CN115427852A - 偏光膜及椭圆偏光板 - Google Patents

偏光膜及椭圆偏光板 Download PDF

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CN115427852A CN202180029636.7A CN202180029636A CN115427852A CN 115427852 A CN115427852 A CN 115427852A CN 202180029636 A CN202180029636 A CN 202180029636A CN 115427852 A CN115427852 A CN 115427852A
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Sumitomo Chemical Co Ltd
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Abstract

偏光膜,其为包含偏光片层的单片偏光膜,其中,偏光片层为包含至少1种聚合性液晶化合物的聚合性液晶组合物的固化层,并且,所述偏光膜满足式(1):10>A1/A2>2(1)。式(1)中,A1表示偏光片层的吸收轴方向上的最大长度,A2表示与A1在同一面内且与前述吸收轴方向正交的方向上的偏光片层的最大长度。

Description

偏光膜及椭圆偏光板
技术领域
本发明涉及偏光膜及包含前述偏光膜的椭圆偏光板。
背景技术
包含偏光片而构成的偏光膜在平板显示装置(FPD)中被贴合于液晶元件、有机EL显示元件等图像显示元件来使用。作为这样的偏光膜,广泛使用了具有下述结构的偏光板:在偏光片的至少一面上介由粘接层而层叠有三乙酸纤维素膜等保护层,所述偏光片是在聚乙烯醇系树脂膜上吸附碘、二向色性染料等显示二向色性的化合物并使其取向而得到的。
其中,在有机EL显示装置中,为了抑制由构成该装置的电极中的光反射、外界光线的反射导致的视觉辨认性的降低,使用了将偏光膜、和在与构成该偏光膜的偏光片(日文原文:偏光子)的吸收轴不同的角度上具有慢轴的相位差膜组合而成的椭圆偏光板(例如,专利文献1)。
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
发明所要解决的课题
近年来,偏光膜、椭圆偏光板在柔性图像显示装置、车载用途等中也被广泛使用,根据其用途,有时要求以特殊的形状来利用。本申请的发明人首次发现,例如在以偏光膜的吸收轴方向上的最大长度和在与其正交的方向上成为最大的长度大不相同的那样的形状来使用偏光膜的情况下,由于其特殊的形状而存在包含该偏光膜的椭圆偏光板的耐热性容易降低的倾向。
本发明的目的在于提供在作为椭圆偏光板而利用时显示出优异的耐热性的、具有特殊形状的偏光膜。
用于解决课题的手段
本申请的发明人为解决上述课题而进行了深入研究,结果完成了本发明。即,本发明包括以下的方式。
[1]偏光膜,其为包含偏光片层的单片偏光膜,其中,偏光片层为包含至少1种聚合性液晶化合物的聚合性液晶组合物的固化层,并且,所述偏光膜满足式(1):
10>A1/A2>2 (1)
〔式(1)中,A1表示偏光片层的吸收轴方向上的最大长度,A2表示与A1在同一面内且与前述吸收轴方向正交的方向上的偏光片层的最大长度〕。
[2]如前述[1]所述的偏光膜,其中,偏光片层的吸收轴方向上的最大长度A1为10cm以上200cm以下。
[3]如前述[1]或[2]所述的偏光膜,其满足式(2):
-20°≤θ≤20° (2)
〔式(2)中,θ表示连接位于偏光片层的外周上的2点的直线距离达到最大的2点间的最大直线距离方向与偏光片层的吸收轴方向所成的角度〕。
[4]如前述[1]~[3]中任一项所述的偏光膜,其为大致矩形。
[5]如前述[4]所述的偏光膜,其满足式(3):
-20°≤θ’≤20° (3)
〔式(3)中,θ’表示大致矩形的长边方向与偏光片层的吸收轴方向所成的角度〕。
[6]椭圆偏光板,其包含前述[1]~[5]中任一项所述的偏光膜、和具有1/4波长板功能的相位差层。
[7]柔性图像显示装置,其包含前述[6]所述的椭圆偏光板。
[8]如前述[7]所述的柔性图像显示装置,其还包含视窗(window)和触摸传感器。
发明效果
根据本发明,可以提供在作为椭圆偏光板而利用时显示出优异的耐热性的、具有特殊形状的偏光膜。
附图说明
[图1]为示出本发明的偏光膜的一例的概略平面图。
[图2]为示出本发明的偏光膜的一例的概略平面图。
[图3]为示出本发明的偏光膜的一例的概略平面图。
[图4]为示出本发明的偏光膜的一例的概略平面图。
[图5]为示出本发明的偏光膜的一例的概略平面图。
具体实施方式
以下,对本发明的实施方式进行详细说明。需要说明的是,本发明的范围不限于此处说明的实施方式,可在不损害本发明的主旨的范围内进行各种变更。
本发明的偏光膜为包含偏光片层的单片偏光膜,并且满足下述式(1)。
10>A1/A2>2 (1)
〔式(1)中,A1表示偏光片层的吸收轴方向上的最大长度,A2表示与A1在同一面内且与前述吸收轴方向正交的方向上的偏光片层的最大长度〕
上述式(1)中,A1及A2均表示偏光片层内的特定方向上的偏光片层的尺寸(长度)。上述式(1)是指本发明的偏光膜具有下述形状:构成该偏光膜的偏光片层的吸收轴方向上最大的偏光片层的长度A1相对于与前述A1在同一面内且与前述吸收轴方向正交的方向上最大的偏光片层的长度A2而言大于2、小于10。在A1与A2处于满足式(1)的关系的情况下,偏光膜通常成为在吸收轴方向上细长的形状。
一般而言,满足式(1)的这样的在吸收轴方向上细长的偏光膜中,在其长度方向的端部容易产生剥离、翘起。特别是若暴露于高温环境下,则更容易产生这些现象,但就本发明的偏光膜而言,由于偏光片层为包含至少1种聚合性液晶化合物的聚合性液晶组合物的固化层,因此,尽管为满足上述式(1)的这样的形状,抑制其长度方向的端部等处的剥离、翘起这样的耐热效果也优异。换言之,在偏光片层为包含至少1种聚合性液晶化合物的聚合性液晶组合物的固化层的偏光膜中,通过以满足式(1)的方式控制偏光片层的吸收轴方向和偏光膜的形状,从而能提供在偏光片层的吸收轴方向上细长的形状的、耐热性(即,即使在暴露于高温环境下时,也不易产生剥离)优异的偏光膜。本发明的偏光膜中,偏光片层的吸收轴方向上的最大长度A1和与前述A1在同一面内且与前述吸收轴方向正交的方向上的偏光片层的最大长度A2的比(A1/A2)优选为2.5以上,更优选为2.8以上,进一步优选为3以上,例如即使为4以上、5以上或6以上,也能实现良好的耐热性。从容易确保更高的耐热性的观点考虑,A1/A2的值优选为9.5以下,更优选为9以下。
本发明的一个方式中,优选本发明的偏光膜除了上述式(1)之外还满足下述式(2)。
-20°≤θ≤20° (2)
〔式(2)中,θ表示连接位于偏光片层的外周上的2点的直线距离为最大的2点间的最大直线距离方向与偏光片层的吸收轴方向所成的角度〕
偏光膜满足上述式(2)的情况下,可以说构成偏光膜的偏光片层的吸收轴方向、与连接位于偏光片层的外周上的2点的直线距离为最大的2点间的最大直线距离方向处于接近平行的关系。例如,为了用于作为速度计等仪表面板而被车载搭载的偏光膜、在智能手机、平板电脑等图像显示装置中利用的偏光膜等有可能隔着太阳镜来视觉辨认的用途中,要求隔着太阳镜对其进行观察时的高视觉辨认性。偏光膜以下述方式配置的情况下,能提供确保隔着太阳镜的高视觉辨认性、并且在横向上细长的形状的偏光膜,所述方式为:以满足上述式(1)及式(2)的方式,根据与所期望的形状中的最大直线距离方向的关系来设定偏光片层的吸收轴方向,由此使偏光膜相对于观看者的视线而言其吸收轴方向成为大致水平方向。该偏光膜特别适合于将偏光膜的最大直线距离方向配置在相对于观看者的视线而言大致水平的方向上的情况。
在以使偏光膜的吸收轴方向与观看者的视线呈大致水平方向的方式配置时,在成为横向上为细长的形状的偏光膜中,从能进一步提高隔着太阳镜观察时的视觉辨认性的观点考虑,本发明的一个方式中,前述θ优选为-18°以上,更优选为-15°以上,另外,优选为18°以下,更优选为15°以下。
本发明中,对于单片偏光片膜的形状而言,只要满足上述式(1),就没有特别限定,例如,可以为三角形、长方形、梯形、平行四边形等四边形、五边形以上的多边形、椭圆形或其一部分、葫芦形等及它们的组合、其他任意的非特定形状。三角形、四边形及多边形等具有角部的形状中,也可以为一部分或全部的角部带有弧度的形状。
以下,基于图对本发明的偏光膜的方式的一例进行说明。
在作为示出本发明的偏光膜的一例的概略平面图的图1中,本发明的偏光膜为长方形。例如,该偏光膜的吸收轴方向为与长方形的长边方向相同的方向(平行方向)的情况下,在式(1)中,偏光片层的吸收轴方向上的最大长度A1相当于长方形的长边的长度,与A1在同一面内且与前述吸收轴方向正交的方向上的偏光片层的最大长度A2相当于长方形的短边的长度。连接位于偏光片层的外周上的2点的直线距离为最大的2点间的最大直线距离方向成为长方形的对角线方向,在该对角线方向与吸收轴方向之间产生角度θ。
另一方面,例如,如图2所示的那样偏光片层的吸收轴方向为与长方形的对角线方向相同的方向(平行方向)的情况下,式(1)中的A1相当于长方形的对角线的长度,A2相当于在与前述A1正交的方向上将长方形的下边上的点a与上边上的点b连接的长度。在该形状中,最大直线距离方向为长方形的对角线方向,该最大直线距离方向与吸收轴方向所成的角度θ为0°。
图3示出呈三角形的本发明的偏光膜的概略平面图。例如,该偏光膜的吸收轴方向为与图3中的三角形的底边方向相同的方向(平行方向)的情况下,式(1)中的A1相当于前述三角形的底边的长度,A2相当于图3中的三角形的高度的长度。最大直线距离方向为图3中的三角形的斜边方向,在该斜边方向与吸收轴方向之间产生角度θ。需要说明的是,即使是在与底边方向平行的方向上具有吸收轴方向的三角形的偏光膜,根据三角形的2个底角的角度,最大直线距离方向也不同,由此,最大距离方向与吸收轴方向所成的角度θ也发生变化。
