CN102819141A - 光学膜层积体、其制造方法及使用其的液晶显示面板 - Google Patents

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Abstract

本发明提供光学膜层积体、其制造方法及使用其的液晶显示面板，所述光学膜层积体薄型化且具有光学补偿功能。根据本发明，提供了下述(i)与(ii)层积而成的光学膜层积体，所述(i)为由具有感光性基团的液晶性材料构成的正C板，所述(ii)为由具有感光性基团的液晶性材料构成的正A板、光学双轴性板或O板；其中，光学膜层积体是上述的两板不经接合剂以直接密合进行层积而成的。

Description

光学膜层积体、其制造方法及使用其的液晶显示面板
关联申请
本申请主张2011年6月9日提交的日本特愿2011-129107和2011年8月29日提交的日本特愿2011-186395的优先权，通过参照引用其整体使其成为本申请的一部分。
技术领域
本发明涉及液晶显示装置中使用的光学膜层积体、其制造方法和使用其的液晶显示面板，详细地说，本发明涉及具有可改善液晶显示装置的视角特性的光学补偿功能的光学膜层积体、其制造方法和使用其的液晶显示面板。
背景技术
在液晶显示装置中，要求广视角化、高对比度化。作为这样的液晶显示装置，可以举出平面转换(In-plane Switching：IPS)模式等的液晶显示装置(LCD)。但是，在这样的液晶显示装置中，在从斜向对配置在液晶显示装置的前面、背面的2片正交的偏振片进行观察的情况下，2片偏振片的吸收轴也会在表观上偏离于正交，从而在黑显示下产生漏光，具有对比度降低这样的问题。
考虑到这样的问题，在专利文献1中通过模拟提出了下述方法，该方法为，在IPS-LCD中通过利用第一补偿层(正C板)以及第二补偿层(正A板)而使基于观察方向的视角特性得以改善；所述第一补偿层(正C板)具有正单轴性的光学各向异性，其光轴在相对于基板面的垂直方向(z方向)延伸，第二补偿层(正A板)具有正单轴性的光学各向异性，其光轴在平行于基板面的方向延伸。
在专利文献2中提出了一种构成，在该构成中，配置有拉伸膜、由液晶性材料形成的表现出面内单轴性的层(正A板)、以及由液晶性材料形成的垂面排列(ホメオトロピツク)层(正C板)。
进一步地，在专利文献3中提出了由正A板和正C板形成的构成，其中的正A板由取向成沿面排列(ホモジニアス配列)的液晶组合物的固化层或硬化层形成，正C板由取向成垂面排列(ホメオトロピツク配列)的液晶组合物的固化层或硬化层形成。
另一方面，在IPS-LCD中，从有利于响应速度的改善的方面出发，尝试了对液晶材料赋予预倾角，但是通过模拟提出了下述提案，在该提案中，通过作为第一光学补偿层的正C板与倾斜取向的具有正单轴性光学各向异性的第二光学补偿层来改善所产生的预倾角引起的视角特性的恶化(非专利文献1)。
作为这样的正C板与倾斜取向层的组合，如现有技术所提出，作为正C板，可以使用UV硬化型垂直取向的液晶膜；作为倾斜取向层，可以使用通过电场、磁场、取向膜等手段使液晶材料倾斜取向或弯曲取向并使其取向固定的液晶膜等。此处，作为将正C板与倾斜取向层层积并配置于IPS-LCD面板的手段，可以举出如专利文献4所公开的在二个光学元件的间隙填满接合剂层或粘合剂层的方法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平11-133408号公报
专利文献2：日本特开2009-122715号公报
专利文献3：日本专利4592005号公报
专利文献4：日本特开2005-70097号公报
非专利文献
非专利文献1：JOURNAL OF DISPLAY TECHNOLOGY、第2卷、第3号(2006年9月刊)
发明内容
发明所要解决的课题
在专利文献1中，关于具体的膜构成并无记载，也并未示出实施例。并且，在专利文献2中，在实施例记载了作为正A板使用拉伸的PC(聚碳酸酯)膜或COP(环烯烃聚合物)膜、作为正C板使用UV硬化型垂直取向的液晶膜的示例，但对于通过将它们层积而固定的手段却未有任何明确记载。在专利文献3中，使用液晶组合物的固化层或硬化层是作为有助于液晶显示装置的薄型化这一内容来提出的，但作为将它们层积的手段，记载的是在各光学元件(偏振片、正A板、正C板和液晶盒)的间隙填满接合剂层或粘合剂层的方法。在这样的方法中，尽管可使正A板和正C板薄型化，但为了将它们粘接或粘合，无法省略接合剂层或粘合剂层，具有层厚会增加该接合剂层或粘合剂层的厚度的问题，无法充分实现薄型化。
在上述非专利文献1中提出的正C板与倾斜取向层(O板)的组合中，如专利文献4所公开，为了将正C板与倾斜取向层层积，需要使用接合剂或粘合剂，层厚会增加该接合剂层或粘合剂层的厚度，在特别要求薄型化的便携式终端中，具有LCD面板变厚这样的问题。
因而，本发明所要解决的课题在于，使由正C板与正A板、光学双轴性板或O板形成的光学补偿膜层进一步薄型化。
另外，本发明所要解决的另一课题在于，提供制造薄型化的光学补偿膜的方法。
并且进一步地，本发明所要解决的又一课题在于，提供使用了薄型化的光学补偿膜的液晶显示面板。
用于解决课题的手段
