CN111448492B - 长条相位差膜、长条层叠体、图像显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能够抑制随着时间经过产生红色调不均匀的长条相位差膜、使用了该长条相位差膜的高质量的长条层叠体、图像显示装置。一种长条相位差膜,其包含长条支撑体和配置于长条支撑体的一面侧的长条状的光学各向异性层,该长条相位差膜中,长条支撑体的厚度为10μm~50μm,且宽度方向弹性模量为4.3GPa~6.0GPa,且宽度方向的线性热膨胀系数为20×10‑6/℃~40×10‑6/℃,光学各向异性层由包含逆波长色散性的聚合性液晶化合物的聚合性液晶组合物形成,在85℃、500小时的加热条件下处理长条相位差膜的切片时的面内相位差变化ΔRe为0.94~1.02。
Description
技术领域
本发明涉及一种长条相位差膜、长条层叠体、图像显示装置。
背景技术
一直以来,为了光学补偿、防止反射等,具有相位差膜和起偏器的偏振片用于液晶显示装置、有机电致发光装置等。为了实现高生产率和稳定的质量,这些通常通过卷对卷工艺来制造。
近年来,正在开发对于混合有可见光区域的光线的合成波即白色光,能够与所有波长的光线相对应地赋予相同的效果的偏振片(所谓的宽频带偏振片),尤其,根据应用了偏振片的装置的薄型化的要求,对于偏振片中所包含的相位差膜也要求薄型化。
对于上述要求,例如在专利文献1及专利文献2中提出了利用逆波长色散性的聚合性液晶化合物作为用于相位差膜的形成的聚合性化合物。
以往技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2014/010325号
专利文献2:日本特开2011-207765号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
使用专利文献1及专利文献2中所记载的逆波长色散性的聚合性液晶(聚合性液晶化合物)形成的相位差膜能够以少的层数赋予优异的宽频带偏振片。
然而,已知:制作具有使用逆波长色散性的聚合性液晶(聚合性液晶化合物)形成于厚度为50μm以下的薄的树脂薄膜(支撑体)上的相位差膜(相当于光学各向异性层)的偏振片,在根据实际使用上的方式(例如,为了防止有机电致发光方式的智能手机的反射而用作圆偏振片的方式),将该偏振片从两侧夹入玻璃,并在高温条件下长时间暴露的情况下,在面内的中央部发生红色调不均匀。
根据本发明人等的研究,已知:在发生红色调不均匀的区域中,相位差膜的延迟(Re)大幅变动,由此发生色调变化。
本发明的课题在于解决上述现有技术的问题,并提供一种能够抑制随着时间经过产生红色调不均匀的长条相位差膜、长条层叠体及图像显示装置。
用于解决技术课题的手段
为了解决该课题,本发明具有以下结构。
[1]一种长条相位差膜,其包含由树脂薄膜形成的长条支撑体和配置于长条支撑体的一面侧的长条状的光学各向异性层,所述长条相位差膜中,长条支撑体的厚度为10μm~50μm,且宽度方向弹性模量为4.3GPa~6.0GPa,且宽度方向的线性热膨胀系数为20×10-6/℃~40×10-6/℃,光学各向异性层由包含逆波长色散性的聚合性液晶化合物的聚合性液晶组合物形成,在85℃、500小时的加热条件下处理长条相位差膜的切片时的面内相位差变化ΔRe为0.94~1.02。
[2]根据[1]所述的长条相位差膜,其中,
长条支撑体在140℃条件下的宽度方向弹性模量为1.5GPa~3.0GPa。
[3]根据[1]或[2]所述的长条相位差膜,其中,
长条支撑体的Re(550)为0nm~10nm,且Rth(550)为-20nm~40nm。
[4]根据[1]至[3]中任一项所述的长条相位差膜,其中,
在长条支撑体与长条光学各向异性层之间与光学各向异性层接触而具有取向层。
[5]根据[1]至[4]中任一项所述的长条相位差膜,其中,
光学各向异性层的Re(550)为100nm~250nm。
[6]根据[5]所述的长条相位差膜,其中,
光学各向异性层的Re(550)为100nm~160nm,光学各向异性层的面内慢轴相对于长条支撑体的长度方向形成30°~50°的角度。
[7]根据[1]至[6]中任一项所述的长条相位差膜,其中,
光学各向异性层与长条支撑体接触,
或者,在长条支撑体与光学各向异性层之间与光学各向异性层接触而具有取向层,
并且,光学各向异性层能够剥离地设置。
[8]一种长条层叠体,其是层叠[1]至[7]中任一项所述的长条相位差膜和长条直线偏振膜而成。
[9]一种图像显示装置,其包含从[8]所述的长条层叠体剪切的偏振片。
[10]一种长条相位差膜的制造方法,其进行如下工序:
涂布工序,在长度方向上传送由树脂薄膜形成的长条支撑体,并且将包含逆波长色散性的聚合性液晶化合物的聚合性液晶组合物涂布于长条支撑体的一个表面上并形成涂膜;及
固化工序,使涂膜固化而形成光学各向异性层,
所述长条相位差膜的制造方法中,所述长条支撑体的厚度为10μm~50μm,且宽度方向弹性模量为4.3GPa~6.0GPa,且宽度方向的线性热膨胀系数为10ppm/℃~35ppm/℃,
在固化工序中,将涂膜加热至80℃以上且140℃以下并且进行固化。
发明效果
根据本发明,可获得能够抑制随着时间经过产生红色调不均匀的长条相位差膜,并能够提供一种使用了该长条相位差膜的高质量的偏振片、图像显示装置。
具体实施方式
以下,对本发明的、长条相位差膜、长条层叠体及图像显示装置进行说明。
本说明书中,使用“~”来表示的数值范围是指将“~”的前后所记载的数值作为下限值及上限值而包含的范围。
并且,关于角度“正交”及“平行”是指严格的角度±10°的范围,关于角度“相同”及“不同”能够以其差是否小于5°作为基准来进行判断。
并且,本说明书中,“可见光”是指380~780nm的可见光。并且,本说明书中,在关于测定波长没有特别记载的情况下,测定波长为550nm。
接着,对本说明书中所使用的术语进行说明。
<慢轴>
本说明书中,“慢轴”是指在面内折射率最大的方向。另外,在称为相位差膜的慢轴的情况下,是指整个相位差膜的慢轴。
<Re(λ)、Rth(λ)>
面内延迟及厚度方向的延迟的值是指使用AxoScan OPMF-1(Opto Science,Inc.制造)并使用测定波长的光测定的值。
具体而言,通过使用AxoScan OPMF-1输入平均折射率((Nx+Ny+Nz)/3)和膜厚(d(μm))来计算如下:
慢轴方向(°)
Re(λ)=R0(λ)
Rth(λ)=((nx+ny)/2-nz)×d
另外,R0(λ)显示为利用AxoScan OPMF-1计算的数值,但是指Re(λ)。
[长条相位差膜]
本发明的长条相位差膜包含至少使用聚合性液晶组合物形成于长条支撑体上的长条状的光学各向异性层。
长条支撑体的厚度为10μm~50μm,且宽度方向弹性模量为4.3GPa~6.0GPa,且宽度方向的线性热膨胀系数为10ppm/℃~35ppm/℃。
光学各向异性层由包含逆波长色散性的聚合性液晶化合物的聚合性液晶组合物形成。
在85℃、500小时的加热条件下处理长条相位差膜的切片时的面内相位差变化ΔRe为0.94~1.02。
通过从本发明的长条相位差膜以所期望的大小剪切薄膜,能够获得片状的相位差膜。因此,在本说明书内,在没有特别说明而简称为相位差膜、光学各向异性层的情况下,不区分是长条状还是片状。另外,关于在以下叙述的相位差膜及光学各向异性所涉及的各种物性、特性,无需在长条相位差膜的整个区域完全均匀,在没有特别指定的情况下,应当应用于在这样的长条薄膜中能够根据本来的目的和/或功能使用的部分。
本发明的长条相位差膜能够应用于各种图像显示装置,但是尤其优选用于有机EL显示装置用途。
如前所述,使用逆波长色散性的聚合性液晶化合物形成的相位差膜能够以少的层数赋予优异的宽频带偏振片。然而,已知在将使用逆波长色散性的聚合性液晶化合物在厚度为50μm以下的薄的树脂薄膜(支撑体)上形成有光学各向异性层的相位差膜用于图像显示装置的情况下,产生随着时间经过发生红色调不均匀的问题。
根据本发明人等的研究,已知:在发生红色调不均匀的区域中,相位差膜的延迟(Re)大幅变动,由此发生色调变化。对该方面进一步进行研究的结果,已知相位差膜的延迟(Re)大幅变动的原因是因为由于光学各向异性层中的液晶层中的聚合性液晶化合物的聚合反应速率低,因此由于热、湿度或者时间经过而导致光学各向异性层劣化。
在使用逆波长色散性的聚合性液晶化合物形成逆波长色散性的光学各向异性层的情况下,需要减少聚合引发剂的量。这是因为:若增加聚合引发剂的量,则成为常规波长色散性的光学各向异性层。然而,若减少聚合引发剂的量,则光学各向异性层中的聚合性液晶化合物的聚合反应速率保持相对低。因此,由于化学结构上的各种分解、外部因素而受到液晶分子的取向松弛,由于热、湿度或者时间经过而导致光学各向异性层劣化。因此,已知相位差膜的延迟(Re)发生变动,产生发生红色调不均匀的问题。
在此,本发明人等发现了:即使减少聚合引发剂的量,也能够通过在高温下进行固定聚合性液晶化合物的取向的固化处理来提高聚合性液晶化合物的聚合反应速率,能够提高所形成的光学各向异性层的耐久性。
然而,在将薄的树脂薄膜用作支撑体的情况下,有可能因加热而树脂薄膜拉伸并产生褶皱,因此难以为了提高聚合反应速率而进行充分的加热。
尤其,在为了制造长条相位差膜而进行卷对卷工艺的情况下,在固化处理之前进行液晶取向处理,为了保持所获得的取向状态而需要密切注意加热条件。发明人等对该连续加热和固化的工艺进行各种研究的结果,已知:若在光学各向异性层的耐久性得到提高的加热及固化条件下长条支撑体在宽度方向上挠曲,并在残留有挠曲的状态下进行固化处理,则在所获得的长条状相位差膜中发生褶皱、挠曲等变形及光学特性的显著不均匀。
