CN110869827B - 椭圆偏光板 - Google Patents

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Abstract

本发明提供即使切割也不会在切割端面产生波纹等不良情况、具有优异的加工特性的椭圆偏光板。椭圆偏光板,其为具有偏光层、λ/4相位差层、垂直取向液晶固化层、及增强层的椭圆偏光板,垂直取向液晶固化层由聚合性液晶组合物的聚合物形成,所述聚合性液晶组合物包含在与该液晶固化层平面垂直的方向上取向的状态的聚合性液晶化合物,垂直取向液晶固化层的膜厚为3μm以下,垂直取向液晶固化层与增强层的层间距离为5μm以下。

Description

椭圆偏光板
技术领域
本发明涉及能够用于显示器等中的椭圆偏光板、及包含该椭圆偏光板的有机EL显示装置。
背景技术
近年来,伴随显示器的多样化,正在寻求椭圆偏光板的薄膜化。作为用于将椭圆偏光板薄膜化的一种方法,已知下述方法:将椭圆偏光板中使用的相位差板由拉伸相位差板变更为由聚合性液晶化合物以取向的状态进行固化而得到的液晶固化膜所形成的相位差板。例如,专利文献1中公开了带光学补偿功能的圆偏光板,其是将由液晶固化膜形成的水平取向λ/4相位差板、与由液晶固化膜形成的在膜厚方向上具有各向异性的相位差板组合而成的。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2015-163935号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是,就椭圆偏光板中包含的液晶固化膜而言,为了薄膜化,通过在基材上形成液晶固化膜后将其转印至偏光板、并仅将基材剥离的方法而形成,但剥离基材后的液晶固化膜的机械强度不足。因此,当试图将形成于基材上的液晶固化膜单独转印至偏光板而得到椭圆偏光板时,在根据目标制品的尺寸对得到的膜进行切割的情况下,有时在经切割的端面产生波纹等不良情况。
因此,本发明的目的涉及即使切割也不会在切割端面产生波纹等不良情况、具有优异的加工特性的椭圆偏光板、以及包含该椭圆偏光板的有机EL显示装置。
用于解决课题的手段
本申请的发明人为解决上述课题进行了深入研究,结果完成了本发明。即,本发明中包含以下方案。
[1]椭圆偏光板,其为具有偏光层、λ/4相位差层、垂直取向液晶固化层、及增强层的椭圆偏光板,其中,垂直取向液晶固化层由聚合性液晶组合物的聚合物形成,所述聚合性液晶组合物包含在与该液晶固化层平面垂直的方向上取向的状态的聚合性液晶化合物,垂直取向液晶固化层的膜厚为3μm以下。
其中,垂直取向液晶固化层与增强层的层间距离为例如5μm以下。
[2]如[1]所述的椭圆偏光板,其中,增强层的膜厚为1~10μm。
[3]如[1]或[2]所述的椭圆偏光板,其中,λ/4相位差层为水平取向液晶固化层,水平取向液晶固化层由聚合性液晶组合物的聚合物形成,所述聚合性液晶组合物包含在相对该液晶固化层平面水平的方向上取向的状态的聚合性液晶化合物。
[4]如[1]~[3]中任一项所述的椭圆偏光板,其依次具有偏光层、λ/4相位差层、垂直取向液晶固化层、增强层。
[5]如[1]~[3]中任一项所述的椭圆偏光板,其依次具有偏光层、垂直取向液晶固化层、增强层、λ/4相位差层。
[6]如[1]~[3]中任一项所述的椭圆偏光板,其依次具有偏光层、增强层、垂直取向液晶固化层、λ/4相位差层。
[7]如[1]~[6]中任一项所述的椭圆偏光板,其中,增强层包含选自由丙烯酸树脂、环氧树脂、氧杂环丁烷树脂、聚氨酯树脂、及三聚氰胺树脂组成的组中的至少一种而成。
[8]如[1]~[7]中任一项所述的椭圆偏光板,其中,在垂直取向液晶固化层与增强层之间具有膜厚5μm以下的取向层,该取向层为由构成元素中包含Si元素、C元素及O元素的化合物所形成的层。
[9]如[1]~[8]中任一项所述的椭圆偏光板,其中,在相邻的各层中,波长550nm处的面内平均折射率之差为0.20以下。
[10]如[1]~[9]中任一项所述的椭圆偏光板,其中,就λ/4相位差层而言,在λ/4相位差层所形成的折射率椭球中,在波长λ=400~700nm的范围内具有下述关系,
nxQ(λ)>nyQ(λ)≈nzQ(λ)
[式中,nxQ(λ)表示在λ/4相位差层所形成的折射率椭球中与相位差层平面平行的方向的、相对波长λ(nm)的光的主折射率。nyQ(λ)表示在λ/4相位差层所形成的折射率椭球中与相位差层平面平行并且与上述nxQ(λ)的方向正交的方向的、相对波长λ(nm)的光的折射率。nzQ(λ)表示在λ/4相位差层所形成的折射率椭球中与相位差层平面垂直的方向的、相对波长λ(nm)的光的折射率。]
并且满足下述式(1)~(3)的关系,
ReQ(450)/ReQ(550)≤1.00 (1)
1.00≤ReQ(650)/ReQ(550) (2)
100nm≤ReQ(550)≤160nm (3)
[式中,分别地,ReQ(450)表示相对波长λ=450nm的光的、λ/4相位差层的面内相位差值,ReQ(550)表示相对波长λ=550nm的光的、λ/4相位差层的面内相位差值,ReQ(650)表示相对波长λ=650nm的光的、λ/4相位差层的面内相位差值,相对波长λ(nm)的光的、λ/4相位差层的面内相位差值ReQ(λ)由下述式表示,
ReQ(λ)=(nxQ(λ)-nyQ(λ))×dQ。
其中,dQ表示λ/4相位差层的厚度。]。
[11]如[1]~[10]中任一项所述的椭圆偏光板,其中,就垂直取向液晶固化层而言,在垂直取向液晶固化层所形成的折射率椭球中,在波长λ=400~700nm的范围内具有下述关系,
nzV(λ)>nxV(λ)≈nyV(λ)
[式中,nzV(λ)表示在液晶固化层所形成的折射率椭球中与液晶固化层平面垂直的方向的、相对波长λ(nm)的光的折射率。nxV(λ)表示在液晶固化层所形成的折射率椭球中与液晶固化层平面平行的方向的、相对波长λ(nm)的光的最大折射率。nyV(λ)表示在液晶固化层所形成的折射率椭球中与液晶固化层平面平行并且与所述nxV的方向正交的方向的、相对波长λ(nm)的光的折射率。其中,nxV(λ)=nyV(λ)时,nxV(λ)表示与液晶固化层平面平行的任意方向的折射率。]
并且满足下述式(4)~(6)的关系,
RthV(450)/RthV(550)≤1.00 (4)
1.00≤RthV(650)/RthV(550) (5)
-120nm≤RthV(550)≤-50nm (6)
[式中,分别地,RthV(450)表示相对波长λ=450nm的光的、液相固化层的厚度方向的相位差值,RthV(550)表示相对波长λ=550nm的光的、液晶固化层的厚度方向的相位差值,RthV(650)表示相对波长650nm的光的、液晶固化层的厚度方向的相位差值,相对波长λ(nm)的光的、液晶固化层的厚度方向的相位差值RthV(λ)由下述式表示,
RthV(λ)=[(nxV(λ)+nyV(λ))/2-nzV(λ)]×dV。
其中,在液晶固化层所形成的折射率椭球中,nzV(λ)表示波长λ(nm)处的与液晶固化层平面垂直的方向的主折射率,((nxV(λ)+nyV(λ))/2)表示波长λ(nm)处的液晶固化层平面中的平均折射率。dV表示液晶固化层的厚度。]。
[12]有机EL显示装置,其具备[1]~[11]中任一项所述的椭圆偏光板。
[13]有机EL显示装置,其具备[1]~[12]中任一项记载的椭圆偏光板。
发明的效果
本发明的椭圆偏光板即使切割也不会在切割端面产生波纹等不良情况,具有优异的加工特性。
附图说明
[图1]为示出本发明的椭圆偏光板的层构成的一例的概略截面图。
[图2]为示出本发明的椭圆偏光板的层构成的一例的概略截面图。
[图3]为示出本发明的椭圆偏光板的层构成的一例的概略截面图。
具体实施方式
本发明的椭圆偏光板具有偏光层、λ/4相位差层、垂直取向液晶固化层、及增强层,各层的层叠顺序可适当选择。优选的方式中,各层以下述顺序层叠。
偏光层、λ/4相位差层、垂直取向液晶固化层、增强层;
偏光层、垂直取向液晶固化层、增强层、λ/4相位差层;
偏光层、增强层、垂直取向液晶固化层、λ/4相位差层。
将以上述顺序层叠的本发明的椭圆偏光板的层构成的一例示于图1~3,但本发明并不限定于这些方式。
图1所示的椭圆偏光板1依次具有偏光层2、粘结剂3、λ/4相位差层4、取向层5、粘结剂3、垂直取向液晶固化层6、垂直取向层7、增强层8。图2所示的椭圆偏光板10依次具有偏光层2、粘结剂3、垂直取向液晶固化层6、垂直取向层7、增强层8、粘结剂3、λ/4相位差层4、取向层5。图3所示的椭圆偏光板100依次具有偏光层2、粘结剂3、增强层8、垂直取向层7、垂直取向液晶固化层6、粘结剂3、λ/4相位差层4、取向层5。椭圆偏光板1、10及100以偏光层2的吸收轴相对于λ/4相位差层4的慢轴(光轴)而言成为实质上45°的方式贴合。另外,偏光层2可以在偏光片的一面(粘结剂3的相反面)具备透明保护膜。本说明书中,所谓实质上45°,通常为45°±5°的范围。
〔增强层〕
本发明的椭圆偏光板1、10及100具备增强层8,所述增强层8具有将椭圆偏光板中包含的层(尤其是垂直取向液晶固化层6)增强的功能。就椭圆偏光板1、10及100而言,即使垂直取向液晶固化层6为薄膜,增强层8也能够充分地弥补垂直取向液晶固化层6的强度,垂直取向液晶固化层6与增强层8的层间距离小时,能够更充分地弥补垂直取向液晶固化层6的强度。因此,椭圆偏光板的加工特性提高,能够有效地抑制或防止切割端面的不良情况。需要说明的是,本说明书中,所谓“层间距离”,是指垂直取向液晶固化层6与增强层8的最短距离,所谓“加工特性”,是指在切割椭圆偏光板时能够抑制或防止在切割端面产生波纹等不良情况的特性。
垂直取向液晶固化层6与增强层8的层间距离例如为5μm以下,优选为3μm以下,更优选为1.5μm以下,进一步优选为1.0μm以下,进一步更优选为500nm以下,尤其优选为300nm以下。若没有垂直取向层7,则层间距离成为0nm。层间距离的下限必然由垂直取向液晶固化层6与增强层8之间的层的膜厚(图1~3的方式中为垂直取向层7的膜厚)决定,因此没有特别限定,但优选为1nm以上。层间距离为上述上限以下时,增强层8能够更充分地增强垂直取向液晶固化层6,能够呈现出优异的加工特性,因此,在切割椭圆偏光板时,不会在切割端面产生波纹等不良情况。另外,层间距离越短,增强层8越容易有助于对垂直取向液晶固化层6的增强,因此有加工特性提高的倾向。
增强层8由可发挥出能够将垂直取向液晶固化层6增强的强度的材料构成,例如包含选自由丙烯酸树脂、环氧树脂、氧杂环丁烷树脂、聚氨酯树脂、及三聚氰胺树脂组成的组中的至少一种而成。这些之中,从容易形成固化性高、增强性高的增强层8的观点考虑,优选为包含选自由丙烯酸树脂、环氧树脂、氧杂环丁烷树脂、聚氨酯树脂、及三聚氰胺树脂组成的组中的至少一种而成,更优选为包含选自由丙烯酸树脂及聚氨酯树脂组成的组中的至少一种而成。
增强层8优选为固化性组合物的固化物,所述固化性组合物包含通过热、光而固化的固化性材料。作为包含丙烯酸树脂而成的增强层8的固化性材料,例如,可举出:单官能(甲基)丙烯酸酯、例如(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸羟基丁酯、(甲基)丙烯酸2-羟基-3-苯氧基丙酯;多官能(甲基)丙烯酸酯、例如乙二醇二丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基乙烷三丙烯酸酯、四羟甲基甲烷三丙烯酸酯、四羟甲基甲烷四丙烯酸酯、五聚甘油三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、丙三醇三丙烯酸酯、二季戊四醇三丙烯酸酯、二季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、三(丙烯酰基氧基乙基)异氰脲酸酯;乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、新戊二醇二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三羟甲基乙烷三甲基丙烯酸酯、四羟甲基甲烷三甲基丙烯酸酯、四羟甲基甲烷四甲基丙烯酸酯、五聚甘油三甲基丙烯酸酯、季戊四醇三甲基丙烯酸酯、季戊四醇四甲基丙烯酸酯、丙三醇三甲基丙烯酸酯、二季戊四醇三甲基丙烯酸酯、二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(甲基丙烯酰基氧基乙基)异氰脲酸酯等。(甲基)丙烯酸酯可以单独使用或组合两种以上而使用,从抑制因固化时、固化后的加热而产生的卷曲的观点、提高加工特性的观点、确保增强层8的充分增强性的观点考虑,可适当选择多官能(甲基)丙烯酸酯。另外,从同样的观点考虑,也可以与环氧树脂、氧杂环丁烷树脂、聚氨酯树脂、三聚氰胺树脂等混合。需要说明的是,本说明书中,有时将丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯总称为(甲基)丙烯酸酯,有时将丙烯酸和甲基丙烯酸总称为(甲基)丙烯酸。
作为包含聚氨酯树脂而成的增强层8的固化性材料,例如可举出作为(甲基)丙烯酸及/或(甲基)丙烯酸酯、多元醇及二异氰酸酯的反应产物的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯等。具体而言,氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯可通过下述方式制造:从(甲基)丙烯酸及/或(甲基)丙烯酸酯和多元醇制备在分子内具有至少一个羟基的羟基(甲基)丙烯酸酯,并使其与二异氰酸酯反应。氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯可以单独使用或组合两种以上而使用。
上述(甲基)丙烯酸酯可以为(甲基)丙烯酸的链状或环状烷基酯。作为其具体例,可举出(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯这样的(甲基)丙烯酸烷基酯、及(甲基)丙烯酸环己酯这样的(甲基)丙烯酸环烷基酯。上述多元醇为在分子内具有至少两个羟基的化合物。例如,可举出乙二醇、丙二醇、1,3-丙二醇、二乙二醇、二丙二醇、新戊二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、羟基特戊酸的新戊二醇酯、环己烷二甲醇(cyclohexane dimethylol)、1,4-环己二醇、螺环二醇、三环癸烷二甲醇、氢化双酚A、环氧乙烷加成双酚A、环氧丙烷加成双酚A、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、丙三醇、3-甲基戊烷-1,3,5-三醇、季戊四醇、二季戊四醇、三季戊四醇、葡萄糖类等。
