CN104698523B - 光学各向异性膜 - Google Patents
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Abstract
本发明提供透明性高的光学各向异性膜。该光学各向异性膜具有nz>nx>ny的折射率关系,含有聚合性液晶化合物的聚合物和有机改性聚硅氧烷。(式中,nz在光学各向异性膜形成的折射率椭球中表示与膜平面垂直的方向的折射率。nx在光学各向异性膜形成的折射率椭球中表示与膜平面平行的方向的主折射率。ny在光学各向异性膜形成的折射率椭球中表示与膜平面平行且与该nx的方向正交的方向的折射率。)。
Description
技术领域
本发明涉及光学各向异性膜。
背景技术
平板显示装置(FPD)中使用包含偏振片、相位差板等光学各向异性膜的部件。作为这样的光学各向异性膜,已知有通过在基板上涂布含有聚合性液晶化合物的组合物而制造的光学各向异性膜。例如,专利文献1中,记载了通过在实施过取向处理的基材上涂布含有聚合性液晶化合物的组合物并使聚合性液晶化合物聚合而形成的光学各向异性膜的技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2007-148098号公报
发明内容
现有的光学各向异性膜透明性不充分。
本发明包括以下的发明。
[1]一种光学各向异性膜,具有nz>nx>ny的折射率的关系,含有聚合性液晶化合物的聚合物和有机改性聚硅氧烷。
(式中,nz在光学各向异性膜形成的折射率椭球中表示与膜平面垂直的方向的折射率。nx在光学各向异性膜形成的折射率椭球中表示与膜平面平行的方向的主折射率。ny在光学各向异性膜形成的折射率椭球中表示与膜平面平行且与该nx的方向正交的方向的折射率。)
[2]根据[1]所述的光学各向异性膜,其中,有机改性聚硅氧烷的含量相对于光学各向异性膜100质量份为0.1~30质量份。
[3]根据[1]或[2]所述的光学各向异性膜,其中,聚合性液晶化合物的聚合物是聚合性液晶化合物以垂直取向的状态聚合而成的聚合物。
[4]根据[1]~[3]中任一项所述的光学各向异性膜,其中,有机改性聚硅氧烷具有聚醚改性聚二甲基硅氧烷结构。
[5]根据[1]~[4]中任一项所述的光学各向异性膜,其中,水的接触角为70°~100°。
[6]根据[1]~[5]中任一项所述的光学各向异性膜,是由含有聚合性液晶化合物和有机改性聚硅氧烷的光学各向异性膜形成用组合物制得的。
[7]根据[1]~[6]中任一项所述的光学各向异性膜,用于IPS(in-planeswitching)液晶显示装置。
[8]一种相位差膜,具备[1]~[7]中任一项所述的光学各向异性膜。
[9]一种偏振片,具备[1]~[7]中任一项所述的光学各向异性膜。
[10]一种显示装置,具备[1]~[7]中任一项所述的光学各向异性膜。
[11]一种光学各向异性膜形成用组合物,其中,相对于聚合性液晶化合物100质量份含有有机改性聚硅氧烷0.1质量份~30质量份。
[12]根据[11]所述的组合物,其中,还含有具有异氰酸酯基的化合物。
本发明的光学各向异性膜透明性高。
附图说明
图1是表示本发明涉及的偏振片的一个例子的示意图。
图2是表示本发明涉及的液晶显示装置的一个例子的示意图。
符号说明
1、1’:相位差膜
2:偏光膜
3、3’:粘接剂层
4a、4b、4c、4d、4e、4、4’:偏振片
5、5’:粘接层
6:液晶面板
10a、10b:液晶显示装置
具体实施方式
本发明的光学各向异性膜(以下,有时称为本光学各向异性膜)含有聚合性液晶化合物的聚合物和有机改性聚硅氧烷。优选含有聚合性液晶化合物的聚合物作为主成分。
<光学各向异性膜>
对于本光学各向异性膜而言,在光学各向异性膜形成的折射率椭球中,将与膜平面平行的方向的主折射率设为nx、将与膜平面平行且与该nx的方向正交的方向的折射率设为ny、将与膜平面垂直的方向的折射率设为nz时,具有由nz>nx>ny表示的折射率的关系。
本光学各向异性膜对550nm的光的正面相位差值Re(550)优选为0~10nm,更优选为0~5nm。厚度方向的相位差值Rth优选为-10nm~-300nm,更优选为-20nm~-200nm。本光学各向异性膜中,具有这样的光学特性的膜适合补偿IPS(in-plane switching)模式的液晶显示装置。
Rth可以由以面内的快轴(進相軸)为倾斜轴且使光学各向异性膜平面相对于该快轴倾斜50度而测定的相位差值R50和面内的相位差值R0算出。即,Rth可以由面内的相位差值R0、以快轴为倾斜轴且使光学各向异性膜平面相对于该快轴倾斜50度而测定的相位差值R50、光学各向异性膜的厚度d和光学各向异性膜的平均折射率n0根据以下的式(9)~(11)求出nx、ny和nz,将它们代入式(8)进行计算。
Rth=[(nx+ny)/2-nz]×d (8)
R0=(nx-ny)×d (9)
R50=(nx-ny’)×d/cos(φ) (10)
(nx+ny+nz)/3=n0 (11)
其中,
φ=sin-1〔sin(50°)/n0〕
ny’=ny×nz/〔ny2×sin2(φ)+nz2×cos2(φ)〕1/2
光学各向异性膜的厚度优选为0.1μm~10μm,从减少光弹性的观点考虑更优选为0.2μm~5μm。
聚合性液晶化合物的取向状态有水平取向、垂直取向、混合取向和倾斜取向等,优选垂直取向。本光学各向异性膜优选含有垂直取向的聚合性液晶化合物的聚合物。
水平、垂直等表达表示聚合性液晶化合物的长轴相对于形成光学各向异性膜的基材平面的取向方向。垂直取向是指在与形成光学各向异性膜的基材平面垂直的方向具有聚合性液晶化合物的长轴。这里所说的垂直是指90°±20°。
为了提高本光学各向异性膜的表面的润湿性,使粘接剂等对本光学各向异性膜的涂布变得容易,本光学各向异性膜的表面的水的接触角优选为70°~100°,更优选为80°~95°,进一步优选为85°~95°。
本光学各向异性膜的雾度值通常为1.5%以下,优选为0.5%以下,更优选为0.3%以下,进一步优选为0.25%以下。雾度值越低,表示透明性越高。
本光学各向异性膜的厚度分布的偏差通常为5%以下,优选为4%以下,更优选低于3%,进一步优选为2%以下。
<有机改性聚硅氧烷>
作为有机改性聚硅氧烷,可举出聚醚改性聚二甲基硅氧烷、烷基改性聚二甲基硅氧烷、聚酯改性聚二甲基硅氧烷和芳烷基改性聚二甲基硅氧烷,优选聚醚改性聚二甲基硅氧烷。