本发明人为了解决上述问题进行了深入研究，结果发现，可以不使用接合剂或粘合剂(下面，在本说明书中，也将接合剂与粘合剂合并仅称为接合剂。)而使正C板与正A板、光学双轴性板或O板直接密合来进行层积，从而完成了本发明。
本发明第一构成是一种光学膜层积体，其为由具有感光性基团的液晶性材料构成的正C板与由具有感光性基团的液晶性材料构成的正A板、光学双轴性板或O板层积而成的光学膜层积体，该光学膜层积体的特征在于，该光学膜层积体是上述正C板与上述正A板、光学双轴性板或O板不经接合剂以直接密合进行层积而成的。
上述正C板优选由垂面取向层(ホメオトロピツク配向层)构成。
上述正A板优选为在膜面内取向的正单轴性双折射体；上述光学双轴性板优选为双轴性双折射体，其为折射率椭球体的最大轴位于膜面内的双折射体。
上述O板优选为单轴性或双轴性双折射体(其中，折射率椭球体的最大轴不位于膜面内和法线方向)。
本发明第二构成是含有偏振片与上述光学膜层积体的液晶显示面板。
上述液晶显示面板中，在依序配置(i)偏振片；(ii)正C板；(iii)正A板、光学双轴性板、或O板；以及(iv)液晶盒的情况下，优选上述正A板、光学双轴性板或O板的面内慢轴(遅相軸)与偏振片的吸收轴平行；在依序配置(i)偏振片；(ii)正A板、光学双轴性板、或O板；(iii)正C板；以及(iv)液晶盒的情况下，优选上述正A板、光学双轴性板或O板的面内慢轴与偏振片的吸收轴正交。
本发明第三构成是制造光学膜层积体的方法，该制造方法的特征在于：
在正C板(层A)上形成正A板、光学双轴性板或O板(层B)，其中所述正C板(层A)由垂面取向层构成，该垂面取向层由具有感光性基团的液晶性材料(材料a)形成、且该垂面取向层未进行取向固定；所述正A板、光学双轴性板或O板(层B)由具有感光性基团的液晶性材料(材料b)形成；
接下来，通过对层A与层B的层积体照射非偏振光性紫外线，使上述层A与上述层B中的取向固定，同时将两层不经接合剂以直接密合进行层积。
上述层A优选如下制造：将材料a溶解在溶剂中，将所得溶液涂布在支持体膜上来形成层，进行干燥(脱溶剂)和加热，由此来制造层A。并且，上述层B优选如下制造：将材料b溶解在溶剂中，将所得溶液涂布在层A上来形成层，进行干燥，接下来进行线性偏振光性紫外线的照射，由此来制造层B。
优选材料a的感光性基团与材料b的感光性基团为受到光的作用而相互反应的感光性基团；更优选材料a的感光性基团与材料b的感光性基团相同。
发明效果
根据本发明的第一构成，由于得到了上述正C板与上述正A板、光学双轴性板或O板不经接合剂以直接密合进行层积而成的光学膜层积体，因而该光学膜层积体可用作薄型化的光学补偿膜。由于上述正C板与上述正A板、光学双轴性板或O板密合着，因而两板间不会发生剥离，制成了耐久性高的光学补偿膜。
根据本发明的第二构成，在含有偏振片与上述光学膜层积体的液晶显示面板中，通过使上述正A板、光学双轴性板或O板的面内慢轴与偏振片的吸收轴正交或平行，正面视的透过光不会受到相位差，发挥出了降低从斜向对正交的2片偏振片进行观察时所产生的漏光的效果。
根据本发明的第三构成，由于在正C板上不使用接合剂地密合了正A板、光学双轴性板或O板而得到了两层间不易发生剥离的光学膜层积体，因而可得到薄型化的液晶显示装置。可利用一系列工序来实施正C板与正A板、光学双轴性板或O板这两层的形成、并且不使用接合剂进行层积，因而不会发生易于附着于接合剂涂布面的异物的混入，不良品发生率低，可设定有效的制造生产线。
本发明中，在材料a的感光性基团与材料b的感光性基团为受到光的作用而相互反应的感光性基团的情况下，进一步优选在材料a的感光性基团与材料b的感光性基团相同的情况下，在构成两板的层A与层B的界面，材料a与材料b的感光性基团彼此易于通过光反应而结合，认为可以得到更为强固的密合结构。
附图说明
在附图中，2个以上的附图中的相同部件编号表示相同部分。
图1为示出本发明光学膜层积体(正C板与正A板或光学双轴性板)的一例的示意图。
图2为示出本发明光学膜层积体(正C板与O板)的其它一例的示意图。
图3为示出本发明的液晶面板中的偏振片与光学膜层积体的配置例的示意图。
具体实施方式
(光学膜层积体的基本构成)
本发明的光学膜层积体由(i)正C板与(ii)正A板、光学双轴性板或O板的层积体构成。
本发明中，所谓正C板指的是，在将面内的主折射率设为nx(慢轴方向)、ny(快轴方向)、将厚度方向的主折射率设为nz时，折射率分布满足nz>nx=ny的正单轴性相位差光学元件。该正C板由垂面取向层构成，所述垂面取向层由具有感光性基团的液晶性材料形成。
本发明中，所谓正A板指的是折射率分布满足nx>ny=nz的正单轴性相位差光学元件。该正A板由具有感光性基团的液晶性材料形成，通常由沿面取向层(ホモジニアス配向层)构成。
本发明中，所谓光学双轴性板指的是折射率分布包括nx>nz>ny、nx>ny>nz等、满足nx≠ny≠nz的双轴性相位差光学元件。
本发明中，所谓O板指的是从面内方向和Z轴方向(垂直于面内方向的厚度方向)观察时光轴方向为倾斜的板。该O板由具有感光性基团的液晶性材料形成，通常由液晶的光轴倾斜取向的倾斜取向层构成。
本发明中，上述的正C板与正A板、光学双轴性板或O板不经接合剂而直接层积，并且不易发生层间剥离。通过以下公开的特定方法来进行正C板的形成以及正A板、光学双轴性板或O板的形成，从而可以不经接合剂而得到无层间剥离的光学膜层积体。
