CN101401016B - 光学补偿片、椭圆偏振片以及液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光学补偿片、椭圆偏振片以及液晶显示装置。具体地说，本发明涉及一种光学补偿片，其包括含有液晶化合物的光学各向异性层，其中光学各向异性层中的液晶化合物具有0.4或更大的S_max，其中S_max是S₁、S₂和S₃中的最大值；S₁是在光学各向异性层与空气的接触面附近的取向顺序参数；S₂是在和光学各向异性层与空气的接触面相反一侧的接触面附近的取向顺序参数；并且S₃是光学各向异性层内部的取向顺序参数。

Description

光学补偿片、椭圆偏振片以及液晶显示装置

技术领域

本发明涉及一种光学补偿片，所述光学补偿片包含具有在其中固定取向的液晶分子的光学各向异性层，本发明还涉及包含光学补偿片的椭圆偏振片和液晶显示装置。

背景技术

在多种液晶显示装置中，光学补偿片用于补偿影像颜色或提高视角。因此，在此之前所使用的光学补偿片都使用拉伸的双折射薄膜。在最近几年中，已经提出了使用具有由盘状液晶化合物在透明载体上形成的光学各向异性层的光学补偿片来代替拉伸的双折射薄膜。该光学各向异性层通常是通过如下步骤形成的：在取向薄膜上涂布含有盘状液晶化合物的盘状液晶组合物，在高于取向温度的温度下加热涂布材料以便将盘状液晶化合物分子取向，然后将取向的盘状液晶化合物分子固定。通常，盘状液晶化合物具有大的双折射率和多种取向结构。使用这样的盘状液晶化合物能够实现相关技术的拉伸双折射薄膜从未获得的光学特性。

另一方面，由于盘状液晶化合物具有多种取向结构，因此，为了产生期望的光学特性，必须适当地控制光学各向异性层中盘状液晶化合物的取向。对于用于将水平取向的盘状液晶化合物的平均倾角控制在小于5°的方法，已经提出了一种方法，该方法包括向盘状液晶化合物中加入纤维素低级脂肪酸酯、含氟表面活性剂或具有1，3，5-三嗪环的化合物(参见，例如，JP-A-11-352328)。此外，还提出了包括向光学各向异性层中加入具有氟取代烷基和羟基(具有通过连接基连接到苯环上的磺基)的化合物，从而控制盘状液晶化合物倾角的方法(参见，例如，JP-A-2001-330725)。此外还提出了一种方法，该方法包括联合使用疏水性排除体积作用化合物(hydrophobicity-excluding volume effect compound)和液晶化合物来控制液晶化合物的取向(参见，例如，JP-A-2002-20363)。然而，这些专利参考文献都没有提到能够有效促进液晶化合物混合取向的化合物的效果和使用。因此，为了获得期望的混合取向或光学补偿效果，必须提高光学各向异性层的厚度。结果，在固化光学各向异性层的步骤中很容易产生缺陷，导致浑浊增加或者需要使用大量的涂布溶液来形成光学各向异性层。这降低了生产能力，因此，这些方法是不利的。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种光学补偿片，其显示出优良的光学补偿效果以有助于液晶显示装置视角特性的提高，特别是提供一种光学补偿片，即使当它比相关技术的光学补偿片更薄时，也能够显示与相关技术的光学补偿片相同的光学补偿效果，并且所述光学补偿片能够以高产率制备并显示出良好的雾度。本发明的另一个目的是提供一种椭圆偏振片，该椭圆偏振片有助于提高液晶显示装置的视角，以及提供一种具有高显示逼真度的液晶显示装置。

上述目的可以通过如下内容得以实现。

一种光学补偿片，其包括：

包含液晶化合物的光学各向异性层，

其中光学各向异性层中的液晶化合物具的S_max为0.4或更大，

其中S_max是S₁、S₂和S₃中的最大值；

S₁是在所述光学各向异性层与空气之间的接触面附近的取向顺序参数；

S₂是在和所述光学各向异性层与空气的接触面相反一侧的接触面附近的取向顺序参数；并且

S₃是所述光学各向异性层内部的取向顺序参数。

如以上[1]所述的光学补偿片，

其中S₃是S_max。

如以上[1]所述的光学补偿片，

其中S₁基本上与S_max相同。

如以上[1]所述的光学补偿片，

其中S₂基本上与S_max相同。

如以上[1]所述的光学补偿片，

其中S₁、S₂和S₃基本上相同。

如以上[1]所述的光学补偿片，

其中θ1大于θ2，

其中θ1是在光学各向异性层与空气的接触面附近的液晶化合物的倾角；并且

θ2是和光学各向异性层与空气的接触面相反一侧的接触面附近的液晶化合物的倾角。

如以上[6]所述的光学补偿片，

其中θ1是40度或更大。

如以上[1]所述的光学补偿片，

其中S_max是0.5或更大。

一种光学补偿片，其包括：

包含液晶化合物的光学各向异性层，

其中光学各向异性层中的液晶化合物的θ1为55度或更大并且S₁为0.35到0.7，

其中θ1是在光学各向异性层与空气的接触面附近的液晶化合物的倾角；并且

S₁是在光学各向异性层与空气的接触面附近的液晶化合物的取向顺序参数。

如以上[1]或[9]所述的光学补偿片，

其中所述光学各向异性层进一步包含至少两种含有氟代脂族基团的聚合物，其中每种聚合物都含有衍生自式(1)代表的单体的重复单元：

式(1)

其中R¹代表氢原子或甲基；

X代表氧原子，硫原子或-N(R²)-，其中R²代表氢原子或C₁-C₄烷基；

Z代表氢原子或氟原子；

m代表1到6的整数；并且

n代表2到4的整数。

如以上[10]所述的光学补偿片，

其中Z代表氢原子。

如以上[10]所述的光学补偿片，

其中所述至少两种含有氟代脂族基团的聚合物中的至少一种含有氟代脂族基团的聚合物进一步包含衍生自式(2)代表的单体的重复单元：

式(2)

其中R¹¹、R¹²和R¹³各自独立地代表氢原子或取代基；

L代表二价连接基团，所述二价连接基团是一个或多个选自如下连接基团的组合：直接键；-O-；-CO-；-NR⁴-，其中R⁴代表氢原子、烷基、芳基或芳烷基；-S-；-SO₂-；-P(＝O)(OR⁵)-，其中R⁵代表烷基、芳基或芳烷基；亚烷基和亚芳基；并且

Q代表羧基(-COOH)或其盐，磺基(-SO₃H)或其盐，膦羧基{-OP(＝O)(OH)₂}或其盐或者含有聚(氧化烯)基的亚烷基。

如以上[1]或[9]所述的光学补偿片，

其中所述液晶化合物是盘状化合物。

一种椭圆偏振片，其包含：

偏振薄膜；和

如以上[1]或[9]所述的光学补偿片。

一种液晶显示装置，其包含如以上[1]或[9]所述的光学补偿片。

具体实施方式

以下将进一步描述本发明。在本说明书中，“A到B”的表述形式意味着包括数字A和B作为下限和上限。此外，本文中所使用的术语“在载体(或取向薄膜)上”的意思是包括了如下两种情况，即直接在载体(或取向薄膜)的表面上提供某物，以及在载体(或取向薄膜)上提供某物，其间插入有层(薄膜)。

在本发明中，Re(λ)和Rth(λ)分别代表在λ波长下面内延迟和厚度方向延迟。Re(λ)可以使用KOBRA21ADH型双折射计(由Ouji ScientificInstruments Co.Ltd.制造)通过在薄膜法线方向波长λ的入射光测量。Rth(λ)可以通过自动双折射计以总共三个方向所测量的延迟值、假设的平均折射率和所输入的薄膜厚度为基础计算得到，所述延迟值即为Re(λ)，以面内慢轴(由“KOBAR21ADH”判断)为倾斜轴(转动轴)，通过具有λnm波长的入射光由相对薄膜法线方向倾斜-50°到+50°的方向，每隔10°测定的11个点的延迟值。作为假设的平均折射率，可以使用“Polymer Handbook”，John Wiley & Sons，Inc.以及各种光学薄膜目录中所公开的数值。对于具有未知平均折射率的纤维素酰化物薄膜来说，可以使用Abbe折光仪。主要光学薄膜的平均折射率举例如下：纤维素酰化物(1.48)，环烯聚合物(1.52)，聚碳酸酯(1.59)，聚亚甲基甲基丙烯酸酯(1.49)，聚苯乙烯(1.59)。通过输入假设的平均折射率和薄膜厚度，KOBRA21ADH计算出n_x、n_y和n_z。

本发明的光学补偿片包括至少一个光学各向异性层，所述光学各向异性层中具有取向固定的液晶分子，其中需要满足的条件是光学各向异性层中分子的取向顺序参数S的最大值S_max不小于0.4。

(取向顺序参数)

取向顺序参数(以下有时被称为“S”)是用于表示聚合物薄膜或液晶的取向程度的一个指标，其被限定在0≤S≤1的范围内。当S是0时，它表示完全随机的状态，例如液体。当S是1时，它表示完全单向取向的状态，没有分子波动，例如晶体。通常，结晶聚合物薄膜的取向顺序参数是通过X射线衍射图测量的。然而，对于向列液晶薄膜的测量来说，该方法的灵敏度低，因此是一种不合意的测量方法。本文中所使用的术语“取向顺序参数”的意思是表示通过使用“Nanofinder”(由TOKYO INSTRUMENTS，INC.制造)在样品部分施加约400μW的激发激光输出时，在532nm的激发激光波长下测量样品所获得的数值，，其中在分光镜前设置有消偏振镜。对于用于测量的样品，通过在相对于薄膜表面约1°到2°的角度下倾斜地切割所要测量的薄膜而获得。

使用激光偏振照射上述样品从而测量空气接触面附近的光学各向异性层的极化拉曼光谱。在样品旋转的时候进行所述的测量，从而使激光偏振入射的样品表面相对于入射激光偏振的电场方向的取向角是变化的，从而给出多种测量角度。在散射光元件中，平行于入射激光偏振电场的偏振元件(I-平行)和垂直于入射激光偏振电场的偏振元件(I-垂直)是使用检测器光谱检测的。对具有源自层中所含分子骨架的峰的带进行拟合分析(fitting analysis)，所述分析是以最小二乘法为基础，以取向顺序参数P2、P4作为参数，根据理论推导式进行的，从而获得取向顺序参数S。

在本发明中，上述光学各向异性层中分子的取向顺序参数的最大值S_max优选从不小于0.4到不大于1.0。然而，由于光学各向异性层不是结晶状态的，所以最大值S_max的上限通常是0.7到0.8。取向顺序参数的最大值S_max优选不小于0.5，更优选不小于0.6。此外，当取向顺序参数落入上述定义的范围中时，光学各向异性层的厚度能够低于具有相同显示特性的相关技术的光学补偿片，这样能够消除由于薄膜厚度增加所引起的缺陷的发生，并且由此就能够以提高的产率提供光学补偿片。

