專利名稱:相位差板、新型聚合物以及光學(xué)薄膜及圖像顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及相位差板及新型聚合物以及使用了該相位差板的光學(xué)薄膜及圖像顯示裝置。
背景技術(shù)：
相位差板是為了獲得直線偏振光、圓偏振光、橢圓偏振光等偏振光而使用的光學(xué)構(gòu)件。作為相位差板，已知其相位差相當(dāng)于波長(zhǎng)λ的1/4的λ/4板、相位差相當(dāng)于波長(zhǎng)λ的1/2的λ/2板。λ/4板是具有將直線偏振光變換為圓偏振光的光學(xué)的功能的構(gòu)件，λ/2板是具有將直線偏振光的偏振光振動(dòng)面變換90度的光學(xué)的功能的構(gòu)件。一般來(lái)說(shuō)，雖然這些相位差板相對(duì)于特定波長(zhǎng)的光作為λ/4板或λ/2板發(fā)揮作用，然而相對(duì)于不同波長(zhǎng)的光則不作為λ/4板或λ/2板發(fā)揮作用。例如，被以相對(duì)于波長(zhǎng)550nm的光作為λ/4板發(fā)揮作用的方式設(shè)計(jì)的相位差板，相對(duì)于波長(zhǎng)450nm或650nm的光就不作為λ/4板發(fā)揮作用。像這樣，相位差板顯示出其相位差依賴于波長(zhǎng)的波長(zhǎng)分散性。例如一般已知，對(duì)于聚合物薄膜的波長(zhǎng)分散，越是在短波長(zhǎng)側(cè)則越大，越是在長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)則越小。
當(dāng)向此種顯示波長(zhǎng)分散性的相位差板射入了可見(jiàn)光區(qū)域的光線混合存在的作為合成波的白色光時(shí)，由于波長(zhǎng)分散性的緣故，各波長(zhǎng)下的偏振的形式有很大的不同，產(chǎn)生偏振狀態(tài)的分布。其結(jié)果是，會(huì)有所射入的白色光被變換為有色光的很大的問(wèn)題。
為了應(yīng)對(duì)該問(wèn)題，在日本國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)平10-239518號(hào)公報(bào)中，提出過(guò)如下的相位差板，即，將波長(zhǎng)分散值α(α＝Δn(450nm)/Δn(650nm))不同的2種以上的雙折射介質(zhì)以使各滯相軸正交的狀態(tài)層疊，使得波長(zhǎng)分散值α小于1。根據(jù)該公報(bào)所記載的相位差板，指出無(wú)論光線波長(zhǎng)如何，可見(jiàn)光區(qū)域的全部的波長(zhǎng)下的光學(xué)的相位差都一樣，起到能夠容易地獲得白色光的作用效果。
但是，所述公報(bào)所記載的相位差板由于是由將2種以上的雙折射介質(zhì)層疊了的疊層體構(gòu)成，因此需要層疊粘接工序。另外，在制造疊層體時(shí)，必須進(jìn)行粘結(jié)劑的選定或2種以上的材料的選定等。另外，由疊層體構(gòu)成的相位差板壁厚比較厚，作為期望進(jìn)一步薄型化的液晶顯示裝置等用途，不能說(shuō)是適合的材料。

發(fā)明內(nèi)容所以，本發(fā)明的目的在于，提供可以形成比較薄的層、相對(duì)于波長(zhǎng)400～700nm的可見(jiàn)光區(qū)域大致全部的波長(zhǎng)λ的光線顯示出相位差例如為近似λ/2或近似λ/4的波長(zhǎng)分散性的相位差板及適于作為該相位差板的材料的新型聚合物、光學(xué)薄膜及圖像顯示裝置。
針對(duì)所述課題，對(duì)各種材料進(jìn)行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過(guò)使用在主鏈中導(dǎo)入了特定的側(cè)鏈的鏈狀聚合物，可以解決所述課題。
即，本發(fā)明提供一種相位差板(1)，其包括使顯示雙折射性的鏈狀聚合物取向后的單層薄膜，該聚合物作為側(cè)鏈(a)具有以下述通式(I)表示的基團(tuán)。
式(I)(通式(I)中，2個(gè)氧原子分別與構(gòu)成主鏈的原子鍵合。R1、R2各自獨(dú)立，表示氫原子、碳數(shù)1～8的烷基或芳香族基團(tuán)。其中，R1及R2的至少任意一方為芳香族基團(tuán)，R1或/和R2的芳香族基團(tuán)的平面結(jié)構(gòu)沿與連結(jié)所述2個(gè)氧原子的假想線大致正交的方向配置)。
由于該相位差板由單層薄膜構(gòu)成，因此與以往的相位差板相比可以減小厚度。另外，該相位差板相對(duì)于400～700nm的可見(jiàn)光區(qū)域的大致全部的波長(zhǎng)λ的光，相位差例如變?yōu)榻痞?2或近似λ/4，各波長(zhǎng)下的偏振的形式基本上相同。所以，在白色光射入該相位差板時(shí)，它不會(huì)被變換為有色偏振光，可以獲得無(wú)色偏振光。
另外，本發(fā)明提供一種相位差板(2)，其包括使顯示雙折射性的鏈狀聚合物取向后的單層薄膜，聚合物作為側(cè)鏈(a)具有以下述通式(II)或通式(III)表示的基團(tuán)中的至少任意一方。
式(II)(通式(II)中，2個(gè)氧原子分別與構(gòu)成主鏈的原子鍵合。R3表示氫原子或碳數(shù)1～8的烷基。R4及R8各自獨(dú)立，表示氫原子、碳數(shù)1～4的直鏈狀或分支狀的烷基、碳數(shù)1～4的直鏈狀或分支狀的烷氧基、碳數(shù)1～4的直鏈狀或分支狀的硫代烷氧基、鹵素、硝基、氨基、羥基或硫醇基(其中，R4及R8不同時(shí)為氫原子)。R5、R6及R7各自獨(dú)立，表示氫原子或取代基)。
式(III)(通式(III)中，2個(gè)氧原子分別與構(gòu)成主鏈的原子鍵合。R3表示氫原子或碳數(shù)1～8的烷基。A表示可以具有取代基的萘基、可以具有取代基的蒽基或可以具有取代基的菲基。構(gòu)成萘基、蒽基或菲基的碳原子中的1個(gè)以上的碳原子也可以被氮原子取代)。
另外，還提供如下的所述(1)或(2)的相位差板(3)，即，聚合物具有以在主鏈的構(gòu)成原子上結(jié)合了側(cè)鏈(a)的結(jié)構(gòu)作為一個(gè)構(gòu)成單元、該構(gòu)成單元被相鄰地排列的部分。
另外，還提供如下的所述(1)～(3)的相位差板(4)，即，至少波長(zhǎng)450～650nm中的面內(nèi)相位差越是短波長(zhǎng)側(cè)越小，越是長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)越大。
另外，還提供如下的所述(1)～(4)的相位差板(5)，即，側(cè)鏈(a)為側(cè)鏈全量的1～50摩爾％。
另外，還提供如下的所述(1)～(5)的相位差板(6)，即，聚合物除了側(cè)鏈(a)以外，作為側(cè)鏈(b)具有羥基。
另外，還提供如下的所述(6)的相位差板(7)，即，聚合物除了側(cè)鏈(a)及(b)以外，作為側(cè)鏈(c)具有以下述通式(IV)表示的基團(tuán)。
式(IV)(通式(IV)中，R9表示氫原子或直鏈狀、分支狀或者環(huán)狀的烷基，該烷基的碳原子也可以被不鄰接的氧原子取代)。
另外，還提供如下的所述(7)的相位差板(8)，即，側(cè)鏈(a)為側(cè)鏈全量的1～50摩爾％，側(cè)鏈(b)為側(cè)鏈全量的5～95摩爾％，側(cè)鏈(c)為側(cè)鏈全量的1～90摩爾％。
另外，本發(fā)明提供一種相位差板(9)，其包括使顯示雙折射性的鏈狀聚合物取向后的單層薄膜，聚合物作為重復(fù)單元(A)具有以下述通式(V)或通式(VI)表示的結(jié)構(gòu)中的至少任一種。
