CN117083546A - 光吸收各向异性膜、层叠体及图像显示装置 - Google Patents

光吸收各向异性膜、层叠体及图像显示装置 Download PDF

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CN117083546A
CN117083546A CN202280023647.9A CN202280023647A CN117083546A CN 117083546 A CN117083546 A CN 117083546A CN 202280023647 A CN202280023647 A CN 202280023647A CN 117083546 A CN117083546 A CN 117083546A
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桑山靖和
松山拓史
西村直弥
大草宽之
前田贤谦
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Abstract

本发明的课题在于提供一种能够抑制在与相邻配置的层之间产生的反射的光吸收各向异性膜、层叠体及图像显示装置。本发明的光吸收各向异性膜含有二色性物质,所述光吸收各向异性膜中,从光吸收各向异性膜的一个表面入射偏振光而测定的偏振度A与从光吸收各向异性膜的另一个表面入射偏振光而测定的偏振度B不同。

Description

光吸收各向异性膜、层叠体及图像显示装置
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,在需要包括激光束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,针对各种功能,利用通过不同的原理进行工作的装置。因此,与上述功能对应的产品,也按各种功能通过不同的制造工序来制造。
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起偏器或圆起偏器。并且,在有机发光二极管(Organic Light EmittingDiode:OLED)中,为了防止外光的反射也使用圆起偏器。
以往,在这些起偏器中,碘被广泛用作二色性物质,但对于代替碘而将有机色素用作二色性物质的起偏器,也正在进行研究。
例如,在专利文献1中公开有一种图案偏振光膜,其层叠有基材及经图案化的液晶固化膜,所述图案偏振光膜中,液晶固化膜含有聚合性液晶性化合物的聚合物及多个二色性色素,并且具有厚度为0.5~10μm、偏振度为10%以下且单体透射率为80%以上的区域(A)及偏振度为90%以上且单体透射率为40%以上的区域(B)(技术方案1)。
以往技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2019-164390号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
作为有机发光二极管等中的外光的防反射膜,有时使用包含含有二色性物质的光吸收各向异性膜的层叠体。本发明人等对如专利文献1中所记载的具有含有二色性物质的光吸收各向异性膜的层叠体进行了研究,其结果发现了,在与光吸收各向异性膜相邻配置的层(尤其,在比光吸收各向异性膜更靠视觉辨认侧配置的保护层)之间产生反射,在将层叠体适用于图像显示装置时有时反射的抑制变得不充分,具有改善的余地。
因此,本发明的课题在于提供一种能够抑制在与相邻配置的层之间产生的反射的光吸收各向异性膜、层叠体及图像显示装置。
用于解决技术课题的手段
本发明人等为了解决上述课题进行深入研究的结果,发现了在含有二色性物质的光吸收各向异性膜中只要光吸收各向异性膜的偏振度在表面和背面不同,则能够抑制在与和其相邻配置的层之间产生的反射,从而完成了本发明。
即,本发明人等发现了通过以下结构能够解决上述课题。
[1]一种光吸收各向异性膜,其含有二色性物质,其中,
从上述光吸收各向异性膜的一个表面入射偏振光而测定的偏振度A与从上述光吸收各向异性膜的另一个表面入射偏振光而测定的偏振度B不同。
[2]根据[1]所述的光吸收各向异性膜,其中,
上述偏振度A与上述偏振度B之差的绝对值为0.10%以上。
[3]根据[1]或[2]所述的光吸收各向异性膜,其中,
在测定出上述偏振度A及上述偏振度B中较小的偏振度的一侧的上述光吸收各向异性膜的表面中,上述二色性物质的面外取向度fzx为-0.2以上。
[4]根据[1]至[3]中任一项所述的光吸收各向异性膜,其中,
上述光吸收各向异性膜在面内具有吸收轴。
[5]根据[1]至[4]中任一项所述的光吸收各向异性膜,其中,
可见光平均透射率为35~70%。
[6]根据[1]至[5]中任一项所述的光吸收各向异性膜,其中,
上述二色性物质的含量相对于上述光吸收各向异性膜的总质量为40质量%以下。
[7]根据[1]至[5]中任一项所述的光吸收各向异性膜,其还含有高分子液晶性化合物。
[8]根据[1]至[7]中任一项所述的光吸收各向异性膜,其还含有具有氟原子且logP值为5.2以下的表面活性剂。
[9]根据[8]所述的光吸收各向异性膜,其中,
上述表面活性剂中的上述氟原子的含量为10质量%以上。
[10]根据[8]或[9]所述的光吸收各向异性膜,其中,
上述表面活性剂不具有氢键性基团。
[11]根据[8]至[10]中任一项所述的光吸收各向异性膜,其中,
上述表面活性剂的含量相对于上述光吸收各向异性膜的总质量为0.05~5质量%。
[12]根据[8]至[11]中任一项所述的光吸收各向异性膜,其中,
在上述光吸收各向异性膜含有高分子液晶性化合物的情况下,
上述表面活性剂与上述高分子液晶性化合物的汉森溶解度参数的距离为3.5MPa1 /2以上。
[13]一种层叠体,其沿厚度方向依次具有保护层、[1]至[12]中任一项所述的光吸收各向异性膜及取向膜,其中,
在测定出在使用上述光吸收各向异性膜来测定的偏振度A及偏振度B中较大的偏振度的一侧的上述光吸收各向异性膜的表面侧配置上述取向膜。
[14]根据[13]所述的层叠体,其中,
上述光吸收各向异性膜在波长550nm下的折射率大于上述保护层在波长550nm下的折射率。
[15]根据[13]或[14]所述的层叠体,其在上述取向膜中的与上述光吸收各向异性膜相反的一面侧还具有λ/4板。
[16]一种图像显示装置,其具有[1]至[12]中任一项所述的光吸收各向异性膜或[13]至[15]中任一项所述的层叠体。
发明效果
根据本发明,能够提供一种能够抑制在与相邻配置的层之间产生的反射的光吸收各向异性膜、层叠体及图像显示装置。
附图说明
图1是用于测定被测物体的吸光度光谱的导波路分光解析装置的示意图。
图2是用于说明被测物体的吸光度光谱的测定步骤的示意图。
图3是用于说明被测物体的吸光度光谱的测定步骤的示意图。
图4是表示被测物体的吸光度光谱的测定中的光的进行方向与被测物体的朝向的关系的示意图。
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,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。在此,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,否则是指并用的物质的合计的含量。
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,“(甲基)丙烯酸”为表示“丙烯酸”或“甲基丙烯酸”的表述。
[光吸收各向异性膜]
本发明的光吸收各向异性膜含有二色性物质,上述光吸收各向异性膜中,从上述光吸收各向异性膜的一个表面入射偏振光而测定的偏振度A与从上述光吸收各向异性膜的另一个表面入射偏振光而测定的偏振度B不同。
根据本发明的光吸收各向异性膜,能够抑制在与相邻配置的层(以下,也称为“相邻层”。)之间产生的反射。其理由的详细内容虽然不明确,但大致推断如下。
在光吸收各向异性膜中所含的二色性物质配置成在光吸收各向异性膜的面内方向具有吸收轴的情况(换言之,二色性物质水平取向的情况)下,若从与光吸收各向异性膜的表面中的法线接近的角度照射光,则光吸收各向异性膜的折射率变高。认为在将这种光吸收各向异性膜适用于层叠体的情况下,与相邻层的折射率差变高,因此在与相邻层的界面产生反射。
在此,本发明的光吸收各向异性膜在表面和背面上偏振度不同。在二色性物质以整体水平取向的光吸收各向异性膜的一个表面附近,只要能够以将二色性物质接近垂直取向的取向状态进行,则可获得在表面和背面上偏振度不同的光吸收各向异性膜。具体而言,在处于二色性物质接近垂直取向的取向状态的表面中,偏振度较低,折射率变低。并且,在二色性物质水平取向的表面中,偏振度较高,折射率变高。因此,可推测通过将偏振度较低的表面(折射率较低的表面)配置于相邻层(视觉辨认侧的层。例如后述保护层。)侧,光吸收各向异性膜与相邻层的折射率差变小,能够抑制内反射。如此,认为能够抑制内反射的结果,图像显示装置的显示性能提高。
〔二色性物质〕
本发明的光吸收各向异性膜含有二色性物质。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。在光吸收各向异性膜中,二色性物质可以聚合。
光吸收各向异性膜所含有的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)、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)。
具体而言,例如可举出日本特开2013-228706号公报的[0067]至[0071]段、日本特开2013-227532号公报的[0008]至[0026]段、日本特开2013-209367号公报的[0008]至[0015]段、日本特开2013-14883号公报的[0045]至[0058]段、日本特开2013-109090号公报的[0012]至[0029]段、日本特开2013-101328号公报的[0009]至[0017]段、日本特开2013-37353号公报的[0051]至[0065]段、日本特开2012-63387号公报的[0049]至[0073]段、日本特开平11-305036号公报的[0016]至[0018]段、日本特开2001-133630号公报的[0009]至[0011]段、日本特开2011-215337号公报的[0030]至[0169]、日本特开2010-106242号公报的[0021]至[0075]段、日本特开2010-215846号公报的[0011]至[0025]段、日本特开2011-048311号公报的[0017]至[0069]段、日本特开2011-213610号公报的[0013]至[0133]段、日本特开2011-237513号公报的[0074]至[0246]段、日本特开2016-006502号公报的[0005]至[0051]段、WO2016/060173号公报的[0005]至[0041]段、WO2016/136561号公报的[0008]至[0062]段、国际公开第2017/154835号的[0014]至[0033]段、国际公开第2017/154695号的[0014]至[0033]段、国际公开第2017/195833号的[0013]至[0037]段、国际公开第2018/164252号的[0014]至[0034]段等中所记载的二色性物质。
在本发明中,也可以并用2种以上的二色性物质,例如,从使所获得的光吸收各向异性膜接近黑色的方面考虑,优选并用在波长370nm以上且小于500nm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,例如可举出(甲基)丙烯酰基、环氧基、氧杂环丁基及苯乙烯基等,其中,优选(甲基)丙烯酰基。
作为二色性物质,优选二色性偶氮色素化合物。
其中,在本发明中,从调整色调的观点考虑,光吸收各向异性膜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(1A)表示的二色性偶氮色素化合物和后述的由式(2A)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膜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(优选波长380~454nm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理由考虑,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(1A)的L3、R2或L4表示的基团。
从调整光吸收各向异性膜的色调的观点考虑,第1二色性偶氮色素化合物优选为在560nm以上且700nm以下(更优选560~650nm,尤其优选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膜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(1A)表示的化合物。
[化学式1]
式(1A)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(1A)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(1A)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-NR2’-、-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(1A)中以包含R2及R3所键合的氮原子的形态表示。
