CN109564317A - 光学薄膜、偏振片及图像显示装置 - Google Patents

光学薄膜、偏振片及图像显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明的课题在于提供一种取向性高且倾斜方向的相位差的显现也良好的光学薄膜、使用了该光学薄膜的偏振片及图像显示装置。本发明的光学薄膜具有基材和相邻设置于基材上的相位差层，所述光学薄膜中，相位差层为将液晶性化合物的垂直取向进行固定而成的层，所述液晶性化合物包括在含有具有聚合性基团的液晶性化合物和高分子化合物的液晶组合物中，使用三维SP值算出的高分子化合物与基材的δa值之差为3以下，高分子化合物的含量相对于液晶性化合物100质量份为小于10质量份。

Description

光学薄膜、偏振片及图像显示装置
技术领域
本发明涉及一种光学薄膜、偏振片及图像显示装置。
背景技术
通常，在液晶显示装置中使用相位差膜。
作为相位差膜的制作方法，已知有在进行取向处理而在基材上形成取向膜(中间层)之后，制作相位差层膜。
例如在专利文献1中记载有一种相位差膜，其至少依次具有支撑体、中间层及相位差层，所述相位差膜中，上述支撑体为规定的纤维素酰化物薄膜，上述中间层含有聚乙烯醇树脂或具有极性基团之丙烯酸树脂，上述相位差层为将液晶化合物的垂面取向状态进行了固定的层。
另一方面，在专利文献2中记载有一种垂面取向液晶薄膜，其特征在于，作为不需要取向膜的垂面取向液晶薄膜，通过垂面取向液晶薄膜的制造方法而被制造，所述垂面取向液晶薄膜的制造方法包括在对表面进行了亲水性处理的塑料基材上直接涂覆包含表面活性剂、能够聚合且为反应性的液晶混合物溶液的阶段([权利要求1][权利要求10])。
以往技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-235232号公报
专利文献2：日本特表2008-523443号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
本发明人等经过对专利文献1及2中所记载的薄膜进行研究的结果，明确了在省略形成取向膜的操作和实施亲水化处理的操作而简化了制造工序的情况下，存在相位差层中的取向状态紊乱的问题和倾斜方向的相位差的显现变得不充分的问题。
于是，本发明的课题在于提供一种即使在简化了制造工序的情况下，取向性高且倾斜方向的相位差的显现也良好的光学薄膜、使用了该光学薄膜的偏振片及图像显示装置。
用于解决技术课题的手段
本发明人等为了实现上述课题而进行了深入研究的结果，发现了如下情况并完成了本发明，即，在固定液晶性化合物的取向状态之前的液晶组合物中，配合特定量的在与基材的关系中满足规定的SP值的关系的高分子化合物，由此简化了制造工序，即使在该情况下，取向性也高且倾斜方向的相位差的显现也变得良好。
即，发现了根据以下结构能够实现上述课题。
[1]一种光学薄膜，其具有基材和相邻设置于基材上的相位差层，所述光学薄膜中，
相位差层为将液晶性化合物的垂直取向进行固定而成的层，所述液晶性化合物包括在含有具有聚合性基团的液晶性化合物和高分子化合物的液晶组合物中，
使用三维SP值算出的高分子化合物与基材的δa值之差为3以下，
高分子化合物的含量相对于液晶性化合物100质量份为小于10质量份。
[2]根据[1]所述的光学薄膜，其中，
与相位差层中的与基材相反的一侧的表面相比，所述高分子化合物更多地存在于所述相位差层中的所述基材侧的表面。
[3]根据[1]或[2]所述的光学薄膜，其中，
高分子化合物具有亲水性基团。
[4]根据[1]～[3]中任一项所述的光学薄膜，其中，
高分子化合物不具有氟原子。
[5]根据[1]～[4]中任一项所述的光学薄膜，其中，
高分子化合物具有亲水性基团，
液晶组合物含有鎓盐化合物。
[6]根据[1]～[5]中任一项所述的光学薄膜，其中，
高分子化合物具有亲水性基团，
液晶组合物含有硼酸化合物。
[7]根据[1]～[6]中任一项所述的光学薄膜，其中，
使用三维SP值算出的基材的δa值为10以上。
[8]根据[1]～[7]中任一项所述的光学薄膜，其中，
使用三维SP值算出的高分子化合物的δa值为15～19。
[9]根据[1]～[8]中任一项所述的光学薄膜，其中，
高分子化合物具有由下述式(M)表示的介晶基团。
-L-X-(A-Y)n-Z(M)
其中，L表示碳原子数为1～8的连接基团；X及Y分别独立地表示单键、-O-、-C(O)O-、-OC(O)-、-OC(O)O-、-C(O)OCH2CH2-或-CH2CH2C(O)O-；A表示可以具有取代基的1,4-亚苯基、2,6-亚萘基或1,4-反式亚环己基；Z表示氢原子、碳原子数为1～8的烷基、碳原子数为1～8的烯基、卤素原子、氰基或-L1-P，L1表示碳原子数为1～8的连接基团，P表示聚合性基团；n表示2～5的整数；n为2以上的整数的情况下，多个A分别可以相同，也可以不同，多个Y分别可以相同，也可以不同。
[10]根据[1]～[9]中任一项所述的光学薄膜，其中，
高分子化合物为具有由下述式(I)表示的重复单元的聚合物。
[化学式1]
其中，式(I)中，R1表示氢原子或甲基，X表示-O-或-NH-，R2表示氢原子或有机基团。
[11]根据[1]～[10]中任一项所述的光学薄膜，其中，
