CN115244437A - 组合物、光学膜的制造方法及光学膜 - Google Patents

组合物、光学膜的制造方法及光学膜 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种能够形成与基材的密合性优异且抑制光学缺陷的产生的光学各向异性层的组合物、光学膜的制造方法及光学膜。本发明的组合物用于涂布于基材上而形成光学各向异性层,其中,所述组合物包含具有聚合性基团的液晶化合物及包含具有聚合性基团的重复单元的高分子,具有聚合性基团的重复单元的含量相对于高分子的所有重复单元为20质量%以上,高分子的SP值与基材的SP值之差的绝对值为4.0MPa1/2以下,高分子的含量相对于液晶化合物的总质量为10质量%以下。

Description

组合物、光学膜的制造方法及光学膜
技术领域
本发明涉及一种组合物、光学膜的制造方法及光学膜。
背景技术
具有折射率各向异性的光学各向异性层适用于显示装置的防反射膜及液晶显示装置的光学补偿膜等各种用途中。
在专利文献1中,作为形成光学各向异性层的方法,公开有对基材实施摩擦处理,并在其表面上涂布包含液晶化合物的组合物而形成光学各向异性层的方法。
以往技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2014-182217号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
另一方面,近年来,要求更进一步提高基材与光学各向异性层之间的密合性。根据本发明人等的研究,发现了在专利文献1中所公开的方式中,基材与光学各向异性层之间的密合性不够充分,需要进一步的改善。
并且,也期望抑制在所形成的光学各向异性层中产生由液晶化合物的取向不良引起的光学缺陷。
鉴于上述情况,本发明的课题在于提供一种能够形成与基材的密合性优异且抑制光学缺陷的产生的光学各向异性层的组合物。
本发明的课题还在于提供一种光学膜的制造方法及光学膜。
用于解决技术课题的手段
本发明人等对现有技术的问题点进行深入研究的结果,发现通过以下结构能够解决上述课题。
(1)一种组合物,其用于涂布于基材上而形成光学各向异性层,其中,
所述组合物包含具有聚合性基团的液晶化合物及包含具有聚合性基团的重复单元的高分子,
具有聚合性基团的重复单元的含量相对于高分子的所有重复单元为20质量%以上,
高分子的SP值与基材的SP值之差的绝对值为4.0MPa1/2以下,
高分子的含量相对于液晶化合物的总质量为10质量%以下。
(2)根据(1)所述的组合物,其中,具有聚合性基团的重复单元为后述式(1)所表示的重复单元。
(3)根据(1)或(2)所述的组合物,其中,高分子的重均分子量为5000以上。
(4)根据(1)~(3)中任一项所述的组合物,其中,液晶化合物所具有的聚合性基团及具有聚合性基团的重复单元中的聚合性基团选自包括丙烯酰基、甲基丙烯酰基、乙烯基及苯乙烯基的组中。
(5)根据(1)~(4)中任一项所述的组合物,其中,基材为透明基材。
(6)根据(1)~(5)中任一项所述的组合物,其中,基材的表面能量为35mN/m以上。
(7)根据(1)~(6)中任一项所述的组合物,其中,基材的波长550nm下的面内延迟为10nm以下。
(8)一种光学膜的制造方法,其在基材上涂布(1)~(7)中任一项所述的组合物而形成组合物层,使组合物层中的液晶化合物取向,然后将液晶化合物的取向状态固定化,从而制造具有基材及形成于基材上的光学各向异性层的光学膜。
(9)一种光学膜,其具有基材及配置于基材上且使用(1)~(7)中任一项所述的组合物而形成的光学各向异性层。
(10)根据(9)所述的光学膜,其中,光学各向异性层的厚度为15μm以下。
发明效果
根据本发明,能够提供一种能够形成与基材的密合性优异且抑制光学缺陷的产生的光学各向异性层的组合物。
根据本发明,能够提供一种光学膜的制造方法及光学膜。
附图说明
图1是用于说明工序A的组合物层的剖视图。
图2是用于说明工序B的组合物层的剖视图。
图3是标绘了关于手性试剂A及手性试剂B的每一个的螺旋扭转力(HTP:HelicalTwisting Power)(μm-1)×浓度(质量%)与光照射量(mJ/cm2)的关系的图表的示意图。
图4是标绘了在同时使用手性试剂A及手性试剂B的体系中加权平均螺旋扭转力(μm-1)与光照射量(mJ/cm2)的关系的图表的示意图。
图5是用于说明实施了工序E时的组合物层的剖视图。
具体实施方式
以下,对本发明进行详细说明。另外,在本说明书中,用“~”表示的数值范围是指将“~”前后所记载的数值作为下限值及上限值而包含的范围。首先,对本说明书中所使用的术语进行说明。
本说明书中的“光”表示活化光线或放射线,例如表示汞灯的明线光谱、以准分子激光为代表的远紫外线、极紫外线(EUV光:Extreme Ultraviolet)、X射线、紫外线及电子束(EB:Electron Beam)等。其中,优选紫外线。
在本说明书中,“可见光”是指380~780nm的光。并且,在本说明书中,在对测量波长没有特别描述的情况下,测量波长为550nm。
在本说明书中,“(甲基)丙烯酸”为丙烯酸及甲基丙烯酸的总称,“(甲基)丙烯酸酯”为丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯的总称。
在本发明中,Re(λ)及Rth(λ)分别表示波长λ下的面内的延迟及厚度方向上的延迟。除非另有说明,则波长λ设为550nm。
在本发明中,Re(λ)及Rth(λ)为利用AxoScan(Axometrics公司制)在波长λ下进行测量而获得的值。通过在AxoScan中输入平均折射率((nx+ny+nz)/3)和膜厚(d(μm))来计算。
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计算的数值,但是表示Re(λ)。
在本说明书中,关于折射率nx、ny及nz,使用阿贝折射仪(NAR-4T、ATAGO CO.,LTD.制),并使用钠灯(λ=589nm)作为光源进行测量。并且,在测量波长依赖性的情况下,能够利用多波长阿贝折射仪DR-M2(ATAGO CO.,LTD.制)与干涉滤光器组合而进行测量。
并且,能够使用聚合物手册(JOHN WILEY&SONS,INC)及各种光学膜的目录的值。将主要光学膜的平均折射率的值例示于以下:纤维素酰化物(1.48)、环烯烃聚合物(1.52)、聚碳酸酯(1.59)、聚甲基丙烯酸甲酯(1.49)及聚苯乙烯(1.59)。
作为本发明的组合物的特征点,可以举出与液晶化合物一同包含规定的高分子这一点。
首先,由于规定的高分子与基材的SP值差小,因此在将组合物涂布于基材上时,高分子容易偏在于基材附近。并且,由于规定的高分子具有聚合性基团,因此伴随固化处理,能够形成与基材的密合性优异的光学各向异性层。
并且,通过调整规定的高分子的使用量,可抑制由液晶化合物的取向不良引起的光学缺陷的产生。
