CN116917780A - 层叠体、防反射眩光系统及图像显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的课题在于提供一种层叠体以及具有该层叠体的防反射眩光系统及图像显示装置,所述层叠体对于向周围(例如窗玻璃等)的反射眩光图像能够减小相对于原图像的色相变化,尤其抑制映入的图像向红色调方向的色相位移,抑制映入的图像变得显眼。本发明的层叠体具有:起偏器,在面内方向具有吸收轴;光吸收各向异性层,含有液晶性化合物及二色性物质;及直线偏振光转换层,光吸收各向异性层的透射率中心轴与光吸收各向异性层的层平面的法线所成的角度为0°以上且45°以下。
Description
技术领域
本发明本发明涉及一种层叠体、防反射眩光系统及图像显示装置。
背景技术
在使用汽车导航等车载用显示器的情况下,存在从显示画面向上方向射出的光映入挡风玻璃等而妨碍驾驶之类的问题。
以解决这种问题为目的,例如在专利文献1中公开有一种视角控制系统,其含有二色性物质,并且具有吸收轴与薄膜面的法线所成的角为0°~45°的起偏器(光吸收各向异性层)。
以往技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第4902516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中所记载的视角控制系统进行了研究,其结果发现了向位于车载用显示器的上方的窗玻璃(挡风玻璃)的反射眩光减小,但是发现局部残留的反射眩光图像的色相从原来的色调显著变化为红色调、绿色调、蓝色调等,其结果可知存在亮度被抑制的反射眩光图像再次显眼的问题。尤其还可知在向红色调方向发生变化的情况下,尤其不优选人的感官显眼的程度大,向蓝色调方向的变化在人的感官上比较容易允许。
本发明人等对该现象进行深入分析,判断出原因如下。
首先,专利文献1中所记载的第2起偏器与吸收二色性物质一同使用液晶性化合物,吸收二色性物质利用液晶性化合物的宾主效果在特定方向上取向。通常在此使用的液晶性化合物或吸收二色性物质的双折射性具有波长分散性,因此从防反射眩光用膜表面按波长发出S偏振光或P偏振光等偏振光特性不同的光。
并且,在窗玻璃表面中在以布儒斯特角为中心的附近的入射角区域具有S偏振光比P偏振光更强地反射的性质,因此其结果反射眩光图像的色调发生变化。例如,在从反射眩光防止膜表面发出红色的S偏振光和绿~蓝色的P偏振光的情况下,映入的图像因S偏振光更强地被反射而成为色相向红色调方向发生变化的反射眩光图像。
本发明的课题在于提供一种层叠体以及具有该层叠体的防反射眩光系统及图像显示装置,所述层叠体对于向周围(例如窗玻璃等)的反射眩光图像能够减小相对于原图像的色相变化,尤其抑制映入的图像向红色调方向的色相位移,抑制映入的图像变得显眼。
用于解决技术课题的手段
本发明人等发现了通过以下结构能够实现上述课题。
[1]一种层叠体,其具有:
起偏器,在面内方向具有吸收轴;
光吸收各向异性层,含有液晶性化合物及二色性物质;及
直线偏振光转换层,
光吸收各向异性层的透射率中心轴与光吸收各向异性层的层平面的法线所成的角度为0°以上且45°以下。
[2]根据[1]所述的层叠体,其中,
二色性物质的含量相对于光吸收各向异性层的总固体成分质量为5质量%以上。
[3]根据[1]或[2]所述的层叠体,其中,
直线偏振光转换层为C板。
[4]根据[3]所述的层叠体,其中,
C板为负C板。
[5]根据[1]或[2]所述的层叠体,其中,
直线偏振光转换层为λ/2板或λ/4板。
[6]根据[1]或[2]所述的层叠体,其中,
直线偏振光转换层为消偏振层。
[7]根据[6]所述的层叠体,其中,
消偏振层为无规取向的液晶层。
[8]根据[6]所述的层叠体,其中,
消偏振层为含有微粒的层。
[9]根据[6]所述的层叠体,其中,
消偏振层为含有液晶性化合物及二色性物质且液晶性化合物无规取向的层。
[10]根据[1]或[2]所述的层叠体,其中,
直线偏振光转换层为在面内方向具有吸收轴的起偏器,
将光吸收各向异性层的透射率中心轴正投影到光吸收各向异性层的层平面的方向与作为直线偏振光转换层的起偏器的吸收轴所成的角φ为85°~95°。
[11]根据[1]或[2]所述的层叠体,其中,
直线偏振光转换层为在波长550nm下测定的面内延迟值为6000nm以上的相位差层。
[12]根据[11]所述的层叠体,其中,
相位差层为PET膜。
[13]根据[1]至[12]中任一项所述的层叠体,其中,
在起偏器与光吸收各向异性层之间具有B板。
[14]一种防反射眩光(日文原文为:映り込み防止)系统,其具有[1]至[13]中任一项所述的层叠体。
[15]一种图像显示装置,其具有[1]至[13]中任一项所述的层叠体。
发明效果
根据本发明,能够提供一种层叠体、防反射眩光系统及图像显示装置,所述层叠体对于向周围(例如窗玻璃等)的反射眩光图像能够减小相对于原图像的色相变化,尤其抑制映入的图像向红色调方向的色相位移,抑制映入的图像变得显眼。
并且,本发明的层叠体作为在车载用显示器上层叠而使用的防反射眩光用层叠体而有用,能够防止驾驶员因映入到窗玻璃的图像而引起的错误,有助于车辆的安全驾驶。
附图说明
图1是表示本发明的带有防反射眩光系统的图像显示装置的实施方式的例子的示意剖视图。
图2是在偏振光显微镜的正交尼科耳条件下观察用作本发明的直线偏振光转换层的转换层无规取向液晶层时的显微镜图像。
图3是向窗玻璃的反射眩光图像的评价系统的示意图。
图4是作为本发明的实施方式的一部分的光吸收各向异性膜的示意剖视图。
图5是作为本发明的实施方式的一部分的直线偏振光转换膜的示意剖视图。
具体实施方式
以下,对本发明进行详细说明。
以下所记载的构成要件的说明是根据本发明的代表性实施方式而完成的,但本发明并不限定于这种实施方式。
另外,在本说明书中用“~”表示的数值范围是指将在“~”的前后记载的数值作为下限值以及上限值包含的范围。
并且,在本说明书中,平行及正交是指平行±5°的范围及正交±5°的范围,而不是严格意义上的平行及正交。
并且,在本说明书中,液晶性组合物、液晶性化合物包括通过固化等而不再显示液晶性的概念。
并且,在本说明书中,各成分也可以使用单独1种与各成分对应的物质,也可以并用2种以上。其中,在关于各成分并用2种以上的物质的情况下,关于该成分的含量除非另有说明,否则是指所并用的物质的合计含量。
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”的表述,“(甲基)丙烯酸基”为表示“丙烯酸基”或“甲基丙烯酸基”的表述,“(甲基)丙烯酰基”为表示“丙烯酰基”或“甲基丙烯酰基”的表述。
[取代基W]
在本说明书中使用的取代基W表示以下的基团。
作为取代基W,例如可举出卤原子、碳原子数1~20的烷基、碳原子数1~20的卤代烷基、碳原子数1~20的环烷基、碳原子数1~10的烷基羰基、碳原子数1~10的烷氧基羰基、碳原子数1~10的烷基羰氧基、碳原子数1~10的烷氨基、烷基氨基羰基、碳原子数1~20的烷氧基、碳原子数1~20的烯基、碳原子数1~20的炔基、碳原子数1~20的芳基、杂环基(也称为杂环基)、氰基、羟基、硝基、羧基、芳氧基、甲硅烷氧基、杂环氧基、酰氧基、氨基甲酰氧基、烷氧基羰氧基、芳氧基羰氧基、氨基(包括苯胺基)、铵基、酰氨基、氨基羰基氨基、烷氧羰基氨基、芳氧羰基氨基、氨磺酰氨基、烷基或芳基磺酰氨基、巯基、烷硫基、芳硫基、杂环硫基、氨磺酰基、磺基、烷基或芳基亚磺酰基、烷基或芳基磺酰基、酰基、芳氧基羰基、烷氧基羰基、氨基甲酰基、芳基或杂环偶氮基、酰亚胺基、膦基、氧膦基、氧膦基氧基、氧膦基氨基、膦酰基、甲硅烷基、肼基、脲基、硼酸基(-B(OH)2)、磷酸基(-OPO(OH)2)、硫酸基(-OSO3H)、其他公知的取代基等。
另外,关于取代基的详细内容,记载于日本特开2007-234651号公报的[0023]段中。
并且,取代基W也可以为由下述式(W1)表示的基团。
[化学式1]
*-LW-SPW-Q (W1)
式(W1)中,LW表示单键或2价的连接基,SPW表示2价的间隔基,Q表示后述的式(LC)中的Q1或Q2,*表示键合位置。
作为LW所表示的2价的连接基,可举出-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、碳原子数1~4的烷基、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。LW可以为组合2个以上这些基团而成的基团(以下,也省略为“L-C”)。
作为SPW所表示的2价的间隔基,可举出碳原子数1~50的直链、支链或环状的亚烷基或碳原子数1~20杂环基。
上述亚烷基、杂环基的碳原子可以被-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(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’及Z”独立地表示氢、碳原子数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-、组合2个以上这些基团而成的基团取代(以下,也省略为“SP-C”)。
上述亚烷基的氢原子及杂环基的氢原子可以被卤原子、氰基、-ZH、-OH、-OZH、-COOH、-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”、-SH、-SZH及-C(S)ZH、-C(O)SZH、-SC(O)ZH取代(以下,也省略为“SP-H”。)。在此,ZH、ZH’表示碳原子数1~10的烷基、卤代烷基、-L-CL(L表示单键或2价的连接基。2价的连接基的具体例与上述的LW及SPW相同。CL表示交联性基团,可举出由后述式(LC)中的Q1或Q2表示的基团,优选由后述式(P1)~(P30)表示的交联性基团)。
[层叠体]
本发明的层叠体具有在面内方向具有吸收轴的起偏器、含有液晶性化合物及二色性物质的光吸收各向异性层及直线偏振光转换层。
并且,本发明的层叠体中,光吸收各向异性层的透射率中心轴与光吸收各向异性层的层平面的法线所成的角度(以下,简称为“透射率中心轴方向(极角)”。)为0°以上且45°以下。
在此,透射率中心轴是指改变相对于光吸收各向异性层表面的法线方向的斜率角度(极角)和斜率方向(方位角)来测定透射率时表示最高的透射率的方向。
具体而言,使用AxoScan OPMF-1(Opto Science,Inc.制),实际测定波长550nm中的穆勒矩阵。更具体而言,测定时,最初寻找透射率中心轴倾斜的方位角,接着在包含沿着其方位角的光吸收各向异性层的法线方向的表面(包含透射率中心轴且与层表面正交的平面)内,以1°改变作为相对于光吸收各向异性层表面的法线方向的角度的极角直至-70~70°,实际测定波长550nm的穆勒矩阵,导出光吸收各向异性层的透射率。该结果,将透射率最高的方向作为透射率中心轴。
另外,透射率中心轴是指光吸收各向异性层中所含的二色性物质的吸收轴的方向(分子的长轴方向)。
〔直线偏振光转换层〕
本发明的层叠体所具有的直线偏振光转换层为设置于比后述的光吸收各向异性层更靠视觉辨认侧(称为在将本发明的层叠体用于图像显示装置时成为视觉辨认侧的位置。以下相同。)的层,是指将从光吸收各向异性层的视觉辨认侧的表面发出的直线偏振光成分的一部分或全部转换为自然光(随机偏振光)、圆偏振光、椭圆偏振光、振动方向不同的其他直线偏振光及强度低的直线偏振光等的层。
关于直线偏振光转换层与转换后的光的关系,若在直线偏振光转换层中使用消偏振层,则转换为自然光(随机偏振光),若在直线偏振光解消层中使用λ/4板(HWP),则转换为圆偏振光或椭圆偏振光,若在直线偏振光转换层中使用λ/2板(HWP),则转换为振动方向与原来不同的直线偏振光,若在直线偏振光转换层中使用起偏器,则转换为振动方向相同但光的强度不同的直线偏振光。
在此,“消偏振层”是指具有将直线偏振光的一部分或全部转换为自然光(随机偏振光)的功能的层。
并且,“λ/4板”是指面内相位差为波长的约1/4左右的相位差层,具体而言是指波长550nm下的面内相位差Re(550)为110nm~160nm的相位差层。
并且,“λ/2板”是指面内相位差为波长的约1/2左右的相位差层,具体而言是指波长550nm下的面内相位差Re(550)为220nm~320nm的相位差层。
在本发明中,在直线偏振光转换层中也能够使用具有相位差为数千nm以上的较大的数值的所谓超双折射膜。
作为这种超双折射膜,例如可举出在波长550nm下测定的面内延迟值为6000nm以上的相位差层(相位差膜),具体而言,可优选举出聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜。
并且,作为超双折射膜,也能够使用厚度为数十μm的聚酯膜,因此也能够在防反射眩光系统的内部作为支撑体而兼用。
在此,面内延迟的值是指使用AxoScan OPMF-1(Opto Science,Inc.制)并使用测定波长的光测定的值。
具体而言,通过用AxoScan OPMF-1输入平均折射率((Nx+Ny+Nz)/3)及膜厚(d(μm)),计算
慢轴方向(°)
Re(λ)=R0(λ)
Rth(λ)=((nx+ny)/2-nz)×d。
另外,R0(λ)显示为利用AxoScan OPMF-1计算的数值,但是指Re(λ)。
在本发明中,在直线偏振光转换层中也能够使用C板。
在此,C板具有正C板(positive C板)和负C板(negative C板)这两种,正C板满足下述式(C1)的关系,负C板满足下述式(C2)的关系。另外,正C板的Rth表示负值,负C板的Rth表示正值。
在作为直线偏振光转换层使用负C板或正C板的情况下,不会对从显示器向正面方向射出的光的偏振状态带来影响,使沿倾斜方向射出的光的偏振状态发生变化,能够仅使向位于倾斜方向的窗玻璃上的反射眩光图像的色相或亮度发生变化。
式(C1)nz>nx≈ny
式(C2)nz<nx≈ny
另外,上述“≈”是指,不仅包含两者完全相同的情况,还包含两者实质上相同的情况。“实质上相同”例如即使在(nx-ny)×d(其中,d为薄膜的厚度)为0~10nm、优选为0~5nm的情况下也包含于“nx≈ny”中。
并且,在本发明中,在直线偏振光转换层中也能够使用B板。
在作为直线偏振光转换层使用B板的情况下,也能够使相对于显示器位于特定方向的窗玻璃上的反射眩光图像的色相或亮度发生变化。
在此,B板是指折射率nx、ny、及nz为互不相同的值的双轴性光学部件。
此外,在本发明中,在直线偏振光转换层中能够使用含有液晶性化合物且具有源自液晶性化合物的光学轴的朝向沿着面内的至少一个方向连续旋转的同时发生变化的液晶取向图案的光学各向异性层。
在本发明中,从能够进一步抑制映入的图像在红色调方向上的色相位移的理由考虑,优选作为直线偏振光转换层使用在面内方向具有吸收轴的起偏器并且设置成将光吸收各向异性层的透射率中心轴正投影到光吸收各向异性层的层平面的方向与作为直线偏振光转换层的起偏器的吸收轴所成的角φ为85°~95°。
另外,作为直线偏振光转换层的起偏器,可举出与本发明的层叠体所具有的起偏器(后述)相同的起偏器
在直线偏振光转换层中利用具有双折射性的相位差层的情况下,能够考虑受到光吸收各向异性层、位于比光吸收各向异性层更靠反视觉辨认侧(是指在将本发明的层叠体用于图像显示装置时成为显示元件侧的位置。)的相位差层、取向膜、支撑体等的双折射性等的影响而从光吸收各向异性层表面射出的光的偏振状态及想要控制反射眩光的窗玻璃的方向或窗玻璃等的表面的光学性质,选择各种相位差层。
并且,直线偏振光转换层使用单个层以外,也可以组合使用多种。
此外,直线偏振光转换层可以通过涂布干燥、转印等设置新的层,也可以与支撑体、阻挡层、其他层兼用而使这些层具有直线偏振光转换层的功能。
<消偏振层>
作为直线偏振光转换层的一方式的消偏振层,只要消偏振层具有将直线偏振光的一部分或全部转换为自然光(随机偏振光)的能力则可以为任何方式,例如可优选举出无规取向的液晶层及含有微粒的层等,其中,从容易获得消偏振能力且避免源自层内的区域的白化而容易获得透明的层的观点考虑,优选无规取向的液晶层。
(无规取向的液晶层)
无规取向的液晶层(以下,也称为“无规取向液晶层”。)是指在向列相或近晶相等液晶状态下液晶性化合物的取向方向随机朝向各种方向的层。更优选作为向列相的无规取向的液晶层。
无规取向液晶层能够通过如下来制作:在未进行摩擦处理等取向处理的支撑体上设置具有光聚合性基团的液晶及具有光聚合引发剂的液晶层,根据需要对该层进行加温等而制成液晶状态(向列相、近晶相等),进行紫外线曝光使其取向状态固定化。图2中示出在正交尼科耳条件下偏振光显微镜观察通过该方法制作的无规取向的液晶层时的显微镜图像。
作为无规取向液晶层,例如可举出含有液晶性化合物及二色性物质且液晶性化合物无规取向的层。
只要为这种层,则能够在与形成后述的光吸收各向异性层的同时(即以连续的步骤)将光吸收各向异性层的空气界面附近形成为无规取向液晶层等。
(含有微粒的层)
含有微粒的层为通过在层内部产生一定程度的光散射而引起消偏振的层。
作为微粒,例如能够使用二氧化硅、氧化铝、锆、氧化锆等无机粒子或丙烯酸树脂、三聚氰胺树脂、聚酰胺树脂等有机微粒等。
微粒的大小能够使用直径为约0.1~3μm左右的各种尺寸。
并且,微粒的形状能够使用球形或棒状、纤维状等各种形状。并且,并用这些也能够调整消偏振的程度。
(其他)
作为直线偏振光转换层的一方式的消偏振层的另一例,可举出添加多种非相容性光学各向异性物质并且将它们进行相分离来制作的消偏振层。
〔光吸收各向异性层〕
本发明的层叠体所具有的光吸收各向异性层为含有液晶性化合物及二色性物质的光吸收各向异性层。
液晶性化合物能够使用低分子液晶、高分子液晶的各种化合物,但是为了在光吸收性各向异性层中使二色性物质获得良好的取向状态,优选至少含有一部分的高分子液晶。并且,通过使用高分子液晶,能够将光吸收各向异性层的空气侧界面与支撑体侧界面的液晶性化合物的倾斜角之差抑制地比较小,在获得良好的视角特征方面而言也优选。
控制光吸收各向异性层的透光方向优选为使在可见区域具有吸收的二色性物质在所期望的方向取向的方式,进一步优选为利用液晶性化合物的取向使二色性物质取向的方式。作为例子,可举出使至少一种二色性物质相对于膜法线方向垂直取向或倾斜取向的光吸收各向异性层。
在控制本发明中使用的光吸收各向异性层的取向方向时,也能够利用与光吸收各向异性层相邻的取向膜。对于以偶氮苯色素或聚乙烯肉桂酸酯等为代表例的光取向层,从相对于光取向层的法线方向成角度的倾斜方向照射紫外线,产生相对于光取向层的法线方向的带有倾斜的各向异性,使光吸收各向异性层在其上取向,由此也能够使光吸收各向异性层中的二色性物质取向。
并且,为了控制光吸收各向异性层的取向方向也能够将混合取向液晶性化合物的液晶层用作取向膜来代替光取向层。在本发明中,以下将其称为“倾斜液晶取向膜”。确定倾斜液晶取向膜的取向的方位角的方法并无特别限定,但是通过在该取向层的与光吸收各向异性层相反的一侧相邻地设置经摩擦处理而的聚乙烯醇层、经摩擦处理的聚酰亚胺层或光取向膜等,能够控制倾斜液晶取向膜的取向方向。
关于使二色性物质取向于所期望的方向的技术,能够参考利用二色性物质的起偏器的制作技术或客主液晶单元的制作技术等。
例如,能够将通过日本特开平11-305036公报或日本特开2002-90526号公报中所记载的二色性偏振光元件的制作方法;日本特开2002-99388号公报或日本特开2016-27387公报中所记载的客主型液晶显示装置的制作方法等利用的技术也利用于本发明中使用的光吸收各向异性层的制作中。
例如,利用宾主型液晶单元的技术,随着主体液晶的取向能够将二色性物质的分子进行如上述的所期望的取向。
具体而言,混合成为客体的二色性物质及成为主体液晶的棒状液晶性化合物,使主体液晶取向并且沿着其液晶分子的取向而使二色性物质的分子取向,固定其取向状态,由此能够制作本发明中使用的光吸收各向异性层。图4中示出具有通过液晶分子11的宾主效果垂直取向二色性物质(符号12:二色性染料D-1、符号13:二色性染料D-2、符号14:二色性染料D-3)的光吸收各向异性层的、光吸收各向异性膜(符号1:阻挡层、符号2:光吸收各向异性层、符号3:阻挡层兼PVA取向膜、符号4:TAC支撑体)的示意剖视图。
为了防止因本发明中使用的光吸收各向异性层的光吸收特性的使用环境而引起的变动,优选通过化学键合的形成来固定二色性物质的取向。例如,能够通过进行主体液晶、二色性物质或根据所期望添加的聚合性成分的聚合来固定取向。
并且,可以将在一对基板上具有至少包含二色性物质及主体液晶的液晶层的宾主型液晶单元其本身用作本发明中使用的光吸收各向异性层。主体液晶的取向(及与其伴随的二色性物质分子的取向)能够通过形成于基板内表面的取向膜来控制,只要不施加电场等外部刺激,就可维持其取向状态,能够将本发明中使用的光吸收各向异性层的光吸收特性维持为恒定。
