制備熱塑性膜的方法

專利名稱：制備熱塑性膜的方法
技術領域：
本發明涉及熱塑性膜的制備方法，特別是涉及用于液晶顯示器的熱塑性膜的制備方法。

背景技術：
常規地，熱塑性膜被拉伸以出現面內延遲(Re)和厚度方向延遲(Rth)，并且被用作液晶顯示元件的相位差膜，以增大視角。
作為拉伸這種類型的熱塑性膜的方法，已知的有在縱向方向上拉伸的方法(縱向拉伸)，在橫向(寬度)方向上拉伸的方法(橫向拉伸)，和在縱向和橫向方向上同時拉伸的方法(連續雙軸拉伸)。
這些中，在連續雙軸拉伸中，將膜加熱至比玻璃化轉變溫度(Tg)高的溫度，并且在出口側的一對軋輥的輸送速度比在入口側的軋輥的輸送速度高，從而在縱向方向上拉伸膜。然后，使用拉幅機，將膜通過在用夾具固定其兩個邊緣的情況下加熱而在寬度方向上拉伸。如果在拉幅機中進料膜之前在寬度方向上在膜表面上繪制直線，則在拉伸處理之后，該直線在拉幅機中變形為朝向膜運行方向的凹形。此現象稱作弧狀彎曲(bowing)，并且已知是使物理性質在寬度方向上不均勻的因素。
出現弧狀彎曲現象的原因在于與由夾具固定的膜的邊緣相比，膜的中間部分較少受到夾具的束縛，因此，在連續拉伸的過程中出現延遲。同樣，在同時雙軸拉伸中，如同上述情況，在橫向擴大膜的寬度時通常發生弧狀彎曲。
為了消除此問題，提出了各種防止措施。例如，在日本專利申請公開4-74635中提出了在拉伸步驟和熱固化步驟之間插入冷卻步驟。根據日本專利申請公開4-74635，可以將弧狀彎曲的出現減少到一定的程度。


發明內容
但是，在由日本專利申請公開4-74635中提出的方法制造的膜中，其Re和Rth值太小，以致于不能適宜地用作將要被結合入液晶顯示器中的相位差片，而且弧狀彎曲太大，并且Re，Rth和取向的均勻性不夠。因而，日本專利申請公開4-74635中所述的膜作為液晶顯示器的延遲膜的應用存在引起液晶顯示屏幕中不均勻性的問題。
本發明是鑒于上述問題作出的；因此其主要目的在于提供一種制備熱塑性膜的方法及由其制備的熱塑性膜，該方法可以提高通過拉伸獲得的熱塑性膜的光學性質。
為了實現所述的目的，本發明的第一方面是一種制備熱塑性膜的方法，該方法包括在寬度方向上拉伸熱塑性膜的拉伸步驟，其中在所述的拉伸步驟中，連續地進行拉伸所述熱塑性膜的拉伸處理、在比玻璃化轉變溫度Tg低的溫度冷卻所拉伸的熱塑性膜的冷卻處理和在Tg以上的溫度熱松弛所冷卻的熱塑性膜的熱松弛處理。
在深入研究上述問題之后，本發明的發明人發現在用于制備熱塑性膜的常規方法中，在將熱塑性膜保持在等于或高于Tc(結晶溫度)的溫度以使樹脂結晶并且在拉伸處理和冷卻處理之后接著進行的熱固化處理，顯著地降低已經由拉伸處理增大的Re和Rth值，不利地影響弧狀彎曲的出現并且對于尺寸穩定效果較小。本發明人還發現在拉伸處理和冷卻處理之后接著進行熱松弛處理有助于提高Re和Rth值、改善弧狀彎曲的出現和尺寸穩定性。
根據本發明的第一方面，將拉伸的膜在沒有熱固化處理的情況下冷卻并且進行熱松弛處理，以消除膜中的應變，由此可以抑制Re，Rth值的降低和弧狀彎曲的出現，并且可以改善尺寸穩定性。
本發明的第二方面是根據本發明第一方面所述的制備熱塑性膜的方法，其特征在于，在L1表示在其中進行拉伸處理的拉伸區在所述熱塑性膜的運行方向上的長度并且L2表示在其中進行冷卻處理的冷卻區在所述熱塑性膜的運行方向上的長度的情況下，L2/L1為0.2以上且20以下。允許L2/L1落入上述范圍可以更加有效地抑制弧狀彎曲的出現。
本發明的第三方面是根據本發明第一或第二方面所述的制備熱塑性膜的方法，其特征在于，所述的熱松弛處理使所述熱塑性膜的寬度收縮0至30％。本發明中，優選使所述膜的寬度收縮0至30％的熱松弛處理。本文所用的術語″熱松弛″是指松弛膜中應變的處理，并且包括不改變膜的寬度(0％)的處理。但是，在熱松弛使膜的寬度收縮時，收縮度優選大于0％且小于等于30％。
本發明的第四方面是根據本發明第一至第三方面中任何一方面所述的制備熱塑性膜的方法，其特征在于，在已經進行所述熱松弛處理的熱塑性膜中，在將其于60℃和90％rh保持24小時之后，尺寸變化的百分比在在寬度方向上和在長度方向上都為±1％以下。根據本發明，可以制備其尺寸變化的百分比如上所述那么小的熱塑性膜。
本發明的第五方面是根據本發明第一至第四方面中任何一方面所述的制備熱塑性膜的方法，其特征在于，所述熱塑性膜是飽和降冰片烯膜。
本發明的第六方面是根據本發明第一至第四方面中任何一方面所述的制備熱塑性膜的方法，其特征在于，所述熱塑性膜是使用酰化纖維素樹脂形成的酰化纖維素膜。
本發明的第七方面是根據本發明第六方面所述的制備熱塑性膜的方法，其特征在于，所述酰化纖維素樹脂是這樣的其酰化基團的取代度滿足下列表達式 2.0≤A+B≤3.0 0≤A≤2.0 1.2≤B≤2.9 其中A表示乙酰基的取代度，并且B表示丙酰基、丁酰基、戊酰基和己酰基的取代度之和。其酰化基團滿足這樣取代度的酰化纖維素膜的特征在于，低熔點、拉伸的容易性和優異的耐濕性，因此可以得到作為功能膜如液晶顯示器用延遲膜勝任的酰化纖維素膜。
本發明的第八方面是根據本發明第一至第七方面中任何一方面所述的制備熱塑性膜的方法，其特征在于，在固定所述熱塑性膜在寬度方向上的邊緣的同時進行所述的拉伸處理，以得到1至2.5(1和2.5都包括)倍的寬度。根據本發明，特別地，在將熱塑性膜在由夾具等固定其邊緣的情況下拉伸1至2.5(1和2.5都包括)倍時，可以更加有效地抑制弧狀彎曲的出現。
根據本發明，將熱塑性膜拉伸并且冷卻，接著熱松弛而不熱固化處理，以消除膜中的應變，由此可以抑制Re，Rth值的降低和弧狀彎曲的出現，并且可以改善尺寸穩定性。
附圖簡述

圖1是顯示本發明采用的膜制造裝置的構造的方框示意圖； 圖2是顯示擠出機的構造的示意圖； 圖3是顯示橫向拉伸部的構造的示意圖； 圖4A是本發明作用的圖示； 圖4B是本發明作用的圖示；和 圖5是本發明實施例的圖示。
符號描述 10...膜制造裝置，12...酰化纖維素膜，14...膜形成部，16...縱向拉伸部，18...橫向拉伸部，20...卷繞部，22...擠出機，24...模頭，26...鼓，T1...預熱區，T2...橫向拉伸區，T3...冷卻區，T4...熱松弛區 實施本發明的最佳方式 以下，根據附圖，將描述根據本發明用于制備熱塑性膜的方法和由該方法制備的熱塑性膜的優選實施方案。注意，本實施方案顯示制備作為熱塑性膜的酰化纖維素膜的實例，但是本發明不限于此，并且可以將飽和降冰片烯樹脂、聚碳酸酯樹脂等用于制備。
圖1顯示用于制備熱塑性膜的裝置的示意性構造的一個實例。如圖1中所示，膜制造裝置10主要由以下組成膜形成部14，在此形成拉伸之前的酰化纖維素膜12；縱向拉伸部16和橫向拉伸部18，在此將在膜形成部14中形成的酰化纖維素膜12分別縱向和橫向地拉伸；和卷繞部20，在此將已經拉伸的酰化纖維素膜12卷繞。
膜形成部14中，將在擠出機22中的熔化的酰化纖維素樹脂從模頭24中擠出以呈片材的形式，并且流延到旋轉鼓26上。將熔融的樹脂在鼓26的表面上冷卻和固化，以制備酰化纖維素膜12。將酰化纖維素膜從鼓26上剝離，依次進料入縱向拉伸部16和橫向拉伸部18，在此將其拉伸，并且在卷繞部20中卷繞成卷。通過這些步驟，制造出拉伸的酰化纖維素膜12。下面，將詳細描述各個部。
圖2顯示膜形成部14中的擠出機22的構造。如圖中所示，在擠出機22的機筒32中，安置由螺桿軸34和安裝在其上的螺棱36組成的單軸螺桿38，并且由圖中未示出的電動機使單軸螺桿38旋轉。
在機筒32的供給口40上，安裝有圖中未示出的料斗。將酰化纖維素樹脂從料斗中通過供給口40進料到機筒32中。
機筒32由以下部分，以從供給口40開始的如下順序組成供給部(由A所示的區域)，用于輸送恒定量從供給口40供給的酰化纖維素樹脂；壓縮部(由B所示的區域)，用于捏合和壓縮酰化纖維素樹脂；和測量部(由C所示的區域)，用于測量捏合和壓縮的酰化纖維素樹脂。將由擠出機22熔融的酰化纖維素樹脂連續地從排放口42進料到模頭24。
將擠出機22的螺桿壓縮比設置為2.5至4.5，并且將L/D設置為20至50。本文中，螺桿壓縮比是指供給部A與測量部C的體積比，即，供給部A每單位長度的體積/測量部C每單位長度的體積。它是通過使用供給部A的螺桿軸34的外徑d1、測量部C的螺桿軸34的外徑d2、供給部A的空間直徑a1和測量部C的空間直徑a2而計算的。此外，L/D是圖2中的機筒長度(L)與機筒內徑(D)的比率。此外，將擠出溫度設置為190至240℃。在擠出機22中的溫度超過240℃時，應當在擠出機22和模頭24之間安置冷卻裝置(未示出)。
擠出機22可以是單螺桿擠出機或雙螺桿擠出機。但是，在螺桿壓縮比低于2.5時，則產品未得到完全捏合，從而產生不溶性部分，或由于小的剪切熱量生成而使晶體不充分熔化。因此，在生產后，細晶容易殘留在酰化纖維素膜中，并且還使得氣泡容易結合在其中。在拉伸酰化纖維素膜12時，殘留的晶體抑制拉伸性能，從而不能充分地增大膜的取向。相反，在螺桿壓縮比大于4.5并且太大時，施加過量的剪切應力并且產生熱量，導致樹脂容易劣化。所制備的酰化纖維素膜容易顯示黃化。此外，過量剪切應力的施加使分子分裂，因此分子量降低，導致膜的機械強度差。因此，為了使由本發明的方法制備的酰化纖維素膜不容易顯示黃化和由拉伸引起破裂，螺桿壓縮比優選在2.5至4.5的范圍內，更優選在2.8至4.2的范圍內，并且再更優選在3.0至4.0范圍內。
此外，在L/D低于20并且太小時，與壓縮比小的情況同樣的方式，發生不充分的熔化或捏合，并且細晶容易殘留在制備的酰化纖維素膜中。相反，在L/D大于50并且太大時，酰化纖維素樹脂在擠出機22中的停留時間變得太長，導致樹脂容易劣化。長的停留時間引起分子分裂，因此分子量降低，導致膜的機械強度差。為了使由本發明的方法制備的酰化纖維素膜不容易顯示黃化和由拉伸引起破裂，L/D優選在20至50范圍內，更優選在22至45范圍內，并且再更優選在24至40范圍內。
此外，在擠出溫度低于190℃并且太低時，晶體熔化不充分并且細晶容易殘留在制備的酰化纖維素膜中。在拉伸酰化纖維素膜時，殘留的晶體抑制拉伸性能，由此不允許充分地增大膜的取向。相反，在擠出溫度高于240℃并且太高時，酰化纖維素樹脂劣化并且黃度(YI值)惡化。因此，為了使由本發明的方法制備的酰化纖維素膜不容易顯示黃化和由拉伸引起破裂，擠出溫度優選在190℃至240℃范圍內，更優選在195℃至235℃范圍內，并且再更優選在200℃至230℃范圍內。
