光学各向异性膜、圆偏振片、显示装置的制作方法

1.本发明涉及一种光学各向异性膜、圆偏振片及显示装置。


背景技术：

2.具有折射率各向异性的相位差膜(光学各向异性膜)被适用于显示装置的防反射膜及液晶显示装置的光学补偿膜等各种用途中。
3.例如，在专利文献1中提出了使用显示溶致液晶性的组合物形成的双轴性光学各向异性膜。这里，双轴性是指光学各向异性膜的慢轴方向的折射率nx、快轴方向的折射率ny及厚度方向的折射率nz满足nx＞nz＞ny的关系。
4.以往技术文献
5.专利文献
6.专利文献1：日本特表2012-500316号公报


技术实现要素：

7.发明要解决的技术课题
8.另一方面，近年来，对光学各向异性膜要求显示反向波长分散性。
9.本发明人对专利文献1中记载的双轴性光学各向异性膜的特性进行了研究，结果未显示反向波长分散性，需要进一步改良。
10.鉴于上述实际情况，本发明的课题在于提供一种显示反向波长分散性且nz系数表示约0.50(0.40～0.60)的光学各向异性膜。
11.并且，本发明的课题还在于提供一种圆偏振片及显示装置。
12.用于解决技术课题的手段
13.本发明人等对现有技术的问题点进行深入研究的结果，发现通过以下结构能够解决上述课题。
14.(1)一种光学各向异性膜，其使用含有非着色性的棒状化合物和非着色性的板状化合物的溶致液晶性组合物形成，其中，
15.在改变直线偏振光方位进行从光学各向异性膜的法线方向照射直线偏振光而得到紫外可见吸收光谱的测量时，将棒状化合物在波长230～400nm范围内的极大吸收波长下的吸光度最高的方向设为第1方向，将板状化合物在波长230～400nm范围内的极大吸收波长下的吸光度最高的方向设为第2方向的情况下，第1方向与第2方向正交，
16.棒状化合物在波长230～400nm范围内的极大吸收波长小于板状化合物在波长230～400nm范围内的极大吸收波长，
17.板状化合物的由后述式(n)表示的nz
p
为负。
18.式(n)nz
p
＝(nx
p-nz
p
)/(nx
p-ny
p
)
19.(2)根据(1)所述的光学各向异性膜，其中，nz
p
为-0.45～-0.10。
20.(3)根据(1)或(2)所述的光学各向异性膜，其中，nz
p
为-0.30～-0.15。
21.(4)一种光学各向异性膜，其使用含有非着色性的棒状化合物和非着色性的板状化合物的溶致液晶性组合物形成，其中，
22.在改变直线偏振光方位进行从光学各向异性膜的法线方向照射直线偏振光而得到紫外可见吸收光谱的测量时，将棒状化合物在波长230～400nm范围内的极大吸收波长下的吸光度最高的方向设为第1方向，将板状化合物在波长230～400nm范围内的极大吸收波长下的吸光度最高的方向设为第2方向的情况下，第1方向与所述第2方向正交，
23.棒状化合物在波长230～400nm范围内的极大吸收波长小于板状化合物在波长230～400nm范围内的极大吸收波长，
24.板状化合物的由后述式(n1)表示的nz
p1
为负。
25.式(n1)nz
p1
＝(nx
p1-nz
p1
)/(nx
p1-ny
p1
)
26.(5)根据(4)所述的光学各向异性膜，其中，nz
p1
为-0.45～-0.10。
27.(6)根据(4)或(5)所述的光学各向异性膜，其中，nz
p1
为-0.30～-0.15。
28.(7)根据(1)至(6)中任一项所述的光学各向异性膜，其中，棒状化合物和板状化合物均为溶致液晶性化合物。
29.(8)根据(1)至(7)中任一项所述的光学各向异性膜，其中，棒状化合物和板状化合物具有亲水性基团。
30.(9)根据(1)至(8)中任一项所述的光学各向异性膜，其中，棒状化合物是具有由后述式(x)表示的重复单元的高分子。
31.(10)根据(1)至(9)中任一项所述的光学各向异性膜，其中，板状化合物是由后述式(y)表示的化合物。
32.(11)一种圆偏振片，其具有：
33.(1)至(10)中任一项所述的光学各向异性膜；以及
34.偏振器。
35.(12)根据(11)所述的圆偏振片，其中，光学各向异性膜的面内慢轴与偏振器的吸收轴所成的角在45
±5°
的范围内。
36.一种显示装置，其具有：
37.(11)或(12)所述的圆偏振片；以及
38.显示元件。
39.(14)根据(13)所述的显示装置，其中，显示元件是有机电致发光显示元件。
40.发明效果
41.根据本发明，可以提供一种显示反向波长分散性且nz系数表示约0.50(0.40～0.60)的光学各向异性膜。
42.并且，根据本发明，还可以提供圆偏振片及显示装置。
附图说明
43.图1是用于说明本发明的光学各向异性膜的结构的示意图。
44.图2是用于说明非着色性的棒状化合物和非着色性的板状化合物的光学特性的示意图。
45.图3是用于说明本发明的光学各向异性膜的光学特性的示意图。
46.图4是表示显示反向波长分散性的本发明的光学各向异性膜的异常光线折射率ne与正常光线折射率no的波长分散比较的图。
47.图5是用于说明从光学各向异性膜的法线方向照射直线偏振光而得到紫外可见吸收光谱时的方法的示意图。
具体实施方式
48.以下，对本发明进行详细说明。
49.另外，在本说明书中，用“～”表示的数值范围是指将“～”前后所记载的数值作为下限值和上限值而包含的范围。
50.并且，如果没有特别说明，慢轴和快轴则为波长550nm下的定义。即，只要没有特别说明，例如，慢轴方向是指波长550nm下的慢轴的方向。
51.在本发明中，re(λ)和rth(λ)分别表示波长λ下的面内延迟和厚度方向上的延迟。没有特别记载时，波长λ为550nm。
52.在本发明中，re(λ)和rth(λ)是在axoscan opmf-1(由opto science，inc.制造)中在波长λ下测量而得的值。通过axoscan输入平均折射率((nx ny nz)/3)和膜厚(d(μm))，计算
53.慢轴方向(
°
)
54.re(λ)＝r0(λ)
55.rth(λ)＝((nx ny)/2-nz)
×
d。
56.另外，r0(λ)显示为利用axoscan opmf-1计算的数值，表示re(λ)。
57.在本说明书中，关于折射率nx、ny及nz，使用阿贝折射仪(nar-4t，由atago co.，ltd.制造)，并使用钠灯(λ＝589nm)作为光源进行测量。并且，在测量波长依赖性的情况下，能够利用多波长阿贝折射仪dr-m2(由atago co.，ltd.制造)与干涉滤光器组合而进行测量。
58.并且，能够使用聚合物手册(john wiley&sons，inc)和各种光学膜目录的值。将主要光学膜的平均折射率的值例示于以下：纤维素酰化物(1.48)、环烯烃聚合物(1.52)、聚碳酸酯(1.59)、聚甲基丙烯酸甲酯(1.49)及聚苯乙烯(1.59)。
59.并且，在本说明书中，nz系数是由nz＝(nx-nz)/(nx-ny)给出的值。
60.计算光学各向异性膜的nz系数时的nx是光学各向异性膜的面内慢轴方向的折射率，计算光学各向异性膜的nz系数时的ny是光学各向异性膜的面内快轴方向的折射率，计算光学各向异性膜的nz系数时的nz是光学各向异性膜的厚度方向的折射率。
61.另外，计算nz系数时的nx、ny及nz是波长550nm下的各折射率。
62.另外，在本说明书中，“可见光线”是指波长400～700nm的光。并且，“紫外线”是指波长10nm以上且小于400nm的光。
63.并且，在本说明书中，关于角度的关系(例如，“正交”、“平行”等)，包括本发明所属技术领域中所允许的误差范围。例如，表示在严密的角度
±5°
的范围内等，与严密的角度的误差优选在
±3°
的范围内。
64.在本说明书中记载的2价基团(例如，-coo-)的键合方向没有特别限制，例如，在x-l-y中的l为-coo-的情况下，如果将与x侧键合的位置设为*1、将与y侧键合的位置设为*2，
则l可以是*1-o-co-*2，也可以是*1-co-o-*2。
65.在本发明的光学各向异性膜中，可以举出将后述的棒状化合物及板状化合物配置成显示规定的光学特性这一点。
66.用于形成光学各向异性膜的组合物是显示溶致液晶性的组合物，在形成光学各向异性膜时沿着规定的剪切方向形成取向状态。具体而言，如图1所示，在将组合物涂布在支撑体10上并沿着x轴方向剪切时，在支撑体10上作为主体发挥作用的棒状化合物12以其分子轴(棒状化合物12延伸的方向)沿着x轴方向的方式配置。并且，板状化合物14在其内部具有环结构，整体具有板状结构。因此，如图1所示，多个板状化合物14以板状结构的面彼此相对的方式(换言之，以化合物内部的环结构彼此相对的方式)配置。而且，板状化合物14彼此缔合而形成的柱状缔合物沿着缔合物的延伸方向为主体的棒状化合物12的分子轴配置。此时，如图1所示，板状化合物14配置成板状化合物14相对于支撑体10竖立。即，以板状化合物14的长轴方向沿着支撑体10的法线方向(z轴方向)的方式配置。
67.如后所述，在光学各向异性膜的面内，将棒状化合物在波长230～400nm范围内的极大吸收波长下的吸光度最高的方向设为第1方向，将板状化合物在波长230～400nm范围内的极大吸收波长下的吸光度最高的方向设为第2方向时，第1方向与第2方向正交。该光学特性显示了图1所示的棒状化合物12及板状化合物14的配置。更具体而言，在光学各向异性膜的面内，如图1所示，棒状化合物12的吸光度最高的方向为x轴方向，板状化合物14的吸光度最高的方向为y轴方向。因此，显示上述光学特性是源于如图1所示的棒状化合物12及板状化合物14的配置关系。
68.并且，后述的光学各向异性膜p的nz系数为负。该光学特性是通过图1所示的棒状化合物12竖立配置来实现的。因此，显示上述光学特性是源于如图1所示的棒状化合物12及板状化合物14的配置关系。
69.如图1所示，在棒状化合物12的分子轴沿着x轴方向配置时，棒状化合物12的x轴方向的折射率nx、y轴方向的折射率ny及z轴方向的折射率nz如图2所示，nx最大。并且，如图1所示，在配置有板状化合物14时，板状化合物14的x轴方向的折射率nx、y轴方向的折射率ny及z轴方向的折射率nz如图2所示，nz最大。光学各向异性膜的x轴方向的折射率nx、y轴方向的折射率ny及z轴方向的折射率nz依赖于光学各向异性膜中包含的各成分的x轴方向的折射率nx、y轴方向的折射率ny及z轴方向的折射率nz，因此如图1所示，在配置有棒状化合物12及板状化合物14时，光学各向异性膜的x轴方向的折射率nx、y轴方向的折射率ny及z轴方向的折射率nz如图3所示，图1中的x轴方向为慢轴，光学各向异性膜的折射率nx、折射率ny及折射率nz满足nx＞nz＞ny的关系。即，容易满足规定的nz系数的要件(0.40～0.60)。
70.而且，在本发明中，棒状化合物在波长230～400nm范围内的极大吸收波长小于板状化合物在波长230～400nm范围内的极大吸收波长。即，棒状化合物在更短波长侧具有极大吸收波长，板状化合物在更长波长侧具有极大吸收波长。如图1所示，棒状化合物12沿着x轴方向排列其吸收轴，板状化合物14沿着y轴方向排列其吸收轴。因此，如图4所示，由于nx的折射率比ny的折射率下降得更早，因此在箭头所示的区域内，nx的折射率比ny的折射率下降得更慢，从而实现反向波长分散性。
71.在图1中，为了简化说明，仅示出2个棒状化合物12及4个板状化合物14，但光学各向异性膜中的棒状化合物及板状化合物的数量不限于图1的方式。
72.本发明的光学各向异性膜(以下，也简称为“光学各向异性膜”。)是使用含有非着色性的棒状化合物及非着色性的板状化合物的溶致液晶性组合物(以下，也简称为“组合物”。)形成的光学各向异性膜。
73.以下，首先详细说明组合物中包含的材料，然后详细说明使用组合物形成的光学各向异性膜。
74.(棒状化合物)
75.组合物含有非着色性的棒状化合物(以下，也简称为“棒状化合物”。)。如上所述，棒状化合物容易沿规定的方向取向。
76.非着色性是指在可见光线区域中不显示吸收。更具体而言，是指在测量以紫外线区域(230～400nm)中的最大吸收波长的吸光度为1.0的浓度溶解棒状化合物而得的溶液的紫外可见吸收光谱时，可见光线区域(波长400～700nm)范围内的吸光度为0.1以下。
77.棒状化合物优选显示溶致液晶性。即，棒状化合物优选为非着色性溶致液晶性棒状化合物。溶致液晶性是指在溶解于溶剂中的溶液状态下，通过改变温度和浓度，引起各向同性相-液晶相相变的性质。
78.从容易控制液晶性表现的观点出发，棒状化合物优选为水溶性。水溶性棒状化合物是指相对于水溶解1质量％以上的棒状化合物，优选相对于水溶解5质量％以上的棒状化合物。
79.另外，棒状化合物是指环结构(芳香环和非芳香环等)具有通过单键或2价连接基团一维连接的结构的化合物，表示在溶剂中具有以长轴相互平行对齐的方式取向的性质的化合物组。
80.棒状化合物优选在波长300nm以下的范围内具有极大吸收波长。即，棒状化合物优选具有波长300nm以下范围的极大吸收峰。
81.另外，上述棒状化合物的极大吸收波长是指，在棒状化合物的吸收光谱(测量范围：波长230～400nm的范围)中其吸光度取极大值时的波长。在棒状化合物的吸收光谱的吸光度中有多个极大值时，选择测量范围中最长波长侧的波长。
82.其中，从本发明的效果优异的观点出发，棒状化合物优选在230～300nm的范围具有极大吸收波长，更优选在250～290nm的范围具有极大吸收波长。
83.上述极大吸收波长的测量方法如下。
84.将棒状化合物(5～50mg)溶解在纯水(1000ml)中，使用分光光度计(mpc-3100(由shimadzu制造))测量得到的溶液的吸收光谱。
85.在本发明中，棒状化合物在波长230～400nm范围内的极大吸收波长小于后述板状化合物在波长230～400nm范围内的极大吸收波长。
86.上述棒状化合物的极大吸收波长与上述板状化合物的极大吸收波长之差没有特别限制，优选为50nm以上，更优选为70nm以上。
87.另外，如上所述，棒状化合物的极大吸收波长是指，在棒状化合物的吸收光谱(测量范围：波长230～400nm的范围)中其吸光度取极大值时的波长。在棒状化合物的吸收光谱的吸光度中有多个极大值时，选择测量范围中最长波长侧的波长。
88.并且，如后所述，板状化合物的极大吸收波长是指，在板状化合物的吸收光谱(测量范围：波长230～400nm的范围)中其吸光度取极大值时的波长。在板状化合物的吸收光谱
的吸光度中有多个极大值时，选择测量范围中最长波长侧的波长。
89.从本发明的效果更优异的观点出发，棒状化合物的由式(r)表示的波长分散性dr优选为1.05以上且小于1.20。如后所述，波长分散性dr是棒状化合物的光学各向异性膜的光学特性，该光学特性与光学各向异性膜中的棒状化合物显示的光学特性对应。
90.式(r)波长分散性dr＝re(450)r/re(550)r91.re(450)r表示使用将棒状化合物10质量份与水90质量份混合而得到的混合液r形成的光学各向异性膜r在波长450nm下的面内延迟。re(550)r表示光学各向异性膜r在波长550nm下的面内延迟。
92.如上所述，棒状化合物的由式(r)表示的波长分散性dr表示使用棒状化合物形成的光学各向异性膜r的面内延迟的关系。
93.作为光学各向异性膜r的制作方法，在玻璃基板上用第4号线棒(移动速度：100cm/s)涂布上述混合液r后，在室温(20℃)下自然干燥来制作光学各向异性膜r(膜厚约240nm)。
94.另外，混合液r中包含的棒状化合物的种类使用与组合物中的棒状化合物相同的种类。
95.另外，上述波长分散性dr与后述波长分散性d
p
优选为不同的值。
96.光学各向异性膜r的nz系数(nzr)通常为1。
97.光学各向异性膜r的nz系数是由nzr＝(nx
r-nzr)/(nx
r-nyr)给出的值。
98.nxr是光学各向异性膜r的面内慢轴方向的折射率，nyr是光学各向异性膜r的面内快轴方向的折射率，nzr是光学各向异性膜r的厚度方向的折射率。nxr、nyr及nzr是波长550nm下的各折射率。
99.从本发明的效果更优异的观点出发，棒状化合物优选具有亲水性基团。
100.棒状化合物可以只有1个亲水性基团，也可以具有多个亲水性基团。
101.作为亲水性基团，可以举出酸基或其盐、鎓碱、羟基、砜酰胺基(h2n-so
2-)及聚氧化烯基。其中，优选酸基或其盐。
102.将在后面详细说明酸基或其盐。
103.鎓碱是来源于鎓盐的基团，例如，可以举出铵碱(*-n