式(V)(通式(V)中，R3表示氫原子或碳數(shù)1～8的烷基。R4及R8各自獨(dú)立，表示氫原子、碳數(shù)1～4的直鏈狀或分支狀的烷基、碳數(shù)1～4的直鏈狀或分支狀的烷氧基、碳數(shù)1～4的直鏈狀或分支狀的硫代烷氧基、鹵素、硝基、氨基、羥基或硫醇基(其中，R4及R8不同時(shí)為氫原子)。R5、R6及R7各自獨(dú)立，表示氫原子或取代基)。
式(VI)(通式(VI)中，R3表示氫原子或碳數(shù)1～8的烷基。A表示可以具有取代基的萘基、可以具有取代基的蒽基或可以具有取代基的菲基。構(gòu)成萘基、蒽基或菲基的碳原子中的1個(gè)以上的碳原子也可以被氮原子取代)。
另外，還提供如下的所述(9)的相位差板(10)，即，聚合物中的重復(fù)單元(A)是通過(guò)將聚乙烯醇的羥基用芳香族醛縮醛化而得到的。
另外，還提供如下的所述(9)或(10)的相位差板(11)，即，聚合物除了重復(fù)單元(A)以外，還具有以下述通式(VII)表示的重復(fù)單元(B)。
式(VII)(重復(fù)單元(A)及(B)的排列可以是嵌段狀或無(wú)規(guī)狀)。
另外，還提供如下的所述(11)的相位差板(12)，即，聚合物除了重復(fù)單元(A)及(B)以外，還具有以下述通式(VIII)表示的重復(fù)單元(C)。
式(VIII)(通式(VIII)中，R9表示氫原子或碳數(shù)1～12的直鏈狀、分支狀或者環(huán)狀的烷基，烷基的碳原子也可以被不鄰接的氧原子取代。重復(fù)單元(A)～(C)的排列可以是嵌段狀或無(wú)規(guī)狀)。
另外，本發(fā)明提供一種相位差板(13)，其包括使顯示雙折射性的鏈狀聚合物取向后的單層薄膜，聚合物具有下述通式(IX)的結(jié)構(gòu)。
式(IX)(通式(IX)中，1表示5～30摩爾％，m表示20～80摩爾％，n表示1～70摩爾％)。
另外，本發(fā)明提供一種相位差板(14)，其包括使顯示雙折射性的鏈狀聚合物取向后的單層薄膜，聚合物具有下述通式(X)的結(jié)構(gòu)。
式(X)(通式(X)中，1表示5～30摩爾％，m表示20～80摩爾％，n表示1～70摩爾％)。
另外，本發(fā)明提供具有以下述通式(V’)表示的重復(fù)單元的聚合物。
式(V′)(通式(V’)中，R3表示氫原子或碳數(shù)1～8的烷基。R4及R8各自獨(dú)立，表示碳數(shù)1～4的直鏈狀或分支狀的烷基、碳數(shù)1～4的直鏈狀或分支狀的烷氧基、碳數(shù)1～4的直鏈狀或分支狀的硫代烷氧基、鹵素、硝基、氨基、羥基或硫醇基。R5、R6及R7各自獨(dú)立，表示氫原子或取代基)。
另外，本發(fā)明提供一種聚合物，其除了以所述通式(V’)表示的重復(fù)單元以外，還具有以下述通式(VIII)表示的重復(fù)單元。
式(VIII)(通式(VIII)中，R9表示氫原子或碳數(shù)1～12的直鏈狀、分支狀或者環(huán)狀的烷基，烷基的碳原子也可以被不鄰接的氧原子取代。重復(fù)單元的排列可以是嵌段狀或無(wú)規(guī)狀)。
另外，本發(fā)明提供所述通式(V’)的R4及R8為碳數(shù)1～4的直鏈狀或分支狀的烷基或氯原子的所述聚合物。另外，本發(fā)明提供所述通式(V’)的R3、R5及R7都為氫原子、R4及R8都為甲基的所述聚合物。
另外，本發(fā)明提供以下述通式(IX)～(XII)表示的聚合物。
式(IV)(通式(IX)中，1表示5～30摩爾％，m表示20～80摩爾％，n表示1～70摩爾％)。
式(X)(通式(X)中，1表示5～30摩爾％，m表示20～80摩爾％，n表示1～70摩爾％)。
式(XI)(通式(XI)中，1表示5～30摩爾％，m表示20～80摩爾％，n表示1～70摩爾％)。
式(XII)(通式(XII)中，1表示5～30摩爾％，m表示20～60摩爾％，n表示20～60摩爾％，o表示1～55摩爾％)。
另外，本發(fā)明提供層疊了所述(1)～(14)的相位差板的光學(xué)薄膜(15)。
另外，本發(fā)明提供具有所述(1)～(14)的相位差板或所述(15)的光學(xué)薄膜的圖像顯示裝置。
圖1是表示偏振光IR測(cè)定的結(jié)果的圖表。
具體實(shí)施方式本發(fā)明人等發(fā)現(xiàn)，將具有在-OCO-中導(dǎo)入了芳香族基團(tuán)的側(cè)鏈(a)的鏈狀聚合物取向了的單層薄膜，至少波長(zhǎng)450～650nm的可見(jiàn)光區(qū)域中的面內(nèi)相位差越是短波長(zhǎng)側(cè)就越小。這樣，通過(guò)專門利用該薄膜的性質(zhì)，本發(fā)明提供厚度薄并且在波長(zhǎng)400～700nm的可見(jiàn)光區(qū)域的大致全部中顯示規(guī)定的相位差的相位差板及適于形成該相位差板的新型的聚合物。
以下將對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體說(shuō)明。而且，本說(shuō)明書(shū)中，有時(shí)將可見(jiàn)光線區(qū)域中的面內(nèi)相位差越是短波長(zhǎng)側(cè)就越小的本發(fā)明的相位差板的性質(zhì)稱作「反波長(zhǎng)分散特性」。
本發(fā)明是包括使顯示雙折射性的鏈狀聚合物取向后的單層薄膜的相位差板，該聚合物作為側(cè)鏈(a)具有以下述通式(I)表示的基團(tuán)。
式(I)(通式(I)中，2個(gè)氧原子分別與構(gòu)成主鏈的原子鍵合。R1、R2各自獨(dú)立，表示氫原子、碳數(shù)1～8的烷基或芳香族基團(tuán)。其中，R1及R2的至少任意一方為芳香族基團(tuán)，R1或/和R2的芳香族基團(tuán)的平面結(jié)構(gòu)沿與連結(jié)所述2個(gè)氧原子的假想線大致正交的方向配置)。
這里，本發(fā)明中的鏈狀聚合物為主鏈?zhǔn)侵辨湢畹木酆衔?，也包括在局部具有短的分支鏈的聚合物。另外，鏈狀聚合物的取向一般由薄膜的延伸造成。所以，聚合物的取向方向在單軸延伸的情況下可以說(shuō)與其延伸方向等同，在雙軸延伸的情況下可以說(shuō)是與主要的延伸方向等同的方向。
另外，在側(cè)鏈(a)中，所謂2個(gè)氧原子分別與構(gòu)成主鏈的原子鍵合是指，各氧原子與作為構(gòu)成主鏈的原子且各自并不相同的主鏈構(gòu)成原子結(jié)合。所謂芳香族基是指帶有以平面環(huán)狀相連的π電子的芳香族化合物基團(tuán)，包含苯環(huán)或縮合了2個(gè)以上的苯環(huán)的化合物或者含有碳原子以外的原子的雜芳香族化合物。所謂芳香族基團(tuán)的平面結(jié)構(gòu)沿與連結(jié)了2個(gè)氧原子的假想線大致正交的方向配置是指，當(dāng)假想了連結(jié)2個(gè)氧原子的線時(shí)，以使與該假想線平行的線與芳香族基團(tuán)的平面結(jié)構(gòu)大致成直角地相交的方式配置芳香族基團(tuán)，而不是連結(jié)了氧原子的假想線自身與芳香族基團(tuán)的平面結(jié)構(gòu)相交的意思。
在將所述聚合物取向時(shí)，2個(gè)氧原子沿著主鏈的取向方向排列。這樣，該聚合物由于沿與該2個(gè)氧原子的假想線大致正交的方向配置側(cè)鏈(a)的芳香族基團(tuán)，因此該芳香族基團(tuán)的平面結(jié)構(gòu)就會(huì)朝向與主鏈的取向方向大致正交的方向(但是認(rèn)為，側(cè)鏈(a)的芳香族基團(tuán)的平面結(jié)構(gòu)不是與主鏈的取向方向嚴(yán)格地成90度配置，而是實(shí)際上成75～105度左右)。因該配置的側(cè)鏈(a)的存在，本發(fā)明的相位差板就會(huì)顯示與由通常的聚合物構(gòu)成的相位差板相反的波長(zhǎng)分散性，即，面內(nèi)相位差在可見(jiàn)光區(qū)域中越是短波長(zhǎng)側(cè)就越小，越是長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)就越大的性質(zhì)。