二异氰酸酯为在分子内具有2个异氰酸酯基(-NCO)的化合物,可以使用芳香族、脂肪族或脂环式的各种二异氰酸酯。作为具体例,可举出四亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、2,4-甲苯二异氰酸酯、4,4’-二苯基二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯、3,3’-二甲基-4,4’-二苯基二异氰酸酯、苯二甲撑二异氰酸酯、三甲基六亚甲基二异氰酸酯、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、及它们中具有芳香环的二异氰酸酯的核氢化物等。
从抑制因固化时、固化后的加热而产生的卷曲的观点、提高加工特性的观点、确保增强层8的充分增强性的观点考虑,可适当选择氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯。另外,从同样的观点考虑,也可以与丙烯酸树脂、环氧树脂、氧杂环丁烷树脂、三聚氰胺树脂等混合。
作为包含环氧树脂而成的增强层的固化性材料,例如可举出脂环式环氧化合物、芳香族环氧化合物、氢化环氧化合物、脂肪族环氧化合物等。
脂环式环氧化合物是在分子内具有至少一个与脂环式环直接键合的环氧基的化合物。例如,可举出3,4-环氧环己烷甲酸3,4-环氧环己基甲酯、3,4-环氧基-6-甲基环己烷甲酸3,4-环氧基-6-甲基环己基甲酯、亚乙基双(3,4-环氧环己烷甲酸酯)、己二酸双(3,4-环氧环己基甲基)酯、己二酸双(3,4-环氧基-6-甲基环己基甲基)酯、二乙二醇双(3,4-环氧环己基甲基醚)、乙二醇双(3,4-环氧环己基甲基)醚等。这些脂环式环氧化合物可以单独使用或组合两种以上而使用。
芳香族环氧化合物是在分子内具有芳香族环和环氧基的化合物。作为其具体例,可举出双酚A的二缩水甘油醚、双酚F的二缩水甘油醚、双酚S的二缩水甘油醚等双酚型环氧化合物或其低聚物;苯酚Novolac环氧树脂、甲酚Novolac环氧树脂、羟基苯甲醛苯酚Novolac环氧树脂等Novolac型环氧树脂;2,2’,4,4’-四羟基二苯基甲烷的缩水甘油醚、2,2’,4,4’-四羟基二苯甲酮的缩水甘油醚等多官能型环氧化合物;环氧化聚乙烯基苯酚等多官能型环氧树脂等。这些芳香族环氧化合物可以单独使用或组合两种以上而使用。
就氢化环氧化合物而言,上述芳香族环氧化合物的核氢化物成为氢化环氧化合物。它们可以利用以下的方法制造:针对作为对应的芳香族环氧化合物的原料的芳香族多羟基化合物、典型而言为双酚类,在催化剂的存在下及加压下,选择性地进行氢化反应,由此得到多元醇、典型而言为氢化双酚类,将其作为原料,使表氯醇与其反应,形成氯醇醚,进而利用碱使其分子内闭环。这些氢化环氧化合物可以单独使用或组合两种以上而使用。
脂肪族环氧化合物包括脂肪族多元醇或其环氧烷加成物的聚缩水甘油醚。作为其具体例,可举出新戊二醇的二缩水甘油醚、1,4-丁二醇的二缩水甘油醚、1,6-己二醇的二缩水甘油醚、丙三醇的三缩水甘油醚、三羟甲基丙烷的三缩水甘油醚、聚乙二醇的二缩水甘油醚、丙二醇的二缩水甘油醚、通过在乙二醇、丙二醇、丙三醇这样的脂肪族多元醇上加成一种或两种以上的环氧烷(环氧乙烷、环氧丙烷)而得到的聚醚多元醇的聚缩水甘油醚等。这些脂肪族环氧化合物可以单独使用或组合两种以上而使用。
从抑制因固化时、固化后的加热而产生的卷曲的观点、提高加工特性的观点、确保增强层8的充分增强性的观点、调节与基材、液晶固化层的密合性的观点考虑,可适当选择环氧树脂。另外,从同样的观点考虑,也可以与丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、氧杂环丁烷树脂、三聚氰胺树脂等混合。
作为包含氧杂环丁烷树脂而成的增强层8的固化性材料,可举出在分子内含有至少一个以上的氧杂环丁基的化合物等。作为其具体例,可举出3-乙基-3-羟甲基氧杂环丁烷(也称为氧杂环丁醇)、2-乙基己基氧杂环丁烷、1,4-双〔{(3-乙基氧杂环丁-3-基)甲氧基}甲基〕苯(也称为苯二甲撑双氧杂环丁烷)、3-乙基-3〔{(3-乙基氧杂环丁-3-基)甲氧基}甲基〕氧杂环丁烷、3-乙基-3-(苯氧基甲基)氧杂环丁烷、3-(环己基氧基)甲基-3-乙基氧杂环丁烷等。
作为包含三聚氰胺树脂而成的增强层8的固化性材料,可举出六甲氧基甲基三聚氰胺、六乙氧基甲基三聚氰胺、六丙氧基甲基三聚氰胺、六丁氧基甲基三聚氰胺等三聚氰胺化合物。
用于形成增强层的固化性组合物可以进一步包含光聚合引发剂、热聚合引发剂、溶剂、阻聚剂、光敏剂、流平剂、抗氧化剂、链转移剂、光稳定剂、增粘剂、填充剂、流动调节剂、增塑剂、消泡剂、色素、抗静电剂、及紫外线吸收剂等添加剂。
就光聚合引发剂而言,在使用通过自由基聚合而固化的固化性组合物、例如(甲基)丙烯酸酯、氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯作为固化性材料的情况下,可使用光自由基聚合引发剂;在使用通过阳离子聚合而固化的固化性组合物、例如环氧化合物、氧杂环丁烷化合物作为固化性组合物的情况下,可使用光阳离子聚合引发剂;在使用通过热而固化的固化性组合物、例如三聚氰胺化合物作为固化性组合物的情况下,可使用热聚合引发剂。
作为光聚合引发剂,可举出光自由基聚合引发剂、光阳离子聚合引发剂等。作为光自由基聚合引发剂,可举出苯偶姻化合物、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、三嗪化合物等,作为光阳离子聚合引发剂,可举出芳香族重氮鎓盐、芳香族碘鎓盐、芳香族锍盐等鎓盐、铁-芳烃络合物等。
具体而言,可举出Irgacure(注册商标)907、Irgacure 184、Irgacure 651、Irgacure 819、Irgacure 250、Irgacure 369、Irgacure 379、Irgacure 127、Irgacure2959、Irgacure 754、Irgacure 379EG(以上为BASF Japan株式会社制)、SEIKUOL BZ、SEIKUOL Z、SEIKUOL BEE(以上为精工化学株式会社制)、kayacure BP100(日本化药株式会社制)、kayacure UVI-6992(DOW公司制)、ADEKA Optomer SP-152、ADEKA Optomer SP-170、ADEKA Optomer N-1717、ADEKA Optomer N-1919、ADEKA ARKLS NCI-831、ADEKA ARKLSNCI-930(以上为株式会社ADEKA制)、TAZ-A、TAZ-PP(以上为日本Siber Hegner公司制)及TAZ-104(三和化学公司制)、KAYARAD(注册商标)系列(日本化药株式会社制)、CYRACUREUVI系列(Dow Chemical公司制)、CPI系列(SAN-APRO株式会社制)、TAZ、BBI及DTS(以上为Midori化学株式会社制)、RHODORSIL(注册商标)(Rhodia株式会社制)等。光聚合引发剂可以单独使用或组合两种以上而使用。光聚合引发剂可以根据使用的材料而适当地选择使用。
就光聚合引发剂而言,为了能充分利用由光源发出的能量、使生产率优异,优选最大吸收波长为300nm~400nm,更优选为300nm~380nm,其中,优选α-苯乙酮系聚合引发剂、肟系光聚合引发剂。
作为α-苯乙酮系聚合引发剂,例如,可举出2-甲基-2-吗啉代-1-(4-甲基硫基苯基)-1-丙酮、2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-2-苄基-1-丁酮及2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-2-(4-甲基苯基甲基)-1-丁酮等,更优选可举出2-甲基-2-吗啉代-1-(4-甲基硫基苯基)-1-丙酮及2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-2-苄基-1-丁酮。作为α-苯乙酮化合物的市售品,可举出Irgacure 369、379EG、907(以上为BASF Japan(株)制)及SEIKUOL BEE(精工化学公司制)等。
肟系光聚合引发剂通过照射光而生成自由基。通过该自由基,使得在层深部中的固化性组合物的聚合得以良好地进行。另外,从使得层深部中的聚合反应更高效地进行的观点考虑,优选使用能有效利用波长350nm以上的紫外线的光聚合引发剂。作为能有效地利用波长350nm以上的紫外线的光聚合引发剂,优选三嗪化合物或肟酯型咔唑化合物,从灵敏度的观点考虑,更优选肟酯型咔唑化合物。作为肟酯型咔唑化合物,例如可举出1,2-辛二酮、1-[4-(苯基硫基)-2-(O-苯甲酰基肟)]、O-乙酰基-1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]-1-(乙酮肟)等。作为肟酯型咔唑化合物的市售品,可举出Irgacure OXE-01、Irgacure OXE-02、Irgacure OXE-03(以上为BASF Japan株式会社制)、ADEKA OptomerN-1919、ADEKA ARKLS NCI-831(以上为株式会社ADEKA制)等。
作为热聚合引发剂,例如可举出2,2’-偶氮双异丁腈、2,2’-偶氮双(2-甲基丁腈)、1,1’-偶氮双(环己烷-1-甲腈)、2,2’-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)、2,2’-偶氮双(2,4-二甲基-4-甲氧基戊腈)、二甲基-2,2’-偶氮双(2-甲基丙酸酯)、2,2’-偶氮双(2-羟甲基丙腈)等偶氮系化合物;过氧化月桂酰、叔丁基过氧化氢、过氧化苯甲酰、叔丁基过氧化苯甲酸酯、氢过氧化枯烯、二异丙基过氧化二碳酸酯、二丙基过氧化二碳酸酯、叔丁基过氧化新癸酸酯、叔丁基过氧化特戊酸酯、过氧化(3,5,5-三甲基己酰)等有机过氧化物;过硫酸钾、过硫酸铵、过氧化氢等无机过氧化物等。这些热聚合引发剂可以单独使用或组合两种以上而使用。
相对于固化性组合物100质量份而言,聚合引发剂的添加量通常为0.1~20质量份,优选为0.5~10质量份,更优选为1~5质量份。
为上述范围内时,固化反应容易充分地进行。
固化性材料通常以溶解于溶剂中的状态涂布于基材上,因此固化性材料优选包含溶剂。作为溶剂,优选为能够溶解固化性组合物的溶剂,另外,优选为对固化性材料的聚合反应呈非活性的溶剂。作为溶剂,例如,可举出水、甲醇、乙醇、乙二醇、异丙醇、丙二醇、乙二醇甲基醚、乙二醇丁基醚、1-甲氧基-2-丙醇、2-丁氧基乙醇及丙二醇单甲基醚等醇溶剂;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及乳酸乙酯等酯溶剂;丙酮、甲基乙基酮、环戊酮、环己酮、2-庚酮及甲基异丁基酮等酮溶剂;戊烷、己烷及庚烷等脂肪族烃溶剂;乙基环己烷等脂环式烃溶剂;甲苯及二甲苯等芳香族烃溶剂;乙腈等腈溶剂;四氢呋喃及二甲氧基乙烷等醚溶剂;氯仿及氯苯等含氯溶剂;二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮等酰胺系溶剂等。这些溶剂可以单独使用或组合两种以上而使用。它们之中,优选醇溶剂、酯溶剂、酮溶剂、含氯溶剂、酰胺系溶剂及芳香族烃溶剂。
相对于固化性组合物100质量份而言,溶剂的含量优选为50~98质量份,更优选为60~95重量份。因此,优选固态成分在组合物100质量份中占2~50质量份。为该范围时,固化性组合物的粘度降低,因此,增强层的厚度变得大致均匀,有增强层中不易产生不均的倾向。
固化性组合物可以通过将固化性材料与添加剂等除固化性材料以外的成分于规定温度进行搅拌等而得到。
就增强层8而言,可以将固化性组合物涂布于基材上,接着除去溶剂,利用加热及/或活性能量射线使其固化而得到。
作为将固化性组合物涂布于基材的方法(以下,有时称为涂布方法A),例如,可举出挤出涂覆法、直接凹版涂覆法、逆式凹版涂覆法、CAP涂覆法、狭缝涂覆法、微凹版法、模涂法、喷墨法等。另外,还可举出使用浸涂机、棒涂机、旋涂机等涂布机进行涂布的方法等。其中,在以辊对辊(Roll to Roll)方式连续地涂布的情况下,优选为基于微凹版法、喷墨法、狭缝涂覆法、模涂法的涂布方法。
作为将溶剂除去的方法(以下,有时称为溶剂除去方法A),例如,可举出自然干燥、通风干燥、加热干燥、减压干燥及将它们组合的方法。其中,优选自然干燥或加热干燥。干燥温度优选为0~200℃的范围,更优选为20~150℃的范围,进一步优选为50~130℃的范围。干燥时间优选为10秒~20分钟,更优选为30秒~10分钟。
作为照射的活性能量射线,可根据固化性组合物的种类、光聚合引发剂的种类(包含光聚合引发剂的情况下)、及它们的量而适当选择。作为照射的活性能量射线,可根据固化性组合物的种类、光聚合引发剂的种类(包含光聚合引发剂的情况下)、及它们的量而适当选择。具体而言,可举出选自由可见光、紫外光、红外光、X射线、α射线、β射线、及γ射线组成的组中的一种以上的光。其中,从容易控制聚合反应的进行的方面、及能使用作为光聚合装置已在本领域中广泛使用的装置这样的方面考虑,优选紫外光,优选以能通过紫外光而进行光聚合的方式选择聚合性液晶化合物的种类。
作为上述活性能量射线的光源,例如,可举出低压汞灯、中压汞灯、高压汞灯、超高压汞灯、氙灯、卤素灯、碳弧灯、钨灯、镓灯、准分子激光、发出波长范围380~440nm的光的LED光源、化学灯、黑光灯、微波激发汞灯、金属卤化物灯等。
紫外线照射强度通常为10~3,000mW/cm2。紫外线照射强度优选为对光阳离子聚合引发剂或光自由基聚合引发剂的活化有效的波长区域中的强度。照射光的时间通常为0.1秒~10分钟,优选为0.1秒~5分钟,更优选为0.1秒~3分钟,进一步优选为0.1秒~1分钟。
以这样的紫外线照射强度照射1次或多次时,其累积光量为10~3,000mJ/cm2,优选为50~2,000mJ/cm2,更优选为100~1,000mJ/cm2。累积光量为该范围以下时,固化性组合物的固化变得不充分,有时椭圆偏光板的加工特性降低。反之,累积光量为该范围以上时,有时椭圆偏光板发生着色。
利用热将固化性组合物固化时,加热温度可根据固化性材料的种类、热聚合引发剂的种类(包含热聚合引发剂的情况下)、及它们的量而适当选择,可以为例如50℃~200℃、优选50℃~130℃。加热时间可以为例如10秒~10分钟、优选10秒~5分钟。需要说明的是,进行加热干燥的情况下,也可以同时进行干燥和固化。
