CN104339796A - 层叠体 - Google Patents

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CN104339796A CN201410381761.6A CN201410381761A CN104339796A CN 104339796 A CN104339796 A CN 104339796A CN 201410381761 A CN201410381761 A CN 201410381761A CN 104339796 A CN104339796 A CN 104339796A
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Abstract

本发明提供用于得到黑色显示时从斜向看时的漏光抑制优异的光学膜的层叠体。提供一种层叠体,其具有基材及光学各向异性层,并且光学各向异性层满足下述式(1)、(2)及(3)。Δn50(450)/Δn50(550)≤1.00 (1);1.00≤Δn50(650)/Δn50(550) (2)(其中,Δn50(450)、Δn50(550)、Δn50(650)分别为由在波长450nm、550nm、650nm下以快轴作为倾斜中心轴倾斜50度进行测定时得到的相位差值导出的双折射率。);nz>nx≈ny (3)(nx、ny表示相对于基材平面平行的方向的折射率,nx与ny分别正交,nz表示与nx及ny中的任一者均正交的方向的折射率)。

Description

层叠体
技术领域
本发明涉及层叠体。
背景技术
平板显示装置(FPD)中,使用偏振板及相位差板等包含光学膜的部件。作为这样的光学膜,已知有通过将包含聚合性液晶化合物、光聚合引发剂及溶剂的组合物涂布到基材上来制造的光学膜。
例如,专利文献1中,记载了通过将含有聚合性液晶化合物的组合物涂布到基材上,使其垂直取向进行聚合而得到的光学膜。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2006-342332号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而,以往的光学膜在黑色显示时从斜向看时的漏光抑制不充分。
用于解决课题的方案
本发明包含以下的发明。
[1]一种层叠体,其具有基材及光学各向异性层,并且光学各向异性层满足下述式(1)、(2)及(3)。
Δn50(450)/Δn50(550)≤1.00   (1)
1.00≤Δn50(650)/Δn50(550)   (2)
(其中,Δn50(450)、Δn50(550)、Δn50(650)分别为由在波长450nm、550nm、650nm下以快轴作为倾斜中心轴倾斜50度进行测定时得到的相位差值导出的双折射率。)
nz>nx≈ny   (3)
(nx、ny表示相对于基材平面平行的方向的折射率,nx与ny分别正交,nz表示与nx及ny中的任一者均正交的方向的折射率。)
[2]根据[1]所述的层叠体,其中,光学各向异性层由包含聚合性液晶化合物及光聚合引发剂的组合物形成。
[3]根据[1]或[2]所述的层叠体,其中,在基材与光学各向异性层之间具有取向膜层,该取向膜层包含选自由聚酰亚胺、聚酰胺及聚酰胺酸组成的组中的至少1种。
[4]根据[3]所述的层叠体,其中,取向膜层具有使聚合性液晶化合物发生垂直取向的取向限制力。
[5]根据[1]~[4]中任一项所述的层叠体,其中,在偏振板(A)、[1]~[4]中任一项所述的层叠体、偏振板(B)依次层叠而成的构成中,偏振板(A)与偏振板(B)的吸收轴正交,并且在下面的(a)及(b)中的任一情况下,从偏振板(B)侧入射光并从偏振板(A)侧检测透射光时得到的波长550nm下的透射率T满足下述式(D)。
(a)在构成层叠体的基材的面内存在慢轴时,将该基材配置在偏振板(B)侧,并且使基材的慢轴与偏振板(B)的吸收轴平行地进行层叠。
(b)在构成层叠体的基材面内不存在慢轴时,将该基材配置在偏振板(B)侧。
0.000<T<0.005   (D)
(其中,透射率T为设将偏振板(A)与偏振板(B)的吸收轴平行地配置时的透射率为100%时的值。)
[6]根据[1]~[5]中任一项所述的层叠体,其中,基材满足下述式(4)。
nx>ny≈nz   (4)
(其中,nx、ny表示相对于基材平面平行的方向的折射率,nx与ny分别正交,nz表示与nx及ny中的任一者均正交的方向的折射率。)
[7]根据[1]~[6]中任一项所述的层叠体,其中,基材满足下述式(5)及(6)。
Δn(450)/Δn(550)≥1.00   (5)
1.00≥Δn(650)/Δn(550)   (6)
(Δn(450)、Δn(550)、Δn(650)分别为在波长450nm、550nm、650nm下进行测定时由正面相位差值导出的双折射率。)
[8]根据[1]~[6]中任一项所述的层叠体,其中,基材满足下述式(7)及(8)。
Δn(450)/Δn(550)≤1.00   (7)
1.00≤Δn(650)/Δn(550)   (8)
(Δn(450)、Δn(550)、Δn(650)表示与上述相同的意思。)
[9]根据[2]~[8]中任一项所述的层叠体,其中,聚合性液晶化合物为式(A)所示的化合物。
[式(A)中,
X1表示氧原子、硫原子或-NR1-。R1表示氢原子或碳原子数为1~4的烷基。
Y1表示可具有取代基的碳原子数为6~12的1价的芳香族烃基、或可具有取代基的碳原子数为3~12的1价的芳香族杂环式基。
Q3及Q4分别独立地表示氢原子、可具有取代基的碳原子数为1~20的1价的脂肪族烃基、碳原子数为3~20的脂环式烃基、可具有取代基的碳原子数为6~20的1价的芳香族烃基、卤素原子、氰基、硝基、-NR2R3或-SR2,或者Q3及Q4也可以彼此键合并与它们各自键合的碳原子一起形成芳香环或芳香族杂环。R2及R3分别独立地表示氢原子或碳原子数为1~6的烷基。
D1及D2分别独立地表示单键、-C(=O)-O-、-C(=S)-O-、-CR4R5-、-CR4R5-CR6R7-、-O-CR4R5-、-CR4R5-O-CR6R7-、-CO-O-CR4R5-、-O-CO-CR4R5-、-CR4R5-O-CO-CR6R7-、-CR4R5-CO-O-CR6R7-或-NR4-CR5R6-或-CO-NR4-。
R4、R5、R6及R7分别独立地表示氢原子、氟原子或碳原子数为1~4的烷基。
G1及G2分别独立地表示碳原子数为5~8的2价的脂环式烃基,构成该脂环式烃基的亚甲基也可以取代为氧原子、硫原子或-NH-,构成该脂环式烃基的次甲基也可以取代为叔氮原子。
L1及L2分别独立地表示1价的有机基团,L1及L2中的至少一个为具有聚合性基团的有机基团。]
[10]一种层叠体的制造方法,其包括工序(a1)及(a2):
工序(a1):在基材上涂布含有式(A)所示的聚合性液晶化合物的组合物的工序;工序(a2):将所涂布的该组合物干燥,并通过光照射进行固化的工序。
[11]一种层叠体的制造方法,其包括工序(b1)、(b2)及(b3):
工序(b1):在基材上涂布取向性聚合物而形成取向膜层的工序;
工序(b2):在该取向膜层上,涂布含有式(A)所示的聚合性液晶化合物的组合物的工序;
工序(b3):将所涂布的该组合物干燥,并通过光照射进行固化的工序。
[12]一种偏振板,其包含[1]~[9]中任一项所述的层叠体。
[13]一种显示装置,其具备[1]~[9]中任一项所述的层叠体。
[14]一种层叠体的制造方法,其将[1]~[5]中任一项所述的层叠体的光学各向异性层隔着粘接剂转印到被转印基材上,得到由被转印基材、粘接剂层及光学各向异性层形成的层叠体。
[15]一种层叠体,其具有被转印基材及光学各向异性层,并且光学各向异性层满足下述式(1)、(2)及(3)。
Δn50(450)/Δn50(550)≤1.00   (1)
1.00≤Δn50(650)/Δn50(550)   (2)
(其中,Δn50(450)、Δn50(550)、Δn50(650)分别为由在波长450nm、550nm、650nm下以快轴作为倾斜中心轴倾斜50度进行测定时得到的相位差值导出的双折射率。)
nz>nx≈ny   (3)
(nx、ny表示相对于基材平面平行的方向的折射率,nx与ny分别正交,nz表示与nx及ny中的任一者均正交的方向的折射率。)
发明效果
根据本发明的层叠体,可得到黑色显示时从斜向看时的漏光抑制优异的光学膜。
附图说明
图1是表示本发明的层叠体的一个例子的截面示意图。
图2是表示包含本发明的层叠体的偏振板的一个例子的截面示意图。