[化学式2]
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3]
(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(2A)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,从调整光吸收各向异性膜的色调的观点考虑,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,只要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,则更容易调整光吸收各向异性膜的色调。
从光吸收各向异性膜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由式(2A)表示的化合物。
[化学式4]
式(2A)中,n表示1或2。
式(2A)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(2A)中,R4的定义与式(1A)中的R1相同。
式(2A)中,R5及R6的定义分别与式(1A)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5]
(logP值之差)
logP值是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膜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(1A)表示的化合物的情况下,式(1A)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(2A)表示的化合物的情况下,式(2A)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(1A)表示的化合物且第2二色性偶氮色素化合物为由式(2A)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。只要光吸收各向异性膜含有第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膜的色调的优点。
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。
作为第3二色性偶氮色素化合物的具体例,可举出国际公开第2017/195833号中所记载的由式(1A)表示的化合物。化合物中,可举出除上述第1二色性偶氮色素化合物及上述第2二色性偶氮色素化合物以外的化合物。
以下示出第3二色性偶氮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。并且,Me表示甲基。
[化学式6]
[化学式7]
从本发明的效果更优异的方面考虑,二色性物质的含量相对于光吸收各向异性膜的总质量优选40质量%以下,更优选30质量%以下。
从取向优异的方面考虑,二色性物质的含量相对于光吸收各向异性膜的总质量优选5质量%以上,更优选10质量%以上,进一步优选15质量%以上。
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膜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膜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膜形成用组合物中的二色性物质整体的含量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膜的色调,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。
〔液晶性化合物〕
本发明的光吸收各向异性膜优选还含有液晶性化合物。由此,能够抑制二色性物质的析出,并且使二色性物质以更高的取向度取向。
作为液晶性化合物,能够使用高分子液晶性化合物及低分子液晶性化合物的任一种,从能够提高取向度的理由考虑,优选含有高分子液晶性化合物。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。
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。
并且,“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。
从所获得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由下述式(1)表示的重复单元(以下,也简称为“重复单元(1)”。)的高分子液晶性化合物。
[化学式8]
上述式(1)中,P1表示重复单元的主链,L1表示单键或2价的连接基,SP1表示间隔基团,M1表示介晶基团,T1表示末端基。
作为P1所表示的重复单元的主链,具体而言,例如可举出由下述式(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方面考虑,优选由下述式(P1-A)表示的基团。
[化学式9]
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状的烷基,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。
由上述式(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。
由上述式(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。
由上述式(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。
由上述式(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。
上述式(1)中,L1为单键或2价的连接基。
作为L1所表示的2价的连接基,可举出-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为由式(P1-A)表示的基团的情况下,从光吸收各向异性膜的取向度变得更高的方面考虑,L1优选由-C(O)O-表示的基团。
在P1为由式(P1-B)~(P1-D)表示的基团的情况下,从光吸收各向异性膜的取向度变得更高的方面考虑,L1优选单键。
上述式(1)中,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。
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,*表示与上述式(1)中的L1或M1的键合位置。从光吸收各向异性膜的取向度变得更高的方面考虑,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,从光吸收各向异性膜的取向度变得更高的方面考虑,SP1所表示的氧丙烯结构优选为由*-(CH(CH3)-CH2O)n2-*表示的基团。式中,n2表示1~3的整数,*表示与L1或M1的键合位置。
并且,从光吸收各向异性膜的取向度变得更高的方面考虑,SP1所表示的聚硅氧烷结构优选为由*-(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M1的键合位置。
并且,从光吸收各向异性膜的取向度变得更高的方面考虑,SP1所表示的氟化亚烷基结构优选为由*-(CF2-CF2)n4-*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,并没有特别限制,例如能够参考“Flussige Kristalle in Tabellen II”(VEBDeutsche 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。
作为介晶基团,例如优选具有选自包括芳香族烃基、杂环基及脂环式基团的组中的至少1种环状结构的基团。
从光吸收各向异性膜的取向度变得更高的方面考虑,介晶基团优选具有芳香族烃基,更优选具有2~4个芳香族烃基,进一步优选具有3个芳香族烃基。
作为介晶基团,从液晶性的显现、液晶相变温度的调整、原料获取性及合成适用性的方面以及光吸收各向异性膜的取向度变得更高的方面考虑,优选由下述式(M1-A)或下述式(M1-B)表示的基团,更优选由式(M1-B)表示的基团。
[化学式10]
式(M1-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。这些基团可以被烷基、氟化烷基、烷氧基或取代基取代。
由A1表示的2价的基团优选为4~6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SP1或T1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的方面考虑,优选亚苯基或亚萘基,更优选亚苯基。
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方面考虑,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-二基等。
作为A1所表示的2价的脂环式基团的具体例,可举出亚环戊基及亚环己基等。
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(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。从光吸收各向异性膜的取向度变得更高的方面考虑,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价的连接基。在a2为2以上的情况下,多个LA1分别独立地为单键或2价的连接基,多个LA1中的至少1个为2价的连接基。在a2为2的情况下,从光吸收各向异性膜的取向度变得更高的方面考虑,优选2个LA1中一个为2价的连接基且另一个为单键。
式(M1-B)中,作为LA1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”分别独立地表示氢原子、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,从光吸收各向异性膜的取向度变得更高的方面考虑,优选-C(O)O-。LA1也可以为组合2个以上这些基团而成的基团。
作为M1的具体例,例如可举出以下结构。另外,在下述具体例中,“Ac”表示乙酰基。
[化学式11]
[化学式12]
[化学式13]
[化学式14]
[化学式15]
[化学式16]
[化学式17]
上述式(1)中,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、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(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,例如可举出由-L-A(L表示单键或连接基。连接基的具体例与上述L1及SP1相同。A表示(甲基)丙烯酰氧基)表示的基团。
从光吸收各向异性膜的取向度变得更高的方面考虑,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。
从与相邻层的密合性变得更良好并且能够提高作为膜的凝集力的理由考虑,T1优选为聚合性基团。
聚合性基团并无特别限定,优选能够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,能够使用众所周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。已知在该情况下,通常丙烯酰基的聚合速度快,从提高生产率的方面考虑,优选丙烯酰基,但甲基丙烯酰基也能够同样地用作聚合性基团。
作为阳离子聚合性基团,能够使用众所周知的阳离子聚合性,具体而言,能够举出脂环式醚基、环状缩醛基、环状内酯基、环状硫醚基、螺环原酸酯基及乙烯氧基等。其中,优选脂环式醚基或乙烯氧基,优选环氧基、氧杂环丁基或乙烯氧基。
从光吸收各向异性膜的取向度变得更高的方面考虑,包含由上述式(1)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1000~500000,更优选2000~300000。只要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方面考虑,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方面考虑,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
在光吸收各向异性膜含有液晶性化合物的情况下,从光吸收各向异性膜的取向度变得更高的方面考虑,液晶性化合物的含量相对于光吸收各向异性膜的总质量优选60~95质量%,更优选70~90质量%,进一步优选75~85质量%。