长条支撑体通过加热而热膨胀,其应力和长条支撑体的传送所涉及的各种应力复合的结果,推断为:若在长条支撑体的宽度方向上施加的应力超过长条支撑体的刚性,则长条支撑体发生压曲并产生挠曲。
为了解决这样的提高耐久性和发生光学不均匀这2个课题,发明人等进行深入研究的结果,发现了:在使用逆波长色散性的聚合性液晶组合物时,应用特定的长条支撑体,由此赋予光学特性和耐久性优异的相位差膜,且在卷对卷工艺中可获得没有光学特性的不均匀且高质量的相位差膜。
即,本发明的长条相位差膜中,将长条支撑体的宽度方向弹性模量设为4.3GPa~6.0GPa,且将宽度方向的线性热膨胀系数设为10ppm/℃~35ppm/℃。将长条支撑体的宽度方向的线性热膨胀系数设在上述范围内,且提高长条支撑体的宽度方向弹性模量而确保宽度方向的刚性,由此即使在将优选在固化时进行加热的逆波长色散性的聚合性液晶组合物应用于薄的长条支撑体的情况下,也能够没有由挠曲引起的各种不均匀、长条支撑体的褶皱、折断,而获得高质量且生产率优异的长条相位差膜。
并且,即使在设为光学各向异性层的耐久性得到提高的加热及固化条件的情况下,也能够抑制长条支撑体在宽度方向上挠曲,因此能够提高聚合性液晶化合物的聚合反应速率并提高耐久性。具体而言,能够将在85℃、500小时的加热条件下处理长条相位差膜的切片时的面内相位差变化ΔRe减少至0.94~1.02。
即,这种本发明的长条相位差膜为即使在耐久试验条件下其相位差值变化、尺寸变化也少的优异的相位差膜。
关于本发明的长条相位差膜,面内相位差变化ΔRe小至0.94~1.02,即使在组装到图像显示装置等中的情况下,也不容易由于热、湿度及时间经过等而相位差膜的延迟(Re)发生变动,因此能够抑制在面内的中央部发生红色调不均匀。
在此,面内相位差变化ΔRe由在85℃、500小时的加热条件下处理长条相位差膜的切片之前的面内相位差Rea(550)和处理之后的面内相位差Reb(550)以下述式表示。
ΔRe=|Rea(550)-Reb(550)|÷|Rea(550)|
在此,Rea(550)及Reb(550)为测定波长550nm下的相位差膜的切片的面内相位差。
并且,相位差膜的切片为从长条相位差膜的任意位置剪切的140mm×70mm的大小的样品。
从能够更适当地抑制红色调不均匀的观点出发,面内相位差变化ΔRe更优选为0.96~1.01。
从部件的薄型化的观点出发,相位差膜的膜厚优选为100μm以下,更优选为50μm以下,进一步优选为25μm以下。从制造适用性的观点出发,优选为5μm以上,更优选为10μm以上,进一步优选为15μm以上。另外,相位差膜的膜厚是指在具有多层相位差膜的情况下包括该层在内的整体的膜厚。
长条相位差膜的长度能够为100m~10000m,优选250m~7000m,更优选1000m~6000m。并且,宽度能够为400~3000mm,优选500~2500mm,更优选600~1750mm。若在该范围内,则提高卷对卷工艺中的经济性,能够制造长度方向、宽度方向的均匀性优异的长条相位差膜。
并且,本发明的长条相位差膜并不限定于由长条支撑体和光学各向异性层形成的结构,可以具有其他层。并且,并不限定于光学各向异性层直接形成于长条支撑体上的结构,可以在长条支撑体与光学各向异性层之间具有其他层。例如,可以在长条支撑体与光学各向异性层之间具有与光学各向异性层接触的取向层。
取向层(取向膜)为具有确定聚合性液晶化合物的取向方向的功能的层。通过与光学各向异性层接触而具有取向层,能够在形成光学各向异性层时,将成为光学各向异性层的涂膜中的聚合性液晶化合物均匀且有效地引导至优选的取向状态。
接着,对构成本发明的长条相位差膜的构成要件进行说明。
<长条支撑体>
本发明的长条相位差膜的长条支撑体为长条状,优选为透明。具体而言,可见光区域的直线光透射率优选为80%以上。作为这种支撑体,例如,可举出聚合物薄膜的长条体。从在作为卷状的卷绕体进行处理时兼备柔性和强度的观点出发,支撑体优选为聚合物薄膜。
作为构成这样的聚合物薄膜的树脂,例如可例示纤维素酰化物等纤维素类、聚甲基丙烯酸甲酯以及其他(甲基)丙烯酸酯类共聚物等(甲基)丙烯酸树脂类、聚苯乙烯、富马酸聚合物、环烯烃聚合物、聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃、以聚对苯二甲酸乙二酯为代表的聚酯类、聚碳酸酯类及它们的共聚物等。
在此,如前所述,在本发明的长条相位差膜中,长条支撑体的厚度在10μm~50μm的范围内,且宽度方向弹性模量在4.3GPa~6.0GPa的范围内,且宽度方向的线性热膨胀系数为20×10-6/℃~40×10-6/℃。
从长条相位差膜的薄型化等的观点出发,长条支撑体的厚度优选50μm以下,更优选25μm以下。另一方面,从光学各向异性层的支撑性、处理中产生褶皱等的观点出发,优选10μm以上,更优选15μm以上。
长条支撑体的宽度方向弹性模量能够通过利用STROGRAPH测定长条支撑体的与长度方向正交的方向的弹性模量来求出。从能够抑制在形成光学各向异性层时由于热而在长条支撑体上产生褶皱等的观点出发,长条支撑体的宽度方向弹性模量优选4.3GPa以上,更优选4.5GPa以上。另一方面,从长条支撑体的挠性的观点出发,长条支撑体的宽度方向弹性模量优选6.0GPa以下,更优选5.5GPa以下。
另外,关于长条支撑体的宽度方向弹性模量,只要无特别记载,则为常温(25℃)下的弹性模量。
并且,长条支撑体在140℃条件下的宽度方向弹性模量优选为1.5GPa~3.OGPa,更优选为1.7GPa~3.0GPa。通过将140℃条件下的宽度方向弹性模量设在上述范围内,能够更适当地抑制在形成光学各向异性层时由于热而在长条支撑体上产生褶皱等。
从能够抑制在形成光学各向异性层时由于热而在长条支撑体上产生褶皱等的观点出发,长条支撑体的宽度方向的线性热膨胀系数优选40×10-6/℃以下,更优选38×10-6/℃以下。另一方面,从长条支撑体的挠性的观点出发,长条支撑体的宽度方向的线性热膨胀系数优选20×10-6/℃以上,更优选30×10-6/℃以上。
长条支撑体的宽度方向的线性热膨胀系数能够通过TMA(Thermal Mechani caiAnalysis:热机械分析)进行测定。
支撑体的光学特性能够根据需要进行各种设定,作为优选的一方式,能够为光学各向同性。更具体而言,Re(550)能够为0nm~10nm,更优选0nm~5nm的范围。并且,Rth(550)能够为-20nm~40nm,更优选为-10nm~20nm。并且,作为优选的另一方式,长条支撑体的Re(550)为100nm~350nm,Nz值为0.1~0.9,慢轴能够与长条支撑体的长度方向平行或正交。
作为满足上述条件的薄膜,例如可举出纤维素酰化物薄膜、环烯烃薄膜、(甲基)丙烯酸树脂薄膜、聚对苯二甲酸乙二酯薄膜、聚碳酸酯薄膜等。
(纤维素酰化物薄膜)
作为本发明中所使用的长条支撑体,能够使用纤维素酰化物薄膜。从兼备透明性和强度,并且能够容易地控制与后述的各层的密接性或者易剥离性的观点出发,可优选使用。作为纤维素酰化物薄膜,能够使用包含纤维素酰化物树脂,而且根据需要包含添加剂的薄膜。纤维素酰化物薄膜能够通过溶液制膜来制作,并且可以使用熔融制膜来制作。
作为纤维素酰化物树脂,能够使用由高级酰基、芳香族酰基、烷氧基、取代烷氧基取代三乙酰纤维素、二乙酰纤维素及乙酰基的一部分而得的纤维素。在纤维素酰化物中,关于对纤维素的羟基的取代度,并无特别限定,但是为了赋予适当的透湿性、吸湿性,对纤维素的羟基的酰基取代度优选为2.00~3.00。而且,取代度优选为2.30~2.98,更优选为2.70~2.96,进一步优选为2.80~2.94。
作为添加剂,例如能够使用日本特开2005-154764号公报、日本特开2013-228720号公报、日本特开2014-081619号公报、日本特开2014-178519号公报、日本特开2015-227956号公报、日本特开2016-006439号公报、日本特开2016-164668号公报、日本特开2017-106975号公报中所记载的各种添加剂。
作为添加剂的优选的一例,可举出具有由下述通式表示的重复单元的聚酯添加剂。
通式(1)
[化学式1]
(通式(1)中,X、Y表示2价的连接基。)
作为X,能够为可以具有取代基的碳原子数2~20的亚烷基、聚氧化烯基、亚烯基、亚苯基、亚萘基、杂环芳香族基。另外,上述亚烷基、亚烯基及聚氧化烯基中的亚烷基可以具有脂环结构。
作为Y,能够为可以具有取代基的碳原子数2~20的亚烷基、聚氧化烯基、亚烯基、亚苯基、亚萘基、杂环芳香族基。另外,上述亚烷基、亚烯基及聚氧化烯基中的亚烷基可以具有脂环结构。
可以在这些2价的连接基中包含氧原子、氮原子等除碳以外的分子。作为上述的取代基,可举出烷基、烷氧基、羟基、烷氧基取代烷基、羧基等。
作为由上述的通式(1)表示的重复单元,从相位差特性和薄膜的弹性模量优异的观点出发,优选X表示碳原子数2~10的非环状的2价的连接基,且Y表示包含3~6元环的脂环结构的碳原子数3~12的连接基。脂环结构为3~6元环,优选5~6元环,具体而言,可举出亚环丙基、1,2-亚环丁基、1,3-亚环丁基、1,2-亚环戊基、1,3-亚环戊基、1,2-亚环己基、1,3-亚环己基、1,4-亚环己基等。
具有由上述通式(1)表示的重复单元的聚酯添加剂的羟基末端的氢原子可以被源自一元羧酸的酰基(以下,还称为一元羧酸残基)取代(以下,还称为羟基末端的氢原子被密封)。此时,上述聚酯的两个末端成为一元羧酸残基。通过由疎水性官能团保护末端,添加剂的凝聚力得到抑制且对薄膜的相溶性、化合物的处理性变得良好,并且能够获得温湿度稳定性、偏振片的起偏器耐久性优异的薄膜。
