偏振旋转片、含该偏振旋转片的器件以及制造和使用方法 发明领域
本发明涉及偏振旋转片、含该偏振旋转片的器件，及其制造和使用方法。此外，本发明还涉及包括偏振旋转元件和其它能改变偏振方向的元件(诸如偏振元件)的器件，及其制造和使用方法。
发明背景
已经开发了一些光学薄膜用于各种各样用途，包括例如视镜，建筑物玻璃窗与车窗的处理，以及显示器等。在许多这些用途中，要求获得偏振光并能对其进行控制。例如，偏振光可以用来减少眩光。
液晶显示器(LCD)是利用偏振光的又一例子。图1A和1B是一种采用利用背光照明的E模式透射与正常白光操作的简单的扭转向列(TN，twistednematic)液晶显示器的一个例子的示意图。可以明白，还有各种各样其它类型LCD与其它操作模式，以及利用环境光线或利用背光与环境光线组合照明的显示器。这里讨论的本发明可以很容易地用于这些显示器类型与操作模式。
图1A与1B的液晶显示器50，包括液晶单元(LC单元)(liquid crystalcell)52，偏振片54，检偏片56以及背光源58。偏振片54和检偏片56上的箭头55、57分别表示透过这两个元件的光的偏振方向。箭头51、53分别表示射入与射出液晶单元52的线偏振光的偏振面。此外，含有箭头51、53的液晶单元52的平面一般包含透明电极。来自背光源58的光经偏振片54成为线偏振光。在图1A所示的实施方式中，在液晶单元上未施加电压的情况下，指向矢(director)基本上位于显示器平面中，沿其深度方向均匀扭转90°。偏振光通过液晶单元52时，其偏振方向理想地旋转90°。液晶的指向矢如箭头51、53所示。然后，这种光通过检偏片56。
可以在液晶单元52的前后两端附近地两个电极(图中未示出)上施加电压，从而在液晶单元内建立电场。在液晶材料具有正介电各向异性的情况下，指向矢基本上按电场电力线方向排列，只要在两个电极上施加的电压足够大的话。而在这种情况下，液晶单元中央的指向矢的取向垂直于显示面的方向。射入液晶单元的线偏振光不再发生通过检偏片所需要的90角旋转。图1B所示的实施方式中，偏振光在其离开液晶单元52时，其偏振面(如箭头53’所示)并未改变原有取向(如箭头51所示)。由于离开液晶单元52的光的偏振方向不正确，因而离开液晶单元的光不能通过检偏片。获取显示灰度色标的方法之一，就是只施加足够强的电压使得介于上述两种构型之间的液晶的指向矢部分取向。此外，还应认识到，例如采用滤色片可形成带色彩的显示器。
一般说来，偏振片54和检偏片56是利用光吸收型偏振片制造的，因为这类偏振片对不需要的偏振方向的偏振光具有显著的消光作用。然而，这样也会造成的大量的光损失，这是因为背光源通常发出的是非偏振光。不需要的偏振方向的偏振光被偏振片吸收。作为另一种构型(如图1C所示)，在偏振片54与背光源58之间，放置一块反射型偏振片60。反射型偏振片将不需要的偏振方向的偏振光再反射给背光源。采用背光源后面的反射镜62可将反射光汇集，绝大部分反射光就可重新利用。
制造反射型偏振片的一个方法用的是聚合物材料的交替层，其中至少有一层具有如美国专利5,882,774和5,965,247所述的双折射效应。可利用拉伸聚合物材料来引起双折射并对聚合物进行取向来制造这些偏振片。
制造反射型偏振片第二种方法包括提供一层或多层含有连续相和分散相的聚合物材料，其中至少有一种聚合物材料具有如美国专利5,783,120和5,825,543所述的双折射效应。
这两种制造反射型偏振片的方法，通常都要对聚合物带材上的反射型偏振片进行拉伸或取向，使其在纵向(0°)或横向(90°)上取向，或两者兼而有之。然而，许多扭转向列型液晶显示器的偏振片与检偏片的透射轴相对于垂直显示方向成±45°角。因此反射型偏振片必须相对于带材45°角进行斜切，才能获得液晶显示器所用的偏振轴合适取向的膜。这样会造成由斜切引起的大量材料损失。
制造反射型偏振片的第三种方法包括利用胆甾醇型液晶和四分之一波长延迟器，如美国专利5,506,704和6,099,758所述。胆甾反射型偏振片透射圆偏振光的一个螺旋性，而反射其它螺旋性。四分之一波长延迟器将透过的圆偏振光转变成线偏振光。圆偏振片不在与线偏振片同一笛卡儿坐标本征空间中起作用。是四分之一波长延迟器的光轴决定了线偏振光偏振面的方位角取向。四分之一波长延迟器通常是对双折射膜进行取向来制造的。圆偏振光通过四分之一波长延迟器后，转变成线偏振光，其偏振轴与四分之一波长延迟器的光轴成+45°或-45°，方向则由具体的圆偏振状态所决定。四分之一波长延迟器通常是对膜进行取向来制成，其光轴或平行或垂直于膜卷的方向。因此，这种结构的输出光与膜卷方向或成45°或成135°。经常还包括一层层压在胆甾醇型偏振片结构上的常规吸收偏振片，为的是通过清除任何由胆甾型偏振片组合件泄漏的不需要的偏振光，保证有较高的对比度。然而，卷材形式的常规光吸收型偏振片的透射轴(pass axis)通常沿卷材方向，也可以垂直于卷材方向。另外，或者胆甾型偏振片结构，或者二向色偏振片必须是45°斜切的，使这两个元件排列。
上述各种反射型线偏振片常规制造方法都涉及或沿纵向(0°)或沿横向(90°)对聚合物带材进行拉伸或取向。为了获得45°角偏振方向，聚合物带材要以45°角进行斜切，这样会产生大量边角料。
发明概述
本发明总的涉及偏振旋转器、含该偏振旋转器的器件，及其制造和使用方法。此外，本发明还涉及包括偏振旋转元件和其它能改变偏振方向的元件(诸如偏振元件)的器件，及其制造和使用方法。
一个实施方案是具有偏振元件和单独的偏振旋转元件的膜。该偏振元件具有偏振轴并优先透射其偏振方向平行于该偏振轴的光线。单独的偏振旋转元件的结构和排列使得透过上述偏振元件的光线中至少一部分光线的偏振方向旋转至少5度。该膜可任选地包括一层或多层内部取向排列的层(alignmentlayers，以后简称排列层)用以排列偏振旋转元件的表面。该膜还可包括基底、一个或多个其它的偏振元件，以及一个或多个其它的偏振旋转元件。其它能改变偏振方向的元件可以与上述膜一起使用或者用来代替上述偏振元件。
