專利名稱：光學膜、其制造方法、和使用該光學膜的相位差膜以及偏振片的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及光學膜、其制造方法、使用該光學膜的相位差膜和偏振片、以及使用該偏振片的圖象顯示裝置。
背景技術：
液晶顯示裝置一般在保持液晶的液晶單元(liquid crystal cell)的兩面配置起偏器，過去，為了在正面方向和斜視方向視覺補償上述液晶單元的雙折射導致的相位差，在上述液晶單元和起偏器之間配置雙折射層。作為該雙折射層，通常使用使取向基板上取向膽甾型液晶分子的、折射率(nx、ny、nz)滿足負的單軸性“nx＝ny＞nz”的負雙折射層。上述折射率(nx、ny、nz)分別表示上述雙折射層中的3個軸方向的折射率。具體地，在圖2的概略圖中用箭頭表示在雙折射層中的折射率(nx、ny、nz)的軸方向。折射率nx、ny、nz如上述那樣分別表示X軸、Y軸和Z軸方向的折射率，如圖示的那樣，上述X軸是在面內顯示最大的折射率的軸方向，Y軸是在上述面內相對于上述X軸垂直的軸方向，Z軸表示垂直于上述X軸和Y軸的厚度方向。
作為這樣的雙折射層，例如公開了在取向基板上涂布液晶聚合物的涂敷液，使上述液晶聚合物作膽甾型取向的補償片(例如參照專利第2660601號)。另外，具體地例如可列舉出膽甾型結構的螺距與折射率之積為400nm或以下的、用膽甾型液晶聚合物構成的雙折射層，采用該雙折射層進行視角補償(例如參照特開平3-67219號公報)。此外，在上述特開平3-67219號公報中公開了顯示相對于基板大致平行地取向的膽甾型液晶相的上述液晶聚合物，為了滿足在平面內對可見光為大致各向同性這一特性，膽甾間距的大小比可見光波長(約400nm-800nm)小是必要的。另外公開了為了防止上述液晶聚合物采取膽甾型結構所致的選擇反射引起的著色，例如雙折射相的折射率與螺距之積小于400nm是必要的。

發(fā)明內容
然而，即使是具有上述的膽甾層的相位差片也可看到選擇反射引起的著色，在液晶顯示裝置等中使用的場合，有不能得到優(yōu)異的顯示品質的問題。
于是，本發(fā)明的目的是，例如提供減輕了選擇反射引起的著色的、具有膽甾層的光學膜。
為了達到上述目的，本發(fā)明的光學膜其特征在于，它是含有膽甾層的光學膜，上述層的構成分子以膽甾型結構取向，上述層的選擇反射波段在100nm-320nm的范圍。
在本發(fā)明中，膽甾層也可叫做上述層的構成分子采取螺旋結構、其螺旋軸與面方向大致垂直地取向的、具有被稱為所謂的平面組織或格朗讓(Granjean)組織的模擬層結構的層。另外，在本發(fā)明中，“構成分子采取膽甾型結構”例如不限定于液晶化合物變?yōu)槟戠扌鸵壕嗟那闆r，也包括雖不是液晶相，但非液晶化合物在如上述膽甾型液晶相那樣扭曲的狀態(tài)下取向。
本發(fā)明人為解決上述課題進行了詳細的研討。其結果知道即使是具有選擇反射波長為400nm或以下、即330nm-400nm的膽甾層的相位差片，液晶化合物采取螺旋結構所導致的選擇反射引起而發(fā)生著色，由于此著色的影響，在測定透射率時的單色相b值為1.2或以上。另外查明，使此相位差片與偏振片貼合的場合，在正交偏光鏡(crossed nicol)狀態(tài)下，在法線方向的漏光在全表面上發(fā)生，427nm的正交透射率也比只上述偏振片的正交透射率大0.235％，發(fā)生這一問題。用肉眼確認正交偏光鏡狀態(tài)的黑顯示的結果，也知道了前表面看上去發(fā)青的現(xiàn)象。由這些結果認為，這樣的漏光由于選擇反射對可見光范圍(約400nm-700nm)造成影響故而發(fā)生，并且得到這樣的知識即使是330nm-400nm的選擇反射波長，作為雙反射層使用的場合，也難于形成具有優(yōu)異的顯示品質的液晶顯示裝置。
于是，本發(fā)明人進一步反復研究的結果發(fā)現(xiàn)使用后面敘述的“液晶單體”，控制此液晶單體與手性劑的配合比例，通過手性劑使上述液晶單體取向成為膽甾型結構后，通過聚合或交聯(lián)來固定其取向，如果是據(jù)此形成的膽甾層，則可將上述選擇反射波段控制在100nm-320nm，如果是該范圍，則能夠避免以往的漏光的問題。再者，使用液晶單體，通過控制上述配合比例，可控制選擇反射波段是本發(fā)明人首次發(fā)現(xiàn)的。
如果是選擇反射波段這樣地控制在上述范圍的光學膜，則例如以往的選擇反射引起的著色被防止。也就是說，選擇反射波長越接近于可見光波長(400nm或以上)，越給可見光區(qū)造成影響，因此發(fā)生漏光，由此可看到著色，但通過控制在上述范圍，漏光被抑制。因此，如果使用本發(fā)明的光學膜作為相位差膜，則達到寬的視場角范圍，在正面方向和斜視方向的任一方向都可實現(xiàn)優(yōu)異的顯示品質。因此，在液晶顯示裝置等各種圖象顯示裝置中也有用。
其次，本發(fā)明的相位差膜包含上述本發(fā)明的光學膜。又，本發(fā)明的偏振片包含上述本發(fā)明的相位差膜和偏振膜，特別是作為光學補償用偏振片是有用的。而且，上述本發(fā)明的相位差膜或偏振片在液晶顯示裝置和電致發(fā)光(EL)裝置等各種圖象顯示裝置中是有用的。


圖1是表示本發(fā)明實施例中的、在各波長下的透射率的變化的曲線圖。
圖2是表示折射率的軸方向的概略圖。
具體實施例方式
如上述的那樣，本發(fā)明的光學膜的特征在于，它是包含構成分子以膽甾型結構取向的膽甾層的光學膜，其選擇反射波段在100nm-320nm的范圍。
上述選擇反射波段λ(nm)的中心波長，例如膽甾層如后面敘述的那樣使用液晶單體而形成的場合，可由下述式表示。
λ＝n·P在上述式中，n表示上述液晶單體的平均折射率，P表示上述膽甾層的螺距(μm)。上述平均折射率n用“(no+ne/2)”表示，通常為1.45-1.65的范圍，no表示上述液晶單體的正常折射率，ne表示上述液晶單體的異常折射率。
上述選擇反射波段的上限如上述那樣為320nm或以下，優(yōu)選為300nm或以下。另一方面，選擇反射波段的下限如上述那樣為100nm或以上，優(yōu)選為150nm或以上。當上述選擇反射波段超過320nm時，選擇反射波段進入到可見光區(qū)，因此例如發(fā)生上述的著色和脫色的問題。另一方面，上述選擇反射波段小于100nm的光學膜有以下的問題。即，如后面敘述的那樣，在制造本發(fā)明的光學膜時，選擇反射波段的設定例如可通過控制液晶單體等構成材料和手性劑的添加比例來進行。其次，作為將選擇反射波段移到短波長側的手段，例如有增加手性劑添加量的方法，但當增加手性劑的添加量時，液晶單體等構成材料采取膽甾取向的溫度范圍、即變成液晶相的溫度范圍非常窄。因此，在制造時，嚴格進行用于使上述構成材料作膽甾取向的溫度控制變得必要，有制造變得困難的問題。
本發(fā)明的光學膜，例如使上述的3個軸方向的折射率(nx、ny、nz)是nx≈ny＞nz為好。這樣的光學膜可作為所謂的negative C-Plate的相位差片使用。
在本發(fā)明中，上述膽甾層的在590nm的面內相位差(Δnd)例如為2nm或以下、優(yōu)選為1.5nm或以下。上述面內相位差存在通過將上述選擇反射波長控制在100nm-320nm的范圍而可控制在上述的范圍的傾向。再者，上述面內相位差(Δnd)用下式表示。在下式中“nx、ny”分別與上述圖2同樣地是在面內存在垂直的關系的X軸方向和Y軸方向的折射率，在面內顯示最大的折射率的方向是X軸。另外，“d”表示膜厚。
Δnd＝(nx-ny)·d為了將選擇反射波段控制在上述范圍，上述膽甾層優(yōu)選含有手性劑。本發(fā)明中的上述手性劑，例如是具有將后面敘述的液晶單體和液晶聚合物取向成為膽甾型結構的功能的化合物。