使用三维SP值算出的基材的δa值为10以上，
高分子化合物为具有使用三维SP值算出的δa值为13以上且小于18的重复单元的聚合物。
[12]根据[1]～[10]中任一项所述的光学薄膜，其中，
使用三维SP值算出的基材的δa值为5以上且小于10，
高分子化合物为具有使用三维SP值算出的δa值为5以上且小于11的重复单元的聚合物。
[13]一种偏振片，其具有[1]～[12]中任一项所述的光学薄膜。
[14]根据[13]所述的偏振片，其还具有起偏器。
[15]一种图像显示装置，其具有[1]～[12]中任一项所述的光学薄膜或[13]或[14]所述的偏振片。
发明效果
根据本发明，能够提供一种即使在简化了制造工序的情况下，取向性高且倾斜方向的相位差的显现也良好的光学薄膜、使用了该光学薄膜的偏振片及图像显示装置。
附图说明
图1是用于说明本发明的光学薄膜中的推定机理的示意性剖视图。
具体实施方式
以下，关于本发明详细地进行说明。
以下记载的构成要件的说明是根据本发明的代表性实施方式而完成的，但本发明并不限定于这种实施方式。
另外，在本说明书中，使用“～”表示的数值范围是指将记载于“～”前后的数值作为下限值及上限值而包含的范围。
[光学薄膜]
本发明的光学薄膜为具有基材和相邻设置于基材上的相位差层的光学薄膜。
并且，本发明的光学薄膜中，相位差层为将液晶性化合物的垂直取向进行固定而成的层，所述液晶性化合物包括在含有具有聚合性基团的液晶性化合物和高分子化合物的液晶组合物中。
并且，本发明的光学薄膜中，使用三维SP值算出的高分子化合物与基材的δa值之差为3以下。
并且，本发明的光学薄膜中，高分子化合物的含量相对于液晶性化合物100质量份为小于10质量份。
＜δa值＞
本说明书中，δa值是指通过Hoy等人的方法算出的SP值(参考VAN KRE VELEN，D.W.编著，“PROPERTIES OF POLYMERS(ED.3)”ELSEVIER出版(1990))的非分散力成分。
即，δa值能够使用通过Hoy等人的方法算出的三维SP值(δd、δp、δh)，并通过下述式(X)算出。
δa＝(δp2+δh2)0.5 式(X)
根据Hoy等人的方法，能够通过欲求出的化合物的化学结构式算出δd、δp、δh各个值。
另外，在由多个重复单元构成的共聚物的情况下，对各重复单元的三维SP值的平方值(δd2、δp2、δh2)乘以各重复单元的体积分数并求和，由此算出共聚物的三维SP值的平方值(δd2、δp2、δh2)，通过将该平方值代入上述式(X)而能够求出共聚物的δa值。
本发明中，如上所述，在固定液晶性化合物的取向状态之前的液晶组合物中，以相对于液晶性化合物100质量份为小于10质量份的比例，配合与基材的δa值之差为3以内的高分子化合物，由此，即使在简化了制造工序的情况下，取向性高且倾斜方向的相位差的显现也变得良好。
其详细内容尚不明确，但本发明人等如下进行推测。
首先，图1中示出用于说明本发明的光学薄膜中的推定机理的示意性剖视图。
图1所示的光学薄膜10具有基材1和相邻设置于基材上的相位差层2，相位差层2含有取向状态被固定的液晶性化合物3和高分子化合物4。另外，图1中，形式性地示出相位差层2含有液晶性化合物3的方式，但实际上在因液晶性化合物的取向状态被固定而成为相位差层之后，液晶性化合物不需要显示出液晶性。
而且，本发明人等如下进行推测：高分子化合物4与基材1的δa值之差为3以下，若高分子化合物4的含量相对于液晶性化合物3的100质量份为小于10质量份，则如图1所示，高分子化合物4容易不均匀地分布于与基材1之间的界面附近，因此液晶性化合物3在水平方向上难以进行取向，其结果，垂直方向的取向得到促进。
以下，关于使用于本发明的光学薄膜中的各种部件详细地进行说明。
〔基材〕
本发明的光学薄膜所具有的基材为用于支撑后述相位差层的基材，例如可以举出在涂布后述液晶组合物而形成相位差层时成为涂布液晶组合物的对象的基材。
这种基材优选为透明的，具体而言，透光率优选为80％以上。另外，透明表示可见光的透射率为60％以上。
作为这种基材，例如可以举出玻璃基板及聚合物薄膜等。
作为聚合物薄膜的材料，例如可以举出三乙酰纤维素(TAC)、二乙酰纤维素、乙酸丙酸纤维素等纤维素类聚合物；聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酸酯等丙烯酸类；聚碳酸酯类聚合物；聚对苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯等聚酯类聚合物；聚苯乙烯、丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS树脂)等苯乙烯类聚合物；聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物等聚烯烃类聚合物；降冰片烯类聚合物、单环的环状烯烃的聚合物、环状共轭二烯的聚合物、乙烯基脂环烃聚合物等具有脂环结构的聚合物；氯乙烯类聚合物；尼龙、芳香族聚酰胺等酰胺类聚合物；酰亚胺类聚合物；砜类聚合物；聚醚砜类聚合物；聚醚醚酮类聚合物；聚苯硫醚类聚合物；偏二氯乙烯类聚合物；乙烯醇类聚合物；乙烯醇缩丁醛类聚合物；芳酯类聚合物；聚甲醛类聚合物；环氧类聚合物；或者混合了这些聚合物的聚合物；等。