另一个实施方案是包括偏振元件和单独的偏振旋转元件的另一种膜。该偏振元件优先透射具有第一圆偏振方向的大部分光线。该偏振旋转元件的结构和排列使得上述偏振元件所透射的光线中至少一部分光线的偏振方向发生旋转，该光线的偏振方向由第一圆偏振方向转变为第一线偏振方向。该膜可任选地包括一层或多层排列层以排列偏振旋转元件的表面。该膜还可包括基底、一个或多个其它的偏振元件，以及一个或多个其它的偏振旋转元件。
还有一个实施方案是显示器，它包括其构型和排列适合用偏振光操作的液晶单元；光源；以及位于液晶显示器单元和光源之间的前述的一种膜。
另一个实施方案是使光线偏振化的方法。该光线射向膜的偏振元件，该偏振元件优先透射具有第一偏振方向的光。用该膜中一个单独的偏振旋转元件将透过上述偏振元件的光线中至少一部分光线的偏振方向旋转至少5度。该膜可任选地包括一层或多层排列层，用以排列偏振旋转元件的表面。该膜还可包括基底、一个或多个其它的偏振元件，以及一个或多个其它的偏振旋转元件。
本发明上面综述并不打算描述本发明每一个公开的实施方式或每一个实施细节。下面的附图和详细说明将具体例示这些实施方式。
附图简要说明
本发明各种实施方式的下面详细描述连同下面的附图可以提供对本发明更完整的理解。
图1A为扭转向列型液晶显示器一个实施方式的透视示意图。
图1B为图1A液晶显示器(LCD)的透视示意图，其中LCD的液晶单元两端施加电压。
图1C为LCD第二实施方式的透视示意图。
图2为本发明含有偏振旋转片的薄膜的一个实施方式截面示意图。
图3为本发明含有偏振旋转片的薄膜的第二个实施方式截面示意图。
图4为本发明含有偏振旋转片的薄膜的第三个实施方式截面示意图。
图5为本发明含有偏振旋转片的薄膜的第四个实施方式截面示意图。
图6为本发明含有偏振旋转片的薄膜的第五个实施方式截面示意图。
图7为本发明含有偏振旋转片的薄膜的第六个实施方式截面示意图。
图8为本发明含有偏振旋转片的薄膜的第七个实施方式截面示意图。
图9为本发明含有偏振旋转片的薄膜的第八个实施方式截面示意图。
图10为本发明液晶显示器一个实施方式的透视示意图。
虽然对本发明可以进行各种修改与变换，其具体情况以附图表示，并将加以详细描述，然而应该理解，本发明并不限于这里所述的具体实施方式。相反，本发明包含所有各种修改与等价内容以及符合本发明精神与范围的各种改变。
较佳实施方式详细说明
本发明被认为可用于偏振旋转片和含偏振旋转片的器件，以及制造与使用偏振旋转片与器件的方法。本发明具体是涉及一种器件，诸如薄膜，它包括a)偏振元件或其它能改变偏振方向的元件，以及b)偏振旋转元件，并涉及这类器件的制造与使用方法。本发明不受此限制，通过下述一些例子的讨论可更好理解本发明各方面的内容。
作为一个例子，可以提供一偏振旋转元件，其光学旋转的角度合适使第一光学装置的光轴基本上与第二光学装置的光轴配合。可添加或取而代之的是，偏振旋转元件还可以用卷对卷或其他的方法制成层压物结构，该层压物结构包括上述具有第一光轴的第一光学装置、偏振旋转元件和具有第二光轴的第二光学装置。在另一个例子中，包括其第一光轴与一个偏振旋转元件相偶合的的第一光学装置的器件可从卷材上部分切割下来，此时切割损耗较低。
本发明的器件通常包括偏振旋转元件和有一根光轴的光学元件。该光学元件可以例如是偏振片、补偿膜、布拉斯特型偏振器件、偏振光导器或反射镜。该光学元件也可以是双凸折射光学透镜，如旋转透镜、亮度增强膜(如美国专利5,917,664所述)或圆柱形透镜组。为叙述方便，这里许多讨论集中在偏振旋转元件与偏振片或折射元件的组合。可以理解，偏振片或折射元件可由其它光学元件或器件取代。偏振旋转元件和能改变偏振方向的元件组合成单一薄膜或其它器件具有一定优点。作为一个例子，线偏振片可用于液晶显示器(LCD)。许多LCD采用至少一块吸光性偏振片，它通常附着在液晶单元的玻璃基底上。根据显示器的液晶光电扭曲模式以及图像所需的彩色性和对称性，选择偏振片透射轴相对于显示器平面的垂直与水平方向的取向。对于扭转向列型(TN)LCD，该取向一般相对于LCD的垂直轴呈45°夹角。在偏振片与显示器玻璃片之间放置45°光学旋转片就能使部件从带材上最佳地切割下来，消除了与角度切割相关的产率损失。
LCD中采用的线偏振片的另一例子为某些类型的反射型偏振片。当各向同性的光束入射在反射型偏振片上，其中一个偏振方向的光基本透射，而其它偏振方向的光基本反射。一旦放置在LCD的背光腔内，则被阻挡的偏振光被反射汇集到背光中进行再利用。在一些类型的LCD中，除用于LCD的光吸收型偏振片之外还可使用反射型偏振片，或者用反射型偏振片代替光吸收型偏振片。在除光吸收型偏振片以外还使用反射型偏振片的情况中，如图1C所示，且如前所讨论的，由反射型偏振片透射的光进入两个偏振片之间的液晶单元。为了达到最高效率，由反射型偏振片透射的光应该具有与LCD偏振片透射轴相同的偏振面。还有，对于扭转向列型LCD，它通常与LCD的垂直轴成45°夹角。
制造反射型偏振片的一个方法是采用不同聚合物材料的交替层，其中至少一种聚合物材料正如美国专利5,882,774和5,965,247所述是双折射的。这些偏振片的制造可将聚合物材料拉伸，用以产生双折射效应并使聚合物取向。
制造反射型偏振片的第二个方法包括形成连续相和分散相的不同聚合物材料，其中至少有一相如美国专利5,783,120和5,825,543所述是双折射的。
制造既是光吸收型又是反射型线偏振片，通常包括将聚合物带材上的偏振片拉伸或使其取向，取向方向为纵向(0°)或横向(90°)。这会造成透射光的偏振面沿纵向或横向取向。然而，许多扭转向列型LCD具有的偏振器与检偏片的透射轴与显示器法线方向成±45°角。因此，反射型偏振片必须相对于带材以45°角斜切下来，这样获得的薄膜具有适合用于LCD的偏振轴的取向。这会由于斜切造成材料的大量损耗。
作为一种替换方法，将45°偏振旋转片置于反射型偏振片与LCD偏振片之间。如这里所述，制备具有反射型偏振元件(或者其它改变偏振方向的元件)和偏振旋转元件的单一薄膜或其他器件的优点还包括节省空间，这是因为厚度降低，且反射型偏振元件与偏振旋转元件之间预先进行了排列取向。
