CN108885300B - 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具有耐久性优异的光学各向异性层的光学薄膜和使用了光学薄膜的偏振片及图像显示装置。本发明的光学薄膜为至少具有光学各向异性层的光学薄膜，光学各向异性层为将含有规定的液晶性化合物、规定的介晶化合物及聚合引发剂的聚合性液晶组合物进行聚合而得到的层，液晶性化合物的I/O值超过0.56，介晶化合物的I/O值为0.56以下。

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
光学补偿片或相位差薄膜等光学薄膜为了消除图像着色和放大视角而被使用于各种图像显示装置。
作为光学薄膜而使用的是拉伸双折射薄膜，然而，近年来，代替拉伸双折射薄膜而提出了使用具有由液晶性化合物构成的光学各向异性层的光学薄膜。
作为这种光学薄膜，例如在专利文献1中记载有一种光学薄膜，其聚合包含规定的基团及聚合性基团的化合物而成([权利要求12])。
并且，在专利文献2中记载有一种光学各向异性层，其使用了包含1种以上显示层列相的聚合性棒状液晶化合物的聚合性组合物([权利要求1])。
以往技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-031223号公报
专利文献2：日本特开2015-200861号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
本发明人等对专利文献1中所记载的光学薄膜及专利文献2中所记载的光学各向异性层进行研究的结果，明确了存在耐久性问题，即，根据所使用的聚合性液晶化合物或聚合引发剂的种类、固化温度等聚合条件，在所形成的光学各向异性层暴露在高温高湿下的情况下，导致双折射率发生变化。
由此，本发明的课题在于提供一种具有耐久性优异的光学各向异性层的光学薄膜和使用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进行了深入研究的结果发现，若使用具有规定的结构且具有特定的I/O值的液晶性化合物和具有特定的I/O值的介晶化合物，则所形成的光学各向异性层的耐久性变得良好，并完成了本发明。
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，其具有至少光学各向异性层，
光学各向异性层为将含有由后述式(1)表示的液晶性化合物、具有2个以上聚合性基团的介晶化合物及聚合引发剂的聚合性液晶组合物进行聚合而得到的层，
液晶性化合物的I/O值超过0.56，
介晶化合物的I/O值为0.56以下。
[2]根据[1]所述的光学薄膜，其中，液晶性化合物为显示反波长色散性的液晶性化合物。
[3]根据[1]或[2]所述的光学薄膜，其中，介晶化合物的含量相对于液晶性化合物及介晶化合物的总质量为4质量％以上。
[4]根据[1]至[3]中任一项所述的光学薄膜，其中，液晶性化合物为由后述式(1)中的m为1或2表示的液晶性化合物。
[5]根据[1]至[4]中任一项所述的光学薄膜，其中，聚合引发剂为肟型聚合引发剂。
[6]根据[1]至[5]中任一项所述的光学薄膜，其中，介晶化合物具有选自由苯环及环己烷环组成的组中的至少1种环结构。
[7]根据[1]至[6]中任一项所述的光学薄膜，其中，介晶化合物中的环己烷环的数量为2个以下。
[8]一种偏振片，其具有根据[1]至[7]中任一项所述的光学薄膜和偏振器。
[9]一种图像显示装置，其具有[1]～[7]中任一项所述的光学薄膜或[8]所述的偏振片。
发明效果
根据本发明，能够提供一种具有耐久性优异的光学各向异性层的光学薄膜和使用光学薄膜的偏振片及图像显示装置。
附图说明
图1A是表示本发明的光学薄膜的一例的示意剖视图。
图1B是表示本发明的光学薄膜的其他一例的示意剖视图。
图1C是表示本发明的光学薄膜的其他一例的示意剖视图。
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至少具有光学各向异性层的光学薄膜，光学各向异性层为将含有由后述式(1)表示的液晶性化合物、具有2个以上聚合性基团的介晶化合物及聚合引发剂的聚合性液晶组合物进行聚合而得到的层，液晶性化合物的I/O值超过0.56，并且，介晶化合物的I/O值为0.56以下。
如上所述，本发明使用具有由后述式(1)表示的结构且I/O值超过0.56的液晶性化合物和I/O值为0.56以下的介晶化合物，发现光学各向异性层的耐久性成为良好。
其详细内容尚不明确，但本发明人等如下进行推测。
首先，液晶性化合物的结构中所包含的酯键即使在聚合之后，即，在形成有光学各向异性层之后也存在，本发明人等推测为如下：该酯键等水解性键在高温高湿环境下进行水解，因此通过聚合性基团而固定的液晶性化合物的一部分游离而具有移动性，导致双折射率发生变化。