本发明中使用的光吸收各向异性层中,从透射率中心轴倾斜30°的透射率(称为波长550nm下的透射率。以下相同。)优选为60%以下,更优选为50%以下,进一步优选为45%以下。由此,能够提高透射率中心与偏离透射率中心的方向的照度的对比度,并且能够充分缩小视角。
本发明中使用的光吸收各向异性层中,透射率中心轴的透射率优选为65%以上,更优选为75%以上,进一步优选为85%以上。由此,能够提高图像显示装置的视角中心的照度并且使可见性良好。
并且,在能够使正面方向的色调设为中性的方面而言,光吸收各向异性层的420nm下的取向度优选满足0.93以上。
在此,关于含有二色性物质的光吸收各向异性层的色调控制,通常通过调整光吸收各向异性层中所含的二色性物质的添加量来进行。但是,可知仅调整二色性物质的添加量无法将正面与倾斜方向的色调均设为中性状态。可知无法将正面与倾斜方向的色调设为中性状态的原因在于420nm的取向度低,通过将420nm的取向度设为高取向度,能够将正面与倾斜方向的色调设为中性。
并且,本发明中使用的光各向异性吸收层可以层叠透射率中心不同的多个光各向异性吸收层或层叠相位差层,以使满足从上述透射率中心轴倾斜30°的透射率及透射率中心轴的透射率。
通过层叠透射率中心轴的不同的多个光各向异性吸收层,能够调整透射率高的区域的宽度。
在本发明中,上述光吸收各向异性层优选为由含有液晶性化合物及二色性物质的光吸收各向异性层形成用组合物(以下,也称为“光吸收各向异性层形成用组合物”。)形成的光吸收各向异性层。
并且,光吸收各向异性层形成用组合物可以含有溶剂、聚合引发剂、聚合性化合物、表面改良剂及其他添加剂。
以下,对各成分进行说明。
<液晶性化合物>
光吸收各向异性层形成用组合物含有液晶性化合物。
液晶性化合物通常能够根据其形状分为棒状类型和圆盘状类型。
并且,液晶性化合物优选为在可见区域不显现二色性的液晶性化合物。
另外,以下的说明中,将“所形成的光吸收各向异性层的取向度变得更高”也称为“本发明的效果更优异”。
作为液晶性化合物,能够使用低分子液晶性化合物及高分子液晶性化合物中的任一种。
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。
并且,“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。
作为低分子液晶性化合物,例如可举出日本特开2013-228706号公报中所记载的液晶性化合物。
作为高分子液晶性化合物,例如可举出日本特开2011-237513号公报中所记载的热致液晶性高分子。并且,高分子液晶性化合物可以在末端具有交联性基团(例如,丙烯酰基及甲基丙烯酰基)。
从容易显现本发明的效果的理由考虑,液晶性化合物优选为棒状液晶性化合物,更优选为高分子液晶性化合物。
液晶性化合物可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
从本发明的效果更优异的方面考虑,液晶性化合物优选含有高分子液晶性化合物,尤其优选含有高分子液晶性化合物及低分子液晶性化合物这两种。
液晶性化合物优选含有由式(LC)表示的液晶性化合物或其聚合物。由式(LC)表示的液晶性化合物或其聚合物为显示液晶性的化合物。液晶性可以为向列相也可以为近晶相,也可以为向列相与近晶相这两种,优选至少显示向列相。作为近晶相,可以为高阶近晶相。在此所指的高阶近晶相为近晶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、近晶L相,其中,优选为近晶B相、近晶F相、近晶I相。若液晶性化合物所显示的近晶液晶相为这些高阶近晶液晶相,则优选能够制作取向有序度更高的光学各向异性层。并且,如此由取向有序度高的高阶近晶液晶相制作的光学各向异性层为在X射线衍射测定中获得源自称为六方相或晶相的高阶结构的布拉格尖峰的层。上述布拉格尖峰为源自分子取向的面周期结构的峰,根据本发明的光吸收各向异性层形成用组合物,能够获得周期间隔为的光学各向异性层。
[化学式2]
Q1-S1-MG-S2-Q2 (LC)
式(LC)中,Q1及Q2分别独立地表示氢原子、卤原子、碳原子数1~20的直链、支链或环状的烷基、碳原子数1~20的烷氧基、碳原子数1~20的烯基、碳原子数1~20的炔基、碳原子数1~20的芳基、杂环基(也称为heterocyclic group)、氰基、羟基、硝基、羧基、芳氧基、甲硅烷氧基、杂环氧基、酰氧基、氨甲酰氧基、烷氧基羰基氧基、芳氧基羰基氧基、氨基(包含苯胺基)、铵基、酰氨基、氨基羰基氨基、烷氧基羰基氨基、芳氧基羰基氨基、氨磺酰基氨基、烷基或芳基磺酰基氨基、巯基烷硫基、芳硫基、杂环硫基、氨磺酰基、磺基、烷基或芳基亚磺酰基、烷基或芳基磺酰基、酰基、芳氧基羰基、烷氧基羰基、氨甲酰基、芳基或杂环偶氮基、酰亚胺基、膦基、氧膦基、氧膦基氧基、氧膦基氨基、膦酰基、甲硅烷基、肼基、脲基、硼酸基(-B(OH)2)、磷酸基(-OPO(OH)2)、硫酸基(-OSO3H)或由下述式(P1)~(P-30)表示的交联性基团,Q1及Q2中的至少一个优选为由下述式表示的交联性基团。
[化学式3]
式(P-1)~(P-30)中,RP表示氢原子、卤原子、碳原子数1~10的直链、支链或环状的亚烷基、碳原子数1~20的卤代烷基、碳原子数1~20的烷氧基、碳原子数1~20的烯基、碳原子数1~20的炔基、碳原子数1~20的芳基、杂环基(也称为heterocyclic group)、氰基、羟基、硝基、羧基、芳氧基、甲硅烷氧基、杂环氧基、酰氧基、氨甲酰氧基、烷氧基羰基氧基、芳氧基羰基氧基、氨基(包含苯胺基)、铵基、酰氨基、氨基羰基氨基、烷氧基羰基氨基、芳氧基羰基氨基、氨磺酰基氨基、烷基或芳基磺酰基氨基、巯基、烷硫基、芳硫基、杂环硫基、氨磺酰基、磺基、烷基或芳基亚磺酰基、烷基或芳基磺酰基、酰基、芳氧基羰基、烷氧基羰基、氨甲酰基、芳基或杂环偶氮基、酰亚胺基、膦基、氧膦基、氧膦基氧基、氧膦基氨基、膦酰基、甲硅烷基、肼基、脲基、硼酸基(-B(OH)2)、磷酸基(-OPO(OH)2)或硫酸基(-OSO3H),多个RP分别可以相同也可以不同。
作为交联性基团的优选方式,可举出自由基聚合性基团或阳离子聚合性基团。作为自由基聚合性基团,优选上述式(P-1)表示的乙烯基、由上述式(P-2)表示的丁二烯基、由上述式(P-4)表示的(甲基)丙烯酸基、由上述式(P-5)表示的(甲基)丙烯酰胺基、由上述式(P-6)表示的乙酸乙烯酯基、由上述式(P-7)表示的富马酸酯基、由上述式(P-8)表示的苯乙烯基、由上述式(P-9)表示的乙烯基吡咯烷酮基、由上述式(P-11)表示的马来酸酐或由上述式(P-12)表示的马来酰亚胺基。作为阳离子聚合性基团,优选由上述式(P-18)表示的乙烯基醚基、由上述式(P-19)表示的环氧基或由上述式(P-20)表示的氧杂环丁基。
式(LC)中,S1及S2分别独立地表示2价的间隔基,S1及S2的优选方式可举出与上述式(W1)中的SPW相同的结构,因此省略其说明。
式(LC)中,MG表示后述的介晶基团。MG所表示的介晶基团是指表示有助于形成液晶的液晶分子的主要骨架的基团。液晶分子显示结晶态与各向同性液态的中间状态(中间相)的液晶性。关于介晶基团,并无特别限制,例如能够参考“Flussige Kristalle inTabellen 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3章的记载。MG所表示的介晶基团优选包含2~10个环状结构,更优选包含3~7个。作为环状结构的具体例,可举出芳香族烃基、杂环基及脂环式基团等。
作为MG所表示的介晶基团,从液晶性的表现、液晶相变温度的调整、原料获取性及合成适性等观点以及本发明的效果更优异的观点考虑,优选由下述式(MG-A)或下述式(MG-B)表示的基团,更优选由式(MG-B)表示的基团。
[化学式4]
式(MG-A)中,A1为选自包括芳香族烃基、杂环基及脂环式基团的组中的2价的基团。这些基团可以被后述的取代基W等取代基取代。由A1表示的2价的基团优选为4~15元环。并且,由A1表示的2价的基团可以为单环,也可以为稠环。
*表示与S1或S2的键合位置。
作为A1所表示的2价的芳香族烃基,可举出亚苯基、亚萘基、芴-二基、蒽-二基及并四苯-二基等,从介晶骨架的设计的多样性或原材料的获取性等观点考虑,优选亚苯基、亚萘基。
作为A1所表示的2价的杂环基,可以为芳香族或非芳香族中的任一种,但从取向度进一步提高的观点考虑,优选为2价的芳香族杂环基。作为构成2价的芳香族杂环基的除碳以外的原子,可举出氮原子、硫原子及氧原子。在芳香族杂环基具有多个除碳以外的构成环的原子的情况下,它们可以相同也可以不同。作为2价的芳香族杂环基的具体例,例如可举出亚吡啶基(吡啶-二基)、哒嗪-二基、咪唑-二基、亚噻吩(噻吩-二基)、亚喹啉基(喹啉-二基)、亚异喹啉基(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、下述结构(II-1)~(II-4)等。
[化学式5]
式(II-1)~(II-4)中,D1表示-S-、-O-或NR11-,R11表示氢原子或碳原子数1~6的烷基,Y1表示碳原子数6~12的芳香族烃基或碳原子数3~12的芳香族杂环基,Z1、Z2及Z3分别独立地表示氢原子或碳原子数1~20的脂肪族烃基、碳原子数3~20的脂环式烃基、1价的碳原子数6~20的芳香族烃基、卤原子、氰基、硝基、-NR12R13或-SR12,Z1及Z2可以彼此键合而形成芳香环或芳香族杂环,R12及R13分别独立地表示氢原子或碳原子数1~6的烷基,J1及J2分别独立地表示选自包括-O-、-NR21-(R21表示氢原子或取代基。)、-S-及C(O)-的组中的基团,E表示氢原子或取代基可以键合的第14~16族的非金属原子,Jx表示具有选自包括芳香族烃环及芳香族杂环的组中的至少1个芳香环的碳原子数2~30的有机基团,Jy表示氢原子、可以具有取代基的碳原子数1~6的烷基或具有选自包括芳香族烃环及芳香族杂环的组中的至少1个芳香环的碳原子数2~30的有机基团,Jx及Jy所具有的芳香环可以具有取代基,Jx与Jy可以键合而形成环,D2表示氢原子或可以具有取代基的碳原子数1~6的烷基。
式(II-2)中,在Y1为碳原子数6~12的芳香族烃基的情况下,可以为单环也可以为多环。在Y1为碳原子数3~12的芳香族杂环基的情况下,可以为单环也可以为多环。式(II-2)中,在J1及J2表示-NR21-的情况下,作为R21的取代基,例如能够参考日本特开2008-107767号公报的0035~0045段的记载,该内容被编入本申请说明书中。式(II-2)中,在E为取代基可以键合的第14~16族的非金属原子的情况下,优选=O、=S、=NR’、=C(R’)R’。R’表示取代基,作为取代基例如能够参考日本特开2008-107767号公报的[0035]~[0045]段的记载,优选-NZA1ZA2(ZA1及ZA2分别独立地表示氢原子、烷基或芳基。)。
作为A1所表示的2价的脂环式基的具体例,可举出亚环戊基及亚环己基等,碳原子可以被-O-、-Si(CH3)2-、-N(Z)-(Z表示氢、碳原子数1~4的烷基、环烷基、芳基、氰基或卤原子。)、-C(O)-、-S-、-C(S)-、-S(O)-及-SO2-、组合2个以上这些基团而成的基团取代。
式(MG-A)中,a1表示2~10的整数。多个A1可以相同也可以不同。
式(MG-B)中,A2及A3分别独立地为选自包括芳香族烃基、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(MG-A)的A1相同,因此省略其说明。式(MG-B)中,a2表示1~10的整数,多个A2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更优选为2以上。式(MG-B)中,LA1为单键或2价的连接基。但是,在a2为1的情况下,LA1为2价的连接基,在a2为2以上的情况下,多个LA1中的至少1个为2价的连接基。式(MG-B)中,作为LA1所表示的2价的连接基,与LW相同,因此省略对其说明。
作为MG的具体例,例如可举出以下结构,以下结构中,芳香族烃基、杂环基及脂环式基上的氢原子可以被上述的取代基W取代。
[化学式6]
[化学式7]
[化学式8]
(低分子液晶性化合物)
在由式(LC)表示的液晶性化合物为低分子液晶性化合物的情况下,作为介晶基团MG的环状结构的优选方式,可举出亚环己基、亚环戊基、亚苯基、亚萘基、芴-二基、吡啶-二基、哒嗪-二基、噻吩-二基、噁唑-二基、噻唑-二基、噻吩并噻吩-二基等,环状结构的个数优选2~10个,进一步优选3~7个。
作为介晶结构的取代基W的优选方式,可举出卤原子、卤代烷基、氰基、羟基、硝基、羧基、碳原子数1~10的烷氧基、碳原子数1~10的烷基羰基、碳原子数1~10的烷氧基羰基、碳原子数1~10的烷基羰氧基、氨基、碳原子数1~10的烷氨基、烷基氨基羰基、上述式(W1)的LW为单键且SPW为2价的间隔基且Q为由上述(P1)~(P30)表示的交联性基团的基团等,作为交联性基团,优选乙烯基、丁二烯基、(甲基)丙烯酰基、(甲基)丙烯酰胺基、乙酸乙烯酯基、富马酸酯基、苯乙烯基、乙烯基吡咯烷酮基、马来酸酐、马来酰亚胺基、乙烯基醚基、环氧基、氧杂环丁基。
作为2价的间隔基S1及S2的优选方式,与上述SPW相同,因此省略其说明。在使用显示近晶性的低分子液晶性化合物的情况下,间隔基的碳原子数(将用“SP-C”取代该碳时为其原子数)优选碳原子数6以上,进一步优选8以上。
在由式(LC)表示的液晶性化合物为低分子液晶性化合物时,可以并用多个低分子液晶性化合物,优选并用2~6种,进一步优选并用2~4种。通过并用低分子液晶性化合物,能够提高溶解性或调整光吸收各向异性层形成用组合物的相变温度。
作为低分子液晶性化合物的具体例,可举出由以下式(LC-1)~(LC-77)表示的化合物,但是低分子液晶性化合物并不限定于这些。
[化学式9]
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[化学式10]
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(高分子液晶性化合物)
高分子液晶性化合物优选为包含后述的重复单元的均聚物或共聚物,可以为无规聚合物、封端聚合物、接枝聚合物、星形聚合物等任一聚合物。
(重复单元(1))
高分子液晶性化合物优选包含由式(1)表示的重复单元(以下,也称为“重复单元(1)”。)。
[化学式11]
式(1)中,PC1表示重复单元的主链,L1表示单键或2价的连接基,SP1表示间隔基,MG1表示上述式(LC)中的介晶基团MG,T1表示末端基。
作为PC1所表示的重复单元的主链,例如可举出由式(P1-A)~(P1-D)表示的基团,其中,从成为原料的单体的多样性及容易处理的观点考虑,优选由下述式(P1-A)表示的基团。
[化学式12]
式(P1-A)~(P1-D)中,“*”表示与式(1)中的L1的键合位置。式(P1-A)~(P1-D)中,R11、R12、R13、R14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1~5。由式(P1-A)表示的基团优选为通过(甲基)丙烯酸酯的聚合而获得的聚(甲基)丙烯酸酯的部分结构的一单元。由式(P1-B)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。由式(P1-C)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。由式(P1-D)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获得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,可举出具有由式SiR14(OR15)2-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。
L1所表示的2价的连接基为与上述式(W1)中的LW相同的2价的连接基,作为优选方式,可举出-C(O)O-、-OC(O)-、-O-、-S-、-C(O)NR16-、-NR16C(O)-、-S(O)2-及-NR16R17-等。式中,R16及R17分别独立地表示氢原子、可以具有取代基(例如,上述取代基W)的碳原子数1~6的烷基。在2价的连接基的具体例中,左侧的连接键与PC1键合,右侧的连接键与SP1键合。在PC1为由式(P1-A)表示的基团的情况下,L1优选由-C(O)O-或-C(O)NR16-表示的基团。在PC1为由式(P1-B)~(P1-D)表示的基团的情况下,L1优选单键。
SP1所表示的间隔基表示与上述式(LC)中的S1及S2相同的基团,从取向度的观点考虑,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1种结构的基团或碳原子数2~20的直链或支链的亚烷基。其中,上述亚烷基可以包含-O-、-S-、-O-CO-、-CO-O-、-O-CO-O-、-O-CNR-(R表示碳原子数1~10的烷基。)或-S(O)2-。从容易显现液晶性或原材料的获取性等理由考虑,SP1所表示的间隔基更优选为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1种结构的基团。在此,SP1所表示的氧乙烯结构优选为由*-(CH2-CH2O)n1-*表示的基团。式中,n1表示1~20的整数,*表示与L1或MG1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2~6的整数,最优选为2~4。
并且,SP1所表示的氧丙烯结构优选由*-(CH(CH3)-CH2O)n2-*表示的基团。式中,n2表示1~3的整数,*表示与L1或MG1的键合位置。并且,SP1所表示的聚硅氧烷结构优选由*-(Si(CH3)2-O)n3-*表示的基团。式中,n3表示6~10的整数,*表示与L1或MG1的键合位置。并且,SP1所表示的氟化亚烷基结构优选由*-(CF2-CF2)n4-*表示的基团。式中,n4表示6~10的整数,*表示与L1或MG1的键合位置。
作为T1所表示的末端基,可举出氢原子、卤原子、氰基、硝基、羟基、-SH、羧基、硼酸基、-SO3H、-PO3H2、-NR11R12(R11及R12分别独立地表示氢原子或取代或未取代的碳原子数1~10的烷基、环烷基或芳基)、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、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的氨甲酰基、碳原子数1~10的亚磺酰基及碳原子数1~10的脲基、含有交联性基团的基团等。
作为上述含有交联性基团的基团,例如可举出上述-L-CL。L表示单键或连接基。连接基的具体例与上述LW及SPW相同。CL表示交联性基团,可举出由上述Q1或Q2表示的基团,优选由上述式(P1)~(P30)表示的基团。并且,T1也可以为组合2个以上这些基团而成的基团。
从本发明的效果更优异的理由考虑,T1优选碳原子数1~10的烷氧基,更优选碳原子数1~5的烷氧基,进一步优选甲氧基。这些末端基可以进一步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取代。
从本发明的效果更优异的理由考虑,T1的主链的原子数优选1~20,更优选1~15,进一步优选1~10,尤其优选1~7。通过T1的主链的原子数为20以下,光学各向异性层的取向度进一步提高。在此,T1中的“主链”是指与M1键合的最长的分子链,氢原子不计入T1的主链的原子数。例如,在T1为正丁基的情况下,主链的原子数为4,T1为仲丁基时的主链的原子数为3。
重复单元(1)的含量相对于高分子液晶性化合物所具有的总重复单元(100质量%)优选40~100质量%,更优选50~95质量%。若重复单元(1)的含量为40质量%以上,则可获得良好的取向性更优异的光学各向异性层。并且,若重复单元(1)的含量为100质量%以下,则可获得良好的取向性更优异的光学各向异性层。在高分子液晶性化合物中可以单独包含1种重复单元(1),也可以包含2种以上。在包含2种以上的重复单元(1)的情况下,上述重复单元(1)的含量是指重复单元(1)的合计含量。
(logP值)
式(1)中,PC1、L1及SP1的logP值(以下,也称为“logP1”。)与MG1的logP值(以下,也称为“logP2”。)之差(|logP1-logP2|)优选为4以上,从光学各向异性层的取向度进一步提高的观点考虑,优选4.25以上,更优选4.5以上。并且,从调整液晶相变温度及合成适性的观点考虑,上述差的上限值优选15以下,更优选12以下,进一步优选10以下。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OECDGuidelines for the Testing of Chemicals,Sections 1,Test No.117的方法等实验地求出。在本发明中只要没有特别指定,则采用在HSPiP(Ve r.4.1.07)中输入化合物的结构式来计算的值作为logP值。