使用具有上述結構的擠出機22，將酰化纖維素樹脂熔融，并且將熔融的樹脂連續地供給到模頭24中，且以片狀從圖1中所示的模頭24的尖端(下端)排出。將排出的熔融樹脂流延到鼓26上，在鼓26的表面上冷卻和固化，并且從鼓26的表面上剝離，以制備酰化纖維素膜12。將由此形成的酰化纖維素膜12以如下順序進料到縱向拉伸部16和橫向拉伸部18中。
下面，將描述拉伸在膜形成部14中形成的酰化纖維素膜12以得到拉伸的酰化纖維素膜12的拉伸步驟。
將酰化纖維素膜12拉伸，使得在酰化纖維素膜12中的分子取向，從而允許面內延遲(Re)和厚度方向延遲(Rth)出現。由下列等式得到延遲Re，Rth Re(nm)＝|n(MD)-n(TD)|×T(nm) Rth(nm)＝|{n(MD)+n(TD)/2}-n(TH)|×T(nm) 在等式中，n(MD)，n(TD)和n(TH)表示沿膜的縱向方向，寬度方向和厚度方向的折射率，并且T表示單位為nm的厚度。
如圖1中所示，將酰化纖維素膜12首先在縱向拉伸部16中縱向拉伸。在縱向拉伸部16中，將酰化纖維素膜12預熱，并且將預熱的酰化纖維素膜12圍繞兩對軋輥28，30纏繞。在出口側的軋輥30以比在進口側的軋輥28的運送速度高的運送速度運送酰化纖維素膜12，由此縱向拉伸酰化纖維素膜12。
縱向拉伸部16中的預熱溫度優選為(Tg-40℃)以上且(Tg+60℃)以下，更優選(Tg-20℃)以上且(Tg+40℃)以下，并且再更優選Tg以上且(Tg+30℃)以下。縱向拉伸部16中的拉伸溫度優選為Tg以上且(Tg+60℃)以下，更優選(Tg+2℃)以上且(Tg+40℃)以下，并且再更優選(Tg+5℃)以上且(Tg+30℃)以下。縱向拉伸中的拉伸比率優選為1.01以上且3以下，更優選1.05以上且2.5以下，并且再更優選1.1以上且2以下。
將已經縱向拉伸的酰化纖維素膜12進料到橫向拉伸部18中，在此將其在寬度方向上拉伸。橫向拉伸部18中，例如，優選使用拉幅機。將酰化纖維素膜12在拉幅機中在其在寬度方向上的兩個邊緣由夾具固定的情況下橫向拉伸。此橫向拉伸進一步增大延遲Rth。
圖3是顯示橫向拉伸部18的區構造的示意圖。橫向拉伸部18由用擋風簾44分開的多個區組成，并且可以用熱空氣等控制每個區的溫度。所述的區包括從進口側向出口側，預熱區T1，在此酰化纖維素膜12在進行橫向拉伸前進行預熱處理；橫向拉伸區T2，在此酰化纖維素膜12進行橫向拉伸；冷卻區T3，在此將進行了橫向拉伸的酰化纖維素膜12進行冷卻處理；和熱松弛區T4，在此酰化纖維素膜12進行松弛處理。
酰化纖維素膜12在其在寬度方向上的兩個邊緣由夾具(圖中未示出)固定的情況下從進口側運動。并且將酰化纖維素膜12首先在預熱區T1中預熱。預熱區T1的區溫度(預熱溫度)優選為(Tg-20℃)以上且(Tg+80℃)以下，更優選(Tg-5℃)以上且(Tg+40℃)以下，并且再更優選Tg以上且(Tg+30℃)以下。
將已經在預熱區T1中預熱的酰化纖維素膜12移動到橫向拉伸區T2。在橫向拉伸區T2中，通過增大固定膜在寬度方向上的兩個邊緣的夾具之間的距離，允許酰化纖維素膜12進行橫向拉伸處理。橫向拉伸區T2的區溫度(拉伸溫度)優選為(Tg-10℃)以上且(Tg+50℃)以下，更優選(Tg-5℃)以上且(Tg+40℃)以下，并且再更優選Tg以上且(Tg+30℃)以下。橫向拉伸處理中的拉伸比率優選為1.0以上且2.5以下，更優選1.05以上且2.3以下，并且再更優選1.1以上且2以下。
將已經在橫向拉伸區T2中進行橫向拉伸的酰化纖維素膜12在冷卻區T3中冷卻。在冷卻區T3中，在酰化纖維素膜12在橫向拉伸區T2中進行橫向拉伸之后立即將其冷卻可以有效地抑制弧狀彎曲的出現。冷卻區T3的溫度優選低于Tg，更優選(Tg-50℃)以上且(Tg-2℃)以下，并且再更優選(Tg-30℃)以上且(Tg-5℃)以下。設置冷卻區T3使得在L2表示酰化纖維素膜12在運行方向上的長度并且L1表示橫向拉伸區T2的長度的情況下，比率L2/L1為0.2以上且20以下。如果L2/L1小于0.2，降低了冷卻區的弧狀彎曲抑制效果，由此不能可靠地抑制弧狀彎曲。相反，如果L2/L1大于20，使得裝置的尺寸大，此外，不能預期弧狀彎曲抑制效果的改善。因此，允許L2/L1為0.2以上且20以下使得可以得到冷卻區T3有效的弧狀彎曲抑制效果。
將已經在冷卻區T3中冷卻的酰化纖維素膜12移動到熱松弛區T4。在熱松弛區T4中，將膜在允許處于熱松狀態下的同時進行熱處理，由此除去在酰化纖維素膜12中的殘余應力或應變分量。熱松弛區T4的溫度優選為Tg以上，更優選Tg以上且(Tg+50℃)以下，并且再更優選Tg以上且(Tg+30℃)以下。熱松弛處理中，酰化纖維素膜12在寬度方向上的收縮度優選為0％以上且30％以下，更優選高于0％和20％以下，并且再更優選0.1至15％。本發明中，術語″熱松弛″是指″通過將膜進行熱處理(優選在放松膜的張力的條件下)而除去(松弛)膜中的應力或應變的步驟″，并且其含義不同于″熱固化″的含義，即″通過在等于或高于結晶溫度的溫度，在保持拉伸時設置的拉伸比率或通過粘合使膜拉緊的條件下，熱處理膜而加速膜的結晶的步驟″。
下面，將描述如上所形成的橫向拉伸部18的功能。
圖4A和4B是本發明功能的圖示。圖4A顯示本發明中出現弧狀彎曲的狀態，而圖4B顯示比較例中出現弧狀彎曲的狀態，在比較例中，在冷卻區T3和熱松弛區T4之間安置熱固化區，以進行熱固化處理。
如圖4B中所示，在比較例中，在橫向拉伸區T2中在早期階段出現的凸起弧狀彎曲的程度在冷卻區T3中得到減小。但是，在比較例中，由于熱固化處理是在冷卻處理之后并且在熱松弛處理之前進行的，所以弧狀彎曲的程度增大并且值Re，Rth減小。因此，在比較例的酰化纖維素膜12中，在寬度方向上出現取向角分布，并且由于取向角分布和小的Re，Rth值，比較例的膜不適宜用作光學應用用的高功能膜。
相反，在本發明的實施例中，如圖4A中所示，將酰化纖維素膜12在冷卻區T3中冷卻處理之后接著并且立即在熱松弛區T4中進行熱松弛處理。由熱松弛處理，酰化纖維素膜12在寬度方向上進行0至30％的熱收縮，由此除去在酰化纖維素膜12中的殘余應力或應變。
酰化纖維素膜12在冷卻處理之后立即進行熱松弛處理使得可以除去酰化纖維素膜12中的殘余應力或應變，而沒有降低膜的Re，Rth，同時保持弧狀彎曲的程度小，由此改善膜的尺寸穩定性。因此，可以將酰化纖維素膜12在寬度方向上和在長度方向上的尺寸變化的百分比在熱松弛區T4(條件溫度60℃，濕度90％，保持時間24小時)的出口都保持在±1％以內。
如上所述，橫向和縱向拉伸處理提供拉伸的酰化纖維素12，在所述的拉伸的酰化纖維素12中，出現了延遲Re，Rth。在拉伸的酰化纖維素膜12中，優選Re為0nm以上且500nm以下，更優選10nm以上且400nm以下，并且再更優選15nm以上且500nm以下，并且Rth為30nm以上且500nm以下，更優選50nm以上且400nm以下，并且再更優選70nm以上且350nm以下。更優選酰化纖維素膜12滿足Re≤Rth，并且再更優選Re×2≤Rth。為了實現高的Rth和低的Re，優選將已經進行縱向拉伸的酰化纖維素膜12橫向拉伸(在寬度方向上)。原因在于由于面內延遲(Re)的差值是在長度方向上的取向和在寬度方向上的取向之間的差值，不僅在縱向方向上而且在垂直于縱向方向的橫向方向上拉伸酰化纖維素膜12降低了在長度方向上的取向和在寬度方向上的取向之間的差值，由此降低平面取向(Re)。另一方面，不僅縱向而且橫向拉伸酰化纖維素膜12提高了面積比率，由此厚度方向上的取向隨著厚度的減小而增大，導致Rth的增大。
優選將Re，Rth隨著在寬度方向上和在長度方向上的位置的變化的變化保持為5％以下，更優選4％以下，并且再更優選3％以下。優選取向角為90°±5°以下或0°±5°以下，更優選90°±3°以下或0°±3°以下，并且再更優選90°±1°以下或0°±1°以下。如果在這些條件下進行如同本發明的拉伸處理，則可以減小弧狀彎曲的程度。優選弧狀彎曲形變為10％以下，更優選5％以下，并且再更優選3％以下。弧狀彎曲形變是通過將在將膜進料到拉幅機中之前的膜表面上在寬度方向上繪制的直線的偏離量除以酰化纖維素膜12的寬度而得到的，它是由于該線在拉伸處理完成后形變為凹形而在酰化纖維素膜12的中間部分中引起的。
將已經進行拉伸處理的酰化纖維素膜12在圖1的卷繞部20中卷繞成卷。
下面，將按照順序詳細描述適宜于本發明中使用的酰化纖維素樹脂、用于形成拉伸之前的酰化纖維素膜12的膜形成工藝和用于加工酰化纖維素膜12的方法。
(酰化纖維素樹脂) 本發明中使用的酰化纖維素優選具有下列特性 其中酰化基團滿足下列取代度的酰化纖維素膜(A表示乙酰基的取代度，并且B表示丙酰基、丁酰基、戊酰基和己酰基的取代度之和) 2.5≤A+B＜3.0 1.25≤B＜3 優選地，在丙酰基占B的1/2以上時，酰化基團滿足下列取代度 2.6≤A+B≤2.95 2.0≤B≤2.95 并且在丙酰基占B的小于1/2時，酰化基團滿足下列取代度 2.6≤A+B≤2.95 1.3≤B≤2.5 更優選地，在丙酰基占B的1/2以上時，酰化基團滿足下列取代度 2.7≤A+B≤2.95 2.4≤B≤2.9 并且在丙酰基占B的小于1/2時，酰化基團滿足下列取代度 2.7≤A+B≤2.95 1.3≤B≤2.0。
本發明的特征在于，減少酰基中乙酰基的取代度，并且增加丙酰基、丁酰基、戊酰基和己酰基的取代度之和。這可以降低拉伸之后隨著時間的Re和Rth的變化。此外，這允許這些比乙酰基長的基團以更多的量存在于膜中，由此可以得到撓性改善并且拉伸性能提高的膜。因此，在進行拉伸時，幾乎不干擾酰化纖維素分子的取向，這減小了由此出現的Re和Rth的臨時變化。但是，如果酰基長于上述的基團，這是不優選的，因為玻璃化轉變溫度(Tg)和彈性模量受到太大的降低。因此，優選長于乙酰基的丙酰基、丁酰基、戊酰基和己酰基，更優選丙酰基和丁酰基，并且再更優選丁酰基。