作為上述手性劑，只要是如上述那樣將膽甾層的構成分子取向成為膽甾型結構的化合物就行，其種類不特別限制，但優(yōu)選例如后面敘述的手性劑等。
在這些手性劑之中，其扭曲力優(yōu)選為1×10-6nm-1·(wt％)-1或以上、更優(yōu)選為1×10-5nm-1·(wt％)-1或以上、進一步優(yōu)選為1×10-5至1×10-2nm-1·(wt％)-1的范圍、特別優(yōu)選為1×10-4至1×10-3nm-1·(wt％)-1的范圍。如果使用這樣的扭曲力的手性劑，則例如可將所形成的膽甾層的螺距控制在后面敘述的范圍，據(jù)此將上述選擇反射波段控制在上述范圍變得十分可能。
再者，上述扭曲力一般表示給予后面敘述的液晶單體和液晶聚合物等液晶材料以扭曲、使之取向成為螺旋狀的能力，可用下式表示。
扭曲力＝1/[膽甾間距(nm)×手性劑重量比(wt％)]在上式中，手性劑重量比例如指包含液晶單體或液晶聚合物和手性劑的混合物中的上述手性劑的比例(重量比)，用下式表示。
手性劑重量比(wt％)＝[X/(X+Y)]×100X手性劑重量Y液晶單體重量或液晶聚合物重量另外，上述膽甾層中的螺距例如優(yōu)選為0.01-0.25μm的范圍、更優(yōu)選為0.03-0.20μm的范圍、特別優(yōu)選為0.05-0.15μm的范圍。如果上述螺距為0.01μm或以上，則例如得到充分的取向性，如果為0.25μm或以下，則例如可充分地抑制可見光的短波長側的旋光性，因此在偏振光下作為補償用的相位差膜等使用的場合，能充分地避免漏光等。其次，如果使用上述的扭曲力的手性劑，則可將所形成的膽甾層的螺距控制在上述范圍。
本發(fā)明的光學膜，由于選擇反射波段被控制在上述的范圍，因此其單色相(single hue)b值例如為1.2或以下，著色少，可以說顯示出非常優(yōu)異的光學特性。上述單色相b值更優(yōu)選為1.1或以下，特別優(yōu)選為1.0或以下。另外，其正交色相b值例如為-0.5至1.0，更優(yōu)選為-0.3至0.8，特別優(yōu)選為-0.1至0.8或以下。另外，本發(fā)明的光學膜的在430nm的正交透射率例如為0.15或以下、優(yōu)選為0.10或以下、更優(yōu)選為0.08或以下。
再者，上述單色相b值根據(jù)Hunter Lab色度體系(Hunter，R.S.J.Opt.Soc.Amer.，38，661(A)，1094(A)(1948)；J.Opt.Soc.Amer.，48，985(1958))規(guī)定。具體講，例如依據(jù)JIS K 7105 5.3使用光譜測定器或光電色彩計，測定試樣的三刺激值(X、Y、Z)，通過將這些值代入到作為Lab空間中的色差公式的以下所示的Hunter式，可算出單色相b值。在此測定中通常使用C光源。例如根據(jù)積分球式光譜透射率測定器(商品名DOT-3C；村上色彩技術研究所制)可測定透射率和單色相b值。
單色相b值＝7.0×(Y-0.847Z)/y1/2另外，上述正交色相b值可如以下那樣測定。將偏振片配置在正交偏光鏡，在其之間配置上述光學膜，基于上述的Hunter Lab色度體系測定色相b1。另一方面，不配置光學膜、只用配置在正交偏光鏡的偏振片測定色相b2。然后，通過從色相b1減去色相b2(b1-b2)可求出正交色相b值。
在本發(fā)明中，上述構成分子例如是非液晶聚合物，上述非液晶聚合物優(yōu)選是將以膽甾型結構取向的液晶單體聚合或交聯(lián)了的聚合物。如果是這樣的構成，則如后述的那樣，由于上述單體顯示液晶性，因此可以膽甾型結構取向、并且通過使單體間進一步聚合等能夠固定上述取向。此外，雖使用液晶單體，但通過上述固定，聚合了的聚合物變成非液晶性。因此，形成的膽甾層采取膽甾液晶相那樣的膽甾型結構，但由于不用液晶分子構成，因此例如也不會引起液晶分子所特有的、向由溫度變化所致的液晶相、玻璃相、晶體相的變化。因此，成為其膽甾型結構不被溫度變化影響的、穩(wěn)定性極為優(yōu)異的光學膜，例如可以說作為光學補償用相位差膜是特別有用的。
上述液晶單體優(yōu)選為用后述的化學式(1)表示的單體。這樣的液晶單體，一般是向列性液晶單體，但在本發(fā)明中，采用上述手性劑賦予扭曲，最終采取膽甾型結構。另外，在上述膽甾層中，為了固定取向，需要上述單體間聚合或交聯(lián)，因此上述單體優(yōu)選包含聚合性單體和交聯(lián)性單體的至少之一。
上述膽甾層進一步優(yōu)選包含聚合劑和交聯(lián)劑的至少之一，例如可使用紫外線固化劑、光固化劑、熱固化劑等物質。
上述膽甾層中的液晶單體的比例優(yōu)選為75-95重量％的范圍，更優(yōu)選為80-90重量％的范圍。另外，手性劑相對于上述液晶單體的比例優(yōu)選為5-23重量％的范圍，更優(yōu)選為10-20重量％的范圍。另外，交聯(lián)劑或聚合劑相對于上述液晶單體的比例優(yōu)選為0.1-10重量％的范圍、更優(yōu)選為0.5-8重量％的范圍、特別優(yōu)選為1-5重量％的范圍。
上述光學膜的厚度不特別限制，但例如使用作為補償用等的相位差膜的場合，從防止取向的散亂和透射率降低、選擇反射性、防止著色、生產(chǎn)率等方面考慮，優(yōu)選為0.1-10μm的范圍，更優(yōu)選為0.5-8μm的范圍，特別優(yōu)選為1-5μm的范圍。
本發(fā)明的光學膜例如只用上述那樣的膽甾層形成也可以，但也可以是還包含基板、并在上述基板上層疊了上述膽甾層的疊層體。
其次，本發(fā)明的光學膜的制造方法是包含膽甾層、上述層的構成分子以膽甾型結構取向的光學膜的制造方法，該制造方法包含下述步驟在取向基材上展開含有液晶單體、上述手性劑、聚合劑和交聯(lián)劑的至少之一、并且手性劑相對于上述液晶單體的比例為5-23重量％的范圍的涂敷液以形成展開層；對上述展開層實施加熱處理使得上述液晶單體以膽甾型結構取向；以及，對上述展開層實施聚合處理和交聯(lián)處理之中的至少之一的處理以固定上述液晶單體的取向并形成非液晶聚合物的膽甾層。根據(jù)這樣的制造方法，能夠制造上述的選擇反射波段的本發(fā)明的光學膜。這樣通過控制液晶單體和手性劑的配合比例，能夠將上述選擇反射波段控制在100nm-320nm的范圍，這是本發(fā)明人首次發(fā)現(xiàn)的。
以下具體說明本發(fā)明的光學膜的制造方法的一例。首先，準備包含上述液晶單體、上述手性劑、上述交聯(lián)劑和聚合劑的至少之一的涂敷液。
作為上述液晶單體例如優(yōu)選向列性液晶單體，具體可列舉出用下式(1)表示的單體。這些液晶單體既可以是一種，也可以并用2種或以上。
在上式(1)中，A1和A2分別表示聚合性基，且可以相同或不同。另外，A1和A2的任意之一也可以是氫。X分別表示單鍵、-O-、-S-、-C＝N-、-O-CO-、-CO-O-、-O-CO-O-、-CO-NR-、-NR-CO-、-NR-、-O-CO-NR-、-NR-CO-O-、-CH2-O-或-NR-CO-NR，在上述X中，R表示H或C1-C4烷基，M表示內消旋配合基。
在上式(1)中，X可以相同或不同，但相同為好。
在上式(1)的單體之中，A2分別相對于A1配置于鄰位為好。
另外上述A1和A2分別獨立地用下式Z-X-(Sp)n(2)表示為好，A1和A2是相同基為好。
在上式(2)中，Z表示交聯(lián)性基，X與上述式(1)相同，Sp表示由具有1-30個C原子的直鏈或支鏈的烷基構成的隔離物，n表示0或1。上述Sp中的碳鏈中也可以插入例如醚官能團中的氧、硫醚官能團中的硫、非鄰接亞氨基或C1-C4的烷基亞氨基等。
在上式(2)中，Z優(yōu)選為用下式表示的原子團的任一個。在下式中，作為R例如可列舉出甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、叔丁基等基。