(rz)4a-)、鏻碱(*-p

(rz)4a-)及锍碱(*-s

(rz)2a-)。rz分别独立地表示、氢原子、烷基、芳基及杂芳基。a-表示阴离子(例如，卤素离子)。*表示键合位置。
104.作为聚氧化烯基，可以举出由r
z-(o-lz)
n-*表示的基团。rz如上所述。lz表示亚烷基。*表示键合位置。
105.作为酸基或其盐，例如，可以举出磺基(-so3h)或其盐(-so
3-m

。m

表示阳离子。)及羧基(-cooh)或其盐(-coo-m

。m

表示阳离子。)，从本发明的效果更优异的观点出发，优选磺基或其盐。
106.另外，上述盐是指酸的氢离子被金属等其他阳离子置换而成的盐。即，酸基的盐是指-so3h基等酸基的氢离子被其他阳离子置换而成的盐。
107.作为酸基的盐中的阳离子(例如，磺基的盐中及羧基的盐中的阳离子)，例如，可以举出na

、k

、li

、rb

、cs

、ba
2
、ca
2
、mg
2
、sr
2
、pb
2
、zn
2
、la
3
、ce
3
、y
3
、yb
3
、gd
3
或zr
4
。其中，从本发明的效果更优异的观点出发，优选碱金属离子，更优选na