在光吸收各向异性膜含有高分子液晶性化合物的情况下,从光吸收各向异性膜的取向度变得更高的方面考虑,高分子液晶性化合物的含量相对于光吸收各向异性膜的总质量优选30~80质量%,更优选40~70质量%,进一步优选50~60质量%。
在光吸收各向异性膜含有低分子液晶性化合物的情况下,从光吸收各向异性膜的取向度变得更高的方面考虑,低分子液晶性化合物的含量相对于光吸收各向异性膜的总质量优选5~50质量%,更优选10~40质量%,进一步优选20~30质量%。
〔具有氟原子且logP值为5.2以下的表面活性剂〕
本发明的光吸收各向异性膜优选含有具有氟原子且logP值为5.2以下的表面活性剂(以下,也称为“特定表面活性剂”。)。
通过本发明的光吸收各向异性膜含有特定表面活性剂,能够容易获得表面和背面中的偏振度不同的光吸收各向异性膜。该理由可推测为基于以下理由。特定表面活性剂具有氟原子,因此偏在于光吸收各向异性膜的一个表面侧(制造时的空气界面侧)。通过氟原子的作用偏在于光吸收各向异性膜的一个表面侧的特定表面活性剂具有logP值为5.2以下的亲水性质,因此难以与二色性物质混合,其结果可推测,光吸收各向异性膜的一个表面侧中的二色性物质的取向性被扰乱。
特定表面活性剂只要为具有氟原子且logP值为5.2以下,则并无特别限定,从更容易获得偏振度在表面和背面不同的光吸收各向异性膜的方面考虑,优选包含具有氟原子的重复单元的化合物,更优选包含由式(F-1)表示的重复单元(以下,也称为“重复单元F-1”。)及由式(F-2)表示的重复单元(以下,也称为“重复单元F-2”。)中的至少一个。
具有氟原子的重复单元的含量相对于特定表面活性剂所具有的所有重复单元(100质量%)优选10~98质量%,更优选15~97质量%,进一步优选20~90质量%,尤其优选25~80质量%。只要具有氟原子的重复单元的含量在上述范围内,则本发明的效果更优异。
在特定表面活性剂中可以含有单独1种具有氟原子的重复单元,也可以含有2种以上。在具有氟原子的重复单元含有2种以上的情况下,上述具有氟原子的重复单元的含量是指具有氟原子的重复单元的合计含量。
<重复单元F-1>
重复单元F-1为由下述式(F-1)表示的重复单元。
[化学式18]
式(F-1)中,LF1表示单键或2价的连接基,
R1表示氢原子、氟原子、氯原子、或碳原子数1~20的烷基,
RF1为包含
(a)由下述式(1)、(2)或(3)表示的基团
(b)全氟聚醚基
(c)具有质子供体性官能团及质子受体性官能团的氢键且至少1个碳原子具有氟原子作为取代基的碳原子数1~20的烷基
(d)由下述式(1-d)表示的基团
(e)由下述式(1-e)表示的基团
中的至少1个基团。
[化学式19]
式(F-1)中,R1优选为氢原子、氟原子或碳原子数1~4的烷基,更优选为氢原子或甲基。
式(F-1)中,LF1为单键或2价的连接基,更具体而言,可举出由-LW-SPW-表示的基团(LW表示2价的连接基,SPW表示2价的间隔基团)、碳原子数4~20的芳香族烃基、碳原子数4~20的环状亚烷基及碳原子数1~20杂环基,优选碳原子数1~20的直链、支链或环状亚烷基、碳原子数4~20的芳香族烃基,优选为具有-O-、-C(O)-O-、-C(O)-NH-、-O-C(O)-的基团,优选为-C(O)-O-亚烷基-。-C(O)-O-亚烷基-中的亚烷基可以为直链或支链中任一种结构,其碳原子数优选1~20,更优选1~10,进一步优选1~5。上述亚烷基还可以被取代基取代,作为取代基优选卤原子,更优选氟原子。
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”分别独立地表示氢、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价的间隔基团,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’、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,、ZH”分别独立地表示碳原子数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,优选由下述式(P1)~(P30)表示的交联性基团。)
[化学式20]
(具有(a)由式(1)、(2)或(3)表示的基团基的重复单元)
在式(F-1)的RF1包含由上述式(1)、(2)或(3)表示的基团的情况下,式(F-1)也优选为由下述式(4)表示的重复单元。
[化学式21]
式(4)中,Rfa为由上述式(1)、(2)或(3)表示的基团。
式(4)中,R2的含义与上述式(F-1)的R1的含义相同,优选为氢原子或甲基。
式(4)中,R1B为碳原子数2~50的2价的基团。作为由R1B表示的碳原子数为2~50的2价的基团,可以包含杂原子,可以为芳香族基、杂芳香族基、杂环基、脂肪族基、脂环式基。
作为R1B,具体而言,可举出以下基团。
-(CH2)n1-(n1=2~50)
-X-Y-(CH2)n2-(n2=2~43)
-X-(CH2)n3-(n3=1~44)
-CH2CH2(OCH2CH2)n4-(n4=1~24)
-XCO(OCH2CH2)n5-(n5=1~21)
上述式中,X表示可以具有1~3个选自包括碳原子数1~3的烷基(甲基、乙基、丙基)、碳原子数1~4的烷氧基(甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基等)、卤原子(F、Cl、Br、I)的组中的取代基的苯、亚联苯基或亚萘基。Y表示-O-CO-、-CO-O-、-CONH-或-NHCO-。
X优选1,2-苯、1,3-苯、1,4-亚苯基,更优选1,4-亚苯基。
作为尤其优选的由R1B表示的碳原子数为2~50的二价的基团,具体而言可举出以下结构的2价的基团。
-(CH2)n1-(n1=2~10)
-C6H4OCO(CH2)n2-(n2=2~10)
-C6H4(CH2)n3-(n3=1~10)
-CH2CH2(OCH2CH2)n4-(n4=1~10)
-C6H4CO(OCH2CH2)n5-(n5=1~10)
式(4)中,R2为氢原子或甲基。
(具有(b)全氟聚醚基的重复单元)
上述式(F-1)中,RF1优选具有全氟聚醚基。
全氟聚醚基为多个氟碳基由醚键键合的2价的基团。全氟聚醚基优选为多个全氟亚烷基由醚键键合的2价的基团。
全氟聚醚基可以为直链结构也可以为支链结构也可以为环状结构,优选为直链结构或支链结构,更优选为直链结构。
在式(F-1)的RF1包含含有全氟聚醚基的重复单元的情况下,式(F-1)优选为由下述式(I-b)表示的结构单元。
[化学式22]
式(I-b)中,LF1表示与式(F-1)中的基团相同的基团。R11表示氢原子、氟原子、氯原子或碳原子数1~20的烷基。Rf1及Rf2分别独立地表示氟原子或全氟烷基。在Rf1存在多个时,可以分别相同也可以不同。在Rf2存在多个时,可以分别相同也可以不同。u表示1以上的整数。p表示1以上的整数。
R12表示氢原子或取代基,作为上述取代基,并无特别限定,例如可举出氟原子、全氟烷基(优选碳原子数1~10)、烷基(优选碳原子数1~10)、羟烷基(优选碳原子数1~10)等。
式(I-b)中,u表示1以上的整数,优选表示1~10,更优选表示1~6,进一步优选表示1~3。
式(I-b)中,p表示1以上的整数,优选表示1~100,更优选表示1~80,进一步优选表示1~60。
另外,p个[CRf1Rf2]uO分别可以相同也可以不同。
(含有(c)具有质子供体性官能团及质子受体性官能团的氢键且至少1个碳原子具有氟原子作为取代基的碳原子数1~20的烷基的重复单元)
上述式(F-1)中,RFl也优选包含具有质子供体性官能团及质子受体性官能团的氢键且至少一个碳原子具有氟原子作为取代基的碳原子数1~20的烷基(以下,也称为“特定烷基c”。)。
在上述式(F-1)中的RF1为特定烷基c的情况下,由式(F-1)表示的重复单元优选为由下述通式(I-c1)表示的重复单元或由下述通式(I-c2)表示的重复单元。
[化学式23]
上述式(I-c1)中,R1的含义与上述式(F-1)的R1的含义相同,优选为氢原子或甲基。
上述式(I-c1)中,XC1 +表示具有质子受体性官能团的基团。作为质子受体性官能团,可举出季铵阳离子、吡啶鎓阳离子等。作为XC1 +的具体例,可举出-C(O)-NH-LC1-XC11 +、-C(O)-O-LC1-XC11 +及-XC12 +。LC1表示碳原子数1~5的亚烷基。XC11 +表示季铵阳离子。XC12 +表示吡啶鎓阳离子。
上述式(I-c1)中,YC1 -表示具有质子供体性官能团及氟烷基的基团。作为质子供体性官能团,可举出-C(O)O-、-S(O)2O-等。作为YC1 -的具体例,可举出RC1-C(O)O-及RC1-S(O)2O-。RC1表示碳原子数2~15的氟烷基、碳原子数2~15的氟烷基的1个以上的碳原子被-O-及-C(O)-中的至少一个取代的基团或具有这些基团作为取代基的苯基。
[化学式24]
上述式(I-c2)中,R1的含义与上述式(F-1)的R1的含义相同,优选为氢原子或甲基。
上述式(I-c2)中,YC2 -表示具有质子供体性官能团的基团。作为质子供体性官能团,可举出-C(O)O-、-S(O)2O-等。作为YC2 -的具体例,可举出-C(O)-NH-LC2-YC21 -、-C(O)-O-LC2-YC21 -。LC2表示碳原子数1~5的亚烷基。YC21 -表示-C(O)O-或-S(O)2O-
上述式(I-c2)中,XC2 +表示具有质子受体性官能团(例如,季铵阳离子、吡啶鎓阳离子等)及氟烷基的基团。作为XC2 +的具体例,可举出RC2-XC21 +。RC2表示碳原子数2~15的氟烷基或碳原子数2~15的氟烷基的1个以上的碳原子被-O-及-C(O)-中的至少一个取代的基团或具有这些基团作为取代基的苯基。XC21 +表示季铵阳离子。
作为式(F-1)中的RF1为特定烷基c的重复单元的制造方法,可举出使后述具有质子供体性官能团的化合物与具有质子受体性官能团的重复单元进行反应的方法及使后述具有质子受体性官能团的化合物与具有质子供体性官能团的重复单元进行反应的方法。
具有质子供体性官能团的化合物及具有质子受体性官能团的化合物优选为由下述式(1-1)~(1~3)中的任一个表示的化合物。
(HB-X1)m-X3-(X2-RL)n…(1-1)
(HB)-(X2-RL)n…(1-2)
(HB-X1)m-(RL)…(1-3)
上述式(1-1)及上述式(1-3)中,m表示1~5的整数,上述式(1-1)及上述式(1-2)中,n表示1~5的整数。但是,m及n的合计表示2~6的整数。
并且,上述式(1-1)~(1-3)中,HB表示上述的可氢键合的官能团(即,质子供体性官能团及质子受体性官能团),在m为2~5的整数的情况下,多个HB可以分别相同也可以不同。
并且,上述式(1-1)~(1-3)中,X1及X2分别独立地表示单键或2价的连接基,在m为2~5的整数的情况下,多个X1可以分别相同也可以不同,n为2~5的整数的情况下,多个X2可以分别相同也可以不同。另外,上述式(1-2)中,HB及X2可以与HB和X2的一部分形成环,上述式(1-3)中,RL及X1可以与RL和X1的一部分形成环。
作为上述式(1-1)~(1-3)中的X1及X2的一方式所表示的2价的连接基,例如可举出选自包括可以具有取代基的碳原子数1~10的直链状、支链状或环状的亚烷基、可以具有取代基的碳原子数6~12的亚芳基、醚基(-O-)、羰基(-C(=O)-)及可以具有取代基的亚胺基(-NH-)的组中的至少1以上的基团。
在此,作为亚烷基、亚芳基及亚胺基可以具有的取代基,例如可举出烷基、烷氧基、卤原子、羟基等。作为烷基,例如优选碳原子数1~18的直链状、支链状或环状的烷基,更优选碳原子数1~8的烷基(例如,甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、环己基等),进一步优选碳原子数1~4的烷基,尤其优选甲基或乙基。作为烷氧基,例如优选碳原子数1~18的烷氧基,更优选碳原子数1~8的烷氧基(例如,甲氧基、乙氧基、正丁氧基、甲氧基乙氧基),进一步优选碳原子数1~4的烷氧基,尤其优选甲氧基或乙氧基。作为卤原子,例如可举出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等,其中,优选为氟原子、氯原子。
关于碳原子数1~10的直链状、支链状或环状的亚烷基,作为直链状的亚烷基,具体而言,例如可举出亚甲基、乙烯基、亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基、亚癸基等。并且,作为支链状的亚烷基,具体而言,例如可举出二甲基亚甲基、甲基乙烯基、2,2-二甲基亚丙基、2-乙基-2-甲基亚丙基等。并且,作为环状的亚烷基,具体而言,例如可举出环亚丙基、环亚丁基、环亚戊基、亚环己基、环亚辛基、环亚癸基、金刚烷-二基、降莰烷-二基、外-四氢二环戊二烯-二基等。
作为碳原子数6~12的亚芳基,具体而言,例如可举出亚苯基、亚二甲苯基、亚联苯基、亚萘基、2,2’-亚甲基联苯基等,其中,优选亚苯基。
并且,上述式(1-1)中,X3表示单键或2~6价的连接基。在此,作为X3的一方式所表示的2价的连接基,可举出以上述式(1-1)~(1-3)中的X1及X2的一方式所表示的2价的连接基进行说明的基团。并且,作为X3的一方式所表示的3~6价的连接基,例如可举出在环己烷环、环己烯环等亚环烷基环;苯环、萘环、蒽环、菲咯啉环等等芳香族烃环;呋喃环、吡咯环、噻吩环、吡啶环、噻唑环、苯并噻唑环等芳香族杂环;等环结构中去除3~6个与形成有环的碳原子键合的氢原子的结构。这些环结构中,优选苯环(例如,苯-1,2,4-基等)。