这些材料中，优选为纤维素类聚合物或具有脂环结构的聚合物。
本发明中，根据本发明的取向性的改善效果增大的理由，基材的δa值优选为10以上，更优选为13～19。
并且，本发明中，关于上述基材的厚度并无特别的限定，但优选为5～60μm，更优选为5～30μm。
另外，本发明中也，即使是后述起偏器，若在与后述高分子化合物的关系中δa值之差为3以下，则也可以是兼作上述基材的方式。
〔相位差层〕
本发明的光学薄膜所具有的相位差层为将液晶性化合物的垂直取向进行固定而成的层，所述液晶性化合物包括在含有具有聚合性基团的液晶性化合物和高分子化合物的液晶组合物(以下，形式性地也称作“本发明的液晶组合物”。)中。
在此，液晶性化合物为棒状液晶性化合物的情况下的垂直取向也称作垂面取向，意味着上述基材的表面与棒状液晶性化合物的指向矢所成角度在70°～90°的范围内的取向，优选为在80°～90°的范围内的取向，更优选为在85°～90°的范围内的取向。
并且，液晶性化合物为圆盘状液晶性化合物的情况下的垂直取向意味着上述基材的表面与圆盘状液晶性化合物的圆盘面所成角度在70°～90°的范围内的取向，优选为在80°～90°的范围内的取向，更优选为在85°～90°的范围内的取向。
＜液晶性化合物＞
本发明的液晶组合物中所含有的液晶性化合物若为具有聚合性基团的液晶性化合物则并无特别的限定，能够使用以往公知的液晶性化合物。
在此，作为聚合性基团，具体而言，例如可以举出丙烯酰基、甲基丙烯酰基、乙烯基、苯乙烯基及烯丙基等，其中，优选为丙烯酰基或甲基丙烯酰基。
通常，液晶性化合物根据其形状能够分类成棒状类型和圆盘状类型。进而，分别存在低分子类型和高分子类型。高分子通常是指聚合度为100以上的高分子(高分子物理-相转移移动力学，土井正男著，2页，岩波书店，1992)。
本发明中能够使用任意的液晶性化合物，但优选使用棒状液晶性化合物或圆盘状液晶性化合物(盘状液晶性化合物)。可以使用两种以上的棒状液晶性化合物、两种以上的圆盘状液晶性化合物、或者棒状液晶性化合物与圆盘状液晶性化合物的混合物。
并且，根据固定取向的观点，液晶性化合物优选具有两个以上的上述聚合性基团。在液晶性化合物为两种以上的混合物的情况下，优选至少一种液晶性化合物在1个分子中具有两个以上的聚合性基团。
作为棒状液晶性化合物，例如能够优选使用日本特表平11-513019号公报的权利要求1和日本特开2005-289980号公报的[0026]～[0098]段落中所记载的棒状液晶性化合物，作为盘状液晶性化合物，例如能够优选使用日本特开2007-108732号公报的[0020]～[0067]段落和日本特开2010-244038号公报的[0013]～[0108]段落中所记载的盘状液晶性化合物，但并不限定于这些。
本发明中，作为上述液晶性化合物，优选使用棒状液晶性化合物，例如优选使用偶氮甲碱类、氧化偶氮类、氰基联苯类、氰基苯酯类、苯甲酸酯类、环己烷羧酸苯酯类、氰基苯基环己烷类、氰基取代苯基嘧啶类、烷氧基取代苯基嘧啶类、苯基二噁烷类、二苯乙炔类及环己烯基苯甲腈类。
＜高分子化合物＞
本发明的液晶组合物所含有的高分子化合物为具有与上述基材的δa值之差(称作差值的绝对值。以下相同。)为3以下的δa值的聚合物。
本发明中，根据能够使高分子化合物均匀地存在于上述基材界面且提高相位差层的表面状态的理由，上述高分子化合物优选为具有与基材的δa值之差为0.1～2.0的δa值的聚合物，更优选为具有差值为0.2～1.5的δa值的聚合物，进一步优选为具有差值为0.3～1.0的δa值的聚合物。
并且，本发明中，根据本发明的取向性的改善效果增大的理由，上述高分子化合物优选为δa值表示为15～19的聚合物，更优选为δa值表示为16～19的聚合物。
这种高分子化合物其主链骨架并无特别的限定，但根据侧链的分子设计变得多样化且通过加成聚合而简单地形成主链的理由，优选为具有由下述式(I)表示的重复单元的聚合物，更优选为具有两种以上的由下述式(I)表示且彼此不同的重复单元的共聚物。
[化学式2]
其中，上述式(I)中，R1表示氢原子或甲基，X表示-O-或-NH-，R2表示氢原子或有机基团。
本发明中，根据进一步提高取向性的理由，上述高分子化合物优选具有亲水性基团。
在此，作为亲水性基团，例如可以举出选自由羟基(-OH)、羧基(-COO H)、氨基(-NH2)、磺基(-SO3H)、硫酸盐基(-OSO3H)、膦酰氧基{-OP(＝O)(OH)2}及其盐构成的组中的一种以上，其中，优选为羟基及羧基。
并且，上述高分子化合物可以具有两种以上的亲水性基团。
作为具有这种亲水性基团的高分子化合物，可以优选举出：具有由上述式(I)表示的重复单元、且在上述式(I)中的R2所表示的有机基团中包含亲水性基团的聚合物或共聚物；或者具有由上述式(I)表示的重复单元，上述式(I)中的X为氧原子(-O-)且R2为氢原子的聚合物或共聚物。
本发明中，在由上述式(I)表示的重复单元中包含亲水性基团的情况下，包含亲水性基团的重复单元的含量相对于由上述式(I)表示的所有重复单元优选为3～50mol％，更优选为5～30mol％。
并且，在由上述式(I)表示的重复单元中包含亲水性基团的情况下，包含亲水性基团的重复单元的δa值优选为13～25，更优选为17～21。
并且，本发明中，根据进一步提高取向性的理由，上述高分子化合物优选不具有氟原子。