或li

，进一步优选li

。
108.从本发明的效果更优异的观点出发，作为棒状化合物，优选具有由式(x)表示的重
复单元的高分子。
109.[化学式1]
[0110][0111]rx1
表示具有含有亲水性基团的取代基的2价芳香环基团、具有含有亲水性基团的取代基的2价非芳香环基团或由式(x1)表示的基团。式(x1)中，*表示键合位置。
[0112]
式(x1)*-r
x3-l
x3-r
x4-*
[0113]rx3
及r
x4
分别独立地表示可以具有含有亲水性基团的取代基的2价芳香环基团、或可以具有含有亲水性基团的取代基的2价非芳香环基团，r
x3
及r
x4
中至少一者表示具有含有亲水性基团的取代基的2价芳香环基团、或具有含有亲水性基团的取代基的2价非芳香环基团。
[0114]
l
x3
表示单键、-o-、-s-、亚烷基、亚烯基或亚炔基。
[0115]
由r
x1
表示的2价芳香环基团及2价非芳香环基团具有含有亲水性基团的取代基。
[0116]
作为含有亲水性基团的取代基中包含的亲水性基团，可以举出上述基团，优选酸基或其盐。
[0117]
作为含有亲水性基团的取代基，优选由式(h)表示的基团。式(h)中，*表示键合位置。
[0118]
式(h)r
h-l
h-*
[0119]
rh表示亲水性基团。亲水性基团的定义如上所述。
[0120]
lh表示单键或2价连接基团。2价连接基团没有特别限制，例如，可以举出2价烃基(例如，碳原子数1～10的亚烷基、碳原子数1～10的亚烯基及碳原子数1～10的亚炔基等2价脂肪族烃基、以及亚芳基等2价芳香族烃基)、2价杂环基、-o-、-s-、-nh-、-co-或将它们组合而成的基团(例如，-co-o-、-o-2价烃基-、-(o-2价烃基)
m-o-(m表示1以上的整数)及-2价烃基-o-co-等)。
[0121]
2价芳香环基团所具有的含有亲水性基团的取代基的数量没有特别限制，但是从本发明的效果更优异的观点出发，优选为1～3，更优选为1。
[0122]
2价非芳香环基团所具有的含有亲水性基团的取代基的数量没有特别限制，但是从本发明的效果更优异的观点出发，优选为1～3，更优选为1。
[0123]
构成由r
x1
表示的具有含有亲水性基团的取代基的2价芳香环基团的芳香环可以是单环结构，也可以是多环结构。
[0124]
作为构成上述2价芳香环基团的芳香环，例如，可以举出芳香族烃环或芳香族杂环。即，作为r
x1
，可以举出具有含有亲水性基团的取代基的2价芳香族烃环基以及具有含有亲水性基团的取代基的2价芳香族杂环基。
[0125]
作为芳香族烃环，例如，可以举出苯环及萘环。
[0126]
作为仅具有含有亲水性基团的取代基的2价芳香族烃环基的2价芳香族烃环基部分的结构，例如，可以举出以下基团。*表示键合位置。
[0127]
[化学式2]
[0128][0129]
作为芳香族杂环，例如，可以举出吡啶环、噻吩环、嘧啶环、噻唑环、呋喃环、吡咯环、咪唑环及吲哚环。
[0130]
作为仅具有含有亲水性基团的取代基的2价芳香族杂环基的2价芳香族杂环基部分的结构，例如，可以举出以下基团。*表示键合位置。
[0131]
[化学式3]
[0132][0133]
构成由r
x1
表示的具有含有亲水性基团的取代基的2价非芳香环基团的非芳香环可以是单环结构，也可以是多环结构。
[0134]
作为构成上述2价非芳香环基团的非芳香环，例如，可以举出脂肪族环及非芳香族杂环，从本发明的效果更优异的观点出发，优选脂肪族环，更优选环烷烃，进一步优选环己烷。即，作为r
x1
，可以举出具有含有亲水性基团的取代基的2价脂肪族环基以及具有含有亲水性基团的取代基的2价非芳香族杂环基，优选具有含有亲水性基团的取代基的2价环亚烷基。
[0135]
脂肪族环可以是饱和脂肪族环，也可以是不饱和脂肪族环。
[0136]
作为仅具有含有亲水性基团的取代基的2价脂肪族环基的2价脂肪族环基部分的结构，例如，可以举出以下基团。*表示键合位置。
[0137]
[化学式4]
[0138][0139]
非芳香族杂环中包含的杂原子没有特别限制，例如，可以举出氧原子、氮原子及硫原子。
[0140]
非芳香族杂环中包含的杂原子的数量没有特别限制，例如，可以举出1～3。
[0141]
作为仅具有含有亲水性基团的取代基的2价非芳香族杂环基的2价非芳香族杂环基部分的结构，例如，可以举出以下基团。*表示键合位置。
[0142]
[化学式5]
[0143][0144]
由r
x1
表示的具有含有亲水性基团的取代基的2价芳香环基团以及具有含有亲水性基团的取代基的2价非芳香环基团也可以具有除含有亲水性基团的取代基以外的取代基。
[0145]
取代基没有特别限制，例如，可以举出烷基、烯基、炔基、芳基、氨基、烷氧基、芳氧
基、芳香族杂环氧基、酰基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、酰氧基、酰氨基、烷氧基羰基氨基、芳氧基羰基氨基、烷硫基、芳硫基、芳香族杂环硫基、脲基、卤素原子、氰基、肼基、杂环基(例如，杂芳基)、甲硅烷基及将它们组合而成的基团等。另外，上述取代基也可以进一步被取代基取代。
[0146]rx3
及r
x4
分别独立地表示可以具有含有亲水性基团的取代基的2价芳香环基团、或可以具有含有亲水性基团的取代基的2价非芳香环基团，r
x3
及r
x4
中至少一者表示具有含有亲水性基团的取代基的2价芳香环基团、或具有含有亲水性基团的取代基的2价非芳香环基团。
[0147]
由r
x3
及r
x4
表示的2价芳香环基团可以具有的含有亲水性基团的取代基的定义如上所述。
[0148]
并且，构成由r
x3
及r
x4
表示的可以具有含有亲水性基团的取代基的2价芳香环基团的芳香环的定义与上述构成由r
x1
表示的具有含有亲水性基团的取代基的2价芳香环基团的芳香环的定义相同。
[0149]
由r
x3
及r
x4
表示的2价非芳香环基团可以具有的含有亲水性基团的取代基的定义如上所述。
[0150]
并且，构成由r
x3
及r
x4
表示的可以具有含有亲水性基团的取代基的2价非芳香环基团的非芳香环的定义与上述构成由r
x1
表示的具有含有亲水性基团的取代基的2价非芳香环基团的非芳香环的定义相同。
[0151]rx3
及r
x4
中的至少一者表示具有含有亲水性基团的取代基的2价芳香环基团或具有含有亲水性基团的取代基的2价非芳香环基团，r
x3
及r
x4
两者都可以表示具有含有亲水性基团的取代基的2价芳香环基团或具有含有亲水性基团的取代基的2价非芳香环基团。
[0152]
由r
x3
及r
x4
表示的具有含有亲水性基团的取代基的2价芳香环基团的定义与上述由r
x1
表示的具有含有亲水性基团的取代基的2价芳香环基团的定义相同。
[0153]
并且，由r
x3
及r
x4
表示的具有含有亲水性基团的取代基的2价非芳香环基团的定义与上述由r
x1
表示的具有含有亲水性基团的取代基的2价非芳香环基团的定义相同。
[0154]
l
x3
表示单键、-o-、-s-、亚烷基、亚烯基或亚炔基。
[0155]
亚烷基的碳原子数没有特别限制，但是从本发明的效果更优异的观点出发，优选为1～3，更优选为1。
[0156]
亚烯基及亚炔基的碳原子数没有特别限制，但是从本发明的效果更优异的观点出发，优选为2～5，更优选为2～4。
[0157]rx2
表示2价非芳香环基团或由式(x2)表示的基团。式(x2)中，*表示键合位置。
[0158]
式(x2)*-z
x1-z
x2-*
[0159]zx1
及z
x2
分别独立地表示2价非芳香环基团。*表示键合位置。
[0160]
构成由r
x2
表示的2价非芳香环基团的非芳香环可以是单环结构，也可以是多环结构。
[0161]
作为构成上述2价非芳香环基团的非芳香环，例如，可以举出脂肪族环及非芳香族杂环，从本发明的效果更优异的观点出发，优选脂肪族环，更优选环烷烃，进一步优选环己烷。即，作为r
x2
，可以举出2价脂肪族环基及2价非芳香族杂环基，优选2价环亚烷基。
[0162]
脂肪族环可以是饱和脂肪族环，也可以是不饱和脂肪族环。
[0163]
作为2价脂肪族环基，例如可以举出以下基团。*表示键合位置。
[0164]
[化学式6]
[0165][0166]
非芳香族杂环中包含的杂原子没有特别限制，例如，可以举出氧原子、氮原子及硫原子。
[0167]
非芳香族杂环中包含的杂原子的数量没有特别限制，例如，可以举出1～3。
[0168]
作为2价非芳香族杂环基，例如可以举出以下基团。*表示键合位置。
[0169]
[化学式7]
[0170][0171]
2价非芳香环基团可以具有取代基。取代基的种类没有特别限制，例如，可以举出除了由r
x1
表示的具有含有亲水性基团的取代基的2价芳香环基团以及具有含有亲水性基团的取代基的2价非芳香环基团可以具有的含有亲水性基团的取代基以外的取代基所例示的基团。