图1为示出本发明的光学膜层积体的一例的示意图。本发明的光学膜层积体1中，正A板或光学双轴性板2与正C板3在界面4不经接合剂而直接层积。
图2为示出本发明的光学膜层积体的其它一例的示意图。本发明的光学膜层积体5中，正C板(垂面取向层)7与O板(倾斜取向层)6在界面8不经接合剂而直接层积。
(正C板)
本发明中，正C板由垂面取向层构成，该垂面取向层由具有感光性基团的液晶性材料形成。此处，所谓垂面取向指的是液晶性材料相对于板法线方向平行且同样取向的状态，即为垂直取向的状态。可进行垂面取向的液晶性材料可以为液晶性聚合物，也可以为液晶性单体。
(正A板)
本发明中，正A板由沿面取向层构成，该沿面取向层由具有感光性基团的液晶性材料形成。此处，所谓沿面取向指的是液晶性材料相对于膜平面平行、且沿同一方位进行排列的状态(光学单轴性)。可进行沿面取向的液晶性材料可以为液晶性聚合物，也可以为液晶性单体。
(光学双轴性板)
本发明中，光学双轴性板是由以具有感光性基团的液晶性材料形成的、液晶性材料在膜平面呈双轴取向的层构成。可形成双轴取向的层的液晶性材料可以为液晶性聚合物也可以为液晶性单体。
(光取向层)
上述的正A板(光学单轴性)与光学双轴性板为液晶基元(メソゲン)在面内取向且显示出光学各向异性的光取向层，因而在以下的记载中有时称为光取向层。
(O板)
本发明中，所谓O板意味着由具有感光性基团的液晶性材料形成的、液晶性材料相对于膜平面倾斜(倾斜角度大于0°、小于90°)排列的倾斜取向层。O板可以为单轴性或双轴性双折射体(其中，折射率椭球体的最大轴不位于膜面内和法线方向)。
可进行倾斜取向的液晶性材料可以为液晶性聚合物，也可以为液晶性单体。
(具有感光性基团的液晶性材料)
本发明中，作为用于形成正C板(垂面取向层)、正A板(沿面取向层)、光学双轴性板和O板的具有感光性基团的液晶性材料，可以举出具有包含下述结构的侧链的感光性侧链型液晶性聚合物，该结构为将(i)肉桂酰基、查耳酮基、亚肉桂基、联苯丙烯酰基、呋喃基丙烯酰基、萘基丙烯酰基(或它们的衍生物)等感光性基团与(ii)多用作液晶性聚合物的液晶基元成分(メソゲン成分)的联苯、三联苯、苯基苯甲酸酯、偶氮苯等的取代基隔着或不隔着间隔物结合而成的结构。需要说明的是，下述聚合物也优选用于本发明中：该聚合物具有在侧链末端具有羧基的感光性侧链，该侧链末端的羧基的氢键引起的二聚化导致形成刚直的结构，即使侧链本身在结构中不含有液晶基元基团(メソゲン基)也表现出液晶性。作为构成上述感光性侧链型液晶性聚合物的主链，可以举出将上述侧链隔着间隔物结合而成的烃、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、硅氧烷、马来酰亚胺、N-苯基马来酰亚胺等。这些聚合物可以为由相同重复单元形成的均聚物；或由具有结构不同的侧链的2种以上的单元形成的共聚物；或在具有含感光性基团的侧链的单元上以无损于液晶性的程度配合具有不含感光性基团的侧链的单元而得到的共聚物中的任一种。需要说明的是，在本发明中，所谓感光性基团指的是通过光照射而与其它分子结合的官能团。另外，在本发明中，所谓液晶性材料指的是材料本身在受到物理性外部刺激(加热、冷却、电场、磁场、施加剪切等)时显示出液晶性、或通过与溶剂或非液晶性成分混合而表现出液晶性的材料。
进一步，为了提高耐热性，也可以是向上述聚合物中导入反应性基团，利用异氰酸酯材料、环氧材料等交联剂以无损于液晶性的程度导入了交联结构的聚合物；并且，也可以加入下述作为低分子材料的2官能性低分子材料进行聚合，从而含有交联性聚合物。
(垂面取向层、光取向层、倾斜取向层的形成)
本发明中，垂面取向层可如下形成：将上述液晶性材料(液晶性聚合物)、优选后述化学式1～3所示的液晶性材料(液晶性聚合物)溶解在溶剂中，由所得溶液制膜，除去溶剂后进行加热，由此形成垂面取向层。
本发明中，光取向层可如下形成：向上述液晶性材料(液晶性聚合物)中根据需要加入下述记载的低分子化合物，将所得组合物溶解在溶剂中，由所得溶液制膜，除去溶剂后对膜照射线性偏振光性紫外线、进行加热，由此形成光取向层。
本发明中，倾斜取向层可如下形成：向上述液晶性材料(液晶性聚合物)中根据需要加入下述记载的低分子化合物，将所得组合物溶解在溶剂中，由所得溶液制膜，除去溶剂后自倾斜方向对膜照射线性偏振光性紫外线、进行加热，由此形成倾斜取向层。
按上述方式形成的垂面取向层、光取向层和倾斜取向层可以通过进一步照射非偏振光性紫外线而使各自的取向固定。
(层积体的形成)
本发明的光学膜层积体可如下制造：首先按上述方法形成垂面取向层，接下来，在所形成的垂面取向层的上面直接按上述方法形成光取向层或倾斜取向层；或者首先形成光取向层或倾斜取向层，接下来，在光取向层或倾斜取向层上形成垂面取向层，由此来制造本发明的光学膜层积体。由此，可以不经接合剂来形成由垂面取向层与光取向层或倾斜取向层构成的光学膜层积体。下面，在本说明书中，对于首先形成垂面取向层、接下来形成光取向层或倾斜取向层的情况进行具体说明。
(形成垂面取向层的聚合物)
本发明中，作为用于形成垂面取向层的聚合物，优选为使用具有下述化学式1、2或3所示侧链的单体形成的聚合物。
【化1】
Figure BDA00001744615900081
【化2】
Figure BDA00001744615900082