這種酰化纖維素的合成方法的基本原理描述于Migita等，″MokuzaiKagaku(Chemistry of Wood Material)″，第180-190頁(由Kyoritsu Shuppan股份有限公司出版，1968)。典型的合成方法是使用羧酸酐、乙酸和硫酸催化劑的液相醋化方法。具體地，將纖維素材料如棉絨或木漿用適宜量的乙酸進行預處理，然后傾倒入預先冷卻的羧化混合物中進行酯化，由此合成出完全的酰化纖維素(在2-、3-和6-位的酰基取代度之和為約3.00)。上述的羧化混合物通常含有作為溶劑的乙酸、作為酯化劑的羧酸酐和作為催化劑的硫酸。相對于與羧酸酐反應的纖維素和體系中存在的水的總量，羧酸酐通常以化學計量過量的量使用。在酰化反應完成后，將中和劑(例如，鈣、鎂、鐵、鋁或鋅的碳酸鹽、乙酸鹽或氧化物)的水溶液加入到體系中，以使殘留在體系中的過量羧酸酐水解，并且中和殘留在體系中的部分酯化催化劑。然后，將獲得的完全酰化纖維素在少量乙酰化反應催化劑(通常是殘留的硫酸)存在下保持于50至90℃，所以應當將酰化纖維素皂化、熟化并且由此轉化為具有需要的酰基取代度和聚合度的酰化纖維素。在得到需要的酰化纖維素時，在如上所述用例如中和劑完全中和殘留在體系中的催化劑之后或在沒有這樣的中和的情況下，將酰化纖維素溶液傾倒入水或稀硫酸中(或將水或稀硫酸傾倒入酰化纖維素溶液中)，以分離酰化纖維素。將得到的產物洗滌并且進行穩定化處理，得到酰化纖維素。
本發明中優選使用的酰化纖維素的聚合度按粘均聚合度計為200至700，優選250至550，更優選250至400，并且特別優選250至350。粘均聚合度可以由Uda等的特性粘度方法(Kazuo Uda，Hideo SaitoJournalof the Society of Fiber Science，Vol.18，No.1，105-120，1962)確定。詳細內容描述于日本專利申請公開9-95538中。
還可以通過除去低分子量成分調節粘均聚合度。除去低分子量成分是有用的，因為與普通的酰化纖維素的粘度相比，它使粘度低，盡管它增大平均分子量(聚合度)。通過用適宜的有機溶劑洗滌酰化纖維素，可以除去低分子量成分。還可以由聚合方法調節分子量。例如在制備含有更少量的低分子量成分的酰化纖維素時，相對于100重量份的纖維素，優選調節在氧化反應中的硫酸催化劑的量為0.5至25質量份。如果硫酸催化劑的量落入上述范圍，可以合成分子量分布方面優選(分子量分布均勻)的酰化纖維素。
在本發明中優選使用的酰化纖維素中，優選重均分子量Mw與數均分子量Mn的比率為1.5至5.5，更優選2.0至5.0，特別優選2.5至5.0，并且最優選3.0至5.0。
這些酰化纖維素可以單獨使用，或者以兩種以上的混合物的形式使用。還可以使用其中適宜地混合有不同于酰化纖維素的高分子量成分的酰化纖維素。作為被混合入酰化纖維素中的高分子量成分，優選與纖維素酯高度相容的那些高分子量成分。并且優選被混合入酰化纖維素中的高分子量成分允許得到的膜的透光度為80％以上，更優選90％以上，并且再更優選92％以上。
本發明中，優選加入增塑劑，原因在于它可以降低Re，Rth隨著時間的變化。降低Re，Rth隨著時間的變化的原因在于，增塑劑的加入使酰化纖維素是疏水性的，由此可以抑制由水吸收引起的酰化纖維素分子拉伸取向的松弛。增塑劑的實例包括烷基鄰苯二甲酰基甘醇酸烷基酯；磷酸酯；和羧酸酯。
烷基鄰苯二甲酰基甘醇酸烷基酯的實例包括甲基鄰苯二甲酰基甘醇酸甲酯、乙基鄰苯二甲酰基甘醇酸乙酯、丙基鄰苯二甲酰基甘醇酸丙酯、丁基鄰苯二甲酰基甘醇酸丁酯、辛基鄰苯二甲酰基甘醇酸辛酯、甲基鄰苯二甲酰基甘醇酸乙酯、乙基鄰苯二甲酰基甘醇酸甲酯、乙基鄰苯二甲酰基甘醇酸丙酯、甲基鄰苯二甲酰基甘醇酸丁酯、乙基鄰苯二甲酰基甘醇酸丁酯、丁基鄰苯二甲酰基甘醇酸甲酯、丁基鄰苯二甲酰基甘醇酸乙酯、丙基鄰苯二甲酰基甘醇酸丁酯、丁基鄰苯二甲酰基甘醇酸丙酯、甲基鄰苯二甲酰基甘醇酸辛酯、乙基鄰苯二甲酰基甘醇酸辛酯、辛基鄰苯二甲酰基甘醇酸甲酯和辛基鄰苯二甲酰基甘醇酸乙酯。
磷酸酯的實例包括磷酸三苯酯、磷酸三甲苯(tricresil)酯和磷酸苯基二苯酯。優選地，使用在國際專利申請的國家公布6-501040的第三至第七方面中所述的磷酸酯增塑劑。
羧酸酯的實例包括鄰苯二甲酸酯如鄰苯二甲酸二甲酯、鄰苯二甲酸二乙酯、鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯和鄰苯二甲酸二乙基己酯；檸檬酸酯如檸檬酸乙酰基三甲酯、檸檬酸乙酰基三乙酯和檸檬酸乙酰基三丁酯；和己二酸酯如己二酸二甲酯、己二酸二丁酯、己二酸二異丁酯、己二酸二(2-乙基己)酯、己二酸二異癸酯和二(二甘醇己二酸丁酯)。優選地，將油酸丁酯、乙酰蓖麻酸丁酯、癸二酸二丁酯或三醋精單獨使用，或者將其與其它增塑劑組合使用。
優選地，增塑劑在酰化纖維素膜中的含量為0重量％以上且20重量％以下，更優選1重量％以上且20重量％以下，并且再更優選2重量％以上且15重量％以下。根據情形，可以使用兩種以上的這些增塑劑。
除了增塑劑，還可以加入各種添加劑(例如，UV保護劑，劣化抑制劑，光學各向異性控制劑，細粒，IR吸收劑，表面活性劑和氣味捕獲劑(例如，胺))。作為IR吸收劑，可以使用的是在日本專利申請公開2001-194522中提及的那些IR吸收劑，并且作為UV保護劑，可以使用的是在日本專利申請公開2001-151901中提及的那些UV保護劑，并且它們優選以酰化纖維素的0.001質量％至5質量％的量被結合。作為細粒，優選使用平均粒子尺寸為5至3000nm的那些細粒，并且可以使用由金屬氧化物或交聯聚合物組成的那些細粒。細粒優選以酰化纖維素的0.001質量％至5質量％的量被結合。優選地，劣化抑制劑在酰化纖維素中的含量為0.0001至2質量％。作為光學各向異性控制劑，可以使用在日本專利申請公開2003-66230和2002-49128中提及的那些光學各向異性控制劑。光學各向異性控制劑優選以酰化纖維素的0.1質量％至15質量％的量被結合。
(熔體流延膜形成) (1)干燥 酰化纖維素樹脂可以以粉末的形式使用，但是優選以粒料的形式使用以降低在形成膜時的厚度波動。
將酰化纖維素樹脂的水含量調節至優選1％以下，更優選0.5％以下，再更優選0.1％以下，然后投料入料斗中。在此情況下，將料斗的溫度調節至優選Tg-50℃至Tg+30℃，更優選Tg-40℃至Tg+10℃，再更優選Tg-30℃至Tg的溫度。因此，可以抑制在料斗中的濕氣再吸附，并且可以更加容易地確保上述干燥的效率。此外，優選將脫水空氣或惰性氣體(例如氮氣)吹送入料斗中。
(2)捏合擠出 在190℃至240℃，更優選195℃至235℃，再更優選200℃至230℃的溫度進行捏合熔化。在此情形下，熔化溫度可以處于一定的水平，或者可以通過分成幾個水平而受到控制。捏合時間優選為2分鐘至60分鐘，更優選3分鐘至40分鐘，特別優選4分鐘至30分鐘。此外，還優選在將惰性流(例如氮氣)吹送入擠出機的內部或通過使用配備有通風口的擠出機進行抽風的同時，進行捏合熔化。
(3)流延 將熔融的酰化纖維素樹脂引入齒輪泵，并且在除去擠出機中的脈動后，過濾通過金屬網過濾器，然后以片材的形式通過安裝在過濾器之后的T型模頭擠出到冷卻鼓上。擠出可以以單層進行或可以使用多歧管模頭或供料頭模頭以多層進行。在此情況下，通過控制模唇的開口，可以調節在橫向方向上的厚度不均勻性。
然后，將得到的產品擠出到冷卻鼓上。在此操作中，優選使用諸如靜電涂敷、氣刀、氣室、真空噴嘴或觸輥方法的方法改善熔體擠出的片材與冷卻鼓的粘附。可以將這樣的粘附改善方法應用到熔體擠出片材的整個表面或其部分表面(例如，僅兩個邊緣)上。
冷卻鼓和能夠用拉伸的狀態運行的環形金屬帶的溫度優選為60℃至160℃，更優選70℃至150℃，再更優選80℃至140℃。然后，將擠出的片材從冷卻輥上剝離，引入到軋輥之間并且進入拉幅機中，然后卷取。卷取速度優選為10m/min至100m/min，更優選15m/min至80m/min，再更優選20m/min至70m/min。
成膜寬度優選為1m至5m，更優選1.2m至4m，再更優選1.3m至3m。由此得到的未拉伸酰化纖維素膜的厚度優選為30μm至400μm，更優選40μm至300μm，再更優選50μm至200μm。
將由此得到的酰化纖維素膜12優選在兩端修整，并且由卷繞機一次卷繞。可以將修整物通過將其進行粉碎處理并且需要時，進行粒化處理或解聚和重新聚合的處理而重新用作制備同種的酰化纖維素膜或不同種的酰化纖維素膜的材料。鑒于防止刮擦，還優選在卷繞之前在膜的至少一個表面上提供層壓膜(lamifilm)。
由此得到的酰化纖維素膜的玻璃化轉變溫度(Tg)優選為70℃至180℃，更優選80℃至160℃，再更優選90℃至150℃。
(酰化纖維素膜的加工) 將由上述方法形成的酰化纖維素膜由上述方法單軸或雙軸拉伸，以制備拉伸的酰化纖維素膜。其可以單獨使用，或者可以在其上提供液晶層、折射率控制層(低折射層)或硬涂層之后與偏振片組合使用。可以由下面解釋的步驟提供這些構件。
(1)表面處理 可以對酰化纖維素膜進行表面處理，以改善對各種功能層(例如，底涂層和背面層)的粘附。例如，可以使用輝光放電處理、UV線輻照處理、電暈處理、火焰處理、或用酸或堿的處理。輝光放電處理可以是使用在10-3至10-20托的低壓氣體下產生的低溫等離子體的等離子體處理，或者可以是在大氣壓下的等離子體處理。產生等離子體的氣體是在上述條件下產生等離子體的氣體，并且其實例包括氬，氦，氖，氪，氙，氮，二氧化碳，氟烴(flons)如四氟甲烷及它們的混合物。對它們的詳細描述給于Journal ofTechnical Disclosure(Kogi No.2001-1745，由Japan Institute of Invention andInnovation于2001年3月15日出版)的第30至32頁。此外，近年來已經受到關注的在大氣壓下的等離子體處理采用例如，在10至1,000Kev下20至500Kgy的輻照能，更優選在30至500Kev下20至300Kgy的輻射能。這些中，特別優選堿皂化處理。
可以通過浸漬于皂化溶液(浸漬方法)或通過涂布皂化溶液(涂布方法)，進行堿皂化處理。在浸漬方法的情況下，可以通過如下步驟進行處理使膜通過在槽中pH為10至14并且加熱至20℃至80℃的NaOH，KOH等的水溶液0.1至10分鐘，然后中和，用水洗滌和干燥。
