rth)小于-20nm或者大于+20nm。第二层(一种或多种)无定形聚合物的玻璃化转变温度(Tg)满足当多层补偿器的Rth小于-20nm时，110。C《Tg《180。C,而当多层补偿器的Rth大于+20nm时110。C《Tg《160。C。在本发明的另一方面，涉及一种形成补偿器的方法，其包括向含聚合物的一或多个第一层上涂覆或共浇铸一或多个含有在溶剂中的无定形聚合物的第二层，并同时拉伸第一层和第二层。一个或多个第一层的聚合物的面外双折射率(Anth)不小于-0.005且不大于+0.005。所述一或多个第二层的无定形聚合物的面外双折射率或者小于-0.005或者大于+0.005。多层补偿器的总面内延迟(R,n)大于20nm,且多层补偿器的总面外延迟(Rth)小于-20nm或者大于+20nm。一个或多个第二层的无定形聚合物的玻璃化转变温度(Tg)满足当多层补偿器的Rth小于-20nm时110°C《Tg《180°C，而当多层补偿器的Rth大于+20nm时110°C《Tg《160。C。附图简述尽管说明书的最终结论是指出和明确要求本发明主题的权利要求书，但由以下说明参照附图可以更好地理解本发明，其中图1是典型的厚度为d的层和依附于该层的x-y-z坐标系。图2A和图2B分别示意VA液晶盒典型的ON和OFF态。图3A和图3B分别示意OCB液晶盒典型的ON和OFF态。图4A、图4B和图4C是本发明的多层光学补偿器的正视图。图5A、图5B和图5C示意具有本发明的多层光学补偿器的液晶显示器。图6A阐述了高度有序的非无定形材料的透射模式的广角X射线衍射图案，图6B阐述了无定形聚合物材料的透射模式的广角X射线衍射图案，图6C阐述了拉伸的单独TAC层(无涂层)和涂有根据本发明实施方案所述聚合物的TAC层的拉伸的三层结构(具有涂层)的X射线衍射数据。发明详述以下定义适用于本说明书光轴是指不发生双折射的光传播方向。ON和OFF态是指有和没有对液晶盒施加电压的状态。图l所示的层101的面内延迟Rin，是由(nx-ny)d所定义的值，其中nx和ny是x和y方向上的折射系数。将x-y面内折射率最大的方向作为x轴，y轴方向垂直于x轴。因此B^永远为正值。x-y面平行于层中103面，d是z方向上的层厚。值(nx-ny)被称为面内双折射率，Anin。也永远为正值。后文中Anm和Rin的值将在人二590nm的波长下给出。图1所示层101的面外延迟R出是由「nz-(nx+ny)/21d所定义的值。nz是z方向上的折射率。值[nz-(nx+ny)/2]被称为面外双折射率，An化。如果nz〉(nx+ny)/2,Anth是正的，相应的Rth也是正的。如果nz〈(nx+ny)/2,Anth是负的，则Rth也是负的。后文中Anth和Rth的值将在X二590nm的波长下给出。无定形是指缺乏分子有序。因此无定形聚合物在采用诸如X射线衍射等技术测定时不显示分子有序。这可以，仅作为举例，由图6A和6B所示的对比图形特征表示。图6A阐述了刚性棒状聚合物特别是如美国专利US5,344，916中所提到的(BPDA-TFNB)0.5-(PMDA-TFMB)o.s聚酰亚胺的广角X射线衍射图案(透射模式)。图6B阐述了无定形聚合物[聚(4，4'-六氟异亚丙基-双酚-共-4,4'-(2-亚降冰片基)双酚)对苯二酸酯-共-间苯二酸酯]的广角X射线衍射图案(透射模式)。在图6A中，可以观察到在图6A所示的2e二17。处存在尖X射线峰。这些尖峰代表明显分子有序，其由此确定这种聚合物不是无定形的。图6A所示的非无定形态相应地在美国专利US5，344,916中被称为"刚性棒"。其它非无定形形态还将包括液晶态和三维结晶态。相反，在图6B中观察不到任何如图6A所示的尖峰。在图6B中只能看到背景的轻微突起。这就是所谓的"无定形光晕"，它是所有无定形材料的X射线衍射图中的普遍特征。即使是液态水也会产生"无定形光晕"。在X射线衍射图中观察到的"无定形光暈"的强度取决于试样的厚度。图6C阐述了拉伸的单独TAC层(仅第一层，"无涂层")和涂有根据本发明实施方案所述聚合物的TAC层的拉伸的三层结构(两个第一层和一个第二层，"带有涂层")的X射线衍射数据。可以看出，聚合物涂层在数据图中未引入峰，由此验证了聚合物涂层的无定形结构。