上述化学式1和化学式2的各式中，n表示1～12的整数、m表示1～12的整数；X或Y分别表示无、-COO、-OCO-、-N=N-、-C=C-或-C6H4-；W1表示肉桂酰基、查耳酮基、亚肉桂基、联苯丙烯酰基、呋喃基丙烯酰基、萘基丙烯酰基或者它们的衍生物，或表示-H、-OH或者-CN；W2表示肉桂酰基、查耳酮基、亚肉桂基、联苯丙烯酰基、呋喃基丙烯酰基、萘基丙烯酰基或者它们的衍生物，或表示-H、-OH或者-CN。
上述式所表示的侧链中，具有W1和W2表示为-H、-OH或-CN的侧链的单体不显示感光性，在使用该材料的情况下，通过与侧链具有感光性基团的单体共聚，可以得到本发明中所用的具有感光性基团的液晶性聚合物。进行共聚的情况下，上述式所表示的不显示感光性的单体比例越高则越易于得到容易进行垂面取向的聚合物，共聚比例可根据垂面取向性与液晶性的平衡进行适宜设定。这种情况下，作为侧链具有感光性基团的液晶性单体，从提高垂面取向层与光取向层或倾斜取向层在界面处的密合的方面考虑，优选使用与后述的用于形成光取向层或倾斜取向层的液晶性单体具有相同或类似的化学结构的单体。
【化3】
Figure BDA00001744615900091
化学式3的式中，s表示0或1，t表示1～3的整数，R表示H、烷基、烷氧基或卤素。
对于由具有上述的化学式1～3所示侧链的单体单元形成的液晶性聚合物，根据需要在上述液晶性聚合物中加入低分子化合物、其它成分(聚合催化剂等)，将它们溶解在适当的溶剂中，将所制备的涂布液涂布在支持体上、除去溶剂，由此可以在支持体上形成液晶性聚合物层。
作为溶剂，可以举出二氧六环、二氯乙烷、环己酮、甲苯、四氢呋喃、邻二氯苯、甲基乙基酮、甲基异丁基酮等，这些溶剂可以单独或混合使用。在将涂布液涂布在支持体上、除去溶剂的过程中，所形成的层开始显示出垂面取向，通过在干燥后进一步进行加热，垂面取向增强。干燥可以在常温下进行，也可以在材料的各向同性相相变温度以下的温度进行加热。需要说明的是，根据材料的不同，支持体膜的表面有时显示出垂面取向。
作为支持体，可以由各种高分子膜中适宜选择进行使用。可以举出例如：聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、二乙酰纤维素和三乙酰纤维素等纤维素系聚合物膜；双酚A·碳酸共聚物等聚碳酸酯系聚合物膜；聚乙烯、聚丙烯和乙烯·丙烯共聚物等直链或支链状聚烯烃膜；聚酰胺系膜、酰亚胺系聚合物膜、砜系聚合物膜等。
将含有具有上述化学式1～3所示侧链的聚合性单元的液晶性聚合物溶解在上述溶剂中，将所得溶液通过旋涂、辊涂、丝网印刷法、刀涂、喷涂等涂布方法涂布在上述支持体上使之成为特定厚度的膜，涂布后进行干燥除去溶剂，进一步在80～130℃、优选在100～120℃进行加热，之后进行冷却，由此可形成垂面取向层。即使对如上所述形成的垂面取向层照射偏振光性紫外线，对取向也几乎没有影响，可以维持垂面取向。可通过对如此形成的垂面取向层照射非偏振光性紫外线来固定取向，但在本发明中，如后所述，需要在层积光取向层或倾斜取向层后进行。
(光取向层和倾斜取向层的形成)
在如上所述形成的垂面取向层上，使用含有具有上述式1～3所示侧链的单元的液晶性聚合物、优选使用与形成上述垂面取向层的液晶性聚合物相同的液晶性聚合物，将其溶解在溶剂中，将所得液晶性聚合物溶液涂布在上述垂面取向层上，涂布后进行干燥，不进行干燥后加热而照射线性偏振光性紫外线、进行加热，液晶性聚合物形成光取向层或倾斜取向层，接下来照射非偏振光性紫外线，从而可使其取向固定。
并且，在如上所述形成的垂面取向层上，也可以通过上述方法由下述液晶性聚合物来形成光取向层或倾斜取向层，该液晶性聚合物为与由具有上述式1～3所示侧链的聚合性单体形成的聚合物不同的液晶性聚合物。
作为形成该光取向层或倾斜取向层的液晶性聚合物，可以使用日本特开平11-189665号公报、日本特开2002-202409号公报、日本特开2004-170595号公报、日本特开2005-232345号等中由本申请人公开的液晶性聚合物，其中，从两层间的界面处的密合性易于得到的方面考虑，优选选择与形成垂面取向层的液晶性聚合物在化学结构上的类似性高的物质。例如，在形成垂面取向层的液晶聚合物的感光性基团与形成光取向层或倾斜取向层的液晶聚合物的感光性基团为肉桂酰基的情况下，一对肉桂酰基各自的双键打开，可以形成环丁烷键(参照下述化学式4)，因而在两层间的界面也会由于同样的反应而发生二聚化，认为可以在界面得到强固密合。
【化4】
Figure BDA00001744615900111
(低分子材料)
本发明中，为了增强光取向层或倾斜取向层中的取向，优选在上述具有感光性基团的液晶性聚合物中混合低分子材料，对该混合物照射线性偏振光性紫外线，来形成本发明中的光取向层或倾斜取向层。作为该低分子材料，优选使用如下形成的具有液晶性的材料：其具有作为液晶基元成分已知的联苯、三联苯、苯基苯甲酸酯、偶氮苯等取代基，这样的取代基与烯丙基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、肉桂酸基(或其衍生物基团)等官能团藉由如上所述的弯曲成分(屈曲成分)进行结合，从而形成所述具有液晶性的材料。这些低分子材料不仅可以单独使用一种材料，还可将多种材料混合。这样的低分子材料优选在相对于液晶性聚合物为5～50重量%、优选10～30重量%的范围内进行添加，在添加这样的低分子材料的情况下，为了促进低分子材料的聚合，优选加入苯偶姻甲醚、苯偶姻异丙醚及α,α-二甲氧基-α-苯基苯乙酮之类的苯偶姻衍生物；二苯甲酮、2,4-二氯二苯甲酮、邻苯甲酰苯甲酸甲酯、4,4’-双(二甲氨基)二苯甲酮及4,4’-双(二乙基氨基)二苯甲酮之类的二苯甲酮衍生物等光敏剂。