H2C＝CH-，HC≡C-， -N＝C＝O，-N＝C＝S，-O-C≡N，另外，在上述式(2)中，Sp優(yōu)選為用下式表示的原子團的任一個。在下式中，優(yōu)選m為1-3、p為1-12。
-(CH2)p-，-(CH2CH2O)mCH2CH2-，-CH2CH2SCH2CH2-，-CH2CH2NHCH2CH2-， 在上式(1)中，M優(yōu)選為用下式(3)表示，在下式(3)中，X與上式(1)中的X相同。Q例如表示取代或未取代的亞烷基或芳香族烴原子團，另外，例如也可以是取代或未取代的直鏈或支鏈C1-C12亞烷基等。
上述Q為上述芳香族烴原子團的場合，例如優(yōu)選由下式表示的原子團、或它們的取代類似體。
作為被上式表示的芳香族烴原子團的取代類似體，例如每1個芳香環(huán)具有1-4個取代基也可以，另外，每1個芳香環(huán)或每個基具有1或2個取代基也可以。上述取代基分別可以相同或不同。作為上述取代基例如可列舉出C1-C4烷基、硝基、F、Cl、Br、I等鹵素、苯基、C1-C4烷氧基等。
作為上述液晶單體的具體例，例如可列舉出用下式(4)-(19)表示的單體。


上述液晶單體顯示液晶性的溫度范圍根據(jù)其種類而不同，但例如優(yōu)選為40-120℃的范圍，更優(yōu)選為50-100℃的范圍，特別優(yōu)選為60-90℃的范圍。
作為上述手性化劑，如上述那樣，只要是給予上述液晶單體以扭曲并按成為膽甾型結構的方式取向的手性劑，則不特別限制，但優(yōu)選為例如聚合性手性化劑，可使用上述的手性劑。這些手性劑既可以是一種，也可以并用2種或以上。
具體地，作為上述聚合性手性化劑，例如可使用用下述通式(20)-(23)表示的手性化合物。
(Z-X5)nCh(20)(Z-X2-Sp-X5)nCh (21)(P1-X5)nCh (22)(Z-X2-Sp-X3-M-X4)nCh (23)在上述各式中，Z與上述式(2)相同，Sp與上述式(2)相同，X2、X3和X4相互獨立，表示化學單鍵、-O-、-S-、-O-CO-、-CO-O-、-O-CO-O-、-CO-NR-、-NR-CO-、-O-CO-NR-、-NR-CO-O-、-NR-CO-NR-，上述R表示H、C1- C4烷基。另外，X5表示化學單鍵、-O-、-S-、-O-CO-、-CO-O-、-O-CO-O-、-CO-NR-、-NR-CO-、-O-CO-NR-、-NR-CO-O-、-NR-CO-NR、-CH2O-、-O-CH2-、-CH＝N-、-N＝CH-或-N≡N-。R與上述同樣地表示H、C1-C4烷基。M與上述同樣地表示內消旋配合基，P1表示氫、被1-3個的C1-C6烷基取代的C1-C30烷基、C1-C30烷基或C3-C8環(huán)烷基，n是1-6的整數(shù)。Ch表示n價的手性基。在上述式(23)中，優(yōu)選X3和X4的至少之一是-O-CO-O-、-O-CO-NR-、-NR-CO-O-或-NR-CO-NR-。另外，在上述式(22)中，P1為烷基、?；颦h(huán)烷基的場合，例如其碳鏈中也可以插入醚官能團內的氧、硫醚官能團內的硫、非鄰接亞氨基或C1-C4烷基亞氨基。
作為上述Ch的手性基，例如可列舉出由下式表示的原子團。


在上述原子團中，L是C1-C4烷基、C1-C4烷氧基、鹵素、COOR、OCOR、CONHR或NHCOR，上述R表示C1-C4烷基。再者，在由上述式所述的原子團中的末端表示與鄰接的基團連接的懸空鍵(danglingbond)。
在上述原子團之中，特別優(yōu)選為由下述式表示的原子團。
另外，由上述(21)或(23)表示的手性化合物，例如優(yōu)選為n為2、Z表示H2C＝CH-、Ch由下述式表示的原子團。
作為上述手性化合物的具體例，例如可列舉出用下述式(24)-(44)表示的化合物。再者，這些手性化合物的扭曲力為1×10-6nm-1·(wt％)-1或以上。


在上述的手性化合物以外，例如還可優(yōu)選使用在RE-A4342280號和德國專利申請19520660.6號和19520704.1號中列舉的手性化合物。
作為上述聚合劑和交聯(lián)劑不特別限制，但例如可使用以下的。作為上述聚合劑，例如可使用過氧化苯甲酰(BPO)、偶氮二異丁腈(AIBN)等，作為上述交聯(lián)劑例如可使用異氰酸酯系交聯(lián)劑、環(huán)氧系交聯(lián)劑、金屬螯合交聯(lián)劑等。它們既可以使用任一種，也可以并用二種或以上。
上述涂敷液例如可通過將上述液晶單體等溶解或分散于適當?shù)娜軇┲衼碚{制。作為上述溶劑不特別限制，例如可使用氯仿、二氯甲烷、四氯化碳、二氯乙烷、四氯乙烷、氯甲烷、三氯乙烯、四氯乙烯、氯苯、鄰二氯苯等鹵代烴類、苯酚、對氯苯酚、鄰氯苯酚、間甲酚、鄰甲酚、對甲酚等苯酚類、苯、甲苯、二甲苯、甲氧基苯、1，2-二甲氧基苯等芳香族烴類、丙酮、甲乙酮(MEK)、甲基異丁基酮、環(huán)己酮、環(huán)戊酮、2-吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮等酮系溶劑、醋酸乙酯、醋酸丁酯等酯系溶劑、叔丁基醇、甘油、乙二醇、三乙二醇、乙二醇單甲基醚、二乙二醇二甲基醚、丙二醇、二丙二醇、2-甲基-2，4-戊二醇之類的醇系溶劑、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺之類的酰胺系溶劑、乙腈、丁腈之類的腈系溶劑、二乙基醚、二丁基醚、四氫呋喃、二噁烷之類的醚系溶劑、或者二硫化碳、乙基溶纖劑、丁基溶纖劑等。這些溶劑之中，優(yōu)選甲苯、二甲苯、均三甲基苯、MEK、甲基異丁基酮、環(huán)己酮、乙基溶纖劑、丁基溶纖劑、醋酸乙酯、醋酸丁酯、醋酸丙酯、醋酸乙基溶纖劑。這些溶劑例如既可以使用任一種，也可以混合使用二種或以上。
上述手性劑的添加比例例如根據(jù)所要求的螺距、所要求的選擇反射波段而適宜確定，但相對于上述液晶單體的添加比例為5-23重量％的范圍，優(yōu)選為10-20重量％的范圍。如上述那樣，通過這樣地控制液晶單體和手性劑的添加比例，能夠將形成的光學膜的選擇反射波段設定在上述的范圍。手性劑相對于液晶單體的比例小于5重量％的場合，將形成的光學膜的選擇反射波段控制在低波長側變得困難。另外，上述比例大于23重量％的場合，由于液晶單體作膽甾取向的溫度范圍、即上述液晶單體變?yōu)橐壕嗟臏囟确秶冋?，因此嚴格進行在后面敘述的取向步驟中的溫度控制變得必要，制造變得困難。
例如，使用相同扭曲力的手性劑的場合，隨著手性劑相對于液晶單體的添加比例增多，所形成的選擇反射波段轉變成更低波長側。另外，例如在手性劑相對于液晶單體的添加比例相同的場合，例如隨著手性劑的扭曲力增大，所形成的光學膜的選擇反射波段轉變成更低波長側。作為具體例，在將形成的光學膜的上述選擇反射波段設定在200-220nm的范圍的情況下，例如按相對于液晶單體達到11-13重量％的方式配合扭曲力為5×10-4nm-1·(wt％)-1的手性劑即可，在將上述選擇反射波段設定在290-310nm的范圍的情況下，例如按相對于液晶單體達到7-9重量％的方式配合扭曲力為5×10-4nm-1·(wt％)-1的手性劑即可。
另外，作為上述液晶單體和上述手性劑的組合，不特別限制，但具體列舉出上述式(10)的單體劑與上述式(38)的手性劑的組合、上述式(11)的單體劑與上述式(39)的手性劑的組合等。
另外，交聯(lián)劑或聚合劑相對于上述液晶單體的添加比例例如為0.1-10重量％的范圍，優(yōu)選為0.5-8重量％的范圍，更優(yōu)選為1-5重量％的范圍。如果交聯(lián)劑或聚合劑相對于上述液晶單體的比例為0.1重量％或以上，則例如膽甾層的固化變得十分容易，又，如果是10重量％或以下，則例如上述液晶單體進行膽甾取向的溫度范圍、即上述液晶單體變?yōu)橐壕嗟臏囟瘸蔀槌浞值姆秶虼嗽诤笫龅娜∠虿襟E中的溫度控制變得更容易。
