CN115698788A - 光吸收各向异性膜、层叠体及图像显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的课题在于提供一种能够制作显示性能及耐久性优异的图像显示装置的光吸收各向异性膜、以及使用光吸收各向异性膜的层叠体及图像显示装置。本发明的光吸收各向异性膜是使用含有液晶性化合物及二色性物质的液晶组合物而形成的、图像显示装置中所使用的光吸收各向异性膜,其中,对于通过飞行时间二次离子质谱分析法检测到的源自二色性物质的信号,光吸收各向异性膜的厚度方向上的最大强度Imax和光吸收各向异性膜的与图像显示装置的视觉辨认侧对应的表面上的强度Isur1的关系满足下述式(I‑1),2.0≤Imax/Isur1……(I‑1)。
Description
技术领域
本发明涉及一种光吸收各向异性膜、层叠体及图像显示装置。
背景技术
以往,当需要包括激光或自然光的照射光的衰减功能、偏振功能、散射功能或遮光功能等时,利用了针对每个功能根据不同的原理进行工作的装置。因此,与上述功能对应的产品也是针对每个功能通过不同的制造工序被制造出来的。
例如,在图像显示装置(例如,液晶显示装置)中,为了控制显示中的旋光性或双折射性而使用线性偏振器或圆偏振器。并且,在有机发光二极管(Organic Light EmittingDiode:OLED)中,为了防止外部光的反射也使用圆偏振器。
以往,在这些偏振器中,碘作为二色性物质被广泛使用,但是对代替碘而使用有机色素来作为二色性物质的偏振器也正在进行研究。
例如,在专利文献1中,记载有使用含有具有规定结构的二色性物质的组合物而形成的光吸收各向异性膜([权利要求1][权利要求14])。
以往技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2017/195833号
发明内容
发明要解决的技术课题
本发明人等对专利文献1中所记载的光吸收各向异性膜及图像显示装置进行了研究,结果得知根据光吸收各向异性膜中所包含的二色性物质的种类及掺和量、以及图像显示装置中的除了光吸收各向异性膜以外的层结构等,有时图像显示装置的显示性能及耐久性会降低。
因此,本发明的课题在于提供一种能够制作显示性能及耐久性优异的图像显示装置的光吸收各向异性膜、以及使用光吸收各向异性膜的层叠体及图像显示装置。
用于解决技术课题的手段
本发明人等为了达成上述课题而深入研究的结果,发现通过减少存在于光吸收各向异性膜的与图像显示装置的视觉辨认侧对应的表面的二色性物质的量,能够制作出显示性能及耐久性优异的图像显示装置,从而完成了本发明。
即,发现能够通过以下结构来实现上述课题。
[1]一种光吸收各向异性膜,其是使用含有液晶性化合物及二色性物质的液晶组合物而形成的、图像显示装置中所使用的光吸收各向异性膜,其中,
对于通过飞行时间二次离子质谱分析法检测到的源自二色性物质的信号,光吸收各向异性膜的厚度方向上的最大强度Imax和光吸收各向异性膜的与图像显示装置的视觉辨认侧对应的表面上的强度Isur1的关系满足下述式(I-1),
2.0≤Imax/Isur1……(I-1)。
[2]根据[1]所述的光吸收各向异性膜,其中,
从光吸收各向异性膜的与图像显示装置的视觉辨认侧对应的表面至显现最大强度Imax的位置为止的厚度超过50nm。
[3]根据[1]所述的光吸收各向异性膜,其中,
从光吸收各向异性膜的与图像显示装置的视觉辨认侧对应的表面至显现最大强度Imax的位置为止的厚度超过60nm。
[4]根据[1]至[3]中任一项所述的光吸收各向异性膜,其中,
液晶组合物还含有表面活性剂,
表面活性剂的logP值与液晶性化合物的logP值之差小于3.1。
[5]根据[1]至[3]中任一项所述的光吸收各向异性膜,其中,
液晶组合物还含有表面活性剂,
表面活性剂的logP值与液晶性化合物的logP值之差小于1.4。
[6]根据[1]至[3]中任一项所述的光吸收各向异性膜,其中,
液晶组合物还含有与液晶性化合物的logP值之差小于1.4的表面活性剂、及与液晶性化合物的logP值之差为1.4以上的表面活性剂。
[7]一种层叠体,其是依次具有基材、取向膜及光吸收各向异性膜的、图像显示装置中所使用的层叠体,其中,
光吸收各向异性膜为[1]至[6]中任一项所述的光吸收各向异性膜,
对于通过飞行时间二次离子质谱分析法检测到的源自二色性物质的信号,光吸收各向异性膜的厚度方向上的最大强度Imax和光吸收各向异性膜的与图像显示装置的视觉辨认侧对应的表面上的强度Isur1的关系满足下述式(I-1),
2.0≤Imax/Isur1……(I-1)。
[8]根据[7]所述的层叠体,其还具有设置在光吸收各向异性膜上的相位差板,
相位差板具有含有液晶性化合物的多个光学各向异性层,
多个光学各向异性层中的至少1层的光学各向异性层为含有以厚度方向为螺旋轴的扭曲取向的液晶性化合物的光学各向异性层。
[9]根据[7]所述的层叠体,其还具有设置在光吸收各向异性膜上的表面保护材料,
基材是厚度为100μm以下的玻璃基材。
[10]根据[7]所述的层叠体,其还具有设置在光吸收各向异性膜上的λ/4板。
[11]一种图像显示装置,其具有[1]至[6]中任一项所述的光吸收各向异性膜或[7]至[10]中任一项所述的层叠体。
发明效果
根据本发明,能够提供一种能够制作显示性能及耐久性优异的图像显示装置的光吸收各向异性膜、以及使用光吸收各向异性膜的层叠体及图像显示装置。
具体实施方式
以下,对本发明进行详细说明。
以下记载的构成要件的说明有时根据本发明的代表性实施方式而完成,但是本发明并不限定于这种实施方式。
另外,在本说明书中使用“~”表示的数值范围表示将记载于“~”的前后的数值作为下限值及上限值而包括的范围。
并且,在本说明书中,关于各成分,可以单独使用1种对应于各成分的物质,也可以并用2种以上。在此,关于各成分,当并用2种以上的物质的情况下,关于该成分的含量,只要没有特别指定,是指并用的物质的合计含量。
并且,在本说明书中,“(甲基)丙烯酸酯”为表示“丙烯酸酯”或“甲基丙烯酸酯”的标记,“(甲基)丙烯酸”为表示“丙烯酸”或“甲基丙烯酸”的标记,“(甲基)丙烯酰基”为表示“丙烯酰基”或“甲基丙烯酰基”的标记。
并且,在本说明书中,取代基W表示以下的基团。
作为取代基W,例如,可以举出烷基(优选为碳原子数1~20、更优选为碳原子数1~12、尤其优选为碳原子数1~8的烷基,例如,甲基、乙基、异丙基、叔丁基、正辛基、正癸基、正十六烷基、环丙基、环戊基、及、环己基等)、烯基(优选为碳原子数2~20、更优选为碳原子数2~12、尤其优选为碳原子数2~8的烯基,例如,可以举出乙烯基、芳基、2-丁烯基及3-戊烯基等)、炔基(优选为碳原子数2~20、更优选为碳原子数2~12、尤其优选为碳原子数2~8的炔基,例如,可以举出炔丙基及3-戊炔基等)、芳基(优选为碳原子数6~30、更优选为碳原子数6~20、尤其优选为碳原子数6~12的芳基,例如,可以举出苯基、2,6-二乙基苯基、3,5-二三氟甲基苯基、苯乙烯基、萘基及联苯基等)、经取代或未经取代的氨基(优选为碳原子数0~20、更优选为碳原子数0~10、尤其优选为碳原子数0~6的氨基,例如,可以举出未经取代的氨基、甲基氨基、二甲基氨基、二乙基氨基及苯胺基等)、烷氧基(优选为碳原子数1~20、更优选为碳原子数1~15,例如,可以举出甲氧基、乙氧基及丁氧基等)、氧羰基(优选为碳原子数2~20,更优选为碳原子数2~15,尤其优选为2~10,例如,可以举出甲氧基羰基、乙氧基羰基及苯氧基羰基等)、酰氧基(优选为碳原子数2~20、更优选为碳原子数2~10、尤其优选为2~6,例如,可以举出乙酰氧基、苯甲酰氧基、丙烯酰基及甲基丙烯酰基等)、酰氨基(优选为碳原子数2~20、更优选为碳原子数2~10、尤其优选为碳原子数2~6,例如,可以举出酰氨基及苯甲酰氨基等)、烷氧基羰基氨基(优选为碳原子数2~20、更优选为碳原子数2~10、尤其优选为碳原子数2~6,例如,可以举出甲氧基羰基氨基等)、芳氧基羰基氨基(优选为碳原子数7~20、更优选为碳原子数7~16、尤其优选为碳原子数7~12,例如,可以举出苯氧基羰基氨基等)、磺酰氨基(优选为碳原子数1~20、更优选为碳原子数1~10、尤其优选为碳原子数1~6,例如,可以举出甲磺酰氨基及苯磺酰氨基等)、氨磺酰基(优选为碳原子数0~20、更优选为碳原子数0~10、尤其优选为碳原子数0~6,例如,可以举出氨磺酰基、甲基氨磺酰基、二甲基氨磺酰基及苯基氨磺酰基等)、氨基甲酰基(优选为碳原子数1~20、更优选为碳原子数1~10、尤其优选为碳原子数1~6,例如,可以举出未经取代的氨基甲酰基、甲基氨基甲酰基、二乙基氨基甲酰基及苯基氨基甲酰基等)、烷硫基(优选为碳原子数1~20、更优选为碳原子数1~10、尤其优选为碳原子数1~6,例如,可以举出甲硫基及乙硫基等)、芳硫基(优选为碳原子数6~20、更优选为碳原子数6~16、尤其优选为碳原子数6~12,例如,可以举出苯硫基等)、磺酰基(优选为碳原子数1~20、更优选为碳原子数1~10、尤其优选为碳原子数1~6,例如,可以举出甲磺酰基及甲苯磺酰基等)、亚硫酰基(优选为碳原子数1~20、更优选为碳原子数1~10、尤其优选为碳原子数1~6,例如,可以举出甲烷亚硫酰基及苯亚硫酰基等)、脲基(优选为碳原子数1~20、更优选为碳原子数1~10、尤其优选为碳原子数1~6,例如,可以举出未经取代的脲基、甲基脲基及苯基脲基等)、磷酸酰胺基(优选为碳原子数1~20、更优选为碳原子数1~10、尤其优选为碳原子数1~6,例如,可以举出二乙基磷酸酰胺基及苯基磷酸酰胺基等)、羟基、巯基、卤原子(例如,氟原子、氯原子、溴原子及碘原子)、氰基、硝基、羟肟酸基、亚磺基、肼基、亚氨基、偶氮基、杂环基(优选为碳原子数1~30、更优选为碳原子数1~12的杂环基,例如为具有氮原子、氧原子、硫原子等杂原子的杂环基,例如,可以举出环氧基、氧杂环丁基、咪唑基、吡啶基、喹啉基、呋喃基、哌啶基、吗啉基、马来酰亚胺基、苯并噁唑基、苯并咪唑基及苯并噻唑基等。)、甲硅烷基(优选为碳原子数3~40、更优选为碳原子数3~30、尤其优选为碳原子数3~24的甲硅烷基,例如,可以举出三甲基甲硅烷基、三苯基甲硅烷基等)、羧基、磺酸基、磷酸基等。
[光吸收各向异性膜]
本发明的光吸收各向异性膜是使用含有液晶性化合物及二色性物质的液晶组合物而形成的、图像显示装置中所使用的光吸收各向异性膜。
并且,本发明的光吸收各向异性膜中,对于通过飞行时间二次离子质谱分析法(Time-of-Flight Secondary Ion Mass Spectrometry:TOF-SIMS)检测到的源自二色性物质的信号,光吸收各向异性膜的厚度方向上的最大强度Imax和光吸收各向异性膜的与图像显示装置的视觉辨认侧对应的表面(以下,也简称为“视觉辨认侧表面”。)中的强度Isur1的关系满足下述式(I-1)。
2.0≤Imax/Isur1……(I-1)
<TOF-SIMS的测定方法>
本发明中的基于TOF-SIMS的测定,如下进行测定。
(1)装置及条件
·装置:TOF-SIMS 5(ION-TOF公司制)
·深度方向分析:并用Ar离子溅射
·测定范围:沿一个方向及其正交方向各进行128点光栅扫描
·极性:正、负
(2)强度Isur1及最大强度Imax
对于作为测定对象的光吸收各向异性膜,测定从光吸收各向异性膜的视觉辨认侧表面至与视觉辨认侧表面相反的一侧的表面为止沿厚度方向以恒定速度进行测定时的以下的各区域中的强度。
(强度Isur1)
将距离光吸收各向异性膜的视觉辨认侧表面1%的区域中的、源自二色性物质的片段的质朴分析的强度的平均值(从基线的强度的平均值)设为视觉辨认侧表面上的强度Isur1。
(最大强度Imax)
将从各表面除去总厚度的1%的部分的整体厚度的98%的区域中的、源自二色性物质的片段的质朴分析的强度(从基线的强度)的最大值设为厚度方向上的最大强度Imax。
(3)关于测定对象
在作为测定对象的光吸收各向异性膜作为具有相邻层的层叠体存在的情况下,上述的光吸收各向异性膜的视觉辨认侧表面(即与相邻层的界面)能够确定为如下的点,即,从光吸收各向异性膜检测到的源自液晶性化合物的片段的质朴分析的强度、与从相邻层检测到的片段中的、源自量最多的化合物的片段的质朴分析的强度相交的点。
并且,在光吸收各向异性膜中存在2种以上二色性物质的情况下,对源自在波长500~650nm的范围内具有极大吸收波长的二色性物质(以下,在本段落中,也简称为“测定对象二色性物质”。)的片段的质朴分析的强度进行测定,在包含2种以上测定对象二色性物质的情况下,对测定对象二色性物质中源自吸光度最大的二色性物质的片段的质朴分析的强度进行测定。
在本发明中,如上所述,通过减少存在于光吸收各向异性膜的视觉辨认侧表面的二色性物质的量,即,对于通过TOF-SIMS检测到的源自二色性物质的信号,光吸收各向异性膜的厚度方向上的最大强度Imax与视觉辨认侧表面上的强度Isur1的关系满足上述式(I-1),能够制作显示性能及耐久性优异的图像显示装置。
其原因的详细内容虽然不明确,但本发明人等推测为基于以下的原因。
首先,作为在以往技术中显示性能差的理由,本发明人等推测其原因为如下:由于存在于光吸收各向异性膜的视觉辨认侧表面的二色性物质的折射率高,因此在与视觉辨认侧的相邻层的界面处发生内部反射。
并且,作为在以往技术中耐久性差的理由,本发明人等推测其原因为如下:存在于光吸收各向异性膜的视觉辨认侧表面的二色性物质根据视觉辨认侧的相邻层的种类会转移到相邻层。
因此,在本发明中,认为通过满足上述式(I-1),存在于光吸收各向异性膜的视觉辨认侧表面的二色性物质的量变少,与相邻层的界面处的内部反射得到抑制,且二色性物质向相邻层的转移得到抑制,因此能够制作显示性能及耐久性优异的图像显示装置。
并且,在本发明中,对于通过TOF-SIMS检测到的源自二色性物质的信号,通过光吸收各向异性膜的厚度方向上的最大强度Imax与视觉辨认侧表面上的强度Isur1的关系满足上述式(I-1),即使不另外设置折射率调整层或阻挡层(阻氧层),显示性能及耐久性也会变得良好,因此能够实现图像显示装置的薄型化。