因此，认为其理由在于，在本发明中通过使用I/O值为0.56以下的介晶化合物，即使在高温高湿环境下，也形成有水难以渗透的网络结构。
图1A～图1C分别是表示本发明的光学薄膜的一例的示意剖视图。
另外，图1A～图1C是示意图，各层的厚度关系和位置关系等未必一定与实际的一致，图1A～图1C所示的支撑体、取向膜及硬涂层均为任意的构成部件。
图1A～图1C所示的光学薄膜10依次具有支撑体16、取向膜14及光学各向异性层12。
并且，如图1B所示，光学薄膜10可以在支撑体16的设置有取向膜14的一侧的相反侧具有硬涂层18，如图1C所示，也可以在光学各向异性层12的设置有取向膜14的一侧的相反侧具有硬涂层18。
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。
〔光学各向异性层〕
本发明的具有光学薄膜的光学各向异性层为将含有由后述式(1)表示的液晶性化合物、具有2个以上聚合性基团的介晶化合物及聚合引发剂的聚合性液晶组合物进行聚合而得到的层。
并且，液晶性化合物的I/O值超过0.56，且介晶化合物的I/O值为0.56以下。
在此，“I/O值”用作用于预测有机化合物的各种物理化学特性的1种方式。有机性的大小通过碳原子数大小的比较而得到，无机性的大小通过相同碳原子数的烃的沸点的比较而得到。例如一个(-CH2-)(实际上为C)的有机性值确定为20，关于无机性，根据羟基(-OH)对沸点造成的影响力，将该无机性值确定为100。将以该(-OH)的无机性值100为基准求出其他取代基(无机性基)的值作为“无机性基表”而示出。按照该无机性基表，将对各分子所得到的无机性值(I)与有机性值(O)之比I/O定义为“I/O值”。示出随着I/O值变大亲水性增大，随着I/O值变小疏水性增强。
在本发明中，“I/O值”为通过“甲田善生等编著、“新版：有机概念图-基础和应用”、2008年11月、三共出版”中所记载的方法而求出的“无机性(I)/有机性(O)”值。
＜液晶性化合物＞
形成光学各向异性层的聚合性液晶组合物包括由下述式(1)表示且I/O值超过0.56的液晶性化合物。
[化学式1]
Figure BDA0001818915700000051
在此，式(1)中，Ar1表示n价芳香族基团，
L1表示单键、-COO-或-OCO-，
A表示碳原子数为6以上的芳香环或碳原子数为6以上的亚环烷基环，
Sp表示单键、碳原子数为1～12的直链状或分支状的亚烷基、或者构成碳原子数为1～12的直链状或分支状的亚烷基的-CH2-中的1个以上被-O-、-S-、-NH-、-N(Q)-或-CO-取代而成的2价连接基团，
Q表示聚合性基团，m表示0～2的整数，n表示1或2的整数。
然而，根据m或n的数而成为多个的L1、A、Sp及Q均可以彼此相同，也可以不同。
上述式(1)中，Ar1表示的芳香族基团是指包含具有芳香性的环的基团，例如可以举出具有选自包括芳香族烃环及芳香族杂环的组中的至少1个芳香环的n价基团等。其中，作为芳香族烃环，可以举出例如苯环、萘环、蒽环、菲咯啉环等，作为芳香族杂环，可以举出例如呋喃环、吡咯环、噻吩环、吡啶环、噻唑环及苯并噻唑环等。其中，优选苯环、噻唑环及苯并噻唑环。
并且，上述式(1)中，作为A表示的碳原子数为6以上的芳香环，可以举出例如上述Ar1中所包含的芳香环，其中，优选苯环(例如1,4-苯基等)。同样地，上述式(1)中，作为A表示的碳原子数为6以上的亚环烷基环，可以举出例如环己烷环及环己烯环等，其中，优选环己烷环(例如环己烷-1,4-二基等)。
并且，上述式(1)中，作为Q表示的聚合性基团，可以举出例如(甲基)丙烯酰基、乙烯基、苯乙烯基及烯丙基等。另外，“(甲基)丙烯酰基”为表示丙烯酰基或甲基丙烯酰基的标记。
在本发明中，作为由上述式(1)表示的液晶性化合物，根据因刚性介晶与柔软的侧链伪相分离而容易显现层列相性且显示充分的刚性的理由，优选为至少具有3个选自由苯环及环己烷环组成的组的环结构的化合物。
并且，根据相同的理由，作为由上述式(1)表示的液晶性化合物，优选为上述式(1)中的m为由1或2表示的液晶性化合物。
并且，在本发明中，作为由上述式(1)表示的液晶性化合物，根据光学各向异性层的耐久性更好的理由，优选为具有2个以上的聚合性基团(例如(甲基)丙烯酰基、乙烯基、苯乙烯基及烯丙基等)的化合物。
而且，在本发明中，由上述式(1)表示的液晶性化合物的I/O值优选超过0.56且0.77以下，更优选为0.60～0.71。
在本发明中，由上述式(1)表示的液晶性化合物优选为表示反波长色散性的液晶性化合物。
在此，本说明书中“反波长色散性”的液晶性化合物是指在测定出使用其而制作的相位差膜的特定波长(可见光范围)中的面内的延迟(Re)值时，随着测定波长变大而Re值变得相等或变高。
作为表示反波长色散性的液晶性化合物，上述式(1)中的Ar1优选为由下述式(II-1)、(II-2)、(II-3)或(II-4)表示的2价芳香环基团的化合物。另外，在下述式(II-1)～(II-4)中，*表示与氧原子的键合位置。