图2所示说明具有偏振元件102和偏振旋转元件104的薄膜100的一个实施方式。非偏振光可以考虑为由偏振面相互正交且电矢量位于薄膜平面内的等量线偏振光组成(如小方框106中所示)，该非偏振光射向偏振元件102，该元件透过偏振光(如小方框108中所示)。偏振旋转元件104使光的偏振方向发生了旋转(如小方框110中所示)。在所示例中，旋转了45°。然而可以理解，任何旋转角是可选的。应该认为，形成的器件中，偏振元件还可以被其它能改变偏振方向的元件取代。
偏振旋转元件可用来降低多功能光学薄膜产率损失，诸如那些将光吸收型与反射型偏振片功能结合于一身的光学薄膜。由于多功能薄膜的复合性质和预期的较高价值，要求消除角度切割，从而减少这类薄膜的产率损失。
偏振旋转元件还具有的优点是使得采用一个或多个光学薄膜以卷材形式制成光学装置成为可能。许多具有复合功能的光学膜是将具有较少功能的光学薄膜直接压层而制成。这类例子包括椭圆偏振膜和圆偏振膜，它们由延迟膜与光吸收型偏振片和结合有反射型偏振片与光吸收型偏振片两种功能的薄膜层压而制成。
制备反射型偏振片的第三种方法包括采用如美国专利No.5,506,704和6,099,758所述的胆甾醇型液晶和四分之一波长延迟器。胆甾醇型反射型偏振片透射圆偏振光的一个螺旋性，而反射其它螺旋性。四分之一波长延迟器将透过的圆偏振光转变成线偏振光。圆偏振片不在与线偏振片同一笛卡儿坐标本征空间中起作用。所以是四分之一波长延迟器的光轴决定了由该结构透射的线偏振光偏振面的方位角取向。四分之一波长延迟器的制造可以是将双折射膜进行取向。圆偏振光通过四分之一波长延迟器后转变成线偏振光，其偏振轴与四分之一波长延迟器的光轴成+45°或-45°，方向则由具体圆偏振的状态所定。四分之一波长延迟器常是使膜取向制成，其光轴或平行或垂直于膜卷的取向。因此，这种结构的输出光与膜卷方向或呈45°或呈135°。经常还包括一层层压在胆甾型偏振片结构上的常规光吸收型偏振片，为的是通过清除任何由胆甾型偏振片组合件泄漏的不需要的偏振光，而保证有较高的对比度。然而，卷材形式的常规光吸收型偏振片的透射轴通常沿卷材方向，也可以选用垂直于卷材方向。还有，或者胆甾醇型偏振片结构或者光吸收型偏振片必须是45°斜切的，为的是使这两个元件排列。因此，为了采用连续工艺或卷对卷式工艺或这两者结合的工艺制造具有胆甾醇型反射型偏振片、四分之一波长延迟器和常规光吸收型偏振片的层压物结构，需要将偏振旋转片放置在四分之一波长延迟器与光吸收型偏振片之间。此外，还需要在最靠近液晶单元的光吸收型偏振片一侧采用一辅助偏振旋转片来降低角度切割造成的材料损耗。
有多种材料可用来形成偏振旋转元件，包括例如有机与无机双折射材料以及多层结构的双折射材料。形成偏振旋转元件也可以采用液晶材料，诸如向列型和手性向列型液晶材料，通常还伴有一层或多层排列层。图3说明某一器件200的一个实施方式，它包括偏振元件202(或其它能改变偏振方向的元件)，偏振旋转元件204，可用的排列层206，208，以及基底210(它也可以是诸如偏振片或补偿膜之类的光学元件)。如下所述的另一些实施方式中，排列层可以为偏振元件或基底的一部分。
偏振旋转片通常将表征偏振光的偏振椭圆的主轴旋转一个选定的角度，理想状态下偏振光的椭圆度并无多大改变。偏振旋转片通常将光的偏振方向旋转至少5°，10°，25°或以上。可以预料，偏振旋转片的几个有用旋转角度范围在40°至50°之间(如45°左右)和在85°至95°之间(如90°左右)。旋转角度通常取决于下列参数，例如偏振旋转元件的折射率、偏振旋转元件的厚度、用作偏振旋转元件的材料、光的波长、以及偏振旋转片双折射层的光轴相对于输入偏振椭圆的方位角的取向。
偏振旋转元件通常由双折射材料形成。合适的双折射材料的例子包括取向聚合物膜，取向聚合物膜的层压结构，以及有机或无机多层双折射涂层。其它实例包括指向矢可控的液晶材料。向列型液晶通常由许多棒状分子组成，其分子长轴大致互相平行排列。在介质中任意一点可以定义一个矢量，代表该点近邻分子的优先取向。该矢量通常称之为指向矢。合适的液晶材料包括例如感胶离子的(lyotropic)向列型胆甾醇型液晶材料。其例子包括Merck公司的E7，BL036，5CB和RM257；荷兰阿姆斯特丹的Koninkliike Philips Electronics N.V.公司的C6M，76，296，495和716；巴斯夫公司(德国路德维希堡)的PaliocolorLC242和Paliocolor CM649；以及Vantico公司(卢森堡)的LCP-CB483。其它一些合适材料包括如美国专利5,793,455，5,978,055和5,206,752所述的合适材料。液晶材料可以是聚合物或单体材料。合适的单体材料还包括那些经反应能形成聚合物液晶材料的材料。
对于有些实施方式，较佳为扭转向列型LC结构。在这些实施方式中，指向矢相对于偏振旋转片表面法线呈现均匀螺旋状扭曲。扭曲角度与最初取向可以通过使用一个或多个可任选的排列层进行选择。
在另一实施方式中，液晶结构的局部指向矢相对于其扭曲或旋转的轴与LC材料所在的基底表面不是垂直的。在这一实施方式中，向列指向矢处于偏振元件或能改变偏振方向的其它元件的平面之外。相对于基底表面，局部指向矢所处的或相对于其扭曲的轴的角度被定义为前倾角(pretilt angle)α。螺距(pitch)为可以不变，或沿该轴有变化(即增加或缩小)。扭曲角度与取向可通过使用一层或多层可任选的排列层来进行选择。
至少有些液晶材料，如手性向列型液晶(如胆甾醇型液晶)包括一个手性成分，它能形成这样一种结构，即液晶材料的指向矢自然地围绕垂直于指向矢的一个轴旋转。手性向列型液晶的螺距与获得指向矢360°角旋转所需的材料厚度对应。至少有些非手性向列型液晶可通过添加手性化合物制成手性材料。通过改变手性组分对于非手性组分的比例可达到改变材料螺距的目的。
诸如向列型液晶之类的单轴双折射材料以有两个主折射率no与ne为特征。寻常折射率no影响其电场极化矢量垂直于双折射介质光学对称轴的光的成分。非常折射率ne则影响其电场极化矢量平行于双折射介质光学对称轴(例如，在正介电各向异性的向列型液晶材料情况下平行于指向矢)的光的成分。
介质的双折射Δn由no和ne定义为：
Δn＝ne-no