发色团是指在光吸收中充当一个单元的原子或原子团。(现代分子光化学,编者NicholasJ.Turro,Benjamin/CummingsPublishingCo.,MenloPark，CA(1978)Pg77)。典型的发色团包括乙烯基、羰基、酰胺、酰亚胺、酯、碳酸根、芳族(即杂原子或碳环芳族如苯基、萘基、联苯基、瘗吩、双酚)、砜和偶氮基或这些基团的组合。不可见发色团是指最大吸收在400-700nm范围之外的发色团。邻接是指物品彼此接触。在两个邻接层中，一个层与另一个直接接触。因此，如果通过涂覆在基材上形成聚合物层，则基材与聚合物层是邻接的。共同受让的于2003年7月31日提交的美国专利申请US10/631,152(代理人编号86622)在此通过引用引入本文。在该申请中，在其至少一个实施方案中公开了一种多层光学补偿器，特征在于提供了涂覆在预先拉伸的聚合物支撑层表面上的无定形聚合物。支撑层被拉伸以产生大于2Onm的面内延迟。同时，共同转让的于2004年6月3日提交的美国专利申请中，公开的多层光学/卜偿器的特征至少部分在于在无定形聚合物层涂覆到聚合物支撑表面之后同时拉伸多层光学补偿器的所有两个(或所有)层。拉伸可以在补偿器处于"湿态"即在共浇铸(或涂覆)所述层之后和干燥所述无定形聚合物之前(或与之同时)进行。或者，此外也可以在已经浇铸多层补偿器和干燥无定形聚合物之后进行"干"拉伸。在各种液晶显示器中，都需要改性偏振器堆积层的双折射率来优化视角以完善屏幕系统。本发明实施方案的制造方法，结合指定的聚合物，使得可以通过无定形聚合物的一或多个第二层(或共浇铸)来改性三乙酰基纤维素(TAC)基板。TAC和第二层聚合物的厚度可以改变以提供"可调的"光学特性组。在干拉伸中，于制造后施加在板上的应力可以控制面内(x，y)延迟，第二层聚合物的厚度可以控制面外延迟。无定形聚合物的这种应用可以得到一种以成本有效的方式制造可用的板的简单方法。发明人发现，拉伸("主动拉幅")已干燥的多层光学补偿器可产生需要量的面内各向异性。在此，术语"加工方向"是指与膜的浇铸方向一致的方向。4立伸可以在加工方向上进行。或者，此外4立伸也可以在垂直于加工方向的方向即横向上进行。在加工方向和一黄向上进行的拉伸都可以顺序或同时进行。或者，此外拉伸还可以倾斜于横向(即以对角线的方式)进行。特别是，通过拉伸已干燥的多层光学补偿器，可以产生直至200nm的面内延迟值。发明人还发现，在拉伸过程中将已干燥的多层光学补偿器加热到至少一个第一层的玻璃化转变温度Tg之上是有益的。此外，发明人还确定在拉伸过程中将TAC第一层加热到约180。C的温度之上可能会有损其光学特性。因此，多层光学补偿器的每个层优选地应当具有小于180。C,更优选地小于160。C的Tg。此外，如果一或多个层的Tg值太低，则当膜被应用于LCD装置时多层补偿器的尺寸稳定性可能不足。相反，如果所有层的Tg值都大于100。C和有利地大于110。C,则将具有足够的尺寸稳定性。因此，此处所公开的是一类多层光学补偿器，其特征至少部分地在于Tg满足当多层补偿器的Rth为负(例如小于-20nm)时，110°C《Tg《180。C，当多层补偿器的Rth为正(例如大于+20nm)时，100。C《Tg<160°C的无定形聚合物第二层。面外延迟(Rth)小于-20nm的多层补偿器将可用于补偿垂直配向(VA)型LCD。面外延迟(Rth)大于+20nm的多层补偿器将可用于补偿面内切换(IPS)型LCD。在下面所详细描述的实验中，借助于溶剂浇铸工艺加适当的附加物制备了80pm厚的三乙酰基纤维素(TAC)聚合物(通常为186乙酰基取代，分子量为220,000g/mol)。使用下表A中所列的各种聚合物组成在TAC膜上涂覆一个第一层。表A<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>干燥之后，进一步采用传统的涂覆方法在上述涂层膜上涂覆一个含聚碳酸酯(PC)的双折射性第二层。所涂覆的各种PC列于下表B中(每种聚碳酸酯的来源表示在括号中)，它们具有相应的通过差示扫描量热法(DSC)测得的玻璃化转变温度(Tg)。