[0172]zx1
及z
x2
分别独立地表示2价非芳香环基团。
[0173]
由z
x1
及z
x2
表示的2价非芳香环基团的定义与上述由r
x2
表示的2价非芳香环基团的定义相同。
[0174]
l
1x
及l
2x
分别独立地表示-conh-、-coo-、-o-或-s-。其中，从本发明的效果更优异的观点出发，优选-conh-。
[0175]
作为由式(x)表示的重复单元，优选由式(x4)表示的重复单元。
[0176]
[化学式8]
[0177][0178]
式(x4)中的各基团的定义如上所述。
[0179]
具有由式(x)表示的重复单元的高分子中包含的由式(x)表示的重复单元的含量没有特别限制，但相对于高分子中的全部重复单元，优选为60摩尔％以上，更优选为80摩尔％以上。作为上限，可以举出100摩尔％。
[0180]
具有由式(x)表示的重复单元的高分子的分子量没有特别限制，但高分子中的由式(x)表示的重复单元的数量优选为2以上，优选为10～100000，更优选为100～10000。
[0181]
并且，具有由式(x)表示的重复单元的高分子的数均分子量没有特别限制，优选为5,000～50,000，更优选为10,000～30,000。
[0182]
并且，具有由式(x)表示的重复单元的高分子的分子量分布没有特别限制，优选为1.0～12.0，更优选为1.0～7.0。
[0183]
在此，本发明中的数均分子量和分子量分布是通过凝胶渗透色谱(gpc)法测量的
值。
[0184]
·
溶剂(洗脱液)：20mm磷酸(ph7.0)/乙腈＝4/1
[0185]
·
装置名称：tosoh hlc-8220gpc
[0186]
·
柱：连接3根由tosoh corporation制造的g6000pwxl、4500pwxl、g2500pwwl使用
[0187]
·
柱温度：40℃
[0188]
·
试样浓度：2mg/ml
[0189]
·
流速：1ml/min
[0190]
·
校准曲线：使用8个样品的校准曲线，范围为聚苯乙烯磺酸(pss)mp＝891、4.2k、10.2k、29.5k、78.4k、152k、258k、462k
[0191]
(板状化合物)
[0192]
组合物含有非着色性的板状化合物(以下，也简称为“板状化合物”。)。
[0193]
板状化合物显示非着色性。
[0194]
非着色性是指在可见光线区域中不显示吸收。更具体而言，是指在测量以紫外线区域(230～400nm)中的最大吸收波长的吸光度为1.0的浓度溶解板状化合物而得的溶液的紫外可见吸收光谱时，可见光线区域(波长400～700nm)范围内的吸光度为0.1以下。
[0195]
另外，“板状化合物”是指芳香环(芳香族烃环及芳香族杂环等)具有通过单键或适当的连接基团二维扩散的结构的化合物，表示在溶剂中具有通过化合物中的平面彼此缔合而形成柱状缔合物的性质的化合物组。
[0196]
板状化合物优选显示溶致液晶性。即，板状化合物优选为非着色性溶致液晶性化合物(非着色性溶致液晶性板状化合物)。
[0197]
从容易控制液晶性表现的观点出发，板状化合物优选为水溶性。水溶性板状化合物是指相对于水溶解1质量％以上的板状化合物，优选相对于水溶解5质量％以上的板状化合物。
[0198]
板状化合物优选在波长超过300nm的范围内具有极大吸收波长。即，板状化合物优选具有波长超过300nm范围的极大吸收峰。
[0199]
另外，上述板状化合物的极大吸收波长是指，在板状化合物的吸收光谱(测量范围：波长230～400nm的范围)中其吸光度取极大值时的波长。在板状化合物的吸收光谱的吸光度中有多个极大值时，选择测量范围中最长波长侧的波长。
[0200]
其中，从本发明的效果优异的观点出发，板状化合物优选在320～400nm的范围具有极大吸收波长，更优选在330～360nm的范围具有极大吸收波长。
[0201]
上述极大吸收波长的测量方法如下。
[0202]
将特定化合物(0.01～0.05mmol)溶解在纯水(1000ml)中，使用分光光度计(mpc-3100(由shimadzu制造))测量得到的溶液的吸收光谱。
[0203]
板状化合物的由式(n)表示的nz
p
为负。其中，从本发明的效果更优异的观点出发，nz
p
优选为-0.45～-0.10，更优选为-0.30～-0.15，进一步优选为-0.25～-0.19。
[0204]
如后所述，nz
p
及后述的波长分散性d
p
是板状化合物的光学各向异性膜的光学特性，该光学特性与光学各向异性膜中的板状化合物显示的光学特性对应。
[0205]
式(n)nz
p
＝(nx
p-nz
p
)/(nx
p-ny
p
)
[0206]
关于nx
p
，表示在组合物不含盐的情况下使用混合液p1、在组合物含有盐的情况下
使用混合液p2形成的光学各向异性膜p的面内慢轴方向的折射率，所述混合液p1是将非着色性的板状化合物10质量份与水90质量份混合而得到的，所述混合液p2是将非着色性的板状化合物10质量份、水90质量份、以及与组合物中盐相对于板状化合物的含量比相同含量比的量的盐混合而得到的。ny
p
表示光学各向异性膜p的面内快轴方向的折射率。nz
p
表示光学各向异性膜p的厚度方向的折射率。nx
p
、ny
p
及nz
p
是波长550nm下的各折射率。
[0207]
即，关于光学各向异性膜p，在组合物不含盐的情况下，是使用将板状化合物10质量份、水90质量份混合而得到的混合液p1形成的光学各向异性膜，在组合物含有盐的情况下，是使用将板状化合物10质量份、水90质量份、以及与组合物中盐相对于板状化合物的含量比相同含量比的量的盐混合而得到的混合液p2形成的光学各向异性膜。
[0208]
作为光学各向异性膜p的制作方法，在玻璃基板上用第4号线棒(移动速度：100cm/s)涂布上述混合液p1或混合液p2后，在室温(20℃)下自然干燥来制作光学各向异性膜p(膜厚约240nm)。
[0209]
另外，如上所述，在组合物中含有盐的情况下，混合液p2中也含有规定量的盐。具体而言，将与组合物中盐相对于板状化合物的含量比相同含量比的量的盐添加到混合液p2中来制作光学各向异性膜p。
[0210]
即，在组合物含有板状化合物及盐的情况下，混合液p2含有板状化合物10质量份、水90质量份、以及与组合物中盐相对于板状化合物的含量比(盐的质量含量/板状化合物的质量含量)相同含量比的规定量的盐(质量份)。更具体而言，在组合物中盐相对于板状化合物的含量比(盐的质量含量/板状化合物的质量含量)为1/10的情况下，混合液p2含有板状化合物10质量份、水90质量份、盐1质量份。
[0211]
另外，混合液p1及混合液p2中包含的板状化合物的种类使用与组合物中的板状化合物相同的种类。
[0212]
另外，混合液p2中包含的盐的种类使用与组合物中的盐相同的种类。
[0213]
从本发明的效果更优异的观点出发，光学各向异性膜p的波长分散性d
p
优选为1.20～1.30。
[0214]
式(p)波长分散性d
p
＝re(450)
p
/re(550)
p
[0215]
re(450)
p
表示光学各向异性膜p在波长450nm下的面内延迟。re(550)
p
表示光学各向异性膜p在波长550nm下的面内延迟。
[0216]
如上所述，上述波长分散性d
p
表示使用板状化合物形成的光学各向异性膜p的面内延迟的关系。
[0217]
并且，板状化合物的由式(n1)表示的nz
p1
为负。其中，从本发明的效果更优异的观点出发，nz
p1
优选为-0.45～-0.10，更优选为-0.30～-0.15，进一步优选为-0.25～-0.19。
[0218]
如后所述，nz
p1
是板状化合物的光学各向异性膜的光学特性，该光学特性与光学各向异性膜中的板状化合物显示的光学特性对应。
[0219]
式(n1)nz
p1
＝(nx
p1-nz
p1
)/(nx
p1-ny
p1
)
[0220]
关于nx
p
，表示在组合物不含盐的情况下使用混合液p3、在组合物含有盐的情况下使用混合液p4形成的光学各向异性膜p1的面内慢轴方向的折射率，所述混合液p3是将非着色性的板状化合物与水混合而得到的，且在20℃下显示溶致液晶性，所述混合液p4是将非着色性的板状化合物、水、以及与组合物中盐相对于板状化合物的含量比相同含量比的量
的盐混合而得到的，且在20℃下显示溶致液晶性。ny
p1
表示光学各向异性膜p1的面内快轴方向的折射率。nz
p1
表示光学各向异性膜p1的厚度方向的折射率。nx
p1
、ny
p1
及nz
p1
是波长550nm下的各折射率。
[0221]