在本发明中,上述式(I-1)没有规定最大强度Imax与强度Isur1的比率(Imax/Isur1)的上限,由此明确了,还包括最大强度Imax被有效地测定,强度Isur1为测定极限以下的方式。
并且,从图像显示装置的显示性能及耐久性进一步变得良好的理由考虑,光吸收各向异性膜的厚度方向上的最大强度Imax与光吸收各向异性膜的视觉辨认侧表面上的强度Isur1的关系优选满足下述式(I-2),更优选满足下述式(I-3)。
5≤Imax/Isur1……(I-2)
20<Imax/Isur1≤100……(I-3)
并且,在本发明中,从图像显示装置的显示性能及耐久性进一步变得良好的理由考虑,从光吸收各向异性膜的视觉辨认侧表面到显现最大强度Imax的位置为止的厚度(以下,简称“梯度厚度”。)优选超过50nm,更优选60nm,进一步优选超过60nm且小于300nm。
在此,“梯度厚度”是指,通过基于上述的TOF-SIMS的测定方法测定最大强度Imax,并按照以下的顺序计算出的值。
(1)测定从光吸收各向异性膜的视觉辨认侧表面到与视觉辨认侧表面相反的一侧的表面为止的膜厚方向整体的扫描时间X。
(2)测定从光吸收各向异性膜的视觉辨认侧表面到显现最大强度Imax的位置为止的扫描时间Y。
(3)使用扫描电子显微镜(SEM)等测定光吸收各向异性膜的整体厚度Z(nm)。
(4)根据下述式计算梯度厚度(nm)。
梯度厚度(nm)=Z(nm)×(Y/X)
〔液晶组合物〕
以下,对本发明的光吸收各向异性膜的形成中所使用的液晶组合物中所包含的各成分进行详细叙述。
<液晶性化合物>
作为液晶组合物所含有的液晶性化合物,能够使用高分子液晶性化合物及低分子液晶性化合物中的任意一种,从能够提高取向度的理由考虑,优选使用高分子液晶性化合物。
在此,“高分子液晶性化合物”是指,在化学结构中具有重复单元的液晶性化合物。
在此,“低分子液晶性化合物”是指,在化学结构中不具有重复单元的液晶性化合物。
作为高分子液晶性化合物,例如,可以举出日本特开2011-237513号公报中所记载的热致液晶性高分子、国际公开第2018/199096号的[0012]~[0042]段中所记载的高分子液晶性化合物等。
作为低分子液晶性化合物,例如,可以举出日本特开2013-228706号公报的[0072]~[0088]段中所记载的液晶性化合物,其中,优选显示近晶性的液晶性化合物。
并且,作为液晶性化合物,可以并用高分子液晶性化合物及低分子液晶性化合物。
从所得到的光吸收各向异性膜的取向度变得更高的理由考虑,液晶性化合物优选为包含下述式(1)所表示的重复单元(以下,简称为“重复单元(1)”)的高分子液晶性化合物。
另外,在以下的说明中,将“所得到的光吸收各向异性膜的取向度变得更高”也称为“本发明的效果更优异”。
[化学式1]
上述式(1)中,P1表示重复单元的主链,L1表示单键或2价的连结基团,SP1表示间隔基团,M1表示介晶基团,T1表示末端基团。
作为P1所表示的重复单元的主链,具体而言,例如,可以举出下述式(P1-A)~(P1-D)所表示的基团,其中,从作为原料的单体的多样性及容易处理的观点考虑,优选为下述式(P1-A)所表示的基团。
[化学式2]
上述式(P1-A)~(P1-D)中,“*”表示与上述式(1)中的L1的键合位置。
上述式(P1-A)~(P1-D)中,R1、R2、R3及R4分别独立地表示氢原子、卤原子、氰基或碳原子数1~10的烷基、碳原子数1~10的烷氧基。上述烷基可以为直链或支链的烷基,也可以为具有环状结构的烷基(环烷基)。并且,上述烷基的碳原子数优选为1~5。
上述式(P1-A)所表示的基团优选为通过(甲基)丙烯酸酯的聚合而得到的聚(甲基)丙烯酸酯的部分结构的一单元。
上述式(P1-B)所表示的基团优选为使具有环氧基的化合物的环氧基进行开环聚合而形成的乙二醇单元。
上述式(P1-C)所表示的基团优选为使具有氧杂环丁烷基的化合物的氧杂环丁烷基进行开环聚合而形成的丙二醇单元。
上述式(P1-D)所表示的基团优选为通过具有烷氧基甲硅烷基及硅烷醇基中的至少一个基团的化合物的缩聚而得到的聚硅氧烷的硅氧烷单元。在此,作为具有烷氧基甲硅烷基及硅烷醇基中的至少一个基团的化合物,可以举出具有式SiR14(OR15)2-所表示的基团的化合物。式中,R14的含义与(P1-D)中的R14的含义相同,多个R15分别独立地表示氢原子或碳原子数1~10的烷基。
上述式(1)中,L1为单键或2价的连结基团。
作为L1所表示的2价的连结基团,可以举出-C(O)O-、-OC(O)-、-O-、-S-、-C(O)NR3-、-NR3C(O)-、-SO2-及-NR3R4-等。式中,R3及R4分别独立地表示氢原子、可以具有取代基的碳原子数1~6的烷基。
在P1为式(P1-A)所表示的基团的情况下,从本发明的效果更优异的理由考虑,L1优选为-C(O)O-所表示的基团。
在P1为式(P1-B)~(P1-D)所表示的基团的情况下,从本发明的效果更优异的理由考虑,L1优选为单键。
上述式(1)中,从容易显现液晶性或原材料的获取性等理由考虑,SP1所表示的间隔基团优选包含选自包括氧乙烯结构、氧丙烯结构、聚硅氧烷结构及氟化亚烷基结构的组中的至少一种结构。
在此,SP1所表示的氧化乙烯结构优选为*-(CH2-CH2O)n1-*所表示的基团。式中,n1表示1~20的整数,*表示与上述式(1)中的L1或M1的键合位置。从本发明的效果更优异的理由考虑,n1优选为2~10的整数,更优选为2~4的整数,最优选为3。
并且,从本发明的效果更优异的理由考虑,SP1所表示的氧化丙烯结构优选为*-(CH(CH3)-CH2O)n2-*所表示的基团。式中,n2表示1~3的整数,*表示与L1或M1的键合位置。
并且,从本发明的效果更优异的理由考虑,SP1所表示的聚硅氧烷结构优选为*-(Si(CH3)2-O)n3-*所表示的基团。式中,n3表示6~10的整数,*表示与L1或M1的键合位置。
并且,从本发明的效果更优异的理由考虑,SP1所表示的氟化亚烷基结构优选为*-(CF2-CF2)n4-*所表示的基团。式中,n4表示6~10的整数,*表示与L1或M1的键合位置。
上述式(1)中,M1所表示的介晶基团是表示有助于液晶形成的液晶分子的主要骨架的基团。液晶分子显示出结晶状态与各向同性液体状态的中间状态(中间相)的液晶性。关于介晶基团并没有特别限制,例如能够参考“Flussige Kristalle in Tabellen II”(VEB Deutsche Verlag fur Grundstoff Industrie,Leipzig、1984年刊)、尤其第7页~第16页的记载、及液晶便览编辑委员会编、液晶便览(丸善、2000年刊)、尤其第三章的记载。
作为介晶基团,例如优选为具有选自包括芳香烃基、杂环基及脂环式基团的组中的至少一种环状结构的基团。
从本发明的效果更优异的理由考虑,介晶基团优选具有芳香烃基,更优选具有2~4个芳香烃基,进一步优选具有3个芳香烃基。
作为介晶基团,从液晶性的显现、液晶相转变温度的调整、原料获取性及合成适用性的观点、以及本发明的效果更优异的观点考虑,优选为下述式(M1-A)或下述式(M1-B)所表示的基团,更优选为式(M1-B)所表示的基团。
[化学式3]
式(M1-A)中,A1是选自包括芳香烃基、杂环基及脂环式基的组中的2价基团。这些基团可以被烷基、氟化烷基、烷氧基或取代基取代。
A1所表示的2价基团优选为4~6元环。并且,A1所表示的2价基团可以是单环,也可以是稠环。
*表示与SP1或T1的键合位置。
作为A1所表示的2价的芳香烃基,可以举出亚苯基、亚萘基、芴-二基、蒽-二基及并四苯-二基等,从介晶骨架的设计多样性或原材料的获取性等观点考虑,优选为亚苯基或亚萘基,更优选为亚苯基。
作为A1所表示的2价杂环基,可以是芳香族或非芳香族中的任一种,从取向度进一步得到提高的观点考虑,优选为2价芳香族杂环基。
作为构成2价芳香族杂环基的除了碳以外的原子,可以举出氮原子、硫原子及氧原子。在芳香族杂环基具有多个除了碳以外的构成环的原子的情况下,这些原子可以相同,也可以不同。
作为2价芳香族杂环基的具体例,例如,可以举出亚吡啶基(吡啶-二基)、哒嗪-二基、咪唑-二基、亚噻吩基(噻吩-二基)、亚喹啉基(喹啉-二基)、异亚喹啉基(异喹啉-二基)、噁唑-二基、噻唑-二基、噁二唑-二基、苯并噻唑-二基、苯并噻二唑-二基、邻苯二甲酰亚胺-二基、噻吩并噻唑-二基、噻唑并噻唑-二基、噻吩并噻吩-二基及噻吩并噁唑-二基等。
作为A1所表示的2价的脂环式基团的具体例,可以举出亚环戊基及亚环己基等。
上述式(M1-A)中,a1表示1~10的整数。在a1为2以上的情况下,多个A1可以相同也可以不同。
式(M1-B)中,A2及A3分别独立地为选自包括芳香烃基、杂环基及脂环式基团的组中的2价的基团。A2及A3的具体例及优选方式与式(M1-A)的A1相同,因此省略其说明。
式(M1-B)中,a2表示1~10的整数,在a2为2以上的情况下,多个A2可以相同也可以不同,多个A3可以相同也可以不同,多个LA1可以相同也可以不同。从本发明的效果更优异的理由考虑,a2优选为2以上的整数,更优选为2。
式(M1-B)中,在a2为1的情况下,LA1为2价的连结基团。在a2为2以上的情况下,多个LA1分别独立地为单键或2价的连结基团,多个LA1中的至少一个为2价的连结基团。在a2为2的情况下,从本发明的效果更优异的理由考虑,优选2个LA1中,其中一个为2价的连结基团,另一个为单键。
式(M1-B)中,作为LA1所表示的2价的连结基团,可以举出-O-、-(CH2)g-、-(CF2)g-、-Si(CH3)2-、-(Si(CH3)2O)g-、-(OSi(CH3)2)g-(g表示1~10的整数。)、-N(Z)-、-C(Z)=C(Z’)-、-C(Z)=N-、-N=C(Z)-、-C(Z)2-C(Z’)2-、-C(O)-、-OC(O)-、-C(O)O-、-O-C(O)O-、-N(Z)C(O)-、-C(O)N(Z)-、-C(Z)=C(Z’)-C(O)O-、-O-C(O)-C(Z)=C(Z’)-、-C(Z)=N-、-N=C(Z)-、-C(Z)=C(Z’)-C(O)N(Z”)-、-N(Z”)-C(O)-C(Z)=C(Z’)-、-C(Z)=C(Z’)-C(O)-S-、-S-C(O)-C(Z)=C(Z’)-、-C(Z)=N-N=C(Z’)-(Z、Z’、Z”独立地表示氢原子、C1~C4烷基、环烷基、芳基、氰基或卤原子。)、-C≡C-、-N=N-、-S-、-S(O)-、-S(O)(O)-、-(O)S(O)O-、-O(O)S(O)O-、-SC(O)-及-C(O)S-等。其中,从本发明的效果更优异的理由考虑,优选为-C(O)O-。LA1也可以是将这些基团组合两个以上而成的基团。
作为M1的具体例,例如可以举出以下结构。另外,在下述具体例中,“Ac”表示乙酰基。
[化学式4]
[化学式5]
[化学式6]
[化学式7]
[化学式8]
[化学式9]
[化学式10]
上述式(1)中,作为T1所表示的末端基团,可以举出氢原子、卤原子、氰基、硝基、羟基、碳原子数1~10的烷基、碳原子数1~10的烷氧基、碳原子数1~10的烷硫基、碳原子数1~10的烷氧基羰基氧基、碳原子数1~10的烷氧基羰基(ROC(O)-:R为烷基)、碳原子数1~10的酰氧基、碳原子数1~10的酰氨基、碳原子数1~10的烷氧基羰基氨基、碳原子数1~10的磺酰基氨基、碳原子数1~10的氨磺酰基、碳原子数1~10的氨基甲酰基、碳原子数1~10的亚磺酰基、碳原子数1~10的脲基及含有(甲基)丙烯酰氧基的基团等。作为上述含有(甲基)丙烯酰氧基的基团,例如可以举出-L-A(L表示单键或连结基团。连结基团的具体例与上述L1及SP1相同。A表示(甲基)丙烯酰氧基)所表示的基团。
从本发明的效果更优异的理由考虑,T1优选为碳原子数1~10的烷氧基,更优选为碳原子数1~5的烷氧基,进一步优选为甲氧基。
这些末端基团可以被这些基团或日本特开2010-244038号公报中所记载的聚合性基团进一步取代。
从与相邻层的密合性变得良好,且能够提高作为膜的凝聚力的理由考虑,T1优选为聚合性基团。
关于聚合性基团,并没有特别限定,但优选为可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,能够使用通常已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。在这种情况下,已知丙烯酰基通常具有快的聚合速度,从提高生产率的观点考虑,优选丙烯酰基,但甲基丙烯酰基同样也能够用作聚合性基团。
作为阳离子聚合性基团,能够使用通常已知的阳离子聚合性基团,具体而言,可以举出脂环式醚基、环状缩醛基、环状内酯基、环状硫醚基、螺环原酸酯基及乙烯氧基等。其中,优选为脂环式醚基或乙烯氧基,尤其优选为环氧基、氧杂环丁基或乙烯氧基。
从本发明的效果更优异的理由而言,包含上述式(1)所表示的重复单元的高分子液晶性化合物的重均分子量(Mw)优选为1000~500000,更优选为2000~300000。若高分子液晶性化合物的Mw在上述范围内,则高分子液晶性化合物的处理变得容易。
尤其,从抑制涂布时的裂纹的观点考虑,高分子液晶性化合物的重均分子量(Mw)优选为10000以上,更优选为10000~300000。
并且,从取向度的温度宽容度的观点考虑,高分子液晶性化合物的重均分子量(Mw)优选为小于10000,优选为2000以上且小于10000。
在此,本发明中的重均分子量及数均分子量为通过凝胶渗透色谱(GPC)法测定出的值。
·溶剂(洗脱液):N-甲基吡咯烷酮
·装置名称:TOSOH HLC-8220GPC
·管柱:将3根TOSOH TSKgelSuperAWM-H(6mm×15cm)连接使用
·管柱温度:25℃
·试样浓度:0.1质量%
·流速:0.35mL/min
·校准曲线:使用由TOSOH CORPORATION制TSK标准聚苯乙烯Mw=2800000~1050(Mw/Mn=1.03~1.06)的7个样品得到的校准曲线
