光学膜、使用该光学膜的偏振片及液晶显示装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种光学膜、使用该光学膜的偏振片及液晶显示装置。
【背景技术】
[0002] 纤维素酰化物膜等光学膜作为液晶显示装置的光学构件，例如作为光学补偿膜的 支撑体、偏振片的保护膜等而利用于各种液晶显示装置。
[0003] 液晶显示装置除了如TV用途等在室内使用以外，例如以便携式器件等为中心，在 室外使用的机会逐渐增加。因此，要求开发出比以往更能经得起高温高湿下的使用的液晶 显示装置。
[0004] 而且，对于液晶显示装置，在各种各样的用途中也经得起苛刻使用条件的要求高 涨，逐年要求比以往更高水平的耐久性。
[0005] 使用纤维素酰化物膜的光学膜中，已知有为了性能的进一步提高以及解决作为光 学膜的特性和制造中的各种问题点，使特定的化合物含于薄膜中。
[0006] 例如，溶液制膜方法中，提出了以使纤维素酰化物溶液凝胶化为目的的具有特定 结构的凝胶化剂（参考专利文献1)、以提高因高温下的各种湿度条件（高湿、低湿）而劣化 的起偏器的耐久性为目的的、显示出特定的酸解离常数的有机酸（参考专利文献2)、以及 以抑制因湿度而变化的光学特性的变动为目的的、5位具有特定取代基的巴比土酸（参考 专利文献3)等。
[0007] 现有技术文献
[0008] 专利文献
[0009] 专利文献1 :日本专利公开2002-322294号公报
[0010] 专利文献2 :日本专利公开2011-118135号公报
[0011] 专利文献3 :日本专利公开2011-126968号公报
【发明内容】
[0012] 发明要解决的技术课题
[0013] 如上所述，即使在高温下且在高湿/低湿的苛刻使用环境下，本发明也会使光学 膜具备充分的耐久性。尤其，对其性能的要求水平因随着近年来显示器薄型化的光学膜的 薄层化而逐年增高。
[0014] 并且，本发明人等进行了深入研究，结果得知，当将以往以提高光学膜的功能为目 的而含于薄膜中的化合物使用于薄层化的光学膜时，会对其他性能带来影响。例如，可以举 出由增塑剂引起的硬度下降。并且，本发明人明确如下：在薄层化的光学膜中，从加工性的 观点考虑，不仅需要实施硬涂层等而设为多层结构，而且还需要使光学膜本身具有适当的 硬度。然而，当提高硬度时，将光学膜设为多层结构时的各层间的粘附性，尤其是与硬涂层 的粘附性下降，因此会发生同时实现两者的难度较高的问题。
[0015] 因而，本发明的课题在于提供一种要求水平增高的耐久性，尤其是高温且高湿/ 低湿条件下的耐久性、硬度及粘附性均得到提高的光学膜、使用该光学膜来维持光学特性 且包括显示不均在内的耐久性得到改善的偏振片及液晶显示装置。
[0016] 用于解决技术课题的手段
[0017] 本发明人等从上述课题的耐久性、硬度及粘附性的观点考虑，对于各种化合物，例 如增塑剂、固化剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂、延迟调整剂、有机酸等以往作为添加剂而周知 的化合物，包括其结构、物性在内进行了研究，结果在巴比土酸骨架的化合物中发现了其可 能性。对已经以其他目的提出的巴比土酸化合物进行了研究，但无法达到能够解决上述所 有课题的化合物。
[0018] 因此，再次将巴比土酸的取代基和上述3种观点按每一种观点进行评价，并将它 们的关系作为一个图来重合，结果在特定范围发现均满足任何一个性能的区域。以此为基 础，进行了重新合成化合物并确认的工作，以至于完成本发明。
[0019] 即，上述课题通过以下方法得以实现。
[0020] < 1 >一种光学膜，其含有纤维素酰化物及至少1种以下述通式⑴表示的化合 物。