(线性偏振光性紫外线照射)
将具有感光性基团的液晶性聚合物或在上述聚合物中混合了低分子材料而成的混合物溶解在二氧六环、二氯乙烷、环己酮、甲苯、四氢呋喃、邻二氯苯、甲基乙基酮、甲基异丁基酮等溶剂中，将所制备的溶液涂布在垂面取向层上进行干燥来形成膜。这种情况下的干燥可以在常温下进行，根据材料的不同，也可以在例如60℃以下的低温进行加热。若温度过高，则所形成的膜可能会出现白浊。
接下来，对所形成的膜照射线性偏振光性紫外线。作为紫外线源，使用低压汞灯、中压汞灯、或者高压汞灯等水银激发光源或氙光源等，通过使来自上述光源的光穿过偏光膜或偏光棱镜，可以得到线性偏振光。本发明中，在斜向照射紫外线的情况下，相对于配置在对水平面为法线方向的紫外线源，使被照射膜相对于水平面优选在0<X<85°的范围倾斜来进行照射，更优选在5<X<60°的范围倾斜来进行照射。通过如此地倾斜来进行照射，可以得到光轴以0<Y<45°、优选以2<Y<40°倾斜取向的倾斜取向层。根据所期望的光补偿的程度来选择倾斜取向度。
通过该照射，液晶性聚合物在光学上沿单轴或双轴取向、或倾斜取向。为进行该光反应，需要进行感光性基团的部分可以发生反应的波长的光照射。尽管根据侧链种类的不同也有所不同，但该波长通常多为200-500nm，其中250-400nm的有效性高。即使进行这样的线性偏振光性紫外线照射，也不会对垂面取向层的取向带来实质性影响。
(线性偏振光紫外线照射后的加热)
偏振光性紫外线照射后，通过对膜进行加热，由于膜内的分子运动而使未发生光反应的聚合物侧链与低分子材料在与进行了光反应的侧链相同的方向进行再取向。其结果，在膜整体中，在所照射的线性偏振光的电场振动方向及相对于照射光进行方向的垂直方向，聚合物的侧链与低分子材料的分子发生取向，被诱发出双折射性，形成光取向层或倾斜取向层。偏振光性紫外线照射后的加热促进了该再取向。加热温度优选设定为垂面取向层的材料的各向同性相相变温度以下。
将如此曝光后进行加热而使未反应侧链发生了取向的膜、或在加热下进行曝光而发生了取向的膜冷却至该高分子的软化点以下时，分子被冻结，得到光取向层或倾斜取向层。冷却优选通过通常的放置冷却来进行，若进行急速冷却，则再取向可能不充分。
(非偏振光性紫外线照射)
接下来，优选对上述的光取向层或倾斜取向层照射非偏振光性紫外线。若照射非偏振光性紫外线，则残存在膜中的未反应的具有感光性基团的液晶性聚合物发生反应，取向被固定，形成稳定的光取向层或倾斜取向层，同时在垂面取向层中的取向也被固定。并且，在垂面取向层与光取向层或倾斜取向层的界面，光反应在形成各层的液晶性聚合物的感光性基团间发生，据认为有助于两层间的高密合性。需要说明的是，非偏振光性紫外线的照射通常不经加热来进行，但在需要调整(降低)相位差值的情况下，也可加热来进行照射。
可以如上所述形成光取向层，但通过构成所用液晶性聚合物的侧链、主链的选择、低分子化合物的配合、溶剂的选择、干燥条件、紫外线照射条件等的选择，所得到的光取向层不仅可能会显示出光学双轴性，也可能显示出光学单轴性(沿面取向)。
如上所述，不使用接合剂而直接在垂面取向层上形成光取向层或倾斜取向层，由此可以形成本发明的光学膜层积体。对于在支持体上形成的光学膜层积体，若将粘合剂预先涂布至构成液晶面板的偏振片或液晶盒，则可通过转移至其上而与支持体膜分离。
(垂面取向层、光取向层和倾斜取向层的厚度)
垂面取向层、光取向层和倾斜取向层的厚度优选分别为0.3～3μm，更优选为0.5～2.5μm。
根据本发明，由垂面取向层以及光取向层或倾斜取向层构成的光学膜层积体可以形成0.6～6μm这样非常薄的程度，因而与现有的液晶显示装置中所用的光学补偿膜(即使薄也有15μm的厚度)相比，实现了显示装置的薄型化。
从本发明的光学膜层积体的耐剥离性的方面考虑，形成垂面取向层的感光性液晶性聚合物的感光性基团与形成光取向层或倾斜取向层的液晶性聚合物的感光性基团优选为受到光的作用而相互反应的感光性基团，更优选二者的感光性基团相同，这是由于，在垂面取向层与光取向层或倾斜取向层的界面，由于紫外线照射，相接触的聚合物感光性基团彼此进行化学结合，从而提高密合性。需要说明的是，在上述感光性基团中，肉桂酰基、查耳酮基、亚肉桂基的感光性基团彼此为可相互反应的感光性基团；联苯丙烯酰等具有丙烯酰基的感光性基团彼此为可相互反应的感光性基团。
(液晶显示面板)