在本发明中,从易于调整与后述的二色性物质的相溶性的理由考虑,液晶性化合物的logP值优选为0.0~10,更优选为1.0~7.0,进一步优选为2.0~5.0。
在此,logP值是表现化学结构的亲水性及疏水性的性质的指标,有时被称为亲水/疏水参数。logP值能够使用ChemBioDraw Ultra或HSPiP(Ver.4.1.07)等软件来进行计算。并且,也能够通过OECD Guidelines for the Testing of Chemicals,Sections 1,TestNo.117的方法等实验性地求出。本发明中只要没有特别指定,则采用在HSPiP(Ver.4.1.07)中输入化合物的结构式来计算出的值作为logP值。
在本发明中,液晶性化合物的含量优选为成为液晶组合物中的固体成分中的8~99质量%的量,更优选为成为8~96质量%的量。
在此,“液晶组合物中的固体成分”是指除溶剂以外的成分,作为固体成分的具体例,可以举出上述液晶性化合物及后述的二色性物质、聚合引发剂、表面活性剂等。
<二色性物质>
关于液晶组合物所含有的二色性物质,并没有特别限定,可以举出可见光吸收物质(二色性色素)、发光物质(荧光物质、磷光物质)、紫外线吸收物质、红外线吸收物质、非线形光学物质、碳纳米管、无机物质(例如量子杆)等,能够使用以往公知的二色性物质(二色性色素)。
具体而言,例如,可以举出在日本特开2013-228706号公报的[0067]~[0071]段、日本特开2013-227532号公报的[0008]~[0026]段、日本特开2013-209367号公报的[0008]~[0015]段、日本特开2013-14883号公报的[0045]~[0058]段、日本特开2013-109090号公报的[0012]~[0029]段、日本特开2013-101328号公报的[0009]~[0017]段、日本特开2013-37353号公报的[0051]~[0065]段、日本特开2012-63387号公报的[0049]~[0073]段、日本特开平11-305036号公报的[0016]~[0018]段、日本特开2001-133630号公报的[0009]~[0011]段、日本特开2011-215337号公报的[0030]~[0169]段、日本特开2010-106242号公报的[0021]~[0075]段、日本特开2010-215846号公报的[0011]~[0025]段、日本特开2011-048311号公报的[0017]~[0069]段、日本特开2011-213610号公报的[0013]~[0133]段、日本特开2011-237513号公报的[0074]~[0246]段、日本特开2016-006502号公报的[0005]~[0051]段、WO2016/060173号公报的[0005]~[0041]段、WO2016/136561号公报的[0008]~[0062]段、国际公开第2017/154835号的[0014]~[0033]段、国际公开第2017/154695号的[0014]~[0033]段、国际公开第2017/195833号的[0013]~[0037]段、国际公开第2018/164252号的[0014]~[0034]段等中记载的二色性物质。
在本发明中,可以并用2种以上的二色性物质,例如,从使所得到的光吸收各向异性膜接近于黑色的观点考虑,优选并用在波长370nm以上且小于550nm的范围内具有极大吸收波长的至少1种二色性物质和在波长500nm以上且小于700nm的范围内具有极大吸收波长的至少1种二色性物质。
上述二色性物质可以具有交联性基团。
作为上述交联性基团,具体而言,例如,可以举出(甲基)丙烯酰基、环氧基、氧杂环丁基、苯乙烯基等,其中,优选(甲基)丙烯酰基。
在本发明中,从图像显示装置的显示性能及耐久性变得更良好的理由考虑,上述二色性物质的logP值与上述液晶性化合物的logP值之差优选为5.0以上,更优选为7.0以上,进一步优选为7.0以上且小于10.0。
在此,对于二色性物质的logP值与液晶性化合物的logP值之差(绝对值),在使用多个二色性物质或液晶性化合物的情况下,是指从各化合物的logP值计算出的差中的最大的差。
就本发明的效果更优异的观点而言,二色性物质的含量相对于上述液晶性化合物100质量份优选为1~400质量份,更优选为2~100质量份,进一步优选为5~30质量份。
并且,二色性物质的含量优选为成为液晶组合物中的固体成分中的1~50质量%的量,更优选为成为2~40质量%的量。
<聚合引发剂>
液晶组合物优选包含聚合引发剂。
作为聚合引发剂,并没有特别的限制,但优选为具有感光性的化合物、即光聚合引发剂。
作为光聚合引发剂,能够无特别限制地使用各种化合物。在光聚合引发剂的示例中,可以举出α-羰基化合物(美国专利第2367661号、美国专利2367670号的各说明书)、偶姻醚(美国专利第2448828号说明书)、α-烃取代芳香族偶姻化合物(美国专利第2722512号说明书)、多核醌化合物(美国专利第3046127号及同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(美国专利第3549367号说明书)、吖啶及吩嗪化合物(日本特开昭60-105667号公报及美国专利第4239850号说明书)、噁二唑化合物(美国专利第4212970号说明书)、邻酰基肟化合物(日本特开2016-27384号说明书的[0065]段)及酰基氧化膦化合物(日本特公昭63-40799号公报、日本特公平5-29234号公报、日本特开平10-95788号公报及日本特开平10-29997号公报)等。
作为这种光聚合引发剂,也能够使用市售品,可以举出BASF公司制的Irgacure-184、Irgacure-907、Irgacure-369、Irgacure-651、Irgacure-819、Irgacure-OXE-01及Irgacure-OXE-02等。
在液晶组合物含有聚合引发剂的情况下,相对于液晶组合物中的上述二色性物质与上述液晶性化合物的合计100质量份,聚合引发剂的含量优选为0.01~30质量份,更优选为0.1~15质量份。通过聚合引发剂的含量为0.01质量份以上,光吸收各向异性膜的耐久性变得良好,通过为30质量份以下,光吸收各向异性膜的取向度变得更良好。
聚合引发剂可以单独使用1种,也可以同时使用2种以上。在包含2种以上的聚合引发剂的情况下,优选其合计量在上述范围内。
<表面活性剂>
液晶组合物优选包含表面活性剂。
通过包含表面活性剂,可期待涂布表面的平滑性得到提高而取向度进一步得到提高,或者抑制凹陷及不均匀而面内的均匀性得到提高的效果。
作为表面活性剂,优选使二色性物质与液晶性化合物在涂布表面侧呈水平的表面改良剂,例如,能够使用国际公开第2016/009648号的[0155]至[0170]段中所记载的化合物、日本特开2011-237513号公报的[0253]至[0293]段中所记载的化合物(水平取向剂)等。
本发明的液晶组合物所含有的表面活性剂可以为具有后述的式(B-1)所表示的重复结构B1及包含氟原子的重复结构B2的含氟聚合物。
(重复结构B1)
上述含氟聚合物所具有的重复结构B1为下述式(B-1)所表示的重复结构。
[化学式11]
上述式(B-1)中,R1表示氢原子、碳原子数1~5的烷基或卤原子。
并且,L1表示单键或-CO-。
并且,Sp表示碳原子数1~20的直链状或支链状的2价的烃基。其中,构成烃基的一部分的-CH2-中的1个或不相邻的2个以上的-CH2-分别独立地可以被-O-、-S-、-NH-或-N(Q)-取代,Q表示取代基。
L2及L3分别独立地表示单键或2价的连结基团。
作为上述式(B-1)中的R1,优选为氢原子或碳原子数1~5的烷基,更优选为氢原子或甲基。
作为上述式(B-1)中的L1,优选为-CO-。
作为上述式(B-1)中的Sp所表示的碳原子数1~20的直链状或支链状的2价的烃基,例如,可以举出碳原子数1~20的直链状或支链状的2价的脂肪族烃基、碳原子数3~20的2价的脂环式烃基、碳原子数6~20的2价的芳香族烃基、碳原子数6~20的2价的芳香族杂环基等,其中,优选碳原子数1~20的直链状或支链状的2价的脂肪族烃基。
在此,作为碳原子数1~20的2价的脂肪族烃基,优选碳原子数1~15的亚烷基,碳原子数1~8的亚烷基,具体而言,可以优选举出亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基、甲基亚己基、亚庚基等。
另外,Sp如上所述,构成碳原子数1~20的直链状或支链状的2价的烃基的一部分的-CH2-中的1个或不相邻的2个以上的-CH2-分别独立地可以被-O-、-S-、-NH-或-N(Q)-取代。另外,作为Q所表示的取代基,可以举出上述的取代基W,其中,优选为烷基、烷氧基、或卤原子。
作为上述式(B-1)中的L2及L3的一方式所表示的2价的连结基团,例如,可以举出-C(O)O-、-OC(O)-、-O-、-S-、-C(O)NRL1-、-NRL1C(O)-、-SO2-及-NRL1RL2-等。式中,RL1及RL2分别独立地表示氢原子、可以具有取代基的碳原子数1~6的烷基。另外,作为碳原子数1~6的烷基可以具有的取代基,可以举出上述的取代基W,其中,优选烷基、烷氧基或卤原子。
并且,上述式(B-1)中,A表示下述式(A-1)~(A-15)中的任一个所表示的2价的连结基团。其中,下述式(A-1)~(A-15)中的*表示与L2或L3的键合位置,下述式(A-1)~(A-15)中的构成环结构的碳原子可以被杂原子取代,也可以具有取代基。另外,作为构成环结构的碳原子可以具有的取代基,可以举出上述的取代基W,其中,优选烷基、烷氧基或卤原子。
[化学式12]
作为上述式(A-1)~(A-15)中的任一个所表示的2价的连结基团,具体而言,例如,可以举出1,4-亚苯基、1,4-亚环己基、1,4-环己烯基、四氢吡喃-2,5-二基、1,4-哌嗪基、1,4-哌啶基、1,3-二噁烷-2,5-二基、四氢噻喃-2,5-二基、1,4-双环(2,2,2)亚辛基、十氢萘-2,6-二基、吡啶-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、吡嗪-2,5-二基、1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基、2,6-亚萘基、菲-2,7-二基、9,10-二氢菲-2,7-二基、1,2,3,4,4a,9,10a-八氢菲-2,7-二基、9-芴酮-2,7-二基、芴-2,7-二基、噻吩并噻吩-3,6-二基、咔唑-3,6-二基及咔唑-2,7-二基等。
从所形成的光吸收各向异性膜的取向度变得更高的理由考虑,上述式(B-1)中的A优选为上述式(A-1)、(A-4)、(A-7)、(A-10)及(A-13)中的任一个所表示的2价的连结基团,更优选为上述(A-7)及(A-13)中的任一个所表示的2价的连结基团。
并且,上述式(B-1)中,D表示由氢原子与第14~16族的非金属原子构成的氢键性基团。其中,非金属原子可以具有取代基。
在此,作为第14~16族的非金属原子,例如,可以举出氧原子、硫原子、氮原子及碳原子等。
并且,作为非金属原子(特别是,氮原子及碳原子)可以具有的取代基,例如,可以举出卤原子、烷基、烷氧基、烷基取代的烷氧基、环状烷基、芳基(例如,苯基、萘基等)、氰基、氨基、硝基、烷基羰基、磺基及羟基等。
作为这种氢键性基团,例如,可以举出氢键供应性基团及氢键接受性基团等。
作为氢键供应性基团,具体而言,例如,可以举出氨基、酰胺基、脲基、氨基甲酸酯基、磺酰氨基、磺基、磷酸基(Phospho group)、羟基、巯基、羧基、吸电子基团取代的亚甲基、吸电子基团取代的次甲基等,其中,优选羧基、酰胺基。
作为氢键接受性基团,具体而言,例如,可以举出杂环上的具有非共享电子对的杂原子、羟基、醛基、酮基、羧基、羧酸酯基、羧酸酰胺基、内酯基、内酰胺基、磺酸酰胺基、磺基、磷酸基、磷酸酰胺基、氨基甲酸酯基、脲基、醚结构(特别是聚醚结构中所包含的具有氧原子的高分子结构)、脂肪族胺基、芳香族胺基等,其中,优选羧基、酰胺基。
(重复结构B2)
上述含氟聚合物所具有的重复结构B2为具有氟原子的重复结构。
在本发明中,从所形成的光吸收各向异性膜的取向度变得更高的理由考虑,重复结构B2的含量相对于表面活性剂的总质量优选为15~90质量%,更优选为20~80质量%,进一步优选为30~70质量%。
另外,在表面活性剂中,重复结构B2可以单独包含1种,也可以包含2种以上。在包含2种以上重复结构B2的情况下,上述重复结构B2的含量是指重复结构B2的含量的合计。
(重复结构B3)
在本发明中,从对所形成的光吸收各向异性膜的上层涂布性变得良好的理由考虑,优选上述含氟聚合物除了上述的重复结构B1及B2以外,还含有由分子量300以下的单体衍生的重复结构B3。
作为重复结构B3,从对所形成的光吸收各向异性膜的上层涂布性变得更良好的理由考虑,优选为下述式(N-1)所表示的重复结构。重复结构B3具有与上述的重复结构B2不同的结构,优选不包含氟原子。
[化学式13]
式(N-1)中,RB11及RB12分别独立地表示氢原子或取代基。其中,在RB11及RB12为取代基的情况下,RB11及RB12可以连结而形成环。
RB11的分子量及RB12的分子量的合计优选为200以下,更优选为100以下,进一步优选为70以下。若上述分子量的合计为100以下,则重复结构B3之间的相互作用进一步提高,从而能够使表面活性剂与液晶分子的相溶性进一步降低。由此,可得到取向缺陷少且取向度优异的光吸收各向异性膜。
RB11的分子量及RB12的分子量的合计的下限优选为2以上。
作为RB11及RB12所表示的取代基,就本发明的效果更优异的观点而言,优选为有机基团,更优选为碳原子数1~15的有机基团,进一步优选为碳原子数1~12的有机基团,尤其优选为碳原子数1~8的有机基团。
作为上述有机基团,可以举出直链、支链或环状的烷基、芳香族烃基、杂环基。
烷基的碳原子数优选为1~15,更优选为1~12,进一步优选为1~8。