另外，在上述涂敷液中，例如根據(jù)需要也可以適宜配合各種添加劑。作為上述添加劑，例如可列舉出防老化劑、改性劑、表面活性劑、染料、顏料、防變色劑、紫外線吸收劑等。這些添加劑例如既可以添加任一種，也可以并用二種或以上。具體地，作為上述防老化劑，例如可使用苯酚系化合物、胺系化合物、有機硫系化合物、膦系化合物等；作為上述改性劑，例如可使用二醇類、硅氧烷類和醇類等以往公知的改性劑。另外，上述表面活性劑例如為平滑光學膜的表面而添加，例如可使用硅氧烷系、丙烯酸系、氟系等表面活性劑，特別優(yōu)選硅氧烷系。
這樣地使用液晶單體的場合，調制的涂敷液例如顯示涂敷和展開等操作性優(yōu)異的粘性。上述涂敷液的粘度通常根據(jù)上述液晶單體的濃度和溫度等而不同，但上述涂敷液中的單體濃度為上述范圍5-70重量％的場合，其粘度例如為0.2-20mPa·s的范圍，優(yōu)選為0.5-15mPa·s，特別優(yōu)選為1-10mPa·s。具體地，上述涂敷液中的單體濃度為30重量％的場合，其粘度例如為2-5mPa·s的范圍，優(yōu)選為3-4mPa·s。如果上述涂敷液的粘度為0.2mPa·s或以上，則例如能更加防止移動涂敷液所致的液流的發(fā)生，另外，如果是20mPa·s或以下，則例如表面平滑性更加優(yōu)異，能更加防止厚度不均，涂敷性也優(yōu)異。另外，盡管上述粘度顯示的是在溫度20-30℃的范圍內，但不限制該溫度。
其次，在取向基板上涂敷上述涂敷液形成展開層。
上述涂敷液例如采用輥涂法、旋涂法、繞線棒涂法、浸涂法、擠壓涂敷法、幕式淋涂法、噴涂法等以往公知的方法流動展開即可，其中，從涂敷效率的方面考慮優(yōu)選旋涂、擠壓涂敷。
作為上述取向基板，如果是可取向上述液晶單體的基板則不特別限制，例如可使用各種塑料膜和用人造絲布等摩擦處理了塑料片表面的塑料片。作為上述塑料不特別限制，例如可列舉出三乙酰纖維素(TAC)、聚乙烯、聚丙烯、聚(4-甲基戊烯-1)等聚烯烴、聚酰亞胺、聚酰亞胺酰胺、聚醚酰亞胺、聚酰胺、聚醚醚酮、聚醚酮、聚酮硫醚、聚醚砜、聚砜、聚苯硫醚、聚苯醚、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚縮醛、聚碳酸酯、多芳基化合物、丙烯酸樹脂、聚乙烯醇、聚丙烯、纖維素系塑料、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂等。另外，也可使用在鋁、銅、鐵等金屬制基板、陶瓷制基板、玻璃制基板等表面配置上述的塑料膜或片、或者在上述表面形成了SiO2斜方蒸鍍膜的基板等。另外，將實施了單軸拉伸等拉伸處理的具有雙折射性的拉伸膜等作為取向膜層疊在上述的塑料膜或片上的疊層體也可作為取向基板使用。而且，基板自身具有雙折射性的場合，由于不需要上述的摩擦處理、和在表面層合雙折射性膜等，故優(yōu)選。作為這樣地給予基板自身以雙折射性的方法，在形成基板時，例如可列舉出在拉伸處理之外進行鑄造和擠壓成型等的方法。
接著，通過對上述展開層實施加熱處理，在液晶狀態(tài)下使上述液晶單體取向。由于在上述展開層中與上述液晶單體一起含有手性劑，因此變?yōu)橐壕?液晶狀態(tài))的液晶單體在由上述手性劑給予扭曲的狀態(tài)下取向。即液晶單體顯示膽甾型結構(螺旋結構)。
上述加熱處理的溫度條件例如可根據(jù)上述液晶單體的種類、具體講根據(jù)上述液晶單體顯示液晶性的溫度適宜確定，通常為40-120℃的范圍，優(yōu)選是50-100℃的范圍，更優(yōu)選是60-90℃的范圍。如果上述溫度為40℃或以上，則通常能充分地取向液晶單體，如果上述溫度為120℃或以下，則在耐熱性方面上述的各種取向基材的選擇性也寬。
其次，通過對上述液晶單體取向了的上述展開層實施交聯(lián)處理或聚合處理，使上述液晶單體和手性劑聚合或交聯(lián)。由此，液晶單體在以膽甾型結構取向的狀態(tài)下原樣不變地相互聚合和交聯(lián)、或者與手性劑聚合和交聯(lián)，上述取向狀態(tài)被固定。然后，所形成的聚合物通過上述取向狀態(tài)的固定而變成非液晶聚合物。
上述聚合處理和交聯(lián)處理例如可根據(jù)使用的聚合劑和交聯(lián)劑的種類適宜確定。例如，在使用光聚合劑和光交聯(lián)劑的場合，實施光照射即可，在使用紫外線聚合劑和紫外線交聯(lián)劑的場合，實施紫外線照射即可。
采用這樣的制造方法，在上述取向基板上得到用以膽甾型結構取向的非液晶性聚合物形成的、選擇反射波段為100nm-320nm的光學膜。此光學膜由于如上述那樣固定其取向，因此為非液晶性。因此，不會因溫度變化而變化成例如液晶相、玻璃相、晶體相，不發(fā)生溫度所致的取向變化。因此，可作為不會受溫度影響的、高性能的相位差膜使用。另外，由于選擇反射波段被控制在上述范圍，因此上述的漏光等被抑制。
再者，本發(fā)明的光學膜是本發(fā)明人通過使用上述的液晶單體而可首次實現(xiàn)的，但其制造方法不限于這樣的方法，使用上述的液晶聚合物也可以。再者，如果使用液晶單體，則不僅更容易控制上述選擇反射波段，而且如上述那樣涂敷液的粘度等的設定也容易，因此薄層的形成更容易，操作性也非常優(yōu)異。另外，形成的膽甾層也成為其表面平坦性優(yōu)異的層。因此可以說能夠形成品質更優(yōu)異、并且薄型化的光學膜。
另外，上述光學膜例如從上述取向基板剝離、原樣不變地直接作為上述的補償用等的相位差膜使用也可以，也能夠以層合在上述取向基板的狀態(tài)作為相位差片使用。
在以上述光學膜與上述取向基板的疊層體形式使用時，上述取向基板優(yōu)選是透光性的塑料膜。作為上述塑料膜，例如可列舉出用TAC等纖維素系、聚乙烯、聚丙烯、聚(4-甲基戊烯-1)等聚烯烴、聚酰亞胺、聚酰胺酰亞胺、聚酰胺、聚醚酰亞胺、聚醚醚酮、聚酮硫醚、聚醚砜、聚砜、聚苯硫醚、聚苯醚、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚縮醛、聚碳酸酯、多芳基化合物、丙烯酸樹脂、聚乙烯醇、聚丙烯、纖維素系塑料、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、聚降冰片烯、聚酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、液晶聚合物等形成的膜。這些膜在光學上無論是各向同性還是各向異性都沒關系。在這些塑料膜之中，從耐溶劑性和耐熱性的觀點考慮，例如優(yōu)選用聚丙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯形成的各膜。
上述的透光性取向基板例如可以是單層，但例如從提高強度、耐熱性、聚合物或液晶單體的附著性(密合性)的方面考慮，也可以是層合了異種聚合物的疊層體。
另外，可以是不發(fā)生由雙折射引起的相位差的基板，也可以是例如以用偏振光分離層反射的光的偏振光狀態(tài)的消除為目的、發(fā)生由雙折射引起的相位差的基板。這樣的偏振光狀態(tài)的消除由于提高光利用效率、與光源光同一化，對抑制由視覺導致的色調變化有利。作為上述發(fā)生由雙折射引起的相位差的透明基板，例如可使用各種聚合物制的拉伸膜等，也可以是控制了厚度方向的折射率的透明基板。上述控制例如可通過將聚合物膜與熱收縮膜粘接并加熱拉伸等來進行。
上述塑料膜的厚度通常為5μm-500μm、優(yōu)選為10-200μm、更優(yōu)選為15-150μm。如果上述厚度為5μm或以上則作為基板具有足夠的強度，因此例如能夠防止在制造時斷裂等問題的發(fā)生。