作為所述通式(I)的R1、R2的碳數(shù)1～8的烷基的具體例，可以例示出甲基、乙基、n-丙基、異丙基、n-丁基、異丁基、sec-丁基、t-丁基、n-戊基、異戊基、n-己基、2-乙基己基等。
作為以所述通式(I)表示的側(cè)鏈(a)當(dāng)中的僅R1或R2的任意一方為芳香族基團(tuán)的側(cè)鏈(a)，例如可以例示出下述通式(II)或通式(III)。
式(II)(通式(II)中，2個(gè)氧原子分別與構(gòu)成主鏈的原子鍵合。R3表示氫原子或碳數(shù)1～8的烷基。R4及R8各自獨(dú)立，表示氫原子、碳數(shù)1～4的直鏈狀或分支狀的烷基、碳數(shù)1～4的直鏈狀或分支狀的烷氧基、碳數(shù)1～4的直鏈狀或分支狀的硫代烷氧基、鹵素、硝基、氨基、羥基或硫醇基(其中，R4及R8不同時(shí)為氫原子)。R5、R6及R7各自獨(dú)立，表示氫原子或取代基)。
式(III)(通式(III)中，2個(gè)氧原子分別與構(gòu)成主鏈的原子鍵合。R3表示氫原子或碳數(shù)1～8的烷基。A表示可以具有取代基的萘基、可以具有取代基的蒽基或可以具有取代基的菲基。構(gòu)成萘基、蒽基或菲基的碳原子中的1個(gè)以上的碳原子也可以被氮原子取代)。
以該通式(II)表示的結(jié)構(gòu)的側(cè)鏈(a)的苯環(huán)的鄰位R4、R8并不同時(shí)為氫原子，任意一方被烷基等取代基取代。通過(guò)像這樣在鄰位導(dǎo)入取代基，該取代基與氧原子之間的立體阻礙即增加。其結(jié)果是，該取代基配位于2個(gè)氧原子之間。這樣，以通式(II)表示的側(cè)鏈(a)被認(rèn)為其苯環(huán)的平面結(jié)構(gòu)沿與連結(jié)2個(gè)氧原子的假想線大致正交的方向配置。
另外，以通式(III)表示的側(cè)鏈(a)具有2個(gè)以上的苯環(huán)縮合了的形式的芳香族基團(tuán)。該縮合形式的芳香族基因在與-OCO-結(jié)合了的苯環(huán)中以縮合形式存在的苯環(huán)，在立體上體積變大，該縮合形式的芳香族基團(tuán)與氧原子之間的立體阻礙增加。其結(jié)果是，該芳香族基團(tuán)的平面結(jié)構(gòu)被認(rèn)為沿與連結(jié)2個(gè)氧原子的假想線大致正交的方向配置。
作為所述通式(II)的R3的碳數(shù)1～8的烷基的具體例，可以例示出甲基、乙基、n-丙基、異丙基、n-丁基、異丁基、sec-丁基、t-丁基、n-戊基、異戊基、n-己基、2-乙基己基等。另外，作為相同的R4及R8的碳數(shù)1～4的烷基的具體例，可以舉出甲基、乙基、n-丙基、異丙基、n-丁基、異丁基、sec-丁基、t-丁基，作為碳數(shù)1～4的烷氧基，例如可以例示出甲氧基、乙氧基、n-丙氧基、異丙氧基、n-丁氧基、異丁氧基等。另外，作為相同的R5、R6及R7的取代基，可以舉出作為下述通式(III)的A的取代基例示的等。
以所述通式(II)表示的側(cè)鏈(a)當(dāng)中，由于受到與氧原子的立體阻礙，芳香族基團(tuán)的平面結(jié)構(gòu)容易沿大致正交方向配置，因此通式(II)的R3優(yōu)選(立體上小的)的氫原子。特別是，由于芳香族基團(tuán)的平面結(jié)構(gòu)容易沿大致正交方向配置，因此優(yōu)選通式(II)的R3為氫原子，R4及R8都為碳數(shù)1～4的直鏈狀或分支狀的烷基、烷氧基、硫代烷氧基、鹵素、硝基、氨基、羥基或硫醇基的(R4及R8都不是氫原子)。另外，優(yōu)選通式(II)的R3為氫原子，R4及R8都是碳數(shù)1～4的直鏈狀或分支狀的烷基、烷氧基或鹵素的側(cè)鏈(a)。另外，除了所述理由以外，出于縮醛結(jié)構(gòu)的導(dǎo)入的容易性或縮醛結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性的觀點(diǎn)，特別優(yōu)選以通式(II)表示的R3、R5及R7各自為氫原子，R4、R6及R8各自為甲基的側(cè)鏈(a)。
另外，在所述通式(III)中，當(dāng)萘基、蒽基或菲基具有取代基時(shí)，該取代基沒(méi)有特別限定，例如可以例示出如上所述的碳數(shù)1～8的直鏈狀或分支狀的烷基或烷氧基、碳數(shù)3～6的環(huán)烷基或環(huán)烷氧基、羥基、羧基、氨基、鹵素、硝基、硫醇基、醛基、氰基、磺酸基等。它們既可以被取代1個(gè)，另外，也可以用同種或異種的取代基的2個(gè)以上取代。
另外，以所述通式(III)表示的側(cè)鏈(a)當(dāng)中，由于受到與氧原子的立體阻礙，苯環(huán)的平面結(jié)構(gòu)容易沿大致正交方向配置，因此以通式(III)表示的A優(yōu)選可以具有取代基的9-蒽基。而且，所謂可以具有取代基是指無(wú)取代或具有取代基的意思。
此外，以所述通式(I)表示的側(cè)鏈(a)當(dāng)中，作為R1及R2的哪一種都為芳香族基團(tuán)的側(cè)鏈(a)，可以例示出下述通式的例子。
式(XIII)(式(XIII)中，R10～R19為氫原子或碳數(shù)1～4的直鏈狀或分支狀的烷基(其中，R10及R14不同時(shí)為氫原子。R15及R19不同時(shí)為氫原子)。另外，2個(gè)苯環(huán)也可以用單鍵局部地結(jié)合)。
作為以所述通式(XIII)表示的基團(tuán)中所包括的具體例，可以例示出以式(XIV)表示的結(jié)構(gòu)的基團(tuán)。
式(XIV)在本發(fā)明的聚合物中，在主鏈上也可以結(jié)合所述例示的側(cè)鏈(a)的至少任意一種，例如以通式(II)表示的基及以通式(III)表示的基雙方也可以分別被導(dǎo)入主鏈。
從相位差板能夠可靠地顯示反波長(zhǎng)分散特性的觀點(diǎn)考慮，側(cè)鏈(a)向主鏈中的導(dǎo)入量?jī)?yōu)選側(cè)鏈全量的1摩爾％以上，更優(yōu)選5摩爾％以上。另外，從作為具有正的雙折射各向異性的相位差板利用的觀點(diǎn)考慮，相同的導(dǎo)入量?jī)?yōu)選側(cè)鏈全量的50摩爾％以下，更優(yōu)選30摩爾％以下。
雖然被作為本發(fā)明的相位差板使用的鏈狀聚合物是具有側(cè)鏈(a)的聚合物，然而也可以是被導(dǎo)入側(cè)鏈(a)以外的側(cè)鏈的聚合物。該側(cè)鏈(a)以外的側(cè)鏈沒(méi)有特別限定，例如可以例示出羥基、氨基、硫醇基、烷氧基、鹵素、氰基、硝基、酯基、酮基、醛基、酰胺基、尿烷基、脲基、碳酸酯基、以下述通式(IV)表示的基團(tuán)等。
式(IV)(通式(IV)中，R9表示氫原子或直鏈狀、分支狀或者環(huán)狀的烷基，烷基的碳原子也可以被不鄰接的氧原子取代)。
它們當(dāng)中，從提高反波長(zhǎng)分散特性及制膜時(shí)的向溶劑中的溶解性變得良好的觀點(diǎn)考慮，被作為本發(fā)明的相位差板使用的鏈狀聚合物優(yōu)選作為側(cè)鏈(a)以外的側(cè)鏈(b)具有羥基的聚合物。
另外，從可以提高透明性及降低玻璃化溫度的觀點(diǎn)考慮，相同的聚合物優(yōu)選作為側(cè)鏈(a)以外的側(cè)鏈(c)具有以所述通式(IV)表示的基團(tuán)的聚合物。在以該通式(IV)表示的基團(tuán)中，優(yōu)選從R9為氫原子或碳數(shù)1～12的直鏈狀、分支狀或環(huán)狀的烷基(烷基的碳原子也可以被不鄰接的氧原子取代)中選擇的至少一種被作為側(cè)鏈(c)導(dǎo)入。它們當(dāng)中，更優(yōu)選下述式(XV)所示的基團(tuán)。