如上所述,上述logP1是指PC1、L1及SP1的logP值。“PC1、L1及SP1的logP值”是指将PC1、L1及SP1设为一体的结构的logP值,并不是将PC1、L1及SP1的各自的logP值合计而获得的值,具体而言,logP1通过将式(1)中的PC1~SP1的一连串的结构式输入到上述软件中来进行计算。但是,在计算logP1的情况下,在PC1~SP1的一连串的结构式中,关于由PC1表示的基团的部分,可以使用由PC1表示的基团其本身的结构(例如,上述式(P1-A)~式(P1-D)等),也可以使用在使为了获得由式(1)表示的重复单元而使用的单体聚合之后可能成为PC1的基团的结构。在此,后者(可能成为PC1的基团)的具体例如下。在PC1通过(甲基)丙烯酸酯的聚合而获得的情况下为由CH2=C(R1)-表示的基团(R1表示氢原子或甲基。)。并且,在PC1通过乙二醇的聚合而获得的情况下为乙二醇,在PC1为通过丙二醇的聚合而获得的情况下为丙二醇。并且,在PC1通过硅烷醇的缩聚而获得的情况下为硅烷醇(式Si(R2)3(OH)表示的化合物。多个R2分别独立地表示氢原子或烷基。但是,多个R2中的至少1个表示烷基。)。
logP1只要与上述logP2之差为4以上,则可以低于logP2,也可以高于logP2。在此,一般的介晶基团的logP值(上述logP2)趋于在4~6的范围内。此时,在logP1低于logP2的情况下,logP1的值优选1以下,更优选0以下。另一方面,在logP1高于logP2的情况下,logP1的值优选8以上,更优选9以上。在上述式(1)中的PC1通过(甲基)丙烯酸酯的聚合而获得且logP1低于logP2的情况下,上述式(1)中的SP1的logP值优选0.7以下,更优选0.5以下。另一方面,在上述式(1)中的PC1通过(甲基)丙烯酸酯的聚合而获得且logP1高于logP2的情况下,上述式(1)中的SP1的logP值优选3.7以上,更优选4.2以上。另外,作为logP值为1以下的结构,例如可举出氧乙烯结构及氧丙烯结构等。作为logP值为6以上的结构,可举出聚硅氧烷结构及氟化亚烷基结构等。
(重复单元(21)及(22))
从提高取向度的观点考虑,高分子液晶性化合物优选在末端上包含具有供电子性和/或电子抽吸性的重复单元。更具体而言,更优选包含具有介晶基团和存在于其末端的σp值大于0的吸电子基团的重复单元(21)和具有介晶基团和存在于其末端的σp值为0以下的基团的重复单元(22)。如此,在高分子液晶性化合物包含重复单元(21)和重复单元(22)的情况下,与仅包含上述重复单元(21)或上述重复单元(22)中的任一个的情况相比,使用其形成的光学各向异性层的取向度提高。其理由的详细内容虽然不明确,但大致推断如下。即,推测通过在重复单元(21)和重复单元(22)中产生的相反方向的偶极矩在分子间相互作用,介晶基团向短轴方向的相互作用变强,液晶的取向朝向变得更均匀,其结果,认为液晶的秩序度变高。由此,二色性物质的取向性也变得良好,因此推测所形成的光学各向异性层的取向度变高。另外,上述重复单元(21)及(22)也可以为由上述式(1)表示的重复单元。
重复单元(21)具有介晶基团和存在于上述介晶基团的末端的σp值大于0的吸电子基团。上述吸电子基团为位于介晶基团的末端,且σp值大于0的基团。作为吸电子基团(σp值大于0的基团),可举出后述的式(LCP-21)中的由EWG表示的基团,其具体例也相同。上述吸电子基团的σp值大于0,从光学各向异性层的取向度变得更高的方面考虑,优选0.3以上,更优选0.4以上。从取向的均匀性优异的方面考虑,上述吸电子基团的σp值的上限值优选1.2以下,更优选1.0以下。
σp值是指哈米特取代基常数σp值(也简称为“σp值”),其以数值表示取代苯甲酸的酸解离平衡常数下的取代基的效果,是表示取代基的吸电子性及供电子性的强度的参数。本说明书中的哈米特取代基常数σp值是指取代基位于苯甲酸的对位时的取代基常数σ。本说明书中的各基的哈米特取代基常数σp值采用文献“Hansch et al.,Chemical Reviews,1991,Vol,91,No.2,165-195”中所记载的值。另外,关于上述文献中未示出哈米特取代基常数σp值的基团,能够使用软件“ACD/ChemSketch(ACD/Labs 8.00ReleaseProduct Version:8.08)”根据苯甲酸的pKa和在对位具有取代基的苯甲酸衍生物的pKa之差来计算哈米特取代基常数σp值。
重复单元(21)只要在侧链中具有介晶基团和存在于上述介晶基团的末端的σp值大于0的吸电子基团,则并无特别限定,但从光学各向异性层的取向度变得更高的方面考虑,优选为由下述式(LCP-21)表示的重复单元。
[化学式13]
式(LCP-21)中,PC21表示重复单元的主链,更具体而言,表示与上述式(1)中的PC1相同的结构,L21表示单键或2价的连接基,更具体而言,表示与上述式(1)中的L1相同的结构,SP21A及SP21B分别独立地表示单键或间隔基,间隔基的具体例表示与上述式(1)中的SP1相同的结构,MG21表示介晶结构,更具体而言,表示上述式(LC)中的介晶基团MG,EWG表示σp值大于0的吸电子基团。
SP21A及SP21B所表示的间隔基表示与上述式S1及S2相同的基团,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1种结构的基团或碳原子数2~20的直链或支链的亚烷基。其中,上述亚烷基可以包含-O-、-O-CO-、-CO-O-或-O-CO-O-。从容易显现液晶性或原材料的获取性等的理由考虑,SP1所表示的间隔基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1种结构。
SP21B优选单键或碳原子数2~20的直链或支链的亚烷基。其中,上述亚烷基可以包含-O-、-O-CO-、-CO-O-或-O-CO-O-。其中,从光学各向异性层的取向度变得更高的方面考虑,SP21B所表示的间隔基优选单键。换言之,重复单元21优选具有作为式(LCP-21)中的吸电子基团的EWG直接连接于作为式(LCP-21)中的介晶基团的MG21的结构。如此,推测若吸电子基团直接连接于介晶基团,则在高分子液晶性化合物中由适度的偶极矩产生的分子间相互作用更有效地起作用,由此液晶的取向朝向变得更均匀,其结果,认为液晶的秩序度变高,取向度变得更高。
EWG表示σp值大于0的吸电子基团。作为σp值大于0的吸电子基团,可举出酯基(具体而言,由*-C(O)O-RE表示的基团)、(甲基)丙烯酰基、(甲基)丙烯酰氧基、羧基、氰基、硝基、磺基、-S(O)(O)-ORE、-S(O)(O)-RE、-O-S(O)(O)-RE、酰基(具体而言,由*-C(O)RE表示的基团)、酰氧基(具体而言,由*-OC(O)RE表示的基团)、异氰酸酯基(-N=C(O))、*-C(O)N(RF)2、卤原子以及被这些基团取代的烷基(碳原子数优选1~20。)。上述各基团中,*表示与SP21B的键合位置。RE表示碳原子数1~20(优选碳原子数1~4,更优选碳原子数1~2)的烷基。RF分别独立地表示氢原子或碳原子数1~20(优选碳原子数1~4,更优选碳原子数1~2)的烷基。在上述基团之中,从进一步发挥本发明的效果的方面考虑,EWG优选由*-C(O)O-RE表示的基团、(甲基)丙烯酰氧基或氰基、硝基。
从维持光学各向异性层的高取向度并且能够使高分子液晶性化合物及二色性物质均匀地取向的方面考虑,重复单元(21)的含量相对于高分子液晶性化合物所具有的总重复单元(100质量%),优选60质量%以下,更优选50质量%以下,进一步优选45质量%以下。从进一步发挥本发明的效果的方面考虑,重复单元(21)的含量的下限值相对于高分子液晶性化合物所具有的总重复单元(100质量%)优选1质量%以上,更优选3质量%以上。
在本发明中,高分子液晶性化合物中所含的各重复单元的含量根据用于获得各重复单元的各单体的装入量(质量)来进行计算。在高分子液晶性化合物中可以单独包含1种重复单元(21),也可以包含2种以上。若高分子液晶性化合物包含2种以上的重复单元(21),则具有高分子液晶性化合物对溶剂的溶解性提高及容易调整液晶相变温度等优点。在包含2种以上的重复单元(21)的情况下,优选其合计量在上述范围内。
在包含2种以上的重复单元(21)的情况下,可以并用在EWG中不包含交联性基团的重复单元(21)和在EWG中包含聚合性基团的重复单元(21)。由此,光学各向异性层的固化性进一步提高。另外,作为交联性基团,优选乙烯基、丁二烯基、(甲基)丙烯酸基、(甲基)丙烯酰胺基、乙酸乙烯酯基、富马酸酯基、苯乙烯基、乙烯基吡咯烷酮基、马来酸酐、马来酰亚胺基、乙烯基醚基、环氧基、氧杂环丁基。在该情况下,从光学各向异性层的固化性与取向度的平衡的方面考虑,在EWG中包含聚合性基团的重复单元(21)的含量相对于高分子液晶性化合物所具有的总重复单元(100质量%)优选为1~30质量%。
以下,示出重复单元(21)的一例,但重复单元(21)并不限定于以下重复单元。
[化学式14]
关于重复单元(21)及重复单元(22),本发明人等对组成(含有比例)以及末端基的供电子性及吸电子性进行了深入研究,其结果发现了,在重复单元(21)的吸电子基团的吸电子性强的情况下(即,σp值大时),若降低重复单元(21)的含有比例,则光学各向异性层的取向度变得更高,在重复单元(21)的吸电子基团的吸电子性弱的情况下(即,σp值接近0时),若提高重复单元(21)的含有比例,则光学各向异性层的取向度变得更高。
其理由的详细内容虽然不明确,但大致推断如下。即,推测通过在高分子液晶性化合物中由适度的偶极矩产生的分子间相互作用起作用,液晶的取向朝向变得更均匀,其结果,认为液晶的秩序度变高,光学各向异性层的取向度变得更高。具体而言,重复单元(21)中的上述吸电子基团(式(LCP-21)中,EWG)的σp值与高分子液晶性化合物中的重复单元(21)的含有比例(质量基准)之积优选0.020~0.150,更优选0.050~0.130,尤其优选0.055~0.125。若上述积在上述范围内,则光学各向异性层的取向度变得更高。
重复单元(22)具有介晶基团和存在于上述介晶基团的末端的σp值为0以下的基团。通过高分子液晶性化合物具有重复单元(22),能够使高分子液晶性化合物及二色性物质均匀地取向。介晶基团是表示有助于形成液晶的液晶分子的主要骨架的基团,详细内容如后述的式(LCP-22)中的MG中说明,其具体例也相同。上述基团为位于介晶基团的末端,且σp值为0以下的基团。作为上述基团(σp值为0以下的基团),可举出σp值为0的氢原子及σp值小于0的后述的式(LCP-22)中的由T22表示的基团(给电子基团)。在上述基团之中,σp值小于0的基团(给电子基团)的具体例与后述的式(LCP-22)中的T22相同。上述基团的σp值为0以下,从取向的均匀性更优异的方面考虑,优选小于0,更优选-0.1以下,尤其优选-0.2以下。上述基团的σp值的下限值优选-0.9以上,更优选-0.7以上。
重复单元(22)只要在侧链中具有介晶基团和存在于上述介晶基团的末端的σp值为0以下的基团,则不受特别限定,但从液晶的取向的均匀性变得更高的方面考虑,优选为不对应于由上述式(LCP-21)表示的重复单元且由下述式(PCP-22)表示的重复单元。
[化学式15]
式(LCP-22)中,PC22表示重复单元的主链,更具体而言,表示与上述式(1)中的PC1相同的结构,L22表示单键或2价的连接基,更具体而言,表示与上述式(1)中的L1相同的结构,SP22表示间隔基,更具体而言,表示与上述式(1)中的SP1相同的结构,MG22表示介晶结构,更具体而言,表示与上述式(LC)中的介晶基团MG相同的结构,T22表示哈米特取代基常数σp值小于0的给电子基团。
T22表示σp值小于0的给电子基团。作为σp值小于0的给电子基团,可举出羟基、碳原子数1~10的烷基、碳原子数1~10的烷氧基及碳原子数1~10的烷基氨基等。通过T22的主链的原子数为20以下,光学各向异性层的取向度进一步提高。在此,T22中的“主链”是指与MG22键合的最长的分子链,氢原子不计入T22的主链的原子数。例如,在T22为正丁基的情况下,主链的原子数为4,T22为仲丁基时的主链的原子数为3。
以下,示出重复单元(22)的一例,但重复单元(22)并不限定于以下重复单元。
[化学式16]
重复单元(21)和重复单元(22)优选结构的一部分相同。推测重复单元彼此的结构越相似,液晶越均匀地排列。由此,光学各向异性层的取向度变得更高。具体而言,从光学各向异性层的取向度变得更高的方面考虑,优选满足式(LCP-21)的SP21A和式(LCP-22)的SP22为相同结构、式(LCP-21)的MG21和式(LCP-22)的MG22为相同结构及式(LCP-21)的L21和式(LCP-22)的L22为相同结构中的至少1个,更优选满足2个以上,尤其优选满足全部。
从取向的均匀性优异的方面考虑,重复单元(22)的含量相对于高分子液晶性化合物所具有的总重复单元(100质量%),优选50质量%以上,更优选55质量%以上,尤其优选60质量%以上。从提高取向度的方面考虑,重复单元(22)的含量的上限值相对于高分子液晶性化合物所具有的总重复单元(100质量%)优选99质量%以下,更优选97质量%以下。在高分子液晶性化合物中可以单独包含1种重复单元(22),也可以包含2种以上。若高分子液晶性化合物包含2种以上的重复单元(22),则具有高分子液晶性化合物对溶剂的溶解性提高及容易调整液晶相变温度等优点。在包含2种以上的重复单元(22)的情况下,优选其合计量在上述范围内。
(重复单元(3))
从提高针对通用溶剂的溶解性的观点考虑,高分子液晶性化合物能够包含不含有介晶的重复单元(3)。尤其,为了抑制取向度的下降并且提高溶解性,作为该不含有介晶的重复单元(3),优选为分子量280以下的重复单元。如此,作为通过包含不含有介晶的分子量280以下的重复单元来抑制取向度的下降并且提高溶解性的理由,推断如下。即,认为通过高分子液晶性化合物在其分子链中包含不具有介晶的重复单元(3),溶剂容易进入高分子液晶性化合物中,因此溶解性提高,但非介晶性的重复单元(3)会使取向度下降。然而,推断为通过上述重复单元的分子量小,上述包含介晶基团的重复单元(1)、重复单元(21)或重复单元(22)的取向不易紊乱,可抑制取向度的下降。
上述重复单元(3)优选为分子量280以下的重复单元。重复单元(3)的分子量并不是指为了获得重复单元(3)而使用的单体的分子量,而是指通过单体的聚合而被编入高分子液晶性化合物中的状态下的重复单元(3)的分子量。重复单元(3)的分子量为280以下,优选180以下,更优选100以下。重复单元(3)的分子量的下限值通常为40以上,更优选50以上。若重复单元(3)的分子量为280以下,则可获得高分子液晶性化合物的溶解性优异并且高取向度的光学各向异性层。另一方面,若重复单元(3)的分子量超过280,则导致上述重复单元(1)、重复单元(21)或重复单元(22)部分的液晶取向紊乱,有时取向度降低。并且,由于溶剂难以进入高分子液晶性化合物中,因此有时高分子液晶性化合物的溶解性下降。
作为重复单元(3)的具体例,可举出不包含交联性基团(例如,烯属不饱和基团)的重复单元(以下,也称为“重复单元(3-1)”。)及包含交联性基团的重复单元(以下,也称为“重复单元(3-2)”。)。
·重复单元(3-1)
作为重复单元(3-1)的聚合中使用的单体的具体例,可举出丙烯酸[72.1]、α-烷基丙烯酸类(例如,甲基丙烯酸[86.1]、衣康酸[130.1])、由它们衍生的酯类及酰胺类(例如,N-异丙基丙烯酰胺[113.2]、N-正丁基丙烯酰胺[127.2]、N-叔丁基丙烯酰胺[127.2]、N,N-二甲基丙烯酰胺[99.1]、N-甲基甲基丙烯酰胺[99.1]、丙烯酰胺[71.1]、甲基丙烯酰胺[85.1]、二丙酮丙烯酰胺[169.2]、丙烯酰吗啉[141.2]、N-羟甲基丙烯酰胺[101.1]、N-羟甲基甲基丙烯酰胺[115.1]、丙烯酸甲酯[86.0]、丙烯酸乙酯[100.1]、丙烯酸羟基乙酯[116.1]、丙烯酸正丙酯[114.1]、丙烯酸异丙酯[114.2]、丙烯酸2-羟基丙酯[130.1]、丙烯酸2-甲基-2-硝基丙酯[173.2]、丙烯酸正丁酯[128.2]、丙烯酸异丁酯[128.2]、丙烯酸叔丁酯[128.2]、丙烯酸叔戊酯[142.2]、丙烯酸2-甲氧基乙酯[130.1]、丙烯酸2-乙氧基乙酯[144.2]、丙烯酸2-乙氧基乙氧基乙酯[188.2]、丙烯酸2,2,2-三氟乙酯[154.1]、丙烯酸2,2-二甲基丁酯[156.2]、丙烯酸3-甲氧基丁酯[158.2]、丙烯酸乙基卡必醇酯[188.2]、丙烯酸苯氧基乙酯[192.2]、丙烯酸正戊酯[142.2]、丙烯酸正己酯[156.2]、丙烯酸环己酯[154.2]、丙烯酸环戊酯[140.2]、丙烯酸苄酯[162.2]、丙烯酸正辛酯[184.3]、丙烯酸2-乙基己酯[184.3]、丙烯酸4-甲基-2-丙基戊酯[198.3]、甲基丙烯酸甲酯[100.1]、甲基丙烯酸2,2,2-三氟乙酯[168.1]、甲基丙烯酸羟基乙酯[130.1]、甲基丙烯酸2-羟基丙酯[144.2]、甲基丙烯酸正丁酯[142.2]、甲基丙烯酸异丁酯[142.2]、甲基丙烯酸仲丁酯[142.2]、甲基丙烯酸辛酯[198.3]、甲基丙烯酸2-乙基己酯[198.3]、甲基丙烯酸2-甲氧基乙酯[144.2]、甲基丙烯酸2-乙氧基乙酯[158.2]、甲基丙烯酸苄酯[176.2]、甲基丙烯酸2-降冰片基甲酯[194.3]、甲基丙烯酸5-降冰片烯-2-基甲酯[194.3]、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯[157.2])、乙烯酯类(例如,乙酸乙烯酯[86.1])、由马来酸或富马酸衍生的酯类(例如,马来酸二甲酯[144.1]、富马酸二乙酯[172.2])、马来酰亚胺类(例如,N-苯基马来酰亚胺[173.2])、马来酸[116.1]、富马酸[116.1]、对苯乙烯磺酸[184.1]、丙烯腈[53.1]、甲基丙烯腈[67.1]、二烯类(例如,丁二烯[54.1]、环戊二烯[66.1]、异戊二烯[68.1])、芳香族乙烯基化合物(例如,苯乙烯[104.2]、对氯苯乙烯[138.6]、叔丁基苯乙烯[160.3]、α-甲基苯乙烯[118.2])、N-乙烯基吡咯烷酮[111.1]、N-乙烯基噁唑烷酮[113.1]、N-乙烯基琥珀酰亚胺[125.1]、N-乙烯基甲酰胺[71.1]、N-乙烯基-N-甲基甲酰胺[85.1]、N-乙烯基乙酰胺[85.1]、N-乙烯基-N-甲基乙酰胺[99.1]、1-乙烯基咪唑[94.1]、4-乙烯基吡啶[105.2]、乙烯基磺酸[108.1]、乙烯基磺酸钠[130.2]、烯丙基磺酸钠[144.1]、甲代烯丙基磺酸钠[158.2]、偏二氯乙烯[96.9]、乙烯基烷基醚类(例如,甲基乙烯基醚[58.1])、乙烯[28.0]、丙烯[42.1]、1-丁烯[56.1]以及异丁烯[56.1]。另外,[]内的数值是指单体的分子量。上述单体可以单独使用1种,也可以并用2种以上。在上述单体之中,优选丙烯酸、α-烷基丙烯酸类、由它们衍生的酯类及酰胺类、丙烯腈、甲基丙烯腈以及芳香族乙烯基化合物。作为上述以外的单体,例如能够使用ResearchDisclosure No.1955(1980年、7月)中所记载的化合物。
以下,示出重复单元(3-1)的具体例及其分子量,但本发明并不限定于这些具体例。
[化学式17]
·重复单元(3-2)
在重复单元(3-2)中,作为交联性基团的具体例,可举出由上述P1~P30表示的基团,更优选乙烯基、丁二烯基、(甲基)丙烯酸基、(甲基)丙烯酰胺基、乙酸乙烯酯基、富马酸酯基、苯乙烯基、乙烯基吡咯烷酮基、马来酸酐、马来酰亚胺基、乙烯基醚基、环氧基、氧杂环丁基。从容易聚合的方面考虑,重复单元(3-2)优选为由下述式(3)表示的重复单元。
[化学式18]
上述式(3)中,PC32表示重复单元的主链,更具体而言,表示与上述式(1)中的PC1相同的结构,L32表示单键或2价的连接基,更具体而言,表示与上述式(1)中的L1相同的结构,P32表示由上述式(P1)~(P30)表示的交联性基团。
以下,示出重复单元(3-2)的具体例及其重均分子量(Mw),但本发明并不限定于这些具体例。
[化学式19]
重复单元(3)的含量相对于高分子液晶性化合物所具有的总重复单元(100质量%)小于14质量%,优选7质量%以下,更优选5质量%以下。重复单元(3)的含量的下限值相对于高分子液晶性化合物所具有的总重复单元(100质量%)优选2质量%以上,更优选3质量%以上。若重复单元(3)的含量小于14质量%,则光学各向异性层的取向度进一步提高。若重复单元(3)的含量为2质量%以上,则高分子液晶性化合物的溶解性进一步提高。在高分子液晶性化合物中可以单独包含1种重复单元(3),也可以包含2种以上。在包含2种以上的重复单元(3)的情况下,优选其合计量在上述范围内。