当取向顺序参数S落入到测量精确值的±0.05的范围内时，它是基本上相同的。

当通过上述测量方法测定取向顺序参数时，取向顺序参数是在每个深度方向区域中获得的，即，空气接触面附近的区域、光学各向异性层的内部以及另一侧接触面附近的区域(例如，取向薄膜接触面)。在空气接触面附近区域获得的取向顺序参数S有时被称作“S₁”，在另一侧接触面附近的区域(例如，取向薄膜接触面)中获得的取向顺序参数S有时被称作“S₂”，而在光学各向异性层内部获得的取向顺序参数S有时被称作“S₃”。这些部分所获得的取向顺序参数S可以相同或不同。在本发明的光学补偿片中，在上述光学各向异性层内部测定的取向顺序参数优选显示了最大值S_max。此外，在上述光学各向异性层具有空气接触面的情况下，优选空气接触面附近区域的取向顺序参数基本上与S_max相同并且与空气接触面相反的上述光学各向异性层一侧的接触面附近区域的取向顺序参数基本上与S_max相同。更期望所有这些部分所测定的取向顺序参数S都是相同的，并且取向顺序参数在整个光学各向异性层中基本上是恒定的。甚至更期望所有这些部分所测定的取向顺序参数都为0.4或更大，特别优选为0.5或更大。

光学各向异性层的空气接触面的附近区域以及与空气接触面相反的光学各向异性层一侧的接触面的附近区域的取向顺序参数各自显示了从各自接触面到200nm至300nm深度所测定的取向顺序参数的平均值。光学各向异性层内部是除了上述空气接触面的附近区域和与空气接触面相反侧的接触面的附近区域以外的区域。更详细来说，光学各向异性层内部是除了从光学各向异性层两个接触面延伸到200nm至300nm深度的区域以外的内部区域。

只要能够满足上述条件，对上述光学各向异性层中分子的取向状态没有特别的限定。实现本发明的一个实施方式涉及一种光学补偿片，其中上述光学各向异性层至少具有空气接触面，并且空气接触面附近的分子的倾角θ1大于与空气接触面相反一侧接触面附近的分子的倾角θ2。空气接触面附近的分子优选的平均倾角取决于光学各向异性层的厚度，并且通常优选为40°或更大，更优选60°或更大，甚至更优选80°或更大。

在本发明的光学补偿片中，在空气接触面附近的光学各向异性层的取向顺序参数从不小于0.35到不大于0.7，优选从不小于0.4到不大于0.65。具有落入上述定义范围的取向顺序参数的光学各向异性层(其中液晶化合物在空气接触面上显示55°-75°的倾角)的厚度小于具有相同显示特性的相关技术的光学补偿片，使得能够以更高的产率提供光学补偿片，并且显示出良好的雾度。更详细来说，范围在1.5μm到1.6μm的相关技术的光学补偿片的厚度可以被降低到本发明的1.25μm到1.35μm的范围内。此外，范围在0.5％到1.2％的相关技术的光学补偿片雾度可以被降低到本发明的0.3％到0.4％的范围内。

以下将描述在本发明光学补偿片的生产中使用的各种材料。

(光学各向异性层)

本发明光学补偿片中所包含的上述光学各向异性层可以由含有至少一种液晶化合物的液晶组合物形成。尤其是，优选使用包含至少一种液晶化合物和至少两种含有氟代脂族基团的聚合物的液晶组合物。

当使用能够有效促进液晶化合物混合取向的含有氟代脂族基团的聚合物时，可以减少相关技术的引起取向顺序参数或雾度的劣化的混合取向促进剂的量，使得能够获得本发明的上述效果。

(含有氟代脂族基团的聚合物)

可以被用于形成上述光学各向异性层的含有氟代脂族基团的聚合物(以下有时缩写为“氟基聚合物”)优选为含有衍生自下式(1)所代表的含有氟代脂族基团的单体的重复单元的聚合物。上述氟基聚合物更优选为含有衍生自下式(1)所代表的单体的重复单元的共聚物。作为上述氟基聚合物，优选使用具有氟代脂族基团的丙烯酸树脂或甲基丙烯酸树脂。此外，优选使用通过式(1)所代表的单体与可与其共聚的乙烯基单体之间的共聚作用获得的丙烯酸树脂或甲基丙烯酸树脂。

上述氟基聚合物中的氟代脂族基团之一是衍生自通过调聚方法(也被称作“调聚物方法”)或低聚方法(也被称作“低聚物方法”)所制备的的氟代脂族化合物的基团。至于制备这些氟代脂族基团化合物方法的细节，可以参考“Fusso Kagobutsu no Gosei to Kinou(Synthesis and Function of FluorineCompounds)”，Nobuo Ishigawa编辑，CMC发行，1987，pp.117-118，和MilosHudlicky和Attila E.Pavlath，eds.，“Chemistry of Organic Fluorine CompoundsII”，Monograph187，American Chemical Society，1995，pp.747—752。调聚方法是一种包括使用具有大的链转移常数的烷基卤化物(例如，碘化物)作为调聚剂，对含氟乙烯基化合物例如四氟乙烯进行自由基聚合从而合成调聚物的方法(该方法在流程-1中举例说明)。

流程1

由此获得的碘封端的调聚物通常按照[流程2]所示在其末端进行化学修饰，以形成氟代脂族化合物。然后任选地将这些化合物转化成期望的单体结构，接着使用上述单体结构制备含有氟代脂族基团的聚合物。

流程2

上述氟基聚合物含有衍生自式(1)所代表的含有氟代脂族基团单体的重复单元。

式(1)

在式(1)中，R¹代表氢原子或甲基；X代表氧原子、硫原子或-N(R²)-，其中R²代表氢原子或C₁-C₄烷基，优选为氢原子或甲基；Z代表氢原子或氟原子；m代表不小于1到不大于6的整数；并且n代表2到4的整数。

X优选是氧原子，Z优选是氢原子，m优选是1或2，并且n优选是3或4。这些不同的重复单元可以混合使用。

以下将给出能够用于制备本文中的氟基聚合物单体的具体例子，但是发明并不仅限于此。

可以用于本发明的氟基聚合物的一种具体实施方式是包含衍生自含有氟代脂族基团的单体的重复单元和式(2)所代表的含有羟基的重复单元的共聚物。

式(2)

在式(2)中，R¹¹、R¹²和R¹³各自独立地代表氢原子或取代基。Q代表羧基(-COOH)或其盐，磺基(-SO₃H)或其盐，膦羧基{-OP(＝O)(OH)₂}或其盐，或者含有聚(氧化烯)基的亚烷基。L代表二价连接基团，其选自如下连接基团或者由两个或更多个如下连接基团组合形成的二价连接基团：

(连接基团)

直接键、-O-、-CO-、-NR⁴-(其中R⁴代表氢原子、烷基、芳基或芳烷基)、-S-、-SO₂-、-P(＝O)(OR⁵)-(其中R⁵代表烷基、芳基或芳烷基)、亚烷基和亚芳基。

在式(2)中，R¹¹、R¹²和R¹³各自独立地代表氢原子或取代基。所述取代基优选为以下所例举的取代基中的一种

(取代基)

烷基(优选具有1到20个碳原子，更优选1到12个碳原子，特别优选1到8个碳原子的烷基，例如，甲基、乙基、异丙基、叔丁基、正辛基、正癸基、正十六烷基、环丙基、环戊基、环己基)，烯基(优选具有2到20个碳原子，更优选2到12个碳原子，特别优选2到8个碳原子的烯基，例如，乙烯基、芳基、2-丁烯基、3-戊烯基)，炔基(alkinyl)(优选具有2到20个碳原子，更优选2到12个碳原子，特别优选2到8个碳原子的炔基，例如，炔丙基、3-戊炔基)，芳基(优选具有6到30个碳原子，更优选6到20个碳原子，特别优选6到12个碳原子的芳基，例如，苯基、对甲基苯基、萘基)，芳烷基(优选具有7到30个碳原子，更优选7到20个碳原子，特别优选7到12个碳原子的芳烷基，例如，苯甲基、苯乙基、3-苯丙基)，取代或未取代的氨基(优选具有0到20个碳原子，更优选0到10个碳原子，特别优选0到6个碳原子的取代或未取代的氨基，例如，未取代的氨基、甲氨基、二甲氨基、二乙氨基、苯胺基)。

烷氧基(优选具有1到20个碳原子，更优选1到16个碳原子，特别优选1到10个碳原子的烷氧基，例如，甲氧基、乙氧基、丁氧基)，烷氧基羰基(优选具有2到20个碳原子，更优选2到16个碳原子，特别优选2到10个碳原子的烷氧基羰基，例如，甲氧基羰基、乙氧基羰基)，酰氧基(优选具有2到20个碳原子，更优选2到16个碳原子，特别优选2到10个碳原子的酰氧基，例如，乙酰氧基、苯甲酰氧基)，酰基氨基(优选具有2到20个碳原子，更优选2到16个碳原子，特别优选2到10个碳原子的酰基氨基，例如，乙酰氨基、苯甲酰氨基)，烷氧基羰基氨基(优选具有2到20个碳原子，更优选2到16个碳原子，特别优选2到12个碳原子的烷氧基羰基氨基，例如，甲氧基羰基氨基)，芳氧基羰基氨基(优选具有7到20个碳原子，更优选7到16个碳原子，特别优选7到12个碳原子的芳氧基羰基氨基，例如，苯氧基羰基氨基)，磺酰氨基(优选具有1到20个碳原子，更优选1到16个碳原子，特别优选1到12个碳原子的磺酰氨基，例如，甲烷磺酰氨基、苯磺酰胺基)，氨磺酰基(优选具有0到20个碳原子，更优选0到16个碳原子，特别优选0到12个碳原子的氨磺酰基，例如，氨磺酰基、甲基氨磺酰基、二甲基氨磺酰基、苯基氨磺酰基)，氨基甲酰基(优选具有1到20个碳原子，更优选1到16个碳原子，特别优选1到12个碳原子的氨基甲酰基，例如，未取代的氨基甲酰基、甲基氨基甲酰基、二乙基氨基甲酰基、苯基氨基甲酰基)。

烷硫基(优选具有1到20个碳原子，更优选1到16个碳原子，特别优选1到12个碳原子的烷硫基，例如，甲硫基、乙硫基)，芳硫基(优选具有6到20个碳原子，更优选6到16个碳原子，特别优选6到12个碳原子的芳硫基，例如，苯硫基)，磺酰基(优选具有1到20个碳原子，更优选1到16个碳原子，特别优选1到12个碳原子的磺酰基，例如，甲磺酰基、甲苯磺酰基)，亚磺酰基(优选具有1到20个碳原子，更优选1到16个碳原子，特别优选1到12个碳原子的亚磺酰基，例如，甲亚磺酰基、苯亚磺酰基)，脲基(优选具有1到20个碳原子，更优选1到16个碳原子，特别优选1到12个碳原子的脲基，例如，未取代的脲基、甲基脲基、苯基脲基)，磷酸酰胺基(优选具有1到20个碳原子，更优选1到16个碳原子，特别优选1到12个碳原子的磷酸酰胺基，例如，二乙基磷酸酰胺基、苯基磷酸酰胺基)，羟基，巯基，卤原子(例如，氟原子、氯原子、溴原子、碘原子)，氰基，磺基，杂环基(优选具有1到30个碳原子，更优选1到12个碳原子的杂环基，例如具有如氮原子、氧原子和硫原子的杂原子的杂环基，例如，咪唑基、吡啶基、喹啉基、呋喃基、哌啶基、吗啉基、苯并噁唑基、苯并咪唑基、苯并噻唑基)，甲硅烷基(优选具有3到40个碳原子，更优选3到30个碳原子，特别优选3到24个碳原子的甲硅烷基，例如，三甲基甲硅烷基、三苯基甲硅烷基)。这些取代基可以进一步被这些取代基取代。如果使用这些取代基中的两个或更多个，则它们可以相同或不同。如果可能，这些取代基可以彼此连接形成环状。