在此,残基表示上述聚酯的部分结构且具有形成有上述聚酯的单体的特征的部分结构。例如由一元羧酸R-COOH形成的一元羧酸残基为R-CO-。作为R,可举出可以具有取代基的碳原子数1~10的烷基、脂环烷基、芳香族基。优选为脂肪族一元羧酸残基,一元羧酸残基更优选为碳原子数2~10的脂肪族一元羧酸残基,进一步优选为碳原子数2~3的脂肪族一元羧酸残基,尤其优选为碳原子数2的脂肪族一元羧酸残基。
从改善起偏器耐久性的观点出发,上述聚酯的羟基值优选为10mgKOH/g以下,更优选为5mgKOH/g以下,尤其优选为0mgKOH/g。并且,上述聚酯的数均分子量(Mw)能够为500~3000,更优选700~2000。若在该范围内,则能够获得相溶性优异且制造薄膜时或使用薄膜时的添加剂的揮散少且稳定的薄膜。
并且,作为添加剂的优选的另一例,能够使用糖骨格结构中的能够取代的基团(例如,羟基、羧基)中的至少1个和至少1种取代基进行酯键合的化合物(糖酯化合物)。更具体而言,可优选使用将具有1~12个吡喃糖结构或呋喃糖结构中的至少1种的化合物(M)或者键合有2个呋喃糖结构或吡喃糖结构中的至少1种的化合物(D)的全部或一部分羟基(以下,简称为OH基)进行烷基酯化而得的糖酯化合物。
作为化合物(M)的例子,可举出葡萄糖、半乳糖、甘露糖、果糖、木糖或阿拉伯糖,优选为葡萄糖、果糖,更优选为葡萄糖。作为化合物(D)的例子,可举出乳糖、蔗糖、蔗果四糖、1F-蔗果五糖、水苏糖、麦芽糖醇、乳糖醇、乳果糖、纤维二糖、麦芽糖、纤维三糖、麦芽三糖、蜜三糖及蔗果三糖。除此之外,还可举出龙胆二糖、龙胆三糖、龙胆四糖、木三糖、半乳糖苷蔗糖等。其中,优选葡萄糖、蔗糖、乳糖。
为了将化合物(M)及化合物(D)中的全部或一部分OH基进行烷基酯化,优选使用脂肪族一元羧酸、具有脂环结构的一元羧酸、芳香族一元羧酸。作为这样的一元羧酸,可举出乙酸、丙酸、丁酸、异丁酸、苯甲酸、环己烷羧酸等。可以同时使用2种以上的这些一元羧酸。
作为其他添加剂,还可以添加增塑剂、紫外线吸收剂、交联剂、消光剂(无机微粒)、抗氧化剂、自由基清除剂等。如后述,在使本发明的相位差膜的支撑体兼作偏振片保护膜而构成偏振片的情况下,从赋予提高起偏器的耐久性的作用的观点出发,优选还包含由下述通式表示的化合物。
通式(2)
[化学式2]
(通式(2)中,R11、R13及R15分别独立地表示氢原子、碳原子数1~20的烷基、碳原子数3~20的环烷基、碳原子数2~20的烯基或碳原子数6~20的芳香族基。)
这样的化合物例如能够使用国际公开公报WO2014/112575号公报中所记载的化合物。
本发明中所使用的纤维素酰化物薄膜能够使用发明协会公开技报(公技编号2001-1745,发明协会)中所记载的方法来制作。
这些纤维素酰化物薄膜能够根据需要在单轴或双轴上进行拉伸处理而获得,优选为能够使用在宽度方向上进行拉伸而得的薄膜。并且,还能够为在倾斜方向上进行拉伸而得的薄膜。作为一个方向上的拉伸倍率,能够为1.02~1.50倍,优选为1.05倍~1.30倍。通过进行拉伸处理,能够进行适于本发明的趣旨的物性控制。
在纤维素酰化物薄膜中,玻璃化转变温度能够为140~200℃,更优选为160~190℃,尤其优选为170~185℃。若在该范围内,则在本发明中设为课题的对热挠曲的耐性变得更优异,且容易通过拉伸处理控制物性。玻璃化转变温度能够通过动态粘弹性测定装置作为其tanδ的峰值而求出。
<取向层>
在本发明的长条相位差膜中可以包含具有确定形成光学各向异性层的聚合性液晶组合物的取向方向的功能的取向膜(取向层)。由此,能够将聚合性液晶组合物均匀且有效地引导至所期望的取向状态。
作为取向膜的一例,可举出包含聚合物等有机化合物的层的摩擦处理膜、无机化合物的倾斜蒸镀膜、具有微槽的膜或者累积通过朗缪尔-布洛杰特法由如ω-二十三烷酸、双十八烷基甲基氯化铵、硬脂酸甲酯那样的有机化合物形成的LB(Langmuir-Blodgett)膜而得的膜等。而且,还可举出通过光的照射产生取向功能的取向膜等。
作为取向膜,能够优选使用对包含聚合物等有机化合物的层(聚合物层)的表面进行摩擦处理而形成的膜。摩擦处理通过用纸、布在一定方向(优选为支撑体的长度方向)上对聚合物层的表面摩擦数次来实施。作为用于取向膜的形成的聚合物,优选使用聚酰亚胺、聚乙烯醇、日本专利第3907735号公报的段落号[0071]至[0095]中所记载的改性聚乙烯醇、日本特开平9-152509号公报中所记载的具有聚合性基团的聚合物等。
并且,作为取向膜,使用对光取向性的原材料照射偏振光或非偏振光而制成取向层的、所谓的光取向膜(光取向层)也为优选的方式。优选通过从垂直方向或倾斜方向照射偏振光的工序或从倾斜方向照射非偏振光的工序对光取向膜赋予取向限制力。通过利用光取向膜,能够使后述的聚合性液晶化合物以优异的对称性进行取向。
作为光取向膜中所使用的光取向材料,例如,可举出日本特开2006-285197号公报、日本特开2007-076839号公报、日本特开2007-138138号公报、日本特开2007-094071号公报、日本特开2007-121721号公报、日本特开2007-140465号公报、日本特开2007-156439号公报、日本特开2007-133184号公报、日本特开2009-109831号公报、日本专利第3883848号、日本专利第4151746号中所记载的偶氮化合物、日本特开2002-229039号公报中所记载的芳香族酯化合物、日本特开2002-265541号公报、日本特开2002-317013号公报中所记载的具有光取向性单元的马来酰亚胺和/或烯基取代纳迪克酰亚胺化合物、日本专利第4205195号、日本专利第4205198号中所记载的光交联性硅烷衍生物、日本特表2003-520878号公报、日本特表2004-529220号公报、日本专利第4162850号中所记载的光交联性聚酰亚胺、聚酰胺或酯、日本特开平9-118717号公报、日本特表平10-506420号公报、日本特表2003-505561号公报、国际公开第2010/150748号、日本特开2013-177561号公报、日本特开2014-012823号公报中所记载的能够进行光二聚化的化合物、特别是肉桂酸酯化合物、查耳酮化合物、香豆素化合物。作为尤其优选的例子,可举出偶氮化合物、光交联性聚酰亚胺、聚酰胺、酯、肉桂酸酯化合物、查耳酮化合物。
关于取向膜的厚度,只要能够发挥取向功能,则并无特别限定,但是优选为0.01~5μm,进一步优选为0.05~2μm。若在该范围内,则能够发挥优异的取向限制力并且抑制异物缺陷的效果高。
支撑体及取向膜可以作为发挥各自的功能的层而独立地设置,可以采用支撑体兼作取向膜即支撑体表面具有取向限制力的方式。并且,在独立地设置有支撑体和取向膜的情况下,支撑体和取向膜可以接触而设置,也可以在支撑体与取向膜之间插入功能层。作为不在支撑体表面设置取向膜而直接赋予取向限制力的方式,能够采用对支撑体表面实施上述的摩擦、照射偏振光等处理、对支撑体进行拉伸而使构成支撑体的高分子在一定方向上进行取向等的方法。作为能够插入于支撑体与取向膜之间的上述功能层,可举出阻挡层、冲击缓和层、易剥离层、易粘接层等。
<光学各向异性层>
本发明的长条相位差膜包含至少使用聚合性液晶组合物形成于长条支撑体上的长条状的光学各向异性层。
关于上述光学各向异性层,在波长450nm下测定的面内延迟值即Re(450)、在波长550nm下测定的面内延迟值即Re(550)及在波长650nm下测定的面内延迟的值即Re(650)处于Re(450)<Re(550)<Re(650)的关系。即,该关系可以称为表示上述的逆波长色散性的关系。具有这种特性的光学各向异性层在各波长下赋予均匀的偏振转换特性,因此能够适当地用作后述的λ/4板、各种光学功能层、光学补偿层。面内延迟Re(550)能够为100nm~350nm,更优选100nm~250nm。
各波长下的面内延迟值的测定方法如上所述。
关于上述光学各向异性层的厚度,能够考虑相对于目标相位差使用的聚合性液晶组合物所具有的折射率各向异性而适当地设定,但是作为一例,优选为0.5μm~5μm,更优选为0.7μm~4μm,进一步优选为1μm~3μm。若在该范围内,则可获得抑制异物、取向异常等故障且面内均匀性高,并且层表面·层内部均监牢且耐久性优异的光学各向异性层。
成为光学各向异性层的聚合性液晶组合物含有逆波长色散性的聚合性液晶化合物。而且,根据需要,能够包含其他聚合性化合物、流平剂、溶剂、其他成分。
(逆波长色散性的聚合性液晶化合物)
本说明书中,“逆波长色散性”的聚合性液晶化合物是指在测定使用其制作的相位差层在特定波长(可见光范围)下的面相位差、典型的是面内的延迟(Re)值时随着测定波长增加而Re值变得相等或增加的化合物,并且是指如后述满足Re(450)<Re(550)<Re(650)的关系的化合物。还包括用Rth(λ)来代替Re(λ)满足相同的关系的情况。
并且,本说明书中的聚合性液晶化合物是指具有聚合性基团的液晶化合物。特定聚合性液晶化合物的聚合性基团的种类并无特别限制,例如,可举出丙烯酰基、甲基丙烯酰基、乙烯基、苯乙烯基、烯丙基等。
特定液晶化合物的种类并无特别限制,但是能够根据其形状分为棒状类型(棒状液晶化合物)和圆盘状类型(圆盘状液晶化合物。盘状液晶化合物)。而且,分别具有低分子类型和高分子类型。高分子通常是指聚合度为100以上的高分子(高分子物理·相变动力学,土井正男著,第2页,岩波书店,1992)。本发明中,还能够使用任何液晶化合物。还可以使用2种以上的棒状液晶化合物、2种以上的圆盘状液晶化合物、或棒状液晶化合物与圆盘状液晶化合物的混合物。