[化学式2]
Figure BDA0001818915700000071
上述式(II-1)～(II-4)中，Q1表示N或CH，Q2表示-S-、-O-或-NR11-，R11表示氢原子或碳原子数为1～6的烷基，Y1表示可以具有取代基的碳原子数为6～12的芳香族烃基或碳原子数为3～12的芳香族杂环基。
作为R11表示的碳原子数为1～6的烷基，具体而言，可以举出例如甲基、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。
作为Y1表示的碳原子数为6～12的芳香族烃基，可以举出例如苯基、2,6-二乙基苯基、萘基等芳基。
作为Y1表示的碳原子数为3～12的芳香族杂环基，可以举出例如噻吩基、噻唑基、呋喃基、吡啶基等杂芳基。
并且，作为Y1可以具有的取代基，可以举出卤素原子、烷基、卤化烷基、烯基、芳基、氰基、氨基、硝基、亚硝基、羧基、碳原子数为1～6的烷基亚磺酰基、碳原子数为1～6的烷基磺酰基、碳原子数为1～6的氟烷基、碳原子数为1～6的烷氧基、碳原子数为1～6的烷基硫烷基、碳原子数为1～6的N-烷基氨基、碳原子数为2～12的N,N-二烷基氨基、碳原子数为1～6的N-烷基氨磺酰基、碳原子数为2～12的N,N-二烷基氨磺酰基或它们的组合基团等。
并且，上述式(II-1)～(II-4)中，Z1、Z2及Z3分别独立地表示氢原子、碳原子数为1～20的1价脂肪族烃基、碳原子数为3～20的1价脂环式烃基、碳原子数为6～20的1价芳香族烃基、卤素原子、氰基、硝基、-NR12R13或-SR14，R12～R14分别独立地表示氢原子或碳原子数为1～6的烷基，Z1及Z2也可以彼此键合而形成芳香环。
作为碳原子数为1～20的1价脂肪族烃基，优选碳原子数为1～15的烷基，更优选碳原子数为1～8的烷基，具体而言，进一步优选为甲基、乙基、异丙基、叔戊基(1,1-二甲基丙基)、叔丁基、1,1-二甲基-3,3-二甲基-丁基，尤其优选为甲基、乙基及叔丁基。
作为碳原子数为3～20的1价脂环式烃基，可以举出例如环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基、环癸基、甲基环己基及乙基环己基等单环式饱和烃基；环丁烯基、环戊烯基、环己烯基、环庚烯基、环辛烯基、环癸烯基、环戊二烯基、环己二烯基、环辛二烯基及环癸二烯等单环式不饱和烃基；二环[2.2.1]庚基、二环[2.2.2]辛基、三环[5.2.1.02，6]癸基、三环[3.3.1.13，7]癸基、四环[6.2.1.13，6.02，7]十二烷基、金刚烷基等多环式饱和烃基等。
作为碳原子数为6～20的1价芳香族烃基，具体而言，可以举出例如苯基、2,6-二乙基苯基、萘基及联苯基等，优选碳原子数为6～12的芳基(尤其是苯基)。
作为卤素原子，可以举出例如氟原子、氯原子、溴原子及碘原子等，其中，优选为氟原子、氯原子及溴原子。
另一方面，作为R12～R14表示的碳原子数为1～6的烷基，具体而言，可以举出例如甲基、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。
并且，上述式(II-2)中，A1及A2分别独立地表示选自包括-O-、-N(R15)-、-S-及-CO-的组中的基团，R15表示氢原子或取代基。
作为R15表示的取代基，可以举出与上述式(II-1)中的Y1可以具有的取代基相同的取代基。
并且，上述式(II-2)中，X表示可以键合氢原子或取代基的第14～16族非金属原子。
并且，作为X表示的第14～16族非金属原子，可以举出例如氧原子、硫原子、具有取代基的氮原子及具有取代基的碳原子，作为取代基，可以举出与上述式(II-1)中的Y1可以具有的取代基相同的取代基。
并且，上述式(II-3)～(II-4)中，Ax表示具有选自包括芳香族烃环及芳香族杂环的组中的至少1个芳香环的、碳原子数为2～30的有机基团。
并且，上述式(Ar-3)～(Ar-4)中，Ay表示氢原子、可以具有取代基的碳原子数为1～6的烷基或具有选自包括芳香族烃环及芳香族杂环的组中的至少1个芳香环的、碳原子数为2～30的有机基团。
在此，Ax及Ay中的芳香环可以具有取代基，也可以Ax和Ay进行键合而形成环。
并且，Q3表示氢原子或可以具有取代基的碳原子数为1～6的烷基。
作为Ax及Ay，可以举出国际公开第2014/010325号的[0039]～[0095]段中所记载的Ax及Ay。
并且，作为Q3表示的碳原子数为1～6的烷基，具体而言，可以举出例如甲基、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，作为取代基，可以举出与上述式(II-1)中的Y1可以具有的取代基相同的取代基。
以下示出由上述式(II-1)～(II-4)所表示的液晶性化合物的优选例，但并不限定于这些液晶性化合物。另外，下述式中的1,4-亚环己基均为反式-1,4-亚环己基。