图3是表示具备本发明的层叠体的液晶显示装置的一个例子的截面示意图。
图4是表示具备本发明的层叠体的有机EL显示装置的一个例子的截面示意图。
具体实施方式
以下,边参照附图,边说明本发明。
本发明为具有基材及光学各向异性层、并且光学各向异性层满足下述式(1)、(2)及(3)的层叠体。本发明的层叠体(以下,有时称为本层叠体。)优选具有组成及光学特性相同的1种光学各向异性层。
Δn50(450)/Δn50(550)≤1.00   (1)
1.00≤Δn50(650)/Δn50(550)   (2)
(其中,Δn50(450)、Δn50(550)、Δn50(650)分别为由在波长450nm、550nm、650nm下以快轴作为倾斜中心轴倾斜50度进行测定时得到的相位差值导出的双折射率。)
nz>nx≈ny   (3)
(nx、ny表示相对于基材平面平行的方向的折射率,nx与ny分别正交,nz表示与nx及ny中的任一者均正交的方向的折射率。)
作为基材,通常使用透明基材。所谓透明基材是指可透射光、特别是可见光的具有透光性的基材,所谓透光性是指对波长为380~780nm下的光线的透射率达到80%以上的特性。作为具体的透明基材,可列举出玻璃及透光性树脂基材,优选透光性树脂基材。基材通常使用膜状的基材,优选使用辊状的膜。
作为构成基材的树脂,可列举出聚乙烯、聚丙烯、降冰片烯系聚合物等聚烯烃;聚乙烯基醇;聚对苯二甲酸乙二醇酯;聚甲基丙烯酸酯;聚丙烯酸酯;纤维素酯;聚萘二甲酸乙二醇酯;聚碳酸酯;聚砜;聚醚砜;聚醚酮;聚苯硫醚;及聚苯醚。其中,优选由聚乙烯、聚丙烯、降冰片烯系聚合物等聚烯烃构成的基材。
也可以对基材实施表面处理。作为表面处理的方法,例如可列举出在真空下或大气压下利用电晕或等离子体对基材的表面进行处理的方法、对基材表面进行激光处理的方法、对基材表面进行臭氧处理的方法、对基材表面进行皂化处理的方法或对基材表面进行火焰处理的方法、在基材表面涂布偶联剂的方法、进行底涂处理的方法、使反应性单体或具有反应性的聚合物附着到基材表面上后照射放射线、等离子体或紫外线而使其反应的接枝聚合法等。其中,优选在真空下或大气压下对基材表面进行电晕或等离子体处理的方法。
作为利用电晕或等离子体进行基材的表面处理的方法,可列举出:在大气压附近的压力下,在对置的电极间设置基材,使其产生电晕或等离子体而进行基材的表面处理的方法;在对置的电极间流入气体,在电极间将气体等离子体化,将等离子体化的气体喷射到基材上的方法;及在低压条件下,产生辉光放电等离子体而进行基材的表面处理的方法。
其中,优选在大气压附近的压力下,在对置的电极间设置基材,使其产生电晕或等离子体而进行基材的表面处理的方法;或者,在对置的电极间流入气体,在电极间将气体等离子体化,将等离子体化的气体喷射到基材上的方法。所述利用电晕或等离子体的表面处理通常通过市售的表面处理装置来进行。
本发明的层叠体所具有的光学各向异性层满足下述式(1)、(2)及(3)。
Δn50(450)/Δn50(550)≤1.00   (1)
1.00≤Δn50(650)/Δn50(550)   (2)
(其中,Δn50(450)、Δn50(550)、Δn50(650)分别为由在波长450nm、550nm、650nm下以快轴作为倾斜中心轴倾斜50度进行测定时得到的相位差值导出的双折射率。)
nz>nx≈ny   (3)
(nx、ny表示相对于基材平面平行的方向的折射率,nx与ny分别正交,nz表示与nx及ny中的任一者均正交的方向的折射率。)
式(1)及式(2)是指光学各向异性层的厚度方向(z方向)上的波长分散性。Δn50(λ)可以由使光学各向异性层以快轴作为倾斜中心轴倾斜50度,在波长λnm下测定时得到的相位差值R50(λ)及光学各向异性层的厚度d通过下述式(z-1)算出。
Δn50(λ)=R50(λ)/d   (z-1)
满足式(1)及式(2)表示越是长波长则双折射率越变大的逆波长分散性。式(3)表示光学各向异性层具有正型C板的特性。
光学各向异性层通常为通过涂布溶液并干燥而得到的涂敷层。
作为该溶液,可列举出包含聚合性液晶化合物及光聚合引发剂的组合物(以下,有时称为光学各向异性层形成用组合物)。
作为聚合性液晶化合物,例如可列举出式(A)所示的化合物(以下有时称为“化合物(A)”)。聚合性液晶化合物可以是一种,也可以将不同结构的化合物多种组合。
作为化合物(A),可列举出日本特表2011-207765号公报中记载的化合物。具体而言,还可列举出式(A)所示的化合物:
[式(A)中,
X1表示氧原子、硫原子或-NR1-。R1表示氢原子或碳原子数为1~4的烷基。
Y1表示可具有取代基的碳原子数为6~12的1价的芳香族烃基或可具有取代基的碳原子数为3~12的1价的芳香族杂环式基。
Q3及Q4分别独立地表示氢原子、可具有取代基的碳原子数为1~20的1价的脂肪族烃基、碳原子数为3~20的1价的脂环式烃基、可具有取代基的碳原子数为6~20的1价的芳香族烃基、卤素原子、氰基、硝基、-NR2R3或-SR2,或者Q3与Q4彼此键合并与它们所键合的碳原子一起形成芳香环或芳香族杂环。R2及R3分别独立地表示氢原子或碳原子数为1~6的烷基。
D1及D2分别独立地表示单键、-C(=O)-O-、-C(=S)-O-、-CR4R5-、-CR4R5-CR6R7-、-O-CR4R5-、-CR4R5-O-CR6R7-、-CO-O-CR4R5-、-O-CO-CR4R5-、-CR4R5-O-CO-CR6R7-、-CR4R5-CO-O-CR6R7-或-NR4-CR5R6-或-CO-NR4-。
R4、R5、R6及R7分别独立地表示氢原子、氟原子或碳原子数为1~4的烷基。
G1及G2分别独立地表示碳原子数为5~8的2价的脂环式烃基,构成该脂环式烃基的亚甲基也可以取代为氧原子、硫原子或-NH-,构成该脂环式烃基的次甲基也可以取代为叔氮原子。
L1及L2分别独立地表示1价的有机基团,L1及L2中的至少一个具有聚合性基团。]
优选L1为式(A1)所示的基团、并且L2为式(A2)所示的基团的式(A)所示的化合物。
P1-F1-(B1-A1)k-E1-   (A1)
P2-F2-(B2-A2)1-E2-   (A2)
[式(A1)及式(A2)中,
B1、B2、E1及E2分别独立地表示-CR4R5-、-CH2-CH2-、-O-、-S-、-CO-O-、-O-CO-O-、-CS-O-、-O-CS-O-、-CO-NR1-、-O-CH2-、-S-CH2-或单键。
A1及A2分别独立地表示碳原子数为5~8的2价的脂环式烃基或碳原子数为6~18的2价的芳香族烃基,构成该脂环式烃基的亚甲基也可以取代为氧原子、硫原子或-NH-,构成该脂环式烃基的次甲基也可以取代为叔氮原子。
k及l分别独立地表示0~3的整数。
F1及F2表示碳原子数为1~12的2价的脂肪族烃基。
P1表示聚合性基团。
P2表示氢原子或聚合性基团。
R4及R5分别独立地表示氢原子、氟原子或碳原子数为1~4的烷基。
光学各向异性层形成用组合物中的聚合性液晶化合物的含量相对于100质量份光学各向异性层形成用组合物,通常为5质量份~50质量份,优选为10质量份~30质量份。
作为光聚合引发剂,例如可列举出通过光照射产生自由基的物质。
作为光聚合引发剂,可列举出苯偶姻化合物、二苯甲酮化合物、苯偶酰缩酮化合物、α-羟基酮化合物、α-氨基酮化合物、α-苯乙酮化合物、三嗪化合物、碘鎓盐及锍盐。具体而言,可列举出Irgacure(注册商标)907、Irgacure(注册商标)184、Irgacure(注册商标)651、Irgacure(注册商标)819、Irgacure(注册商标)250、Irgacure(注册商标)369(以上,全部为BASF Japan株式会社制)、Seikuol(注册商标)BZ、Seikuol(注册商标)Z、Seikuol(注册商标)BEE(以上,全部为精工化学株式会社制)、kayacure(注册商标)BP100(日本化药株式会社制)、kayacure(注册商标)UVI-6992(The DowChemical Company制)、Adecaoptomer(注册商标)SP-152、Adecaoptomer(注册商标)SP-170(以上,全部为株式会社ADEKA制)、TAZ-A、TAZ-PP(以上,Nihon SiberHegner K.K.制)及TAZ-104(Sanwa Chemical Co.,Ltd.制)等。其中,优选α-苯乙酮化合物,作为α-苯乙酮化合物,可列举出2-甲基-2-吗啉代-1-(4-甲基巯基苯基)丙烷-1-酮、2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-2-苄基丁烷-1-酮及2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-2-(4-甲基苯基甲基)丁烷-1-酮等,可更优选列举出2-甲基-2-吗啉代-1-(4-甲基巯基苯基)丙烷-1-酮及2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-2-苄基丁烷-1-酮。作为α-苯乙酮化合物的市售品,可列举出Irgacure(注册商标)369、379EG、907(以上、BASF Japan(株)制)及Seikuol(注册商标)BEE(精工化学社制)等。