另外,如后述,本发明的组合物能够直接涂布于不包含所谓的取向膜的基材上而形成光学各向异性层,因此能够形成厚度薄的光学膜。
本发明的组合物是用来涂布于基材上而形成光学各向异性层的组合物,其包含具有聚合性基团的液晶化合物及包含具有聚合性基团的重复单元的高分子。
以下,对组合物中所包含的各成分进行详细叙述。
<液晶化合物>
组合物包含具有聚合性基团的液晶化合物(以下,也称为“聚合性液晶化合物”。)。
聚合性液晶化合物的种类并无特别限制。通常,液晶化合物能够根据其形状分类为棒状类型(棒状液晶化合物)和圆盘状类型(盘状液晶化合物)。而且,液晶化合物能够分类为低分子类型和高分子类型。高分子通常是指聚合度为100以上的化合物(高分子物理/相变动力学,土井正男著,2页,岩波书店,1992)。在本发明中,也能够使用任意的液晶化合物,但是优选使用聚合性棒状液晶化合物或聚合性圆盘状液晶化合物,更优选使用聚合性棒状液晶化合物。可以使用2种以上的聚合性棒状液晶化合物、2种以上的聚合性圆盘状液晶化合物或聚合性棒状液晶化合物与聚合性圆盘状液晶化合物的混合物。
另外,作为聚合性棒状液晶化合物,例如能够优选使用日本特表平11-513019号公报的权利要求1或日本特开2005-289980号公报的0026~0098段中所记载的棒状液晶化合物。
作为聚合性圆盘状液晶化合物,例如能够优选使用日本特开2007-108732号公报的0020~0067段或日本特开2010-244038号公报的0013~0108段中所记载的盘状液晶化合物。
聚合性液晶化合物所具有的聚合性基团的种类并无特别限制,优选为能够进行加成聚合反应的官能团,更优选为聚合性烯属不饱和基团或环聚合性基团,进一步优选为丙烯酰基、甲基丙烯酰基、乙烯基或苯乙烯基。
组合物中的聚合性液晶化合物的含量并无特别限制,但是相对于组合物中的总固体成分优选为50质量%以上,更优选为70质量%以上。上限并无特别限制,但是90质量%以下的情况较多。
另外,固体成分表示能够形成去除了溶剂的光学各向异性层的成分,其性状即使为液体状,也设为固体成分。
<高分子>
组合物含有包含具有聚合性基团的重复单元(以下,也称为“单元1”。)的高分子(以下,也称为“聚合性高分子”。)。
单元1所具有的聚合性基团的种类并无特别限制,优选为能够进行加成聚合反应的官能团,更优选为聚合性烯属不饱和基团或环聚合性基团,进一步优选为丙烯酰基、甲基丙烯酰基、乙烯基或苯乙烯基。
单元1的主链的结构并无特别限定,可以举出公知的结构,例如优选为选自包括(甲基)丙烯酸系骨架、苯乙烯系骨架、硅氧烷系骨架、环烯烃系骨架、甲基戊烯系骨架、酰胺系骨架及芳香族酯系骨架的组中的骨架。
这些之中,更优选为选自包括(甲基)丙烯酸系骨架、硅氧烷系骨架及环烯烃系骨架的组中的骨架,进一步优选为(甲基)丙烯酸系骨架。
从可获得基材与光学各向异性层的密合性更优异及可更加抑制光学各向异性层的光学缺陷的产生这两点中至少一者的效果的观点(以下,也简称为“本发明的效果更优异的观点”。)而言,优选为式(1)所表示的重复单元作为单元1。
[化学式1]
Figure BDA0003833881760000061
R1表示氢原子或碳原子数1~4的烷基。
L1表示单键或n+1价的连结基团。例如,在n为1的情况下,L1表示2价的连结基团,在n为2的情况下,L1表示3价的连结基团。另外,在L1为单键的情况下,n表示1。
作为2价的连结基团,可以举出可以具有取代基的2价的脂肪族烃基(例如,亚烷基)、可以具有取代基的亚芳基、可以具有取代基的亚杂芳基(Heteroarylene)、-O-、-CO-、-NH-或将这些组合2个以上而成的基团。作为上述的将这些组合2个以上而成的基团,可以举出-CO-O-可以具有取代基的2价的脂肪族烃基-O-、-CO-O-可以具有取代基的2价的脂肪族烃基-NH-及-CO-O-可以具有取代基的2价的脂肪族烃基-O-CO-NH-可以具有取代基的2价的脂肪族烃基-O-。
作为3价的连结基团,可以举出可以具有取代基的3价的脂肪族烃基、可以具有取代基的3价的芳香族基、氮原子(>N-)及将这些基团和上述2价的连结基团组合而成的基团。
P1表示聚合性基团。聚合性基团的定义如上所述。
n表示1以上的整数。其中,从本发明的效果更优异的观点而言,作为n,优选为1或2,更优选为1。
单元1的含量相对于聚合性高分子的所有重复单元为20质量%以上,从本发明的效果更优异的观点而言,优选为30质量%以上,更优选为50质量%以上。上限并无特别限制,但是可以举出100质量%,95质量%以下的情况较多。
作为单元1,例如可以举出以下表1所示的重复单元。
[表1]
Figure BDA0003833881760000081
聚合性高分子可以包含除了单元1以外的其他重复单元(以下,也称为“单位2”。)。
单位2并无特别限制,但是从本发明的效果更优异的观点而言,可以举出式(2)所表示的重复单元。
[化学式2]
Figure BDA0003833881760000091
R2表示氢原子或碳原子数1~4的烷基。
L2表示单键或2价的连结基团。作为2价的连结基团,可以举出作为上述L1所表示的2价的连结基团例示的基团。
R3表示可以具有取代基的脂肪族烃基、或者1个以上的构成脂肪族烃基的-CH2-被-O-、-S-、-NH-、-N(Q)-或-CO-取代的基团。Q表示取代基。
上述脂肪族烃基中所包含的碳原子数并无特别限制,但是优选为1~20,更优选为1~10。
脂肪族烃基可以为直链状,也可以为支链状。并且,脂肪族烃基可以具有环状结构。
取代基并无特别限制,但是例如可以举出烷基、烷氧基、烷基取代烷氧基、环状烷基、芳基(例如,苯基及萘基)、氰基、氨基、硝基、烷基羰基、磺基及羟基。
在聚合性高分子包含其他重复单元的情况下,单位2(例如,上述式(2)所表示的重复单元)的含量并无特别限制,但是相对于聚合性高分子的所有重复单元优选为80质量%以下,优选为50质量%以下,更优选为30质量%以下。下限并无特别限制,但是可以举出10质量%以上。
作为其他重复单元,例如可以举出以下表2所示的重复单元。
[表2]
Figure BDA0003833881760000101
聚合性高分子的重均分子量并无特别限制,但是从本发明的效果更优异的观点而言,优选为5000以上。上限并无特别限制,但是从本发明的效果更优异的观点而言,优选为50000以下。
本发明中的重均分子量及数均分子量为利用凝胶渗透色谱(GPC)法在以下所示的条件下进行测量而获得的值。
·溶剂(洗脱液):THF(四氢呋喃)
·装置名称:TOSOH HLC-8320GPC
·管柱:连接3根TOSOH TSKgel Super HZM-H(4.6mm×15cm)而使用
·管柱温度:40℃
·试样浓度:0.1质量%
·流速:1.0ml/min
·校准曲线:使用基于直至TOSOH制TSK标准聚苯乙烯Mw=2800000~1050(Mw/Mn=1.03~1.06)的7个样品的校准曲线