[化学式3]
Figure BDA0001818915700000101
Figure BDA0001818915700000102
[化学式4]
II-1-16
Figure BDA0001818915700000111
II-1-17
Figure BDA0001818915700000112
II-1-18
Figure BDA0001818915700000113
[化学式5]
Figure BDA0001818915700000114
Figure BDA0001818915700000115
另外，上述式中，“*”表示键合位置。
[化学式6]
Figure BDA0001818915700000121
Figure BDA0001818915700000122
[化学式7]
II-3-26
Figure BDA0001818915700000131
II-3-27
Figure BDA0001818915700000132
II-3-28
Figure BDA0001818915700000133
Ⅱ-3-29
Figure BDA0001818915700000134
[化学式8]
Figure BDA0001818915700000141
Figure BDA0001818915700000142
[化学式9]
Π-3-55
Figure BDA0001818915700000151
[化学式10]
II-4-1
Figure BDA0001818915700000152
II-4-2
Figure BDA0001818915700000153
II-4-3
Figure BDA0001818915700000154
而且，在本发明中，作为由上述式(1)表示的液晶性化合物，根据因液晶分子之间发挥电子相互作用而光学各向异性层的耐久性得到改善的理由，优选上述式(1)中的Ar1为由上述式(II-2)表示的化合物，，具体而言，更优选为上述式(1)中的n为2且Ar1为由下述式(1a)表示的化合物。
[化学式11]
Figure BDA0001818915700000161
在此，上述式(1a)中，*表示键合位置，R2分别独立地表示氢原子或碳原子数为1～6的烷基。
作为上述式(1)中的n为2且Ar1为由上述式(1a)表示的化合物，可以举出例如由下述式L-1表示的化合物(液晶性化合物L-1)、由下述式L-2表示的化合物(液晶性化合物L-2)、由下述式L-3表示的化合物(液晶性化合物L-3)、由下述式L-4表示的化合物(液晶性化合物L-4)及由下述式L-5表示的化合物(液晶性化合物L-5)等。另外，下述式L-1及L-2中的与丙烯酰氧基相邻的基团表示亚丙基(甲基取代为亚乙基的基团)，液晶性化合物L-1及L-2表示甲基的位置不同的位置异构体的混合物。
[化学式12]
Figure BDA0001818915700000162
Figure BDA0001818915700000171
＜介晶化合物＞
形成光学各向异性层的聚合性液晶组合物包含具有2个以上聚合性基团且I/O值为0.56以下的介晶化合物。
在此，本说明书中“介晶化合物”是指分子中具有介晶基团的化合物，可以是单独显示液晶性的化合物，也可以是通过与上述液晶性化合物混合而显现液晶性的化合物。
并且，具有介晶化合物的聚合性基团并无特别的限定，可以举出例如(甲基)丙烯酰基、乙烯基、苯乙烯基及烯丙基等。其中，优选具有(甲基)丙烯酰基。
上述介晶化合物具有的介晶基团并无特别的限定，能够利用各种结构。
作为介晶基团，可以优选举出由下述(MG-I)表示的基团。
MG-I：
-(Q1-Z1)k-(Q2-Z2)l-Q5-(Z3-Q3)m-(Q4-Z4)n-
上述式中，Q1、Q2、Q3、Q4及Q5分别独立地为1,4-亚苯基(以下，也称为“苯环”。)、1,4-亚苯基的1个或2个以上的CH基被N取代的杂环基、1,4-亚环己基(以下，也称作“环己烷环”。)、1,4-亚环己基的1个CH2基或不相邻的2个CH2基可以被O和/或S取代的杂环基、1,4-亚环己烯基或萘-2,6-二基。这些基可以具有取代基。其中，根据成本等观点，优选Q5为苯环，Q1、Q2、Q3及Q4分别独立地为苯环或环己烷环。
并且，上述式中，Z1、Z2、Z3及Z4分别独立地为-COO-、-OCO-、-COOCH2CH2-、-CH2CH2OCO-、-CH2CH2-、-OCH2-、-CH2O-、-CH＝CH-、-C≡C-、-CH＝CH-COO-、-OCO-CH＝CH-、-NH＝CH2-、-CH2＝NH-、-SCO-、-OCS或单键。其中，根据成本等观点，优选为-COO-、-OCO-、-COOCH2CH2-及-CH2CH2OCO-。
并且，上述式中，k、l、m及n分别独立地为0～2的整数，k、l、m及n的合计优选为2～4的整数，更优选为4。