相对于100质量份聚合性液晶化合物,光聚合引发剂通常为0.1质量份~30质量份,优选为0.5质量份~10质量份。若在上述范围内,则能够在不打乱聚合性液晶化合物的液晶取向的情况下使聚合性液晶化合物进行聚合。
光学各向异性层形成用组合物还可以含有阻聚剂、光敏化剂、流平剂、手性剂、反应性添加剂、溶剂等。
[阻聚剂]
为了控制聚合性液晶化合物的聚合反应,光学各向异性层形成用组合物也可以含有阻聚剂。
作为阻聚剂,可列举出氢醌及具有烷基醚等取代基的氢醌类;丁基儿茶酚等具有烷基醚等取代基的儿茶酚类;焦棓酚类、2,2,6,6-四甲基-1-哌啶基氧自由基等自由基捕捉剂;苯硫酚类;β-萘基胺类及β-萘酚类。
光学各向异性层形成用组合物中的阻聚剂的含量相对于100质量份聚合性液晶化合物,通常为0.1质量份~30质量份,优选为0.5质量份~10质量份。若为上述范围内,则能够在不打乱聚合性液晶化合物的液晶取向的情况下进行聚合。
[光敏化剂]
作为光敏化剂,可列举出呫吨酮、噻吨酮等呫吨酮类;蒽及具有烷基醚等取代基的蒽类;吩噻嗪;红荧烯。
通过使用光敏化剂,能够使光聚合引发剂高灵敏度化。相对于100质量份聚合性液晶化合物,光敏化剂的含量通常为0.1质量份~30质量份,优选为0.5质量份~10质量份。
[流平剂]
作为流平剂,可列举出有机改性硅油系、聚丙烯酸酯系及全氟烷基系的流平剂。具体而言,可列举出DC3PA、SH7PA、DC11PA、SH28PA、SH29PA、SH30PA、ST80PA、ST86PA、SH8400、SH8700、FZ2123(以上,全部为Dow Corning Toray Co.,Ltd.制)、KP321、KP323、KP324、KP326、KP340、KP341、X22-161A、KF6001(以上,全部为信越化学工业(株)制)、TSF400、TSF401、TSF410、TSF4300、TSF4440、TSF4445、TSF-4446、TSF4452、TSF4460(以上,全部为Momentive Performance Materials Japan合同会社制)、fluorinert(注册商标)FC-72、fluorinert(注册商标)FC-40、fluorinert(注册商标)FC-43、fluorinert(注册商标)FC-3283(以上,全部为Sumitomo 3M Limited制)、Megafac(注册商标)R-08、Megafac(注册商标)R-30、Megafac(注册商标)R-90、Megafac(注册商标)F-410、Megafac(注册商标)F-411、Megafac(注册商标)F-443、Megafac(注册商标)F-445、Megafac(注册商标)F-470、Megafac(注册商标)F-477、Megafac(注册商标)F-479、Megafac(注册商标)F-482、Megafac(注册商标)F-483(以上,均为DIC(株)制)、EFTOP(商品名)EF301、EFTOP(商品名)EF303、EFTOP(商品名)EF351、EFTOP(商品名)EF352(以上,全部为Mitsubishi MaterialsElectronic Chemicals Co.,Ltd.制)、Surflon(注册商标)S-381、Surflon(注册商标)S-382、Surflon(注册商标)S-383、Surflon(注册商标)S-393、Surflon(注册商标)SC-101、Surflon(注册商标)SC-105、KH-40、SA-100(以上,全部为AGC SEIMI CHEMICAL CO.,LTD.制)、商品名E1830、商品名E5844(Daikin Fine Chemical Laboratories,Inc.制)、BM-1000、BM-1100、BYK-352、BYK-353及BYK-361N(均为商品名:BM Chemie公司制)。也可以将2种以上的流平剂组合。
通过使用流平剂,能够形成更平滑的层叠体光学各向异性层。此外,在光学各向异性层的制造过程中,能够控制光学各向异性层形成用组合物的流动性,或调整光学各向异性层的交联密度。相对于100质量份聚合性液晶化合物,流平剂的含量通常为0.1质量份~30质量份,优选为0.1质量份~10质量份。
[手性剂]
作为手性剂,可列举出公知的手性剂(例如,液晶器件手册、第3章4-3项、TN、STN用手性剂、199页、日本学术振兴会第142委员会编、1989中记载)。
手性剂通常含有不对称碳原子,但不含有不对称碳原子的轴性不对称化合物或面性不对称化合物也可以作为手性剂使用。作为轴性不对称化合物或面性不对称化合物,可列举出联二萘、螺烯、对环芬及它们的衍生物。
具体而言,可列举出日本特开2007-269640号公报、日本特开2007-269639号公报、日本特开2007-176870号公报、日本特开2003-137887号公报、日本特表2000-515496号公报、日本特开2007-169178号公报及日本特表平9-506088号公报中记载的那样的化合物,优选为BASF Japan(株)制的paliocolor(注册商标)LC756。
相对于100质量份聚合性液晶化合物,手性剂的含量通常为0.1质量份~30质量份,优选为1.0质量份~25质量份。若为上述范围内,则在将聚合性液晶化合物进行聚合时,能够更加抑制打乱该聚合性液晶化合物的液晶取向。
[反应性添加剂]
作为反应性添加剂,优选其分子内具有碳-碳不饱和键和活性氢反应性基团的物质。另外,这里所谓的“活性氢反应性基团”是指相对于羧基(-COOH)、羟基(-OH)、氨基(-NH2)等具有活性氢的基团具有反应性的基团,缩水甘油基、噁唑啉基、碳二亚胺基、氮杂环丙烷基、酰亚胺基、异氰酰基、硫代异氰酰基、马来酸酐基等为其代表例。
在反应性添加剂中,活性氢反应性基团优选至少存在2个,这种情况下,多个存在的活性氢反应性基团可以相同,也可以不同。
反应性添加剂所具有的碳-碳不饱和键可以是碳-碳双键或碳-碳三键、或它们的组合,但优选为碳-碳双键。其中,作为反应性添加剂,优选包含作为乙烯基和/或(甲基)丙烯酰基的碳-碳不饱和键。进而,活性氢反应性基团优选为选自由环氧基、缩水甘油基及异氰酰基组成的组中的至少1种,特别优选具有丙烯酰基和异氰酰基的反应性添加剂。
作为反应性添加剂的具体例子,可列举出甲基丙烯酰氧基缩水甘油醚、丙烯酰氧基缩水甘油醚等具有(甲基)丙烯酰基和环氧基的化合物;氧杂环丁烷丙烯酸酯、氧杂环丁烷甲基丙烯酸酯等具有(甲基)丙烯酰基和氧杂环丁烷基的化合物;内酯丙烯酸酯、内酯甲基丙烯酸酯等具有(甲基)丙烯酰基和内酯基的化合物;乙烯基噁唑啉、异丙烯基噁唑啉等具有乙烯基和噁唑啉基的化合物;异氰酸根合甲基丙烯酸酯、异氰酸根合甲基甲基丙烯酸酯、2-异氰酸根合乙基丙烯酸酯及2-异氰酸根合乙基甲基丙烯酸酯等具有(甲基)丙烯酰基和异氰酰基的化合物的低聚物等。此外,可列举出甲基丙烯酸酐、丙烯酸酐、马来酸酐及乙烯基马来酸酐等具有乙烯基或亚乙烯基和酸酐的化合物等。其中,优选甲基丙烯酰氧基缩水甘油醚、丙烯酰氧基缩水甘油醚、异氰酸根合甲基丙烯酸酯、异氰酸根合甲基甲基丙烯酸酯、乙烯基噁唑啉、2-异氰酸根合乙基丙烯酸酯、2-异氰酸根合乙基甲基丙烯酸酯及上述的低聚物,特别优选异氰酸根合甲基丙烯酸酯、2-异氰酸根合乙基丙烯酸酯及上述的低聚物。
这里,具体地示出作为活性氢反应性基团具有异氰酰基、作为反应性添加剂更优选的物质。该优选的反应性添加剂例如以下述式(Y)表示。
[式(Y)中,
n表示1~10的整数,R1’表示碳原子数为2~20的2价的脂肪族或脂环式烃基、或碳原子数为5~20的2价的芳香族烃基。各重复单元中的2个R2’一个为-NH-,另一个为>N-C(=O)-R3’所示的基团。R3’表示羟基或具有碳-碳不饱和键的基团。
式(Y)中的R3’中,至少1个R3’为具有碳-碳不饱和键的基团。]