(重复单元(4))
从提高密合性或面状均匀性的方面考虑,高分子液晶性化合物能够包含具有分子链长的柔软结构(后述的式(4)的SP4)的重复单元(4)。关于其理由,推断如下。即,通过包含这种分子链长的柔软结构,容易产生构成高分子液晶性化合物的分子链彼此的缠绕,光学各向异性层的内聚破坏(具体而言,光学各向异性层本身被破坏)获得抑制。其结果,推测光学各向异性层与基底层(例如,基材或取向膜)的密合性提高。并且,认为面状均匀性的下降是由于二色性物质与高分子液晶性化合物的相容性低而产生。即,认为若二色性物质与高分子液晶性化合物的相容性不充分,则会产生以析出的二色性物质为核的面状不良(取向缺陷)。对此,推测通过高分子液晶性化合物包含分子链长的柔软结构,二色性物质的析出获得抑制而获得了面状均匀性优异的光学各向异性层。在此,面状均匀性优异是指包含高分子液晶性化合物的光吸收各向异性层形成用组合物在基底层(例如,基材或取向膜)上被排斥而产生的取向缺陷少。
上述重复单元(4)为由下述式(4)表示的重复单元。
[化学式20]
上述式(4)中,PC4表示重复单元的主链,更具体而言,表示与上述式(1)中的PC1相同的结构,L4表示单键或2价的连接基,更具体而言,表示与上述式(1)中的L1相同的结构(优选单键),SP4表示主链的原子数为10以上的亚烷基,T4表示末端基,更具体而言,表示与上述式(1)中的T1相同的结构。
PC4的具体例及优选方式与式(1)的PC1相同,因此省略其说明。
从进一步发挥本发明的效果的方面考虑,作为L4,优选单键。
式(4)中,SP4表示主链的原子数为10以上的亚烷基。其中,构成SP4所表示的亚烷基的1个以上的-CH2-可以被上述“SP-C”取代,尤其优选被选自包括-O-、-S-、-N(R21)-、-C(=O)-、-C(=S)-、-C(R22)=C(R23)-、亚炔基、-Si(R24)(R25)-、-N=N-、-C(R26)=N-N=C(R27)-、-C(R28)=N-及-S(=O)2-的组中的至少1种基团取代。其中,R21~R28分别独立地表示氢原子、卤原子、氰基、硝基或碳原子数1~10的直链或支链的烷基。并且,构成SP4所表示的亚烷基的1个以上的-CH2-中所含的氢原子可以被上述“SP-H”取代。
SP4的主链的原子数为10以上,从可获得密合性及面状均匀性中的至少一个更优异的光学各向异性层的方面考虑,优选15以上,更优选19以上。并且,从可获得取向度更优异的光学各向异性层的方面考虑,SP2的主链的原子数的上限优选70以下,更优选60以下,尤其优选50以下。在此,SP4中的“主链”是指用于直接连接L4与T4所需要的部分结构,“主链的原子数”是指构成上述部分结构的原子的个数。换言之,SP4中的“主链”为连接L4与T4的原子数成为最短的部分结构。例如,SP4为3,7-二甲基癸基时的主链的原子数为10,SP4为4,6-二甲基十二烷基时的主链的原子数为12。并且,下述式(4-1)中,由点线四边形表示的框内相当于SP4,SP4的主链的原子数(相当于由点线圆形包围的原子的合计数)为11。
[化学式21]
SP4所表示的亚烷基可以为直链状,也可以为支链状。从可获得取向度更优异的光学各向异性层的方面考虑,SP4所表示的亚烷基的碳原子数优选8~80,优选15~80,更优选25~70,尤其优选25~60。
从可获得密合性及面状均匀性更优异的光学各向异性层的方面考虑,构成SP4所表示的亚烷基的1个以上的-CH2-优选被上述“SP-C”取代。并且,在具有多个构成SP4所表示的亚烷基的-CH2-的情况下,从可获得密合性及面状均匀性更优异的光学各向异性层的方面考虑,更优选仅有多个-CH2-的一部分被上述“SP-C”取代。
“SP-C”中,优选选自包括-O-、-S-、-N(R21)-、-C(=O)-、-C(=S)-、-C(R22)=C(R23)-、亚炔基、-Si(R24)(R25)-、-N=N-、-C(R26)=N-N=C(R27)-、-C(R28)=N-及-S(=O)2-的组中的至少1种基团,从可获得密合性及面状均匀性更优异的光学各向异性层的方面考虑,进一步优选选自包括-O-、-N(R21)-、-C(=O)-及-S(=O)2-的组中的至少1种基团,尤其优选选自包括-O-、-N(R21)-及C(=O)-的组中的至少1种基团。
尤其,SP4优选为包含选自包括构成亚烷基的1个以上的-CH2-被-O-取代的氧化烯结构、构成亚烷基的1个以上的-CH2-CH2-被-O-及-C(=O)-取代的酯结构以及构成亚烷基的1个以上的-CH2-CH2-CH2-被-O-、-C(=O)-及-NH-取代的氨基甲酸酯键的组中的至少1个的基团。
构成SP4所表示的亚烷基的1个以上的-CH2-中所含的氢原子可以被所述的“SP-H”取代。在该情况下,-CH2-中所含的氢原子的1个以上被“SP-H”取代即可。即,可以是仅有-CH2-中所含的氢原子中的1个被“SP-H”取代,也可以是-CH2-中所含的氢原子全部(2个)被“SP-H”取代。
“SP-H”中,优选为选自包括卤原子、氰基、硝基、羟基、碳原子数1~10的直链状的烷基及碳原子数1~10的支链状的烷基、碳原子数1~10卤代烷基的组中的至少1种基团,进一步优选为选自包括羟基、碳原子数1~10的直链状的烷基及碳原子数1~10的支链状的烷基的组中的至少1种基团。
如上所述,T4表示与T1相同的末端基,优选氢原子、甲基、羟基、羧基、磺酸基、磷酸基、硼酸基、氨基、氰基、硝基、可以具有取代基的苯基或-L-CL(L表示单键或2价的连接基。2价的连接基的具体例与上述LW及SPW相同。CL表示交联性基团,可举出由上述Q1或Q2表示的基团,优选由式(P1)~(P30)表示的交联性基团。),作为上述CL,优选乙烯基、丁二烯基、(甲基)丙烯酰基、(甲基)丙烯酰胺基、乙酸乙烯酯基、富马酸酯基、苯乙烯基、乙烯基吡咯烷酮基、马来酸酐、马来酰亚胺基、乙烯基醚基、环氧基或氧杂环丁基。
环氧基可以为环氧环烷基,从本发明的效果更优异的方面考虑,环氧环烷基中的环烷基部分的碳原子数优选3~15,更优选5~12,尤其优选6(即,环氧环烷基为环氧环己基的情况)。
作为氧杂环丁基的取代基,可举出碳原子数1~10的烷基,从本发明的效果更优异的方面考虑,优选碳1~5的烷基。作为氧杂环丁基的取代基的烷基可以为直链状,也可以为支链状,从本发明的效果更优异的方面考虑,优选为直链状。
作为苯基的取代基,可举出硼酸基、磺酸基、乙烯基及氨基,从本发明的效果更优异的方面考虑,优选硼酸基。
作为重复单元(4)的具体例,例如可举出以下结构,但是本发明并不限定于这些。另外,在下述具体例中,n1表示2以上的整数,n2表示1以上的整数。
[化学式22]
重复单元(4)的含量相对于高分子液晶性化合物所具有的总重复单元(100质量%)优选2~20质量%,更优选3~18质量%。若重复单元(4)的含量为2质量%以上,则可获得密合性更优异的光学各向异性层。并且,若重复单元(4)的含量为20质量%以下,则可获得面状均匀性更优异的光学各向异性层。在高分子液晶性化合物中可以单独包含1种重复单元(4),也可以包含2种以上。在包含2种以上的重复单元(4)的情况下,上述重复单元(4)的含量是指重复单元(4)的合计含量。
(重复单元(5))
从面状均匀性的观点考虑,高分子液晶性化合物能够包含使多官能单体聚合而被导入的重复单元(5)。尤其,为了抑制取向度的下降并且提高面状均匀性,优选包含10质量%以下的使该多官能单体聚合而被导入的重复单元(5)。如此,作为通过包含10质量%以下的重复单元(5)来抑制取向度的下降并且提高面状均匀性的理由,推断如下。重复单元(5)为使多官能单体聚合而被导入到高分子液晶性化合物中的单元。因此,认为在高分子液晶性化合物中包含由重复单元(5)形成了三维交联结构的高分子量体。在此,由于重复单元(5)的含量为少量,因此认为包含重复单元(5)的高分子量体的含有率少。
如此,推测通过存在少量的形成了三维交联结构的高分子量体,光吸收各向异性层形成用组合物的排斥得到抑制而获得了面状均匀性优异的光学各向异性层。并且,由于高分子量体的含量为少量,因此推测能够维持抑制取向度的下降的效果。
上述使多官能单体聚合而被导入的重复单元(5)优选为由下述式(5)表示的重复单元。
[化学式23]
式(5)中,PC5A及PC5B表示重复单元的主链,更具体而言,表示与上述式(1)中的PC1相同的结构,L5A及L5B表示单键或2价的连接基,更具体而言,表示与上述式(1)中的L1相同的结构,SP5A及SP5B表示间隔基,更具体而言,表示与上述式(1)中的SP1相同的结构,MG5A及MG5B表示介晶结构,更具体而言,表示与上述式(LC)中的介晶基团MG相同的结构,a及b表示0或1的整数。
PC5A及PC5B可以为相同的基团,也可以为互不相同的基团,但从光学各向异性层的取向度进一步提高的方面考虑,优选为相同的基团。L5A及L5B可以均为单键,也可以为相同的基团,还可以为互不相同的基团,但从光学各向异性层的取向度进一步提高的方面考虑,均优选为单键或相同的基团,更优选为相同的基团。SP5A及SP5B可以均为单键,也可以为相同的基团,还可以为互不相同的基团,但从光学各向异性层的取向度进一步提高的方面考虑,均优选为单键或相同的基团,更优选为相同的基团。在此,式(5)中的相同的基团是指无论各基团的键合朝向如何,化学结构均相同,例如SP5A为*-CH2-CH2-O-**(*表示与L5A的键合位置,**表示与MG5A的键合位置。)且SP5B为*-O-CH2-CH2-**(*表示与MG5B的键合位置,**表示与L5B的键合位置。)的情况也是相同的基团。
a及b分别独立地为0或1的整数,从光学各向异性层的取向度进一步提高的方面考虑,优选为1。a及b可以相同也可以不同,但从光学各向异性层的取向度进一步提高的方面考虑,均优选为1。从光学各向异性层的取向度进一步提高的方面考虑,a及b的合计优选为1或2(即,由式(5)表示的重复单元具有介晶基团),更优选为2。
从光学各向异性层的取向度进一步提高的方面考虑,由-(MG5A)a-(MG5B)b-表示的部分结构优选具有环状结构。在该情况下,从光学各向异性层的取向度进一步提高的方面考虑,由-(MG5A2)a-(MG5B)b-表示的部分结构中的环状结构的个数优选2个以上,更优选2~8个,进一步优选2~6个,尤其优选2~4个。从光学各向异性层的取向度进一步提高的方面考虑,MG5A及MG5B所表示的介晶基团分别独立地优选包含1个以上的环状结构,优选包含2~4个,更优选包含2~3个,尤其优选包含2个。作为环状结构的具体例,可举出芳香族烃基、杂环基及脂环式基团,其中,优选芳香族烃基及脂环式基。MG5A及MG5B可以为相同的基团,也可以为互不相同的基团,但从光学各向异性层的取向度进一步提高的方面考虑,优选为相同的基团。
作为MG5A及MG5B所表示的介晶基团,从显现液晶性、调整液晶相变温度、原料获取性及合成适性的观点考虑以及本发明的效果更优异的观点考虑,优选为上述式(LC)中的介晶基团MG。
尤其,重复单元(5)优选PC5A和PC5B为相同的基团,L5A和L5B均为单键或相同的基团,SP5A和SP5B均为单键或相同的基团,MG5A和MG5B为相同的基团。由此,光学各向异性层的取向度进一步提高。
重复单元(5)的含量相对于高分子液晶性化合物所具有的所有重复单元的含量(100质量%),优选10质量%以下,更优选0.001~5质量%,进一步优选0.05~3质量%。在高分子液晶性化合物中可以单独包含1种重复单元(5),也可以包含2种以上。在包含2种以上的重复单元(5)的情况下,优选其合计量在上述范围内。
(星型聚合物)
高分子液晶性化合物可以为星型聚合物。本发明中的星型聚合物是指具有3个以上的以核为起点延伸的聚合物链的聚合物,具体而言,由下述式(6)表示。作为高分子液晶性化合物而由式(6)表示的星型聚合物为高溶解性(针对溶剂的溶解性优异),并且能够形成取向度高的光学各向异性层。
[化学式24]
式(6)中,nA表示3以上的整数,优选4以上的整数。nA的上限值并不限定于此,但通常为12以下,优选6以下。多个PI分别独立地表示包含由上述式(1)、(21)、(22)、(3)、(4)、(5)表示的重复单元中的任一个的聚合物链。其中,多个PI中的至少1个表示包含上述式(1)表示的重复单元的聚合物链。A表示成为星型聚合物的核的原子团。作为A的具体例,可举出日本特开2011-074280号公报的[0052]~[0058]段、日本特开2012-189847号公报的[0017]~[0021]段、日本特开2013-031986号公报的[0012]~[0024]段、日本特开2014-104631号公报的[0118]~[0142]段等中所记载的从多官能硫醇化合物的硫醇基去除了氢原子的结构。在该情况下,A和PI通过硫醚键键合。
成为A的来源的上述多官能硫醇化合物的硫醇基的数量优选3个以上,更优选4以上。多官能硫醇化合物的硫醇基的数量的上限值通常为12以下,优选6以下。以下,示出多官能硫醇化合物的具体例。
[化学式25]
从提高取向度的观点考虑,高分子液晶性化合物可以为热致性液晶且结晶性高分子。
(热致性液晶)
热致性液晶是指通过温度变化显示向液晶相的转变的液晶。特定化合物为热致性液晶,可以显示向列相及近晶相中的任一种,但是从光学各向异性层的取向度变得更高并且雾度变得更难以观察(雾度变得更良好)的理由考虑,优选至少显示向列相。从光学各向异性层的取向度变得更高并且雾度变得更难以观察的观点考虑,显示向列相的温度范围优选为室温(23℃)~450℃,从处理或制造适性的方面考虑,更优选为40℃~400℃。
(结晶性高分子)
结晶性高分子是指通过温度变化显示向结晶层的转变的高分子。结晶性高分子除了向结晶层的转变以外,还可以显示玻璃转变。从光学各向异性层的取向度变得更高并且雾度变得更难以观察的方面考虑,结晶性高分子优选为加热时具有从晶相向液晶相的转变(中途可以具有玻璃转变)高分子液晶性化合物或通过加热成为液晶状态之后使温度下降时具有向晶相的转变(中途可以具有玻璃转变)的高分子液晶性化合物。
另外,以如下方式评价高分子液晶性化合物有无结晶性。以相互正交的方式配置光学显微镜(NIKON Co.,Ltd.制的ECLIPSE E600 POL)的两片光学各向异性层,并在两片光学各向异性层之间固定样品台。然后,将少量的高分子液晶性化合物放置于载玻片上,并在置于样品台上的热载台上固定载玻片。一边观察样品的状态,一边将热载台的温度提高至高分子液晶性化合物显示液晶性的温度而使高分子液晶性化合物成为液晶态。在高分子液晶性化合物成为液晶态之后,一边逐渐降低热载台的温度一边观察液晶相变的行为,并记录液晶相变的温度。另外,在高分子液晶性化合物显示多个液晶相(例如,向列相和近晶相)的情况下,还记录所有的其转变温度。
接着,将高分子液晶性化合物的样品约5mg放入铝盘中,盖上盖,并固定于差示扫描量热计(DSC)中(使用空铝盘作为参考)。加热至上述中所测定的高分子液晶性化合物显示液晶相的温度,然后温度保持了1分钟。然后,一边以10℃/分钟的速度降温,一边进行热量测定。从所获得的热量光谱确认发热峰。其结果,在除液晶相变的温度以外的温度下观测到发热峰的情况下,该发热峰为由结晶化产生的峰,可以说高分子液晶性化合物具有结晶性。另一方面,在除液晶相变的温度以外的温度下未观测到发热峰的情况下,可以说高分子液晶性化合物不具有结晶性。
获得结晶性高分子的方法并无特别限制,作为具体例,优选使用包含上述重复单元(1)的高分子液晶性化合物的方法,其中,更优选使用包含上述重复单元(1)的高分子液晶性化合物中的优选的方式的方法。
·晶体化温度
从光学各向异性层的取向度变得更高并且雾度变得更难以观察的方面考虑,高分子液晶性化合物的晶体化温度优选为-50℃以上且小于150℃,其中,更优选为120℃以下,进一步优选为-20℃以上且小于120℃,其中,尤其优选为95℃以下。从降低雾度的观点考虑,上述高分子液晶性化合物的晶体化温度优选为小于150℃。另外,晶体化温度为基于上述的DSC中的晶体化的发热峰的温度。
(分子量)
从本发明的效果更优异的方面考虑,高分子液晶性化合物的重均分子量(Mw)优选1000~500000,更优选2000~300000。若高分子液晶性化合物的Mw在上述范围内,则容易处理高分子液晶性化合物。
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10000以上,更优选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)优选小于10000,优选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
·柱:将3根TOSOH TSKgelSuperAWM-H(6mm×15cm)连接使用
·柱温度:25℃
·试样浓度:0.1质量%
·流速:0.35ml/分钟
·校准曲线:使用由TOSOH制的TSK标准聚苯乙烯Mw=2800000~1050(Mw/Mn=1.03~1.06)的7个样品获得的校准曲线
高分子液晶性化合物的液晶性可以显示向列性及近晶性中的任一种,但优选至少显示向列性。显示向列相的温度范围优选为0℃~450℃,从处理或制造适性的观点考虑,优选为30℃~400℃。
液晶性化合物的含量相对于光吸收各向异性层形成用组合物中的二色性物质的含量100质量份优选25~2000质量份,更优选100~1300质量份,进一步优选200~900质量份。通过液晶性化合物的含量在上述范围内,起偏器的取向度进一步提高。液晶性化合物可以包含单独1种,也可以包含2种以上。在液晶性化合物包含2种以上的情况下,上述液晶性化合物的含量是指液晶性化合物的合计含量。
<二色性物质>
光吸收各向异性层形成用组合物还含有二色性物质。
在本发明中,二色性物质是指吸光度根据方向而不同的色素。二色性物质可以显示液晶性,也可以不显示液晶性。
二色性物质并无特别限定,可举出可见光吸收物质(二色性色素、二色性偶氮化合物)、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、非线性光学物质、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)。
优选使用的二色性物质为有机二色性色素化合物,尤其,更优选二色性偶氮色素化合物。二色性偶氮色素化合物并不受特别限定,能够使用以往公知的二色性偶氮色素,但优选使用后述的化合物。
在本发明中,二色性偶氮色素化合物是指吸光度根据方向而不同的色素。二色性偶氮色素化合物可以显示出液晶性,也可以不显示液晶性。在二色性偶氮色素化合物显示液晶性的情况下,可以显示向列性或近晶性中的任一种。显示液晶相的温度范围优选室温(约20℃~28℃)~300℃,从处理性及制造适性的观点考虑,更优选为50℃~200℃。
在本发明中,从调整色调的观点考虑,光吸收各向异性层优选至少具有在波长560~700nm的范围内具有极大吸收波长的至少1种色素化合物(以下,也简称为“第1二色性偶氮色素化合物”。)和在波长455nm以上且小于560nm的范围内具有极大吸收波长的至少1种色素化合物(以下,也简称为“第2二色性偶氮色素化合物”。),具体而言,更优选至少具有后述的由式(1)表示的二色性偶氮色素化合物和后述的由式(2)表示的二色性偶氮色素化合物。
在本发明中,也可以并用3种以上的二色性偶氮色素化合物,例如,从使光吸收各向异性层接近黑色的观点考虑,优选并用第1二色性偶氮色素化合物、第2二色性偶氮色素化合物及在波长380nm以上且小于455nm的范围内具有极大吸收波长的至少1种色素化合物(以下,也简称为“第3二色性偶氮色素化合物”。)。
在本发明中,从抗压性变得更良好的观点考虑,优选二色性偶氮色素化合物具有交联性基团。作为交联性基团,具体而言,例如可举出(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。
(第1二色性偶氮色素化合物)
第1二色性偶氮色素化合物优选为具有作为核的发色团(chromophore)和键合于发色团的末端的侧链的化合物。作为发色团的具体例,可举出芳香族环基(例如,芳香族烃基、芳香族杂环基)、偶氮基等,优选具有芳香族环基及偶氮基这两个的结构,更优选具有芳香族杂环基(优选噻吩并噻唑基)和2个偶氮基的双偶氮结构。作为侧链,并无特别限定,可举出由后述式(1)的L3、R2或L4表示的基团。
第1二色性偶氮色素化合物为在波长560nm以上且700nm以下的范围内具有最大吸收波长的二色性偶氮色素化合物,从调整起偏器的色调的观点考虑,优选为在波长560~650nm的范围内具有最大吸收波长的二色性偶氮色素化合物,更优选为在波长560~640nm的范围内具有最大吸收波长的二色性偶氮色素化合物。本说明书中的二色性偶氮色素化合物的最大吸收波长(nm)是根据使用将二色性偶氮色素化合物溶解于良溶剂中而成的溶液并由利用分光光度计测定的波长380~800nm的范围内的紫外可见光光谱来求出。