它们中,也优选使用棒状液晶化合物。具有如下优点:通过使棒状液晶化合物均匀(水平)取向,容易使所形成的相位差膜作为如后述的正A板发挥功能。
关于逆波长色散性的液晶化合物,只要能够如上述那样形成逆波长色散性的薄膜,则并无特别限定,例如,能够使用日本特开2008-297210号公报中所记载的由通式(I)表示的化合物(尤其,段落号[0034]至[0039]中所记载的化合物)、日本特开2010-084032号公报中所记载的由通式(1)表示的化合物(尤其,段落号[0067]至[0073]中所记载的化合物)、由后述的通式(II)表示的液晶化合物等。
从逆波长色散性更优异的观点出发,优选上述的特定液晶化合物包含由下述通式(II)表示的液晶化合物。
L1-G1-D1-Ar-D2-G2-L2……通式(II)
并且,上述式(II)中,D1及D2分别独立地表示单键、-CO-O-、-C(=S)O-、-CR1R2-、-CR1R2-CR3R4-、-O-CR1R2-、-CR1R2-O-CR3R4-、-CO-O-CR1R2-、-O-CO-CR1R2-、-CR1R2-O-CO-CR3R4-、-CR1R2-CO-O-CR3R4-、-NR1-CR2R3-或-CO-NR1-。
R1、R2、R3及R4分别独立地表示氢原子、氟原子或碳原子数1~4的烷基。在存在多个R1、R2、R3及R4中的每一个的情况下,多个R1、多个R2、多个R3及多个R4各自可以彼此相同,也可以彼此不同。
G1及G2分别独立地表示碳原子数5~8的2价的脂环式烃基,上述脂环式烃基中所包含的亚甲基可以被-O-、-S-、-NH-取代。
L1及L2分别独立地表示1价的有机基团,选自包括L1及L2的组中的至少1种表示具有聚合性基团的1价的基团。
Ar表示由下述通式(II-1)、(II-2)、(II-3)或(II-4)表示的2价的芳香环基。
[化学式3]
上述通式(II-1)~(II-4)中,Q1表示-S-、-O-、或-NR11-,
R11表示氢原子或碳原子数1~6的烷基,
Y1表示碳原子数6~12的芳香族烃基或碳原子数3~12的芳香族杂环基(另外,上述芳香族烃基及上述芳香族杂环基可以具有取代基),
Z1、Z2及Z3分别独立地表示氢原子或碳原子数1~20的脂肪族烃基、碳原子数3~20的脂环式烃基、1价的碳原子数6~20的芳香族烃基、卤原子、氰基、硝基、-NR12R13或-SR12,
Z1及Z2可以相互键合而形成芳香环或芳香族杂环,R12及R13分别独立地表示氢原子或碳原子数1~6的烷基,
A1及A2分别独立地为选自包括-O-、-NR21-、-S-及-CO-的组中的基团,R21表示氢原子或取代基,X表示氢原子或可以键合取代基的第14族~第16族非金属原子(优选为可举出=O、=S、=NR’、=C(R’)R’(其中,R’表示取代基)),
Ax表示具有选自包括芳香族烃环及芳香族杂环的组中的至少一个芳香环的、碳原子数2~30的有机基团,可优选举出芳香族烃环基;芳香族杂环基;具有选自包括芳香族烃环及芳香族杂环的组中的至少一个芳香环的、碳原子数3~20的烷基;具有选自包括芳香族烃环及芳香族杂环的组中的至少一个芳香环的、碳原子数3~20的烯基;具有选自包括芳香族烃环及芳香族杂环的组中的至少一个芳香环的、碳原子数3~20的烯基,
Ay表示氢原子、可以具有取代基的碳原子数1~6的烷基或具有选自包括芳香族烃环及芳香族杂环的组中的至少一个芳香环的碳原子数2~30的有机基团,该有机基团的优选方式与上述Ax的有机基团的优选方式相同,
Ax及Ay中的芳香环可以分别具有取代基,Ax与Ay可以键合而形成环,
Q2表示氢原子、或可以具有取代基的碳原子数1~6的烷基。
另外,作为取代基,可举出卤原子、烷基、卤化烷基、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的烷基硫烷基、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N,N-二烷基氨磺酰基或将它们组合而得的基团等。
关于由通式(II)表示的液晶化合物的各取代基的定义及优选的范围,对于D1、D2、G1、G2、L1、L2、R1、R2、R3、R4、Q1、Y1、Z1及Z2,能够分别参考与关于日本特开2012-021068号公报中所记载的化合物(A)的D1、D2、G1、G2、L1、L2、R4、R5、R6、R7、X1、Y1、Q1、Q2有关的记载,对于A1、A2及X,能够分别参考与关于日本特开2008-107767号公报中所记载的由通式(I)表示的化合物的A1、A2及X有关的记载,对于Ax、Ay、Q2,能够分别参考与关于国际公开第2013/018526号中所记载的由通式(I)表示的化合物的Ax、Ay、Q1有关的记载。关于Z3,能够参考与日本特开2012-21068号公报中所记载的化合物(A)有关的Q1的记载。
尤其,作为由L1、L2表示的有机基团,分别尤其优选为由-D3-G3-Sp-P3表示的基团。
D3与D1含义相同。
G3表示单键、碳原子数6~12的2价的芳香环基或杂环基、或者碳原子数5~8的2价的脂环式烃基,上述脂环式烃基中所包含的亚甲基可以被-O-、-S-、-NR7-取代,其中,R7表示氢原子或碳原子数1~6的烷基。
Sp表示单键、由-(CH2)n-、-(CH2)n-O-、-(CH2-O-)n-、-(CH2CH2-O-)m、-O-(CH2)n-、-O-(CH2)n-O-、-O-(CH2-O-)n-、-O-(CH2CH2-O-)m、-C(=O)-O-(CH2)n-、-C(=O)-O-(CH2)n-O-、-C(=O)-O-(CH2-O-)n-、-C(=O)-O-(CH2CH2-O-)m、-C(=O)-N(R8)-(CH2)n-、-C(=O)-N(R8)-(CH2)n-O-、-C(=O)-N(R8)-(CH2-O-)n-、-C(=O)-N(R8)-(CH2CH2-O-)m、-(CH2)n-O-(C=O)-(CH2)n-C(=O)-O-(CH2)n-表示的间隔基团。在此,n表示2~12的整数,m表示2~6的整数,R8表示氢原子或碳原子数1~6的烷基。并且,上述各基团中的-CH2-的氢原子可以被甲基取代。
P3表示聚合性基团。
聚合性基团并无特别限定,但是优选能够进行自由基聚合或阳离子聚合的聚合性基团。
作为自由基聚合性基团,能够使用众所周知的自由基聚合性基团,作为优选的自由基聚合性基团,能够举出丙烯酰基或甲基丙烯酰基。已知在该情况下,通常丙烯酰基的聚合速度快,从提高生产率的观点出发,优选丙烯酰基,但是甲基丙烯酰基也能够同样地用作高双折射性液晶的聚合性基团。
作为阳离子聚合性基团,能够使用众所周知的阳离子聚合性基团,具体而言,能够举出脂环式醚基、环状缩醛基、环状内酯基、环状硫醚基、螺环原酸酯基、乙烯氧基等。其中,优选脂环式醚基、乙烯氧基,尤其优选环氧基、氧杂环丁基、乙烯氧基。
作为尤其优选的聚合性基团的例,可举出下述。
[化学式4]
另外,在本说明书中,“烷基”可以是直链状、支链状或环状中的任一种,例如,可举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基、1,1-二甲基丙基、正己基、异己基、环丙基、环丁基、环戊基、环己基等。
以下示出由通式(II)表示的液晶化合物的优选例,但是并不限定于这些液晶化合物。
[化学式5]
[化学式6]
II-1-16
II-1-17
II-1-18
[化学式7]
另外,上述式中,“*”表示键合位置。
[化学式8]
[化学式9]
II-3-26
II-3-27
II-3-28
II-3-29
[化学式10]
[化学式11]
II-3-55
[化学式12]
II-4-1
II-4-2
II-4-3
在使用由通式(II)表示的液晶化合物的情况下,特定液晶化合物中的由通式(II)表示的液晶化合物的含量优选为60~100质量%,更优选为70~100质量%,进一步优选为70~90质量%。通过为70质量%以上,逆波长色散性更优异。可以同时使用它们中的多个。
(聚合性棒状化合物)
除了上述逆波长色散性的聚合性液晶化合物以外,在聚合性组合物中还能够添加聚合性棒状化合物。该聚合性棒状化合物不考虑有无液晶性。通过聚合性棒状化合物的添加,能够改善聚合性组合物的相转变温度、取向性、通过聚合固定取向时的取向稳定性。
与特定液晶化合物进行混合并作为聚合性组合物进行处理,因此若为与特定液晶化合物的相溶性高的化合物,则能够优选使用。尤其,能够优选使用日本特开2015-163596中所记载的式(I)的结构的化合物。
相对于上述逆波长色散性的液晶化合物,添加量优选0~30%,进一步优选0~20%。
〔聚合引发剂〕
形成光学各向异性层的聚合性液晶组合物能够包含聚合引发剂。
优选所使用的聚合引发剂为通过紫外线照射而能够引发聚合反应的光聚合引发剂。
作为光聚合引发剂,例如,可举出d-羰基化合物(记载于美国专利第2367661号、美国专利第2367670号的各说明书)、偶姻醚(记载于美国专利第2448828号说明书)、α-烃取代芳香族偶姻化合物(记载于美国专利第2722512号说明书)、多核醌化合物(记载于美国专利第3046127号、美国专利第2951758号的各说明书)、三芳基咪唑二聚体和对氨基苯基酮的组合(记载于美国专利第3549367号说明书)、吖啶及吩嗪化合物(记载于日本特昭60-105667号公报、美国专利第4239850号说明书)及噁二唑化合物(记载于美国专利第4212970号说明书)、酰基膦氧化合物(记载于日本特公昭63-040799号公报、日本特公平5-029234号公报、日本特开平10-095788号公报、日本特开平10-029997号公报)等。
在本发明中,从光学各向异性层的耐久性变得更良好的理由出发,聚合引发剂优选为肟型聚合引发剂(美国专利第5496482号说明书的记载),具体而言,更优选为由下述式(III)表示的聚合引发剂。