上述式(Y)所示的反应性添加剂中,下述式(YY)所示的化合物(以下,根据情况称为“化合物(YY)”。)为特别优选的化合物(另外,n为与上述相同的意思)。
化合物(YY)中,可以将市售品直接或根据需要纯化后使用。作为市售品,例如可列举出Laromer(注册商标)LR-9000(BASF公司制)等。
相对于100质量份聚合性液晶化合物,反应性添加剂的含量通常为0.1质量份~30质量份,优选为0.1质量份~5质量份。
[溶剂]
为了使光学各向异性层的制造的操作性变得良好,光学各向异性层形成用组合物优选含有溶剂、特别是有机溶剂。作为有机溶剂,优选可溶解聚合性液晶化合物等光学各向异性层形成用组合物的构成成分的有机溶剂,更优选为可溶解聚合性液晶化合物等光学各向异性层形成用组合物的构成成分的溶剂、且对聚合性液晶化合物的聚合反应呈惰性的溶剂。具体而言,可列举出甲醇、乙醇、乙二醇、异丙基醇、丙二醇、甲基溶纤剂、丁基溶纤剂、丙二醇单甲基醚、苯酚等醇溶剂;乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙二醇甲基醚乙酸酯、γ-丁内酯、丙二醇甲基醚乙酸酯、乳酸乙酯等酯溶剂;丙酮、甲基乙基酮、环戊酮、环己酮、甲基戊基酮、甲基异丁基酮等酮溶剂;戊烷、己烷、庚烷等非氯化脂肪族烃溶剂;甲苯、二甲苯等非氯化芳香族烃溶剂;乙腈等腈溶剂;四氢呋喃、二甲氧基乙烷等醚溶剂;及氯仿、氯苯等氯化烃溶剂。也可以将二种以上的有机溶剂组合使用。其中,优选醇溶剂、酯溶剂、酮溶剂、非氯化脂肪族烃溶剂及非氯化芳香族烃溶剂。
光学各向异性层形成用组合物还可以含有与化合物(A)不同的聚合性液晶化合物。
作为与化合物(A)不同的聚合性液晶化合物,例如可列举出包含式(X)所示的基团的化合物(以下有时称为“化合物(X)”)。聚合性液晶化合物可以是一种,也可以将不同结构的化合物多种组合。
P11-B11-E11-B12-A11-B13-   (X)
[式(X)中,P11表示聚合性基团。
A11表示2价的脂环式烃基或2价的芳香族烃基。该2价的脂环式烃基及2价的芳香族烃基中包含的氢原子也可以被卤素原子、碳原子数为1~6的烷基、碳原子数为1~6烷氧基、氰基或硝基取代,该碳原子数为1~6的烷基及该碳原子数为1~6烷氧基中包含的氢原子也可以被氟原子取代。
B11表示-O-、-S-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CO-NR16-、-NR16-CO-、-CO-、-CS-或单键。R16表示氢原子或碳原子数为1~6的烷基。
B12及B13分别独立地表示-C≡C-、-CH=CH-、-CH2-CH2-、-O-、-S-、-C(=O)-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-、-O-C(=O)-O-、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-C(=O)-NR16-、-NR16-C(=O)-、-OCH2-、-OCF2-、-CH2O-、-CF2O-、-CH=CH-C(=O)-O-、-O-C(=O)-CH=CH-或单键。
E11表示碳原子数为1~12的亚烷基,该亚烷基中包含的氢原子也可以被碳原子数为1~5的烷氧基取代,该烷氧基中包含的氢原子也可以被卤素原子取代。此外,构成该亚烷基的-CH2-也可以取代为-O-或-CO-。]
A11所示的2价的芳香族烃基及2价的脂环式烃基的碳原子数优选为3~18的范围,更优选为5~12的范围,特别优选为5或6。作为A11,优选环己烷-1,4-二基、1,4-亚苯基。
作为E11所示的碳原子数为1~12的亚烷基,优选直链状的碳原子数为1~12的亚烷基。构成碳原子数为1~12的亚烷基的-CH2-也可以取代为-O-。
具体而言,可列举出亚甲基、亚乙基、丙烷-1,3-二基、丁烷-1,4-二基、戊烷-1,5-二基、己烷-1,6-二基、庚烷-1,7-二基、辛烷-1,8-二基、壬烷-1,9-二基、癸烷-1,10-二基、十一烷-1,11-二基及十二烷-1,12-二基等碳原子数为1~12的直链状亚烷基;-CH2-CH2-O-CH2-CH2-、-CH2-CH2-O-CH2-CH2-O-CH2-CH2-及-CH2-CH2-O-CH2-CH2-O-CH2-CH2-O-CH2-CH2-等。
作为B11,优选-O-、-S-、-CO-O-、-O-CO-,其中,更优选-CO-O-。
作为B12及B13,分别独立地优选-O-、-S-、-C(=O)-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-、-O-C(=O)-O-,其中,更优选-O-或-O-C(=O)-O-。
作为P11所示的聚合性基团,从容易进行光聚合反应的方面考虑,优选自由基聚合性基团或阳离子聚合性基团,从容易处理、且聚合性液晶化合物的制造本身也容易的方面出发,聚合性基团优选为下述式(P-11)~式(P-15)所示的基团。
[式(P-11)~(P-15)中,
R17~R21分别独立地表示碳原子数为1~6的烷基或氢原子。]
作为式(P-11)~式(P-13)所示的基团的具体例子,可列举出下述式(P-16)~式(P-20)所示的基团。
P11优选为式(P-14)~式(P-20)所示的基团,更优选乙烯基、对芪基、环氧基或氧杂环丁烷基。
P11-B11-所示的基团进一步优选为丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基。
作为化合物(X),可列举出式(I)、式(II)、式(III)、式(IV)、式(V)或式(VI)所示的化合物。
P11-B11-E11-B12-A11-B13-A12-B14-A13-B15-A14-B16-E12-B17-P12   (I)
P11-B11-E11-B12-A11-B13-A12-B14-A13-B15-A14-F11   (II)
P11-B11-E11-B12-A11-B13-A12-B14-A13-B15-E12-B17-P12(III)
P11-B11-E11-B12-A11-B13-A12-B14-A13-F11   (IV)
P11-B11-E11-B12-A11-B13-A12-B14-E12-B17-P12   (V)
P11-B11-E11-B12-A11-B13-A12-F11   (VI)
(式中,
A12~A14分别独立地与A11含义相同,B14~B16分别独立地与B12含义相同,B17与B11含义相同,E12与E11含义相同。
F11表示氢原子、碳原子数为1~13的烷基、碳原子数为1~13的烷氧基、氰基、硝基、三氟甲基、二甲基氨基、羟基、羟甲基、甲酰基、磺基(-SO3H)、羧基、碳原子数为1~10的烷氧基羰基或卤素原子,构成该烷基及烷氧基的-CH2-也可以取代为-O-。
作为化合物(X)的具体例子,可列举出液晶便览(液晶便览编集委员会编、丸善(株)平成12年10月30日发行)的“3.8.6 network(完全交联型)”、“6.5.1液晶材料b.聚合性向列型液晶材料”中记载的化合物中具有聚合性基团的化合物、日本特开2010-31223号公报、日本特开2010-270108号公报、日本特开2011-6360号公报及日本特开2011-207765号公报记载的聚合性液晶化合物。
作为化合物(X)的具体例子,可列举出下述式(I-1)~式(I-4)、式(II-1)~式(II-4)、式(III-1)~式(III-26)、式(IV-1)~式(IV-26)、式(V-1)~式(V-2)及式(VI-1)~式(VI-6)所示的化合物。另外,下述式中,k1及k2分别独立地表示2~12的整数。这些化合物(X)从其合成的容易性、或获得的容易性的方面考虑,优选。
通过调整化合物(X)和化合物(A)的混合量,能够控制本发明的层叠体的波长分散特性。光学各向异性层形成用组合物中的化合物(X)的含量相对于100质量份光学各向异性层形成用组合物,通常为5质量份~50质量份,优选为5质量份~10质量份。
光学各向异性层形成用组合物中的化合物(X)的含量相对于100质量份化合物(A),通常为0份~50份,优选为0份~10份。
为了使光学各向异性层中包含的聚合性液晶化合物发生取向,只要在基材上涂布光学各向异性层形成用组合物即可,但也可以使用取向膜层。即,本发明的层叠体也可以在基材及光学各向异性层之间具有取向膜层。
本发明中的取向膜层优选不溶解于光学各向异性层形成用组合物中,不会因用于除去光学各向异性层形成用组合物中包含的溶剂或调整聚合性液晶化合物的液晶取向的加热而变质,不会引起因层叠体搬送时的摩擦等而导致的剥离的取向膜层。