图4示出呈椭圆形的本发明的偏光膜的概略平面图。例如,该偏光膜的吸收轴方向为与图4中的椭圆的长轴方向相同的方向(平行方向)的情况下,式(1)中的A1相当于前述椭圆的长半径的2倍的长度,A2相当于图4中的椭圆的短半径的2倍的长度。在该形状中,最大直线距离方向为椭圆形的长径方向,该最大直线距离方向与吸收轴方向所成的角度θ为0°。
图5示出将椭圆形的一部分作为形状的本发明的偏光膜的概略平面图。例如,该偏光膜的吸收轴方向如图5所示的那样为与图5中的形状的弦方向相同的方向(平行方向)的情况下,式(1)中的A1相当于前述形状的弦的长度,A2相当于在与前述A1正交的方向上将前述形状的中心点a与弧上的点b连接的长度(弧的高度)。在该形状中,最大直线距离方向为图5所示的形状的弦方向,该最大直线距离方向与吸收轴方向所成的角度θ为0°。
对于本发明的偏光膜的大小而言,只要满足上述式(1)就没有特别限定,根据偏光膜的用途等而适宜确定即可。在本发明的一实施方式中,形成本发明的偏光膜的偏光片层的吸收轴方向上的最大长度A1优选为10cm以上200cm以下。若A1在前述范围内,则容易更显著地发挥提高偏光膜的耐热性的效果。A1的长度更优选为30cm以上,进一步优选为40cm以上,特别优选为50cm以上,另外,更优选为180cm以下,进一步优选为160cm以下,特别优选为150cm以下。
本发明的偏光膜中的与A1在同一面内且与偏光片层的吸收轴方向正交的方向上的偏光片层的最大长度A2大于1cm、小于100cm是优选的。
若A2在前述范围内,则容易更显著地发挥提高偏光膜的耐热性的效果。A2的长度更优选为3cm以上,进一步优选为5cm以上,特别优选为10cm以上,另外,更优选为70cm以下,进一步优选为50cm以下,特别优选为30cm以下。
本发明的一实施方式中,本发明的单片偏光膜为大致矩形。此处,本说明书中,所谓大致矩形,是指实质上为矩形,只要一组相对的2边平行且另一组相对的2边平行、整体上可被识别为矩形状即可,也可以为4个角部中的至少1个角部为钝角、或带有弧度的形状。
本发明的单片偏光膜为大致矩形的情况下,优选该偏光膜除了上述式(1)或上述式(1)和(2)之外还满足下述式(3)。
-20°≤θ’≤20° (3)
〔式(3)中,θ’表示大致矩形的长边方向与偏光片层的吸收轴方向所成的角度〕
例如,图1所示的偏光膜中,大致矩形的长边方向与偏光片层的吸收轴方向所成的角度θ’为0°。另一方面,图2所示的偏光膜中,在其与平行于大致矩形的对角线方向的吸收轴方向之间产生角度θ’。
呈大致矩形的偏光膜满足上述式(3)的情况下,可以说构成偏光膜的偏光片层的吸收轴方向、与大致矩形的长边方向处于接近平行的关系,将偏光膜以相对于观看者的视线而言其吸收轴方向成为大致水平方向的方式配置的情况下,可以提供确保隔着太阳镜的高视觉辨认性、并且在横向上细长的矩形状的偏光膜。该偏光膜特别适合于将偏光膜的长边方向配置在相对于观看者的视线而言大致水平的方向上的情况。在以使偏光膜的吸收轴方向与观看者的视线呈大致水平方向的方式配置时,在成为在横向上细长的形状(大致矩形)的偏光膜中,从能进一步提高隔着太阳镜观察时的视觉辨认性的观点考虑,本发明的一个方式中,前述θ’优选为-15°以上,更优选为10°以上,进一步优选为5°以上,另外,优选为15°以下,更优选为10°以下,进一步优选为5°以下。
构成本发明的偏光膜的偏光片层为包含至少1种聚合性液晶化合物的聚合性液晶组合物的固化层。与以往作为偏光片而广泛使用的、吸附有二向色性色素的聚乙烯醇树脂膜等膜状的偏光片层相比,作为聚合性液晶组合物的固化层的偏光片层在暴露于高温环境下时的收缩抑制效果优异,在满足上述式(1)的这样的特殊形状中,也容易呈现高耐热性。由此,例如,不易产生细长形状的端部处的剥离、翘起,可优选用于容易暴露于严酷的环境下的车载用途、或用作要求高耐久性的柔性图像显示装置等的偏光膜。
本发明中,形成偏光片层的聚合性液晶组合物(以下,也称为“聚合性液晶组合物(A)”)中包含的聚合性液晶化合物(以下,也称为“聚合性液晶化合物(A)”)为具有至少1个聚合性基团的化合物。此处,所谓聚合性基团,是指可通过由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。作为聚合性液晶化合物(A)所具有的聚合性基团,例如可举出乙烯基、乙烯基氧基、1-氯乙烯基、异丙烯基、4-乙烯基苯基、(甲基)丙烯酰基、氧杂环丙基、氧杂环丁基等。其中,优选自由基聚合性基团,更优选(甲基)丙烯酰基、乙烯基、乙烯基氧基,进一步优选(甲基)丙烯酰基。
本发明中,聚合性液晶化合物(A)优选为显示出近晶型液晶性的化合物。通过使用显示出近晶型液晶性的聚合性液晶化合物,能够形成取向有序度高的偏光片层。从能够实现更高的取向有序度的观点考虑,聚合性液晶化合物(A)所显示的液晶状态更优选为高阶近晶相(高阶近晶型液晶状态)。此处,所谓高阶近晶相,是指近晶B相、近晶D相、近晶E相、近晶F相、近晶G相、近晶H相、近晶I相、近晶J相、近晶K相及近晶L相,它们之中,更优选近晶B相、近晶F相及近晶I相。液晶性可以为热致性液晶,也可以为溶致性液晶,从可进行精密的膜厚控制的方面考虑,优选热致性液晶。另外,聚合性液晶化合物(A)可以为单体,也可以为聚合性基团聚合而成的低聚物或聚合物。
作为聚合性液晶化合物(A),只要为具有至少1个聚合性基团的液晶化合物,就没有特别限定,可以使用已知的聚合性液晶化合物,作为显示出近晶型液晶性的聚合性液晶化合物,例如可举出下述式(A-α)表示的化合物(以下,有时称为“聚合性液晶化合物(A-α)”)。
U1-V1-W1-(X1-Y1)n-X2-W2-V2-U2 (A-α)
[式(A-α)中,
X1及X2彼此独立地表示2价芳香族基团或2价脂环式烃基,此处,该2价芳香族基团或2价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2价芳香族基团或2价脂环式烃基的碳原子可以被氧原子、硫原子或氮原子取代。其中,X1及X2中的至少1个为可具有取代基的1,4-亚苯基或可具有取代基的环己烷-1,4-二基。
Y1为单键或二价连接基团。
n为1~3,在n为2以上的情况下,多个X1彼此可以相同,也可以不同。X2可以与多个X1中的任一个或全部相同,也可以不同。另外,在n为2以上的情况下,多个Y1彼此可以相同,也可以不同。从液晶性的观点考虑,n优选为2以上。
U1表示氢原子或聚合性基团。
U2表示聚合性基团。
W1及W2彼此独立地为单键或二价连接基团。
V1及V2彼此独立地表示可具有取代基的碳原子数1~20的烷烃二基,构成该烷烃二基的-CH2-可以替换成-O-、-CO-、-S-或NH-]
聚合性液晶化合物(A-α)中,X1及X2彼此独立地优选为可具有取代基的1,4-亚苯基、或可具有取代基的环己烷-1,4-二基,X1及X2中的至少1个为可具有取代基的1,4-亚苯基、或可具有取代基的环己烷-1,4-二基,优选为反式-环己烷-1,4-二基。作为可具有取代基的1,4-亚苯基、或可具有取代基的环己烷-1,4-二基所任选具有的取代基,可举出甲基、乙基及丁基等碳原子数1~4的烷基、氰基及氯原子、氟原子等卤素原子。优选为未取代。
另外,从易于呈现近晶型液晶性的方面考虑,聚合性液晶化合物(A-α)优选在式(A-α)中式(Aα-1)表示的部分〔以下,也称为部分结构(Aα-1)〕为非对称结构。
-(X1-Y1)n-X2- (Aα-1)
〔式中,X1、Y1、X2及n分别表示与上述相同的含义〕
作为部分结构(Aα-1)为非对称结构的聚合性液晶化合物(A-α),例如可举出:n为1且1个X1与X2彼此不同的结构的聚合性液晶化合物(A-α)。另外,还可举出:聚合性液晶化合物(A-α),其是n为2且2个Y1彼此相同的结构的化合物,并且,结构中2个X1彼此相同,结构中1个X2与这2个X1不同;聚合性液晶化合物(A-α),其是2个X1中的键合于W1的X1与另一个X1及X2不同的结构,并且,结构中另一个X1与X2彼此相同。此外,可举出:聚合性液晶化合物(A-α),其是n为3且3个Y1彼此相同的结构的化合物,并且,结构中3个X1及1个X2中的任一个与其他3个均不同。
Y1优选为-CH2CH2-、-CH2O-、-CH2CH2O-、-COO-、-OCOO-、单键、-N=N-、-CRa=CRb-、-C≡C-、-CRa=N-或-CO-NRa-。Ra及Rb彼此独立地表示氢原子或碳原子数1~4的烷基。Y1更优选为-CH2CH2-、-COO-或单键,存在多个Y1的情况下,与X2键合的Y1更优选为-CH2CH2-或-CH2O-。X1及X2全部为相同结构的情况下,优选存在键合方式彼此不同的2个以上的Y1。存在键合方式彼此不同的多个Y1的情况下,成为非对称结构,因此,存在易于呈现近晶型液晶性的倾向。
U2为聚合性基团。U1为氢原子或聚合性基团,优选为聚合性基团。优选U1及U2均为聚合性基团,优选均为自由基聚合性基团。作为聚合性基团,可举出与作为聚合性液晶化合物(A)所具有的聚合性基团而在上文中例示的基团同样的基团。U1表示的聚合性基团与U2表示的聚合性基团可以彼此不同,但优选为相同种类的基团,优选U1及U2中的至少一者为(甲基)丙烯酰基,更优选两者为(甲基)丙烯酰基。另外,聚合性基团可以为进行了聚合的状态,也可以为未聚合的状态,优选为未聚合的状态。
作为V1及V2表示的烷烃二基,可举出亚甲基、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、癸烷-1,10-二基、十四烷-1,14-二基及二十烷-1,20-二基等。V1及V2优选为碳原子数2~12的烷烃二基,更优选为碳原子数6~12的烷烃二基。
作为该烷烃二基所任选具有的取代基,可举出氰基及卤素原子等,该烷烃二基优选为未取代,更优选为未取代的直链状烷烃二基。
W1及W2彼此独立地优选为单键、-O-、-S-、-COO-或-OCOO-,更优选为单键或-O-。
作为聚合性液晶化合物(A),只要为具有至少1个聚合性基团的聚合性液晶化合物,就没有特别限定,可以使用已知的聚合性液晶化合物,优选显示出近晶型液晶性,作为易于显示出近晶型液晶性的结构,优选在分子结构中具有非对称性的分子结构,具体而言,更优选为具有下述(A-a)~(A-i)的部分结构的聚合性液晶化合物,且为显示出近晶型液晶性的聚合性液晶化合物。从易于显示出高阶近晶型液晶性这样的观点考虑,更优选具有(A-a)、(A-b)或(A-c)的部分结构。需要说明的是,下述(A-a)~(A-i)中,*表示连接键(单键)。