式(XV)側(cè)鏈(b)及/或側(cè)鏈(c)的向主鏈中的導(dǎo)入量只要考慮作為目的的相位差板的特性，在側(cè)鏈(a)的殘量的范圍中適當(dāng)?shù)卣{(diào)整即可。最理想的是，為了獲得更為合適的反波長(zhǎng)分散特性，實(shí)現(xiàn)溶解性的提高，作為羥基的側(cè)鏈(b)相對(duì)于側(cè)鏈全量?jī)?yōu)選5摩爾％以上，更優(yōu)選20摩爾％以上。另一方面，側(cè)鏈(b)的上限可以根據(jù)側(cè)鏈(a)或側(cè)鏈(c)的量適當(dāng)?shù)卣{(diào)整，優(yōu)選95摩爾％以下，更優(yōu)選80摩爾％以下左右。另外，對(duì)于側(cè)鏈(c)的導(dǎo)入量也相同，在實(shí)現(xiàn)透明性的提高等實(shí)際效果方面，側(cè)鏈(c)相對(duì)于側(cè)鏈全量?jī)?yōu)選1摩爾％以上，更優(yōu)選5摩爾％以上。另一方面，側(cè)鏈(c)的上限優(yōu)選90摩爾％以下，更優(yōu)選50摩爾％以下左右。
本發(fā)明的相位差板中所用的鏈狀聚合物是具有如上所述的側(cè)鏈(a)及根據(jù)需要具有的除此以外的側(cè)鏈(b)及/或側(cè)鏈(c)的聚合物。該聚合物的主鏈沒(méi)有特別限定，只要不妨礙本發(fā)明的目的，可以使用顯示雙折射性的各種主鏈結(jié)構(gòu)的聚合物。而且，本發(fā)明中所謂主鏈?zhǔn)侵赣扇魏蔚慕Y(jié)構(gòu)構(gòu)成的主鏈構(gòu)成原子作為重復(fù)單元結(jié)合了的長(zhǎng)鏈狀的部分，也可以具有分支鏈。
作為該主鏈，例如可以例示出具有以下述通式(XVI)表示的重復(fù)單元的聚合物等。
E1-G-E2 式(XVI)(通式(XVI)中，E1及E2各自獨(dú)立，表示單鍵、-NH-、-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-O-CO-NH-、-NH-CO-NH-、-CH＝CH-、-C≡C-、-CH＝N-、-N＝N-。G表示碳數(shù)1～12的亞烴基、-Si-、-C6H4-、-C5H3N-、-C6H10-、-C10H6-、-C5H9N-、-C4H3N-、-C4H2O-、-C4H2S- )。
這些主鏈當(dāng)中，優(yōu)選通式(XVI)中的E1及E2都為單鍵的聚合物，因?yàn)槿菀讓?dǎo)入側(cè)鏈(a)及根據(jù)需要導(dǎo)入的側(cè)鏈(b)、(c)并且穩(wěn)定。另外，優(yōu)選通式(XVI)中的G至少為亞烴基的聚合物。
在主鏈中具有該亞烴基的聚合物上鍵合了所述側(cè)鏈(a)的聚合物當(dāng)中的優(yōu)選的聚合物，是作為重復(fù)單元(A)具有以下述通式(V)或通式(VI)表示的結(jié)構(gòu)的至少某種的聚合物。
式(V)(通式(V)中，R3表示氫原子或碳數(shù)1～8的烷基。R4及R8各自獨(dú)立，表示氫原子、碳數(shù)1～4的直鏈狀或分支狀的烷基、碳數(shù)1～4的直鏈狀或分支狀的烷氧基、碳數(shù)1～4的直鏈狀或分支狀的硫代烷氧基、鹵素、硝基、氨基、羥基或硫醇基(其中，R4及R8不同時(shí)為氫原子)。R5、R6及R7各自獨(dú)立，表示氫原子或取代基)。
式(VI)(通式(VI)中，R3表示氫原子或碳數(shù)1～8的烷基。A表示可以具有取代基的萘基、可以具有取代基的蒽基或可以具有取代基的菲基。構(gòu)成萘基、蒽基或菲基的碳原子中的1個(gè)以上的碳原子也可以被氮原子取代)。
具有該通式(V)的重復(fù)單元(A)的聚合物的2個(gè)氧原子沿著所結(jié)合的主鏈的構(gòu)成原子(碳原子)的取向方向排列。另外，由于苯環(huán)的鄰位R4或/和R8的取代基與氧原子之間的立體阻礙增大，因此所述鄰位的取代基配位于2個(gè)氧原子之間。其結(jié)果是，苯環(huán)的平面結(jié)構(gòu)被認(rèn)為是沿與連結(jié)2個(gè)氧原子的假想線大致正交的方向配置的結(jié)構(gòu)。對(duì)于具有通式(VI)的重復(fù)單元(A)的聚合物也相同，縮合形式芳香環(huán)的平面結(jié)構(gòu)被認(rèn)為是沿與連結(jié)2個(gè)氧原子的假想線大致正交的方向配置的結(jié)構(gòu)。
所述通式(V)及(VI)是具有以所述通式(II)及(III)表示的側(cè)鏈的重復(fù)單元。所以，通式(V)及(VI)的R3～R8及A的優(yōu)選的選擇例或取代基的具體例，與所述通式(II)及(III)相同，例如優(yōu)選所述通式(V)中R3為氫原子的基團(tuán)。另外，對(duì)于通式(V)的R4及R8的，也優(yōu)選都被(不是氫原子)所述取代基取代。而且，對(duì)于通式(V)的R4及R8的任意一個(gè)不是氫原子的基團(tuán)，是技術(shù)方案15所記載的以通式(V’)表示的重復(fù)單元。該R4及R8優(yōu)選碳數(shù)1～4的直鏈狀或分支狀的烷基或氯原子等鹵素。更具體來(lái)說(shuō)，是具有通式(V)的R3、R5及R7各自為氫原子，R4及R8各自為甲基的重復(fù)單元(A)的聚合物(而且，R6雖然無(wú)論是氫原子還是甲基的哪種都可以，然而優(yōu)選甲基)。
另外，由于在作為相位差板使用的情況下更為良好地顯示反波長(zhǎng)分散特性，以及制膜時(shí)的向溶劑中的溶解性變得良好，因此還優(yōu)選除了所述重復(fù)單元(A)以外，作為重復(fù)單元(B)還具有下述通式(VII)的聚合物。
式(VII)另外，由于透明性提高以及達(dá)到較低的玻璃化溫度，因此優(yōu)選除了重復(fù)單元(A)及(B)以外還具有以下述通式(VIII)表示的重復(fù)單元(C)的聚合物。
式(VIII)(通式(VIII)中，R9表示氫原子或碳數(shù)1～12的直鏈狀、分支狀或者環(huán)狀的烷基，烷基的碳原子也可以被不鄰接的氧原子取代)。
所述重復(fù)單元(A)及(B)或重復(fù)單元(A)～(C)的排列可以是嵌段狀或無(wú)規(guī)狀。
而且，只要不妨礙本發(fā)明的目的，所述聚合物也可以是除了重復(fù)單元(A)及根據(jù)需要具有的重復(fù)單元(B)、(C)以外，還具有其他的結(jié)構(gòu)的重復(fù)單元的聚合物。
被作為本發(fā)明的相位差板使用的鏈狀聚合物是從在主鏈上已具有所述側(cè)鏈(a)，根據(jù)需要具有側(cè)鏈(b)或側(cè)鏈(c)的聚合物中選擇的。另外，相同的聚合物是具有重復(fù)單元(A)，并根據(jù)需要具有重復(fù)單元(B)或重復(fù)單元(C)的聚合物。像這樣，本發(fā)明的相位差板中所用的鏈狀聚合物包括選自所述之中的各種方式的聚合物，其中最為優(yōu)選的是具有下述通式(IX)、下述通式(x)、下述通式(XI)或下述通式(XII)的至少某種的結(jié)構(gòu)的聚合物。
式(IX)(通式(IX)中，1表示5～30摩爾％，m表示20～80摩爾％，n表示1～70摩爾％)。
式(X)(通式(X)中，1表示5～30摩爾％，m表示20～80摩爾％，n表示1～70摩爾％)。
式(XI)(通式(XI)中，1表示5～30摩爾％，m表示20～80摩爾％，n表示1～70摩爾％)。
式(XII)(通式(XII)中，1表示5～30摩爾％，m表示20～60摩爾％，n表示20～60摩爾％，o表示1～55摩爾％)。