通常,作为形成取向膜层的方法,可列举出在基材表面上涂布取向性聚合物并干燥的方法、涂布取向性聚合物并干燥并对其表面进行摩擦的方法、涂布光取向性聚合物并干燥并照射偏振光的方法、斜射蒸镀氧化硅的方法、及使用Langmuir-Blodgett法(LB法)而形成具有长链烷基的单分子膜的方法等。
取向性聚合物及光取向性聚合物通常溶解到溶剂中来涂布。
作为取向性聚合物,可列举出在分子内具有酰胺键的聚酰胺或明胶类、在分子内具有酰亚胺键的聚酰亚胺及其水解物即聚酰胺酸、聚乙烯基醇、烷基改性聚乙烯基醇、聚丙烯酰胺、聚噁唑、聚亚乙基亚胺、聚苯乙烯、聚乙烯基吡咯烷酮、聚丙烯酸及聚丙烯酸酯类等。其中,优选聚酰胺、聚酰亚胺或聚酰胺酸。形成取向膜层的取向性聚合物可以是一种,也可以是组合了多种聚合物的组合物,还可以是组合了多种聚合物的共聚物。这些聚合物可以通过将单体进行脱水或脱醇等缩聚、自由基聚合、阴离子聚合、阳离子聚合等链式聚合、配位聚合或开环聚合等而容易地获得。
作为市售的取向性聚合物,可列举出SUNEVER(注册商标、日产化学公司制)、OPTMER(注册商标、JSR制)等。
由这样的取向性聚合物形成的取向膜层使聚合性液晶化合物的液晶取向变得容易。此外,根据取向性聚合物的种类或摩擦条件,能够进行水平取向、垂直取向、混合取向、倾斜取向等各种液晶取向的控制,可以利用于各种液晶面板的视角改善等中。
作为光取向性聚合物,可列举出具有光敏性结构的聚合物。若对具有光敏性结构的聚合物照射偏振光,则通过所照射的部分的光敏性结构发生异构化或交联而光取向性聚合物发生取向,对由光取向性聚合物形成的膜赋予取向限制力。作为上述光敏性结构,例如可列举出偶氮苯结构、马来酰亚胺结构、查尔酮结构、肉桂酸结构、1,2-亚乙烯基结构、1,2-乙炔结构、螺吡喃结构、螺苯并吡喃结构及俘精酸酐结构等。形成取向膜层的光取向性聚合物可以是一种,也可以将不同的结构的聚合物多种组合,还可以是具有多种不同的光敏性结构的共聚物。光取向性聚合物可以通过将具有光敏性结构的单体进行脱水或脱醇等缩聚、自由基聚合、阴离子聚合、阳离子聚合等链式聚合、配位聚合或开环聚合等来得到。作为光取向性聚合物,可列举出日本专利第4450261号、日本专利第4011652号、日本特开2010-49230号公报、日本专利第4404090号、日本特开2007-156439号公报、日本特开2007-232934号公报等中记载的光取向性聚合物等。其中,作为光取向性聚合物,从耐久性的观点出发,优选通过偏振光照射而形成交联结构的聚合物。
本发明中,其中,从聚合性液晶化合物的取向均匀性、及光学各向异性层的制造时间及制造成本的观点出发,优选涂布由选自聚酰亚胺、聚酰胺或聚酰胺酸中的材料形成的取向性聚合物并干燥的方法、及涂布取向性聚合物并干燥并对其表面进行摩擦的方法。
作为溶解取向性聚合物或光取向性聚合物的溶剂,例如可列举出水;甲醇、乙醇、乙二醇、异丙基醇、丙二醇、甲基溶纤剂、丁基溶纤剂等醇溶剂;乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙二醇甲基醚乙酸酯、γ-丁内酯、丙二醇甲基醚乙酸酯、乳酸乙酯等酯溶剂;丙酮、甲基乙基酮、环戊酮、环己酮、甲基戊基酮、甲基异丁基酮、N-甲基-2-吡咯烷酮等酮溶剂;戊烷、己烷、庚烷、乙基环己烷等脂肪族烃溶剂;甲苯、二甲苯、氯苯等芳香族烃溶剂;乙腈等腈溶剂;丙二醇单甲基醚、四氢呋喃、二甲氧基乙烷等醚溶剂;氯仿等卤代烃溶剂等。这些有机溶剂可以单独,也可以组合。
相对于100质量份取向性聚合物或光取向性聚合物,溶剂通常为10质量份~100000质量份,优选为1000质量份~50000质量份,更优选为2000质量份~20000质量份。
作为将溶解到溶剂中的取向性聚合物或光取向性聚合物涂布到基材上的方法,可列举出挤出涂敷法、直接凹版涂敷法、反向凹版涂敷法、CAP涂敷法、模缝涂敷法等。此外,还可列举出使用浸涂机、棒涂机、旋涂机等涂布机进行涂布的方法。
作为干燥方法,可列举出自然干燥、通风干燥、加热干燥、减压干燥及将它们组合的方法。干燥温度优选为10~250℃,更优选为25~200℃。干燥时间根据溶剂的种类而不同,但优选为5秒钟~60分钟,更优选为10秒钟~30分钟。
作为进行摩擦的方法,可列举出使卷绕有摩擦布并旋转的摩擦辊与涂布到基材上并干燥的取向聚合物接触的方法。
作为照射偏振光的方法,可列举出使用日本特开2006-323060号公报中记载的装置的方法等。此外,通过隔着与所期望的多个区域对应的光掩模,对每个该区域重复照射直线偏振光紫外线等偏振光,还可以形成图案化取向膜层。作为光掩模,通常使用在石英玻璃、钠钙玻璃或聚酯等膜上设置有遮光图案的光掩模。被遮光图案覆盖的部分所照射的偏振光被遮断,没有覆盖的部分所照射的偏振光透射。从热膨张的影响小的方面考虑,优选石英玻璃。从光取向性聚合物的反应性的方面考虑,照射的偏振光优选为紫外线。
取向膜层的厚度通常为10nm~10000nm,优选为10nm~1000nm。
若取向膜层的厚度在上述范围,则能够使聚合性液晶化合物在所期望的方向或角度上容易地发生液晶取向,所以优选。
在聚合性液晶化合物的液晶取向的状态中,有水平取向、垂直取向、混合取向及倾斜取向等,但优选为垂直取向。水平、垂直等的表达表示以基材面作为基准的聚合性液晶化合物的长轴的取向方向。例如,所谓垂直取向是相对于基材面在垂直的方向上具有聚合性液晶化合物的长轴。
液晶取向的状态根据取向膜层及聚合性液晶化合物的性质而发生变化,其组合可以任意地选择。例如,若取向膜层为表现出水平取向作为取向限制力的材料,则聚合性液晶化合物能够形成水平取向或混合取向,若为表现出垂直取向的材料,则聚合性液晶化合物能够形成垂直取向或倾斜取向。
对于取向限制力,在取向膜层由取向性聚合物形成时,可以通过表面状态或摩擦条件任意地进行调整,在由光取向性聚合物形成时,可以通过偏振光照射条件等任意地进行调整。此外,通过选择聚合性液晶化合物的表面张力或液晶性等物性,也可以控制液晶取向。
本发明中,取向膜层优选具有能够使聚合性液晶化合物发生垂直取向的取向限制力的取向膜层。具体而言,优选在取向性聚合物内具有由硅原子、氟原子等构成的非极性取代基。例如,可以使用日本专利第4605016号、日本专利第4985906号、日本专利第4502119号或WO2008/117760号中记载的那样的通常作为垂直取向型液晶显示元件的液晶取向膜使用的材料。
所涂布的光学各向异性层形成用组合物中包含的聚合性液晶化合物表现出向列型相等液晶相时,具有由单域取向带来的双折射性。为了形成光学各向异性层,在基材或取向膜层上涂布光学各向异性层形成用组合物后,通过进行光照射来进行固化。
作为将光学各向异性层形成用组合物涂布到基材或取向膜层上的方法,可列举出挤出涂敷法、直接凹版涂敷法、反向凹版涂敷法、CAP涂敷法、狭缝涂敷法、模缝涂敷法等。
此外,还可列举出使用浸涂机、棒涂机、旋涂机等涂布机进行涂布的方法等。其中,从能够以辊对辊形式连续地涂布的方面考虑,优选利用CAP涂敷法、喷墨法、浸渍涂敷法、狭缝涂敷法、模缝涂敷法及棒涂机的涂布方法。以辊对辊形式涂布时,也可以在基材上涂布含有取向性聚合物的组合物而形成取向膜层,进而在所得到的取向膜层上连续地形成光学各向异性层。
光照射通常通过可见光、紫外光或激光来进行,优选紫外光。
光照射可以对所涂布的光学各向异性层形成用组合物直接进行,但光学各向异性层形成用组合物含有溶剂时,优选在干燥而除去溶剂后进行光照射。通过从所涂布的该光学各向异性层形成用组合物中除去溶剂,该光学各向异性层形成用组合物中包含的聚合性液晶化合物形成液晶取向。干燥(溶剂的除去)也可以与光照射并行地进行,但优选在进行光照射前,除去大部分的溶剂。作为干燥方法,可列举出与上述的取向膜层形成时的干燥方法相同的方法。其中,优选自然干燥或加热干燥。干燥温度优选0℃~250℃的范围,更优选50℃~220℃的范围,进一步优选60℃~170℃的范围。干燥时间优选为10秒钟~60分钟,更优选为30秒钟~30分钟。
本发明的层叠体在设置于使吸收轴正交的偏振板间时,漏光变得极小。具体而言,在偏振板(A)、本层叠体、偏振板(B)依次层叠而成的构成中,偏振板(A)与偏振板(B)的吸收轴正交,并且在下面的(a)及(b)中的任一情况下,从偏振板(B)侧入射光并从偏振板(A)侧检测透射光时得到的波长550nm下的透射率T均满足下述式(D)。
(a)在构成层叠体的基材面内存在慢轴时,将基材配置在偏振板(B)侧,并且使基材的慢轴与偏振板(B)的吸收轴平行地进行层叠。
(b)在构成层叠体的基材面内不存在慢轴时,将基材配置在偏振板(B)侧。