入射在双折射介质上的偏振光以寻常光线成分与非常光线成分传播。由于各自折射率不同，这两个成分的相速度有差异。光的总相差或光的总延迟取决于介质的双折射与介质的厚度。
合适偏振旋转元件的一个实施方式对应于一个具有二分之一波长延迟器厚度的层，其光轴偏离入射线偏振光的偏振面某一方位角φ。该偏振旋转元件的光轴位于平行于非常光线且垂直于寻常光线的平面内。二分之一波长延迟器将入射的线偏振光的偏振方向旋转2φ角度。例如，45°偏振旋转元件的光轴偏离入射线偏振光的偏振方向为22.5°。“二分之一波长延迟器”这个术语表示偏振旋转元件厚度为d，Δnd＝(2m+1)λ/2，其中λ为光的波长，m为整数，0，1，2，……。对于其它波长的光，该偏振旋转片会提供不同旋转值。此实施方式只对满足前面所述要求的波长来说起完美旋转片的作用。
还有另外一个例子，采用液晶材料可以形成一个偏振旋转元件，该液晶材料的指向矢沿偏振旋转元件厚度轴旋转一个扭曲角Φ，该扭曲角远远小于偏振旋转元件的相位延迟Γ。相位延迟由下式给出：
Γ＝2πΔnd/λ
对于一特定光的波长或波长范围，当Φ＜＜Γ时，入射在偏振旋转元件一面的线偏振光，它射出时会以与该波长光的扭曲角Φ的相同角度进行了旋转。这种效应在当偏振旋转元件包含具有扭转向列型结构的液晶材料时可以显现。采用手性向列型液晶材料或者在偏振旋转元件的相背两面采用可任选的排列层(如图3所示)，其中两层之间的排列方向相差一个要求的扭曲角，或者采用这两个方法的组合可以获得扭转向列型结构。
偏振旋转元件也可以设计成利用扭曲角和延迟手段来改变入射光的偏振方向和椭圆度。作为一个例子，考虑其电场矢量平行于扭转向列型结构指向矢的线偏振光输入光束。根据琼斯阵列法(参见例如Pochi Yeh和Claire Gu的“Optics of Liquid Crystal Displays”(液晶显示器光学)一书，John Wileyand Sons，1999)，射出光的椭圆度和方位角取向由下式给出：
e=tan(12sin-1[ΓφX2sin2X])]]>
tan2ψ=2φXtanX(φ2-Γ24)tan2X-X2]]>
其中ψ为偏振椭圆主轴与射出面局部指向矢轴的夹角。这里φ为扭转向列型结构的扭曲角。Γ为如上定义的相位延迟，X为：
X=φ2+(Γ2)2.]]>
例如，对于波长为550nm的光，具有双折射为0.12、厚度为1.62μm、扭曲角为64°的偏振旋转元件可将线偏振光的偏振方向改变成椭圆度为-1的光。
偏振旋转元件可采用一层或多层不同材料的层(如涂层)制成。例如，多层材料层可在一特定基底或偏振元件上沉积而成，也可以加上可任选的溶剂去除步骤，以及可任选的各层沉积物之间的部分或全部固化步骤。如果基底或偏振元件对温度、湿度或这两者敏感的话，则这种方法特别有用。材料的多次施加可以降低去除溶剂或对材料进行固化所需的温度与时间。如又一个例子，偏振旋转元件的各材料层可以生成在不同基底或偏振元件上，然后将这两层结合在一起。这种方法可将各个层结合(如层压)成单一器件。还可任选地进行高温退火步骤，用以促进或两层或多层偏振旋转片材料之间的扩散、偶合或排列。
液晶材料可选择那些含有能使材料交联的反应性官能团的材料。在用来生成偏振旋转元件的组合物中也可以加入交联剂或玻璃化剂与液晶材料混合。液晶材料可按要求排列(例如在向列相、扭转向列相、或手性向列相中)，然后交联或以其他方式进行玻璃化以保持排列。这类交联过程可以通过各种工艺完成，例如，光引发，电子束处理或热固化等。
偏振旋转元件或用来形成偏振旋转元件的组合物中可以加入其它材料。例如，如果需要的话，可加入漫射或散射材料使偏振旋转元件引起光的漫射或散射。另一例子中，如果需要显示某种颜色或消除某种颜色的话，则可以加入能吸收特定波长的光的吸光材料。合适的吸光材料的例子如染料与颜料。在一些实施方式中，采用的是二向色性染料(如能优先吸收某一偏振光的材料)。特别是那些在偏振旋转元件内可以排列的二向色性染料更为理想。合适的二向色性染料包括例如碘，以及蒽醌，偶氮，重氮，三氮，四氮，五氮以及mericyanine染料，刚果红(二苯基-双-α-萘胺磺酸钠)，亚甲蓝，芪基染料(色指数(CI)＝620)，1，1’-二乙基-2，2’-花青氯(CI＝374(橘红)或CI＝518(蓝))，2-苯基偶氮噻唑，2-苯基偶氮苯噻唑，4，4’-二(芳基偶氮)芪，苝化合物，可被2-苯基或2-甲氧苯基任选取代的4-8-二羟基蒽醌，4，8-二氨基-1，5-萘醌染料，和聚酯染料，如PalanilTM蓝BGS和BG(德国路德维希堡的巴斯夫公司)。这些染料的性质及其制备方法在E.H.Land所著的Colloid Chemistry(胶体化学)，1946中有述。其它一些二向色性染料及其制备方法在Kirk Othmer Encyclopediaof Chemical Technology，第8卷，第652-661页(1993年第四版)中有述，这里予以参考结合。
其它添加剂包括例如油类，增塑剂，抗氧化剂，抗臭氧剂，紫外稳定剂，固化剂，以及交联剂。这些材料可以与或不与液晶材料反应。
在一个实施方式中，偏振旋转元件/偏振元件采用的是液晶材料的扭转向列型结构，该结构还包含随液晶材料取向的吸光分子。在一个实施例中，吸光分子按液晶材料的方向排列。偏振方向与液晶材料指向矢平行的光被吸收，而偏振方向垂直于液晶材料指向矢的光则透过。此实施方式中偏振旋转元件也起偏振片作用。这种特定偏振旋转元件可以是置于反射型偏光元件之后的“清除作用”偏振片，用以强化对不需要的偏振状态的光的消光作用。
偏振旋转元件中采用的任何材料的光学特性，包括折射率等均与波长有关。例如对于某一波长的二分之一波长延迟器的厚度可以产生对于另一波长小于二分之一波长的延迟效果。至少在一些实施方式中，特别是显示用途，要求降低或最大程度地减少某一波长范围内，如在可见光区域内(即波长在380-800nm之间区域)的上述差异。降低偏振旋转元件对波长依赖性(即降低色度性)的方法之一是形成两层或多层使用不同材料的单独层，并使这两层排列，使它们的光轴交叉呈某一特定角度。例如，使它们的光轴互呈90°。要选用材料使制得的偏振旋转元件中的Δnd/λ对所需求波长范围基本上为一常数(即变化不超过10％或5％)。例如，一层聚丙烯层可以横向置于一层聚碳酸酯层上(或反过来)，这样得到的元件在整个可见光波长区域基本上显示均匀的光学延迟作用。较好是，透过两层膜的光学距离对波长的依赖性之间的差别在所感兴趣波长区域中基本上均匀一致。这两层膜的相对厚度可进行调整，改变该复合膜对波长的依赖性。