在涂布方法的情況下，可以采用浸涂法、幕涂層、擠涂法、棒涂法或E-型涂布法。作為被用于堿皂化處理的涂布溶液的溶劑，優選選擇這樣的溶劑，其對于皂化液涂敷到透明支持體上具有良好的濕潤性能并且可以在透明支持體的表面上不形成不均勻性的情況下保持良好的表面狀態。具體地，優選醇溶劑，特別優選異丙醇。還可以使用表面活性劑的水溶液作為溶劑。被用于堿皂化處理的涂布溶液中的堿優選是溶解于上述溶劑中的堿，并且特別優選KOH和NaOH。用于皂化處理的涂布溶液的pH優選為10以上，更優選12以上。在室溫，用于堿皂化的反應時間優選為1秒至5分鐘，更優選5秒至5分鐘，特別優選20秒至3分鐘。在堿皂化反應完成后，優選將涂布有皂化溶液的表面用水洗滌，或用酸洗滌，然后用水洗滌。還可以將采用涂布方法皂化處理和稍后描述的取向膜的涂敷連續地進行，這有助于減少步驟數量。這些皂化方法具體地描述于例如日本專利申請公開2002-82226和國際專利公布的國家公布02/46809。
還優選提供用于粘附到功能層上的底涂層。該底涂層可以通過在上述面處理之后涂布提供或可以在沒有表面處理的情況下提供。底涂層的詳細描述給于Journal of Technical Disclosure(Kogi No.2001-1745，由JapanInstitute of Invention and Innovation于2001年3月15日出版)的第32頁。
表面處理和底涂步驟可以在成膜工藝的最后階段提供，并且可以獨立地進行，或者在稍后描述的提供功能層的步驟過程中提供。
(2)提供功能層 優選將由上述方法形成的酰化纖維素膜與功能層組合，所述的功能層詳細描述于Journal of Technical Disclosure(Kogi No.2001-1745，由JapanInstitute of Invention and Innovation于2001年3月15日出版)的第32至45頁。這些中，優選提供偏振層(以形成偏振片)，提供光學補償層(以形成光學補償膜)和提供抗反射層(以形成抗反射膜)。
(A)提供偏振膜(偏振片的制備) (A-1)所使用的材料 目前，商購的偏振層通常是通過如下步驟制備的將拉伸的聚合物浸漬在保留槽中的碘或二色性染料的溶液中，以使碘或二色性染料滲透入粘合劑中。作為偏振膜，可以使用由Optiva有限公司制備的涂布偏振膜為代表的涂布偏振膜。偏振膜中的碘和二色性染料在粘合劑中被取向，以顯示它們的偏振能力。作為二色性染料，使用偶氮染料，1，2-二苯乙烯染料，吡唑啉酮染料，三苯基甲烷染料，喹啉染料，噁嗪染料，噻嗪染料或蒽醌染料。優選二色性染料是水溶性的。二色性染料優選具有親水性取代基(例如磺基、氨基或羥基)。其實例包括在Journal of Technical Disclosure(KogiNo.2001-1745，于2001年3月15日出版，第58頁)中所述的那些化合物。
作為被用于偏振膜的粘合劑，其本身可以引起交聯的聚合物和可以用交聯劑交聯的聚合物都可以使用，并且可以使用它們的許多組合。粘合劑包括甲基丙烯酸酯共聚物，苯乙烯共聚物，取烯烴，聚乙烯醇和改性聚乙烯醇，聚(N-羥甲基丙烯酰胺)，聚酯，聚酰亞胺，乙酸乙烯酯共聚物，羧甲基纖維素和聚碳酸酯，它們描述于例如日本專利申請公開8-338913第
段。還可以將硅烷偶聯劑用作聚合物。作為被用于偏振膜的聚合物，優選水溶性聚合物(例如，聚(N-羥甲基丙烯酰胺)，羧甲基纖維素，明膠，聚乙烯醇和改性聚乙烯醇)。更優選明膠，聚乙烯醇和改性聚乙烯醇，并且再更優選聚乙烯醇和改性聚乙烯醇。特別優選使用聚合度彼此不同的兩種聚乙烯醇或改性聚乙烯醇。聚乙烯醇的皂化度優選為70至100％，更優選80至100％。聚乙烯醇的聚合物優選為100至5,000。作為改性聚乙烯醇，對它的描述給于日本專利申請公開8-338913，9-152509和9-316127中。可以將聚乙烯醇和改性聚乙烯醇組合其兩種以上使用。
粘合劑厚度的下限優選為10μm。考慮液晶顯示器的漏光，粘合劑的厚度越小越優選，并且其上限優選等于或小于目前商購的偏振片的厚度(約30μm)，更優選等于或小于25μm，特別優選等于或小于20μm。
可以將被用于偏振膜的粘合劑交聯。可以將具有可交聯官能團的聚合物或單體與粘合劑混合物，并且可以將可交聯官能團給予粘合劑聚合物本身。可以由光、熱或pH的變化引起交聯，以形成具有交聯結構的粘合劑。作為交聯劑，描述給于美國再頒專利23297。而且，可以將硼化合物(例如，硼酸或硼砂)用作交聯劑。基于粘合劑的重量，用于粘合劑的交聯劑的加入量優選為0.1至20質量％。聚合物的交聯用來改善作為偏振元件的取向性能和偏振膜的耐濕性和耐熱性。
在交聯反應完成時未反應的交聯劑的量優選為1.0質量％以下，更優選0.5質量％以下。這樣的量用來改善耐候性。
(A-2)偏振層的拉伸 優選將偏振膜在拉伸(拉伸方法)或摩擦(摩擦方法)之后用碘或二色性染料染色。
在拉伸方法的情況下，拉伸比率優選為2.5至30.0倍，更優選3.0至10.0倍。可以通過在空氣中的干式拉伸，進行拉伸。此外，可以以被浸漬于水中的狀態采用濕式拉伸。在干式拉伸中的拉伸比率優選為2.5至5.0倍，并且在濕式拉伸中的拉伸比率優選為3.0至10.0倍。拉伸可以在平行于MD方向的方向上進行(平行拉伸)或在傾斜方向上進行(傾斜拉伸)。可以由一個拉伸程序或由多個拉伸程序完成這樣的拉伸。幾個拉伸程序的拉伸起到即使以更高的拉伸比率也更加均勻地拉伸的作用。
a)平行方向上的拉伸方法 將PVA膜在拉伸之前溶脹。溶脹比率(溶脹之后的重量比溶脹之前的重量)為1.2至2.0倍。然后，在水性介質浴或在含有溶解于其中的二色性物質的染色浴中，在15℃至50℃，特別是17℃至40℃的浴溫，將膜在連續地輸送通過導輥等的同時拉伸。可通過使用兩對軋輥夾住膜，在后一位置的軋輥的輸送速度高于在前一位置的軋輥的輸送速度的情況下，進行拉伸。拉伸比率基于拉伸后的長度/初始長度的比率(以下相同)，并且鑒于上述操作效果，拉伸比率優選為1.2至3.5倍，特別優選為1.5至3.0倍。然后，將膜在50℃至90℃的溫度干燥，得到偏振膜。
b)傾斜方向上的拉伸方法 作為此方法，可以采用在日本專利申請公開2002-86554中所述的、通過使用在傾斜方向上懸掛的拉幅機而在傾斜方向上拉伸的方法。由于在空氣中進行此拉伸，必須在拉伸之前結合水。水含量優選為5％至100％，更優選10％至100％。
拉伸時的溫度優選為40℃至90℃，更優選50℃至80℃。濕度優選為50％rh至100％rh，更優選70％rh至100％rh，再更優選80％rh至100％rh。在縱向方向的移動速度優選等于或高于1m/min，更優選等于或高于3m/min。在拉伸完成后，將膜在50℃至100℃，優選60℃至90℃的溫度干燥0.5分鐘至10分鐘，更優選1分鐘至5分鐘的時期。
由此得到的偏振膜的吸收軸優選為10°至80°，更優選30°至60°，再更優選基本上為45°(40°至50°)。
(A-3)層壓 將皂化的酰化纖維素膜和拉伸的偏振層彼此層壓，以制備偏振片。優選進行層壓，使得輸送酰化纖維素膜的方向和偏振層的拉伸軸方向之間的角度變為45°。
對用于層壓的粘結劑沒有特別限制，并且其實例包括PVA-基樹脂(包括具有乙酰乙酸基(acetacetyl)，磺酸基，羧酸基或氧化烯基的改性PVA)和含硼化合物的水溶液。它們中，優選PVA-基樹脂。粘結劑層的干燥厚度優選為0.01μm至10μm，特別優選0.05μm至5μm。
至于由此得到的偏振片的透光度和偏振度，越高越優選。偏振片對于波長為550nm的光的透光度在優選30％至50％，更優選35％至50％，最優選40％至50％的范圍內。對于波長為550nm的光的偏振度在優選90％至100％，更優選95％至100％，最優選99％至100％的范圍內。
此外，可以將由此得到的偏振片層壓到λ/4波片上，以產生圓形偏振光。在此情況下，進行層壓，使得λ/4波片的慢軸和偏振片的吸收軸之間的角度變為45°。對λ/4波片沒有特別限制，但是其優選具有這樣的波長相關性，使得在波長變得越短時，延遲變得越小。此外，優選使用包含偏振膜和光學各向異性層的λ/4波片，所述的偏振膜具有相對于縱向方向傾斜20°至70°的角度的吸收軸，并且所述的光學各向異性層包含液晶化合物。
(B)提供光學補償層(光學補償片的制備) 光學各向異性層是用于補償在液晶顯示器中安置的液晶元件中的液晶化合物在顯示黑色時的層，并且可以通過在酰化纖維素膜上形成取向膜并且還通過在取向膜上添加光學補償層而形成的。
(B-1)取向膜 將取向膜安置在表面處理過的酰化纖維素膜上。取向膜具有決定液晶分子取向方向的功能。但是，在液晶化合物的取向狀態在該化合物取向后被固定時，作為本發明的構成元件，取向膜不是必須的，因為已經履行了它的功能。即，可以只將在取向膜上具有固定取向狀態的光學各向異性層轉移到偏振器，從而制備本發明的偏振片。可以通過如下方法提供取向膜例如有機化合物(優選聚合物)的摩擦處理、無機化合物的傾斜真空沉積、具有微型凹槽的層的形成或由Langmuir-Blodgett方法的有機化合物(例如，ω-二十三酸，二(十八烷基甲基氯化銨或硬脂酸甲酯)的累積(LB膜)。此外，已知這樣的取向膜，在向其施加磁場或電場時或在它們用光輻照時，產生它們的取向功能。
優選通過聚合物的的摩擦處理形成取向膜。被用于取向膜的聚合物原則上具有能夠取向液晶分子的分子結構。
本發明中，除了取向液晶分子的功能外，優選將具有可交聯官能團(例如雙鍵)的側鏈結合到主鏈上，或將具有取向液晶分子功能的可交聯官能團引入到聚合物的側鏈中。
作為被用于取向膜的聚合物，可以使用其本身可以引起交聯的聚合物和可以用交聯劑交聯的聚合物中的任何一種，并且可以使用它們的許多組合。聚合物的實例包括甲基丙烯酸酯共聚物，苯乙烯共聚物，聚烯烴，聚乙烯醇和改性聚乙烯醇，聚(N-羥甲基丙烯酰胺)，聚酯，聚酰亞胺，乙酸乙烯酯基共聚物，羧甲基纖維素和聚碳酸酯，它們描述于例如日本專利申請公開8-338913第
段。還可以將硅烷偶聯劑用作聚合物。作為被用于取向膜的聚合物，優選水溶性聚合物(例如，聚(N-羥甲基丙烯酰胺)，羧甲基纖維素，明膠，聚乙烯醇和改性聚乙烯醇)，并且更優選明膠，聚乙烯醇和改性聚乙烯醇。最優選聚乙烯醇和改性聚乙烯醇。特別優選組合使用聚合度彼此不同的兩種聚乙烯醇或改性聚乙烯醇。聚乙烯醇的皂化度優選為70至100％，更優選80至100％。聚乙烯醇的聚合物優選為100至5,000。