表B<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>将表B中的所有聚合物溶解在二氯曱烷或二氯曱烷与曱醇的混合物中，并涂覆到位于TAC基材上的第一层上。80^im厚TAC板的面外延迟(Rth)—般在从约-80nm到约-40nm的退火值之间变化。TAC的R化可以通过改变浇铸表面时间和约束加热区温度来操纵，但通常由TAC膜所能达到的面内和面外延迟水平有限。两种延迟分量的提高都需要向TAC基材施加适合的双折射性第二层。双折射性第二层无定形聚合物需要快速干燥来保持其双折射率。当干燥较快时，来自干燥的TAC板的溶剂不会将第二层软化到足以产生聚合物分子松弛的程度。可以改变聚合物第二层的厚度来控制多层补偿器的光学性质。包含无定形聚合物的双折射性第二层的R,n以及由此多层膜的Rin，可以通过在借助涂覆或其它方式如层压施加了第二层之后的拉伸步骤中改变拉伸程度(拉伸比)和所施加的温度来操纵。拉伸可以通过拉伸架如拉幅机来完成，其中涂层膜被预热到要求的温度然后输入边缘约束带中。所述边缘约束带是两个循环带，它们被组装在一起形成蛇行轨迹，而干燥膜使用适当的夹紧机构夹在两个带之间。这些带在美国专利US6，152,345和US6,108,930中有描述，其内容在此通过引用引入本文。膜随后被与宽同向即横向拉伸，从而使多层膜在横向上取向。拉伸膜的最终宽度与初始宽度之比为拉伸比。在加工方向上的拉伸(加工方向取向)也可以通过使加热了的膜通过一对以不同速度运动的辊子来完成。辊子的线速度之比即相应的拉伸比。这些拉伸步骤可以同时或顺序地结合，以实现膜的双轴拉伸。当涂层膜未完全干燥时也可实现拉伸。在此所谓的"湿"拉伸中，膜在仍然包含溶剂时^皮拉伸，其中的溶剂在拉伸之中或之后被除去。如果干燥步骤中膜的边缘只是被简单地固定，则由于施加在收缩的膜上的约束，在干燥步骤中可能会产生一些取向和面内延迟。这不是有意的、主动拉伸意义上的拉幅，仅仅是在聚合物板干燥时收缩力的约束。其应被称为"被动拉幅"。在上面公开的实施例中，膜是通过干拉伸法拉伸的，即在膜拉伸器上采用下表C所示的两种拉伸方式对干复合膜进行拉伸。拉伸是在升高的温度下进行的。但是，应该清楚本发明并不仅限于在膜拉伸器上采用表C所示的两种拉伸方式单轴拉伸的膜。表c<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>在单轴未约束拉伸方式(S-1)中，复合膜被保持在一个方向上，被加热到一温度并沿上述保持方向拉伸至要求的拉伸比(应变)。拉伸比定义为拉伸后的最终尺寸与拉伸前的初始尺寸之比。这种拉伸方式类似于加工方向取向。在单轴约束模式(S-2)中，膜被保持在两个方向上，被加热到一温度并在其中一个所述保持方向上拉伸到要求的拉伸比。这种拉伸方式与拉幅非常相似。然后在移除张力之前将复合膜冷却至室温。使用M-2000V光i普偏振椭圆率测量仪(WoolamCo.)测量面内延迟(Ri,0和面外延迟(Rth)。拉伸后的示例多层膜的最终厚度为约80)am。用于制备所述示例复合膜的各个条件如下表D所示。表D<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>上述示例膜在590nm的波长下产生的面内延迟(Rm)和面外延迟(Rth)值列于下表E中。表E<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>上述实施例中第二层的面外双折射率在-0.006(实施例3)到-0.016(实施例11)之间。通过以1.3的拉伸比和150。C的温度和单轴约束模式(S-l)对8(^mTAC膜进行拉伸制造一种对比膜。拉伸的TAC膜的Rm值为28nm,Rth值为-34nm(对应于-0.0005的面外双折射率)。这些值不足以向VA型LCD提供足够的补偿。上述实施例表明，包含聚碳酸酯薄层的复合膜可以达到约30-1OOnm的Rin值和-1OOnm到-160nm的R让值。这些值在可以实现VA型LCD的有效补偿的范围之内。Rin和Rth值可进一步通过改变双折射性第二层的厚度、拉伸温度、拉伸比和拉伸方式来调节。上述方法使得可以制造下面所述的多层补偿器。