从增强性的观点考虑,增强层8的膜厚优选为1~10μm。增强层的膜厚为上述下限值以上时,能够将椭圆偏光板中包含的层、尤其是垂直取向液晶固化层6充分地增强,能够呈现出优异的加工特性。增强层8的膜厚为上述上限值以下时,从椭圆偏光板的薄膜化的观点考虑是优选的。从椭圆偏光板的薄膜化的观点考虑,增强层8的膜厚可优选为1~5μm、更优选为1~3μm,从椭圆偏光板的加工特性的观点考虑,增强层8的膜厚可优选为5~10μm、更优选为7~10μm。增强层的膜厚可以使用椭圆偏振计或接触式膜厚计进行测定。
〔偏光层〕
偏光层2为具有偏光功能的层。作为这样的层,可举出包含吸附有具有吸收各向异性的色素的拉伸膜、或涂布有具有吸收各向异性的色素的膜作为偏光片的膜等。作为具有吸收各向异性的色素,例如,可举出二色性色素。
包含吸附有具有吸收各向异性的色素的拉伸膜作为偏光片的膜通常可通过在偏光片的至少一个面介由粘接剂用透明保护膜进行夹持来制作,所述偏光片经由下述工序来制造:对聚乙烯醇系树脂膜进行单轴拉伸的工序;通过用二色性色素对聚乙烯醇系树脂膜进行染色从而使其吸附该二色性色素的工序;用硼酸水溶液处理吸附有二色性色素的聚乙烯醇系树脂膜的工序;及在利用硼酸水溶液进行处理后进行水洗的工序。
聚乙烯醇系树脂可通过将聚乙酸乙烯酯系树脂皂化而得到。作为聚乙酸乙烯酯系树脂,除了作为乙酸乙烯酯的均聚物的聚乙酸乙烯酯之外,还可使用乙酸乙烯酯与可与其共聚的其他单体的共聚物。作为可与乙酸乙烯酯共聚的其他单体,可举出例如不饱和羧酸类、烯烃类、乙烯基醚类、不饱和磺酸类、具有铵基的丙烯酰胺类等。
聚乙烯醇系树脂的皂化度通常为85~100摩尔%左右,优选为98摩尔%以上。聚乙烯醇系树脂可以被改性,例如,也可使用用醛类进行了改性的聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯醇缩乙醛。聚乙烯醇系树脂的聚合度通常为1,000~10,000左右,优选为1,500~5,000的范围。
由这样的聚乙烯醇系树脂制成的膜可作为偏光层2的坯膜(日文:原反フィルム)使用。将聚乙烯醇系树脂制成膜的方法没有特别限制,可利用已知的方法进行制膜。聚乙烯醇系坯膜的膜厚例如可以为10~150μm左右。
聚乙烯醇系树脂膜的单轴拉伸可在基于二色性色素的染色之前、或与染色同时、或在染色之后进行。在染色后进行单轴拉伸的情况下,该单轴拉伸可在硼酸处理之前进行,也可在硼酸处理中进行。另外,也可在它们中的多个阶段进行单轴拉伸。在进行单轴拉伸时,可以在圆周速度不同的辊之间进行单轴拉伸,也可使用热辊进行单轴拉伸。另外,单轴拉伸可以是在大气中进行拉伸的干式拉伸,也可以是在用溶剂使聚乙烯醇系树脂膜溶胀的状态下进行拉伸的湿式拉伸。拉伸倍率通常为3~8倍左右。
聚乙烯醇系树脂膜的基于二色性色素的染色例如可通过在含有二色性色素的水溶液中浸渍聚乙烯醇系树脂膜的方法进行。
作为二色性色素,具体而言,可使用碘、二色性的有机染料。作为二色性的有机染料,可举出C.I.直接红39等由双偶氮化合物形成的二色性直接染料及由三偶氮、四偶氮等化合物形成的二色性直接染料等。对于聚乙烯醇系树脂膜,优选在染色处理之前预先实施在水中的浸渍处理。
使用碘作为二色性色素的情况下,通常可采用在含有碘及碘化钾的水溶液中浸渍聚乙烯醇系树脂膜而进行染色的方法。该水溶液中的碘的含量相对于水100质量份而言通常为0.01~1质量份左右。另外,碘化钾的含量相对于水100质量份而言通常为0.5~20质量份左右。用于染色的水溶液的温度通常为20~40℃左右。另外,在该水溶液中浸渍的浸渍时间(染色时间)通常为20~1,800秒左右。
另一方面,使用二色性的有机染料作为二色性色素的情况下,通常可采用在包含水溶性二色性染料的水溶液中浸渍聚乙烯醇系树脂膜而进行染色的方法。
该水溶液中的二色性有机染料的含量相对于水100质量份而言通常为1×10-4~10质量份左右,优选为1×10-3~1质量份,进一步优选为1×10-3~1×10-2质量份。该水溶液可以包含硫酸钠等无机盐作为染色助剂。用于染色的二色性染料水溶液的温度通常为20~80℃左右。另外,在该水溶液中浸渍的浸渍时间(染色时间)通常为10~1,800秒左右。
基于二色性色素的染色后的硼酸处理通常通过将经染色的聚乙烯醇系树脂膜在硼酸水溶液中浸渍的方法来进行。该硼酸水溶液中的硼酸的含量相对于水100质量份而言通常为2~15质量份左右,优选为5~12质量份。使用碘作为二色性色素的情况下,该硼酸水溶液优选含有碘化钾,此时的碘化钾的含量相对于水100质量份而言通常为0.1~15质量份左右,优选为5~12质量份。在硼酸水溶液中浸渍的浸渍时间通常为60~1,200秒左右,优选为150~600秒,进一步优选为200~400秒。硼酸处理的温度通常为50℃以上,优选为50~85℃,进一步优选为60~80℃。
通常,可对硼酸处理后的聚乙烯醇系树脂膜进行水洗处理。水洗处理例如可通过将经硼酸处理的聚乙烯醇系树脂膜在水中浸渍的方法来进行。水洗处理中的水的温度通常为5~40℃左右。
另外,浸渍时间通常为1~120秒左右。
可在水洗后实施干燥处理,从而得到偏光片。干燥处理例如可使用热风干燥机、远红外线加热器进行。干燥处理的温度通常为30~100℃左右,优选为50~80℃。干燥处理的时间通常为60~600秒左右,优选为120~600秒。通过干燥处理,能将偏光片的水分率降低至实用程度。其水分率通常为5~20重量%左右,优选为8~15重量%。水分率低于5重量%时,偏光片的挠性丧失,在偏光片干燥后,有时其发生损伤,或者发生断裂。另外,水分率高于20重量%时,存在偏光片的热稳定性变差的可能。
按照上述方式对聚乙烯醇系树脂膜进行单轴拉伸、基于二色性色素的染色、硼酸处理、水洗及干燥而得到的偏光片的厚度优选为5~40μm。
作为涂布有具有吸收各向异性的色素的膜,可举出涂布包含具有液晶性的二色性色素的组合物或包含二色性色素和聚合性液晶的组合物而得到的膜等。该膜优选在其一面或两面具有保护膜。
作为该保护膜,可举出与后述的基材相同的膜。
涂布有具有吸收各向异性的色素的膜越薄越优选,但如果过薄,则强度下降,存在加工性差的倾向。该膜的厚度通常为20μm以下,优选为5μm以下,更优选为0.5μm~3μm。
作为上述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号公报等中记载的膜。
通过介由粘接剂在按照上述方式得到的偏光片的至少一个面上层叠透明保护膜,可得到偏光层2。作为透明保护膜,可优选使用与后述的基材同样的透明膜。
〔λ/4相位差层〕
λ/4相位差层4为膜面内的折射率具有各向异性的层。λ/4相位差层4可利用使高分子膜拉伸或收缩的方法而形成,从椭圆偏光板的薄膜化的观点考虑,优选使包含聚合性液晶化合物(也称为聚合性液晶)的聚合性液晶组合物在已取向的状态下聚合而形成。
λ/4相位差层4所形成的三维折射率椭球可具有双轴性,但优选具有单轴性。λ/4相位差层4优选为由聚合性液晶组合物的聚合物形成的水平取向液晶固化层,所述聚合性液晶组合物包含相对于λ/4相位差层4的平面而沿水平方向取向的状态的聚合性液晶化合物。
就水平取向液晶固化层而言,聚合性液晶的光轴相对于λ/4相位差层的平面沿水平方向取向。构成λ/4相位差层的聚合性液晶可以为棒状或圆板状的聚合性液晶。棒状的聚合性液晶相对于λ/4相位差层的平面进行了水平取向或垂直取向时,聚合性液晶的光轴与该聚合性液晶的长轴方向一致。圆盘状的聚合性液晶进行了取向时,聚合性液晶的光轴存在于相对该聚合性液晶的圆盘面正交的方向上。
就通过聚合性液晶的取向而形成的折射率椭球的3个方向的折射率nx、ny及nz而言,可举出nx>ny≈nz(称为正A板)、nx≈ny<nz(称为正C板)、nx<ny≈nz(称为负A板)或nx≈ny>nz(称为负C板)等关系。nx表示在λ/4相位差层所形成的折射率椭球中与λ/4相位差层的平面平行的方向的主折射率。ny表示在λ/4相位差层所形成的折射率椭球中与λ/4相位差层的平面平行、并且与该nx的方向正交的方向的折射率。nz表示在λ/4相位差层所形成的折射率椭球中与λ/4相位差层的平面垂直的方向的折射率。
λ/4相位差层4可以使用棒状的聚合性液晶和圆盘状的聚合性液晶中的任一者,但优选棒状的聚合性液晶,棒状的聚合性液晶形成水平取向液晶固化层时,λ/4相位差层成为正A板。
就λ/4相位差层4而言,优选在λ/4相位差层所形成的折射率椭球中,在波长λ=400~700nm的范围内具有下述关系,
nxQ(λ)>nyQ(λ)≈nzQ(λ)
[式中,nxQ(λ)表示在λ/4相位差层所形成的折射率椭球中与相位差层平面平行的方向的、相对波长λ(nm)的光的主折射率。nyQ(λ)表示在λ/4相位差层所形成的折射率椭球中与相位差层平面平行并且与上述nxQ(λ)的方向正交的方向的、相对波长λ(nm)的光的折射率。nzQ(λ)表示在λ/4相位差层所形成的折射率椭球中与相位差层平面垂直的方向的、相对波长λ(nm)的光的折射率。],
并且满足下述式(1)~(3)的关系
ReQ(450)/ReQ(550)≤1.00 (1)
1.00≤ReQ(650)/ReQ(550) (2)
100nm≤ReQ(550)≤160nm (3)
[式中,分别地,ReQ(450)表示相对波长λ=450nm的光的、λ/4相位差层的面内相位差值,ReQ(550)表示相对波长λ=550nm的光的、λ/4相位差层的面内相位差值,ReQ(650)表示相对波长λ=650nm的光的、λ/4相位差层的面内相位差值,相对波长λ(nm)的光的、λ/4相位差层的面内相位差值ReQ(λ)由下述式表示,
ReQ(λ)=(nxQ(λ)-nyQ(λ))×dQ。
此处,dQ表示λ/4相位差层的厚度。]。
λ/4相位差层4的面内相位差ReQ(550)超过式(3)的范围时,可能产生下述问题:包含椭圆偏光板的显示器正面的色相变红或者变蓝。作为面内相位差值的进一步优选的范围,130nm≤Re1(550)≤150nm。λ/4相位差层的ReQ(450)/ReQ(550)超过1.00时,具备该λ/4相位差层的椭圆偏光板在短波长侧的椭圆率变差。若圆偏光板在短波长侧的椭圆率变差而小于1.0时,则从正面观察时,在短波长侧作为圆偏光板的功能受损。该“ReQ(450)/ReQ(550)”优选为0.75~0.92,更优选为0.77~0.87,进一步优选为0.79~0.85。
λ/4相位差层4的面内相位差值可通过λ/4相位差层的厚度dQ来进行调节。由于面内相位差值由上述式ReQ(λ)=(nxQ(λ)-nyQ(λ))×dQ决定,因此,为了得到所期望的面内相位差值(ReQ(λ):波长λ(nm)处的λ/4相位差层的面内相位差值),调节三维折射率和膜厚d1即可。需要说明的是,三维折射率依赖于后述的聚合性液晶化合物的分子结构及取向状态。
从薄膜化的观点考虑,λ/4相位差层4的膜厚的上限优选为5μm以下,更优选为3μm以下,进一步优选为2.5μm以下。另外,λ/4相位差层4的膜厚的下限优选为0.1μm以上,更优选为0.5μm以上,进一步优选为0.8μm以上。λ/4相位差层的膜厚可以使用椭圆偏振计或接触式膜厚计进行测定。
(垂直取向液晶固化层)
垂直取向液晶固化层6为由聚合性液晶组合物的聚合物形成的层,所述聚合性液晶组合物包含在与该液晶固化层平面垂直的方向上取向的状态的聚合性液晶化合物。垂直取向液晶固化层6所形成的三维折射率椭球可以具有双轴性,但优选具有单轴性。垂直取向液晶固化层6为由聚合性液晶组合物的聚合物形成的垂直取向液晶固化层,所述聚合性液晶组合物包含在与垂直取向液晶固化层6的平面垂直的方向上取向的状态的聚合性液晶化合物。垂直取向液晶固化层6优选为棒状的液晶,优选为正C板。
垂直取向液晶固化层6为正C板时,就垂直取向液晶固化层6而言,优选地,在垂直取向液晶固化层6所形成的折射率椭球中,在波长λ=400~700nm的范围内具有下述关系,
nzV(λ)>nxV(λ)≈nyV(λ)
[式中,nzV(λ)表示在液晶固化层所形成的折射率椭球中与液晶固化层平面垂直的方向的、相对波长λ(nm)的光的折射率。nxV(λ)表示在液晶固化层所形成的折射率椭球中与液晶固化层平面平行的方向的、相对波长λ(nm)的光的最大折射率。nyV(λ)表示在液晶固化层所形成的折射率椭球中与液晶固化层平面平行并且与所述nxV的方向正交的方向的、相对波长λ(nm)的光的折射率。其中,nxV(λ)=nyV(λ)时,nxV(λ)表示与液晶固化层平面平行的任意方向的折射率。],
并且满足下述式(4)~(6)的关系,
RthV(450)/RthV(550)≤1.00 (4)
1.00≤RthV(650)/RthV(550) (5)
-120nm≤RthV(550)≤-50nm (6)
[式中,分别地,RthV(450)表示相对波长λ=450nm的光的、液相固化层的厚度方向的相位差值,RthV(550)表示相对波长λ=550nm的光的、液晶固化层的厚度方向的相位差值,RthV(650)表示相对波长650nm的光的、液晶固化层的厚度方向的相位差值,相对波长λ(nm)的光的、液晶固化层的厚度方向的相位差值RthV(λ)由下述式表示,
RthV(λ)=[(nxV(λ)+nyV(λ))/2-nzV(λ)]×dV。
此处,在液晶固化层所形成的折射率椭球中,nzV(λ)表示波长λ(nm)处的与液晶固化层平面垂直的方向的主折射率,((nxV(λ)+nyV(λ))/2)表示波长λ(nm)处的液晶固化层平面中的平均折射率。dV表示液晶固化层的厚度。]。
垂直取向液晶固化层6的厚度方向的相位差值Rth2(550)超过式(6)的范围时,可能产生下述问题:包含椭圆偏光板的显示器的斜向的色相变红或者变蓝。作为厚度方向的相位差值的更优选范围,-95nm≤RthV(550)≤-55nm,作为进一步优选的范围,-90nm≤RthV(550)≤-60nm。若垂直取向液晶固化层的“RthV(450)/RthV(550)”超过1.0,则从斜向观察时,包含该垂直取向固化层的椭圆偏光板在短波长侧的椭圆率变差。圆偏光板在短波长侧的椭圆率变差而小于1.0时,在短波长侧作为圆偏光板的功能受损。“RthV(450)/RthV(550)”优选为0.75~0.92,更优选为0.77~0.87,进一步优选为0.79~0.85。
垂直取向液晶固化层6的厚度方向的相位差值可通过垂直取向液晶固化层6的厚度dV来进行调节。由于面内相位差值由上述式RthV(λ)=[(nxV(λ)+nyV(λ))/2-nzV(λ)]×dV决定,因此,为了得到所期望的厚度方向的相位差值(RthV(λ):波长(nm)处的垂直取向液晶固化层6的厚度方向的相位差值),调节三维折射率和膜厚dV即可。需要说明的是,三维折射率依赖于后述的聚合性液晶化合物的分子结构及取向性。