[化学式13]
在此,上述式(III)中,X表示氢原子或卤原子,Y表示1价的有机基团。
并且,Ar3表示2价的芳香族基,L6表示碳原子数1~12的2价的有机基团,R10表示碳原子数1~12的烷基。
上述式(III)中,作为X所表示的卤原子,例,如可举出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等,其中,优选氯原子。
并且,上述式(III)中,作为Ar3所表示的2价的芳香族基,可举出作为上述式(II)中的Ar2例示的具有选自包括芳香族烃环及芳香族杂环的组中的至少1个芳香环的2价的基团等。
并且,上述式(III)中,作为L6所表示的碳原子数1~12的2价的有机基团,例如,可举出碳原子数1~12的直链状或支链状的亚烷基,具体而言,可优选举出亚甲基、亚乙基、亚丙基等。
并且,上述式(III)中,作为R10所表示的碳原子数1~12的烷基,具体而言,例如,可优选举出甲基、乙基、丙基等。
并且,上述式(III)中,作为Y所表示的1价的有机基团,例如,可举出包含二苯甲酮骨架((C6H5)2CO)的官能团。具体而言,如由下述式(2a)及下述式(2b)表示的基团那样,优选包含末端的苯环是未取代或单取代的二苯甲酮骨架的官能团。
[化学式14]
在此,上述式(3a)及上述式(3b)中,*表示键合位置、即与上述式(III)中的羰基的碳原子的键合位置。
作为由上述式(III))表示的肟型聚合引发剂,例如,可举出由下述式S-1表示的化合物或由下述式S-2表示的化合物等。
[化学式15]
在本发明中,上述聚合引发剂的含量并无特别限定,但是相对于本发明的聚合性液晶组合物中所包含的特定液晶化合物100质量份,聚合引发剂的含量优选为0.5~10质量份,更优选为1~5质量份。
〔取向控制剂〕
根据需要,在聚合性液晶组合物中能够含有取向控制剂。作为取向控制剂,例如,能够使用低分子的取向控制剂、高分子的取向控制剂。作为低分子的取向控制剂,例如,能够参考日本特开2002-020363号公报的0009~0083段、日本特开2006-106662号公报的0111~0120段、日本特开2012-211306公报的0021-0029段的记载,且该内容被编入本申请说明书中。并且,作为高分子的取向控制剂,例如,能够参考日本特开2004-198511号公报的0021~0057段的记载、日本特开2006-106662号公报的0121~0167段,且该内容被编入本申请说明书中。
取向控制剂的使用量优选为聚合性液晶组合物中的液晶组合物的固体成分的0.01~10质量%,进一步优选为0.05~5质量%。通过使用取向控制剂,例如,能够将液晶化合物设为与层的表面平行地取向的均匀取向状态。
(其他聚合性化合物)
聚合性液晶组合物还可以含有除了上述特定液晶化合物以外的聚合性化合物。
在此,聚合性化合物所具有的聚合性基团并无特别限定,例如,可举出(甲基)丙烯酰基、乙烯基、苯乙烯基、烯丙基等。其中,优选具有(甲基)丙烯酰基。
在本发明中,从相位差膜的耐久性得到提高的理由等出发,优选为具有2个以上的聚合性基团的聚合性化合物,更优选为具有2~6个聚合性基团的聚合性化合物。
作为这种聚合性化合物,例如,可举出日本特开2014-077068号公报的[0030]~[0033]段中所记载的由式(M1)、(M2)、(M3)表示的化合物,更具体而言,可举出日本特开2014-077068号公报的[0046]~[0055]段中所记载的具体例。
聚合性化合物可以单独使用1种,也可以同时使用2种以上。
在本发明中,含有上述聚合性化合物时的含量并无特别限定,但是在上述的特定液晶化合物及上述聚合性化合物的总计100质量份中,优选为1~40质量份,更优选为5~30质量份。
〔溶剂〕
从形成相位差膜的操作性等的观点出发,优选聚合性液晶组合物含有有机溶剂。
作为有机溶剂,具体而言,例如,可举出酮类(例如,丙酮、2-丁酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮、环戊酮等)、醚类(例如,二噁烷、四氢呋喃等)、脂肪族烃类(例如,己烷等)、脂环式烃类(例如,环己烷等)、芳香族烃类(例如,甲苯、二甲苯、三甲苯等)、卤代碳类(例如,二氯甲烷、二氯乙烷、二氯苯、氯甲苯等)、酯类(例如,乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯等)、水、醇类(例如,乙醇、异丙醇、丁醇、环己醇等)、溶纤剂类(例如,甲基溶纤剂、乙基溶纤剂等)、溶纤剂乙酸酯类、亚砜类(例如,二甲基亚砜等)、酰胺类(例如,二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺等)等,可以单独使用它们中的1种,也可以同时使用2种以上。
(其他成分)
聚合性液晶组合物还可以含有除了上述以外的其他成分,例如,可举出除了上述以外的液晶化合物、流平剂、表面活性剂、取向助剂、增塑剂、交联剂、耐湿热性改善剂、增感剂、紫外线吸收剂、色素、自由基淬灭剂等。
(光学各向异性层的光学特性、取向状态)
根据目的,本发明的长条相位差膜中的光学各向异性层能够赋予各种光学特性。这些光学特性能够通过控制上述的聚合性液晶组合物的取向状态、厚度来获得。作为本发明的一方式,能够为作为正A板的λ/4板。并且,作为本发明的另一方式,能够为正C板。
(正A板)
本发明的相位差膜中所包含的光学各向异性层能够为正A板。在上述的聚合性组合物中,能够通过使用棒状的聚合性液晶化合物使其进行水平取向(均匀取向)来获得正A板。
另外,在本说明书中,正A板如下定义。在将薄膜的面内的慢轴方向(面内的折射率成为最大的方向)的折射率设为nx、将在面内与面内的慢轴正交的方向的折射率设为ny、将厚度方向的折射率设为nz时,正A板(Positive Aplate)满足式(A1)的关系。另外,正A板的Rth显示正值。
式(A1)nx>ny≈nz
另外,所谓上述“≈”,不仅包含两者完全相同的情况,还包含两者实质上相同的情况。所谓“实质上相同”,例如,即使在(ny-nz)×d(其中,d为薄膜的厚度)为-10nm~10nm、优选为-5nm~5nm的情况下也包含于“ny≈nz”中。
正A板的制造方法的详细内容例如能够参考日本特开2008-225281号公报、日本特开2008-026730号公报等的记载。
(λ/4板)
优选本发明的相位差膜中所包含的光学各向异性层具有λ/4板的特性。λ/4板是指特定的波长λnm下的面内延迟Re(λ)满足Re(λ)=λ/4或接近其的相位差板(相位差膜)。
该式中,可以在可见光区域的任一个波长(例如,λ=550nm)下实现,但是优选波长550nm下的面内延迟Re(550)满足100nm≤Re(550)≤160nm的关系,更优选满足110nm≤Re(550)≤150nm。
若使用上述的逆波长色散性的聚合性液晶组合物,则即使在波长450nm及波长650nm下也具有接近Re(λ)=λ/4的相位差,与使用常规波长色散性的液晶组合物时相比,能够获得在宽的波长范围内作为λ/4板发挥作用的光学各向异性层。这样的宽频带λ/4板例如有助于在将光学各向异性层的慢轴与直线偏振片的透过轴以30°~50°、优选为45°配置并层叠而获得的圆偏振片(来自直线偏振片侧的入射光从λ/4板侧作为圆偏振光射出)中形成适合的宽频带圆偏振片,如后述,例如能够适当地用作图像显示装置中的内部防反射用薄膜。
如此,在将长条相位差膜用作宽频带圆偏振片的情况下,优选光学各向异性层的面内慢轴相对于长条支撑体的长度方向呈30°~50°的角度。
(正C板)
本发明的相位差膜中所包含的光学各向异性层能够设为正C板。在上述的聚合性组合物中,能够通过使用棒状的聚合性液晶化合物使其进行垂直取向(垂面(homeotropic)取向)来获得正C板。
另外,在本说明书中,正C板如下定义。在将薄膜面内的一个方向的折射率设为nx,将与nx的方向正交的方向的折射率设为ny,将厚度方向的折射率设为nz时,正C板(Positive C plate)满足式(C1)的关系。另外,正C板的Rth显示负值。
式(C1)nx≈ny<nz
另外,所谓上述“≈”,不仅包含两者完全相同的情况,还包含两者实质上相同的情况。所谓“实质上相同”,例如,即使在(nx-ny)×d(其中,d为薄膜的厚度)为-10nm~10nm、优选为-5nm~5nm的情况下也包含于“nx≈ny”中。
(光学各向异性的取向状态)
关于本发明的长条相位差膜所具有的光学各向异性层,使用溶液(a)测定的聚合性液晶化合物在320nm~400nm的范围内的极大吸收波长下的光学各向异性的取向有序度S0能够为-0.50<S0<-0.15。在此,溶液(a)是指将所使用的逆波长色散性的聚合性液晶化合物以成为10mol/l的浓度的方式溶解于氯仿中而得的溶液。
光学各向异性层的取向有序度S(λ)为由式(S1)表示的值。
S(λ)=(Ap-Ay)/(Ap+2Av)……式(S1)
[式(1)中,Ap表示相对于在与光学各向异性层中所包含的逆波长色散性的聚合性液晶化合物的取向方向(例如,若为上述正A板,则为面内慢轴方向)平行的方向上发生了偏振的光的吸光度。Av表示相对于在与光学薄膜中所包含的聚合性液晶化合物的取向方向垂直的方向上发生了偏振的光的吸光度。]
关于光学薄膜的取向有序度S(λ),作为逆波长色散性的聚合性液晶化合物在320nm~400nm处的吸收极大峰值,能够通过该波长下的偏振吸收测定来求出λ。如上所述,取向有序度S0能够为-0.50<S0<-0.15,优选为-0.48<S0<-0.20。若在该范围内,则能够抑制液晶化合物的结晶化,并且能够获得取向性、折射率各向异性、逆波长色散性优异的光学各向异性层。