即，这些方法可以提供一种包含一或多个聚合物第一层和一或多个聚合物第二层的多层补偿器，其中所述第一层包含面外双折射率(Anth)不小于-0.005且不大于+0.005的聚合物，且所述第二层包含面外双折射率小于-0.005或大于+0.005的无定形聚合物。多层补偿器的总面内延迟(Rin)大于20nm,且多层补偿器的总面外延迟(Rth)小于-20nm或者大于+20nm。任选地，有两个或多个所述第一层和第二层是邻接的。优选地，第一层由面外双折射率(Anth)不小于-0.005且不大于+0.005的聚合物膜制成。这种聚合物的例子包括纤维素，如三乙酰基纤维素(TAC)、二醋酸纤维素、醋酸丁酸纤维素；环聚烯烃；丙烯酸；含氟基的聚芳基化物；以及本领域技术人员已知的其它聚合物。第二层的组合厚度优选地小于30微米，更优选地为1.0-10微米，进一步优选地为l-8微米。多层补偿器的总面内延迟(Rm)优选地在21nm-200nm之间，更优选地在25nm-150nm之间，进一步优选地在30nm-100nm之间。第一层和第二层的组合厚度优选地小于200微米，更优选地为40-150微米，进一步优选地为60-110微米。当多层补偿器的面外延迟(Rth)小于-20nm时，至少一个第二层包含在其主链内含有不可见发色团的无定形聚合物且其Tg满足110。C《Tg《180°C。该无定形聚合物可包含侧环脂族基团。例如，环脂族基团可以是选自环戊烷、环己烷、降冰片烯、六氢-4,7-亚甲基茚满-5-亚基、金刚烷以及具有针对至少一个氢原子的氟取代的前述任何物质中的至少一种。此外，无定形聚合物还可在主链上包含一种含乙烯基、羰基、酰胺、酰亚胺、酯、碳酸根、芳基、砜或偶氮基、苯基、萘基、联苯基、双酚或噻吩基的不可见发色团。特别是，聚碳酸酯是适合于第二层的聚合物。这些材料是一般但并非唯一地通过光气与一或多种二醇(例如双酚)反应制备的缩聚物<formula>formulaseeoriginaldocumentpage19</formula>适用于第二层的二醇结构的例子包括:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage20</formula>4,4'-亚降冰片基双酚<formula>formulaseeoriginaldocumentpage20</formula>4,4'-(2,2，-金钢烷二基)二酚<formula>formulaseeoriginaldocumentpage20</formula>4，4'-(六氢-4,7-亚曱基茚满-5-亚基)双紛<formula>formulaseeoriginaldocumentpage20</formula>4，4'-异亚丙基-2，2',6,6'-四氯双鼢<formula>formulaseeoriginaldocumentpage20</formula>4,4'-异亚丙基-2,2',6,6'-四溴双酸<formula>formulaseeoriginaldocumentpage20</formula>2,6-二羟基萘<formula>formulaseeoriginaldocumentpage20</formula>1,5-二羟基萘<formula>formulaseeoriginaldocumentpage20</formula>2，2-双(4-羟苯基)丙烷oGi.clco当多层补偿器的面外延迟(Rth)大于+20nm时，至少一个第二层包含在其主链外含有不可见发色团的无定形聚合物且其玻璃化转变温度(Tg)满足110。C《Tg《160°C。所述不可见发色团可包括羰基、酰胺、酰亚胺、酯、碳酸根、苯基、萘基、联苯基、双酚或噻吩基，或者杂环或碳环芳基。第二层的无定形聚合物可以在其主链外包含乙烯基、羰基、酰胺、酰亚胺、酯、碳酸根、芳基、砜或偶氮基。适合第二层的聚合物的例子包括聚(4-乙烯基苯酚)、聚(4-乙烯基联苯)、聚(N-乙烯基呼唑)、聚(曱基羧苯基曱基丙烯酰胺)、聚[(l-乙酰基吲唑-3-基羰基氧基)乙烯]、聚(苯二曱酰亚胺基乙烯)、聚(4-(l-羟基-l-曱基丙基)苯乙烯)、聚(2-羟曱基苯乙烯)、聚(2-二曱氨基羰基苯乙烯)、聚(2-苯氨基羰基苯乙烯)、聚(3-(4-联苯基)苯乙烯)、聚(4-(4-联苯基)苯乙烯)、聚(甲基丙烯酸4-氰基苯基酯)、聚(2,6-二氯苯乙烯)、聚(全氟笨乙烯)、聚(2,4-二异丙基苯乙烯)、聚(2，5-二异丙基苯乙烯)和聚(2，4,6-三曱基苯乙烯)或上述任意两种或多种物质的共聚物。