聚合性高分子的SP值与后述的基材的SP值之差的绝对值为4.0MPa1/2以下,从本发明的效果更优异的观点而言,优选为2.8MPa1/2以下,更优选为1.9MPa1/2以下。下限并无特别限制,但是可以举出0。
在本说明书中,SP值是指通过Hoy等的方法计算的SP值(参考VAN KREVELEN,D.W.著、“PROPERTIES OF POLYMERS(ED.3)”ELSEVIER出版(1990))的非分散力成分δa。
即,关于δa值,能够使用通过Hoy等的方法计算的三维SP值(δd、δp、δh),并通过下述式(X)进行计算。
δa=(δp2+δh2)0.5 式(X)
若按照Hoy等的方法,则根据欲求出的化合物的化学结构式,能够计算δd、δp及δh各自的值。
另外,在由多个重复单元构成的共聚物的情况下,通过各重复单元的三维SP值的平方值(δd2、δp2、δh2)乘以各重复单元的体积分率而求出和来计算共聚物的三维SP值的平方值(δd2、δp2、δh2),并通过将其代入上述式(X)中,能够求出共聚物的δa值。
组合物中的聚合性高分子的含量相对于液晶化合物的总质量为10质量%以下,从本发明的效果更优异的观点而言,优选为5质量%以下,更优选为2质量%以下。下限并无特别限制,但是优选为0.1质量%以上,更优选为0.3质量%以上。
能够通过公知的方法制造聚合性高分子。
<其他成分>
组合物可以包含除了上述聚合性液晶化合物及聚合性高分子以外的其他成分。
例如,组合物可以包含溶剂。
作为溶剂,例如可以举出酯系溶剂、醚系溶剂、酰胺系溶剂、碳酸酯系溶剂、酮系溶剂、脂肪族烃系溶剂、脂环式烃系溶剂、芳香族烃系溶剂、卤化碳系溶剂、水及醇系溶剂。其中,优选为酯系溶剂、醚系溶剂、酰胺系溶剂、碳酸酯系溶剂或酮系溶剂。
并且,溶剂可以仅使用1种,也可以混合使用2种以上。
组合物可以包含聚合引发剂。在组合物包含聚合引发剂的情况下,更有效地进行聚合性液晶化合物的聚合。
作为聚合引发剂,可以举出公知的聚合引发剂,可以举出光聚合引发剂及热聚合引发剂,优选为光聚合引发剂。
组合物中的聚合引发剂的含量并无特别限制,但是相对于组合物中的总固体成分优选为0.01~20质量%,更优选为0.5~10质量%。
组合物可以包含与聚合性液晶化合物不同的聚合性单体。作为聚合性单体,可以举出自由基聚合性化合物及阳离子聚合性化合物,优选为多官能性自由基聚合性单体。作为聚合性单体,例如可以举出日本特开2002-296423号公报中的0018~0020段中所记载的聚合性单体。
聚合性单体优选为非液晶性单体(不显示液晶性的单体)。
组合物中的聚合性单体的含量并无特别限制,但是相对于聚合性液晶化合物总质量优选为1~50质量%,更优选为5~30质量%。
组合物可以包含表面活性剂。作为表面活性剂,可以举出以往公知的化合物,优选为氟系化合物。具体而言,例如可以举出日本特开2001-330725号公报中的0028~0056段中所记载的化合物及日本特开2005-062673号公报中的0069~0126段中所记载的化合物。
组合物可以包含聚合物。作为聚合物,可以举出纤维素酯。作为纤维素酯,可以举出日本特开2000-155216号公报中的0178段中所记载的纤维素酯。
组合物中的聚合物的含量并无特别限制,但是相对于聚合性液晶化合物总质量优选为0.1~10质量%,更优选为0.1~8质量%。
组合物可以包含促进水平取向或垂直取向的添加剂(取向控制剂)以使液晶化合物成为水平取向状态或垂直取向状态。
组合物可以进一步包含手性试剂。通过组合物包含手性试剂,能够使聚合性液晶化合物沿螺旋轴扭曲取向。
手性试剂的种类并无特别限制。也能够使用公知的手性试剂(例如,JapanSociety for the Promotion of Science第142委员会编辑“液晶器件手册”,第3章4-3项,TN、STN用手性试剂,199页,1989年中记载)中的任一个。
另外,手性试剂的螺旋扭转力(HTP)为表示下述式(X)所表示的螺旋取向能力的因子。
式(X)HTP=1/(螺旋节距的长度(单位:μm)×手性试剂相对于液晶化合物的浓度(质量%))[μm-1]
螺旋节距的长度是指胆甾醇型液晶相的螺旋结构的节距P(=螺旋的周期)的长度,能够利用液晶便览(MARUZEN GROUP出版)的196页中所记载的方法进行测量。
作为手性试剂,可以为通过光照射而螺旋扭转力发生变化的感光性手性试剂(以下,也简称为“手性试剂A”。)。手性试剂A可以为液晶性,也可以为非液晶性。手性试剂A通常包含不对称碳原子的情况较多。另外,手性试剂A可以为不包含不对称碳原子的轴向不对称化合物或表面不对称化合物。
手性试剂A可以具有聚合性基团。
手性试剂A可以为通过光照射而螺旋扭转力增加的手性试剂,也可以为螺旋扭转力减少的手性试剂。其中,优选为通过光照射而螺旋扭转力减少的手性试剂。
另外,在本说明书中,“螺旋扭转力的增加及减少”表示将手性试剂A的初始(光照射前)的螺旋方向设为“正”时的增减。因此,在通过光照射而螺旋扭转力不断减少且超过0而螺旋方向成为“负”的情况下(即,扭转与初始(光照射前)的螺旋方向相反的螺旋方向的螺旋的情况下),也对应于“螺旋扭转力减少的手性试剂”。
作为手性试剂A,可以举出所谓的光反应型手性试剂。光反应型手性试剂为如下化合物:具有手性部位和通过光照射而结构发生变化的光反应部位,例如,根据照射量使液晶化合物的扭曲力显著变化。
作为手性试剂A,其中,优选为至少具有光异构化部位的化合物,光异构化部位更优选具有能够进行光异构化的双键。作为上述具有能够进行光异构化的双键的光异构化部位,从容易发生光异构化且光照射前后的螺旋扭转力差大等的观点而言,优选为肉桂酰部位、查耳酮部位、偶氮苯部位或芪部位,进一步从可见光的吸收小等的观点而言,更优选为肉桂酰部位、查耳酮部位或芪部位。另外,光异构化部位对应于上述通过光照射而结构发生变化的光反应部位。
组合物可以包含2种以上的手性试剂A,也可以包含至少1种手性试剂A和至少1种通过光照射而螺旋扭转力不会发生变化的手性试剂(以下,也简称为“手性试剂B”。)。
手性试剂B可以为液晶性,也可以为非液晶性。手性试剂B通常包含不对称碳原子的情况较多。另外,手性试剂B可以为不包含不对称碳原子的轴向不对称化合物或表面不对称化合物。
手性试剂B可以具有聚合性基团。
作为手性试剂B,能够使用公知的手性试剂。
手性试剂B优选为扭转与上述手性试剂A相反方向的螺旋的手性试剂。即,例如在通过手性试剂A扭转的螺旋向右的情况下,通过手性试剂B扭转的螺旋向左。
手性试剂的加权平均螺旋扭转力的绝对值优选为0.0~1.9μm-1,更优选为0.0~1.5μm-1,进一步优选为0.0~1.0μm-1,尤其优选为0.0~0.5μm-1,最优选为零。
在手性试剂的加权平均螺旋扭转力的绝对值在上述范围内的情况下,如后述,根据光学各向异性层的制造条件,容易形成沿厚度方向具有2个以上的光学特性不同的层的光学各向异性层。