有机改性聚硅氧烷可以用公知的方法制造,例如可以利用日本特开平4-242499号公报的合成例1、2、3和4、日本特开平9-165318号公报的参考例中记载的方法等制造。另外,还可以使用市售的材料,具体而言,可举出TSF4445、TSF4446(GE Toshiba Silicones株式会社制)、SH200、SH3746M、DC3PA、ST869A(Dow Corning Toray株式会社制)、KP系列(信越化学工业株式会社制)、BYK-302、BYK-306、BYK-307、BYK-330、BYK-370(BYK-ChemieJapan公司制)等。
有机改性聚硅氧烷可以单独使用,也可以组合2种以上使用。
有机改性聚硅氧烷的含量相对于本光学各向异性膜100质量份,通常为0.1~30质量份,优选为0.1~10质量份,更优选为0.2~1质量份。
本光学各向异性膜通常通过将含有聚合性液晶化合物和有机改性聚硅氧烷的光学各向异性膜形成用组合物涂布于基材,并使被涂布的聚合性液晶化合物进行聚合而制造。
<基材>
基材优选为树脂基材。
树脂基材通常为透明树脂基材。透明树脂基材是指具有能够透射光、尤其是可见光的透光性的基材,透光性是指对波长为380nm~780nm的光线的透射率达到80%以上的特性。树脂基材通常使用膜状的基材,优选使用长条膜卷。
作为构成基材的树脂,可举出聚乙烯、聚丙烯、降冰片烯系聚合物等聚烯烃;聚乙烯醇;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;以及聚苯醚。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。
可以对基材实施表面处理。作为表面处理的方法,例如,可举出在真空~大气压的气氛下,用电晕或者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,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,对基材表面进行底漆处理的方法,以及使反应性单体、具有反应性的聚合物附着在基材表面后照射放射线、等离子体或者紫外线而发生反应的接枝聚合处理的方法等。其中,在真空~大气压的气氛下,优选对基材表面进行电晕或者等离子体处理的方法。
作为用电晕或者等离子体进行基材的表面处理的方法,可举出在大气压附近的压力下,在对置的电极间设置基材,产生电晕或者等离子体,进行基材的表面处理的方法;使对置的电极间流通气体,并在电极间将气体等离子体化,将等离子体化的气体向基材吹送的方法;以及在低压条件下,产生辉光放电等离子体,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,产生电晕或者等离子体,进行基材的表面处理的方法;或者使对置的电极间流通气体,在电极间将气体等离子体化,将等离子体化的气体向基材吹送的方法。所述用电晕或者等离子体进行的表面处理通常利用市售的表面处理装置进行。
基材可以在与涂布光学各向异性膜形成用组合物的面相反的面具有保护膜。作为保护膜,可举出聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯和聚烯烃等的膜以及进一步在该膜上具有粘着层的膜等。其中,为了使干燥时的热变形小,优选聚对苯二甲酸乙二醇酯。通过使基材的与涂布光学各向异性膜形成用组合物的面相反的面具有保护膜,能够抑制基材搬运时的膜的晃动、涂布面的微小振动,从而提高涂膜的均匀性。
基材的厚度通常为5μm~300μm,优选为20μm~200μm。
长条膜卷的长边方向的长度通常为10m~3000m,优选为100m~2000m。长条膜卷的短边方向的长度通常为0.1m~5m,优选为0.2m~2m。
<取向膜>
在基材的涂布光学各向异性膜形成用组合物的面优选形成取向膜。
取向膜是使后述的聚合性液晶化合物在所希望的方向取向的具有取向控制力的膜。
作为取向膜,优选具有不因光学各向异性膜形成用组合物的涂布等而溶解的溶剂耐性,另外,优选具有用于溶剂的除去、聚合性液晶化合物的取向的加热处理中的耐热性。作为取向膜,可举出含有取向性聚合物的取向膜、光取向膜和在表面具有凹凸图案或多个槽的沟槽取向膜(グルブ配向膜)等。
这样的取向膜容易使聚合性液晶化合物取向。另外,根据取向膜的种类、摩擦条件,能够控制水平取向、垂直取向、混合取向、倾斜取向等各种取向。
取向膜的厚度通常为10nm~10000nm的范围,优选为10nm~1000nm的范围,更优选为500nm以下,进一步优选为10nm~200nm的范围。
<含有取向性聚合物的取向膜>
作为取向性聚合物,可举出具有酰胺键的聚酰胺、明胶类、作为具有亚酰胺键的聚酰亚胺及其水解物的聚酰胺酸、聚乙烯醇、烷基改性聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚唑、聚乙烯亚胺、聚苯乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸和聚丙烯酸酯类。其中,优选聚乙烯醇。可以组合2种以上的取向性聚合物。
含有取向性聚合物的取向膜通常通过将取向性聚合物溶解于溶剂而成的取向性聚合物组合物涂布于基材,除去溶剂而形成涂布膜,或者将取向性聚合物组合物涂布于基材,除去溶剂而形成涂布膜,并对该涂布膜进行摩擦而得到。
作为上述溶剂,可举出水、甲醇、乙醇、乙二醇、异丙醇、丙二醇、甲基溶纤剂、丁基溶纤剂、丙二醇单甲醚等醇溶剂,乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙二醇甲醚乙酸酯、γ-丁内酯、丙二醇甲醚乙酸酯、乳酸乙酯等酯溶剂,丙酮、甲乙酮、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、庚烷等脂肪族烃溶剂,甲苯、二甲苯等芳香族烃溶剂,乙腈等腈溶剂,四氢呋喃、二甲氧基乙烷等醚溶剂,以及氯仿、氯苯等氯化烃溶剂。溶剂可以组合二种以上使用。
取向性聚合物组合物中的取向性聚合物的浓度只要是取向性聚合物完全溶解于溶剂的范围即可。相对于取向性聚合物组合物,取向性聚合物的含量优选为0.1~20%,更优选为0.1~10%。
取向性聚合物组合物可以从市场获得。作为市售的取向性聚合物组合物,可举出SUNEVER(注册商标,日产化学工业株式会社制)、OPTMER(注册商标,JSR株式会社制)等。