排列层可任选地用于偏振旋转元件，用来规定该偏振旋转元件表面的光轴。此光轴可以与平行于排列层的表面成某一角度。此外，至少一些情况下，排列层可以使得该光轴与排列层表面呈一定的倾斜角。排列层对液晶材料特别有用，它可规定偏振旋转元件表面液晶的指向矢的排列。液晶材料(如偏振旋转元件)相背的两个面上都可提供排列层。另一种办法仅采用一个单一的排列层，并依赖偏振旋转元件的螺距与厚度决定其另一面的排列。
排列层可以是分开生成的层，也可以是膜的一个或多个其他光学元件的一部分。例如，偏振元件也可以起排列层作用。任选地，在排列之后对液晶材料进行交联以维持该排列。任选地，在液晶材料交联或玻璃化之后，从装置中去除这一个或多个排列层。
许多制备排列层的方法是已知的，因为排列层一直用于包括液晶单元在内的其它器件中。制备排列层的一类已知技术通常涉及机械排列或物理排列方法，另一类涉及化学排列与光学排列方法。
制备排列层的一种常用机械方法包括对聚合物(如聚乙烯醇或聚酰亚胺)层按所需排列方向进行摩擦。另一种物理方法包括拉伸或以其他方式使聚合物膜(如聚乙烯醇膜)在排列方向上取向。许多种取向的聚合物膜具有液晶材料的排列特征，包括聚烯烃(如聚丙烯)、聚脂(如聚对苯二甲酸乙二醇酯与聚萘二甲酸乙二醇酯)、以及聚苯乙烯(如无规立构，全同立构，或间同立构的聚苯乙烯)等聚合物。聚合物可以是均聚物或共聚物，也可以是两种或多种聚合物的混合物。起排列层作用的聚合物膜可以有一层或多层。起排列层作用的取向聚合物膜可任选地包含连续相与分散相。另一种物理排列方法包括以一排列方向斜向溅射一层材料(如SiOx、TiO2、MgF2、ZnO2、Au和Al)在表面上。另一种机械方法是使用具有微凹槽的表面，如美国专利4,521,080、5,946,064和6,153,272所述。
排列层也可采用光化学方法生成。如美国专利4,974,941，5,032,009和5,958,293所述，可光取向的聚合物可以生成排列层，对分散在介质中或基底上的各向异性光吸收分子用线偏振的光(如紫外光)按所需排列方向(在一些例子中垂直于所需排列方向)辐照而成。合适的可光取向的聚合物有聚酰亚胺，如含有取代1，4-苯二胺的聚酰亚胺。
另一类可光学取向的材料通常为聚合物，可用来生成排列层。这些聚合物在偏振紫外光的存在下沿该偏振紫外光的电场矢量方向或垂直于该电场矢量的方向有选择地发生反应，反应后使液晶材料进行排列。这些材料的例子如美国专利5,389,698，5,602,661和5,838,407中所述。合适的可光聚合材料包括聚肉桂酸乙烯酯，以及其它如美国专利5,389,698，5,602,661和5,838,407所公开的聚合物。如美国专利6,001,277和6,061，113所述的可光致异构化合物，如偶氮苯衍生物也适合于光感排列。
此外，有些感胶离子型液晶材料也可用作排列层。这类材料当剪切涂布在基底上时，对热致变液晶材料能起强烈的排列作用。这类合适材料的例子如美国专利申请序列号09/708,752所述。
代替排列层的一种方法是可以用电场或磁场对偏振旋转片的液晶材料进行排列。使液晶材料排列的另一种方法是通过剪切或拉伸的流动场，如涂覆或挤出过程中的流动场。液晶材料然后交联或玻璃化以保持这种排列。此外，在已排列的基底(如聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚萘二甲酸乙二醇酯一类的取向聚脂)上涂覆液晶材料也能够产生排列。
可以采用各种不同的偏振元件。一种类型的偏振元件为反射型偏振元件。反射型偏振元件有各种形式。合适的反射型偏振元件是那些具有不同折射率的两种或多种不同材料以交替层形式或位于连续相内的分散相形式存在的元件。聚合物多层反射型偏振片如美国专利5,882,774，5,965,247，以及PCT专利公开号为WO95/17303；WO95/17691；WO95/17692；WO95/17699；WO96/19347和WO99/36262中所述。一种市售的多层反射型偏振片是明尼苏达州圣保罗的3M公司产的双亮度增强膜(Dual Brightness Enhanced Film，DBEF)。无机多层反射型偏振片例如在H.A.Macleod所著的Thin-Film Optical Filters(薄膜光学滤片)，第2版，Macmillan Publishing Co.(1986)和由A.Thelan所著的Design ofOptical Interference Filters(光学干涉滤光片的设计)，Mcgraw-Hill，Inc.(1989)中有述。漫反射型偏振片包括在美国专利5,825,543中所述的连续/分散相反射型偏振片，以及在美国专利5,867,316中所述的漫反射型多层偏振片。美国专利5,751,388和5,940,211叙述了其它一些反射型偏振片。
另一类反射型偏振片的例子是采用胆甾醇型液晶材料形成的。胆甾醇型液晶偏振元件在相应于胆甾醇型液晶螺距的光学长度的波长处能透射右旋或左旋的圆偏振光。不被透射的光被反射，而以反螺旋性圆偏振化。在例如美国专利5,793,456，5,506,704，5,691,789，以及欧洲专利申请公开号EP940705中介绍了胆甾醇型液晶反射型偏振片。由于液晶显示器要求输入线偏振光，胆甾醇型反射型偏振片通常伴有四分之一波长延迟器，后者能将透射的圆偏振光转变成线偏振光。合适的胆甾醇型反射型偏振片在市场上有售，为Merck andCompany，Incorporated商品名为TRANSMAXTM的产品和Nitto DenkoCorporation商品名为NIPOCSTM的产品。
另一种偏振元件为光吸收型偏振元件，它们通常由经过取向的且能吸收特定偏振方向的光的材料制成。这类偏振元件的例子包括经取向的聚合物层，它用二向色性染料(如碘或金属螯合物)染色。这类结构的例子包括用碘染色的经拉伸聚乙烯醇层。有关合适光吸收型偏振片的讨论例如参见美国专利4,166,871、4,133,775、4,591,512和6,096,375。