具有取向液晶分子功能的側鏈通常具有作為官能團的疏水基團。官能團的具體種類根據液晶分子和必需的取向狀態而確定。例如，可以通過由共聚的改性、由鏈轉移的改性或由嵌段聚合的改性，引入用于改性聚乙烯醇的改性基團。改性基團的實例包括親水性基團(例如，羧酸基，磺酸基，膦酸基，氨基，銨基，酰胺基或硫醇基)，具有10至100個碳原子的烴基，氟原子取代的烴基，硫醚基，可聚合基團(例如，不飽和可聚合基團，環氧基或氮丙啶基)和烷氧基甲硅烷基(例如，三烷氧基，二烷氧基或單烷氧基)。這些改性聚乙烯醇化合物的具體實例包括在例如日本專利申請公開2000-155216第
至
段和日本專利申請公開2002-62426第
至
段中所述的那些化合物。
取向膜的聚合物和在光學各向異性層中含有的多官能單體可以通過如下的方法彼此共聚使具有可交聯官能團的側鏈結合到取向膜聚合物的主鏈，或將可交聯官能團引入到具有取向液晶分子功能的側鏈。結果，在取向膜聚合物和取向膜聚合物之間并且在多官能單體和取向膜聚合物之間以及在多官能單體和多官能單體之間形成強的共價鍵合。因此，通過將可交聯官能團引入到取向膜聚合物中，可以顯著改善光學補償片的強度。
取向膜聚合物的可交聯官能團優選含有與多官能單體相同的可聚合基團。其具體實例包括在例如日本專利申請公開2000-155216第
至
段中描述的那些可交聯官能團。除了上述可交聯官能團外，還可以使用交聯劑來交聯取向膜聚合物。
交聯劑的實例包括醛、N-羥甲基化合物、二噁烷衍生物、能夠通過活化羧基而起交聯劑作用的化合物、活性乙烯基化合物、含活性鹵素化合物、異噁唑類和二醛淀粉。兩種以上的交聯劑可以將其組合使用。其具體實例包括在例如日本專利申請公開2002-62426第
至
段中所述的那些化合物。優選高度活性的醛，特別是戊二醛。
基于所述的聚合物，交聯劑的加入量優選為0.1至20質量％，更優選0.5至15質量％。交聯后殘留在取向膜中的未反應的交聯劑的量優選等于或小于1.0質量％，更優選等于或小于0.5質量％。即使在將取向膜在液晶顯示器中長時間使用或在高溫和高濕的氣氛中長時間放置時，這樣的量也確保不引起網狀物的足夠耐久性。
基本上可以通過如下方法形成取向膜將含有作為用于形成取向膜的材料的上述聚合物和交聯劑的涂布溶液涂布在透明支持體上，在加熱下干燥(以交聯)，然后進行摩擦處理。如上所述，可以在透明支持體上涂布所述的涂布溶液之后的任何階段進行交聯反應。在使用水溶性聚合物如聚乙烯醇作為取向膜-形成材料的情況下，優選通過使用具有抗泡沫功能的有機溶劑(例如，甲醇)和水的混合物作為溶劑，制備涂布溶液。水∶甲醇的混合比率優選為0∶100至99∶1，更優選0∶100至91∶9。因此，防止泡沫的生成，并且可以顯著減少取向膜的缺陷，并且還可以顯著減少光學各向異性層表面的缺陷。
作為用于取向膜的涂布方法，優選旋涂法，浸涂法，幕涂法，擠涂法，棒涂法或輥涂法，其中特別優選棒涂法。取向膜的干燥厚度優選為0.1至10μm。可以在20℃至110℃的溫度進行加熱下的干燥。為了形成充分的交聯，溫度優選為60℃至100℃，更優選80℃至100℃。干燥時間可以為1分鐘至36小時，并且優選為1分鐘至30分鐘。優選將pH優選設置到對于使用的交聯劑最佳的水平。在使用戊二醛的情況下，pH為4.5至5.5，并且它優選為5.0。
將取向膜安置在透明支持體上或上述的底涂層上。可以通過如上所述交聯聚合物層，然后對其表面進行摩擦處理，得到取向膜。
作為摩擦處理，可以使用作為取向LCD的液晶的方法而廣泛使用的處理方法。即，可以使用在一定方向上，通過使用紙、紗布(gauge)、氈、橡膠、尼龍纖維或聚酯纖維摩擦取向膜的表面而取向的方法。通常，通過使用均勻地植入均勻長度和厚度的纖維的布重復摩擦幾次，進行摩擦處理。
在工業規模上進行的情況下，通過使具有偏振層的膜在輸送該膜的同時與旋轉摩擦輥接觸，可以進行摩擦處理。摩擦輥的圓度，圓柱度和偏差(偏心率)優選都為30μm或更小。膜相對于摩擦輥的包角優選為0.1至90°。但是，如日本專利申請公開8-160430中所述，還可以通過卷繞360°以上進行穩定的摩擦處理。膜輸送速度優選為1m/min至100m/min。至于摩擦角，優選在0°至60°的范圍內選擇適宜的摩擦角。在用于液晶顯示器的情況下，該角度優選為40°至50°，其中特別優選45°。
由此得到的取向膜優選的厚度優選在0.1μm至10μm范圍內。
接著，在取向膜上取向光學各向異性層的液晶分子。然后，需要時，通過使取向膜聚合物與光學各向異性層中含有的多官能單體反應，或通過使用交聯劑，使取向膜聚合物交聯。
在光學各向異性層中使用的液晶分子包括棒狀液晶分子和碟形液晶分子。棒狀液晶分子和碟形液晶分子可以是高分子液晶或低分子液晶。此外，它們包括已經使低分子液晶分子交聯從而失去液晶性能的那些。
(B-2)棒狀液晶分子 優選使用的棒狀液晶分子的實例包括偶氮甲堿類，氧化偶氮類，氰基聯苯類，氰基苯基酯類，苯甲酸酯類，環己烷羧酸苯基酯類，氰基苯基環己烷類，氰基-取代的苯基嘧啶類，烷氧基-取代的苯基嘧啶類，苯基二噁烷類，二苯乙炔類(tolans)和鏈烯基環己基芐腈類。
棒狀液晶分子還包括金屬配合物。也可以將在其重復單元中包括棒狀液晶分子的液晶聚合物用作棒狀液晶分子。換言之，棒狀液晶分子可以結合到(液晶)聚合物上。
棒狀液晶分子描述于Kikan Kagaku Sosetsu(Survey of Chemistry，Quarterly)，Vol.22，Chemistry of Liquid Crystal(1994)，由The ChemicalSociety of Japan編輯，第4，7和11章和Handbook of Liquid Crystal Devices，由142th Committee of Japan Society for the Promotion of Science編輯，第3章。
棒狀液晶分子的雙折射指數優選為在0.001至0.7范圍內。為了使取向狀態固定，優選棒狀液晶分子具有可聚合基團。至于這樣的可聚合基團，優選可自由基聚合的不飽和基團或可陽離子聚合的基團。這些可聚合基團的具體實例包括在日本專利申請公開2002-62427第
至
欄中所述的可聚合基團和可聚合液晶化合物。
(B-3)碟形液晶分子 碟形液晶分子包括在C.Destrade等，Mol.Cryst.Vol.71，111(1981)的研究報告中所述的苯衍生物；在C.Destrade等，Mol.Cryst.Vol.122，141(1985)和Physics lett，A，Vol.78，82(1990)的研究報告中所述的truxene衍生物；在B.Kohne等，Angew.Chem.Vol.96，70(1984)的研究報告中所述的環己烷衍生物；和在J.M.Lehn等，J.Chem.Commun.，1794(1985)的研究報告中和在J.Zhang等，L.Am.Chem.Soc.Vol.116，2655(1994)的研究報告中所述的氮雜冠或苯基乙炔大環類。
碟形液晶分子還包括具有這樣結構的液晶化合物，在該結構中，直鏈烷基，烷氧基和取代的苯甲酰氧基被徑向地取代，成為在分子中心的母核的側鏈。優選地，所述的化合物是這樣的，即它們的分子或分子群具有旋轉對稱性，并且它們可以提供具有固定取向的光學各向異性層。由碟形液晶分子形成的光學各向異性層的最后狀態中，在光學各向異性層中含有的化合物不必須是碟形液晶分子。最后狀態的光學各向異性層還含有這樣的化合物，它們最初是具有在熱或光的條件下具有活性的基團的低分子量碟形液晶分子，但是由熱或光進行聚合或交聯，從而變成更高分子量的分子并且失去它們的液晶性。優選的碟形液晶分子的實例描述于日本專利申請公開8-50206。并且，碟形液晶分子聚合的詳細內容描述于日本專利申請公開8-27284。
為了通過聚合固定碟形液晶分子，必須將作為取代基的可聚合基團結合至碟形液晶分子的碟核中。優選使用這樣的化合物，在該化合物中，它們的碟核和可聚合基團通過連接基團而相互結合。采用這些化合物，取向狀態在聚合反應過程中得以保持。這些化合物的實例包括在日本專利申請公開2000-155216第
至
欄中所述的那些化合物。
在雜取向中，碟形液晶分子的長軸(碟平面)和偏振膜的平面之間的角度在光學各向異性層的深度上，隨著離偏振膜平面距離的增大而增大或減小。優選地，角度隨著距離的增大而減小。角度的可能變化包括連續增大，連續減小，間歇增大，間歇減小，同時包括連續增大和連續減小的變化，和包括增大和減小的間歇變化。間歇變化包括傾角不變化的在厚度上的中間的區域。即使變化包括角度不變化的區域，也是無關緊要的，只要角度整體上增大或減小即可。優選地，角度連續地變化。
通常，在偏振膜側的碟形液晶分子的長軸的平均方向可以通過以下方法調節選擇碟形液晶分子的類型或取向膜用的材料，或選擇摩擦處理的方法。另一方面，通常，在表面側(在空氣側)的碟形液晶分子的長軸(碟平面)的方向可以通過以下方法調節選擇碟形液晶分子的類型或與碟形液晶分子一起使用的添加劑的類型。與碟形液晶分子一起使用的添加劑的實例包括增塑劑，表面活性劑，可聚合單體和聚合物。在長軸方向上，取向的變化程度也可以如上述情況一樣，通過選擇液晶分子的類型和添加劑的類型來調節。
(B-4)光學補償層的其它組成 與上述液晶分子一起使用增塑劑，表面活性劑，可聚合單體等使得可以改善涂布膜的均勻性，膜的強度和液晶分子的取向。優選地，這些添加劑與液晶分子是相容性，并且它們可以改變液晶分子的傾角，或不抑制液晶分子的取向。
可應用的可聚合單體的實例包括可自由基聚合或可陽離子聚合的化合物。優選的是可自由基聚合多官能單體，它們可以與上述含可聚合基團的液晶化合物共聚。具體實例是在于日本專利申請公開2002-296423第
至
欄描述的那些。上述化合物的加入量通常在碟形液晶分子的1至50質量％范圍內，并且優選在5至30質量％范圍內。
表面活性劑的實例包括傳統已知的化合物；但是，特別優選氟化合物。氟化合物的具體實例包括在日本專利申請公開2001-330725第
至
欄中所述的化合物。
優選地，與碟形液晶分子一起使用的聚合物可以改變碟形液晶分子的傾角。
可應用的聚合物的實例包括纖維素酯。優選的纖維素酯的實例包括在日本專利申請公開2000-155216第
欄中所述的那些。為了不抑制液晶分子的取向，上述聚合物的加入量優選在液晶分子的0.1至10質量％范圍內，并且更在0.1至8質量％范圍內。