作为将取向性聚合物组合物涂布于基材的方法,可举出旋涂法、挤压法、凹版涂布法、模涂法、狭缝式涂布法、棒涂法、涂敷器涂布法等涂布法,柔版法等印刷法等的公知方法。利用后述的辊对辊(Roll to Roll)形式的连续制造方法制造光学各向异性膜时,作为该涂布方法,通常采用凹版涂布法、模涂法或者柔版法等印刷法。
作为除去取向性聚合物组合物所含的溶剂的方法,可举出自然干燥、通风干燥、加热干燥、减压干燥和组合它们的方法。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定,优选为5秒钟~60分钟,更优选为10秒钟~30分钟。
可以对由取向性聚合物组合物形成的涂布膜实施摩擦处理。通过实施摩擦处理,能够对上述涂布膜赋予取向控制力。
作为摩擦处理的方法,可举出卷绕上摩擦布,使旋转的摩擦辊与上述涂布膜接触的方法。
进行摩擦处理时,若进行掩蔽,还能够在取向膜上形成取向的方向不同的多个区域(图案)。
<光取向膜>
光取向膜通常通过将含有具有光反应性基团的聚合物或单体和溶剂的光取向膜形成用组合物涂布于基材,照射偏振光(优选偏振光UV)来得到。光取向膜可以通过选择照射的偏振光的偏振光方向而任意控制取向控制力的方向。
光反应性基团是指通过光照射产生取向能的基团。具体而言,可举出通过光照射发生的分子的取向诱导反应、异构化反应、光二聚反应、光交联反应或光解反应等成为取向能的起源的光反应涉及的基团。作为光反应性基团,优选具有不饱和键的、特别优选具有双键的基团,特别优选具有选自碳-碳双键(C=C键)、碳-氮双键(C=N键)、氮-氮双键(N=N键)和碳-氧双键(C=O键)中的至少一个的基团。
作为具有C=C键的光反应性基团,可举出乙烯基、多烯基、茋基、茋唑基(スチルバゾ-ル基)、茋唑基(スチルバゾリウム基)、查尔酮基和肉桂酰基。作为具有C=N键的光反应性基团,可举出具有芳香族席夫碱、芳香族腙等结构的基团。作为具有N=N键的光反应性基团,可举出偶氮苯基、偶氮萘基、芳香族杂环偶氮基、双偶氮基、甲基(ホルマザン基)、以及具有氧化偶氮苯结构的基团。作为具有C=O键的光反应性基团,可举出二苯甲酮基、香豆素基、蒽醌基和马来酰亚胺基。这些基团可以具有烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、氰基、烷氧基羰基、羟基、磺酸基、卤代烷基等取代基。
作为光反应性基团,从取向性优异的观点考虑,优选光二聚反应或者光交联反应涉及的基团。其中,优选光二聚反应涉及的光反应性基团,从取向所需的偏振光照射量较少且容易得到热稳定性、经时稳定性优异的光取向膜这样的观点考虑,优选肉桂酰基和查尔酮基。作为具有光反应性基团的聚合物,特别优选该聚合物侧链的末端部成为肉桂酸结构的这种具有肉桂酰基的聚合物。
通过在基材上涂布光取向膜形成用组合物能够在基材上形成光取向诱导层。作为该组合物所含的溶剂,可举出与上述的取向性聚合物组合物所含的溶剂相同的溶剂,可以根据具有光反应性基团的聚合物或者单体的溶解性进行选择。
光取向膜形成用组合物中的具有光反应性基团的聚合物或者单体的含量可以根据聚合物或者单体的种类、作为目标的光取向膜的厚度来调节,优选至少为0.2质量%,更优选为0.3~10质量%的范围。在不明显损害光取向膜的特性的范围,光取向膜形成用组合物可以含有聚乙烯醇、聚酰亚胺等高分子材料、光敏剂。
作为将光取向膜形成用组合物涂布于基材的方法,可举出与将取向性聚合物组合物涂布于基材的方法相同的方法。作为从被涂布的光取向膜形成用组合物除去溶剂的方法,可举出与从取向性聚合物组合物除去溶剂的方法相同的方法。
关于照射偏振光,可以是对从涂布在基材上的光取向膜形成用组合物除去溶剂后的涂膜直接照射偏振光的形式,也可以是从基材侧照射偏振光,使偏振光透过基材进行照射的形式。另外,优选该偏振光实质上是平行光。照射的偏振光的波长优选是具有光反应性基团的聚合物或者单体的光反应性基团能够吸收光能的波长区域的波长。具体而言,特别优选波长250nm~400nm的范围的UV(紫外线)。作为照射该偏振光的光源,可举出氙灯、高压汞灯、超高压汞灯、金属卤化物灯、KrF、ArF等紫外光激光等。其中,由于高压汞灯、超高压汞灯和金属卤化物灯的波长313nm的紫外线的发光强度大,因而优选。通过使从上述光源发出的光通过适当的偏振光层进行照射,能够照射偏振光UV。作为偏振光层,可举出偏振光滤光器、格兰汤普森和格兰泰勒等偏振光棱镜以及线栅型偏振光层。
关于偏振光照射,在进行偏振光照射时,若进行掩蔽,能够在取向膜上形成取向的方向不同的多个区域(图案)。
<沟槽取向膜>
沟槽(groove)取向膜是在膜表面具有凹凸图案或者多个沟槽(槽)的膜。在具有等间隔并列的多个直线状的沟槽的膜上放置液晶分子时,液晶分子在沿该槽的方向取向。
作为得到沟槽取向膜的方法,可举出在感光性聚酰亚胺膜表面介由具有图案形状的狭缝的曝光用掩模进行曝光后,进行显影和冲洗处理而形成凹凸图案的方法,在表面具有槽的板状的圆盘上形成固化前的UV固化树脂层,将树脂层转移到基材后进行固化的方法,以及对形成在基材上的固化前的UV固化树脂的膜按压具有多个槽的辊状的圆盘而形成凹凸,其后进行固化的方法等。具体而言,可举出日本特开平6-34976号公报和日本特开2011-242743号公报中记载的方法等。
上述方法中,优选对形成在基材上的固化前的UV固化树脂的膜按压具有多个槽的辊状的圆盘而形成凹凸,其后进行固化的方法。作为辊状圆盘,从耐久性的观点考虑优选不锈钢(SUS)。
作为UV固化树脂,可举出单官能丙烯酸酯,多官能丙烯酸酯或者它们的混合物。
单官能丙烯酸酯是指具有1个选自丙烯酰氧基(CH2=CH-COO-)和甲基丙烯酰氧基(CH2=C(CH3)-COO-)中的基团(以下有时也记为((甲基)丙烯酰氧基)的化合物。另外,(甲基)丙烯酸酯是指丙烯酸酯或者甲基丙烯酸酯。
作为具有1个(甲基)丙烯酰氧基的单官能丙烯酸酯,可举出碳原子数4~16的烷基(甲基)丙烯酸酯、碳原子数2~14的β羧基烷基(甲基)丙烯酸酯、碳原子数2~14的烷基化苯基(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、苯氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯和(甲基)丙烯酸异冰片酯等。
多官能丙烯酸酯是指具有2个以上的(甲基)丙烯酰氧基的化合物,优选具有2~6个(甲基)丙烯酰氧基的化合物。