作为这种上述高分子化合物，可以优选举出具有由上述式(I)表示的重复单元、且在上述式(I)中的R2所表示的有机基团中不具有氟原子的聚合物或共聚物。
而且，本发明中，根据本发明的取向性的改善效果增大的理由，上述高分子化合物优选具有由下述式(M)表示的介晶基团。
作为这种高分子化合物，可以优选举出具有由上述式(I)表示的重复单元、且上述式(I)中的R2所表示的有机基团为由下述式(M)表示的介晶基团的聚合物或共聚物。
-L-X-(A-Y)n-Z(M)
上述式(M)中，L表示碳原子数为1～8的连接基团；X及Y分别独立地表示单键、-O-、-C(O)O-、-OC(O)-、-OC(O)O-、-C(O)OCH2CH2-或-CH2CH2C(O)O-；A表示可以具有取代基的1,4-亚苯基、2,6-亚萘基或1,4-反式亚环己基；Z表示氢原子、碳原子数为1～8的烷基、碳原子数为1～8的烯基、卤素原子、氰基或-L1-P，L1表示碳原子数为1～8的连接基团，P表示聚合性基团；n表示2～5的整数。在n为2以上的整数的情况下，多个A分别可以相同，也可以不同，多个Y分别可以相同，也可以不同。
上述式(M)中，作为L表示的碳原子数为1～8的连接基团，例如可以举出碳原子数为1～8的直链状或分支链状的亚烷基，具体而言，可以举出亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基及亚辛基等。其中，优选碳原子数为2～6的亚烷基。
并且，上述式(M)中，Z优选为碳原子数为1～8的烷基，具体而言，例如可以优选举出甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基及正己基等。其中，优选为碳原子数为1～3的烷基，更优选为乙基。
本发明中，在上述式(I)中的R2所表示的有机基团为由上述式(M)表示的介晶基团的情况下，包含介晶基团的重复单元的含量相对于由上述式(I)表示的所有重复单元优选为3～30mol％，更优选为5～20mol％。
并且，上述式(I)中的R2所表示的有机基团为由上述式(M)表示的介晶基团的情况下，包含介晶基团的重复单元的δa值优选为11～16，更优选为12～14。
本发明中，在上述基材的δa值为10以上，尤其在13～19的情况下，根据本发明的取向性的改善效果增大的理由，上述高分子化合物优选为具有使用三维SP值算出的δa值为13以上且小于18的重复单元的聚合物。
作为构成这种重复单元的单体，例如可以举出甲基丙烯酸甲酯(δa＝13.8)、丙烯酸甲氧基乙酯(δa＝13.7)、2-甲基丙烯酸乙酰乙酰氧基乙酯(δa＝15.2)及四氢糠基丙烯酸酯(δa＝13.2)等，它们可以单独使用一种，也可以并用两种以上。另外，与单体一并记载的括号内的δa值为由该单体构成的重复单元的δa值。
并且，由这些单体构成的重复单元的含量相对于由上述式(I)表示的所有重复单元优选为30～100mol％，更优选为50～80mol％。
本发明中，在上述基材的δa值为5以上且小于10，尤其在7以上且小于10的情况下，根据本发明的取向性的改善效果增大的理由，上述高分子化合物优选为具有使用三维SP值算出的δa值为5以上且小于11的重复单元的聚合物。
作为构成这种重复单元的单体，例如可以举出十八烷基丙烯酸酯(δa＝6.3)、十二烷基丙烯酸酯(δa＝7.4)、丙烯酸环己酯(δa＝10.2)、丙烯酸二环戊酯(δa＝9.6)及丙烯酸异冰片酯(δa＝10.4)等，这些可以单独使用一种，也可以并用两种以上。另外，与单体一起记载的括号内的δa值为由该单体构成的重复单元的δa值。
并且，由这些单体构成的重复单元的含量相对于由上述式(I)表示的所有重复单元优选为30～95mol％，更优选为50～85mol％。
作为具有由上述式(I)表示的重复单元的高分子化合物，例如可以举出由下述式A101～A108、A111～A119、A201～A209及A301～A307表示的高分子化合物等。
另外，以下说明中，将由下述式A101表示的高分子化合物标注为“高分子化合物A101”。并且，由下述式A102～A108、A111～A119、A201～A209及A301～A307表示的高分子化合物也以同样的方式进行标注。
[化学式3]
[化学式4]
[化学式5]
[化学式6]
[化学式7]
这种高分子化合物的重均分子量并无特别的限定，优选为1000～500000，更优选为2000～100000，进一步优选为3000～50000。
在此，高分子化合物的重均分子量作为根据GPC(凝胶渗透色谱法)测定的聚苯乙烯换算值而被定义。例如使用HLC-8120(TOSOH CORPORATION制造)，作为管柱而使用TSKgelMultiporeHXL-M(TOSOH CORPORATION制造、7.8mmID×30.0cm)，作为洗脱液而使用THF(四氢呋喃)或NMP(N-甲基吡咯啶酮)，由此能够求出高分子化合物的重均分子量。
本发明中，上述高分子化合物的含量相对于上述液晶性化合物100质量份为小于10质量份，优选为0.5质量份以上且小于10质量份，更优选为1～8质量份，进一步优选为1～5质量份。