R¹¹、R¹²和R¹³各自优选为氢原子，烷基，卤原子(例如，氟原子、氯原子、溴原子、碘原子)或由以下所示-L-Q代表的基团，更优选为氢原子，C₁-C₆烷基，氯原子或由-L-Q所代表的基团，甚至更优选为氢原子或C₁-C₄烷基，特别优选为氢原子或C₁-C₂烷基。最优选地，R²和R³各自为氢原子并且R¹是氢原子或甲基。本文中可以使用的烷基的具体例子包括甲基、乙基、正丙基、正丁基和仲丁基。烷基可以具有适当的取代基。本文中可以使用的取代基的例子包括卤原子，芳基，杂环基，烷氧基，芳氧基，烷硫基，芳硫基，酰基，羟基，酰氧基，氨基，烷氧基羰基，酰基氨基，氧基羰基，氨基甲酰基，磺酰基，氨磺酰基，磺酰胺基，sulfolyl基，以及羧基。烷基中碳原子的数目不包括以下取代基中的碳原子数目。

L代表二价连接基团，其选自上述连接基团或者通过将这些二价连接基中的两个或更多个结合而形成的二价连接基。在上述连接基团中，-NR⁴中的R⁴代表氢原子，烷基，芳基或芳烷基，优选为氢原子或烷基。此外，-PO(OR⁵)中的R⁵代表烷基，芳基或芳烷基，芳基或芳烷基，优选为烷基。R⁴和R⁵代表的烷基、芳基或芳烷基中碳原子的数目与上述关于“取代基”的描述相同。L优选包括直接键、-O-、-CO-、-NR⁴-、-S-、-SO₂-、亚烷基或芳基，特别优选直接键、-CO-、-O-、-NR⁴-、亚烷基或亚芳基，最优选直接键。在L包括亚烷基的情况下，亚烷基中碳原子的数目优选为1到10，更优选为1到8，特别优选为1到6。本文中可以使用的亚烷基的具体例子包括亚甲基、亚乙基、三亚甲基、四亚丁基、以及环己烷。在L代表亚芳基的情况下，亚芳基中碳原子的数目优选为6到24，更优选为6到18，特别优选为6到12。亚芳基特别优选的例子包括亚苯基和亚萘基。在L是通过将亚烷基和亚芳基结合获得的二价连接基的情况下，亚芳烷基中碳原子的数目优选为7到34，更优选为7到26，特别优选为7到16。特别期望的亚芳烷基的具体例子包括亚苯基亚甲基、亚苯基亚乙基和亚甲基亚苯基。所举例的L的基团可以具有适当的取代基。这些取代基的例子包括上述作为R¹¹-R¹³上的取代基所例举的那些基团。

以下将举例说明L的具体结构，但本发明不限于此。

在式(2)中，Q代表羧基，羧基盐(例如，锂盐、钠盐、钾盐、铵盐(例如，铵、四甲基铵、三甲基-2-羟基乙基铵、四丁基铵、三甲基苯甲铵、二甲基苯基铵)、吡啶盐)，磺基，磺基盐(形成盐的阳离子的例子包括以上关于羧基所描述的那些)，膦羧基，膦羧基盐(形成盐的阳离子的例子包括以上关于羧基所描述的那些)或者含有聚(氧化烯)基的亚烷基。所述聚(氧化烯)基由(OR)_x所代表，其中R优选为C₂-C₄亚烷基，例如-CH₂CH₂-、-CH₂CH₂CH₂-、-CH(CH₃)CH₂-或-CH(CH₃)CH(CH₃)-。

在上述聚(氧化烯)基团中的氧化烯单元可以与聚(氧化丙烯)中的相同，或者可以具有两个或更多个不规则分布在其中的不同氧化烯，或者可以为直链或枝化的氧化丙烯或氧化乙烯单元，或者可以是直链或枝化氧化丙烯单元嵌段或氧化乙烯单元嵌段的形式。

该聚(氧化烯)链可以包括那些与一个或多个连接基团(例如，-CONH-Ph-NHCO-、-S-等(其中Ph代表亚苯基))相连的那些。在连接基团具有3或更大的原子价时，可以获得枝化的氧化烯单元。

此外，在本发明使用的共聚物含有的可聚合单元具有聚(氧化烯)基团的情况下，聚(氧化烯)基团的分子量优选为250到3,000。

聚(氧化烯)丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯可以通过使可商购获得的羟基聚(氧化烯)材料与丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰氯、甲基丙烯酰氯或丙烯酸酐等通过任意已知的方法反应而制备，所述可商购获得的羟基聚(氧化烯)材料例如是Pluronic(由ADEKA CORPORATION制造)，Adeka Polyether(由ADEKA CORPORATION制造)，Carbowax(由Glyco Products Co.，Ltd.制造)，Toriton(由Rohm & Haas Inc.制造)，P.E.G(由DAI-ICHI KOGYOSEIYAKU CO.，LTD.制造)。或者，可以使用通过任意已知方法制备的聚(氧化烯)二丙烯酸酯等。

以下将给出可以用于制备本发明中所使用的氟基聚合物的对应于式(2)的单体的具体例子，但是本发明不仅限于此。聚(烯化氧)经常以具有不同聚合度X的形式出现。同时，在以下作为具体例子列举的化合物中，聚合度也是通过接近于平均聚合度的整数所代表的。

上述氟基聚合物可以含有一种或多种式(2)所代表的重复单元。上述氟基聚合物可以含有一种或多种不同于上述重复单元的重复单元。在氟基聚合物中，基于组成聚合物的单体总量，式(2)所代表的重复单元或者不同于式(2)所代表重复单元的重复单元的含量优选为95质量％或更低，更优选为90质量％或更低，甚至更优选为70质量％或更低。对上述其它重复单元没有具体的限制。其它重复单元的优选例子包括那些衍生自常规自由基聚合单体的重复单元。以下将给出衍生出其它重复单元的单体的具体例子。上述氟基聚合物可以含有衍生自一种或多种选自如下单体组的单体的重复单元。

单体组

(1)烯烃

乙烯、丙稀、1-丁烯、异丁烯、1-己烯、1-十二烯、1-十八烯、1-二十烯、六氟丙稀、偏二氟乙烯、氯三氟乙烯、3，3，3-三氟丙稀、四氟乙烯、氯乙烯、偏二氯乙烯等；

(2)二烯

1，3-丁二烯、异戊二烯、1，3-戊二烯、2-乙基-1，3-丁二烯、2-正丙基-1，3-丁二烯、2，3-二甲基-1，3-丁二烯、2-甲基-1，3-戊二烯、1-苯基-1，3-丁二烯、1-α-萘基-1，3-丁二烯、1-β-萘基-1，3-丁二烯、2-氯代-1，3-丁二烯、1-溴代-1，3-丁二烯、1-氯代丁二烯、2-氟代-1，3-丁二烯、2，3-二氯-1，3-丁二烯、1，1，2-三氯-1，3-丁二烯和2-氰基-1，3-丁二烯、1，4-二乙烯基环己烷等；

(3)α，β-不饱和羧酸的衍生物

(3a)丙烯酸烷基酯

丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸仲丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸戊基酯、丙烯酸正己基酯、丙烯酸环己基酯、丙烯酸2-乙基己基酯、丙烯酸正辛基酯、丙烯酸叔辛基酯、丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸苯基酯、丙烯酸苄基酯、丙烯酸苄基酯、丙烯酸2-氯乙基酯、丙烯酸2-溴乙基酯、丙烯酸4-氯丁基酯、丙烯酸2-氰乙基酯、丙烯酸2-乙酰氧基乙基酯、丙烯酸甲氧基苯甲基酯、丙烯酸2-氯代环己基酯、丙烯酸糠基酯、丙烯酸四氢糠基酯、丙烯酸2-甲氧基乙基酯、丙烯酸ω-甲氧基聚乙二醇酯(聚氧乙烯所加入的摩尔数：n＝2到100)、丙烯酸3-甲氧基丁基酯、丙烯酸2-乙氧基乙基酯、丙烯酸2-丁氧基乙基酯、丙烯酸2-(2-丁氧基乙氧基)乙基酯、丙烯酸1-溴代-2-甲氧基乙基酯、丙烯酸1，1-二氯-2-乙氧基乙基酯、丙烯酸缩水甘油酯等；

(3b)甲基丙烯酸烷基酯

甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸仲丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸戊基酯、甲基丙烯酸正己基酯、甲基丙烯酸环己基酯、甲基丙烯酸2-乙基己基酯、甲基丙烯酸正辛基酯、甲基丙烯酸十八烷基酯、甲基丙烯酸苯甲基酯、甲基丙烯酸苯基酯、甲基丙烯酸烯丙酯、甲基丙烯酸糠基酯、甲基丙烯酸四氢糠基酯、甲基丙烯酸甲苯基酯、甲基丙烯酸萘基酯、甲基丙烯酸2-甲氧基乙基酯、甲基丙烯酸3-甲氧基丁基酯、甲基丙烯酸ω-甲氧基聚乙二醇酯(聚氧乙烯中所加入的摩尔数：n＝2到100)、甲基丙烯酸2-乙酰氧基乙基酯、甲基丙烯酸2-乙氧基乙基酯、甲基丙烯酸2-丁氧基乙基酯、甲基丙烯酸2-(2-丁氧基乙氧基)乙基酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸3-三甲氧基甲硅烷基丙基酯、甲基丙烯酸烯丙酯、甲基丙烯酸2-异氰氧基乙基酯等；

(3c)不饱和多价羧酸二酯

马来酸二甲酯、马来酸二丁酯、衣康酸二甲酯、衣康酸二丁酯、巴豆酸二丁酯、巴豆酸二己酯、富马酸二乙酯、富马酸二甲酯等；

(3e)α，β-不饱和羧酸酰胺

N，N-二甲基丙烯酰胺、N，N-二乙基丙烯酰胺、N-正丙基丙烯酰胺、N-叔丁基丙烯酰胺、N-叔辛基甲基丙烯酰胺、N-环己基丙烯酰胺、N-苯基丙烯酰胺、N-(2-乙酰乙酰氧基乙基)丙烯酰胺、N-苯甲基丙烯酰胺、N-丙烯酰基吗啉、双丙酮丙烯酰胺、N-甲基马来酰亚胺等；

(4)不饱和腈

丙烯腈、甲基丙烯腈等；

(5)苯乙烯及其衍生物

苯乙烯、乙烯基甲苯、乙基苯乙烯、对叔丁基苯乙烯、对乙烯基苯甲酸甲酯、α-甲基苯乙烯、对氯代甲基苯乙烯、乙烯基萘、对甲氧基苯乙烯、对羟基甲基苯乙烯、对乙酰氧基苯乙烯等；

(6)乙烯基酯

乙酸乙烯基酯、丙酸乙烯基酯、丁酸乙烯基酯、异丁酸乙烯基酯、水杨酸乙烯基酯、氯代乙酸乙烯基酯、甲氧基乙酸乙烯基酯、苯基乙酸乙烯基酯等；

(7)乙烯基醚

甲基乙烯基醚、乙基乙烯基醚、正丙基乙烯基醚、异丙基乙烯基醚、叔丁基乙烯基醚、正戊基乙烯基醚、正己基乙烯基醚、正辛基乙烯基醚、正十二烷基乙烯基醚、正二十烷基乙烯基醚、2-乙基己基乙烯基醚、环己基乙烯基醚、氟代丁基乙烯基醚、氟代丁氧基乙基乙烯基醚等；和