[0021] [化 1]
[0022]通式（I)
[0023]
[0024] 通式（I)中，R1及R3分别独立地表示氢原子、碳数1~20的烷基、碳数3~20的 环烷基、碳数2~20的链烯基或碳数6~20的芳香族基。R 5表示氢原子、碳数1~20的 未取代烷基、碳数3~20的环烷基、碳数2~20的链烯基或以下述式（1)表示的芳烷基。 其中，R 1、R3及R5中所存在的环结构合计为1个或2个。
[0025] 式（I) :*-L5_Ar5
[0026] 式⑴中，L5表示碳数1~20的亚烷基。Ar 5表示碳数6~20的芳香族基。*为 连接于通式（I)的环结构上的位置。
[0027] < 2 >根据< 1 >所述的光学膜，其中，通式⑴中的R5为碳数1~20的未取代 烷基、碳数3~20的环烷基或以式（1)表不的芳烷基。
[0028] < 3 >根据< 1 >或< 2 >所述的光学膜，其中，通式⑴中的R5为以式⑴表 不的芳烷基。
[0029] <4 >根据< 1 >至< 3 >中任一项所述的光学膜，其中，式⑴中的L5为以下 述式（1-2)表示的基团。
[0030] 式（1-2) :-[C(R51) (R52)]n-
[0031] 式（1-2)中，R51及R52分别独立地表示氢原子、碳数1~19的烷基、碳数3~19 的环烷基、碳数2~19的链烯基或碳数6~19的芳香族基。η表示1~20的整数。
[0032] < 5 >根据< 1 >至< 4 >中任一项所述的光学膜，其中，式⑴中的L5为通过 取代或未取代的亚甲基或亚乙基而与Ar5连接的亚烷基。
[0033] < 6 >根据< 1 >至< 5 >中任一项所述的光学膜，其中，式⑴中的Ar5为未取 代或由哈密特取代基常数σ p为负的取代基取代的碳数6~20的芳香族基。
[0034] < 7 >根据< 1 >至< 6 >中任一项所述的光学膜，其中，通式⑴中的R3及R5 分别具有1个芳香环结构。
[0035] < 8 >根据< 1 >至< 7 >中任一项所述的光学膜，其中，通式⑴中的R5的哈 密特取代基常数σρ及均为负。
[0036] < 9 >根据< 1 >至< 8 >中任一项所述的光学膜，其中，纤维素酰化物的总酰基 取代度A满足下述式。
[0037] I. 5 ^ A ^ 3. 0
[0038] < 10 >根据< 1 >至< 9 >中任一项所述的光学膜，其中，纤维素酰化物是其酰 基为乙酰基且总乙酰基取代度B满足下述式的纤维素酰化物。
[0039] 2. 0 ^ B ^ 3. 0
[0040] < 11 >根据< 1 >至< 10 >中任一项所述的光学膜，其中，光学膜由至少2层构 成，在包含纤维素酰化物及至少1种以通式（I)表示的化合物的层上还具有硬涂层。
[0041] < 12 >-种偏振片，其具有起偏器且在起偏器的至少一面具有< 1 >至< 11 > 中任一项所述的光学膜。
[0042] < 13〉一种液晶显不装置，其至少具有< 12〉所述的偏振片和液晶单兀。
[0043] < 14〉根据< 13〉所述的液晶显不装置，其中，在液晶单兀的两侧具有偏振片， 偏振片中的至少一个为< 12 >所述的偏振片。
[0044] < 15 >根据< 13 >或< 14 >所述的液晶显示装置，其中，在配置于辨识侧的偏 振片的辨识侧表面具有硬涂层。
[0045] 本说明书中，使用"~"表示的数值范围是指将其前后所记载的数值作为下限值及 上限值而包含的范围。
[0046] 在此，本说明书中，只要没有特别断定，则可具有取代基的基团（例如，具有烷基 部位、芳基部位、杂环部位的基团）可以具有取代基。例如，烷基为可具有取代基的烷基，芳 基或芳香族基为可具有取代基的芳基或芳香族基。