[化学式1]
Figure BDA0003897485820000121
作为聚合性液晶化合物(A),具体而言,例如可举出式(A-1)~式(A-25)表示的化合物。聚合性液晶化合物(A)具有环己烷-1,4-二基的情况下,该环己烷-1,4-二基优选为反式体。
[化学式2]
Figure BDA0003897485820000131
[化学式3]
Figure BDA0003897485820000141
[化学式4]
Figure BDA0003897485820000142
[化学式5]
Figure BDA0003897485820000151
[化学式6]
Figure BDA0003897485820000152
它们之中,优选为选自由式(A-2)、式(A-3)、式(A-4)、式(A-5)、式(A-6)、式(A-7)、式(A-8)、式(A-13)、式(A-14)、式(A-15)、式(A-16)及式(A-17)表示的化合物组成的组中的至少1种。作为聚合性液晶化合物(A),可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。
聚合性液晶化合物(A)例如可利用Lub等,Recl.Trav.Chim.Pays-Bas,115,321-328(1996)、或日本专利第4719156号等中记载的已知的方法来制造。
本发明中,聚合性液晶组合物(A)可以包含除聚合性液晶化合物(A)以外的其他聚合性液晶化合物,从得到取向有序度高的偏光片层的观点考虑,相对于聚合性液晶组合物(A)中包含的全部聚合性液晶化合物的总质量而言的聚合性液晶化合物(A)的比例优选为51质量%以上,更优选为70质量%以上,进一步优选为90质量%以上。
聚合性液晶组合物(A)包含2种以上的聚合性液晶化合物(A)的情况下,可以是其中至少1种为聚合性液晶化合物(A1),也可以是其全部为聚合性液晶化合物(A-α)。通过将多种聚合性液晶化合物组合,从而即使在液晶-结晶相变温度以下的温度下,有时也能暂时保持液晶性。
相对于聚合性液晶组合物(A)的固态成分而言,聚合性液晶组合物(A)中的聚合性液晶化合物的含量优选为40~99.9质量%,更优选为60~99质量%,进一步优选为70~99质量%。若聚合性液晶化合物的含量在上述范围内,则存在聚合性液晶化合物的取向性变高的倾向。需要说明的是,本说明书中,所谓固态成分,是指从聚合性液晶组合物(A)中除去溶剂等挥发性成分后的成分的总量。以下,在相位差层形成用聚合性液晶组合物等中也同样是指从作为对象的组合物中除去溶剂等挥发性成分后的成分的总量。
本发明中,形成偏光片层的聚合性液晶组合物(A)可以包含二向色性色素。此处,所谓二向色性色素,是指具有分子的长轴方向上的吸光度与短轴方向上的吸光度不同的性质的色素。本发明中可使用的二向色性色素没有特别限制,只要为具有上述性质的二向色性色素即可,可以为染料,也可以为颜料。
另外,可以将2种以上的染料或颜料各自组合使用,也可以将染料和颜料组合使用,各自可以仅使用1种,也可以组合使用2种以上。另外,二向色性色素可以具有聚合性,也可以具有液晶性。
作为二向色性色素,优选为在300~700nm的范围内具有极大吸收波长(λMAX)的色素。作为这样的二向色性色素,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。
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,例如可举出式(I)表示的化合物(以下,也称为“化合物(I)”)。
K1(-N=N-K2)p-N=N-K3 (I)
[式(I)中,K1及K3彼此独立地表示可具有取代基的苯基、可具有取代基的萘基或可具有取代基的1价杂环基。K2表示可具有取代基的对亚苯基、可具有取代基的萘-1,4-二基或可具有取代基的2价杂环基。p表示1~4的整数。p为2以上的整数的情况下,多个K2彼此可以相同也可以不同。在可见光区域呈现吸收的范围内,-N=N-键可以替换成-C=C-、-COO-、-NHCO-、-N=CH-键]
作为1价杂环基,例如可举出从喹啉、噻唑、苯并噻唑、噻吩并噻唑、咪唑、苯并咪唑、噁唑、苯并噁唑等杂环化合物中除去1个氢原子而得到的基团。作为2价杂环基,可举出从前述杂环化合物中除去2个氢原子而得到的基团。
作为K1及K3中的苯基、萘基及1价杂环基、以及K2中的对亚苯基、萘-1,4-二基及2价杂环基所任选具有的取代基,可举出碳原子数1~20的烷基、具有聚合性基团的碳原子数1~20的烷基、碳原子数1~4的烯基;甲氧基、乙氧基、丁氧基等碳原子数1~20的烷氧基;具有聚合性基团的碳原子数1~20的烷氧基;三氟甲基等碳原子数1~4的氟代烷基;氰基;硝基;卤素原子;氨基、二乙基氨基、吡咯烷基等取代或未取代氨基(所谓取代氨基,是指具有1个或2个碳原子数1~6的烷基的氨基、具有1个或2个具有聚合性基团的碳原子数1~6的烷基的氨基、或2个取代烷基彼此键合形成碳原子数2~8的烷烃二基而得到的氨基。未取代氨基为-NH2)等。需要说明的是,作为前述聚合性基团,可举出丙烯酰基、甲基丙烯酰基、丙烯酰基氧基、甲基丙烯酰基氧基等。
化合物(I)之中,优选以下的式(I-1)~式(I-8)中任一者表示的化合物。
[化学式7]
Figure BDA0003897485820000181
[式(I-1)~(I-8)中,
B1~B30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的烯基、碳原子数1~4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所述)、氯原子或三氟甲基。
n1~n4彼此独立地表示0~3的整数。
n1为2以上的情况下,多个B2彼此可以相同也可以不同,
n2为2以上的情况下,多个B6彼此可以相同也可以不同,
n3为2以上的情况下,多个B9彼此可以相同也可以不同,
n4为2以上的情况下,多个B14彼此可以相同也可以不同]
作为前述蒽醌色素,优选式(I-9)表示的化合物。
[化学式8]
Figure BDA0003897485820000191
[式(I-9)中,
R1~R8彼此独立地表示氢原子、-Rx、-NH2、-NHRx、-NRx 2、-SRx或卤素原子。
Rx表示碳原子数1~4的烷基或碳原子数6~12的芳基]
作为前述噁嗪酮色素,优选式(I-10)表示的化合物。
[化学式9]
Figure BDA0003897485820000192
[式(I-10)中,
R9~R15彼此独立地表示氢原子、-Rx、-NH2、-NHRx、-NRx 2、-SRx或卤素原子。
Rx表示碳原子数1~4的烷基或碳原子数6~12的芳基]
作为前述吖啶色素,优选式(I-11)表示的化合物。
[化学式10]
Figure BDA0003897485820000201
[式(I-11)中,
R16~R23彼此独立地表示氢原子、-Rx、-NH2、-NHRx、-NRx 2、-SRx或卤素原子。
Rx表示碳原子数1~4的烷基或碳原子数6~12的芳基]
式(I-9),式(I-10)及式(I-11)中,作为Rx的碳原子数1~6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、甲苯甲酰基、二甲苯基及萘基等。
作为前述菁色素,优选式(I-12)表示的化合物及式(I-13)表示的化合物。
[化学式11]
Figure BDA0003897485820000202
[式(I-12)中,
D1及D2彼此独立地表示式(I-12a)~式(I-12d)中任一者表示的基团。
[化学式12]
Figure BDA0003897485820000203
n5表示1~3的整数]
[化学式13]
Figure BDA0003897485820000204
[式(I-13)中,
D3及D4彼此独立地表示式(I-13a)~式(1-13h)中任一者表示的基团。
[化学式14]
Figure BDA0003897485820000211
n6表示1~3的整数]
这些二向色性色素之中,偶氮色素的直线性高,因此适合于制作偏光性能优异的偏光片层。因此,本发明的一实施方式中,形成偏光片层的聚合性液晶组合物(A)中包含的二向色性色素优选为偶氮色素。
本发明中,二向色性色素的重均分子量通常为300~2000,优选为400~1000。
本发明的一实施方式中,形成偏光片层的聚合性液晶组合物(A)中包含的二向色性色素优选为疏水性。若二向色性色素为疏水性,则二向色性色素与聚合性液晶化合物的相容性提高,二向色性色素与聚合性液晶化合物形成均匀的相状态,能够得到具有高取向有序度的偏光片层。需要说明的是,本发明中,所谓疏水性的二向色性色素,是指在25℃、100g的水中的溶解度为1g以下的色素。
聚合性液晶组合物(A)中的二向色性色素的含量可根据使用的二向色性色素的种类等而适宜确定,相对于聚合性液晶化合物100质量份而言,优选为0.1~50质量份,更优选为0.1~20质量份,进一步优选为0.1~12质量份。若二向色性色素的含量在上述范围内,则不易扰乱聚合性液晶化合物的取向,能够得到具有高取向有序度的偏光片层。
本发明中,用于形成偏光片层的聚合性液晶组合物(A)可以含有聚合引发剂。聚合引发剂为能够引发聚合性液晶化合物的聚合反应的化合物,从能在较低温度条件下引发聚合反应的方面考虑,优选为光聚合引发剂。具体而言,可举出能够通过光的作用而产生活性自由基或酸的光聚合引发剂,其中,优选为通过光的作用而产生自由基的光聚合引发剂。聚合引发剂可以单独使用或组合使用两种以上。
作为光聚合引发剂,可以使用已知的光聚合引发剂,例如,作为产生活性自由基的光聚合引发剂,有自裂解型光聚合引发剂、夺氢型光聚合引发剂。