(8)其它可聚合单体

N-乙烯基吡咯烷酮、甲基乙烯基酮、苯基乙烯基酮、甲氧基乙基乙烯基酮、2-乙烯基噁唑啉、2-异丙烯基噁唑啉等。

作为衍生其它重复单元的单体，优选使用式(3)所代表的单体。

式(3)

在式(3)中，R⁶代表氢原子或甲基，Y代表二价连接基，并且R⁷代表可以具有取代基的C₁-C₂₀直链、枝化或环状的烷基。Y所代表的二价连接基优选是氧原子、硫原子或-N(R⁵)-，其中R⁵优选是氢原子或C₁-C₄烷基，例如甲基、乙基、丙基和丁基。R⁵更优选是氢原子或甲基。Y特别优选是氧原子、-NH-或-N(CH₃)-。

作为R⁷所代表的C₁-C₂₀直链、枝化或环状的烷基，优选使用的是直链或枝化的甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十七烷基、十八烷基或二十烷基，单环环烷基例如环己基和环庚基，或者多环环烷基例如双环庚基、双环庚基、三环十一烷基、四环十二烷基、金刚烷基、降冰片基和四环癸基。

在R⁷所代表的烷基上的取代基的例子包括羟基，烷基羰基，芳基羰基，烷基羰氧基，羧基，烷基醚基，芳基醚基，卤原子例如氟原子、氯原子和溴原子，硝基，氰基和氨基，但是本发明不限于此。

在式(3)所代表的单体中特别优选的是(甲基)丙烯酸烷基酯或聚(氧化烯基)(甲基)丙烯酸酯。

以下将给出式(3)所代表的单体的具体例子，但是本发明不仅限于此。

在光学各向异性层中加入至少两种上述氟基聚合物的能够独立地实现控制液晶化合物以及消除不均匀。结果，能够同时获得期望的视角特性和期望的表面状态。

上述氟基聚合物中含有氟代脂族基团的单体的优选量取决于光学各向异性层的厚度，其通常为基于组成聚合物的单体总量的5质量％或更大。

所使用的上述氟基聚合物的重均分子量优选为从不小于1,000到不大于1,000,000，更优选从不小于1,000到不大于500,000，甚至更优选从不小于1,000到不大于100,000。氟基聚合物的重均分子量可以通过等效聚苯乙烯(PS)的凝胶渗透色谱(GPC)测量。

对用于制备上述氟基聚合物的聚合方法没有特别的限制，但是可以是包括利用乙烯基的阳离子聚合或自由基聚合方法，或者是例如阴离子聚合的聚合方法。从通用特性方面考虑，这些聚合方法中特别优选的是自由基聚合方法。作为自由基聚合引发剂，可以使用任意已知的化合物，例如自由基热聚合引发剂或自由基光聚合引发剂，特别优选自由基热聚合引发剂。本文中所使用的术语“自由基热聚合引发剂”的意思是表示一种当加热到不低于其分解温度的温度时能够产生自由基的化合物。本文中可以使用的这种自由基热聚合引发剂的例子包括过氧化二酰(例如，过氧化乙酰、过氧化苯甲酰)，过氧化酮(例如，过氧化甲基乙基酮、过氧化环己酮)、氢过氧化物(过氧化氢、叔丁基氢过氧化物、异丙基苯氢过氧化物)，二烷基过氧化物(二叔丁基过氧化物、二异丙苯基过氧化物、二月桂酰基过氧化物)，过氧化酯(例如，叔丁基过氧乙酸酯、叔丁基过氧新戊酸酯)，偶氮基化合物(例如，偶氮基双异丁基腈、偶氮基双异戊基腈)，和过硫酸盐(例如，过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾)。这些自由基热聚合引发剂可以单独使用或者两种或两种以上组合使用。

对本文中所使用的自由基聚合方法没有特别的限制。在本发明中可以使用乳液聚合方法、悬浮聚合方法、本体聚合方法或溶液聚合等。以下将进一步描述溶液聚合方法，其是一种典型的自由基聚合方法。其它聚合方法的要点与溶液聚合方法类似。对于这些聚合方法的细节，可以参考“Kobunshi Kagaku Jikkenho(Polymer Scientific Experiment Methods)”，TheSociety of Polymer Science，Japan，TOKYO KAGAKU DOZIN CO.，LTD.，1981。

为了实现溶液聚合，需要使用有机溶剂。这样的有机溶剂可以任意地选择，只要其不有损于本发明的目标和效果即可。有机溶剂通常为大气压下沸点为50℃到200℃的有机化合物，优选为在其中能够均匀溶解多种组分的有机化合物。本文中可以使用的有机溶剂的优选例子包括醇类例如异丙醇和丁醇，醚类例如二丁醚、乙二醇二甲醚、四氢呋喃和二噁烷，酮类例如丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮和环己酮，酯类例如乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸戊酯和γ-丁内酯，以及芳族烃例如苯、甲苯和二甲苯。这些有机溶剂可以单独使用或者两种或更多种组合使用。此外，从溶解单体或其中所制备的聚合物的能力角度考虑，可以使用含有与水混合的有机溶剂的水混合有机溶剂。

此外，对溶液聚合的条件也没有特别的限制。然而，例如，优选将单体加热到50℃到200℃的温度10分钟到30小时。此外，优选在溶液聚合开始之前使用惰性气体进行吹扫，在溶液聚合期间更需要进行上述吹扫，从而使所产生的自由基能够不失活。作为这样的惰性气体，优选使用氮气。

为了获得在期望的分子量范围内的上述氟基聚合物，使用链转移剂的自由基聚合方法是特别有效的。作为这样的链转移剂，可以使用任意的硫醇(例如，辛基硫醇、癸基硫醇、十二烷基硫醇、叔十二烷基硫醇、十八烷基硫醇、苯硫酚、对壬基苯硫酚)，多卤代烷基(例如，四氯化碳、氯仿、1，1，1-三氯乙烷、1，1，1-三溴辛烷)，以及低活性单体(例如，α-甲基苯乙烯、α-甲基苯乙烯二聚体)。在这些链转移剂中优选的是C₄-C₁₆硫醇。所使用的链转移剂的量受到链转移剂活性、单体组合、聚合条件等的显著影响，因此需要进行精确的控制，但是基于所使用的单体总摩尔数其通常为约0.01mol％到50mol％，优选为约0.05mol％到30mol％，特别优选从0.08mol％到25mol％。这些链转移剂在聚合过程期间可以与要控制聚合度的单体同时存在于反应体系中。对这样的链转移剂的加入方法没有明确的限制。这些链转移剂可以以在单体中的溶液的形式加入，或者与单体分开加入。

以下将给出本发明优选使用的含有氟代脂族基团的聚合物的具体例子，但是本发明不限于此。这些通式所附带的数值各自代表重量百分数，其表示了各种单体之间的组分比例。Mw是通过GPC测量的PS等价的重均分子量。数值a、b、c和d各自表示重量比。

本发明所使用的氟基聚合物可以通过任意已知的相关技术方法制备。例如，可以使用如下方法，所述方法包括将通用自由基聚合引发剂加入到有机溶剂中，该有机溶剂含有上述具有氟代脂族基团的单体、具有氢键基团的单体等，然后将混合物进行聚合。或者，在有些情况下，可以向混合物中加入其它可加成聚合的不饱和化合物，对该混合物进行与上述相同的聚合过程。可以有效使用滴加聚合方法，以获得均一组分的聚合物，所述滴加聚合方法包括根据各种单体的聚合性将单体和引发剂滴入反应容器中而进行聚合。

上述氟基聚合物的含量，以形成光学各向异性层中所使用的组合物的质量(如果制备涂布溶液则不包括溶剂)为基础计，优选为0.005到8质量％，更优选为0.007到5质量％。当上述氟基聚合物的含量为0.005质量％或更高时，本发的效果能够得以充分地发挥。当上述氟基聚合物的含量为8质量％或更低时，能够不产生缺陷，例如涂层干燥不充分以及对光学补偿片特性不利的效果(例如，延迟不均匀)。因而，氟基聚合物优选以上述定义的范围使用。

在本发明中，上述光学各向异性层优选包含两种或更多种加入其中的上述氟基聚合物。所有的两种或更多种氟基聚合物都优选含有衍生自式(1)所代表的单体的重复单元和具有式(2)所代表的亲水基团的重复单元。这些重复单元的组合没有特别的限制。然而，可以将包含衍生自式(1)所代表单体的相同的重复单元和式(2)所代表的不相同的重复单元(例如，不同的亲水基团Q)的聚合物相组合。

在本发明中，具有不同单体组成比例的聚合物(单体种类是相同的，但是它们的摩尔比不同)和具有不同分子量的聚合物(单体的种类和摩尔比相同，但是其分子量不同)被认为是“不同的聚合物”。

(液晶化合物)

上述光学各向异性层优选被设计为当液晶显示装置处于黑色显示状态时，液晶单元中的液晶化合物能够被补偿。在黑色显示期间液晶单元中液晶化合物的取向取决于液晶显示装置的模式。对于液晶单元中液晶化合物取向的细节，可以参考IDW’00，FMC7-2，pp.411-414。

在光学各向异性层的形成中可以使用的液晶化合物的例子包括棒状液晶化合物和盘状液晶化合物。这些棒状液晶化合物和盘状液晶化合物可以是聚合物液晶或低分子液晶的形式。此外，还可以包括已经被交联并且不再显示液晶特性的低分子液晶。

(棒状液晶化合物)

本文中可以使用的棒状液晶化合物的例子包括偶氮甲碱、氧化偶氮、氰基联苯、氰基苯基酯、苯甲酸酯、环己烷羧酸苯基酯、氰苯基环己烷、氰基取代的苯基嘧啶、烷氧基取代的苯基嘧啶、苯基二噁烷、二苯乙炔和烯基环己基苄腈。棒状液晶化合物的例子包括金属络合物。也可以使用在其重复单元中含有棒状液晶化合物的液晶聚合物。换句话说，所述的棒状液晶化合物可以被连接到(液晶)聚合物上。

对于本文中可以使用的棒状液晶化合物的细节，可以参考“KikanKagaku Sosetsu(Quarterly Review of Chemistry Quarterly Review ofChemistry)”，vol.22(Chemistry of Liquid Crystal)，1994，第4，7和11章，TheChemical Society of Japan，以及“Ekisho Debaisu Handobukku(Liquid CrystalDevice Handbook)”，第3章，The Japan Society for the Promotion of Science，The142Committee。本发明中使用的棒状液晶化合物的双反射率优选落入0.001到0.7的范围内。

棒状液晶化合物优选具有可聚合的基团以固定其取向。该可聚合基团优选为不饱和可聚合基团或环氧基团，更优选为不饱和可聚合基团，最优选为烯键式不饱和可聚合基团。

(盘状液晶化合物)

盘状液晶化合物的例子包括苯衍生物，公开在C.Destrade等人的研究报告，“Mol.Cryst”，vol.71，第111页(1981)中；三聚茚衍生物，公开在C.Destrade等人的研究报告，“Mol.Cryst.”，vol.122，第141页(1985)和“Physicslett”，A，vol.78，第82页(1990)中；环己烷衍生物，公开在B.Kohne等人的研究报告，“Angew.Chem.”，vol.96，第70页(1984)中；以及氮杂冠基或苯基乙炔基大环类，公开在J.M.Lehn等人的研究报告，“J.Chem.Commun.”，page1，794(1985)，J.Zhang等人的研究报告，“J.Am.Chem.Soc“，vol.116，page2，655(1994)中。