从薄膜化的观点考虑,垂直取向液晶固化层6的膜厚的上限优选为3μm以下,更优选为2.5μm以下,进一步优选为2.0μm以下,尤其优选为1.5μm以下。另外,垂直取向液晶固化层6的膜厚的下限优选为0.1μm以上,更优选为0.3μm以上,进一步优选为0.5μm以上。垂直取向液晶固化层的膜厚可使用椭圆偏振计或接触式膜厚计进行测定。
(聚合性液晶组合物)
λ/4相位差层4及垂直取向液晶固化层6各自优选由包含取向状态的聚合性液晶化合物的聚合性液晶组合物的聚合物形成。聚合性液晶化合物为具有聚合性官能团、尤其是光聚合性官能团的液晶化合物。所谓光聚合性官能团,是指可利用由光聚合引发剂产生的活性自由基、酸等而参与聚合反应的基团。
作为光聚合性官能团,可举出乙烯基、乙烯基氧基、1-氯乙烯基、异丙烯基、4-乙烯基苯基、丙烯酰基氧基、甲基丙烯酰基氧基、环氧乙基、氧杂环丁基等。其中,优选丙烯酰基氧基、甲基丙烯酰基氧基、乙烯基氧基、环氧乙基及氧杂环丁基,更优选丙烯酰基氧基。液晶性可以是热致性液晶,也可以是溶致性液晶,作为相序结构,可以是向列型液晶,也可以是近晶型液晶。
本发明中,从呈现逆波长分散性、优选满足上述式(1)及(2)或者(4)及(5)的关系的观点考虑,聚合性液晶化合物优选为下述式(I)表示的化合物,
[化学式1]
Figure BDA0002359667370000231
式(I)中,Ar表示可以具有取代基的二价的芳香族基团。此处所谓的芳香族基团,是指下述基团,其为具有平面性的环状结构的基团,且该环结构所具有的π电子数按照休克尔规则计为[4n+2]个。此处,n表示整数。在包含-N=、-S-等杂原子而形成环结构的情况下,也包括包含这些杂原子上的非共价键电子对在内满足休克尔规则、从而具有芳香性的情况。该二价的芳香族基团中,优选包含氮原子、氧原子、硫原子中的至少1种以上。
G1及G2各自独立地表示二价的芳香族基团或二价的脂环式烃基。
此处,该二价的芳香族基团或二价的脂环式烃基中包含的氢原子可以被卤素原子、碳原子数1~4的烷基、碳原子数1~4的氟烷基、碳原子数1~4的烷氧基、氰基或硝基取代,构成该二价的芳香族基团或二价的脂环式烃基的碳原子可以被替换为氧原子、硫原子或氮原子。
L1、L2、B1及B2各自独立地为单键或二价的连接基团。
k、l各自独立地表示0~3的整数,满足1≤k+l的关系。此处,在2≤k+l的情况下,B1及B2、G1及G2各自彼此可以相同也可以不同。
E1及E2各自独立地表示碳原子数1~17的烷烃二基(alkanediyl),此处,烷烃二基中包含的氢原子可以被卤素原子取代,该烷烃二基中包含的-CH2-可以被替换为-O-、-S-、-Si-。P1及P2彼此独立地表示聚合性基团或氢原子,至少1个为聚合性基团。
G1及G2各自独立地优选为可以被选自由卤素原子及碳原子数1~4的烷基组成的组中的至少1个取代基取代的1,4-亚苯基(phenylenediyl)、可以被选自由卤素原子及碳原子数1~4的烷基组成的组中的至少1个取代基取代的1,4-环己烷二基,更优选为被甲基取代的1,4-亚苯基、未取代的1,4-亚苯基、或未取代的1,4-反式-环己烷二基,尤其优选为未取代的1,4-亚苯基、或未取代的1,4-反式-环己烷二基。另外,优选的是,存在有多个的G1及G2中的至少1个为二价的脂环式烃基,另外,更优选的是,与L1或L2键合的G1及G2中的至少1个为二价的脂环式烃基。
L1及L2各自独立地优选为单键、碳原子数1~4的亚烷基、-O-、-S-、-Ra1ORa2-、-Ra3COORa4-、-Ra5OCORa6-、Ra7OC=OORa8-、-N=N-、-CRc=CRd-、或-C≡C-。此处,Ra1~Ra8各自独立地表示单键、或碳原子数1~4的亚烷基,Rc及Rd表示碳原子数1~4的烷基或氢原子。L1及L2各自独立地更优选为单键、-ORa2-1-、-CH2-、-CH2CH2-、-COORa4-1-、或-OCORa6-1-。此处,Ra2-1、Ra4-1、Ra6-1各自独立地表示单键、-CH2-、-CH2CH2-中的任一种。L1及L2各自独立地进一步优选为单键、-O-、-CH2CH2-、-COO-、-COOCH2CH2-、或-OCO-。
B1及B2各自独立地优选为单键、碳原子数1~4的亚烷基、-O-、-S-、-Ra9ORa10-、-Ra11COORa12-、-Ra13OCORa14-、或Ra15OC=OORa16-。此处,Ra9~Ra16各自独立地表示单键、或碳原子数1~4的亚烷基。B1及B2各自独立地更优选为单键、-ORa10-1-、-CH2-、-CH2CH2-、-COORa12 -1-、或-OCORa14-1-。此处,Ra10-1、Ra12-1、Ra14-1各自独立地表示单键、-CH2-、-CH2CH2-中的任一种。B1及B2各自独立地进一步优选为单键、-O-、-CH2CH2-、-COO-、-COOCH2CH2-、-OCO-、或-OCOCH2CH2-。
从呈现逆波长分散性的观点考虑,k及l优选为2≤k+l≤6的范围,优选k+l=4,更优选k=2并且l=2。k=2并且l=2时,成为对称结构,因而进一步优选。
E1及E2各自独立地优选为碳原子数1~17的烷烃二基,更优选为碳原子数4~12的烷烃二基。
作为P1或P2表示的聚合性基团,例如可举出环氧基、乙烯基、乙烯基氧基、1-氯乙烯基、异丙烯基、4-乙烯基苯基、丙烯酰基氧基、甲基丙烯酰基氧基、环氧乙基、及氧杂环丁基等。这些之中,优选丙烯酰基氧基、甲基丙烯酰基氧基、乙烯基氧基、环氧乙基及氧杂环丁基,更优选丙烯酰基氧基。
Ar优选具有选自可以具有取代基的芳香族烃环、可以具有取代基的芳香族杂环、及吸电子性基团中的至少一种。作为该芳香族烃环,例如可举出苯环、萘环、蒽环等,优选苯环、萘环。作为该芳香族杂环,可举出呋喃环、苯并呋喃环、吡咯环、吲哚环、噻吩环、苯并噻吩环、吡啶环、吡嗪环、嘧啶环、三唑环、三嗪环、吡咯啉环、咪唑环、吡唑环、噻唑环、苯并噻唑环、噻吩并噻唑环、噁唑环、苯并噁唑环、及菲洛啉环等。这些之中,优选具有噻唑环、苯并噻唑环、或苯并呋喃环,进一步优选具有苯并噻唑基。另外,Ar中包含氮原子时,该氮原子优选具有π电子。
式(I)中,Ar表示的2价的芳香族基团中包含的π电子的总数Nπ优选为8以上,更优选为10以上,进一步优选为14以上,尤其优选为16以上。另外,优选为30以下,更优选为26以下,进一步优选为24以下。
作为Ar表示的芳香族基团,例如可举出以下的基团。
[化学式2]
Figure BDA0002359667370000261
式(Ar-1)~式(Ar-22)中,*符号表示连接部,Z0、Z1及Z2各自独立地表示氢原子、卤素原子、碳原子数1~12的烷基、氰基、硝基、碳原子数1~12的烷基亚磺酰基、碳原子数1~12的烷基磺酰基、羧基、碳原子数1~12的氟烷基、碳原子数1~6的烷氧基、碳原子数1~12的烷基硫基、碳原子数1~12的N-烷基氨基、碳原子数2~12的N,N-二烷基氨基、碳原子数1~12的N-烷基氨磺酰基或碳原子数2~12的N,N-二烷基氨磺酰基。
Q1及Q2各自独立地表示-CR2’R3’-、-S-、-NH-、-NR2’-、-CO-或-O-,R2’及R3’各自独立地表示氢原子或碳原子数1~4的烷基。
J1、及J2各自独立地表示碳原子或氮原子。
Y1、Y2及Y3各自独立地表示可经取代的芳香族烃基或芳香族杂环基。
W1及W2各自独立地表示氢原子、氰基、甲基或卤素原子,m表示0~6的整数。
作为Y1、Y2及Y3中的芳香族烃基,可举出苯基、萘基、蒽基、菲基、联苯基等碳原子数6~20的芳香族烃基,优选苯基、萘基,更优选苯基。作为芳香族杂环基,可举出呋喃基、吡咯基、噻吩基、吡啶基、噻唑基、苯并噻唑基等包含至少1个杂原子(氮原子、氧原子、硫原子等)的碳原子数4~20的芳香族杂环基,优选呋喃基、噻吩基、吡啶基、噻唑基、苯并噻唑基。
Y1及Y2各自独立地可以为可经取代的多环系芳香族烃基或多环系芳香族杂环基。多环系芳香族烃基是指稠合多环系芳香族烃基、或来自芳香环集合的基团。多环系芳香族杂环基是指稠合多环系芳香族杂环基、或来自芳香环集合的基团。
Z0、Z1及Z2各自独立地优选为氢原子、卤素原子、碳原子数1~12的烷基、氰基、硝基、碳原子数1~12的烷氧基,Z0进一步优选为氢原子、碳原子数1~12的烷基、氰基,Z1及Z2进一步优选为氢原子、氟原子、氯原子、甲基、氰基。
Q1及Q2优选为-NH-、-S-、-NR2’-、-O-,R2’优选为氢原子。其中,尤其优选为-S-、-O-、-NH-。
作为由Ar1表示的芳香族基团,也可以举出由以下的式(Ar-23)表示的基团。
Figure BDA0002359667370000271
式(Ar-23)中,*、Z1、Z2、Q1及Q2表示与上述相同的含义,U1表示可以键合取代基的第14族~第16族的非金属原子。作为第14族~第16族的非金属原子,例如可举出碳原子、氮原子、氧原子及硫原子,可优选举出=O、=S、=NR’及=C(R’)R’等。作为取代基R’,例如可举出氢原子、卤素原子、烷基、卤代烷基、链烯基、芳基、氰基、氨基、硝基、亚硝基、羧基、碳原子数1~6的烷基亚磺酰基、碳原子数1~6的烷基磺酰基、碳原子数1~6的氟烷基、碳原子数1~6的烷氧基、碳原子数1~6的烷基硫基、碳原子数1~6的N-烷基氨基、碳原子数2~12的N,N-二烷基氨基、碳原子数1~6的N-烷基氨磺酰基、碳原子数2~12的二烷基氨磺酰基等,非金属原子为碳原子(C)时的2个R’彼此可以相同,也可以不同。
式(Ar-1)~(Ar-23)中,从分子的稳定性的观点考虑,优选式(Ar-6)及式(Ar-7)。
式(Ar-16)~(Ar-22)中,Y1可以与其所键合的氮原子及Z0一起形成芳香族杂环基。作为芳香族杂环基,可举出作为Ar可以具有的芳香族杂环而在上文说明的芳香族杂环基,可举出例如吡咯环、咪唑环、吡咯啉环、吡啶环、吡嗪环、嘧啶环、吲哚环、喹啉环、异喹啉环、嘌呤环、吡咯烷环等。该芳香族杂环基可以具有取代基。另外,Y1可以与其所键合的氮原子及Z0一起形成为上述的可经取代的多环系芳香族烃基或多环系芳香族杂环基。可举出例如苯并呋喃环、苯并噻唑环、苯并噁唑环等。需要说明的是,上述式(I)表示的化合物例如可按照日本特开2010-31223号公报中记载的方法进行制造。
聚合性液晶化合物可以单独使用或组合两种以上而使用。并用两种以上时,相对于聚合性液晶化合物100质量份而言,上述式(I)表示的化合物的含量优选为50质量份以上,更优选为70质量份以上,进一步优选为80质量份以上。
聚合性液晶组合物可以进一步包含溶剂、光聚合引发剂、阻聚剂、光敏剂、流平剂、密合性提高剂、二色性色素等添加剂。这些添加剂可以单独使用或组合两种以上而使用。
相对于聚合性液晶组合物的固态成分100质量份而言,聚合性液晶化合物的含量为例如70~99.5质量份,优选为80~99质量份,更优选为90~98质量份。含量在上述范围内时,存在层的取向性提高的倾向。此处,固态成分是指从组合物中除去溶剂后的成分的总量。
作为溶剂,可以使用增强层一项中示例的溶剂。相对于聚合性液晶组合物100质量份而言,溶剂的含量优选为50~98质量份,更优选为70~95重量份。因此,在组合物100质量份中所占的固态成分优选为2~50质量份。组合物的固态成分为50质量份以下时,组合物的粘度降低,因此层的厚度变得大致均匀,存在层中不易产生不均的倾向。上述固态成分可考虑要制造的层的厚度而适当确定。
作为光聚合引发剂,可使用增强层一项中示例的光聚合引发剂。相对于聚合性液晶化合物100质量份而言,光聚合引发剂的添加量通常为0.1~30质量份,优选为1~20质量份,更优选为1~15质量份。
在上述范围内时,聚合性基团的反应充分进行,并且不易使聚合性液晶化合物的取向紊乱。
通过配合阻聚剂,可以控制聚合性液晶化合物的聚合反应。作为阻聚剂,可举出氢醌及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;连苯三酚类、2,2,6,6-四甲基-1-哌啶基氧基自由基等自由基捕获剂;苯硫酚类;β-萘基胺类及β-萘酚类。为了在不使聚合性液晶化合物的取向紊乱的情况下将聚合性液晶化合物聚合,相对于聚合性液晶化合物100质量份而言,阻聚剂的含量通常为0.01~10质量份,优选为0.1~5质量份,进一步优选为0.1~3质量份。阻聚剂可以单独使用或组合两种以上而使用。
此外,通过使用光敏剂可以使光聚合引发剂高灵敏度化。作为光敏剂,例如可举出呫吨酮、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。光敏剂可以单独使用或组合两种以上而使用。相对于聚合性液晶化合物100质量份而言,光敏剂的含量通常为0.01~10质量份,优选为0.05~5质量份,进一步优选为0.1~3质量份。
所谓流平剂,是指具有调节固化性组合物的流动性、使涂布组合物而得到的层更平坦的功能的添加剂,例如,可举出硅烷偶联剂等有机硅系及聚丙烯酸酯系及全氟烷基系的流平剂。具体而言,可举出DC3PA、SH7PA、DC11PA、SH28PA、SH29PA、SH30PA、ST80PA、ST86PA、SH8400、SH8700、FZ2123(以上均为东丽道康宁(株)制)、KP321、KP323、KP324、KP326、KP340、KP341、X22-161A、KF6001、KBM-1003、KBE-1003、KBM-303、KBM-402、KBM-403、KBE-402、KBE-403、KBM-1403、KBM-502、KBM-503、KBE-502、KBE-503、KBM-5103、KBM-602、KBM-603、KBM-903、KBE-903、KBE-9103、KBM-573、KBM-575、KBE-585、KBM-802、KBM-802、KBM-803、KBE-846、KBE-9007(以上均为信越化学工业(株)制)、TSF400、TSF401、TSF410、TSF4300、TSF4440、TSF4445、TSF-4446、TSF4452、TSF4460(以上均为迈图高新材料日本合同公司制)、Fluorinert(注册商标)FC-72、Fluorinert FC-40、Fluorinert FC-43、Fluorinert FC-3283(以上均为住友3M(株)制)、MEGAFAC(注册商标)R-08、MEGAFAC R-30、MEGAFAC R-90、MEGAFAC F-410、MEGAFAC F-411、MEGAFAC F-443、MEGAFAC F-445、MEGAFACF-470、MEGAFAC F-477、MEGAFAC F-479、MEGAFAC F-482、MEGAFAC F-483(以上均为DIC(株)制)、EFTOP(商品名)EF301、EFTOP EF303、EFTOP EF351、EFTOP EF352(以上均为三菱材料电子化成(株)制)、Surflon(注册商标)S-381、Surflon S-382、Surflon S-383、Surflon S-393、Surflon SC-101、Surflon SC-105、KH-40、SA-100(以上均为AGC清美化学(株)制)、商品名E1830、商品名E5844((株)大金精密化学研究所制)、BM-1000、BM-1100、BYK-352、BYK-353及BYK-361N(均为商品名:BM Chemie公司制)等。流平剂可以单独使用或组合两种以上而使用。
