CN116148964A - 带相位差层的偏振片及使用了其的图像显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供具有高的耐光性及耐久性的带相位差层的偏振片。本发明的实施方式的带相位差层的偏振片具有包含起偏器的偏振片和相位差层,且为矩形。该带相位差层的偏振片的长边方向与该相位差层的慢轴方向平行。
Description
技术领域
本发明涉及带相位差层的偏振片及使用了其的图像显示装置。
背景技术
近年来,以液晶显示装置及电致发光(EL)显示装置(例如,有机EL显示装置、无机EL显示装置)为代表的图像显示装置正在急速普及。在图像显示装置中,代表性而言使用了偏振片及相位差板。在实用上,广泛使用了将偏振片与相位差板一体化而得到的带相位差层的偏振片(例如,专利文献1)。伴随着对图像显示装置的薄型化的期望增强,对于带相位差层的偏振片,薄型化的期望也在增强。以带相位差层的偏振片的薄型化为目的,相位差膜的薄型化正在发展。此外,为了评价相位差膜的耐久性,所制作的相位差膜被供于各种评价试验。就薄型的相位差膜而言,有时耐久性(例如,耐光性)的降低成为问题。因此,要求具备高的耐光性及耐久性的带相位差层的偏振片。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第3325560号公报
发明内容
发明所要解决的课题
本发明是为了解决上述以往的课题而进行的,其主要目的在于提供具有高的耐光性及耐久性的薄型带相位差层的偏振片。
用于解决课题的手段
本发明的带相位差层的偏振片是具有包含起偏器的偏振片和相位差层的矩形的带相位差层的偏振片,该带相位差层的偏振片的长边方向与该相位差层的慢轴方向平行。
在一个实施方式中,上述起偏器的硼酸含量为25重量%以下。
在一个实施方式中,上述起偏器的吸收轴与上述带相位差层的偏振片的长边方向所成的角度为35°~55°。
在一个实施方式中,上述带相位差层的偏振片的长边的长度与短边的长度之比为1.1~2.2。
在一个实施方式中,上述相位差层为具有圆偏振功能或椭圆偏振功能的液晶化合物的取向固化层。
在一个实施方式中,上带相位差层的偏振片的在50℃、50%RH条件下照射100小时氙光时的短边方向的尺寸收缩率为0.076%以上。
在一个实施方式中,上述带相位差层的偏振片的总厚度为60μm以下。
在本发明的另一方面,提供一种图像显示装置。该图像显示装置具备上述带相位差层的偏振片。
在一个实施方式中,上述图像显示装置为有机电致发光显示装置或无机电致发光显示装置。
发明效果
根据本发明的实施方式,能够提供具有高的耐光性及耐久性的薄型的带相位差层的偏振片。
附图说明
图1是基于本发明的一个实施方式的带相位差层的偏振片的概略截面图。
符号的说明
10 偏振片
11 起偏器
12 保护层
20 相位差层
30 粘合剂层
100 带相位差层的偏振片
具体实施方式
以下,对本发明的实施方式进行说明,但本发明并不限定于这些实施方式。
(术语及符号的定义)
本说明书中的术语及符号的定义如下所述。
(1)折射率(nx、ny、nz)
“nx”是面内的折射率成为最大的方向(即慢轴方向)的折射率,“ny”是在面内与慢轴正交的方向(即快轴方向)的折射率,“nz”是厚度方向的折射率。
(2)面内相位差(Re)
“Re(λ)”是23℃下的由波长λnm的光测定得到的面内相位差。例如,“Re(550)”是23℃下的由波长550nm的光测定得到的面内相位差。在将层(膜)的厚度设定为d(nm)时,Re(λ)通过式:Re(λ)=(nx-ny)×d来求出。
(3)厚度方向的相位差(Rth)
“Rth(λ)”是23℃下的由波长λnm的光测定得到的厚度方向的相位差。例如,“Rth(550)”是23℃下的由波长550nm的光测定得到的厚度方向的相位差。在将层(膜)的厚度设定为d(nm)时,Rth(λ)通过式:Rth(λ)=(nx-nz)×d来求出。
(4)Nz系数
Nz系数通过Nz=Rth/Re来求出。
(5)角度
本说明书中在言及角度时,该角度包含相对于基准方向为顺时针及逆时针这两者。因此,例如“45°”是指±45°。
A.带相位差层的偏振片的整体构成
图1是基于本发明的一个实施方式的带相位差层的偏振片的概略截面图。图示例的带相位差层的偏振片100从可视侧起依次具有偏振片10、相位差层20和粘合剂层30。偏振片10代表性而言包含起偏器11和配置于起偏器11的可视侧的保护层12。根据目的,也可以在起偏器11的与可视侧相反的一侧(起偏器11的未层叠保护层12的一面)设置另外的保护层(未图示)。相位差层20代表性而言为具有圆偏振功能或椭圆偏振功能的液晶化合物的取向固化层(以下,有时简称为液晶取向固化层)。带相位差层的偏振片设置有粘合剂层30作为最外层,被制成可贴附于图像显示装置(实质上为图像显示单元)上。在实用上,优选在粘合剂层30的表面,临时粘贴有剥离衬垫直至偏振片被供于使用为止。通过临时粘贴剥离衬垫,能够适宜地保护粘合剂层。
本发明的实施方式的带相位差层的偏振片为矩形,具有短边和长边。带相位差层的偏振片的长边的长度与短边的长度之比(长边的长度/短边的长度)例如为超过1的值,优选为1.1~3.0,更优选为1.3~2.7,进一步优选为1.5~2.5。通过带相位差层的偏振片的长边的长度与短边的长度之比为上述范围,能够抑制因太阳光而引起的相位差的降低等劣化,提供具有高的耐光性及耐久性的带相位差层的偏振片。