上述盘状液晶化合物的例子包括如下的液晶化合物，所述液晶化合物包含有设置在分子中心的核心和辐射状设置在核心上作为核心侧链的直链烷基、烷氧基或取代的苯甲酰氧基。盘状液晶化合物优选为化合物的分子或分子集合体具有旋转对称性并因此能够按照期望进行取向的化合物。在由盘状液晶化合物形成光学各向异性层的情况下，最终被加入到光学各向异性层中的化合物不再需要为盘状液晶化合物。例如，低分子盘状液晶化合物可以具有当加热或用光照射时能够反应的基团，从而在加热或用光照射时，基团所产生的反应能够导致低分子盘状液晶化合物经过聚合或交联形成不再具有液晶特性的化合物。对于盘状液晶化合物的优选例子，可以参考JP-A-8-50206。对于盘状液晶化合物聚合的细节，可以参考JP-A-8-27284。

为了通过聚合将盘状液晶化合物固定，需要将可聚合基团连接到盘状液晶化合物的盘状核心上作为取代基。然而，当可聚合基团被直接连接到盘状核心上时，难以在聚合反应中按照期望的形式保持盘状液晶分子的取向。因此，优选在盘状核心与可聚合基团之间引入连接基团。因而，具有可聚合基团的盘状液晶化合物优选为式(V)所代表的化合物。

D(-MP)_n                       (V)

在式(V)中，D代表盘状核心；M代表二价连接基团；P代表可聚合基团；并且n代表4到12的整数。

以下将给出盘状核心(D)的例子。在以下例子中，MP(或PM)代表二价连接基团(M)和可聚合基团(P)的结合。

在式(V)中，二价连接基团(M)优选为选自亚烷基、亚烯基、亚芳基、-CO-、-NH-、-O-、-S-以及它们的组合的二价连接基。更优选地，二价连接基团(M)为通过将选自亚烷基、亚烯基、亚芳基、-CO-、-NH-、-O-和-S-中的至少两个二价基团结合而形成的基团。最优选地，二价连接基团(M)为通过将选自亚烷基、亚烯基、亚芳基、-CO-和-O-中的至少两个二价基团结合而形成的基团。亚烷基中碳原子的数目优选为1到12。亚烯基中碳原子的数目优选为2到12。亚芳基中碳原子的数目优选为6到10。亚烷基、亚烯基和亚芳基可以具有取代基(例如，烷基、卤原子、氰基、烷氧基、酰氧基)。

以下将给出二价连接基团(M)的例子。左侧部分连接到盘状核心(D)上，右侧部分连接到可聚合基团(P)上。AL代表亚烷基或亚烯基。AR代表亚芳基。

M1：-AL-CO-O-AL-

M2：-AL-CO-O-AL-O-

M3：-AL-CO-O-AL-O-AL-

M4：-AL-CO-O-AL-O-CO-

M5：-CO-AR-O-AL-

M6：-CO-AR-O-AL-O-

M7：-CO-AR-O-AL-O-CO-

M8：-CO-NH-AL-

M9：-NH-AL-O-

M10：-NH-AL-O-CO-

M11：-O-AL-

M12：-O-AL-O-

M13：-O-AL-O-CO-

M14：-O-AL-O-CO-NH-AL-

M15：-O-AL-S-AL-

M16：-O-CO-AL-AR-O-AL-O-CO-

M17：-O-CO-AR—O-AL-CO-

M18：-O-CO-AR-O-AL-O-CO-

M19：-O-CO-AR-O-AL-O-AL-O-CO-

M20：-O-CO-AR-O-AL-O-AL-O-AL-O-CO-

M21：-S-AL-

M22：-S-AL-O-

M23：-S-AL-O-CO-

M24：-S-AL-S-AL-

M25：-S-AR-AL-

式(V)中的可聚合基团(P)是根据所要进行的聚合反应的类型而选择的。以下将给出可聚合基团(P)的例子。

(P1)                (P2)                (P3)

—CH＝CH₂           —C≡CH             —CH₂—C≡CH

(P4)                (P5)                (P6)

—NH₂               —SO₃H              

(P7)                (P8)                (P9)

       —N＝C＝S

(P10)              (P11)                (P12)

—SH               —CHO                —OH

(P13)              (P14)                (P15)

—CO₂H              —N＝C＝O            —CH＝CH-C₂H₅

(P16)              (P17)                (P18)

可聚合基团(P)优选为不饱和的可聚合基团(P1、P2、P3、P7、P8、P15、P16、P17)或环氧基团(P6、P18)，更优选为不饱和的可聚合基团，最优选为烯键式不饱和的可聚合基团(P1、P7、P8、P15、P16、P17)。在式(V)中，n代表4到12的整数。详细来说，该整数是根据盘状核心(D)的种类而决定的。M和P的多种组合可以不同，但是优选是相同的。可以组合使用两种或更多种盘状液晶化合物(例如，在二价连接基团中具有不对称碳原子的分子和不含这些不对称碳原子的分子)。

盘状液晶化合物的盘状向列液晶相-固相转变温度优选为70℃到300℃，更优选为70℃到170℃。

在混合取向中，相对于载体表面的盘状化合物的长轴(圆盘表面)角度，即倾角，随着与偏振薄膜表面距离的增加而在光学各向异性层的厚度方向上增加或降低。所述倾角优选随着与偏振薄膜表面距离的增加而增加。倾角的变化可以是连续的增加，连续的降低，间断的增加，间断的降低，包括连续增加和连续降低的变化过程，或者包括增加和降低的间断变化过程。间断的变化包括倾角在厚度方向上显示没有变化的区域。即使在包括倾角显示没有变化的区域时，如果倾角在总体上发生了增加或降低也是足够的。然而，所述倾角优选显示连续的变化。

在具有取向的盘状化合物或棒状化合物的光学各向异性层中，难以直接并准确地测量光学各向异性层一个表面上的倾角(盘状化合物或棒状化合物的物理对称轴与光学各向异性层的接触面之间的角度)θ1和其另一侧的倾角θ2。在本说明书中，θ1和θ2是通过以下方法计算得到的。该方法没有准确地表示本发明的实际取向，但是其是一种能够有效表示光学薄膜的一些光学特性的相对关系的方法。

在该方法中，为了有利于计算，假设了以下两点内容以确定光学各向异性层两个接触面上的倾角。

1、假设所述光学各向异性层是一种由含有盘状化合物或棒状化合物的层所组成的多层材料。进一步假设组成该多层材料的最小单元层(假设盘状化合物或棒状化合物的倾角在层中相同)是光学单轴的。

2、假设多个层的倾角沿着光学各向异性层的厚度方向显示线性单调变化。

以下将详细描述所述计算方法。

(1)在多个层的倾角沿光学各向异性层的厚度方向呈现线性单调变化的平面上，在测量光入射角在光学各向异性层上发生变化的情况下，在三个或更多个角度处测量延迟值。为了简化测量和计算，优选在三个角度处测量延迟值，即，-40°、0°和+40°，其中假设光学各向异性层的法线方向被定义为0°。为了该测量，可以使用KOBRA-21ADH和KOBRA-WR(由Ouji Scientific Instruments Co.，Ltd.制造)，AEP-100型发射式椭偏仪(由Shimadzu Corporation制造)，M150和M520(由JASCO Corporation制造)以及ABR10A(由The Optronics Co.，Ltd.制造)。

(2)在上述模型中，分别假设各个层相对于正常光和非正常光的折射率为no和ne(ne在所有这些层中都相等。其也可以用于no)，整个多层材料的厚度假设为d。假设各个层中的倾斜方向与各个层中一个光轴的方向彼此重合，以光学各向异性层一侧的倾角θ1和光学各向异性层另一侧的倾角θ2作为变量进行拟合，从而使取决于光学各向异性层延迟值的角度的计算值与其测量值相吻合。因此，计算得到了θ1和θ2。

这里，可以使用已知值例如文献值和目录值作为no和ne。当该值是未知的时候，可以借助于Abbe折光仪进行测量。光学各向异性层的厚度可以通过光学干涉仪、扫描电镜等方式进行测量。

液晶化合物的长轴(在盘状液晶化合物的情况下为分子盘状表面)的平均方向(多个分子长轴的平均数)可以通过适当地选择液晶化合物或取向薄膜的材料或者摩擦方法而进行常规的调节。此外，表面侧(空气侧)的液晶化合物长轴方向可以通过适当地选择与液晶化合物一起使用的添加剂而进行常规的调节。

与液晶化合物一起使用的添加剂的例子包括增塑剂、表面活性剂以及可聚合单体和聚合物。长轴取向方向的变化程度可以通过适当地选择液晶化合物和上述情况中的添加剂而进行调节。

与液晶化合物一起使用的增塑剂、表面活性剂和可聚合单体优选与液晶化合物具有兼容性，从而引起液晶化合物倾角的变化。或者，这些添加剂优选不会抑制液晶化合物的取向。这些添加剂组分中优选的是可聚合单体(例如，具有乙烯基、乙烯氧基、丙烯酰基或甲基丙烯酰基的化合物)。所要加入的上述化合物的量，以液晶化合物的量为基础计，通常为1％到50质量％，优选为5％到30质量％。为了获得高的取向顺序参数，优选少量使用上述化合物。当在混合物中使用具有四个或更多个可聚合反应官能团的单体时，可以提高取向薄膜与光学各向异性层之间的粘附性。

光学各向异性层可以包含引入其中的上述含有氟代脂族基团的聚合物。与液晶化合物一起也可以使用其它聚合物。这些聚合物优选与液晶化合物具有一定的兼容性，从而引起液晶化合物倾角的改变。

本文中可以使用的聚合物的例子包括纤维素酯。纤维素酯的优选例子包括乙酸纤维素、乙酸丙酸纤维素、羟丙基纤维素和乙酸丁酸纤维素。然而，当使用能够有效地促进液晶化合物的混合取向的上述含有氟代脂族基团的聚合物时，并且当降低了导致取向顺序参数和雾度的劣化的相关技术的混合取向促进剂(例如上述纤维素酯)的量时，本发明的效果可以被显著地发挥。根据含有氟代脂族基团的聚合物的量适当地调节上述聚合物的加入量。从增加取向顺序参数的角度考虑，这些聚合物的使用量优选是最小化的。

制备含有至少一种液晶化合物、上述氟基聚合物和任选的多种化合物的组合物作为涂布溶液。将由此制备的涂布溶液施涂在取向薄膜等的表面上。然后将液晶化合物分子进行取向，从而形成光学各向异性层。上述光学各向异性层显示出由液晶化合物分子的取向所产生的光学各向异性。

作为制备涂布溶液中所使用的溶剂，优选使用有机溶剂。本文中可以使用的有机溶剂的例子包括酰胺(例如，N，N-二甲基甲酰胺)，亚砜(例如，二甲基亚砜)，杂环化合物(例如，吡啶)，烃类(例如，苯、己烷)，卤代烷烃类(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，四氢呋喃，1，2-二甲氧基乙烷)。这些有机溶剂中优选的是卤代烷烃类和酮。可以组合使用这些有机溶剂中的两种或更多种。

涂布溶液的施涂可以通过任意已知的方法进行(例如，线棒涂布法、挤出涂布法、直接凹板涂布法、反向凹板涂布法、模具涂布法)。

为了制备本发明中具有极高均一性的光学薄膜，涂布溶液的表面张力优选为25mN/m或更小，更优选为22mN/m或更小。

(液晶化合物分子的取向的固定)