碟形液晶分子的碟形向列液晶相-固相轉變溫度優選為70至300℃，并且更優選70至170℃。
(B-5)光學各向異性層的形成 用含有液晶分子，必要時含有聚合引發劑或稍后描述的任何其它成分的涂布液涂布取向膜的表面，可以形成光學各向異性層。
作為用于制備涂布液的溶劑，優選使用有機溶劑。可應用的有機溶劑的實例包括酰胺(例如N，N-二甲基甲酰胺)；亞砜(例如二甲亞砜)；雜環化合物(例如吡啶)；烴(例如苯，環己烷)；烷基鹵(例如氯仿，二氯甲烷，四氯乙烷)；酯(例如乙酸甲酯，乙酸丁酯)；酮(例如丙酮，甲基乙基酮)；和醚(例如四氫呋喃，1，2-二甲氧基乙烷)。優選使用烷基鹵和酮。可以組合使用兩種或更多種有機溶劑。
可以由已知方法(例如線棒涂布，擠涂，直接照相凹板涂布，反式照相凹板涂布或模涂法)涂覆這樣的涂布液。
光學各向異性層的厚度優選為0.1至20μm，更優選0.5至15μm，并且最優選1至10μm。
(B-6)液晶分子取向狀態的固定 可以保持并且固定取向液晶分子的取向狀態。優選地，通過聚合進行固定。聚合類型包括使用熱聚合引發劑的熱聚合和使用光聚合引發劑的光聚合。對于固定，優選使用光聚合。
光聚合引發劑的實例包括α-羰基化合物(描述于美國專利2367661和2367670)；偶姻醚(描述于美國專利2448828)；α-烴取代的芳族偶姻化合物(美國專利2722512)；多核醌化合物(描述于美國專利3046127和2951758)；三芳基咪唑二聚體和對氨基苯基酮的組合(描述于美國專利3549367)；吖啶和吩嗪化合物(描述于日本專利申請公開60-105667和美國專利4239850)；和噁二唑化合物(描述于美國專利4212970)。
光聚合引發劑的使用量優選為在涂布液固含量的0.01至20質量％范圍內，并且更優選在0.5至5質量％范圍內。
優選使用紫外光進行液晶分子聚合的光輻照。
輻照能優選在20mJ/cm2至50J/cm2，更優選20至5000mJ/cm2，并且再更優選100至800mJ/cm2范圍內。為了促進光聚合，可以在加熱下進行光輻照。
可以在光學各向異性層的表面上安置保護層。
也優選將光學補償膜與偏振層組合。具體地，通過用上述光學各向異性層用涂布液涂布偏振膜的表面，在偏振膜上形成光學各向異性層。結果，可以在偏振膜和光學各向異性層之間不使用聚合物膜的情況下，制備薄偏振器，其中由偏振膜的尺寸變化產生的應力(扭變×橫截面積×彈性模量)小。將本發明的偏振器安裝在大尺寸的液晶顯示器中可以顯示高質量的圖像，而不產生諸如漏光之類的問題。
優選地，在偏振層和光學補償層的傾角保持為在構成LCD的液晶元件的兩側上層壓的兩片偏振器的透射軸和液晶元件的縱向或橫向之間的角度的同時，進行拉伸。通常，傾角為45°。但是，近年來，已經開發出了透射-、反射-和半透射-液晶顯示器，其中傾角不總是45°，因此，優選任意地調節拉伸方向至每種LCD的設計。
(B-7)液晶顯示器 將描述將上述光學補償膜用于其中的液晶模式。
(TN-模式液晶顯示器) TN-模式液晶顯示器被最普通地用作彩色TFT液晶顯示器，并且被描述于大量的文件中。在黑狀態下，TN-模式液晶元件中的取向狀態是這樣的，即在元件的中間棒狀液晶分子站立，同時在元件的襯底附近棒狀液晶分子平躺。
(OCB-模式液晶顯示器) OCB-模式液晶元件是彎曲取向模式液晶元件，其中在液晶元件上部中的棒狀液晶分子與在液晶元件下部中的棒狀液晶分子是在基本上相反的方向上(對稱地)取向的。使用彎曲取向模式液晶元件的液晶顯示器公開于美國專利4583825和5410422。彎曲取向模式液晶元件具有自補償功能，因為在液晶元件上部中的棒狀液晶分子和在下部中的棒狀液晶分子是對稱取向的。因此，此液晶模式也稱作OCB(光學補償彎曲)液晶模式。
如在TN-模式元件中一樣，在黑狀態下，在OCB-模式液晶元件中的取向狀態也是這樣的，即，在元件的中間棒狀液晶分子站立，同時在元件的襯底附近棒狀液晶分子平躺。
(VA-模式液晶顯示器) VA-模式液晶元件的特征在于，在元件中，在沒有施加電壓時，棒狀液晶分子是基本上垂直取向的。VA-模式液晶元件包括(1)狹義上的VA-模式液晶元件，其中在沒有施加電壓時，棒狀液晶分子是基本上垂直取向的，而在施加電壓時，它們是基本上水平取向的(日本專利申請公開2-176625)；(2)MVA-模式液晶元件，其是通過將液晶的多結構域轉換引入VA-模式液晶元件以得到更寬視角而得到的，(SID 97，Digest of Tech.Papers(Proceedings)28(1997)845)，(3)n-ASM-模式液晶元件，其中在沒有施加電壓時，棒狀液晶分子進行基本上垂直的取向，而在施加電壓時，它們進行扭轉的多結構域取向(Proceedings 58至59(1998)，Symposium，Japanese Liquid Crystal Society)；和(4)SURVAIVAL-模式液晶元件(報道于LCD international 98)。
(IPS-模式液晶顯示器) IPS-模式液晶元件的特征在于，在元件中，在沒有施加電壓時，棒狀液晶分子基本上在平面內水平取向，并且通過根據電壓的施加與否改變晶體的取向方向進行轉換。可應用的IPS-模式液晶元件的具體實例包括在日本專利申請公開2004-365941，2004-12731，2004-215620，2002-221726，2002-55341和2003-195333中所述的那些。
(其它液晶顯示器) 還可以基于如上所述的相同概念，光學補償ECB模式和STN模式液晶顯示器。
(C)安置抗反射層(抗反射膜) 通常，抗反射膜由以下層構成低折射指數層，其還起著防玷污層的作用；和安置在透明襯底上的折射指數比低折射指數層的折射指數高的至少一層(即，高折射指數層和/或中等折射指數層)。
將多層薄層形成為具有不同折射指數的無機化合物(例如金屬氧化物)的透明薄膜的層壓材料的方法包括化學氣相沉積(CVD)；物理氣相沉積(PVD)；和通過溶膠-凝膠法從金屬化合物如金屬醇鹽形成金屬氧化物粒子的膠體的膜，并且將所形成的膜進行后處理(紫外光輻照日本專利申請公開9-157855，等離子體處理日本專利申請公開2002-327310)的方法。
另一方面，作為高生產性的抗反射膜，提出了各種抗反射膜，它們是通過以層壓的方式涂布基質和分散在其中的無機粒子的薄膜而形成的。
還安置抗反射膜，包括提供有防眩性能的抗反射層，它是通過使用如上所述的涂布形成的抗反射膜，并且將細小不規則提供給膜的最外表面而形成的。
可以將本發明的酰化纖維素膜應用于由任何一種上述方法形成的抗反射膜，但特別優選的是由涂布形成的抗反射膜(涂布型抗反射膜)。
(C-1)涂布型抗反射膜的層構造 設計抗反射膜，該抗反射膜在其襯底上至少具有以下順序的層的層構造中等折射指數層，高折射指數層和低折射指數層(最外層)，以具有滿足下列關系的折射指數 高折射指數層的折射指數＞中等折射指數層的折射指數＞透明襯底的折射指數＞低折射指數層的折射指數，并且可以在透明襯底和中等折射指數層之間安置硬涂層。
抗反射膜也可以由以下構成中等折射指數硬涂層，高折射指數層和低折射指數層。
這些抗反射膜的實例包括在日本專利申請公開8-122504，8-110401，10-300902，2002-243906和2000-111706中所述的那些。可以將其它功能賦予每一層。提出了例如抗反射膜，其包括防玷污低折射指數層或抗靜電高折射指數層(例如日本專利申請公開10-206603和2002-243906)。
抗反射膜的霧度優選為5％或更小和更優選3％或更小。在根據JISK5400的鉛筆硬度試驗中，膜的強度優選為H或更高，更優選2H或更高，并且最優選3H或更高。
(C-2)高折射指數層和中等折射指數層 具有高折射指數的抗反射膜的層由可固化膜組成，所述的可固化膜至少含有平均粒子尺寸為100nm或更小的高折射指數無機化合物超細粒；和基質粘合劑。
高折射指數無機化合物的細粒包括例如，折射指數為1.65或更大且優選1.9或更大的無機化合物細粒。這些無機化合物的具體實例包括Ti，Zn，Sb，Sn，Zr，Ce，Ta，La或In的氧化物；和含有這些金屬原子的復合氧化物。
形成這些超細粒的方法包括例如，用表面處理劑處理粒子表面(所述的表面處理劑如硅烷偶聯劑，日本專利申請公開11-295503，11-153703，2000-9908，陰離子化合物或有機金屬偶聯劑，日本專利申請公開2001-310432等)；使粒子具有核-殼結構，其中核由高折射指數粒子制成(日本專利申請公開2001-166104等)；和一起使用特定的分散劑(日本專利申請公開11-153703，美國專利6210858B1，日本專利申請公開2002-2776069等)。
用于形成基質的材料包括例如，常規已知的熱塑性樹脂和可固化樹脂膜。
此外，作為這樣的材料，優選選自以下組合物中的至少一種組合物包括具有至少兩個可自由基聚合和/或可陽離子聚合的基團的多官能化合物的組合物；含有水解基團的有機金屬化合物；作為上述有機金屬化合物的部分縮合產物的組合物。這些材料的實例包括在日本專利申請公開2000-47004，2001-315242，2001-31871和2001-296401中所述的化合物。
還優選使用膠體金屬氧化物制備的可固化膜，所述的膠體金屬氧化物是由金屬醇鹽和金屬醇鹽組合物的水解縮合物得到的。實例描述于日本專利申請公開2001-293818中。
高折射指數層的折射指數通常為1.70至2.20。高折射指數的厚度優選為5nm至10μm，并且更優選10nm至1μm。
將中等折射指數層的折射指數調節至在低折射指數層的折射指數和高折射指數層的折射指數之間的值。中等折射指數層的折射指數優選為1.50至1.70。
(C-3)低折射指數層 以層壓方式相繼地在高折射指數層上形成低折射指數層。低折射指數層的折射指數為1.20至1.55，并且優選1.30至1.50。
優選地，將低折射指數層形成為具有耐擦傷性和防玷污性的最外層。作為顯著提高耐擦傷性的手段，有效的是安置具有滑動性質的層表面，并且使用常規已知的薄膜形成手段，包括引入硅氧烷或氟。
含氟化合物的折射指數優選為1.35至1.50，并且更優選1.36至1.47。含氟化合物優選為包括可交聯或可聚合官能團的化合物，所述的官能團含有35至80質量％量的氟原子。
這些化合物的實例包括在日本專利申請公開9-222503第
至