在本发明的实施方式中,带相位差层的偏振片100的长边方向与相位差层20的慢轴方向平行。如上所述,就带相位差层的偏振片而言在氙光照射试验的条件下可能产生带相位差层的偏振片的尺寸收缩。该尺寸收缩存在在短边方向上变得更大的倾向,伴随着收缩,相位差层也可能在短边方向上更大地收缩。因此,有可能相位差降低、可靠性降低。通过带相位差层的偏振片100的长边方向与相位差层20的慢轴方向平行,伴随着带相位差层的偏振片的收缩,相位差层向单轴性上升的方向进行收缩,相位差可上升。因此,因尺寸收缩而引起的相位差的降低与伴随单轴性的上升的相位差的提高可取得均衡。其结果是,能够抑制因氙光照射试验而引起的相位差的降低等劣化,提供具有高的耐光性及耐久性的带相位差层的偏振片。本说明书中“平行”不仅包含完全平行的情况,还包含带相位差层的偏振片的长边方向与相位差层的慢轴方向所成的角度大致平行、例如为-5°~5°的情况。
起偏器11的吸收轴与带相位差层的偏振片100的长边方向所成的角度优选为35°~55°,更优选为40°~50°,进一步优选为42°~48°,特别优选为约45°。通过起偏器11的吸收轴与带相位差层的偏振片100的长边方向所成的角度为上述范围,能够进一步抑制因太阳光而引起的相位差的降低等劣化,提供具有高的耐光性及耐久性的带相位差层的偏振片。
带相位差层的偏振片的在55℃、50%RH条件下照射100小时氙光时的短边方向的尺寸收缩率优选为0.076%以上,更优选为0.090%以上,进一步优选为0.12%以上。短边方向的尺寸收缩例如为0.16%以下。通过短边方向的尺寸收缩为上述范围,因尺寸收缩而引起的相位差的降低与伴随单轴性的上升的相位差的提高可取得均衡。其结果是,能够抑制因氙光照射试验而引起的相位差的降低等劣化,提供具有高的耐光性及耐久性的带相位差层的偏振片。本说明书中,所谓短边方向的尺寸收缩率是指相对于带相位差层的偏振片,在黑面板温度55℃、湿度55%RH的条件下照射100小时氙光后用XY测长机测定带相位差层的偏振片的短边方向的收缩距离(mm),使用该收缩距离由下述式算出的氙光照射试验前后的带相位差层的偏振片的短边方向的收缩率。
短边方向的收缩率=(短边方向的收缩距离)/(氙光照射前的短边的长度)×100
相位差层20优选为液晶取向固化层。相位差层20可以为单一层,也可以具有第1液晶取向固化层与第2液晶取向固化层的层叠结构。
带相位差层的偏振片也可以进一步设置不同于相位差层20的另外的相位差层和/或导电层或带导电层的各向同性基材(均未图示)。另外的相位差层代表性而言设置于相位差层20与粘合剂层30之间(即相位差层20的外侧)。另外的相位差层代表性而言折射率特性显示出nz>nx=ny的关系。导电层或带导电层的各向同性基材代表性而言设置于相位差层20与粘合剂层30之间。另外的相位差层以及导电层或带导电层的各向同性基材代表性而言从相位差层20侧起依次设置。另外的相位差层以及导电层或带导电层的各向同性基材是根据需要而设置的任意的层,也可以省略任一者或两者。在设置导电层或带导电层的各向同性基材的情况下,带相位差层的偏振片可适用于在图像显示单元(例如,有机EL单元)与偏振片之间组入有触摸传感器的所谓的内嵌式触摸面板型输入显示装置。
另外的相位差层的光学特性(例如,折射率特性、面内相位差、Nz系数、光弹性模量)、厚度、配置位置等可根据目的而适宜设定。
带相位差层的偏振片的总厚度优选为100μm以下,更优选为60μm以下,进一步优选为55μm以下,进一步更优选为50μm以下,特别优选为40μm以下。总厚度例如可以为28μm以上。根据本发明的实施方式,能够实现像这样极薄的带相位差层的偏振片。此外,这样的带相位差层的偏振片可具有极优异的可挠性及折弯耐久性。因此,这样的带相位差层的偏振片可特别适宜适用于弯曲的图像显示装置和/或可折弯或折叠的图像显示装置。需要说明的是,带相位差层的偏振片的总厚度是指偏振片、相位差层(在存在另外的相位差层的情况下,相位差层及另外的相位差层)及用于将它们层叠的粘接剂层或粘合剂层的厚度的合计(即带相位差层的偏振片的总厚度不包含导电层或带导电层的各向同性基材、以及粘合剂层30及可临时粘贴于其表面的剥离衬垫的厚度)。
以下,对带相位差层的偏振片的构成要素更详细地进行说明。
B.偏振片
B-1.起偏器
起偏器代表性而言由包含二色性物质的聚乙烯醇(PVA)系树脂膜构成。起偏器的厚度优选为1μm~8μm,更优选为1μm~7μm,进一步优选为2μm~5μm。如果起偏器的厚度为这样的范围,则可大大有助于带相位差层的偏振片的薄型化。进而,在使用这样的起偏器的薄型的带相位差层的偏振片中,本发明的效果显著。
起偏器的硼酸含量优选为25重量%以下,更优选为11重量%~25重量%,进一步优选为12重量%~25重量%。如果起偏器的硼酸含量为这样的范围,则能够抑制因氙光照射试验而引起的相位差的降低等劣化,能够提供具有高的耐光性及耐久性的带相位差层的偏振片。此外,能够良好地维持贴合时的卷曲调整的容易性,并且良好地抑制加热时的卷曲,同时改善加热时的外观耐久性。硼酸含量例如可以由中和法使用下述式子作为每单位重量的起偏器中所含的硼酸量来算出。
[数学式1]
起偏器的碘含量优选为2重量%以上,更优选为2重量%~10重量%。如果起偏器的碘含量为这样的范围,则通过与上述的硼酸含量的协同效应,能够良好地维持贴合时的卷曲调整的容易性,并且良好地抑制加热时的卷曲,同时改善加热时的外观耐久性。本说明书中所谓“碘含量”是指起偏器(PVA系树脂膜)中所含的全部的碘的量。更具体而言,在起偏器中碘以碘离子(I-)、碘分子(I2)、多碘离子(I3 -、I5 -)等形态存在,本说明书中的碘含量是指包含这些全部形态的碘的量。碘含量例如可以通过荧光X射线分析的标准曲线法来算出。需要说明的是,多碘离子在起偏器中以形成PVA-碘络合物的状态存在。通过形成这样的络合物,在可见光的波长范围内可表现出吸收二色性。具体而言,PVA与三碘化物离子的络合物(PVA·I3 -)在470nm附近具有吸光峰,PVA与五碘化物离子的络合物(PVA·I5 -)在600nm附近具有吸光峰。结果是,多碘离子根据其形态在可见光的广泛的范围内可吸收光。另一方面,碘离子(I-)在230nm附近具有吸光峰,实质上不参与可见光的吸收。因此,以与PVA的络合物的状态存在的多碘离子可主要参与起偏器的吸收性能。