烷基的碳原子可以被-O-、-Si(CH3)2-、-(Si(CH3)2O)g-、-(OSi(CH3)2)g-(g表示1~10的整数。)、-N(Z)-、-C(Z)=C(Z’)-、-C(Z)=N-、-N=C(Z)-、-C(O)-、-OC(O)-、-C(O)O-、-O-C(O)O-、-N(Z)C(O)-、-C(O)N(Z)-、-C(Z)=C(Z’)-C(O)O-、-O-C(O)-C(Z)=C(Z’)-、-C(Z)=N-、-N=C(Z)-、-C(Z)=C(Z’)-C(O)N(Z”)-、-N(Z”)-C(O)-C(Z)=C(Z’)-、-C(Z)=C(Z’)-C(O)-S-、-S-C(O)-C(Z)=C(Z’)-、-C(Z)=N-N=C(Z’)-(Z、Z’及Z”分别独立地表示氢、碳原子数为1~4的烷基、环烷基、芳基、氰基或卤原子。)、-C≡C-、-N=N-、-S-、-C(S)-、-S(O)-、-SO2-、-(O)S(O)O-、-O(O)S(O)O-、-SC(O)-及-C(O)S-、以及将它们组合2个以上而成的基团取代。在可以取代烷基的碳原子的基团中,就本发明的效果更优异的观点而言,优选-O-、-C(O)-、-N(Z)-、-OC(O)-或-C(O)O-。
烷基的氢原子可以被卤原子、氰基、芳基、硝基、-OZH、-C(O)ZH、-C(O)OZH、-OC(O)ZH、-OC(O)OZH、-NZHZH’、-NZHC(O)ZH’、-NZHC(O)OZH’、-C(O)NZHZH’、-OC(O)NZHZH’、-NZHC(O)NZH’OZH”、-SZH、-C(S)ZH、-C(O)SZH或-SC(O)ZH取代。ZH、ZH’及ZH”分别独立地表示氢原子、卤原子、碳原子数1~10的烷基、氰基、硝基。在可以取代烷基的氢原子的基团中,就本发明的效果更优异的观点而言,优选-OH、-COOH或芳基(苯基。)。
芳香族烃基的氢原子及杂环基的氢原子可以被卤原子、氰基、碳原子数1~10的烷基、氰基、硝基、-OZH、-C(O)ZH、-C(O)OZH、-OC(O)ZH、-OC(O)OZH、-NZHZH’、-NZHC(O)ZH’、-NZHC(O)OZH’、-C(O)NZHZH’、-OC(O)NZHZH’、-NZHC(O)NZH’OZH”、-SZH、-C(S)ZH、-C(O)SZH、-SC(O)ZH、-B(OH)2取代。ZH、ZH’及ZH”分别独立地表示氢原子、卤原子、碳原子数1~10的烷基、氰基、硝基。在可以取代芳香族烃基的氢原子及杂环基的氢原子的基团中,就本发明的效果更优异的观点而言,优选-OH、-B(OH)2。
就本发明的效果更优异的观点而言,RB11及RB12分别独立地优选为氢原子或碳原子数1~15的有机基团。关于有机基团的优选方式,如上所述。
就本发明的效果更优异的观点而言,RB11及RB12中,优选至少一个为取代基,更优选至少一个为碳原子数1~15的有机基团。
RB11及RB12连结而形成的环为包含式(N-1)中的氮原子的杂环,还可以在环内进一步包含氧原子、硫原子及氮原子等杂原子。
就本发明的效果更优异的观点而言,RB11及RB12连结而形成的环优选为4~8元环,更优选为5~7元环,进一步优选为5~6元环。
就本发明的效果更优异的观点而言,构成RB11及RB12连结而形成的环的碳原子数优选为3~7,更优选为3~6。
RB11及RB12连结而形成的环可以具有芳香族性,也可以不具有芳香族性,但就本发明的效果更优异的观点而言,优选不具有芳香族性。
作为RB11及RB12连结而形成的环的具体例,可以举出以下的基团。
[化学式14]
RB13表示氢原子、碳原子数1~5的烷基、卤原子或氰基,其中,优选氢原子或碳原子数1~5的烷基,更优选氢原子。
上述烷基的碳原子数为1~5,优选为1~3,更优选为1。烷基可以为直链状、支链状及环状中的任何结构。
以下示出重复结构B3的具体例,但重复结构B3不限定于以下的结构。
[化学式15]
重复结构B3的含量相对于含氟聚合物的所有重复结构的总质量优选为3~75质量%,更优选为15~70质量%,进一步优选为20~65质量%。若重复结构B3的含量在上述范围内,则本发明的效果更优异。
在表面活性剂中,重复结构B3可以单独包含1种,也可以包含2种以上。在包含2种以上重复结构B3的情况下,上述重复结构B3的含量是指重复结构B3的含量的合计。
(其他重复结构(其1))
上述含氟聚合物还可以具有下述通式(M-3)所表示的重复结构。
[化学式16]
上述式(M-3)中,R3表示氢原子、氟原子、氯原子或碳原子数1~20的烷基,L3表示单键或2价的连结基团,T3表示芳香环。
作为L3的连结基团,可以举出与上述式(F-2)中的SP21相同的基团。
作为T3的芳香环基,例如,可以举出苯环基、萘环基、蒽环基及菲咯啉环基等芳香族烃环基;呋喃环基、吡咯环基、噻吩环基、吡啶环基、噻唑环基及苯并噻唑环基等芳香族杂环基;。其中,优选苯环基(例如,1,4-苯基等)。通过在聚合物中包含这些基团,能够提高相溶性。
作为形成上述式(M-3)所表示的重复结构的单体,具体而言,例如,可以举出下述式(M3-1)~(M3-5)所表示的结构,但本发明并不限定于此。
[化学式17]
(其他重复结构(其2))
上述含氟聚合物还可以具有下述通式(M-4)所表示的重复结构。
[化学式18]
上述式(M-4)中,R4表示氢原子、氟原子、氯原子或碳原子数1~20的烷基,L4表示单键或2价的连结基团,Q4表示上述的式(P1)~(P30)所表示的交联性基团。
作为L4的连结基团,可以举出与上述式(W1)中的SPW相同的基团,可以举出碳原子数4~20的芳香族烃基、碳原子数4~20的环状的亚烷基、碳原子数1~20杂环基,优选碳原子数1~20的直链、支链、或者环状的亚烷基、碳原子数4~20的芳香族烃基,优选具有-O-、-CO-O-、-CO-NH-、-O-CO-。
在Q4表示包含阳离子聚合性基团的基团的情况下,作为阳离子聚合性基团,并没有特别限定,例如,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。
作为阳离子聚合性基团,优选脂环式醚基或乙烯氧基,更优选环氧基、氧杂环丁基或乙烯氧基,进一步优选环氧基或氧杂环丁基,尤其优选环氧基。作为环氧基,尤其优选为脂环式环氧基。另外,上述的各基团可以具有取代基。
在Q4表示包含自由基聚合性基团的基团的情况下,作为自由基聚合性基团,并没有特别限定,例如,可以举出包含聚合性碳-碳双键的基团,具体而言,可以举出(甲基)丙烯酰基、(甲基)丙烯酰氧基、(甲基)丙烯酰胺基、乙烯基、苯乙烯基、烯丙基等,优选(甲基)丙烯酰氧基。另外,上述的各基团可以具有取代基。通过包含这些基团,能够提高例如在后述的液晶薄膜中设为层叠多个液晶组合物层的形态时的层之间的密合性。
作为形成上述式(M-4)所表示的重复结构的单体,具体而言,例如,可以举出下述式(M4-1)~(M4-17)所表示的单体,但本发明并不限定于此。
[化学式19]
上述含氟聚合物可以为具有封端结构、接枝结构、支链结构或星形结构的聚合物。通过具有这种封端结构、接枝结构、支链结构或星形结构,氟原子团以块存在,因此在提高聚合物向涂膜表面的转移性等方面优选。
并且,在氟取代烷基链长为1~4的具有无规结构的共聚物中,氟原子团的块较小,对通用溶剂的溶解性优异,但向涂膜表面的转移性较低。另一方面,上述的聚合物中,由于氟原子团作为块而存在,因此,即使氟取代烷基链长为1~4,向涂膜表面的转移性也高,通过将这种共聚物添加到组合物中,能够降低涂膜的表面张力,使涂布时的组合物对基材的润湿性(均质涂布性)、涂膜表面的面状良好,因此优选。
在本发明中,在液晶组合物含有表面活性剂的情况下,从图像显示装置的显示性能及耐久性变得更良好的理由考虑,表面活性剂的logP值与上述液晶性化合物的logP值之差优先小于3.1,更优选小于1.4,进一步优选0以上且小于1.4。
在此,对于表面活性剂的logP值与液晶性化合物的logP值之差(绝对值),在使用多个表面活性剂或液晶性化合物的情况下,是指从各化合物的logP值计算出的差中的最小的差。
并且,在本发明中,可以包含2种以上的表面活性剂。从使图像显示装置的显示性能及耐久性进一步变良好的观点而言,优选含有与液晶性化合物的logP值之差小于1.4的表面活性剂,从提高涂布表面的平滑性而进一步提高取向度、或者抑制凹陷及不均匀而提高面内的均匀性的观点而言,优选进一步含有与液晶性化合物的logP值之差为1.4以上的表面活性剂。
在液晶组合物含有表面活性剂的情况下,相对于液晶组合物中的上述二色性物质与上述液晶性化合物的合计100质量份,表面活性剂的含量优选为0.001~5质量份,更优选为0.01~3质量份。
表面活性剂可以单独使用1种,也可以同时使用2种以上。当包含2种以上的表面活性剂的情况下,优选其合计量在上述范围内。
<密合改良剂>
从与后述的阻挡层的密合性的观点考虑,液晶组合物可以包含密合改良剂。作为密合改良剂,例如,可以举出包含羟基、羧基、硼酸基的化合物,优选为包含硼酸基的化合物。
作为包含硼酸基的化合物,例如,可以优选举出下述式所表示的化合物。
[化学式20]
(式中,R1及R2分别独立地表示氢原子、或者经取代或未经取代的脂肪族烃基、芳基或杂环基。R3表示包含可以与(甲基)丙烯酸基键合的官能团的取代基。)
<溶剂>
从操作性等观点考虑,液晶组合物优选包含溶剂。
作为溶剂,例如可以举出酮类(例如,丙酮、2-丁酮、甲基异丁基酮、环戊酮、环己酮等)、醚类(例如,二噁烷、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、环戊基甲醚、四氢吡喃、二氧戊环等)、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,苯、甲苯、二甲苯、三甲基苯等)、卤代碳类(例如,二氯甲烷、三氯甲烷、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、乳酸乙酯等)、醇类(例如,乙醇、异丙醇、丁醇、环己醇、异戊醇、新戊醇、二丙酮醇、苄醇等)、溶纤剂类(例如,甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、1,2-二甲氧基乙烷等)、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、N-甲基吡咯烷酮、N-乙基吡咯烷酮等)及杂环化合物(例如,吡啶等)等有机溶剂以及水。这些溶剂可以单独使用1种,也可以同时使用2种以上。
在这些溶剂中,从发挥对液晶组合物的溶解性优异的效果的观点考虑,优选酮类(特别是环戊酮、环己酮)、醚类(特别是四氢呋喃、环戊基甲醚、四氢吡喃、二氧戊环)及酰胺类(特别是二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N-乙基吡咯烷酮)。
在液晶组合物包含溶剂的情况下,溶剂的含量相对于液晶组合物的总质量优选为80~99质量%,更优选为83~97质量%,尤其优选为85~95质量%。
溶剂可以单独使用1种,也可以并用2种以上。在包含2种以上的溶剂的情况下,优选其合计量在上述范围内。
〔制作方法〕
关于本发明的光吸收各向异性膜的制作方法,只要能够调整二色性物质的存在比例以满足上述式(I-1),则并没有特别限定,例如,可以举出如下方法:依次包括将从上述的液晶组合物中去除上述的二色性物质的组合物涂布于相邻层(例如,取向膜)上而形成第一涂布膜的工序(以下,也称为“第一涂布膜形成工序”。)、将上述的液晶组合物涂布于第一涂布膜上而形成第二涂布膜的工序(以下,也称为“第二涂布膜形成工序”。)、使第一涂布膜及第二涂布膜中所包含的液晶性成分取向的工序(以下,也称为“取向工序”。)的方法;控制上述的液晶性化合物及上述的二色性物质的亲水性/疏水性来调整上述的液晶组合物中所包含的两者的相溶性的方法;对上述的液晶组合物,在后述的取向工序中调整加热温度来调整物质的流动性的方法;等。
另外,液晶性成分是如下成分:不仅包含上述的液晶性化合物,在上述的二色性物质具有液晶性的情况下,还包含具有液晶性的二色性物质。
<第一涂布膜形成工序>
第一涂布膜形成工序是将从液晶组合物中去除二色性物质的组合物涂布于相邻层(例如,取向膜)上而形成第一涂布膜的工序。
作为组合物的涂布方法,具体而言,例如可以举出辊涂法、凹版印刷法、旋涂法、绕线棒涂布法、挤出涂布法、直接凹版涂布法、反凹版涂布法、模涂法、喷涂法及喷墨法等公知的方法。
<第二涂布膜形成工序>
第二涂布膜形成工序是将液晶组合物涂布于第一涂布膜上而形成第二涂布膜的工序。
通过使用含有上述溶剂的液晶组合物、或使用通过加热等使液晶组合物成为熔融液等液状物的物质,容易将液晶组合物涂布于第一涂布膜上。
作为液晶组合物的涂布方法,可以举出与第一涂布膜形成工序相同的方法。
<取向工序>
取向工序是使第一涂布膜及第二涂布膜中所包含的液晶性成分取向的工序。由此,可得到满足上述的式(I-1)的光吸收各向异性膜。
取向工序可以具有干燥处理。通过干燥处理,能够从涂布膜中去除溶剂等成分。干燥处理可以通过将涂布膜在室温下放置规定时间的方法(例如,自然干燥)来进行,也可以通过加热和/或送风的方法来进行。
在此,液晶组合物中所包含的液晶性成分有时通过上述的涂膜形成工序或干燥处理而取向。例如,在液晶组合物被制备成包含溶剂的涂布液的方式中,通过干燥涂布膜而从涂布膜中去除溶剂,可得到具有光吸收各向异性的涂布膜(即,光吸收各向异性膜)。
在以涂布膜中所包含的液晶性成分转变为液晶相的转变温度以上的温度进行干燥处理的情况下,可以不实施后述的加热处理。
从制造适用性等方面考虑,涂布膜中所包含的液晶性成分转变为液晶相的转变温度优选为10~250℃,更优选为25~190℃。若上述转变温度为10℃以上,则不需要进行用于将温度降低至呈液晶相的温度范围的冷却处理等,因此优选。并且,若上述转变温度为250℃以下,则在设为比暂且呈液晶相的温度范围更高温的各向同性液体状态时也不需要高温,从而能够减少热能的浪费、基板的变形及变质等,因此优选。