欄，日本專利申請公開11-38202第
至
欄，日本專利申請公開2001-40284第
至
欄，日本專利申請公開2000-284102等中所述的化合物。
硅氧烷化合物優選是這樣的，即它具有聚硅氧烷結構，它包括在其聚合物鏈中的可固化或可聚合的官能團，并且它具有在膜中的交聯結構。這種硅氧烷化合物的實例包括活性硅氧烷(例如SIL APLANE，由ChissoCorporation制造)；和在其每端具有硅醇基的聚硅氧烷(在日本專利申請公開11-258403中所述的聚硅氧烷)。
用于制備這些含氟聚合物和/或含有可交聯或可聚合基團的硅氧烷聚合物的交聯或聚合反應優選通過輻照光來進行，或通過在與涂覆用于形成最外層的涂布組合物同時或之后加熱來進行，所述的涂布組合物含有聚合引發劑、敏化劑等。
也優選溶膠-凝膠固化膜，它是通過由在催化劑存在下，在有機金屬化合物如硅烷偶聯劑劑和含有特定含氟烴基的硅烷偶聯劑之間進行的縮合反應，固化上述涂布組合物而得到的。
這樣的膜的實例包括以下化合物的膜含全氟烷基的硅烷化合物或其部分水解或縮合的化合物(在日本專利申請公開58-142958，58-147483，58-147484，9-157582和11-106704中所述的化合物)；和甲硅烷基化合物，其含有作為含氟長鏈基團的“全氟烷基醚”基團(在日本專利申請公開2000-117902，2001-48590和2002-53804中所述的化合物)。
低折射指數層可以含有不同于上述物質的添加劑，如填料(例如低折射指數無機化合物，其初級粒子的平均粒子尺寸為1至150nm，如二氧化硅(硅石)和含氟粒子(氟化鎂，氟化鈣，氟化鋇)；在日本專利申請公開11-3820第
至
)欄中所述的有機細粒，以及硅烷偶聯劑，滑動劑和表面活性劑。
在低折射指數層位于最外層之下時，可以由氣相法(真空蒸發，濺射，離子鍍，等離子體CVD等)形成低折射指數層。鑒于降低制造成本，優選涂布法。
低折射指數層的厚度優選為30至200nm，更優選50至150nm，并且最優選60至120nm。
(C-4)硬涂層 將硬涂層安置在透明支持體的表面上，以賦予抗反射膜足夠的物理強度。特別優選的是在透明支持體和高折射率層之間安置硬涂層。
優選地，通過由光和/或熱可固化的化合物交聯反應或聚合形成硬涂層。優選的可固化官能團是可光聚合官能團，并且具有水解官能團的有機金屬化合物優選為有機烷氧基甲硅烷基化合物。
這些化合物的具體實例包括與在高折射指數層的描述中所舉例說明的化合物相同的化合物。
構成硬涂層的組合物的具體實例包括在日本專利申請公開2002-144913，2000-9908和WO 0/46617中所述的那些。
高折射指數層也可以用作硬涂層。在此情況下，優選使用在高折射指數層的描述中所述的技術形成硬涂層，使得細粒以分散狀態被包含在硬涂層中。
如果加入平均粒子尺寸為0.2至10μm的粒子，以提供具有防眩功能的層，則硬涂層也可以用作防眩層(稍后描述)。
根據使用它的應用，可以適宜地設計硬涂層的厚度。硬涂層的厚度優選為0.2至10μm，并且更優選0.5至7μm。
在根據JIS K5400的鉛筆硬度試驗中，硬涂層的強度優選為H或更高，更優選2H或更高，并且再更優選3H或更高。更優選在根據JIS K5400進行的Taber摩損試驗中，之前和之后具有更小摩擦損失的硬涂層。
(C-5)前向散射層 安置前向散射層，以使它在應用于液晶顯示器時，在觀看的角度向上-、向下-、向右-或向左傾斜時，提供改善視角的效果。如果將具有不同折射指數的細粒分散其中，上述硬涂層可以用作前向散射層。
這些層的實例包括在日本專利申請公開11-38208中所述的那些，其中規定了前向散射的系數；在日本專利申請公開2000-199809中所述的那些，其中使透明樹脂和細粒的相對折射指數落在規定的范圍；和在日本專利申請公開2002-107512中所述的那些，其中規定霧度值為40％或更高。
(C-6)其它層 除了上述層之外，還可以安置底漆層，抗靜電層，底涂層或保護層。
(C-7)涂布方法 可以由以下方法中的任何一種形成抗反射膜的層浸涂，氣刀涂布，幕涂，輥涂，繞線棒涂布，照相凹板涂布，微型照相凹板涂布和擠涂(美國專利2681294)。
(C-8)防眩功能 抗反射膜可以具有散射外部光的防眩功能。防眩功能可以通過在抗反射膜的表面上形成不規則來得到。在抗反射膜具有防眩功能時，抗反射膜的霧度優選為3至30％，更優選5至20％，并且最優選7至20％。
作為在抗反射膜的表面上形成不規則的方法，可以采用任何方法，只要它可以保持膜的表面幾何形狀即可。這些方法包括例如，在低折射指數層中使用細粒，以在膜的表面上形成不規則的方法(例如日本專利申請公開2000-271878)；將少量(0.1至50質量％)具有相對大尺寸(粒子尺寸為0.05至2μm)的粒子加入到在低折射指數層之下的層(高折射指數層，中等折射指數層或硬涂層)，以在表面上形成具有不規則的膜，并且在保持幾何形狀的同時，在不規則表面上形成低折射指數層的方法(例如日本專利申請公開2000-281410，2000-95893，2001-100004，2001-281407)；將不規則物理地轉移至已經提供的最外層(防玷污層)表面的方法(例如在日本專利申請公開63-278839，11-183710，2000-275401中所述的壓花)。
以下，描述用于本發明的測量方法。
[1]Re和Rth測量方法 將樣品膜在25℃和60％rh進行濕度調節3小時以上，然后通過使用自動雙折射儀(KOBRA-21ADH/PR，由Oji Scientific Instruments制造)，在550nm的波長并且在25℃和60％rh，在垂直于樣品膜的表面的方向上以及在與膜表面的法線傾斜±40°的方向上，測量樣品的延遲值。面內延遲(Re)值由垂直方向上的測量值計算，而厚度方向延遲(Rth)值由垂直方向和±40°方向的測量值計算。
[2]Re，Rth以及Re和Rth在寬度和縱向方向上的變化率 (1)MD方向上的取樣 以0.5m的間隔沿縱向方向切割各自具有1cm2平方的尺寸的100片樣品。
(2)TD方向上的取樣 以相同的間隔在形成的膜的整個寬度方向上，切割各自具有1cm2平方的尺寸的50片樣品。
(3)Re和Rth測量 將樣品膜在25℃和60％rh進行濕度調節3小時以上，然后通過使用自動雙折射儀(KOBRA-21ADH/PR，由Oji Scientific Instruments制造)，在550nm的波長并且在25℃和60％rh，在垂直于樣品膜的表面的方向上以及在與膜表面的法線傾斜±40°的方向上，測量樣品的延遲值。面內延遲(Re)值由垂直方向上的測量值計算，而厚度方向延遲(Rth)值由垂直方向和±40°方向的測量值計算。將全部采樣點的測量值的平均值用作Re值和Rth值。
(4)Re值和Rth值的變化率 將MD方向的100個點或TD方向的50個點得到的值中的最大值和最小值之間的差值除以平均值，并且以百分比表示，作為Re值和Rth值的變化率。
[3]由Tensilon拉伸的斷裂伸長率 使用由Toyo Seiki Seisaku-Sho有限公司制造的加熱Tensilon，將每個樣品在加熱至Tg+10℃的爐子中預熱1分鐘，然后拉伸，同時保持夾具之間的距離為100mm，并且拉伸速度為100mm/min，直到其斷裂，以得到其斷裂伸長率。
[4]酰化纖維素的取代度 根據在Carbohydr.Res.273(1995)第83-91頁(Tezuka等)中所述的方法，由13C-NMR獲得酰化纖維素的酰基取代度。
[5]DSC晶體熔化峰值熱量 使用DSC-50(由Shimadzu公司制造)，以10℃/min的升溫速率，測量熱量，并且以J/g計算在Tg后立即出現的吸熱峰處的熱量。同時，測量出Tg。
[6]霧度 使用濁度儀NDH-1001DO(由Nippon Denshoku Industries股份有限公司制造)，測量樣品的霧度。
[7]黃度指數(YI值) 用Z-II Optical Sensor，根據JIS K71056.3，測量黃度指數(YI)。
將反射方法用于粒料，并且將透射方法用于膜，得到三色激勵值X、Y和Z。此外，使用三色激勵值X、Y和Z，由下面的等式計算YI值 YI＝{(1.28X-1.06Z)/Y}×100 此外，將由上面的等式得到的膜的YI值除以膜的厚度，以轉換成按1mm計的值用于比較。
[8]分子量 將膜樣品溶解于二氯甲烷中，并且使用GPC測量分子量。
[9]聚合度 將約0.2g絕干的酰化纖維素稱重并且溶解于100ml的二氯甲烷∶乙醇＝9∶1(質量比率)的混合溶劑。使用Ostwald粘度計測量此溶液于25℃流下的時間(秒)，并且由下列等式獲得聚合度 ηrel＝T/T0 [η]＝(1nηrel)/C DP＝[η]/Km 其中T樣品流下所用的時間(秒)，T0溶劑單獨流下所用的時間(秒)，C濃度(g/l)，并且Km6×10-4。
[10]Tg的測量 將20mg的樣品放入DSC盤中。在氮氣流中，將樣品以10℃/min的加熱速率從30℃加熱至250℃(第一輪)，然后以-10℃/min的冷卻速度冷卻至30℃。然后，將樣品再次從30℃加熱至250℃(第二輪)。在第二輪中，將基線開始從低溫側偏離時的溫度取作玻璃化轉變溫度(Tg)。對于每一水平的酰化纖維素，加入0.05質量％的二氧化硅細粒(Aerosil R972V)。
[11]尺寸變化的測量 (1)將每個樣品膜切割成25cm×5cm，并且在25℃和60％rh進行3小時以上的水分調節，且用20cm長的銷規測量尺寸。測量值用X cm表示。
(2)然后，將樣品于60℃和90％rh加熱24小時，在25℃和60％rh進行3小時以上的水分調節，且用20cm長的銷規測量尺寸。測量值用Ycm表示。
(3)將值(Y-X)·100/X取作尺寸變化的百分比(％)。
實施例 [酰化纖維素樹脂] 在酰化纖維素的制備中，加入硫酸(7.8重量份/100重量份的纖維素)作為催化劑，并且加入作為酰基取代基原料的羧酸，于40℃進行酰化。通過調節加入的羧酸的種類和量，調節酰基的種類和取代度。酰化后，于40℃進行老化。
[熔膜形成] 將酰化纖維素樹脂形成為3mm直徑和5mm長度的圓柱形粒料。在此操作中，從下面所述的那些增塑劑中選擇增塑劑，并且將其捏合入粒料中。將粒料于110℃的真空干燥器中干燥，使得它們的含濕量為0.1％以下，并且在將它們的溫度調節至Tg-10℃之后，將它們進料到料斗中。增塑劑從下面中選擇TPP磷酸三苯酯，BDP磷酸聯苯二苯酯，DOA己二酸二(2-乙基己)酯和PTP1，4-亞苯基-四苯基磷酸酯。