在本发明中,从所形成的光吸收各向异性层的取向度进一步提高的理由考虑,第1二色性偶氮色素化合物优选为由下述式(1)表示的化合物。
[化学式26]
式(1)中,Ar1及Ar2分别独立地表示可以具有取代基的亚苯基或可以具有取代基的亚萘基,优选亚苯基。
式(1)中,R1表示氢原子、碳原子数1~20的可以具有取代基的直链或支链状的烷基、烷氧基、烷硫基、烷基磺酰基、烷基羰基、烷氧基羰基、酰氧基、烷基碳酸酯基、烷基氨基、酰氨基、烷基羰基氨基、烷氧基羰基氨基、烷基磺酰基氨基、烷基氨磺酰基、烷基氨甲酰基、烷基亚磺酰基、烷基脲基、烷基磷酸酰胺基、烷基亚氨基或烷基甲硅烷基。构成上述烷基的-CH2-可以被-O-、-CO-、-C(O)-O-、-O-C(O)-、-Si(CH3)2-O-Si(CH3)2-、-N(R1’)-、-N(R1’)-CO-、-CO-N(R1’)-、-N(R1’)-C(O)-O-、-O-C(O)-N(R1’)-、-N(R1’)-C(O)-N(R1’)-、-CH=CH-、-C≡C-、-N=N-、-C(R1’)=CH-C(O)-或-O-C(O)-O-取代。在R1为除氢原子以外的基团的情况下,各基团所具有的氢原子可以被卤原子、硝基、氰基、-N(R1’)2、氨基、-C(R1’)=C(R1’)-NO2、-C(R1’)=C(R1’)-CN或-C(R1’)=C(CN)2取代。R1’表示氢原子或碳原子数1~6的直链或支链状的烷基。在各基团中存在多个R1’的情况下,可以相互相同也可以不同。
式(1)中,R2及R3分别独立地表示氢原子、碳原子数1~20的可以具有取代基的直链或支链状的烷基、烷氧基、酰基、烷氧基羰基、烷基酰胺基、烷基磺酰基、芳基、芳基羰基、芳基磺酰基、芳氧基羰基或芳基酰胺基。构成上述烷基的-CH2-可以被-O-、-S-、-C(O)-、-C(O)-O-、-O-C(O)-、-C(O)-S-、-S-C(O)-、-Si(CH3)2-O-Si(CH3)2-、-NR2’-、-NR2’-CO-、-CO-NR 2’-、-NR2’-C(O)-O-、-O-C(O)-NR2’-、-NR2’-C(O)-NR2’-、-CH=CH-、-C≡C-、-N=N-、-C(R2’)=CH-C(O)-或-O-C(O)-O-取代。在R2及R3为除氢原子以外的基团的情况下,各基团所具有的氢原子可以被卤原子、硝基、氰基、-OH基、-N(R2’)2、氨基、-C(R2’)=C(R2’)-NO2、-C(R2’)=C(R2’)-CN或-C(R2’)=C(CN)2取代。R2’表示氢原子或碳原子数1~6的直链或支链状的烷基。在各基团中存在多个R2’的情况下,可以相互相同也可以不同。R2及R3可以相互键合而形成环,R2或R3也可以与Ar2键合而形成环。
从耐光性的观点考虑,R1优选为吸电子基团,R2及R3优选为供电子性低的基团。关于这种基团的具体例,作为R1,可举出烷基磺酰基、烷基羰基、烷氧基羰基、酰氧基、烷基磺酰基氨基、烷基氨磺酰基、烷基亚磺酰基及烷基脲基等,作为R2及R3,可举出下述结构的基团等。另外,下述结构的基团在上述式(1)中以包含R2及R3所键合的氮原子的形态表示。
[化学式27]
以下示出第1二色性偶氮色素化合物的具体例,但并不限定于此。
[化学式28]
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(第2二色性偶氮色素化合物)
第2二色性偶氮色素化合物为与第1二色性偶氮色素化合物不同的化合物,具体而言,其化学结构不同。第2二色性偶氮色素化合物优选为具有作为二色性偶氮色素化合物的核的发色团和键合于发色团的末端的侧链的化合物。作为发色团的具体例,可举出芳香族环基(例如,芳香族烃基、芳香族杂环基)、偶氮基等,优选具有芳香族烃基及偶氮基这两个的结构,更优选具有芳香族烃基和2或3个偶氮基的双偶氮或三偶氮结构。作为侧链,并无特别限定,可举出由后述的式(2)的R4、R5或R6表示的基团。
第2二色性偶氮色素化合物为在波长455nm以上且小于560nm的范围内具有最大吸收波长的二色性偶氮色素化合物,从调整起偏器的色调的观点考虑,优选为在波长455~555nm的范围内具有最大吸收波长的二色性偶氮色素化合物,更优选为在波长455~550nm的范围内具有最大吸收波长的二色性偶氮色素化合物。尤其,若使用最大吸收波长为560~700nm的第1二色性偶氮色素化合物和最大吸收波长为455nm以上且小于560nm的第2二色性偶氮色素化合物,则更容易调整起偏器的色调。
从起偏器的取向度进一步提高的方面考虑,第2二色性偶氮色素化合物优选为式(2)所表示的化合物。
[化学式29]
式(2)中,n表示1或2。式(2)中,Ar3、Ar4及Ar5分别独立地表示可以具有取代基的亚苯基、可以具有取代基的亚萘基或可以具有取代基的杂环基。作为杂环基,可以为芳香族或非芳香族中的任一种。作为构成芳香族杂环基的碳以外的原子,可举出氮原子、硫原子及氧原子。在芳香族杂环基具有多个除碳以外的构成环的原子的情况下,它们可以相同也可以不同。作为芳香族杂环基的具体例,例如可举出亚吡啶基(吡啶-二基)、哒嗪-二基、咪唑-二基、亚噻吩(噻吩-二基)、亚喹啉基(喹啉-二基)、亚异喹啉基(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。
式(2)中,R4的定义与式(1)中的R1相同。式(2)中,R5及R6的定义分别与式(1)中的R2及R3相同。
从耐光性的观点考虑,R4优选为吸电子基团,R5及R6优选为供电子性低的基团。在这种基团中,R4为吸电子基团时的具体例与R1为吸电子基团时的具体例相同,R5及R6为供电子性低的基团时的具体例与R2及R3为供电子性低的基团时的具体例相同。
以下示出第2二色性偶氮色素化合物的具体例,但并不限定于此。
[化学式30]
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(logP值之差)
logP值为表现化学结构的亲水性及疏水性的性质的指标。第1二色性偶氮色素化合物的侧链的logP值与第2二色性偶氮色素化合物的侧链的logP值之差的绝对值(以下,也称为“logP差”。)优选2.30以下,更优选2.0以下,进一步优选1.5以下,尤其优选1.0以下。若logP差为2.30以下,则第1二色性偶氮色素化合物与第2二色性偶氮色素化合物的亲和性提高而更容易形成排列结构,因此光吸收各向异性层的取向度进一步提高。
另外,在第1二色性偶氮色素化合物或第2二色性偶氮色素化合物的侧链存在多个的情况下,优选至少1个logP差满足上述值。在此,第1二色性偶氮色素化合物及第2二色性偶氮色素化合物的侧链是指键合于上述发色团的末端的基团。例如,在第1二色性偶氮色素化合物为由式(1)表示的化合物的情况下,式(1)中的R1、R2及R3为侧链,在第2二色性偶氮色素化合物为由式(2)表示的化合物的情况下,式(2)中的R4、R5及R6为侧链。尤其,在第1二色性偶氮色素化合物为由式(1)表示的化合物且第2二色性偶氮色素化合物为由式(2)表示的化合物的情况下,优选R1与R4的logP值之差、R1与R5的logP值之差、R2与R4的logP值之差及R2与R5的logP值之差中至少1个logP差满足上述值。
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的方法等实验地求出。在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的值作为logP值。
(第3二色性偶氮色素化合物)
第3二色性偶氮色素化合物为除第1二色性偶氮色素化合物及第2二色性偶氮色素化合物以外的二色性偶氮色素化合物,具体而言,其化学结构与第1二色性偶氮色素化合物及第2二色性偶氮色素化合物的化学结构不同。若光吸收各向异性层形成用组合物含有第3二色性偶氮色素化合物,则具有容易调整光吸收各向异性层的色调的优点。第3二色性偶氮色素化合物的最大吸收波长为380nm以上且小于455nm,优选385~454nm。
第3二色性偶氮色素化合物优选含有由下述式(6)表示的二色性偶氮色素。
[化学式31]
式(6)中,A及B分别独立地表示交联性基团。式(6)中,a及b分别独立地表示0或1。在420nm的取向度优异的方面,a及b优选均为0。式(6)中,在a=0的情况下,L1表示1价的取代基,在a=1的情况下,L1表示单键或2价的连接基。并且,在b=0的情况下,L2表示1价的取代基,在b=1的情况下,L2表示单键或2价的连接基。式(6)中,Ar1表示(n1+2)价的芳香族烃基或杂环基,Ar2表示(n2+2)价的芳香族烃基或杂环基,Ar3表示(n3+2)价的芳香族烃基或杂环基。式(6)中,R1、R2及R3分别独立地表示1价的取代基。在n1≥2的情况下,多个R1可以相互相同也可以不同,在n2≥2的情况下,多个R2可以相互相同也可以不同,在n3≥2的情况下,多个R3可以相互相同也可以不同。式(6)中,k表示1~4的整数。在k≥2的情况下,多个Ar2可以相互相同也可以不同,多个R2可以相互相同也可以不同。式(6)中,n1、n2及n3分别独立地表示0~4的整数。但是,在k=1的情况下为n1+n2+n3≥0,在k≥2的情况下为n1+n2+n3≥1。
式(6)中,作为A及B所表示的交联性基团,例如可举出日本特开2010-244038号公报的[0040]~[0050]段中所记载的聚合性基团。它们之中,从提高反应性及合成适性的观点考虑,优选丙烯酰基、甲基丙烯酰基、环氧基、氧杂环丁基及苯乙烯基,从能够进一步提高溶解性的观点考虑,更优选丙烯酰基及甲基丙烯酰基。
式(6)中,在a=0的情况下,L1表示1价的取代基,在a=1的情况下,L1表示单键或2价的连接基。并且,在b=0的情况下,L2表示1价的取代基,在b=1的情况下,L2表示单键或2价的连接基。
作为L1及L2所表示的1价的取代基,优选为了提高二色性物质的溶解性而导入的基团或为了调节作为色素的色调而导入的具有供电子性或吸电子性的基团。例如,作为取代基能够使用烷基(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,例如可举出甲基、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、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,例如可举出乙烯基、芳基、2-丁烯基、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,例如可举出炔丙基、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,例如可举出苯基、2,6-二乙基苯基、3,5-二三氟甲基苯基、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,例如可举出未经取代的氨基、甲基氨基、二甲基氨基、二乙基氨基、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,例如可举出甲氧基、乙氧基、丁氧基等)、氧基羰基(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,例如可举出甲氧基羰基、乙氧基羰基、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,例如可举出乙酰氧基及苯甲酰氧基等)、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,例如可举出乙酰氨基及苯甲酰氨基等)、烷氧羰基氨基(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,例如可举出甲氧羰基氨基等)、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,例如可举出苯氧羰基氨基等)、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,例如可举出甲磺酰氨基、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,例如可举出氨磺酰基、甲基氨磺酰基、二甲基氨磺酰基、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、苯基氨甲酰基等)、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,例如可举出甲硫基、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,例如可举出甲磺酰基、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,例如可举出甲烷亚硫酰基、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,例如可举出未经取代的脲基、甲基脲基、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,例如可举出二乙基磷酸酰胺基、苯基磷酸酰胺基等)、杂环基(优选为碳原子数1~30,更优选为1~12的杂环基,例如可举出具有氮原子、氧原子、硫原子等的杂原子的杂环基,例如可举出咪唑基、吡啶基、喹啉基、呋喃基、哌啶基、吗啉基、苯并噁唑基、苯并咪唑基、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,例如可举出三甲基硅烷基、三苯基硅烷基等)、卤原子(例如,氟原子、氯原子、溴原子及碘原子)、羟基、巯基、氰基、硝基、异羟肟酸基、亚磺基、肼基、亚氨基及偶氮基等。
这些取代基还可以通过这些取代基而取代。并且,在具有2个以上取代基的情况下,其可以相同也可以不同。并且,在可能的情况下,可以相互键合而形成环。作为上述取代基进一步被上述取代基取代的基团,例如可举出烷氧基被烷基取代的基团即RB-(O-RA)na-基。在此,式中,RA表示碳原子数1~5的亚烷基,RB表示碳原子数1~5的烷基,na表示1~10(优选1~5,更优选1~3)的整数。它们之中,作为L1及L2所表示的1价的取代基,优选烷基、烯基、烷氧基及这些基团进一步被这些基团取代的基团(例如为上述的RB-(O-RA)na-基),更优选烷基、烷氧基及这些基团进一步被这些基团取代的基团(例如为上述的RB-(O-RA)na-基)。
作为L1及L2所表示的2价的连接基,例如可举出-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-O-CO-O-、-CO-NRN-、-O-CO-NRN-、-NRN-CO-NRN-、-SO2-、-SO-、亚烷基、亚环烷基及亚烯基以及组合2个以上这些基团而成的基团等。它们之中,优选组合亚烷基与选自包括-O-、-COO-、-OCO-及-O-CO-O-的组中的1种以上的基团而成的基团。在此,RN表示氢原子或烷基。在存在多个RN的情况下,多个RN可以相互相同也可以不同。
从二色性物质的溶解性进一步提高的观点考虑,L1及L2的至少一个主链的原子的数优选为3个以上,更优选为5个以上,进一步优选为7个以上,尤其优选为10个以上。并且,主链的原子数的上限值优选为20个以下,更优选为12个以下。
另一方面,从光吸收各向异性层的取向度进一步提高的观点考虑,L1及L2的至少一个主链的原子数优选为1~5个。在此,在式(6)中的A存在的情况下,L1中的“主链”是指为了直接连接与L1连接的“O”原子和“A”而所需的部分,“主链的原子数”是指构成上述部分的原子的个数。相同地,在式(6)中的B存在的情况下,L2中的“主链”是指为了直接连接与L2连接的“O”原子和“B”而所需的部分,“主链的原子数”是指构成上述部分的原子数。另外,“主链的原子数”不包含后述的支链的原子数。并且,在A不存在的情况下,L1中的“主链的原子数”是指不包含支链的L1的原子的个数。在B不存在的情况下,L2中的“主链的原子数”是指不包含支链的L2的原子的个数。
具体而言,下述式(D1)中,L1的主链的原子数为5个(下述式(D1)的左侧的点线框内的原子数),L2的主链的原子数为5个(下述式(D1)的右侧的点线框内的原子数)。并且,下述式(D10)中,L1的主链的原子数为7个(下述式(D10)的左侧的点线框内的原子数),L2的主链的原子数为5个(下述式(D10)的右侧的点线框内的原子数)。
[化学式32]
L1及L2可以具有支链。在此,在式(6)中存在A的情况下,L1中的“支链”是指为了直接连接与式(6)中的L1连接的“O”原子和“A”而所需的部分以外的部分。相同地,在式(6)中存在B的情况下,L2中的“支链”是指为了直接连接与式(6)中的L2连接的“O”原子和“B”而所需的部分以外的部分。并且,在式(6)中不存在A的情况下,L1中的“支链”是指以与式(6)中的L1连接的“O”原子为起点而延伸的最长的原子链(即主链)以外的部分。相同地,在式(6)中不存在B的情况下,L2中的“支链”是指以与式(6)中的L2连接的“O”原子为起点而延伸的最长的原子链(即主链)以外的部分。支链的原子数优选为3个以下。通过支链的原子数为3个以下,具有光吸收各向异性层的取向度进一步提高等的优点。另外,支链的原子数中不包含氢原子数。
式(6)中,Ar1表示(n1+2)价(例如,n1为1时为3价)的芳香族烃基或杂环基,Ar2表示(n2+2)价(例如,n2为1时为3价)的芳香族烃基或杂环基,Ar3表示(n3+2)价(例如,n3为1时为3价)的芳香族烃基或杂环基。在此,Ar1~Ar3分别能够换言之为被n1~n3个取代基(后述的R1~R3)取代的2价的芳香族烃基或2价的杂环基。作为Ar1~Ar3所表示的2价的芳香族烃基,可以为单环,也可以具有2环以上的稠环结构。从溶解性进一步提高的观点考虑,2价的芳香族烃基的环数优选1~4,更优选1~2,进一步优选1(即为亚苯基)。
作为2价的芳香族烃基的具体例,可举出亚苯基、薁基-二基、亚萘基、芴-二基、蒽-二基及并四苯-二基等,从溶解性进一步提高的观点考虑,优选亚苯基及亚萘基,更优选亚苯基。以下示出第3二色性色素化合物的具体例,但本发明并不限定于此。另外,在下述具体例中,n表示1~10的整数。
[化学式33]
[化学式34]
在420nm的取向度优异的方面而言,优选第3色素不具有自由基聚合性基的结构。例如可举出以下结构。
[化学式35]
在420nm的取向度尤其优异的方面而言,第3二色性偶氮色素化合物更优选为具有由下述式(1-1)表示的结构的二色性物质。
[化学式36]
式(1-1)中,R1、R3、R4、R5、n1、n3、L1及L2的定义分别与式(1)的R1、R3、R4、R5、n1、n3、L1及L2的定义相同。式(1-1)中,R21及R22的定义分别独立地与式(1)的R2的定义相同。式(1-1)中,n21及n22的定义分别独立地与式(1)的n2的定义相同。n1+n21+n22+n3≥1,n1+n21+n22+n3优选1~9,更优选1~5。
以下,示出特定二色性物质的具体例,但是本发明并不限定于这些。
[化学式37]
[化学式38]
[化学式39]
(二色性物质的含量)
二色性物质的含量相对于光吸收各向异性层的总固体成分质量优选5质量%以上,更优选5~30质量%,进一步优选15~28质量%,尤其优选20~30质量%。若二色性物质(尤其,有机二色性色素化合物)的含量在上述范围内,则即使在将光吸收各向异性层设为薄膜的情况下,也能够得到高取向度的光吸收各向异性层。因此,容易得到柔性优异的光吸收各向异性层。
从提高视角中心的照度与偏离视角中心的方向的照度的对比度的观点考虑,二色性物质的每单位面积的含量优选为0.2g/m2以上,更优选为0.3g/m2以上,更优选为0.5g/m2以上。上限并无特别,但是通常多为在1.0g/m2以下使用。
第1二色性偶氮色素化合物的含量相对于光吸收各向异性层形成用组合物中的二色性物质整体的含量100质量份,优选40~90质量份,更优选45~75质量份。第2二色性偶氮色素化合物的含量相对于光吸收各向异性层形成用组合物中的二色性物质整体的含量100质量,优选6~50质量份,更优选8~35质量份。第3二色性偶氮色素化合物的含量相对于光吸收各向异性层形成用组合物中的二色性偶氮色素化合物的含量100质量,优选3~35质量份,更优选5~30质量份。
为了调整光吸收各向异性层的色调,能够任意地设定第1二色性偶氮色素化合物、第2二色性偶氮色素化合物及根据需要使用的第3二色性偶氮色素化合物的含有比。但是,第2二色性偶氮色素化合物相对于第1二色性偶氮色素化合物的含有比(第2二色性偶氮色素化合物/第1二色性偶氮色素化合物)以摩尔换算优选0.1~10,更优选0.2~5,尤其优选0.3~0.8。只要第2二色性偶氮色素化合物相对于第1二色性偶氮色素化合物的含有比在上述范围内,则可以提高取向度。