作为自裂解型光聚合引发剂,可以使用自裂解型苯偶姻系化合物、苯乙酮系化合物、羟基苯乙酮系化合物、α-氨基苯乙酮系化合物、肟酯系化合物、酰基氧化膦系化合物、偶氮系化合物等。另外,作为夺氢型光聚合引发剂,可以使用夺氢型的二苯甲酮系化合物、安息香醚系化合物、苯偶酰缩酮系化合物、二苯并环庚酮系化合物、蒽醌系化合物、呫吨酮系化合物、噻吨酮系化合物、卤代苯乙酮系化合物、二烷氧基苯乙酮系化合物、卤代双咪唑系化合物、卤代三嗪系化合物、三嗪系化合物等。
作为产生酸的光聚合引发剂,可以使用碘鎓盐及锍盐等。
其中,从防止色素的溶解的观点考虑,优选低温下的反应,从低温下的反应效率的观点考虑,优选自裂解型光聚合引发剂,特别优选苯乙酮系化合物、羟基苯乙酮系化合物、α-氨基苯乙酮系化合物、肟酯系化合物。
作为光聚合引发剂,具体而言,例如可举出以下的物质。
苯偶姻、苯偶姻甲基醚、苯偶姻乙基醚、苯偶姻异丙基醚及苯偶姻异丁基醚等苯偶姻系化合物;
2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、1,2-二苯基-2,2-二甲氧基乙烷-1-酮、2-羟基-2-甲基-1-〔4-(2-羟基乙氧基)苯基〕丙烷-1-酮、1-羟基环己基苯基酮及2-羟基-2-甲基-1-〔4-(1-甲基乙烯基)苯基〕丙烷-1-酮的低聚物等羟基苯乙酮系化合物;
2-甲基-2-吗啉代-1-(4-甲基硫基苯基)丙烷-1-酮、2-二甲基氨基-2-苄基-1-(4-吗啉代苯基)丁烷-1-酮等α-氨基苯乙酮系化合物;
1,2-辛二酮-1-[4-(苯硫基)-2-(O-苯甲酰基肟)]、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]-乙酮-1-(O-乙酰基肟)等肟酯系化合物;2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦及双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦等酰基氧化膦系化合物;
二苯甲酮、邻苯甲酰基苯甲酸甲酯、4-苯基二苯甲酮、4-苯甲酰基-4’-甲基二苯基硫醚、3,3’,4,4’-四(叔丁基过氧羰基)二苯甲酮及2,4,6-三甲基二苯甲酮等二苯甲酮化合物;
二乙氧基苯乙酮等二烷氧基苯乙酮系化合物;
2,4-双(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-(4-甲氧基萘基)-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯乙烯基)-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-〔2-(5-甲基呋喃-2-基)乙烯基〕-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-〔2-(呋喃-2-基)乙烯基〕-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-〔2-(4-二乙基氨基-2-甲基苯基)乙烯基〕-1,3,5-三嗪及2,4-双(三氯甲基)-6-〔2-(3,4-二甲氧基苯基)乙烯基〕-1,3,5-三嗪等三嗪系化合物。光聚合引发剂例如根据与聚合性液晶组合物(A)中包含的聚合性液晶化合物的关系而从上述的光聚合引发剂中适宜选择即可。
另外,可以使用市售的光聚合引发剂。作为市售的光聚合引发剂,可举出Irgacure(イルガキュア)(注册商标)907、184、651、819、250及369、379、127、754、OXE01、OXE02、OXE03(BASF公司制);Omnirad BCIM、Esacure 1001M、Esacure KIP160(IDM Resins B.V.公司制);SEIKUOL(注册商标)BZ、Z及BEE(精工化学株式会社制);kayacure(カヤキュアー)(注册商标)BP100及UVI-6992(DOW Chemical Company制);ADEKA OPTOMER SP-152、N-1717、N-1919、SP-170、ADEKA ARKLS NCI-831、ADEKA ARKLS NCI-930(株式会社ADEKA制);TAZ-A及TAZ-PP(日本Siber Hegner株式会社制);以及TAZ-104(Sanwa Chemical Co.,Ltd.制);等等。
相对于聚合性液晶化合物100质量份而言,聚合性液晶组合物(A)中的聚合引发剂的含量优选为1~10质量份,更优选为1~8质量份,进一步优选为2~8质量份,特别优选为4~8质量份。若聚合引发剂的含量在上述的范围内,则能够在不大幅扰乱聚合性液晶化合物的取向的情况下进行聚合性液晶化合物的聚合反应。
另外,从制造时的线路污染、处理性的观点考虑,本发明中的聚合性液晶化合物的聚合率优选为60%以上,更优选为65%以上,进一步优选为70%以上。
本发明中,用于形成偏光片层的聚合性液晶组合物(A)可以包含流平剂。流平剂具有调整聚合性液晶组合物(A)的流动性、使通过涂布该聚合性液晶组合物(A)而得到的涂膜更平坦的功能。
通过使聚合性液晶组合物(A)包含流平剂,从而不易产生涂布不均而可得到平滑的偏光片层,因此,会有利于提高偏光板的外观特性及光学特性。
作为流平剂,具体可举出表面活性剂,优选为选自由以聚丙烯酸酯化合物为主成分的流平剂及以含氟原子的化合物为主成分的流平剂组成的组中的至少1种。流平剂可以单独使用或组合2种以上而使用。
作为以聚丙烯酸酯化合物为主成分的流平剂,例如可举出“BYK-350”、“BYK-352”、“BYK-353”、“BYK-354”、“BYK-355”、“BYK-358N”、“BYK-361N”、“BYK-380”、“BYK-381”及“BYK-392”(BYK Chemie公司)。
作为以含氟原子的化合物为主成分的流平剂,例如可举出“MEGAFACE(注册商标)R-08”、MEGAFACE“R-30”、MEGAFACE“R-90”、MEGAFACE“F-410”、MEGAFACE“F-411”、MEGAFACE“F-443”、MEGAFACE“F-445”、MEGAFACE“F-470”、MEGAFACE“F-471”、MEGAFACE“F-477”、MEGAFACE“F-479”、MEGAFACE“F-482”及MEGAFACE“F-483”(DIC(株));“Surflon(注册商标)S-381”、Surflon“S-382”、Surflon“S-383”、Surflon“S-393”、Surflon“SC-101”、Surflon“SC-105”、“KH-40”及“SA-100”(AGC Seimi Chemical Co.,Ltd.);“E1830”、“E5844”(Daikin Fine Chemical Kenkyusho,K.K.);“EFTOP EF301”、“EFTOP EF303”、“EFTOPEF351”及“EFTOP EF352”(Mitsubishi Materials Electronic ChemicalsCo.,Ltd.)。
在聚合性液晶组合物(A)含有流平剂的情况下,其含量相对于聚合性液晶化合物100质量份而言优选为0.05~5质量份,更优选为0.05~3质量份。若流平剂的含量在上述的范围内,则存在下述倾向:容易使聚合性液晶化合物取向,并且,不易产生不均,可得到更平滑的偏光片层。
聚合性液晶组合物(A)可以含有除流平剂以外的其他添加剂。作为其他添加剂,例如可举出聚合性非液晶化合物、光敏化剂、抗氧化剂、脱模剂、稳定剂、上蓝剂等着色剂、阻燃剂及润滑剂等。在聚合性液晶组合物(A)含有其他添加剂的情况下,其他添加剂的含量相对于聚合性液晶组合物(A)的固态成分而言优选大于0%且为20质量%以下,更优选大于0%且为10质量%以下。
通过在聚合性液晶组合物(A)中配合光敏化剂,能够进一步促进聚合性液晶化合物的聚合反应。作为光敏化剂,可举出呫吨酮、噻吨酮等呫吨酮化合物(例如2,4-二乙基噻吨酮、2-异丙基噻吨酮等);蒽、含烷氧基的蒽(例如二丁氧基蒽等)等蒽化合物;吩噻嗪及红荧烯等。光敏化剂可以单独使用或组合2种以上而使用。
聚合性液晶组合物(A)包含光敏化剂的情况下,其含量根据聚合引发剂及聚合性液晶化合物的种类及其量而适宜确定即可,相对于聚合性液晶化合物100质量份而言,优选为0.1~30质量份,更优选为0.5~10质量份,进一步优选为0.5~8质量份。
聚合性液晶组合物(A)可以通过以往已知的偏光片层形成用组合物的制备方法来制造,通常,可以通过将聚合性液晶化合物及二向色性色素、以及根据需要使用的聚合引发剂及上述添加剂等混合并搅拌来制备。另外,通常,显示出近晶型液晶性的化合物的粘度高,因此,从使聚合性液晶组合物(A)的涂布性提高从而容易进行偏光片层的形成的观点考虑,可以通过添加溶剂来进行粘度调整。
用于聚合性液晶组合物(A)的溶剂可以根据使用的聚合性液晶化合物及二向色性色素的溶解性等而适宜选择。具体而言,例如可举出水、甲醇、乙醇、乙二醇、异丙醇、丙二醇、甲基溶纤剂、丁基溶纤剂、丙二醇单甲基醚等醇溶剂、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、乳酸乙酯等酯溶剂、丙酮、甲基乙基酮、环戊酮、环己酮、甲基戊基酮、甲基异丁基酮等酮溶剂、戊烷、己烷、庚烷等脂肪族烃溶剂、甲苯、二甲苯等芳香族烃溶剂、乙腈等腈溶剂、四氢呋喃、二甲氧基乙烷等醚溶剂、及氯仿、氯苯等氯化烃溶剂等。这些溶剂可以单独使用或组合2种以上而使用。相对于聚合性液晶组合物(A)的固态成分100质量份而言,溶剂的含量优选为100~1900质量份,更优选为150~900质量份,进一步优选为180~600质量份。
本发明中,偏光片层优选为取向有序度高的偏光片层。对于取向有序度高的偏光片层而言,在X射线衍射测定中,可得到来自六角相、结晶相这样的高级结构的布拉格峰。所谓布拉格峰,是指来自分子取向的面周期结构的峰。因此,优选构成本发明的偏光膜的偏光片层在X射线衍射测定中显示出布拉格峰。即,在构成本发明的偏光膜的偏光片层中,聚合性液晶化合物或其聚合物优选以在X射线衍射测定中该偏光片层显示出布拉格峰的方式取向,更优选为聚合性液晶化合物的分子沿吸收光的方向取向的“水平取向”。本发明中,优选分子取向的面周期间隔为