作为具有2个(甲基)丙烯酰氧基的多官能丙烯酸酯,可举出1,3-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、双酚A的双(丙烯酰氧乙基)醚、乙氧基化双酚A二(甲基)丙烯酸酯、丙氧基化新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯和3-甲基戊二醇二(甲基)丙烯酸酯等。
作为具有3~6个(甲基)丙烯酰氧基的多官能丙烯酸酯,可举出:
三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、三(2-羟基乙基)异氰脲酸酯三(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、丙氧基化三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、三季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、三季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、三季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、三季戊四醇七(甲基)丙烯酸酯、三季戊四醇八(甲基)丙烯酸酯;
季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯与酸酐的反应物、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯与酸酐的反应物;
三季戊四醇七(甲基)丙烯酸酯与酸酐的反应物;
己内酯改性三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性三(2-羟基乙基)异氰脲酸酯三(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性三季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性三季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性三季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性三季戊四醇七(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性三季戊四醇八(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯与酸酐的反应物、己内酯改性二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯与酸酐的反应物、以及己内酯改性三季戊四醇七(甲基)丙烯酸酯与酸酐的反应物等。
己内酯改性是指向(甲基)丙烯酸酯化合物的来自醇的部位与(甲基)丙烯酰氧基之间导入己内酯的开环体或者开环聚合物。
多官能丙烯酸酯可以从市场获得。作为市售品,可举出A-DOD-N、A-HD-N、A-NOD-N、APG-100、APG-200、APG-400、A-GLY-9E、A-GLY-20E、A-TMM-3、A-TMPT、AD-TMP、ATM-35E、A-TMMT、A-9550、A-DPH、HD-N、NOD-N、NPG、TMPT[新中村化学株式会社]、“ARONIX M-220”、“ARONIX M-325”、“ARONIX M-240”、“ARONIX M-270”“ARONIX M-309”“ARONIX M-310”、“ARONIX M-321”、“ARONIX M-350”、“ARONIX M-360”、“ARONIX M-305”、“ARONIX M-306”、“ARONIX M-450”、“ARONIX M-451”、“ARONIX M-408”、“ARONIX M-400”、“ARONIX M-402”、“ARONIX M-403”、“ARONIX M-404”、“ARONIX M-405”、“ARONIX M-406”[东亚合成株式会社]、“EBECRYL11”、“EBECRYL 145”、“EBECRYL 150”、“EBECRYL 40”、“EBECRYL 140”、“EBECRYL 180”、DPGDA、HDDA、TPGDA、HPNDA、PETIA、PETRA、TMPTA、TMPEOTA、DPHA、EBECRYL系列[Daicel-Cytec株式会社]等。
为了得到取向杂乱小的取向,沟槽取向膜的凸部的宽度优选为0.05μm~5μm,凹部的宽度优选为0.1μm~5μm,凹凸的高低差的深度优选为2μm以下,优选为0.01μm~1μm以下。
<光学各向异性膜形成用组合物>
作为光学各向异性膜形成用组合物所含的有机改性聚硅氧烷,可举出与上述有机改性聚硅氧烷相同的有机改性聚硅氧烷。
光学各向异性膜形成用组合物中的有机改性聚硅氧烷的含量相对于聚合性液晶化合物100质量份,通常为0.1~30质量份,优选为0.1~10质量份,更优选为0.2~1质量份。
<聚合性液晶化合物>
作为聚合性液晶化合物,例如,可举出含有式(X)表示的基团的化合物(以下有时称为“化合物(X)”)。聚合性液晶化合物可以为一种,也可以组合多种不同结构的化合物。
P11-B11-E11-B12-A11-B13- (X)
[式(X)中,P11表示氢原子或聚合性基团。
A11表示2价的脂环式烃基或者2价的芳香族烃基。该2价的脂环式烃基和2价的芳香族烃基的氢原子可以被卤素原子、碳原子数1~6的烷基、碳原子数1~6烷氧基、氰基或者硝基取代,该碳原子数1~6的烷基和该碳原子数1~6烷氧基的氢原子可以被氟原子取代。
B11表示-O-、-S-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CO-NR16-、-NR16-CO-、-CO-、-CS-或者单键。R16表示氢原子或者碳原子数1~6的烷基。
B12和B13各自独立子表示-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-或者单键。
E11表示碳原子数1~12的烷烃二基,该烷烃二基所含的氢原子可以被碳原子数1~5的烷氧基取代,该烷氧基的氢原子可以被卤素原子取代。另外,构成该烷烃二基的-CH2-可以被取代成-O-或者-CO-。]