起偏器优选在波长380nm~780nm的任一波长下显示出吸收二色性。起偏器的单体透射率Ts优选为40%~48%,更优选为41%~46%。起偏器的偏光度P优选为97.0%以上,更优选为99.0%以上,进一步优选为99.9%以上。上述单体透射率代表性而言是使用紫外可见分光光度计进行测定、且进行了视见度修正的Y值。上述偏光度代表性而言基于使用紫外可见分光光度计进行测定并进行了视见度修正的平行透射率Tp及正交透射率Tc,通过下述式来求出。
偏光度(%)={(Tp-Tc)/(Tp+Tc)}1/2×100
起偏器代表性而言可使用两层以上的层叠体来制作。作为使用层叠体而得到的起偏器的具体例子,可列举出使用树脂基材与涂布形成于该树脂基材上的PVA系树脂层的层叠体而得到的起偏器。使用树脂基材与涂布形成于该树脂基材上的PVA系树脂层的层叠体而得到的起偏器例如可通过以下方式来制作:将PVA系树脂溶液涂布于树脂基材上并使其干燥而在树脂基材上形成PVA系树脂层,得到树脂基材与PVA系树脂层的层叠体;将该层叠体进行拉伸及染色而将PVA系树脂层制成起偏器。拉伸代表性而言包含使层叠体浸渍于硼酸水溶液中进行拉伸。进而,拉伸根据需要可进一步包含在硼酸水溶液中的拉伸之前将层叠体在高温(例如,95℃以上)下进行空中拉伸。所得到的树脂基材/起偏器的层叠体可直接使用(即,也可以将树脂基材作为起偏器的保护层),也可以将树脂基材从树脂基材/起偏器的层叠体剥离,并在该剥离面层叠与目的相应的任意适宜的保护层来使用。这样的起偏器的制造方法的详细情况例如记载于日本特开2012-73580号公报、日本专利第6470455号中。这些公报的整体的记载作为参考被援引于本说明书中。
起偏器的制造方法代表性而言包含:在长条状的热塑性树脂基材的单侧形成包含卤化物和聚乙烯醇系树脂的聚乙烯醇系树脂层而制成层叠体;以及,对上述层叠体依次实施空中辅助拉伸处理、染色处理、水中拉伸处理和通过一边沿长度方向进行搬送一边进行加热而沿宽度方向收缩2%以上的干燥收缩处理。由此,可提供非常薄型、具有优异的光学特性并且光学特性的不均得以抑制的起偏器。即,通过导入辅助拉伸,即使是在热塑性树脂上涂布PVA的情况下,也能够提高PVA的结晶性,能够达成高的光学特性。此外,通过同时在事先提高PVA的取向性,从而在之后的染色工序、拉伸工序中浸渍于水中时,能够防止PVA的取向性的降低、溶解等问题,能够达成高的光学特性。进而,在将PVA系树脂层浸渍于液体中的情况下,与PVA系树脂层不含卤化物的情况相比,可抑制聚乙烯醇分子的取向的紊乱、及取向性的降低。由此,可提高经由染色处理及水中拉伸处理等将层叠体浸渍于液体中进行的处理工序而得到的起偏器的光学特性。进而,通过利用干燥收缩处理使层叠体沿宽度方向收缩,能够提高光学特性。
B-2.保护层
保护层12由可作为起偏器的保护层使用的任意适宜的膜形成。作为成为该膜的主要成分的材料的具体例子,可列举出三乙酰纤维素(TAC)等纤维素系树脂、聚酯系、聚乙烯醇系、聚碳酸酯系、聚酰胺系、聚酰亚胺系、聚醚砜系、聚砜系、聚苯乙烯系、聚降冰片烯系、聚烯烃系、(甲基)丙烯酸系、乙酸酯系等透明树脂等。此外,还可列举出(甲基)丙烯酸系、氨基甲酸酯系、(甲基)丙烯酸氨基甲酸酯系、环氧系、有机硅系等热固化型树脂或紫外线固化型树脂等。除此以外,例如,还可列举出硅氧烷系聚合物等玻璃质系聚合物。此外,也可以使用日本特开2001-343529号公报(WO01/37007)中记载的聚合物膜。作为该膜的材料,例如可以使用含有在侧链上具有取代或非取代的酰亚胺基的热塑性树脂和在侧链上具有取代或非取代的苯基以及腈基的热塑性树脂的树脂组合物,例如可列举出具有由异丁烯和N-甲基马来酰亚胺形成的交替共聚物和丙烯腈-苯乙烯共聚物的树脂组合物。该聚合物膜例如可为上述树脂组合物的挤出成型物。
带相位差层的偏振片如下文所述的那样代表性而言配置于图像显示装置的可视侧,保护层12代表性而言配置于其可视侧。因此,对于保护层12,根据需要也可以实施硬涂处理、抗反射处理、抗粘连处理、防眩处理等表面处理。进而/或者,对于保护层12,根据需要也可以实施改善隔着偏光太阳镜来可视的情况的可视性的处理(代表性而言,赋予(楕)圆偏振功能、赋予超高相位差)。通过实施这样的处理,即使是隔着偏光太阳镜等偏光透镜来可视显示画面的情况下,也能够实现优异的可视性。因此,带相位差层的偏振片也可适宜适用于可在屋外使用的图像显示装置。
保护层的厚度优选为10μm~50μm,更优选为10μm~30μm。需要说明的是,在实施表面处理的情况下,外侧保护层的厚度为包含表面处理层的厚度在内的厚度。
C.相位差层
如上所述,相位差层20代表性而言具有圆偏振功能或椭圆偏振功能。相位差层代表性而言折射率特性显示出nx>ny=nz的关系。相位差层代表性而言是为了对偏振片赋予抗反射特性而设置的,在相位差层为单一层的情况下可作为λ/4板发挥功能。该情况下,相位差层的面内相位差Re(550)优选为100nm~190nm,更优选为110nm~170nm,进一步优选为130nm~160nm。需要说明的是,其中,“ny=nz”不仅包含ny与nz完全相等的情况,也包含实质上相等的情况。因此,在不损害本发明的效果的范围内,有时可成为ny>nz或ny<nz。相位差层优选为具有圆偏振功能或椭圆偏振功能的液晶化合物的取向固化层。