下面给出了当多层补偿器的面外延迟(Rth)大于+20nm时第二层的一个具有相应无定形聚合物及其结构的具体实施例。下表F显示了拉伸比对多层光学补偿器的Rm和Rth的影响，其中所述多层光学补偿器包含、m厚的如上所述的聚(N-乙烯基。卡唑-共-苯乙烯)层，其中x二51mo1。/。，丫=4911101%[由在曱苯/二氯曱烷中的15%固体溶液涂覆],和2^m厚的聚氨酯[Sancure898]/聚酯[Eastek1100]混合物层(涂覆在80pm厚的TAC上)。聚(N-乙烯基咔唑-共-苯乙烯)，其中x=51mol%，y=49mol%,是一种正双折射性材料，即能产生正面外双折射率的聚合物。延迟在590nm的波长下用偏振椭圆率测量仪(M2000V型，J.A.WoollamCo.)测得。应当注意，尽管在这些实施例中所提到的面内延迟列出的都是正值，但它们与由前面实施例(实施例1-17)中所列负双折射性聚合物产生的面内延迟标记相反。也就是说，在这些实施例中较大的面内折射率垂直于拉伸方向。通过差示扫描量热法(DSC)测得此聚合物的Tg为147。C。这些实施例的多层薄膜是以与实施例1-17中的膜基本相同的方式制备的。表F<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>从表F可以看出，包含在第二层中的正双折射性聚合物可以在多层补偿器中产生正面外延迟，它对补偿IPS型LCD可能有用。表F所示膜的第二层的相应面外双折射率为从+0.013到+0.015。中。这种聚合物的例^^连同它们口相、应的玻璃化转变温度列在表G中。优选地，将那些Tg〈160。C的正双折射性聚合物用于本文所公开的装置和方法。所列聚合物的Tg和双折射率可以进一步通过改变组分共聚单体的相对化学组成来改变。表G<table>tableseeoriginaldocumentpage23</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage24</column></row><table>其它可用的第二层共聚单体可能包括例如丙烯酰胺、丙烯腈、乙烯基吡咯烷酮、丙烯酸丁酯和丙烯酸乙酯。下面将参考附图，其中在附图中对本发明的各个要素给出了数字标记，且其中对本发明进行了探讨以使本领域技术人员能制造和利用本发明。应当理解，未具体显示或描述的要素可以采取本领域技术人员已知的各种形式。图4A、图4B和图4C是本发明的示例多层光学补偿器的正视图，此多层光学补偿器包含一或多个面外双折射率(Anth)不小于-0.005或不大于+0.005的A聚合物层和一或多个面外双折射率小于-0.005或大于+0.005的8无定形聚合物层。在图4A的补偿器401的结构中，B层409位于A层407之上。A层407与B层409是邻接的。也可以具有两个位于一个A层411上的B层413、415，如图4B中的补偿器403。在另一种情形405,一个B层417夹在两个A层419、421之间。补偿器405可以例如通过将邻接的A421和B417层与单层的A419层压而形成。层压在B层417与A层419的界面处完成，根据层压的方法不同，417与419两个层可能邻接也可能不邻接。本领域技术人员还可设想更复杂的结构。在图5A所示的LCD501中，液晶盒503位于偏振器505与检偏器507之间。偏振器505的透射轴509与检偏器507的透射轴511以90士1(T的角彼此延伸，因此偏振器505与检偏器507被称为"正交偏振的"。在偏振器505与液晶盒503之间设置了一个多层光学补偿器512。也可将其放在液晶盒503与检偏器507之间。图5B所示的LCD513具有放置在液晶盒503两侧上的两个多层光学补偿器515、517。图5C显示了多层光学补偿器在反射型LCD519中的一个应用实施例。液晶盒503位于偏振器605与反射板521之间。在图中，标记609代表偏振器605的透射轴。如图所示，在此实施例中多层补偿器523设置在液晶盒503与偏振器605之间。不过，它也可以设置在反射板521与液晶盒503之间。