并且,上述式(1-1)~(1-3)中,RL表示含有氟原子的取代基或碳原子数6以上的烷基,在n为2~5的整数的情况下,多个RL可以分别相同也可以不同。在此,作为含有氟原子的1价的取代基,例如可举出至少1个碳原子具有氟原子作为取代基的碳原子数1~20的烷基或碳原子数2~20的烯基。
作为由上述式(1-1)~(1-3)中的任一个表示的化合物中具有质子供体性官能团的化合物,具体而言,例如可举出由下述式表示的化合物。
[化学式25]
并且,作为由上述式(1-1)~(1-3)中的任一个表示的化合物中具有质子受体性官能团的化合物,具体而言,例如可举出由下述式表示的化合物。
[化学式26]
((d)由式(1-d)表示的基团)
[化学式27]
式(1-d)中,
X表示氢原子或取代基(优选由上述“SP-H”表示的基团),
T10表示末端基(优选与上述T1相同的基团),
l表示1~20的整数,m表示0~2的整数,n表示1~2的整数,m+n为2。
在l为2以上时,多个-(CXmFn)-可以相同也可以不同。
X优选氢原子、卤原子、碳原子数1~10的烷基、碳原子数1~10的烷氧基、氰基、硝基、-OZH、-C(O)ZH、-C(O)OZH、-OC(O)ZH、-NZHZH’、-NZHC(O)ZH’、-NZHC(O)OZH’、-C(O)NZHZH’、-OC(O)NZHZH’,进一步优选氢原子、氟原子、-ZH或-OZH。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、碳原子数1~10的烷氧基、氰基、硝基,优选为碳原子数为1~4。
T10优选氢原子、卤原子、碳原子数1~10的烷基、氰基、硝基、-OZH、-C(O)ZH、-C(O)OZH、-OC(O)ZH或由上述式(P1)~(P30)表示的交联性基团,更优选氢原子、氟原子、碳原子数1~10的烷基、氰基、硝基、-OZH、乙烯基、(甲基)丙烯酰基、(甲基)丙烯酰胺基、苯乙烯基、乙烯基醚基、环氧基、氧杂环丁基。ZH表示氢原子、卤原子、碳原子数1~10的烷基、碳原子数1~10的烷氧基、氰基、硝基,优选为碳原子数为1~4。
((e)由式(1-e)表示的基团)
[化学式28]
式(1-e)中,
R2表示氢原子、氟原子、氯原子或碳原子数1~20的烷基,
LF2表示单键或2价的连接基,
RF11及RF12分别独立地表示全氟聚醚基,
*表示上述式(F-1)中的与LF1的键合位置。
R2及LF2的优选方式分别与式(F-1)的R1及LF1相同。
RF11及RF12的优选方式与式(F-1)的RF1相同。
作为形成由上述式(F-1)表示的重复单元的单体,具体而言,例如可举出由下述式(F1-1)~(F1-41)表示的结构,但本发明并不限定于这些。
[化学式29]
重复单元F-1的含量相对于特定表面活性剂所具有的所有重复单元(100质量%),优选10~98质量%,更优选15~90质量%,进一步优选20~85质量%。只要重复单元F-1的含量在上述范围内,则本发明的效果更优异。
在特定表面活性剂中可以包含单独1种重复单元F-1,也可以包含2种以上。在包含2种以上的重复单元F-1的情况下,上述重复单元F-1的含量是指重复单元F-1的合计含量。
<重复单元F-2>
重复单元F-2为由下述式(F-2)表示的重复单元。
[化学式30]
式(F-2)中,
R2表示氢原子、氟原子、氯原子或碳原子数1~4的烷基,LF2表示与上述式(F-1)中的LF1相同的基团,
SP21及SP22分别独立地表示间隔基团,
DF2表示(m2+1)价的基团,
T2表示末端基,
RF2表示含有氟原子的基团,
n2表示2以上的整数,m2表示2以上的整数,m2≥n2。
多个-SP22-RF2可以相同也可以不同。在存在多个T2时,多个T2可以相同也可以不同。
式(F-2)中,R2表示氢原子、氟原子、氯原子、碳原子数1~4的烷基,优选为氢原子或甲基。
式(F-2)中,DF2表示(m2+1)价的基团,具体而言,可举出叔碳原子(-C(H)<)、季碳原子(>C<)、氮原子、磷酸酯基(P(=O)(-O-)3)、碳原子数2~20的支链亚烷基、碳原子数4~15的芳香环、碳原子数4~15的脂肪族环及杂环等。
支链亚烷基、芳香环及脂肪族环中的碳原子可以被上述“SP-C”取代。
支链亚烷基、芳香环、脂肪族环中的氢原子可以被上述“SP-H”取代。
DF2优选为碳原子(叔碳原子或季碳原子)、氮原子、苯环、环己烷环或环戊烷环。
SP21及SP22分别独立地表示间隔基团,可举出上述SPW。
作为SP21及SP22,优选单键、碳原子数1~10的直链、支链或环状亚烷基。在此,亚烷基的碳原子可以被-O-、-S-、-N(Z)-、-C(Z)=C(Z’)-、-C(O)-、-C(S)-、-OC(O)-、-OC(S)-、-SC(O)-、-C(O)O-、-C(S)O-、-C(O)S-、-O-C(O)O-、-N(Z)C(O)-、-C(O)N(Z)-、(Z及Z’分别独立地表示氢原子、碳原子数1~4的烷基、环烷基、芳基、氰基或卤原子。)取代。并且,亚烷基的氢原子可以被氟原子或氟烷基取代。
T2优选氢原子、卤原子、-OH、-COOH、碳原子数1~10的烷基、氰基、硝基、-OZH、-C(O)ZH、-C(O)OZH、-OC(O)ZH、由上述式(P1)~(P30)表示的交联性基团,更优选氢原子、氟原子、-OH、-COOH、-ZH、-OZH、乙烯基、(甲基)丙烯酰基、(甲基)丙烯酰胺基、苯乙烯基、乙烯基醚基、环氧基、氧杂环丁基。ZH表示氢原子、卤原子、碳原子数1~10的烷基、碳原子数1~10的烷氧基、氰基、硝基,优选为碳原子数为1~4。
RF2表示含有氟原子的基团,其中,优选氟原子、上述式(F-1)中的RF1或上述T2中含有氟原子的基团。
式(F-2)中,m2优选为2~8,更优选为2~6。n2优选为2~4,更优选为2或3。
由式(F-2)表示的重复单元可以为通过酸或碱等裂解而RF2从聚合物侧链脱离的裂解型。由此,上层涂布性变得良好。
作为由式(F-2)表示的重复单元,例如可举出由下述式(F2-1)~(F2-39)表示的重复单元,但并不限定于这些。
[化学式31]
[化学式32]
重复单元F-2的含量相对于特定表面活性剂所具有的所有重复单元(100质量%),优选5~95质量%,更优选7~90质量%,进一步优选10~85质量%。只要重复单元F-2的含量在上述范围内,则本发明的效果更优异。
在特定表面活性剂中可以包含单独1种重复单元F-2,也可以包含2种以上。在包含2种以上的重复单元F-2的情况下,上述重复单元F-2的含量是指重复单元F-2的合计含量。
<其他重复单元>
从更容易获得偏振度在表面和背面不同的光吸收各向异性膜的方面考虑,特定表面活性剂优选具有上述具有氟原子的重复单元并且具有选自包括由式(B-1)表示的重复单元(以下,也称为“重复单元B-1”。)及由式(B-2)表示的重复单元(以下,也称为“重复单元B-2”。)的组中的至少1种重复单元。
重复单元B-1及重复单元B-2均优选为不具有氟原子的重复单元。
(重复单元B-1)
重复单元B-1为由下述式(B-1)表示的重复单元。
[化学式33]
上述式(B-1)中,RB11表示氢原子、碳原子数1~5的烷基或卤原子,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。
上述式(B-1)中,LB11表示单键或-CO-,优选为-CO-。
上述式(B-1)中,Sp表示碳原子数1~20的直链状或支链状的2价的烃基。但是,构成烃基的一部分的-CH2-中,1个或不相邻的2个以上的-CH2-可以分别独立地被-O-、-S-、-NH-或-N(Q)-取代,Q表示取代基。
作为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价的芳香族烃基及碳原子数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,更优选碳原子数1~8的亚烷基,具体而言,可优选举出亚甲基、乙烯基、亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基、甲基亚己基、亚庚基等。
另外,如上述,Sp在构成碳原子数1~20的直链状或支链状的2价的烃基的一部分的-CH2-中,1个或不相邻的2个以上的-CH2-可分别独立地被-O-、-S-、-NH-或-N(Q)-取代。作为由Q表示的取代基,优选烷基、烷氧基或卤原子。
上述式(B-1)中,LB12及LB13分别独立地表示单键或2价的连接基。
作为LB12及LB13中的2价的连接基,例如可举出-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。作为碳原子数1~6的烷基可以具有的取代基,优选烷基、烷氧基或卤原子。
并且,上述式(B-1)中,A表示由下述式(A-1)~(A-15)中的任一个表示的2价的连接基。但是,下述式(A-1)~(A-15)中的*表示与LB12或LB13的键合位置,构成下述式(A-1)~(A-15)中的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,优选烷基、烷氧基或卤原子。
[化学式34]
作为由上述式(A-1)~(A-15)中的任一个表示的2价的连接基,具体而言,例如可举出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,9,10,10a-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。
n表示1~6的整数,优选1~4,更优选2~3。
在n为2以上的情况下,多个LB12可以相互相同也可以不同,多个A可以相互相同也可以不同。
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优选为由上述式(A-1)、(A-4)、(A-7)、(A-10)及(A-13)中的任一个表示的2价的连接基,更优选为由上述(A-7)及(A-13)中的任一个表示的2价的连接基。
并且,上述式(B-1)中,D表示由-NRL3RL4或氢原子及第14~16族的非金属原子构成的氢键性基团,从适用于图像显示装置时的显示性能更优异的方面考虑,优选-NRL3RL4。但是,非金属原子可以具有取代基。
RL3及RL4分别独立地表示碳原子数1~5的烷基或-C(O)CH3
在此,作为第14~16族的非金属原子,例如可举出氧原子、硫原子、氮原子及碳原子等。
并且,作为非金属原子(尤其,氮原子及碳原子)可以具有的取代基,例如可举出卤原子、烷基、烷氧基、烷基取代烷氧基、乙酰基、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,例如可举出供氢键性基团及受氢键性基团等。
作为供氢键性基团,具体而言,例如可举出氨基、-NHRL5(RL5表示碳原子数1~5的烷基或乙酰基。)、酰胺基、脲基、氨基甲酸酯基、磺酰氨基、磺基、磷基、羟基、巯基、羧基、取代吸电子性基团的亚甲基、取代吸电子性基团的次甲基等。
作为受氢键性基团,具体而言,例如可举出含杂环上的具有未共享电子对的杂原子、羟基、醛、酮、羧基、羧酸酯、羧酸酰胺、内酯、内酰胺、磺酸根酰胺、磺基、磷基、磷酸酰胺、氨基甲酸酯、脲、醚结构(尤其具有聚醚结构中所含的氧原子的高分子结构)、脂肪族胺、芳香族胺等。
在特定表面活性剂具有重复单元B-1的情况下,重复单元B-1的含量相对于特定表面活性剂的总质量优选15~80质量%,更优选20~75质量%,优选30~70质量%。
只要重复单元B-1的含量在上述范围内,则容易将特定表面活性剂的logP值调节在上述范围内。
(重复单元B-2)
重复单元B-2为由下述式(B-2)表示的重复单元。
[化学式35]
RB21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1~3,更优选1。烷基可以为直链状、支链状及环状中的任一种结构。
上述式(B-2)中,RB22及RB23分别独立地表示氢原子或取代基。但是,在RB22及RB23为取代基的情况下,RB22及RB23可以连接而形成环。
RB22的分子量及RB23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。只要上述分子量的合计为100以下,则重复单元B-2之间的相互作用进一步提高,能够进一步降低特定表面活性剂与液晶性化合物的相容性。由此,可获得取向缺陷少且取向度优异的光吸收各向异性膜。
RB22的分子量及RB23的分子量的合计的下限优选2以上。
作为RB22及RB23所表示的取代基,从本发明的效果更优异的方面考虑,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,可举出直链、支链或环状烷基、芳香族烃基、杂环基。
烷基的碳原子数优选1~15,更优选1~12,进一步优选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”分别独立地表示氢原子、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-以及组合2个以上这些基团而成的基团取代。烷基的碳原子可以取代的基团中,从本发明的效果更优异的方面考虑,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、氰基或硝基。烷基的氢原子可以取代的基团中,从本发明的效果更优异的方面考虑,优选-OH、-COOH或芳基(优选苯基。)。