另外，上述介晶化合物可以在1个分子中具有2个部位以上由上述(MG-I)表示的基团。
本发明中上述介晶化合物的I/O值为0.56以下，优选为0.35～0.56。
并且，根据维持光学各向异性层的优异的耐久性且具有本发明的光学薄膜的图像显示装置的对比度得到改善的理由，上述液晶性化合物(并用2种以上的情况下为各液晶性化合物)的I/O值与上述介晶化合物的I/O值之差优选超过0且0.15以下，更优选超过0且0.1以下。可以认为其理由在于，液晶性化合物与介晶化合物的亲和性得到改善，网络结构变得稠密。
并且，本发明中根据进一步提高光学各向异性层的耐久性的理由，上述介晶化合物优选具有选自由苯环及环己烷环组成的组中的至少1种环结构，更优选具有3～5个环结构，进一步优选5个。
并且，上述介晶化合物根据进一步提高光学各向异性层的耐久性的理由，优选介晶化合物中的环己烷环的数量为2个以下，更优选为1个以下，进一步优选为0个。即，上述环结构优选由苯环构成。
本发明中上述介晶化合物优选为显示正波长色散性的液晶性化合物。
在此，本说明书中“正波长色散性”的液晶性化合物是指在测定出使用其而制作的相位差膜的特定波长(可见光范围)中的面内的延迟(Re)值时，随着测定波长变大而Re值变小。
作为这种介晶化合物，可以举出例如在日本特开2014-077068号公报的[0032]及[0033]段中所记载的由式(M2)及式(M3)表示的化合物，更具体而言，可以举出日本特开2014-077068号公报的[0050]～[0055]段中所记载的具体例。
本发明中上述介晶化合物的含量并无特别的限定，根据进一步提高光学各向异性层的耐久性的理由，相对于上述液晶性化合物及上述介晶化合物的总质量，优选为4质量％以上，更优选为4～30质量％，进一步优选为10～20质量％。
＜聚合引发剂＞
形成光学各向异性层的聚合性液晶组合物包含聚合引发剂。
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63-40799号公报、日本特公平5-29234号公报、日本特开平10-95788号公报、日本特开平10-29997号公报)等。
在本发明中，根据光学各向异性层的耐久性进一步得到改善的理由，聚合引发剂优选为肟型聚合引发剂，具体而言，更优选为由下述式(2)表示的聚合引发剂。
[化学式13]
Figure BDA0001818915700000201
在此，上述式(2)中，X表示氢原子或卤素原子，
Ar2表示2价芳香族基团，L2表示碳原子数为1～12的2价有机基团，
R1表示碳原子数为1～12的烷基，Y表示1价有机基团。
上述式(2)中，作为X表示的卤素原子，可以举出例如氟原子、氯原子、溴原子及碘原子等，其中，优选为氯原子。
并且，上述式(2)中，作为Ar2表示的2价芳香族基团，可以举出作为上述式(1)中的Ar1而例示出的、具有选自包括芳香族烃环及芳香族杂环的组中的至少1个芳香环的2价基团等。
并且，上述式(2)中，作为L2表示的碳原子数为1～12的2价有机基团，可以举出例如碳原子数为1～12的直链状或分支状的亚烷基，具体而言，可以优选举出亚甲基、亚乙基及亚丙基等。
并且，上述式(2)中，作为R1表示的碳原子数为1～12的烷基，具体而言，可以优选举出例如甲基、乙基及丙基等。
并且，上述式(2)中，作为Y表示的1价有机基团，，可以举出例如包含二苯甲酮骨架((C6H5)2CO)的官能团。具体而言，如由下述式(2a)及下述式(2b)表示的基团，优选包含末端的苯环包含未取代或单取代的二苯甲酮骨架的官能团。
[化学式14]
Figure BDA0001818915700000211
在此，上述式(2a)及上述式(2b)中，*表示键合位置，即，与上述式(2)中的羰基的碳原子的键合位置。
作为由上述式(2)表示的肟型聚合引发剂，可以举出例如由下述式S-1表示的化合物或由下述式S-2表示的化合物等。
[化学式15]
Figure BDA0001818915700000212
本发明中上述聚合引发剂的含量并无特别的限定，但优选为聚合性液晶组合物的固体成分的0.01～20质量％，更优选为0.5～5质量％。
＜有机溶剂＞
根据形成光学各向异性层的操作性等观点，形成光学各向异性层的聚合性液晶组合物优选含有有机溶剂。
作为有机溶剂，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1种，也可以并用2种以上。
本发明中作为光学各向异性层的形成方法，可以举出例如使用聚合性液晶组合物设为所希望的取向状态之后，通过聚合而进行固定化的方法等，所述聚合性液晶组合物包含上述液晶性化合物、介晶化合物及聚合引发剂、任意的聚合性化合物及有机溶剂等。
在此，聚合条件并无特别的限定，但在基于光照射的聚合中优选使用紫外线(ultraviolet：UV)。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。