另外,手性试剂的加权平均螺旋扭转力表示在组合物中包含2种以上的手性试剂的情况下,各手性试剂的螺旋扭转力与各手性试剂相对于聚合性液晶化合物的浓度(质量%)之积除以手性试剂相对于聚合性液晶化合物的合计浓度(质量%)而获得的值的合计值。例如,在同时使用2种类的手性试剂(手性试剂X及手性试剂Y)的情况下,由下述式(Y)表示。
式(Y)加权平均螺旋扭转力(μm-1)=(手性试剂X的螺旋扭转力(μm-1)×手性试剂X相对于聚合性液晶化合物的浓度(质量%)+手性试剂Y的螺旋扭转力(μm-1)×手性试剂Y相对于聚合性液晶化合物的浓度(质量%))/(手性试剂X相对于聚合性液晶化合物的浓度(质量%)+手性试剂Y相对于聚合性液晶化合物的浓度(质量%))
其中,在上述式(Y)中,在手性试剂的螺旋方向右旋的情况下,其螺旋扭转力设为正的值。并且,在手性试剂的螺旋方向左旋的情况下,其螺旋扭转力设为负的值。即,例如在螺旋扭转力为10μm-1的手性试剂的情况下,在通过上述手性试剂扭转的螺旋的螺旋方向右旋时,将螺旋扭转力表示为10μm-1。另一方面,在通过上述手性试剂扭转的螺旋的螺旋方向左旋时,螺旋扭转力表示为-10μm-1
组合物中的上述手性试剂A的含量并无特别限制,但是从聚合性液晶化合物容易均匀取向的观点而言,相对于聚合性液晶化合物的总质量优选为5.0质量%以下,更优选为3.0质量%以下,进一步优选为2.0质量%以下。下限并无特别限制,但是优选为0.01质量%以上,更优选为0.02质量%以上。
另外,上述手性试剂A可以单独使用1种,也可以同时使用2种以上。在同时使用2种以上的上述手性试剂A的情况下,合计含量优选在上述范围内。
组合物中的上述手性试剂B的含量并无特别限制,但是从聚合性液晶化合物容易均匀取向的观点而言,相对于聚合性液晶化合物的总质量优选为5.0质量%以下,更优选为3.0质量%以下,进一步优选为2.0质量%以下。下限并无特别限制,但是优选为0.01质量%以上,更优选为0.02质量%以上。
另外,上述手性试剂B可以单独使用1种,也可以同时使用2种以上。在同时使用2种以上的上述手性试剂B的情况下,合计含量优选在上述范围内。
组合物中的手性试剂的合计含量(所有手性试剂的总含量)相对于聚合性液晶化合物的总质量优选为5.0质量%以下,更优选为4.0质量%以下,进一步优选为2.0质量%以下。下限并无特别限制,但是优选为0.01质量%以上,更优选为0.02质量%以上。
<光学膜的制造方法>
本发明的光学膜的制造方法为如下方法:在基材上涂布上述组合物而形成组合物层,使组合物层中的液晶化合物取向,然后将液晶化合物的取向状态固定化,从而制造具有基材及形成于基材上的光学各向异性层的光学膜。
以下,在对在上述制造方法中所使用的基材进行详细叙述之后,再对各步骤进行详细叙述。
(基材)
基材为支承后述的光学各向异性层的部件。另外,如后述那样,优选基材的涂布组合物的一侧的表面具有取向限制力(使液晶化合物取向的力)。
作为基材,优选为透明基材。另外,透明基材是指可见光的透射率为60%以上的基材,其透射率优选为80%以上,更优选为90%以上。
作为形成基材的材料,优选为光学性能透明性、机械的强度、热稳定性、水分屏蔽性及各向同性等优异的聚合物。
作为能够用作基材的聚合物膜,例如可以举出纤维素酰化物膜(例如,三醋酸纤维素膜(折射率1.48)、二醋酸纤维素膜、醋酸丁酸纤维素膜、醋酸丙酸纤维素膜)、聚烯烃膜(例如,聚乙烯膜及聚丙烯膜)、聚酯膜(例如,聚对苯二甲酸乙二醇酯膜及聚萘二甲酸乙二醇酯膜)、聚丙烯膜(例如,聚甲基丙烯酸甲酯)、聚醚砜膜、聚氨酯膜、聚碳酸酯膜、聚砜膜、聚醚膜、聚甲基戊烯膜、聚醚酮膜、(甲基)丙烯腈膜及具有脂环式结构的聚合物的膜(降冰片烯系树脂(ARTON:产品名称、JSR Corporation.制、非晶质聚烯烃(ZEONEX:产品名称、Zeon Corporation制)))。
其中,作为聚合物膜的材料,优选为纤维素酰化物、聚(甲基)丙烯酸酯、聚苯乙烯或聚碳酸酯。
基材可以包含各种添加剂(例如,光学的各向异性调整剂、波长色散调整剂、微粒、增塑剂、防紫外线剂、劣化抑制剂及剥离剂等)。
基材可以为单层结构,也可以为多层结构。
在基材为单层结构的情况下,优选基材由上述聚合物膜构成。
在基材为单层结构的情况下,可以直接在基材的表面实施摩擦处理。即,可以使用已实施摩擦处理的基材。摩擦处理的方向并无特别限制,根据欲使液晶化合物取向的方向,适当选择最佳的方向。
摩擦处理能够适用作为LCD(liquid crystal display:液晶显示器)的液晶取向处理工序而被广泛采用的处理方法。即,能够使用通过使用纸、纱布、毛毡、橡胶、尼龙纤维或聚酯纤维等向一定方向摩擦基材的表面而获得取向的方法。
只要能够对基材表面赋予取向限制力,则也可以为除摩擦处理以外的方法,也可以举出对基材实施拉伸处理的方法。
在基材为多层结构的情况下,基材可以包含支承体及配置于支承体上的取向膜。另外,取向膜是只是为了使液晶化合物取向而形成于支承体上的膜,其本身并无独立性。
作为支承体,可以举出上述聚合物膜。
取向膜能够利用如有机化合物(优选为聚合物)的摩擦处理、无机化合物的倾斜蒸镀、具有微槽的层的形成或基于朗缪尔-布洛杰特法(LB膜)的有机化合物(例如,ω-二十三烷酸、双十八烷基甲基氯化铵、硬脂酸甲酯)的累积的方法而形成。
而且,也已知有通过赋予电场、赋予磁场或光照射(优选为偏振光)而产生取向功能的取向膜。
取向膜优选通过聚合物的摩擦处理而形成。
作为取向膜中所包含的聚合物,例如可以举出日本特开平8-338913号公报中的0022段中所记载的甲基丙烯酸酯系共聚物、苯乙烯系共聚物、聚烯烃、聚乙烯醇及改性聚乙烯醇、聚(N-羟甲基丙烯酰胺)、聚酯、聚酰亚胺、乙酸乙烯酯共聚物、羧甲基纤维素以及聚碳酸酯。并且,也能够将硅烷偶联剂用作聚合物。
其中,优选为水溶性聚合物(例如,聚(N-羟甲基丙烯酰胺)、羧甲基纤维素、明胶、聚乙烯醇、改性聚乙烯醇),更优选为明胶、聚乙烯醇或改性聚乙烯醇,进一步优选为聚乙烯醇或改性聚乙烯醇。
取向膜能够通过将包含作为取向膜形成材料的上述聚合物及任意的添加剂(例如,交联剂)的溶液涂布于基材上之后,进行加热干燥(使交联)并进行摩擦处理而形成。
基材的表面能量并无特别限制,但是从本发明的效果更优异的观点而言,优选为35mN/m以上。上限并无特别限制,但是50mN/m以下的情况较多。
上述基材的表面能量是指涂布组合物的基材的表面的表面能量。
作为表面能量(γsv:单位、mN/m)的测量方法,如下定义:以D.K.Owens:J.Appl.Polym.Sci.,13,1941(1969)为参考,根据纯水H2O及二碘甲烷CH2I2各自的接触角θH2O、θCH2I2并通过以下联立方程式a、b求出的以γsd与γsh之和表示的值γsv(=γsd+γsh)。
另外,γH2O d=21.8,γH2O h=51.0,γH2O v=72.8,γCH2I2 d=49.5,γCH2I2 h=1.3,γCH2I2 v=50.8。
[数式1]
a.