在本发明的长条相位差膜所具有的光学各向异性层的固化处理之前的状态(还称为“液晶层(未固化)”)下,上述液晶化合物能够为呈向列相或近晶相的状态。为了提高上述取向有序度S0并获得该效果,优选呈近晶相。关于这些状态,如后述,在热致液晶中能够用温度控制,本发明中所使用的聚合性液晶性组合物优选为具有近晶相的聚合性液晶组合物,从该向列相至近晶相的相转变温度能够为20~120℃,优选为60℃以上,更优选为80℃以上。若在该范围内,则能够在一般的制膜装置能够应对的温度区域中控制取向有序度,且即使在后述的加热固化条件下,取向性也不容易受损,能够兼顾光学各向异性层的耐久性和所包含的液晶化合物的取向有序度。
在本发明的光学各向异性层为正C板的情况下,能够使用下述式的厚度方向相位差变化ΔRth来代替面内相位差变化ΔRe。
ΔRth=|Rtha(550)-Rthb(550)|÷|Rtha(550)|
[在此,Rtha(550)表示测定波长550nm下的、加热前的相位差膜切片的厚度方向相位差,Rthb(550)表示在85℃、500小时的加热条件下进行处理之后的相位差膜切片的厚度方向相位差值。]
在本发明的光学異方层为正C板的实施方式中,ΔRth能够为0.94~1.02,更优选为0.96~1.01。
这样的相位差膜能够通过兼顾高取向有序度和聚合性液晶组合物的聚合反应速率来实现,具体而言,能够通过在以下叙述的相位差膜的制造方法来实现。
[相位差膜的制造方法]
本发明的长条相位差膜的形成方法并无特别限制,可举出公知的方法。
典型地,通过在长条支撑体上连续涂布上述聚合性液晶组合物而形成长条状的涂膜,并对所获得的涂膜实施固化处理(活性能量射线的照射(光照射处理)和/或加热处理),能够制造包含所固化的涂膜(光学各向异性层)的相位差膜。另外,根据需要,可以使用前述的取向层、取向处理等。
在此,本发明的长条相位差膜的优选的制造方法进行如下工序:
涂布工序,在长度方向上传送由树脂薄膜形成的长条支撑体,并且将包含逆波长色散性的聚合性液晶化合物的聚合性液晶组合物涂布于长条支撑体的一个表面上并形成涂膜;及
固化工序,使涂膜固化而形成光学各向异性层,
所述长条相位差膜的制造方法中,
长条支撑体的厚度为10μm~50μm,且宽度方向弹性模量为4.3GPa~6.0GPa,且宽度方向的线性热膨胀系数为10ppm/℃~35ppm/℃,
在固化工序中,将涂膜加热至80℃以上且140℃以下并且进行固化。
并且,优选固化工序通过活性能量射线的照射(光照射)使涂膜固化。活性能量射线优选为紫外线。
并且,优选活性能量射线的照射在长条支撑体与支承辊接触的位置进行。
并且,优选本发明的长条相位差膜通过所谓的卷对卷(RtoR)进行:在长度方向上传送长条支撑体,并且在传送路径中进行各工序。
关于上述聚合性液晶组合物的涂布,能够通过公知的方法(例如,绕线棒涂布法、挤压涂布法、直接凹版涂布法、逆向凹版涂布法、模涂法)来实施。在涂布之后,根据需要,适当地进行加热或进行减压,由此能够去除组合物中所包含的溶剂。干燥可以与后述的取向处理同时进行。
聚合性液晶组合物对涂布层的取向处理能够通过加热来进行。在取向处理中形成的液晶相为热致液晶化合物的情况下,通常能够根据温度的变化而转变。
在所使用的聚合性液晶组合物以热致性显现近晶相的情况下,通常显现向列相的温度区域高于显现近晶相的温度区域。因此,将特定液晶化合物加热至显现向列相的温度区域,接着,降低加热温度至特定液晶化合物显现近晶相的温度区域,由此能够将特定液晶化合物从向列相转变为近晶相。在设为向列层的情况以及聚合性液晶性组合物不具有近晶相的情况下,能够通过在暂且加热至显示向列相的温度或从向列相转变为各向同性层的温度以上之后,保持在显示向列相的温度内来进行取向处理。
在本发明中所使用的逆波长色散性的聚合性液晶化合物为棒状液晶的情况下,需要在显现向列相的温度区域中,加热一定时间直至特定液晶化合物形成单畴。加热时间(加热熟化时间)优选10秒钟~5分钟,进一步优选10秒钟~3分钟,最优选10秒钟~2分钟。
如上所述,对经取向处理的涂膜的固化处理(活性能量射线的照射(光照射处理)和/或加热处理)还能够称为用于固定聚合性液晶化合物的取向的固定化处理。
优选固定化处理通过活性能量射线(优选为紫外线)的照射来进行,通过特定液晶化合物的聚合来固定液晶。此时,通过提高涂膜的温度,能够促进聚合反应而形成耐久性优异的光学各向异性层。作为加热条件,优选80℃~140℃的范围,更优选90℃~140℃的范围。若在该范围内,能够赋予光学各向异性层优异的耐久性,并且能够抑制各原材料的热解来制造高质量的长条相位差膜。
并且,活性能量射线的照射量可以根据聚合性液晶化合物的种类、聚合引发剂的种类、活性能量射线的种类等来适当地设定。例如,在照射紫外线作为活性能量射线的情况下,优选100~500mJ/cm2。
然而,如开头所述,取向处理之后的高温加热有可能破坏所形成的液晶的取向状态,并且具有如下限制:对于加热开始至固化处理为止,必须在很短的时间内处理。因此,在本发明的长条相位差膜的制造中,优选加热机构和固化处理机构连续或几乎同时进行。作为加热机构,可举出通过将环境气体设为高温来进行的加热、通过与热源接触来进行的加热、通过红外线等辐射进行的加热等,但是从涂膜的升温速度和加热的均匀性优异的观点出发,优选基于干燥机等的接触加热。在作为固化处理机构而使用活性能量射线的照射的情况下,与照射装置对置的支承辊优选为干燥机(加热机构)。并且,优选在对取向状态没有影响的范围内,在加热~效果处理之前进行预热。
如此,包含聚合性液晶组合物的取向被固定的光学各向异性层的长条相位差膜能够根据需要经过后加热处理、衬膜或表面保护膜的赋予制成卷绕在卷芯上的卷绕体。在为总长超过500m的长条相位差膜的情况下,为了防止卷绕的薄膜相互摩擦,能够在薄膜的两端设置滚花。若在上述的宽度方向上使用高弹性模量的长条支撑体,则可良好地保持由滚花支撑的薄膜之间的间隙并抑制表面形态故障,能够将相位差膜的质量保持为较高。
[长条层叠体]
本发明的长条层叠体(长条偏振片)具有上述长条相位差膜和长条直线偏振膜。关于相位差膜的说明,如上所述,因此省略。
<长条直线偏振膜>
长条直线偏振膜可以是具有将光转换为特定的直线偏振光的功能的、所谓的直线起偏器。作为起偏器,并无特别限定,但是能够利用吸收型起偏器。
起偏器的种类并无特别限制,能够利用通常使用的起偏器,例如,能够使用碘系起偏器、利用了二色性染料的染料系起偏器、多烯系起偏器及使用了线栅的起偏器中的任一个。通常,碘系起偏器及染料系起偏器通过使碘或二色性染料吸附于聚乙烯醇上并进行拉伸来制作。
并且,作为起偏器,使用热致液晶性二色性色素(例如,日本特开2011-237513号公报中所记载的光吸收性各向异性膜中所使用的热致液晶性二色性色素),还优选使用通过涂布等制作的涂布型起偏器。通过使用涂布型起偏器,能够对将聚乙烯醇进行拉伸而得的起偏器实现进一步薄膜化。并且,即使在施加弯曲等外力的情况下,也能够提供光学特性的变化少的偏振片。
起偏器的厚度并无特别限制,但是若为典型的聚乙烯醇起偏器,则优选为1μm~40μm,更优选为2μm~30μm,进一步优选为3μm~20μm。若为上述厚度,则能够应对显示装置的薄型化。若为涂布型起偏器,则能够在0.5μm~3μm的范围内。
适当地设计本发明的相位差膜的光学特性,由此能够通过与起偏器层叠而获得各种高功能偏振片。例如,通过将本发明的相位差膜设为λ/4板,并将其慢轴与起偏器的透过轴设为45°或135°,能够获得理想的圆偏振片。并且,通过将本发明的相位差膜的面内相位差Re设为100~150nm,并且使其慢轴与起偏器的透过轴平行或正交,能够用作IPS方式的液晶显示器面板的光学补偿层。除此以外,通过应用各种光学设计并组合起偏器和本发明的相位差膜,还能够构成带有各种光学各向异性层的偏振片、圆偏振片、椭圆偏振片。
通常,长条层叠体(长条偏振片)以长条相位差膜(长条支撑体)的长度方向与长条直线偏振膜的吸收轴一致的方式制作。即,长条相位差膜(长条支撑体)的宽度方向与长条直线偏振膜的吸收轴处于正交的关系。因此,若从图像显示装置等中所使用的偏振片(切片)中可知直线偏振膜的吸收轴,则也可知长条支撑体的宽度方向。
<其他层>
(起偏器保护膜)
可以在起偏器的表面上配置起偏器保护薄膜。起偏器保护膜可以仅配置于起偏器的一个表面上(与相位差膜侧相反的一侧的表面上),也可以配置于起偏器的两个表面上。
起偏器保护膜的结构并无特别限制,例如,可以是所谓透明支撑体或硬涂层,也可以是透明支撑体与硬涂层的层叠体。并且,本发明的相位差膜的支撑体层可以兼作起偏器保护膜。
作为硬涂层,能够使用公知的层,例如也可以是使多官能单体聚合固化而获得的层。根据需要,可以对硬涂层赋予防眩性、抗静电性。
并且,作为透明支撑体,能够使用公知的透明支撑体,例如,作为形成透明支撑体的材料,能够使用以三乙酰纤维素为代表的纤维素系聚合物(以下,称为纤维素酰化物)、热塑性降莰冰片烯系树脂(Zeon Corporation制造的ZEONEX、ZEONOR及JSR CORPORATION制造的ARTON等)、丙烯酸系树脂、聚酯系树脂。
起偏器保护薄膜的厚度并无特别限定,但是从能够减小偏振片的厚度的观点出发,优选40μm以下,更优选25μm以下。从薄膜处理的观点出发,优选5μm以上,更优选为12μm以上。
为了确保各层之间的密接性,可以在各层之间配置粘合层或粘接层。为了将触摸面板等的功能复合化,可以与各层中的任一层接触而设置透明导电层、金属层的微细图案。
[图像显示装置]
作为上述长条层叠体的一种的偏振片能够优选用于有机电致发光装置(优选为有机EL(电致发光)显示装置)、LED显示器、液晶显示装置等图像显示装置。