如上所示，本發(fā)明的相位差板由于由單層薄膜構(gòu)成，因此與以往的疊層相位差板相比，可以減小厚度。另外，本發(fā)明的相位差板對(duì)于400～700nm的可見(jiàn)光區(qū)域的大致全部的波長(zhǎng)λ的光，可以用作面內(nèi)相位差為近似λ/2或近似λ/4。所以，本發(fā)明的相位差板在各波長(zhǎng)下的偏振光的形式大致相同，例如在白色光射入時(shí)不會(huì)被變換為有色偏振光，可以獲得無(wú)色偏振光。此外，本發(fā)明的相位差板在透明性方面優(yōu)良。本發(fā)明的相位差板中所用的聚合物在制膜時(shí)的溶解性良好，玻璃化溫度也達(dá)到理想的范圍。另外，本發(fā)明的相位差板還起到耐熱性高、能夠?qū)崿F(xiàn)Z延伸之類的各種效果。
下面，對(duì)所述鏈狀聚合物的制法進(jìn)行說(shuō)明。
本發(fā)明的相位差板中所用的聚合物的制法沒(méi)有特別限定，可以用各種制法來(lái)制造。
各種制法當(dāng)中，從可以比較容易地獲得所述側(cè)鏈(a)被導(dǎo)入了主鏈的聚合物的觀點(diǎn)考慮，因此最好使特定的芳香族醛或芳香族酮與在主鏈中具有羥基的原料聚合物反應(yīng)而制造聚合物。特別是從可以穩(wěn)定地導(dǎo)入側(cè)鏈(a)、是波長(zhǎng)分散性比較小的聚合物、是通用的聚合物等方面考慮，聚合物最好使用聚乙烯醇來(lái)制造。即，聚合物最好作為原料聚合物使用聚乙烯醇，使特定的芳香族醛或芳香族酮與聚乙烯醇的羥基反應(yīng)而縮醛化(導(dǎo)入RCH(OR)(OR)結(jié)構(gòu))或縮酮化(導(dǎo)入RRC(OR)(OR)結(jié)構(gòu))來(lái)制造。
而且，由于當(dāng)使特定的芳香族醛與聚乙烯醇反應(yīng)時(shí)，即在側(cè)鏈中導(dǎo)入縮醛結(jié)構(gòu)，因此可以獲得所述通式(V)及(VI)的R3為氫原子的聚合物。同樣地，由于當(dāng)使特定的芳香族酮與之反應(yīng)時(shí)，即在側(cè)鏈中導(dǎo)入縮酮結(jié)構(gòu)，因此可以獲得所述通式(V)及(VI)的R3為烷基的聚合物。
例如，在獲得具有以通式(V)表示的重復(fù)單元(A)的聚合物的情況下，只要在酸性條件下，使在鄰位的至少一方具有取代基的苯甲醛或相同的苯乙酮等與聚乙烯醇反應(yīng)即可。作為該在鄰位的一方至少具有取代基的苯甲醛或相同的苯乙酮的具體例，可以例示出2，4，6-三甲基苯甲醛(間三甲基苯甲醛)、2，4，6-三乙基苯甲醛、2，6-二甲基苯甲醛、2-甲基苯甲醛、2-甲基苯乙酮、2，4-二甲基苯乙酮等。
另外，在獲得具有以通式(VI)表示的重復(fù)單元(A)的聚合物的情況下也相同，只要使縮合形式芳香族醛或縮合形式芳香族酮與聚乙烯醇反應(yīng)即可。作為該縮合形式芳香族醛或酮的具體例，可以例示出具有取代基的1-萘醛、具有取代基的2-萘醛、9-蒽醛、具有取代基的9-蒽醛、萘乙酮等。
另外，在所述制法中，由于通過(guò)調(diào)整與聚乙烯醇反應(yīng)的芳香族醛或芳香族酮的量，聚乙烯醇的羥基被芳香族基取代，并且未取代的羥基殘存，因此可以獲得具有重復(fù)單元(A)和重復(fù)單元(B)的聚合物。
另外，在所述制法中，通過(guò)與芳香族醛或芳香族酮一起，將碳數(shù)1～12的飽和脂肪族醛(例如丙醛或乙醛等)或甲醛、脂環(huán)族醛等同時(shí)及/或逐次地縮醛化，就可以獲得具有重復(fù)單元(A)和重復(fù)單元(C)的聚合物。另外，由于通過(guò)調(diào)整與聚乙烯醇反應(yīng)的芳香族醛或芳香族酮及所述飽和脂肪族醛、甲醛或脂環(huán)族醛等的量，同樣地會(huì)使未取代的羥基殘存，因此可以獲得具有重復(fù)單元(A)～(C)的聚合物。
如此得到的聚合物的聚合度例如只要是適于作為相位差板理想地使用的程度，就沒(méi)有特別限定。但是，從能夠經(jīng)受延伸的充分的薄膜強(qiáng)度的觀點(diǎn)考慮，聚合物的聚合度例如為100～20000左右，優(yōu)選500～10000左右的聚合度的聚合物。聚合物的聚合度可以通過(guò)適當(dāng)?shù)刈兏麈湹姆N類或側(cè)鏈(a)等的種類或量而調(diào)整。
另外，聚合物的玻璃化溫度雖然根據(jù)主鏈的種類、側(cè)鏈(a)至(c)的種類或量而不同，然而例如為80～180℃左右，是作為相位差板具有足夠的耐熱性的溫度。另外，本發(fā)明的聚合物與例如能夠顯示出超過(guò)約200℃的高玻璃化溫度的以往的聚合物不同，顯示出適度的玻璃化溫度，因此不僅可以實(shí)現(xiàn)單軸延伸，而且還可以實(shí)現(xiàn)利用以往公知的方法的Z延伸。
下面，對(duì)將所述聚合物制成薄膜而獲得相位差板的方法進(jìn)行說(shuō)明。而且，本說(shuō)明書(shū)中的所謂「薄膜」這樣的術(shù)語(yǔ)也是包括一般被稱作「薄片」的材料的意思。
本發(fā)明的相位差板是由將所述聚合物制膜后的單層薄膜構(gòu)成的，其制膜方法沒(méi)有特別限定，例如可以利用澆注法、熔融擠出法、壓延法等制成薄膜狀。其中，由于可以獲得厚度精度更為優(yōu)良、光學(xué)上更為均勻的薄膜，因此優(yōu)選用澆注法成形。在澆注法中，由于通常要溶解聚合物，因此使用溶劑。在這一點(diǎn)上，作為側(cè)鏈(b)具有羥基的本發(fā)明的聚合物有時(shí)對(duì)于在將由聚合物薄膜構(gòu)成的以往的相位差板澆注成形時(shí)無(wú)法使用的溶劑，也會(huì)顯示出良好的溶解性。作為本發(fā)明的聚合物的溶劑，例如可以例示出四氫呋喃、二甲亞砜、N，N-二甲替甲酰胺、N，N-二甲替乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、環(huán)戊酮、環(huán)己酮、甲基乙基酮、醋酸乙酯、二氯甲烷、甲苯等。而且，在溶解聚合物時(shí)，根據(jù)需要也可以加溫。
通過(guò)將所得的薄膜延伸，就可以獲得本發(fā)明的相位差板。延伸方法沒(méi)有特別限定，例如可以采用展幅延伸法、輥間延伸法、輥間壓縮延伸法等通常的單軸延伸法、利用全展幅方式的同時(shí)雙軸延伸處理方式、利用輥·展幅法的逐次二次延伸處理方式等通常的雙軸延伸法等。
另外，本發(fā)明中，根據(jù)聚合物的種類(特性)，在雙軸延伸當(dāng)中，也可以對(duì)該薄膜進(jìn)行Z延伸。對(duì)于該Z延伸，例如可以利用如下的方法等通常的Z延伸法來(lái)進(jìn)行，即，通過(guò)在將薄膜過(guò)熱延伸時(shí)沿與延伸方向(X軸方向)正交的方向或交叉的方向(Y軸方向)使該薄膜收縮，在厚度方向(Z軸方向)上產(chǎn)生延伸應(yīng)力。
而且，在薄膜中，出于提高其延伸性的目的，例如也可以添加鄰苯二甲酸二甲酯、鄰苯二甲酸二乙酯、鄰苯二甲酸二丁酯等鄰苯二甲酸酯、三甲基磷酸酯、三乙基磷酸酯、三苯基磷酸酯等磷酸酯、己二酸二乙酯、富馬酸二丁酯等脂肪酸等增塑劑的1種以上。當(dāng)考慮延伸性的提高效果及對(duì)所得的相位差板的波長(zhǎng)分散性的影響時(shí)，該增塑劑的添加量?jī)?yōu)選相對(duì)于聚合物100重量份為1～20重量份左右。另外，除了增塑劑以外，例如也可以根據(jù)各自的目的適當(dāng)?shù)靥砑臃姥趸瘎?、紫外線吸收劑之類的添加劑。
延伸薄膜時(shí)的溫度或倍率等延伸條件由于根據(jù)構(gòu)成聚合物的主鏈的種類以及側(cè)鏈(a)及根據(jù)需要導(dǎo)入的側(cè)鏈(b)及(c)的種類或量而不同，因此是被適當(dāng)?shù)卦O(shè)定的條件，例如延伸溫度優(yōu)選50～200℃左右，延伸倍率優(yōu)選1.1～4.0倍左右。