在相位差层20由单一层构成的情况下,其厚度优选为0.5μm~7μm,更优选为1μm~5μm。通过使用液晶化合物,能够以比树脂膜格外薄的厚度实现与树脂膜同等的面内相位差。
相位差层的Nz系数优选为0.9~1.5,更优选为0.9~1.3。通过满足这样的关系,在将所得到的带相位差层的偏振片用于图像显示装置的情况下,可达成非常优异的反射色相。
相位差层可显示出相位差值根据测定光的波长变大的逆分散波长特性,也可显示出相位差值根据测定光的波长变小的正的波长分散特性,还可显示出相位差值根据测定光的波长基本不变化的平坦的波长分散特性。在一个实施方式中,相位差层显示出逆分散波长特性。该情况下,相位差层的Re(450)/Re(550)优选为0.8以上且低于1,更优选为0.8~0.95。如果为这样的构成,则能够实现非常优异的抗反射特性。
相位差层20的慢轴与起偏器11的吸收轴所成的角度θ优选为40°~50°,更优选为42°~48°,进一步优选为约45°。如果角度θ为这样的范围,则如上述那样通过将相位差层制成λ/4板,可得到具有非常优异的圆偏光特性(结果是非常优异的抗反射特性)的带相位差层的偏振片。
在另外的实施方式中,相位差层20可具有第1液晶取向固化层与第2液晶取向固化层的层叠结构。该情况下,第1液晶取向固化层及第2液晶取向固化层中的任一者作为λ/4板发挥功能,另一者可作为λ/2板发挥功能。因此,第1液晶取向固化层及第2液晶取向固化层的厚度可按照得到λ/4板或λ/2板的所期望的面内相位差的方式来调整。例如在第1液晶取向固化层作为λ/2板发挥功能、第2液晶取向固化层作为λ/4板发挥功能的情况下,第1液晶取向固化层的厚度例如为2.0μm~3.0μm,第2液晶取向固化层的厚度例如为1.0μm~2.0μm。该情况下,第1液晶取向固化层的面内相位差Re(550)优选为200nm~300nm,更优选为230nm~290nm,进一步优选为250nm~280nm。第2液晶取向固化层的面内相位差Re(550)关于单一层如上文说明的那样。
第1液晶取向固化层的慢轴与起偏器的吸收轴所成的角度优选为10°~20°,更优选为12°~18°,进一步优选为约15°。第2液晶取向固化层的慢轴与起偏器的吸收轴所成的角度优选为70°~80°,更优选为72°~78°,进一步优选为约75°。如果为这样的构成,则能够得到接近理想的逆波长分散特性的特性,结果是,能够实现非常优异的抗反射特性。
如上所述,相位差层20优选为液晶化合物的取向固化层。通过使用液晶化合物,能够与非液晶材料相比格外增大所得到的相位差层的nx与ny之差,因此能够格外减小用于得到所期望的面内相位差的相位差层的厚度。其结果是,能够实现带相位差层的偏振片的进一步薄型化。本说明书中所谓“液晶取向固化层”是指液晶化合物在层内沿规定的方向取向、且该取向状态被固定的层。需要说明的是,“取向固化层”是包含如后述那样使液晶单体固化而得到的取向固化层的概念。
液晶化合物的取向固化层即相位差层可使用包含聚合性液晶化合物的组合物来形成。本说明书中组合物中所含的聚合性液晶化合物是指具有聚合性基团、并且具有液晶性的化合物。聚合性基团是指参与聚合反应的基团,优选为光聚合性基团。其中,所谓光聚合性基团是指通过由光聚合引发剂产生的活性自由基、酸等可参与聚合反应的基团。
液晶性的表现可以为热致型,也可以为溶致型。此外,作为液晶相的构成,可以为向列液晶,也可以为层列(smectic)液晶。从制造的容易性的观点出发,液晶性优选热致型的向列液晶。
在一个实施方式中,作为单一层的相位差层使用包含下述式(1)所表示的液晶化合物的组合物来形成。
L1-SP1-A1-D3-G1-D1-Ar-D2-G2-D4-A2-SP2-L2 (1)
L1及L2分别独立地表示1价的有机基团,L1及L2中的至少一者表示聚合性基团。作为1价的有机基团,包含任意适宜的基团。作为L1及L2中的至少一者所表示的聚合性基团,可列举出自由基聚合性基团(可自由基聚合的基团)。作为自由基聚合性基团,可以使用任意适宜的自由基聚合性基团。优选为丙烯酰基或甲基丙烯酰基。从聚合速度快、生产率提高的观点出发优选丙烯酰基。甲基丙烯酰基也可以作为高双折射性液晶的聚合性基团同样地使用。
SP1及SP2分别独立地表示单键、直链状或支链状的亚烷基、或构成碳数1~14的直链状或支链状的亚烷基的1个以上-CH2-被-O-取代而得到的2价的连结基。作为碳数1~14的直链状或支链状的亚烷基,优选可列举出亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚戊基及亚己基。
A1及A2分别独立地表示脂环式烃基或芳香族环取代基。A1及A2优选为碳数6以上的芳香族环取代基或碳数6以上的环亚烷基环。
D1、D2、D3及D4分别独立地表示单键或二价的连结基。具体而言,D1、D2、D3及D4表示单键、-O-CO-、-C(=S)O-、-CR1R2-、-CR1R2-CR3R4-、-O-CR1R2-、-CR1R2-O-CR3R4-、-CO-O-CR1R2-、-O-CO-CR1R2-、-CR1R2-O-CO-CR3R4-、-CR1R2-CO-O-CR3R4-、-NR1-CR2R3-、或-CO-NR1-。其中,D1、D2、D3及D4中的至少一者表示-O-CO-。其中,D3优选为-O-CO-,D3及D4更优选为-O-CO-。D1及D2优选为单键。R1、R2、R3及R4分别独立地表示氢原子、氟原子、或碳数1~4的烷基。