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、氰基或硝基。芳香族烃基的氢原子及杂环基的氢原子可以取代的基团中,从本发明的效果更优异的方面考虑,优选-OH或-B(OH)2
RB22及RB23分别独立地优选为氢原子或碳原子数1~15的有机基团,更优选为碳原子数1~15的有机基团,从适用于图像显示装置时的显示性能更优异的方面考虑,进一步优选为碳原子数1~15的烷基。
RB21及RB22连接而形成的环为含有氮原子的杂环,还可以在环内含有氧原子、硫原子及氮原子等杂原子。
从本发明的效果更优异的方面考虑,RB21及RB22连接而形成的环优选为4~8元环,更优选为5~7元环,进一步优选为5~6元环。
从本发明的效果更优异的方面考虑,构成RB21及RB22连接而形成的环的碳原子的数量优选3~7,更优选3~6。
RB21及RB22连接而形成的环可以具有芳香族性,也可以具有芳香族性,但从本发明的效果更优异的方面考虑,优选不具有芳香族性。
作为RB21及RB22连接而形成的环的具体例,可举出以下基团。
[化学式36]
以下示出重复单元B-2的具体例,但重复单元B-2并不限定于以下结构。
[化学式37]
在特定表面活性剂具有重复单元B-2的情况下,重复单元B-2的含量相对于特定表面活性剂所具有的所有重复单元(100质量%),优选15~80质量%,更优选20~75质量%,优选30~70质量%。
只要重复单元B-2的含量在上述范围内,则容易将特定表面活性剂的logP值调节在上述范围内。
特定表面活性剂的logP值为5.2以下,从本发明的效果更优异的方面考虑,更优选4.5以下。
特定表面活性剂的logP值的下限并无特别限制,优选0以上。
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。各化合物的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,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(Ver.4.1.07)中输入化合物的结构式来计算的值作为logP值。
从适用于图像显示装置时的显示性能更优异的方面考虑,特定表面活性剂优选不具有氢键性基团。氢键性基团的具体例如上述。
特定表面活性剂中的氟原子的含量优选10质量%以上更优选13质量%以上,进一步优选15质量%以上。通过氟原子的含量为上述值以上,特定表面活性剂容易偏在于光吸收各向异性膜的一个表面侧,因此能够更容易获得表面和背面中的偏振度不同的光吸收各向异性膜。
特定表面活性剂中的氟原子的含量优选40质量%以下,更优选35质量%以下,进一步优选30质量%以下。通过氟原子的含量为上述值以下,容易将特定表面活性剂的logP值调节在上述范围内。
特定表面活性剂中的氟原子的含量是指氟原子的质量相对于特定表面活性剂的总质量之比例(%),能够通过核磁共振(NMR)分析进行测定。
在光吸收各向异性膜含有特定表面活性剂的情况下,从更容易获得在表面和背面上偏振度不同的光吸收各向异性膜的方面考虑,特定表面活性剂的含量相对于光吸收各向异性膜的总质量优选0.05~5质量%,更优选0.10~3质量%,进一步优选0.50~2质量%。
特定表面活性剂可以使用单独1种也可以并用2种以上。
在本发明的光吸收各向异性膜含有特定表面活性剂及高分子液晶性化合物的情况下,特定表面活性剂与高分子液晶性化合物的HSP值的距离(以下,也简称为“HSP距离”。)优选3.5MPa1/2以上,更优选5.0MPa1/2以上,尤其优选10MPa1/2以上。只要HSP距离为上述值以上,则难以与二色性物质混合,作为结果,光吸收各向异性膜的一个表面侧中的二色性物质的取向性紊乱,由此适用于图像显示装置时的显示性能更优异。
特定表面活性剂与高分子液晶性化合物的HSP距离并无特别限制,优选30MPa1/2以下。
关于HSP值(汉森溶解度参数)的详细内容,在Hansen,Charles(2007).HansenSolubility Parameters:A user’s handbook,Second Edition.Boca Raton,Fla:CRCPress.ISBN 9780849372483中有说明。
本发明中的各化合物的HSP值通过将化合物的结构式输入到以下软件来计算,更具体而言为对应于Stotal的值。作为软件,使用HSPiP(Hahsen Solubility Parameters inPractice,汉森溶解度参数软件)ver4.1.07。
〔其他成分〕
本发明的光吸收各向异性膜可以含有上述以外的成分(以下,也称为“其他成分”。)。作为其他成分,可举出密合改良剂及特定表面活性剂以外的表面活性剂(以下,也称为“其他表面活性剂”。)等。
<密合改良剂>
从与后述的其他层的密合性的方面考虑,本发明的光吸收各向异性膜可以含有密合改良剂。作为密合改良剂,例如可举出含有羟基、羧基或硼酸基的化合物,优选含有硼酸基的化合物。
作为含有硼酸基的化合物,例如可优选举出由下述式表示的化合物。
[化学式38]
上述式中,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。
作为含有硼酸基的化合物的具体例,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。
作为含有硼酸基的化合物,也优选以下例示的化合物。
[化学式39]
在光吸收各向异性膜含有密合改良剂的情况下,密合改良剂的含量相对于光吸收各向异性膜的总质量优选0.1~10质量%,更优选0.5~5质量%。
<其他表面活性剂>
本发明的光吸收各向异性膜可以含有其他表面活性剂。其他表面活性剂是指特定表面活性剂以外的表面活性剂,具体而言,可举出不具有氟原子或logP值大于5.2的表面活性剂。
作为其他表面活性剂,例如能够使用日本特开2007-272185号公报的[0018]~[0043]段等中所记载的氟(甲基)丙烯酸酯类聚合物中logP值大于5.2的表面活性剂。
在本发明的光吸收各向异性膜含有其他表面活性剂的情况下,其他表面活性剂的含量相对于光吸收各向异性膜的总质量优选0.01~0.1质量%,更优选0.01~0.05质量%。
<耐光性改良剂>
从耐光性进一步提高的方面考虑,光吸收各向异性膜可以含有耐光性改良剂。
作为耐光性改良剂,能够使用国际公开第2017/170036号公报中所记载的氧化剂及单线态氧淬灭剂以及日本特开2019-133148号公报及日本特开2019-191507号公报中所记载的抗氧化剂等。其中,作为耐光性改良剂,更优选具有N-氧基结构的化合物。
在本发明的光吸收各向异性膜含有耐光性改良剂的情况下,耐光性改良剂的含量相对于光吸收各向异性膜的总质量优选0.1~5.0质量%,更优选0.3~3.0质量%。
〔光吸收各向异性膜形成用组合物〕
本发明的光吸收各向异性膜优选使用含有二色性物质的光吸收各向异性膜形成用组合物而形成。
光吸收各向异性膜形成用组合物除二色性物质以外,优选含有液晶性化合物、特定表面活性剂、聚合引发剂及溶剂等,还可以含有上述其他成分。
光吸收各向异性膜形成用组合物中所含的二色性物质与本发明的光吸收各向异性膜中所含的二色性物质相同。
优选二色性物质的含量相对于光吸收各向异性膜形成用组合物的总固体成分质量与二色性物质的含量相对于本发明的光吸收各向异性膜的总质量相同。
在此,“光吸收各向异性膜形成用组合物中的总固体成分”是指去除溶剂以外的成分,作为固体成分的具体例,可举出二色性物质、液晶性化合物、特定表面活性剂及上述其他成分等。
光吸收各向异性膜形成用组合物中能够含有的液晶性化合物、特定表面活性剂及其他成分分别与本发明的光吸收各向异性膜中能够含有的液晶性化合物、特定表面活性剂及其他成分相同。
优选液晶性化合物、特定表面活性剂及其他成分的含量相对于光吸收各向异性膜形成用组合物的总固体成分质量分别与液晶性化合物、特定表面活性剂及其他成分的含量相对于本发明的光吸收各向异性膜的总质量相同。
<聚合引发剂>
光吸收各向异性膜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IRGACURE 184、IRGACURE 907、IRGACURE 369、IRGACURE 651、IRGACURE 819、IRGACURE OXE-01及IRGACUREOXE-02等。
聚合引发剂可以使用单独1种,也可以并用2种以上。
在光吸收各向异性膜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膜形成用组合物中的二色性物质及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。
<溶剂>
从操作性等方面考虑,光吸收各向异性膜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、环戊酮及环己酮等)、醚类(例如,二噁烷、四氢呋喃、四氢吡喃、二氧戊环、四氢糠醇及环戊基甲基醚等)、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、二甲苯及三甲苯等)、卤化碳类(例如,二氯甲烷、三氯甲烷(氯仿)、二氯乙烷、二氯苯及氯甲苯等)、酯类(例如,乙酸甲酯、乙酸乙酯及乙酸丁酯、碳酸二乙酯等)、醇类(例如,乙醇、异丙醇、丁醇及环己醇等)、溶纤剂类(例如,甲基溶纤剂、乙基溶纤剂及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,二甲基甲酰胺及二甲基乙酰胺、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,从本发明的效果更优异的理由考虑,优选使用有机溶剂,更优选使用卤化碳类或酮类。
在光吸收各向异性膜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膜形成用组合物的总质量优选80~99质量%,更优选83~97质量%,进一步优选85~95质量%。
〔光吸收各向异性膜的制造方法〕
制造本发明的光吸收各向异性膜的方法并无特别限制,但从所获得的光吸收各向异性膜的取向度变得更高的理由考虑,优选依次具备如下工序的方法(以下,也称为“本制造方法”。):将上述的光吸收各向异性膜形成用组合物涂布于取向膜上来形成涂布膜的工序(以下,也称为“涂布膜形成工序”。);及使上述涂布膜中所含的液晶成分取向的工序(以下,也称为“取向工序”。)。
另外,液晶成分是指不仅含有上述的液晶性化合物而且含有具有液晶性的二色性物质的成分。
以下,对各工序进行说明。
<涂布膜形成工序>
涂布膜形成工序为将上述的光吸收各向异性膜形成用组合物涂布于取向膜上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膜形成用组合物或者使用通过加热等将光吸收各向异性膜形成用组合物制成熔融液等液态物的物质,容易将光吸收各向异性膜形成用组合物涂布于取向膜上。
作为光吸收各向异性膜形成用组合物的涂布方法,可举出辊涂法、凹版印刷法、旋涂法、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。
(取向膜)
取向膜只要为使光吸收各向异性膜形成用组合物中能够含有的液晶性化合物水平取向的膜,则可以为任何膜。
能够通过如对有机化合物(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或基于朗格缪尔布洛杰特法(LB膜)的有机化合物(例,ω-二十三烷酸、双十八烷基甲基氯化铵、硬脂酸甲酯)的累积的方法来设置。此外,还已知通过电场的赋予、磁场的赋予或光照射而产生取向功能的取向膜。其中,在本发明中,从容易控制取向膜的预倾角的方面考虑,优选通过摩擦处理形成的取向膜,从取向的均匀性的方面考虑,也优选通过光照射形成的光取向膜。
(1)摩擦处理取向膜
作为通过摩擦处理而形成的取向膜中使用的聚合物材料,在多个文献中有记载,并且能够获得多个市售品。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,能够参考国际公开第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,更优选为0.01~1μm。
(2)光取向膜
作为用于通过光照射形成的取向膜的光取向材料,在多个文献等中有记载。在本发明中,作为优选的例,例如可举出日本特开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2007-094071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、日本特开2002-229039号公报中所记载的芳香族酯化合物、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/或经烯基取代的纳迪克酰亚胺化合物、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、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。