即，关于光学各向异性膜p1，在组合物不含盐的情况下，是使用将板状化合物与水混合而得到且在20℃下显示溶致液晶性的混合液p3形成的光学各向异性膜，在组合物含有盐的情况下，是使用将板状化合物、水、以及与组合物中盐相对于板状化合物的含量比相同含量比的量的盐混合而得到且在20℃下显示溶致液晶性的混合液p4形成的光学各向异性膜。
[0222]
作为光学各向异性膜p1的制作方法，在玻璃基板上用第4号线棒(移动速度：100cm/s)涂布上述混合液p1或混合液p2后，在室温(20℃)下自然干燥来制作光学各向异性膜p1(膜厚约240nm)。
[0223]
另外，如上所述，在组合物中含有盐的情况下，混合液p4中也含有规定量的盐。具体而言，将与组合物中盐相对于板状化合物的含量比相同含量比的量的盐添加到混合液p4中来制作光学各向异性膜p1。
[0224]
即，在组合物含有板状化合物及盐的情况下，混合液p4含有板状化合物、水、以及与组合物中盐相对于板状化合物的含量比(盐的质量含量/板状化合物的质量含量)相同含量比的规定量的盐(质量份)。更具体而言，在组合物中盐相对于板状化合物的含量比(盐的质量含量/板状化合物的质量含量)为1/10，混合液p4中的板状化合物的使用量为10质量份的情况下，含有盐1质量份。
[0225]
另外，混合液p3及混合液p4中包含的板状化合物的种类使用与组合物中的板状化合物相同的种类。
[0226]
另外，混合液p2中包含的盐的种类使用与组合物中的盐相同的种类。
[0227]
在混合液p3中，只要在20℃下显示溶致液晶性，则板状化合物与水的混合比没有特别限制。即使在改变上述混合比的情况下，通过上述步骤得到的光学各向异性膜p1的光学特性(nx
p1
、ny
p1
及nz
p1
)也不变。
[0228]
并且，在混合液p4中，只要在20℃下显示溶致液晶性，则板状化合物与水的混合比也没有特别限制。即使在改变上述混合比的情况下，通过上述步骤得到的光学各向异性膜p1的光学特性(nx
p1
、ny
p1
及nz
p1
)也不变。
[0229]
从本发明的效果更优异的观点出发，板状化合物优选具有亲水性基团。
[0230]
亲水性基团的定义如上所述。
[0231]
板状化合物可以只有1个亲水性基团，也可以具有多个亲水性基团。板状化合物具有多个亲水性基团时，其数量优选为2～4，更优选为2。
[0232]
从本发明的效果更优异的观点出发，作为板状化合物，优选由式(y)表示的化合物。
[0233]
式(y)r
y2-l
y3-l
y1-r
y1-l
y2-l
y4-r
y3
[0234]ry1
表示2价单环基或2价稠合多环基。
[0235]
作为2价单环基中包含的环，例如，可以举出单环式烃环及单环式杂环。单环式烃环可以是单环式芳香族烃环，也可以是单环式非芳香族烃环。单环式杂环可以是单环式芳香族杂环，也可以是单环式非芳香族杂环。
[0236]
作为2价单环基，从本发明的效果更优异的观点出发，优选2价单环式芳香族烃环基或2价单环式芳香族杂环基。
[0237]
2价稠合多环基中包含的环结构的数量没有特别限制，但是从本发明的效果更优异的观点出发，优选为3～10，更优选为3～6，进一步优选为3～4。
[0238]
作为2价稠合多环基中包含的环，例如，可以举出烃环及杂环。烃环可以是芳香族烃环，也可以是非芳香族烃环。杂环可以是芳香族杂环，也可以是非芳香族杂环。
[0239]
从本发明的效果更优异的观点出发，2价稠合多环基优选由芳香族烃环和杂环构成。2价稠合多环基优选为共轭系连接基团。即，优选为共轭系2价稠合多环基。
[0240]
作为构成2价稠合多环基的环，例如，可以举出二苯并噻吩-s，s-二氧化物(由式(y2)表示的环)、二萘[2，3-b：2’，3
’‑
d]呋喃(由式(y3)表示的环)、12h-苯并“b”吩噁嗪(由式(y4)表示的环)、二苯并[b，i]二苯并对二噁英(oxanthrene)(由式(y5)表示的环)、苯并[b]萘[2’，3’：5，6]二氧[2，3-i]二苯并对二噁英(由式(y6)表示的环)、苊[1，2-b]苯并[g]喹喔啉(由式(y7)表示的环)、9h-苊[1，2-b]咪唑[4，5-g]喹喔啉(由式(y8)表示的环)、二苯并[b，def](chrysene)-7，14-二酮(由式(y9)表示的环)及乙酰喹喔啉(由式(y10)表示的环)。
[0241]
即，作为2价稠合多环基，可以举出从式(y2)～(y10)所表示的环中去除2个氢原子而形成的2价基团。
[0242]
[化学式9]
[0243][0244]
[化学式10]
[0245][0246]
2价单环基及2价稠合多环基可以具有取代基。取代基的种类没有特别限制，例如，可以举出除了由r
x1
表示的具有含有亲水性基团的取代基的2价芳香环基团以及具有含有亲水性基团的取代基的2价非芳香环基团所具有的含有亲水性基团的取代基以外的取代基所例示的基团。
[0247]ry2
及r
y3
分别独立地表示氢原子或亲水性基团，r
y2
及r
y3
中的至少一者表示亲水性基团。r
y2
及r
y3
两者都优选表示亲水性基团。
[0248]
由r
y2
及r
y3
表示的亲水性基团的定义如上所述。
[0249]
l
y1
及ly2分别独立地表示单键、2价芳香环基团或由式(y1)表示的基团。其中，当r
y1
为2价单环基时，l
y1
及l
y2
二者均表示2价芳香环基团或由式(y1)表示的基团。式(y1)中，*表示键合位置。
[0250]
式(y1)*-r
y4-(r
y5
)
n-*
[0251]ry4
及r
y5
分别独立地表示2价芳香环基团。
[0252]
n表示1或2。
[0253]
构成由l
y1
及l
y2
表示的2价芳香环基团的芳香环可以是单环结构，也可以是多环结构。
[0254]
作为构成上述2价芳香环基团的芳香环，例如，可以举出芳香族烃环或芳香族杂环。即，作为由l
y1
及l
y2
表示的2价芳香环基团，可以举出2价芳香族烃环基及2价芳香族杂环基。
[0255]
作为芳香族烃环，例如，可以举出苯环及萘环。
[0256]
作为2价芳香族烃基，例如可以举出以下基团。*表示键合位置。
[0257]
[化学式11]
[0258][0259]
作为芳香族杂环，例如，可以举出吡啶环、噻吩环、嘧啶环、噻唑环、呋喃环、吡咯环、咪唑环及吲哚环。
[0260]
作为2价芳香族杂环基，例如可以举出以下基团。*表示键合位置。
[0261]
[化学式12]
[0262][0263]
由r
y4
及r
y5
表示的2价芳香环基团的定义也与由l
y1
及l
y2
表示的2价芳香环基团相同。
[0264]
l
y3
及l
y4
分别独立地表示单键、-o-、-s-、亚烷基、亚烯基、亚炔基、或者将它们组合而成的基团。
[0265]
作为上述将它们组合而成的基团，例如，可以举出-o-亚烷基及-s-亚烷基。
[0266]
亚烷基的碳原子数没有特别限制，但是从本发明的效果更优异的观点出发，优选为1～3，更优选为1。
[0267]
亚烯基及亚炔基的碳原子数没有特别限制，但是从本发明的效果更优异的观点出发，优选为2～5，更优选为2～4。
[0268]
《其他成分》
[0269]
组合物也可以含有除棒状化合物及板状化合物以外的其他成分。
[0270]
组合物也可以含有盐(由阳离子和阴离子构成的盐)。如上所述，在板状化合物具有酸基或其盐的情况下，如果组合物中含有盐，则板状化合物中的平面彼此更容易缔合，从而容易形成柱状缔合物。
[0271]
盐没有特别限制，可以是无机盐，也可以是有机盐，从本发明的效果更优异的观点出发，优选无机盐。作为无机盐，例如，可以举出碱金属盐、碱土类金属盐及过渡金属盐，从本发明的效果更优异的观点出发，优选碱金属盐。
[0272]
碱金属盐是指阳离子为碱金属离子的盐，作为碱金属离子，优选锂离子或钠离子，更优选锂离子。即，作为盐，优选锂盐或钠盐，更优选锂盐。
[0273]
作为碱金属盐，例如，可以举出氢氧化锂、氢氧化钠及氢氧化钾等碱金属氢氧化物；碳酸锂、碳酸钠及碳酸钾等碱金属碳酸盐；碳酸氢锂、碳酸氢钠及碳酸氢钾等碱金属碳酸氢盐。
[0274]
除上述以外，作为碱金属盐，例如，也可以是磷酸盐及氯化物。
[0275]
作为上述盐的阴离子，例如，可以举出氢氧化物离子、碳酸根离子、氯化物离子、硫酸根离子、硝酸根离子、磷酸根离子、硼酸根离子、四氟硼酸根离子、六氟磷酸根离子、高氯酸根离子、甲苯磺酸根离子、草酸根离子、甲酸根离子、三氟乙酸根离子、三氟甲磺酸根离
子、六氟磷酸根离子、双(氟甲磺酰基)酰亚胺离子、双(五氟乙磺酰基)酰亚胺离子及双(三氟甲磺酰基)酰亚胺离子。
[0276]
另外，当板状化合物具有酸基的盐时，酸基的盐中的阳离子与上述使用的盐中的阳离子优选为相同种类。
[0277]
组合物也可以含有溶剂。作为溶剂，可以举出水、醇及二甲基甲酰胺等极性溶剂、以及己烷等非极性溶剂。其中，优选极性溶剂，更优选水及醇。
[0278]