A11的芳香族烃基和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或者6。作为A11,优选环己烷-1,4-二基、1,4-亚苯基。
作为E11,优选直链状的碳原子数1~12的烷烃二基。构成该烷烃二基的-CH2-可以被取代成-O-。
具体而言,可举出亚甲基、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-1,11-二基和十二烷-1,12-二基等碳原子数1~12的直链状烷烃二基;-CH2-CH2-O-CH2-CH2-、-CH2-CH2-O-CH2-CH2-O-CH2-CH2-和-CH2-CH2-O-CH2-CH2-O-CH2-CH2-O-CH2-CH2-等。
作为B11,优选为-O-、-S-、-CO-O-、-O-CO-,其中,更优选为-CO-O-。
作为B12和B13,各自独立地优选为-O-、-S-、-C(=O)-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-、-O-C(=O)-O-,其中,更优选为-O-或者-O-C(=O)-O-。
作为P11表示的聚合性基团,从聚合反应性,尤其是光聚合反应性高这样的观点考虑,优选自由基聚合性基团或者阳离子聚合性基团,为了在容易操作的基础上还容易制造液晶化合物,聚合性基团优选为下述的式(P-11)~式(P-15)表示的基团或者茋基。
[式(P-11)~(P-13)中,
R17~R21各自独立地表示碳原子数1~6的烷基或者氢原子。]
作为式(P-11)~式(P-13)表示的基团的具体例,可举出下述式(P-16)~式(P-20)表示的基或者对茋基。
P11优选为式(P-14)~式(P-20)表示的基团,更优选为乙烯基、环氧基或者氧杂环丁基。
P11-B11-表示的基团进一步优选为丙烯酰氧基或者甲基丙烯酰氧基。
作为化合物(X),可举出式(I)、式(II)、式(III)、式(IV)、式(V)或者式(VI)表示的化合物。
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各自独立地与A11意思相同,B14~B16各自独立地与B12意思相同,B17与B11意思相同,E12与E11意思相同。
F11表示氢原子、碳原子数1~13的烷基、碳原子数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1~10的烷氧基羰基或者卤素原子,构成该烷基和烷氧基的-CH2-可以被取代成-O-。
P12表示氢原子或聚合性基团,优选为聚合性基团。作为聚合性基团,可举出与上述P11同样的聚合性基团。
P11和P12的至少一方为聚合性基团。)
作为聚合性液晶化合物的具体例,可举出液晶便览(液晶便览编辑委员会编,丸善株式会社平成12年10月30日发行)的“3.8.6网络化(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号公报和日本特开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,可举出下述式(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)和式(VI-1)~式(VI-6)表示的化合物。应予说明,下述式中,k1和k2各自独立地表示2~12的整数。从容易合成或者容易得到的观点考虑,优选下述式(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)和式(VI-1)~式(VI-6)表示的化合物(X)。
光学各向异性膜形成用组合物中的聚合性液晶化合物的含量相对于光学各向异性膜形成用组合物100质量份,通常为5~50质量份,优选为10~30质量份。
光学各向异性膜形成用组合物除含有上述聚合性液晶化合物和有机改性聚硅氧烷以外,还可以含有溶剂、聚合引发剂、阻聚剂、光敏剂、流平剂、手性剂、反应性添加剂等。光学各向异性膜形成用组合物中优选含有聚合引发剂。
<溶剂>
作为溶剂,优选能够溶解聚合性液晶化合物等光学各向异性膜形成用组合物的构成成分的有机溶剂,更优选能够溶解聚合性液晶化合物等光学各向异性膜形成用组合物的构成成分且对聚合性液晶化合物的聚合反应显示非活性的溶剂。
具体而言,可举出甲醇、乙醇、乙二醇、异丙醇、丙二醇、甲基溶纤剂、丁基溶纤剂、丙二醇单甲醚、苯酚等醇溶剂;乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙二醇甲醚乙酸酯、γ-丁内酯、丙二醇甲醚乙酸酯、乳酸乙酯等酯溶剂;丙酮、甲乙酮、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;以及氯仿、氯苯等氯化烃溶剂。可以组合二种以上的有机溶剂使用。其中,优选醇溶剂、酯溶剂、酮溶剂、非氯化脂肪族烃溶剂和非氯化芳香族烃溶剂。
溶剂的含量相对于固体成分100质量份优选为10~10000质量份,更优选为100~5000质量份。光学各向异性膜形成用组合物中的固体成分浓度通常为1~90质量%,优选为2~50质量%,更优选为5~50质量%。“固体成分”是指从光学各向异性膜形成用组合物除去溶剂后的成分的总计。
<聚合引发剂>
作为聚合引发剂,优选光聚合引发剂,优选通过光照射产生自由基的光聚合引发剂。
作为光聚合引发剂,例如,可举出苯偶姻化合物、二苯甲酮化合物、苄基缩酮化合物、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、碘盐和锍盐。具体而言,Irgacure 907、Irgacure 184、Irgacure 651、Irgacure 819、Irgacure 250、Irgacure 369(以上全部为Ciba Japan株式会社制)、Seikuol BZ、Seikuol Z、Seikuol BEE(以上全部为精工化学株式会社制)、Kayacure BP100(日本化药株式会社制)、KayacureUVI-6992(DOW公司制)、ADEKA OPTOMER SP-152、ADEKA OPTOMER SP-170(以上全部为ADEKA株式会社制)、TAZ-A、TAZ-PP(以上为Nihon SiberHegner公司制)以及TAZ-104(SanwaChemical公司制)。其中,优选α-苯乙酮化合物,作为α-苯乙酮化合物,可举出2-甲基-2-吗啉代-1-(4-甲硫基苯基)丙烷-1-酮、2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-2-苄基丁烷-1-酮以及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,更优选举出2-甲基-2-吗啉代-1-(4-甲硫基苯基)丙烷-1-酮和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,可举出Irgacure 369、379EG、907(以上为BASFJapan株式会社制)和SEIKUOL BEE(精工化学社制)等。