Figure BDA0003897485820000261
的偏光片层。显示出布拉格峰这样的高取向有序度可通过对使用的聚合性液晶化合物的种类、二向色性色素的种类、其量、及聚合引发剂的种类、其量等进行控制来实现。
偏光片层例如可通过包括下述工序的方法得到:在基材或设置于基材上的取向膜等上形成聚合性液晶组合物(A)的涂膜的工序;从该涂膜中除去溶剂的工序;使聚合性液晶化合物相变为液晶相(近晶相)的工序;以及,在保持前述液晶相的状态下使聚合性液晶化合物进行聚合的工序。
作为基材,只要在制造偏光片层时能对偏光片层、取向膜进行支撑,就没有特别限定,可以使用该领域中已知的基材。例如,可举出玻璃基材、树脂基材,从加工性等的观点考虑,优选树脂基材。树脂基材优选为具有能使可见光透过的透光性的基材。此处,所谓透光性,是指对于波长380~780nm的波长区域的光而言可见度校正单体透过率为80%以上。
作为构成树脂基材的树脂,例如可举出聚乙烯、聚丙烯、及降冰片烯系聚合物这样的聚烯烃;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;三乙酸纤维素、二乙酸纤维素、及纤维素乙酸酯丙酸酯这样的纤维素酯;聚萘二甲酸乙二醇酯;聚碳酸酯;聚砜;聚醚砜;聚醚酮;聚苯硫醚及聚苯醚这样的塑料。可以将这样的树脂通过溶剂流延法、熔融挤出法等已知的手段进行制膜而制成基材。在基材表面,可以具有由丙烯酸树脂、甲基丙烯酸树脂、环氧树脂、氧杂环丁烷树脂、聚氨酯树脂、三聚氰胺树脂等形成的保护层,也可以实施了有机硅处理这样的脱模处理、电晕处理、等离子体处理等表面处理。
作为基材,可以使用市售的制品。作为市售的纤维素酯基材,例如可举出FujitackFilm这样的Fuji Photo Film株式会社制的纤维素酯基材;“KC8UX2M”、“KC8UY”、及“KC4UY”这样的KONICA MINOLTA Opto株式会社制的纤维素酯基材等。作为市售的环状烯烃系树脂,例如可举出“Topas(注册商标)”这样的Ticona公司(德国)制的环状烯烃系树脂;“ARTON(注册商标)”这样的JSR株式会社制的环状烯烃系树脂;“ZEONOR(ゼオノア)(注册商标)”、及“ZEONEX(ゼオネックス)(注册商标)”这样的日本Zeon株式会社制的环状烯烃系树脂;“Apel”(注册商标)这样的三井化学株式会社制的环状烯烃系树脂。可以将这样的环状烯烃系树脂通过溶剂流延法、熔融挤出法等已知的手段进行制膜而制成树脂基材。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)”及“SCA40(注册商标)”这样的积水化学工业株式会社制的环状烯烃系树脂基材;“ZEONORFILM(注册商标)”这样的OPTES株式会社制的环状烯烃系树脂基材;“ARTONFILM(注册商标)”这样的JSR株式会社制的环状烯烃系树脂基材。
对于基材的厚度而言,从实用上的操作性的方面考虑越薄越优选,但从强度、加工性的观点考虑,通常为5μm~300μm,优选为10μm~200μm。另外,基材层可以以可剥离的方式设置,例如,可以是在将偏光膜的偏光片层贴合于构成显示装置的构件、后述的相位差层等之后能从偏光膜剥离的基材层。
作为将聚合性液晶组合物涂布于基材等的方法,可举出旋涂法、挤出法、凹版涂覆法、模涂法、棒涂法、涂敷器法等涂布法、柔印法等印刷法等已知的方法。
接着,在由聚合性液晶组合物(A)得到的涂膜中包含的聚合性液晶化合物不发生聚合的条件下,通过干燥等将溶剂除去,由此,可形成干燥涂膜。作为干燥方法,可举出自然干燥法、通风干燥法、加热干燥及减压干燥法等。
进而,为了使聚合性液晶化合物相变为液相,在升温至聚合性液晶化合物相变为液相的温度以上之后进行降温,使该聚合性液晶化合物相变为液晶相(近晶相)。上述相变可以在前述涂膜中的溶剂的除去后进行,也可以与溶剂的除去同时进行。
通过在保持聚合性液晶化合物的液晶状态的情况下使聚合性液晶化合物聚合,从而以聚合性液晶组合物(A)的固化物的形式形成偏光片层。作为聚合方法,优选光聚合法。光聚合中,作为向干燥涂膜照射的光,可根据该干燥涂膜中包含的聚合性液晶化合物的种类(尤其是该聚合性液晶化合物所具有的聚合性基团的种类)、聚合引发剂的种类及它们的量等适宜选择。作为其具体例,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1种以上的活性能量射线、活性电子束。其中,从容易控制聚合反应的进行的方面考虑、从可使用作为光聚合装置而在本领域中广泛使用的装置这样的方面考虑,优选紫外光,以可通过紫外光而进行光聚合的方式预先选择聚合性液晶组合物(A)中所含有的聚合性液晶化合物、聚合引发剂的种类是优选的。另外,在聚合时,也可通过一边利用适当的冷却手段将干燥涂膜冷却,一边进行光照射,从而控制聚合温度。在进行光聚合时,也可以通过进行掩蔽、显影等而得到经图案化的偏光片层。
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于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1秒~5分钟,更优选为5秒~3分钟,进一步优选为10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
通过进行光聚合,从而聚合性液晶化合物在保持液晶相、尤其是近晶相、优选高阶近晶相的液晶状态的情况下进行聚合,形成偏光片层。对于聚合性液晶化合物在保持近晶相的液晶状态的情况下进行聚合而得到的偏光片层而言,也伴随着前述二向色性色素的作用,与以往的宾主型(host-guest)偏光膜、即由向列相的液晶状态形成的偏光片层相比,具有偏光性能高这样的优点。此外,与仅涂布了二向色性色素、溶致液晶的情况相比,还具有强度优异这样的优点。
偏光片层的厚度可根据偏光膜的用途等而适宜选择,优选为0.1~5μm的膜,更优选为0.3~4μm,进一步优选为0.5~3μm。偏光片层的膜厚为上述的下限值以上时,容易防止得不到必要的光吸收的情况,为上述的上限值以下时,在取向膜上形成偏光片层的情况下,容易抑制由取向限制力的降低导致的取向缺陷的产生。
在形成偏光片层时,通过在取向膜上涂布聚合性液晶组合物(A),从而容易使聚合性液晶化合物及二向色性色素沿所期望的方向取向。取向膜是具有使聚合性液晶化合物沿所期望的方向取向的取向限制力的膜。作为取向膜,优选具有不会由于聚合性液晶组合物(A)中包含的有机溶剂而发生溶解的耐溶剂性,而且具有为了进行溶剂的除去、聚合性液晶化合物的取向的加热处理中的耐热性。作为所述取向膜,可举出包含取向性聚合物的取向膜、由包含在光的作用下产生取向限制力的聚合物和溶剂的组合物形成的光取向膜、及在表面具有凹凸图案、多个槽的凹槽取向膜、沿取向方向进行了拉伸的拉伸膜等。从精度良好地控制取向角、容易得到品质高的取向膜等的观点考虑,优选为光取向膜。
作为取向性聚合物,可举出在分子内具有酰胺键的聚酰胺、明胶类、在分子内具有酰亚胺键的聚酰亚胺及作为其水解物的聚酰胺酸、聚乙烯醇、烷基改性聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚噁唑、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。其中,优选聚乙烯醇。取向性聚合物可以单独使用或组合使用2种以上。
包含取向性聚合物的取向膜通常可通过下述方式得到:将取向性聚合物溶解于溶剂中而成的组合物(以下,有时称为“取向性聚合物组合物”)涂布于基材,将溶剂除去;或者,将取向性聚合物组合物涂布于基材,将溶剂除去,并进行摩擦(摩擦法)。作为溶剂,可举出与作为可用于聚合性液晶组合物(A)的有机溶剂而在上文中例示的溶剂同样的溶剂。
关于取向性聚合物组合物中的取向性聚合物的浓度,只要是取向性聚合物材料能完全溶解于溶剂中的范围即可,相对于溶液而以固态成分换算计,优选为0.1~20%,进一步优选为0.1~10%左右。
作为取向性聚合物组合物,可以直接使用市售的取向膜材料。作为市售的取向膜材料,可举出SUNEVER(注册商标,日产化学工业(株)制)、OPTOMER(注册商标,JSR(株)制)等。
作为将取向性聚合物组合物涂布于基材的方法,可举出与作为将聚合性液晶组合物(A)涂布于基材等的方法而例示的方法同样的方法。
作为将取向性聚合物组合物中包含的溶剂除去的方法,可举出自然干燥法、通风干燥法、加热干燥及减压干燥法等。
为了向取向膜赋予取向限制力,根据需要,可以进行摩擦处理(摩擦法)。
作为利用摩擦法赋予取向限制力的方法,可举出:使缠绕有摩擦布、并进行旋转的摩擦辊、与通过将取向性聚合物组合物涂布于基材并进行退火而在基材表面上形成的取向性聚合物的膜接触的方法。
光取向膜通常可通过下述方式形成:将包含具有光反应性基团且在光的作用下产生取向限制力的聚合物或单体和溶剂的组合物(以下,也称为“光取向膜形成用组合物”)涂布基材等上,形成涂膜,将溶剂从所得到的涂膜中干燥除去,接着,向所得到的干燥涂膜照射偏振紫外线。就光取向膜而言,从可以通过对照射的偏振紫外线的偏振方向加以选择而任意地控制取向限制力的方向的方面考虑是更优选的。
若光取向膜形成用组合物中包含的聚合物等具有与聚合性液晶组合物(A)中包含的聚合性液晶化合物所具有的聚合性基团相同的反应性基团(例如,(甲基)丙烯酰基),则存在光取向膜与偏光片层之间的密合力提高的倾向,在满足式(1)的这样的特殊形状的偏光膜中抑制偏光片层的翘起、剥离的产生,就上述方面而言会变得有利。
所谓光反应性基团,是指通过进行光照射而产生液晶取向能力的基团。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或异构化反应、二聚化反应、光交联反应或光分解反应等成为液晶取向能力的起源的光反应的基团。其中,参与二聚化反应或光交联反应的基团从取向性优异的方面考虑是优选的。作为光反应性基团,优选为具有不饱和键、尤其是双键的基团,特别优选为具有选自由碳-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1种的基团。