取向工序优选具有加热处理。由此,能够使涂布膜中所包含的液晶性成分取向,因此能够将加热处理后的涂布膜优选用作光吸收各向异性膜。
从制造适用性等方面考虑,加热处理优选为10~250℃,更优选为25~190℃。并且,加热时间优选为1~300秒,更优选为1~60秒。
取向工序可以具有在加热处理之后实施的冷却处理。冷却处理是将加热后的涂布膜冷却至室温(20~25℃)左右的处理。由此,能够固定涂布膜中所包含的液晶性成分的取向。作为冷却方式,没有特别限定,能够利用公知的方法来实施。
通过以上工序,能够得到光吸收各向异性膜。
另外,在本方式中,作为使涂布膜中所包含的液晶性成分取向的方法,举出了干燥处理及加热处理等,但是并不限定于此,能够通过公知的取向处理来实施。
(其他工序)
光吸收各向异性膜的制造方法可以具有在上述取向工序之后固化光吸收各向异性膜的工序(以下,也称为“固化工序”。)。
例如,在光吸收各向异性膜具有交联性基团(聚合性基团)的情况下,固化工序通过加热和/或光照射(曝光)来实施。其中,固化工序优选通过光照射而实施。
用于固化的光源能够使用红外线、可见光或紫外线等各种光源,但优选为紫外线。并且,当进行固化时,可以一边加热,一边照射紫外线,也可以经由仅透射特定波长的滤光器来照射紫外线。
在一边加热一边进行曝光的情况下,虽然曝光时的加热温度也取决于光吸收各向异性膜中所包含的液晶性成分转变为液晶相的转变温度,但优选为25~140℃。
并且,曝光也可以在氮环境下进行。在通过自由基聚合进行光吸收各向异性膜的固化的情况下,可减少由氧引起的聚合的阻碍,因此优选在氮气氛下进行曝光。
关于光吸收各向异性膜的厚度,没有特别限定,但从将后述的本发明的层叠体用于偏振元件时的柔性的观点考虑,优选为100~8000nm,更优选为300~5000nm。
[层叠体]
本发明的层叠体是依次具有基材、取向膜、光吸收各向异性膜的、图像显示装置中所使用的层叠体。
本发明的层叠体所具有的光吸收各向异性膜为上述的本发明的光吸收各向异性膜,对于通过TOF-SIMS检测到的源自二色性物质的信号,光吸收各向异性膜的厚度方向上的最大强度Imax与光吸收各向异性膜的视觉辨认侧表面上的强度Isur1的关系满足下述式(I-1)。
2.0≤Imax/Isur1……(I-1)
以下,对构成本发明的层叠体的各层进行说明。
〔基材〕
作为本发明的层叠体所具有的基材,能够根据光吸收各向异性膜的用途适当选择,例如,可以举出玻璃及聚合物薄膜。基材的透光率优选为80%以上。
在将聚合物薄膜用作基材的情况下,优选使用光学各向同性的聚合物薄膜。聚合物的具体例及优选方式能够适用日本特开2002-22942号公报的[0013]段的记载。并且,也能够使用如下聚合物,即,即使是以往已知的如聚碳酸酯或聚砜之类的容易显现出双折射的聚合物,通过修饰国际公开第2000/26705号公报中所记载的分子而使显现性降低的聚合物。
〔取向膜〕
关于本发明的层叠体所具有的取向膜,只要能够在取向膜上使液晶组合物中所包含的二色性物质成为所期望的取向状态,则可以为任何层。
作为形成取向膜的方法,例如可以举出对有机化合物(优选聚合物)的膜表面的摩擦处理、无机化合物的倾斜蒸镀、具有微槽的层的形成及基于朗格缪尔布洛杰特法(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、硬脂酸甲酯等)的累积等方法。此外,还已知通过赋予电场、赋予磁场或进行光照射而产生取向功能的取向膜。
其中,在本发明中,就取向膜的预倾角的易控制度的观点而言,优选为通过摩擦处理而形成的取向膜,从取向均匀性的观点而言,还优选为通过光照射而形成的光取向膜。
<摩擦处理取向膜>
作为用于通过摩擦处理而形成的取向膜的聚合物材料,在许多文献中有记载,能够获得许多市售品。在本发明中,优选使用聚乙烯醇或聚酰亚胺及其衍生物。关于取向膜,可以参考国际公开第2001/88574A1号公报的43页24行~49页8行的记载。取向膜的厚度优选为0.01~10μm,进一步优选为0.01~2μm。
<光取向膜>
作为通过光照射而形成的取向膜中所使用的光取向化合物,在许多文献等中有记载。在本发明中,作为优选例,例如可以举出:在日本特开2006-285197号公报、日本特开2007-76839号公报、日本特开2007-138138号公报、日本特开2007-94071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;在日本特开2002-229039号公报中所记载的芳香族酯化合物;在日本特开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/或烯基取代的萘二酰亚胺化合物;在日本专利第4205195号、日本专利第4205198号中所记载的光交联性硅烷衍生物;及在日本特表2003-520878号公报、日本特表2004-529220号公报或日本专利第4162850号中所记载的光交联性聚酰亚胺、聚酰胺或酯。更优选为偶氮化合物、光交联性聚酰亚胺、聚酰胺或酯。
在这些之中,作为光取向化合物,优选使用具有通过光的作用产生二聚化及异构化中的至少一者的光反应性基团的感光性化合物。
并且,作为光反应性基团,例如,可以举出具有肉桂酸(肉桂酰基)结构(骨架)的基团、具有香豆素结构(骨架)的基团、具有查耳酮结构(骨架)的基团、具有二苯甲酮结构(骨架)的基团及具有蒽结构(骨架)的基团等。这些基团之中,优选为具有肉桂酰基结构的基团、具有香豆素结构的基团,更优选为具有肉桂酰基结构的基团。
并且,具有上述光取向性基团的感光性化合物还可以具有交联性基团。
作为上述交联性基团,优选为通过热的作用引起固化反应的热交联性基团、通过光的作用引起固化反应的光交联性基团,也可以为将热交联性基团及光交联性基团都具有的交联性基团。
作为上述交联性基团,例如,可以举出选自包括环氧基、氧杂环丁基、-NH-CH2-O-R(R表示氢原子或碳原子数1~20的烷基。)所表示的基团、具有烯属不饱和双键的基团、及封端异氰酸酯基的组中的至少1种。其中,优选为环氧基、氧杂环丁基、具有烯属不饱和双键的基团。
另外,3元环的环状醚基也称为环氧基,4元环的环状醚基也称为氧杂环丁基。
并且,作为具有烯属不饱和双键的基团,具体而言,例如可以举出乙烯基、烯丙基、苯乙烯基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基,优选为丙烯酰基或甲基丙烯酰基。
对由上述材料形成的光取向膜实施线偏振光或非偏振光照射而制造光取向膜。
在本说明书中,“线偏振光照射”“非偏振光照射”是用于使光取向材料发生光反应的操作。所使用的光的波长根据所使用的光取向材料而不同,只要是在该光反应中所需波长,则并没有特别限定。光照射中使用的光的峰值波长优选为200nm~700nm,更优选为光的峰值波长为400nm以下的紫外光。
光照射中所使用的光源能够举出通常使用的光源,例如钨灯、卤素灯、氙气灯、氙气闪光灯、汞灯、汞氙气灯及碳弧灯等灯、各种激光器[例如,半导体激光器、氦氖激光器、氩离子激光器、氦镉激光器及YAG(钇铝石榴石)激光器]、发光二极管以及阴极射线管等。
作为得到线偏振光的方式,能够采用使用偏振片(例如,碘偏振片、二色色素偏振片及金属线栅偏振片)的方法、使用棱镜系元件(例如格兰-汤姆逊棱镜)或利用了布儒斯特角的反射型偏振器的方法、或者使用从具有偏振光的激光源射出的光的方法。并且,可以使用滤波器或波长转换元件等选择性地仅照射所需波长的光。
在所照射的光是线偏振光的情况下,采用对取向膜,从上表面或背面相对于取向膜表面垂直或倾斜的方向照射光的方法。光的入射角度根据光取向材料而不同,但是优选为0~90°(垂直),优选为40~90°。
在非偏振光的情况下,对取向膜从倾斜的方向照射非偏振光。其入射角度优选为10~80°,更优选为20~60°,进一步优选为30~50°。
照射时间优选为1分钟~60分钟,更优选为1分钟~10分钟。
在需要图案化的情况下,能够采用将使用光掩模的光照射实施在图案制作中所需次数的方法,或者通过激光扫描而写入图案的方法。
〔光吸收各向异性膜〕
关于本发明的层叠体所具有的光吸收各向异性膜,如上所述,因此省略其说明。
〔光学各向异性膜〕
本发明的层叠体优选具有光学各向异性膜。
在此,光学各向异性膜是指产生相位差的薄膜整体,例如,可以举出拉伸聚合物薄膜、在支撑体上设置具有取向的液晶性化合物的光学各向异性层的相位差薄膜等。
在此,关于光学各向异性层中所包含的液晶性化合物的取向方向,并没有特别限制,可以举出相对于膜面水平、垂直、扭曲取向等。
并且,作为光学各向异性膜的具体的功能,例如,可以举出λ/4板、λ/2板等。
并且,光学各向异性层可以由多个层构成。关于由多个光学各向异性层构成的光学各向异性层,例如,能够参考日本特开2014-209219号公报的[0008]~[0053]段的记载。
并且,这种光学各向异性膜与上述的光吸收各向异性膜可以接触设置,也可以在他们之间设置其他层。作为这种层,可以举出用于确保密合性的粘合层或粘接层。
本发明的层叠体优选使用λ/4板作为上述的光学各向异性膜,更优选在光吸收各向异性膜上具有λ/4板。
在此,所谓“λ/4板”,是具有λ/4功能的板,具体而言,是具有将某一特定波长的线偏振光转换成圆偏振光(或者将圆偏振光转换成线偏振光)的功能的板。
例如,作为λ/4板是单层结构的方式,具体而言,可以举出拉伸聚合物薄膜、在支撑体上设置有具有λ/4功能的光学各向异性层的相位差膜等,并且,作为λ/4板为多层结构的方式,具体而言,可以举出层叠λ/4板和λ/2板而成的宽带λ/4板。
〔阻挡层〕
本发明的层叠体可以在光吸收各向异性膜(在具有上述的λ/4板的情况下,为λ/4板)上具有阻挡层。
在此,阻挡层也被称为阻气层(阻氧层),具有保护本发明的偏振元件免受大气中的氧等气体、水分或相邻层中所包含的化合物等影响的功能。
关于阻挡层,例如能够参考日本特开2014-159124号公报的[0014]~[0054]段、日本特开2017-121721号公报的[0042]~[0075]段、日本特开2017-115076号公报的[0045]~[0054]段、日本特开2012-213938号公报的[0010]~[0061]段、日本特开2005-169994号公报的[0021]~[0031]段的记载。
〔粘合层〕
从贴合上述的λ/4板的观点考虑,本发明的层叠体可以在贴合λ/4板的面上具有粘合层。
作为粘合层中所包含的粘合剂,例如,可以举出橡胶系粘合剂、丙烯酸系粘合剂、硅酮系粘合剂、氨基甲酸酯系粘合剂、乙烯基烷基醚系粘合剂、聚乙烯醇系粘合剂、聚乙烯吡咯烷酮系粘合剂、聚丙烯酰胺系粘合剂、纤维素系粘合剂等。
在这些之中,从透明性、耐候性、耐热性等观点考虑,优选为丙烯酸系粘合剂(压敏粘合剂)。
粘合层例如能够通过如下方法等来形成:将粘合剂的溶液涂布于脱模片上,并进行干燥之后,将其转印到透明树脂层的表面的方法;将粘合剂的溶液直接涂布于透明树脂层的表面,并使其干燥的方法。
粘合剂的溶液例如制备成将粘合剂溶解或分散于甲苯或乙酸乙酯等溶剂而成的10~40质量%左右的溶液。
涂布法能够采用逆向涂布、凹版涂布等辊涂法、旋涂法、网版涂布法、喷注涂布法、浸渍法、喷涂法等。
并且,作为脱模片的构成材料,例如,可以举出聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二酯等合成树脂薄膜;橡胶片;纸;布;无纺布;丝网;发泡片;金属箔等适当的薄片体等。
在本发明中,任意的粘合层的厚度并没有特别限定,但优选为3μm~50μm,更优选为4μm~40μm,进一步优选为5μm~30μm。
〔用途〕
本发明的层叠体能够用作偏振元件(偏振片),具体而言,例如能够用作线偏振片或圆偏振片。
在本发明的层叠体不具有上述λ/4板等光学各向异性层的情况下,层叠体能够用作线偏振片。
另一方面,在本发明的层叠体具有上述λ/4板的情况下,层叠体能够用作圆偏振片。
[图像显示装置]
本发明的图像显示装置具有上述的本发明的光吸收各向异性膜或层叠体。
关于本发明的图像显示装置中所使用的显示元件,并没有特别限定,例如可以举出液晶单元、有机电致发光(以下,简称为“EL”。)显示面板及等离子显示面板等。
在这些之中,优选为液晶单元或有机EL显示面板,更优选为液晶单元。即,作为本发明的图像显示装置,优选为将液晶单元用作显示元件的液晶显示装置、将有机EL显示面板用作显示元件的有机EL显示装置,更优选为液晶显示装置。
〔视场角控制层〕
本发明的图像显示装置可以具有视场角控制层。
在此,视场角控制层是用于防止窥视显示装置或切换视场角的控制从图像显示装置的正面方向和倾斜方向观察时的透射率的层,可以举出3M Company制光控薄膜或利用在厚度方向上具有吸收轴的各向异性光吸收层的层叠体等。关于利用在厚度方向上具有吸收轴的各向异性光吸收层的层叠体,例如,能够参考国际公开第2018/079854号公报的[0006]~[0043]段的记载。
另外,作为本发明的图像显示装置的一例的有机EL显示装置,例如,可以优选举出从视觉辨认侧依次具有上述视场角控制层、上述的光吸收各向异性膜、上述任意的光学各向异性膜、有机EL显示面板的方式。
〔表面保护材料〕
本发明的图像显示装置优选在最靠视觉辨认侧具有表面保护材料。
在此,关于构成表面保护材料的材料,并没有特别的限制,可以为无机物,也可以为有机物。作为无机物,可以举出玻璃基板。并且,作为有机物,可以举出由聚酰亚胺或纤维素酰化物等聚合物薄膜构成的支撑体。在各个表面保护材料的表层上,可以包含选自表面固化层(硬涂层)或空气界面处产生的表面反射得到抑制的低反射层等中的1层或多层。
关于表面保护材料的厚度,并没有特别限制,但就薄型化的观点而言,优选为800μm以下,更优选为100μm以下。关于下限,并没有特别限制,但优选为0.1μm以上。
例如,能够弯曲的100μm以下的厚度的玻璃基材能够发挥有机EL显示装置的柔性特征,因此优选。