0.000<T<0.005   (D)
(其中,透射率T为设将偏振板(A)与偏振板(B)的吸收轴平行地配置时的透射率为100%时的值)
在基材面内存在慢轴时((a)的情况),若偏振板的吸收轴与基材的慢轴没有平行的关系,则产生基材的相位差,仅基材产生漏光。即,在确认层叠体的特性的情况下,必须如上述(a)那样进行层叠。
在基材面内不存在慢轴时((b)的情况),由于不论在偏振板间如何设置均不会产生相位差,所以能够确认层叠体的特性。
式(D)所示的波长500nm下的透射率T可以用一般的紫外可见分光光度计来测定。设将偏振板(A)与偏振板(B)的吸收轴平行地配置时的透射率为100%,通过在使吸收轴正交的偏振板(A)及(B)之间放入本发明的层叠体来进行测定,可以确认漏光的程度。
通过本发明而得到的层叠体由于取向性优异,所以能够大幅抑制因液晶的取向混乱而引起的漏光,作为装入到显示装置中时的特性也优异。
本发明中的基材优选满足下述式(4)。
nx>ny≈nz   (4)
(其中,nx、ny表示相对于基材平面平行的方向的折射率,nx与ny分别正交,nz表示与nx及ny中的任一者均正交的方向的折射率。)
作为满足式(4)的基材,可列举出Arton Film(JSR(株)制)、ZeonorFilm(Optes,Inc.制)、ESCENA(积水化学工业(株)制)、VA-TAC(Konica Minolta Opto,Inc.制)、sumika light(スミカライト)(住友化学(株)制)等。
基材满足nx>ny≈nz的关系时,通常显示称为负型B板的光学特性,满足nx>ny=nz的关系时,显示称为正型A板的特性。通过使用这些基材,能够提高层叠体的补偿效果,但从基材的制造的容易性出发,优选使用nx>ny≈nz。
进而本发明中的基材优选满足下述式(5)及(6)、或下述式(7)及(8)。
Δn(450)/Δn(550)≥1.00   (5)
1.00≥Δn(650)/Δn(550)   (6)
Δn(450)/Δn(550)≤1.00   (7)
1.00≤Δn(650)/Δn(550)   (8)
(其中,Δn(450)、Δn(550)、Δn(650)分别为在波长450nm、550nm、650nm下进行测定时由正面相位差值导出的双折射率。)
作为满足式(5)及(6)的基材,可列举出作为满足式(4)的基材列举出的市售的膜等。
作为满足式(7)及(8)的基材,例如可列举出“Pure Ace(注册商标)WR”(帝人株式会社制)等。
式(5)及式(6)意味着越是长波长则双折射率越变小,表示基材的波长分散性为正波长分散。式(7)及式(8)意味着越是长波长则双折射率越变大,表示基材的波长分散性为逆波长分散。
本层叠体可以通过包括以下的工序(a1)及(a2)的制造方法来制造。
工序(a1):在基材上涂布含有式(A)所示的聚合性液晶化合物的组合物的工序;
工序(a2):将所涂布的该组合物干燥,并通过光照射进行固化的工序。
此外,本层叠体可以通过包括以下的工序(b1)、(b2)及(b3)的制造方法来制造。
工序(b1):在基材上涂布取向性聚合物而形成取向膜层的工序;
工序(b2):在该取向膜层上,涂布含有式(A)所示的聚合性液晶化合物的组合物的工序;
工序(b3):将所涂布的该组合物干燥,并通过光照射进行固化的工序。
光学各向异性层的厚度可以根据其用途适当调节,但优选为0.1μm~10μm,从减小光弹性的方面考虑,进一步优选为0.2μm~5μm。
本层叠体中,聚合性液晶化合物进行垂直取向的层叠体作为为了将从光射出侧的斜角确认到的直线偏振光转换成圆偏振光或椭圆偏振光、或将圆偏振光或椭圆偏振光转换成直线偏振光、或转换直线偏振光的偏振光方向而使用的相位差膜是有用的。
上述相位差膜在可见光区域中的透明性优异,可作为各种显示装置用部件来使用。
本层叠体可以多片层叠,也可以与其它的膜组合。若将聚合性液晶化合物的取向状态不同的本层叠体多片层叠、或将本层叠体与其它的膜组合,则可以作为视角补偿膜、视角扩大膜、防反射膜、偏振板、圆偏振板、椭圆偏振板或增亮膜来利用。
本层叠体可以通过聚合性液晶化合物的取向状态使光学特性发生变化,可以作为VA(vertical alignment,垂直取向)模式、IPS(in-plane switching,面内切换)模式、OCB(optically compensated bend,光学补偿弯曲)模式、TN(twisted nematic,扭曲向列)模式、STN(super twisted nematic,超扭曲向列)模式等各种液晶显示装置用的相位差膜使用。
使用本层叠体作为正型C板时,正面相位差值Re(549)只要调整至0~10nm的范围、优选通常调整至0~5nm的范围即可,厚度方向的相位差值Rth只要通常调整至-10~-300nm的范围、优选调整至-20~-200nm的范围即可。上述正面相位差值Re(549)优选按照液晶单元的特性而适当选择,特别适合于IPS模式的液晶显示装置的补偿。
意味着层叠体的厚度方向的折射率各向异性的厚度方向的相位差值Rth可以由以面内的快轴作为倾斜轴倾斜50度而测定的相位差值R50和面内的相位差值R0算出。即,厚度方向的相位差值Rth可以由面内的相位差值R0、以快轴作为倾斜轴倾斜50度而测定的相位差值R50、层叠体的厚度d、及层叠体的平均折射率n0通过以下的式(9)~(11)求出nx、ny及nz,并将它们代入式(8)来算出。
Rth=[(nx+ny)/2-nz]×d   (8)
R0=(nx-ny)×d   (9)
(nx+ny+nz)/3=n0   (11)
其中,
将本发明的层叠体的光学各向异性层隔着粘接剂转印到被转印基材上,可以得到由被转印基材、粘接剂层及光学各向异性层形成的第2层叠体。
作为粘接剂,可以使用公知的粘接剂,转印可以通过公知的方法来进行。作为被转印基材,可列举出与基材或与偏振板相同的物品。
本发明的第2层叠体具有与本发明的层叠体相同的光学特性。
本发明的层叠体具有基材、取向膜层及光学各向异性层时,将本发明的层叠体的光学各向异性层及取向膜层隔着粘接剂转印到被转印基材上,可以得到由被转印基材、粘接剂层、光学各向异性层及取向膜层形成的第2层叠体。
图1中,表示本层叠体的示意图。图1(a)为基材1及光学各向异性层2以该顺序层叠而成的本层叠体100。图1(b)为基材1、取向膜层3及光学各向异性层2以该顺序层叠而成的本层叠体100。
本层叠体作为构成偏振板的部件也是有用的。本发明的偏振板包含本层叠体和偏振膜,本层叠体通常作为相位差膜被包含。
作为本发明的偏振板的具体例子,可列举出图2(a)~图2(d)所示的偏振板。图2(a)所示的偏振板110为偏振膜4、光学各向异性层2及基材1以该顺序层叠而成的偏振板,图2(b)所示的偏振板110为偏振膜4、基材1及光学各向异性层2以该顺序层叠而成的偏振板,图2(c)所示的偏振板110为偏振膜4、光学各向异性层2、取向膜层3及基材1以该顺序层叠而成的偏振板,图2(d)所示的偏振板110为偏振膜4、基材1、取向膜层3及光学各向异性层2以该顺序层叠而成的偏振板。偏振膜4与光学各向异性层2或基材1也可以使用粘接剂和/或粘合剂来接合。
偏振膜4只要是具有偏振光功能的膜即可,例如可列举出使聚乙烯基醇系膜上吸附碘或二色性色素后进行拉伸而得到的膜、及将聚乙烯基醇系膜进行拉伸后吸附碘或二色性色素而得到的膜等。
偏振膜4也可以根据需要用保护膜保护。作为保护膜,可列举出聚乙烯、聚丙烯、降冰片烯系聚合物等聚烯烃膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、聚甲基丙烯酸酯膜、聚丙烯酸酯膜、纤维素酯膜、聚萘二甲酸乙二醇酯膜、聚碳酸酯膜、聚砜膜、聚醚砜膜、聚醚酮膜、聚苯硫醚膜及聚苯醚膜。
作为粘接剂,优选为透明性高、耐热性优异的粘接剂。作为这样的粘接剂,可列举出丙烯酸系粘接剂、环氧基系粘接剂及氨基甲酸酯系粘接剂。
本层叠体可以用于各种显示装置中。所谓显示装置是具有显示元件的装置,作为发光源,包含发光元件或发光装置。作为显示装置,可列举出液晶显示装置、有机电致发光(EL)显示装置、无机电致发光(EL)显示装置、触摸面板显示装置、电子发射显示装置(例如场致发射显示装置(FED)、表面电场发射显示装置(SED))、电子纸(使用了电子墨水或电泳元件的显示装置、等离子体显示装置、投射型显示装置(例如栅格光阀(GLV)显示装置、具有数字微镜器件(DMD)的显示装置)及压电陶瓷显示器等。液晶显示装置包含透射型液晶显示装置、半透射型液晶显示装置、反射型液晶显示装置、直视型液晶显示装置及投射型液晶显示装置等任一者。这些显示装置可以是显示2维图像的显示装置,也可以是显示3维图像的立体显示装置。特别是本层叠体根据层叠的光学各向异性层的轴的关系,可以有效地用于液晶显示装置、触摸面板显示装置、有机电致发光(EL)显示装置及无机电致发光(EL)显示装置中。