調節熔化溫度，使得熔體粘度為1000Pa·s，并且將粒料在設置于210℃的單螺桿擠出機中熔化，從溫度設置為與熔化溫度相同的T模頭中擠出成為片材到設置于Tg-5℃的冷卻鼓，在此將其冷卻和固化，得到酰化纖維素膜。在此操作時，對于每一水平的熔體采用靜電施加方法(在離冷卻鼓的熔體著陸的地點10cm遠，安置10kV的電線)。將固體的片材從冷卻鼓上剝離，并且卷繞成卷。由此得到的每一水平的酰化纖維素的片材為1.5m寬，并且以30m/min的卷繞速度卷繞至3000m長。
[拉伸] 將由熔膜形成制備的每種酰化纖維素膜在Tg+5℃縱向拉伸，得到1.2倍的長度，并且在(圖5)表1中所述的拉伸比率下橫向拉伸。將進行了橫向拉伸的酰化纖維素膜冷卻和進行熱松弛處理。表1中描述在進行拉伸時的條件，如預加熱、拉伸、冷卻或熱松弛處理的溫度和區的長度。
對于得到的拉伸酰化纖維素膜的每一種，測量并且評價由加熱導致的尺寸變化百分比和弧狀彎曲。由加熱導致的尺寸變化百分比是通過將每種酰化纖維素膜于60℃和90％rh保持24小時而得到的。將尺寸變化百分比為±0.5％以下的膜判定為可接受的，并且將弧狀彎曲為5％以下的膜也判定為可接受的。結果示于表1中。
<拉伸酰化纖維素膜的質量評價> 如從表1中顯然的是，實施例1至10的酰化纖維素膜在拉伸處理之后，進行在低于Tg的冷卻處理和在Tg以上的熱松弛處理，從而顯示出滿意的由加熱導致的尺寸變化百分比和弧狀彎曲。
在實施例1中，L2/L1為0.8，而在實施例2中，冷卻區的長度小于實施例1的冷卻區的長度，并且L2/L1小至0.2。在實施例9中，冷卻區的長度更小，并且L2/L1小至小于0.2。結果證實弧狀彎曲隨著L2/L1的減少而有一點增大。因此，L2/L1優選0.2以上且更優選0.5以上。
在實施例3中，拉伸比率為1.05，這小于實施例1的拉伸比率，而在實施例4中，拉伸比率為2.5，這大于實施例1的拉伸比率。即使在將拉伸比率在1至2.5之間改變時，也總是得到顯示出滿意的由加熱導致的尺寸變化百分比和弧狀彎曲的酰化纖維素膜。實施例10中，拉伸比率大至為3，并且在此情況下，由加熱導致的尺寸變化百分比和弧狀彎曲有一點增大。由加熱導致的尺寸變化百分比和弧狀彎曲傾向于隨著拉伸比率的增大而有一點增大，因此，拉伸比率優選為2.5以下。
實施例5中，冷卻區的溫度低于實施例1中的冷卻區的溫度，而在實施例6中，冷卻區的溫度高于實施例1中的冷卻區的溫度。即使在冷卻區的溫度在低于Tg的溫度范圍內變化時，也總是得到良好的結果。
在實施例7中，與實施例1中的那些相比，酰基的取代度是A＝0.1和B＝2.85。這證實即使在將酰基的取代度在2.0≤A+B≤3.0，0≤A≤2.0和1.2≤B≤2.9的范圍內變化時，在Re，Rth出現性質、由加熱導致的尺寸變化百分比和弧狀彎曲方面也總是獲得良好的結果。在實施例8中，乙酰基的取代度是A＝0.7，而丙酰基、丁酰基、戊酰基和己酰基的取代度各為0.5，并且它們之和為2.0。這證實只要丙酰基、丁酰基、戊酰基和己酰基的取代度之和B滿足上述表達式，在Re，Rth出現性質、由加熱導致的尺寸變化百分比和弧狀彎曲方面就總是獲得良好的結果。
另一方面，在比較例1中，冷卻區的溫度為130℃(換言之，沒有進行冷卻處理)，結果，出現大規模的弧狀彎曲。在比較例2中，松弛區的溫度為100℃(換言之，沒有進行熱松弛處理處理)，結果，熱塑性尺寸變化百分比為-1.2％。
[片式偏振器的制備] (1)表面處理 由下列方法的任一種皂化拉伸的酰化纖維素膜。
(i)涂布皂化方法 向80重量份的異丙醇中，加入20重量份的水，并且將KOH溶解在上述混合溶液中，使得溶液的當量濃度為1.5。將溶液的溫度調節至60℃并且用作皂化溶液。將皂化溶液以10g/m2的量涂布在60℃的酰化纖維素膜上，以使酰化纖維素膜進行皂化1分鐘。然后，將皂化的酰化纖維素膜通過用50℃的溫水噴淋以10L/m2·min的噴淋速率清潔1分鐘。
(ii)浸漬皂化方法 作為皂化溶液，使用1.5N NaOH水溶液。將溶液的溫度調節至60℃，并且將每種酰化纖維素膜在溶液中浸漬2分鐘。然后，將膜在0.1N硫酸水溶液中浸漬30秒，并且通過水洗浴。
(2)偏振層的制備 根據日本專利申請公開2001-141926中所述的實施例1，通過在兩對軋輥之間產生圓周速率之差，以在縱向上進行拉伸，制備20μm厚的偏振層20。制備剛好在膜形成和拉伸之后的偏振層和于80℃保持一個月的偏振層。正如日本專利申請公開2002-86554中所述的實施例1中，以拉伸軸傾斜45°這樣的方式進行拉伸，也制備偏振層，但是評價與使用上述偏振層制備的片式偏振器的那些相同。
(3)層壓 將剛好在如上所述的拉伸之后的每種偏振層(新產品)和拉伸后于80℃保持1個月的偏振層(老產品)固定在進行過皂化的拉伸的酰化纖維素膜(相位差片)和進行過皂化的片式偏振器保護膜(商品名Fujitack)之間。在層壓中，在相位差片是酰化纖維素時，用3％PVA水溶液(PVA-117H；由Kuraray Co.，Ltd.制造)作為粘合劑，進行相位差片和偏振層之間的粘合，并且在相位差片是不同于酰化纖維素膜的膜時，使用環氧粘合劑用于層壓。使用上述的PVA水溶液作為粘合劑，進行Fujitack和偏振層之間的粘合。進行層壓，使得偏振軸和相位差片縱向方向之間的角度為45度。將由此得到的片式偏振器每個都安置在如日本專利申請公開2000-154261的圖2至9中所述的20英寸VA模式液晶顯示器中，以將相位差片安置在液晶側且Fujitack安置在外側(視覺觀察側)。將其中安裝有使用新產品的片式偏振器的液晶顯示器的性能與其中安裝有使用老產品的片式偏振器的液晶顯示器的性能進行比較。通過視覺觀察顏色不均勻性，基于顏色不均勻性出現的面積與整個面積的比率，評價膜。評價結果證實實施了本發明的液晶顯示器的性能良好。
[光學補償膜的制備] 代替在日本專利申請公開11-316378的實施例1中所述的表面涂布有液晶層的乙酸纖維素膜，使用本發明的拉伸的酰化纖維素膜制備光學補償膜。在使用剛好在形成和拉伸之后的酰化纖維素膜(新產品)制備的光學補償膜和使用于80℃保持1個月的酰化纖維素膜(老產品)制備的光學補償膜之間進行比較。通過視覺觀察顏色不均勻性，基于顏色不均勻性出現的面積與整個面積的比率，評價光學補償膜。評價結果證實通過使用由使用本發明的酰化纖維素膜制備的拉伸的酰化纖維素膜制備的光學補償膜具有良好的性能。
使用本發明的拉伸的酰化纖維素膜代替在日本專利申請公開7-333433的實施例1中所述的表面涂布有液晶層的乙酸纖維素膜，所制備出的光學補償膜也具有良好的性能。
另一方面，在使用不滿足本發明要求的酰化纖維素膜制備的光學補償膜中，光學性質劣化。在根據日本專利申請公開2002-311240的實施例1制備的光學補償膜中，劣化特別顯著。
[低反射膜的制備] 根據由Japan Institute of Invention and Innovation發行的Journal ofTechnical Disclosure(Laid-Open No.2001-1745)中的實施例47，使用本發明拉伸的酰化纖維素膜制備低反射膜。制備的低反射膜具有良好的光學性能。
[液晶顯示器的制備] 將本發明上述的多片偏振器用于日本專利申請公開10-48420的實施例1中所述的液晶顯示器，用于日本專利申請公開9-26572的實施例1中所述的含有碟形液晶分子的光學各向異性層和其表面涂布有聚乙烯醇的取向膜，用在日本專利申請公開2000-154261的圖2至9中所述的20-英寸VA-模式液晶顯示器中，用于日本專利申請公開2000-154261的圖10至15中所述的20-英寸OCB-模式液晶顯示器中，并且用于日本專利申請公開2004-12731的圖11中所述的IPS-模式液晶顯示器中。此外，將本發明的低反射膜層壓在上述液晶顯示器的最外表面上并且進行評價。獲得良好的液晶顯示器。
權利要求
1.一種制備熱塑性膜的方法，該方法包括在寬度方向上拉伸熱塑性膜的拉伸步驟，其中
在所述的拉伸步驟中，連續地進行拉伸所述熱塑性膜的拉伸處理、在比玻璃化轉變溫度Tg低的溫度冷卻所拉伸的熱塑性膜的冷卻處理和在Tg以上的溫度熱松弛所冷卻的熱塑性膜的熱松弛處理。
2.根據權利要求1所述的制備熱塑性膜的方法，其中
在L1表示在其中進行拉伸處理的拉伸區在所述熱塑性膜的運行方向上的長度并且L2表示在其中進行冷卻處理的冷卻區在所述熱塑性膜的運行方向上的長度的情況下，L2/L1為0.2以上且20以下。
3.根據權利要求1或2所述的制備熱塑性膜的方法，其中
所述的熱松弛處理使所述熱塑性膜的寬度收縮0至30％。
4.根據權利要求1至3中任何一項所述的制備熱塑性膜的方法，其中
在已經進行所述熱松弛處理的熱塑性膜中，在將其于60℃和90％rh保持24小時之后，尺寸變化的百分比在寬度方向上和在長度方向上都為±1％以下。
5.根據權利要求1至4中任何一項所述的制備熱塑性膜的方法，其中
所述熱塑性膜是飽和降冰片烯膜。
6.根據權利要求1至4中任何一項所述的制備熱塑性膜的方法，其中
所述熱塑性膜是使用酰化纖維素樹脂形成的酰化纖維素膜。
7.根據權利要求6所述的制備熱塑性膜的方法，其中
所述酰化纖維素樹脂是這樣的其酰化基團的取代度滿足下列表達式
2.0≤A+B≤3.0
0≤A≤2.0
1.2≤B≤2.9
其中A表示乙酰基的取代度，并且B表示丙酰基、丁酰基、戊酰基和己酰基的取代度之和。
8.根據權利要求1至7中任何一項所述的制備熱塑性膜的方法，其中
在固定所述熱塑性膜在寬度方向上的邊緣的同時進行所述的拉伸處理，以得到至少1.0倍以上且2.5倍以下的寬度。
全文摘要
本發明提供一種制備熱塑性膜的方法及由其制備的熱塑性膜，該方法可以改善通過拉伸獲得的熱塑性膜的光學性質。在其中橫向拉伸酰化纖維素膜的橫向拉伸部包括預熱區，橫向拉伸區，冷卻區和熱松弛區，并且將冷卻區中已經冷卻的酰化纖維素膜立即在熱松弛區中進行熱松弛處理。
文檔編號B29C55/08GK101304866SQ20068004164
公開日2008年11月12日 申請日期2006年10月31日 優先權日2005年11月8日
發明者中居真一, 大歲正明, 藤田昭秀 申請人:富士膠片株式會社