<表面改良剂>
光吸收各向异性层形成用组合物可以含有表面改良剂。
作为表面改良剂,能够使用后述的实施例栏中所记载的表面改良剂。在光吸收各向异性层形成用组合物含有表面改良剂的情况下,表面改良剂的含量相对于光吸收各向异性层形成用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质量份优选0.001~5质量份。
<聚合性化合物>
光吸收各向异性层形成用组合物可以含有聚合性化合物。
作为聚合性化合物,可举出包含丙烯酸酯的化合物(例如,丙烯酸酯单体)。在这种情况下,光吸收各向异性层含有使包含上述丙烯酸酯的化合物聚合而获得的聚丙烯酸酯。作为聚合性化合物,例如可举出日本特开2017-122776号公报的0058段中所记载的化合物。在光吸收各向异性层形成用组合物含有聚合性化合物的情况下,聚合性化合物的含量相对于光吸收各向异性层形成用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质量份优选3~20质量份。
<垂直取向剂>
光吸收各向异性层形成用组合物根据需要也能够含有垂直取向剂。作为垂直取向剂,可举出硼酸化合物及鎓盐。
作为硼酸化合物,优选由式(30)表示的化合物。
式(30)
[化学式40]
式(30)中,R1及R2分别独立地表示氢原子、经取代或者未经取代的脂肪族烃基、经取代或者未经取代的芳基或经取代或者未经取代的杂环基。R3表示含有(甲基)丙烯酰基的取代基。作为硼酸化合物的具体例,可举出日本特开2008-225281号公报的0023~0032段中所记载的由通式(I)表示的硼酸化合物。
作为硼酸化合物,也优选以下例示的化合物。
[化学式41]
-34)
-35)
-36)
作为鎓盐,优选由式(31)表示的化合物。
式(31)
[化学式42]
式(31)中,环A表示由含氮杂环构成的季铵离子。X表示阴离子。L1表示2价的连接基。L2表示单键或2价的连接基。Y1表示具有5或6元环作为部分结构的2价的连接基。Z表示具有2~20的亚烷基作为部分结构的2价的连接基。P1及P2分别独立地表示具有聚合性烯属不饱和键的一价的取代基。作为鎓盐的具体例,可举出日本特开2012-208397号公报的0052~0058段中所记载的鎓盐、日本特开2008-026730号公报的0024~0055段中所记载的鎓盐及日本特开2002-37777号公报中所记载的鎓盐。
组合物中的垂直取向剂的含量相对于液晶性化合物总质量优选0.1~400质量%,更优选0.5~350质量%。垂直取向剂可以单独使用,也可以组合使用2种以上。在使用2种以上垂直取向剂的情况下,优选它们的合计量在上述范围内。
<流平剂>
光吸收各向异性层形成用组合物优选含有以下流平剂。若光吸收各向异性层形成用含有流平剂,则可抑制因施加到光吸收各向异性层的表面的干燥风而引起的面状的粗糙,并且二色性物质在光吸收各向异性层中更均匀地取向。流平剂并无特别限制,优选含有氟原子的流平剂(氟类流平剂)或含有硅原子的流平剂(硅类流平剂),更优选氟类流平剂。
作为氟类流平剂,可举出脂肪酸的一部分被氟烷基取代的多元羧酸的脂肪酸酯类及具有氟取代基的聚丙烯酸酯类。尤其,在作为二色性物质及液晶性化合物使用棒状化合物的情况下,从促进二色性物质及液晶性化合物的垂直取向的方面考虑,优选含有源自由式(40)表示的化合物的重复单元的流平剂。
式(40)
[化学式43]
R0表示氢原子、卤原子或甲基。L表示2价的连接基。作为L,优选碳原子数2~16的亚烷基,上述亚烷基中不相邻的任意-CH2-可以被-O-、-COO-、-CO-或-CONH-取代。n表示1~18的整数。
具有源自由式(40)表示的化合物的重复单元的流平剂还可以包含其他重复单元。作为其他重复单元,可举出源自由式(41)表示的化合物的重复单元。
式(41)
[化学式44]
R11表示氢原子、卤原子或甲基。X表示氧原子、硫原子或-N(R13)-。R13表示氢原子或碳原子数1~8的烷基。R12表示氢原子、可具有取代基的烷基或可以具有取代基的芳香族基。上述烷基的碳原子数优选1~20。上述烷基可以为直链状、支链状及环状中的任一种。并且,作为可以具有上述烷基的取代基,可举出聚(亚烷氧)基团及聚合性基团。聚合性基团的定义如上所述。
在流平剂包含源自由式(40)表示的化合物的重复单元及源自由式(41)表示的化合物的重复单元的情况下,源自由式(40)表示的化合物的重复单元的含量相对于流平剂所含的总重复单元优选10~90摩尔%,更优选15~95摩尔%。在流平剂包含源自由式(40)表示的化合物的重复单元及源自由式(41)表示的化合物的重复单元的情况下,源自由式(41)表示的化合物的重复单元的含量相对于流平剂所含的总重复单元优选10~90摩尔%,更优选5~85摩尔%。
并且,作为流平剂,也可举出代替源自由上述的式(40)表示的化合物的重复单元包含源自由式(42)表示的化合物的重复单元的流平剂。
式(42)
[化学式45]
R2表示氢原子、卤原子或甲基。L2表示2价的连接基。n表示1~18的整数。
作为流平剂的具体例,可举出日本特开2004-331812号公报的0046~0052段中例示的化合物及日本特开2008-257205号公报的0038~0052段中所记载的化合物。
组合物中的流平剂的含量相对于液晶性化合物总质量优选0.001~10质量%,更优选0.01~5质量%。流平剂可以单独使用,也可以组合使用2种以上。在使用2种以上流平剂的情况下,优选它们的合计量在上述范围内。
<聚合引发剂>
光吸收各向异性层形成用组合物优选含有聚合引发剂。
作为聚合引发剂并无特别限制,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,能够使用各种化合物而无特别限制。光聚合引发剂的例可举出α-羰基化合物(美国专利第2367661号、美国专利第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号及美国专利第2951758号的各说明书)、三芳基咪唑二聚体和对氨基苯基酮的组合(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、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说明书[0065])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,可举出BASF公司制的IRGACU RE-184、IRGACURE-907、IRGACURE-369、IRGACURE-651、IRGACURE-819、IRGA CURE-OXE-01及IRGACURE-OXE-02等。
在光吸收各向异性层形成用组合物含有聚合引发剂的情况下,聚合引发剂的含量相对于光吸收各向异性层形成用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质量份优选0.01~30质量份,更优选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,通过聚合引发剂的含量为30质量份以下,光吸收各向异性膜的取向度变得更良好。聚合引发剂可以使用单独1种,也可以并用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。
<溶剂>
从操作性等的观点考虑,光吸收各向异性层形成用组合物优选含有溶剂。作为溶剂,例如可举出酮类(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、环戊基甲基醚、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、三甲苯等)、卤化碳类(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、正戊醇、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-乙基吡络烷酮、1,3-二甲基-2-咪唑烷酮等)及杂环化合物(例如,吡啶、N-甲基咪唑等)等有机溶剂以及水。这些溶剂可以使用单独1种,也可以并用2种以上。这些溶剂中,从发挥溶解性优异的效果的观点考虑,优选酮类(尤其环戊酮、环己酮)、醚类(尤其四氢呋喃、环戊基甲基醚、四氢吡喃、二氧戊环)及酰胺类(尤其,二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N-乙基吡络烷酮)。
在光吸收各向异性层形成用组合物含有溶剂的情况下,溶剂的含量相对于光吸收各向异性层形成用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%。溶剂可以使用单独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。
<光吸收各向异性层的形成方法>
光吸收各向异性层的形成方法并无特别限定,可举出依次包括如下工序的方法:涂布上述的光吸收各向异性层形成用组合物来形成涂布膜的工序(以下,也称为“涂布膜形成工序”。);及使涂布膜中所含的液晶性成分或二色性物质取向的工序(以下,也称为“取向工序”。)。另外,液晶性成分是指,不仅包含上述液晶性化合物,在上述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的成分。
(涂布膜形成工序)
涂布膜形成工序为涂布光吸收各向异性层形成用组合物来形成涂布膜的工序。通过使用含有上述的溶剂的光吸收各向异性层形成用组合物或者使用通过加热等将光吸收各向异性层形成用组合物制成溶熔液等液态物的物质,容易涂布光吸收各向异性层形成用组合物。光吸收各向异性层形成用组合物的涂布方法,具体而言,例如可举出辊涂法、凹版印刷法、旋涂法、绕线棒涂布法、挤压涂布法、直接凹版涂布法、逆向凹版涂布法、模涂法、喷涂法及喷墨法等公知的方法。
(取向工序)
取向工序为使涂布膜中所含的液晶性成分取向的工序。由此,可获得光吸收各向异性层。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。干燥处理可以通过在室温下将涂布膜放置规定时间的方法(例如,自然干燥)来进行,也可以通过进行加热和/或送风的方法来进行。在此,光吸收各向异性层形成用组合物中所含的液晶性成分有时通过上述涂布膜形成工序或干燥处理而取向。例如,在光吸收各向异性层形成用组合物制备成包含溶剂的涂布液的方式中,通过干燥涂布膜以从涂布膜中去除溶剂,可获得具有光吸收各向异性的涂布膜(即,光吸收各向异性膜)。在涂布膜中所含的液晶性成分转变为液晶相的转变温度以上的温度下进行干燥处理的情况下,也可以不实施后述的加热处理。
从制造适性等方面考虑,涂布膜中所含的液晶性成分转变为液晶相的转变温度优选10~250℃,更优选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,则即使在使液晶性成分成为比暂时呈液晶相的温度范围更高温的各向同性液体状态的情况下也不需要高温,能够减少热能的浪费以及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。从制造适性等方面考虑,加热处理优选10~250℃,更优选25~190℃。并且,加热时间优选1~300秒,更优选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。冷却处理为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含的液晶性成分的取向。作为冷却方法并无特别限定,能够通过公知的方法来实施。通过以上工序,能够获得光吸收各向异性膜。另外,在本方式中,作为使涂布膜中所含的液晶性成分取向的方法,可举出干燥处理及加热处理等,但并不限定于此,能够通过公知的取向处理来实施。
(其他工序)
光吸收各向异性层的形成方法可以在上述取向工序之后具有使光吸收各向异性层固化的工序(以下,也称为“固化工序”。)。例如,在光吸收各向异性层具有交联性基团(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来实施。用于固化中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,可以在固化时一边进行加热一边照射紫外线,也可以经由仅使特定波长透射的滤光片照射紫外线。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液晶膜中所含的液晶性成分向液晶相的转变温度,但优选为25~140℃。并且,曝光可以在氮气氛下进行。在通过自由基聚合进行液晶膜的固化的情况下,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。
光吸收各向异性层的厚度并不受特别限定,但从小型轻型化的观点考虑,优选为100~8000nm,更优选为300~5000nm。
<光吸收各向异性层的图案化>
本发明中使用的光吸收各向异性层能够制成在面内具有区域A及区域B并且在各个区域内透射率中心轴不同的光吸收各向异性层。只要通过对液晶的每个像素进行图案化来控制发光像素,则能够进行窄视角的视角中心的切换。
并且,本发明中使用的光吸收各向异性层能够制成在面内具有区域C及区域D并且在区域C及区域D内在包含透射率中心轴及光吸收各向异性层表面的法线的平面内从透射率中心轴沿法线方向倾斜30°的透射率不同的光吸收各向异性层。在这种情况下,优选为区域C的从透射率中心轴沿法线方向倾斜30°的透射率为50%以下并且区域D的从透射率中心轴沿法线方向倾斜30°的透射率为80%以上的光吸收各向异性层。
通过进行上述图案化,能够在局部区域内增强或减弱视角依赖性。由此,也能够仅在增强视角依赖性的区域内显示高度机密的信息。并且,作为显示装置在每个显示位置控制视角依赖性,由此也可以成为外观设计性优异的设计。此外,只要通过对液晶的每个像素进行图案化来控制发光像素,则能够进行窄视角/宽视角的切换。
(图案形成方法)
如此,在面内具有不同的2个以上的区域的图案光吸收各向异性层的形成方法并无限制,例如能够利用如WO2019/176918号公报中所记载的公知的各种方法。作为一例,可举出改变照射到光取向膜的紫外光的照射角度来形成图案的方法、在面内控制图案光吸收各向异性层的厚度的方法、使图案光吸收各向异性层中的二色性色素化合物偏在的方法、对光学性均匀的图案光吸收各向异性层进行后加工的方法等。
作为在面内控制图案光吸收各向异性层的厚度的方法,可举出利用光刻的方法、利用压印的方法及在具有凹凸结构的基材上形成图案光吸收各向异性层的方法等。作为使图案光吸收各向异性层中的二色性色素化合物偏在的方法,可举出通过溶剂浸渍来提取二色性色素的方法(漂白)。此外,作为对光学性均匀的图案光吸收各向异性层进行后加工的方法,可举出通过激光加工等来裁切平坦的光吸收各向异性层的一部分的方法。
〔起偏器〕
本发明的层叠体所具有的起偏器为在面内方向具有吸收轴的起偏器。
这种起偏器只要为具有将光转换为特定直线偏振光的功能的部件,则并无特别限定,能够利用以往公知的起偏器。
并且,在将本发明的层叠体用于图像显示装置的情况下,本发明的层叠体所具有的起偏器可以为液晶显示装置所具有的视觉辨认侧的起偏器或包含于有机电致发光(以下,简称为“EL”。)显示装置所具有的圆偏振片中的起偏器。
作为起偏器,可使用碘类起偏器、利用了二色性染料的染料类起偏器及多烯类起偏器等。碘类起偏器及染料类起偏器中具有涂布型起偏器及拉伸型起偏器,均能够适用。作为涂布型起偏器,优选利用液晶性化合物的取向使二色性有机色素取向的起偏器,作为拉伸型起偏器,优选将碘或二色性染料吸附于聚乙烯醇并且拉伸来制作的起偏器。并且,作为通过在基材上形成有聚乙烯醇层的层叠膜的状态下实施拉伸及染色而获得起偏器的方法,能够举出日本专利第5048120号公报、日本专利第5143918号公报、日本专利第5048120号公报、日本专利第4691205号公报、日本专利第4751481号公报、日本专利第4751486号公报,还能够优选利用与这些起偏器相关的公知的技术。
其中,在容易获取且偏振度优异的方面而言,优选包含聚乙烯醇系树脂(包含-CH2-CHOH-来作为重复单元的聚合物。尤其,选自包含聚乙烯醇及乙烯-乙烯醇共聚物的组中的至少1个)的起偏器。
在本发明中,起偏器的厚度并无特别限定,优选为3μm~60μm,更优选为5μm~20μm,进一步优选为5μm~10μm。
在本发明中,光吸收各向异性层与起偏器可以经由粘合剂或粘接剂来层叠,也可以在起偏器上形成后述的取向膜之后直接涂布光各向异性吸收层来层叠。
并且,在本发明中,包含光吸收各向异性层的透射率中心轴及光吸收各向异性层的层平面的法线的平面与起偏器的吸收轴所成的角φ优选为45°~90°,更优选为80°~90°,进一步优选为88°~90°。上述角度越接近90°,越能够增加图像显示装置的容易看到的方向与很难看到的方向的照度对比度。
〔相位差层〕
本发明的层叠体可以具有与上述的直线偏振光转换层及光吸收各向异性层不同的相位差层。
若层叠这种相位差层,则能够通过控制相位差值及光轴方向来控制透射/遮光性能。
作为相位差层,能够使用正A板、负A板、正C板、负C板、B板、O板等。
在使视角控制系统薄型化的观点而言,在不损害光学特性、机械物性及制造适性的范围内,相位差层的厚度优选较薄,具体而言,优选1~150μm,更优选1~70μm,进一步优选1~30μm。
尤其,本发明的层叠体优选在上述的起偏器(但是,作为直线偏振光转换层的起偏器除外。)与光吸收各向异性层之间具有B板。
〔取向膜〕
本发明的层叠体可以在上述的光吸收各向异性层相邻地设置取向膜。
取向膜为了控制光吸收性各向异性层的取向方向而设置。
作为取向膜,具体而言,可举出实施或未实施摩擦处理的聚乙烯醇及聚酰亚胺等的层;实施或未实施偏振光曝光处理的聚乙烯肉桂酸酯及偶氮类染料等的光取向膜等。
并且,作为取向膜,例如也能够在经混合取向的液晶层上涂布干燥涂布液来设置光吸收各向异性。在这种情况下,光吸收各向异性层的透射率中心轴与经混合取向的液晶层的表面中的液晶分子的倾斜角相对应地倾斜,因此能够使光吸收各向异性层的透射率中心轴沿倾斜方向倾斜。
〔保护层〕
在光吸收各向异性层的耐久性提高的观点而言,本发明的层叠体优选具有保护层作为光吸收各向异性层的相邻层。
作为保护层,可以为公知的材质的层即可,可优选举出树脂膜。作为树脂膜,例如可举出丙烯酸树脂膜、纤维素酯树脂膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂膜、聚乙烯醇树脂膜、聚碳酸酯树脂膜及这些改性树脂膜等。
并且,保护层可以在附设粘接剂或粘合剂之前以提高粘接性等为目的进行表面改性处理。作为具体的处理,可举出电晕处理、等离子体处理、底漆处理、皂化处理等。
〔透明基材膜〕
本发明的层叠体可以具有透明基材膜。
透明基材膜优选配置于光吸收各向异性层中的与设置有保护层的面相反的一侧的面。
作为透明基材膜,能够使用公知的透明树脂膜、透明树脂板、透明树脂片等,并无特别限定。
作为透明树脂膜,能够使用纤维素酰化物膜(例如,三乙酸纤维素膜(折射率1.48)、纤维素二乙酸酯膜、乙酸丁酸纤维素膜、乙酸丙酸纤维素膜)、聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、聚醚砜膜、聚丙烯酸类树脂膜、聚氨酯类树脂膜、聚酯膜、聚碳酸酯膜、聚砜膜、聚醚膜、聚甲基戊烯膜、聚醚酮膜、(甲基)丙烯腈膜等。
其中,透明性高、光学双折射少且容易制造,优选作为偏振片的保护膜通常使用的纤维素酰化物膜,尤其优选三乙酸纤维素膜。透明基材膜的厚度通常为20μm~100μm。在本发明中,尤其优选透明基材膜为纤维素酯类膜并且其膜厚为20~70μm。
〔阻挡层〕
本发明的层叠体也优选与光吸收各向异性层一同具有阻挡层。
在此,阻挡层也称为阻气层(阻氧层),具有从大气中的氧等气体、水分或相邻的层中所含的化合物等保护本发明的偏振元件的功能。
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。
〔折射率调整层〕
从抑制因上述的光吸收各向异性层中所含的二色性物质而引起的内反射的观点考虑,优选本发明的层叠体根据需要存在折射率调整层。
折射率调整层为配置成与光吸收各向异性层相接的层,波长550nm下的面内平均折射率为1.55以上且1.70以下。优选为用于进行所谓折射率匹配的折射率调整层。
〔粘合层〕
本发明的层叠体可以经由粘合层贴合上述的各层。
本发明中的粘合层优选为与通常的图像显示装置中使用的粘合剂相同的透明且光学各向同性粘接剂,通常使用压敏型粘接剂。
本发明中的粘合层中除母材(粘合剂)、导电性粒子及根据需要使用的热膨胀性粒子以外,还可以配合交联剂(例如,异氰酸酯类交联剂、环氧类交联剂等)、增粘剂(例如,松脂衍生物树脂、聚萜烯树脂、石油树脂、油溶性酚醛树脂等)、增塑剂、填充剂、老化防止剂、表面活性剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、抗氧化剂等适当的添加剂。
