光学薄膜、椭圆偏振片、圆偏振片、液晶显示元件以及该光学薄膜的制造方法技术

本发明专利技术提供光学薄膜。本发明专利技术的光学薄膜（１０）由借助光照产生液晶取向能的光取向层（Ａ）（１１）和聚合物层（Ｂ）（１２）通过共价键结合得到的光学各向异性层（１３）多层层叠而得到，其中的聚合物层（Ｂ）（１２）含有具有聚合性基团的化合物，以通过光取向层（Ａ）（１１）使其取向的状态而聚合得到。所述光学各向异性层（１３）是具有１／２波长片功能的光学各向异性层（１３）和具有１／４波长片功能的光学各向异性层（１３）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及将聚合性液晶组合物在取向的状态下聚合而得到的光学各向异性层进行层叠得到的光学薄膜、椭圆偏振片、圆偏振片和使用了这些光学薄膜的液晶显示元件，以及该光学薄膜的制造方法。
技术介绍
因为圆偏振片和椭圆偏振片是在偏振片上组合了具有适当相位差的光学薄膜的物质，由于显示器的工作原理所必须的理由或为了消除视野特性问题的目的，因此其作为液晶显示装置的1个部件来使用。在这些的各种情况中，由于光源和液晶的位置关系决定的方式中有所不同，例如在LCD的方式(例如，STN型LCD、TFT-LCD、IPS(共面转换In-Plane Switching)型LCD、FLC(铁电液晶Feroelectric Liquid Crystal)型LCD、OCB(光学补偿弯曲OpticallyCompensated Bend)型LCD、VA(垂直取向Vertically Aligned)型LCD、ECB(电控双折射Electrically Controlled Birefringence)型LCD、HAN(混合排列向列Hybrid Aligned Nematic)型LCD、GH(宾主效应Guest-Host)型LCD、)透过型、反射型和半透过型等，因此需要适应各种方式的圆偏振片或椭圆偏振片。例如，STN型液晶显示装置(LCD)中，为了消除透过液晶时付与的相位差引起的画面的着色问题，TFT-LCD中，为了消除由观看方向引起的显示色或显示对比度变化的问题，使用使直线偏振片和光学薄膜组合的椭圆偏振片。另外，利用外光作为光源的反射型、半透过型、微反射型的LCD中，使用使1/4波长片与直线偏振片组合的圆偏振片。另外，通常的1/4波长片在仅一个波长下具有1/4波长的相位差，其他波长下相位差偏离该值，所以为了使其发挥作为跨越整个可见光区域的1/4波长片的功能，从而开发了使一片或多片1/2波长片和1/4波长片层叠而成的宽波段相位差膜与直线偏振片组合得到的宽波段圆偏振片，或使多个相位差层层叠而成的相位差膜与偏振片组合得到的宽波段椭圆偏振片。通常，使偏振片和1/4波长片组合得到的圆偏振片是使偏振片和1/4波长片各自重叠而制成的。这时，必须按照使偏振片的吸收轴和1/4波长片的滞相轴的角度严密符合45°来进行重叠。另外，由多个波长片层叠而成的宽波段相位差膜与偏振片组合得到的宽波段椭圆偏振片也同样地，需要严格控制涉及每个波长片方位角的层叠角度以及波长片与偏振片的吸收轴的层叠角度。另外，用于液晶显示元件时，波长片的光学轴和液晶的取向方向所成的角度必须精密符合设计值。以往，在相位差膜中使用双折射性拉伸薄膜，但近年，作为具有更复杂的光学性质的相位差膜，开发了在设置了取向膜的基板上涂布聚合性液晶、在使该液晶分子取向的状态下使其固化而得到的光学薄膜。具体来说，通过在基板上设置聚酰亚胺等高分子膜，用布等对其进行单方向的摩擦(摩擦法)的取向膜上，涂布聚合性液晶，使液晶分子取向于摩擦方向，然后使其聚合，将取向固定化，通过取向膜的取向方向与聚合性液晶的取向形态的组合，可以得到具有拉伸双折射薄膜中不能得到的光学性质的相位差膜。但是，摩擦取向膜存在摩擦工序时产生损伤或灰尘的问题。产生灰尘的问题可以通过清洗等来消除，但无法消除损伤，因此可能大大损害层叠的液晶膜的光学均一性。另外，在使用摩擦型的取向膜和滚筒状的长尺寸的薄膜的制造工序中，相对于薄膜传送方向的摩擦方向是有界限的，因此事实上，不可能使长尺寸的薄膜直接的相位差膜的滞相轴是上述的层叠角度。