由上述光学膜层积体、偏振片和液晶盒构成液晶显示面板。作为偏振片、液晶盒，公知物均可使用。作为偏振片，通常使用以含有碘或二色性染料的聚乙烯醇系树脂为主成分的单向拉伸膜。并且，作为液晶盒，可以举出透过型、反射型、半透过型的各种液晶盒。液晶盒中，若以基于液晶取向的模式为例进行列举，则可以举出TN型、STN型、VA(垂直排列，vertical alignment)型、MVA(多区域垂直排列，multi-domainvertical alignment)型、OCB(光学自补偿弯曲，optically compensated bend)型、ECB(电控双折射，electrically controlled biriefringence)型、HAN(混合排列向列，hybrid-alignednematic)型、IPS(平面内转换，in-plane switching)、双稳态向列(Bistable Nematic)型、ASM(轴对称排列微胞，Axially Symmetric Aligned Microcell)型、半色调灰阶型、利用强介电性液晶、反强介电性液晶的表示方式等。
(液晶面板构成要件的配置)
图3示出了构成本发明的液晶面板的光学膜层积体(由正C板与下述光取向层或倾斜取向层构成，所述光取向层由正A板或光学双轴性板构成；所述倾斜取向层由O板构成)与偏振片的配置例，在2片偏振片11,11之中视认侧的偏振片(并非为背光源侧的一片板)11与液晶盒(未图示)的位置14之间配置光学膜层积体，在图3A的方式中，在视认侧的偏振片11侧配置正C板(垂面取向层)12；在图3B的方式中，在视认侧的偏振片11侧配置光取向层或倾斜取向层13。在图3A的方式中，视认侧的偏振片11的吸收轴方向与光取向层或倾斜取向层13的面内慢轴平行配置；在图3B的方式中，视认侧的偏振片11的吸收轴与光取向层或倾斜取向层13的面内慢轴正交地进行配置。需要说明的是，在图3中，示出了本发明的光学膜层积体配置于视认侧的偏振片的示例，其不仅可配置于视认侧的偏振片，也可配置于背光源侧的偏振片。
(液晶显示面板的用途)
本发明的液晶显示面板由上述的光学膜层积体和偏振片构成，其可用于个人计算机、液晶电视、移动电话、便携式信息终端(PDA)等液晶显示装置中。其中，本发明的液晶面板适合用于液晶显示装置中，尤其适合用于IPS模式的液晶显示装置中，在使用光取向层的情况下，在液晶电视中，在使用倾斜取向层的情况下特别适用于移动电话等中。
实施例
下面基于实施例和比较例对本发明进行更详细的说明，但本发明并不受实施例的限定。本发明的实施例和比较例中所用材料所涉及的合成方法如下所示。并且，本发明的实施例和比较例中得到的样品哪个为正C板、正A板、双轴性板或O板的判定按如下进行。
(单体1)
通过在碱性条件下对4,4’-联苯二醇与2-氯乙醇进行加热来合成4-羟基-4’-羟基乙氧基联苯。在碱性条件下使该生成物与1,6-二溴己烷反应，来合成4-(6-溴己氧基)-4’-羟基乙氧基联苯。接下来，使甲基丙烯酸锂发生反应，来合成化学式5所表示的单体1。
【化5】
(单体2)
在碱性条件下向单体1中加入肉桂酰氯，来合成化学式6所示的单体2。
【化6】
(单体3)
将对香豆酸与6-氯-1-己醇在碱性条件下进行加热，来合成4-(6-羟基己氧基)肉桂酸。在对甲苯磺酸的存在下向该生成物中大过量加入甲基丙烯酸进行酯化反应，合成化学式7所表示的单体3。
【化7】
Figure BDA00001744615900153
(低分子材料1)
使4,4’-联苯二醇与6-溴己醇在碱性条件下进行反应来合成4,4’-双(6-溴己氧基)联苯。接下来，在碱性条件下加入甲基丙烯酰氯进行反应，对生成物进行再结晶，由此来合成化学式8所示的低分子材料1。
【化8】
(聚合物1)
将单体1与单体2以摩尔比3∶7溶解在四氢呋喃中，添加AIBN(偶氮二异丁腈)作为反应引发剂，在70℃下进行24小时聚合来得到感光性聚合物1。该聚合物1呈液晶性。
(聚合物2)
将单体2溶解在四氢呋喃中，添加AIBN(偶氮二异丁腈)作为反应引发剂，在70℃下进行24小时聚合，从而得到感光性聚合物2。该聚合物2呈液晶性。
(聚合物3)
将单体3溶解在二氧六环中，添加AIBN(偶氮二异丁腈)作为反应引发剂，在70℃下进行24小时聚合，从而得到感光性聚合物3。该聚合物3呈液晶性。
(正C板、正A板、双轴性板和O板的判定方法)
使用自动双折射率计，通过晶体旋转法求出相位差值的角度依赖性，基于其角度依赖性进行判定。
〔实施例1〕
将聚合物1溶解在环己酮中，向其中添加相对于聚合物1为0.02重量份的市售(东京化成)4,4’-双(二乙基氨基)二苯甲酮，制备溶液1。使用旋涂机将该溶液涂布在聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(PET膜)上使其厚度约为1.5μm。将该基板在室温(约25℃)进行干燥，接下来加热至100℃，之后冷却，形成第一涂布膜。接下来，将4.2重量%的聚合物2与0.8重量%的低分子材料1溶解于甲苯中，向其中添加相对于聚合物2和低分子材料1的合计重量为0.02重量份的市售[东京化成工业株式会社制造]4,4’-双(二乙基氨基)二苯甲酮，制备溶液2。使用旋涂机将该溶液2涂布在第一涂膜上为约1.8μm、进行干燥，在第一涂膜上形成第二涂布膜。此处，不对第一涂膜进行光照射，在不固定取向的状态下(感光性基团未反应的状态下)，在第一涂膜上形成第二涂布膜。
接下来，使用格兰-泰勒棱镜将高压汞灯发出的光变为线性偏振光性，对该涂膜照射300秒，随后在100℃进行加热，然后用30分钟时间缓缓冷却至室温，诱发取向。进一步地，为了固定取向，将高压汞灯发出的光不转换为线性偏振光来进行照射1500秒。