在这些中,作为光取向化合物,优选使用通过光的作用产生二聚化及异构化中的至少一个的具有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,优选具有肉桂酰基结构的基团、具有香豆素结构的基团,更优选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,优选通过热的作用发生固化反应的热交联性基团、通过光的作用发生固化反应的光交联性基团,可以为均具有热交联性基团及光交联性基团的交联性基团。
作为上述交联性基团,例如可举出选自包括环氧基、氧杂环丁基、由-NH-CH2-O-R(R表示氢原子或碳原子数1~20的烷基。)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个。其中,优选环氧基、氧杂环丁基或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的具体例,可举出乙烯基、烯丙基、苯乙烯基、丙烯酰基及甲基丙烯酰基,优选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直线偏振光或非偏振光照射来制造光取向膜。
在本说明书中,“直线偏振光照射”、“非偏振光照射”是指用于使光取向材料产生光反应的操作。所使用的光的波长根据所使用的光取向材料而不同,只要是该光反应中所需要的波长,则并无特别限定。光照射中使用的光的峰值波长优选200nm~700nm,更优选光的峰值波长为400nm以下的紫外光。
光照射中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,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。
作为获得直线偏振光的方法,能够采用使用偏振片(例如,碘系偏振片、二色性物质偏振片及线栅型偏振片)的方法、使用棱镜类元件(例如,格兰-汤姆逊棱镜)或利用布儒斯特角的反射型起偏器的方法或使用从具有偏振光的激光光源出射的光的方法。并且,可以使用滤光片或波长转换元件等来选择性地仅照射所需要的波长的光。
在所照射的光为直线偏振光的情况下,采用从上表面向取向膜或从背面向取向膜表面垂直或倾斜地照射光的方法。光的入射角度根据光取向材料而不同,优选0~90°(垂直),优选40~90°。
在为非偏振光的情况下,向取向膜倾斜地照射非偏振光。其入射角度优选10~80°,更优选20~60°,进一步优选30~50°。
照射时间优选1分钟~60分钟,更优选1分钟~10分钟。
在需要进行图案化的情况下,能够采用将使用光掩模的光照射实施图案制作中所需要的次数的方法或通过激光扫描写入图案的方法。
<取向工序>
取向工序为使涂布膜中所含有的二色性物质取向的工序。由此,可获得本发明的光吸收各向异性膜。认为在取向工序中,沿着通过取向膜取向的液晶性化合物来取向二色性物质。
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,光吸收各向异性膜形成用组合物中所含有的二色性物质有时通过上述的涂布膜形成工序或干燥处理而取向。例如,有时在光吸收各向异性膜形成用组合物制备成包含溶剂的涂布液的方式中,通过干燥涂布膜而从涂布膜中去除溶剂,涂布膜中所含有的二色性物质取向,获得本发明的光吸收各向异性膜。
取向工序优选具有加热处理。由此,涂布膜中所含的二色性物质进一步取向,并且所获得的光吸收各向异性膜的取向度变得更高。
从制造适用性等方面考虑,加热处理优选10~250℃,更优选25~190℃。并且,加热时间优选1~300秒钟,更优选1~60秒钟。
加热处理优选以加热温度不同的多分级来实施,更优选在实施第1分级的加热处理之后在比第1分级的加热处理低的温度实施第2分级以后的加热处理。
由此,变得容易获得在表面和背面上偏振度不同的本发明的光吸收各向异性膜。即,认为在二色性物质以整体水平取向的光吸收各向异性膜的一个表面附近,容易获得将二色性物质接近垂直取向的取向状态的光吸收各向异性膜。
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,涂布膜中所含有的二色性物质的取向进一步固定,并且所获得的光吸收各向异性膜的取向度变得更高。作为冷却方法并无特别限定,能够通过公知的方法实施。
通过以上工序,能够获得本发明的光吸收各向异性膜。
〔其他工序〕
本制造方法可以在上述取向工序之后具有使光吸收各向异性膜固化的工序(以下,也称为“固化工序”。)。
固化工序例如通过加热和/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。
并且,曝光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,因此优选在氮环境下进行曝光。
〔光吸收各向异性膜的物性等〕
<偏振度>
在本发明的光吸收各向异性膜中,从光吸收各向异性膜的一个表面入射偏振光而测定的偏振度A与从光吸收各向异性膜的另一个表面入射偏振光而测定的偏振度B不同。
偏振度A及偏振度B中,偏振度高的偏振度的值优选70~99.99%,更优选80~99.99%,进一步优选90~99.99%。
偏振度A及偏振度B中,偏振度低的偏振度的值优选70~99.89%,更优选80~99.89%,进一步优选90~99.89%。
从本发明的效果更优异的方面考虑,偏振度A与偏振度B之差的绝对值(以下,也简称为“偏振度差”。)优选0.10%以上,更优选0.20%以上,进一步优选0.30%以上。
偏振度差的上限值优选5.0%以下,更优选3.0%以下,进一步优选1.0%以下。
偏振度A及偏振度B通过后述实施例栏中所记载的方法进行测定。
在含有光吸收各向异性膜的层叠体中,在因光吸收各向异性膜以外的层而对光吸收各向异性膜单体的偏振度测定带来影响的情况(例如,光吸收各向异性膜以外的层为面内延迟的值的情况等)下,优选进行剥离或形成光吸收各向异性膜单体来测定偏振度或在考虑光吸收各向异性膜以外的层的光学特性的基础上求出光吸收各向异性膜的偏振度。
<吸收轴>
光吸收各向异性膜优选在面内具有吸收轴。
在本发明中,“光吸收各向异性膜在面内具有吸收轴”是指,将在光吸收各向异性膜的面内平行且吸收成为最大的方向设为x轴,将在光吸收各向异性膜的面内与x轴正交的方向设为y轴,将与x轴及y轴正交的光吸收各向异性膜的厚度方向设为z轴的情况下,在从x轴朝向z轴连续测定吸光度时将吸收成为最大的方向作为吸收轴时,x轴与吸收轴一致。
在本发明中,在光吸收各向异性膜在面内具有吸收轴的情况下,可以说光吸收各向异性膜中的二色性物质的分子的大部分为水平取向(在光吸收各向异性膜的面内方向取向)。
<面外取向度fzx>
光吸收各向异性膜的表面附近的二色性物质的取向状态例如能够根据面外取向度fzx的值来判断。理论上,面外取向度fzx在无取向时为0,在观测方向上完全取向时为-0.5,在与观测方向正交时为1.0。
在本发明的光吸收各向异性膜中,在测定出较小的偏振度的一侧的光吸收各向异性膜的表面中,偏振度低的表面中的二色性物质的面外取向度fzx优选-0.2以上,更优选0以上,进一步优选0.2以上。如此,只要偏振度低的表面中的二色性物质的面外取向度fzx为-0.2以上,则可以说偏振度低的表面中的二色性物质处于接近垂直取向的取向状态。
偏振度低的表面中的二色性物质的面外取向度fzx的上限值为1.0。
在此,测定出较小的偏振度的一侧的光吸收各向异性膜的表面是指,在测定光吸收各向异性膜的偏振度A及偏振度B时测定出较小的偏振度的偏振光的入射面。例如,在偏振度A小于偏振度B的情况下,是指测定偏振度A时的光吸收各向异性膜中的偏振光的入射面。
本发明的光吸收各向异性膜中的二色性物质的面外取向度fzx根据使用图1所示的导波路分光解析装置来测定的被测物体的吸光度光谱来计算。
图1是光吸收各向异性膜的表面附近的二色性物质的吸收峰值强度的测定中使用的导波路分光解析装置的示意图。
图1所示的导波路分光解析装置具有光源30、起偏器32、导波路基板5、配置于导波路基板5的一个表面侧的上侧保持器具10、配置于导波路基板5的另一个表面侧的下侧保持器具20、检测器35及解析装置37。
被测物体1配置于导波路基板5的上侧保持器具10侧。被测物体1为具有本发明的光吸收各向异性膜的层叠体,具体而言,依次层叠有基材(后述)、取向膜(后述)及本发明的光吸收各向异性膜。被测物体1配置成光吸收各向异性膜成为导波路基板5侧。
被测物体11配置于导波路基板5的下侧保持器具20侧。被测物体11为与被测物体1相同的层叠体,配置成光吸收各向异性膜成为导波路基板5侧。
通过光源30的发光产生的光通过起偏器32作为偏振光,作为入射光3入射到导波路基板5的一个端面。入射到导波路基板5的入射光3在被测物体1与导波路基板5的界面及被测物体11与导波路基板5的界面重复多次全反射,在全反射时消逝波被被测物体1及被测物体11吸收。从导波路基板5的另一个端面射出的出射光13通过作为分光器的检测器35进行检测。根据通过检测器35检测的出射光13及入射光3的强度,解析装置37进行运算及解析,由此获得被测物体1及被测物体11的吸光度光谱。
在全反射时消逝波在被测物体侧渗出数十nm,由此能够选择性测定被测物体的光吸收各向异性膜表面的数十nm的深度区域。
参考图2~图4对图1中的使用了导波路分光解析装置的吸光度光谱的测定方法进行进一步详细的说明。
首先,使用图1的导波路分光解析装置来测定参考强度(Ref强度)。具体而言,如图2所示,在未使被测物体1及被测物体11与导波路基板5密合的状态下测定光吸收光谱之后,校正使被测物体1及被测物体11与导波路基板5密合的状态下的测定值。而且,从导波路基板5的一个端部入射入射光3,在将入射光3以全反射角64度在导波路基板5中全反射的同时使其导波,以全反射次数约20次从导波路基板5的另一个端部射出出射光13,通过检测器35检测光强度光谱,作为Ref强度。
接着,如图3所示,以被测物体1及被测物体11与导波路基板5密合的方式通过上侧保持器具10及下侧保持器具20向箭头22方向施加压力。而且,以与Ref强度的测定相同的方式,检测光强度光谱,作为Sig强度。用Ref强度校正Sig强度,求出被测物体的吸光度光谱。
对于入射光的偏振光状态为S偏振光方向M的情况、P偏振光方向M的情况及使两面的被测物体旋转90度且为S偏振光方向N的情况、P偏振光方向N的情况的4图案进行上述工作。图4中示出光的进行方向M及N与被测物体的朝向的关系。
在所获得的吸光度光谱中,将波长270nm附近的吸收峰推测为源自液晶性化合物的吸收,将波长650nm附近的吸收峰推测为源自二色性物质的吸收,用于解析各自的吸收峰值强度。
以下示出根据如上述测定的吸收峰值强度计算面外取向度fzx的方法。
若将被测物体的面内吸收轴方向(x)、面内透射轴方向(y)及厚度(z)方向的空间吸收系数分别设为kx、ky、kz,则吸收系数kx、ky、kz有下式表示。
[数式1]
在此,ASM为在方向M上S偏振光时的峰吸光度,ASN为在方向N上S偏振光时的峰值波长中的吸光度,APM为在方向M上P偏振光时的峰吸光度,APN为在方向N上P偏振光时的峰值波长中的吸光度。
α、β、γ由下式表示。
[数式2]
在此,n1为导波路基板的折射率,n2为被测物体的折射率,θ为全反射角。
光吸收各向异性膜表面中的面内取向度fxy及面外取向度fzx如下表示。
[数式3]
在此,D0、Dxy及Dzx如下。
[数式4]
D0=cot2δ
在此,δ为用于归因的吸收跃迁极矩的朝向与分子轴所成的角度。
<可见光平均透射率>
光吸收各向异性膜的可见光平均透射率优选35~70%,更优选38~60%,进一步优选40~50%。只要光吸收各向异性膜的可见光平均透射率在上述范围内,则在液晶性化合物的取向性以及发明的效果的方面而言优异。
在本发明中,可见光平均透射率是指可见光区域(波长400nm~700nm)中5nm刻度的透射率的算术平均值。透射率的测定中使用分光光度计(例如,多通道分光器(OCEANOPTICS制、商品名“QE65000”)
<厚度>
光吸收各向异性膜的厚度并无特别限定,但从将后述的本发明的层叠体用于偏振元件时的柔性的方面考虑,优选100~8000nm,更优选300~5000nm。
[层叠体]
本发明的层叠体为沿着厚度方向依次具有保护层、上述本发明的光吸收各向异性膜及取向膜的层叠体。并且,在使用上述光吸收各向异性膜来测定的偏振度A及偏振度B中,在测定出较大的偏振度的一侧的上述光吸收各向异性膜的表面侧配置上述取向膜。
在此,测定出较大的偏振度的一侧的光吸收各向异性膜的表面是指,在测定光吸收各向异性膜的偏振度A及偏振度B时测定出较大的偏振度的偏振光的入射面。例如,在偏振度B大于偏振度A的情况下,是指测定偏振度B时的光吸收各向异性膜中的偏振光的入射面。
在本发明的层叠体适用于图像显示装置的情况下,通常保护层侧配置于视觉辨认侧(光的入射侧)。可推测通过将偏振度低的表面(折射率低的表面)配置于保护层侧,光吸收各向异性膜与保护层的折射率差变小,能够抑制内反射。
〔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述,因此省略其说明。
光吸收各向异性膜在波长550nm下的折射率优选1.55~2.00,更优选1.60~1.90。
在此,光吸收各向异性膜在波长550nm下的折射率是指平均折射率(nave),由下述式(R1)表示。
nave=(nx+ny+nz)/3 式(R1)