因此，在通常的制造工序中，采用的是从长尺寸薄膜按照适当的层叠角度切取矩形薄膜来进行粘贴，或者使切出的薄膜在适当的角度上重叠来进行粘贴的方法。所以，不得不进行极其复杂的工序，并且由于切出方向必须相对于长尺寸薄膜的长度方向，因此存在剩余不能使用的部分的问题。另外，还存在不能充分得到对于由上述模拟等得到的希望的层叠角度的层叠精度，不能得到具有设计的光学功能的光学薄膜的问题。作为不进行摩擦的取向膜，已知光取向膜。光取向法是，可以不进行摩擦而使液晶分子取向的取向方法之一，是仅对在基板上形成的膜进行光照，可以非接触地使膜产生液晶取向能。与摩擦法不同，借助光的方向可以控制取向具有在原理上不能发生损伤或产生灰尘等的特征，因此制成使用了具有聚合性基团的液晶的相位差膜，从而在取向状态的控制方面有更多的自由度，没有因损伤引起的漏光，可以形成均一的膜。例如，已知有将含有1分子中具有2个以上的聚合性基团的二色性染料的光取向性聚合性组合物涂布在基板上，照射偏振光而付与光取向功能后，加热或照射光，使聚合性基团聚合而得到光取向膜(例如，参照专利文献1)，将4，聚乙烯肉桂酸酯等聚合性物质涂布在基板上，照射各向异性的光使其反应得到的光取向膜(例如，参照专利文献2)。另外，已知有由专利文献2记载的聚乙烯肉桂酸酯所成的光取向膜和由聚合性液晶构成的光学薄膜(例如，参照专利文献3、4)。但是，使用这些光取向膜得到的光学薄膜，存在光取向膜和聚合性液晶层的界面产生剥落，耐久性差的问题。作为耐久性优异的光学薄膜，已知有耐久性优异的光学补偿片(例如，参照专利文献5)，通过对设置于基板上、具有聚合性基团的聚合物涂膜进行摩擦，并且在其上涂布具有聚合性基团的非涂覆液晶，通过摩擦取向膜和非涂覆液晶所成的光学各向异性层的界面使其化学性结合而成。但是，该方法因为使用了摩擦取向膜，依然没能解决摩擦取向膜带来的问题。另外，上述光学补偿薄片是使非涂覆液晶分子的直径方向取向于相对于基板的垂直方向的垂直取向膜，由于通过导入长链烷基链或脂肪族链等，取向膜表面的表面能下降，因此液晶分子容易在垂直取向膜的表面凝集，存在难以以薄膜状态层叠的问题。另一方面，作为层叠薄膜特有的问题，还存在例如液晶取向膜和聚合性液晶层的交界处发生界面反射，不能得到希望的透光强度的问题。这对于仅由取向膜和聚合性液晶层所成的(即，层叠界面是一个)光学薄膜几乎没有问题，但如果是上述一片或多片1/2波长片和1/4波长片层叠而成的宽波段相位差膜与直线偏振片组合得到的宽波段圆偏振片、或使多个相位差层层叠而成的相位差膜与偏振片组合得到的宽波段椭圆偏振片等多层层叠光学薄膜的情况下，由于层叠界面是多个，因此其成为透光强度下降的重要原因。由此，因为显示器要求的对比度下降，特别是从倾斜于画面法线的透光强度下降，所以存在使视角特性恶化等问题。专利文献1特开2002-250924号公报专利文献2特开平07-138308号公报专利文献3特开平06-289374号公报专利文献4特开平08-15681号公报专利文献5特开平09-152509号公报
技术实现思路
可以制成借助层叠2片光学各向异性层而具有各种功能的光学薄膜，但由于设计精密的光学薄膜，因此必须使2片光学迟延轴所成的角精密地符合设计值。另外，用于液晶显示元件时，光学薄膜的光学轴和液晶的取向方向所成的角度也必须精密地符合设计值。但是，如上所述，以往的光学薄膜不能充分得到上述层叠精度，不能得到具有符合设计的光学功能的光学薄膜。另外，通过在液晶取向膜上涂布、聚合聚合性液晶而得到的聚合物层进行层叠得到的光学薄膜，存在液晶取向膜层和固化后的聚合物层的粘接性不足，制造工序中发生剥离的问题。本专利技术要解决的问题是，提供本文档来自技高网...

【技术保护点】
光学薄膜，其特征为，由借助光照产生液晶取向能的光取向层（Ａ）和聚合物层（Ｂ）通过共价键结合得到的光学各向异性层多层层叠而得到，其中的聚合物层（Ｂ）含有具有聚合性基团的化合物，以通过所述光取向层（Ａ）使其取向的状态而聚合得到。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：小野善之，丸山和则，
申请(专利权)人：大日本油墨化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]