本发明中，根据取向性进一步提高的理由，与相位差层中的与基材相反的一侧的表面相比，优选在相位差层中的基材侧的表面(基材侧的界面)存在更多的上述高分子化合物，具体而言，与在自相位差层中的与基材相反的一侧的表面起0.2μm的厚度区域存在的高分子化合物相比，优选在自相位差中的基材侧的表面(基材侧的界面)起0.2μm的厚度区域存在的高分子化合物的量更多。
＜鎓盐化合物＞
根据取向性进一步提高的理由，在上述高分子化合物具有亲水性基团的情况下，本发明的液晶组合物优选含有鎓盐化合物。
作为鎓盐化合物，能够使用作为垂直取向剂而公知的鎓化合物。具体而言，可以举出在日本特开2016-105127号公报的[0042]～[0052]段中记载的化合物。
含有鎓盐化合物的情况下的含量相对于上述液晶性化合物100质量份优选为0.5～5质量份，更优选为1～3质量份。
＜硼酸化合物＞
根据取向性进一步提高的理由，在上述高分子化合物具有亲水性基团的情况下，本发明的液晶组合物优选含有硼酸化合物。
作为硼酸化合物，能够使用作为垂直取向剂而公知的鎓化合物。具体而言，可以举出在日本特开2016-105127号公报的[0053]～[0054]段中记载的化合物。
含有硼酸化合物的情况下的含量相对于上述液晶性化合物100质量份优选为0.1～5质量份，更优选为0.5～3质量份。
＜聚合引发剂＞
本发明的液晶组合物优选含有聚合引发剂。
所使用的聚合引发剂优选为通过紫外线照射而能够开始聚合反应的光聚合引发剂。
作为光聚合引发剂，可以举出例如α-羰基化合物(记载于美国专利第2367661号、美国专利第2367670号的各说明书)、偶姻醚(记载于美国专利第2448828号说明书)、α-烃取代芳香族偶姻化合物(记载于美国专利第2722512号说明书)、多核醌化合物(记载于美国专利第3046127号、美国专利第2951758号的各说明书)、三芳基咪唑二聚体和对氨基苯基酮的组合(记载于美国专利第3549367号说明书)、吖啶及吩嗪化合物(记载于日本特昭60-105667号公报、美国专利第4239850号说明书)及噁二唑化合物(记载于美国专利第4212970号说明书)、酰基膦氧化合物(记载于日本特公昭63-040799号公报、日本特公平5-029234号公报、日本特开平10-095788号公报、日本特开平10-029997号公报)等。
＜聚合性单体＞
根据涂膜的均匀性、相位差层的强度的观点，本发明的液晶组合物可以包含聚合性单体。
作为聚合性单体，可以举出自由基聚合性化合物或阳离子聚合性化合物。优选为多官能性自由基聚合性单体，更优选为与上述含有聚合性基团的圆盘状液晶性化合物共聚合的化合物。例如可以举出在日本特开2002-296423号公报中的[0018]～[0020]段中记载的化合物。
聚合性单体的添加量相对于圆盘状液晶性化合物优选为1～50质量％，更优选为5～30质量％。
＜表面活性剂＞
根据涂膜的均匀性、相位差层的强度的观点，本发明的液晶组合物可以包含表面活性剂。
作为表面活性剂，可以举出以往公知的化合物，尤其优选为氟类化合物。具体而言，例如可以举出在日本特开2001-330725号公报说明书中的[0028]～[0056]段中记载的化合物、在日本申请2003-295212号说明书中的[0069]～[0126]段中记载的化合物。
＜溶剂＞
根据形成相位差层的操作性等观点，本发明的液晶组合物优选含有溶剂。
作为溶剂，具体而言，可以举出例如酮类(例如丙酮、2-丁酮、甲基异丁基酮、环己酮、环戊酮等)、醚类(例如二噁烷、四氢呋喃等)、脂肪族烃类(例如己烷等)、脂环式烃类(例如环己烷等)、芳香族烃类(例如甲苯、二甲苯、三甲苯等)、卤化碳类(例如二氯甲烷、二氯乙烷、二氯苯、氯甲苯等)、酯类(例如乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯等)、水、醇类(例如乙醇、异丙醇、丁醇、环己醇等)、溶纤剂类(例如甲基溶纤剂、乙基溶纤剂等)、溶纤剂乙酸酯类、亚砜类(例如二甲基亚砜等)、酰胺类(例如二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺等)等，这些可以单独使用一种，也可以并用两种以上。
〔相位差层的形成方法〕
本发明中，作为相位差层的形成方法，例如可以举出将上述液晶组合物涂布于上述基材上，并设为所希望的取向状态之后，通过聚合进行固化的方法等。
作为液晶组合物的涂布方法，例如可以举出线棒涂布法、挤出涂布法、直接凹版涂布法、逆向凹版涂布法及模涂法等。
并且，聚合条件并无特别的限定，在基于光照射的聚合中，优选使用紫外线。照射量优选为10mJ/cm2～50J/cm2，更优选为20mJ/cm2～5J/cm2，进一步优选为30mJ/cm2～3J/cm2，尤其优选为50～1000mJ/cm2。并且，为了促进聚合反应，可以在加热条件下进行实施。
关于本发明的光学薄膜所具有的相位差层的厚度并无特别的限定，但优选为0.1～10μm，更优选为0.5～5μm。
[偏振片]
本发明的偏振片为具有上述本发明的光学薄膜的偏振片。
并且，在上述基材不兼作起偏器的情况下，本发明的偏振片具有起偏器。
〔起偏器〕
本发明的偏振片所具有的起偏器只要是具有将光转换成特定的直线偏振光的功能的部件则无特别的限定，能够利用以往公知的吸收型起偏器及反射型起偏器。