相对于聚合性液晶化合物100质量份而言,流平剂的含量优选为0.01~5质量份,进一步优选为0.05~3质量份。流平剂的含量在上述范围内时,有得到的层变得更平滑的倾向,因此优选。所谓二色性色素,是指具有下述性质的色素:分子的长轴方向上的吸光度、与短轴方向上的吸光度不同。作为二色性色素,优选具有吸收可见光的特性,更优选在380~680nm的范围内具有最大吸收波长(λMAX)。作为这样的二色性色素,例如,可举出吖啶色素、噁嗪色素、菁色素、萘色素、偶氮色素及蒽醌色素等,其中,优选偶氮色素。作为偶氮色素,可举出单偶氮色素、双偶氮色素、三偶氮色素、四偶氮色素及茋偶氮色素等,优选双偶氮色素及三偶氮色素。二色性色素可以单独使用也可以组合使用,为了在整个可见光区域得到吸收,优选将3种以上的二色性色素组合,更优选将3种以上的偶氮色素组合。
作为偶氮色素,例如,可举出下述式(II)表示的化合物(以下,有时也称为“化合物(II)”)。
T1-A1(-N=N-A2)p-N=N-A3-T2 (II)
[式(II)中,
A1、A2及A3彼此独立地表示可以具有取代基的1,4-亚苯基、萘-1,4-二基或者可以具有取代基的二价杂环基,T1及T2为吸电子基团或供电子基团,它们位于相对于偶氮键面内而言实质上为180°的位置。p表示0~4的整数。当p为2以上时,各个A2相互可以相同也可以不同。在可见光区域中显示出吸收的范围内,可将-N=N-键替换为-C=C-、-COO-、-NHCO-或-N=CH-键。]
作为A1、A2及A3中的1,4-亚苯基、萘-1,4-二基及2价杂环基所任意具有的取代基,可举出甲基、乙基及丁基等碳原子数1~4的烷基;甲氧基、乙氧基及丁氧基等碳原子数1~4的烷氧基;三氟甲基等碳原子数1~4的氟代烷基;氰基;硝基;氯原子、氟原子等卤原子;氨基、二乙基氨基及吡咯烷基(pyrrolidino group)等取代或未取代氨基(取代氨基是具有1个或2个碳原子数1~6的烷基的氨基、或者2个取代烷基相互键合而形成了碳原子数2~8的烷烃二基的氨基。未取代氨基为-NH2。)。需要说明的是,作为碳原子数1~6的烷基,可举出甲基、乙基及己基等。作为碳原子数2~8的烷烃二基,可举出亚乙基、丙烷-1,3-二基、丁烷-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-1,8-二基等。为了包含在近晶型液晶这样的高度有序液晶结构(highly ordered liquid crystalstructure)中,A1、A2及A3优选为未取代或者氢被甲基或甲氧基取代的1,4-亚苯基、或2价杂环基,p优选为0或1。其中,从具有分子合成的简便性和高性能这两者的方面考虑,更优选的是,p为1,并且A1、A2及A3这3个结构中的至少2者为1,4-亚苯基。
作为2价杂环基,可举出从喹啉、噻唑、苯并噻唑、噻吩并噻唑、咪唑、苯并咪唑、噁唑及苯并噁唑中除去2个氢原子而得到的基团。当A2为2价杂环基时,分子键合角度实质上成为180°的结构是优选的,具体而言,更优选为两个5元环稠合而形成的苯并噻唑、苯并咪唑、苯并噁唑结构。
T1及T2为吸电子基团或供电子基团,优选为不同的结构,进一步优选为下述关系:T1为吸电子基团且T2为供电子基团,或者T1为供电子基团且T2为吸电子基团。具体而言,T1及T2彼此独立地优选为碳原子数1~4的烷基、碳原子数1~4的烷氧基、氰基、硝基、具有1个或2个碳原子数1~6的烷基的氨基、或者2个取代烷基相互键合而形成了碳原子数2~8的烷烃二基的氨基、或者三氟甲基,其中,为了包含在近晶型液晶这样的高度有序液晶结构中,需要为分子的排除体积较小的结构体,因此,优选为碳原子数1~6的烷基、碳原子数1~6的烷氧基、氰基、具有1个或2个碳原子数1~6的烷基的氨基、或者2个取代烷基相互键合而形成了碳原子数2~8的烷烃二基的氨基。
作为这样的偶氮色素,例如,可举出以下色素。
[化学式3]
Figure BDA0002359667370000331
[化学式4]
Figure BDA0002359667370000332
式(2-1)~(2-6)中,
B1~B20彼此独立地表示氢原子、碳原子数1~6的烷基、碳原子数1~6的烷氧基、氰基、硝基、取代或未取代的氨基(取代氨基及未取代氨基的定义如上文所述)、氯原子或三氟甲基。另外,从可得到高的偏光性能的观点考虑,B2、B6、B9、B14、B18、B19优选为氢原子或甲基,进一步优选为氢原子。
n1~n4各自独立地表示0~3的整数。
当n1为2以上时,多个B2分别可以相同也可以不同,
当n2为2以上时,多个B6分别可以相同也可以不同,
当n3为2以上时,多个B9分别可以相同也可以不同,
当n4为2以上时,多个B14分别可以相同也可以不同。
作为上述蒽醌色素,优选为式(2-7)表示的化合物。
[化学式5]
Figure BDA0002359667370000341
[式(2-7)中,
R1~R8彼此独立地表示氢原子、-Rx、-NH2、-NHRx、-NRx 2、-SRx或卤原子。
Rx表示碳原子数1~4的烷基或碳原子数6~12的芳基。]
作为上述噁嗪色素,优选为式(2-8)表示的化合物。
[化学式6]
Figure BDA0002359667370000342
[式(2-8)中,
R9~R15彼此独立地表示氢原子、-Rx、-NH2、-NHRx、-NRx 2、-SRx或者卤素原子。
Rx表示碳原子数1~4的烷基或者碳原子数6~12的芳基。]
作为上述吖啶色素,优选为式(2-9)表示的化合物。
[化学式7]
Figure BDA0002359667370000343
[式(2-9)中,
R16~R23彼此独立地表示氢原子、-Rx、-NH2、-NHRx、-NRx 2、-SRx或者卤素原子。
Rx表示碳原子数1~4的烷基或者碳原子数6~12的芳基。]
式(2-7)、式(2-8)及式(2-9)中,作为Rx表示的碳原子数1~4的烷基,可举出甲基、乙基、丙基、丁基、戊基及己基等,作为碳原子数6~12的芳基,可举出苯基、甲苯基、二甲苯基及萘基等。
作为上述菁色素,优选为式(2-10)表示的化合物及式(2-11)表示的化合物。
[化学式8]
Figure BDA0002359667370000351
[式(2-10)中,
D1及D2彼此独立地表示式(2-10a)~式(2-10d)中的任一者表示的基团。
[化学式9]
Figure BDA0002359667370000352
n5表示1~3的整数。]
[化学式10]
Figure BDA0002359667370000353
[式(2-11)中,
D3及D4彼此独立地表示式(2-11a)~式(2-11h)中的任一者表示的基团。
[化学式11]
Figure BDA0002359667370000361
n6表示1~3的整数。]
从得到良好的光吸收特性的观点考虑,相对于聚合性液晶化合物100质量份而言,二色性色素的含量(在含有多种的情况下为其总量)通常为0.1~30质量份,优选为1~20质量份,更优选为3~15质量份。若二色性色素的含量低于上述范围,则光吸收变得不充分,得不到充分的偏光性能,若二色性色素的含量高于上述范围,则存在阻碍液晶分子的取向的情况。
聚合性液晶组合物可以通过将聚合性液晶化合物、和添加剂等聚合性液晶化合物以外的成分于规定温度搅拌等而得到。
λ/4相位差层4及垂直取向液晶固化层6优选形成于提供取向控制力的取向层上。更详细而言,λ/4相位差层4可通过下述方式得到:将上述聚合性液晶组合物涂布于取向层5上,接着除去溶剂,通过加热及/或活性能量射线使包含取向状态的聚合性液晶化合物的聚合性液晶组合物固化。垂直取向液晶固化层6可通过下述方式得到:将上述聚合性液晶组合物涂布于垂直取向层7上,接着除去溶剂,通过加热及/或活性能量射线使包含取向状态的聚合性液晶化合物的聚合性液晶组合物固化。
作为将聚合性液晶组合物涂布于取向层5或垂直取向层7上的方法,可举出增强层一项中示例的涂布方法A。作为将溶剂除去的方法,可举出增强层一项中示例的溶剂除去方法A。作为照射的活性能量射线,可根据聚合性液晶化合物的种类、光聚合引发剂的种类(包含光聚合引发剂的情况下)、及它们的量进行适当选择。作为活性能量射线、其光源,可使用增强层一项中所示例的。另外,对聚合性液晶组合物照射紫外线的情况下,紫外线照射强度、照射时间、及累积光量也可以在增强层一项中示例的范围内使用。累积光量在上述所记载的范围以下时,聚合性液晶化合物的固化不充分,有时增强性不充分。反之,累积光量在上述所记载的范围以上时,有时椭圆偏光板着色。
〔取向层〕
取向层5具有使聚合性液晶化合物沿规定方向取向的取向控制力。例如,取向层5为呈现水平取向控制力作为取向控制力的材料时,聚合性液晶化合物能够形成水平取向或混合取向,为呈现垂直取向控制力的材料时,聚合性液晶化合物能够形成垂直取向或倾斜取向。另外,由于垂直取向液晶固化层6中包含的聚合性液晶化合物形成了垂直取向,因此垂直取向层7由呈现垂直取向控制力的材料构成。取向控制力可通过取向层的种类、表面状态、摩擦条件等而任意地调节,在由光取向性聚合物形成的情况下,可以通过偏振光照射条件等而任意地调节。另外,通过选择聚合性液晶化合物的表面张力、液晶性等物性,也能够控制液晶取向。
作为取向层5或取向层7,优选的是,具有不会由于聚合性液晶组合物的涂布等而发生溶解的耐溶剂性,而且具有相对于用于除去溶剂、使聚合性液晶化合物取向的加热处理的耐热性。
作为显示出使λ/4相位差层4沿水平方向取向的取向控制力的水平取向层,可举出摩擦取向层、光取向层及在表面具有凹凸图案、多个槽的凹槽取向层等。在应用于例如长条的卷状膜的情况下,从能容易地控制取向方向的方面考虑,优选光取向层。
就摩擦取向层而言,通常可通过将包含取向性聚合物和溶剂的组合物(以下,也称为摩擦取向层形成用组合物)涂布于基材,将溶剂除去而形成涂布膜,对该涂布膜进行摩擦,从而赋予取向控制力。
作为取向性聚合物,例如,可举出具有酰胺键的聚酰胺、明胶类、具有酰亚胺键的聚酰亚胺及其水解物即聚酰胺酸、聚乙烯醇、烷基改性聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚噁唑、聚乙烯亚胺、聚苯乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸及聚丙烯酸酯类。这些取向性聚合物可以单独使用或组合两种以上而使用。
摩擦取向层形成用组合物中的取向性聚合物的浓度只要为取向性聚合物完全溶解于溶剂的范围即可。相对于该组合物100质量份而言,取向性聚合物的含量优选为0.1~20质量份,更优选为0.1~10质量份。
摩擦取向层形成用组合物可从市场获得。作为市售品,可举出SUNEVER(注册商标,日产化学工业(株)制)、OPTMER(注册商标,JSR(株)制)等。
溶剂可以使用例如增强层一项中示例的溶剂。作为将摩擦取向层形成用组合物涂布于基材的方法,可举出上述涂布方法A,作为将溶剂除去的方法,可举出上述溶剂除去方法A。
作为摩擦处理的方法,例如可举出使上述涂布膜与缠绕有摩擦布并进行旋转的摩擦辊接触的方法。在进行摩擦处理时,若进行遮蔽(masking),则也能在取向膜上形成取向方向不同的多个区域(图案)。
光取向层通常可通过以下方式得到:将包含具有光反应性基团的聚合物或单体、和溶剂的组合物(也称为光取向层形成用组合物)涂布于基材上,在将溶剂除去后,照射偏振光(优选为偏振UV光)。对于光取向层而言,通过对照射的偏振光的偏振方向进行选择,能任意地控制取向控制力的方向。
所谓光反应性基团,是指通过进行光照射而产生取向能力的基团。具体而言,可举出参与通过光照射而发生的分子的取向诱发反应、异构化反应、光二聚化反应、光交联反应或光分解反应等成为取向能力的来源的光反应的基团。作为光反应性基团,优选具有不饱和键、尤其是双键的基团,尤其优选具有选自由碳-碳双键(C=C键)、碳-氮双键(C=N键)、氮-氮双键(N=N键)及碳-氧双键(C=O键)组成的组中的至少一种的基团。
作为具有C=C键的光反应性基团,例如可举出乙烯基、多烯基、茋基、茋唑基(stilbazole group)、茋唑鎓基(stilbazolium group)、查尔酮基及肉桂酰基。作为具有C=N键的光反应性基团,例如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,可举出例如偶氮苯基、偶氮萘基、芳香族杂环偶氮基、双偶氮基、甲臜(formazan)基、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,例如可举出二苯甲酮基、香豆素基、蒽醌基及马来酰亚胺基。这些基团可以具有烷基、烷氧基、芳基、烯丙基氧基、氰基、烷氧基羰基、羟基、磺酸基、卤代烷基等取代基。
从取向性优异方面考虑,优选为参与光二聚化反应或光交联反应的基团。其中,优选为参与光二聚化反应的光反应性基团,从取向所需要的偏振光照射量较少,并且容易得到热稳定性、经时稳定性优异的光取向层这方面考虑,优选肉桂酰基及查尔酮基。作为具有光反应性基团的聚合物,尤其优选为该聚合物侧链的末端部成为肉桂酸结构或肉桂酸酯结构的那样的具有肉桂酰基的聚合物。
具有光反应性基团的聚合物或单体的含量可根据聚合物或单体的种类、作为目标的光取向层的厚度进行调节,相对于光取向层形成用组合物100质量份而言,优选为至少0.2质量份以上,更优选为0.3~10质量份的范围。
溶剂可以使用例如增强层一项中示例的溶剂。作为将光取向层形成用组合物涂布于基材的方法,可举出上述涂布方法A,作为将溶剂除去的方法,可举出上述溶剂除去方法A。
为了照射偏振光,例如,可以是直接向从被涂布于基材上的光取向层形成用组合物中除去溶剂后得到的产物照射偏振光的方式。另外,优选该偏振光实质上为平行光。照射的偏振光的波长优选为具有光反应性基团的聚合物或单体的光反应性基团能吸收光能的波长区域的波长。具体而言,尤其优选为波长250~400nm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,高压汞灯、超高压汞灯及金属卤化物灯由于波长313nm的紫外线的发光强度大,因而优选。通过使来自上述光源的光从适当的偏光元件通过而进行照射,从而能照射偏振UV光。作为偏光元件,可举出偏振滤光片、格兰-汤普森及格兰-泰勒等偏光棱镜、以及线栅。其中,从大面积化和对热的耐受性的观点考虑,优选线栅型的偏光元件。
需要说明的是,在进行摩擦或偏振光照射时,若进行遮蔽,则还能形成液晶取向的方向不同的多个区域(图案)。