图3是具备本层叠体的液晶显示装置的概略图。
作为液晶显示装置,可列举出图3(a)~图3(d)所示的液晶显示装置。图3(a)~图3(d)中所示的液晶显示装置具有在液晶面板5的一个面上隔着粘接剂和/或粘合剂贴合有本发明的偏振板110、在液晶面板5的另一个面上隔着粘接剂和/或粘合剂贴合有偏振膜4’的结构,偏振膜4的吸收轴与偏振膜4’的吸收轴正交。
本层叠体特别是抑制IPS(in-plane switching)模式的黑色显示时的漏光的效果优异。对用于IPS模式的显示装置的补偿时的基材1的慢轴与偏振膜4的吸收轴的关系进行说明。若在图3(a)及图3(c)的构成中,偏振膜4的吸收轴与基材1的慢轴平行,在图3(b)及图3(d)的构成中,偏振膜4的吸收轴与基材1的慢轴正交,则通过基材的各向异性及光学各向异性层的各向异性,从斜向视觉确认到从液晶面板射出的偏振光状态时也能够良好地进行转换。此外,在图3(a)~图3(d)所示的液晶显示装置中,通过使用未图示电极对液晶面板施加电压,使液晶分子的液晶取向发生变化,能够实现黑白显示。
图4是具备本层叠体的有机EL显示装置的概略图。
图4(a)为偏振膜4、光学各向异性层2、基材1及有机EL面板6以该顺序层叠而成的有机EL显示装置。图4(b)为偏振膜4、基材1、光学各向异性层2及有机EL面板6以该顺序层叠而成的有机EL显示装置,图4(c)为偏振膜4、光学各向异性层2、取向膜层3、基材1及有机EL面板6以该顺序层叠而成的有机EL显示装置,图4(d)为偏振膜4、基材1、取向膜层3、光学各向异性层2及有机EL面板6以该顺序层叠而成的有机EL显示装置。在任一情况下,只要以偏振膜4的吸收轴与基材1的慢轴所成的角45°进行层叠,本层叠体就表现出作为圆偏振板的功能,可以作为有机EL显示装置用的优异的防反射层使用。
实施例
以下,通过实施例对本发明更具体地进行说明。另外,例中的“%”及“份”只要没有特别记载,就是指质量%及质量份。
[取向性聚合物组合物的制备]
将取向性聚合物组合物的组成示于表1中。在市售的取向性聚合物即SUNEVER SE-610(日产化学工业株式会社制)中添加N-甲基-2-吡咯烷酮、2-丁氧基乙醇及乙基环己烷,制备取向性聚合物组合物(A)。
[表1]
表1中的括弧内的值表示各成分相对于所制备的组合物的总量的含有比例。
关于SE-610,由交货规格书中记载的浓度换算固体成分量。
实施例1
[光学各向异性层形成用组合物的制备]
将表2的成分混合,将所得到的混合物在80℃下搅拌1小时,得到光学各向异性层形成用组合物1。
[表2]
表2中的括弧内的值是指相对于所制备的组合物的总量的各成分的含有比例。
表2中的Irg369为BASF Japan Ltd.制的Irgacure(注册商标)369,BYK361N为BYK-Chemie Japan制的流平剂,化合物A1为下述式所示的化合物。PGMEA为丙二醇1-单甲基醚2-乙酸酯。
化合物A1:
化合物A1通过日本特开2010-31223号公报记载的方法来合成。
实施例1[层叠体的制造例1]
将环烯烃聚合物膜(基材)(ZeonorFilm、日本瑞翁株式会社制)的表面使用电晕处理装置(AGF-B10、春日电机株式会社制)在输出功率为0.3kW、处理速度为3m/分钟的条件下进行1次处理。
在实施电晕处理而得到的环烯烃聚合物膜表面上,涂布光学各向异性层形成用组合物1,进行干燥,使用Unicure(VB-15201BY-A、USHIO INC.制),在氮气氛下,以40mW/cm2的照度照射30秒钟波长为365nm的光,由此形成光学各向异性层1,得到层叠体1。
实施例2[层叠体的制造例2]
将环烯烃聚合物膜(基材)(ZeonorFilm、日本瑞翁株式会社制)的表面使用电晕处理装置(AGF-B10、春日电机株式会社制)在输出功率为0.3kW、处理速度为3m/分钟的条件下进行1次处理。
在实施电晕处理而得到的环烯烃聚合物膜表面上,涂布取向性聚合物组合物(A),进行干燥,形成厚度为40nm的取向膜(1)。接着,将光学各向异性层形成用组合物1使用棒涂机涂布到取向膜(1)表面上,加热至120℃进行干燥,冷却至室温。通过对干燥的光学各向异性层形成用组合物使用Unicure(VB-15201BY-A、USHIO INC.制)在氮气氛下、以40mW/cm2的照度照射30秒钟波长为365nm的光来形成光学各向异性层2,得到层叠体2。
[光学特性的测定]
通过测定机(KOBRA-WR、王子计测机器株式会社制)测定光学各向异性层1及2的相位差值。首先,确认作为基材的环烯烃聚合物膜中没有相位差、且不存在慢轴。改变向层叠了光学各向异性层1及2的样品的光的入射角来进行测定,确认液晶是否发生垂直取向。相位差值R(λ)为入射角0度(正面)的相位差值,R50(λ)为入射角50度(围绕快轴的倾斜)的相位差值,分别在波长(λ)550nm下进行测定。此外,将平均折射率n0设为1.60,通过式(9)~(11)求出nx、ny及nz。将结果示于表3、4中。
[表3]
[表4]
nx ny nz
实施例1 1.57 1.57 1.67
实施例2 1.57 1.57 1.67
[漏光的测定]
在实施例1及2中得到的层叠体1及2的两面上,按照偏振板的吸收轴正交的方式,使用粘合剂贴合偏振板(住友化学公司制碘系普通偏振板TRW842AP7)。用带积分球的分光光度计(日本分光(株)制、V7100)测定所得到的带偏振膜的层叠体的透射率。由于基材中不存在慢轴,所以将基材配置在偏振板(B)侧,从偏振板(B)侧入射光。将结果示于表5中。
[表5]
T
实施例1 0.00090
实施例2 0.00101
实施例3[层叠体的制造例3]
基材中,使用正面相位差值为120nm的环烯烃聚合物膜,除此以外通过与实施例1同样的方法,形成厚度为0.523μm的光学各向异性层3,得到层叠体3。
实施例4[层叠体的制造例4]
基材中,使用正面相位差值为120nm的环烯烃聚合物膜,除此以外通过与实施例2同样的方法,形成厚度为0.514μm的光学各向异性层4,得到层叠体4。
实施例5[层叠体的制造例5]
基材中,使用正面相位差值为141nm的Pure Ace WR(帝人株式会社制),除此以外通过与实施例1同样的方法,形成厚度为0.550μm的光学各向异性层5,得到层叠体5。
实施例6[层叠体的制造例6]
基材中,使用正面相位差值为141nm的Pure Ace WR(帝人株式会社制),除此以外通过与实施例2同样的方法,形成厚度为0.562μm的光学各向异性层6,得到层叠体6。
[黑色显示的确认]
在实施例3~6中制造的层叠体3~6的光学各向异性层侧的面上,依次层叠粘合剂层和偏振板。此时,按照偏振板的透射轴与层叠体3~6的基材的慢轴大致正交的方式进行层叠。将所得到的带层叠体的偏振板贴合在除去了视觉辨认侧偏振板的i-Pad(注册商标)(Apple Inc.制)的视觉辨认侧,相对于面板表面从方位角45°、仰角45°的方向通过目视确认黑色显示时的漏光。将结果示于表6中。
[表6]
褪色
实施例3
实施例4
实施例5
实施例6
实施例7[层叠体的制造例7]
将聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(基材)(三菱树脂株式会社制、DiafoilT140E25)的表面使用电晕处理装置(AGF-B10、春日电机株式会社制)在输出功率为0.3kW、处理速度为3m/分钟的条件下进行1次处理。在实施电晕处理而得到的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜表面上,涂布取向性聚合物组合物(A),干燥,形成厚度为40nm的取向膜(1)。接着,将光学各向异性层形成用组合物1使用棒涂机涂布到取向膜(1)表面上,加热至120℃而进行干燥,冷却至室温。通过对干燥的光学各向异性层形成用组合物使用Unicure(VB-15201BY-A、USHIO INC.制),在氮气氛下,以40mW/cm2的照度照射30秒钟波长365nm的光来形成光学各向异性层7,得到层叠体7。
[光学特性的测定]
将层叠体7的光学各向异性层7的表面使用电晕处理装置在输出功率为0.3kW、处理速度为3m/分钟的条件下进行1次处理。在实施过电晕处理的面上,隔着粘合剂层叠环烯烃聚合物膜(ZeonorFilm、日本瑞翁株式会社制)。接着,将聚对苯二甲酸乙二醇酯膜及取向膜剥离,得到由环烯烃聚合物膜、粘合剂层及光学各向异性层7形成的层叠体8。