另一种光吸收型偏振元件包括一种经取向的聚合物，它可任选地无需额外染料或染色，该聚合物包括选择性吸光的聚合物材料的链段、嵌段或接枝。一个无需染料或染色的光吸收型偏振片的例子是一种经取向的共聚物，它包含聚乙烯醇嵌段和聚亚乙烯基嵌段，其中聚亚乙烯基嵌段由聚乙烯醇分子脱水而成。有关无需染料或染色制得的偏振片的讨论例如参见美国专利3,914,017和5,666,223。
如果需要的话，上述光吸收型偏振元件的经取向聚合物膜可起到偏振旋转元件的排列层作用。在一个实施方式中，在反射型偏振元件之上覆盖一层经取向的聚乙烯醇光吸收型偏振元件(如参见美国专利6,096,375)。对于将液晶材料放在光吸收型偏振元件上而形成的偏振旋转元件来说，该经取向聚乙烯醇光吸收型偏振元件可任选地用作排列层。
如上面指出的，可以使用另一个能改变偏振方向的元件来代替偏振元件(图3所示的元件202)。这种能改变偏振方向的元件包括例如补偿膜。这些膜改变光的偏振方向，提供不同的椭圆偏振或圆偏振。这样的显示器就具有较宽的水平视角，垂直视角，或两者兼而有之。
薄膜可以具有一层以上偏振元件或能改变偏振方向的其它元件。例如，偏振旋转元件可以放置在两个偏振元件之间。而且，这层膜可以包含多个偏振旋转元件。此外，其它光学元件也可以包含在膜中，包括例如微结构棱镜膜(如美国专利5,932,626和6,044,196所述)，漫射层，散射层，以及波长可选的吸收层和透射层。膜中还可加入基本上不会改变器件光学特性的其它层，包括例如胶粘剂层和基底。
可选用的基底可以简单的是一层提供在其上沉积或形成其它各层的基片。取而代之或添加的是，基底可以是在制造时、在使用时，或这两种情况下的结构支撑物。在有些情况下，基底不起其它作用。有时基底是可去除或弃去的一层保护性衬底。除非要去除基底，通常基底在偏振旋转片工作波长范围内为透明的，并且具有或不具有双折射效应。这些实施方式的基底例如包括三乙酸纤维素膜(日本东京的Fuji Photo FIlm Co.和Konica Corp.以及纽约州罗切斯特Eastman Kodal Co.有售)，SollxTM膜(可购自General Electric Plastics(Pittsfield，MA))，以及聚丙烯膜或聚乙烯膜。
在至少有些情况下，基底在光学上是各向同性的。或者，基底是个c片(即面内各折射率相同，但不同于厚度方向的折射率)，最好为负c片，它用来改善引入同型向性排列(homeotropically aligned)的显示单元中的离轴延迟效应。用于这些实施方案的合适基底例如包括日本专利申请公开号2000/154,261A和美国专利5,196,953所介绍的那些基底。
在另一些实施方式中，基底还起一种或多种光学功能的作用。例如，基底可以是偏振元件或补偿膜，或含有吸光材料能给膜增色或减色。
可以制造各种不同器件，也可以以各种不同方式制造这些器件。除了这里所述方法之外，制造这些器件的方法的其它例子在待审查的美国专利申请序列号为＿＿，发明名称为″Methods of Making Polarization Rotators and ArticlesContaining the Polarization Rotators”(制造偏振旋转元件的方法以及含该偏振旋转元件的器件)，备案号为56233US002，于同一天提交的专利申请中也有描述。特别是该器件的各个元件可以单独地、顺序地、或同时制造。例如，两层或多层元件(如偏振元件和排列层)可以共挤出或可以同时涂覆在一可任选去除的基底上。在另一实施例中，一个元件(如偏振旋转元件)可以涂覆或以其他方式放置在先前生成的层(如排列层，偏振元件或基底)上。或者，各个元件可以先各自生成，然后层压在一起。薄膜可采用这些方法的组合制造。例如，偏振元件与排列层可以共挤出形成；偏振旋转元件可涂覆在排列层上；再将另一个排列层与基底层压到该偏振旋转元件上形成器件。
器件的各个元件通过各种方法组合成一器件，所用方法通常取决于诸如被组合的各元件层的类别，各个元件层的生成方法，以及各元件层的材料等因素。可以理解，有多种不同方法用来形成一个膜(如可以先共挤出形成偏振元件与排列层，然后将偏振旋转元件层压在排列层上)。将各元件组合的方法包括例如共挤出，涂布，胶粘剂层压，热层压，高温扩散，两个元件反应基团的反应耦合，以及交联。当采用粘接剂时，最好该粘接剂在感兴趣的波长区域内为光学透明的，除非粘接剂也用作膜内光学层。
下面是膜结构的一些例子。可以理解其它组合可以通过对所述膜各元件的添加、去除或替代等形成。此外，还可以理解图中所示排列层只是可以任选的。一种其它元件(如偏振元件)可起排列层作用，可以采用电场或磁场来排列，或者在偏振元件交联或玻璃化之后，去除一层或多层排列层。另一种方法是，可以使用单一排列层，在其相背表面上的排列通常至少部分由偏振旋转元件材料的厚度与螺距决定。
图3所示的构型可以用来说明各种不同实施方式。一个实施方式中，膜200包括偏振元件202(如光吸收型偏振元件或反射型偏振元件，或兼具此两性质，还可任选地包含四分之一波长延迟器)，偏振旋转元件204，基底210和两层可任选的排列层208，206。这两个排列层可采用任一种上述技术生成。这类膜的制造方法之一包括在偏振元件202上单独地生成排列层206，在基底210上生成排列层208。偏振旋转元件204的液晶材料可位于排列层206，208之一或两者之上。然后将这两个分开的结构合并在一起，而偏振旋转元件204可任选地由对偏振旋转元件的液晶材料进行固化而形成，从而设定了偏振旋转元件204的排列。偏振旋转元件的构型使得射出偏振元件的光旋转一个所需的角度。这种膜可以接受非偏振光而透射偏振光，所透射偏振光的偏振面由偏振元件202偏振轴旋转了一个所需角度。作为一个例子，在纵向(0°)或横向(90°)取向的反射型偏振元件可以与45°偏振旋转元件组合形成一个器件。这种器件可用于图1C的液晶显示器，它可以避免以45°角斜切反射型偏振片时产生的废料。