与现有技术相比，上面所公开的实施方案避免了使用可能导致不希望有的着色或可能扩散到补偿器之外导致延迟损失和/或不希望有的化学性质的延迟增大剂，且不需要使用液晶化合物及其调准步骤，在相对薄(<200^011)的结构上提供了提高的光学补偿，且容易制造。部件目录101膜103膜平面201OFF态的VA液晶盒203ON态的VA液晶盒205液晶光轴207液晶盒基材209传播光的盒法线方向211传播光的斜向301OFF态的OCB液晶盒303ON态的OCB液晶盒305液晶光轴307盒中面309盒边界401多层光学补偿器403多层光学补偿器405多层光学补偿器407A层409B层411A层413B层415B层417B层419A层421A层25501LCD503液晶盒505偏振器507检偏器509偏振器的透射轴511检偏器的透射轴512多层光学补偿器513LCD515多层光学补偿器517多层光学补偿器519LCD521反射板523多层光学补偿器nxx方向的4斤射率nyy方向的折射率nzz方向的折射率△nth面外双折射率△nm面内双折射率d层或膜的厚度Rth面外延迟Rn面内延迟入波长Tg玻璃化转变温度权利要求1.一种多层补偿器，包括一或多个聚合第一层；和一或多个聚合第二层，其中所述第一层包含面外双折射率不小于-0.005且不大于+0.005的聚合物其中所述第二层包含面外双折射率小于-0.005或大于+0.005的无定形聚合物；其中所述多层补偿器的总面内延迟(Rin)幅度大于20nm，且所述多层补偿器的面外延迟(Rth)小于-20nm或者大于+20nm；和其中第二层的无定形聚合物的玻璃化转变温度(Tg)满足当多层补偿器的Rth小于-20nm时，110℃≤Tg≤180℃，而当多层补偿器的Rth大于+20nm时，110℃≤Tg≤160℃。2.根据权利要求l所述的多层补偿器，其中至少两个层是邻接的。3.根据权利要求l所述的多层补偿器，其中所有的第一和第二层都是邻接的。4.根据权利要求1所述的多层补偿器度小于30微米。5.根据权利要求l所述的多层补偿器度为1.0-10微米。6.根据权利要求l所述的多层补偿器度为l-8微米。7.根据权利要求l所述的多层补偿器面内延迟(Rm)在21-200nm之间。8.根据权利要求1所述的多层补偿器面内延迟(Rm)在25-150nm之间。9.根据权利要求l所述的多层补偿器面内延迟(R,n)在30-100nm之间。10.根据权利要求l所述的多层补偿器的组合厚度小于200微米。11.根据权利要求l所述的多层补偿器的组合厚度为40-150微米。其中所述第二层的组合厚其中所述第二层的组合厚其中所述第二层的组合厚其中所述多层补偿器的总其中所述多层补偿器的总其中所述多层补偿器的总其中所述第一层和第二层其中所述第一层和第二层12.根据权利要求l所述的多层补偿器，其中所述第一层和第二层的组合厚度为60-110微米。13.根据权利要求l所述的多层补偿器，其中所述多层补偿器的面外延迟(Rth)小于-20nm。14.根据权利要求13所述的多层补偿器，其中所述一或多个第二层的所述无定形聚合物在其主链内含有不可见发色团。15.根据权利要求14所述的多层补偿器，其中所述一或多个第二层的所述无定形聚合物包含侧环脂族基团。16.根据权利要求15所述的多层补偿器，其中所述环脂族基团是选自环戊烷、环己烷、降冰片烯、六氢-4，7-亚曱基茚满-5-亚基、金刚烷以及具有针对至少一个氬原子的氟取代的前述任何物质中的至少一种。17.根据权利要求13所述的多层补偿器，其中所述一或多个第二层的所述无定形聚合物在其主链上包含不可见发色团，所述不可见发色团包括乙烯基、羰基、酰胺、酰亚胺、酯、碳酸根、芳基、砜、苯基、萘基、联苯基、双酚、噻吩基或偶氮基。18.根据权利要求13所述的多层补偿器，其中所述一或多个第二层的所述无定形聚合物包含侧连到主链上的不可见发色团，所述不可见发色团包括乙烯基、羰基、酰胺、酰亚胺、酯、碳酸根、芳基、砜、苯基、萘基、联苯基、双酚、噻吩基或偶氮基。19.根据权利要求13所述的多层补偿器，其中至少一个第一层包含纤维素、丙烯酸、或烯烃聚合物、或含氟基的聚芳基化物。20.