为了不打乱聚合性液晶化合物的取向地将聚合性液晶化合物聚合,聚合引发剂的含量相对于聚合性液晶化合物100质量份,通常为0.1~30质量份,优选为0.5~10质量份。
<阻聚剂>
阻聚剂能够控制聚合性液晶化合物的聚合反。
作为阻聚剂,可举出氢醌和具有烷基醚等取代基的氢醌类;丁基邻苯二酚等具有烷基醚等取代基的邻苯二酚类;焦酚类、2,2,6,6-四甲基-1-哌啶氧基自由基等自由基捕捉剂;噻吩类;β-萘胺类和β-萘酚类。
为了不打乱聚合性液晶化合物的取向地将聚合性液晶化合物聚合,阻聚剂的含量相对于聚合性液晶化合物100质量份通常为0.1~30质量份,优选为0.5~10质量份。
<光敏剂>
作为光敏剂,可举出吨酮、噻吨酮等吨酮类;蒽和具有烷基醚等取代基的蒽类;吩噻嗪;红荧烯。
通过使用光敏剂,能够使光聚合引发剂高灵敏度化。光敏剂的含量相对于聚合性液晶化合物100质量份,通常为0.1~30质量份,优选为0.5~10质量份。
<流平剂>
作为流平剂,可举出聚丙烯酸酯系和全氟烷基系的流平剂。具体而言,可举出Fluorinert(注册商标)FC-72、Fluorinert FC-40、Fluorinert FC-43、Fluorinert FC-3283(以上全部为Sumitomo 3M株式会社制)、Megaface(注册商标)R-08、Megaface R-30、Megaface R-90、Megaface F-410、Megaface F-411、Megaface F-443、Megaface F-445、Megaface F-470、Megaface F-477、Megaface F-479、Megaface F-482、Megaface F-483(以上均为DIC株式会社制)、Eftop(商品名)EF301、Eftop EF303、Eftop EF351、Eftop EF352(以上全部为Mitsubishi Materials Electronic Chemicals株式会社制)、Surflon(注册商标)S-381、Surflon S-382、Surflon S-383、Surflon S-393、Surflon SC-101、SurflonSC-105、KH-40、SA-100(以上全部为AGC Seimi Chemical株式会社制)、商品名E1830、商品名E5844(株式会社Daikin Fine Chemical研究所制)、BM-1000、BM-1100、BYK-352、BYK-353和BYK-361N(均为商品名:BM Chemie公司制)。可以组合2种以上的流平剂。
通过使用流平剂,能够形成更平滑的光学各向异性膜。另外,能够在光学各向异性膜的制造过程中控制光学各向异性膜形成用组合物的流动性,或者调整光学各向异性膜的交联密度。流平剂的含量相对于聚合性液晶化合物100质量份,通常为0.1~30质量份,优选为0.1~10质量份。
<手性剂>
作为手性剂,可举出公知的手性剂(例如,液晶装置手册,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)。
手性剂一般含有手性碳原子,但不含手性碳原子的轴手性化合物或平面手性化合物也可以作为手性剂使用。作为轴手性化合物或者平面手性化合物,可举出联萘、螺旋烃、二聚二甲苯一羧酸和它们的衍生物。
具体而言,可举出日本特开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号公报和日本特表平9-506088号公报中记载的化合物,优选为BASFJapan株式会社制的Paliocolor(注册商标)LC756。
为了不打乱聚合性液晶化合物的取向地将聚合性液晶化合物聚合,手性剂的含量相对于聚合性液晶化合物100质量份通常为0.1~30质量份,优选为1.0~25质量份。
<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化合物。应予说明,在此所说的“活性氢反应性基团”是指对羧基(-COOH)、羟基(-OH)、氨基(-NH2)等具有活性氢的基团具有反应性的基团,环氧基、唑啉基、碳二亚胺基、氮杂环丙烷基、酰亚胺基、异氰酸酯基、硫代异氰酸酯基、马来酸酐基等是它的代表例。
在反应性添加剂中,优选活性氢反应性基团至少存在2个,这种情况下,多个存在的活性氢反应性基团可以相互独立地相同,也可以不同。
反应性添加剂具有的碳-碳不饱和键可以是碳-碳双键、碳-碳三键或者它们的组合,优选碳-碳双键。其中,优选反应性添加剂含有乙烯基和/或(甲基)丙烯酸基。进一步优选活性氢反应性基团是选自环氧基、缩水甘油基和异氰酸酯基中的至少1种,特别优选具有丙烯酸基和异氰酸酯基的反应性添加剂。
作为反应性添加剂的具体例,可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)丙烯酸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)丙烯酸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)丙烯酸基和内酯基的化合物;乙烯基唑啉、异丙烯基唑啉等具有乙烯基和唑啉基的化合物;异氰酸酯丙烯酸甲酯、异氰酸酯甲基丙烯酸甲酯、2-异氰酸酯丙烯酸乙酯和2-异氰酸酯甲基丙烯酸乙酯等具有(甲基)丙烯酸基和异氰酸酯基的化合物的低聚物等。另外,可举出甲基丙烯酸酐、丙烯酸酐、马来酸酐和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、异氰酸酯丙烯酸甲酯、异氰酸酯甲基丙烯酸甲酯、乙烯基唑啉、2-异氰酸酯丙烯酸乙酯、2-异氰酸酯甲基丙烯酸乙酯和上述的低聚物,特别优选异氰酸酯丙烯酸甲酯、2-异氰酸酯丙烯酸乙酯和上述的低聚物。