另外，也能夠將上述光學膜從上述取向基板(以下稱為“第1基板”)轉印(transfer)到其他基板(以下稱為“第2基板”)上，在上述第2基板上層合上述光學膜的狀態(tài)下例如作為相位差片使用。具體地講，在上述第2基板的至少一個表面層合粘接劑層或粘合劑層(以下稱為“粘接劑層等”)，將此粘接劑層等與上述第1基板上的光學膜粘接后，從上述光學膜剝離上述第1基板即可。
此情況下，作為展開上述涂敷液的取向基板，例如不被其透光性和厚度等限制，從耐熱性和強度方面選擇為好。
另一方面，上述第2基板例如對耐熱性等不限制。例如優(yōu)選透光性基板、和透光性保護膜等，具體地可列舉出透明的玻璃和塑料膜等。作為上述塑料膜，例如可列舉出聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚醚砜、聚苯硫醚、多芳基化合物、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚烯烴、三乙酰纖維素、降冰片烯系樹脂、環(huán)氧樹脂、聚乙烯醇系樹脂等的膜。除此之外，例如還列舉出在特開2001-343529號公報(WO01/37007)中記載的聚合物膜。作為此聚合物材料，例如可使用含有在側鏈具有取代或非取代的酰亞胺基的熱塑性樹脂、在側鏈具有取代或非取代的苯基以及腈基的熱塑性樹脂的樹脂組合物，例如可列舉出具有由異丁烯和N-亞甲基馬來酰亞胺構成的交互共聚物、和丙烯腈·苯乙烯共聚物的樹脂組合物。上述聚合物膜例如也可以是上述樹脂組合物的擠壓成型物。此外，也可將涂層起偏器(polarizer)作為第2起偏器使用。
另外，上述第2基板例如在光學上是各向同性為好，但根據(jù)上述光學膜的用途也可以是光學各向異性。作為具有這樣的光學各向異性的第2基板，例如也可以是對上述塑料膜實施了拉伸處理等的相位差膜、和具有光散射性的光散射膜、具有衍射能力的衍射膜、偏振膜等。
再者，形成上述膽甾層和上述各種透光性基板等的疊層體的場合，上述膽甾層也可以層合在上述透光性基板的兩面，其疊層數(shù)既可以是1層，也可以是2層或以上。
本發(fā)明的光學膜，在其表面進一步層合粘合層或粘接層也可以。通過這樣地層合粘合層等，例如與偏振片等的其他的光學層、和液晶單元等的構件的層合變得容易，能夠防止光學膜的剝離。
作為上述粘接層的材料，不特別限制，例如可使用丙烯酸系、乙烯醇系、硅氧烷系、聚酯系、聚氨酯系、聚醚系等的聚合物制粘接劑、和異氰酸酯系粘接劑、橡膠系粘接劑等。另外，作為上述粘合層的材料，不特別限制，例如可使用丙烯酸系、硅氧烷系、聚酯系、橡膠系等的粘合劑。另外，也可以使這些材料含有微粒子制成顯示光擴散性的層。它們之中，例如優(yōu)選吸濕性和耐熱性優(yōu)異的材料。如果是這樣的性質，則例如在用于液晶顯示裝置的場合，能夠防止吸濕所致的起泡和剝離、熱膨脹差等所致的光學特性降低、和液晶單元的翹曲等，構成高品質并且耐久性也優(yōu)異的顯示裝置。
本發(fā)明的偏振膜和相位差膜，如上述那樣既可以單獨使用，也可以根據(jù)需要制成與其他的光學構件組合的疊層體用于各種的光學用途。具體講，作為光學補償構件等、特別是作為液晶顯示元件的光學補償構件是有用的。作為上述其他的光學構件，例如可列舉出其他的具有折射率結構的相位差膜、液晶膜、光散射膜、衍射膜、偏振膜等。
其次，本發(fā)明的偏振片是包含上述本發(fā)明的相位差膜(也包括本發(fā)明的偏振膜)和偏振膜的偏振片。
作為上述偏振片的一例，例如是在偏振膜(起偏器)的至少一個表面借助于粘接層或粘合層(以下也稱為“粘接層等”)層合保護層、在上述保護層上借助于粘接層層合上述相位差膜的結構。上述保護層只在上述偏振膜的一面層合也可以，或者在兩面層合也可以，在層合于兩面的場合，例如無論是使用相同種類的透明保護層，還是使用不同種類的透明保護層都可以。另外，上述相位差膜無論是層合在起偏器的一面還是層合在兩面都可以，此層合既可以以上述保護層為媒介進行也可以直接進行。另外，在本發(fā)明的相位差膜之外，還進一步層合其他的相位差膜也可以。
作為上述偏振膜不特別限制，例如可使用采用以往公知的方法使各種膜吸附碘和雙色性染料等雙色性物質而染色、并通過交聯(lián)、拉伸、干燥而調制的膜等。其中，優(yōu)選當入射自然光時透過直線偏振光的膜，優(yōu)選光透射率和偏振光度優(yōu)異的膜。作為使之吸附上述雙色性物質的各種膜，例如可列舉出PVA系膜、部分甲縮醛化PVA系膜、乙烯·醋酸乙烯共聚物系部分酮化膜、纖維素系膜等親水性高分子膜等，除了這些以外，例如還能夠使用PVA的脫水處理物和聚氯乙烯的脫鹽酸處理物等的聚烯取向膜等。這些膜之中，優(yōu)選PVA系膜。另外，上述偏振膜的厚度通常為1-80μm的范圍，但不限定于此范圍。
作為上述保護層，不特別限制，可使用現(xiàn)有公知的透明膜，例如優(yōu)選透明性、機械強度、熱穩(wěn)定性、水分阻隔性、各向同性等優(yōu)異的透明膜。作為這樣的透明保護層的材質的具體例，可列舉出三乙酰纖維素等纖維素系樹脂、聚酯系、聚碳酸酯系、聚酰胺系、聚酰亞胺系、聚醚砜系、聚砜系、聚苯乙烯系、聚降冰片烯系、聚烯烴系、丙烯酸系、乙酸酯系等的透明樹脂等。另外，也列舉出上述丙烯酸系、聚氨酯系、丙烯酸聚氨酯系、環(huán)氧系、硅氧烷系等的熱固型樹脂或紫外線固化型樹脂等。其中，從偏振光特性和耐久性方面考慮，優(yōu)選用堿等酮化處理表面的TAC膜。
另外，還列舉出特開2001-343529號公報(WO01/37007)中記載的聚合物膜。作為此聚合物材料，例如可使用含有在側鏈具有取代或非取代的酰亞胺基的熱塑性樹脂、在側鏈具有取代或非取代的苯基以及腈基的熱塑性樹脂的樹脂組合物，例如可列舉出具有由異丁烯和N-亞甲基馬來酰亞胺構成的交互共聚物、和丙烯腈·苯乙烯共聚物的樹脂組合物。再者，上述聚合物膜例如也可以是上述樹脂組合物的擠壓成型物。
另外，上述保護層例如沒有著色為好。具體講，由下述式表示的膜厚度方向的相位差值(Rth)優(yōu)選為-90nm至+75nm的范圍，更優(yōu)選為-80nm至+60nm，特別優(yōu)選為-70nm至+45nm的范圍。如果上述相位差值為-90nm至+75nm的范圍，則能夠充分消除由保護膜引起的偏振片的著色(光學的著色)。再者，在下述式中，nx、ny、nz和d與上述同樣。
Rth＝{[(nx+ny)/2]-nz}·d另外，上述透明保護層也可以是進一步具有光學補償功能的。作為這樣地具有光學補償功能的透明保護層，例如可使用基于液晶單元的相位差的視認角的變化為原因的、以防止著色等、和良好視認的視場角的擴大等為目的的公知的透明保護層。具體地例如可列舉出單向拉伸或雙向拉伸上述的透明樹脂的各種拉伸膜、和液晶聚合物等的取向膜、在透明基材上配置了液晶聚合物等的取向層的疊層體等。在它們之中，從可實現(xiàn)良好視認的寬的視場角考慮，優(yōu)選上述液晶聚合物的取向膜，特別優(yōu)選用上述的三乙酰纖維素膜等支撐用碟盤(discotic liquid crystal)型或向列型液晶聚合物的傾斜取向層構成的光學補償層的光學補償相位差片。作為這樣的光學補償相位差片，例如可列舉出富士膠片株式會社制的“WV Film”等市售品。再者，上述光學補償相位差片也可以是通過層合2層或以上的上述相位差膜和三乙酰纖維素膜等的膜支撐體來控制相位差等光學特性的光學補償相位差片等。
上述透明保護層的厚度不特別限制，例如可根據(jù)相位差和保護強度等適宜確定，通常為5mm或以下，優(yōu)選為1mm或以下，更優(yōu)選為1-500μm或以下，特別優(yōu)選為5-150μm的范圍。
上述透明保護層例如可采用在偏振膜上涂布上述各種透明樹脂的方法、在上述偏振膜上層合上述透明樹脂制膜和上述光學補償相位差片等的方法等現(xiàn)有公知的方法適宜形成，還能夠使用市售品。