凹槽(groove)取向层是在膜表面具有凹凸图案或多个凹槽(槽)的膜。将聚合性液晶化合物涂布于具有等间隔地排列的多个直线状凹槽的膜时,液晶分子将在沿着该槽的方向上取向。
作为得到凹槽取向层的方法,可举出:隔着具有图案形状的狭缝的曝光用掩模对感光性聚酰亚胺膜表面进行曝光,然后进行显影及漂洗处理而形成凹凸图案的方法;在表面具有槽的板状原版上形成固化前的UV固化树脂的层,将形成的树脂层移至基材,然后进行固化的方法;以及,将具有多个槽的卷状原版按压于在基材上形成的固化前的UV固化树脂的膜,从而形成凹凸,然后进行固化的方法;等等。
作为显示出使垂直取向液晶固化层6沿垂直方向取向的取向控制力的垂直取向层,优选应用使取向层表面的表面张力降低这样的材料。作为这样的材料,可举出上述的取向性聚合物、例如聚酰亚胺、聚酰胺、其水解物即聚酰胺酸、全氟烷基等氟系聚合物、及硅烷化合物以及通过它们的缩合反应而得到的聚硅氧烷化合物。垂直取向层可以通过下述方式得到:将包含这样的材料和溶剂例如增强层一项中示例的溶剂的组合物(以下,也称为垂直取向层形成用组合物)涂布于基材上,在除去溶剂后,对涂布膜实施加热等。
在垂直取向层中使用硅烷化合物的情况下,从容易降低表面张力、容易提高与相邻的层的密合性的观点考虑,优选至少垂直取向层7为由构成元素中包含Si元素和C元素的化合物所形成的层,可合适地使用硅烷化合物。至少垂直取向层7由构成元素中包含Si元素和C元素的化合物形成时,能够提高与相邻的层的密合性、且提高形成的椭圆偏光板的加工特性。
作为硅烷化合物,可优选应用上述的硅烷偶联剂等有机硅系,例如,可举出乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-三乙氧基甲硅烷基-N-(1,3-二甲基-亚丁基)丙胺、3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-氯丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基二甲氧基甲基硅烷、3-环氧丙氧基丙基乙氧基二甲基硅烷等。
硅烷化合物可以为有机硅单体型,也可以为有机硅低聚物(聚合物)型。将有机硅低聚物以(单体)-(单体)共聚物的形式示出时,可举出:3-巯基丙基三甲氧基硅烷-四甲氧基硅烷共聚物、3-巯基丙基三甲氧基硅烷-四乙氧基硅烷共聚物、3-巯基丙基三乙氧基硅烷-四甲氧基硅烷共聚物、及3-巯基丙基三乙氧基硅烷-四乙氧基硅烷共聚物这样的含有巯基丙基的共聚物;巯基甲基三甲氧基硅烷-四甲氧基硅烷共聚物、巯基甲基三甲氧基硅烷-四乙氧基硅烷共聚物、巯基甲基三乙氧基硅烷-四甲氧基硅烷共聚物、及巯基甲基三乙氧基硅烷-四乙氧基硅烷共聚物这样的含有巯基甲基的共聚物;3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷-四甲氧基硅烷共聚物、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷-四乙氧基硅烷共聚物、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷-四甲氧基硅烷共聚物、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷-四乙氧基硅烷共聚物、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷-四甲氧基硅烷共聚物、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷-四乙氧基硅烷共聚物、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷-四甲氧基硅烷共聚物、及3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷-四乙氧基硅烷共聚物这样的含有甲基丙烯酰氧基丙基的共聚物;3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷-四甲氧基硅烷共聚物、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷-四乙氧基硅烷共聚物、3-丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷-四甲氧基硅烷共聚物、3-丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷-四乙氧基硅烷共聚物、3-丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷-四甲氧基硅烷共聚物、3-丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷-四乙氧基硅烷共聚物、3-丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷-四甲氧基硅烷共聚物、及3-丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷-四乙氧基硅烷共聚物这样的含有丙烯酰氧基丙基的共聚物;乙烯基三甲氧基硅烷-四甲氧基硅烷共聚物、乙烯基三甲氧基硅烷-四乙氧基硅烷共聚物、乙烯基三乙氧基硅烷-四甲氧基硅烷共聚物、乙烯基三乙氧基硅烷-四乙氧基硅烷共聚物、乙烯基甲基二甲氧基硅烷-四甲氧基硅烷共聚物、乙烯基甲基二甲氧基硅烷-四乙氧基硅烷共聚物、乙烯基甲基二乙氧基硅烷-四甲氧基硅烷共聚物、及乙烯基甲基二乙氧基硅烷-四乙氧基硅烷共聚物这样的含有乙烯基的共聚物;3-氨基丙基三甲氧基硅烷-四甲氧基硅烷共聚物、3-氨基丙基三甲氧基硅烷-四乙氧基硅烷共聚物、3-氨基丙基三乙氧基硅烷-四甲氧基硅烷共聚物、3-氨基丙基三乙氧基硅烷-四乙氧基硅烷共聚物、3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷-四甲氧基硅烷共聚物、3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷-四乙氧基硅烷共聚物、3-氨基丙基甲基二乙氧基硅烷-四甲氧基硅烷共聚物、及3-氨基丙基甲基二乙氧基硅烷-四乙氧基硅烷共聚物这样的含有氨基的共聚物等。硅烷化合物可以单独使用或组合两种以上而使用。另外,也可以使用有时也被用作流平剂的硅烷偶联剂等。
这些之中,优选在分子末端具有烷基的硅烷化合物,更优选具有碳原子数3~30的烷基的硅烷化合物。
本发明的优选实施方式中,在垂直取向液晶固化层6与增强层8之间具有膜厚5μm以下的垂直取向层7,该垂直取向层7为由构成元素中包含Si元素、C元素及O元素的化合物所形成的层。就垂直取向层7而言,从提高与相邻的层的密合性的观点、及垂直取向液晶固化层6形成用组合物的涂布性的观点考虑,优选由构成元素中包含Si元素、C元素、及O元素的化合物形成,可优选使用硅烷化合物。形成垂直取向层7的硅烷化合物的包含与Si原子键合的C原子在内的取代基(优选烷基或烷氧基)的碳原子数优选为1~30,更优选为2~25,进一步优选为3~20。即,Si元素与C元素的比率(Si/C,摩尔比)优选为0.03~1.00,更优选为0.04~0.50,进一步优选为0.05~0.33。Si/C比为上述下限以上时,垂直取向液晶固化层6形成用组合物的涂布性提高,Si/C比为上限以下时,能够提高与相邻的层的密合性。
溶剂可使用例如增强层8一项中示例的溶剂。作为将垂直取向层形成用组合物涂布于基材的方法,可举出上述涂布方法A,作为将溶剂除去的方法,可举出上述溶剂除去方法A。
取向层形成用组合物、即上述摩擦取向层形成用组合物、上述光取向层形成用组合物等水平取向层形成用组合物、及上述垂直取向层形成用组合物除了包含溶剂外,还可包含例如与聚合性液晶组合物中包含的添加剂同样的添加剂。
从薄膜化的观点考虑,取向层5及垂直取向层7的膜厚各自优选为1μm以下,更优选为0.5μm以下,进一步优选为0.3μm以下。另外,取向层5及垂直取向层7的膜厚各自优选为1nm以上,更优选为5nm以上,进一步优选为10nm以上,尤其优选为30nm以上。取向层5及垂直取向层7的膜厚可以使用椭圆偏振计或接触式膜厚计进行测定。
〔粘结剂〕
作为粘结剂3,可举出压敏式粘合剂、干燥固化型粘接剂及化学反应型粘接剂。作为化学反应型粘接剂,例如,可举出活性能量射线固化型粘接剂。
压敏式粘合剂通常包含聚合物,也可包含溶剂。作为聚合物,可举出丙烯酸系聚合物、有机硅系聚合物、聚酯、聚氨酯、或聚醚等。其中,对于包含丙烯酸系聚合物的丙烯酸系粘合剂而言,光学透明性优异,具有适度的润湿性、凝集力,粘接性优异,而且耐气候性、耐热性等优异,在加热或加湿的条件下不易发生浮起、剥离等,因而优选。
作为丙烯酸系聚合物,优选酯部分的烷基为甲基、乙基或丁基等碳原子数1~20的烷基的(甲基)丙烯酸酯、与(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸羟基乙酯等具有官能团的(甲基)丙烯酸系单体形成的共聚物。
对于包含这样的共聚物的压敏式粘合剂而言,粘合性优异,在贴合于被转印体后将其去除时也不会在被转印体上产生粘胶残留物等,能较容易地去除,因而优选。丙烯酸系聚合物的玻璃化转变温度优选为25℃以下,更优选为0℃以下。这样的丙烯酸系聚合物的质均分子量优选为10万以上。
作为溶剂,可举出上文中作为溶剂而列举的溶剂等。压敏式粘合剂可含有光扩散剂。光扩散剂是向粘合剂赋予光扩散性的添加剂,只要是具有与粘合剂所含有的聚合物的折射率不同的折射率的微粒即可。作为光扩散剂,可举出由无机化合物形成的微粒、及由有机化合物(聚合物)形成的微粒。由于包括丙烯酸系聚合物在内、粘合剂作为有效成分而含有的聚合物大多具有1.4~1.6左右的折射率,因此,优选从折射率为1.2~1.8的光扩散剂中适当选择。粘合剂作为有效成分而含有的聚合物与光扩散剂的折射率之差通常为0.01以上,从显示装置的亮度和显示性的观点考虑,优选为0.01~0.2。作为光扩散剂使用的微粒优选为球形并且接近单分散的微粒,更优选平均粒径为2~6μm的微粒。折射率可利用常规的最小偏向角法或阿贝折射仪测定。
作为由无机化合物形成的微粒,可举出氧化铝(折射率1.76)及氧化硅(折射率1.45)等。作为由有机化合物(聚合物)形成的微粒,可举出三聚氰胺珠(折射率1.57)、聚甲基丙烯酸甲酯珠(折射率1.49)、甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物树脂珠(折射率1.50~1.59)、聚碳酸酯珠(折射率1.55)、聚乙烯珠(折射率1.53)、聚苯乙烯珠(折射率1.6)、聚氯乙烯珠(折射率1.46)、及有机硅树脂珠(折射率1.46)等。相对于聚合物100质量份而言,光扩散剂的含量通常为3~30质量份。
压敏式粘合剂的厚度可根据其密合力等来确定,因而没有特别限制,通常为1μm~40μm。从加工性、耐久性等方面考虑,该厚度优选为3μm~25μm,更优选为5μm~20μm。通过使由粘合剂形成的粘结剂层的厚度为5μm~20μm,从而能保持从正面观察显示装置的情况、从斜向观察显示装置的情况下的亮度,不易产生显示图像的污点、模糊。
干燥固化型粘接剂可含有溶剂。作为干燥固化型粘接剂,可举出下述组合物等,所述组合物含有具有羟基、羧基或氨基等质子性官能团和烯键式不饱和基团的单体的聚合物、或聚氨酯树脂作为主成分,并且还含有多元醛、环氧化合物、环氧树脂、三聚氰胺化合物、氧化锆化合物、及锌化合物等交联剂或固化性化合物。作为具有羟基、羧基或氨基等质子性官能团和烯键式不饱和基团的单体的聚合物,可举出乙烯-马来酸共聚物、衣康酸共聚物、丙烯酸共聚物、丙烯酰胺共聚物、聚乙酸乙烯酯的皂化物、及聚乙烯醇系树脂等。
作为聚乙烯醇系树脂,可举出聚乙烯醇、部分皂化聚乙烯醇、完全皂化聚乙烯醇、羧基改性聚乙烯醇、乙酰乙酰基改性聚乙烯醇、羟甲基改性聚乙烯醇、及氨基改性聚乙烯醇等。相对于水100质量份而言,水系的粘结剂中的聚乙烯醇系树脂的含量通常为1~10质量份,优选为1~5质量份。
作为聚氨酯树脂,可举出聚酯系离子交联聚合物型聚氨酯树脂等。此处所谓聚酯系离子交联聚合物型聚氨酯树脂,是指具有聚酯骨架、且在其中导入有少量的离子性成分(亲水成分)的聚氨酯树脂。对于该离子交联聚合物型聚氨酯树脂而言,由于以不使用乳化剂的方式在水中乳化而形成乳液,因此,可制成水系的粘结剂。在使用聚酯系离子交联聚合物型聚氨酯树脂的情况下,配合水溶性的环氧化合物作为交联剂是有效的。
作为环氧树脂,可举出使聚酰胺多胺(polyamidepolyamine)(其是通过二亚乙基三胺或三亚乙基四胺等多亚烷基多胺(polyalkylenepolyamine)与己二酸等二羧酸的反应而得到的)与表氯醇反应而得到的聚酰胺环氧树脂等。作为所述的聚酰胺环氧树脂的市售品,可举出“SUMIREZRESIN(注册商标)650”及“SUMIREZRESIN675”(以上为Sumika ChemtexCo.,Ltd.制)、“WS-525”(日本PMC株式会社制)等。在配合环氧树脂的情况下,其添加量相对于聚乙烯醇系树脂100质量份而言通常为1~100质量份,优选为1~50质量份。
由干燥固化型粘接剂形成的粘结剂层的厚度通常为0.001~5μm,优选为0.01~2μm,进一步优选为0.01~0.5μm。由干燥固化型粘接剂形成的粘结剂层过厚时,容易变得外观不良。
活性能量射线固化型粘接剂可含有溶剂。所谓活性能量射线固化型粘接剂,是指受到活性能量射线的照射而发生固化的粘接剂。作为活性能量射线固化型粘接剂,可举出含有环氧化合物和阳离子聚合引发剂的阳离子聚合性的粘接剂;含有丙烯酸系固化成分和自由基聚合引发剂的自由基聚合性的粘接剂;含有环氧化合物等阳离子聚合性的固化成分和丙烯酸系化合物等自由基聚合性的固化成分这两者、而且还含有阳离子聚合引发剂和自由基聚合引发剂的粘接剂;以及不含这些聚合引发剂、通过照射电子束而发生固化的粘接剂等。
其中,优选含有丙烯酸系固化成分和光自由基聚合引发剂的自由基聚合性的活性能量射线固化型粘接剂、含有环氧化合物和光阳离子聚合引发剂的阳离子聚合性的活性能量射线固化型粘接剂。作为丙烯酸系固化成分,可举出(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸羟基乙酯等(甲基)丙烯酸酯及(甲基)丙烯酸等。含有环氧化合物的活性能量射线固化型粘接剂还可含有环氧化合物以外的化合物。作为环氧化合物以外的化合物,可举出氧杂环丁烷化合物、丙烯酸系化合物等。