该优选的反应性添加剂由下述式(Y)表示。
[式(Y)中,
n表示1~10的整数,R1’表示碳原子数2~20的2价的脂肪族或者脂环式烃基,或者碳原子数5~20的2价的芳香族烃基。位于各重复单元的2个R2’中一方为-NH-,另一方为>N-C(=O)-R3’表示的基团。R3’表示羟基或者具有碳-碳不饱和键的基团。
n为2以上时,多个存在的>N-C(=O)-R3’基中,优选至少一个R3’为具有碳-碳不饱和键的基团。]
上述式(Y)表示的反应性添加剂中,特别优选由下述式(YY)表示的化合物(以下,视情况有时称为“化合物(YY)”)(应予说明,n是与上述相同的意味)。
化合物(YY)可以直接使用市售品或者根据需要精制后使用。作为市售品,例如可举出Laromer(注册商标)LR-9000(BASF公司制)等。
反应性添加剂的含量相对于聚合性液晶化合物100质量份,通常为0.1~30质量份,优选为0.1~5质量份。
<涂布>
作为将光学各向异性膜形成用组合物涂布于基材的方法,可举出挤出涂布法、直接凹版涂布法、反向凹版涂布法、CAP涂布法、狭缝式涂布法、模涂法等。另外,还可举出使用浸渍涂布机、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进行连续涂布的观点考虑,优选CAP涂布法、喷射法、浸涂法、狭缝式涂布法、模涂法和利用棒涂机的涂布方法。以辊对辊形式进行涂布时,还能够在基材上形成取向膜,进一步在得到的取向膜上连续地涂布光学各向异性膜形成用组合物。
作为使聚合性液晶化合物聚合的方法,优选光聚合法。采用光聚合,能够在低温下实施聚合,因此从耐热性的观点考虑,使用的树脂基材的选择范围广。光聚合反应通常通过照射可见光、紫外光或者激光来进行,优选照射紫外光来进行。
涂布的光学各向异性膜形成用组合物含有溶剂时,光照射优选在将该溶剂干燥除去后进行。干燥可以与光照射一起进行,但优选在进行光照射前,除去大多数的溶剂。
作为干燥的方法,可举出通常的干燥方法。作为通常的干燥方法,可举出自然干燥、通风干燥、加热干燥、减压干燥和组合它们的方法,其中,优选自然干燥或者加热干燥。干燥温度优选为0~250℃的范围,更优选为50~220℃的范围,进一步优选为80~170℃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。
光学各向异性膜显示向列相等液晶相时,具有单畴取向引起的双折射性。对于本光学各向异性膜而言,由于聚合性液晶化合物的取向被固定,所以不易受到热引起的双折射的变化的影响。
本光学各向异性膜可以用作视场角补偿膜、视场角扩大膜、防反射膜、偏振片、圆偏振片、椭圆偏振片或者亮度增强膜中使用的相位差膜。
应予说明,本光学各向异性膜根据聚合性液晶化合物的取向状态能够改变光学特性,可以用作VA(垂直取向(vertical alignment))模式、IPS(面内切换(in-planeswitching))模式、OCB(光学补偿弯曲排列(optically compensated bend))模式、TN(扭曲向列(twisted nematic))模式、STN(超扭曲向列(super twisted nematic))模式等的液晶显示装置的相位差膜。
本光学各向异性膜还作为构成偏振片的部件使用。本发明的偏振片包含至少一个本发明光学各向异性膜。
作为偏振片4的具体例,可举出图1(a)~图1(e)所示的偏振片。图1(a)所示的偏振片4a是相位差膜1与偏光膜2直接层叠而成的偏振片,图1(b)所示的偏振片4b是相位差膜1与偏光膜2介由粘接剂层3’贴合而成的偏振片。图1(c)所示的偏振片4c是使相位差膜1与相位差膜1’层叠、进而使相位差膜1’与偏光膜2层叠而成的偏振片,图1(d)所示的偏振片4d是相位差膜1与相位差膜1’介由粘接剂层3贴合、进而在相位差膜1’上层叠偏光膜2而成的偏振片。图1(e)所示的偏振片4e是相位差膜1与相位差膜1’介由粘接剂层3贴合、进而相位差膜1’与偏光膜2介由粘接剂层3’贴合而成的偏振片。“粘接剂”是指粘接剂和/或粘着剂的统称。选自上述相位差膜1和相位差膜1’中的至少一个包含在本光学各向异性膜中。
偏光膜2只要是具有偏光功能的膜即可。作为该膜,可举出吸附有具有吸收各向异性的色素的拉伸膜和涂布有具有吸收各向异性的色素的膜等。作为具有吸收各向异性的色素,可举出碘和偶氮化合物等的二色性色素。
作为吸附有具有吸收各向异性的色素的拉伸膜,可举出使聚乙烯醇系膜吸附二色性色素并拉伸而成的膜和将聚乙烯醇系膜拉伸后吸附二色性色素而成的膜等。
作为涂布有具有吸收各向异性的色素的膜,可举出涂布含有具有液晶性的二色性色素的组合物或者含有二色性色素和聚合性液晶化合物的组合物而得的膜等。
具有偏光功能的膜优选在其一面或者两面具有保护膜。作为该保护膜,可举出与上述的基材相同的保护膜。
上述作为吸附有具有吸收各向异性的色素的拉伸膜,具体而言,可举出日本特许第3708062号、日本特许第4432487号等中记载的偏振片。
上述作为涂布有具有吸收各向异性的色素的膜,具体而言,可举出日本特开2012-33249号公报等中记载的偏光膜。
优选偏光膜2的厚度薄,但如果过薄则强度降低,有加工性变差趋势。偏光膜的厚度通常为0.1μm~300μm,优选为1μm~200μm,更优选为5μm~100μm。
形成粘接剂层3和粘接剂层3’的粘接剂优选是透明性高、耐热性优异的粘接剂。作为这样的粘接剂,可举出丙烯酸系粘接剂、环氧系粘接剂和聚氨酯系粘接剂。
本光学各向异性膜可以用于显示装置。作为该显示装置,可举出具备光学各向异性膜与液晶面板贴合而成的液晶面板的液晶显示装置和具备光学各向异性膜与发光层贴合而成的有机电致发光(以下,也称为“EL”)面板的有机EL显示装置等。作为具备本光学各向异性膜的显示装置的实施方式,对液晶显示装置进行说明。
作为液晶显示装置,可举出图2(a)和图2(b)所示的液晶显示装置10a和10b。在图2(a)所示的液晶显示装置10a中,本发明的偏振片4与液晶面板6介由粘接层5贴合。在图2(b)所示的液晶显示装置10b中,具有本发明的偏振片4介由粘接层5贴合在液晶面板6的一面、本发明的偏振片4’介由粘接层5’贴合在液晶面板6的另一面的结构。这些液晶显示装置中,通过使用未图示的电极对液晶面板施加电压,使液晶分子的取向改变,能够实现黑白显示。