另外，上述透明保護層還可以是進一步地實施了例如硬涂覆(hardcoating)處理、防反射處理、以粘附的防止和擴散、防眩光等為目的的處理等的透明保護層。上述硬涂覆處理以防止偏振片表面的劃傷等為目的，例如是在上述透明保護層的表面形成由固化型樹脂構成的、硬度和滑動性優(yōu)異的固化被膜的處理。作為上述固化型樹脂，例如可使用硅氧烷系、聚氨酯系、丙烯酸系、環(huán)氧系等的紫外線固化型樹脂等，上述處理可采用現(xiàn)有公知的方法進行。粘附的防止以防止與鄰接的層的附著為目的。上述防反射處理以防止在偏振片表面的外來光的反射為目的，可通過形成現(xiàn)有公知的防反射層等來進行。
上述防眩光處理以防止在偏振片表面外來光反射引起的、偏振片透射光的視認損害等為目的，例如通過采用現(xiàn)有公知的方法在上述透明保護層的表面形成微細的凹凸結構來進行。作為這樣的凹凸結構的形成方法，例如可列舉出采用噴砂法和壓花加工等進行的粗面化方式、和在上述的透明樹脂中配合透明微粒子形成上述透明保護層的方式等。
作為上述透明微粒子，例如可列舉出氧化硅、氧化鋁、氧化鈦、氧化鋯、氧化錫、氧化銦、氧化鎘、氧化銻等，除此以外也可使用具有導電性的無機系微粒子、和用交聯(lián)或未交聯(lián)的聚合物粒狀物等構成的有機系微粒子等。上述透明微粒子的平均粒徑不特別限制，例如為0.5-20μm的范圍。另外，上述透明微粒子的配合比例不特別限制，一般地相對于上述的透明樹脂100質量份優(yōu)選為2-70質量份的范圍，更優(yōu)選為5-50質量份的范圍。
配合了上述透明微粒子的防眩光層例如也可以透明保護層本身的形式使用，另外，也可以作為涂覆層等形成在透明保護層表面。而且，上述防眩光層也可以是兼作為擴散偏振片透射光從而擴大視角的擴散層的防眩光層。
再者，上述防反射層、防粘附層、擴散層、防眩光層等，與上述透明保護層分別開地，例如作為用設置了這些層的片等構成的光學層層合在偏振片上也可以。
上述偏振膜和上述透明保護層的粘接方法不特別限制，可采用現(xiàn)有公知的方法進行。一般可使用與上述相同的粘合劑和粘接劑等，其種類可根據(jù)上述偏振膜和透明保護層的材質等適宜確定。上述的粘合劑、粘接劑例如即使通過濕度和熱的影響也難剝離，光透射率和偏振光度也優(yōu)異。具體講，上述偏振膜是聚乙烯醇系膜的場合，例如從粘接處理的穩(wěn)定性等方面考慮，優(yōu)選聚乙烯醇系粘接劑。這些粘接劑或粘合劑例如原樣不變地直接涂布在偏振膜或透明保護層的表面也可以，又，將用上述粘接劑或粘合劑構成的膠帶或片之類的層配置在上述表面也可以。另外，例如調制成為水溶液的場合，根據(jù)需要配合其他的添加劑和酸等催化劑也可以。
本發(fā)明的相位差膜和上述偏振膜的層合方法不特別限制，可采用使用了上述的粘接層和粘合層等的現(xiàn)有公知的方法。另外，也可在偏振膜上形成相位差膜(本發(fā)明的光學膜)。例如以上述透明保護層為透明基板，在其一個表面形成取向基板，在該取向基板上形成膽甾層。此外，也可在上述透明保護層的另一個表面粘接偏振膜，在上述偏振膜的另一個表面再粘接透明保護層。
本發(fā)明的偏振片與上述本發(fā)明的相位差片同樣，從在液晶單元等其他構件上的層合變得容易的方面考慮，進一步具有粘合層為好?？膳渲迷谏鲜銎衿囊幻婊騼擅?。另外，作為其材質可使用與上述同樣的偏振片。上述粘合劑層在上述偏振片表面的形成，例如可通過下述方式進行采用流延和涂覆等展開方式將各種材料的溶液或熔融液直接添加在上述偏振片的規(guī)定的面上從而形成層的方式、同樣地在后面敘述的隔板上形成粘合劑層、并將其轉印附著于上述偏振片的規(guī)定面上的方式等。再者，這樣的層形成在偏振片的某個表面也可以，例如形成在偏振片的上述相位差片的暴露面也可以。
這樣設置在偏振片上的粘合劑層的表面露出的場合，在供實用上述粘合層之前的期間以防止污染等為目的，采用隔板覆蓋上述表面為好。此隔板可通過在上述透明保護膜等之類的適宜膜上根據(jù)需要設置由硅氧烷系、長鏈烷基系、氟系、硫化鉬等剝離劑剝離涂層的方法等形成。
上述粘合劑層例如既可以是單層體，也可以是疊層體。作為上述疊層體，例如也可使用組合了不同的組成或不同的種類的單層的疊層體。另外，在上述偏振片的兩面配置的場合，例如既可以是各自相同的粘合劑層，也可以是不同的組成或不同的種類的粘合劑層。
上述粘合劑層的厚度例如可根據(jù)偏振片的構成等適宜地確定，一般為1-500μm。
作為形成上述粘合劑層的粘合劑，例如優(yōu)選光學透明性優(yōu)異、顯示適度的潤濕性、凝聚性和粘接性的粘合特性的粘合劑。作為具體的例子，列舉出以丙烯酸系聚合物和硅氧烷系聚合物、聚酯、聚氨酯、聚醚、合成橡膠等聚合物作為適宜基礎聚合物而調制的粘合劑等。
上述粘合劑層的粘合特性的控制例如可采用下述那樣的現(xiàn)有公知的方法適宜進行根據(jù)形成上述粘合劑層的基礎聚合物的組成和分子量、交聯(lián)方式、交聯(lián)性官能團的含有比例、交聯(lián)劑的配合比例等來調節(jié)其交聯(lián)度和分子量。
再者，本發(fā)明的相位差片和偏振片、以及其它的各層例如偏振膜、透明保護膜、光學層等、以及粘合層和粘接層等，例如也可以通過水楊酸酯系化合物、苯酮系化合物、苯并三唑系化合物、丙烯酸氰基酯系化合物、鎳絡合鹽系化合物等紫外線吸收劑的處理等，使之具有紫外線吸收能力等。
本發(fā)明的相位差膜和偏振片如上述那樣可用于液晶顯示裝置等各種顯示裝置中。上述液晶顯示裝置的形成可采用現(xiàn)有公知的方法進行。即，上述液晶顯示裝置一般通過適宜組裝液晶單元和偏振片等光學元件、根據(jù)需要的照明系統(tǒng)等的構成部件、并接入驅動電路等而形成，但在本發(fā)明中，在使用本發(fā)明的相位差膜或偏振片以外不特別限定。對于液晶單元例如可使用TN型和STN型、π型等任意型的液晶單元。
具體列舉出將本發(fā)明的相位差片或本發(fā)明的偏振片配置在液晶單元的一側或兩側的液晶顯示裝置。在上述液晶單元的兩側設置相位差片或偏振片的場合，它們既可以是相同的，也可以是不同的。另外，在形成液晶顯示裝置時，例如進一步在適宜的位置配置1層、2層或以上的擴散板、防眩光層、防反射層、保護板、棱鏡陣列片、透鏡陣列片、光擴散板、背光、反射板、半透射反射板、亮度提高板等適宜的部件也可以。
另外，本發(fā)明的偏振片例如通過在線測定能夠做記號，因此例如不需要剛剛裁剪(切割)起偏器后的外觀檢查和捆包等脫線步驟，可連貫地進行貼合在液晶顯示裝置或電致發(fā)光顯示裝置內部的制造。據(jù)此例如可謀求顯示裝置的低成本化，并且其制造步驟的管理也變得容易，因此工業(yè)價值大。
再者，本發(fā)明的光學膜或偏振片，不限定于在上述的液晶顯示裝置中使用，也可用于例如電致發(fā)光(EL)顯示器、等離子顯示器(PD)、FED(場致發(fā)射顯示器Field Emission Display)等自發(fā)光型顯示裝置。
其次，本發(fā)明的相位差膜和偏振片，也可與上述液晶顯示裝置一樣地用于有機或無機的電致發(fā)光裝置。
一般地有機電致發(fā)光(有機EL)裝置在透明基板上順序地層合透明電極和有機發(fā)光層和金屬電極形成發(fā)光體(有機EL發(fā)光體)。在此，有機發(fā)光層是種種的有機薄膜的疊層體，例如知道的是由三苯胺衍生物等構成的空穴注入層、與由蒽等熒光性的有機固體構成的發(fā)光層的疊層體、或者上述發(fā)光層與由苝衍生物等構成的電子注入層的疊層體、或者上述空穴注入層、上述發(fā)光層和電子注入層的疊層體等具有種種的組合的構成。
上述有機EL裝置，通常通過對上述透明電極和上述金屬電極外加電壓，向上述有機發(fā)光層注入空穴和電子，由這些空穴和電子的再結合而產(chǎn)生的能量激勵熒光物質，因被激勵的熒光物質在返回到基態(tài)時放射光這一原理發(fā)光。中途的再結合這一機理與一般的二極管相同，由此情況可預想，電流和發(fā)光強度相對于外加電壓顯示出與整流性相伴的強非線形性。