在另一实施方式中，基底210为第二个偏振元件，它具有的偏振方向不同于偏振元件202的偏振方向。偏振旋转元件设计成将光的偏振方向从偏振元件202的偏振轴旋转到与该第二偏振元件210的偏振轴相一致，尽管在有些情况下，偏振旋转元件可以不完全与光线一致(如偏振旋转元件将偏振方向旋转30°，而两个偏振元件的偏振轴相差45°角)。作为一个例子，偏振元件202可以是个反射型偏振元件(它的偏振轴为0°)，而第二个偏振元件210是个光吸收型偏振元件(它的偏振轴为90°)。偏振旋转元件204被选择用来将透过偏振元件202的光的偏振方向旋转90°角(遇需要，可旋转某个其它角度)，使得光能通过第二个偏振元件210(如果旋转角度与90°差别很大，则仅部分通过)。
在另一实施方式中，基底210是另一种能改变偏振方向的元件，如补偿膜(例如美国专利6,064,457所述的补偿膜)。还有一个实施方式，偏振元件202是反射型偏振元件，排列层206是二向色性染料染色的聚乙烯醇经取向层，该层或可任选地包含由聚乙烯醇分子脱水而形成的聚亚乙烯基嵌段。这样制得的光吸收型偏振元件可以为偏振旋转元件204在聚乙烯醇取向方向上起排列层作用。
图4显示一种膜的构型，它利用的是反射/吸光偏振元件的组合。膜300包括反射型偏振元件302，光吸收型偏振元件303，偏振旋转元件304，基底310，以及两层可任选的排列层306、308。这些层按前面讨论地形成和构造。在另一实施方式中，膜300包括偏振元件302，漫射元件303，偏振旋转元件304，基底310，以及两层可任选的排列层306、308。
图5显示一种包括另一种光学元件(如第二偏振元件或补偿膜)的膜构型。膜400包括偏振元件402(如反射型偏振元件，光吸收型偏振元件，或它们的组合)，偏振旋转元件404，基底410，两层可任选的排列层406、408，以及另一种光学元件412(如偏振元件或补偿膜)。合适补偿膜包括商购补偿膜，如Rolic Technologies Ltd.(Allschwil，Switzerland)的斜型O片补偿膜、NipponPetrochemical Co.(Japan)的混合排列向列膜，以及日本东京Fuji Photo Film Co.的splayed discotic膜。偏振旋转元件可附加改变从补偿膜射出的偏振光的椭圆度。通过例如选择偏振旋转元件的材料、折射率和厚度，偏振旋转元件可设计成使得特殊补偿膜的操作最佳，且处于膜400之内。
图6显示不另需额外基底的膜的构型。膜500包括偏振元件502，偏振旋转元件504，排列层506，以及可任选的第二排列层508，该第二排列层还为制造或使用时提供足够的结构支撑。例如，第二排列层508可以是聚乙烯醇或其他聚合物的经取向层。可任选地，排列层508可以是由经取向聚乙烯醇和二向色性组分制成的光吸收型偏振元件。
图7示出利用胆甾醇型偏振元件的膜。膜600包括胆甾醇型偏振元件602，四分之一波长延迟器604，偏振旋转元件606，偏振元件608(反射型或光吸收型偏振片或它们的组合)，以及可任选的排列层610，612，614。胆甾醇型偏振元件602透射圆偏振光，四分之一波长延迟器604将圆偏振光转变成线偏振光。偏振旋转元件606将离开四分之一波长延迟器604的光的偏振方向旋转到与偏振元件608的偏振轴相一致(如要求的话)。在另一种替换方式中，四分之一波长元件可以与膜的垂直轴呈0°排列，在这种情况下产生的线偏振光对于垂直轴以45°角射出。
图8示出包括两个偏振轴不同的偏振元件与两个偏振旋转元件的膜，能让那些偏振方向不同于任一偏振元件偏振轴的偏振光透射。膜700包括第一偏振元件702，第一偏振旋转元件704，第二偏振元件706，第二偏振旋转元件708，可任选的基底710，以及可任选的排列层712，714，716和718。第一偏振旋转元件704将第一偏振元件702透射的光的偏振方向旋转到与第二偏振元件706的偏振轴相一致(如要求的话)。第二偏振旋转元件708将由第二偏振元件706透射的光的偏振方向旋转到所需的偏振方向(例如，当从装置主平面的法线方向观察，与膜700的垂直轴呈45°)。
图9示出不需要第二排列层的膜的构型。膜800包括偏振元件802，偏振旋转元件804和排列层806。由周围条件(如大气)或由层的厚度提供该偏振旋转元件另一表面的排列。
在其它实施方式中，偏振元件与偏振旋转元件设置在一光导上(如光导板或光导纤维)。或是偏振元件或是偏振旋转元件放置在邻近光导的位置。任一种上述膜都可用于这些实施方式。有些光导器由于其本质上原因，可以优先将一特定的偏振面相对于正交偏振面分离出来。
在本发明一个特殊实施方式中，偏振旋转元件将线偏振光的偏振面旋转某一角度，使它与液晶显示器底部偏振片的透射轴共线。
本发明的膜可以用于各种应用，包括电子显示，眼罩，窗处理，特定照明，电子或光学开关和信号发送，通讯，以及航空电子设备等。一种特定用途为液晶显示。图10说明液晶显示器的一个实施方式。应该承认，其它液晶显示器的构型已为人们所知，且薄膜可用于那些显示器构型之中。图10的构型仅作为例子用来说明本发明膜的应用。
液晶显示器900包括液晶单元902，偏振片904，检偏片906，背光源与光导器908，反射型偏振片910，以及反射片912。本发明的膜可以与液晶显示器上各种元件联合使用，包括如与反射型偏振片910，偏振片904和检偏片906联合使用。例如，本发明膜可用作反射型偏振片910。这一类膜还可以包括反射型偏振元件和偏振旋转元件，后者将由反射型偏振元件透射的光的偏振方向旋转到可以被偏振片904透射的方向。在此实施方式中，膜的反射型偏振元件与偏振片904不必具有同一方向的偏振轴。因此，膜的反射型偏振元件的偏振轴可为0°或90°，而偏振片的偏振轴可为45°。
在另一实施方式中，该膜可用作偏振片904。在本实施方式中的偏振片904包括偏振元件与偏振旋转元件。在一种构型中，偏振旋转元件将反射型偏振片910射出的光的偏振方向旋转，使其被偏振片904的偏振元件透射。在另一构型中，偏振旋转元件将偏振元件射出的光的偏振方向旋转，使其平行或正交于液晶单元902最靠近的那个表面上的液晶指向矢。