作为具有C=C键的光反应性基团,可举出乙烯基、多烯基、茋基、茋唑基、茋唑鎓基、查尔酮基及肉桂酰基等。作为具有C=N键的光反应性基团,可举出具有芳香族希夫碱、芳香族腙等结构的基团。作为具有N=N键的光反应性基团,可举出偶氮苯基、偶氮萘基、芳香族杂环偶氮基、双偶氮基、甲
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基、及具有氧化偶氮苯结构的基团等。作为具有C=O键的光反应性基团,可举出二苯甲酮基、香豆素基、蒽醌基及马来酰亚胺基等。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。
其中,参与光二聚化反应的光反应性基团是优选的,从光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膜这方面考虑,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等,特别优选聚合物侧链的末端部具有成为肉桂酸结构那样的肉桂酰基的聚合物。
形成光取向膜的具有光反应性基团的聚合物的数均分子量优选为20000~100000,更优选为22000以上,进一步优选为25000以上,另外,更优选为90000以下,进一步优选为80000以下。若具有光反应性基团的聚合物的数均分子量在上述范围内,则容易提高与邻接于光取向膜的层的密合性,能够得到基材与偏光片层介由光取向膜以良好的密合性层叠而成的偏光膜。具有光反应性基团的聚合物的数均分子量可以通过光取向膜形成用组合物中使用的单体的量、聚合引发剂的种类、量等进行控制。
需要说明的是,此处所谓的“具有光反应性基团的聚合物的数均分子量”,实质上相当于构成经固化而得的光取向膜的聚合物的数均分子量,可以通过使用凝胶渗透色谱仪等测定设备对经固化而得的光取向膜本身进行测定而算出。
通过将光取向膜形成用组合物涂布于例如基材上,能够形成光取向诱发层。作为该组合物中包含的溶剂,可举出与作为聚合性液晶组合物(A)中可包含的溶剂而在上文中例示的溶剂同样的溶剂,可以根据具有光反应性基团的聚合物等的溶解性而适宜选择。
光取向膜形成用组合物中的具有光反应性基团的聚合物等的含量可根据聚合物等的种类、作为目标的光取向膜的厚度而适宜调节,相对于光取向膜形成用组合物的质量而言,优选至少为0.2质量%,更优选为0.3~10质量%的范围。光取向膜形成用组合物可在不显著损害光取向膜的特性的范围内包含聚乙烯醇、聚酰亚胺等高分子材料、光敏化剂。
作为将光取向膜形成用组合物涂布于基材上的方法、以及从所涂布的光取向膜形成用组合物中除去溶剂的方法,可举出与将聚合性液晶组合物(A)涂布于基材上的方法及从所形成的涂膜中除去溶剂的方法同样的方法。
对于偏振光的照射而言,可以是向从已涂布于基材上的光取向膜形成用组合物中除去溶剂而得到的产物直接照射偏振UV光的形式,也可以是从基材侧照射偏振光、使偏振光透过从而进行照射的形式。另外,该偏振光特别优选实质上为平行光。照射的偏振光的波长为具有光反应性基团的聚合物等的光反应性基团可吸收光能的波长区域的波长即可。具体而言,特别优选波长250~400nm的范围的UV(紫外线)。作为用于该偏振光照射的光源,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,更优选高压汞灯、超高压汞灯及金属卤化物灯。
它们之中,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而优选。通过使来自前述光源的光通过适当的偏光片而进行照射,从而能照射偏振UV光。作为所述偏光片,可以使用偏振滤光片、格兰-汤普森(Glan-Thompson)、格兰-泰勒(Glan-Taylor)等的偏光棱镜、线栅型的偏光片。
光取向膜的厚度优选为10~5000nm,更优选为10~1000nm,进一步优选为30~300nm。若光取向膜的厚度在上述范围内,则能够呈现与偏光片层的界面或与基材的界面的良好的密合性,并且发挥取向限制力,能够以高取向有序度形成偏光片层。
本发明的偏光膜也可以包含除基材、取向膜及偏光片层以外的层。
作为这样的其他层,例如可举出以对偏光片层进行保护或增强等为目的的保护层、硬涂层、底涂层、粘合粘接剂层等。
本发明还将包含本发明的偏光膜和具有1/4波长板功能的相位差层的椭圆偏光板作为对象。
本发明的椭圆偏光板中,相位差层可以是由拉伸膜构成的层,但优选为涂覆层,更优选为包含至少1种聚合性液晶化合物的聚合性液晶组合物的固化物。若相位差层为涂覆层,则容易提高与具有特殊形状的本发明的偏光膜的层叠性,容易成为能呈现高光学特性的相位差层。
本发明中,所谓具有1/4波长板功能的相位差层,是指满足下述式(4)的层。
100nm≤Re(550)≤170nm (4)
〔式(4)中,Re(λ)表示波长λnm处的相位差层的面内相位差值〕
通过满足上述式(4),从而成为作为λ/4板发挥功能的相位差层,并且使将包含该相位差层的椭圆偏光板应用于有机EL显示装置等时的正面反射色相提高的效果(抑制着色的效果)容易升高。相位差层的面内相位差值的进一步优选的范围为130nm≤Re(550)≤150nm。
另外,相位差层优选满足下述式(5)及(6):
Re(450)/Re(550)≤1.00 (5)
1.00≤Re(650)/Re(550) (6)
〔式中,Re(λ)表示波长λnm处的相位差层的面内相位差值〕。
相位差层满足式(5)及(6)的情况下,该相位差层显示出所谓的逆波长分散性,即,短波长处的面内相位差值小于长波长处的面内相位差值。具有这样的相位差层的椭圆偏光板存在装配至有机EL显示装置等中时的正面色相优异的倾向。从逆波长分散性提高、能进一步提升椭圆偏光板的正面方向的反射色相的提高效果的观点考虑,Re(450)/Re(550)优选为0.70以上,更优选为0.78以上,另外,优选为0.92以下,更优选为0.90以下,进一步优选为0.87以下,特别优选为0.86以下,更特别优选为0.85以下。另外,Re(650)/Re(550)优选为1.01以上,更优选为1.02以上。
上述面内相位差值可以通过相位差层的膜厚dA来调整。面内相位差值由上述式ReA(λ)=(nxA(λ)-nyA(λ))×dA来确定,因此,为了得到所期望的面内相位差值(ReA(λ):波长λ(nm)处的相位差层的面内相位差值),调整三维折射率和膜厚dA即可。
本发明中,作为用于形成相位差层的聚合性液晶化合物,可以根据所期望的光学特性而从相位差膜领域中以往已知的聚合性液晶化合物中适宜选择。
聚合性液晶化合物为具有聚合性基团的液晶化合物。作为聚合性液晶化合物,通常可举出:通过使该聚合性液晶化合物单独在沿特定方向取向的状态下聚合而得到的聚合物(固化物),显示出正波长分散性的聚合性液晶化合物和显示出逆波长分散性的聚合性液晶化合物。本发明中,可以仅使用任意一种聚合性液晶化合物,也可以混合使用两种聚合性液晶化合物。
本发明中,作为能形成相位差层的聚合性液晶化合物,例如可举出日本特开2011-207765中记载的那样的聚合性液晶化合物等。
相位差层可通过下述方式得到:将包含聚合性液晶化合物、溶剂、根据需要使用的聚合引发剂、流平剂等添加剂等的相位差层形成用聚合性液晶组合物(以下,也称为“聚合性液晶组合物(B)”)涂布于基材或取向膜上,对该涂膜进行干燥,并且使聚合性液晶组合物(B)中的聚合性液晶化合物取向之后,在保持取向状态的情况下通过光照射等而使聚合性液晶化合物进行聚合。
作为构成聚合性液晶组合物(B)的溶剂、聚合引发剂及添加剂等,可举出与作为形成偏光片层的聚合性液晶组合物(A)中可使用的溶剂、聚合引发剂及添加剂等而在上文中例示的物质同样的物质。
从容易精度良好地对各种曲面形状赋予所期望的取向限制力的观点考虑,用于形成相位差层的取向膜优选为光取向膜。作为光取向膜、在该光取向膜上形成相位差层的方法,可举出与在用于形成偏光片层的方法中例示的光取向膜、方法及条件等同样的例子,根据所期望的取向限制力、相位差层的构成等而适宜选择即可。
相位差层的厚度可根据本发明的椭圆偏光板所适用的显示装置等而适宜选择,从密合性及薄膜化等的观点考虑,优选为0.1~5μm,更优选为0.2~4μm,进一步优选为0.4~3μm。
例如,可通过将本发明的偏光膜与具有1/4波长板功能的相位差层介由粘合粘接剂层进行贴合来制作本发明的椭圆偏光板。将本发明的偏光膜与相位差层层叠的情况下,优选以使相位差层的慢轴(光轴)与偏光片层的吸收轴实质上呈45°的方式层叠。通过以使相位差层的慢轴(光轴)与偏光片层的吸收轴实质上呈45°的方式层叠,能够获得作为椭圆偏光板的功能。需要说明的是,所谓实质上45°,通常为45±5°的范围。
本发明的偏光膜及椭圆偏光板可以用于速度计等仪表面板、柔性图像显示装置等液晶显示装置、有机EL显示装置等各种显示装置等。
柔性图像显示装置例如由柔性图像显示装置用层叠体、和有机EL显示面板形成,相对于有机EL显示面板而在观看侧配置有柔性图像显示装置用层叠体,以可折弯的方式构成。作为柔性图像显示装置用层叠体,可以包含视窗、椭圆偏光板、触摸传感器等,作为该椭圆偏光板,可以使用包含本发明的偏光膜的椭圆偏光板。它们的层叠顺序是任意的,但优选从观看侧起按视窗、椭圆偏光板、触摸传感器的顺序层叠,或按视窗、触摸传感器、椭圆偏光板的顺序层叠。
若在触摸传感器的观看侧存在椭圆偏光板,则触摸传感器的图案不易被视觉辨认,显示图像的视觉辨认性变得良好,因此是优选的。各构件可以使用粘接剂、粘合剂等进行层叠。另外,柔性图像显示装置用层叠体可以具备在前述视窗、椭圆偏光板、触摸传感器中的任意层的至少一面形成的遮光图案。
视窗被配置于柔性图像显示装置的观看侧,担负着保护其他构成要素不受来自外部的冲击或温湿度等环境变化的损害的作用。以往,作为这样的保护层,使用了玻璃,但柔性图像显示装置中的视窗不像玻璃那样具有刚性且坚硬,而具有柔性特性。前述视窗由柔性的透明基材形成,可以在至少一面包含硬涂层。