G1及G2分别独立地表示单键或脂环式烃基。具体而言,G1及G2也可以表示无取代或经取代的碳数5~8的2价的脂环式烃基。此外,构成脂环式烃基的1个以上-CH2-也可以被-O-、-S-或-NH-取代。G1及G2优选表示单键。
Ar表示芳香族烃环或芳香族杂环。Ar例如表示选自由下述式(Ar-1)~(Ar-6)所表示的基团构成的组中的芳香族环。需要说明的是,下述式(Ar-1)~(Ar-6)中,*1表示与D1的键合位置,*2表示与D2的键合位置。
式(Ar-1)中,Q1表示N或CH,Q2表示-S-、-O-、或-N(R5)-。R5表示氢原子或碳数1~6的烷基。
式(Ar-1)~(Ar-6)中,Z1、Z2及Z3分别独立地表示氢原子、碳数1~20的1价的脂肪族烃基、碳数3~20的1价的脂环式烃基、碳数6~20的1价的芳香族烃基、卤素原子、氰基、硝基、-NR6R7、或-SR8。R6~R8分别独立地表示氢原子或碳数1~6的烷基,Z1及Z2也可以彼此键合而形成环。环可以为脂环式、杂环、及芳香族环中的任一者,优选为芳香环。在所形成的环中,也可以取代有取代基。
式(Ar-2)及(Ar-3)中,A3及A4分别独立地表示选自由-O-、-N(R9)-、-S-、及-CO-构成的组中的基团,R9表示氢原子或取代基。作为R9所表示的取代基,可列举出与上述式(Ar-1)中的Y1可具有的取代基相同的取代基。
式(Ar-2)中,X表示氢原子或者无取代或具有取代基的第14族~第16族的非金属原子。作为X所表示的第14族~第16族的非金属原子,例如可列举出氧原子、硫原子、无取代或具有取代基的氮原子、无取代或具有取代基的碳原子。作为取代基,可列举出与上述式(Ar-1)中的Y1可具有的取代基相同的取代基。
式(Ar-3)中,D5及D6分别独立地表示单键、-O-CO-、-C(=S)O-、-CR1R2-、-CR1R2-CR3R4-、-O-CR1R2-、-CR1R2-O-CR3R4-、-CO-O-CR1R2-、-O-CO-CR1R2-、-CR1R2-O-CO-CR3R4-、-CR1R2-CO-O-CR3R4-、-NR1-CR2R3-、或-CO-NR1-。R1、R2、R3及R4如上所述。
式(Ar-3)中,SP3及SP4分别独立地表示单键、碳数1~12的直链状或支链状的亚烷基、或构成碳数1~12的直链状或支链状的亚烷基的1个以上-CH2-被-O-、-S-、-NH-、-N(Q)-、或-CO-取代而得到的2价的连结基,Q表示聚合性基团。
式(Ar-3)中,L3及L4分别独立地表示1价的有机基团,L3及L4以及上述式(1)中的L1及L2中的至少1个表示聚合性基团。
式(Ar-4)~(Ar-6)中,Ax表示具有选自由芳香族烃环及芳香族杂环构成的组中的至少1个芳香族环的碳数2~30的有机基。式(Ar-4)~(Ar-6)中,Ax优选具有芳香族杂环,更优选具有苯并噻唑环。式(Ar-4)~(Ar-6)中,Ay表示氢原子、无取代或可具有取代基的碳数1~6的烷基、或具有选自由芳香族烃环及芳香族杂环构成的组中的至少1个芳香族环的碳数2~30的有机基。式(Ar-4)~(Ar-6)中,Ay优选表示氢原子。
式(Ar-4)~(Ar-6)中,Q3表示氢原子、或无取代或可具有取代基的碳数1~6的烷基。式(Ar-4)~(Ar-6)中,Q3优选表示氢原子。
这样的Ar中优选可列举出上述式(Ar-4)或上述式(Ar-6)所表示的基团(原子团)。
式(1)所表示的液晶化合物的具体例子被公开于国际公开第2018/123551号公报中。该公报的记载作为参考被援引于本说明书中。这些化合物可以仅使用1种,也可以将2种以上组合使用。
包含液晶化合物的组合物优选包含聚合引发剂。作为聚合引发剂,可使用任意适宜的聚合剂。优选为通过紫外线照射能够引发聚合反应的光聚合引发剂。作为光聚合引发剂,例如可列举出α-羰基化合物(美国专利第2367661号、美国专利第2367670号的说明书记载)、偶姻醚(美国专利第2448828号说明书记载)、α-烃取代芳香族偶姻化合物(美国专利第2722512号说明书记载)、多核醌化合物(美国专利第3046127号、美国专利第2951758号的说明书记载)、三芳基咪唑二聚物与对氨基苯基酮的组合(美国专利第3549367号说明书记载)、噁二唑化合物(美国专利第4212970号说明书记载)、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、日本特开平10-29997号公报记载)。该公报的记载作为参考被援引于本说明书中。聚合引发剂可以仅使用1种,也可以将2种以上组合使用。
从形成相位差层的作业性的观点出发,包含液晶化合物的组合物优选包含溶剂。作为溶剂,可以使用任意适宜的溶剂,优选使用有机溶剂。
包含液晶化合物的组合物进一步包含任意适宜的其他成分。例如可列举出酚系抗氧化剂等抗氧化剂、上述以外的液晶化合物、流平剂、表面活性剂、倾角控制剂、取向助剂、增塑剂、及交联剂等。
液晶取向固化层可通过对规定的基材的表面实施取向处理,在该表面涂装包含液晶化合物的组合物(涂装液)并使该液晶化合物沿与上述取向处理相对应的方向取向,将该取向状态固定来形成。在一个实施方式中,基材为任意适宜的树脂膜,形成于该基材上的液晶取向固化层可转印至偏振片的表面。
作为上述取向处理,可采用任意适宜的取向处理。具体而言,可列举出机械取向处理、物理取向处理、化学取向处理。作为机械取向处理的具体例子,可列举出摩擦处理、拉伸处理。作为物理取向处理的具体例子,可列举出磁场取向处理、电场取向处理。作为化学取向处理的具体例子,可列举出斜方蒸镀法、光取向处理。各种取向处理的处理条件可根据目的而采用任意适宜的条件。