[0047] 并且，当在相同的原子上具有至少2个取代基时，相邻的键合原子分别具有取代 基时，这些取代基可相互键合而形成环。
[0048] 另外，当存在多个相同符号的基团时、或者通过多个重复而结果存在多个相同符 号的基团时，它们可相互相同或不同。
[0049] 本说明书中，当同时或择一地规定多个取代基和连接基团（以下称为取代基等） 时，各个取代基等可相互相同或不同。
[0050] 发明效果
[0051] 本发明的光学膜的要求水平增高的耐久性，尤其是高温下的高湿/低湿条件下的 耐久性、硬度及粘附性同时得到了提高，与现有的光学膜相比，发挥更高的性能。并且，将本 发明的光学膜作为偏振片中的起偏器的保护膜而使用的偏振片及液晶显示装置的光学特 性和包括显示不均在内的耐久性得到了改善。
[0052] 适当参考附图并根据下述记载，可更加明确本发明的上述及其他特征及优点。
【附图说明】
[0053] 图1是示意地表示本发明的液晶显示装置的内部结构的一例。
[0054] 图2是示意地表示本发明的另一液晶显示装置的内部结构的分解立体图。
【具体实施方式】
[0055] 以下，举出实施方式对本发明进行详细说明。
[0056] [光学膜]
[0057] 本发明的光学膜由含有纤维素酰化物及至少1种以通式（I)表示的化合物的至少 1层纤维素酰化物膜构成。并且，纤维素酰化物膜可以由多个层构成，以通式（I)表示的化 合物可含于任意一个层，也可含于所有的层。另外，光学膜的多个层中，关于厚度最厚的层 即基层，例如厚度最厚的层的两面由保护功能的纤维素酰化物膜层叠时，在作为其中心的 层的基层中包含以通式（I)表示的化合物是有效的。
[0058] 在此，纤维素酰化物膜或层是指在构成薄膜或层的树脂成分中含有50质量％以 上的纤维素酰化物的薄膜或层，树脂成分中的纤维素酰化物的含量优选为60质量％以上， 更优选为80质量％以上，进一步优选为90质量％以上，尤其优选为95质量％以上。另外， 纤维素酰化物的含量的上限并没有特别限制，实际上为100质量％。
[0059] 另一方面，本发明的光学膜中除了如上所述的纤维素酰化物膜以外，还可以与作 为树脂成分不含纤维素酰化物或即使含有也小于树脂成分整体的50质量％的层一同形成 多层结构。作为这种层，可以举出特定功能特化的功能层，例如可以举出硬涂层等。
[0060] 除硬涂层以外，例如还可以举出防眩层、透明硬涂层、防反射层、抗静电层、防污 层、散光层等。这些功能层可以以一层兼备多个功能，但在本发明中，设置于硬涂层上是优 选的形态。
[0061] 本发明的光学膜在偏振片保护膜、配置于图像显示面上的表面保护膜等各种用途 中有用。尤其，本发明的光学膜的硬度较高，由纤维素酰化物膜和纤维素酰化物以外的层 (优选为硬涂层）构成时的层间的粘附性优异，并且即使在经时保存时该粘附性也是小幅 下降，且耐久性优异，因此适合作为偏振片保护膜而使用。
[0062] < <纤维素酰化物膜> >
[0063] 本发明中，如上所述，纤维素酰化物膜由在树脂构成成分中所占的纤维素酰化物 的比例为50质量％以上的薄膜构成，因此是本发明中的狭义的光学膜。
[0064] 如上所述，纤维素酰化物膜可以是单层，也可以是2层以上的层叠体。当纤维素酰 化物膜为2层以上的层叠体时，优选为2层结构或3层结构，更优选为3层结构。当为3层 结构时，优选具有1层芯层（即，最厚的层，以下还称为基层）和夹住该芯层的表皮层A及表 皮层B。即，优选本发明的纤维素酰化物膜为表皮层B/芯层/表皮层A的3层结构。表皮 层A为通过溶液制膜制造纤维素酰化物膜时与后述的金属支撑体接触的层，表皮层B为与 该金属支撑体相反侧的空气界面的层。另外，还将表皮层A和表皮层B统称为表皮层（或 表层）。