式(R1)中,将面内的折射率成为最大的方向设为x轴,将相对于其正交的方向设为y轴,将相对于面内的法线方向设为z轴,将各自的折射率定义为nx、ny、nz。各折射率使用Woollam公司制的分光椭圆偏振光法M-2000U进行测定。
光吸收各向异性膜在波长550nm下的折射率优选大于保护层的波长550nm下的折射率。由此,本发明的效果更优异。
〔保护层〕
作为保护层并无特别限制,但是可举出阻氧层、UV(紫外线)吸收层等,优选阻氧层。
阻氧层为具有阻氧功能的阻氧膜。在本说明书中,阻氧功能并不限于完全不透氧的状态,还包括根据目标性能略微透过氧的状态。
作为阻氧层的具体例,可举出包含聚乙烯醇、改性聚乙烯醇、聚乙烯-乙烯醇、聚乙烯醚、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、纤维素醚、聚酰胺、聚酰亚胺、苯乙烯/马来酸共聚物、明胶、偏二氯乙烯及纤维素纳米纤维等有机化合物的层,优选聚丙烯酸、聚乙烯醇或改性聚乙烯醇。
阻氧层含有上述有机化合物并且从能够进一步提高耐光性的方面考虑还含有耐光性改良剂。耐光性改良剂的具体例如在上述光吸收各向异性膜的项中叙述。在阻氧层含有耐光性改良剂的情况下,耐光性改良剂的含量相对于阻氧层的总质量优选0.1~5.0质量%,更优选0.3~3.0质量%。
阻氧层的厚度优选0.1~10μm,更优选0.5~5.5μm。
保护层在波长550nm下的折射率优选1.40~1.60,更优选1.45~1.55。
在此,保护层在波长550nm下的折射率能够通过与上述光吸收各向异性膜的平均折射率相同的方法进行测定。
〔取向膜〕
本发明的层叠体所具有的取向膜与在上述光吸收各向异性膜的制造方法中使用的取向膜相同,因此省略其说明。
〔基材〕
本发明的层叠体可以在取向膜中的与光吸收各向异性膜相反的一面侧具有基材。
作为基材,能够根据光吸收各向异性膜的用途进行选择,例如可举出玻璃及聚合物膜。
在使用聚合物膜作为基材的情况下,优选使用光学各向同性的聚合物膜。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,即使为以往已知的如聚碳酸酯或聚砜的容易显现双折射的聚合物,也能够使用国际公开第2000/26705号公报中所记载的通过对分子进行修饰来降低显现性的聚合物。
基材的可见光平均透射率优选为80%以上。
〔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(光学各向异性层)。
在此,光学各向异性膜是指产生相位差的所有膜,例如可举出拉伸聚合物膜、在支撑体上设置有具有取向的液晶性化合物的光学各向异性层的相位差膜等。
在此,对于光学各向异性层中所含的液晶性化合物的取向方向并无特别限制,可举出相对于膜面进行水平、垂直、扭曲取向等。
并且,作为光学各向异性膜的具体的功能,例如可举出λ/4板、λ/2板等。
并且,光学各向异性层可以由多个层组成。关于由多个光学各向异性层组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及上述的光吸收各向异性膜可以接触而设置,也可以在之间设置其他层。作为这种层,可举出上述取向膜及用于担保密合性的粘合层或粘接层等。
本发明的层叠体优选将λ/4板用作上述的光学各向异性膜,优选在取向膜中的与上述光吸收各向异性膜相反的一面侧具有λ/4板。
在此,“λ/4板”是指具有λ/4功能的板,具体而言,是指具有将某一特定的波长的直线偏振光转换为圆偏振光(或将圆偏振光转换为直线偏振光)的功能的板。
例如,作为λ/4板为单层结构的方式,具体而言,可举出延伸聚合物膜或在支撑体上设置具有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,可举出层叠λ/4板和λ/2板而成的宽频带λ/4板。
[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。
本发明的图像显示装置中使用的显示元件,并无特别限定,例如可举出液晶单元、有机电致发光(有机EL)显示面板及等离子显示面板等。
在这些中,优选为液晶单元或有机EL显示面板,更优选为有机EL显示面板。即,作为本发明的显示装置,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,更优选为有机EL显示装置。
〔液晶显示装置〕
作为本发明的显示装置的一例即液晶显示装置为具有上述的本发明的光学层叠体(但是,不包含λ/4板)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光学层叠体中,优选使用本发明的层叠体作为前侧(视觉辨认侧)的偏振元件,更优选使用本发明的层叠体作为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),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模式的液晶单元最常用作色彩TFT液晶显示装置,并在多个文献中有记载。
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-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,在未施加电场时显示黑色,且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来降低斜方向上显示黑色时的漏光并改善视角的方法。
〔有机EL显示装置〕
作为本发明的显示装置的一例即有机EL显示装置,例如可优选举出从视觉辨认侧依次具有上述的本发明的上述的本发明的层叠体(优选包含λ/4板)及有机EL显示面板的方式。此时,层叠体优选从视觉辨认侧依次配置保护层、光吸收各向异性膜、取向膜及λ/4板。
并且,有机EL显示面板为使用在电极之间(阴极及阳极之间)夹持有机发光层(有机电致发光层)而成的有机EL元件构成的显示面板。有机EL显示面板的结构并无特别限制,可采用公知的结构。
实施例
以下,根据实施例对本发明进一步进行详细说明。只要不脱离本发明的宗旨,则能够适当地变更以下实施例中示出的材料、使用量、比例、处理内容及处理步骤等。因此,本发明的范围不应由以下所示的实施例限定性地进行解释。
[实施例1]
〔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F
[化学式40]
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,用拉幅机夹具将薄膜的宽度方向的两端固定,在横向上以延伸倍率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41]
产酸剂PAG-1
[化学式42]
稳定化剂DIPEA
[化学式43]
〔光吸收各向异性膜C1的制作〕
通过线棒将下述组成的光吸收各向异性膜形成用组合物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)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膜C1(起偏器)(厚度:1.8μm)。
通过分光光度计对光吸收各向异性膜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%。
光吸收各向异性膜C1的吸收轴位于光吸收各向异性膜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44]
二色性物质Dye-M1
[化学式45]
二色性物质Dye-Y1
[化学式46]
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47]
液晶性化合物L-2
[化学式48]
密合改良剂A-1
[化学式49]
表面活性剂F-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%)。并且,Ac是指-C(O)CH3。)
[化学式50]
〔阻氧层D1的形成〕
通过线棒将下述组成的涂布液D1连续地涂布于光吸收各向异性膜C1上。然后,通过用80℃的暖风干燥5分钟,获得了依次相邻具备形成有厚度1.0μm的由聚乙烯醇(PVA)构成的阻氧层D1的层叠体、即纤维素酰化物膜A1(透明支撑体)、光取向膜B1、光吸收各向异性膜C1及阻氧层D1的层叠体CP1。
改性聚乙烯醇
[化学式51]
〔具有正A板的TAC膜的制作〕
用线棒将下述组成的光取向膜形成用涂布液E1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0.2μm的厚度的光取向膜E1,从而获得了带有光取向膜的TAC膜。
产酸剂CPI-110TF
[化学式52]
聚合物PA-2
[化学式53]
使用棒式涂布机将下述组成的组合物F1涂布于上述光取向膜E1上。将形成于光取向膜E1上的涂膜利用暖风加热至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,从而制作了具有正A板F1的TAC膜。
正A板F1的厚度为2.5μm,Re(550)为144nm。并且,正A板满足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54]
聚合性液晶性化合物LA-2
[化学式55]
聚合性液晶性化合物LA-3
[化学式56]
聚合性液晶性化合物LA-4(Me表示甲基)
[化学式57]
聚合引发剂PI-1
[化学式58]
流平剂T-1
[化学式59]
〔具有正C板H1的TAC膜的制作〕
作为伪支撑体,使用了上述纤维素酰化物膜A1。
使纤维素酰化物膜A1通过温度60℃的介电式加热辊而将薄膜的表面温度升温至40℃之后,使用棒式涂布机在薄膜的一侧表面以涂布量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,同样使用棒式涂布机在薄膜上涂布了纯水3ml/m2。接着,重复进行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,从而制作了经碱皂化处理的纤维素酰化物膜A1。
使用#8的线棒将下述组成的光取向膜形成用涂布液G1连续涂布于上述经碱皂化处理的纤维素酰化物膜A1上。将所获得的薄膜用60℃的暖风干燥60秒钟,进一步用100℃的暖风干燥120秒钟而形成了光取向膜G1。
将下述组成的正C板形成用涂布液H1涂布于光取向膜G1上,将所获得的涂膜在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)照射1000mJ/cm2的紫外线而将其取向状态固定化,由此使液晶性化合物垂直取向,从而制作了具有厚度0.5μm的正C板H1的TAC膜。
所获得的正C板的Rth(550)为-60nm。
液晶性化合物LC-1
[化学式60]
液晶性化合物LC-2
[化学式61]
垂直取向性液晶性化合物向剂S01
[化学式62]
化合物B03
[化学式63]
〔粘合剂N1及N2的制作〕
接着,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质量份、丙烯酸5质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(NA1)。
接着,使用所获得的丙烯酸酯类聚合物(NA1)以以下组成制作了丙烯酸酯类粘合剂。使用模涂布机将这些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,并在下述条件下照射紫外线(UV)而获得了下述丙烯酸酯类粘合剂N1及N2(粘合层)。以下示出丙烯酸酯类粘合剂的组成和膜厚。
<UV照射条件>
·Fusion公司的无电极灯H灯泡
·照度600mW/cm2、光量150mJ/cm2
·UV照度及光量使用EYE GRAPHICS Co.,Ltd.制的“UVPF-36”进行了测定。
(A)多官能丙烯酸酯类单体: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,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“Irgacure 500”
(C)异氰酸酯类交联剂:三羟甲基丙烷改性甲苯二异氰酸酯(NipponPolyurethane Industry Co.,Ltd.制的“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.制的“KBM-403”)
〔UV粘接剂的制作〕
制备了下述组成的UV粘接剂组合物。
CPI-100P
[化学式64]
〔层叠体CPACl的制作〕
使用上述UV粘接剂组合物,通过600mJ/cm2的UV照射贴合了上述具有正A板F1的TAC膜的相位差侧和上述具有正C板H1的TAC膜的相位差侧。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F1侧的光取向膜F1和纤维素酰化物膜A1,将其作为相位差板AC1。另外,相位差片AC1的层结构为正A板F1、UV粘接剂层、正C板H1、光取向膜G1及纤维素酰化物膜A1。