液晶化合物的取向通过根据液晶化合物的种类以显示出液晶相的温度进行处理来进行。通过进行这样的温度处理,液晶化合物采取液晶状态,该液晶化合物与基材表面的取向处理方向相应地发生取向。
取向状态的固定在一个实施方式中通过将如上述那样取向的液晶化合物冷却来进行。在液晶化合物为聚合性单体或交联性单体的情况下,取向状态的固定通过对如上述那样取向的液晶化合物实施聚合处理或交联处理来进行。
取向固化层的形成方法的详细情况记载于日本特开2006-163343号公报中。该公报的记载作为参考被援引于本说明书中。
D.另外的相位差层
另外的相位差层如上所述可以为折射率特性显示出nz>nx=ny的关系的所谓的正C板。通过使用正C板作为另外的相位差层,能够良好地防止倾斜方向的反射,能够实现抗反射功能的广视场角化。该情况下,另外的相位差层的厚度方向的相位差Rth(550)优选为-50nm~-300nm,更优选为-70nm~-250nm,进一步优选为-90nm~-200nm,特别优选为-100nm~-180nm。其中,“nx=ny”不仅包含nx与ny严格相等的情况,也包含nx与ny实质上相等的情况。即另外的相位差层的面内相位差Re(550)可为低于10nm。
具有nz>nx=ny的折射率特性的另外的相位差层可由任意适宜的材料来形成。另外的相位差层优选由包含被固定为垂直取向的液晶材料的膜制成。能够垂直取向的液晶材料(液晶化合物)可以为液晶单体,也可以为液晶聚合物。作为该液晶化合物及该相位差层的形成方法的具体例子,可列举出日本特开2002-333642号公报的[0020]~[0028]中记载的液晶化合物及该相位差层的形成方法。该情况下,另外的相位差层的厚度优选为0.5μm~10μm,更优选为0.5μm~8μm,进一步优选为0.5μm~5μm。
E.粘合剂层
作为构成粘合剂层30的粘合剂,可以使用任意适宜的粘合剂。作为粘合剂,可列举出橡胶系粘合剂、丙烯酸系粘合剂、有机硅系粘合剂、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、聚乙烯基吡咯烷酮系粘合剂、聚丙烯酰胺系粘合剂、纤维素系粘合剂等。这些粘合剂中,优选使用光学透明性优异、显示出适宜的润湿性和凝聚性和粘接性的粘合特性、耐候性、耐热性等优异的粘合剂。作为显示出这样的特征的粘合剂,优选使用丙烯酸系粘合剂。
F.导电层或带导电层的各向同性基材
导电层可通过任意适宜的成膜方法(例如,真空蒸镀法、溅射法、CVD法、离子镀法、喷雾法等),在任意适宜的基材上成膜出金属氧化物膜而形成。作为金属氧化物,例如可列举出氧化铟、氧化锡、氧化锌、铟-锡复合氧化物、锡-锑复合氧化物、锌-铝复合氧化物、铟-锌复合氧化物。其中优选为铟-锡复合氧化物(ITO)。
在导电层包含金属氧化物的情况下,该导电层的厚度优选为50nm以下,更优选为35nm以下。导电层的厚度的下限优选为10nm。
导电层可以从上述基材被转印到相位差层(在存在的情况下为另外的相位差层)上以导电层单独被制成带相位差层的偏振片的构成层,也可以作为与基材的层叠体(带导电层的基材)与相位差层(在存在的情况下为另外的相位差层)层叠。优选上述基材在光学上为各向同性,因此,导电层可作为带导电层的各向同性基材被用于带相位差层的偏振片。
作为在光学上为各向同性的基材(各向同性基材),可采用任意适宜的各向同性基材。作为构成各向同性基材的材料,例如可列举出以降冰片烯系树脂、烯烃系树脂等不具有共轭系的树脂作为主骨架的材料、在丙烯酸系树脂的主链中具有内酯环、戊二酰亚胺环等环状结构的材料等。若使用这样的材料,则在形成各向同性基材时,能够将伴随分子链的取向的相位差的表现抑制得较小。各向同性基材的厚度优选为50μm以下,更优选为35μm以下。各向同性基材的厚度的下限例如为20μm。
上述导电层和/或上述带导电层的各向同性基材的导电层可根据需要被图案化。通过图案化,可形成导通部和绝缘部。结果是,可形成电极。电极可作为感知对触摸面板的接触的触摸传感器电极发挥功能。作为图案化方法,可采用任意适宜的方法。作为图案化方法的具体例子,可列举出湿式蚀刻法、丝网印刷法。
G.带相位差层的偏振片的制造方法
本发明的实施方式的带相位差层的偏振片可通过任意适宜的方法来制造。在一个实施方式中,带相位差层的偏振片可通过将切断成设计的尺寸的矩形的偏振片和相位差层按照该矩形的长边方向与相位差层的慢轴方向变得平行的方式介由任意适宜的粘接剂进行层叠来制作。在将偏振片与相位差层层叠时,可按照起偏器的吸收轴与相位差层的慢轴成为规定的角度的方式层叠。
在一个实施方式中,带相位差层的偏振片可通过将大形(例如,长条状)的偏振片和相位差层按照起偏器的吸收轴与相位差层的慢轴成为规定的角度的方式介由任意适宜的粘接剂进行层叠,接着按照所得到的带相位差层的偏振片的长边方向与相位差层的慢轴变得平行的方式切断成设计的尺寸的矩形来制作。
H.图像显示装置
上述A项~F项中记载的带相位差层的偏振片可适用于图像显示装置。因此,本发明的实施方式包含使用了那样的带相位差层的偏振片的图像显示装置。作为图像显示装置的代表例,可列举出液晶显示装置、电致发光(EL)显示装置(例如,有机EL显示装置、无机EL显示装置)。基于本发明的实施方式的图像显示装置在其可视侧具备上述A项~F项中记载的带相位差层的偏振片。带相位差层的偏振片按照相位差层成为图像显示单元(例如,液晶单元、有机EL单元、无机EL单元)侧的方式(起偏器成为可视侧的方式)层叠。在一个实施方式中,图像显示装置具有弯曲的形状(实质上弯曲的显示画面),和/或可折弯或折叠。
实施例