[0065] 本发明中，纤维素酰化物膜含有纤维素酰化物和至少1种以下述通式（I)表示的 化合物。
[0066] < 1以通式⑴表不的化合物>
[0067] [化 2]
[0068]通式（I)
[0069]
[0070] 通式（I)中，R1及R3分别独立地表示氢原子、碳数1~20的烷基、碳数3~20的 环烷基、碳数2~20的链烯基或碳数6~20的芳香族基。
[0071] R5表示氢原子、碳数1~20的未取代烷基、碳数3~20的环烷基、碳数2~20的 链烯基或以下述式（1)表示的芳烷基。其中，R 1A3及R5中所存在的环结构合计为1个或2 个。
[0072] 式（I) :*-L5_Ar5
[0073] 式⑴中，L5表示碳数1~20的亚烷基。Ar 5表示碳数6~20的芳香族基。*为 连接于通式（I)的环结构上的位置。
[0074] 以通式（I)表示的化合物存在于纤维素酰化物的主链附近而使自由体积下降，并 且通过与纤维素酰化物的氢键，进而使通过该氢键相互作用而靠近的巴比土酸化合物的环 结构部分嵌入由相邻的聚合物分子的β-葡萄糖形成的空间而填补自由空间等，从而有助 于硬度的提高或维持。
[0075] 并且，通过在纤维素酰化物膜中含有以通式（I)表示的化合物，提高设置有本发 明的光学膜的起偏器的耐久性，进而有助于提供不易产生显示不均的液晶显示装置。
[0076] 另外，以通式（I)表示的化合物大大有助于经长期发挥容易因光照射等而劣化的 纤维素酰化物膜与硬涂层的较高的粘附性。
[0077] 通式⑴中的R1及R 3的烷基的碳数优选为1~10,更优选为1~5,进一步优选 为1~3, R1及R 3的烷基尤其优选为甲基或乙基。
[0078] R1及R3的环烷基的碳数优选为3~10,更优选为5或6。作为环烷基，例如可以 举出环丙基、环戊基、环己基，尤其优选为环己基。
[0079] R1及R3的链烯基的碳数优选为2~10,更优选为2~5。
[0080] R1及R3的芳香族基的碳数优选为6~12,更优选为6~10。
[0081] R1及R3的芳香族基可以是芳香族烃基，也可以是芳香族杂环基，但优选为芳香族 烃基。作为芳香族烃基，优选为苯基、萘基，更优选为苯基。
[0082] 更优选R1及R 3分别独立地为氢原子、碳数1~20的烷基、碳数3~20的环烷基 或碳数6~20的芳香族基，进一步优选R 1及R 3中的任意一个为碳数1~20的烷基、碳数 3~20的环烷基或碳数6~20的芳香族烃基，最优选R 1及R3中的任意一个为碳数6~20 的芳香族烃基。
[0083] 在此，R1及R3中的各基团可具有下述取代基S。
[0084] 其中，关于取代基S中的优选的碳数上限"20"，满足R1及R3中规定的总碳数的值 成为上限。
[0085] 例如，当为碳数1~20的烷基时，对该烷基进行取代的取代基S的优选的碳数上 限"20"替换为" 19"，当为碳数3~20的环烷基时，所记载的上限"20"替换为" 17"，当为 碳数2~20的链烯基时，所记载的上限"20"替换为" 18"，当为碳数6~20的芳香族基时， 所记载的上限"20"替换为" 14"。
[0086] 另外，在R1、R3以外的情况下，当总碳数已被规定时，也与上述相同。
[0087] 〔取代基S〕