此外,关于100μm以下的厚度的玻璃基材,从耐冲击性的观点考虑,作为保护薄膜,还优选将(甲基)丙烯酸系树脂、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)等聚酯系树脂、三乙酰纤维素(TAC)等纤维系树脂、降冰片烯系树脂等环烯烃系树脂的树脂薄膜利用粘接剂等贴合在玻璃基板上。特别是,从柔性的观点而言,优选贴合聚对苯二甲酸乙二酯(PET),进一步从视觉辨认性的观点考虑,优选具有3000nm以上且10000nm以下的Re的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)。
〔液晶显示装置〕
作为本发明的显示装置的一例的液晶显示装置,是具有上述本发明的层叠体(其中不包括λ/4板)和液晶单元的液晶显示装置。
另外,在本发明中,在设置于液晶单元的两侧的层叠体中,优选将本发明的层叠体用作前侧偏振元件,更优选将本发明的层叠体用作前侧及后侧的偏振元件。
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(Optically Compensated Bend:光学补偿弯曲)模式、IPS(In-Plane-Switching:面内切换)模式、或TN(Twisted Nematic:扭曲向列)模式,但并不限定于此。
在TN模式的液晶单元中,在未施加电压时棒状液晶性分子(棒状液晶性化合物)实质上水平取向,进而以60~120°扭曲取向。TN模式的液晶单元作为彩色TFT液晶显示装置而被最广泛使用,且记载于多个文献中。
在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(1)使棒状液晶性分子在未施加电压时实质上垂直取向,且在施加电压时实质上水平取向的狭义的VA模式的液晶单元(记载于日本特开平2-176625号公报)以外,还包括(2)为了扩大视场角而将VA模式多畴化的(MVA模式(Multi-domain VerticalAlignment:多畴垂直取向)的)液晶单元(记载于SID97、Digest of tech.Papers(预稿集)28(1997)845)、(3)使棒状液晶性分子在未施加电压时实质上垂直取向,且在施加电压时扭曲多畴取向的模式(n-ASM(Axially symmetric aligned microcell:轴对称排列微单元)模式)的液晶单元(记载于日本液晶讨论会的预稿集58~59(1998))及(4)SURVIVAL模式的液晶单元(在LCD(liquid crystal display:液晶显示器)国际98发表)。并且,可以为PVA(Patterned Vertical Alignment:图案化垂直取向)型、光取向型(Optical Alignment)及PSA(Polymer-Sustained Alignment:聚合物稳定取向)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号公报中有详细记载。
在IPS模式的液晶单元中,棒状液晶性分子相对于基板实质上平行取向,通过施加与基板面平行的电场,使液晶分子平面响应。在IPS模式中,在未施加电场时变为黑色显示,上下一对偏振片的吸收轴正交。在日本特开平10-54982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减少倾斜方向上的黑色显示时的漏光来改善视场角的方法。
〔有机EL显示装置〕
作为本发明的图像显示装置的一例的有机EL显示装置,例如,可以举出从视觉辨认侧依次具有上述本发明的层叠体(其中不包括粘合层及λ/4板)及有机EL显示面板的方式。在这种情况下,在层叠体中,从视觉辨认侧依次配置有透明支撑体、根据需要设置的取向膜、光吸收各向异性膜、透明树脂层、粘合层及λ/4板。
并且,有机EL显示面板为使用在电极之间(阴极与阳极之间)夹持有机发光层(有机电致发光层)而成的有机EL元件来构成的显示面板。有机EL显示面板的结构并没有特别限制,可以采用公知的结构。
实施例
以下,根据实施例对本发明更详细地进行说明。以下的实施例中示出的材料、使用量、比例、处理内容、处理步骤等只要不脱离本发明的主旨则能够适当进行变更。从而,本发明的范围不应该被以下所示的实施例限定地解释。
[实施例1]
〔透明支撑体的制作〕
<芯层纤维素酰化物浓液的制作>
将下述组合物投入到混合罐中,并进行搅拌而溶解各成分,由此制备出用作芯层纤维素酰化物浓液的乙酸纤维素溶液。
化合物F
[化学式21]
<外层纤维素酰化物浓液的制作>
在上述芯层纤维素酰化物浓液90质量份中加入下述消光剂溶液10质量份而制备了用作外层纤维素酰化物浓液的乙酸纤维素溶液。
<纤维素酰化物薄膜1的制作>
将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之后,将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这3层同时从流延口流延到20℃的滚筒上(带式流延机)。
接着,在溶剂含有率大致为20质量%的状态下剥取,将薄膜的宽度方向的两端用拉幅机夹具进行固定,一边以1.1倍的拉伸倍率沿横向拉伸一边进行了干燥。
然后,通过在热处理装置的辊之间进行输送而进一步进行干燥,从而制作出厚度40μm的光学膜(透明支撑体),将其作为纤维素酰化物薄膜1。所得到的纤维素酰化物薄膜1的面内延迟为0nm。
〔光取向膜PA1的形成〕
用绕线棒将后述的光取向膜形成用涂布液PA1连续涂布于上述纤维素酰化物薄膜1上。用140℃的暖风将形成有涂膜的支撑体干燥120秒钟,接着,对涂膜进行偏振光紫外线照射(10mJ/cm2,使用超高压汞灯),由此形成光取向膜PA1而得到了带有光取向膜的TAC(三乙酰纤维素)薄膜。光取向膜PA1的膜厚为0.5μm。
聚合体PA-1
[化学式22]
产酸剂PAG-1
[化学式23]
稳定剂DIPEA
[化学式24]
〔光吸收各向异性膜P1的制作〕
用绕线棒在所得到的光取向膜PA1上连续涂布下述组成的光吸收各向异性膜形成用组合物P1而形成了涂布层P1。
接着,在140℃下将涂布层P1加热15秒钟,并将涂布层P1冷却至室温(23℃)。
接着,以下述表1中所记载的加热温度加热60秒钟,并再次冷却至室温。
然后,使用LED灯(中心波长365nm)在照度200mW/cm2的照射条件下照射2秒钟,由此在光取向膜PA1上制作出光吸收各向异性膜P1。光吸收各向异性膜P1的膜厚为0.5μm。
二色性物质C-1(极大吸收波长:570nm)
[化学式25]
二色性物质M-1(极大吸收波长:466nm)
[化学式26]
二色性物质Y-1(极大吸收波长:417nm)
[化学式27]
液晶性化合物L-1
[化学式28]
表面活性剂F-1
[化学式29]
〔阻氧层B1的形成〕
用绕线棒在光吸收各向异性膜P1上连续地涂布了下述组成的涂布液B1。然后,通过用80℃的暖风干燥5分钟,得到了形成有由厚度1.0μm的聚乙烯醇(PVA)构成的阻氧层B1的层叠体A,即,依次相邻地具备纤维素酰化物薄膜1(透明支撑体)、光取向膜PA1、光吸收各向异性膜P1及阻氧层B1的层叠体A。
改性聚乙烯醇
[化学式30]
〔具有正A板A1的TAC薄膜A1的制作〕
用绕线棒将下述组成的光取向膜形成用涂布液PA2连续地涂布在了上述的纤维素酰化物薄膜1上。用140℃的暖风将形成有涂膜的支撑体干燥120秒钟,接着,对涂膜进行偏振光紫外线照射(10mJ/cm2,使用超高压汞灯),由此形成0.2μm的厚度的光取向膜PA2,从而得到了带有光取向膜的TAC薄膜。
聚合体PA-2
[化学式31]
使用棒涂机将下述组成的组合物A-1涂布于上述光取向膜PA2上。利用暖风将形成于光取向膜PA2上的涂膜加热至120℃,然后冷却至60℃之后,在氮环境下使用高压汞灯在波长365nm下将100mJ/cm2的紫外线照射到涂膜,接着,一边加热至120℃一边将500mJ/cm2的紫外线照射到涂膜,由此使液晶性化合物的取向固定化,从而制作出具有正A板A1的TAC薄膜A1。
正A板A1的厚度为2.5μm,Re(550)为144nm。并且,正A板A1满足Re(450)≤Re(550)≤Re(650)的关系。Re(450)/Re(550)为0.82。
聚合性液晶性化合物LA-1(tBu表示叔丁基)
[化学式32]
聚合性液晶性化合物LA-2
[化学式33]
聚合性液晶性化合物LA-3
[化学式34]
聚合性液晶性化合物LA-4(Me表示甲基)
[化学式35]
聚合引发剂PI-1
[化学式36]
流平剂T-1
[化学式37]
〔具有正C板C1的TAC薄膜C1的制作〕
作为伪支撑体,使用了上述纤维素酰化物薄膜1。
使纤维素酰化物薄膜1通过温度60℃的介电式加热辊而将薄膜表面温度升温至40℃之后,使用棒涂机在薄膜的一面以涂布量14ml/m2涂布下述所示的组成的碱溶液,并加热至110℃,并且在Noritake Co.,Ltd.制的蒸汽式远红外加热器的下方输送了10秒钟。
接着,同样使用棒涂机在薄膜上涂布了纯水3ml/m2。
接着,反复进行3次基于喷注式涂布机的水洗和基于气刀的脱水之后,将薄膜在70℃的干燥区域输送10秒钟而进行干燥,从而制作出经碱皂化处理的纤维素酰化物薄膜1。
使用#8的绕线棒将下述组成的取向膜形成用涂布液PA3连续涂布于上述经碱皂化处理的纤维素酰化物薄膜1上。将所得到的薄膜用60℃的暖风干燥60秒钟,进一步用100℃的暖风干燥120秒钟而形成了取向膜PA3。
将下述组成的正C板形成用涂布液C1涂布于取向膜PA3上,将所得到的涂膜在60℃下熟化60秒钟之后,在空气下使用70mW/cm2的气冷金属卤化物灯(EYE GRAPHICS Co.,Ltd.制造)照射1000mJ/cm2的紫外线而使其取向状态固定化,由此使液晶性化合物垂直取向,从而制作出具有厚度0.5μm的正C板C1的TAC薄膜C1。
所得到的正C板的Rth(550)为-60nm。
液晶性化合物LC-1
[化学式38]
液晶性化合物LC-2
[化学式39]
垂直取向性液晶性化合物S01
[化学式40]
化合物B03
[化学式41]
〔粘合剂N1及N2的制作〕
接着,按照以下步骤制备了丙烯酸酯系聚合物。
在具备冷却管、氮导入管、温度计及搅拌装置的反应容器中,使丙烯酸丁酯95质量份、丙烯酸5质量份通过溶液聚合法聚合而得到了平均分子量200万、分子量分布(Mw/Mn)3.0的丙烯酸酯系聚合物(A1)。
接着,使用所得到的丙烯酸酯系聚合物(A1)以以下的组成制作出丙烯酸酯系粘合剂。使用模涂机将这些组合物涂布于用硅酮系剥离剂进行了表面处理的分离膜,在90℃的环境下干燥1分钟,并在下述条件下照射紫外线(UV)而得到了下述丙烯酸酯系粘合剂N1及N2(粘合剂层)。以下示出丙烯酸酯系粘合剂的组成和膜厚。
<UV照射条件>
·Fusion公司的无极灯H灯泡
·照度600mW/cm2、光量150mJ/cm2
·UV照度·光量使用EYE GRAPHICS Co.,Ltd.制造的“UVPF-36”进行了测定。
(A)多官能丙烯酸酯系单体:三(丙烯酰氧基乙基)异氰脲酸酯,分子量=423,3官能型(TOAGOSEI CO.,LTD.制造,商品名“ARONIX M-315”)
(B)光聚合引发剂:二苯甲酮与1-羟基环己基苯基酮的质量比1:1的混合物,CibaSpecialty Chemicals Co.,Ltd.制的“IRGACURE500”
(C)异氰酸酯系交联剂:三羟甲基丙烷改性甲苯二异氰酸酯(NipponPolyurethane Industry Co.,Ltd.制造的“CORONATE L”)
(D)硅烷偶联剂:3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷(Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制“KBM-403”)
〔UV粘接剂的制作〕
制备出下述组成的UV粘接剂组合物。
CPI-100P
[化学式42]
〔层叠体A-1的制作〕
使用上述UV粘接剂组合物,通过600mJ/cm2的UV照射贴合了具有上述正A板A1的TAC薄膜A1的相位差侧和具有上述正C板C1的TAC薄膜C1的相位差侧。UV粘接剂层的厚度为3μm。另外,对用UV粘接剂贴合的表面分别进行了电晕处理。接着,去除正A板A1侧的光取向膜PA2和纤维素酰化物薄膜1,将其作为相位差板1。另外,相位差板1的层结构为正A板A1、UV粘接剂层、正C板C1、光取向膜PA3及纤维素酰化物薄膜1。
使用上述粘合剂N1,在低反射表面薄膜CV-LC5(Fujifilm Corporation制造)的支撑体侧贴合了上述层叠体A的阻氧层侧B1。接着,仅去除上述层叠体A中所包含的纤维素酰化物薄膜1,并利用上述粘合剂N1贴合了该去除的面和上述位相差板1的正A板A1侧。接着,去除上述相位差板1中所包含的正C板C1侧的光取向膜PA3与纤维素酰化物薄膜1,从而制作了层叠体A-1。此时,贴合成上述层叠体A中所包含的光吸收各向异性膜P1的吸收轴与正A板A1的慢轴所成的角度成为45°。另外,层叠体A-1的层结构为低反射表面薄膜CV-LC5、粘合剂层N1、阻氧层B1、光吸收各向异性膜P1、光取向膜PA1、粘合剂层N1、正A板A1、UV粘接剂层及正C板C1。
将搭载有有机EL面板(有机EL显示元件)的SAMSUNG Co.,Ltd.制的GALAXY S5进行分解,从有机EL显示装置上剥离带有圆偏振片的触摸面板,进而从触摸面板上剥离圆偏振片,使有机EL显示元件、触摸面板及圆偏振片分别单独分离。接着,将分离的触摸面板与有机EL显示元件再次贴合,进而将在上述中制作的层叠体A-1用上述粘合剂N2以空气不进入的方式贴合在触摸面饭上,从而制作了有机EL显示装置。
[实施例2~4及比较例2~3]
将光吸收各向异性膜形成用组合物P1替换为下述组成的光吸收各向异性膜形成用组合物P2,并将加热温度变更为下述表1及表2所示的温度,除此以外,以与实施例1相同的方法,制作了层叠体及有机EL显示装置。
液晶性化合物L-2
[化学式43]
[实施例5]
对于光吸收各向异性膜形成用组合物P2的组成,使用了将组成变更为代替表面活性剂F-1而使用下述表面活性剂F-2的组合物,除此以外,以与实施例4相同的方法,制作了层叠体及有机EL显示装置。