作为光自由基聚合引发剂及光阳离子聚合引发剂,可举出上述的光自由基聚合引发剂及光阳离子聚合引发剂。相对于活性能量射线固化型粘接剂100质量份而言,自由基聚合引发剂及阳离子聚合引发剂的含量通常为0.5~20质量份,优选为1~15质量份。
活性能量射线固化型粘接剂中,还可含有离子捕获剂、抗氧化剂、链转移剂、增粘剂、热塑性树脂、填充剂、流动调节剂、增塑剂及消泡剂等。
本说明书中,所谓活性能量射线,被定义为:能使可产生活性种的化合物分解而产生活性种的能量射线。作为这样的活性能量射线,可举出可见光、紫外线、红外线、X射线、α射线、β射线、γ射线及电子束等,优选紫外线及电子束。优选的紫外线的照射条件与上述的聚合性液晶化合物的聚合同样。
〔椭圆偏光板〕
就本发明的椭圆偏光板1、10及100而言,上述垂直取向液晶固化层6与增强层8的层间距离为5μm以下,因此,薄膜的垂直取向液晶固化层6被充分地增强,能够抑制或防止切割端面处的波纹等不良情况。因此,能够应用于显示器用途。
本发明的椭圆偏光板中,增强层8、取向层5及垂直取向层7优选为具有三维折射率的各向同性的层。
本发明的椭圆偏光板1、10及100的膜厚各自优选为10~300μm,更优选为20~200μm,进一步优选为30~100μm。椭圆偏光板的膜厚为上述下限以上时,从加工特性的观点考虑是有利的,椭圆偏光板的膜厚为上述上限以下时,从薄膜化的观点考虑是有利的。
就本发明的椭圆偏光板1、10及100而言,优选在相邻的各层中,波长550nm处的面内平均折射率之差为0.20以下。面内平均相位差之差为上述上限以下时,各层间的界面处的反射减小。需要说明的是,面内平均折射率可按照实施例中记载的方法进行测定。
〔椭圆偏光板的制造方法〕
图1所示的椭圆偏光板1可通过下述方式得到:分别形成偏光层2、λ/4相位差层4与取向层5的层叠体A、以及垂直取向液晶固化层6与取向层7与增强层8的层叠体,然后介由粘结剂3进行贴合。例如,形成在基材上依次层叠有取向层5及λ/4相位差层4的层叠体A、以及在基材上依次层叠有增强层8、取向层7及垂直取向液晶固化层6的层叠体B,介由粘结剂3,将偏光层2与层叠体A的λ/4相位差层4侧以偏光层2的吸收轴与λ/4相位差层4的慢轴所成的角度成为45°的方式进行贴合,仅剥离基材,从而制作层叠体C。然后,介由粘结剂3,将层叠体C的取向层5侧与层叠体B的垂直取向液晶固化层6侧贴合,仅剥离基材,由此能够制作椭圆偏光板1。
对于图2所示的椭圆偏光板10而言,分别制作偏光层2、上述层叠体A、及上述层叠体B,介由粘结剂3,将偏光层2与层叠体B的垂直取向液晶固化层6侧贴合,仅剥离基材,从而制作层叠体D。然后,介由粘结剂3,将层叠体D的增强层8侧与层叠体A的λ/4相位差层4侧以偏光层2的吸收轴相对于λ/4相位差层4的慢轴(光轴)而言实质上成为45°的方式进行贴合,仅剥离基材,由此能够制作。
对于图3所示的椭圆偏光板100而言,分别制作偏光层2、上述层叠体A、及上述层叠体B,介由粘结剂,将层叠体A的λ/4相位差层4侧与层叠体B的垂直取向液晶固化层6侧贴合,剥离两方的基材,从而制作层叠体E。然后,介由粘结剂3,将层叠体E的增强层8侧与偏光层2以偏光层2的吸收轴相对于λ/4相位差层4的慢轴(光轴)而言实质上成为45°的方式进行贴合,由此能够制作。
(基材)
作为基材,可举出玻璃基材及膜基材,从加工性的观点考虑,优选为膜基材,从能够连续地制造的方面考虑,更优选为长条的卷状膜。作为构成膜基材的树脂,例如,可举出聚乙烯、聚丙烯、降冰片烯系聚合物等聚烯烃;环状烯烃系树脂;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;三乙酰纤维素、二乙酰纤维素及纤维素乙酸酯丙酸酯等纤维素酯;聚萘二甲酸乙二醇酯;聚碳酸酯;聚砜;聚醚砜;聚醚酮;聚苯硫醚及聚苯醚等塑料。可以对该基材的与粘合剂层的接合面实施有机硅处理这样的脱模处理。作为市售的纤维素酯基材,可举出“FUJITACFILM”(Fuji Photo Film株式会社制);“KC8UX2M”、“KC8UY”及“KC4UY”(以上为Konica MinoltoOpto株式会社制)等。可以将这样的树脂通过溶剂浇铸法、熔融挤出法等已知的手段进行制膜而制成基材。
作为市售的环状烯烃系树脂,可举出“Topas”(注册商标)(Ticona公司(德国)制)、“ARTON”(注册商标)(JSR株式会社制)、“ZEONOR”(注册商标)、“ZEONEX”(注册商标)(以上为JapanZEON株式会社制)及“Apel”(注册商标)(三井化学株式会社制)。也可以使用市售的环状烯烃系树脂基材。作为市售的环状烯烃系树脂基材,可举出“Escena”(注册商标)、“SCA40”(注册商标)(以上为积水化学工业株式会社制)、“ZEONORFILM”(注册商标)(OPTES株式会社制)及“ARTONFILM”(注册商标)(JSR株式会社制)。
基材优选为容易层叠各层、并且容易剥离的厚度。这样的基材的厚度通常为5~300μm,优选为10~150μm。
〔椭圆偏光板的其他方式〕
图1~3所示的椭圆偏光板1、10及100包含粘合剂3、取向层5及垂直取向层7,本发明的椭圆偏光板至少具有偏光层、λ/4相位差层、垂直取向液晶固化层、增强层即可,也可以包含这些以外的层、例如其他取向液晶固化层、保护层等。
作为其他取向液晶固化层,可举出λ/4相位差层一项中示例的正A板、正C板、负A板、负C板等。
优选方式中,其他取向液晶固化层具有式(6)表示的光学特性,优选具有式(6-1)表示的光学特性。面内相位差值Re(550)可以利用与上述λ/4相位差层的面内相位差值的调节方法相同的方法进行调节。
200nm<Re(550)<320nm (6)
265nm<Re(550)<285nm (6-1)
另外,其他取向液晶固化层的Re(450)/Re(550)可以为1.00以上,也可以为1.00以下,从提高椭圆偏光板的椭圆率的观点考虑,越接近λ/4相位差层4的ReQ(450)/ReQ(550)越好,关于Re(650)/Re(550),同样地,也优选为与λ/4相位差层4的ReQ(650)/ReQ(550)的值接近的值。
其他取向液晶固化层的膜厚优选为0.5μm~5.0μm,更优选为2.0μm~4.5μm。
保护层优选由下述保护层形成用组合物形成,所述保护层形成用组合物通常含有:水溶性聚合物,即由多官能丙烯酸酯(甲基丙烯酸酯)、氨基甲酸酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯等形成的丙烯酸系低聚物或聚合物、聚乙烯醇、乙烯-乙烯醇共聚物、聚乙烯吡咯烷酮、淀粉类、甲基纤维素、羧甲基纤维素、海藻酸钠等;和溶剂。
保护层形成用组合物中含有的溶剂可举出与聚合性液晶组合物一项中示例的溶剂同样的溶剂,其中,从不会使形成保护层的层溶解的方面考虑,优选为选自由水、醇溶剂及醚溶剂组成的组中的至少一种溶剂。
作为醇溶剂,可举出甲醇、乙醇、丁醇、乙二醇、异丙醇、丙二醇、乙二醇甲基醚、乙二醇丁基醚及丙二醇单甲基醚。作为醚溶剂,可举出乙二醇单甲基醚乙酸酯及丙二醇单甲基醚乙酸酯。其中,优选乙醇、异丙醇、丙二醇单甲基醚及丙二醇单甲基醚乙酸酯。
保护层的膜厚为0.1μm~10μm,更优选为0.3μm~5.0μm。
对于本发明的椭圆偏光板而言,可以如图1~图3所示的椭圆偏光板那样在形成各层后介由粘结剂使各层贴合,也可以不介由粘结剂等而直接层叠各层。使各层贴合的方法例如可以为下述方法:在基材上分别层叠层,介由粘结剂将层贴合,然后剥离基材的方法;或者,将基材剥离后,介由粘结剂使层贴合的方法。需要说明的是,将各层直接层叠的方法或在基材上层叠层的方法可以使用与上述的在基材上形成各层的方法同样的方法。
另外,在基材上层叠层之前、介由粘结剂使各层贴合之前,可以对基材表面或各层的表面实施表面处理,例如电晕处理、等离子体处理等。
〔显示装置〕
本发明的椭圆偏光板可以利用于显示装置中。显示装置是指具有显示机构的装置,其包含发光元件或发光装置作为发光源。作为显示装置,可举出液晶显示装置、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(场发射显示装置(FED等)、表面场发射显示装置(SED))、电子纸(使用了电子油墨、电泳元件的显示装置)、等离子显示装置、投射型显示装置(光栅光阀(grating light valve)(GLV)显示装置、具有数字微镜器件(DMD)的显示装置等)及压电陶瓷显示器等。液晶显示装置包括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中的任何。这些显示装置可以是显示二维图像的显示装置,也可以是显示三维图像的立体显示装置。尤其是,作为具备本发明的椭圆偏光板的显示装置,优选有机EL显示装置和触摸面板显示装置,尤其优选有机EL显示装置。本发明也包括具备本发明的椭圆偏光板的有机EL显示装置。
作为本发明的有机EL装置的优选方式,例如,可举出介由粘结剂将图1所示的椭圆偏光板的增强层8侧与有机EL面板贴合而得到的装置、介由粘结剂将图2或图3所示的椭圆偏光板的取向层5与有机EL面板贴合而得到的装置。
实施例
以下,利用实施例更具体地说明本发明。需要说明的是,例中的“%”及“份”只要没有特别限定,则是指质量%及质量份。另外,以下的实施例中使用的聚合物膜、装置及测定方法如下述所述。
·电晕处理装置使用春日电机株式会社制的AGF-B10。
·电晕处理可以在将组合物涂布于基材时适当实施。使用上述电晕处理装置,在输出功率为0.3kW、处理速度为3m/分钟的条件下进行1次。
·偏振UV光照射装置使用Ushio电机株式会社制的带偏光片单元的SPOT CURESP-9。
·高压汞灯使用Ushio电机株式会社制的Unicure VB-15201BY-A。
·面内方向的相位差值Re(λ)使用王子计测机器株式会社制的KOBRA-WPR进行测定。
·厚度方向的相位差值Rth(λ)、及膜厚使用日本分光株式会社制的椭圆偏振计M-220或接触式膜厚计(Nikon公司MH-15M,CounterTC101,MS-5C)进行测定。另外,Si/C的比率可由垂直取向层7的元素分析、使用了X射线光电能谱法的表面构成元素的测定而算出;或者,在完全知晓垂直取向层7的形成所使用的化合物的结构式的情况下,可由结构式算出。
(实施例1)
以下述方式进行操作,制作图1所示的层构成的椭圆偏光板1。
〔偏光层2的制造〕
将平均聚合度约2,400、皂化度99.9摩尔%以上、厚度75μm的聚乙烯醇膜浸渍于30℃的纯水中后,于30℃浸渍于碘/碘化钾/水的质量比为0.02/2/100的水溶液中,进行碘染色(碘染色工序)。将经历了碘染色工序的聚乙烯醇膜于56.5℃浸渍于碘化钾/硼酸/水的质量比为12/5/100的水溶液中,进行硼酸处理(硼酸处理工序)。用8℃的纯水将经历了硼酸处理工序的聚乙烯醇膜清洗后,于65℃干燥,得到聚乙烯醇中吸附取向有碘的偏光片(拉伸后的厚度为27μm)。此时,在碘染色工序和硼酸处理工序中进行拉伸。该拉伸中的总拉伸倍率为5.3倍。介由水系粘接剂,用夹持辊将得到的偏光片与经皂化处理的三乙酰纤维素膜(Konica Minolto制KC4UYTAC 40μm)贴合。在将得到的贴合物的张力保持为430N/m的同时,于60℃干燥2分钟,得到在单面具有三乙酰纤维素膜作为保护膜的偏光层。需要说明的是,上述水系粘接剂是向水100份中添加羧基改性聚乙烯醇(Kuraray制,“Kuraray PovalKL318”)3份和水溶性聚酰胺环氧树脂(住化Chemtex制,“Sumirez Resin 650”,固态成分浓度为30%的水溶液〕1.5份而制备的。
针对得到的偏光层2,进行光学特性的测定。测定是将上述中得到的偏光层的偏光片面作为入射面、利用分光光度计(“V7100”,日本分光制)实施的。偏光层的吸收轴与聚乙烯醇的拉伸方向一致,得到的偏光层的可见度修正单体透射率为42.1%,可见度修正偏光度为99.996%,单体色相a为-1.1,单体色相b为3.7。
〔λ/4相位差层4形成用的取向层5形成用组合物(a)的制备〕
将下述结构的光取向性材料5份(重均分子量:30000)和环戊酮(溶剂)95份作为成分进行混合,将得到的混合物于80℃搅拌1小时,由此得到λ/4相位差层4形成用的取向层5形成用组合物(a)。
[化学式12]
Figure BDA0002359667370000531
〔λ/4相位差层4形成用组合物、及垂直取向液晶固化层6形成用组合物的制备〕
对以90:10的质量比混合以下所示的聚合性液晶化合物A及聚合性液晶化合物B而得到的混合物,添加流平剂(F-556;DIC公司制)1.0份、及作为聚合引发剂的2-二甲基氨基-2-苄基-1-(4-吗啉代苯基)-1-丁酮(“Irgacure 369(Irg369)”,BASF Japan株式会社制)6份。
进而,以固态成分浓度成为13%的方式添加N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP),于80℃搅拌1小时,由此得到λ/4相位差层4形成用组合物、及垂直取向液晶固化层6形成用组合物。
聚合性液晶化合物A利用日本特开2010-31223号公报中记载的方法制造。另外,聚合性液晶化合物B按照日本特开2009-173893号公报中记载的方法制造。以下示出各自的分子结构。
[聚合性液晶化合物A]
[化学式13]
Figure BDA0002359667370000541
[聚合性液晶化合物B]
[化学式14]
Figure BDA0002359667370000542
〔包含基材、取向层5及λ/4相位差层4的层叠体A的制造〕
用棒涂机,在日本ZEON株式会社制的环烯烃聚合物膜(COP)膜(ZF-14-50,膜厚为50μm)上涂布取向层形成用组合物(a),于80℃干燥1分钟,使用偏振UV光照射装置(“SPOTCURE SP-9”,Ushio电机株式会社制),在波长313nm处的累积光量为100mJ/cm2的条件下,以轴角度45°实施偏振UV曝光。用椭圆偏振计对得到的取向层5的膜厚进行测定,结果为100nm。
接着,用棒涂机,在取向层5上涂布λ/4相位差层4形成用组合物,于120℃干燥1分钟后,用高压汞灯(“Unicure VB-15201BY-A”,Ushio电机株式会社制)照射紫外线(氮气氛下,波长365nm处的累积光量:500mJ/cm2),由此形成λ/4相位差层4,得到包含基材、取向层5及λ/4相位差层4的层叠体A。用椭圆偏振计对层叠体A的λ/4相位差层4的膜厚进行测定,结果为2.3μm。
〔垂直取向液晶固化层形成用的垂直取向层形成用组合物(b)的制备〕
使信越化学工业株式会社制的硅烷偶联剂“KBE-9103”溶解于以9:1(质量比)的比例混合乙醇和水而得到的混合溶剂中,得到固态成分为0.5%的垂直取向液晶固化层形成用的垂直取向层形成用组合物(b)。
〔包含丙烯酸树脂而成的增强层8形成用组合物的制备〕