[0088] 作为取代基S，可以举出烷基（优选碳数为1~20,例如甲基、乙基、异丙基、叔丁 基、戊基、庚基、1-乙基戊基、2-乙基己基、苄基、2-乙氧基乙基、1-羧基甲基等）、链烯基 (优选碳数为2~20,例如乙烯基、烯丙基、油烯基等）、炔基（优选碳数为2~20,例如乙炔 基、2- 丁炔基、苯基乙炔基等）、环烷基（优选碳数为3~20，例如环丙基、环戊基、环己基、 4-甲基环己基等）、芳基（优选碳数为6~20,例如苯基、1-萘基、4-甲氧基苯基、2-氯苯 基、3-甲基苯基等）、杂环基（优选碳数为0~20的杂环基，优选环构成杂原子为氧原子、 氮原子、硫原子，可利用5或6元环且可利用苯环或杂环进行缩环，该环可以是饱和环、不饱 和环、芳香环，例如2-吡啶基、4-吡啶基、2-咪唑基、2-苯并咪唑基、2-噻唑基、2-噁唑基 等）、烷氧基（优选碳数为1~20,例如甲氧基、乙氧基、异丙氧基、节氧基等）、芳氧基（优 选碳数为6~20,例如苯氧基、1-萘氧基、3-甲基苯氧基、4-甲氧基苯氧基等）
[0089] 烧硫基（优选碳数为1~20,例如甲硫基、乙硫基、异丙硫基、节硫基等）、芳硫基 (优选碳数为6~20,例如苯硫基、1-萘硫基、3-甲基苯硫基、4-甲氧基苯硫基等）、酰基 (包含烷基羰基、链烯基羰基、芳基羰基、杂环羰基，碳数优选为20以下，例如乙酰基、新戊 酰基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、苯甲酰基、烟酰基等）、烷氧基羰基（优选碳数为2~20,例 如乙氧基幾基、2 -乙基己氧基幾基等）、芳氧基幾基（优选碳数为7~20,例如苯氧基幾基、 奈氧基幾基等）、氣基（包含氣基、烷基氣基、芳基氣基、杂环氣基，优选碳数为〇~20,例如 氨基、N，N-二甲基氨基、N，N-二乙基氨基、N-乙基氨基、苯胺基、1-吡咯烷基、哌啶基、吗啉 基等）、烷基或芳基的磺酰胺基（优选碳数为〇~20,例如N，N-二甲基磺酰胺基、N-苯基磺 酰胺基等）、烷基或芳基的氨磺酰基（优选碳数为〇~20,例如N，N-二甲基氨磺酰基、N-苯 基氨磺酰基等）、酰氧基（优选碳数为1~20,例如乙酰氧基、苯甲酰氧基等）、烷基或芳基 的氨基甲酰基（优选碳数为1~20，例如N，N-二甲基氨基甲酰基、N-苯基氨基甲酰基等）、 酰基氨基（优选碳数为1~20,例如乙酰氨基、丙烯酰氨基、苯甲酰氨基、烟酰胺基等）、氰 基、羟基、巯基或卤原子（例如氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等）。
[0090] R1及R3可具有的取代基S可进一步具有相同或不同的取代基S。
[0091 ] R1及R3的各基团可具有的取代基S优选为烷基、芳基、烷氧基、醜基、齒原子，进一 步优选为烷基、芳基、烷氧基、醜基。
[0092] R5中的碳数3~20的环烷基及碳数2~20的链烯基的含义分别与R 1及R3中的 环烷基及链烯基相同，且优选范围也相同。
[0093] R5中的碳数1~20的未取代烷基除了不具有取代基的情况以外，其含义与R1及 R3中的烷基相同，碳数优选为1~10,更优选为1~5,进一步优选为1~4。
[0094] 以下，对R5以上述式（1)表示的芳烷基进行说明。
[0095] 以式（1)表示的芳烷基的总碳数优选为21以下，更优选为7~20。
[0096] 式（1)的L5中的亚烷基的碳数优选为1~10,更优选为1~6,进一步优选为1或 2,尤其优选为1。
[0097] 在此，L5可具有取代基。作为该取代基，可以举出取代基S。L5的亚烷基可取代的 取代基优选为烷基、环烷基、链烯基或芳香族基。另外，L 5的亚烷基可取代的取代基可进一 步具有取代基例如取代基S。作为这种取代基，例如可以举出1个以上的烷基羰基所取代的 烷基（例如，参考后面例示的化合物（18)及（19))、苯甲酰基所取代的烷基，具体可以举出 苯甲酰甲基（苯甲酰基甲基）（参考后面例示的化合物（23))。
[0098] L5优选为以下述式（1-2)表示的基团。
[0099] 式（1-2) :-[C(R51) (R52)]n-
[0100] 式（1-2)中，R51及R52分别独立地表示氢原子、碳数1~19的烷基、碳数3~19