粘合层的厚度通常为20~500μm,优选为20~250μm。在小于20μm时,有时无法获得所需的粘接力或再次加工适性,若超过500μm,则有时粘合剂会从图像显示装置的周边端部突出或渗出。
粘合层的形成中例如能够通过如下方法等适当的方法来进行:将母材、导电性粒子及根据需要含有热膨胀性粒子、添加剂、溶剂等的涂层液直接涂布于保护部件用支撑体110上并且经由剥离衬里来压接的方法、在适当的剥离衬里(剥离纸等)上涂布涂层液来形成热膨胀性粘合层并且将其压接转印(移接)到保护部件用支撑体110上的方法等。
另一方面,作为保护部件,例如能够适用日本特开2003-292916号公报等中所记载的热剥离性粘合片的结构中添加导电性粒子的结构。并且,作为保护部件,可以使用NittoDenko Corporation制“REVALPHA”等市售品中的粘合层表面上散布导电性粒子而成的部件。
〔粘接层〕
本发明的层叠体可以经由粘接层贴合上述的各层。
本发明中的粘接层通过贴合之后的干燥或反应显现粘接性。聚乙烯醇类粘接剂(PVA类粘接剂)通过干燥显现出粘接性,能够将材料彼此进行粘接。作为通过反应而显现出粘接性的固化型粘接剂的具体例,可举出如(甲基)丙烯酸酯类粘接剂那样的活性能量射线固化型粘接剂或阳离子聚合固化型粘接剂。另外,(甲基)丙烯酸酯是指丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯。作为(甲基)丙烯酸酯类粘结剂中的固化性成分,例如可举出具有(甲基)丙烯酰基的化合物、具有乙烯基的化合物。并且,作为阳离子聚合固化型粘接剂,也能够使用具有环氧基或氧杂环丁基的化合物。具有环氧基的化合物只要在分子内具有至少2个环氧基,则并无特别限定,能够使用通常已知的各种固化性环氧化合物。作为优选的环氧化合物,作为例可举出在分子内具有至少2个环氧基和至少1个芳香环的化合物(芳香族系环氧化合物)、或在分子内具有至少2个环氧基且其中至少1个形成于构成脂环式环的相邻的2个碳原子之间的化合物(脂环式环氧化合物)等。其中,从加热变形耐性的观点考虑,优选使用通过紫外线照射而固化的紫外线固化型粘接剂。
上述的粘合层及粘接层的各层中可以为通过如下方式来具有紫外线吸收能力的层等:通过水杨酸酯类化合物或苯并苯酚类化合物、苯并三唑类化合物或氰基丙烯酸类化合物、镍络合物盐类化合物等紫外线吸收剂进行处理的方式等。
上述的粘合层及粘接层的附设能够通过适当的方式来进行。作为其例,例如可举出制备将基础聚合物或其组合物溶解或分散于由甲苯或乙酸乙酯等适当的溶剂的单独物或混合物构成的溶剂而成的10~40重量%左右的粘合剂溶液并且将其通过流延方式或涂布方式等适当的展开方式直接附设于薄膜上的方式或者根据上述在隔板上形成粘合层将其移接的方式等。
粘合层或粘接层也能够设置于薄膜的单侧面或两面而作为不同的组成或种类等的层的重叠层。并且,在设置于两面的情况下,也能够在薄膜的表面和背面制得不同的组成或种类或厚度等的粘合层。
〔其他层〕
为了控制视角的角度依赖性,本发明的层叠体也可以将本发明中使用的光吸收各向异性层进一步与光学各向异性薄膜或起偏器组合而使用。例如,作为透明基材膜,也优选使用由包含碳酸酯、环烯烃、纤维素酰化物、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、马来酸酐等的聚合物构成的具有光学各向异性的树脂膜。
[防反射眩光系统]
本发明的防反射眩光系统为具有本发明的层叠体的防反射眩光系统。
本发明的防反射眩光系统如上所述,在光吸收各向异性层的透射率中心轴相对于光吸收各向异性层的层平面的法线倾斜的情况下,包含透射率中心轴及光吸收各向异性层的层平面的法线的平面与起偏器的吸收轴所成的角φ优选为45°~90°,更优选为80°~90°,进一步优选为88°~90°。上述角度越接近90°,越能够增加图像显示装置的容易看到的方向与很难看到的方向的照度对比度。
另外,在光吸收各向异性层的透射率中心轴与光吸收各向异性层的层平面的法线平行的情况下,如上述的优选方式并无特别限定。
[图像显示装置]
本发明的图像显示装置为具有上述的本发明的层叠体的图像显示装置。
本发明中的图像显示装置除有机EL显示装置以外还能够使用液晶显示装置及其他显示装置,其中,作为其一例,以有机EL显示装置为例子进行说明。如图1所示,本发明的带有防反射眩光系统的图像显示装置100为从视觉辨认侧至少依次具备直线偏振光转换层101、光吸收各向异性层102、起偏器103及有机EL图像显示装置104的图像显示装置。
〔图像显示元件〕
用于本发明的图像显示装置的显示元件并不受特别限定,例如可以举出液晶单元、有机EL显示面板及等离子显示面板等。
其中,优选为液晶单元或有机EL显示面板。即,作为本发明的图像显示装置,优选为作为显示元件使用了液晶单元的液晶显示装置、作为显示元件使用了有机EL显示面板的有机EL显示装置。
作为本发明的图像显示装置的一例的液晶显示装置,可优选举出具有上述的本发明的光吸收各向异性层、起偏器及液晶单元的方式。更优选为具有上述的本发明的层叠体及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偏振元件中,优选使用本发明的层叠体作为前侧或后侧的偏振元件,也能够使用本发明的层叠体作为前侧及后侧的偏振元件。
图像显示装置中,薄型且能够成形于弯曲面。本发明中使用的光学各向异性吸收层为薄且容易折叠,因此也能够优选适用于显示面为弯曲面的图像显示装置。
并且,图像显示装置中,像素密度超过250ppi,能够进行高清晰的显示。本发明中使用的光学各向异性吸收层不产生干涉波纹而也能够优选适用于这种高清图像显示装置。
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,但并不限定于这些。在TN模式的液晶单元中,在未施加电压时棒状液晶性分子实质上水平取向,进而扭曲取向为60~120°。TN模式的液晶单元最常用作色彩TFT(Thin Film Transistor,薄膜晶体管)液晶显示装置,并在多个文献中有记载。
VA模式的液晶单元中,在未施加电压时棒状液晶性分子实质上垂直取向。在VA模式的液晶单元中,除了包含(1)在未施加电压时使棒状液晶性分子实质上垂直取向,在施加电压时使其实质上水平取向的狭义的VA模式的液晶单元(日本特开平2-176625号公报中所记载)以外,还包含(2)为了扩大视角,对VA模式进行了多域化的(MVA模式的)液晶单元(SID97,Digest of tech.Papers(论文集)28(1997)845中所记载)、(3)在未施加电压时使棒状液晶性分子实质上垂直取向,在施加电压时使其扭曲多域取向的模式(n-ASM模式)的液晶单元(日本液晶讨论会的论文集58~59(1998)中所记载)及(4)SURVIVAL模式的液晶单元(LCD International 98中发表)。并且,可以是PVA(Patterned Vertical Alignment:图像垂直调整)型、光取向型(Optical Alignment:光学对准)及PSA(Polymer-SustainedAlignment: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号公报中有详细的记载。
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。关于IPS模式,在未施加电场的状态下显示黑色,且上下一对偏振片的吸收轴相互正交。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来降低倾斜方向上显示黑色时的漏光并改善视角的方法。
实施例
以下,举出实施例对本发明进行进一步具体的说明。以下的实施例所示的材料、试剂、物质量与其比例、操作等只要不脱离本发明的主旨就能够适当进行变更。因此,本发明的范围并不限于以下的具体例。
[实施例1]
〔光吸收各向异性膜P1的制作〕
通过以下步骤制作了具有色素取向的光吸收各向异性层的光吸收各向异性膜P1。
<带有阻挡层兼PVA取向膜的透明支撑体1的制作>
用碱液对作为支撑体的纤维素酰化物膜1(厚度40μm的TAC基材;TG40 FU JIFILMCo.,Ltd.)的表面进行皂化,通过线棒将下述阻挡层兼PVA膜形成用涂布液涂布于其上。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,形成阻挡层兼PVA取向膜1,获得了带有阻挡层兼PVA取向膜的透明支撑体1。阻挡层兼PVA取向膜1的膜厚为0.5μm。
改性聚乙烯醇
[化学式46]
<光吸收各向异性层P1的形成>
通过线棒将下述光吸收各向异性层形成用组合物P1涂布于所获得的阻挡层兼PVA取向膜1上,形成了涂膜。接着,在120℃下将涂膜加热60秒钟,然后冷却至变为室温(23℃)。此外,在80℃再加热60秒钟之后,冷却至变为室温。然后,使用LED灯(中心波长365nm)在照度200mW/cm2的照射条件下照射1秒钟,由此在阻挡层兼PVA取向膜1上形成了光吸收各向异性层P1。
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二色性物质D-1
[化学式47]
二色性物质D-2
[化学式48]
二色性物质D-3
[化学式49]
高分子液晶性化合物P-1
[化学式50]
化合物E-1
[化学式51]
化合物E-2
[化学式52]
表面活性剂F-1
[化学式53]
<阻挡层1的形成>
通过线棒将下述阻挡层形成用涂布液涂布于所制作的光吸收各向异性层P1上,在80℃干燥了5分钟。接着,在氧浓度100ppm、温度60℃环境下,使用LED灯(中心波长365nm)在照度150mW/cm2的照射条件下对所获得的涂膜照射2秒钟,由此在光吸收各向异性层P1上形成了阻挡层1。阻挡层1的厚度为1.0μm。
通过以上,获得了光吸收各向异性膜P1。
〔直线偏振光转换膜Q1的制作〕
通过以下步骤制作了具有无规取向的液晶层作为直线偏振光转换层的直线偏振光转换膜Q1。另外,直线偏振光转换膜Q1的层结构如图5(符号21:直线偏振光转换层、符号22:取向辅助层、符号23:阻挡层、符号24:TAC支撑体)所示。
<带有阻挡层的透明支撑体2的制作>
用碱液对纤维素酰化物膜1(厚度40μm的TAC基材;TG40 FUJIFILM Co.,Ltd.)的表面进行皂化,通过线棒将下述的阻挡层形成用涂布液涂布于其上。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,形成阻挡层2,获得了带有阻挡层的透明支撑体2。阻挡层2的膜厚为0.5μm。
<取向辅助层1的形成>
通过线棒将下述取向辅助层形成用组合物1涂布于阻挡层2上。通过用140℃的暖风将形成有涂膜的支撑体干燥120秒钟,接着,在室温对涂膜照射1000mJ/cm2(使用超高压汞灯)的无偏振光(自然光)状态的紫外线,从而形成了取向辅助层1。取向辅助层1的膜厚为0.25μm。
聚合物PA-1(式中,各重复单元中所记载的数值表示相对于总重复单元的各重复的含量(质量%)。)
[化学式54]
产酸剂PAG-1
[化学式55]
稳定化剂DIPEA
[化学式56]
<直线偏振光转换层1的形成>
通过线棒将下述无规取向液晶层形成用组合物1涂布于取向辅助层1上。通过用120℃的暖风将形成有涂布膜的支撑体干燥120秒钟,接着,在60℃的温度对涂布膜照射200mJ/cm2(使用超高压汞灯)的紫外线,从而形成了无规取向液晶层1。在本实施例中,将所获得的无规取向液晶层1用作直线偏振光转换层1。
图2中示出使用偏振光显微镜在正交尼科耳条件下观察所获得的无规取向液晶层1时的图像。所获得的无规取向液晶层1的厚度为约2μm。并且,使用显微镜用热台(METTLERTOLEDO.制)及偏光显微镜,一边改变温度一边进行液晶相的观察,提前确认了无规取向液晶层1在60℃显示向列相的液晶状态。
低分子液晶性化合物M-1
[化学式57]
聚合性化合物M-2
[化学式58]
表面活性剂F-2
[化学式59]
〔层叠体A1的制作〕
通过与国际公开第2015/166991号记载的带单侧面保护膜的偏振片02相同的方法,制作了起偏器的厚度为8μm且起偏器的单侧面露出的偏振片1。
对上述偏振片1的露出起偏器的面及上述制作的光吸收各向异性膜P1的表面进行电晕处理,使用下述PVA粘接剂1贴合了起偏器和光吸收各向异性膜P1的阻挡层1。此时,包含光吸收各向异性层的透射率中心轴及薄膜面的法线的平面与起偏器的吸收轴所成的角为90°。
此外,以与上述相同的方式使用PVA粘接剂1还贴合同一个光吸收各向异性膜P1的支撑体面和直线偏振光转换膜Q1的直线偏振光转换层1面,获得了层叠体A1。
<PVA粘接剂1的制备>
相对于含有乙酰乙酰基的聚乙烯醇类树脂(平均聚合度:1200,皂化度:98.5摩尔%,乙酰乙酰基化度:5摩尔%)100份,在30℃的温度条件下将羟甲基三聚氰胺20份溶解于纯水中,制备了调整成固体成分浓度3.7%的水溶液。
〔带有防反射眩光系统的图像显示装置B1的制作〕
将搭载有有机EL面板(有机EL显示元件)的SAMSUNG Co.,Ltd.制造的GALA XY S4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,再次将单独分离的圆偏振片与有机EL表示元件进行了贴合。此外,使用下述粘合剂薄片在再次贴合的圆偏振片上层叠了层叠体A1。此时,以圆偏振片中的起偏器与层叠体A1的起偏器的透射轴成为平行的方式进行了层叠。通过以上制作了带有防反射眩光系统的图像显示装置B1。对于所获得的图像显示装置B1,在下述表1中示出从去除粘接剂及粘合剂的视觉辨认侧的层结构。
<粘合剂薄片1的制作>
按照以下步骤制备了丙烯酸酯类聚合物。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重量份、丙烯酸5重量份通过溶液聚合法聚合而获得了平均分子量200万、分子量分布(Mw/Mn)3.0的丙烯酸酯类聚合物A1。
接着,除所获得的丙烯酸酯类聚合物A1(100质量份)以外,还混合CORON ATE L(甲苯基二异氰酸酯的三羟甲基丙烷加成物的75质量%乙酸乙酯溶液、1个分子中的异氰酸酯基数:3个、Nippon Polyurethane Industry Co.,Ltd.制)(1.0质量份)及硅烷偶联剂KBM-403(Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制)(0.2质量份),最后添加乙酸乙酯,以使总固体成分浓度成为10质量%,制备了粘合剂形成用组合物。使用模涂机将该组合物涂布于用硅酮类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,获得了丙烯酸酯类粘合剂薄片。膜厚为25μm,储能模量为0.1MPa。
[实施例2]
如下制作B板,制作层叠体A2来代替层叠体A1,除此以外,以与实施例1相同的方式制作了带有防反射眩光系统的图像显示装置B2。
〔B板的制作〕
如下制作了本发明的实施例中使用的各种相位差层。
<挤出成型>
在100℃对环烯烃树脂ARTON G7810(JSR Corporation)干燥2小时以上,使用双轴混炼挤出机,在280℃熔融挤出。此时,在挤出机与模具之间依次配置筛网过滤器、齿轮泵、叶盘过滤器,用熔体配管连接这些,从宽度1000mm、唇口间隙1mm的T型模具挤出,在设定成180℃、175℃、170℃的3连流延辊上流延,获得了宽度900mm、厚度320μm的未拉伸膜1。
<拉伸/热定型>
通过以下方法对输送的上述未拉伸膜1实施了拉伸工序及热定型工序。
(a)纵向拉伸
使用纵横比(L/W)为0.2的辊之间纵向拉伸机一边输送一边在下述条件下对未拉伸膜1进行了纵向拉伸。
<条件>
预热温度:170℃、拉伸温度:170℃、拉伸倍率:155%
(b)横向拉伸
使用拉幅机一边输送一边在下述条件下对经纵向拉伸的薄膜进行了横向拉伸。
<条件>
预热温度:170℃、拉伸温度:170℃、拉伸倍率:80%
(c)热定型
在拉伸工序之后,接着用拉幅机夹具把持端部,一边保持拉伸膜两端部以使宽度成为恒定(3%以内的放大或缩小的范围),一边在下述条件下对拉伸膜进行热处理,进行了热定型。
热定型温度:165℃、热定型时间:30秒钟
另外,预热温度、拉伸温度及热定型温度为使用辐射温度计在宽度方向上测定了5个点的值的平均值。
<卷取>
在热定型之后,裁剪两端,以张力25kg/m进行卷取,获得了宽度为1340mm、卷取长度为2000m的薄膜辊。所获得的拉伸膜的Re为160nm,Rth为390nm,Nz系数为2.9,慢轴为MD方向,膜厚为80μm。将其作为B板。
〔层叠体A2的制作〕
通过与国际公开第2015/166991号记载的带单侧面保护膜的偏振片02相同的方法,制作了起偏器的厚度为8μm且起偏器的单侧面露出的偏振片1。
对上述偏振片1的露出起偏器的面及如上述制作的B板的表面进行电晕处理,通过上述PAV粘接进行了粘接。并且,此时,以B板的纵向拉伸方向与起偏器的吸收轴平行的方式确定方向并且进行了粘接。
接着,在起偏器与粘接的B板的背面侧对B板表面及所制作的光吸收各向异性膜P1的表面进行电晕处理,使用上述PVA粘接剂1贴合了B板和光吸收各向异性膜P1的阻挡层1。此时,包含光吸收各向异性层的透射率中心轴及薄膜面的法线的平面与起偏器的吸收轴所成的角为90°。
此外,以与上述相同的方式使用PVA粘接剂1还贴合同一个光吸收各向异性膜P1的支撑体面和直线偏振光转换膜Q1的直线偏振光转换层1面,获得了层叠体A2。
[实施例3]
代替直线偏振光转换膜Q1,制得具有如下制作的基于含微粒层的消偏振层的直线偏振光转换膜Q2,除此以外,以与实施例1相同的方式制作了带有防反射眩光系统的图像显示装置B3。
〔直线偏振光转换膜Q2的制作〕
作为直线偏振光转换层2,使用了如下制作的含微粒层1,除此以外,以与直线偏振光转换膜Q1的制作相同的方式,制作了直线偏振光转换膜Q2。
<直线偏振光转换层2的形成>
通过线棒将下述含微粒层形成用组合物1涂布于取向辅助层1上。通过用120℃的暖风将形成有涂布膜的支撑体干燥120秒钟,接着,在60℃的温度对涂布膜照射200mJ/cm2(使用超高压汞灯)的紫外线,从而形成了含微粒层1。在本实施例中,将所获得的含微粒层1用作直线偏振光转换层2。所获得的含微粒层的厚度为约2μm。确认到所制作的含微粒层稍微具有雾度,并且产生光散射。
[实施例4]
代替直线偏振光转换膜Q1,使用了λ/4板(QWP),除此以外,以与实施例1相同的方式制作了带有防反射眩光系统的图像显示装置B4。但是,λ/4板以其慢轴与起偏器所成的角成为45°的方式进行贴合而使用。
并且,在此使用的λ/4板使用了通过下述步骤制作的板。
<λ/4板(QWP)的制作>
(1)纤维素酰化物膜的制作
(纤维素酯溶液A-1的制备)
将下述组合物投入到混合罐中,一边加热一边搅拌而溶解各成分,从而制备出纤维素酯溶液A-1。
(消光剂分散液B-1的制备)
将下述组合物投入到分散机中,进行搅拌而溶解各成分,制备了消光剂分散液B-1。
(紫外线吸收剂溶液C-1的制备)
将下述组合物投入到另一混合罐中,一边加热一边搅拌而溶解各成分,从而制备出紫外线吸收剂溶液C-1。
[化学式60]
(UV-1)
(UV-2)
(纤维素酯膜的制作)
向将纤维素酰化物溶液A-1设为94.6质量份、将消光剂分散液B-1设为1.3质量份的混合物添加紫外线吸收剂溶液C-1,以使在每100质量份的纤维素酰化物中紫外线吸收剂(UV-1)及紫外线吸收剂(UV-2)分别成为1.0质量份,一边加热一边充分搅拌而溶解各成分,制备了掺杂液。将所获得的掺杂液加温至30℃并使其通过流延模具,流延到作为直径3m的滚筒的镜面不锈钢支撑体上。支撑体的表面温度设定为-5℃,涂布宽度设为1470mm。通过在滚筒上以150m3/分钟吹入34℃的干燥风来干燥经流延的胶浆膜,残余溶剂为150%的状态下从滚筒剥离。剥离时,沿输送方向(长度方向)进行了15%的拉伸。然后,一边用针板拉幅机(日本特开平4-1009号公报的图3中所记载的针板拉幅机)把持薄膜的宽度方向(相对于流延方向正交的方向)的两端一边输送,沿宽度方向进行了拉伸处理。此外,通过在热处理装置的辊之间输送,进而进行干燥,制造了纤维素酰化物膜(T1)。所制作的长条状纤维素酰化物膜(T1)的残余溶剂量为0.2%,厚度为60μm,550nm下的Re与Rth分别为0.8nm、40nm。
(2)相位差片的制作
(碱皂化处理)
使上述纤维素酰化物膜(T1)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带面以涂布量14ml/m2涂布下述所示的组成的碱溶液,并加热至110℃的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,同样使用棒式涂布机,以3ml/m2涂布了纯水。接着,重复3次基于喷注式涂布机的水洗及基于气刀的脱水之后,输送到70℃的干燥区干燥10秒钟,制作了经碱皂化处理的纤维素酰化物膜。