将上述涂布溶液施涂在取向薄膜等的表面上。然后将液晶化合物分子取向。由此取向的液晶分子可以取向态固定。取向的固定优选通过聚合反应来进行。聚合反应的例子包括涉及使用热聚合引发剂的热聚合反应和涉及使用光聚合引发剂的光聚合反应。光聚合反应是优选的。

光聚合引发剂的例子包括α-羰基化合物(公开在美国专利2,367,661和2,367,670中)，偶姻醚(公开在美国专利2,448,828中)，α-烃基取代的芳香偶姻化合物(公开在美国专利2,722,512中)，多环醌类化合物(公开在美国专利3，046,127和2,951,758中)，三芳基咪唑二聚体和对氨基苯基酮的组合(公开在美国专利3,549,367中)，吖啶和吩嗪化合物(公开在JP-A-60-105667和美国专利4,239,850中)，以及噁二唑化合物(公开在美国专利4,212,970中)。

所使用的光聚合引发剂的量，以涂布溶液的固体含量为基础计，优选为0.01％到20质量％，更优选为0.5％到5质量％。

作为用于液晶分子聚合反应所发射的光束，优选使用紫外线。

辐射能量优选为20mJ/cm²到50J/cm²，更优选为20mJ/cm²到5，000mJ/cm²，甚至更优选从100mJ/cm²到800mJ/cm²。为了加速光聚合反应，辐射可以在加热下进行。然而，为了提高取向顺序参数，照射优选在接近常温的温度下而不是在加热下进行。可以在光学各向异性层上提供保护层。

(取向薄膜)

上述光学各向异性层的形成优选通过使用取向薄膜来完成。形成上述光学各向异性层中所使用的取向薄膜的优选例子包括由那些交联聚合物制成的薄膜，更优选为交联的聚乙烯醇，其描述于JP-A-8-338913中。取向薄膜可以通过任意相关技术已知的涂布方法形成(例如，线棒涂布法、挤出涂布法、直接凹板涂布法、反向凹板涂布法、模具涂布法)。

取向薄膜优选具有10μm或更小的厚度。

(载体)

本发明的光学补偿片可以具有用于支持上述光学各向异性层的载体。所述载体优选为玻璃或透明的聚合物薄膜。所述载体优选为透明的。详细来说，本发明的载体优选具有80％或更高的透光率。组成所述聚合物薄膜的聚合物的例子包括纤维素酯(例如，三乙酸纤维素、二乙酸纤维素)，降冰片烯基聚合物和聚甲基丙烯酸甲酯。也可以使用可商购获得的聚合物(包括Arton和Zeonex(商品名))。

这些聚合物中优选的是纤维素酯。更期望的是纤维素的低级脂肪酸酯。本文中所使用的术语“低级脂肪酸”意思是表示具有6个或更少碳原子的脂肪酸。脂肪酸中碳原子的数目优选为2(乙酸纤维素)，3(丙酸纤维素)或4(丁酸纤维素)。乙酸纤维素是特别优选的。也可以使用混合脂肪酸酯，例如乙酸丙酸纤维素和乙酸丁酸纤维素。

甚至是此前已知的能够容易地显示双折射的聚合物，例如聚碳酸酯和聚砜，当按照WO00/26705所公开的内容对其分子进行修饰以控制双折射的产生时，其也能够被用作本发明的光学补偿片。

在本发明的光学补偿片作为偏振片的保护薄膜或延迟薄膜的情况下，作为光学各向异性层的载体所使用的聚合物薄膜，优选使用具有55.0％到62.5％，更优选57.0％到62.0％的乙酰化百分比的乙酸纤维素。

本文中所使用的术语“乙酰化百分比”意思是表示键合到每单位质量的纤维素上的乙酸质量。乙酰化百分比是根据ASTM：D-817-91(纤维素酰化物的测试方法等)通过测量和计算乙酰化度而确定的。

乙酸纤维素的粘度平均聚合度(DP)优选为250或更大，更优选为290或更大。通过凝胶渗透色谱测定，乙酸纤维素优选具有窄(sharp)的分子量分布Mw/Mn(其中Mw代表重均分子量，Mn代表数均分子量)。详细来说，Mw/Mn优选为1.0到1.7，更优选为1.0到1.65，最优选为1.0到1.6。

纤维素酰化物易于在6-位上羟基的取代较少，而是不均匀地在2-位、3-位和6-位上进行取代。本发明中所使用的纤维素酰化物在6位上的纤维素取代度优选等于或大于在2-和3-位上的纤维素取代度。

在2-、3-和6-位上的总取代度中，6-位上的取代度所占的比例优选为30％到40％，更优选为31％到40％，最优选为32％到40％。6-位上的取代度优选为0.88或更大。

各个位置上的取代度可以通过NMR测定。

在6-位上具有高取代度的乙酸纤维素可以按照JP-A-11-5851中第[0043]-[0044]、[0048]-[0049]和[0051]-[0052]段分别公开的合成实施例1、2和3合成。

(椭圆偏振片)

本发明还涉及至少包含偏振薄膜和本发明光学补偿片的椭圆偏振片。例如，可以将本发明的光学补偿片层合在偏振片上。或者，可以将本发明的光学补偿片作为保护薄膜用于保护偏振片的偏振薄膜。使用椭圆偏振片的构造能够显著地发挥本发明光学补偿片的功能。

(偏振薄膜)

可以用于本发明中的本发明的偏振薄膜(有时被称为“起偏器”)优选是涂布的偏振薄膜，例如那些由Optiva Inc.所制造的偏振薄膜，或者是由粘合剂和碘或二色性染料所制备的偏振薄膜。

偏振薄膜中的碘和二色性染料在粘合剂中取向，从而显示其偏振能力。碘和二色性染料优选沿粘合剂分子取向。或者，二色性染料优选如液晶一样是自组织的，从而使其在一个方向上取向。

通用的起偏器可以通过在碘或二色性染料溶液浴中浸渍拉伸过的聚合物，从而使粘合剂被碘或二色性染料浸渍而制备。

在通用偏振薄膜中，碘或二色性染料分布在偏振薄膜中的从聚合物表面到约4μm深度(总共约8μm)的范围内。为了获得足够的偏振特性，通用的偏振薄膜需要具有至少10μm的厚度。渗透度可以通过碘或二色性染料溶液的浓度、碘或二色性染料浴的温度和浸渍时间来控制。

如上所述，粘合剂厚度的下限优选为10μm。另一方面，对粘合剂厚度的上限没有具体的限制，但是从防止漏光的角度考虑其优选尽可能地小，其中当偏振片被用于液晶显示装置时可能会发生所述漏光。粘合剂的厚度优选不大于目前通用偏振片的厚度(约30μm)，更优选25μm或更小，甚至更优选20μm或更小。当粘合剂的厚度为20μm或更小时，在17英寸液晶显示装置中难以观测到漏光现象。

用于偏振薄膜的粘合剂可以是交联的。作为交联的粘合剂，可以使用能够自身交联的聚合物。聚合物或者通过向聚合物中引入官能团而获得的粘合剂能够通过光、热或pH变化而彼此反应，从而形成偏振薄膜。

聚合物可以在交联剂的存在下提供交联结构。交联结构的引入可以通过在交联剂的存在下，将源自交联剂的连接基团引入到粘合剂分子之间的缝隙而进行，所述交联剂是一种高活性化合物。

交联通常是通过在透明的载体上施涂含有聚合物或聚合物与交联剂的混合物的涂布溶液，然后加热涂布的材料而进行的。如果在最终产品阶段能够确保期望的耐用性则其就是足够的。因此，交联可以在直至获得最终偏振片的步骤中的任何步骤中进行。

作为用于偏振薄膜的粘合剂，可以使用任意能够自身交联的聚合物以及能够通过交联剂交联的聚合物。这些聚合物的例子包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚苯乙烯、明胶、聚乙烯醇、改性聚乙烯醇、聚(N-羟甲基丙烯酰胺)、聚乙烯基甲苯、氯磺酸化聚乙烯、硝基纤维素、氯化聚烯烃(例如，聚氯乙烯)、聚酯、聚酰亚胺、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯、羧甲基纤维素、聚丙烯和聚碳酸酯以及它们的共聚物(例如，丙烯酸—甲基丙烯酸共聚物、苯乙烯—马来酰亚胺共聚物、苯乙烯—乙烯基甲苯共聚物、乙酸乙烯酯—氯乙烯共聚物、乙烯—乙酸乙烯酯共聚物)。优选使用水溶性聚合物(例如，聚(N-羟甲基丙烯酰胺)、羧甲基纤维素、明胶、聚乙烯醇、改性聚乙烯醇)。更优选使用的是明胶、聚乙烯醇和改性聚乙烯醇。最优选使用的是聚乙烯醇和改性聚乙烯醇。

聚乙烯醇和改性聚乙烯醇的皂化百分比优选为70％到100％，更优选为80％到100％，最优选为95％到100％。聚乙烯醇的聚合度优选为100到5,000。

改性聚乙烯醇是通过对聚乙烯醇进行共聚改性、链转移改性或嵌段聚合改性从而向其中引入改性基团而获得的。在共聚改性方法中，作为改性基团，可以引入多种基团，例如-COONa、-Si(OH)₃、N(CH₃)₃C1、C₉H₁₉COO-、-SO₃Na和-C₁₂H₂₅。在链转移改性中，作为改性基团，可以引入多种基团，例如-COONa、-SH和-SC₁₂H₂₅。改性聚乙烯醇的聚合度优选为100到3,000。对于改性聚乙烯醇的细节，可以参考JP-A-8-338913、JP-A-9-152509和JP-A-9-316127。

未改性聚乙烯醇和具有85％到95％皂化百分比的烷硫改性聚乙烯醇是特别优选的。

可以组合使用两种或更多种的聚乙烯醇和改性聚乙烯醇。

当大量加入粘合剂交联剂时，可以提高偏振薄膜对湿热的耐受性。然而，以粘合剂的量为基础计，当加入50质量％或更高的量的交联剂时，碘或二色性染料的取向能力会降低。以粘合剂的量为基础计，所要加入的交联剂的量优选为0.1％到20质量％，更优选为1.2％到1.45质量％。

即使在交联反应终止之后，所述粘合剂也含有一定量的未反应的交联剂。然而，以粘合剂的量为基础计，未反应交联剂的量优选为1.0质量％或更低，更优选为0.5质量％或更低。当粘合剂层的交联剂的量超过1.0质量％时，所产生的偏振薄膜可能在耐用性方面存在某些缺点。换句话说，当在高温和高湿气氛中长时间使用或放置具有大量残余的引入其中的交联剂的偏振薄膜的液晶显示装置时，偏振可能会受损。

对于交联剂的细节，可以参考美国再颁专利23,297。也可以使用硼化合物(例如，硼酸、硼砂)作为交联剂。

作为二色性染料，可以使用任意的偶氮基染料、芪基染料、吡唑啉酮基染料、三苯甲烷基染料、噁嗪基染料、噻嗪基染料和蒽醌基染料。二色性染料优选是水溶性的。二色性染料优选具有亲水取代基(例如，磺基、氨基、羟基)。