Figure BDA0003833881760000181
Figure BDA0003833881760000182
b.
Figure BDA0003833881760000183
Figure BDA0003833881760000184
基材的波长550nm下的面内延迟并无特别限制,但是从更容易发挥光学各向异性层的光学特性的观点而言,优选为10nm以下。下限并无特别限制,但是可以举出0。
如上所述,基材的SP值只要与聚合性高分子满足规定的关系即可。
基材的SP值对应于构成基材的材料的SP值。但是,在基材为多层结构的情况下,对应于构成配置于涂布组合物的表面侧的层的材料的SP值。
在构成基材的材料为树脂的情况下,如在上述的聚合性高分子的SP值的计算方法中所述那样,计算构成基材的树脂中所包含的重复单元的SP值,从而计算出树脂的SP值。
并且,在基材为多层结构且构成配置于涂布组合物的表面侧的层(例如,取向膜)的材料为树脂的情况下,计算上述树脂中所包含的重复单元的SP值,从而计算树脂的SP值。
基材的厚度并无特别限制,但是优选为10~200μm,更优选为10~100μm,进一步优选为20~90μm。并且,基材可以由多片层叠而形成。
在基材具有上述支承体及取向膜的情况下,取向膜的厚度并无特别限制,但是优选为0.1~2μm。
为了改善基材与设置于基板上的层的粘接,可以对基材的表面实施表面处理(例如,辉光放电处理、电晕放电处理、紫外线(UV)处理及火焰处理)。
(步骤)
在制造光学膜时,在基材上涂布组合物而形成组合物层。组合物直接涂布于基材上。换言之,以使基材表面与组合物接触的方式,涂布组合物。
涂布方法并无特别限制,例如可以举出线棒涂布法、挤出涂布法、直接凹版涂布法、逆向凹版涂布法及模涂法。
另外,根据需要,在涂布组合物之后,可以实施将涂布于基材上的组合物层进行干燥的处理。通过实施干燥处理,能够从组合物层中去除溶剂。
组合物层的膜厚并无特别限制,但是优选为0.1~20μm,更优选为0.2~15μm,进一步优选为0.5~10μm。
接着,使组合物层中的聚合性液晶化合物取向。
使聚合性液晶化合物取向的处理并无特别限制,但是优选为加热处理。
作为加热处理的条件,根据所使用的聚合性液晶化合物选择最佳的条件。
其中,作为加热温度,10~250℃的情况较多,40~150℃的情况更多,50~130℃的情况更多。
作为加热时间,0.1~60分钟的情况较多,0.2~5分钟的情况更多。
聚合性液晶化合物的取向状态根据组合物层中的材料而不同。作为取向状态,例如可以举出均匀取向。并且,在组合物层包含手性试剂的情况下,聚合性液晶化合物沿着沿组合物层的厚度方向拉伸的螺旋轴扭曲取向。
接着,将聚合性液晶化合物的取向状态固定化而形成光学各向异性层。
将取向状态固定化的方法并无特别限制,可以举出对组合物层实施固化处理以使聚合性液晶化合物中的聚合性基团进行反应而形成光学各向异性层(固化层)的方法。
固化处理的方法并无特别限制,可以举出光固化处理及热固化处理。其中,优选为光照射处理,更优选为紫外线照射处理。
紫外线照射利用紫外线灯等光源。
光(例如,紫外线)的照射量并无特别限制,但是通常优选为100~800mJ/cm2左右。
在实施固化处理而获得的光学各向异性层中,聚合性液晶化合物的取向状态被固定。
例如,作为光学各向异性层,可以举出将均匀取向的聚合性液晶化合物固定而成的层。并且,作为光学各向异性层,也可以举出将以厚度方向为螺旋轴扭曲取向的聚合性液晶化合物固定而成的层。
另外,“已固定”的状态表示液晶化合物的取向被保持的状态。并不限于此,具体而言,优选为在通常为0~50℃、更严酷的条件下为-30~70℃的温度范围内,在层中没有流动性,并且在不会因外场或外力而使取向形态发生变化的情况下能够稳定地保持被固定的取向形态的状态。
另外,在光学各向异性层中,最终层中的组合物不再需要显示液晶性。
光学各向异性层的厚度并无特别限制,但是从薄膜化的观点而言,优选为15μm以下。下限并无特别限制,但是优选为0.2μm以上。
光学各向异性层可以为单层结构,也可以为多层结构。多层结构表示将光学特性不同的层层叠了2个以上的结构。
例如,在组合物包含手性试剂A的情况下,通过实施以下的工序A~工序E,能够在1次的涂布工序中制造具有光学特性不同的2个层的光学各向异性层。
工序A:将包含手性试剂A的本发明的组合物涂布于基材上而形成组合物层的工序
工序B:对组合物层实施加热处理以使组合物层中的聚合性液晶化合物取向的工序
工序C:在工序B之后,在氧浓度为1体积%以上的条件下,对组合物层进行光照射的工序
工序D:在工序C之后,对组合物层实施加热处理的工序
工序E:在工序D之后,对组合物层实施固化处理而固定聚合性液晶化合物的取向状态以形成光学各向异性层的工序
以下,对上述各工序的步骤进行详细叙述。
(工序A)
作为工序A的步骤,可以举出涂布组合物的上述步骤。
另外,在工序A中使用的组合物中,除上述液晶化合物及高分子以外,还包含手性试剂A。如后述,组合物也可以包含手性试剂B。
(工序B)
工序B的步骤并无特别限制,但是可以举出上述使聚合性液晶化合物取向的方法。
(工序C)
使用以下附图对工序C进行说明。
在以下说明中,组合物包含手性试剂A及手性试剂B这2种手性试剂,并对通过工序A形成的组合物层中的手性试剂的加权平均螺旋扭转力的绝对值为0的情况代表性地进行说明。
如图1所示,通过工序B,可以在基材10上形成聚合性液晶化合物LC均匀取向的组合物层12。另外,图1是基材10和组合物层12的截面的概略图。另外,在图1所示的组合物层12中,手性试剂A和手性试剂B以相同浓度存在,通过手性试剂A扭转的螺旋方向为左旋,通过手性试剂B扭转的螺旋方向为右旋。并且,手性试剂A的螺旋扭转力的绝对值与手性试剂B的螺旋扭转力的绝对值相同。
如图2所示,在上述工序C中,在氧浓度为1体积%以上的条件下,从基材10的与组合物层12侧相反的一侧的方向(图2中的白色箭头的方向)进行光照射。另外,在图2中,光照射从基材10侧实施,但是也可以从组合物层12侧实施。