(取向膜的形成)
通过#14的线棒将下述组成的取向膜涂布液(A)连续涂布于进行了纤维素酰化物膜(T1)的碱皂化处理的面上。用60℃的暖风干燥了60秒,进而用100℃的暖风干燥了120秒。所使用的改性聚乙烯醇的皂化度为96.8%。
[化学式61]
(光学各向异性层(Q)的形成)
对上述制作的取向膜连续实施了摩擦处理。此时,长条状薄膜的长度方向与输送方向平行,摩擦辊的旋转轴与薄膜长度方向所成的角度设为45°(逆时针)。
通过#2.2的线棒将含有下述组成的棒状液晶化合物的光学各向异性层涂布液(A)连续涂布于所制作的取向膜上。薄膜的输送速度(V)设为26m/min。为了涂布液的溶剂的干燥及棒状液晶化合物的取向熟化,用60℃的暖风加热60秒钟,在60℃进行UV照射,使液晶化合物的取向固定化。光学各向异性层(Q)的厚度为0.8μm。棒状液晶化合物的长轴相对于薄膜面的平均倾角为0°,确认到液晶化合物相对于薄膜面水平取向。并且,慢轴的角度与摩擦辊的旋转轴正交,将薄膜长度方向设为0°时,顺时针为45°。另外,使用AxoSc an OPMF-1(Opto Science,Inc.制)测定的、波长550nm下的相位差Re(550)及波长550nm下的相位差Rth(550)为Re(550)=120nm、Rth(550)=105nm。
[化学式62]
所制作的λ/4板浸渍在1.5摩尔/升的55℃的氢氧化钠水溶液中之后,用水充分洗净了氢氧化钠。然后,浸渍在0.005摩尔/升的35℃的稀硫酸水溶液中1分钟之后,浸渍在水中而充分洗净了稀硫酸水溶液。最后,在120℃充分干燥了试样。
[实施例5]
代替直线偏振光转换膜Q1,使用了λ/2板(HWP),除此以外,以与实施例1相同的方式制作了带有防反射眩光系统的图像显示装置B5。但是,λ/2板以其慢轴与起偏器所成的角成为45°的方式进行贴合而使用。
并且,在此使用的λ/2板使用了通过以下步骤制作的λ/2板。
<λ/2板(HWP)的制作>
(1)纤维素酰化物膜的制作
以与实施例4的(1)纤维素酰化物膜的制作相同的方式进行了纤维素酰化物膜的制作。所制作的长条状纤维素酰化物膜(T2)的残余溶剂量为0.2%,厚度为60μm,550nm下的Re与Rth分别为0.8nm、40nm。
(2)相位差片的制作
(碱皂化处理)
通过与实施例4的(碱皂化处理)相同的步骤对上述纤维素酰化物膜(T2)进行了碱皂化处理。
(取向膜的形成)
通过与实施例4的(取向膜的形成)相同的步骤,在进行了纤维素酰化物膜(T2)的碱皂化处理的面上形成了取向膜。所使用的改性聚乙烯醇的皂化度为96.8%。
(光学各向异性层(H)的形成)
对上述制作的取向膜连续实施了摩擦处理。此时,长条状薄膜的长度方向与输送方向平行,摩擦辊的旋转轴与薄膜长度方向所成的角度设为45°(顺时针)。
通过#5.0的线棒将含有下述组成的盘状液晶化合物的光学各向异性层涂布液(B)连续涂布于上述所制作的取向膜上。薄膜的输送速度(V)设为26m/mi n。为了涂布液的溶剂的干燥及盘状液晶化合物的取向熟化,用115℃的暖风加热90秒钟,接着用80℃的暖风加热60秒钟,在80℃进行UV照射,使液晶化合物的取向固定化。光学各向异性层(H)的厚度为2.0μm。DLC化合物的圆盘状平面相对于薄膜面的平均倾角为90°,确认到盘状液晶化合物相对于薄膜面垂直取向。并且,慢轴的角度与摩擦辊的旋转轴平行,将薄膜长度方向设为0°时,顺时针为45°。另外,使用AxoScan OPMF-1(Opto Science,Inc.制)测定的、波长550nm下的相位差Re(550)及波长550nm下的相位差Rth(550)为Re(550)=250nm、Rth(550)=-70nm。
/>
[化学式63]
所制作的λ/2板浸渍在1.5摩尔/升的55℃的氢氧化钠水溶液中之后,用水充分洗净了氢氧化钠。然后,浸渍在0.005摩尔/升的35℃的稀硫酸水溶液中1分钟之后,浸渍在水中而充分洗净了稀硫酸水溶液。最后,在120℃充分干燥了试样。
[实施例6]
代替直线偏振光转换膜Q1,使用了如上述制作的起偏器(起偏器2),除此以外,以与实施例1相同的方式制作了带有防反射眩光系统的图像显示装置B6。但是,起偏器以其吸收轴与在层叠体A6中使用的起偏器1的吸收轴平行的方式贴合而使用。
[实施例7]
未使用直线偏振光转换膜Q1,代替光吸收各向异性膜P1,通过以下步骤制作具有直线偏振光转换层及光吸收各向异性的光吸收各向异性膜P2,进而进行层叠,以使光吸收各向异性膜P2的支撑体侧朝向有机EL显示装置侧,除此以外,以与实施例1相同的方式制作了带有防反射眩光系统的图像显示装置B7。
〔光吸收各向异性膜P2的制作〕
以与实施例1的光吸收各向异性膜P1相同的方式在支撑体上形成了阻挡层兼PVA取向膜1、光吸收各向异性层P1及阻挡层1。
此外,使用线棒将上述取向辅助层形成用组合物1涂布于阻挡层1上,用140℃的暖风将所形成的涂膜干燥120秒钟,接着,在室温对涂膜照射1000mJ/cm2(使用超高压汞灯)的无偏振光(自然光)状态的紫外线,由此形成了取向辅助层2。取向辅助层2的膜厚为0.25μm。
此外,使用线棒将上述无规取向液晶层形成用组合物1涂布于取向辅助层2上,用120℃的暖风将所形成的涂膜干燥120秒钟,接着,在60℃的温度对涂布膜照射200mJ/cm2(使用超高压汞灯)的紫外线,由此形成了无规取向液晶层。
通过以上实验制作了光吸收各向异性膜P2。
[实施例8]
根据实施例1,代替光吸收各向异性膜P1,使用了通过以下步骤制作的光吸收各向异性膜P3,除此以外,以与实施例1相同的方式制作了带有防反射眩光系统的图像显示装置B8。
〔光吸收各向异性膜P3的制作〕
以与实施例1相同的方式在支撑体上形成了阻挡层兼PVA取向膜1。此外,对所形成的阻挡层兼PVA取向膜进行摩擦处理,通过线棒将下述倾斜液晶取向膜形成用组合物1涂布于其上,用120℃的暖风将涂膜加热30秒钟,形成了干燥膜。然后,使用高压汞灯在照度200mW/cm2的照射条件下照射1秒钟,制作了倾斜液晶取向膜。所制作的倾斜液晶取向膜的膜厚为0.60μm。
低分子液晶性化合物M-1
[化学式64]
使用线棒将下述光吸收各向异性层形成用组合物P2涂布于所制作的倾斜液晶取向膜上,用120℃的暖风将涂膜加热30秒钟,然后,暂时冷却至室温。接着,此外在80℃再加热60秒钟,并再次冷却至变为室温。然后,使用LED灯(中心波长365nm)在照度200mW/cm2的照射条件下照射1秒钟,制作了光吸收各向异性层P2。所制作的光吸收各向异性层P2的膜厚为2.1μm。
/>
<阻挡层2的形成>
通过线棒将上述阻挡层形成用涂布液涂布于所制作的光吸收各向异性层P2上,在80℃干燥了5分钟。接着,在氧浓度100ppm、温度60℃环境下,使用LED灯(中心波长365nm)在照度150mW/cm2的照射条件下对所获得的涂膜照射2秒钟,由此在光吸收各向异性层P2上形成了阻挡层2。阻挡层2的厚度为1.0μm。
通过以上实验制作了光吸收各向异性膜P3。
[实施例9]
未使用直线偏振光转换膜Q1,代替光吸收各向异性膜P1,使用了通过以下步骤制作的光吸收各向异性膜P4,除此以外,以与实施例1相同的方式制作了带有防反射眩光系统的图像显示装置B9。
[光吸收各向异性膜P4的制作]
代替纤维素酰化物膜1,使用了超双折射聚酯膜(COSMOSHINE SRF、TOYOB O CO.,LTD.制、厚度80μm)作为直线偏振光转换层兼支撑体,除此以外,以与实施例1的光吸收各向异性膜P1相同的方式在支撑体上制作了光吸收各向异性膜P4。但是,在制作层叠体A9时,以COSMOSHINE SRF的慢轴相对于起偏器的慢轴成为45°的角度的方式贴合而进行。
[实施例10]
代替直线偏振光转换膜Q1,使用了通过以下步骤制作的、层叠2片与负C板对应的直线偏振光转换膜Q3-1及直线偏振光转换膜Q3-2而进行了层叠的层叠体A10,除此以外,以与实施例1相同的方式制作了带有防反射眩光系统的图像显示装置B10。
〔直线偏振光转换膜Q3-1及Q3-2的制作〕
<负C板形成用组合物>
制备下述负C板形成用组合物,获得了均匀的溶液。
盘状液晶性化合物CA-1(1,3,5取代苯型聚合性盘状液晶性化合物)
[化学式65]
盘状液晶性化合物CA-2(1,3,5取代苯型聚合性盘状液晶性化合物)
[化学式66]
盘状液晶性化合物CB-1(聚合性苯并菲型盘状液晶性化合物)
[化学式67]
聚合性单体CS1
[化学式68]
聚合物CC-1(以下化学结构式的共聚比率以质量%记载。)
[化学式69]
作为支撑体,未对市售的三乙酸纤维素薄膜(FUJITAC ZRD40、FUJIFILMCorporation制)实施皂化处理而使用。将上述负C板形成用组合物涂布于支撑体的表面,通过从室温连续加温至100℃的工序干燥溶剂,在100℃的干燥区进而将涂布层加热约90秒钟,然后,降温至60℃之后在大气下进行300mJ/cm2的UV曝光,获得了直线偏振光转换膜Q3-1。自然冷却至室温之后,观察取向状态时,可知盘状液晶性化合物没有缺陷而水平取向。并且,Rth(550)为327nm,Re为1nm。
并且,以相同的方式调整上述负C板形成用组合物的涂布膜厚,还制作了Rth(550)为361nm、Re为1nm的直线偏振光转换膜Q3-2。如上所述,Q3-1和Q3-2层叠2片而使用,因此作为整体,能够作为与Rth为688nm、Re为2nm的负C板对应的直线偏振光转换膜而考虑。
[实施例11]
代替直线偏振光转换膜Q1,与实施例10相同的层叠2片直线偏振光转换膜Q3-1及直线偏振光转换膜Q3-2而使用,进而使用将B板的相位差变更为Re(550)=160nm、Rth(550)=390nm而制作的层叠体A11,除此以外,以与实施例2相同的方式制作了带有防反射眩光系统的图像显示装置B11。
[实施例12]
未使用直线偏振光转换膜,代替光吸收各向异性膜的光吸收各向异性层形成用组合物P1使用光吸收各向异性层形成用组合物P3,膜厚调整成4μm,除此以外,以与实施例1相同的方式制作了带有防反射眩光系统的图像显示装置B12。
表面活性剂F-3
[化学式70]
使用切片机采集厚度2μm切片,将所采集的切片置于偏振光显微镜上,对所制作的光吸收各向异性层进行观察,其结果能够确认到在支撑体侧界面显现消光位。
另一方面,在空气侧界面未显现消光位,因此确认到在空气界面侧形成有作为直线偏振光转换层的无规取向液晶层。
[实施例13]
代替偏振片1,变更为如下述制作的涂布型偏振片,除此以外,以与实施例1相同的方式制作了带有防反射眩光系统的图像显示装置B13。
〔透明支撑体的制作〕
将下述组合物投入到混合罐中,进行搅拌,制备了用作芯层纤维素酰化物掺杂液的乙酸纤维素溶液。
化合物G
[化学式71]
将10质量份的下述消光剂溶液加入到90质量份的上述芯层纤维素酰化物掺杂液中,制备了用作外层纤维素酰化物掺杂液的乙酸纤维素溶液。
用平均孔径34μm的滤纸及平均孔径10μm的烧结金属过滤器过滤上述芯层纤维素酰化物掺杂液及上述外层纤维素酰化物掺杂液之后,同时从流延口将上述芯层纤维素酰化物掺杂液和在其两侧的外层纤维素酰化物掺杂液这3层流延到20℃的滚筒上(环带流延机)。
接着,在薄膜中的溶剂含有率大致为20质量%的状态下剥离滚筒上的薄膜,用拉幅机夹具固定薄膜的宽度方向的两端,沿横向以延伸倍率1.1倍拉伸薄膜的同时进行了干燥。
然后,通过在热处理装置的辊之间输送所获得的薄膜,进而进行干燥,制作了厚度40μm的透明支撑体,将其作为纤维素酰化物膜A1。
〔光取向膜B1的形成〕
通过线棒将后述的光取向膜形成用组合物连续涂布于上述纤维素酰化物膜A1上。通过用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)来形成光取向膜B1,从而获得了带有光取向膜的TAC(三乙酰纤维素)膜。光取向膜B1的膜厚为0.25μm。
聚合物PA-1(式中,各重复单元中所记载的数值表示相对于总重复单元的各重复的含量(质量%)。)
[化学式72]
产酸剂PAG-1
[化学式73]
稳定化剂DIPEA
[化学式74]
〔光吸收各向异性层C1的制作〕
通过线棒将下述组成的光吸收各向异性层形成用组合物C1连续涂布于所获得的光取向膜B1上,形成了涂膜。
接着,在140℃将涂膜加热15秒钟,接着在80℃加热处理5秒钟,将涂膜冷却至变为室温(23℃)。接着,在75℃将涂膜加热60秒钟,并再次冷却至变为室温。
然后,使用LED(light emitting diode:发光二极管)灯(中心波长365nm、半峰宽度10nm)在照度200mW/cm2的照射条件下照射2秒钟,由此在光取向膜B1上制作了光吸收各向异性层C1(起偏器)(厚度:2.0μm)。
通过分光光度计对光吸收各向异性层C1测定了280~780nm的波长区域内的透射率,其结果,可见光平均透射率为42%。如下测定取向度,650nm下的取向度为0.97。
<取向度的评价>
在光学显微镜(Nikon Corporation制、产品名“ECLIPSE E600 POL”)的光源侧插入线性起偏器的状态下,将光吸收各向异性层C1组装于样品台,使用多通道分光器(OceanOptics公司制、产品名“QE65000”),测定400~700nm的波长区域内的光吸收各向异性层C1的吸光度,通过以下式计算了取向度。
取向度:S=[(Az0/Ay0)-1]/[(Az0/Ay0)+2]
Az0:光吸收各向异性层C1相对于吸收轴方向的偏振光的吸光度
Ay0:光吸收各向异性层C1相对于偏振光轴方向的偏振光的吸光度
光吸收各向异性层C1的吸收轴位于光吸收各向异性层C1的面内,并且相对于纤维素酰化物膜A1的宽度方向正交。
/>
二色性物质Dye-C1
[化学式75]
二色性物质Dye-M1
[化学式76]
二色性物质Dye-Y1
[化学式77]
液晶性化合物L-1(式中,各重复单元中所记载的数值(“59”、“15”、“26”)表示相对于总重复单元的各重复的含量(质量%)。)
[化学式78]
液晶性化合物L-2
[化学式79]
粘附改良剂A-1
[化学式80]
表面活性剂F-4(式中,各重复单元中所记载的数值表示相对于总重复单元的各重复的含量(质量%)。)
[化学式81]
〔阻氧层D1的形成〕
通过线棒将下述组成的阻氧层形成用涂布液D1连续涂布于光吸收各向异性层C1上。然后,用80℃的暖风干燥5分钟,进行紫外线照射(300mJ/cm2、使用超高压汞灯),获得了形成有由厚度1.0μm的聚乙烯醇(PVA)构成的阻氧层D1的层叠体、即依次相邻具备纤维素酰化物膜A1(透明支撑体)、光取向膜B1、光吸收各向异性层C1及阻氧层D1的涂布型偏振片。
改性聚乙烯醇
[化学式82]
表面活性剂F-5
[化学式83]
[实施例14]
通过与实施例2相同的步骤,制作了偏振片1、B板及光吸收各向异性膜P1的层叠体。
接着,通过与实施例4相同的方法,在制作的层叠体的支撑体面上贴合通过与实施例4相同的步骤制作的λ/4板,制作了层叠体A14。
接着,通过与实施例4相同的步骤制作了带有防反射眩光系统的图像显示装置B14。
所制作的B板的Re为160nm,Rth为390nm,Nz系数为2.9,慢轴为MD方向,膜厚为80μm。
所制作的λ/4板的波长550nm下的相位差Re(550)及波长550nm下的相位差Rth(550)为Re(550)=120nm、Rth(550)=105nm。
[实施例15]
通过与实施例2相同的步骤,制作了偏振片1、B板及光吸收各向异性膜P1的层叠体。
接着,通过与实施例5相同的方法,在制作的层叠体的支撑体面上贴合通过与实施例5相同的步骤制作的λ/2板,制作了层叠体A15。
接着,通过与实施例5相同的步骤制作了带有防反射眩光系统的图像显示装置B15。
所制作的B板的Re为160nm,Rth为390nm,Nz系数为2.9,慢轴为MD方向,膜厚为80μm。
所制作的λ/2板的波长550nm下的相位差Re(550)及波长550nm下的相位差Rth(550)为Re(550)=250nm、Rth(550)=-70nm。
[比较例1]
根据实施例1,未使用直线偏振光转换膜Q1,除此以外,以与实施例1相同的方式制作了带有防反射眩光系统的图像显示装置。
[性能的评价]
(1)透射率中心轴的评价
使用所制作的各光吸收各向异性膜,通过上述的方法测定了透射率中心轴角度θ。另外,各光吸收各向异性膜所具有的光吸收各向异性层以外的层结构均不具有吸收各向异性,因此在上述中计算的透射率中轴角度θ能够读作各光吸收各向异性膜所具有的光吸收各向异性层的值。将结果示于下述表1。
(2)带有防反射眩光系统的图像评价装置的评价
所制作的带有防反射眩光系统的图像评价装置为了评价对窗玻璃的反射眩光图像,制作图3所示的反射眩光图像评价系统而设置于其中。
图像评价装置中,以在整个表面显示白色的图像(R256、G256、B256)的状态下,根据感官评价,对映入到代替窗玻璃而设置的丙烯酸板表面的图像的色相的色调(红色调、绿色调、蓝色调)进行了评价。同样地,还同时评价了用目视直接观察显示器时的色调。此时,观察反射眩光图像的方向如图3所示,从相对于从图像显示装置的中心延伸至丙烯酸板的正面方向的直线成约30°的角度的倾斜方向并且相对于丙烯酸板的平面成约20°的角度的斜上方进行了观察。将结果示于下述表1。
〔感官评价标准〕
根据下述基准对映入到丙烯酸板的图像的色调及未经由丙烯酸板观察显示器时的图像的色调进行了感官评价。
A:图像的色调为中性灰色。
B:图像的色调稍微带有红色调,但是在允许的范围内。
C:图像带有比较强的蓝色调,但是没有红色调,因此在允许的范围内。
D:图像带有强的红色调,在允许的范围外。
根据下述基准,对考虑了映入到丙烯酸板的图像的色调、不经由向丙烯酸板的反射眩光直接观察显示器时的图像的色调、倾斜方向的漏光的综合判定结果进行了评价。
A+:实用上非常令人满意的结果。
A:实用上令人满意的结果。
B:实用上充分允许的结果。
C:实用上存在一些问题但是可允许。
D:实用上存在不允许的问题的结果。
可知根据具有基于本发明的实施例1~15的直线偏振光转换层的层叠体,改善了向窗玻璃的反射眩光略带红色调的问题。
尤其,由实施例2、实施例11、实施例14、实施例15,通过进而并用B板,还同时抑制了反射眩光图像的亮度,因此成为尤其优选的结果。
符号说明
1-阻挡层,2-光吸收各向异性层,3-阻挡层兼PVA取向膜,4-TAC支撑体,11-液晶分子,12-二色性染料D-1,13-二色性染料D-2,14-二色性染料D-3,21-直线偏振光转换层,22-取向辅助层,23-阻挡层,24-TAC支撑体,100-带有防反射眩光系统的图像显示装置,101-直线偏振光转换层,102-光吸收各向异性层,103-起偏器,104-有机EL图像显示装置,105-防反射眩光系统。
Claims (15)
1.一种层叠体,其具有:
起偏器,在面内方向具有吸收轴;
光吸收各向异性层,含有液晶性化合物及二色性物质;及
直线偏振光转换层,
所述光吸收各向异性层的透射率中心轴与所述光吸收各向异性层的层平面的法线所成的角度为0°以上且45°以下。
2.根据权利要求1所述的层叠体,其中,
所述二色性物质的含量相对于所述光吸收各向异性层的总固体成分质量为5质量%以上。
3.根据权利要求1或2所述的层叠体,其中,
所述直线偏振光转换层为C板。
4.根据权利要求3所述的层叠体,其中,
所述C板为负C板。
5.根据权利要求1或2所述的层叠体,其中,
所述直线偏振光转换层为λ/2板或λ/4板。
6.根据权利要求1或2所述的层叠体,其中,
所述直线偏振光转换层为消偏振层。
7.根据权利要求6所述的层叠体,其中,
所述消偏振层为无规取向的液晶层。
8.根据权利要求6所述的层叠体,其中,
所述消偏振层为含有微粒的层。
9.根据权利要求6所述的层叠体,其中,
所述消偏振层为含有液晶性化合物及二色性物质且所述液晶性化合物无规取向的层。
10.根据权利要求1或2所述的层叠体,其中,
所述直线偏振光转换层为在面内方向具有吸收轴的起偏器,
将所述光吸收各向异性层的透射率中心轴正投影到所述光吸收各向异性层的层平面的方向与作为所述直线偏振光转换层的所述起偏器的吸收轴所成的角φ为85°~95°。
11.根据权利要求1或2所述的层叠体,其中,
所述直线偏振光转换层为在波长550nm下测定的面内延迟值为6000nm以上的相位差层。
12.根据权利要求11所述的层叠体,其中,
所述相位差层为PET膜。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的层叠体,其中,
在所述起偏器与所述光吸收各向异性层之间具有B板。
14.一种防反射眩光系统,其具有权利要求1至13中任一项所述的层叠体。
15.一种图像显示装置,其具有权利要求1至13中任一项所述的层叠体。
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