如此得到的本發(fā)明的相位差板在透明性方面優(yōu)良，依照J(rèn)IS K 7105的測(cè)定下的可見(jiàn)光線透過(guò)率為88～93％左右，霧值為0.1～3％左右。另外，其厚度通常為20～200μm左右，還可以被充分地縮小至40～100μm左右。
本發(fā)明的相位差板由具有側(cè)鏈(a)的鏈狀聚合物的單層薄膜構(gòu)成，顯示出反波長(zhǎng)分散特性。由于該相位差板相對(duì)于可見(jiàn)光區(qū)域整體的大致全部的波長(zhǎng)λ的光，用其自身1片例如就會(huì)顯示出大約λ/2或大約λ/4的波長(zhǎng)分散特性，因此能夠?qū)崿F(xiàn)向無(wú)色偏振光的變換。雖然本發(fā)明的相位差板具有反波長(zhǎng)分散特性，然而在利用后述的條件測(cè)定的情況下，本發(fā)明的相位差板的波長(zhǎng)分散根據(jù)構(gòu)成高分子材料的主鏈的種類以及側(cè)鏈(a)及根據(jù)需要導(dǎo)入的側(cè)鏈(b)的種類或量而不同，但是大致上滿足Re(450)/Re(550)≤0.97、Re(650)/Re(550)≥1.01的關(guān)系。這里，Re(450)、Re(550)及Re(650)是分別表示在波長(zhǎng)450nm、550nm及650nm下測(cè)定的面內(nèi)相位差的量。
另外，在本發(fā)明的相位差板例如由利用單軸延伸法得到的薄膜構(gòu)成的情況下，折射率滿足由式nx＞ny＝nz表示的關(guān)系。其中，nx表示延伸方向(X軸方向(面內(nèi)折射率最大的方向)的折射率，ny表示與延伸方向正交的方向(Y軸方向)的折射率，nz表示厚度方向(Z軸方向)的折射率。另一方面，在利用雙軸延伸法當(dāng)中的所述Z軸延伸法得到本發(fā)明的相位差板的情況下，這些折射率滿足由式nx＞nz＞ny表示的關(guān)系。但是，作為表示視覺(jué)特性的參數(shù)，通用以式Nz＝(nx-nz)/(nx-ny)表示的Nz值。如果該Nz值為0.5，則即使在使相位差板沿滯相軸方向(X軸方向)傾斜的情況下，相對(duì)于傾斜核的相位差也不變化。即，很明顯沒(méi)有相位差的視覺(jué)依賴癥。這樣，當(dāng)考慮視覺(jué)特性的提高效果時(shí)，特別優(yōu)選關(guān)注三維折射率的控制而進(jìn)行延伸。
另外，當(dāng)向本發(fā)明的相位差板射入某個(gè)波長(zhǎng)的光時(shí)，其對(duì)于異常光的折射率(以下稱作ne與對(duì)于正常光的折射率(以下稱作no)的折射率差ne-no(以下稱作Δn)在550nm的波長(zhǎng)下為0.005以下。但是，例如在將向本發(fā)明的鏈狀聚合物中混合液晶性化合物而制成的薄膜作為相位差板使用的情況下，由于通常來(lái)說(shuō)由液晶性化合物得到的薄膜自身的Δn比較高，因此能夠?qū)⒃撓辔徊畎宓摩設(shè)為0.01以上。
當(dāng)相位差板的Δn變高時(shí)，則能夠減小用于體現(xiàn)所需的相位差的膜厚。特別是能夠獲得用100μm以下的膜厚對(duì)可見(jiàn)光區(qū)域整體的大致全部的波長(zhǎng)的光提供λ/2的相位差的相位差板，這對(duì)于以往的相位差板來(lái)說(shuō)是極為困難的。
作為該液晶性化合物，只要不妨礙本發(fā)明的目的，就沒(méi)有特別限定，例如可以舉出甲亞胺類、氧化偶氮類、氰基聯(lián)苯類、氰基苯基酯類、苯甲酸酯類、環(huán)己烷羧酸苯基酯類、氰基苯基環(huán)己烷類、氰基取代苯基嘧啶類、烷氧基取代苯基嘧啶類、苯基二氧雜環(huán)己烷類、二苯乙炔類、烯烴基環(huán)己基氰苯類等液晶低分子化合物、在該液晶低分子化合物的分子末端例如具有(甲基)丙烯酰氧基、環(huán)氧基、乙烯基氧基、炔丙基、異氰酸酯基等聚合性基的液晶單體等。只要從它們當(dāng)中，以使所得的相位差板的Δn達(dá)到所需的值的方式，或者根據(jù)所用的聚合物的種類，適當(dāng)?shù)剡x擇1種以上使用即可。對(duì)于液晶性化合物的量，為了能夠充分地體現(xiàn)因使用了它而帶來(lái)的Δn提高效果，最好相對(duì)于所述鏈狀聚合物100重量份在1重量份以上，優(yōu)選設(shè)為3重量份以上。另外，為了維持相位差越是在長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)就越大的特性，液晶性化合物的量最好相對(duì)于所述鏈狀聚合物100重量份在20重量份以下，優(yōu)選設(shè)為10重量份以下。
本發(fā)明的相位差板通過(guò)與其他的光學(xué)材料等層疊，就能夠以光學(xué)薄膜的形態(tài)使用。例如，通過(guò)在偏光片上層疊本發(fā)明的相位差板，就可以作為橢圓偏光片或圓偏光片等光學(xué)薄膜使用。另外，也可以將相位差被調(diào)整為λ/4的本發(fā)明的相位差板、相位差被調(diào)整為λ/2的本發(fā)明的相位差板與偏光片層疊而構(gòu)成光學(xué)薄膜。本發(fā)明的相位差板既可以與偏光片的偏振鏡直接層疊，也可以?shī)A隔保護(hù)薄膜而與之層疊。另外，在本發(fā)明的相位差板上，也可以設(shè)置用于與液晶單元等其他構(gòu)件粘接的粘接層。而且，當(dāng)該粘接層向表面露出時(shí)，最好將粘接層用脫模紙覆蓋。此外，對(duì)于以偏光片/本發(fā)明的相位差板/帶通濾波片的順序?qū)盈B了的光學(xué)薄膜，或在表面還附加了保護(hù)薄膜的光學(xué)薄膜等，本發(fā)明的相位差板通過(guò)與功能不同的光學(xué)材料層疊，能夠以各種光學(xué)薄膜的形態(tài)使用。
另外，本發(fā)明的相位差板或?qū)盈B了該相位差板的光學(xué)薄膜可以作為液晶顯示裝置等各種圖像顯示裝置等的構(gòu)成部件理想地使用。例如，液晶顯示裝置可以設(shè)為將所述光學(xué)薄膜等配置于液晶單元的單側(cè)或兩側(cè)而成的透過(guò)型或反射型或者透過(guò)·反射兩用型等依照以往類型的適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)。所以，形成液晶顯示裝置的液晶單元是任意的，例如也可以是使用了以薄膜晶體管型為代表的單純矩陣驅(qū)動(dòng)型的類型等合適的類型的液晶單元。另外，當(dāng)在液晶單元的兩側(cè)設(shè)置本發(fā)明的光學(xué)薄膜時(shí)，光學(xué)薄膜既可以是相同薄膜，也可以是不同的薄膜。另外，在液晶顯示裝置的形成之時(shí)，例如可以將棱鏡陣列片或透鏡陣列片、擴(kuò)散片或背光燈等適當(dāng)?shù)牟考谶m當(dāng)?shù)奈恢门渲?層或2層以上。
下面，基于以下的實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的相位差板進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，然而本發(fā)明并不僅限于這些實(shí)施例。
而且，各特性的測(cè)定條件分別如下所示。
(組成比的測(cè)定)將作為測(cè)定對(duì)象的聚合物取200mg，在10ml的THF中，在氮?dú)庀?，室溫下，添加咪?.93g、t-丁基二甲基氯硅烷1.37g，在室溫下攪拌12小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后，在甲醇中進(jìn)行3次再沉淀而提純。利用1H-NMR測(cè)定了所得的聚合物(CDC13溶劑)。
制造例1及2中得到的聚合物的測(cè)定中，利用0ppm附近、0.8ppm、6.8ppm的峰求得了組成比。