对于如此制作的涂膜，可以使用粘合剂从PET支持体转移至液晶盒或偏振片。并且，对于其光学特性，确认到具有由正C板(垂面取向层)与正A板(光取向层)的层积体形成的光学特性，在从斜向对正交的2片偏振片进行观察的情况下所产生的漏光能够得到降低。进一步地，为了确认第一涂布膜与第二涂布膜的涂膜界面的密合性，尝试使用透明胶带(Cellotape)进行涂膜界面处的剥离，但在涂膜界面处未观察到剥离，确认到具有良好的密合性。
〔实施例2〕
将聚合物3溶解在1,4-二氧六环中制备溶液3。使用旋涂机将该溶液涂布在聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(PET膜)上使其厚度为约1.5μm。将该基板在室温(约25℃)进行干燥，接下来加热至130℃，之后冷却，形成溶液3的第一涂布膜。接下来，再次使用溶液3，在第一涂膜上利用旋涂机涂布为约2.0μm，进行干燥，在第一涂膜上形成第二涂布膜。此处，不对第一涂膜进行光照射，在不固定取向的状态下(感光性基团未反应的状态下)，在第一涂膜上形成第二涂布膜。
接下来，使用格兰-泰勒棱镜将高压汞灯发出的光变为线性偏振光性，对该涂膜照射300秒，随后在130℃进行加热然后用30分钟时间缓缓冷却至室温，诱发取向。进一步地，为了固定取向，将高压汞灯发出的光不转换为线性偏振光来进行照射900秒。
对于如此制作的涂膜，可以使用粘合剂从PET基材转移至液晶盒或偏振片。并且，对于其光学特性，确认到具有由正C板和具有面内各向异性的层的层积体形成的光学特性。进一步地，为了确认第一涂布膜与第二涂布膜的涂膜界面的密合性，尝试使用透明胶带进行涂膜界面处的剥离，但在涂膜界面处未观察到剥离，确认到具有良好的密合性。
〔比较例1〕
将聚合物1溶解于环己酮中，向其中加入相对于聚合物1为0.02重量份的市售(东京化成)4,4’-双(二乙基氨基)二苯甲酮，制备溶液1。使用旋涂机将该溶液涂布在聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(PET膜)上使其厚度为约1.5μm。将该基板在室温(约25℃)进行干燥，接下来加热至100℃，然后用30分钟的时间进行冷却。接着，将高压汞灯发出的光不转换为线性偏振光来进行照射1500秒，使取向固定，形成第一涂布膜(垂面取向层)。接下来，将4.2重量%的聚合物2与0.8重量%的低分子材料1溶解在甲苯中，向其中添加相对于聚合物2与低分子材料1的合计重量为0.02重量份的市售(东京化成)4,4’-双(二乙基氨基)二苯甲酮，制备溶液2。使用旋涂机将该溶液2涂布在第一涂膜上为约1.8μm、进行干燥，在第一涂膜上形成第二涂布膜。
接下来，使用格兰-泰勒棱镜将高压汞灯发出的光变为线性偏振光性，对该涂膜照射300秒，随后在100℃进行加热，然后用30分钟时间缓缓冷却至室温，诱发取向。进一步地，为了固定取向，将高压汞灯发出的光不转换成线性偏振光来进行照射1500秒。
对于如此制作的涂膜，可以使用粘合剂从PET基材转移至液晶盒、偏振片。并且，对于其光学特性，确认到具有由正C板与正A板的层积体形成的光学特性，在从斜向对正交的2片偏振片进行观察的情况下所产生的漏光能够得到降低。但是，在为了确认第一涂布膜与第二涂布膜的涂膜界面的密合性而尝试使用透明胶带进行涂膜界面处的剥离时，在涂膜界面处观察到剥离，涂膜界面处的密合性低，并非为可实用的涂膜。
〔比较例2〕
将聚合物3溶解在1,4-二氧六环中，制备溶液3。使用旋涂机将该溶液涂布在聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(PET膜)上使其厚度为约1.5μm。将该基板在室温(约25℃)进行干燥，接下来加热至130℃，之后用30分钟时间进行冷却。接着，将高压汞灯发出的光不转换成线性偏振光来进行照射1500秒，形成第一涂布膜(垂面取向层)。接下来，再次使用溶液3，利用旋涂机涂布在第一涂膜上为约2.0μm，进行干燥，在第一涂膜上形成第二涂布膜。
接下来，使用格兰-泰勒棱镜将高压汞灯发出的光变为线性偏振光性，对该涂膜照射300秒，接着在130℃进行加热，然后用30分钟时间缓缓冷却至室温，诱发取向。进一步地，为了固定取向，将高压汞灯发出的光不转换成线性偏振光来进行照射900秒。
对于如此制作的涂膜，可以使用粘合剂从PET基材转移至液晶盒、偏振片。并且，对于其光学特性，确认到具有由正C板和具有面内各向异性的层的层积体形成的光学特性。但是，在为了确认第一涂布膜与第二涂布膜的涂膜界面的密合性而尝试使用透明胶带进行涂膜界面处的剥离时，在涂膜界面处观察到剥离，涂膜界面处的密合性低，并非为可实用的涂膜。
(实施例3)
在实施例1中，不对第一涂膜进行光照射，在不固定取向的状态下(感光性基团未反应的状态下)，在第一涂膜上形成第二涂布膜，然后使该涂布膜相对于水平面倾斜20°，使用格兰-泰勒棱镜将高压汞灯发出的光变为线性偏振光性，从相对于水平面的法线方向照射300秒(光的电场振动面与膜倾斜轴正交)。随后在100℃进行加热，然后用30分钟时间缓缓冷却至室温，诱发取向。进一步地，为了固定取向，将高压汞灯发出的光不转换成线性偏振光来进行照射1500秒。