根据权利要求13所述的多层补偿器，其中至少一个第二层包含LEXAN131-112、MAKROLONDPI-1265、APEC1803、PANLITEAD5503、HYLEX、MAKROLON5705、LEXAN141-112之一。21.根据权利要求l所述的多层补偿器，其中所述多层补偿器的面外延迟(Rth)大于+20nm。22.根据权利要求21所述的多层补偿器，其中所述一或多个第二层的所述无定形聚合物在其主链外含有不可见发色团。23.根据权利要求21所述的多层补偿器，其中所述一或多个第二层的所述无定形聚合物在主链外包含乙烯基、羰基、酰胺、酰亚胺、酉旨、碳酸根、芳基、砜、偶氮基、苯基、萘基、联苯基、双酚、噻吩基或偶氮基。24.根据权利要求22所述的多层补偿器，其中所述不可见发色团包括羰基、酰胺、酰亚胺、酯、碳酸根、苯基、萘基、联苯基、双酚或p塞吩基。25.根据权利要求22所述的多层补偿器，其中所述不可见发色团包括杂环或碳环芳基。26.根据权利要求21所述的多层补偿器，其中所述一或多个第二层的所述无定形聚合物包括苯乙烯或其它含苯基、萘基或其它侧连在主聚合物链上的不可见发色团的乙烯基单体。27.根据权利要求26所述的多层补偿器，其中所述一或多个第一层的所述聚合物包括纤维素、丙烯酸、烯烂聚合物、或含氟基的聚芳基化物。28.根据权利要求27所述的多层补偿器，其中所述一或多个第一层的所述聚合物包括三乙酰基纤维素、二醋酸纤维素、醋酸丁酸纤维素、聚碳酸酯、含降冰片烯基的聚烯烃、聚苯乙烯或含氟基的聚芳基化物。29.根据权利要求21所述的多层补偿器，其中至少一个第二层包含聚(N-乙烯基。卡唑-共-苯乙烯)。30.—种液晶显示器，其包括液晶盒、在该盒每侧上设置一个的一对交叉的偏振器、和至少一个权利要求1的补偿器。31.根据权利要求30所述的液晶显示器，其中所述液晶盒是垂直配向盒、扭曲向列盒、面内切换型盒或光补偿的弯曲液晶盒。32.—种液晶显示器，其包括液晶盒、至少一个偏振器、反射板和至少一个权利要求l的补偿器。33.—种形成补偿器的方法，包括向含聚合物的一或多个第一层上涂覆或共浇铸一或多个含有在溶剂中的无定形聚合物的第二层；和同时拉伸第一层和第二层，其中所述一或多个第一层的所述聚合物的面外双折射率(Anth)不小于-0.005且不大于+0.005;其中所述一或多个第二层的所述无定形聚合物的面外双折射率或者小于-0.005或者大于+0.005;其中多层补偿器的总面内延迟(Rm)大于20nm，且多层补偿器的面外延迟(Rth)小于-20nm或者大于+20nm;和其中所述一或多个第二层的无定形聚合物的玻璃化转变温度(Tg)满足当多层补偿器的Rth小于-20nm时，110。C《Tg《180。C,而当多层补偿器的Rth大于+20nm时，110。C<Tg《160°C。34.根据权利要求33所述的方法，其中同时拉伸所述第一层和第二层是使用拉幅机完成的，其中所述第一层和第二层在其边缘处被柔性夹紧组件夹持，其使所述第一层和第二层在宽度方向扩张以诱导沿横向方向的取向。35.根据权利要求33所述的方法，其中同时拉伸所述第一层和第二层包括使所述第一层和第二层穿过两个以不同线速度旋转的相邻辊，所述第一层和第二层的边缘是自由或被约束的，以诱导沿加工方向取向。36.根据权利要求33所述的方法，其中沿加工方向和横向同时或顺序对所述第一层和第二层进行拉伸。37.根据权利要求33所述的方法，其中所述拉伸包括约束多层膜的至少两侧，并通过向所述第一层和第二层施加热来干燥所述第一层和第二层。38.根据权利要求33所述的方法，进一步包括干燥所述第一层和第二层以在施加热之前充分除去溶剂，然后拉伸所述第一层和第二层。39.根据权利要求33所述的方法，其中所述多层补偿器的面外延迟(Rth)小于-20nm。40.根据权利要求39所述的方法，其中所述一或多个第二层的所述无定形聚合物在其主链内含有不可见发色团。41.根据权利要求40所述的多层补偿器，其中所述一或多个第二层的所述无定形聚合物包含侧环脂族基团。42.根据权利要求41所述的多层补偿器，其中所述环脂族基团是选自环戊烷、环己烷、降冰片烯、六氬-4,7-亚曱基茚满-5-亚基、金刚烷以及具有针对至少一个氢原子的氟取代的前述任何物质中的至少一种。43.