作为吸收型起偏器，可以使用碘类起偏器、利用二色性染料的染料类起偏器及多烯类起偏器等。碘类起偏器及染料类起偏器中有涂布型起偏器和拉伸型起偏器，均能够适用，但优选使聚乙烯醇吸附碘或二色性染料并进行拉伸而制作的起偏器。
并且，作为通过在将聚乙烯醇层形成于基材上的层叠薄膜的状态下实施拉伸及染色而得到起偏器的方法，能够举出日本专利第5048120号公报、日本专利第5143918号公报、日本专利第4691205号公报、日本专利第4751481号公报及日本专利第4751486号公报，也能够优选利用与这些起偏器有关的公知的技术。
作为反射型起偏器，可以使用将双折射不同的薄膜进行层叠的起偏器、线栅型起偏器、将具有选择反射区域的胆甾醇型液晶和1/4波长板进行组合的起偏器等。
其中，根据密合性更优异的观点，优选为包含聚乙烯醇类树脂(将-CH2-CH OH-作为重复单元而包含的聚合物。尤其，选自由聚乙烯醇及乙烯-乙烯醇共聚物构成的组中的至少一种)的起偏器。
在本发明中，起偏器的厚度并无特别的限定，但优选为3μm～60μm，更优选为5μm～30μm，进一步优选为5μm～15μm。
〔粘接剂层〕
本发明的偏振片可以在本发明的光学薄膜中的相位差层与起偏器之间配置有粘接剂层。
作为为了层叠相位差层与起偏器而使用的粘接剂层，例如表示利用动态粘弹性测定装置测定的储存弹性模量G’与损失弹性模量G”之比(tanδ＝G”/G’)为0.001～1.5的物质，包含所谓的粘接剂和容易蠕变的物质等。作为能够使用于本发明的粘接剂，例如可以举出聚乙烯醇类粘接剂，但并不限定于此。
[图像显示装置]
本发明的图像显示装置是具有本发明的光学薄膜或本发明的偏振片的图像显示装置。
在本发明的图像显示装置中使用的显示元件并无特别的限定，例如可以举出液晶单元、有机电致发光(以下，简称为“EL”)显示面板及等离子显示面板等。
其中，优选为液晶单元、有机EL显示面板，更优选为液晶单元。即，作为本发明的图像显示装置，优选将液晶单元用作显示元件的液晶显示装置、将有机EL用作显示面板显示元件的有机EL显示装置，更优选为液晶显示装置。
〔液晶显示装置〕
作为本发明的图像显示装置的一例的液晶显示装置是具有上述本发明的偏振片和液晶单元的液晶显示装置。
另外，在本发明中，在液晶单元的两侧设置的偏振片中，作为前侧的偏振片优选使用本发明的偏振片，作为前侧及后侧的偏振片更优选使用本发明的偏振片。
以下，关于构成液晶显示装置的液晶单元进行详述。
＜液晶单元＞
液晶显示装置中所利用的液晶单元优选为VA(Vertical Alignment：垂直取向)模式、OCB(Optically Compensated Bend：光学补偿弯曲)模式、IPS(In-Plane-Switching)模式、或TN(Twisted Nematic：扭曲向列)，但并不限定于这些。
在TN模式的液晶单元中，当无电压施加时，棒状液晶性分子实质上进行水平取向，进而，以60～120゜进行扭转取向。TN模式的液晶单元作为彩色TF T液晶显示装置而被利用最多，在很多文献中有记载。
在VA模式的液晶单元中，当无电压施加时，棒状液晶性分子实质上垂直地取向。在VA模式的液晶单元中包括：(1)当无电压施加时，使棒状液晶性分子实质上垂直地取向，在电压施加时，实质上水平地取向的狭义的VA模式的液晶单元(记载于日本特开平2-176625号公报)；并且，(2)为了放大视角，使VA模式多域化的(MVA模式的)液晶单元(记载于SID97，Digest of tech.Papers(论文集)28(1997)845)；及(3)当无电压施加时，使棒状液晶性分子实质上垂直地取向，当电压施加时，扭曲多域取向的模式(n-ASM模式)的液晶单元(记载于日本液晶讨论会的论文集58～59(1998))及(4)SURVIVAL模式的液晶单元(发表于LCD国际98)。并且，PVA(Patterned Ve rtical Alignment：垂直取向构型)型、光取向型(OpticalAlignment)及P SA(Polymer-Sustained Alignment：聚合物稳定取向)中的任一种。关于这些模式的详细内容，在日本特开2006-215326号公报及日本特表2008-538819号公报中有详细记载。
在IPS模式的液晶单元中，棒状液晶分子相对于基板实质上平行地取向，通过平行的电场施加于基板面，液晶分子以平面的方式进行响应。IPS模式在无施加电场状态下成为黑色显示，上下一对偏振片的吸收轴正交。使用光学补偿片来降低倾斜方向上的黑色显示时的漏光并改善视角的方法，在日本特开平10-54982号公报、日本特开平11-202323号公报、日本特开平9-292522号公报、日本特开平11-133408号公报、日本特开平11-305217号公报、日本特开平10-307291号公报等中公开。
〔有机EL显示装置〕
作为本发明的图像显示装置的一例的有机EL显示装置，例如可以优选举出从视认侧依次具有本发明的偏振片、具有λ/4功能的板(以下，也称作“λ/4板”。)及有机EL显示面板的方式。
在此，“具有λ/4功能的板”是指将某一特定波长的直线偏振光转换成圆偏振光(或者将圆偏振光转换成直线偏振光)的功能的板，例如作为λ/4板为单层结构的方式，具体而言，可以举出拉伸聚合物薄膜、在支撑体上设置有具有λ/4功能的光学各向异性膜的相位差膜等，并且，作为λ/4板为多层结构的方式，具体而言，可以举出层叠λ/4板和λ/2板而成的宽带λ/4板。