前述透明基材优选具有70%以上的可见光线透过率,更优选具有80%以上的可见光线透过率。作为前述透明基材,可使用具有透明性的任意高分子膜。具体而言,可举出由聚乙烯、聚丙烯、聚甲基戊烯、具有包含降冰片烯或环烯烃的单体的单元的环烯烃系衍生物等聚烯烃类、二乙酸纤维素、三乙酸纤维素、丙酰基纤维素等(改性)纤维素类、甲基丙烯酸甲酯(共)聚合物等丙烯酸类、苯乙烯(共)聚合物等聚苯乙烯类、丙烯腈·丁二烯·苯乙烯共聚物类、丙烯腈·苯乙烯共聚物类、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物类、聚氯乙烯类、聚偏氯乙烯类、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚芳酯等聚酯类、尼龙等聚酰胺类、聚酰亚胺类、聚酰胺酰亚胺类、聚醚酰亚胺类、聚醚砜类、聚砜类、聚乙烯醇类、聚乙烯醇缩醛类、聚氨酯类、环氧树脂类等高分子形成的膜,可以使用未拉伸单轴或双轴拉伸膜。上述高分子各自可以单独使用或混合使用2种以上。其中,透明性及耐热性优异的聚酰胺膜、聚酰胺酰亚胺膜或聚酰亚胺膜、聚酯系膜、烯烃系膜、丙烯酸系膜、纤维素系膜是优选的。另外,也优选在高分子膜中分散二氧化硅等无机粒子、有机微粒、橡胶粒子等。此外,也可以含有颜料、染料这样的着色剂、荧光增白剂、分散剂、增塑剂、热稳定剂、光稳定剂、红外线吸收剂、紫外线吸收剂、抗静电剂、抗氧化剂、润滑剂、溶剂等配合剂。
前述透明基材的厚度优选为5~200μm,更优选为20~100μm。
可以在构成前述视窗的透明基材的至少一面设置硬涂层。硬涂层的厚度没有特别限定,例如可以为2~100μm。若前述硬涂层的厚度在前述范围内,则容易确保充分的耐冲击性、耐擦伤性及耐弯曲性。
前述硬涂层可以通过包含照射活性能量射线或热能而形成交联结构的反应性材料的硬涂层形成用组合物的固化来形成,但优选为通过活性能量射线固化而形成的硬涂层。所谓活性能量射线,被定义为能够使产生活性种的化合物分解而产生活性种的能量射线。作为活性能量射线,可以举出可见光、紫外线、红外线、X射线、α射线、β射线、γ射线及电子束等,特别优选紫外线。
前述硬涂层形成用组合物通常含有自由基聚合性化合物及阳离子聚合性化合物中的至少1种化合物、以及聚合引发剂。作为自由基聚合性化合物、阳离子聚合性化合物及聚合引发剂,没有特别限定,可举出以往已知的物质。进而,前述硬涂层组合物可以还包含选自由溶剂及添加剂组成的组中的1种以上。前述溶剂只要能够使前述聚合性化合物、聚合引发剂溶解或分散即可,可以没有限制地使用在光学膜领域中作为用于形成硬涂层的组合物的溶剂而已知的溶剂。作为前述添加剂,可举出无机粒子、流平剂、稳定剂、表面活性剂、抗静电剂、润滑剂、防污剂等。
触摸传感器被用作输入机构。作为触摸传感器,提出了电阻膜方式、表面弹性波方式、红外线方式、电磁感应方式、静电电容方式等各种方式,也可以为任意方式。其中,优选静电电容方式。静电电容方式触摸传感器可被分为活性区域及位于前述活性区域的外围部的非活性区域。活性区域是与显示面板上显示画面的区域(显示部)对应的区域,并且是感知使用者的触摸的区域,非活性区域是与显示装置中不显示画面的区域(非显示部)对应的区域。触摸传感器可以包含:具有柔性特性的基板;在前述基板的活性区域形成的感知图案;和在前述基板的非活性区域形成、并用于将前述感知图案介由焊盘部与外部的驱动电路连接的各传感线(sensing line)。
具有柔性特性的基板、感知图案及各传感线没有特别限制,分别可以选择该技术领域中可应用的材料。
作为具有柔性特性的基板,例如,可以使用由与前述视窗的透明基材同样的材料构成的基板。对于触摸面板触摸传感器的基板而言,韧性为2,000MPa%以上的基板从抑制触摸面板触摸传感器的裂纹的方面考虑是优选的,韧性为2,000MPa%~30,000MPa%的基板是更优选的。此处,韧性被定义为通过高分子材料的拉伸实验得到的应力(MPa)-应变(%)曲线(stress-strain curve)中到破坏点为止的曲线的下部面积。
感知图案可以具备沿第1方向形成的第1图案及沿第2方向形成的第2图案。第1图案与第2图案沿彼此不同的方向配置。第1图案及第2图案被形成在同一层,为了感知被触摸的位置,各图案必须被电连接。第1图案为各单元图案介由接头而彼此连接的形态,第2图案成为各单元图案彼此分离成岛形态的结构,因此,为了将第2图案电连接,需要另外的的桥电极。感知图案可以应用已知的透明电极原材料。例如,可以举出铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、锌氧化物(ZnO)、铟锌锡氧化物(IZTO)、镉锡氧化物(CTO)、PEDOT(聚(3,4-亚乙二氧基噻吩))、碳纳米管(CNT)、石墨烯、金属丝等,它们可以单独使用或混合使用2种以上。其中,优选ITO。可用于金属丝的金属没有特别限定,例如,可以举出银、金、铝、铜、铁、镍、钛、硒、铬等。它们可以单独使用或混合2种以上而使用。
桥电极(bridge electrode)可以在感知图案上部隔着绝缘层而形成于前述绝缘层上部,可以在基板上形成桥电极,在其上形成绝缘层及感知图案。前述桥电极可以由与感知图案相同的原材料形成,也可以由钼、银、铝、铜、钯、金、铂、锌、锡、钛或它们中的2种以上的合金等金属形成。第1图案与第2图案必须电绝缘,因此,在感知图案与桥电极之间形成绝缘层。绝缘层可以仅形成在第1图案的接头与桥电极之间,也可以形成为将感知图案覆盖的层结构。在后者的情况下,桥电极可以介由在绝缘层上形成的接触孔而将第2图案连接。对于前述触摸传感器而言,作为用于适当地补偿形成了图案的图案区域、与未形成图案的非图案区域之间的透过率之差(具体为由这些区域中的折射率之差引起的透光率之差)的手段,可以在基板与电极之间进一步包含光学调节层。前述光学调节层可以包含无机绝缘物质或有机绝缘物质。光学调节层例如可以通过将包含光固化性有机粘结剂及溶剂的光固化组合物涂布于基板上而形成。前述光固化组合物可以还包含无机粒子。可利用前述无机粒子而使光学调节层的折射率上升。
前述光固化性有机粘结剂可以包含例如丙烯酸酯系单体、苯乙烯系单体、羧酸系单体等各单体的共聚物。前述光固化性有机粘结剂例如可以为包含含有环氧基的重复单元、丙烯酸酯重复单元、羧酸重复单元等彼此不同的各重复单元的共聚物。前述无机粒子可以包含例如氧化锆粒子、二氧化钛粒子、氧化铝粒子等。前述光固化组合物也可以还包含光聚合引发剂、聚合性单体、固化辅助剂等各添加剂。
形成前述柔性图像显示装置用层叠体的各层(视窗、椭圆偏光板、触摸面板触摸传感器)以及构成各层的膜构件(直线偏光板、λ/4相位差板等)可以利用粘接剂形成。作为粘合粘接剂,可举出水系粘接剂、有机溶剂系、无溶剂系粘接剂、固体粘接剂、溶剂挥发型粘接剂、湿气固化型粘接剂、加热固化型粘接剂、厌氧固化型、活性能量射线固化型粘接剂、固化剂混合型粘接剂、热熔融型粘接剂、压敏型粘接剂(粘合剂)、再湿型粘接剂等。其中,优选使用水系溶剂挥发型粘接剂、活性能量射线固化型粘接剂、粘合剂。作为这些粘合粘接剂,可以适宜地选择使用光学膜领域中以往已知的粘合粘接剂。
粘合粘接剂层的厚度可根据所要求的粘接力等而适宜调节,通常为0.01μm~500μm,优选为0.1μm~300μm。在前述柔性图像显示装置用层叠体中存在多个粘合粘接剂层的情况下,构成各粘合粘接剂层的粘合粘接剂的种类及厚度可以相同也可以不同。
遮光图案可以作为前述柔性图像显示装置的边框(bezel)或外壳的至少一部分来应用。利用遮光图案来将被配置在前述柔性图像显示装置的边缘部的布线隐藏而使其不易被视觉辨认,由此能提高图像的视觉辨认性。前述遮光图案可以为单层或多层的形态。遮光图案的颜色没有特别限制,具有黑色、白色、金属色等多种颜色。遮光图案可以由用于呈现颜色的颜料、和丙烯酸系树脂、酯系树脂、环氧系树脂、聚氨酯、有机硅等高分子形成。另外,遮光图案可以利用印刷、光刻、喷墨等各种方法形成。
遮光图案的厚度可以为1μm~100μm,优选为2μm~50μm。另外,也可以向光图案的厚度方向赋予倾斜等形状。
实施例
以下,利用实施例及比较例对本发明进行更详细的说明。如无特别说明,则实施例及比较例中的“%”及“份”为“质量%”及“质量份”。
〔实施例1〕
(1)光取向膜形成用组合物的制作
将由下述化学式表示的数均分子量为28000的聚合物(1)2份与邻二甲苯98份混合,于80℃将所得到的混合物搅拌1小时,由此得到取向层形成用组合物。
聚合物(1)
[化学式15]
Figure BDA0003897485820000411
(式中,Me表示甲基)
(2)偏光片层形成用组合物的制作
将下述成分混合,于80℃搅拌1小时,由此得到偏光片层形成用组合物。二向色性色素使用了日本特开2013-101328号公报的实施例中记载的偶氮系色素。
·式(1-6)表示的聚合性液晶化合物75份
[化学式16]
Figure BDA0003897485820000412
·式(1-7)表示的聚合性液晶化合物25份
[化学式17]
Figure BDA0003897485820000413
·下文所示的二向色性色素(1)2.8份
[化学式18]
Figure BDA0003897485820000421
·下文所示的二向色性色素(2)2.8份
[化学式19]
Figure BDA0003897485820000422
·下文所示的二向色性色素(3)2.8份
[化学式20]
Figure BDA0003897485820000423
·聚合引发剂:2-二甲基氨基-2-苄基-1-(4-吗啉代苯基)丁烷-1-酮(Irgacure369;Ciba Specialty Chemicals Inc.制)6份
·流平剂:聚丙烯酸酯化合物(BYK-361N;BYK-Chemie公司制)1.2份
·溶剂:环戊酮250份
(3)偏光膜1的制备
使用电晕处理装置(AGF-B10;春日电机株式会社制),在输出功率为0.3kW、处理速度为3m/分钟的条件下对三乙酸纤维素(triacetyl cellulose)膜(KONICA MINOLTA公司制KC4UY-TAC,厚度为40μm;200mm×600mm的四边形状的膜)实施1次处理。利用棒涂机在实施了电晕处理的表面上涂布前述光取向膜形成用组合物,于80℃进行1分钟干燥,使用偏振UV光照射装置(带有偏光片单元的SPOT CURE SP-7;USHIO INC.制),以100mJ/cm2的累积光量实施偏振UV光曝光,形成光取向膜。利用Ellipsometer M-220(日本分光株式会社制)对所得到的光取向膜的厚度进行测定,结果为100nm。