制造例3中得到的聚合物的測(cè)定中，利用0ppm附近、3.3-5.4ppm、6.8ppm的峰求得了組成比。
制造例4中得到的聚合物的測(cè)定中，利用0ppm附近、3.5-5.0ppm、6.8ppm的峰求得了組成比。
(玻璃化溫度的測(cè)定)使用示差掃描熱量計(jì)(SEIKO DSC6200)，在以80ml/分鐘吹入氮?dú)獾耐瑫r(shí)，從室溫以10℃/分鐘升溫，測(cè)定2次，采用了第二次的數(shù)據(jù)。在各次的測(cè)定中，使用了粉末樣品3mg。熱量計(jì)使用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(銦和錫)進(jìn)行了溫度校正。
(相位差變化率)將薄膜樣品投入被設(shè)定為80℃的干燥機(jī)中，測(cè)定了10小時(shí)后的相位差。根據(jù)試驗(yàn)前測(cè)定好的相位差、80℃10小時(shí)處理后的相位差，求得了相位差的變化率。
(面內(nèi)相位差的測(cè)定)使用王子計(jì)測(cè)機(jī)器(株)制、「KOBRA21-ADH」測(cè)定。
(厚度的測(cè)定)使用千分尺(MITUTOYO制)測(cè)定。
(吸水率的測(cè)定)基于JIS K 7209「塑料的吸水率及沸騰吸水率試驗(yàn)方法」測(cè)定。進(jìn)行測(cè)定的樣品為50mm×50mm，厚度為40～100μm。
(偏振光IR的測(cè)定)在FT/IR-230(日本分光制)上作為IR偏振鏡附裝PL-82，在室溫下測(cè)定。
制造例1將在105℃下干燥了2小時(shí)的聚合度1800的PVA(日本合成化學(xué)，NH-18)5.0g溶解于DMSO 95ml中。向其中添加間三甲基苯甲醛3.78g、丙醛1.81g及p-甲苯磺酸·1水合物1.77g，在40℃下攪拌了4小時(shí)。在溶解了碳酸鈉2.35g的水/甲醇＝2/1溶液中進(jìn)行了再沉淀。將過(guò)濾而得的聚合物溶解于THF中，在二乙基醚中再沉淀。在過(guò)濾干燥后，得到了7.89g白色聚合物。將所得的聚合物在所述測(cè)定條件下測(cè)定后，乙烯基間三甲基苯甲醛、乙烯基丙醛、乙烯基醇的各部位的比為22∶46∶32，得到了以式(IX)表示的結(jié)構(gòu)的新型聚合物。另外，該聚合物的玻璃化溫度為102℃。
實(shí)施例1將制造例1中得到的聚合物溶解于DMF中，使用敷貼器制膜。將干燥而得的薄膜使用延伸機(jī)在110℃下進(jìn)行1.8倍延伸，得到了膜厚85μm的單軸延伸薄膜。所得的延伸薄膜的相位差為Re(450)＝116.4nm，Re(550)＝138.1nm，Re(650)＝147.6nm，形成反波長(zhǎng)分散。另外，在試驗(yàn)了耐熱性后，相位差變化率在1％以下。另外，所得的薄膜的吸水率為5％。
制造例2除了使用了間三甲基苯甲醛2.10g、丙醛2.47g以外，與制造例1相同地進(jìn)行。提純后，得到了6.48g的白色聚合物。該聚合物的乙烯基間三甲基苯甲醛、乙烯基丙醛、乙烯基醇的各部位的比為18∶52∶30。該聚合物的玻璃化溫度為97℃。
實(shí)施例2將制造例2中得到的聚合物溶解于DMF中，使用敷貼器制膜。將干燥而得的薄膜使用延伸機(jī)在110℃下進(jìn)行2倍延伸，得到了膜厚78μm的單軸延伸薄膜。所得的延伸薄膜的相位差為Re(450)＝263.9nm，Re(550)＝276.8nm，Re(650)＝280.6nm，形成反波長(zhǎng)分散。另外；在試驗(yàn)了耐熱性后，相位差變化率在1％以下。另外，所得的薄膜的吸水率為5％。
另外，進(jìn)行了所得的延伸薄膜的偏振光IR測(cè)定。將繪制了偏振光的振動(dòng)方向與進(jìn)相軸所成的角度和對(duì)應(yīng)于芳香族的C＝C伸縮振動(dòng)的1465cm-1的吸收峰強(qiáng)度的關(guān)系的結(jié)果表示于圖1中。發(fā)現(xiàn)由于在進(jìn)相軸與偏振光所成的角度為0°、180°時(shí)吸收大，在90°、270°時(shí)小，因此芳香環(huán)與包括主鏈的平面正交地取向。
制造例3除了使用了間三甲基苯甲醛3.03g、取代丙醛的1，1-二乙氧基乙烷4.30g以外，與制造例1相同地進(jìn)行。提純后，得到了7.24g的白色聚合物。該聚合物的乙烯基間三甲基苯甲醛、乙烯基乙醛、乙烯基醇的各部位的比為18∶47∶35，得到了以式(X)表示的結(jié)構(gòu)的新型聚合物。該聚合物的玻璃化溫度為120℃。
實(shí)施例3將制造例3中得到的聚合物溶解于DMF中，使用敷貼器制膜。將干燥而得的薄膜使用延伸機(jī)在155℃下進(jìn)行2倍延伸，得到了膜厚110μm的單軸延伸薄膜。所得的延伸薄膜的相位差為Re(450)＝246.7nm，Re(550)＝274.1nm，Re(650)＝283.7nm，形成反波長(zhǎng)分散。另外，在試驗(yàn)了耐熱性后，相位差變化率在1％以下。另外，所得的薄膜的吸水率為8％。
制造例4將與制造例1相同的PVA 8.8g溶解于DMSO500ml中。向其中添加間三甲基苯甲醛3.0g、環(huán)己烷甲醛9.0g及p-甲苯磺酸·1水合物3.1g，在40℃下攪拌了4小時(shí)。添加1N的氫氧化鈉水溶液而停止反應(yīng)，在水中進(jìn)行了再沉淀。將過(guò)濾而得的聚合物溶解于DMF中，在二乙基醚中進(jìn)行了再沉淀。在過(guò)濾干燥后，得到了白色聚合物。利用1H-NMR確認(rèn)，間三甲基苯甲醛、環(huán)己烷甲醛被以醛的形式導(dǎo)入PVA。在將所得的聚合物在所述測(cè)定條件下測(cè)定后，乙烯基間三甲基苯甲醛、乙烯基環(huán)己烷甲醛、乙烯基醇的各部位的比為10∶39∶51，得到了以式(XI)表示的結(jié)構(gòu)的新型聚合物。該聚合物的玻璃化溫度為107℃。
實(shí)施例4將制造例4中得到的聚合物溶解于DMF中，使用敷貼器制膜。將干燥而得的薄膜使用延伸機(jī)在150℃下進(jìn)行1.5倍延伸，得到了單軸延伸薄膜。測(cè)定了所得的延伸薄膜的相位差，為Re(450)/Re(550)＝0.934，Re(650)/Re(550)＝1.032，形成反波長(zhǎng)分散。
比較例1除了在制造例1中取代間三甲基苯甲醛而使用了苯甲醛2.71g以外，同樣地進(jìn)行了反應(yīng)。提純后，得到了6.02g的白色聚合物。
將所得的聚合物與實(shí)施例1相同地制膜、延伸，研究了其波長(zhǎng)分散特性，Re(450)＝140.5nm，Re(550)＝140.1nm，Re(650)＝139.5nm，Re(450)/Re(550)＝1.003，Re(650)/Re(550)＝0.996，未顯示反波長(zhǎng)分散特性。
權(quán)利要求
1.一種相位差板，其特征是，包括使顯示雙折射性的鏈狀聚合物取向后的單層薄膜，所述聚合物作為側(cè)鏈(a)具有以下述通式(I)表示的基團(tuán)， 式(I)通式(I)中，2個(gè)氧原子分別與構(gòu)成主鏈的原子鍵合，R1、R2各自獨(dú)立，表示氫原子、碳數(shù)1～8的烷基或芳香族基團(tuán)，其中，R1及R2的至少任意一方為芳香族基團(tuán)，R1或/和R2的芳香族基團(tuán)的平面結(jié)構(gòu)沿與連結(jié)所述2個(gè)氧原子的假想線大致正交的方向配置。