对于如此制作的涂膜，可以使用粘合剂从PET支持体转移至液晶盒或偏振片。并且，对于其光学特性，确认到具有由正C板(垂面取向层)与倾斜取向层(O板)(倾斜角；10°)的层积体形成的光学特性。进一步地，为了确认第一涂布膜与第二涂布膜的涂膜界面的密合性，尝试使用透明胶带进行涂膜界面处的剥离，但在涂膜界面处未观察到剥离，确认到具有良好的密合性。
[实施例4]
将聚合物1溶解在环己酮中，向其中添加相对于聚合物1为0.02重量份的市售(东京化成)的4,4’-双(二乙基氨基)二苯甲酮来制备溶液1。使用旋涂机将该溶液涂布在聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(PET膜)上使其厚度为约1.5μm。将该基板在室温(约25℃)进行干燥，接着加热至100℃，然后用30分钟时间进行冷却。接着，将高压汞灯发出的光不转换成线性偏振光来进行照射1500秒，使取向固定，形成第一涂布膜(垂面取向层)。接下来，将4.2重量%的聚合物2与0.8重量%的低分子材料1溶解在甲苯中，向其中添加相对于聚合物2与低分子材料1的合计重量为0.02重量份的市售(东京化成)4,4’-双(二乙基氨基)二苯甲酮，制备溶液2。使用旋涂机将该溶液2涂布在第一涂膜上为约1.8μm、进行干燥，在第一涂膜上形成第二涂布膜。
接下来，使该涂布膜相对于水平面倾斜20°，使用格兰-泰勒棱镜将高压汞灯发出的光变为线性偏振光性，从相对于水平面的法线方向照射300秒(光的电场振动面与膜倾斜轴正交)。随后在100℃进行加热，然后用30分钟时间缓缓冷却至室温，诱发取向。进一步地，为了固定取向，将高压汞灯发出的光不转换成线性偏振光来进行照射1500秒。
对于如此制作的涂布膜，可以使用粘合剂从PET基材转移至液晶盒或偏振片。并且，对于其光学特性，确认到具有由正C板与O板的层积体形成的光学特性。
但是，在为了确认第一涂布膜与第二涂布膜的涂膜界面的密合性而尝试使用透明胶带进行涂膜界面处的剥离时，与实施例1相比易于剥离，从密合性的方面考虑并不充分。
工业实用性
如上所述，利用本发明的光学膜层积体可得到薄型化并具有光学补偿功能的光学膜，因而可有助于液晶显示装置的薄型化。本发明的液晶面板适用于液晶电视或便携式终端等液晶显示装置中。
如上所述，参照附图对本发明的优选实施方式进行了说明，但也可以在不脱离本发明宗旨的范围内进行各种追加、变更或削除，这样的内容也包含在本发明的范围中。
符号说明
1：光学膜层积体
2：正A板
3：正C板
4：界面
5：光学膜层积体
6：O板
7：正C板
8：界面
11：偏振片
12：正C板(垂面取向层)
13：光取向层或倾斜取向层
14：液晶盒的配置位置

Claims (13)

1.一种光学膜层积体，其为正C板、与正A板、光学双轴性板或O板层积而成的光学膜层积体，所述正C板由具有感光性基团的液晶性材料构成，所述正A板、光学双轴性板或O板由具有感光性基团的液晶性材料构成，该光学膜层积体的特征在于，
该光学膜层积体是所述正C板、与所述正A板、光学双轴性板或O板不经接合剂以直接密合进行层积而成的。
2.如权利要求1所述的光学膜层积体，其中，所述正C板由垂面取向层构成。
3.如权利要求1所述的光学膜层积体，其中，所述正A板为在膜面内取向的正单轴性双折射体。
4.如权利要求1所述的光学膜层积体，其中，所述光学双轴性板为双轴性双折射体，折射率椭球体的最大轴位于膜面内。
5.如权利要求1所述的光学膜层积体，其中，所述O板为单轴性或双轴性双折射体，其中，折射率椭球体的最大轴不位于膜面内和法线方向。
6.一种液晶显示面板，其包含偏振片与权利要求1所述的光学膜层积体。
7.如权利要求6所述的液晶显示面板，其特征在于，依序配置：偏振片；正C板；正A板、光学双轴性板或O板；以及液晶盒，在此情况下，所述正A板、光学双轴性板或O板的面内慢轴与偏振片的吸收轴平行。
8.如权利要求6所述的液晶显示面板，其特征在于，依序配置：偏振片；正A板、光学双轴性板或O板；正C板；以及液晶盒，在此情况下，所述正A板、光学双轴性板或O板的面内慢轴与偏振片的吸收轴正交。
9.一种光学膜层积体的制造方法，该制造方法的特征在于：
在作为层A的正C板上形成作为层B的正A板、光学双轴性板或O板，其中所述作为层A的正C板由垂面取向层构成，该垂面取向层由作为材料a的具有感光性基团的液晶性材料形成、且未进行取向固定；所述作为层B的正A板、光学双轴性板或O板由作为材料b的具有感光性基团的液晶性材料形成；
接下来，通过对层A与层B的层积体照射非偏振光性紫外线，将所述层A与所述层B中的取向进行固定，同时将两层不经接合剂以直接密合进行层积。
10.如权利要求9所述的光学膜层积体的制造方法，其中，层A是如下制造的：将材料a溶解在溶剂中，将所得溶液涂布在支持体膜上来形成层，进行干燥和加热，来制造层A。
11.如权利要求9所述的光学膜层积体的制造方法，其中，层B是如下制造的：将材料b溶解在溶剂中，将所得溶液涂布在层A上来形成层，进行干燥，接下来进行线性偏振光性紫外线的照射，由此来制造层B。
12.如权利要求9所述的光学膜层积体的制造方法，其中，材料a的感光性基团与材料b的感光性基团为受到光的作用而相互反应的感光性基团。
13.如权利要求12所述的光学膜层积体的制造方法，其中，液晶性材料a的感光性基团与材料b的感光性基团相同。
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