还有一个实施方式，该膜可用作检偏片906。该实施方式的检偏片906包括偏振元件和偏振旋转元件。在一个构型中，偏振旋转元件将由液晶单元902透射的光的偏振方向旋转一个角度。
该膜还可以用于反射型和透射反射型显示器。例如，检偏片可以包括偏振元件与偏振旋转片，后者将透射到LC单元的光的偏振方向旋转一个角度。该膜还可以用来替代LC单元偏振片或置于LC单元偏振片后面的反射型偏振片，如同背光式显示器所用的相同方式。
除了这些实施方式外，该膜的其它用途也是可以想到的。例如，薄膜可以包括补偿膜元件，可取代置于LCD内的商购补偿膜。
薄膜可以构建成具有多畴域或像素域。例如，膜的排列层可构建成使其具有不同排列的多个区域。可任选地，顶层与底层排列层的排列可使得某些区域呈现一个偏振旋转角度，而其它区域呈现另一些偏振旋转角度。例如，该膜可分成在某些区域内为90°偏振旋转的像素，而另一些区域基本上不呈现偏振旋转。这可以通过对排列层表面选择性地排列而实现。例如，只有排列层表面的某些部分被摩擦或曝光(对于可光排列的排列层)。作为另一个例子，可以通过不同方向的摩擦或对排列层的不同部位以不同偏振角进行光曝光，使排列层表面的不同部位沿不同方向排列。这类构型可用来提供具有离轴图像均匀性的显示器。
下面一些实施例将描述本发明器件的制造。应该理解，这些实施例仅为叙述性的，不应理解成是对本发明范围的限制。
实施例
除非另行指出，实施例中提到的所有化学试剂都购自Aldrich Chemical Co.，Milwaukee，WI。
实施例1
将含有9重量％Airvol 107聚乙烯醇(Air Products，Allentown，PA.)、1重量％WB54(3M Co.，St.Paul，MN的磺化聚酯)、3重量％N-甲替吡咯烷酮和0.1重量％Triton X100(Union Carbide，Danbury，CT)的水性分散液用导向板涂覆机(shoe coater)涂覆在电晕处理过的聚酯流延片材上，涂成厚度为64μm的湿涂层。该涂层在105℃下干燥1分钟。将此PVA涂覆的流延片材在拉幅机炉内于150℃单轴取向至其原来宽度的六倍。最终膜的厚度为175μm。
另将一种热塑性液晶材料化合物A按欧洲专利申请公开号834754方法制备。配成化合物A在四氢呋喃(THF)中15重量％的溶液。
化合物A
用#18 Mayer线涂棒(得自R.D.Specialties，Webster，New York)将上述溶液涂覆在聚酯：PVA基底上。标称湿厚度约为45μm。基底一经涂覆液晶材料后，立即在110℃下干燥10分钟，去除THF溶剂。然后用3M公司的1147型层压机(3M Company，St.Paul，MN)在约120℃将经涂覆的基底层压到同样的涂有液晶的基底上。两片经涂覆的单轴取向的基底放置的取向互成90°角。然后将该结构体在110℃下退火20分钟。
实施例2
向79重量份实施例1中采用的化合物A中添加12重量份内消旋二丙烯酸酯单体(LC242，德国路德维希堡的巴斯夫公司产)与2重量份光引发剂(Darocur1173，瑞士巴塞尔的Ciba Specialty Chemicals)，形成含固量达18重量％的溶液。按照实施例1所述对基底进行涂覆、干燥和层压。层压后，该结构体在400瓦汞弧灯下辐照3分钟，使液晶材料发生交联反应。
实施例3
向69重量份实施例1中采用的化合物A中添加31重量份低分子量液晶(E7，EM Industries，Hawthorne，New York)。最终的四氢呋喃溶液含固量达20％。按实施例1所述，对基底进行涂覆、干燥和层压。
实施例4
向62重量份实施例1中采用的化合物A中添加14重量份内消旋二丙烯酸酯单体(LC242)、5重量份光引发剂(Darocur1173)和19重量份低分子量液晶(E7，EM Industries，Hawthorne，New York)。最终的四氢呋喃溶液的含固量达20％。按实施例1所述，对基底进行涂覆、干燥和层压。
实施例5
配制20重量％反应活性液晶材料(LC242)的甲基乙基酮(MEK)溶液。加入光引发剂(Darocur1173)，其用量相当于反应活性液晶材料与光引发剂的混合物总量的3.5重量％。采用#22 Mayer线涂棒按实施例1所述方法进行溶液涂覆。经涂覆的基底于60℃烘焙2分钟以除去溶剂。按实施例1所述对涂覆基底进行层压。层压以后，该结构体按实施例2所述进行辐照。
实施例6
本实施例说明制备仅有一个排列层的偏振旋转膜的方法。
配制30重量％液晶单体的甲基乙基酮(MEK)溶液。该液晶单体混合物含有的LC242和LC756(德国路德维希堡的巴斯夫公司产)以及Irgacure 369(瑞士巴塞尔的Ciba Specialty Chemicals)，其混合比例分别为96.4/0.1/3.5，以重量计。该溶液经搅拌，直至固体完全溶于MEK时止。
采用15cm宽实验室用微凹版涂覆机将液晶混合物涂覆在实施例1所述的聚酯基底上。凹版涂覆速率比(gravure speed ratio)为0.66，即凹版涂覆辊的角速度为线速度的0.66倍。线速度为4.57米/分钟。该涂层在80℃下干燥，随后用600瓦紫外灯(D型灯管，Fusion UV Systems，Gaithersburg，Maryland)在惰性气氛中以100％功率固化。
用RPA 2000偏振分析器(Instrument Systems，Ottawa，Ontario，Canada)评定LCP涂层的旋光度。每个样品用已知椭圆度(0.0°，即线偏振)和偏振椭圆方位角取向的633nm波长的偏振准直光进行照射。经测量，透射光的椭圆度与偏振椭圆方位角取向分别为25.2°与76.6°。
实施例7-9
实施例7-9按实施例6所述进行，不同的是改变微凹版涂覆轮对于线速度之比。结果列于下表。 实施例 凹版涂覆速率比 椭圆度[°] 方位角旋转[°] 7 1 18.2 84.60 8 1.33 20.2 82.80 9 2 7.0 89.20
本发明不应该被认为受上述一些具体实施例的限制，而应该认为本发明包含权利要求书所限定的所有范围。适用于本发明的各种修改，等效工艺以及各种结构对于本发明所属技术领域的普通技术人员而言在阅读本说明书之后都是显而易见的。