另外，本发明中光学各向异性层能够形成与后述任意的支撑体上，或者后述本发明的偏振片中的偏振器上。
并且，在本发明中，根据图像显示装置的对比度提高的理由，光学各向异性层优选为在将上述聚合性液晶组合物取向为层列相之后进行聚合(固定取向)而得到的层。认为其理由在于，层列相比向列相秩序度高且可抑制由光学各向异性层的取向紊乱引起的散射。
根据赋予优异的视角特性的观点，本发明的光学薄膜所具有的光学各向异性层优选满足下述式(I)。
0.75≤Re(450)/Re(550)≤1.00……(I)
在此，式(I)中，Re(450)表示光学各向异性层的波长450nm中的面内延迟，Re(550)表示光学各向异性层的波长550nm中的面内延迟。
并且，面内延迟的值是指使用自动双折射率计(KOBRA-21ADH，Oji Scien tificInstruments制造)，并使用测定波长的光而测定出的值。
在本发明中，关于光学各向异性层的厚度并无特别的限定，优选为0.1～10μm，更优选为0.5～5μm。
〔支撑体〕
如上所述，本发明的光学薄膜可以具有支撑体作为用于形成光学各向异性层的基材。
这种支撑体优选为透明的，具体而言，透光率优选为80％以上。
作为这种支撑体，例如可以举出玻璃基板和聚合物薄膜，作为聚合物薄膜的材料，可以举出：纤维素类聚合物；聚甲基丙烯酸甲酯、含有内酯环的聚合物等具有丙烯酸酯聚合物的丙烯酸类聚合物；热朔性降冰片烯类聚合物；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；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；乙烯醇丁缩醛类聚合物；芳基酯类聚合物；聚甲醛类聚合物；环氧类聚合物；或者混合这些聚合物的聚合物。
并且，也可以是后述偏振器兼作这种支撑体的方式。
在本发明中，关于上述支撑体的厚度并无特别的限定，但优选为5～60μm，更优选为5～30μm。
〔取向膜〕
本发明的光学薄膜在具有上述任意的支撑体的情况下，在支撑体与光学各向异性层之间优选具有取向膜。另外，也可以是上述支撑体兼作取向膜的方式。
取向膜通常将聚合物作为主成分。作为取向膜用聚合物材料，在很多文献中有记载，并能够购入大量的市售品。
在本发明中利用的聚合物材料优选聚乙烯醇或聚酰亚胺及其衍生物。尤其优选改性或未改性的聚乙烯醇。
作为在本发明中可以使用的取向膜，例如可以举出国际公开第01/88574号的43页24行～49页8行中所记载的取向膜、日本专利第3907735号公报的[0071]～[0095]段落中记载的改性聚乙烯醇、通过日本特开2012-155308号公报中所记载的液晶取向剂而形成的液晶取向膜等。
在本发明中，根据在形成取向膜时通过不与取向膜表面接触而能够防止表面状态变差的理由，也优选利用光取向膜作为取向膜。
作为光取向膜并无特别的限定，能够使用：国际公开第2005/096041号的[0024]～[0043]段落中所记载的聚酰胺化合物和聚酰亚胺化合物等聚合物材料；日本特开2012-155308号公报中所记载的通过具有光取向性基的液晶取向剂而形成的液晶取向膜；RolicTechnologies Ltd.制造的商品名称LPP-JP265CP等。
并且，在本发明中，上述取向膜的厚度并无特别的限定，但根据减缓可存在于支撑体上的表面凹凸以形成均匀膜厚的光学各向异性层的观点，优选为0.01～10μm，更优选为0.01～1μm，进一步优选为0.01～0.5μm。
〔硬涂层〕
本发明的光学薄膜为了赋予薄膜的物理强度而优选具有硬涂层。具体而言，可以在支撑体的设置有取向膜的一侧的相反侧具有硬涂层(参考图1B)，也可以在光学各向异性层的设置有取向膜的一侧的相反侧具有硬涂层(参考图1C)。
作为硬涂层，能够使用在日本特开2009-98658号公报的[0190]～[0196]段落中所记载的硬涂层。
〔其它光学各向异性层〕
本发明的光学薄膜为将含有由上述式(1)表示的液晶性化合物、介晶化合物及聚合引发剂的聚合性液晶组合物进行聚合而得到的层(以下，在本段落中形式上称作“本发明的光学各向异性层”。)以外，还可以具有其它光学各向异性层。即，本发明的光学薄膜可以具有本发明的光学各向异性层与其它光学各向异性层的层叠结构。
这种其他光学各向异性层只要是包含除了由上述式(1)表示的液晶性化合物以外的液晶性化合物和/或除了上述介晶化合物以外的聚合性化合物的光学各向异性层，则并无特别的限定。
在此，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)。在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盘状液晶性化合物(圆盘状液晶性化合物)。可以使用2种以上的棒状液晶性化合物、2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。为了进行上述液晶性化合物的固定，更优选使用具有聚合性基团的棒状液晶性化合物或圆盘状液晶性化合物而形成，进一步优选液晶性化合物在1个分子中具有2个以上的聚合性基团。在液晶性化合物为两种以上的混合物的情况下，优选至少1种液晶性化合物在1个分子中具有2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。