根据权利要求39所述的方法，其中所述一或多个第二层的所述无定形聚合物在其主链上包含不可见发色团，所述不可见发色团包括乙烯基、羰基、酰胺、酰亚胺、酯、碳酸根、芳基、砜、苯基、萘基、联苯基、双酚、噻吩基或偶氮基。44.根据权利要求39所述的方法，其中所述一或多个第二层的所述无定形聚合物包含侧连到主链上的不可见发色团，所述不可见发色团包括乙烯基、羰基、酰胺、酰亚胺、酯、碳酸根、芳基、砜、苯基、萘基、联苯基、双酚、噻吩基或偶氮基。45.根据权利要求44所述的方法，其中至少一个第一层包含纤维素、丙烯酸、或烯烃聚合物、或含氟基的聚芳基化物。46.根据权利要求39所述的方法，其中所述一或多个第二层包含LEXAN131-112、MAKROLONDPI-1265、APEC1803、PANLITEAD5503、HYLEX、MAKROLON5705、LEXAN141-112之一。47.根据权利要求33所述的方法，其中所述多层补偿器的面外延迟(Rth)大于+20nm。48.根据权利要求47所述的方法，其中所述一或多个第二层的所述无定形聚合物在其主链外含有不可见发色团。49.根据权利要求48所述的方法，其中所述一或多个第二层的所述无定形聚合物在主链中包含乙烯基、羰基、酰胺、酰亚胺、酯、碳酸根、芳基、砜、偶氮基、苯基、萘基、联苯基、双酚、或噻吩基。50.根据权利要求48所述的方法，其中所述不可见发色团包括羰基、酰胺、酰亚胺、酯、碳酸根、苯基、萘基、联苯基、双酚或噻吩基。51.根据权利要求48所述的方法，其中所述不可见发色团包括杂环或碳环芳基。52.根据权利要求48所述的方法，其中所述一或多个第二层的所述无定形聚合物包含侧连到主链上的不可见发色团。53.根据权利要求52所述的方法，其中至少一个第一层包含纤维素、丙烯酸、或烯烃聚合物、或含氟基的聚芳基化物。54.根据权利要求47所述的方法，其中至少一个第二层包含聚(N-乙烯基。卡唑-共-苯乙烯)。55.—种液晶显示器，其包括液晶盒、在该盒每侧上设置一个的一对交叉的偏振器、和至少一个由权利要求33的方法制造的补偿器。56.根据权利要求55所述的液晶显示器，其中所述液晶盒是垂直配向盒、扭曲向列盒、面内切换型盒或光补偿的弯曲液晶盒。57.—种液晶显示器，其包括液晶盒、至少一个偏振器、反射板和至少一个由权利要求33的方法制造的补偿器。58.根据权利要求57所述的液晶显示器，其中所述液晶盒是垂直配向盒、扭曲向列盒、面内切换型盒或光补偿的弯曲液晶盒。59.根据权利要求13所述的多层补偿器，其中所述第二层的所述无定形聚合物的Tg满足145。CXTg《180°C。60.根据权利要求13所述的多层补偿器，其中所述第二层的所述无定形聚合物的Tg满足140。C《Tg<180。C。61.根据权利要求21所述的多层补偿器，其中所述第二层的所述无定形聚合物的Tg满足M7。C<Tg《160°C。62.根据权利要求21所述的多层补偿器，其中所述第二层的所述无定形聚合物的Tg满足142。C《Tg《160°C。63.根据权利要求39所述的方法，其中所述第二层的所述无定形聚合物的Tg满足145。C《Tg<180°C。64.根据权利要求39所述的方法，其中所述第二层的所述无定形聚合物的Tg满足145。C《Tg《180°C。65.根据权利要求47所述的方法，其中所述第二层的所述无定形聚合物的Tg满足147。C《Tg《160°C。66.根据权利要求47所述的方法，其中所述第二层的所述无定形聚合物的Tg满足142。C《Tg<160°C。全文摘要一种包含一或多个聚合第一层和一或多个聚合第二层的多层补偿器。所述第一层包含面外双折射率在-0.005和+0.005之间的聚合物。所述第二层包含面外双折射率小于-0.005或大于+0.005的无定形聚合物。多层补偿器的总面内延迟大于20nm，且面外延迟小于-20nm或者大于+20nm。第二层的无定形聚合物的玻璃化转变温度(T_g)满足当多层补偿器的R_th小于-20nm时110℃＜T_g＜180℃，而当多层补偿器的R_th大于+20nm时100℃＜T_g＜160℃。文档编号G02B5/30GK101365969SQ200680022450公开日2009年2月11日申请日期2006年6月19日优先权日2005年6月23日发明者D·B·贝利,J·A·哈梅施米德,J·F·埃曼,J·格里纳,Y·劳申请人:日东电工株式会社