制备将二季戊四醇六丙烯酸酯(ARONIX M-403东亚合成株式会社制多官能丙烯酸酯)50份、丙烯酸酯树脂(EBECRYL4858,DAICEL UCB株式会社制)50份、2-甲基-1-[4-(甲基硫基)苯基]-2-吗啉代-1-丙酮(Irgacure 907;Ciba Specialty Chemicals公司制)3份溶解于异丙醇250份中而得到的溶液,制备包含丙烯酸树脂而成的增强层形成用组合物。
〔包含基材、增强层8、取向层7及垂直取向液晶固化层6的层叠体B的制造〕
用棒涂机,在日本ZEON株式会社制的实施了脱模处理的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(Lintec(株)制,SP-PLR382050,以下简称为“隔膜”。)上,涂布包含丙烯酸树脂而成的增强层形成用组合物,于50℃干燥1分钟后,用高压汞灯(“Unicure VB-15201BY-A”,Ushio电机株式会社制)照射紫外线(氮气氛下,波长365nm处的累积光量:500mJ/cm2),由此形成包含丙烯酸树脂而成的增强层8。用接触式膜厚计对得到的增强层8的膜厚进行测定,结果为10μm。然后,用棒涂机,在增强层8上涂布垂直取向层形成用组合物(b),于80℃干燥1分钟,得到垂直取向层7。用椭圆偏振计对得到的垂直取向层7的膜厚进行测定,结果为50nm。
进而,用棒涂机,在垂直取向层7上涂布垂直取向液晶固化层6形成用组合物,于120℃干燥1分钟后,用高压汞灯(“UnicureVB-15201BY-A”,Ushio电机株式会社制)照射紫外线(氮气氛下,波长365nm处的累积光量:500mJ/cm2),由此形成垂直取向液晶固化层6,得到包含基材、增强层8、垂直取向层7及垂直取向液晶固化层6的层叠体B。用椭圆偏振计对层叠体B的垂直取向液晶固化层6的膜厚进行测定,结果为1.2μm。另外,增强层8与垂直取向液晶固化层6的层间距离为50nm。另外,垂直取向层7的构成元素比为Si/C=0.33。
〔λ/4相位差层4及垂直取向液晶固化层6的Re测定〕
就利用上述方法制造的λ/4相位差层4及垂直取向液晶固化层8的面内相位差值(Re1(λ)及Re2(λ))而言,在确认了作为基材的COP膜无相位差后,用测定机(“KOBRA-WPR”,王子计测机器株式会社制)进行测定。测定各波长处的相位差值ReQ(λ)的结果为ReQ(450)=119nm、ReQ(550)=140nm、ReQ(650)=146nm、ReQ(450)/ReQ(550)=0.85。
〔垂直取向液晶固化层6的Rth测定〕
就利用上述方法制造的垂直取向液晶固化层6的厚度方向相位差值(RthV(λ))而言,介由粘合剂(Lintec公司制压敏式粘合剂15μm)将垂直取向液晶固化层6与玻璃贴合,将作为基材的隔膜剥离,制作测定用样品,然后,在确认了取向层7及增强层8无相位差后,用椭圆偏振计,改变光向样品的入射角而进行测定。另外,450nm及550nm的波长λ处的平均折射率是用折射率计(株式会社Atago制,“多波长阿贝折射仪DR-M4”)进行测定的。根据得到的膜厚、平均折射率、及椭圆偏振计的测定结果算出的ReV分别为RthV(450)=-60nm、RthV(550)=-70nm,RthV(450)/RthV(550)=0.85。
〔椭圆偏光板1的制造〕
对层叠体A中的λ/4相位差层4的聚合性液晶组合物涂布面实施电晕处理后,介由粘合剂3(Lintec公司制压敏式粘合剂15μm),将上述中制造的偏光层2与层叠体A的λ/4相位差层4以偏光层2的吸收轴与λ/4相位差层4的慢轴所成的角度成为45°的方式进行贴合,仅剥离基材,从而制作层叠体C。然后,对层叠体B的垂直取向液晶固化层6实施电晕处理,然后,介由粘合剂3(Lintec公司制压敏式粘合剂15μm),将层叠体C的取向层5与层叠体B的垂直取向液晶固化层6贴合,仅剥离基材,由此制作椭圆偏光板1。
〔各层的面内平均折射率之差〕
按照上述方法将各层涂布于玻璃上,使用折射率计(株式会社Atago制,“多波长阿贝折射仪DR-M4”)或椭圆偏振计算出各层的平均折射率,确认了各层的面内平均折射率之差为0.2以下。
〔切割端面观察〕
将得到的椭圆偏光板置于切割垫上,用切割机切出3cm×3cm的正方形,然后,用10倍的放大镜对端面进行目视观察,确认是否产生波纹、裂纹等不良情况。实施同样的操作3次,将即使是其中1次观察到不良情况的状况作为×,将未观察到不良情况的状况作为○,结果记载在表1中。
(实施例2及3)
除了将增强层8的膜厚如表1记载的那样进行变更以外,与实施例1同样地制作椭圆偏光板,并实施切割端面观察。
(实施例4)
将0.5重量%的聚酰亚胺(“SUNEVER SE-610”,日产化学工业株式会社制)、72.3重量%的N-甲基-2-吡咯烷酮、18.1重量%的2-丁氧基乙醇、9.1重量%的乙基环己烷、及0.01重量%的DPHA(新中村化学制)混合,制作垂直取向层形成用组合物(b),使用该垂直取向层形成用组合物(b),并使增强层8的膜厚为5μm,除此以外,与实施例1同样地操作,制作椭圆偏光板,实施切割端面观察。将结果示于表1。需要说明的是,用椭圆偏振计对垂直取向层7的膜厚进行测定,结果为0.5μm。由此可见,增强层8与垂直取向液晶固化层6的层间距离为0.5μm。
(实施例5)
如下所示,将增强层8形成用组合物、及增强层8的制造方法进行变更,除此以外,利用与实施例1的记载同样的方法,制作椭圆偏光板,进行切割端面观察。将结果示于表1。
〔包含环氧树脂而成的增强层8形成用组合物的制备〕
将3,4-环氧环己烷甲酸3,4-环氧环己基甲酯80份、2-乙基己基缩水甘油醚20份、SAN-APRO公司制CPI-100P 2.25份、碳酸亚丙酯2.25份混合,制备包含环氧树脂而成的增强层8形成用组合物。
〔包含基材、增强层8、取向层7及垂直取向液晶固化层6的层叠体B的制造(只有增强层8的制造部分)〕
用棒涂机,在实施了脱模处理的隔膜上,涂布包含环氧树脂而成的增强层8形成用组合物,于50℃干燥1分钟后,用高压汞灯(“Unicure VB-15201BY-A”,Ushio电机株式会社制)照射紫外线(氮气氛下,波长365nm处的累积光量:400mJ/cm2),由此形成包含环氧树脂而成的增强层8。用接触式膜厚计对得到的增强层8的膜厚进行测定,结果为5μm。
(实施例6)
如下所示,将增强层8形成用组合物、及增强层8的制造方法进行变更,除此以外,利用与实施例1的记载同样的方法,制作椭圆偏光板,进行切割端面观察。将结果示于表1。
〔包含聚氨酯树脂而成的增强层8形成用组合物的制备〕
制备在异丙醇250份中溶解丙烯酸酯树脂(EBECRYL4858DAICEL UCB株式会社制)100份、2-甲基-1-[4-(甲基硫基)苯基]-2-吗啉代-1-丙酮(Irgacure 907;Ciba SpecialtyChemicals公司制)3份而得到的溶液,得到包含聚氨酯树脂而成的增强层8形成用组合物。
〔包含基材、增强层8、取向层7及垂直取向液晶固化层6的层叠体B的制造(只有增强层8的制造部分)〕
用棒涂机,在实施了脱模处理的隔膜上,涂布包含聚氨酯树脂而成的增强层8形成用组合物,于50℃干燥1分钟后,用高压汞灯(“Unicure VB-15201BY-A”,Ushio电机株式会社制)照射紫外线(氮气氛下,波长365nm处的累积光量:400mJ/cm2),由此形成包含聚氨酯树脂而成的增强层8。用接触式膜厚计对得到的增强层8的膜厚进行测定,结果为5μm。
(实施例7~9)
将增强层8的膜厚进行变更,并将椭圆偏光板的制造方法如下所述进行变更,除此以外,与实施例1同样地操作,制作图2所示的层构成的椭圆偏光板10,实施切割端面观察。
〔椭圆偏光板10的制造方法〕
首先,对层叠体B的垂直取向液晶固化层6实施电晕处理,然后,介由粘合剂3(Lintec公司制压敏式粘合剂15μm),将层叠体B的垂直取向液晶固化层6侧与上述中得到的偏光层2进行贴合,将基材剥离,制作层叠体D。然后,对层叠体A中的λ/4相位差层4的聚合性液晶组合物涂布面实施电晕处理,然后,介由粘合剂3(Lintec公司制压敏式粘合剂15μm),将层叠体D的增强层8与层叠体A的λ/4相位差层4以偏光层2的吸收轴相对于λ/4相位差层4的慢轴(光轴)实质上成为45°的方式进行贴合,剥离基材,从而制造椭圆偏光板10。
(实施例10~12)
将增强层8的膜厚进行变更,并将椭圆偏光板的制造方法如下所述进行变更,除此以外,与实施例1同样地操作,制作图3所示的层构成的椭圆偏光板100,实施弯曲试验。
〔椭圆偏光板100的制造方法〕
首先,对层叠体A的λ/4相位差层4和层叠体B的垂直取向液晶固化层6实施电晕处理,然后,介由粘合剂3(Lintec公司制压敏式粘合剂15μm),将层叠体A的λ/4相位差层4与层叠体B的垂直取向液晶固化层6进行贴合,将层叠体B的基材剥离,从而制作层叠体E。然后,介由粘合剂3(Lintec公司制压敏式粘合剂15μm),将层叠体E的增强层8与偏光层2以偏光层2的吸收轴相对于λ/4相位差层4的慢轴(光轴)实质上成为45°的方式进行贴合,然后,将层叠体A中包含的基材剥离,由此制作椭圆偏光板100。
(比较例1)
省略制造增强层的工序,除此以外,利用与实施例1同样的方法制作椭圆偏光板,实施切割端面观察。
(比较例2)
省略制造增强层的工序,除此以外,利用与实施例7~9同样的方法,制作椭圆偏光板,实施切割端面观察。
以下,示出在实施例及比较例中实施切割端面观察的结果。需要说明的是,表1中,层间距离是指垂直取向液晶固化层6与增强层8的层间距离。
[表1]
Figure BDA0002359667370000601
就实施例1~12的椭圆偏光板而言,能够以切割时不产生波纹、裂纹等不良情况的方式进行加工,为加工特性优异的椭圆偏光板。
附图标记说明
1、10、100…圆偏光板,2…偏光层,3…粘合层,4…λ/4相位差层,5…取向层,6…垂直取向液相固化层,7…垂直取向层,8…增强层

Claims (9)

1.椭圆偏光板,其为依次具有偏光层、粘结剂、λ/4相位差层、粘结剂、垂直取向液晶固化层、增强层或者依次具有偏光层、粘结剂、增强层、垂直取向液晶固化层、粘结剂、λ/4相位差层的椭圆偏光板,其中,垂直取向液晶固化层由聚合性液晶组合物的聚合物形成,所述聚合性液晶组合物包含在与该液晶固化层平面垂直的方向上取向的状态的聚合性液晶化合物,垂直取向液晶固化层的膜厚为3μm以下,增强层的膜厚为1~10μm。
2.如权利要求1所述的椭圆偏光板,其中,垂直取向液晶固化层与增强层的层间距离为5μm以下。
3.如权利要求1或2所述的椭圆偏光板,其中,λ/4相位差层为水平取向液晶固化层,水平取向液晶固化层由聚合性液晶组合物的聚合物形成,所述聚合性液晶组合物包含在相对该液晶固化层平面水平的方向上取向的状态的聚合性液晶化合物。
4.如权利要求1~3中任一项所述的椭圆偏光板,其中,增强层包含选自由丙烯酸树脂、环氧树脂、氧杂环丁烷树脂、聚氨酯树脂、及三聚氰胺树脂组成的组中的至少一种而成。
5.如权利要求1~4中任一项所述的椭圆偏光板,其中,在垂直取向液晶固化层与增强层之间具有膜厚5μm以下的取向层,该取向层为由构成元素中包含Si元素、C元素及O元素的化合物所形成的层。
6.如权利要求1~5中任一项所述的椭圆偏光板,其中,在相邻的各层中,波长550nm处的面内平均折射率之差为0.20以下。
7.如权利要求1~6中任一项所述的椭圆偏光板,其中,就λ/4相位差层而言,在λ/4相位差层所形成的折射率椭球中,在波长λ=400~700nm的范围内具有下述关系,
nxQ(λ)>nyQ(λ)≈nzQ(λ)
式中,nxQ(λ)表示在λ/4相位差层所形成的折射率椭球中与相位差层平面平行的方向的、相对波长λ(nm)的光的主折射率;nyQ(λ)表示在λ/4相位差层所形成的折射率椭球中与相位差层平面平行并且与所述nxQ(λ)的方向正交的方向的、相对波长λ(nm)的光的折射率;nzQ(λ)表示在λ/4相位差层所形成的折射率椭球中与相位差层平面垂直的方向的、相对波长λ(nm)的光的折射率,
并且满足下述式(1)~(3)的关系,
ReQ(450)/ReQ(550)≤1.00 (1)
1.00≤ReQ(650)/ReQ(550) (2)
100nm≤ReQ(550)≤160nm (3)
式中,分别地,ReQ(450)表示相对波长λ=450nm的光的、λ/4相位差层的面内相位差值,ReQ(550)表示相对波长λ=550nm的光的、λ/4相位差层的面内相位差值,ReQ(650)表示相对波长λ=650nm的光的、λ/4相位差层的面内相位差值,相对波长λ(nm)的光的、λ/4相位差层的面内相位差值ReQ(λ)由下述式表示,
ReQ(λ)=(nxQ(λ)-nyQ(λ))×dQ,
其中,dQ表示λ/4相位差层的厚度。
8.如权利要求1~7中任一项所述的椭圆偏光板,其中,就垂直取向液晶固化层而言,在垂直取向液晶固化层所形成的折射率椭球中,在波长λ=400~700nm的范围内具有下述关系,
nzV(λ)>nxV(λ)≈nyV(λ)
式中,nzV(λ)表示在液晶固化层所形成的折射率椭球中与液晶固化层平面垂直的方向的、相对波长λ(nm)的光的折射率;nxV(λ)表示在液晶固化层所形成的折射率椭球中与液晶固化层平面平行的方向的、相对波长λ(nm)的光的最大折射率;nyV(λ)表示在液晶固化层所形成的折射率椭球中与液晶固化层平面平行并且与所述nxV的方向正交的方向的、相对波长λ(nm)的光的折射率;其中,nxV(λ)=nyV(λ)时,nxV(λ)表示与液晶固化层平面平行的任意方向的折射率,
并且满足下述式(4)~(6)的关系,
RthV(450)/RthV(550)≤1.00 (4)
1.00≤RthV(650)/RthV(550) (5)
-120nm≤RthV(550)≤-50nm (6)
式中,分别地,RthV(450)表示相对波长λ=450nm的光的、液相固化层的厚度方向的相位差值,RthV(550)表示相对波长λ=550nm的光的、液晶固化层的厚度方向的相位差值,RthV(650)表示相对波长650nm的光的、液晶固化层的厚度方向的相位差值,相对波长λ(nm)的光的、液晶固化层的厚度方向的相位差值RthV(λ)由下述式表示,
RthV(λ)=[(nxV(λ)+nyV(λ))/2-nzV(λ)]×dV,
其中,在液晶固化层所形成的折射率椭球中,nzV(λ)表示波长λ(nm)处的与液晶固化层平面垂直的方向的主折射率,((nxV(λ)+nyV(λ))/2)表示波长λ(nm)处的液晶固化层平面中的平均折射率;dV表示液晶固化层的厚度。
9.有机EL显示装置,其具备权利要求1~8中任一项所述的椭圆偏光板。
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