实施例
以下,利用实施例对本发明进行更具体说明。应予说明,例中的“%”和“份”在没有特殊说明的情况下是指质量%和质量份。
[取向膜形成用组合物的制备]
将取向膜形成用组合物的组成示于表1。向作为市售的取向性聚合物的SUNEVERSE-610(日产化学工业株式会社制)中加入N-甲基-2-吡咯烷酮、2-丁氧基乙醇和乙基环己烷而制得取向膜形成用组合物(1)。
[表1]
表1的值表示各成分相对于制备的组合物的总量的含有比例。关于SE-610,由交付说明书(納品仕様書)中记载的浓度对固体成分量进行换算。
[光学各向异性膜形成用组合物的制备]
将光学各向异性膜形成用组合物的组成示于表2。混合各成分,将得到的溶液在80℃下搅拌1小时后,冷却至室温,得到光学各向异性膜形成用组合物(1)~(4)。
[表2]
表2中的括号内的值表示各成分相对于制备的组合物的总量的含有比例。
表2中的LR9000表示BASF Japan公司制的Laromer(注册商标)LR-9000,Irg907表示BASF Japan公司制的Irgacure 907,BYK330表示BYK-Chemie Japan制的有机改性聚硅氧烷,LC242表示下述式所示的BASF公司制的聚合性液晶化合物,PGMEA表示丙二醇1-单甲醚2-乙酸酯。
实施例1
使用常压等离子体表面处理装置(辊引导头部(ロールダイレクトヘッド)型AP-T04S-R890,积水化学工业株式会社制),在含有氮和氧的气氛(体积比氮:氧=99.9:0.1)中,以1.3kV下的条件产生等离子体,对卷状的环烯烃聚合物膜(ZF-14,日本Zeon株式会社制)的表面处理100m。使用模涂机在实施过等离子体处理的环烯烃聚合物膜表面涂布取向膜形成用组合物(1),搬运到90℃的热风干燥炉中干燥1分钟而得到取向膜。接着,使用模涂机在得到的取向膜的表面涂布光学各向异性膜形成用组合物(1),搬运到80℃的干燥炉中干燥1分钟,使用高压汞灯(GS YUASA株式会社制),在波长365nm下以160W/cm的照度照射紫外线,得到具备光学各向异性膜(1)的卷状的相位差膜(1)。
比较例1
使用常压等离子体表面处理装置(辊引导头部(ロールダイレクトヘッド)型AP-T04S-R890,积水化学工业株式会社制),在含有氮和氧的气氛(体积比氮:氧=99.9:0.1)下,以1.3kV下的条件产生等离子体,对卷状的环烯烃聚合物膜(ZF-14,日本Zeon株式会社制)的表面处理100m。使用模涂机在实施过等离子体处理的环烯烃聚合物膜表面涂布取向膜形成用组合物(1),搬运到90℃的热风干燥炉中干燥1分钟而得到取向膜。接着,使用模涂机在得到的取向膜的表面涂布光学各向异性膜形成用组合物(2),搬运到80℃的干燥炉中干燥1分钟,使用高压汞灯(GSYUASA株式会社制),在波长365nm下以160W/cm的照度照射紫外线,得到具备光学各向异性膜(2)的卷状的相位差膜(2)。
实施例2
使用光学各向异性膜形成用组合物(3),除此之外,用与实施例1同样的方法进行,得到具备光学各向异性膜(3)的卷状的相位差膜(3)。
实施例3
使用光学各向异性膜形成用组合物(4),除此之外,用与实施例1同样的方法进行,得到具备光学各向异性膜(4)的卷状的相位差膜(4)。
[光学特性的测定]
改变光的入射角测定相位差膜(1)~(4)的相位差值(测定机:KOBRA-WR,王子计测机器社制),确认光学各向异性膜所含的聚合性液晶化合物的聚合物的取向的状态。将结果示于表3。
[接触角的测定]
使用协和界面科学株式会社制DropMaster700,利用静滴法(液量:1.1μL)测定相位差膜(1)~(4)的光学各向异性膜面的水接触角。将结果示于表3。
[透明性评价]
使用Suga Test Instruments株式会社制雾度测定仪(型号HZ-2),用双光束法测定相位差膜(1)~(4)的雾度值。将结果示于表3。
[厚度分布、不均]
使用日本分光株式会社制椭圆偏振器M-220测定光学各向异性膜(1)~(4)的厚度分布的偏差。
另外,在以吸收轴正交的方式配置的偏振片间配置相位差膜(1)~(4),目视观察确认有无不均。将结果示于表3。
[表3]
具备实施例中制作的光学各向异性膜的相位差膜雾度值低、透明性高。
产业上的可利用性
本发明的光学各向异性膜由于透明性优异,所以有用。
Claims (13)
1.一种光学各向异性膜,具有nz>nx>ny的折射率关系,含有聚合性液晶化合物的聚合物和有机改性聚硅氧烷,所述光学各向异性膜的厚度为0.2μm~5μm,所述光学各向异性膜的雾度值为0.5%以下,
式中,nz在光学各向异性膜形成的折射率椭球中表示与膜平面垂直的方向的折射率,nx在光学各向异性膜形成的折射率椭球中表示与膜平面平行的方向的主折射率,ny在光学各向异性膜形成的折射率椭球中表示与膜平面平行且与该nx的方向正交的方向的折射率。
2.根据权利要求1所述的光学各向异性膜,其中,有机改性聚硅氧烷的含量相对于光学各向异性膜100质量份为0.1质量份~30质量份。
3.根据权利要求1所述的光学各向异性膜,其中,聚合性液晶化合物的聚合物是垂直取向的聚合性液晶化合物的聚合物。
4.根据权利要求2所述的光学各向异性膜,其中,聚合性液晶化合物的聚合物是垂直取向的聚合性液晶化合物的聚合物。
5.根据权利要求3或4所述的光学各向异性膜,其中,有机改性聚硅氧烷具有聚醚改性聚二甲基硅氧烷结构。
6.根据权利要求5所述的光学各向异性膜,其中,水的接触角为70°~100°。
7.根据权利要求1或2所述的光学各向异性膜,是由含有聚合性液晶化合物和有机改性聚硅氧烷的光学各向异性膜形成用组合物制得的。
8.根据权利要求1所述的光学各向异性膜,用于面内切换液晶显示装置即IPS液晶显示装置。
9.一种相位差膜,具备权利要求1所述的光学各向异性膜。
10.一种偏振片,具备权利要求1所述的光学各向异性膜。
11.一种显示装置,具备权利要求1所述的光学各向异性膜。
12.一种光学各向异性膜形成用组合物,其是用于形成权利要求1所述的光学各向异性膜的组合物,其中,相对于聚合性液晶化合物100重量份含有有机改性聚硅氧烷0.1重量份~30重量份。
13.根据权利要求12所述的组合物,其中,还含有具有异氰酸酯基的化合物。
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