在有機EL裝置中，為了排出有機發(fā)光層的發(fā)光，至少之一的電極透明為好，通常將用氧化銦錫(ITO)等的透明導電體形成的透明電極作為陽極使用。另一方面，為了容易注入地電子提高發(fā)光效率，陰極使用功函數(shù)小的物質是重要的，通?？墒褂肕g-Ag、Al-Li等金屬電極。
在這樣的構成的有機EL裝置中，有機發(fā)光層通常用厚度10nm左右極薄的膜形成。因此，有機發(fā)光層也與透明電極同樣可大致完全地透過光。其結果，由于在非發(fā)光時從透明基板表面入射、透過透明電極和有機發(fā)光層經(jīng)金屬電極反射的光，再到達透明基板的表面?zhèn)龋虼藦耐獠恳曊J時，有機EL裝置的顯示面看上去如鏡面一樣。
包含在通過外加電壓而發(fā)光的上述有機發(fā)光層的表面?zhèn)染邆渫该麟姌O的同時、在上述有機發(fā)光層的背面?zhèn)染邆浣饘匐姌O的有機EL發(fā)光體的有機EL裝置中，例如在透明電極表面?zhèn)仍O置偏振片、在上述透明電極和偏振片之間設置相位差片也可以。作為該偏振片和相位差片可適用本發(fā)明的偏振片和相位差膜。
上述相位片和偏振片由于具有使從外部入射并經(jīng)金屬電極反射來的光偏振的作用，因此具有不能從外部視認金屬電極的鏡面的效果。特別是如果用1/4波長片構成相位片、并且將偏振片和相位片的偏振光方向構成的角調整成π/4，則能夠完全遮蔽金屬電極的鏡面。
即，入射到此有機EL裝置的外部光利用偏振片只透過直線偏振光成分。此直線偏振光利用相位片一般變成橢圓偏振光，特別是相位片為1/4波長片、而且偏振片與相位片的偏振光方向構成的角為π/4時變?yōu)閳A偏振光。
此圓偏振光通常透過透明基板、透明電極、有機薄膜經(jīng)金屬電極反射，再透過有機薄膜、透明電極、透明基板經(jīng)由相位片變成直線偏振光。此外，此直線偏振光由于與偏振片的偏振光方向正交，因此不能透過偏振片。其結果能夠完全遮蔽金屬電極的鏡面。
(實施例)下面用以下的實施例和比較例進一步說明本發(fā)明。本發(fā)明不只限定于這些實施例。
(實施例1)混合下述化學式(10)示出的向列液晶單體90重量份、下述式(38)示出的扭曲力5.5×10-4nm-1·(wt％)-1的聚合性手性劑10重量份、UV聚合引發(fā)劑(商品名IRGACURE 907；Ciba Specialty Chemicals公司制，以下相同)5重量份以及甲乙酮300重量份，將此混合物涂布在取向基板(厚度75μm；聚酯膜)上。然后，通過將它在70℃加熱處理3分鐘使上述單體取向后，通過照射紫外線使上述單體聚合，固定其取向。然后通過去除上述取向基板，得到厚度約2μm的完全透明并平滑的相位差膜。此相位差膜為nx≈ny＞nz的雙折射層，其選擇反射波段是200-220nm。
(實施例2)與實施例1同樣，混合上述化學式(10)示出的向列液晶單體92重量份、上述式(38)示出的扭曲力5.5×10-4nm-1·(wt％)-1的聚合性手性劑8重量份、UV聚合引發(fā)劑5重量份以及甲乙酮300重量份，將此混合物涂布在取向基板(厚度75μm；聚酯膜)上。然后，通過將它在80℃加熱處理3分鐘使上述單體取向后，通過照射紫外線使上述單體聚合，固定其取向。然后通過去除上述取向基板，得到厚度約2μm的完全透明并平滑的相位差膜。此相位差膜為nx≈ny＞nz的雙折射層，其選擇反射波段是290-310nm。
(實施例3)與實施例1同樣，混合上述化學式(10)示出的向列液晶單體91重量份、上述式(38)示出的扭曲力5.5×10-4nm-1·(wt％)-1的聚合性手性劑9重量份、UV聚合引發(fā)劑5重量份以及甲乙酮300重量份，將此混合物涂布在取向基板(厚度75μm；聚酯膜)上。然后，通過將它在80℃加熱處理3分鐘使上述單體取向后，通過照射紫外線使上述單體聚合，固定其取向。然后通過去除上述取向基板，得到厚度約2μm的完全透明并平滑的相位差膜。此相位差膜為nx≈ny＞nz的雙折射層，其選擇反射波段是240-260nm。
(實施例4)與實施例1同樣，混合下述化學式(11)示出的向列液晶單體87重量份、下述式(39)示出的扭曲力6.0×10-4nm-1·(wt％)-1的聚合性手性劑13重量份、UV聚合引發(fā)劑5重量份以及甲乙酮300重量份，將此混合物涂布在取向基板(厚度75μm；聚酯膜)上。然后，通過將它在70℃加熱處理3分鐘使上述單體取向后，通過照射紫外線使上述單體聚合，固定其取向。通過去除上述取向基板，得到厚度約2μm的完全透明并平滑的相位差膜。此相位差膜為nx≈ny＞nz的雙折射層，其選擇反射波段是190-210nm。
(實施例5)與實施例1同樣，混合上述化學式(11)示出的向列液晶單體83重量份、上述式(39)示出的扭曲力6.0×10-4nm-1·(wt％)-1的聚合性手性劑17重量份、UV聚合引發(fā)劑5重量份以及甲乙酮300重量份，將此混合物涂布在取向基板(厚度75μm；聚酯膜)上。然后，通過將它在60℃加熱處理5分鐘使上述單體取向后，通過照射紫外線使上述單體聚合，固定其取向。通過去除上述取向基板，得到厚度約2μm的完全透明并平滑的相位差膜。此相位差膜為nx≈ny＞nz的雙折射層，其選擇反射波段是140-160nm。
(比較例1)混合上述化學式(11)示出的向列液晶單體80重量份、下述式(44)示出的扭曲力5.8×10-5nm-1·(wt％)-1的聚合性手性劑20重量份、UV聚合引發(fā)劑5重量份以及甲乙酮300重量份，將此混合物涂布在取向基板(厚度75μm；聚酯膜)上。然后，通過將它在70℃加熱處理3分鐘使上述單體取向后，通過照射紫外線使上述單體聚合，固定其取向。通過去除上述取向基板，得到厚度約2μm的完全透明并平滑的相位差膜。此相位差膜為nx≈ny＞nz的雙折射層，其選擇反射波段是330-350nm。

(比較例2)混合上述化學式(11)示出的向列液晶單體75重量份、上述式(39)示出的扭曲力6.0×10-4nm-1·(wt％)-1的聚合性手性劑25重量份、UV聚合引發(fā)劑5重量份以及甲乙酮300重量份，將此混合物涂布在取向基板(厚度75μm；聚酯膜)上。然后，通過將它在60℃加熱處理5分鐘使上述單體取向后，通過照射紫外線使上述單體聚合，固定其取向。通過去除上述取向基板，得到厚度約2μm的完全透明并平滑的相位差膜。此相位差膜為nx≈ny＞nz的雙折射層，其選擇反射波段是70-90nm。
對于在上述實施例1-5、比較例1和2中制作的相位差膜，使用積分球式光譜透射率測定器(商品名DOT-3C；村上色彩技術研究所制)，測定了上述相位差膜的透射率和色相(單體b)。而且，將上述各種相位差膜插入到在正交偏光鏡中配置的偏振光度99.95％的兩片偏振片(日東電工株式會社制、商品名HEG1425DU)之間，測定了那時的法線方向的透射率(正交透射率)和色相(正交b)。再者，關于正交透射率和色相(正交b)，對不配置上述相位差膜而在正交偏光鏡中只配置的偏振片也同樣地測定，如前述的那樣，減去僅有偏振片的測定值而算出。
另外，用以平行尼科耳旋轉法為原理的相位差計(王子計測機器公司制、商品名KOBRA21-ADH)測定上述各種相位差片的相位差，從該結果算出nx、ny、nz，并求出Δnd。
這些結果示于下述表1和表2。另外，圖1表示上述各種相位差膜的選擇反射波長與透射率的關系。
表1

表2

從上述表1看，本發(fā)明的相位差膜的單色相b值大體為1.0或以下，與單色相b值為約1.3的比較例1比，著色極少。另外，對于面內相位差(Δnd)，比較例1為4nm，而本發(fā)明實施例可抑制在其一半以下的值(1.6nm或以下)。從該結果知道，實施例的相位差膜是基本沒有面內相位差的偏差、著色的影響也沒有的光學上優(yōu)異的雙折射層。另外，從上述表2看，比較例1的相位差膜的正交透射率為0.235％，而實施例的相位差膜的正交透射率為0.1％或以下，為比較例1的半值或以下的值，顯示出優(yōu)異的偏振光特性。另外知道，實施例的相位差膜與比較例比，正交色相b值的絕對值極低，因此基本不引起可見光區(qū)的漏光。對于比較例2，由于取向本身不好，因此不能測定。