作为组合物中可以含有的添加剂，除上述以外，还可以举出聚合性化合物、聚合引发剂、波长分散控制剂、光学特性调整剂、表面活性剂、密合改良剂、润滑剂、取向控制剂及紫外线吸收剂。
[0279]
《组合物的组成》
[0280]
组合物至少含有棒状化合物及板状化合物。
[0281]
组合物相当于溶致液晶性组合物。
[0282]
这里，溶致液晶性组合物是指具有在溶液状态下通过改变温度和浓度而引起各向同性相-液晶相相变的性质的组合物。即，组合物是在含有棒状化合物、板状化合物及溶剂等各种成分的溶液状态下，通过调整各化合物的浓度等能够显示溶致液晶性的组合物。另外，即使组合物含有过量溶剂并且在该状态下不显示溶致液晶性，但在诸如组合物涂布后的干燥工序中显示溶致液晶性的情况等浓度变化时显示溶致液晶性的情况下，该组合物相当于上述溶致液晶性组合物。
[0283]
组合物中的棒状化合物及板状化合物的含量没有特别限制，相对于组合物中的总固体成分，优选为60～100质量％，更优选为80～99质量％。
[0284]
总固体成分是指除溶剂以外能够形成光学各向异性膜的成分。另外，即使上述成分的性状为液体状，也作为固体成分计算。
[0285]
组合物可以仅含有1种棒状化合物，也可以含有2种以上的棒状化合物。
[0286]
组合物可以仅含有1种板状化合物，也可以含有2种以上的板状化合物。
[0287]
相对于组合物中棒状化合物及板状化合物的总质量，棒状化合物的含量没有特别限制，但是从本发明的效果优异的观点出发，优选超过50质量％，更优选为55质量％以上。上限没有特别限制，优选为90质量％以下，更优选为80质量％。
[0288]
在组合物中含有盐的情况下，盐的含量没有特别限制，但是从本发明的效果更优异的观点出发，由式(w)求出的比w优选为0.25～1.75，更优选为0.50～1.50，进一步优选为0.75～1.15。
[0289]
[数式1]
[0290][0291]
式(w)中，c1表示棒状化合物所具有的酸基的盐中包含的阳离子的摩尔量。另外，在棒状化合物不具有酸基的盐的情况下，上述c1为0。
[0292]
c2表示板状化合物所具有的酸基的盐中包含的阳离子的摩尔量。另外，在板状化合物不具有酸基的盐的情况下，上述c2为0。
[0293]
c3表示盐中包含的阳离子的摩尔量。
[0294]
a1表示棒状化合物所具有的酸基或其盐的总摩尔量。棒状化合物含有酸基及酸基
的盐两者时，上述总摩尔量表示酸基的摩尔量及酸基的盐的摩尔量的总计。棒状化合物仅具有酸基及酸基的盐中的任一方时，不含有的一方的摩尔量为0。
[0295]
a2表示板状化合物所具有的酸基或其盐的总摩尔量。板状化合物含有酸基及酸基的盐两者时，上述总摩尔量表示酸基的摩尔量及酸基的盐的摩尔量的总计。板状化合物仅具有酸基及酸基的盐中的任一方时，不含有的一方的摩尔量为0。
[0296]
例如，在含有具有so3li基的棒状化合物、具有so3li基的板状化合物以及lioh的组合物中，当棒状化合物所具有的so3li基的摩尔量为5mmol，板状化合物所具有的so3li基的摩尔量为8mmol，lioh的摩尔量为8mmol时，棒状化合物所具有的酸基的盐中包含的阳离子的摩尔量计算为5mmol、板状化合物所具有的酸基的盐中包含的阳离子的摩尔量计算为8mmol、lioh中包含的阳离子的摩尔量计算为8mmol，比w计算为{(5 8 8)-(5 8)}/8＝1。
[0297]
假设上述棒状化合物是具有so3h基的棒状化合物，棒状化合物所具有的so3h基的摩尔量为5mmol时，比w计算为{(8 8)-(5 8)}/8＝0.375。
[0298]
上述比w表示来自组合物中过量盐的阳离子相对于板状化合物所具有的酸基或其盐的量。即，比w表示组合物中棒状化合物及板状化合物所具有的酸基和不形成盐的过量的阳离子量相对于板状化合物所具有的酸基或其盐的比。当相对于板状化合物所具有的酸基或其盐，组合物含有规定量的阳离子时，板状化合物在光学各向异性膜中容易得到规定的结构，容易得到所希望的光学各向异性膜。
[0299]
在组合物中含有盐的情况下，组合物中盐的含量相对于板状化合物的含量的质量比没有特别限制，优选为0.010～0.300，更优选为0.010～0.200，进一步优选为0.025～0.150。
[0300]
如上所述，组合物也可以含有溶剂。
[0301]
组合物的固体成分浓度没有特别限制，但是从本发明的效果优异的观点出发，相对于组合物总质量，优选为1～50质量％，更优选为3～30质量％。
[0302]
如上所述，组合物是溶致液晶性组合物。因此，组合物可以是含有规定量的溶剂并显示溶致液晶性的方式(表现溶致液晶性的状态)，也可以是含有过量溶剂并且在该状态下不显示溶致液晶性的(显示各向同性相的)组合物，或者在形成光学各向异性膜时挥发溶剂并且在涂膜的形成中途显示溶致液晶性的组合物。
[0303]
另外，如后所述，如果在支撑体上配置取向膜，则通过在组合物涂布后的干燥过程中表现溶致液晶性，可以诱发化合物的取向，形成光学各向异性膜。
[0304]
《光学各向异性膜的制造方法》
[0305]
本发明的光学各向异性膜的制造方法只要使用上述组合物，就没有特别限制。例如，优选涂布组合物并使涂膜中的棒状化合物及板状化合物取向而形成光学各向异性膜的方法。
[0306]
以下，对上述方法的步骤进行详细说明。
[0307]
首先，涂布组合物。通常，组合物多涂布在支撑体上。
[0308]
使用的支撑体是具有作为用于涂布组合物的基材的功能的部件。支撑体也可以是所谓的伪支撑体。
[0309]
作为支撑体(伪支撑体)，可以举出塑料基板或玻璃基板。作为构成塑料基板的材料，可以举出聚对苯二甲酸乙二酯等聚酯树脂、聚碳酸酯树脂、(甲基)丙烯酸树脂、环氧树
脂、聚氨酯树脂、聚酰胺树脂、聚烯烃树脂、纤维素树脂、硅酮树脂及聚乙烯醇。
[0310]
支撑体的厚度为5～1000μm左右即可，优选为10～250μm，更优选为15～90μm。
[0311]
另外，根据需要，可以在支撑体上配置取向膜。
[0312]
取向膜一般以聚合物为主要成分。作为取向膜用聚合物，记载于多个文献中，可以得到许多市售品。作为取向膜用聚合物，优选聚乙烯醇、聚酰亚胺或其衍生物。
[0313]
另外，优选对取向膜实施公知的摩擦处理。
[0314]
并且，作为取向膜，也可以使用光取向膜。
[0315]
取向膜的厚度优选为0.01～10μm，更优选为0.01～1μm。
[0316]
作为涂布方法，可以举出公知的方法，例如，可以举出帘涂法、挤出涂布法、辊涂法、浸涂法、旋涂法、印刷涂布法、喷涂法及滑动涂布法。
[0317]
并且，如果采用施加剪切的涂布方法，则可以同时进行化合物的取向和涂布这2种处理。
[0318]
并且，也可以通过连续涂布，在涂布的同时使棒状化合物及板状化合物连续取向。作为连续涂布，可以举出帘涂法、挤出涂布法、辊涂法及滑动涂布法。作为具体的涂布装置，优选使用模涂布机、刮刀涂布机或棒涂机。
[0319]
作为使涂膜中的棒状化合物及板状化合物取向的方法，如上所述，可以举出施加剪切的方法。
[0320]
根据需要，可以对形成在支撑体上的涂膜实施加热处理。
[0321]
加热涂膜时的条件没有特别限制，但是加热温度优选为50～250℃，加热时间优选为10秒钟～10分钟。
[0322]
并且，在加热涂膜后，根据需要可以冷却涂膜。冷却温度优选为20～200℃，更优选为20～150℃。
[0323]
作为使涂膜中的棒状化合物及板状化合物取向的另一方法，如上所述，可以举出使用取向膜的方法。
[0324]
通过对取向膜预先进行规定方向的取向处理，可以控制取向方向。特别是在使用辊状支撑体连续涂布时，在相对于输送方向沿倾斜方向取向的情况下，优选使用取向膜的方法。
[0325]
在使用取向膜的方法中，所使用的组合物中溶剂的浓度没有特别限制，可以是组合物显示溶致液晶性的溶剂的浓度，也可以是其以下的浓度。如上所述，由于组合物是溶致液晶性组合物，因此即使在组合物中溶剂的浓度高的情况下(组合物自身显示各向同性相的情况下)，通过在涂布组合物后的干燥过程中表现溶致液晶性，也可以在取向膜上诱发化合物的取向，形成光学各向异性膜。
[0326]
另外，在形成光学各向异性膜后，根据需要，也可以实施将棒状化合物及板状化合物的取向状态固定的处理。
[0327]
将棒状化合物及板状化合物的取向状态固定的方法没有特别限制，如上所述，可以举出在加热涂膜后进行冷却的方法。
[0328]
并且，在棒状化合物及板状化合物的至少一者具有酸基或其盐的情况下，作为将棒状化合物及板状化合物的取向状态固定的方法，可以举出使含有多价金属离子的溶液与所形成涂膜接触的方法。使含有多价金属离子的溶液与所形成的涂膜接触时，向涂膜中供
给多价金属离子。供给到涂膜中的多价金属离子成为棒状化合物和/或板状化合物所具有的酸基或其盐彼此的交联点，在涂膜中形成交联结构，棒状化合物及板状化合物的取向状态被固定化。