〔紫外线吸收剂〕
考虑外部光(尤其紫外线)的影响，本发明的光学薄膜优选包含紫外线(UV)吸收剂，更优选在支撑体中包含紫外线吸收剂。
作为紫外线吸收剂，能够显现紫外线吸收性且公知的紫外线吸收剂均能够使用。这种紫外线吸收剂中，为了获得紫外线吸收性高，且可使用于电子图像显示装置的紫外线吸收能力(紫外线截止能力)，优选苯并***类或羟苯基三嗪类的紫外线吸收剂。并且，为了扩大紫外线的吸收宽度，能够并用2种以上最大吸收波长不同的紫外线吸收剂。
[偏振片]
本发明的偏振片具有上述本发明的光学薄膜和偏振器。
〔偏振器〕
本发明的偏振片所具有的偏振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偏振器及反射型偏振器。
作为吸收型偏振器，可以使用碘类偏振器、利用二色性染料的染料类偏振器及多烯类偏振器等。碘类偏振器及染料类偏振器中有涂布型偏振器和拉伸型偏振器，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偏振器。
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偏振器的方法，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5048120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偏振器有关的公知的技术。
作为反射型偏振器，可以使用将双折射不同的薄膜进行层叠的偏振器、线栅型偏振器、将具有选择反射区域的胆甾醇型液晶和1/4波长板进行组合的偏振器等。
其中，优选为包含聚乙烯醇类树脂(将-CH2-CHOH-作为重复单元而包含的聚合物。尤其，选自包括聚乙烯醇及乙烯-乙烯醇共聚物的组的至少1种)的偏振器。
在本发明中，偏振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〕
本发明的偏振片在本发明的光学薄膜中的光学各向异性层与偏振器之间可以配置有粘接剂层。
作为为了层叠光学各向异性层与偏振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＞
在液晶显示装置中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：面内切换)模式、或TN(Twisted Nematic：扭曲向列型)，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TFT液晶显示装置而被利用最多，在大量文献中有记载。
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 Vertical Alignment：垂直取向构型)型、光取向型(OpticalAlignment)及PSA(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模式的液晶单元相中，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层的相位差薄膜等，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，根据实施例对本发明进一步详细地进行说明。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实施例而被限定地解释。
[实施例1]
＜光取向膜P-1的形成＞
按照日本特开2001-141926号公报的实施例1，在通过使已延伸的聚乙烯醇薄膜吸附碘而制作出的膜厚20μm的偏振器1的单侧表面，使用2型号棒涂布了参考日本特开2012-155308号公报的实施例3的记载所制作出的光取向用涂布液1。
涂布之后，通过干燥而去除溶剂，形成了光异构化组合物层1。
通过对所得到的光异构化组合物层1进行偏振紫外线照射(使用180mJ/cm2、超高压汞灯)而形成了光取向膜P-1。
＜光学各向异性层1的形成＞
在光取向膜P-1上，通过旋涂法而涂布下述组成的光学各向异性层用涂布液1，形成了液晶组合物层1。
将所形成的液晶组合物层1在热板上暂且加热至90℃之后冷却至60℃，由此以层列A相(SmA相)使取向稳定。
之后，保持为60℃，在氮气环境下(氧浓度100ppm)通过紫外线照射(使用500mJ/cm2、超高压汞灯)而固定取向，形成厚度为2.0μm的光学各向异性层1，制作出光学薄膜。