此时,可以从长条层叠体剪切成所期望的大小(图像显示装置的显示区域的大小)而用作偏振片。并且,在从长条层叠体剪切时,可以使所剪切的偏振片的长度方向与长条层叠体的长度方向一致而进行剪切,也可以使所剪切的偏振片的长度方向与长条层叠体的宽度方向一致而进行剪切,还可以剪切成所剪切的偏振片的长度方向相对于长条层叠体的长度方向成为倾斜方向。
<液晶显示装置>
液晶显示装置为图像显示装置的一例,且具有从上述的本发明的长条层叠体剪切的偏振片和液晶单元。
另外,本发明中,在设置于液晶单元的两侧的偏振片中,优选使用本发明的偏振片来作为前侧的偏振片,更优选使用本发明的偏振片来作为前侧及后侧的偏振片。并且,优选偏振片中所包含的上述相位差膜配置于液晶单元侧。
即,本发明的相位差膜能够适当地用作光学补偿薄膜。
以下,对构成液晶显示装置的液晶单元进行详细叙述。
(液晶单元)
液晶显示装置中所利用的液晶单元优选为VA(Vertical Alignment:垂直取向)模式、OCB(Optical Compensated Bend:光学补偿弯曲)模式、IPS(In-Place-Switching:面内切换)模式、或TN(Twisted Nematic:扭曲向列)模式,但并不限定于这些。
TN模式的液晶单元中,在未施加电压时棒状液晶性分子实质上水平取向,进而扭曲取向为60~120°。TN模式的液晶单元最常用作色彩TFT液晶显示装置,并在多个文献中有记载。
VA模式的液晶单元中,在未施加电压时棒状液晶性分子实质上垂直取向。在VA模式的液晶单元中,除了包含(1)在未施加电压时使棒状液晶性分子实质上垂直取向,在施加电压时使其实质上水平取向的狭义的VA模式的液晶单元(日本特开平2-176625号公报中所记载)以外,还包含(2)为了扩大视角,对VA模式进行了多域化的(MVA模式的)液晶单元(SID97,Digest of tech.Papers(论文集)28(1997)845中所记载)、(3)在未施加电压时使棒状液晶性分子实质上垂直取向,在施加电压时使其扭曲多域取向的模式(n-ASM模式)的液晶单元(日本液晶讨论会的论文集58~59(1998)中所记载)及(4)SURVIVAL模式的液晶单元(LCD International 98中发表)。并且,可以是P VA(Patterned Vertical Alignment:图像垂直调整)型、光取向(Optical Alignment:光学对准)型及PSA(Polymer-SustainedAlignment:聚合物稳定取向)型中的任一种。关于这些模式的详细内容,在日本特开2006-215326号公报及日本特表2008-538819号公报中有详细的记载。
关于IPS模式的液晶单元,棒状液晶分子相对于基板而实质上平行取向,且通过施加与基板面平行的电场而使液晶分子平面响应。关于IPS模式,在未施加电场的状态下成为黑色显示,且上下一对偏振片的吸收轴正交。在日本特开平10-054982号公报、日本特开平11-202323号公报、日本特开平9-292522号公报、日本特开平11-133408号公报、日本特开平11-305217号公报、日本特开平10-307291号公报等中公开有使用光学补偿片(光学补偿薄膜)来降低斜方向上的黑色显示时的漏光并改善视角的方法。
<有机EL显示装置>
作为有机电致发光装置的一例的有机EL显示装置,例如,可优选举出从视觉辨认侧依次具有从本发明的长条层叠体剪切的圆偏振片和有机EL显示面板的方式。优选圆偏振片中所包含的相位差膜配置于有机EL显示面板侧。
即,包含本发明的相位差膜的圆偏振片可用作防止从外部射入的光被面板电极等反射而降低显示光的对比度的、所谓的防反射膜。并且,有机EL显示面板为使用在电极间(阴极及阳极间)夹持有机发光层(有机电致发光层)而成的有机EL元件构成的显示面板。有机EL显示面板的构成并无特别限制,可采用公知的结构。
[转印膜]
在本发明的长条相位差膜中,通过在支撑体与光学各向异性层之间、在取向层与光学各向异性层之间、在支撑体与取向层之间中的至少一个中能够剥离地制造,能够将仅包含光学各向异性层或者包含光学各向异性层和除了支撑体以外的其他层的层叠体转印到另一个支撑体或者偏振片等粘附体上,构成高功能偏振片、包含其的图像显示装置。即,关于本发明的长条相位差膜,作为另一方式,能够用作将支撑体作为伪支撑体的长条转印膜。
实施例
以下,利用实施例对发明进行详细说明。
〔纤维素酰化物膜1的制作〕
(芯层纤维素酰化物浓液的制作)
将下述组合物投入搅拌罐中,进行搅拌,并溶解各成分,而制备了用作芯层纤维素酰化物浓液的纤维素乙酸酯溶液。
化合物F
[化学式16]
(外层纤维素酰化物浓液的制作)
向上述芯层纤维素酰化物浓液90质量份中添加下述消光剂溶液10质量份,而制备了用作外层纤维素酰化物浓液的纤维素乙酸酯溶液。
(纤维素酰化物薄膜1的制膜)
利用平均孔径为34μm的滤纸及平均孔径为10μm的烧结金属过滤器过滤上述芯层纤维素酰化物浓液和上述外层纤维素酰化物浓液之后,使上述芯层纤维素酰化物浓液和其两侧的外层纤维素酰化物浓液以3层同时从流延口流延到20℃的金属带上(带式流延机)。在溶剂含有率约为20质量%的状态下剥离,利用拉幅机夹具固定薄膜的宽度方向的两端,并在横向上以1.1倍的拉伸倍率进行拉伸并且进行了干燥。然后,通过在热处理装置的辊之间进行传送,进一步进行干燥,并卷绕其而制作厚度为40μm的长条状的纤维素酰化物薄膜1。薄膜的芯层的厚度为36μm,且配置于芯层的两侧的外层的厚度分别为2μm。所获得的纤维素酰化物膜1的面内延迟为0nm。根据后述的评价方向测定的宽度方向弹性模量、140℃条件下的宽度方向弹性模量、宽度方向的线性热膨胀系数如表1所述。
(纤维素酰化物薄膜2的制膜)
在纤维素酰化物薄膜1的制膜中,将厚度设为20μm(芯层的厚度为15μm,配置于芯层的两侧的外层的厚度分别为2.5μm),除此以外,以与纤维素酰化物薄膜1相同的方式制作了纤维素酰化物薄膜2。宽度方向弹性模量、140℃条件下的宽度方向弹性模量、宽度方向的线性热膨胀系数如表1所述。
(纤维素酰化物薄膜3及纤维素酰化物薄膜4)
作为纤维素酰化物薄膜3,使用了市售的纤维素酰化物薄膜(ZRD40SL,Fu jifilmCorporation制造)的长条体。并且,作为纤维素酰化物薄膜4,使用了市售的纤维素酰化物薄膜(ZRD60SL,Fujifilm Corporation制造)的长条体。宽度方向弹性模量、140℃条件下的宽度方向弹性模量、宽度方向的线性热膨胀系数如表1所述。
(具有光取向性基团的聚合物A1的合成)
向具备冷却管及搅拌机的烧瓶中装入了作为聚合引发剂的2,2’-偶氮双(异丁腈)1质量份、及作为溶剂的二乙二醇甲基乙基醚180质量份。向其中添加3,4-环氧环己基甲基丙烯酸甲酯100质量份,将烧瓶内部替换为氮气之后,缓慢地进行了搅拌。使溶液温度上升至80℃,并将该温度保持5小时,由此获得了含有约35质量%的具有环氧基的聚甲基丙烯酸酯的聚合物溶液。所获得的含有环氧基的聚甲基丙烯酸酯的重均分子量Mw为25,000。
接着,向另一反应容器中装入在上述获得的包含含有环氧基的聚甲基丙烯酸酯的溶液286质量份(以聚甲基丙烯酸酯换算计为100质量份)、通过日本特开2015-26050号公报的合成例1的方法获得的肉桂酸衍生物120质量份、作为催化剂的四丁基溴化铵20质量份、及作为稀释溶剂的丙二醇单甲基醚乙酸酯150质量份,并在氮环境气体下,在90℃的条件下搅拌12小时的情况下进行了反应。反应结束后,在反应混合物中添加丙二醇单甲基醚乙酸酯100质量份并进行稀释,并将其水洗了3次。将水洗后的有机相投入大量过剩的甲醇中并使聚合物沉淀,将所回收的沉淀物在40℃的条件下真空干燥12小时,由此获得了具有光取向性基团的下述聚合物A1。
[化学式17]
(实施例1)
〔长条相位差膜的制作〕
在所制作的纤维素酰化物膜1的一侧面上,利用棒式涂布机连续涂布了下述光取向膜用组合物1。涂布之后,在120℃的加热区干燥1分钟并去除溶剂,形成了厚度为0.3μm的光异构化组合物层。接着,一边卷绕在镜面处理支承辊,一边在长度方向上以偏光轴形成45°的角度的方式进行偏振光紫外线照射(10mJ/cm2,使用超高压汞灯),由此形成了长条状的光取向膜。
NOMCOAT TAB
[化学式18]
接着,利用模涂布机将下述光学各向异性层形成用组合物1涂布于形成为长条状的光取向膜上,并形成了液晶层(未固化)。然后,保持为120℃,在氮气环境气体下(氧浓度为100ppm)通过紫外线照射(使用超高压汞灯)使取向固定化,形成厚度为2.3μm的光学各向异性层,并将所获得的薄膜卷绕在卷芯上,制作了长条状的相位差膜1。所获得的相位差膜的平均面内延迟Re(550)为140nm且满足Re(450)/Re(550)<1.0且1.0<Re(650)/Re(550),平均慢轴方向相对于长度方向为45°。并且,通过AxoScan测定波长色散(Re(450)/Re(550)),其结果为0.87。
另外,下述液晶性化合物L-3及L-4的与丙烯酰氧基相邻的基团,表示丙烯基(甲基被乙烯基取代而得的基团),下述液晶性化合物L-3及L-4表示甲基位置不同的位置异构体的混合物。
液晶化合物L-3
[化学式19]
液晶化合物L-4
[化学式20]
聚合性化合物A-1
[化学式21]
聚合引发剂S-1
[化学式22]
化合物G-1
[化学式23]
(实施例2、比较例1及比较例3)
在实施例1中,使用了长条纤维素酰化物薄膜2~4,除此以外,以相同的方式制作了实施例2、比较例1及比较例3的长条相位差膜。将结果示于表1。
(实施例3)