[0329]
所使用的多价金属离子的种类没有特别限制，但是从棒状化合物及板状化合物的取向状态容易固定的观点出发，优选碱土类金属离子，更优选钙离子。
[0330]
《光学各向异性膜的特性》
[0331]
在改变直线偏振光方位进行从光学各向异性膜的法线方向照射直线偏振光而得到紫外可见吸收光谱的测量时，将棒状化合物在波长230～400nm范围内的极大吸收波长下的吸光度最高的方向设为第1方向，将板状化合物在波长230～400nm范围内的极大吸收波长下的吸光度最高的方向设为第2方向时，第1方向与第2方向正交。
[0332]
作为上述测量的方法，例如，如图5所示，可以举出一边改变直线偏振光的方位一边实施以下测量的方法，该测量为将直线状实线所示的直线偏振光照射到光学各向异性膜20而得到紫外可见吸收光谱后改变直线偏振光的方位(逆时针改变直线偏振光的方位)，将直线状虚线所示的直线偏振光照射到光学各向异性膜20而得到紫外可见吸收光谱的测量。
[0333]
如上所述，上述特性显示如图1所示的棒状化合物及板状化合物的配置。在图1中，棒状化合物在波长230～400nm范围内的极大吸收波长下的吸光度最高的方向相当于x轴方向，板状化合物在波长230～400nm范围内的极大吸收波长下的吸光度最高的方向相当于y轴方向。
[0334]
另外，如上所述，上述正交是指在90
±5°
的范围内(85～95
°
)，优选90
±3°
的范围内(87～93
°
)。
[0335]
上述第1方向和第2方向的测量方法没有特别限制，可以采用公知的方法。
[0336]
如上所述，通过一边改变直线偏振光的方位(直线偏振光的偏振光轴的方位)一边进行从光学各向异性膜的法线方向照射直线偏振光而得到紫外可见吸收光谱的测量，来获得第1方向和第2方向。作为改变上述直线偏振光的方位的方法，可以举出使光学各向异性膜旋转的方法。
[0337]
光学各向异性膜的nz系数满足式(1)的关系。
[0338]
式(1)0.40≤nz系数≤0.60
[0339]
其中，优选为0.42～0.58，更优选为0.45～0.54。
[0340]
光学各向异性膜显示反向波长分散性。另外，反向波长分散性是指在可见光线区域的至少一部分波长区域中测量面内延迟(re)值时，随着测量波长的增大，re值相等或变高。在本发明中，光学各向异性膜显示反向波长分散性只要满足以下式(2)及式(3)的关系即可。
[0341]
式(2)re(450)/re(550)＜1.00
[0342]
re(450)表示波长450nm下的光学各向异性膜的面内延迟，re(550)表示波长550nm下的光学各向异性膜的面内延迟。
[0343]
其中，re(450)/re(550)优选为0.87以下，更优选为0.85以下。并且，上述re(450)/re(550)优选为0.60以上，优选为0.72以上，更优选为0.82以上。
[0344]
式(3)re(650)/re(550)＞1.00
[0345]
re(650)表示波长650nm下的光学各向异性膜的面内延迟。
[0346]
其中，re(650)/re(550)优选为1.02以上，更优选为1.05以上。上限没有特别限制，优选为1.25以下，更优选为1.20以下。
[0347]
光学各向异性膜的re(550)没有特别限制，但是从作为λ/4板有用的观点出发，优选为110～160nm，更优选为120～150nm。
[0348]
光学各向异性膜的rth(550)没有特别限制，优选为-50～40nm，更优选为-40～30nm。
[0349]
光学各向异性膜中的棒状化合物的取向度优选为0.60以上，光学各向异性膜中的板状化合物的取向度优选为0.60以上。
[0350]
棒状化合物的取向度及棒状化合物的取向度的上限没有特别限制，可以举出1.00。
[0351]
棒状化合物的取向度表示光学各向异性膜中的棒状化合物的取向程度，如后述式所示，1.0为上限值。棒状化合物的取向度越接近1.0，棒状化合物的分子轴(棒状化合物延伸的方向)越沿着一方向排列。
[0352]
板状化合物的取向度表示光学各向异性膜中的板状化合物的取向程度，如后述式所示，1.0为上限值。板状化合物的取向度越接近1.0，板状化合物的长轴越沿着一方向排列。
[0353]
棒状化合物的取向度及板状化合物的取向度可以使用来自各个化合物的吸收最大的方向(以下，也简称为“第1方向”。)上的吸光度ax以及与第1方向正交的方向(以下，也简称为“第2方向”。)上的吸光度ay，通过下式计算。
[0354]
取向度＝[(ax/ay)-1]/[(ax/ay) 2]
[0355]
例如，在计算板状化合物的取向度时，计算在光学各向异性膜的面内方向上来自板状化合物的吸收最大的方向上的吸光度ax
p
以及与上述方向正交的方向上的吸光度ay
p
，将各个值代入上述式中，计算板状化合物的取向度。
[0356]
作为来自上述各化合物的吸收，优选使用各化合物的波长230～400nm范围的极大吸收波长中最长波长侧的极大吸收波长下的吸收。例如，在板状化合物的波长230～400nm范围的极大吸收波长中最长波长侧的吸收为345nm的情况下，345nm下的吸收最大的方向为第1方向，第2方向相当于与该第1方向正交的方向。
[0357]
并且，如后所述，棒状化合物的极大吸收波长优选小于板状化合物的极大吸收波长。在这种情况下，测量光学各向异性膜中棒状化合物的极大吸收波长下的吸光度时，得到的吸光度中包含一部分来自板状化合物的吸收。为了测量棒状化合物的极大吸收波长下的吸光度，可以通过从测量得到的吸光度中减去来自板状化合物的吸收引起的吸光度来求出。来自板状化合物的吸收引起的吸光度可以由板状化合物在其波长下的吸光系数和光学各向异性膜中的浓度来计算。
[0358]
另外，上述第1方向和第2方向的测量方法没有特别限制，可以采用公知的方法。
[0359]
例如，可以举出通过一边改变直线偏振光的方位(直线偏振光的偏振光轴的方位)一边进行从光学各向异性膜的法线方向照射直线偏振光而得到紫外可见吸收光谱的测量的方法。
[0360]
并且，从本发明的效果更优异的观点出发，作为光学各向异性膜的优选方式，可以举出表1所示的方式1～方式7。
[0361]
在方式1～方式7中，分别表示各光学各向异性膜中的棒状化合物的nzr、棒状化合物的dr、棒状化合物的取向度、板状化合物的nz
p
、板状化合物的d
p
、板状化合物的取向度、以及板状化合物相对于板状化合物和棒状化合物的总量的含有比例(质量％)。例如，在方式1所示的光学各向异性膜中，棒状化合物的nzr为0.98～1.02，棒状化合物的d
p
为1.08～1.12(优选为1.09～1.11)，棒状化合物的取向度为0.65～0.72，板状化合物的nz
p
为-0.25～-0.15(优选为-0.25～-0.19)，板状化合物的d
p
为1.20～1.24，板状化合物的取向度为0.65～0.72，板状化合物相对于板状化合物和棒状化合物的总量的含有比例为41～44质量％。
[0362]
[表1]
[0363][0364]
光学各向异性膜的厚度没有特别限制，从薄型化的观点出发，优选为10μm以下，更优选为0.5～8.0μm，进一步优选为0.5～6.0μm。
[0365]
另外，在本说明书中，光学各向异性膜的厚度是指光学各向异性膜的平均厚度。上述平均厚度是通过测量光学各向异性膜的任意5处以上的厚度，对它们进行算术平均而求出的。
[0366]
《用途》
[0367]
上述光学各向异性膜可以适用于各种用途，例如，也可以调整光学各向异性膜的面内延迟，作为所谓的λ/4板或λ/2板使用。
[0368]
另外，λ/4板是指具有将某一特定波长的直线偏振光转换为圆偏振光(或者将圆偏振光转换为直线偏振光)的功能的板。更具体而言，是规定波长λnm下的面内延迟re表示λ/4(或者该奇数倍)的板。
[0369]
λ/4板在波长550nm下的面内延迟(re(550))以理想值(137.5nm)为中心，可以有25nm左右的误差，例如，优选为110～160nm，更优选为120～150nm。
[0370]
并且，λ/2板是指特定波长λnm下的面内延迟re(λ)满足re(λ)≈λ/2的光学各向异性膜。该公式只要在可见光区域的任一波长(例如，550nm)下实现即可。其中，波长550nm下的面内延迟re(550)优选满足以下关系。
[0371]
210nm≤re(550)≤300nm
[0372]
《光学膜》
[0373]
光学各向异性膜也可以与其他层组合而作为光学膜使用。即，本发明的光学膜包含上述光学各向异性膜和其他层。
[0374]
作为其他层，可以举出上述取向膜及支撑体。
[0375]
另外，光学膜中的光学各向异性膜的配置位置没有特别限制，例如，可以举出依次具有支撑体、取向膜及光学各向异性膜的方式。