此时,若将组合物层12的基材10侧的下侧区域12A和与基材10侧相反的一侧的上侧区域12B进行比较,则上侧区域12B的表面在空气侧,因此上侧区域12B中的氧浓度高,下侧区域12A中的氧浓度低。因此,若对组合物层12进行光照射,则在下侧区域12A中容易进行聚合性液晶化合物的聚合,聚合性液晶化合物的取向状态被固定。另外,在下侧区域12A中也存在手性试剂A,手性试剂A也感光而螺旋扭转力发生变化。然而,由于在下侧区域12A中聚合性液晶化合物的取向状态被固定,因此即使实施后述对被光照射的组合物层实施加热处理的工序D,也不会发生液晶化合物的取向状态的变化。
并且,由于在上侧区域12B中氧浓度高,因此即使进行光照射,聚合性液晶化合物的聚合也被氧阻碍而难以进行聚合。而且,在上侧区域12B中也存在手性试剂A,因此手性试剂A感光而螺旋扭转力发生变化。因此,若实施后述工序D(加热处理),则聚合性液晶化合物的取向状态沿发生变化的螺旋扭转力而变化。
即,通过实施工序C,在组合物层的基材侧的区域(下侧区域)中容易进行聚合性液晶化合物的取向状态的固定化。并且,在组合物层的与基材侧相反的一侧的区域(上侧区域)中难以进行聚合性液晶化合物的取向状态的固定化,成为螺旋扭转力根据感光的手性试剂A而变化的状态。
工序C在氧浓度为1体积%以上的条件下实施。其中,在光学各向异性层中,从容易形成聚合性液晶化合物的取向状态不同的层的观点而言,氧浓度优选为2体积%以上,更优选为5体积%以上。上限并无特别限制,但是可以举出100体积%。
工序C中的光照射的照射强度并无特别限制,能够根据手性试剂A的螺旋扭转力适当确定。工序C中的光照射的照射量并无特别限制,但是从容易形成规定的光学各向异性层的观点而言,优选为300mJ/cm2以下,更优选为200mJ/cm2以下。作为下限,从容易形成规定的光学各向异性层的观点而言,优选为10mJ/cm2以上,更优选为30mJ/cm2以上。
另外,工序C中的光照射优选在15~70℃(优选为15~50℃)下实施。
用于光照射的光只要为手性试剂A感光的光即可。即,用于光照射的光只要为使手性试剂A的螺旋扭转力发生变化的活化光线或放射线,则并无特别限制,例如可以举出汞灯的明线光谱、以准分子激光为代表的远紫外线、极紫外线、X射线、紫外线及电子束。其中,优选紫外线。
(工序D)
工序D为在工序C之后,对组合物层实施加热处理的工序。通过实施本工序,在已实施光照射的组合物层中的手性试剂A的螺旋扭转力发生变化的区域中,液晶化合物的取向状态发生变化。
以下,使用附图对本工序的机构进行说明。
如上所述,若对图1所示的组合物层12实施工序C,则如图2所示,在下侧区域12A中聚合性液晶化合物的取向状态被固定而在上侧区域12B中难以进行聚合性液晶化合物的聚合,聚合性液晶化合物的取向状态未被固定。并且,在上侧区域12B中,手性试剂A的螺旋扭转力发生变化。若这种手性试剂A的螺旋扭转力发生变化,则与光照射前的状态进行比较,在上侧区域12B中扭曲聚合性液晶化合物的力发生变化。对这一点进行更详细说明。
如上所述,在图1所示的组合物层12中,手性试剂A和手性试剂B以相同浓度存在,通过手性试剂A扭转的螺旋方向为左旋,通过手性试剂B扭转的螺旋方向为右旋。并且,手性试剂A的螺旋扭转力的绝对值与手性试剂B的螺旋扭转力的绝对值相同。因此,进行光照射之前的组合物层中的手性试剂的加权平均螺旋扭转力为0。
将上述方式示于图3中。在图3中,纵轴表示“手性试剂的螺旋扭转力(μm-1)×手性试剂的浓度(质量%)”,其值离零越远,螺旋扭转力越大。横轴表示“光照射量(mJ/cm2)”。
首先,进行光照射之前的组合物层中的手性试剂A与手性试剂B的关系对应于光照射量为0的时点,并且对应于“手性试剂A的螺旋扭转力(μm-1)×手性试剂A的浓度(质量%)”的绝对值与“手性试剂B的螺旋扭转力(μm-1)×手性试剂B的浓度(质量%)”的绝对值相等的状态。即,引起左旋的手性试剂A和引起右旋的手性试剂B这两者的螺旋扭转力相互抵消。
在这种状态的上侧区域12B中进行光照射,如图3所示,在根据光照射量而手性试剂A的螺旋扭转力减少的情况下,如图4所示,上侧区域12B中的手性试剂的加权平均螺旋扭转力变大,右旋的螺旋扭转力变强。即,关于扭转聚合性液晶化合物的螺旋的螺旋扭转力,照射量越大,在手性试剂B扭转的螺旋的方向(+)上螺旋扭转力越大。
因此,若对这种加权平均螺旋扭转力发生变化的工序C之后的组合物层12实施加热处理以促进液晶化合物的再取向,则如图5所示,在上侧区域12B中,聚合性液晶化合物LC沿着沿组合物层12的厚度方向拉伸的螺旋轴扭曲取向。
另一方面,如上所述,在组合物层12的下侧区域12A中,在工序C时进行聚合性液晶化合物的聚合而聚合性液晶化合物的取向状态被固定,因此不进行聚合性液晶化合物的再取向。
如上所述,通过实施工序D,沿组合物层的厚度方向形成多个聚合性液晶化合物的取向状态不同的区域。
上述聚合性液晶化合物LC的扭曲程度能够根据所使用的手性试剂A的种类及工序C的曝光量等适当调整。
另外,在上述图3及图4中,对使用通过光照射而螺旋扭转力减少的手性试剂作为手性试剂A的方式进行了说明,但是并不限定于该方式。例如,可以使用通过光照射而螺旋扭转力增加的手性试剂作为手性试剂A。此时,通过光照射而手性试剂A扭转的螺旋扭转力变大,液晶化合物沿手性试剂A扭转的旋转方向扭曲取向。
并且,在上述图3及图4中,对同时使用手性试剂A和手性试剂B的方式进行了说明,但是并不限定于该方式。例如,也可以为使用2种手性试剂A的方式。具体而言,也可以为同时使用引起左旋的手性试剂A1和引起右旋的手性试剂A2的方式。手性试剂A1及手性试剂A2可以分别独立地为螺旋扭转力增加的手性试剂,也可以为螺旋扭转力减少的手性试剂。例如,可以同时使用引起左旋且通过光照射而螺旋扭转力增加的手性试剂和引起右旋且通过光照射而螺旋扭转力减少的手性试剂。
作为加热处理的条件,根据所使用的液晶化合物选择最佳的条件。
其中,作为加热温度,优选为从工序C的状态进行加热的温度,35~250℃的情况较多,50~150℃的情况更多,超过50℃且150℃以下的情况更多,60~130℃的情况尤其多。
作为加热时间,0.01~60分钟的情况较多,0.03~5分钟的情况更多。
并且,光照射后的组合物层中的手性试剂的加权平均螺旋扭转力的绝对值并无特别限制,但是光照射后的组合物层中的手性试剂的加权平均螺旋扭转力与光照射前的加权平均螺旋扭转力之差的绝对值优选为0.05μm-1以上,更优选为0.05~10.0μm-1,进一步优选为0.1~10.0μm-1
(工序E)
工序E的步骤并无特别限制,但是可以举出在上述的工序2中实施的固化处理。