并且，有机EL显示面板是使用在电极之间(阴极及阳极之间)夹持有机发光层(有机电致发光层)而成的有机EL元件而构成显示面板。有机EL显示面板的结构并无特别的限制，可以采用公知的结构。
实施例
以下，举出实施例和比较例，更具体地说明本发明的特征。以下实施例所示的材料、使用量、比例、处理内容、处理顺序等，只要不脱离本发明的宗旨便能够适当地进行变更。从而，本发明的范围未必通过以下所示的具体例而被限定地解释。
(1)纤维素酰化物薄膜的制作
通过以下方法制作出纤维素酰化物薄膜。
(1-1)涂料制备
纤维素酰化物溶液的制备：
将由三乙酸纤维素(乙酰基取代度：2.81)、下述表1中所记载的缩聚聚酯(相对于三乙酸纤维素100质量份为19质量份)、下述化合物L2(相对于三乙酸纤维素100质量份为5质量份)及溶剂(二氯甲烷和乙醇的混合物，质量比为87:13)构成的纤维素酰化物溶液(固体成分浓度：22质量％)放入搅拌罐中进行搅拌而溶解了各成分。将所得到的溶液进一步在90℃下加热约10分钟之后，用平均孔径为34μm的滤纸及平均孔径为10μm的烧结金属过滤器进行了过滤。
[表1]
[化学式8]
微粒分散液的制备：
将包含上述所制备出的纤维素酰化物溶液的下述成分放入分散机中，制备出微粒分散液。
以无机微粒相对于纤维素酰化物成为0.02质量份的量，将纤维素酰化物溶液100质量份及上述微粒分散液进行混合，制备出涂料。
(1-2)流延
使用带式流延机来使上述涂料流延。另外，带为不锈钢制。
(1-3)干燥
从带上剥离经流延而得到的卷筒材料(薄膜)之后，使平整辊进行输送，并在干燥温度120℃下干燥了20分钟。在此所谓的干燥温度是薄膜的膜面温度。
(1-4)拉伸
将所得到的卷筒材料(薄膜)从带上进行剥离并夹持于夹子中，在固定端单轴拉伸的条件下，使用拉幅机，以拉伸温度189℃及拉伸倍率70％向与薄膜输送方向(MD)正交的方向(TD)进行拉伸，得到了纤维素酰化物薄膜(TAC1)。另外，TAC1的δa值为16.4。
(2)环烯烃聚合物薄膜
作为环烯烃聚合物薄膜(COP1)，使用了JSR Corporation制造的ARTON(注册商标)。另外，COP1的δa值为8.7。
[实施例1]
制备出下述组成的液晶组合物1。
棒状液晶性化合物(M-1)
[化学式9]
棒状液晶性化合物(M-2)
[化学式10]
棒状液晶性化合物(M-3)
[化学式11]
聚合性单体(M-4)
[化学式12]
氟类聚合物(M-5)
[化学式13]
鎓盐化合物S01
[化学式14]
硼酸化合物S2
[化学式15]
在基材(TAC1)的表面，用#3的线棒涂布了液晶组合物1。
将液晶组合物1贴附于金属框上，在70℃的恒温槽中加热1分钟，使棒状液晶性化合物进行了垂直取向(垂面取向)。
接着，在冷却到40℃之后，在氮气吹扫下，使用160W/cm的空冷金属卤化物灯(EYEGRAPHICS Co.,Ltd.制造)，以约0.1％的氧浓度照射照度为190mW/cm2、照射量为300mJ/cm2的紫外线，从而使涂布层固化。
之后，自然冷却至室温(23℃)，从而形成厚度为1.3μm的相位差层，制作出光学薄膜。
通过蚀刻TOF-SIMS(Time-of-Flight Secondary Mass Spectrometry：飞行时间二次离子质谱仪)分析对所制作出的光学薄膜进行分析，确认到所添加的高分子化合物A101的几乎全部的量不均匀地分布于作为基材的TAC1与相位差层的界面。
[实施例2～15]
作为液晶组合物1，使用了将高分子化合物的种类及配合量、鎓化合物S01及硼酸化合物S2的配合量变更为下述表2中示出的种类及值的组合物，除此以外，以与实施例1相同的方法制作出光学薄膜。
[实施例16]
制备出下述组成的液晶组合物2。
使用液晶组合物2来代替液晶组合物1，除此以外，以与实施例1相同的方法制作出光学薄膜。
[实施例17～24]
作为液晶组合物2，使用了将高分子化合物的种类变更为下述表2中示出的种类的组合物，除此以外，以与实施例16相同的方法制作出光学薄膜。
[实施例25]
制备出下述组成的液晶组合物3。
使用COP1来代替TAC1，并使用液晶组合物3来代替液晶组合物1，除此以外，以与实施例1相同的方法制作出光学薄膜。
[实施例26～31]
作为液晶组合物3，使用了将高分子化合物的种类变更为下述表2中示出的种类的组合物，除此以外，以与实施例25相同的方法制作出光学薄膜。
[比较例1]
使用液晶组合物3来代替液晶组合物1，除此以外，以与实施例1相同的方法制作出光学薄膜。
[比较例2]
使用COP1来代替TAC1，除此以外，以与实施例1相同的方法制作出光学薄膜。
[比较例3及4]
将高分子化合物的配合量变更为下述表2中示出的值，除此以外，以与实施例1相同的方法制作出光学薄膜。
[比较例5]
将高分子化合物的配合量变更为下述表2中示出的值，除此以外，以与实施例26相同的方法制作出光学薄膜。
〔评价〕
(1)取向性
将偏光显微镜设为正交尼科耳条件，将所制作出的各光学薄膜插入到平台上并使平台旋转，以使基材的慢轴与偏光显微镜的检偏器或起偏器成为平行。