另外，將在上述實施例1中制作的相位差膜粘接在垂直取向模式的液晶單元的兩面，再在上述兩相位差膜的表面按構成正交偏光鏡的方式分別配置偏振片(商品名SEG1224DU、日東電工株式會社制)，制作了液晶顯示裝置。然后用肉眼確認其顯示特性。結果知道，在正面和斜視的寬的視角范圍，對比度和顯示的均質性優(yōu)異，具有良好的顯示品質。
(實施例6)(1)涂敷液的調制將上述式(10)示出的聚合性向列液晶單體90重量份、上述式(38)示出的扭曲力5.5×10-4nm-1·(wt％)-1的聚合性手性劑10重量份和UV聚合引發(fā)劑5重量份溶解在溶劑甲乙酮300重量份中，調制了涂敷液。上述涂敷液的粘度為3.2mPa·s。
(2)偏振片的制作采用丙烯酸系粘合劑在由含有碘的PVA系膜構成的起偏器(厚度30μm)的兩面層合TAC制保護層(厚度80μm)，制作了偏振片。
另一方面，在高拉伸PET膜(商品名T-60、帝人公司制、厚度75μm)的一面涂覆上述涂敷液，通過在70℃實施1分鐘加熱處理使上述單體取向后，通過照射紫外線將單體聚合，固定其取向。由此在上述PET膜上形成了厚度3μm的相位差膜(補償層)。此相位差膜的選擇反射波段是200-220nm。
其次，在上述偏振片的一個表面通過丙烯酸酯制粘接劑層粘接上述PET膜上的相位差膜。然后，通過從此疊層體剝離上述PET膜，從而制作了帶有補償層的偏振片。
將此帶有補償層的偏振片按在垂直取向模式的液晶單元的視認側接觸上述補償層的方式粘接。另一方面，在上述液晶單元的背光側除了不層合相位差膜以外粘接了同樣制備的偏振片。對于這樣制作的液晶顯示裝置，用肉眼確認其顯示特性的結果知道，在正面和斜視的寬的視角范圍，對比度和顯示的均質性優(yōu)異，具有良好的顯示品質。
如以上那樣，如果是選擇反射波段為100-320nm的本發(fā)明的光學膜，則例如作為相位差膜和偏振片等光學元件用于液晶顯示裝置等各種顯示裝置上的場合，由于沒有著色等問題，因此沒有顯示不勻并能夠實現(xiàn)優(yōu)異的顯示特性。
權利要求
1.一種光學膜，其包含膽甾層的光學膜，其中所述層的構成分子以膽甾型結構取向，所述層的選擇反射波段在100nm-320nm的范圍。
2.根據(jù)權利要求1所述的光學膜，其中所述膽甾層含有扭曲力為1×10-6nm-1·(wt％)-1或以上的手性劑。
3.根據(jù)權利要求1所述的光學膜，其中所述膽甾層的螺距為0.01-0.25μm的范圍。
4.根據(jù)權利要求1所述的光學膜，其中所述膽甾層構成分子是非液晶聚合物，所述非液晶聚合物是通過將以膽甾型結構取向的液晶單體聚合或交聯(lián)而得到的聚合物。
5.根據(jù)權利要求4所述的光學膜，其中所述液晶單體是用下式(1)表示的單體， 在上式(1)中，A1和A2分別表示聚合性基，且可以相同或不同，或者A1和A2的任意之一是氫，X分別表示單鍵、-O-、-S-、-C＝N-、-O-CO-、-CO-O-、-O-CO-O-、-CO-NR-、-NR-CO-、-NR-、-O-CO-NR、-NR-CO-O-、-CH2-O-或-NR-CO-NR，在所述X中，R表示H或C1-C4烷基，M表示內消旋配合基。
6.根據(jù)權利要求4所述的光學膜，其中所述液晶單體是由下式(4)-(19)表示的單體，
7.根據(jù)權利要求4所述的光學膜，其中所述膽甾層進一步含有聚合劑和交聯(lián)劑的至少之一。
8.根據(jù)權利要求4所述的光學膜，其中所述膽甾層中的液晶單體的比例是75-95重量％的范圍。
9.根據(jù)權利要求4所述的光學膜，其中手性劑相對于所述液晶單體的比例為5-23重量％的范圍。
10.根據(jù)權利要求7所述的光學膜，其中交聯(lián)劑或聚合劑相對于所述液晶單體的比例為0.1-10重量％的范圍。
11.根據(jù)權利要求1所述的光學膜，還進一步含有基板，在所述基板上層合著所述膽甾層。
12.根據(jù)權利要求11所述的光學膜，其中所述基板是取向基板。
13.根據(jù)權利要求11所述的光學膜，其中所述取向基板是在表面具有取向膜的基板。
14.根據(jù)權利要求11或12所述的光學膜，其中所述基板是透明性基板。
15.一種光學膜的制造方法，其中所述光學膜包含膽甾層、并且所述層的構成分子以膽甾型結構取向，所述方法包括下述步驟在取向基材上展開含有液晶單體、所述手性劑、聚合劑和交聯(lián)劑的至少之一、并且手性劑相對于所述液晶單體的比例為5-23重量％的范圍的涂敷液以形成展開層；對所述展開層實施加熱處理使得所述液晶單體以膽甾型結構取向；以及，對所述展開層實施聚合處理和交聯(lián)處理之中的至少之一處理，以固定所述液晶單體的取向并形成非液晶聚合物的膽甾層。
16.根據(jù)權利要求15所述的制造方法，液晶單體是用下式(1)表示的單體， 在上式(1)中，A1和A2分別表示聚合性基，且可以相同或不同，或者A1和A2的任意之一是氫，X分別表示單鍵、-O-、-S-、-C＝N-、-O-CO-、-CO-O-、-O-CO-0-、-CO-NR-、-NR-CO-、-NR-、-O-CO-NR-、-NR-CO-O-、-CH2-O-或-NR-CO-NR，在所述X中，R表示H或C1-C4烷基，M表示內消旋配合基。
17.根據(jù)權利要求15所述的制造方法，其中液晶單體是用下式(4)-(19)表示的單體，
18.根據(jù)權利要求15所述的制造方法，其中手性劑的扭曲力是1×10-6nm-1·(wt％)-1或以上。
19.根據(jù)權利要求15所述的制造方法，其中聚合劑或交聯(lián)劑相對于液晶單體的添加比例為0.1-10重量％的范圍。
20.根據(jù)權利要求15所述的制造方法，其中聚合處理或交聯(lián)處理是選自紫外線照射處理、光照射處理和加熱處理之中的至少一種。
21.根據(jù)權利要求15所述的制造方法，其中取向基板在其表面具有取向膜。
22.根據(jù)權利要求15所述的制造方法，其中取向基板是透明性基板。
23.根據(jù)權利要求15所述的制造方法，包括下述步驟提供在至少一個表面具有粘接層的透明性基板，將在所述取向基板上形成的所述膽甾層、和所述透明性基板的所述粘接層粘接，和從所述展開層剝離所述取向基板。
24.根據(jù)權利要求22或23所述的制造方法，其中透明性基板的材料是選自纖維素系聚合物、降冰片烯系聚合物和聚乙烯醇系聚合物之中的至少一種。
25.一種由權利要求15所述的制造方法制造的光學膜。
26.一種相位差膜，其包含權利要求1所述的光學膜、和權利要求25所述的光學膜之中的至少之一。
27.一種偏振片，其包含權利要求26所述的相位差膜和偏振膜。
28.一種圖象顯示裝置，其包含從權利要求1所述的光學膜、權利要求25所述的光學膜、權利要求26所述的相位差膜和權利要求27所述的偏振片中選擇的至少一種光學構件。
全文摘要
本發(fā)明提供減輕了由選擇反射引起的著色的光學膜，其是通過如下的方法制得在取向基板上展開包含液晶單體、手性劑和聚合劑的涂敷液，通過加熱處理使所述單體取向成為膽甾型結構，再通過對所述展開層實施聚合處理，使所述液晶單體聚合。由此可形成選擇反射波長為100nm－320nm的光學膜。
文檔編號G02B5/30GK1623106SQ03802639
公開日2005年6月1日 申請日期2003年1月22日 優(yōu)先權日2002年1月23日
發(fā)明者山岡尚志, 矢野周治, 安達準一, 河合雅之, 和才奏子, 村上奈穗 申請人:日東電工株式會社