在对图5所示的组合物层实施固化处理的情况下,所形成的光学各向异性层从基材侧包括将均匀取向的聚合性液晶化合物的取向状态固定而成的层和将沿着沿厚度方向拉伸的螺旋轴扭曲取向的聚合性液晶化合物的取向状态固定而成的层这2层。即,所形成的光学各向异性层具有多层结构。
<光学膜>
通过实施上述制造方法,可制造具有基材及配置于基材上的光学各向异性层的光学膜。基材与光学各向异性层直接接触。
所获得的光学膜能够适用于各种用途,例如可以举出用于对液晶单元进行光学补偿的光学补偿膜及用于有机电致发光显示装置等显示装置的防反射膜。
<圆偏振片>
上述光学膜可以与偏振器组合而用作圆偏振片。
偏振器只要为具有将自然光转换成特定的直线偏振光的功能的部件即可,例如可以举出吸收型偏振器。
偏振器的种类并无特别限制,能够利用通常使用的偏振器,例如可以举出碘系偏振器、利用了二色性染料的染料系偏振器及多烯系偏振器。碘系偏振器及染料系偏振器通常通过使碘或二色性染料吸附于聚乙烯醇上并拉伸来制作。
另外,在偏振器的单面或两面上可以配置有保护膜。
圆偏振片的制造方法并无特别限制,能够采用公知的方法。
例如,可以举出经由密合层贴合光学膜及偏振器的方法。
上述圆偏振片能够优选用作有机EL显示装置的防反射膜。
实施例
以下举出实施例和比较例对本发明的特征进一步进行具体地说明。以下实施例所示的材料、使用量、比例、处理内容及处理步骤等,只要不脱离本发明的宗旨,则能够适当变更。因此,本发明的范围不应被以下所示的具体例做限定性解释。
<实施例1>
(纤维素酰化物膜(基板)的制作)
将下述成分投入至混合罐中并进行搅拌,在90℃下加热10分钟之后,利用平均孔径34μm的滤纸及平均孔径10μm的烧结金属过滤器进行过滤,从而制造了纤维素酰化物掺杂液(以下,也简称为“掺杂液”。)。所获得的掺杂液的固体成分浓度为23.5质量%,溶剂的质量比例为二氯甲烷/甲醇/丁醇=81/18/1。
Figure BDA0003833881760000251
Figure BDA0003833881760000261
[化学式3]
Figure BDA0003833881760000262
[化学式4]
Figure BDA0003833881760000263
使用滚筒制膜机流延了上述掺杂液。从模具共流延用于形成芯层的上述掺杂液和用于在芯层上形成表层的上述掺杂液以使其与冷却至0℃的金属基板接触之后,剥离了所获得的膜。另外,滚筒为SUS(Steel Use Stainless:钢用不锈钢)制。
在使用用夹子夹住膜的两端并进行输送的拉幅机装置输送从滚筒剥离的膜时,在30~40℃下干燥了20分钟。接着,一边辊输送所获得的膜一边通过区域加热而进行了后干燥。之后,对所获得的膜实施滚花处理之后,进行了卷取。所获得的纤维素酰化物膜的膜厚为40μm。在测量该获得的纤维素酰化物膜的表面能量的结果,为38.5mN/m。并且,波长550nm下的面内延迟为1nm以下。而且,所获得的纤维素酰化物膜的可见光的透射率为60%以上。
(光学各向异性层的形成)
对以上述方式制作的纤维素酰化物膜连续地实施了摩擦处理。此时,长条状的膜的长度方向与输送方向平行,膜的长度方向(输送方向)与摩擦辊的旋转轴所形成的角度为74.5°。另外,将膜的长度方向(输送方向)设为90°,从膜侧观察,若以膜宽度方向为基准(0°)逆时针方向表示正的值,则摩擦辊的旋转轴为15.5°。换言之,摩擦辊的旋转轴的位置为以膜的长度方向为基准顺时针旋转74.5°的位置。
使用模具涂布机在经摩擦处理的纤维素酰化物膜上涂布下述组合物(1),将形成有组合物层的膜在80℃下加热60秒钟。之后,在空气下,在30℃下,使用365nm的LED灯(Acroedge Co.,Ltd.制)对组合物层照射了(30mJ/cm2)紫外线。
接着,在80℃下加热10秒钟后,在氮气吹扫下将氧浓度设为100ppm,并在80℃下,使用金属卤化物灯(EYE GRAPHICS Co.,Ltd.制造)来照射紫外线(500mJ/cm2),形成将液晶化合物的取向固定化的光学各向异性层(厚度:2μm),制作出光学膜(F-1)。
Figure BDA0003833881760000271
Figure BDA0003833881760000281
棒状液晶化合物(LC1)(以下为液晶化合物的混合物。以下的数值(%)表示各液晶化合物的质量比例。)
[化学式5]
Figure BDA0003833881760000282
左手性试剂(L1)
[化学式6]
Figure BDA0003833881760000283
右手性试剂(R1)
[化学式7]
Figure BDA0003833881760000284
聚合物(G1)(式中,各重复单元中所记载的数值表示各重复单元相对于所有重复单元的含量(质量%)。)
[化学式8]
Figure BDA0003833881760000285
<实施例2~实施例14及比较例1~比较例4>
除将所使用的聚合性高分子的种类及其添加量变更为下述表3所示那样以外,按照与实施例1相同的步骤,制作出实施例的光学膜(F-2~F-14)及比较例的光学膜(F-101~104)。
另外,在比较例4中,没有使用聚合性高分子。
<实施例15>
对实施例1中使用的纤维素酰化物膜连续地实施了摩擦处理。此时,长条状的膜的长度方向与输送方向平行,膜的长度方向(输送方向)与摩擦辊的旋转轴所形成的角度为74.5°。另外,将膜的长度方向(输送方向)设为90°,从膜侧观察,若以膜宽度方向为基准(0°)逆时针方向表示正的值,则摩擦辊的旋转轴为15.5°。换言之,摩擦辊的旋转轴的位置为以膜的长度方向为基准顺时针旋转74.5°的位置。
使用模具涂布机在经摩擦处理的纤维素酰化物膜上涂布下述组合物(2),将形成有组合物层的膜在90℃下加热60秒钟。接着,在氮气吹扫下将氧浓度设为100ppm,并在80℃下,使用金属卤化物灯(EYE GRAPHICS Co.,Ltd.制造)来照射紫外线(500mJ/cm2),形成将液晶化合物的取向固定化的光学各向异性层(厚度:1μm),制作出光学膜(F-15)。
Figure BDA0003833881760000291
Figure BDA0003833881760000301
圆盘状液晶化合物(LC2)
[化学式9]
Figure BDA0003833881760000302
圆盘状液晶化合物(LC3)