以下,通过实施例对本发明进行具体说明,但本发明不受这些实施例的限定。各特性的测定方法如下所述。需要说明的是,只要没有特别明确记载,则实施例及比较例中的“份”及“%”为重量基准。
(1)厚度
10μm以下的厚度使用干涉膜厚计(大塚电子公司制、制品名“MCPD-3000”)进行测定。超过10μm的厚度使用数字千分尺(ANRITSU公司制、制品名“KC-351C”)进行测定。
(2)相位差降低
将实施例及比较例中得到的带相位差层的偏振片的粘合剂层与厚度为0.5mm的玻璃板(80mm×150mm)贴合层叠,用相位差测定装置(王子计测机器公司制、制品名:KOBRA)测定相位差值(初始相位差值)。接着,使用氙耐候性试验机(东洋精机制作所公司制、制品名:Atlas·Weather-Ometer Ci4400、内侧滤光器:硼硅酸盐型S、外侧滤光器:碱石灰(sodalime)),在BP(黑面板)温度55℃、湿度55%RH的条件下,在波长420nm下以0.8W/m2的条件照射100小时氙。接着,同样地测定带相位差层的偏振片的相位差值,算出与初始相位差值之差,设定为相位差降低量。
(3)尺寸收缩
将实施例及比较例中得到的带相位差层的偏振片的粘合剂层与厚度为0.5mm的玻璃板(80mm×150mm)贴合层叠。接着,使用氙耐候性试验机(东洋精机制作所公司制、制品名:Atlas·Weather-Ometer Ci4400、内侧滤光器:硼硅酸盐型S、外侧滤光器:碱石灰),在BP(黑面板)温度55℃、湿度55%RH的条件下,在波长420nm下以0.8W/m2的条件照射100小时氙。接着,使用XY测长机(Mitutoyo公司制、制品名:图像测定机QVA1517-PRO AEIM(SP))测定带相位差层的偏振片的短边侧的尺寸收缩。将收缩量最大的部分设定为带相位差层的偏振片的尺寸收缩量。此外,由所测定的尺寸收缩量使用下述式子来算出收缩率。
短边方向的收缩率=(短边方向的收缩距离)/(氙光照射前的短边的长度)×100
[实施例1]
[制造例1:偏振片的制作]
1.起偏器的制作
作为热塑性树脂基材,使用了长条状、吸水率0.75%、Tg约75℃的非晶质的间苯二甲酸共聚聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(厚度:100μm)。对树脂基材的单面实施了电晕处理。
将在将聚乙烯醇(聚合度4200、皂化度99.2摩尔%)及乙酰乙酰基改性PVA(日本合成化学工业公司制、商品名“GOHSEFIMER Z410”)以9:1混合而成的PVA系树脂100重量份中添加碘化钾13重量份而得到的物质溶解于水中,制备了PVA水溶液(涂布液)。
通过在树脂基材的电晕处理面涂布上述PVA水溶液并在60℃下进行干燥,形成厚度为13μm的PVA系树脂层,制作了层叠体。
将所得到的层叠体在130℃的烘箱内在圆周速度不同的辊间沿纵向(长度方向)进行自由端单轴拉伸至2.4倍(空中辅助拉伸处理)。
接着,将层叠体在液温40℃的不溶化浴(相对于水100重量份配合4重量份硼酸而得到的硼酸水溶液)中浸渍30秒钟(不溶化处理)。
接着,在液温30℃的染色浴(相对于水100重量份将碘与碘化钾以1:7的重量比配合而得到的碘水溶液)中,一边按照最终得到的起偏器的单体透射率(Ts)成为43.0%以上的方式调整浓度一边浸渍60秒钟(染色处理)。
接着,在液温40℃的交联浴(相对于水100重量份配合3重量份碘化钾、配合5重量份硼酸而得到的硼酸水溶液)中浸渍30秒钟(交联处理)。
之后,将层叠体一边在液温70℃的硼酸水溶液(硼酸浓度3.7重量%、碘化钾浓度5重量%)中浸渍,一边在圆周速度不同的辊间沿纵向(长度方向)按照总拉伸倍率成为5.5倍的方式进行单轴拉伸(水中拉伸处理)。
之后,将层叠体浸渍于液温20℃的洗涤浴(相对于水100重量份配合4重量份碘化钾而得到的水溶液)中(洗涤处理)。
之后,一边在保持为90℃的烘箱中进行干燥,一边与表面温度保持在75℃的SUS制的加热辊接触约2秒(干燥收缩处理)。利用干燥收缩处理的层叠体的宽度方向的收缩率为5.2%。
像这样操作,在树脂基材上形成厚度5μm的起偏器(硼酸含量20重量%)。
2.偏振片的制作
在上述得到的起偏器的表面(与树脂基材相反的一侧的面),介由紫外线固化型粘接剂贴合HC-COP膜作为保护层。具体而言,按照固化型粘接剂的总厚度成为1.0μm的方式进行涂装,使用辊机进行贴合。之后,从保护层侧照射UV光线使粘接剂固化。需要说明的是,HC-COP膜是在环烯烃(COP)膜(Zeon Corporation制、制品名“ZF12”、厚度25μm)上形成有硬涂(HC)层(厚度2μm)的膜,按照COP膜成为起偏器侧的方式进行贴合。接着,将树脂基材剥离,得到具有保护层(HC层/COP膜)/粘接剂层/起偏器的构成的偏振片。
[制造例2:相位差层的制作]
将式(I)所示的化合物55重量份、式(II)所示的化合物25重量份和式(III)所示的化合物20重量份添加到环戊酮(CPN)400重量份中之后,加温至60℃,搅拌而使其溶解。之后,将上述的化合物的溶液恢复至室温,在上述的化合物的溶液中加入Irgacure 907(BASFJapan Ltd.制)3重量份、Megafac F-554(DIC公司制)0.2重量份和对甲氧基苯酚(MEHQ)0.1重量份,进一步进行搅拌。搅拌后的溶液透明且均匀。将所得到的溶液用0.20μm的膜滤器进行过滤,得到聚合性组合物。
此外,将取向膜用聚酰亚胺溶液使用旋涂法涂布于厚度为0.7mm的玻璃基材上,在100℃下干燥10分钟后,在200℃下进行60分钟烧成,由此得到涂膜。将所得到的涂膜通过市售的摩擦装置进行摩擦处理,形成取向膜。