[0376]
《偏振片》
[0377]
本发明的光学各向异性膜可以优选适用于偏振片。
[0378]
即，本发明的偏振片(优选圆偏振片)包括光学各向异性膜或光学膜以及偏振器。另外，圆偏振片是指将无偏振光的光转换为圆偏振光的光学元件。
[0379]
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(直线偏振器)即可，主要可以利用吸收型偏振器。
[0380]
作为吸收型偏振器，可以举出碘系偏振器、利用二色性染料的染料系偏振器及多烯系偏振器。碘系偏振器和染料系偏振器有涂布型偏振器和拉伸型偏振器，这两者都可以适用，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。
[0381]
光学各向异性膜的慢轴与偏振器的吸收轴的关系没有特别限制，但在光学各向异性膜为λ/4板，光学膜用作圆偏振光薄膜的情况下，光学各向异性膜的面内慢轴与偏振器的吸收轴所成的角优选为45
±
10
°
的范围。即，光学各向异性膜的面内慢轴与偏振器的吸收轴所成的角优选在35～55
°
的范围。
[0382]
《显示装置》
[0383]
本发明的圆偏振片可以优选适用于显示装置。即，本发明的圆偏振片可以适合用作所谓的防反射膜。
[0384]
本发明的显示装置具有显示元件和上述圆偏振片。圆偏振片配置在视觉辨认侧，并且在圆偏振片中偏振器配置在视觉辨认侧。
[0385]
显示装置没有特别限制，可以举出有机el显示元件及液晶显示元件，优选有机el显示元件。
[0386]
实施例
[0387]
以下举出实施例和比较例对本发明的特征进一步进行具体说明。关于以下实施例所示的材料、使用量、比例、处理内容及处理步骤，只要不脱离本发明的宗旨，则可以适当变更。因此，本发明的范围不应被以下所示具体例限定性地解释。
[0388]
《合成》
[0389]
通过公知的方法合成了以下板状化合物i-1～i-5及棒状化合物ii-1～ii-4。另外，板状化合物i-4相当于2种化合物的混合物，左侧化合物与右侧化合物的混合比(左侧化合物的质量/右侧化合物的质量)为1/1。并且，棒状化合物ii-1～ii-4分别为高分子(n为2以上)，棒状化合物ii-1的数均分子量为24,000，分子量分布为6.8，棒状化合物ii-2的数均分子量为30,000，分子量分布为5.7，棒状化合物ii-3的数均分子量为25,000，分子量分布为5.1，棒状化合物ii-4的数均分子量为16,000，分子量分布为5.6。
[0390]
另外，板状化合物i-1～i-5及棒状化合物ii-1～ii-4均显示了溶致液晶性。
[0391]
并且，板状化合物i-1～i-5及棒状化合物ii-1～ii-4均满足了上述非着色性的要件。更具体而言，在测量以紫外线区域(230～400nm)中的最大吸收波长的吸光度为1.0的浓度分别溶解上述化合物而得的溶液的紫外可见吸收光谱时，可见光线区域(波长400～700nm)范围内的吸光度为0.1以下。
[0392]
[化学式13]
[0393][0394]
[化学式13]
[0395][0396]
[化学式14]
[0397][0398]
[化学式13]
[0399][0400]
板状化合物i-1在波长230～400nm的范围内，在345nm具有极大吸收波长。
[0401]
板状化合物i-2在波长230～400nm的范围内，在350nm具有极大吸收波长。
[0402]
板状化合物i-3在波长230～400nm的范围内，在345nm具有极大吸收波长。
[0403]
板状化合物i-4在波长230～400nm的范围内，在320nm具有极大吸收波长。
[0404]
板状化合物i-5在波长230～400nm的范围内，在345nm具有极大吸收波长。
[0405]
棒状化合物ii-1在波长230～400nm的范围内，在260nm具有极大吸收波长。
[0406]
棒状化合物ii-2在波长230～400nm的范围内，在260nm具有极大吸收波长。
[0407]
棒状化合物ii-3在波长230～400nm的范围内，在290nm具有极大吸收波长。
[0408]
棒状化合物ii-4在波长230～400nm的范围内，在260nm具有极大吸收波长。
[0409]
《实施例1》
[0410]
制备了下述组成的光学各向异性膜形成用组合物1。光学各向异性膜形成用组合物1是显示溶致液晶性的组合物。
[0411][0412]
在作为基材的玻璃基板上，用线棒(移动速度：100cm/s)涂布上述制备的光学各向异性膜形成用组合物1后，在室温(20℃)下自然干燥。接着，将得到的涂膜在1mol/l的氯化钙水溶液中浸渍5秒钟后，用离子交换水清洗，送风干燥而使取向状态固定化，从而制作了光学各向异性膜1。
[0413]
《实施例2～10、比较例1～2》
[0414]
将棒状化合物或板状化合物变更为下述表2所示的化合物，将使用的氢氧化锂的量调整为如下述表2所示，除此以外，通过与实施例1相同的方法制作了光学各向异性膜2～10、光学各向异性膜c1～c2。
[0415]
其中，在实施例10中，使用氢氧化铯代替氢氧化锂。
[0416]
另外，在上述实施例1～10及比较例1～2中制造的光学各向异性膜的re(550)均为142nm。
[0417]
并且，实施例1中的上述比w为0.67，实施例2中的上述比w为0.48，实施例3中的上述比w为0.61，实施例4中的上述比w为0.80，实施例5中的上述比w为0.38，实施例6中的上述比w为0.96，实施例7中的上述比w为0.48，实施例8中的上述比w为1.34，实施例9中的上述比w为0.32。
[0418]
《评价》
[0419]
对得到的光学各向异性膜1～10及光学各向异性膜c1～c2，测量了各波长下的面内延迟及nz系数。
[0420]
将结果总结示于表2。
[0421]
表2中，“d
r”栏表示上述棒状化合物的由式(r)表示的波长分散性dr。波长分散性dr的测量方法如上所述。例如，在实施例1中，使用将棒状化合物ii-1(10质量份)和水(90质量份)混合而得到的混合液r，通过上述方法制作了光学各向异性膜r，得到了波长分散性dr。
[0422]
表2中，“λ
r”栏表示棒状化合物的极大吸收波长。
[0423]
表2中，“d
p”栏表示上述板状化合物的由式(p)表示的波长分散性d
p
。
[0424]
表2中，“nz
p”栏表示上述板状化合物的由式(n)表示的nz
p
。
[0425]
表2中，“nz
p1”栏表示上述板状化合物的由式(n1)表示的nz
p1
。
[0426]
表2中，“λ
p”栏表示板状化合物的极大吸收波长。
[0427]
波长分散性d
p
及nz
p
的测量方法如上所述。例如，在实施例1中，使用板状化合物i-1(10质量份)、水(90质量份)及氢氧化锂(0.59质量份)混合而得到的混合液p2，通过上述方法制作光学各向异性膜p，得到了波长分散性d
p
及nz
p
。
[0428]
nz
p1
的测量方法如上所述。例如，在实施例1中，将板状化合物i-1(10质量份)、水(90质量份)及氢氧化锂(0.59质量份)混合而得到的混合液p4中，在20℃下显示溶致液晶性，因此该混合液p4通过上述方法制作光学各向异性膜p1，得到了nz
p1
。另外，在将板状化合物i-1(5质量份)、氢氧化锂(0.30质量份)及水(95质量份)混合而得到的混合液p4-1、将板状化合物i-1(15质量份)、氢氧化锂(0.89质量份)及水(85质量份)混合而得到的混合液p4-2、以及将板状化合物i-1(20质量份)、氢氧化锂(1.18质量份)及水(80质量份)混合而得到的混合液p4-3中的任一种中，均在20℃下显示了溶致液晶性。而且，分别使用这些混合液p4-1～p4-3，通过上述方法制作光学各向异性膜p1并测量了nz
p1
，结果所有值均与使用混合液p4而得到的值(-0.21)相同。在其他实施例中也与上述相同，即使变更板状化合物的浓度，只要混合液显示溶致液晶性，得到的nz
p1
的值也相同。
[0429]
表2中，“第1方向与第2方向的关系”栏中，将上述第1方向与第2正交的情况设为“a”，将不正交的情况设为“b”。
[0430][0431]
如表2所示，本发明的光学各向异性膜示出了规定的效果。
[0432]
通过比较实施例1～10，在nz
p
(或nz
p1
)为-0.30～-0.15的范围时(更优选为-0.25
～-0.19的范围时)，显示出反向波长分散性更优异，且nz系数更接近0.50值。
[0433]
另外，反向波长分散性更优异是指re(450)/re(550)的值更接近0.82或者re(650)/re(550)更接近1.18。
[0434]
符号说明
[0435]
10-支撑体，12-棒状化合物，14-特定化合物，20-光学各向异性膜。