[化学式10]
Figure BDA0003833881760000303
吡啶鎓盐(A)
[化学式11]
Figure BDA0003833881760000304
聚合物(G2)(式中,各重复单元中所记载的数值表示各重复单元相对于所有重复单元的含量(质量%)。)
[化学式12]
Figure BDA0003833881760000305
聚合物(G3)
[化学式13]
Figure BDA0003833881760000306
上述a及b表示各重复单元相对于所有重复单元的含量(质量%),a表示90质量%,b表示10质量%。
<实施例16>
除代替组合物(2)使用组合物(3)以外,按照与实施例15相同的步骤,制作出光学膜(F-16)。
Figure BDA0003833881760000311
另外,下述棒状液晶化合物(LC4)及(LC5)的与丙烯酰氧基相邻的基团表示亚丙基(甲基被乙烯基取代的基团),表示甲基的位置不同的位置异构体的混合物。
棒状液晶化合物(LC4)
[化学式14]
Figure BDA0003833881760000312
棒状液晶化合物(LC5)
[化学式15]
Figure BDA0003833881760000321
聚合性化合物(LC6)
[化学式16]
Figure BDA0003833881760000322
聚合引发剂(S-1)
[化学式17]
Figure BDA0003833881760000323
<评价>
(取向性)
在偏振光显微镜中观察以正交尼科耳状态获得的光学膜中的光学各向异性层,并按照以下基准进行了评价。
“A”:没有观察到光学缺陷。
“B”:观察到一些光学缺陷,但极少,在实际使用时没有问题。
“C”:观察到大量的光学缺陷,在实际使用时成为问题。
(密合性)
对所获得的光学膜的光学各向异性层实施了基于JIS D0202-1988的交叉切割试验(棋盘格胶带剥离试验)。在光学各向异性层中由格子状的切割形成的100格中通过透明胶带(“CT24”,NICHIBAN CO.,LTD.制)的粘贴及剥离来计数剥离的网格的个数,并按照以下基准进行了评价。
“S”:剥离的网格的个数为0个
“A”:剥离的网格的个数为1~30个
“B”:剥离的网格的个数为31~50个
“C”:剥离的网格的个数为51个以上
[表3]
Figure BDA0003833881760000331
在上述表3中,“高分子”栏表示在各实施例及比较例中使用的高分子的种类。将表3中的单元的结构示于表4及表5中。
另外,例如在实施例1中使用高分子(C1),高分子(C1)对应于将后述的A1所表示的重复单元包含100质量%的高分子。
并且,例如在实施例2中使用高分子(C2),高分子(C2)对应于将后述的A1所表示的重复单元相对于所有重复单元包含80质量%、并将B3所表示的重复单元相对于所有重复单元包含20质量%的高分子。
在表3中,“单元1”栏及“单元2”栏的“共聚比”表示各重复单元相对于所有重复单元的含量(质量%)。
在表3中,“Mw”栏表示高分子的重均分子量。
在表3中,“ΔSP值”栏表示高分子的SP值与基材的SP值之差的绝对值(MPa1/2)。
在表3中,“添加量”栏表示高分子相对于液晶化合物的总质量的含量(质量%)。
[表4]
Figure BDA0003833881760000341
[表5]
Figure BDA0003833881760000342
如表3所示,在使用本发明的组合物的情况下,获得了所期望的效果。
通过实施例1~实施例5的比较,确认到在单元1的含量为30质量%以上(优选为50质量%以上)的情况下,效果更优异。
通过实施例6、实施例14及其他实施例的比较,确认到在ΔSP值为2.8MPa1/2以下(优选为1.9MPa1/2以下)的情况下,效果更优异。
通过实施例9与实施例10的比较,确认到在添加量为2.0质量%以下的情况下,效果更优异。
符号说明
10-基材,12-组合物层。

Claims (10)

1.一种组合物,其用于涂布于基材上而形成光学各向异性层,其中,
所述组合物包含具有聚合性基团的液晶化合物及包含具有聚合性基团的重复单元的高分子,
所述具有聚合性基团的重复单元的含量相对于所述高分子的所有重复单元为20质量%以上,
所述高分子的SP值与所述基材的SP值之差的绝对值为4.0MPa1/2以下,
所述高分子的含量相对于所述液晶化合物的总质量为10质量%以下。
2.根据权利要求1所述的组合物,其中,
所述具有聚合性基团的重复单元为式(1)所表示的重复单元,
Figure FDA0003833881750000011
R1表示氢原子或碳原子数1~4的烷基,L1表示单键或n+1价的连结基团,P1表示聚合性基团,n表示1以上的整数。
3.根据权利要求1或2所述的组合物,其中,
所述高分子的重均分子量为5000以上。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的组合物,其中,
所述液晶化合物所具有的所述聚合性基团及所述具有聚合性基团的重复单元中的所述聚合性基团选自由丙烯酰基、甲基丙烯酰基、乙烯基及苯乙烯基组成的组中。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的组合物,其中,
所述基材为透明基材。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的组合物,其中,
所述基材的表面能量为35mN/m以上。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的组合物,其中,
所述基材的波长550nm下的面内延迟为10nm以下。
8.一种光学膜的制造方法,其在基材上涂布权利要求1~7中任一项所述的组合物而形成组合物层,使所述组合物层中的所述液晶化合物取向,然后将所述液晶化合物的取向状态固定化,从而制造具有所述基材及形成于所述基材上的所述光学各向异性层的光学膜。
9.一种光学膜,其具有基材及配置于所述基材上且使用权利要求1~7中任一项所述的组合物而形成的光学各向异性层。
10.根据权利要求9所述的光学膜,其中,
所述光学各向异性层的厚度为15μm以下。
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