Figure BDA0001818915700000291
[化学式16]
Figure BDA0001818915700000301
[实施例2～14及比较例1～6]
在光学各向异性层用涂布液中，如下述表1所示变更了液晶性化合物的种类及添加量、以及、介晶化合物的种类及添加量，除此以外，以与实施例1相同的方法形成光学各向异性层，制作出光学薄膜。
＜耐久性＞
关于在上述各实施例及比较例中制作出的光学薄膜，在玻璃板上，将光学各向异性层侧隔着粘接剂而贴合于玻璃侧。
使用Axo Scan(0PMF-1、Axometrics,Inc.制作)，用下述指标对延迟值的耐久性进行了评价。将结果示于下述表1中。
另外，试验条件如下述表1所示，在85℃且相对湿度85％的环境下，进行了放置240小时的试验。
AA：相对于初始相位差值的试验后的值的变化量小于初始值的10％
A：相对于初始相位差值的试验后的值的变化量为初始值的10％以上且小于20％
B：相对于初始相位差值的试验后的值的变化量为初始值的20％以上且小于45％
C：相对于初始相位差值的试验后的值的变化量为初始值的45％以上且小于50％
D：相对于初始相位差值的试验后的值的变化量为初始值的50％以上
Figure BDA0001818915700000321
以下示出上述表1中液晶性化合物L-6和介晶化合物A-2～A-10及CA-1～CA-6的结构。
[化学式17]
Figure BDA0001818915700000331
[化学式18]
Figure BDA0001818915700000332
Figure BDA0001818915700000341
[化学式19]
Figure BDA0001818915700000342
Figure BDA0001818915700000351
根据表1所示结果可知，在使用了具有1个聚合性基团的介晶化合物的情况下，光学各向异性层的耐久性差(比较例1)。
并且可知，即使在使用了具有2个聚合性基团的介晶化合物的情况下，若介晶化合物的I/O值超过0.56，则光学各向异性层的耐久性差(比较例2～6)。
相对于此，可知在使用了具有2个以上聚合性基团且I/O值为0.56以下的介晶化合物的情况下，光学各向异性层的耐久性均提高(实施例1～14)。
尤其，根据实施例10～13的对比可知，若介晶化合物的含量相对于液晶性化合物及介晶化合物的总质量为4质量％以上，则耐久性进一步提高。
并且，根据实施例10与实施例14的对比可知，若液晶性化合物为上述式(1)中的m由1或2表示的液晶性化合物，则耐久性进一步提高。
符号说明
10-光学薄膜，12-光学各向异性层，14-取向膜，16-支撑体，18-硬涂层。

Claims (9)

1.一种光学薄膜，其至少具有光学各向异性层，
所述光学各向异性层为将含有由下述式(1)表示的液晶性化合物、具有2个以上聚合性基团的介晶化合物及聚合引发剂的聚合性液晶组合物进行聚合而得到的层，
所述液晶性化合物的I/O值超过0.56且为0.77以下，
所述介晶化合物的I/O值为0.35以上且0.56以下，
[化学式1]
Figure FDA0002662192950000011
在此，所述式(1)中，
Ar1表示n价的芳香族基团，
L1表示单键、-COO-或-OCO-，
A表示碳原子数为6以上的芳香环或碳原子数为6以上的亚环烷基环，
Sp表示单键、碳原子数为1～12的直链状或分支状的亚烷基、或者构成碳原子数为1～12的直链状或分支状的亚烷基的-CH2-中的1个以上被-O-、-S-、-NH-、-N(Q)-或-CO-取代而成的2价连接基团，
Q表示聚合性基团，
m表示0～2的整数，n表示1或2的整数，
其中，根据m或n的数而成为多个的L1、A、Sp及Q均可以彼此相同，也可以不同。
2.根据权利要求1所述的光学薄膜，其中，
所述液晶性化合物为显示反波长色散性的液晶性化合物。
3.根据权利要求1或2所述的光学薄膜，其中，
所述介晶化合物的含量相对于所述液晶性化合物及所述介晶化合物的总质量为4质量％以上。
4.根据权利要求1或2所述的光学薄膜，其中，
所述液晶性化合物为由所述式(1)中的m为1或2表示的液晶性化合物。
5.根据权利要求1或2所述的光学薄膜，其中，
所述聚合引发剂为肟型聚合引发剂。
6.根据权利要求1或2所述的光学薄膜，其中，
所述介晶化合物具有选自由苯环及环己烷环组成的组中的至少1种环结构。
7.根据权利要求1或2所述的光学薄膜，其中，
所述介晶化合物中的环己烷环的数量为2个以下。
8.一种偏振片，其具有权利要求1至7中任一项所述的光学薄膜和偏振器。
9.一种图像显示装置，其具有权利要求1至7中任一项所述的光学薄膜、或权利要求8所述的偏振片。
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