(表面活性剂F-2)
[化学式44]
[实施例6]
对于光吸收各向异性膜形成用组合物P2的组成,使用了将组成变更为代替表面活性剂F-1而使用下述表面活性剂F-3的组合物,除此以外,以与实施例4相同的方法,制作了层叠体及有机EL显示装置。
(表面活性剂F-3)
[化学式45]
[实施例7]
将光吸收各向异性膜形成用组合物P1替换为下述组成的光吸收各向异性膜形成用组合物P3,并将光吸收各向异性膜P1的膜厚变更为2.0μm,除此以外,以与实施例1相同的方法,制作了层叠体及有机EL显示装置。
液晶性化合物L-4(下述式中,数值表示质量比)
[化学式46]
[实施例8]
将光吸收各向异性膜P1的膜厚变更为1.2μm(实施例8),除此以外,以与实施例7相同的方法,制作了层叠体及有机EL显示装置。
[实施例9]
将光吸收各向异性膜P1的膜厚变更为0.8μm(实施例9),除此以外,以与实施例7相同的方法,制作了层叠体及有机EL显示装置。
[实施例10]
将光吸收各向异性膜形成用组合物P1替换为下述组成的光吸收各向异性膜形成用组合物P4,并将光吸收各向异性膜P1的膜厚变更为2.0μm,除此以外,以与实施例1相同的方法,制作了层叠体及有机EL显示装置。
[实施例11]
将光吸收各向异性膜形成用组合物P1替换为下述组成的光吸收各向异性膜形成用组合物P5,并将光吸收各向异性膜P1的膜厚变更为2.0μm,除此以外,以与实施例1相同的方法,制作了层叠体及有机EL显示装置。
[实施例12]
将光吸收各向异性膜形成用组合物P1替换为下述组成的光吸收各向异性膜形成用组合物P6,并将光吸收各向异性膜P1的膜厚变更为2.0μm,除此以外,以与实施例1相同的方法,制作了层叠体及有机EL显示装置。
[实施例13]
将阻氧层B1的组成替换为下述阻氧层B2的组成,并将工序变更为,干燥阻氧层之后,用LED灯(中心波长365nm)在照度200mW/cm2的照射条件下照射2秒钟,除此以外,以与实施例12相同的方法,制作了层叠体及有机EL显示装置。
表面活性剂F-5
[化学式47]
[实施例14]
阻氧层B2的组成中,将ACRIT 8KX-078变更为ACRIT 8KX-212,除此以外,以与实施例13相同的方法,制作了层叠体及有机EL显示装置。
[实施例15]
将丙烯酸酯系粘合剂N1变更为下述丙烯酸酯系粘合剂N3,并且在层叠体A-1的制作中,将低反射表面薄膜CV-LC5(FUJIFILM Corporation制)变更为无碱玻璃EAGLEXG1.1mm厚(Coming Incorporated制)的基础上,使用上述粘合剂N3,以气泡不进入的方式贴合了上述层叠体A的阻氧层B1侧。此时,预先将上述粘合剂N3在低湿环境下(25℃10%RH)放置24小时,脱水的基础上进行了贴合。脱水后的粘合剂N3的含水率为0.2%(卡尔·费休法)。
除了上述以外,以与实施例7相同的方法,制作了层叠体及有机EL显示装置。
[实施例16]
层叠体A-1的制作中,使用上述粘合剂N1,将上述层叠体A的阻氧层B1侧贴合在了市售的环烯烃薄膜(ZEONOR ZB12、膜厚50μm、Zeon Corporation制)上。进而使用上述粘合剂N3,以气泡不进入的方式将上述层叠体的环烯烃薄膜侧贴合在了无碱玻璃EAGLEXG1.1mm厚(Corning Incorporated制)上。此时,不进行上述粘合剂N3的低湿环境下的放置。粘合剂N3的含水率为1.1%(卡尔·费休法)。
除了上述以外,以与实施例15相同的方法,制作了层叠体及有机EL显示装置。
[实施例17]
层叠体A-1的制作中,将环烯烃薄膜变更为市售的聚对苯二甲酸乙二酯薄膜(Cosmo Shine SRF、膜厚80μm),除此以外,以与实施例16相同的方法,制作了层叠体及有机EL显示装置。
[实施例18]
将光吸收各向异性膜形成用组合物P1替换为下述组成的光吸收各向异性膜形成用组合物P7,除此以外,以与实施例7相同的方法,制作了层叠体及有机EL显示装置。
密合改良剂A-1
[化学式48]
[实施例19]
将光吸收各向异性膜形成用组合物P1替换为下述组成的光吸收各向异性膜形成用组合物P8,除此以外,以与实施例7相同的方法,制作了层叠体及有机EL显示装置。
表面活性剂F-6
[化学式49]
[实施例20]
将光吸收各向异性膜形成用组合物P1替换为下述组成的光吸收各向异性膜形成用组合物P9,除此以外,以与实施例7相同的方法,制作了层叠体及有机EL显示装置。
表面活性剂F-7
[化学式50]
[实施例21]
将光吸收各向异性膜形成用组合物P1替换为下述组成的光吸收各向异性膜形成用组合物P10,除此以外,以与实施例7相同的方法,制作了层叠体及有机EL显示装置。
表面活性剂F-8
[化学式51]
[实施例22]
<纤维素酰化物薄膜2的制作>
将下述组合物投入混合罐,进行搅拌,进而在90℃下加热了10分钟。然后,将所得到的组合物用平均孔径34μm的滤纸及平均孔径10μm的烧结金属过滤器进行过滤,从而制备了浓液。浓液的固体成分浓度为23.5质量%,增塑剂的添加量为相对于纤维素酰化物的比例,浓液的溶剂为二氯甲烷/甲醇/丁醇=81/18/1(质量比)。
糖脂化合物1
[化学式52]
糖脂化合物2
[化学式53]
将在上述中制作的浓液利用滚筒制膜机进行了流延。以与冷却至0℃的金属支撑体上接触的方式从模具中流延浓液,然后,剥离了所得到的料片(薄膜)。另外,滚筒为SUS制。
从滚筒剥离流延所得到的料片(薄膜)后,在输送薄膜时,在30~40℃下,利用通过夹具夹住料片的两端而进行输送的拉幅机装置,在拉幅机装置内干燥了20分钟。随后,一边辊输送料片一边通过区域加热进行了后干燥。对所得到的料片实施滚花处理之后并卷起来。
所得到的纤维素酰化物薄膜2的膜厚为40μm,波长550nm处的面内延迟Re(550)为1nm、波长550nm处的厚度方向的延迟Rth(550)为26nm。
对所制作的纤维素酰化物薄膜2连续地实施了摩擦处理。此时,长条状的薄膜的长度方向与输送方向为平行,将薄膜长度方向(输送方向)与摩擦辊的旋转轴所成的角度设为了80°。若将薄膜长度方向(输送方向)设为90°,并且从薄膜侧观察时以薄膜宽度方向为基准(0°)用正直表示顺时针方向,则摩擦辊的旋转轴在10°。换言之,摩擦辊的旋转轴的位置是以薄膜长度方向为基准,沿逆时针旋转80°的位置。
将经过上述摩擦处理的纤维素酰化物薄膜2作为基板,使用模头涂布机,涂布包含下述组成的液晶性化合物的光学各向异性层形成用组合物Q1,从而形成了组合物层。
接着,将所得到的组合物层在80℃下加热了60秒钟。通过该加热,组合物层的液晶性化合物向规定的方向取向。
然后,在含氧的空气(氧浓度:约20体积%)下,在30℃下,使用365nm的LED灯(AcroEdge Corporation制)对组合物层照射了紫外线(照射量:35mJ/cm2)。
接着,将所得到的组合物层在80℃下加热了10秒钟。
然后,进行氮吹扫,将氧浓度设为100体积ppm,在80℃下,使用金属卤化物灯(EYEGRAPHICS Co.,Ltd.制制)对组合物层照射紫外线(照射量:500mJ/cm2),从而形成了固定了液晶性化合物的取向状态的光学各向异性层。由此,制作了在纤维素酰化物薄膜2上形成有光学各向异性层的光学膜A。
另外,光学各向异性层形成用组合物Q1中的左扭曲手性试剂(CL1)的365nm处的摩尔吸光系数为40L/(mol·cm),即使照射365nm的光(35mJ/cm2),与照射前相比,该手性试剂的螺旋扭转力(HTP)也没有变化。另外,HTP的测定通过日本特开2013-129819号公报的[0064]段中所记载的方法进行。
右扭曲手性试剂(CR1)的365nm处的摩尔吸光系数为38,450L/(mol·cm),若照射365nm的光(35mJ/cm2),则与照射前相比,该手性试剂的HTP减少了35μm-1。
光聚合引发剂(Irgacure819)中,365nm的吸收较小(摩尔吸光系数860L/(mol·cm)),吸收峰值波长290nm处的摩尔吸光系数为7,700L/(mol·cm)。
液晶性化合物LQ-1(下述式中,数值表示质量比)
[化学式54]
液晶性化合物LQ-2
[化学式55]
聚合性化合物(A)
[化学式56]
左扭曲手性试剂(CL1)
[化学式57]
右扭曲手性试剂(CR1)
[化学式58]
聚合物(A)(式中,按各重复单元所记载的数值表示相对于所有重复单元的各重复单元的含量(质量%)。)
[化学式59]
聚合物(B)(式中,按各重复单元所记载的数值表示相对于所有重复单元的各重复单元的含量(质量%)。)
[化学式60]
与摩擦方向平行地对上述中制作的光学膜A进行切削,并在偏振光显微镜下从截面方向观察了光学各向异性层。光学各向异性层的厚度为2.7μm,光学各向异性层的基板侧的厚度(d2)1.3μm的区域(第二区域)为无扭曲角的均匀取向,光学各向异性层的空气侧(与基板相反的一侧)的厚度(d1)1.4μm的区域(第一区域)中的液晶性化合物扭曲取向。
另外,使用Axometrics社的Axoscan及Axometrics社的分析软件(Multi-LayerAnalysis),求出了光学膜A的光学特性。第二区域的波长550nm处的Δn2与厚度d2的乘积(Δn2d2)为173nm,液晶性化合物的扭曲角为0°,液晶性化合物相对于长条长度方向的取向轴角度中,与基板接触的一侧为-10°,与第一区域接触的一侧为-10°。
并且,第一区域的波长550nm处的Δn1与厚度d1的乘积(Δn1d1)为184nm、液晶性化合物的扭曲角度为75°,液晶性化合物相对于长条长度方向的取向轴角度中,与第二区域接触的一侧为-10°,空气侧为-85°。
另外,关于光学各向异性层中所包含的液晶性化合物的取向轴角度,以基板的宽度方向为基准、即0°,从光学各向异性层的表面侧观察基板,将顺时针(右转)时表示为负、逆时针(左转)时表示为正。
并且,关于液晶性化合物的扭曲角度,从光学各向异性层的表面侧观察基板,以表面侧(近前侧)的液晶性化合物的取向轴方向为基准,将基板侧(里侧)的液晶性化合物的取向轴方向顺时针(右转)时表示为负、逆时针(左转)时表示为正。
(圆偏振片的制作)
使用粘合剂N1贴合在上述中制作的光学膜A中所包含的基板面、和以与实施例20相同的方式制作的前述的层叠体A的去除了纤维素酰化物薄膜1的面,从而制作了层叠体A-2。即,层叠体A-2依次具有低反射表面薄膜、粘合剂层、阻氧层、光吸收各向异性膜、光取向膜、粘合剂层、纤维素酰化物薄膜、光学各向异性层。
另外,光吸收各向异性膜的吸收轴与层叠体A-2的长度方向一致,光学各向异性层的第二区域的面内慢轴相对于光吸收各向异性膜的吸收轴的旋转角度为10°,与光学各向异性层的第一区域的第二区域侧相反的一侧的表面的面内慢轴相对于光吸收各向异性膜的吸收轴的旋转角度为85°。
将在上述中制作的层叠体A-2替换为层叠体A-1,除此以外,以与实施例1相同的方法,制作了有机EL显示装置。
[实施例23]
使以与实施例22相同的方式制作的纤维素酰化物薄膜2通过温度60℃的介电加热辊,并以与实施例1相同的方法进行了碱皂化处理。
(取向膜的形成)
在进行了纤维素酰化物薄膜2的碱皂化处理的面上,用#14的绕线棒连续地涂布了下述组成的取向膜形成用涂布液。在60℃的暖风下干燥60秒钟,进而在100℃的暖风下干燥了120秒钟。
聚乙烯醇
[化学式61]
(光学各向异性层的形成)
对上述所制作的取向膜连续地实施了摩擦处理。此时,长条状的薄膜的长度方向与输送方向为平行,将薄膜的长度方向(输送方向)与摩擦辊的旋转轴所成的角度设为了76°。若将薄膜的长度方向(输送方向)设为90°,并且从薄膜侧观察时以薄膜宽度方向为基准(0°)用正直表示顺时针方向,则摩擦辊的旋转轴在14°。换言之,摩擦辊的旋转轴的位置为以薄膜的长度方向为基准,沿逆时针旋转76°的位置。
在进行了上述摩擦处理的取向膜上,使用模头涂布机,涂布包含下述组成的圆盘状液晶性化合物的光学各向异性层涂布液(1a),从而形成了组合物层。然后,对所得到的组合物层,在110℃的暖风下加热了2分钟,以使溶剂干燥及圆盘状液晶性化合物的取向熟化。接着,对所得到的组合物层在80℃下进行UV照射(500mJ/cm2),以使液晶性化合物的取向固定化,从而形成了光学各向异性层(1a)。
光学各向异性层(1a)的厚度为1.1μm。并且,550nm处的延迟为168nm。圆盘状液晶性化合物的圆盘面相对于薄膜面的平均倾斜角为90°,确认到相对于薄膜面垂直取向。并且,若光学各向异性层(1a)的慢轴的角度与摩擦辊的旋转轴平行,且将薄膜的宽度方向设为0°(长度方向逆时针设为90°、顺时针设为-90°),则从光学各向异性层(1a)侧观察时,慢轴为14°。
圆盘状液晶性化合物LQ-3
[化学式62]
圆盘状液晶性化合物LQ-4
[化学式63]
取向膜表面取向剂1
[化学式64]
含氟化合物A(各重复单元中的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%。)
[化学式65]
含氟化合物B(各重复单元中的数值表示相对于所有重复单元的含量(质量%),左侧的重复单元的含量为32.5质量%、右侧的重复单元的含量为67.5质量%。)
[化学式66]
含氟化合物C(各重复单元中的数值表示相对于所有重复单元的含量(质量%),左侧的重复单元的含量为25质量%、正中间的重复单元的含量为25质量%、右侧的重复单元的含量为50质量%。)
[化学式67]
在上述所制作的纤维素酰化物薄膜2上,使用模头涂布机,涂布包含下述组成的棒状液晶性化合物的光学各向异性层涂布液(1c),从而形成了组合物层。然后,保持薄膜的两端,在薄膜的形成有涂膜的面侧,以与薄膜的距离成为5mm的方式设置冷却板(9℃),并在薄膜的与形成有涂膜的面相反的一侧,以与薄膜的距离成为5mm的方式设置加热器(75℃),干燥了2分钟。
接着,用暖风在60℃下加热1分钟,,一边进行氮吹扫一边使用365nm的UV-LED,照射了照射量100mJ/cm2的紫外线,以成为氧浓度100ppm以下的环境。然后,用暖风在120℃下退火1分钟,从而形成了前体层。