在实施例1中,将聚合性液晶组合物替换为以下液晶2,除此以外,以与实施例1相同的方式制作了实施例3的长条相位差膜。将结果示于表1。
液晶性化合物4
[化学式24]
(实施例4)
将通过紫外线照射使液晶层固化时的紫外线照射量设为150mJ/cm2,除此以外,以与实施例2相同的方式制作了实施例4的长条相位差膜。将结果示于表1。
(实施例5)
将光学各向异性层用涂布液替换为以下所示的液晶3,将通过紫外线照射使液晶层固化时的紫外线照射量设为150mJ/cm2,除此以外,以与实施例1相同的方式制作了实施例5的长条相位差膜。将结果示于表1。
聚合性化合物B-1
[化学式25]
(实施例6)
除了使用长条纤维素酰化物薄膜2以外,以与实施例5相同的方式制作了实施例6的长条相位差膜。将结果示于表1。
(实施例7、实施例8及实施例9)
将聚合性液晶组合物中的聚合性化合物B-1替换为B-2、B-3、B-4,除此以外,以与实施例6相同的方式制作了实施例7~实施例9的长条相位差膜。将结果示于表1。
聚合性化合物B-2
[化学式26]
聚合性化合物B-3
[化学式27]
聚合性化合物B-4
[化学式28]
(实施例10)
使用厚度为15μm的纤维素酰化物薄膜作为纤维素酰化物薄膜,且将通过紫外线照射使液晶层固化时的紫外线照射量设为100mJ/cm2,除此以外,以与实施例2相同的方式制作了实施例10的长条相位差膜。将结果示于表1。
(比较例2)
在比较例1中,将通过紫外线照射使液晶层固化时的温度设为75℃,除此以外,以与比较例1相同的方式制作了长条相位差膜。将结果示于表1。
所获得的支撑体、相位差膜的评价以如下方式进行。
(宽度方向弹性模量)
关于长条支撑体的宽度方向弹性模量,使用Tensilon拉伸试验机(商品名称:RTA-100;ORIENTEC CORPORATION制造),并根据ISO1184 1983进行了测定。具体而言,在25℃、60RH%环境气体中进行测定,并根据所获得的载荷-应变曲线的斜率计算出弹性模量。使薄膜样品的伸长方向与长条支撑体的宽度方向一致。
(140℃条件下的宽度方向弹性模量)
将从长条支撑体薄膜剪切的薄膜试样5mm×30mm(样品长度方向与长条支撑体的宽度方向一致)在25℃、相对湿度60%的条件下经2小时以上调节湿度之后,使用动态粘弹性测定装置(Vibron:DVA-225(ITK Co.,Ltd.制造)),在夹具间距离20mm、升温速度2℃/分、测定温度范围30℃~250℃、频率1Hz的条件下测定动态粘弹性,并将140℃条件下的储存弹性模量值设为长条支撑体的140℃条件下的宽度方向弹性模量。
(宽度方向的线性热膨胀系数)
以样品长度方向与长条支撑体的宽度方向一致的方式剪切了宽度为3mm且长度为35mm的薄膜。将试样在25℃、60%RH的环境下经3小时以上调节湿度之后,使用TMA(TharmalMechanical Analyzer(热机械分析仪):TA instr uments公司制造),在夹头间距25.4mm、升温条件30~100℃(20℃/min)、张力0.04N的条件下进行测定,求出从试样的80℃条件下的夹头间尺寸减去40℃条件下的夹头间尺寸而得的值ΔL(mm),并计算ΔL/(25.4×10),由此获得了长条支撑体的宽度方向的线性热膨胀系数。
(光学各向异性层的液晶取向)
从所获得的长条相位差膜剪切了宽度为40mm且长度为40mm的薄膜。利用正交尼科耳下的偏振光显微镜(使用10倍的物镜)观察试样并确认了液晶取向。
A:在观察视野内没有漏光。将检偏镜从正交尼科耳位移4°来观察时的光学图样在观察视野内是均匀的。
B:在观察视野内有漏光。在将检偏镜从正交尼科耳位移4°来观察时光学图样在观察视野内是不均匀的(观察到取向不良)。
(薄膜表面形态)
将所获得的长条相位差膜开卷并静放于水平的定板上,并通过肉眼观察确认了褶皱、折痕及料片的变形等表面形态。变形通过反射棒状的荧光灯并观察其反射像来进行了确认。
A:均未观察到褶皱、折痕、变形,并且为均匀且平坦的薄膜
B:虽然未观察到褶皱、折痕,但是在薄膜中观察到少许变形
C:能够观察到明显的褶皱、折痕
(相位差膜的面内相位差变化ΔRe)
将剪切成7×14cm见方的各相位差膜在25℃、60%RH的环境下经3小时以上调节湿度之后,从两侧使用粘合剂(日本特开2017-134414号公报,实施例1)夹入到相同尺寸的玻璃板之间,并使用Axo Scan(OPMF-1,Axometrics公司制造)测定了波长550nm下的延迟值(Rea)。然后,将上述样品在保持为85℃、0%RH的恒温恒湿层中处理500小时之后,在25℃、60%RH的环境下经3小时以上调节湿度之后使用Axo Scan测定面内相位差Reb(550),并根据其变化率对面内相位差变化ΔRe=Reb/Rea进行了定量。
A:ΔRe=0.98以上且1.01以下
B:ΔRe=0.96以上且小于0.98、大于1.01且1.02以下
C:ΔRe=0.94以上且小于0.96
D:ΔRe小于0.94或大于1.02
(安装OLED面板时的评价)
以将相位差膜的纤维素酰化物薄膜侧设为偏振片侧,且纤维素酰化物薄膜1兼作偏振片保护膜的形式通过卷对卷工艺将所获得的实施例1的相位差膜1与长条状的直线偏振片(吸收轴在长度方向上)进行贴合之后,暂且卷绕,制作了本发明的长条层叠体。而且,开卷长条层叠体并裁剪成规定的形状而获得了圆偏振片1。将日本特开2015-200861号公报的实施例0124段~0127段中所记载的正C板(其中,控制正C板的厚度,以使550nm下的Rth成为-65nm)转印贴合于所获得的圆偏振片1的相位差膜侧的表面上,而获得了层叠体1。相位差膜的面内慢轴与直线偏振片的透过轴所形成的角度为45°。
接着,对搭载有机EL面板的SAMSUNG公司制造的GALAXY SII进行分解,剥离圆偏振片,经由粘合剂将从在上述制作的层叠体1以与所提取的圆偏振片成为相同的形状、相同的透过轴方向的方式剪切的层叠体片进行贴合,以使正C板侧成为面板侧,而制作了OLED显示装置1。在自然光下以黑色显示状态观察所获得的OLED显示装置的结果,在正面及倾斜方向上均没有不均匀且显示了良好的黑色显示性能(评价:A)。
接着,使用在比较例1中获得的相位差膜11来代替相位差膜1,除此以外,进行与前述相同的操作并制作层叠体11,将从层叠体11剪切的层叠体片安装于有机EL面板上并进行评价的结果,在黑色显示时在面板上观察到条纹状的色调不均匀(评价:C)。
(安装OLED面板时的耐久性评价)
关于在实施例2~实施例10中获得的相位差膜2~相位差膜10及在比较例2~比较例3中获得的相位差膜12~相位差膜13,分别以与上述相同的方式制作层叠体,并将从层叠体剪切的层叠体片安装于有机EL面板。
经由粘合剂将玻璃板贴合于上述安装的有机EL面板上,在保持为85℃、0%RH的恒温恒湿层中处理500小时之后,在25℃、60%RH的环境下经3小时以上调节湿度,并以黑色显示状态在自然光下实施了外观观察。
A:未观察到红色调不均匀,且显示了良好的黑色显示性能
B:在面板端部观察到强度弱的不均匀
C:在面板端部观察到强度强的不均匀
D:在整个表面观察到红色调不均匀
将结果示于表1及表2。
[表2]
由表1及表2可知,与比较例相比,长条支撑体的厚度、宽度方向弹性模量、宽度方向的线性热膨胀系数及面内相位差变化ΔRe在本发明的范围内的实施例中,液晶取向均匀,薄膜表面形态均匀,红色调不均匀少。
并且,由实施例1、实施例2及实施例10的对比可知,支撑体的厚度优选为15μm以上。
并且,由实施例2、实施例4及实施例6~实施例9的对比可知,面内相位差变化ΔRe优选0.96以上且1.02以下,更优选0.98以上且1.01以下。
由以上内容,本发明的效果明确可知。
Claims (8)
1.一种长条相位差膜,其包含由树脂薄膜形成的长条支撑体、和配置于所述长条支撑体的一面侧的长条状的光学各向异性层,所述长条相位差膜中,
所述长条支撑体的厚度为10μm~50μm,且宽度方向弹性模量为4.3GPa~6.0GPa,且宽度方向的线性热膨胀系数为10ppm/℃~35ppm/℃,
所述光学各向异性层由包含逆波长色散性的聚合性液晶化合物的聚合性液晶组合物形成,
所述长条相位差膜在85℃、500小时的加热条件下处理时的面内相位差变化ΔRe为0.94~1.02,
所述树脂薄膜为纤维素酰化物薄膜,玻璃化转变温度为160~200℃,
所述长条支撑体在140℃条件下的宽度方向弹性模量为1.5GPa~3.0GPa。
2.根据权利要求1所述的长条相位差膜,其中,
所述长条支撑体的Re(550)为0nm~10nm,且Rth(550)为-20nm~40nm。
3.根据权利要求1或2所述的长条相位差膜,其中,
在所述长条支撑体与所述光学各向异性层之间,与所述光学各向异性层接触而具有取向层。
4.根据权利要求1或2所述的长条相位差膜,其中,
所述光学各向异性层的Re(550)为100nm~250nm。
5.根据权利要求4所述的长条相位差膜,其中,
所述光学各向异性层的Re(550)为100nm~160nm,所述光学各向异性层的面内慢轴相对于所述长条支撑体的长度方向形成30°~50°的角度。
6.根据权利要求1或2所述的长条相位差膜,其中,
所述光学各向异性层与所述长条支撑体接触,或者,
在所述长条支撑体与所述光学各向异性层之间,与所述光学各向异性层接触而具有取向层,
并且,所述光学各向异性层能够剥离地设置。
7.一种长条层叠体,其是层叠权利要求1至6中任一项所述的长条相位差膜和长条直线偏振膜而成的。
8.一种图像显示装置,其包含从权利要求7所述的长条层叠体中剪切得到的偏振片。
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