使用上述粘合剂N1,在低反射表面膜CV-LC5(Fujifilm Corporation制)的支撑体侧贴合了上述层叠体CP1的阻氧层D1侧。接着,仅去除上述层叠体CP1中所含的纤维素酰化物膜A1,使用上述粘合剂N1将该去除的面和上述相位差板AC1的正A板F1侧进行了贴合。接着,去除上述相位差片ACl中所含的正C板H1侧的光取向膜G1及纤维素酰化物膜A1,制作了层叠体CPACl。此时,贴合成上述层叠体CPAC1中所含的光吸收各向异性膜C1的吸收轴与正A板F1的慢轴所成的角度成为45°。另外,层叠体CPAC1的层结构为低反射表面膜CV-LC5、粘合层N1、阻氧层D1、光吸收各向异性膜C1、光取向膜B1、粘合层N1、正A板F1、UV粘接剂层及正C板H1。
将搭载有有机EL面板(有机EL显示元件)的SAMSUNG Co.,Ltd.制的GALAXYS5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,再次将分离的触摸面板与有机EL显示元件贴合,进而在触摸面板上贴合,以免空气进入上述中制作的层叠体CPAC1的正C板1侧,从而制作了有机EL显示装置。
[实施例2~5及比较例1~4]
关于光吸收各向异性膜形成用组合物中的表面活性剂的种类及相对于光吸收各向异性膜形成用组合物的总固体成分的表面活性剂的含量,如下述表1进行变更,除此以外,通过与实施例1相同的方法制作了层叠体及有机EL显示装置。
实施例2~5及比较例1~3中的光吸收各向异性膜的吸收轴均与实施例1相同地位于光吸收各向异性膜的面内,并且相对于纤维素酰化物膜A1的宽度方向正交。
另外,比较例4中的光吸收各向异性膜产生取向不良,无法实施后述偏振度及显示性能等的评价。
在表面活性剂(F-2)~(F-6)中,式中的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%)。并且,Ac是指-C(O)CH3,Me是指甲基。
[化学式65]
[实施例6]
将层叠体CP1变更为如下获得的层叠体CP2,除此以外,以与层叠体CPAC1相同的方式制作CPAC2,进而制作了有机EL显示装置。
〔纤维素酰化物膜A2的制作〕
将下述组合物投入到混合罐中进行搅拌,进而在90℃加热了10分钟。然后,通过平均孔径34μm的滤纸及平均孔径10μm的烧结金属过滤器对所获得的组合物进行过滤,制备了掺杂液。掺杂液的固体成分浓度为23.5质量%,增塑剂的添加量为与纤维素酰化物的比例,掺杂液的溶剂为二氯甲烷/甲醇/丁醇=81/18/1(质量比)。
[化学式66]
[化学式67]
使用滚筒制膜机,对上述中所制作的掺杂液进行了流延。从模具流延掺杂液,以使在冷却至0℃的金属支撑体上接触,然后,从滚筒剥离了所获得的料片(薄膜)。另外,滚筒为SUS(不锈钢)制。
从滚筒剥离流延而获得的料片(薄膜)之后,在薄膜输送时,在30~40℃使用通过夹具夹住料片的两端而输送的拉幅机装置在拉幅机装置内干燥了20分钟。接着,一边辊输送料片一边通过区域加热进行了后干燥。对所获得的料片实施滚花处理之后进行卷取,将其作为纤维素酰化物膜A2。
所获得的纤维素酰化物膜A2的膜厚为60μm,波长550nm下的面内延迟Re(550)为1nm,波长550nm下的厚度方向的延迟Rth(550)为35nm。
〔光取向膜B2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A2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B2,从而获得了带有光取向膜的TAC(三乙酰纤维素)膜。光取向膜B2的膜厚为1μm。
〔光吸收各向异性膜C2的制作〕
通过线棒将下述组成的光吸收各向异性膜形成用组合物连续涂布于所获得的光取向膜B2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)在照度200mW/cm2的照射条件下照射2秒钟,由此在光取向膜B2上制作了光吸收各向异性膜C2(起偏器)(厚度:0.45μm)。
通过分光光度计对光吸收各向异性膜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49%。
表面活性剂F-8
[化学式68]
上述式中,“Ac”表示乙酰基。
表面活性剂F-8的logP值为3.3。
〔阻氧层D2的形成〕
通过线棒将下述组成的涂布液D2连续地涂布于光吸收各向异性膜C2上。
然后,通过用80℃的暖风干燥5分钟,获得了依次相邻具备形成有厚度0.35μm的由聚乙烯醇(PVA)构成的阻氧层D2的层叠体、即纤维素酰化物膜A2(透明支撑体)、光取向膜B2、光吸收各向异性膜C2及阻氧层D2的层叠体CP2。
表面活性剂F-9
[化学式69]
[实施例7]
如下变更光吸收各向异性膜形成用组合物的组成,除此以外,以与层叠体CPAC2相同的方式制作CPAC3,进而制作了有机EL显示装置。
耐光性改良剂B-1
[化学式70]
[实施例8]
将阻氧层形成用涂布液D2变更为如下获得的阻氧层形成用涂布液D3,除此以外,以与层叠体CPAC2相同的方式制作CPAC4,进而制作了有机EL显示装置。
[实施例9]
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A2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B3,从而获得了带有光取向膜的TAC(三乙酰纤维素)膜。光取向膜B3的膜厚为1.5μm。
聚合物PA-3
[化学式71]
代替在纤维素酰化物膜A1上设置有光取向膜B1的带有上述光取向膜的TAC(三乙酰纤维素)膜,使用了在纤维素酰化物膜A2上设置有光取向膜B3的带有上述光取向膜的TAC(三乙酰纤维素)膜,除此以外,以与层叠体CP1相同的方式制作了层叠体CP3。
并且,代替层叠体CP1使用了层叠体CP3,除此以外,以与层叠体CPAC1相同的方式制作层叠体CPAC5,进而制作了有机EL显示装置。
[实施例10]
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A2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B4,从而获得了带有光取向膜的TAC(三乙酰纤维素)膜。光取向膜B4的膜厚为1.0μm。
代替在纤维素酰化物膜A1上设置有光取向膜B1的带有上述光取向膜的TAC(三乙酰纤维素)膜,使用了在纤维素酰化物膜A2上设置有光取向膜B4的带有上述光取向膜的TAC(三乙酰纤维素)膜,除此以外,以与层叠体CP1相同的方式制作了层叠体CP4。
并且,代替层叠体CP1使用了层叠体CP4,除此以外,以与层叠体CPAC1相同的方式制作层叠体CPAC6,进而制作了有机EL显示装置。
[实施例11]
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A2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B5,从而获得了带有光取向膜的TAC(三乙酰纤维素)膜。光取向膜B5的膜厚为1.5μm。
代替在纤维素酰化物膜A1上设置有光取向膜B1的带有上述光取向膜的TAC(三乙酰纤维素)膜,使用了在纤维素酰化物膜A2上设置有光取向膜B5的带有上述光取向膜的TAC(三乙酰纤维素)膜,除此以外,以与层叠体CP1相同的方式制作了层叠体CP5。
并且,代替层叠体CP1使用了层叠体CP5,除此以外,以与层叠体CPAC1相同的方式制作层叠体CPAC7,进而制作了有机EL显示装置。
[评价]
〔偏振度〕
使用在形成阻氧层之后获得的层叠体(例如,实施例1中,依次相邻具备纤维素酰化物膜A1(透明支撑体)、光取向膜B1、光吸收各向异性膜C1及阻氧层D1的层叠体CP1),测定了偏振度。
具体而言,使用自动偏振光膜测定装置(JASCO Corporation制、商品名VAP-7070),测定光吸收各向异性膜的透射率,通过以下式计算了偏振度。
偏振度[%]=[(MD-TD)/(MD+TD)]×100
MD:光吸收各向异性膜相对于y轴方向的偏振光的透射率
TD:光吸收各向异性膜相对于x轴方向的偏振光的透射率
在此,在每个层叠体中的偏振光的入射面测定了偏振度。即,求出了从层叠体的阻氧层侧(例如,实施例1中为阻氧层D1侧)入射偏振光时的偏振度PA及从层叠体的光取向膜侧(例如,实施例1中为光取向膜B1侧)入射偏振光时的偏振度PB
根据所获得的偏振度PA及偏振度PB,求出了偏振度PA与偏振度PB之差的绝对值(偏振度差)。
〔面外取向度fzx
使用图1的导波路分光解析装置,按照上述方法计算了二色性物质的面外取向度fzx
另外,作为被测物体,准备2个在形成阻氧层之前的层叠体(例如,实施例1中,依次相邻具备纤维素酰化物膜A1(透明支撑体)、光取向膜B1及光吸收各向异性膜C1的层叠体),配置于导波路基板5的两面。并且,被测物体的尺寸设为5mm×5mm。
以下示出导波路分光解析装置的构成部件的概要及测定条件。
导波路基板:单晶金刚石基板、长度9mm×宽度5mm×厚度0.4mm
光源:氘灯及卤素灯
测定波长范围:240~880nm
入射光的导波路基板内的全反射角:64度
全反射次数:约20次
〔显示性能〕
将所制作的有机EL显示装置的显示画面设为黑色显示,观察了从正面映射荧光灯时的反射光。根据下述基准评价了显示性能。
A:黑色且完全看不到颜色,并且反射率低。
B:稍微视觉辨认着色,但反射率低
C:稍微视觉辨认着色,并且反射率高
将个评价结果示于下述表1。
表1中,HSP距离是指光吸收各向异性膜中的表面活性剂与液晶性化合物L-1的HSP值的距离。
如表1所示可知,根据使用在表面和背面上偏振度不同的光吸收各向异性膜,获得能够抑制与其相邻配置的层之间产生的内反射且显示性能优异的图像显示装置(实施例1~5)。并且,对于实施例6~11中的光吸收各向异性膜,也在表面和背面上偏振度不同,因此能够确认本发明的效果。
由实施例1~5的对比可知,在光吸收各向异性膜中所含的表面活性剂不具有氢键性基团的情况(实施例2及4)下,显示性能更优异。
按照上述方法测定构成实施例1~5的各层叠体的光吸收各向异性膜与阻氧层在波长550nm下的折射率,其结果,在任一实施例中,光吸收各向异性膜的折射率也大于阻氧层(保护层)的折射率。
相对于此,可知若使用表面和背面的偏振度相同的光吸收各向异性膜,则无法抑制在与其相邻配置的层之间产生的内反射,图像显示装置的显示性能劣化(比较例1~3)。
符号说明
1、11-被测物体,3-入射光,5-导波路基板,10-上侧保持器具,13-出射光,20-下侧保持器具,22-箭头,30-光源,32-起偏器,35-检测器,37-解析装置。

Claims (16)

1.一种光吸收各向异性膜,其含有二色性物质,其中,
从所述光吸收各向异性膜的一个表面入射偏振光而测定的偏振度A与从所述光吸收各向异性膜的另一个表面入射偏振光而测定的偏振度B不同。
2.根据权利要求1所述的光吸收各向异性膜,其中,
所述偏振度A与所述偏振度B之差的绝对值为0.10%以上。
3.根据权利要求1或2所述的光吸收各向异性膜,其中,
在测定出所述偏振度A及所述偏振度B中较小的偏振度的一侧的所述光吸收各向异性膜的表面中,所述二色性物质的面外取向度fzx为-0.2以上。
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,
所述光吸收各向异性膜在面内具有吸收轴。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的光吸收各向异性膜,其中,
可见光平均透射率为35~70%。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的光吸收各向异性膜,其中,
所述二色性物质的含量相对于所述光吸收各向异性膜的总质量为40质量%以下。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的光吸收各向异性膜,其中,还含有高分子液晶性化合物。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的光吸收各向异性膜,其中,还含有具有氟原子且logP值为5.2以下的表面活性剂。
9.根据权利要求8所述的光吸收各向异性膜,其中,
所述表面活性剂中的所述氟原子的含量为10质量%以上。
10.根据权利要求8或9所述的光吸收各向异性膜,其中,
所述表面活性剂不具有氢键性基团。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的光吸收各向异性膜,其中,
所述表面活性剂的含量相对于所述光吸收各向异性膜的总质量为0.05~5质量%。
12.根据权利要求8至11中任一项所述的光吸收各向异性膜,其中,
在所述光吸收各向异性膜含有高分子液晶性化合物的情况下,
所述表面活性剂与所述高分子液晶性化合物的汉森溶解度参数的距离为3.5MPa1/2以上。
13.一种层叠体,其沿厚度方向依次具有保护层、权利要求1至12中任一项所述的光吸收各向异性膜及取向膜,其中,
在测定出在使用所述光吸收各向异性膜测定的偏振度A及偏振度B中较大的偏振度的一侧的所述光吸收各向异性膜的表面侧配置所述取向膜。
14.根据权利要求13所述的层叠体,其中,
所述光吸收各向异性膜在波长550nm下的折射率大于所述保护层在波长550nm下的折射率。
15.根据权利要求13或14所述的层叠体,其中,在所述取向膜中的与所述光吸收各向异性膜相反的一面侧还具有λ/4板。
16.一种图像显示装置,其具有权利要求1至12中任一项所述的光吸收各向异性膜或权利要求13至15中任一项所述的层叠体。
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