该状态下，当观察光学薄膜时，将关于98％以上的面积观察到均匀的暗视场的光学薄膜设为取向性极其优异并评价为“S”，将关于95％以上且小于98％的面积观察到均匀的暗视场的光学薄膜设为取向性优异并评价为“A”，将关于80％以上且小于95％的面积观察到均匀的暗视场的光学薄膜设为取向性稍差并评价为“B”，将关于小于80％的面积观察到均匀的暗视场的光学薄膜设为取向性差并评价为“C”。将结果示于下述表2中。
(2)倾斜方向的相位差
关于所制作出的各光学薄膜，使用AxoScan OPMF-1(Opto Science,Inc.制造)，测定出在波长为550nm中的厚度方向的延迟Rth(550)。将结果示于下述表2中。
[表2]
※1：鎓化合物S01
※2：硼酸化合物S2
根据表2中示出的结果，在高分子化合物与基材的δa值之差大于3的情况及高分子化合物的配合量多的情况下，在取向性(垂直取向)上存在缺陷，因此可知在基于偏光显微镜的观察中暗视场的面积变小，并且倾斜方向的相位差(Rth)的显现性也小(比较例1～5)。
相对于此，若高分子化合物与基材的δa值之差为3以下，且高分子化合物的配合量相对于液晶性化合物100质量份为小于10质量份，则在基于偏光显微镜的观察中几乎在整个表面观察到暗视场，因此可知取向性(垂直取向)优异，并且出现倾斜方向的相位差(Rth)(实施例1～31)。
尤其，根据实施例25～31的结果，若高分子化合物与基材的δa值之差为2.5以下，则可知取向性进一步提高。
符号说明
1 基材
2 相位差层
3 液晶性化合物
4 高分子化合物
10 光学薄膜

Claims (15)

1.一种光学薄膜，其具有基材和相邻设置于所述基材上的相位差层，其中，
所述相位差层为将含有具有聚合性基团的液晶性化合物和高分子化合物的液晶组合物中所含的所述液晶性化合物的垂直取向进行固定而成的层，
使用三维SP值算出的所述高分子化合物与所述基材的δa值之差为3以下，
所述高分子化合物的含量相对于所述液晶性化合物100质量份为小于10质量份。
2.根据权利要求1所述的光学薄膜，其中，与所述相位差层中的与所述基材相反的一侧的表面相比，所述高分子化合物更多地存在于所述相位差层中的所述基材侧的表面。
3.根据权利要求1或2所述的光学薄膜，其中，所述高分子化合物具有亲水性基团。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的光学薄膜，其中，所述高分子化合物不具有氟原子。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的光学薄膜，其中，所述高分子化合物具有亲水性基团，
所述液晶组合物含有鎓盐化合物。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的光学薄膜，其中，所述高分子化合物具有亲水性基团，
所述液晶组合物含有硼酸化合物。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的光学薄膜，其中，
使用三维SP值算出的所述基材的δa值为10以上。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的光学薄膜，其中，
使用三维SP值算出的所述高分子化合物的δa值为15～19。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的光学薄膜，其中，
所述高分子化合物具有由下述式(M)表示的介晶基团，
-L-X-(A-Y)n-Z (M)
其中，L表示碳原子数为1～8的连接基团；X及Y分别独立地表示单键、-O-、-C(O)O-、-OC(O)-、-OC(O)O-、-C(O)OCH2CH2-或-CH2CH2C(O)O-；A表示可以具有取代基的1,4-亚苯基、2,6-亚萘基或1,4-反式亚环己基；Z表示氢原子、碳原子数为1～8的烷基、碳原子数为1～8的链烯基、卤素原子、氰基或-L1-P，L1表示碳原子数为1～8的连接基团，P表示聚合性基团；n表示2～5的整数；n为2以上的整数的情况下，多个A分别可以相同，也可以不同，多个Y分别可以相同，也可以不同。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的光学薄膜，其中，
所述高分子化合物为具有由下述式(I)表示的重复单元的聚合物，
其中，所述式(I)中，R1表示氢原子或甲基，X表示-O-或-NH-，R2表示氢原子或有机基团。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的光学薄膜，其中，
使用三维SP值算出的所述基材的δa值为10以上，
所述高分子化合物为具有使用三维SP值算出的δa值为13以上且小于18的重复单元的聚合物。
12.根据权利要求1至10中任一项所述的光学薄膜，其中，
使用三维SP值算出的所述基材的δa值为5以上且小于10，
所述高分子化合物为具有使用三维SP值算出的δa值为5以上且小于11的重复单元的聚合物。
13.一种偏振片，其具有权利要求1至12中任一项所述的光学薄膜。
14.根据权利要求13所述的偏振片，其还具有起偏器。
15.一种图像显示装置，其具有权利要求1至12中任一项所述的光学薄膜或权利要求13或14所述的偏振片。
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