本文中可以使用的二色性染料的例子包括C.I.直接黄12、C.I.直接橙39、C.I.直接橙72、C.I.直接红39、C.I.直接红79、C.I.直接红81、C.I.直接红83、C.I.直接红89、C.I.直接紫48、C.I.直接蓝67、C.I.直接蓝90、C.I.直接绿59和C.I.直接红37。对于二色性染料的细节，可以参考JP-A-1-161202、JP-A-1-172906、JP-A-1-172907、JP-A-1-183602、JP-A-1-248105、JP-A-1-265205和JP-A-7-261024。二色性染料可以以游离酸、碱金属盐、铵盐或胺盐的形式使用。通过将两种或更多种的二色性染料混合，可以制备具有多种色调的偏振薄膜。含有当偏振轴彼此垂直设置时显示黑色的化合物(染料)的偏振薄膜，或者组合使用各种二色性分子从而显示黑色的偏振薄膜或偏振片在单板透光度和偏振率均是优异的，从而是优选的。

为了提高液晶显示装置的对比率，所使用的偏振片优选具有高透光度以及高偏振度。偏振片在550nm波长下的透光度优选为30％到50％，更优选为35％到50％，最优选为40％到50(偏振片的最大单板透光度为50％)。偏振片在550nm波长下的偏振度优选为90％到100％，更优选为95％到100％，最优选为99％到100％。

偏振薄膜和光学各向异性层，偏振薄膜和载体或者偏振薄膜和取向层可以通过其间插入粘合剂进行设置。作为粘合剂，可以使用聚乙烯醇基树脂(包括乙酰乙酰基-、砜基-、羧基-或氧化烯基-改性聚乙烯醇)或硼化合物的水溶液，这些粘合剂中优选的是聚乙烯醇基树脂。粘合剂层的干燥厚度优选为0.01μm到10μm，特别优选0.05μm到5μm。

(椭圆偏振片的制备)

在偏振薄膜的制备中，从产率的角度考虑，优选在用碘和二色性染料进行染色之前，先将粘合剂以相对于偏振薄膜纵向(MD方向)10°到80°的角度拉伸(拉伸法)或者摩擦(摩擦法)。所述倾角优选与两片偏振片的透射轴与液晶单元的纵向或横向(crosswise direction)的角度相吻合，其中所述偏振片是粘附在构成LCD的液晶单元的两侧上的。

所述倾角通常为45°。然而，在近几年中，已经开发出了倾角不必是45°的透射型、反射型以及半透射型液晶显示装置。优选根据LCD的设计任意调节拉伸方向。

在拉伸方法中，拉伸比优选为2.5到30.0，更优选为3.0到10.0。拉伸可以在空气中以干法进行。或者，拉伸可以在水中以湿法进行。干燥拉伸法中的拉伸比优选为2.5到5.0。在湿拉伸方法中拉伸比优选为3.0到10.0。拉伸可以间歇地进行，包括倾斜拉伸。当拉伸间歇进行时，即使是在高拉伸比下，薄膜也可以被更均匀地拉伸。在倾斜拉伸之前，可以将薄膜横向或纵向拉伸到某种程度(从而防止横向收缩)。

拉伸可以通过拉幅机在双轴拉伸中以左右不同的方式拉伸而进行。上述双轴拉伸方法与普通薄膜制备方法中所使用的拉伸方法相同。在双轴拉伸方法中，薄膜以左右不同的速度被拉伸。因此需要未拉伸的粘合剂薄膜的厚度左右不同。在涉及流延的薄膜制备方法中，所使用的模具可以是锥形的从而使粘合剂溶液的流速左右不同。

因此，制备了以相对于偏振薄膜MD方向10°到80°的角度被倾斜拉伸的粘合剂薄膜。

作为上述摩擦处理，可以使用LCD液晶取向时广泛采用的方法。详细来说，取向层表面可以用纸张、纱布、毛毡、橡胶、尼龙、聚酯纤维等以固定的方向进行摩擦从而实现取向。通常，使用布对薄膜的表面摩擦数次，其中所述的布具有均匀地设置在其上的均匀长度和厚度的纤维。摩擦优选使用摩擦辊进行，所述摩擦辊具有30μm或更小的圆度、柱面性和偏转(偏心率)。薄膜在摩擦辊上的摩擦角度优选为0.1°到90°。然而，如JP-A-8-160430中的描述，也可以通过以360°或更大的摩擦角度将薄膜卷绕在摩擦辊上来获得稳定的摩擦。

在对连续长度的薄膜进行摩擦时，优选以1到100m/min的速度传送薄膜，同时保持恒定的张力。摩擦辊优选设置为在水平方向上能够相对于薄膜的传送方向移动，从而能够预先确定任意的摩擦角度。预先确定的适当的摩擦角度在0°到60°的范围内。在薄膜被用于液晶显示装置中的情况下，该摩擦角优选为40°到50°，特别优选为45°。

聚合物薄膜优选被提供在偏振薄膜的与光学各向异性层相反一侧的表面上(光学各向异性层/偏振薄膜/聚合物薄膜)。对本文中所使用的聚合物薄膜没有特别的限制。例如，可以使用相关技术的偏振片中所使用的任意保护薄膜。

(液晶显示装置)

本发明还涉及包含本发明的光学补偿片或本发明的椭圆偏振片的液晶显示装置。以下将描述各种液晶模式的液晶显示装置中光学各向异性层的优选实施方式。

(TN模式液晶显示装置)

TN模式液晶单元被最广泛地用作彩色TFT液晶显示装置。对于其细节，可以参考多种文献。

关于液晶单元在TN模式的黑色显示期间的取向，棒状液晶化合物在单元中心部分是垂直定向的，但在单元基板附近则是水平定向的。

单元中心部分的棒状液晶化合物可以通过垂直取向(盘状表面水平取向的水平取向)的盘状液晶化合物或(透明的)载体而得到补偿，同时在单元基板附近的棒状液晶化合物可以通过混合取向(涉及长轴倾角随着离偏振薄膜的距离而变化的取向)的盘状液晶化合物而得到补偿。

此外，单元中心部分的棒状液晶化合物可以通过垂直取向(长轴水平取向的水平取向)的棒状液晶化合物或(透明的)载体而得到补偿，同时在单元基板附近的棒状液晶化合物可以通过混合取向的盘状液晶化合物而得到补偿。

垂直取向的液晶化合物是以如下排列方式取向的，即液晶化合物长轴的平均取向方向相对于偏振薄膜表面的角度为85°到95°。

垂直取向的液晶化合物是以如下排列方式取向的，即液晶化合物长轴的平均取向方向相对于偏振薄膜表面的角度为小于5°。

混合取向的盘状液晶化合物是以如下排列方式取向的，即液晶化合物长轴的平均取向方向相对与偏振薄膜表面的角度优选大于15°，更优选为15°到85°。

混合取向的棒状液晶化合物是以如下排列方式取向的，即液晶化合物长轴的平均取向方向相对于偏振薄膜表面的角度优选为75°或更小，更优选为5°到75°。

在根据本发明的液晶显示装置包含本发明的光学补偿片的情况下，光学各向异性层的Rth延迟值和Re延迟值分别优选为40nm到200nm和0nm到70nm。

空气接触面处的盘状液晶化合物的倾角可以通过上述测量方法进行测量。

(OCB模式液晶显示装置)

OCB模式液晶单元是一种弯曲取向模式的液晶单元，其中棒状液晶分子从液晶单元上部到下部以基本上相反的方向(对称地)取向的。包含弯曲取向模式液晶单元的液晶显示装置包括美国专利4,583,825和5,410,422中所公开的装置，其是从液晶单元上部到液晶单元下部彼此对称取向的。因此，弯曲取向模式液晶单元具有自身光学补偿能力。因而，该液晶模式也被称为OCB(光学补偿弯曲)液晶模式。在OCB模式液晶单元中，棒状液晶分子在液晶单元的中心部分也是垂直取向的，但是在黑色显示期间单元基板附近的是水平取向的，和TN模式一样。由于TN模式的液晶层在黑色显示期间的取向是相同的状态，因此光学特性的优选范围也与TN模式的相同。然而，在单元的中心，OCB模式的垂直取向液晶化合物比TN模式的分布更宽。因此，具有垂直取向盘状液晶化合物或均匀取向棒状液晶化合物的光学各向异性层需要在延迟值方面进行某些调节。详细地说，就是当使用具有包含垂直取向盘状液晶化合物的光学各向异性层或具有包含均匀取向棒状液晶化合物的光学各向异性层的光学补偿片时，所产生的Rth延迟值和Re延迟值分别优选为150nm到500nm和20nm到70nm。

(VA模式液晶显示装置)

在VA模式液晶单元中，当不施加电压时，棒状液晶分子是垂直取向的。

VA模式液晶单元包括(1)狭义上的VA模式液晶单元，其中，当不施加电压时，棒状液晶分子基本上是垂直取向的，但是当施加电压时，其基本上是水平取向的(如JP-A-2-176625中所描述)。除了VA模式液晶单元(1)之外，还提供了(2)多域VA模式液晶单元以扩展视角(MVA模式)(如SID97，Digest of Tech.Papers(preprint)28(1997)，845中所描述)，(3)如下模式的液晶单元，其中，当不施加电压时，棒状分子基本上是垂直取向的，但是当施加电压时，是以扭曲的多域模式取向的(n-ASM模式，CPA模式)(如Preprints of Symposium on Japanese Liquid Crystal Society Nos.58to59，1998中所描述)，和(4)SURVAIVAL模式的液晶单元(如LCDInternational98中所报道)。

在VA模式液晶显示装置的黑色显示期间，液晶单元中的大部分棒状液晶分子是垂直取向的。因此，优选液晶化合物是通过其中具有垂直取向盘状液晶化合物的光学各向异性层或其中具有均匀取向棒状液晶分子的光学各向异性层得到补偿的，同时偏振片的视角依赖性是通过其中具有均匀取向棒状液晶分子的光学各向异性层得到补偿的，其中棒状液晶化合物的长轴的平均取向方向相对于偏振薄膜的透射轴方向的角度小于5°。本发明的光学补偿片或椭圆偏振片可以被用于任何上述的光学补偿系统中。

(其它液晶显示装置)

ECB模式和STN模式液晶显示装置可以以上述相同的思路进行光学补偿。

[实施例]

本发明将通过以下实施例进行进一步描述。以下实施例中所描述的材料、试剂、比例、步骤等可以在不脱离本发明精神的情况下进行适当的改变。因此，本发明的范围不限于以下实施例。

1、含有氟代脂族基团的聚合物的合成

1-1、含有氟代脂族基团的聚合物(P-33)的合成

向装有搅拌器和回流冷凝器的反应容器中加入39.13g的1H，1H，7H-十二烷氟代庚基丙烯酸酯，0.80g丙烯酸，1，1g2，2’-偶氮双异丁酸酯和30g2-丁酮。然后在氮气气氛中将反应混合物加热到78℃，持续6小时直到反应完成。所得产品具有2.5×10⁴的重均分子量。

1-2、含有氟代脂族基团的聚合物(P-34)、(P-81)、(P-136)和(P-138)的合成

含有氟代脂族基团的聚合物(P-34)、(P-81)、(P-136)和(P-138)是以和含有氟代脂族基团的聚合物(P-33)的合成相同的方式制备的。

(实施例A1)