对所得到的前体层,在室温下,照射7.9mJ/cm2(波长:313nm)的通过金属线栅偏振器的UV光(超高压汞灯;UL750;HOYA制),从而形成了在表面具有取向控制能力的组合物层。
另外,所形成的组合物层的膜厚为0.5μm。波长550nm处的面内延迟Re为0nm,波长550nm处的厚度方向的延迟Rth为-68nm。棒状液晶性化合物的长轴方向相对于薄膜面的平均倾斜角为90°,确认到相对于薄膜面垂直取向。
由此,在纤维素酰化物薄膜2上形成了光学各向异性层(1c)。
聚合引发剂S-1
[化学式68]
光产酸剂D-1
[化学式69]
聚合物M-1
[化学式70]
垂直取向剂S01
[化学式71]
光取向性聚合物A-1(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%),从左侧的重复单元依次为43质量%、27质量%、30质量%。并且,重均分子量为69800。)
[化学式72]
含氟化合物D(重均分子量:2200)
[化学式73]
接着,在上述所制作的光学各向异性层(1c)上,使用模头涂布机,涂布包含下述组成的棒状液晶性化合物的光学各向异性层涂布液(1b),并用80℃的暖风加热了60秒钟。接着,对所得到的组合物层在80℃下进行UV照射(500mJ/cm2),使液晶性化合物的取向固定化,从而形成了光学各向异性层(1b)。
光学各向异性层(1b)的厚度为1.2μm,波长550nm处的Δnd为164nm、液晶性化合物的扭曲角度为81°。若将薄膜的宽度方向设为0°(将长度方向设为90°),则从光学各向异性层(1b)侧观察时,液晶性化合物的取向轴角度中,空气侧为-14°、与光学各向异性层(1c)接触的一侧为-95°。
左扭曲手性试剂(CL2)
[化学式74]
根据上述步骤,制作了在纤维素酰化物薄膜2上直接层叠光学各向异性层(1c)与光学各向异性层(1b)的层叠体(1c-1b)。另外,当通过上述的方法确认光学各向异性层(1c)的与光学各向异性层(1b)接触的一侧的表面时,能够确认到存在光取向性聚合物。
用紫外线固化型粘接剂贴合了形成于上述所制作的纤维素酰化物薄膜2上的光学各向异性层(1a)的表面侧、和形成于上述所制作的纤维素酰化物薄膜2上的层叠体(1c-1b)的光学各向异性层(1b)的表面侧。
接着,剥离光学各向异性层(1a)侧的纤维素酰化物薄膜,使光学各向异性层(1a)的与纤维素酰化物薄膜接触的面露出。由此,得到了在长条状的纤维素酰化物薄膜上依次层叠有光学各向异性层(1c)、光学各向异性层(1b)及光学各向异性层(1a)的光学膜(1c-1b-1a)。
(圆偏振片的制作)
用粘合剂N1贴合了上述所制作的光学膜(1c-1b-1a)的光学各向异性层(1a)的表面、和以与实施例20相同的方式制作的前述的层叠体A的去除了纤维素酰化物薄膜1的面。接着,剥离光学各向异性层(1c)侧的纤维素酰化物薄膜,使光学各向异性层(1c)的与纤维素酰化物薄膜接触的面露出。
由此,制作了由光学膜(1c-1b-1a)与层叠体A构成的层叠体A-3。即,层叠体A-3中,依次层叠有低反射表面薄膜、粘合剂层、阻氧层、光吸收各向异性膜、光取向膜、粘合剂层、光学各向异性层(1a)、光学各向异性层(1b)及光学各向异性层(1c),光吸收各向异性膜的吸收轴与光学各向异性层(1a)的慢轴所成的角度为76°。并且,以宽度方向为基准、即0°,光学各向异性层(1b)的光学各向异性层(1a)侧的液晶性化合物的取向轴角度为14°,与光学各向异性层(1a)的慢轴方向一致。
将在上述中制作的层叠体A-3替换为层叠体A-1,除此以外,以与实施例1相同的方法,制作了有机EL显示装置。
[实施例24]
在实施例16中,将光吸收各向异性膜形成用组合物变更为P9,将无碱玻璃EAGLEXG1.1mm厚(Coming Incorporated制)变更为50μm厚的玻璃基材(SHOTT Corporation、D263),除此以外,以与实施例16相同的方法,制作了有机EL显示装置。
[实施例25]
在实施例17中,将光吸收各向异性膜形成用组合物变更为P9,将无碱玻璃EAGLEXG1.1mm厚(Coming Incorporated制)变更为50μm厚的玻璃基材(SCHOTT AG、D263),除此以外,以与实施例17相同的方法,制作了有机EL显示装置。
[实施例26]
在实施例25中,预先将具有多层溅射金属氧化膜的AR薄膜(DexerialsCorporation、AR100;91μm)与50μm厚的玻璃基材(SCHOTT AG、D263)变更为将其用所述UV粘接剂贴合的带AR薄膜的玻璃,除此以外,以与实施例25相同的方法,制作了有机EL显示装置。另外,用UV粘接剂贴合时,在600mJ/cm2的UV照射下进行了贴合。UV粘接剂层的厚度为3μm。另外,对用UV粘接剂贴合的表面分别进行了电晕处理。
[实施例27]
在实施例26中,将AR薄膜(Dexerials Corporation、AR100;91μm)与50μm厚的玻璃基材(SHOTT Corporation、D263)变更为将其用所述粘合材N1贴合的带AR薄膜的玻璃,除此以外,以与实施例26相同的方法,制作了有机EL显示装置。
[实施例28]
作为视场角控制用薄膜,如下制作了二色性物质相对于膜厚方向垂直取向的光吸收各向异性层P11。
<透明支撑体1的制作>
将纤维素酰化物薄膜3(厚度40μm的TAC基材;TG40 FUJIFILM Corporation)的表面用碱性溶液进行皂化,并使用绕线棒在其上涂布了下述取向膜形成用涂布液PA5。将形成有涂膜的支撑体用60℃的暖风干燥60秒钟,进而用100℃的暖风干燥120秒钟而形成取向层,由此得到了带取向层的TAC薄膜。
取向层的膜厚为1μm。
改性聚乙烯醇
[化学式75]
<光吸收各向异性层P11的形成>
用绕线棒在所得到的取向层上连续涂布下述光吸收各向异性层形成用组合物P11而形成了涂布层P11。
接着,在140℃下将涂布层P11加热30秒钟,并将涂布层P11冷却至室温(23℃)。
接着,在80℃下加热60秒钟,并再次冷却至室温。
然后,通过用LED灯(中心波长365nm)在照度200mW/cm2的照射条件下照射2秒钟,制作了在取向层上二色性物质相对于膜面垂直取向的光吸收各向异性层P11。涂布层P11的膜厚为3μm,取向度为0.96。将其设为视场角控制用薄膜1。
化合物E-1
[化学式76]
化合物E-2
[化学式77]
含氟化合物E
[化学式78]
含氟化合物F
[化学式79]
在实施例16中,将环烯烃薄膜变更为上述视场角控制薄膜1,并用粘合剂N1贴合了视场角控制薄膜的纤维素酰化物薄膜侧的表面与前述的层叠体A的阻氧层B1侧。除此以外,以与实施例16相同的方法,制作了有机EL显示装置。所得到的有机EL显示装置的从正面的透射率高,且从倾斜方向的透射率低。
[比较例1]
将光吸收各向异性膜形成用组合物P1替换为下述组成的光吸收各向异性膜形成用组合物P12,并将加热温度变更为下述表2所示的温度,除此以外,以与实施例1相同的方法,制作了层叠体及有机EL显示装置。
二色性物质M-2(极大吸收波长:475nm)
[化学式80]
二色性物质Y-2(极大吸收波长:416nm)
[化学式81]
液晶性化合物L-3
[化学式82]
表面活性剂F-4
[化学式83]
[实施例29]
将光吸收各向异性膜形成用组合物P1替换为下述组成的光吸收各向异性膜形成用组合物P13,将光吸收各向异性膜P1的膜厚变更为2.0μm,并设为下述表1中所记载的加热温度,除此以外,以与实施例1相同的方法,制作了层叠体及有机EL显示装置。
表面活性剂F-9
[化学式84]
[实施例30]
将光吸收各向异性膜形成用组合物P1替换为下述组成的光吸收各向异性膜形成用组合物P14,将光吸收各向异性膜P1的膜厚变更为2.0μm,并设为下述表1中所记载的加热温度,除此以外,以与实施例1相同的方法,制作了层叠体及有机EL显示装置。
[显示性能]
对所制作出的有机EL显示装置,在亮光下评价了视觉辨认性及显示质量。使显示装置的显示画面成为黑显示,并观察了从正面及极角45度投射荧光灯时的反射光。根据下述基准评价了显示性能。将评价结果示于下述表1及表2。
<评价标准>
A:呈黑色,完全无法视觉辨认带有颜色
B:可稍微视觉辨认着色,但反射率非常低
C:可稍微视觉辨认着色,但反射率低
D:可稍微视觉辨认着色,且反射率高
E:可明确视觉辨认着色,且反射率高
[耐久性]
对于所制作的有机EL显示装置,使其在80℃、相对湿度小于10%的环境下,经过了500小时。对之后所得到的显示装置,在亮光下评价了视觉辨认性及显示质量。使显示装置的显示画面成为黑显示,并观察了从正面及极角45度投射荧光灯时的反射光。根据下述基准评价了显示性能。将评价结果示于下述表1及表2。
<评价标准>
A:呈黑色,完全无法视觉辨认带有颜色
B:可稍微视觉辨认着色,但反射率非常低
C:可稍微视觉辨认着色,但反射率低
D:可稍微视觉辨认着色,且反射率高
E:可明确视觉辨认着色,且反射率高
[95℃耐久性]
对于所制作的有机EL显示装置,使其在95℃、相对湿度小于5%的环境下,经过了600小时。对之后所得到的显示装置,在亮光下评价了视觉辨认性及显示质量。使显示装置的显示画面成为黑显示,并观察了从正面及极角45度投射荧光灯时的反射光。根据下述基准评价了显示性能。将评价结果示于下述表1及表2。
<评价标准>
A:呈黑色,完全无法视觉辨认带有颜色
B:可稍微视觉辨认着色,但反射率非常低
C:可稍微视觉辨认着色,但反射率低
D:可稍微视觉辨认着色,且反射率高
E:可明确视觉辨认着色,且反射率高
根据上述表1及表2所示的结果,可知对于通过TOF-SIMS检测到的源自二色性物质的信号,在光吸收各向异性膜的厚度方向上的最大强度Imax、和光吸收各向异性膜的与图像显示装置的视觉辨认侧对应的表面上的强度Isur1的关系不满足上述式(I-1)的情况下,显示性能及耐久性均较差(比较例1~3)。
相对于此,可知在最大强度Imax和强度Isur1的关系满足上述式(I-1)的情况下,显示性能及耐久性均良好(实施例1~30)。
特别是,通过实施例彼此的对比可知,若梯度厚度超过50nm,则显示性能及耐久性变得良好,若超过60nm,则显示性能及耐久性进一步变得良好。同样地,若表面活性剂的logP值与液晶性化合物的logP值之差小于3.1,则显示性能及耐久性变得良好,若小于1.4,则显示性能及耐久性进一步变得良好。
并且,通过实施例与比较例的对比可知,能够通过二色性物质的种类或形成光吸收各向异性膜时的加热温度的条件,调整最大强度Imax与强度Isur1的关系。
此外,在含有与液晶性化合物的logP值之差小于1.4的表面活性剂、和与液晶性化合物的logP值之差为1.4以上的表面活性剂的情况下,除了显示性能及耐久性良好之外,表面平滑性高且凹陷及不均匀得到抑制,从而面内的均匀性非常优异。
Claims (11)
1.一种光吸收各向异性膜,其是使用含有液晶性化合物及二色性物质的液晶组合物而形成的、图像显示装置中所使用的光吸收各向异性膜,其中,
对于通过飞行时间二次离子质谱分析法检测到的源自所述二色性物质的信号,所述光吸收各向异性膜的厚度方向上的最大强度Imax和所述光吸收各向异性膜的与所述图像显示装置的视觉辨认侧对应的表面上的强度Isur1的关系满足下述式(I-1),
2.0≤Imax/Isur1(I-1)。
2.根据权利要求1所述的光吸收各向异性膜,其中,
从所述光吸收各向异性膜的与所述图像显示装置的视觉辨认侧对应的表面至显现所述最大强度Imax的位置为止的厚度超过50nm。
3.根据权利要求1所述的光吸收各向异性膜,其中,
从所述光吸收各向异性膜的与所述图像显示装置的视觉辨认侧对应的表面至显现所述最大强度Imax的位置为止的厚度超过60nm。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的光吸收各向异性膜,其中,
所述液晶组合物还含有表面活性剂,
所述表面活性剂的logP值与所述液晶性化合物的logP值之差小于3.1。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的光吸收各向异性膜,其中,
所述液晶组合物还含有表面活性剂,
所述表面活性剂的logP值与所述液晶性化合物的logP值之差小于1.4。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的光吸收各向异性膜,其中,
所述液晶组合物还含有与所述液晶性化合物的logP值之差小于1.4的表面活性剂、及与所述液晶性化合物的logP值之差为1.4以上的表面活性剂。
7.一种层叠体,其是依次具有基材、取向膜及光吸收各向异性膜的、图像显示装置中所使用的层叠体,其中,
所述光吸收各向异性膜为权利要求1至6中任一项所述的光吸收各向异性膜,
对于通过飞行时间二次离子质谱分析法检测到的源自二色性物质的信号,所述光吸收各向异性膜的厚度方向上的最大强度Imax和所述光吸收各向异性膜的与所述图像显示装置的视觉辨认侧对应的表面上的强度Isur1的关系满足下述式(I-1),
2.0≤Imax/Isur1(I-1)。
8.根据权利要求7所述的层叠体,其中,所述层叠体还具有设置在所述光吸收各向异性膜上的相位差板,
所述相位差板具有含有液晶性化合物的多个光学各向异性层,
所述多个光学各向异性层中的至少1层的光学各向异性层为含有以厚度方向为螺旋轴的扭曲取向的液晶性化合物的光学各向异性层。
9.根据权利要求7所述的层叠体,其中,所述层叠体还具有设置在所述光吸收各向异性膜上的表面保护材料,
所述基材是厚度为100μm以下的玻璃基材。
10.根据权利要求7所述的层叠体,其中,所述层叠体还具有设置在所述光吸收各向异性膜上的λ/4板。
11.一种图像显示装置,其具有权利要求1至6中任一项所述的光吸收各向异性膜或权利要求7至10中任一项所述的层叠体。
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