接着,在基材(实质上取向膜)上通过旋涂法涂布上述得到的聚合性组合物,在100℃下干燥2分钟。将所得到的涂布膜冷却至室温后,使用高压汞灯,以30mW/cm2的强度照射30秒钟紫外线,得到液晶化合物的取向固化层即相位差层。相位差层的面内相位差Re(550)为130nm。此外,相位差层的Re(450)/Re(550)为0.851,显示出逆分散波长特性。相位差层可作为λ/4板发挥功能。
[制造例3:另外的相位差层的制作]
将下述化学式(式中的数字65及35表示单体单元的摩尔%,为了方便起见以嵌段聚合物体表示:重均分子量5000)所示的侧链型液晶聚合物20重量份、显示出向列液晶相的聚合性液晶(BASF公司制:商品名Paliocolor LC242)80重量份及光聚合引发剂(CibaSpecialty Chemicals公司制:商品名Irgacure 907)5重量份溶解于环戊酮200重量份中来制备液晶涂装液。然后,在实施了垂直取向处理的PET基材上通过棒涂机涂装该涂装液后,在80℃下进行4分钟加热干燥,由此使液晶取向。对该液晶层照射紫外线,通过使液晶层固化,在基材上形成显示出nz>nx=ny的折射率特性的第2相位差层(厚度3μm)。
在制造例1中得到的偏振片的起偏器表面,依次转印制造例2中得到的相位差层和制造例3中得到的另外的相位差层。此时,按照起偏器的吸收轴与制造例2中得到的相位差层的慢轴所成的角度成为45°的方式进行了转印(贴合)。需要说明的是,各个转印(贴合)介由制造例1中使用的紫外线固化型粘接剂(厚度1.0μm)来进行。像这样操作,制作了具有保护层(HC层/COP膜)/粘接剂层/起偏器/粘接剂层/相位差层/粘接剂层/另外的相位差层的构成的层叠体。接着,按照带相位差层的偏振片的长边方向与相位差层的慢轴变得平行的方式,将层叠体切断成长边130mm、短边66mm的矩形。
接着,在另外的相位差层表面设置粘合剂层(厚度5μm),得到具有保护层(HC层/COP膜)/粘接剂层/起偏器/保护层(三乙酰纤维素膜)/粘接剂层/相位差层/粘接剂层/另外的相位差层/粘合剂层的构成的带相位差层的偏振片。所得到的带相位差层的偏振片的总厚度为100μm。将所得到的带相位差层的偏振片供于上述(2)及(3)的评价。将结果示于表1中。
[实施例2~4]
在起偏器的制作工序中,变更交联处理工序中使用的硼酸水溶液的浓度,得到表1中记载的硼酸含量的起偏器,除此以外,与实施例1同样地操作而制作了带相位差层的偏振片。将所得到的带相位差层的偏振片供于与实施例1同样的评价。将结果示于表1中。
(比较例1)
与实施例1同样地操作,制作了具有保护层(HC层/COP膜)/粘接剂层/起偏器/粘接剂层/相位差层(相位差层/粘接剂层/另外的相位差层)的构成的层叠体。接着,按照带相位差层的偏振片的长边方向与相位差层的慢轴正交的方式,将层叠体切断成长边130mm、短边66mm的矩形。
接着,在另外的相位差层表面设置粘合剂层(厚度15μm),得到具有保护层(HC层/COP膜)/粘接剂层/起偏器/粘接剂层/相位差层/粘接剂层/另外的相位差层/粘合剂层的构成的带相位差层的偏振片。所得到的带相位差层的偏振片的总厚度为39.5μm。将所得到的带相位差层的偏振片供于上述(2)及(3)的评价。将结果示于表1中。
(比较例2~6)
在起偏器的制作工序中,变更交联处理工序中使用的硼酸水溶液的浓度,得到表1中记载的硼酸含量的起偏器,除此以外,与比较例1同样地操作而制作了带相位差层的偏振片。将所得到的带相位差层的偏振片供于与实施例1同样的评价。将结果示于表1中。
表1
[评价]
如由表1表明的那样,本发明的实施例的带相位差层的偏振片即使是被供于耐候性试验的情况下也可抑制相位差的降低,具有高的耐光性及耐久性。
产业上的可利用性
本发明的带相位差层的偏振片可适宜作为液晶显示装置、有机EL显示装置及无机EL显示装置用的圆偏振片来使用。
Claims (9)
1.一种带相位差层的偏振片,其是具有包含起偏器的偏振片和相位差层的矩形的带相位差层的偏振片,
该带相位差层的偏振片的长边方向与该相位差层的慢轴方向平行。
2.根据权利要求1所述的带相位差层的偏振片,其中,所述起偏器的硼酸含量为25重量%以下。
3.根据权利要求1或2所述的带相位差层的偏振片,其中,所述起偏器的吸收轴与所述带相位差层的偏振片的长边方向所成的角度为35°~55°。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的带相位差层的偏振片,其中,所述带相位差层的偏振片的长边的长度与短边的长度之比为1.1~3.0。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的带相位差层的偏振片,其中,所述相位差层为具有圆偏振功能或椭圆偏振功能的液晶化合物的取向固化层。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的带相位差层的偏振片,其中,所述带相位差层的偏振片的在55℃、50%RH条件下照射100小时氙光时的短边方向的尺寸收缩率为0.076%以上。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的带相位差层的偏振片,其总厚度为60μm以下。
8.一种图像显示装置,其具备权利要求1~7中任一项所述的带相位差层的偏振片。
9.根据权利要求8所述的图像显示装置,其为有机电致发光显示装置或无机电致发光显示装置。
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