2、光学补偿片的制备

2-1、透明载体的制备

2-1-1、内层浓液(D-1)和外层浓液(D-2)的制备

在混合槽中加入如下组分，然后在搅拌下加热到30℃，从而制备这些组分的溶液。由此，制备了乙酸纤维素溶液。

<内层浓液(D-1)和外层浓液(D-2)的配方(质量份)>

延迟提高剂

然后，使用三层共流延模具将由此获得的内层浓液和外层浓液各自流延在冷却到0℃的转筒上。当剩余溶剂含量达到70质量％，将薄膜从转筒上剥离。通过针板拉幅机将其边缘固定，并在传送方向上以110％的拉伸比进行传送，然后将由此剥离的薄膜在80℃下干燥。当剩余溶剂含量达到10％，将薄膜在110℃下进行干燥。而后，将该薄膜在140℃下干燥30分钟，从而制备剩余溶剂含量为0.3质量％的乙酸纤维素薄膜(外层：3μm；内层74μm；外层：3μm)。然后测量透明载体的光学特性，所述透明载体是由此制备的乙酸纤维素薄膜。

由此获得的透明载体具有1,340mm的宽度和80μm的厚度。然后在500nm的波长下使用KOBRA21ADH型自动双折射计(由Ouji ScientificInstruments Co.，Ltd.制造)测量透明载体的延迟值(Re)。结果为6nm。还在500nm的波长下测量延迟值(Rth)；结果为83nm。

将由此获得的透明载体在2.0N的氢氧化钾溶液(25℃)中浸渍2分钟，用硫酸中和，用纯净水洗涤，然后干燥。接着通过接触角方法测量由此处理的透明载体的表面能；结果为63mN/m。

以下将进一步描述各种步骤。

2-2、取向薄膜的形成

然后将具有如下配方的取向薄膜涂布溶液施涂到透明载体的表面上，用60℃的热空气干燥60秒，然后用90℃的热空气干燥150秒，从而形成取向薄膜树脂层。

<取向薄膜涂布溶液的配方>

具有如下通式的改性聚乙烯醇                     10质量份

水                                             371质量份

甲醇                                           119质量份

戊二醛(交联剂)                                 0.5质量

改性聚乙烯醇

2-3、光学各向异性层的形成

接着，使用#3.2线棒以5.5cc/m²的量将下述涂布溶液施涂在基板表面。然后将涂布材料在130℃的恒温区域中加热2分钟，从而使盘状液晶化合物分子取向。接着，在35℃气氛中使用来自120W/cm高压汞蒸气灯的紫外线照射涂布材料1分钟，从而使盘状液晶化合物聚合。而后，将该材料冷却到室温，以形成光学各向异性层。由此制备了光学补偿片。

<光学各向异性层的涂布溶液的配方>

将如下组分溶于102kg甲基乙基酮中以制备涂布溶液。

如下所示的盘状液晶化合物(1)                   41.01质量份

环氧乙烷—改性三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(V#360，由OSAKA

ORGANIC CHEMICAL INDUSTRY LTD.制造)           3.61质量份

乙酸丁酸纤维素(CAB551-0.2，由Eastman Chemical Inc.制造)

                                              0.045质量份

含有氟代脂族基团的聚合物的实例性化合物(P-136)

                                              0.23质量份

含有氟代脂族基团的聚合物的实例性化合物(P-33)

                                              0.18质量份

光聚合引发剂(Irgacure907，由Ciba Geigy Inc.制造)

                                              1.35质量份

增感剂(Kayacure DETX，由Nippon Kayaku Corporation制造)

                                              0.45质量份

盘状液晶化合物(1)

在546nm的波长下使用KOBRA-21ADH型自动双折射计(由OujiScientific Instruments Co.，Ltd.制造)测量光学各向异性层的Re延迟值为50nm。并且，以正交尼科耳设置偏振片，观测由此获得的光学补偿片的不均匀性。结果，即使在正面以及在与薄膜表面法线成60°的角度处都没有观测到不均匀。

<<倾角的评价>>

使用APE-100型椭偏仪(由Shimadzu Corporation制造)对取向层附近以及光学各向异性层的空气接触面附近分子的倾角进行测定。随着观测角的改变，测量光学各向异性层的延迟。然后根据“Jpn.J.Appl.Phys.”，vol，36(1997).pp.143-147中描述的方法对测量值进行计算。测量波长为632.8nm。结果在表1中给出。

<<取向顺序参数S的评价>>

通过上述方法测量空气接触面附近(S₁)、与前述空气接触面相反的光学各向异性层一侧的空气接触面附近(取向薄膜接触面)(S₂)以及光学各向异性层内部(S₃)的光学各向异性层中分子的取向顺序参数S。结果在表1中给出。

<<雾度的评价>>

使用1001DP式雾度计(由NPPON DENSHOKU KOGYO CO.，LTD.制造)测量由此获得的薄膜的雾度。

3、偏振片的制备

使用聚乙烯醇基粘合剂将光学补偿片粘附在起偏器的一侧。将厚度为80μm的三乙酰纤维素薄膜(TD-80U，由Fuji Photo Film Co.，Ltd.制造)进行皂化，然后用聚乙烯醇基粘合剂将其粘附在起偏器的另一侧。

设置偏振片，使得起偏器的透射轴和聚合物基板的慢轴彼此平行设置，其中所述聚合物基板是光学补偿片的载体。起偏器的透射轴和上述三乙酰纤维素薄膜的慢轴是彼此垂直设置的。由此制备了偏振片。

<<视角的评价>>

从含有TN型液晶单元的AQUOS LC20C1S型液晶显示装置(由SHARPCORPORATION制造)上剥离一对偏振片。代替这些偏振片，使用粘合剂将以上制备的偏振片(HB-1)粘附在液晶单元的观测面和背光面上，这种设置使得光学补偿片位于液晶侧。设置观测面上偏振片的透射轴和背光面上偏振片的透射轴使得建立O模式。

然后，使用EZ-Contrast160D型(由ELDIM制造)测量由此制备的液晶显示装置从黑色显示(L1)到白色显示(L8)的视角。然后，确定如下范围：在该范围中，垂直方向和水平方向的对比率(白色透射/黑色透射)为10或更高并且在黑色侧没有等级倒置(L1与L2倒置)。测量值在表1中给出。

<<不均匀性的评价>>

将液晶显示装置的显示面板全部调节到中间色调，从而进行不均匀性的评价。

(实施例A2到A4；对比实施例A1到A3)

以和实施例A1相同的方式制备光学补偿片，除了按照表1所示改变UV聚合温度、含有氟代脂族基团的聚合物的种类和加入量以及CAB化合物的种类和加入量。然后以上述相同的方式评价这些光学补偿片的取向顺序参数、倾角和不均匀性。结果在表1中给出。

(实施例B1到B4；对比实施例B1到B5)

以和实施例A1相同的方式制备光学补偿片，除了按照表2所示改变UV聚合温度、含有氟代脂族基团的聚合物的种类和加入量以及CAB化合物的种类和加入量。在对比实施例B5中，使用WV-SA(07D)型光学补偿片(由Fuji Photo Film Co.，Ltd.制造)作为光学补偿片。然后以上述相同的方式评价这些光学补偿片的取向顺序参数、倾角和不均匀性。结果在表2中给出。

从以上表1中的结果可以看出，实施例A1到A4的光学补偿片显示出与对比实施例A1到A3的光学补偿片相同或更好的光学补偿效果，证明了这些光学补偿片有助于提高液晶显示装置的视角对比度。实施例A1到A4的光学补偿片中所包含的光学各向异性层满足了分子取向顺序参数S的最大值S_max不小于0.4的要求。结果，可以看到虽然本发明的光学补偿片比对比实施例A1到A3中的光学补偿片所含有的光学各向异性层薄，但是它们显示出与对比的产品相同或更好的光学补偿效果。

从以上表2中的结果可以看出，尽管与相关技术的光学补偿片{“WV-SA(07D)”，由Fuji Photo Film Co.，Ltd.制造}具有相同光学补偿效果，可以降低光学补偿片的光学各向异性层的厚度，所述的光学补偿片包含表面取向顺序参数S₁为从不小于0.35到不大于0.7的光学各向异性层，其中在空气接触面处的液晶化合物的倾角为55°到75°。

工业应用性

本发明提供了满足如下需要的光学补偿片，其中光学各向异性层中的液晶化合物具有0.4或更大的S_max，或0.35到0.7到S₁，从而甚至在光学各向异性层较薄时也能显示出良好的光学补偿效果。此外，本发明的光学补偿片可以以高产率制备并且显示出良好的雾度。换句话说，本发明能够提供一种光学补偿片，当用于显示装置时，其能够显示出良好的光学补偿效果，有助于提高视角并且能够以高产率制备。本发明还提供了一种椭圆偏振片，其有助于提高液晶显示装置的视角，本发明还提供了一种具有优异的视角特性和高显示逼真度的液晶显示装置。

在本申请中已经要求了外国优先权的每个和各个外国专利申请的全部公开内容都以引用的方式加入本文，就如同其完全阐述一样。

Claims (14)

1.一种光学补偿片，包括：

含有液晶化合物的光学各向异性层，

其中光学各向异性层中的液晶化合物的S_max为0.4或更大，

其中S_max是S₁、S₂和S₃中的最大值；

S₁是在所述光学各向异性层与空气的接触面附近的取向顺序参数；

S₂是在和所述光学各向异性层与空气的接触面相反一侧的接触面附近的取向顺序参数；并且

S₃是所述光学各向异性层内部的取向顺序参数。

2.根据权利要求1所述的光学补偿片，其中S₃是S_max。

3.根据权利要求1所述的光学补偿片，其中S₁基本上与S_max相同。

4.根据权利要求1所述的光学补偿片，其中S₂基本上与S_max相同。

5.根据权利要求1所述的光学补偿片，其中S₁、S₂和S₃基本上相同。

6.根据权利要求1所述的光学补偿片，

其中θ1大于θ2，

其中θ1是在光学各向异性层与空气的接触面附近的液晶化合物的倾角；并且

θ2是和光学各向异性层与空气的接触面相反一侧的接触面附近的液晶化合物的倾角。

7.根据权利要求6所述的光学补偿片，其中θ1是40度或更大。

8.根据权利要求1所述的光学补偿片，其中S_max是0.5或更大。

9.根据权利要求1所述的光学补偿片，

其中所述光学各向异性层进一步包含至少两种含有氟代脂族基团的聚合物，其中每种都含有衍生自式(1)代表的单体的重复单元：

式(1)

其中R¹代表氢原子或甲基；

X代表氧原子、硫原子或-N(R²)-，其中R²代表氢原子或C₁-C₄烷基；

Z代表氢原子或氟原子；

m代表1到6的整数；并且

n代表2到4的整数。

10.根据权利要求9所述的光学补偿片，其中Z代表氢原子。

11.根据权利要求9所述的光学补偿片，

其中所述至少两种含有氟代脂族基团的聚合物中的至少一种含有氟代脂族基团的聚合物进一步包含衍生自式(2)代表的单体的重复单元：

式(2)

其中R¹¹、R¹²和R¹³各自独立地代表氢原子或取代基；

L代表直接键或二价连接基团，所述二价连接基团是选自如下的一个连接基团或选自如下的多个连接基团的组合：-O-；-CO-；-NR⁴-，其中R⁴代表氢原子、烷基、芳基或芳烷基；-S-；-SO₂-；-P(＝O)(OR⁵)-，其中R⁵代表烷基、芳基或芳烷基；亚烷基和亚芳基；并且

Q代表羧基(-COOH)或其盐，磺基(-SO₃H)或其盐，膦羧基{-OP(＝O)(OH)₂}或其盐，或者含有聚(氧化烯)基的亚烷基。

12.根据权利要求1所述的光学补偿片，其中所述液晶化合物是盘状化合物。

13.一种椭圆偏振片，包括：

偏振薄膜；和

根据权利要求1所述的光学补偿片。

14.一种液晶显示装置，包含根据权利要求1所述的光学补偿片。