[发明专利]透明聚合物薄膜及其制备方法和包括该薄膜的延迟薄膜、偏振器和液晶显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种透明聚合物薄膜及其制备方法，所述透明聚合物薄膜具有光学各向异性并且能够直接粘附到偏振薄膜上，并提供了一种包括该透明聚合物薄膜的延迟薄膜、偏振器和液晶显示装置。

背景技术

通常纤维素酯、聚酯、聚碳酸酯、环烯烃聚合物、乙烯基聚合物或聚酰亚胺的聚合物薄膜用于卤化银照相材料、延迟薄膜、偏振器和图象显示装置。由这些聚合物可以制成在表面光滑度和均匀度方面更优异的薄膜，因此这些聚合物广泛地用于光学薄膜。

其中，具有适当透湿度的纤维素酯薄膜可以在线操作直接粘附到最流行的由聚乙烯醇(PVA)/碘形成的偏振薄膜上。因此，纤维素酰化物，特别是乙酸纤维素广泛地用作偏振器的保护薄膜。

另一方面，当将透明聚合物薄膜用于光学用途，例如，用于延迟薄膜、延迟薄膜的载体、偏振器的保护薄膜和液晶显示装置时，对它们的光学各向异性的控制是决定显示装置的性能(例如，可见度)的一个极其重要的元素。最近需要扩大液晶显示装置的视角，因此需要改善装置的延迟补偿，为此希望适当控制设置在偏振薄膜和液晶元件之间的延迟薄膜的平面内延迟值Re(可以将其简称为Re)和厚度方向延迟值Rth(可以将其简称为Rth)。具体地说，由于不容易制备具有负Rth的透明聚合物薄膜，因此希望以简单方式制备它们。

为了制备具有负Rth的透明聚合物薄膜，公开了一种在用作载体的各向同性透明聚合物薄膜上形成垂直取向的液晶层的方法(例如，参见JP-A-6-331826)，但是该方法存在的问题是其制备过程复杂，并且由于取向和薄膜厚度的不匀性引起延迟波动，使得生产率降低。

为了制备具有负Rth的透明聚合物薄膜，还公开了一种连续制备方法，包括将热收缩薄膜粘附到透明聚合物薄膜上，然后将其热拉伸，之后剥离该热收缩薄膜(例如，参见JP-A-5-157911和JP-A-2000-231016)。这些文献的实施例显示，按照该方法制得的聚碳酸酯薄膜具有负Rth。然而，该方法存在的问题在于它消耗大量热收缩薄膜并且制得的薄膜的质量(例如，延迟值，慢轴方向)不均匀。这些问题对高弹性的聚合物例如纤维素酯和亲水聚合物特别严重。

为了制备具有负Rth的透明聚合物薄膜，还公开了一种使用乙酰基取代度高的纤维素酯薄膜的方法(例如，参见JP-A-2005-120352)。根据该方法，可以获得具有适当的透湿度的薄膜，但是该方法存在的问题在于聚合物溶解所需的能量大并且制得的薄膜不具有足够的Re。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种透明聚合物薄膜，它具有适当的透湿度并具有大的Re和负Rth，其延迟值和慢轴方向的波动小，并且提供了一种该薄膜的制备方法。本发明的另一目的是提供一种包括本发明的透明聚合物薄膜的延迟薄膜，并提供了一种将本发明的透明聚合物薄膜直接粘附到偏振薄膜上制备的偏振器，作为延迟薄膜、延迟薄膜的载体或偏振器的保护薄膜，因此能够呈现优异的光学性能。本发明的再一目的是提供一种包括该薄膜或该偏振器的高可靠性的液晶显示装置。

这些问题可以通过以下手段解决：

(1)一种透明聚合物薄膜，满足下式(I)和(II)，并且以厚度为80μm的薄膜为基础计算，40℃和相对湿度90％下的透湿度为至少100g/(m²·天)：

(I)：Re≥15

(II)：Rth≤-7.5

其中Re和Rth各自分别代表在波长632.8nm下的平面内和厚度方向的延迟值(单位：nm)。

(2)(1)所述的透明聚合物薄膜，其厚度为20μm-180μm。

(3)(1)或(2)所述的透明聚合物薄膜，其具有单层结构。

(4)(1)至(3)任一项所述的透明聚合物薄膜，其浊度最大为3％。

(5)(1)至(4)任一项所述的透明聚合物薄膜，其中该聚合物包括纤维素酰化物作为主要成分。

(6)(5)所述的透明聚合物薄膜，其中所述纤维素酰化物是乙酸纤维素。

(7)一种延迟薄膜，包括至少一个如(1)至(6)任一项所述的透明聚合物薄膜。

(8)(7)所述的延迟薄膜，其中Re≥30nm且|Rth|≤15nm。

(9)一种偏振器，包括(1)至(6)任一项所述的透明聚合物薄膜和/或(7)或(8)所述的延迟薄膜中的至少一种。

(10)(9)所述的偏振器，其中所述透明聚合物薄膜直接粘附到偏振薄膜上。