使用棒涂机在所得到的光取向膜上涂布偏光片层形成用组合物,然后,利用设定为110℃的干燥烘箱进行1分钟干燥。
然后,使用高压汞灯(UniQure VB-15201BY-A,USHIO INC.制),照射紫外线(氮气氛下,波长:365nm,波长365nm处的累积光量:1000mJ/cm2),由此,形成液晶化合物及二向色性色素进行了取向的偏光片层,得到依次具有基材层、取向膜及偏光片层的偏光膜1。确认了所得到的偏光膜1的吸收轴与膜的长边方向的角度为0°。在偏光膜1中,偏光片层的吸收轴方向上的最大长度A1相当于偏光膜1的长边方向的长度,其长度为600mm。另外,与A1在同一面内且与偏光片层的吸收轴方向正交的方向上的最大长度A2相当于偏光膜1的短边方向的长度,其长度为200mm,偏光膜1中的A1/A2的值为3。
(4)相位差层形成用组合物的制备
将下述结构的聚合性液晶化合物A-1(86.0份)、聚合性液晶化合物A-2(14.0份)、聚丙烯酸酯化合物(流平剂/BYK-361N;BYK-Chemie公司制)(0.12份)、和2-二甲基氨基-2-苄基-1-(4-吗啉代苯基)丁烷-1-酮(光聚合引发剂/Irgacure 369;Ciba SpecialtyChemicals Inc.制)(3.0份)混合,得到包含聚合性液晶化合物A-1及聚合性液晶化合物A-2的聚合性液晶组合物(A1)。
聚合性液晶化合物A-1:
[化学式21]
Figure BDA0003897485820000431
聚合性液晶化合物A-2:
[化学式22]
Figure BDA0003897485820000432
(5)相位差板的制作
使用电晕处理装置(AGF-B10;春日电机株式会社制),在输出功率为0.3kW、处理速度为3m/分钟的条件下对环烯烃聚合物膜(COP;ZF-14;日本Zeon株式会社制,200mm×600mm的四边形)实施1次处理。利用棒涂机,在实施了电晕处理的表面上涂布用于形成偏光片层的前述光取向膜形成用组合物,于80℃进行1分钟干燥,使用偏振UV光照射装置(带有偏光片单元的SPOT CURE SP-7;USHIO INC.制),以100mJ/cm2的累积光量实施偏振UV光曝光,形成光取向膜。利用Ellipsometer M-220(日本分光株式会社制)对所得到的光取向膜的厚度进行测定,结果为100nm。
接着,利用棒涂机在前述光取向膜上涂布先前制备的包含聚合性液晶化合物的聚合性液晶组合物(A1),于120℃进行1分钟干燥。然后,使用高压汞灯(UniQure VB-15201BY-A;USHIO INC.制),从涂布有聚合性液晶组合物(A1)的面侧照射紫外线(氮气氛下,波长313nm处的累积光量:500mJ/cm2),由此,形成作为相位差层与环烯烃聚合物膜的层叠体的相位差板。利用激光显微镜(LEXT;Olympus株式会社制)对所得到的相位差层的厚度进行测定,结果为2.3μm。
对所得到的相位差板的波长550nm处的相位差值进行测定,结果,Re(550)=140nm。另外,对所得到的相位差板的波长450nm及波长650nm处的相位差值进行测定,结果,Re(450)/Re(550)=0.85,Re(650)/Re(550)=1.05。需要说明的是,环烯烃聚合物膜的波长550nm处的相位差值约为0,因此不影响该相位差值的关系。
(6)椭圆偏光板的制作
对于前述偏光膜的偏光片层侧和前述相位差板的环烯烃聚合物膜侧,以偏光片层的吸收轴与相位差层的慢轴呈45°的方式介由厚度为25μm的粘合剂层进行贴合。
耐热性评价:
将上述椭圆偏光板的相位差层侧介由厚度为25μm的粘合剂层而贴合于玻璃板,在90℃的温度条件下投入。经过500小时后,将未产生偏光片层的剥离的情况记为○,将产生了剥离的情况记为×。将结果示于表1。
视觉辨认性评价:
将上述椭圆偏光板的相位差层侧介由厚度为25μm的粘合剂层而贴合于有机EL显示装置。以椭圆偏光板的长边方向成为横向(相对于观看者的视线而言为水平方向)的方式设置有机EL显示装置,然后,隔着太阳镜,相隔2m对该显示装置进行视觉辨认。
将不妨碍视觉辨认的情况记为◎,将略微变暗但不妨碍视觉辨认的情况记为○,将变暗而对视觉辨认造成妨碍的情况记为△,将无法视觉辨认的情况记为×。将结果示于表1。
〔实施例2〕
使三乙酸纤维素膜及环烯烃聚合物膜的尺寸为200mm×1000mm,除此以外,与实施例1同样地制造椭圆偏光板,并进行了耐热性及视觉辨认性的评价。将结果示于表1。在所得到的偏光膜中,偏光片层的吸收轴方向上的最大长度A1相当于该偏光膜的长边方向的长度,其长度为1000mm。另外,与A1在同一面内且与上述吸收轴方向正交的方向上的偏光片层的最大长度A2相当于该偏光膜的短边方向的长度,其长度为200mm。将结果示于表1。
〔实施例3〕
使三乙酸纤维素膜及环烯烃聚合物膜的尺寸为200mm×1400mm,除此以外,与实施例1同样地制造椭圆偏光板,并进行了耐热性及视觉辨认性的评价。在所得到的偏光膜中,偏光片层的吸收轴方向上的最大长度A1相当于该偏光膜的长边方向的长度,其长度为1400mm。另外,与A1在同一面内且与上述吸收轴方向正交的方向上的偏光片层的最大长度A2相当于该偏光膜的短边方向的长度,其长度为200mm。将结果示于表1。
〔实施例4〕
以偏光膜1中的偏光片层的吸收轴与膜的长边方向的角度成为10°的方式将偏光膜与相位差板贴合,除此以外,与实施例1同样地制造椭圆偏光板,并进行了耐热性及视觉辨认性的评价。将结果示于表1。
〔实施例5〕
以偏光膜1中的偏光片层的吸收轴与膜的长边方向的角度成为45°的方式将偏光膜与相位差板贴合,除此以外,与实施例1同样地制造椭圆偏光板,并进行了耐热性及视觉辨认性的评价。将结果示于表1。
〔实施例6〕
以偏光膜1中的偏光片层的吸收轴与膜的长边方向的角度成为90°的方式将偏光膜与相位差板贴合,除此以外,与实施例1同样地制造椭圆偏光板,并进行了耐热性及视觉辨认性的评价。将结果示于表1。
〔比较例1〕
作为偏光膜,使用了下述偏光膜2,除此以外,与实施例1同样地制造椭圆偏光板,并进行了耐热性及视觉辨认性的评价。将结果示于表1。
(1)偏光膜2的制造
利用干式拉伸,将厚度为30μm的聚乙烯醇膜(平均聚合度为约2400,皂化度为99.9摩尔%以上)单轴拉伸约5倍,进一步地,在保持拉紧状态的情况下,在40℃的纯水中浸渍40秒种。然后,于28℃在碘/碘化钾/水的质量比为0.044/5.7/100的染色水溶液中浸渍30秒种,进行染色处理。
接下来,于70℃在碘化钾/硼酸/水的质量比为11.0/6.2/100的硼酸水溶液中浸渍120秒种。接着,利用8℃的纯水清洗15秒种后,在以300N的张力保持的状态下,于60℃干燥50秒种,接着于75℃干燥20秒种,得到碘在聚乙烯醇膜中吸附取向而成的厚度为12μm的偏光片层。
在所得到的偏光片层与三乙酸纤维素膜(KONICA MINOLTA公司制KC4UY-TAC,厚度为40μm)之间注入水系粘接剂,利用夹持辊进行贴合。
一边将所得到的贴合物的张力保持为430N/m,一边于60℃干燥2分钟,得到在单面具有作为保护膜的三乙酸纤维素膜的偏光膜2。需要说明的是,上述水系粘接剂是在水100份中添加羧基改性聚乙烯醇(KURARAY POVAL KL318;KURARAY Co.,Ltd.制)3份、和水溶性聚酰胺环氧树脂(Sumirez resin 650;Sumika Chemtex Co.,Ltd.制,固态成分浓度为30%的水溶液)1.5份而制备的。然后,以偏光片层的吸收轴与膜的长边方向呈0°的方式将偏光膜2切成200mm×600mm大小的四边形。
在偏光膜2中,偏光片层的吸收轴方向上的最大长度A1相当于偏光膜2的长边方向的长度,其长度为600mm。另外,与A1在同一面内且与偏光片层的吸收轴方向正交的方向上的最大长度A2相当于偏光膜2的短边方向的长度,其长度为200mm。
〔比较例2〕
使作为基材层的三乙酸纤维素膜及环烯烃聚合物膜的尺寸为100mm×1500mm,以所得到的偏光膜的吸收轴与膜的短边(100mm)方向的角度成为0°的方式形成光取向膜和偏光片层,除此以外,与实施例1同样地制作椭圆偏光板,并进行了耐热性及视觉辨认性的评价。在所得到的偏光膜中,偏光片层的吸收轴方向上的最大长度A1相当于该偏光膜的短边方向的长度,其长度为100mm。另外,与A1在同一面内且与上述吸收轴方向正交的方向上的偏光片层的最大长度A2相当于该偏光膜的长边方向的长度,其长度为1500mm。将结果示于表1。
Figure BDA0003897485820000471

Claims (8)

1.偏光膜,其为包含偏光片层的单片偏光膜,其中,偏光片层为包含至少1种聚合性液晶化合物的聚合性液晶组合物的固化层,并且,所述偏光膜满足式(1):
10>A1/A2>2 (1)
式(1)中,A1表示偏光片层的吸收轴方向上的最大长度,A2表示与A1在同一面内且与所述吸收轴方向正交的方向上的偏光片层的最大长度。
2.如权利要求1所述的偏光膜,其中,偏光片层的吸收轴方向上的最大长度A1为10cm以上200cm以下。
3.如权利要求1或2所述的偏光膜,其满足式(2):
-20°≤θ≤20° (2)
式(2)中,θ表示连接位于偏光片层的外周上的2点的直线距离达到最大的2点间的最大直线距离方向与偏光片层的吸收轴方向所成的角度。
4.如权利要求1~3中任一项所述的偏光膜,其为大致矩形。
5.如权利要求4所述的偏光膜,其满足式(3):
-20°≤θ’≤20° (3)
式(3)中,θ’表示大致矩形的长边方向与偏光片层的吸收轴方向所成的角度。
6.椭圆偏光板,其包含权利要求1~5中任一项所述的偏光膜、和具有1/4波长板功能的相位差层。
7.柔性图像显示装置,其包含权利要求6所述的椭圆偏光板。
8.如权利要求7所述的柔性图像显示装置,其还包含视窗和触摸传感器。
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