通过测定机(KOBRA-WR、王子计测机器株式会社制)测定层叠体8的相位差值。首先,确认作为基材的环烯烃聚合物膜中没有相位差、且不存在慢轴。改变向层叠了光学各向异性层1及2的样品的光的入射角来进行测定,确认液晶是否发生垂直取向。相位差值R(λ)为入射角0度(正面)的相位差值,R50(λ)为入射角50度(围绕快轴的倾斜)的相位差值,分别在波长(λ)550nm下进行测定。此外,将平均折射率n0设为1.60,通过式(9)~(11)求出nx、ny及nz。将结果示于表7、8中。
[漏光的测定1
将实施例7中得到的层叠体7的光学各向异性层7的表面使用电晕处理装置在输出功率为0.3kW、处理速度为3m/分钟的条件下进行1次处理。在实施过电晕处理的面上,隔着粘合剂层叠环烯烃聚合物膜(正面相位差值为120nm)。接着,将聚对苯二甲酸乙二醇酯膜及取向膜剥离,得到由环烯烃聚合物膜、粘合剂层及光学各向异性层7形成的层叠体9。在层叠体9的两面上,按照偏振板的吸收轴正交的方式使用粘合剂贴合偏振板。用带积分球的分光光度计测定所得到的带偏振膜的层叠体的波长550nm下的透射率T。将结果示于表9中。
[黑色显示的确认]
在实施例7中制造的层叠体9的光学各向异性层侧的面上,依次层叠粘合剂层和偏振板。此时,按照偏振板的透射轴与层叠体9的基材的慢轴大致正交的方式进行层叠。将所得到的带层叠体的偏振板贴合在除去了视觉辨认侧偏振板的i-Pad(注册商标)(Apple Inc.制)的视觉辨认侧,相对于面板表面从方位角45°、仰角45°的方向通过目视确认黑色显示时的漏光。将结果示于表10中。
[表7]
[表8]
nx ny nz
实施例7 1.57 1.57 1.67
[表9]
T
实施例7 0.00103
[表10]
褪色
实施例7
确认到本发明的层叠体在黑色显示时从斜向看时的漏光抑制优异。
产业上的可利用性
本发明的层叠体作为黑色显示时从斜向看时的漏光抑制优异的光学膜是有用的。
符号的说明
1:基材
2:光学各向异性层
3:取向膜层
4、4’:偏振膜
5:液晶面板
6:有机EL面板
100:本层叠体
110:偏振板

Claims (15)

1.一种层叠体,其具有基材及光学各向异性层,并且光学各向异性层满足下述式(1)、(2)及(3),
Δn50(450)/Δn50(550)≤1.00    (1)
1.00≤Δn50(650)/Δn50(550)    (2)
其中,Δn50(450)、Δn50(550)、Δn50(650)分别为由在波长450nm、550nm、650nm下以快轴作为倾斜中心轴倾斜50度进行测定时得到的相位差值导出的双折射率;
nz>nx≈ny   (3)
nx、ny表示相对于基材平面平行的方向的折射率,nx与ny分别正交,nz表示与nx及ny中的任一者均正交的方向的折射率。
2.根据权利要求1所述的层叠体,其中,光学各向异性层由包含聚合性液晶化合物及光聚合引发剂的组合物形成。
3.根据权利要求1或2所述的层叠体,其中,在基材与光学各向异性层之间具有取向膜层,该取向膜层包含选自由聚酰亚胺、聚酰胺及聚酰胺酸组成的组中的至少1种。
4.根据权利要求3所述的层叠体,其中,取向膜层具有使聚合性液晶化合物发生垂直取向的取向限制力。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的层叠体,其中,在偏振板(A)、权利要求1~4中任一项所述的层叠体、偏振板(B)依次层叠而成的构成中,偏振板(A)与偏振板(B)的吸收轴正交,并且在下面的(a)及(b)中的任一情况下,从偏振板(B)侧入射光并从偏振板(A)侧检测透射光时得到的透射率T满足下述式(D),
(a)在构成层叠体的基材的面内存在慢轴时,将该基材配置在偏振板(B)侧,并且使基材的慢轴与偏振板(B)的吸收轴平行地进行层叠;
(b)在构成层叠体的基材面内不存在慢轴时,将该基材配置在偏振板(B)侧,
0.000<T<0.005   (D)
其中,透射率T为设将偏振板(A)与偏振板(B)的吸收轴平行地配置时的透射率为100%时的值。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的层叠体,其中,基材满足下述式(4),
nx>ny≈nz   (4)
其中,nx、ny表示相对于基材平面平行的方向的折射率,nx与ny分别正交,nz表示与nx及ny中的任一者均正交的方向的折射率。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的层叠体,其中,基材满足下述式(5)及(6),
Δn(450)/Δn(550)≥1.00   (5)
1.00≥Δn(650)/Δn(550)   (6)
Δn(450)、Δn(550)、Δn(650)分别为在波长450nm、550nm、650nm下进行测定时由正面相位差值导出的双折射率。
8.根据权利要求1~6中任一项所述的层叠体,其中,基材满足下述式(7)及(8),
Δn(450)/Δn(550)≤1.00   (7)
1.00≤Δn(650)/Δn(550)   (8)
Δn(450)、Δn(550)、Δn(650)表示与上述相同的意思。
9.根据权利要求2~8中任一项所述的层叠体,其中,聚合性液晶化合物为式(A)所示的化合物,
式(A)中,
X1表示氧原子、硫原子或-NR1-;R1表示氢原子或碳原子数为1~4的烷基;
Y1表示可具有取代基的碳原子数为6~12的1价的芳香族烃基、或可具有取代基的碳原子数为3~12的1价的芳香族杂环式基;
Q3及Q4分别独立地表示氢原子、可具有取代基的碳原子数为1~20的1价的脂肪族烃基、碳原子数为3~20的脂环式烃基、可具有取代基的碳原子数为6~20的1价的芳香族烃基、卤素原子、氰基、硝基、-NR2R3或-SR2,或者Q3及Q4也可以彼此键合并与它们各自键合的碳原子一起形成芳香环或芳香族杂环;R2及R3分别独立地表示氢原子或碳原子数为1~6的烷基;
D1及D2分别独立地表示单键、-C(=O)-O-、-C(=S)-O-、-CR4R5-、-CR4R5-CR6R7-、-O-CR4R5-、-CR4R5-O-CR6R7-、-CO-O-CR4R5-、-O-CO-CR4R5-、-CR4R5-O-CO-CR6R7-、-CR4R5-CO-O-CR6R7-或-NR4-CR5R6-或-CO-NR4-;
R4、R5、R6及R7分别独立地表示氢原子、氟原子或碳原子数为1~4的烷基;
G1及G2分别独立地表示碳原子数为5~8的2价的脂环式烃基,构成该脂环式烃基的亚甲基也可以取代为氧原子、硫原子或-NH-,构成该脂环式烃基的次甲基也可以取代为叔氮原子;
L1及L2分别独立地表示1价的有机基团,L1及L2中的至少一个为具有聚合性基团的有机基团。
10.一种层叠体的制造方法,其包括工序(a1)及(a2):
工序(a1):在基材上涂布含有式(A)所示的聚合性液晶化合物的组合物的工序;
工序(a2):将所涂布的该组合物干燥,并通过光照射进行固化的工序。
11.一种层叠体的制造方法,其包括工序(b1)、(b2)及(b3):
工序(b1):在基材上涂布取向性聚合物而形成取向膜层的工序;
工序(b2):在该取向膜层上,涂布含有式(A)所示的聚合性液晶化合物的组合物的工序;
工序(b3):将所涂布的该组合物干燥,并通过光照射进行固化的工序。
12.一种偏振板,其包含权利要求1~9中任一项所述的层叠体。
13.一种显示装置,其具备权利要求1~9中任一项所述的层叠体。
14.一种层叠体的制造方法,其将权利要求1~5中任一项所述的层叠体中的光学各向异性层隔着粘接剂转印到被转印基材上,得到由被转印基材、粘接剂层及光学各向异性层形成的第2层叠体。
15.一种层叠体,其具有被转印基材及光学各向异性层,并且光学各向异性层满足下述式(1)、(2)及(3),
Δn50(450)/Δn50(550)≤1.00   (1)
1.00≤Δn50(650)/Δn50(550)   (2)
其中,Δn50(450)、Δn50(550)、Δn50(650)分别为由在波长450nm、550nm、650nm下以快轴作为倾斜中心轴倾斜50度进行测定时得到的相位差值导出的双折射率;
nz>nx≈ny   (3)
nx、ny表示相对于基材平面平行的方向的折射率,nx与ny分别正交,nz表示与nx及ny中的任一者均正交的方向的折射率。
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