2.一種相位差板，其特征是，包括使顯示雙折射性的鏈狀聚合物取向后的單層薄膜，所述聚合物作為側(cè)鏈(a)具有以下述通式(II)或通式(III)表示的基團(tuán)中的至少任意一方， 式(II)通式(II)中，2個(gè)氧原子分別與構(gòu)成主鏈的原子鍵合，R3表示氫原子或碳數(shù)1～8的烷基，R4及R8各自獨(dú)立，表示氫原子、碳數(shù)1～4的直鏈狀或分支狀的烷基、碳數(shù)1～4的直鏈狀或分支狀的烷氧基、碳數(shù)1～4的直鏈狀或分支狀的硫代烷氧基、鹵素、硝基、氨基、羥基或硫醇基，其中，R4及R8不同時(shí)為氫原子，R5、R6及R7各自獨(dú)立，表示氫原子或取代基； 式(III)通式(III)中，2個(gè)氧原子分別與構(gòu)成主鏈的原子鍵合，R3表示氫原子或碳數(shù)1～8的烷基，A表示可以具有取代基的萘基、可以具有取代基的蒽基或可以具有取代基的菲基，構(gòu)成萘基、蒽基或菲基的碳原子中的1個(gè)以上的碳原子也可以被氮原子取代。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1或2所述的相位差板，其中，所述聚合物具有以在主鏈的構(gòu)成原子上鍵合了所述側(cè)鏈(a)的結(jié)構(gòu)作為一個(gè)構(gòu)成單元、該構(gòu)成單元被相鄰地排列的部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1或2所述的相位差板，其中，至少波長(zhǎng)450～650nm中的面內(nèi)相位差越是在短波長(zhǎng)側(cè)就越小，越是在長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)就越大。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1或2所述的相位差板，其中，所述側(cè)鏈(a)為側(cè)鏈全量的1～50摩爾％。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1或2所述的相位差板，其中，所述聚合物除了側(cè)鏈(a)以外，作為側(cè)鏈(b)還具有羥基。
7.根據(jù)權(quán)利要求
6所述的相位差板，其中，所述聚合物除了側(cè)鏈(a)及(b)以外，作為側(cè)鏈(c)還具有以下述通式(IV)表示的基團(tuán)， 式(IV)通式(Ⅳ)中，R9表示氫原子或直鏈狀、分支狀或者環(huán)狀的烷基，烷基的碳原子也可以被不鄰接的氧原子取代。
8.根據(jù)權(quán)利要求
7所述的相位差板，其中，所述側(cè)鏈(a)為側(cè)鏈全量的1～50摩爾％，所述側(cè)鏈(b)為側(cè)鏈全量的5～95摩爾％，所述側(cè)鏈(c)為側(cè)鏈全量的1～90摩爾％。
9.一種相位差板，其特征是，包括使顯示雙折射性的鏈狀聚合物取向后的單層薄膜，所述聚合物作為重復(fù)單元(A)具有以下述通式(V)或通式(VI)表示的結(jié)構(gòu)中的至少任一種， 式(V)通式(V)中，R3表示氫原子或碳數(shù)1～8的烷基，R4及R8各自獨(dú)立，表示氫原子、碳數(shù)1～4的直鏈狀或分支狀的烷基、碳數(shù)1～4的直鏈狀或分支狀的烷氧基、碳數(shù)1～4的直鏈狀或分支狀的硫代烷氧基、鹵素、硝基、氨基、羥基或硫醇基，其中，R4及R8不同時(shí)為氫原子，R5、R6及R7各自獨(dú)立，表示氫原子或取代基； 式(VI)通式(VI)中，R3表示氫原子或碳數(shù)1～8的烷基，A表示可以具有取代基的萘基、可以具有取代基的蒽基或可以具有取代基的菲基，構(gòu)成萘基、蒽基或菲基的碳原子中的1個(gè)以上的碳原子也可以被氮原子取代。
10.根據(jù)權(quán)利要求
9所述的相位差板，其中，所述聚合物中的重復(fù)單元(A)是通過(guò)將聚乙烯醇的羥基用芳香族醛縮醛化而得到的單元。
11.根據(jù)權(quán)利要求
9所述的相位差板，其中，所述聚合物除了所述重復(fù)單元(A)以外，還具有以下述通式(VII)表示的重復(fù)單元(B)， 式(VII)重復(fù)單元(A)及(B)的排列可以是嵌段狀或無(wú)規(guī)狀。
12.根據(jù)權(quán)利要求
11所述的相位差板，其中，所述聚合物除了所述重復(fù)單元(A)及(B)以外，還具有以下述通式(VIII)表示的重復(fù)單元(C)， 式(VIII)通式(VIII)中，R9表示氫原子或碳數(shù)1～12的直鏈狀、分支狀或者環(huán)狀的烷基，烷基的碳原子也可以被不鄰接的氧原子取代，重復(fù)單元(A)～(C)的排列可以是嵌段狀或無(wú)規(guī)狀。
13.一種相位差板，其特征是，包括使顯示雙折射性的鏈狀聚合物取向后的單層薄膜，所述聚合物具有下述通式(IX)的結(jié)構(gòu)， 式(IX)通式(IX)中，1表示5～30摩爾％，m表示20～80摩爾％，n表示1～70摩爾％。
14.一種相位差板，其特征是，包括使顯示雙折射性的鏈狀聚合物取向后的單層薄膜，所述聚合物具有下述通式(X)的結(jié)構(gòu)， 式(X)通式(X)中，1表示5～30摩爾％，m表示20～80摩爾％，n表示1～70摩爾％。
15.一種聚合物，其中，具有以下述通式(V’)表示的重復(fù)單元， 式(V′)通式(V’)中，R3表示氫原子或碳數(shù)1～8的烷基，R4及R8各自獨(dú)立，表示碳數(shù)1～4的直鏈狀或分支狀的烷基、碳數(shù)1～4的直鏈狀或分支狀的烷氧基、碳數(shù)1～4的直鏈狀或分支狀的硫代烷氧基、鹵素、硝基、氨基、羥基或硫醇基，R5、R6及R7各自獨(dú)立，表示氫原子或取代基。
16.根據(jù)權(quán)利要求
15所述的聚合物，其中，還具有以下述通式(VIII)表示的重復(fù)單元， 式(VIII)通式(VIII)中，R9表示氫原子或碳數(shù)1～12的直鏈狀、分支狀或者環(huán)狀的烷基，烷基的碳原子也可以被不鄰接的氧原子取代，重復(fù)單元的排列可以是嵌段狀或無(wú)規(guī)狀。
17.根據(jù)權(quán)利要求
15所述的聚合物，其中，所述通式(V’)的R4及R8為碳數(shù)1～4的直鏈狀或分支狀的烷基或氯原子。
18.根據(jù)權(quán)利要求
15所述的聚合物，其中，所述通式(V’)的R3、R5及R7都為氫原子，R4及R8都為甲基。
19.一種以下述通式(IX)表示的聚合物， 式(IX)通式(IX)中，1表示5～30摩爾％，m表示20～80摩爾％，n表示1～70摩爾％。
20.一種以下述通式(X)表示的聚合物， 式(X)通式(X)中，1表示5～30摩爾％，m表示20～80摩爾％，n表示1～70摩爾％。
21.一種以下述通式(XI)表示的聚合物， 式(XI)通式(XI)中，1表示5～30摩爾％，m表示20～80摩爾％，n表示1～70摩爾％。
22.一種以下述通式(XII)表示的聚合物， 式(XII)通式(XII)中，1表示5～30摩爾％，m表示20～60摩爾％，n表示20～60摩爾％，o表示1～55摩爾％。
23.一種光學(xué)薄膜，其中，層疊有權(quán)利要求
1、2、9、13和14中任一項(xiàng)所述的相位差板。
24.一種圖像顯示裝置，其中，具有權(quán)利要求
1、2、9、13和14中任一項(xiàng)所述的相位差板。
25.一種圖像顯示裝置，其中，具有權(quán)利要求
23所述的光學(xué)薄膜。
專利摘要
本發(fā)明提供一種相位差板，其包括使顯示雙折射性的鏈狀聚合物取向后的單層薄膜，聚合物作為重復(fù)單元具有以下述通式(V)表示的結(jié)構(gòu)。通式(V)中，R
文檔編號(hào)C08F16/38GK1997919SQ200580017482
公開(kāi)日2007年7月11日 申請(qǐng)日期2005年6月3日
發(fā)明者大森裕, 坂本亨枝, 中野秀作, 小西貴久, 梅本清司 申請(qǐng)人:日東電工株式會(huì)社導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan