CN117581122A - 光吸收各向异性膜、光学膜、图像显示装置 - Google Patents

光吸收各向异性膜、光学膜、图像显示装置 Download PDF

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CN117581122A CN202280043853.6A CN202280043853A CN117581122A CN 117581122 A CN117581122 A CN 117581122A CN 202280043853 A CN202280043853 A CN 202280043853A CN 117581122 A CN117581122 A CN 117581122A
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吉成伸一
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Abstract

本发明的课题在于提供一种当适用于图像显示装置时,视觉辨认性高的区域和视觉辨认性低的区域容易控制,视角控制性更优异的光吸收各向异性膜。并且,本发明的课题在于提供一种光学膜及图像显示装置。本发明的光吸收各向异性膜为包含二色性物质及液晶化合物的光吸收各向异性膜,上述光吸收各向异性膜在上述光吸收各向异性膜的面内方向具有透射率中心轴的方向不同的多个区域,在上述多个区域中,上述透射率中心轴与上述光吸收各向异性膜的表面的法线方向所成的角度θ均在0~70°的范围内,满足特定的必要条件1~必要条件3中的任一必要条件。

Description

光吸收各向异性膜、光学膜、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、光学膜及图像显示装置。
背景技术
图像显示装置使用于各种场面,根据其用途,有时需要防止窥视及防止图像的反射眩光等视角控制。
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,并且具有吸收轴与膜面的法线所成的角度为0~45°的起偏器(光吸收各向异性膜)。
以往技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2009-145776号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
近年来有时在图像显示装置中,要求更严密的视角控制。例如,在将图像显示装置用作汽车导航等车载用显示器的情况下,有如下要求:对于显示对驾驶员有用的信息的区域希望提高视觉辨认性,另一方面,对于显示对驾驶员无用的信息的区域希望降低视觉辨认性。而且,有如下要求:在驾驶员与除了驾驶员以外的搭乘者中,对其中一方而言,为了获得信息而希望提高准确、快速地视觉辨认画面的视觉辨认性,相反,对另一方而言,不需要视觉辨认画面,反而为了阻碍视野希望降低对画面的视觉辨认性。如此,要求更高度地控制图像显示装置的视角。
本发明人对专利文献1中所记载的视角控制系统进行研究的结果,明确了关于根据视角控制当观察显示图像时的视觉辨认性的视角控制性,仍存在进一步改善的余地。
鉴于上述情况,本发明的课题在于提供一种当适用于图像显示装置时,视觉辨认性高的区域和视觉辨认性低的区域容易控制,视角控制性更优异的光吸收各向异性膜。
并且,本发明的课题在于还提供一种光学膜及图像显示装置。
用于解决技术课题的手段
本发明人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,其为包含二色性物质及液晶化合物的光吸收各向异性膜,其中,上述光吸收各向异性膜在上述光吸收各向异性膜的面内方向具有透射率中心轴的方向不同的多个区域,在上述多个区域中,上述透射率中心轴与上述光吸收各向异性膜的表面的法线方向所成的角度θ均在0~70°的范围内,满足后述的必要条件1~必要条件3中的任一必要条件。
〔2〕根据〔1〕所述的光吸收各向异性膜,其满足上述必要条件1或上述必要条件2。
〔3〕根据〔2〕所述的光吸收各向异性膜,其中,
随着沿配置有上述多个区域的面内方向前进,上述角度θ阶段性地或连续增大,或者阶段性地或连续减小。
〔4〕根据〔2〕或〔3〕所述的光吸收各向异性膜,其中,
随着沿配置有上述多个区域的面内方向前进,上述光吸收各向异性膜中的上述角度θ连续增大或连续减小。
〔5〕根据〔1〕所述的光吸收各向异性膜,其满足上述必要条件3。
〔6〕根据〔5〕所述的光吸收各向异性膜,其中,
随着沿配置有上述至少2个区域的面内方向从上述至少2个区域中所包括的第1区域朝向除了上述第1区域以外的其他区域前进,上述透射率中心轴的正投影方向与上述面内方向所成的角度φ阶段性地或连续增大,或者阶段性地或连续减小。
〔7〕根据〔5〕或〔6〕所述的光吸收各向异性膜,其中,
随着沿配置有上述至少2个区域的面内方向从上述至少2个区域中所包括的第1区域朝向除了上述第1区域以外的其他区域前进,上述透射率中心轴的正投影方向与上述面内方向所成的角度φ连续增大,或者连续减小。
〔8〕一种光学膜,其具有〔1〕至〔7〕中任一项所述的光吸收各向异性层及取向膜。
〔9〕根据〔8〕所述的光学膜,其进一步具有包含聚乙烯醇或聚酰亚胺的树脂膜。
〔10〕一种图像显示装置,其具备显示面板及配置于上述显示面板的一个主表面的〔8〕或〔9〕所述的光学膜。
发明效果
根据本发明,能够提供一种当适用于图像显示装置时,视觉辨认性高的区域和视觉辨认性低的区域容易控制,视角控制性更优异的光吸收各向异性膜。
并且,根据本发明,能够提供一种光学膜及图像显示装置。
附图说明
图1A是表示光吸收各向异性膜的实施方式的一例的概念图。
图1B是表示光吸收各向异性膜的实施方式的一例的概念图。
图2A是表示光吸收各向异性膜的实施方式的另一例的概念图。
图2B是表示光吸收各向异性膜的实施方式的另一例的概念图。
图3是表示光吸收各向异性膜的实施方式的另一例的概念图。
图4A是表示光吸收各向异性膜的实施方式的另一例的概念图。
图4B是表示光吸收各向异性膜的实施方式的另一例的概念图。
图4C是表示光吸收各向异性膜的实施方式的另一例的概念图。
图5A是表示在光吸收各向异性膜的制造方法中实施的光取向处理的一例的概念图。
图5B是表示在光吸收各向异性膜的制造方法中实施的光取向处理的一例的概念图。
图5C是表示在光吸收各向异性膜的制造方法中实施的光取向处理的一例的概念图。
图6A是表示在光吸收各向异性膜的制造方法中实施的光取向处理的另一例的概念图。
图6B是表示在光吸收各向异性膜的制造方法中实施的光取向处理的另一例的概念图。
图6C是表示在光吸收各向异性膜的制造方法中实施的光取向处理的另一例的概念图。
图7是表示在光吸收各向异性膜的制造方法中实施的光取向处理的另一例的概念图。
图8A是表示在光吸收各向异性膜的制造方法中实施的光取向处理的另一例的概念图。
图8B是表示在光吸收各向异性膜的制造方法中实施的光取向处理的另一例的概念图。
图9是表示图像显示装置的实施方式的一例的概念图。
图10是表示图像显示装置的实施方式的另一例的概念图。
图11A是用于说明图像显示装置的评价方法的附图。
图11B是用于说明图像显示装置的评价方法的附图。
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根据本发明的代表性的实施方式而完成,但是本发明并不限制于这种实施方式。
另外,在本说明书中,用“~”来表示的数值范围是指,包括记载于“~”前后的数值作为下限值及上限值的范围。
并且,在本说明书中,“平行”并不是指严格意义上的平行,而是指自平行起±5°的范围。
而且,本说明书中,“正交”及“垂直”并不是指严格意义上的正交及垂直,而是指角度在90±5°的范围。
在本说明书中,“(甲基)丙烯酸”以“丙烯酸和甲基丙烯酸中的任一者或两者”的含义使用。“(甲基)丙烯酰基”以“丙烯酰基和甲基丙烯酰基中的任一者或两者”的含义使用。
在本说明书中表述的2价基团(例如,-COO-)的键合方向并不受特别限制,例如,在X-L-Y中的L为-COO-的情况下,如果将与X侧键合的位置设为*1、将与Y侧键合的位置设为*2,则L可以是*1-O-CO-*2,也可以是*1-CO-O-*2。
[光吸收各向异性膜]
本发明所涉及的光吸收各向异性膜包含二色性物质及液晶化合物,在光吸收各向异性膜的面内方向上具有透射率中心轴的方向不同的多个区域,多个区域中的透射率中心轴与光吸收各向异性膜的表面的法线方向所成的角度θ均在0~70°的范围内,且满足下述的必要条件1~必要条件3中的任一条件。
必要条件1:多个区域中的至少1个区域中的角度θ为0°。
必要条件2:在多个区域中的至少2个区域中,透射率中心轴在光吸收各向异性膜的表面的正投影方向彼此相同,且在至少2个区域中,角度θ不同。
必要条件3:在多个区域中的至少2个区域中,角度θ相同,且在至少2个区域中,透射率中心轴在光吸收各向异性膜的表面的正投影方向彼此不同。
其中,透射率中心轴是指改变相对于光吸收各向异性膜的表面的法线方向的倾斜角度和倾斜方向来测定透射率时透射率最高的方向。透射率中心轴通过使用紫外可见红外分光光度计(例如,“JASCO V-670/ARMN-735”(JASCO Co rporation制造))对光吸收各向异性膜照射波长550nm的P偏振光来测定。其具体的方法如下所述。
首先,最先探索透射率中心轴相对于光吸收各向异性膜的表面的法线倾斜的方向。更具体而言,将光吸收各向异性膜的样品剪切成例如4cm平方的正方形,将所获得的样品设置于在光源侧配置有线性起偏器的光学显微镜(例如,Nikon Corporation制造、产品名称“ECLIPSE E600 POL”)的样品台。接着,使用多通道光谱仪(例如,Ocean Optics公司制造、产品名称“QE65000”),在将样品台顺时针每旋转1°的同时监视550nm的波长下的样品的吸光度,确认吸光度成为最大的方向。根据样品的面内的该吸光度成为最大的方向,求出光吸收各向异性膜的角度θ。
接着,在包含沿其透射率成为最大的方向的光吸收各向异性膜的法线的面(包含透射率中心轴,与层表面垂直的平面)内,以每0.5°变更相对于光吸收各向异性膜的表面的法线的角度θ(极角)直至0~70°,同时照射波长550nm的P偏振光,测定光吸收各向异性膜的透射率。通过该测定获得的透射率最高的方向为透射率中心轴,可以求出透射率中心轴与光吸收各向异性膜的表面的法线所成的角度θ。
另外,在最先进行的角度φ的测定中无法明确确认吸光度成为最大的方向的情况下,推测透射率中心轴的方向沿着光吸收各向异性膜的表面的法线方向,对包含光吸收各向异性膜的法线的任意面进行上述的角度θ的测定,并确认角度θ为0°。
以下,参考附图,根据具体的实施方式对本发明的光吸收各向异性膜进行说明。另外,本发明并不限制于以下实施方式。
〔第1实施方式〕
作为本发明所涉及的光吸收各向异性膜的一实施方式,可以举出满足上述必要条件1或上述必要条件2的光吸收各向异性膜。
图1A及图1B(以下,总称为“图1”。)是表示本实施方式所涉及的光吸收各向异性膜的结构的一例的概念图。
图1所示的光吸收各向异性膜10包含二色性物质1及未图示的液晶化合物,在光吸收各向异性膜10中,沿面内的X轴方向排列配置有第1区域11及第2区域12。
图1A是从光吸收各向异性膜10的表面的法线方向观察光吸收各向异性膜10的俯视图。而且,图1B是沿图1A所示的A-A线剖切的光吸收各向异性膜10的剖视图。
其中,如图1A所示,将长方形光吸收各向异性膜10的面内方向中的光吸收各向异性膜10的长边方向(纸面的左右方向)设为X轴,将与作为光吸收各向异性膜10的面内方向的X轴垂直的方向(纸面的上下方向)设为Y轴、将光吸收各向异性膜10的法线方向(与纸面垂直的方向)设为Z轴。而且,在X轴中,将朝向纸面的右侧的方向设为X轴的正方向,在Y轴中,将朝向纸面的上侧的方向设为Y轴的正方向,在Z轴中,将从纸面朝向正前方侧的方向设为Z轴的正方向。
而且,透射率中心轴的方向与光吸收各向异性膜10的表面的法线方向所成的角度θ(极角)规定为如下:以Z轴的正方向为基准(θ=0°),随着接近于光吸收各向异性膜10而增大,在光吸收各向异性膜10的面内方向上角度θ=90°。
而且,对于在图1所示的光吸收各向异性膜10的面内中透射率中心轴的正投影延伸的方向的角度φ(方位角),规定为如下:以X轴的负方向延伸的方向为基准(φ=0°),随着向顺时针方向旋转角度φ增大。另外,当如图1B中的第1区域11中所包含的二色性物质1的长轴的倾斜度,某方向的角度θ为0°时,无法确定其方向的角度φ,因此不存在。
在本说明书中,除非另有说明,否则X轴、Y轴、Z轴、角度θ及角度φ按照上述的规定。
如图1所示,在光吸收各向异性膜10的第1区域11和第2区域12中,在各区域内中二色性物质1的取向方向不同。更具体而言,在第1区域11中,二色性物质1的长轴的方向与Z轴平行,在第2区域12中,二色性物质1的长轴的方向从Z轴的正方向朝向X轴的负方向以角度θ倾斜。因此,光吸收各向异性膜10具有透射率中心轴与光吸收各向异性膜10的法线方向所成的角度θ为0°的第1区域11及透射率中心轴与光吸收各向异性膜10的法线方向所成的角度θ超过0°的第2区域12,因此满足必要条件1。
通过将这种光吸收各向异性膜10适用于图像显示装置,容易控制视觉辨认性高的区域和视觉辨认性低的区域,能够进一步提高图像显示装置的视角控制性。
例如,当从位于第1区域11的正面(第1区域11的法线方向)的位置A(参考图1B)观察贴合有图1所示的光吸收各向异性膜10的图像显示装置的显示图像时,第1区域11的透射率中心轴及第2区域12的透射率中心轴朝向位置A的方向,因此两个区域中的透射率均变高,并且两个区域的显示图像的视觉辨认性提高,另一方面,当从位于第2区域12的正面(第2区域12的法线方向)的位置B(参考图1B)观察贴合有图1所示的光吸收各向异性膜10的图像显示装置的显示图像时,第1区域11的透射率及第2区域12的透射率低于从位置A观察时的透射率,因此两个区域的显示图像的视觉辨认性也变低。
另外,如上所述,图1所示的光吸收各向异性膜10具有透射率中心轴与Z轴的正方向所成的角度θ为0°的第1区域11及透射率中心轴与Z轴的正方向所成的角度θ超过0°的第2区域12,因此满足必要条件1。
只要此时的角度θ在超过0°且70°以下的范围内则不受特别限制,可以根据适用的图像显示装置适当选择,但从实际使用上视场角更优异的方面考虑,优选为1°~60°,更优选为5°~40°,进一步优选为8°~45°。
在图1所示的光吸收各向异性膜10中,对存在透射率中心轴与光吸收各向异性膜10的法线方向所成的角度θ为0°或超过0°的2个区域的方式进行了说明,但本实施方式所涉及的光吸收各向异性膜并不限制于该方式,也可以具有透射率中心轴与光吸收各向异性膜的法线方向所成的角度θ不同的3个以上的区域。
图2A及图2B(以下,总称为“图2”。)是表示本实施方式所涉及的光吸收各向异性膜的结构的另一例的概念图。
图2所示的光吸收各向异性膜20包含二色性物质1及未图示的液晶化合物,在光吸收各向异性膜20中,沿面内的X轴方向排列配置有第1区域21、第2区域22及第3区域23。
图2A是从光吸收各向异性膜20的表面的法线方向观察光吸收各向异性膜20的俯视图。而且,图2B是图2A所示的A-A线中的光吸收各向异性膜20的剖视图。
如图2所示,在光吸收各向异性膜20的第1区域21、第2区域22及第3区域23各区域内中,二色性物质1的取向方向不同。更具体而言,在第1区域21中,二色性物质1的长轴方向与Z轴平行,但在第2区域22及第3区域23中,二色性物质1的长轴方向从Z轴的正方向朝向X轴的负方向,分别以角度θ1及角度θ2倾斜。此时,存在角度θ1<角度θ2的关系。
因此,光吸收各向异性膜20具有透射率中心轴与光吸收各向异性膜20的法线方向所成的角度θ为0°的第1区域21及透射率中心轴与光吸收各向异性膜10的法线方向所成的角度θ超过0°的第2区域22及第3区域23,因此满足上述必要条件1。
而且,在光吸收各向异性膜20所具有的第2区域22及第3区域23中,透射率中心轴的正投影方向为相同X轴的负方向,且透射率中心轴与光吸收各向异性膜20的法线方向所成的角度θ不同,因此光吸收各向异性膜20满足上述必要条件2。
通过将这种光吸收各向异性膜20适用于图像显示装置,容易控制视觉辨认性高的区域和视觉辨认性低的区域,能够进一步提高图像显示装置的视角控制性。
例如,当从位于第1区域21的正面(第1区域21的法线方向)的位置A(参考图2B)观察贴合有图2所示的光吸收各向异性膜20的图像显示装置的显示图像时,第1区域21的透射率中心轴、第2区域22的透射率中心轴及第3区域23的透射率中心轴朝向位置A的方向,因此这些区域中的透射率均变高,并且这些区域的显示图像的视觉辨认性提高,另一方面,当从位于第3区域23的正面(第3区域23的法线方向)的位置B(参考图2B)观察贴合有图2所示的光吸收各向异性膜20的图像显示装置的显示图像时,第1区域21、第2区域22及第3区域23的透射率均低于从位置A观察时的透射率,因此显示图像的视觉辨认性在任何区域中均变低。
而且,在图2所示的光吸收各向异性膜20中,随着沿排列有第1区域21、第2区域22及第3区域23的X轴的正方向前进,透射率中心轴与光吸收各向异性膜20的法线方向所成的角度θ阶段性地增大。
如此,在光吸收各向异性膜中,当随着沿配置有角度θ不同的多个区域的面内方向前进,角度θ阶段性地或连续增大,或者阶段性地或连续减小时,图像显示装置的视觉辨认性更优异因此优选。
另外,在本说明书中,“连续增大”或“连续减小”是指,在面内的1方向上,在每1cm的角度θ或角度φ的增大量或减小量在2°以内的范围内继续增大或减小。
如上所述,图2所示的光吸收各向异性膜20满足必要条件2。在满足这种必要条件2的光吸收各向异性膜中,只要透射率中心轴与光吸收各向异性膜的法线方向所成的角度θ(图2所示的光吸收各向异性膜20中的角度θ1及θ2)在超过0°且70°以下的范围内,则并无特别限制,但从图像显示装置的视觉辨认性更优异的方面考虑,优选为1°~60°,更优选为5°~40°。进一步优选为8°~45°。
在图1所示的光吸收各向异性膜10及图2所示的光吸收各向异性膜20中,对各区域中的透射率中心轴与光吸收各向异性膜的法线方向所成的角度θ阶段性地变化的方式进行了说明,但本实施方式所涉及的光吸收各向异性膜并不限制于该方式,透射率中心轴与光吸收各向异性膜的法线方向所成的角度θ可以连续地变化。
图3是表示本实施方式所涉及的光吸收各向异性膜的结构的另一例的概念图。
图3所示的光吸收各向异性膜30包含有二色性物质1及未图示的液晶化合物。其中,图3是沿包含光吸收各向异性膜30的表面的法线及面内方向中二色性物质1的长轴的倾斜度变化的X轴方向的平面剖切的光吸收各向异性膜30的剖视图。
如图3所示,光吸收各向异性膜30中所包含的二色性物质1的长轴根据面内的X轴方向的位置,相对于光吸收各向异性膜30的法线方向以不同的角度倾斜。另外,虽然未图示,但光吸收各向异性膜30中所包含的二色性物质1的长轴的倾斜度在面内的Y轴方向上没有变化。
如图3所示,光吸收各向异性膜30根据X轴方向的位置,二色性物质1的取向方向不同。更具体而言,在光吸收各向异性膜30的X轴方向上的中央部30a中,二色性物质1的长轴方向与Z轴平行,但随着从中央部30a朝向光吸收各向异性膜30的X轴方向上的端部30b,二色性物质1的长轴的倾斜度连续地增大。
其中,光吸收各向异性膜30在中央部30a中,透射率中心轴与光吸收各向异性膜30的法线方向所成的角度θ为0°,因此满足上述必要条件1。
而且,在光吸收各向异性膜30的除了中央部30a以外的区域中,透射率中心轴的正投影方向为X轴方向,且透射率中心轴与光吸收各向异性膜30的法线方向所成的角度θ不同,因此光吸收各向异性膜30满足上述必要条件2。
通过将这种光吸收各向异性膜30适用于图像显示装置,与上述光吸收各向异性膜10及20相同地,容易控制视觉辨认性高的区域和视觉辨认性低的区域,能够进一步提高图像显示装置的视角控制性。
而且,在图3所示的光吸收各向异性膜30中,随着从长边方向的中央部30a靠近X轴的正方向或负方向的端部30b,透射率中心轴与光吸收各向异性膜30的法线方向所成的角度θ连续增大。
如此,从图像显示装置的视觉辨认性更优异的方面考虑,更优选为随着沿配置有角度θ不同的多个区域的面内方向前进,角度θ连续增大或连续减小的光吸收各向异性膜。
在本实施方式所涉及的光吸收各向异性膜中,具有相对于光吸收各向异性膜的表面的法线方向的角度θ不同的透射率中心轴的区域在面内可以存在多个(2个以上),其数量并无特别限制。即,上述区域的数量可以是2个以上,优选为3个以上。而且,如上所述,透射率中心轴与光吸收各向异性膜的表面的法线方向所成的角度θ也优选为沿面内方向连续变化的方式。
在本实施方式所涉及的光吸收各向异性膜中,上述角度θ的光吸收各向异性膜中的面内差并不受特别限制,但光吸收各向异性膜的面内中上述角度θ的最小值与最大值之差优选为3~140°,更优选为5~120°。
在图1~图3所示的第1实施方式的光吸收各向异性膜中,各区域中的透射率中心轴的正投影方向(透射率中心轴的面内方向上的方位)均相同,但只要本实施方式所涉及的光吸收各向异性膜具有满足必要条件1或必要条件2的多个区域,则可以进一步具有透射率中心轴的正投影方向不同的区域。
〔第2实施方式〕
作为本发明所涉及的光吸收各向异性膜的其他实施方式,可以举出满足上述必要条件3的光吸收各向异性膜。
图4A及图4B(以下,总称为“图4”。)是表示第2实施方式所涉及的光吸收各向异性膜的结构的一例的概念图。
图4所示的光吸收各向异性膜40包含二色性物质1及未图示的液晶化合物,在光吸收各向异性膜40中,沿面内的Y轴方向排列配置有第1区域41及第2区域42。
图4A是从光吸收各向异性膜40的表面的法线方向观察光吸收各向异性膜40的俯视图。而且,图4B是图4A所示的A-A线中的光吸收各向异性膜40的剖视图,图4C是图4A所示的B-B线中的光吸收各向异性膜40的剖视图。
另外,关于图4所示的光吸收各向异性膜40,如图4A所示,将长方形的光吸收各向异性膜40的面内方向中光吸收各向异性膜40的短边方向(纸面的左右方向)设为X轴,将与作为光吸收各向异性膜40的面内方向的X轴垂直的方向(纸面的上下方向)设为Y轴、将光吸收各向异性膜40的法线方向(与纸面垂直的方向)设为Z轴。而且,如图4A所示,在X轴中,将朝向纸面的右侧的方向设为X轴的正方向,在Y轴中,将朝向纸面的上侧的方向设为Y轴的正方向,在Z轴中,将从纸面朝向正前方侧的方向设为Z轴的正方向。
如图4所示,在光吸收各向异性膜40的第1区域41和第2区域42中,在各区域内中二色性物质1的取向方向不同。更具体而言,在第1区域41及第2区域42中的任一区域中,二色性物质1的长轴相对于Z轴的正方向以角度θ倾斜这一点相同。然而,在第1区域41中,将二色性物质1的长轴正投影到光吸收各向异性膜40的表面(XY平面)的方向与X轴的负方向平行,相对于此,在第2区域42中,将二色性物质1的长轴正投影到光吸收各向异性膜40的表面(XY平面)的方向在XY平面中,成为从X轴的负方向沿顺时针方向以角度φ旋转的方向。
因此,关于光吸收各向异性膜40,透射率中心轴与光吸收各向异性膜40的法线方向所成的角度θ相同,且透射率中心轴在光吸收各向异性膜40的表面的正投影方向彼此不同,因此满足必要条件3。
通过将如图4所示的第2实施方式所涉及的光吸收各向异性膜40适用于图像显示装置,也与第1实施方式所涉及的光吸收各向异性膜相同地,能够容易控制视觉辨认性高的区域和视觉辨认性低的区域,并且进一步提高图像显示装置的视角控制性。
此时的角度φ并不受特别限制,可以不根据适用的图像显示装置适当选择,角度φ不同的2区域之间中的角度φ之差的最大值优选为5~120°。
作为具备第2实施方式所涉及的光吸收各向异性膜的图像显示装置的适用情况,例如,可以举出在汽车的内装组件中从仪表板的中央部(或者中央仪表群)到设置于驾驶座与副驾驶座之间的中央控制台之间,设置汽车导航等车载用显示器的方式。此时,可以考虑从驾驶员的眼睛位置到车辆前方30~40cm、水平30~40cm、铅垂下方10~45cm的区域设置上述图像显示装置作为车载用显示器。作为用于这种图像显示装置的第2实施方式所涉及的光吸收各向异性膜的优选的方式,可以举出层叠在图像显示装置的光吸收各向异性膜的上部侧的区域中的角度φ为0~30°(或者150~180°),光吸收各向异性膜的下部侧的区域中的角度φ为40~70°(或者110~140°)的方式。
另外,上述的方式仅仅是具体例中的一例,光吸收各向异性膜的各区域中的角度θ及角度φ的方向能够根据实际图像显示装置的适用情况适当变更。
在图4所示的光吸收各向异性膜40中,对存在透射率中心轴的正投影方向不同的2个区域的方式进行了说明,但本实施方式所涉及的光吸收各向异性膜并不限制于该方式,也可以具有透射率中心轴的正投影方向不同的3个以上的区域。
而且,在图4所示的光吸收各向异性膜40中,在将第1区域41中的透射率中心轴的正投影方向设为基准方向(φ=0°)的情况下,随着沿排列有第1区域41及第2区域42的Y轴的负方向前进,透射率中心轴的正投影方向与基准方向所成的角度φ阶段性地增大。
如此,在光吸收各向异性膜的角度θ相同,且沿配置有透射率中心轴的正投影方向不同的至少2个区域的面内方向,随着从第1区域朝向除了第1区域以外的其他区域前进而角度φ阶段性地或连续增大或者阶段性地或连续减小的情况下,图像显示装置的视觉辨认性更优异,因此优选。
另外,本实施方式所涉及的光吸收各向异性膜并未限制于如图4所示的角度φ阶段性变化的方式,随着沿配置有角度φ不同的多个区域的面内方向前进,角度φ可以连续地变化。
而且,在图4所示的光吸收各向异性膜40中,相对于各区域中的透射率中心轴的光吸收各向异性膜的法线方向的角度θ相同,但只要本实施方式所涉及的光吸收各向异性膜具有满足必要条件3的多个区域,则可以进一步具有角度θ不同的区域。
在图1~图4所示的各光吸收各向异性膜中,仅在面内的1方向上排列配置有透射率中心轴的方向不同的多个区域,但本发明的光吸收性各向异性膜并不限于该方式。例如,本发明的光吸收性各向异性膜可以为如下方式:在面内的1方向上排列配置有透射率中心轴的方向不同的多个区域,且也在面内的其他方向上排列配置有透射率中心轴的方向不同的多个区域。
另外,在图1~图4所示的各光吸收各向异性膜中,沿面内的1方向排列配置有多个二色性物质1,但这是用于说明二色性物质1的取向状态的图示,并未意图将本发明的光吸收性各向异性膜限制于该方式。
为了制作上述第1实施方式及第2实施方式所涉及的光吸收各向异性膜,作为将二色性物质设为所期望的取向的技术,可以举出利用二色性物质的起偏器的制作技术及宾主型液晶单元的制作技术。例如,能够适用在日本特开平11-305036号公报及日本特开2002-090526号公报中所记载的二色性偏振元件的制作方法以及日本特开2002-099388号公报及日本特开2016-027387号公报中所记载的宾主型液晶显示装置的制作方法中所利用的技术。
为了防止因光吸收各向异性膜的光吸收特性的使用环境而引起的变动,优选通过化学键的形成来固定二色性物质的取向。例如,通过进行主机液晶、二色性物质或根据需要而添加的聚合性成分的聚合,能够固定二色性物质的取向。
关于上述的光吸收各向异性膜的更具体的制造方法,将在后面进行叙述。
以下,对本发明所涉及的光吸收各向异性膜(以下,也称为“本光吸收各向异性膜”。)的组成及物性等进行详细叙述。
〔光吸收各向异性膜的组成〕
本光吸收各向异性膜包含二色性物质及液晶化合物,沿面内的至少1方向具有透射率中心轴的方向不同的多个区域。
只要光吸收各向异性膜的组成为显示上述特性的组成则不受特别限制,能够适用光吸收各向异性膜中所包含的公知的成分。
(二色性物质)
在本说明书中,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。
二色性物质并不受特别限制,例如,可以举出可见光吸收物质(二色性色素)、发光物质(荧光物质、磷光物质)、紫外线吸收物质、红外线吸收物质、非线形光学物质、碳纳米管及无机物质(例如量子杆),能够使用公知的二色性物质(二色性色素)。
具体而言,可以举出在日本特开2013-228706号公报的[0067]~[0071]段、日本特开2013-227532号公报的[0008]~[0026]段、日本特开2013-209367号公报的[0008]~[0015]段、日本特开2013-014883号公报的[0045]~[0058]段、日本特开2013-109090号公报的[0012]~[0029]段、日本特开2013-101328号公报的[0009]~[0017]段、日本特开2013-037353号公报的[0051]~[0065]段、日本特开2012-063387号公报的[0049]~[0073]段、日本特开平11-305036号公报的[0016]~[0018]段、日本特开2001-133630号公报的[0009]~[0011]段、日本特开2011-215337号公报的[0030]~[0169]、日本特开2010-106242号公报的[0021]~[0075]段、日本特开2010-215846号公报的[0011]~[0025]段、日本特开2011-048311号公报的[0017]~[0069]段、日本特开2011-213610号公报的[0013]~[0133]段、日本特开2011-237513号公报的[0074]~[0246]段、日本特开2016-006502号公报的[0005]~[0051]段、国际公开第2016/060173号的[0005]~[0041]段、国际公开第2016/136561号的[0008]~[0062]段、国际公开第2017/154835号的[0014]~[0033]段、国际公开第2017/154695号的[0014]~[0033]段、国际公开第2017/195833号的[0013]~[0037]段及国际公开第2018/164252号的[0014]~[0034]段中记载的二色性物质。
在光吸收各向异性膜中,可以同时使用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,优选同时使用在波长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。
如后所述,光吸收各向异性膜能够使用光吸收各向异性膜形成用组合物来形成。在光吸收各向异性膜形成用组合物中,二色性物质可以具有交联性基团。在二色性物质具有交联性基团的情况下,当使用光吸收各向异性膜形成用组合物形成光吸收各向异性膜时,能够使规定的取向状态的二色性物质固定化。
作为交联性基团,例如,可以举出(甲基)丙烯酰基、环氧基、氧杂环丁烷基及苯乙烯基等,其中,优选为(甲基)丙烯酰基。
光吸收各向异性膜中的二色性物质的含量并不受特别限制,当适用于图像显示装置时,容易控制视觉辨认性高的区域和视觉辨认性低的区域,从视角控制性更优异的观点(以下,也称为“本发明的效果更优异的方面”。)出发,相对于光吸收各向异性膜的总质量,优选为1~50质量%,更优选为10~25质量%。
(液晶化合物)
本光吸收各向异性膜包含液晶化合物。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。
作为液晶化合物,能够使用高分子液晶化合物及低分子液晶化合物中的任一种,从能够提高取向度的方面考虑,更优选为高分子液晶化合物。并且,作为液晶化合物,可以同时使用高分子液晶化合物及低分子液晶化合物。
其中,“高分子液晶化合物”是指,在化学结构中具有重复单元的液晶化合物。
在此,“低分子液晶化合物”是指,在化学结构中不具有重复单元的液晶化合物。
作为高分子液晶化合物,例如,可以举出日本特开2011-237513号公报中所记载的热致液晶性高分子及国际公开第2018/199096号的[0012]~[0042]段中所记载的高分子液晶化合物。
作为低分子液晶化合物,例如,可以举出日本特开2013-228706号公报的[0072]~[0088]段中所记载的液晶化合物,其中,优选为显示近晶性的液晶化合物。
作为液晶化合物,从所获得光吸收各向异性膜的取向度变得更高的方面考虑,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)”。)的高分子液晶化合物。
[化学式1]
在上述式(1)中,P1表示重复单元的主链,L1表示单键或2价的连结基团,SP1表示间隔物基团,M1表示介晶基团,T1表示末端基团。
作为P1所表示的重复单元的主链,例如,可以举出由下述式(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,优选为由下述式(P1-A)表示的基团。
[化学式2]
在上述式(P1-A)~(P1-D)中,“*”表示与上述式(1)中的L1的键合位置。
在上述式(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、碳原子数1~10的烷基或碳原子数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为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)表示的基团优选为对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)表示的基团优选为对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者基团的化合物的缩聚而获得的聚硅氧烷的硅氧烷单元。其中,作为具有烷氧基甲硅烷基及硅烷醇基中的至少一者基团的化合物,可以举出具有由式SiR14(OR15)2-表示的基团的化合物。在式中,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。
在上述式(1)中,L1是单键或2价的连结基团。
作为L1所表示的2价的连结基团,可以举出-C(O)O-、-O-、-S-、-C(O)NR3-、-SO2-及-NR3R4-。在式中,R3及R4分别独立地表示氢原子或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优选为由-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优选为单键。
在上述式(1)中,从容易显现液晶性或原材料的获取性等的方面考虑,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。
其中,SP1所表示的氧乙烯结构优选为由*-(CH2-CH2O)n1-*表示的基团。在式中,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,进一步优选为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。在式中,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。在式中,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。在式中,n4表示6~10的整数,*表示与L1或M1的键合位置。
在上述式(1)中,M1所表示的介晶基团是表示有助于液晶形成的液晶分子的主要骨架的基团。液晶分子显示出结晶状态与各向同性液体状态的中间状态(中间相)的液晶性。关于介晶基团,没有特别的限制,例如,能够参考“Flussige Kristalle in TabellenII”(VEB Deutsche Verlag fur Grund stoff Industrie,Leipzig、1984年刊)(尤其是第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)(尤其是第三章的记载)。
作为介晶基团,例如优选为具有选自包括芳香族烃基、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,优选为由下述式(M1-A)或下述式(M1-B)表示的基团,更优选为由式(M1-B)表示的基团。
[化学式3]
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在式(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,可以举出亚苯基、亚萘基、芴-二基、蒽-二基及并四苯-二基等,从介晶骨架的设计的多样性或原材料的获取性等方面考虑,优选为亚苯基或亚萘基,更优选为亚苯基。
作为A1所表示的2价的杂环基,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。
作为除了构成2价的芳香族杂环基的碳以外的原子,可以举出氮原子、硫原子及氧原子。在芳香族杂环基具有多个除了碳以外的构成环的原子的情况下,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,可以举出亚吡啶基(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,可以举出亚环戊基及亚环己基等。
在式(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。
在式(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。
在式(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。
在式(M1-B)中,在a2为1的情况下,LA1为2价的连结基团。在a2为2以上的情况下,多个LA1分别独立地为单键或2价的连结基团,多个LA1中的至少1个为2价的连结基团。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价的连结基团且另一个为单键。
在式(M1-B)中,作为LA1所表示的2价的连结基团团,可以举出-O-、-(CH2)g-、-(CF2)g-、-Si(CH3)2-、-(Si(CH3)2O)g-、-(OSi(CH3)2)g-(g表示1~10的整数。)、-N(Z)-、-C(Z)=C(Z’)-、-C(Z)=N-、-C(Z)2-C(Z’)2-、-C(O)-、-OC(O)-、-O-C(O)O-、-N(Z)C(O)-、-C(Z)=C(Z’)-C(O)O-、-C(Z)=N-、-C(Z)=C(Z’)-C(O)N(Z”)-、-C(Z)=C(Z’)-C(O)-S-、-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-及-SC(O)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,优选为-C(O)O-。LA1也可以为组合2个以上这些基团而成的基团。
在上述式(1)中,作为T1表示的末端基团,可以举出氢原子、卤原子、氰基、硝基、羟基、碳原子数为1~10的烷基、碳原子数为1~10的烷氧基、碳原子数为1~10的烷硫基、碳原子数为1~10的烷氧基羰基氧基、碳原子数为1~10的烷氧基羰基(ROC(O)-:R为烷基)、碳原子数为1~10的酰氧基、碳原子数为1~10的酰氨基、碳原子数为1~10的烷氧基羰基氨基、碳原子数为1~10的磺酰氨基、碳原子数为1~10的氨磺酰基、碳原子数为1~10的氨基甲酰基、碳原子数为1~10的亚硫酰基、碳原子数为1~10的脲基及含(甲基)丙烯酰氧基的基团等。作为上述含(甲基)丙烯酰氧基的基团,例如,可以举出由-L-A(L可以举出单键或连结基团。连结基团的具体例与上述L1及SP1相同。A表示(甲基)丙烯酰氧基)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。
这些末端基团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聚力的方面考虑,T1优选为聚合性基团。
聚合性基团并无特别限制,但是优选为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,能够使用公知的聚合性基团,作为优选的聚合性基团,可以举出丙烯酰基或甲基丙烯酰基。在该情况下,已知丙烯酰基具有更快的聚合速度,从提高生产率的观点考虑,优选为丙烯酰基,但甲基丙烯酰基同样也能够用作聚合性基团。
作为阳离子聚合性基团,能够使用公知的阳离子聚合性基团,例如,可以举出脂环式醚基、环状缩醛基、环状内酯基、环状硫醚基、螺原酸酯基及乙烯氧基。其中,优选为脂环式醚基或乙烯氧基,优选环氧基、氧杂环丁烷基或乙烯氧基。
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化合物的重均分子量(Mw)优选为1000~500000,更优选为2000~300000。若高分子液晶化合物的Mw在上述范围内,则容易处理高分子液晶化合物。
尤其,从抑制涂布时的裂纹的方面考虑,高分子液晶化合物的重均分子量(Mw)优选为10000以上,更优选为10000~300000。
并且,从取向度的温度宽容度的方面考虑,高分子液晶化合物的重均分子量(Mw)优选为小于10000,优选为2000以上且小于10000。
其中,本说明书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:TOSOH HLC-8220GPC
·管柱:将3根TOSOH TSKgelSuperAWM-H(6mm×15cm)连接使用
·管柱温度:25℃
·试样浓度:0.1质量%
·流速:0.35mL/min
·校准曲线:使用基于TOSOH CORPORATION制造的TSK标准聚苯乙烯、Mw=2800000~1050(Mw/Mn=1.03~1.06)为止的7个样品的校准曲线
液晶化合物可以单独使用1种,也可以同时使用2种以上。本光吸收各向异性膜优选包含2种以上的液晶化合物。
从本发明的效果更优异的方面考虑,本光吸收各向异性膜中所包含的液晶化合物的含量相对于光吸收各向异性膜的总质量,优选为50~99质量%,更优选为75~90质量%。
(其他成分)
光吸收各向异性膜也可以包含除了上述的成分以外的其他成分。作为其他成分,例如,可以举出表面改良剂、垂直取向剂及流平剂。
-表面改良剂-
作为光吸收各向异性膜中所包含的表面改良剂,并不受特别限制,能够使用公知的高分子类表面改良剂及低分子类表面改良剂。
作为表面改良剂,能够使用日本特开2011-237513号公报的[0253]~[0293]段记载的化合物。
并且,作为表面改良剂,也能够使用日本特开2007-272185号公报的[0018]~[0043]段中所记载的氟(甲基)丙烯酸酯类聚合物。
并且,作为表面改良剂,也能够使用日本特开2007-069471号公报的[0079]~[0102]段中记载的化合物、日本特开2013-047204号公报中所记载的由式(4)表示的聚合性液晶性化合物(尤其[0020]~[0032]段中所记载的化合物)、日本特开2012-211306号公报中所记载的由式(4)表示的聚合性液晶性化合物(尤其[0022]~[0029]段中所记载的化合物)、日本特开2002-129162号公报中所记载的由式(4)表示的液晶取向促进剂(尤其[0076]~[0078]段及[0082]~[0084]段中所记载的化合物)、日本特开2005-099248号公报中所记载的由式(4)、(II)及(III)表示的化合物(尤其[0092]~[0096]段中所记载的化合物)、日本专利第4385997号的[0013]~[0059]段中所记载的化合物、日本专利第5034200号的[0018]~[0044]段中所记载的化合物、日本专利第4895088号的[0019]~[0038]段中所记载的化合物。
表面改良剂可以单独使用1种,也可以同时使用2种以上。
在光吸收各向异性膜包含表面改良剂的情况下,表面改良剂的含量相对于上述二色性物质与上述液晶性化合物的合计100质量份优选为0.001~5质量份。在同时使用多个表面改良剂的情况下,优选为多个表面改良剂的合计量在上述范围内。
-垂直取向剂-
作为垂直取向剂,可以举出硼酸化合物及鎓盐。
作为硼酸化合物,优选为由式(A)表示的化合物。
式(A)
[化学式4]
在式(A)中,R1及R2分别独立地表示氢原子、经取代或未经取代的脂肪族烃基、经取代或未经取代的芳基、或者经取代或未经取代的含杂原子环基。
R3表示含有(甲基)丙烯酸基的取代基。
作为硼酸化合物的具体例,可以举出日本特开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,还优选以下例示的化合物。
[化学式5]
作为鎓盐,优选为由式(B)表示的化合物。
式(B)
[化学式6]
在式(B)中,环A表示由含氮杂环组成的季铵离子。X-表示阴离子。L1表示2价的连结基团。L2表示单键或2价的连结基团。Y1表示具有5或6元环作为部分结构的2价的连结基团。Z表示具有2~20的亚烷基作为部分结构的2价的连结基团。P1及P2分别独立地表示具有聚合性烯属不饱和键的1价的取代基。
作为鎓盐的具体例,可以举出日本特开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2002-037777号公报中所记载的鎓盐。
在光吸收各向异性膜包含液晶化合物及垂直取向剂的情况下,垂直取向剂的含量相对于液晶化合物总质量,优选为0.1~400质量%,更优选为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,优选为它们的合计量在上述范围内。
-流平剂-
光吸收各向异性膜也可以包含流平剂。当后述的光吸收各向异性膜形成用组合物(光吸收各向异性膜)包含流平剂时,抑制因施加于光吸收各向异性膜的表面上的干燥风引起的面状的粗糙,从而二色性物质更均匀地取向。
流平剂并不受特别限制,优选为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),更优选为氟类流平剂。
作为氟类流平剂,可以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。
作为流平剂的具体例,还可以举出日本特开2004-331812号公报的[0046]~[0052]段中所例示的化合物、及日本特开2008-257205号公报的[0038]~[0052]段中所记载的化合物。
在光吸收各向异性膜包含液晶化合物及流平剂的情况下,流平剂的含量相对于液晶化合物总质量,优选为0.001~10质量%,更优选为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,优选为它们的合计量在上述范围内。
(光吸收各向异性膜形成用组合物)
光吸收各向异性膜优选使用包含二色性物质及液晶化合物的光吸收各向异性膜形成用组合物来形成。
光吸收各向异性膜形成用组合物优选为除了包含二色性物质及液晶化合物以外,还包含后述的溶剂。光吸收各向异性膜形成用组合物可以进一步包含其他成分。
作为其他成分,例如,可以举出上述的表面改良剂、上述的垂直取向剂、上述的流平剂、后述的聚合引发剂及后述的聚合性成分。
作为光吸收各向异性膜形成用组合物中所包含的二色性物质,可以举出光吸收各向异性膜中所包含的二色性物质。
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的二色性物质的含量优选为与相对于光吸收各向异性膜的总质量的二色性物质的含量相同。
其中,“光吸收各向异性膜形成用组合物中的总固体成分”是指,除了溶剂以外的成分。作为固体成分的具体例,可以举出二色性物质、液晶化合物及上述的其他成分。
光吸收各向异性膜形成用组合物中所包含的液晶化合物、表面改良剂、垂直取向剂及流平剂分别与光吸收各向异性膜中所包含的液晶化合物、表面改良剂、垂直取向剂及流平剂相同。
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的液晶化合物、表面改良剂、垂直取向剂及流平剂的含量优选为分别与相对于光吸收各向异性膜的总质量的液晶化合物、表面改良剂、垂直取向剂及流平剂的含量相同。
从操作性的方面考虑,光吸收各向异性膜形成用组合物优选包含溶剂。
作为溶剂,例如,可以举出酮类、醚类、脂肪族烃类、脂环式烃类、芳香族烃类、卤化碳类、酯类、醇类、溶纤剂类、溶纤剂乙酸酯类、亚砜类、酰胺类及含杂原子环化合物等有机溶剂、以及水。
这些溶剂可以单独使用1种,也可以同时使用2种以上。
在这些溶剂中,优选为有机溶剂,更优选为卤化碳类或酮类。
在光吸收各向异性膜形成用组合物包含溶剂的情况下,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为80~99质量%,更优选为83~97质量%,进一步优选为85~95质量%。
光吸收各向异性膜形成用组合物可以包含聚合引发剂。
作为聚合引发剂,没有特别限制,优选为具有感光性的化合物即光聚合引发剂。
作为这种光聚合引发剂,也能够使用市售品,可以举出BASF公司制造的IR GACURE(注册商标)184、IRGACURE 907、IRGACURE 369、IRGACURE 651、IRG ACURE 819、IRGACUREOXE-01及IRGACURE OXE-02。
聚合引发剂可以单独使用1种,也可以同时使用2种以上。
在光吸收各向异性膜形成用组合物包含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的总固体成分,优选为0.01~30质量%,更优选为0.1~15质量%。
光吸收各向异性膜形成用组合物可以包含聚合性成分。
作为聚合性成分,可以举出包含丙烯酸酯的化合物(例如,丙烯酸酯单体)。在使用包含丙烯酸酯的化合物的情况下,光吸收各向异性膜包含使包含上述丙烯酸酯的化合物聚合而获得的聚丙烯酸酯。
而且,作为聚合性成分,还可以举出日本特开2017-122776号公报的[0058]段记载的化合物。
在光吸收各向异性膜形成用组合物包含聚合性成分的情况下,聚合性成分的含量相对于光吸收各向异性膜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,优选为3~20质量份。
〔光吸收各向异性膜的制造方法〕
只要制造光吸收各向异性膜的方法为能够形成在面内方向配置有透射率中心轴的方向不同的多个区域,满足上述必要条件1~3的光吸收各向异性膜的方法则不受特别限制,能够适用公知的制造方法。
作为光吸收各向异性膜的制造方法,可以举出依次包括:形成在面内方向具有取向限制力的方向不同的多个区域的取向膜(以下,也称为“特定取向膜”。)的工序(以下,也称为“特定取向膜形成工序”。);将上述的光吸收各向异性膜形成用组合物涂布于所获得的特定取向膜上,形成涂布膜的工序(以下,也称为“涂布膜形成工序”。);及使涂布膜中所包含的液晶性成分取向的工序(以下,也称为“取向工序”。)的方法。
另外,液晶性成分是指不仅含有上述的液晶化合物而且还含有具有液晶性的二色性物质的成分。
以下,举出包括上述的特定取向膜形成工序、涂布膜形成工序及取向工序的方法为例,对光吸收各向异性膜的制造方法进行说明,但光吸收各向异性膜的制造方法并不限于下述的方法。
<特定取向膜形成工序>
特定取向膜形成工序为形成具有使光吸收各向异性膜形成用组合物中能够包含的液晶性成分取向的取向限制力,且取向限制力的方向不同的多个区域配置于面内的特定取向膜的工序。
作为特定取向膜的形成方法,例如,可以举出有机化合物(优选为聚合物)对膜表面的摩擦处理、形成具有微槽的层及赋予电场、赋予磁场或通过光照射赋予取向功能。
作为特定取向膜形成工序,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取向膜,从取向的均匀性及容易形成取向限制力的方向不同的多个区域的方面考虑,优选通过光照射形成光取向膜,更优选形成光取向膜。
作为由光照射形成的光取向膜,只要是赋予了规定方向的取向限制力的取向膜,则并无特别限制。用于形成光取向膜的材料并不受特别限制,光取向膜例如使用包含光取向剂的光取向膜形成用组合物来形成。
光取向剂是具有光取向性基团的化合物,只要是通过后述的取向处理赋予取向限制力的材料则并无特别限制。
作为光取向性基团,可以举出具有通过照射具有各向异性的光(例如,平面偏振光等)而诱导重新排列或各向异性的化学反应的光取向功能的基团。即,光取向性基团为通过照射光(例如,直线偏振光),引起选自光异构化反应、光二聚化反应及光分解反应中的至少1种光反应,能够使该基团中的分子结构发生变化的基团。其中,从取向的均匀性优异,热稳定性及化学稳定性也良好的方面考虑,优选为引起光异构化反应的基团(具有光异构化结构的基团)或引起光二聚化反应的基团(具有光二聚化结构的基团)。
光异构化反应是指利用光的作用引起立体异构化或结构异构化的反应。作为具有引起光异构化反应的基团的光取向剂,例如,已知有具有偶氮苯结构的物质(K.Ichimuraet al.,Mol.Cryst.Liq.Cryst.,298,第221页(1997))、具有亚肼基-β-酮酯结构的物质(S.Yamamura et al.,Liquid Crys tals,第13卷,第2期,第189页(1993))、具有二苯乙烯结构的物质(J.G.Victor and J.M.Torkelson,Macromolecules,20,第2241页(1987))、具有肉桂酸(肉桂酰基)结构(骨架)的基团、及具有螺吡喃结构的物质(K.Ichimura et al.,Chemistry Letters,第1063页(1992);K.Ichimura et al.,Thin Solid Films,第235卷,第101页(1993))。
作为引起光异构化反应的基团,优选为包含C=C键或N=N键的引起光异构化反应的基团,作为这种基团,例如,可以举出具有偶氮苯结构(骨架)的基团、具有亚肼基-β-酮酯结构(骨架)的基团、具有二苯乙烯结构(骨架)的基团、具有肉桂酸(肉桂酰基)结构(骨架)的基团、及具有螺吡喃结构(骨架)的基团。其中,优选为具有偶氮苯结构的基团、具有肉桂酰基结构的基团或具有香豆素结构的基团,更优选为具有偶氮苯结构的基团或具有肉桂酰基结构的基团。
上述光二聚化反应是指,利用光的作用在二个基团之间引起加成反应,典型地是指形成环结构的反应。作为具有引起光二聚化的基团的光取向剂,例如,已知具有肉桂酸结构的物质(M.Schadt et al.,J.Appl.Phys.,第31卷,第7期,第2155页(1992))、具有香豆素结构的物质(M.Schadt et al.,Nature.,第381卷,第212页(1996))、具有查耳酮结构的物质(小川俊博等、液晶讨论会演讲论文集,2AB03(1997))、及具有二苯甲酮结构的物质(Y.K.Jang et al.,SID Int.Symposium Digest,P-53(1997))。
作为引起光二聚化反应的基团,例如,可以举出具有肉桂酸(肉桂酰基)结构(骨架)的基团、具有香豆素结构(骨架)的基团、具有查耳酮结构(骨架)的基团、具有二苯甲酮结构(骨架)的基团及具有蒽结构(骨架)的基团等。其中,优选为具有肉桂酰基结构的基团、或具有香豆素结构的基团,更优选为具有肉桂酰基结构的基团。
光取向剂优选进一步具有交联性基团。
作为交联性基团,优选为通过热的作用引起固化反应的热交联性基团、通过光的作用引起固化反应的光交联性基团,也可以为具有热交联性基团及光交联性基团的任一个的交联性基团。更具体而言,作为交联性基团,可以举出羟基、羧基、氨基、自由基聚合性基(例如,丙烯酰基、甲基丙烯酰基、乙烯基、苯乙烯基及烯丙基)以及阳离子聚合性基(例如,环氧基、环氧基环己基及氧杂环丁烷基)。
作为光取向剂,还能够优选使用具有光取向性基团的聚合物,从实现光取向膜与光吸收各向异性膜的密合的观点而言,更优选为具有接近光吸收各向异性膜的疎水性的具有光取向性基团的聚合物。
作为具有光取向性基团的聚合物,例如,可以举出日本特开平6-289374号公报、日本特表平10-506420号公报、日本特表2009-501238号公报、日本特开2012-078421号公报、日本特开2015-106062号公报、日本特开2016-079189号公报等中记载的光取向性的丙烯酸酯聚合物、日本特开2012-037868号公报、日本特开2014-026261号公报、日本特开2015-026050号公报等中记载的光取向性聚硅氧烷、日本特开2015-151548号公报、日本特开2015-151549号公报、日本特开2016-098249号公报等中记载的光取向性的聚苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、日本特开2012-027471号公报及日本特表2015-533883号公报等中记载的光取向性的聚降冰片烯聚合物。
光取向膜形成用组合物中所包含的取向剂的含量并无特别限制,但相对于后述的溶剂100质量份,优选为0.1~50质量份,更优选为0.5~10质量份。
从制作光取向膜的操作性的观点出发,光取向膜形成用组合物优选包含溶剂。作为溶剂,可以举出水及有机溶剂。作为有机溶剂,可以举出上述的光吸收各向异性层形成用组合物中可以包含的有机溶剂。
溶剂可以单独使用1种,也可以同时使用2种以上。
光取向膜形成用组合物可以包含除了上述以外的其他成分。作为其他成分,例如,可以举出产酸剂、交联催化剂、密合改良剂、流平剂、表面活性剂及增塑剂。
以下,参考附图对通过光照射形成特定取向膜的方法进行说明。
通过光照射形成取向膜的方法并不受特别限制,例如,可以举出具有如下处理的方法:涂布处理,将上述的光取向膜形成用组合物涂布在基材的表面上而形成涂布膜;及光取向处理,对所形成的涂布膜,照射偏振光或非偏振光而形成特定取向膜。
(涂布处理)
涂布处理为将光取向膜形成用组合物涂布在基材的表面而形成涂布膜的工序。
光取向膜形成用组合物的涂布方法并不受限制,例如,可以举出辊涂法、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、反凹版涂布法、模涂法、喷涂法及喷墨法。
在涂布处理中,作为涂布光取向膜形成用组合物的基材,可以举出后述的透明树脂膜。
(光取向处理)
对通过涂布处理形成的涂布膜,进行照射偏振光或非偏振光的光取向处理,由此形成特定取向膜。
用于光取向处理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。
另外,在光取向处理中照射偏振光的情况下,照射方向可以为涂布膜表面的法线方向,也可以为相对于涂布膜表面倾斜的方向。在光取向处理中照射非偏振光的情况下,照射方向为相对于涂布膜表面倾斜的方向。
光取向处理为对上述涂布膜照射根据面内的位置而相对于涂布膜入射方向不同的偏振光或非偏振光,由此形成具有取向限制力的方向不同的多个区域的取向膜的处理。
在光取向处理中,优选使用偏振光,更优选使用偏振紫外线。
参考图5A、图5B及图5C(以下,总称为“图5”。)对光取向处理进行更具体地说明。
图5是表示对取向膜形成用组合物的涂布膜的光取向处理的一实施方式的概念图。另外,关于在图5~图7中表示的X轴、Y轴、Z轴、角度θ及角度φ,如在图1的说明中已记载的那样。
图5是从斜上方观察在上述涂布处理中形成的取向膜形成用组合物的涂布膜50的立体图。而且,涂布膜50形成于未图示的基材的表面。如图5A所示,涂布膜50被距离X轴方向的两端等间距的边界线L划分为X轴负方向侧(纸面左侧)的第1区域51和X轴正方向侧(纸面右侧)的第2区域52这2个区域。
作为光取向处理,首先,如图5B所示,以覆盖涂布膜50的第2区域52的上方的方式配置掩模M,由此仅对第2区域52进行遮光而暴露第1区域51。从第1方向对暴露出的第1区域51照射偏振光。在图5B中,第1方向为Z轴的正方向(角度θ=0°的方向)。
接着,如图5C所示,将掩模M沿覆盖第1区域51的上方的位置移动,由此仅对第1区域51进行遮光而暴露第2区域52。从第2方向对暴露出的第2区域52照射偏振光。在图5C中,第2方向为从Z轴的正方向朝向X轴的负方向倾斜35°的方向(角度θ=35°且角度φ=0°的方向)。
在对第2区域52进行照射后,取下掩模M,由此分别在第1区域51及第2区域52中,形成取向限制力的方向不同的特定取向膜。
对通过上述光取向处理形成的特定取向膜进行涂布膜形成工序及取向工序,由此获得图1所示的光吸收各向异性膜10。
在图5所示的光取向处理中,分别对将涂布膜50在X轴方向分为2等分而成的2个区域,照射来自不同入射方向的光,但在光取向处理中,并不限于该方式,可以将涂布膜在面内中划分为3个以上的区域,从不同入射方向对各区域照射光。
图6A、图6B及图6C(以下,总称为“图6”。)是表示光取向处理的另一例的概念图。
图6是从斜上方观察在上述涂布处理中形成的取向膜形成用组合物的涂布膜60的立体图。而且,涂布膜60形成于未图示的基材的表面。图6所示的涂布膜60在X轴方向上,从X轴的负方向侧被划分为第1区域61、第2区域62及第3区域63这3个区域。
作为光取向处理,首先,如图6A所示,通过以覆盖涂布膜60的第2区域62及第3区域63的上方的方式配置掩模M,对第2区域62及第3区域63进行遮光而暴露第1区域61。从第1方向对暴露出的第1区域61照射偏振光。在图6A中,第1方向为Z轴的正方向(角度θ=0°的方向)。
接着,如图6B所示,通过将2个掩模M分别配置于覆盖第1区域61及第3区域63的上方的位置,对第1区域61及第3区域63进行遮光而暴露第2区域62。从第2方向对暴露出的第2区域62照射偏振光。在图6B中,第2方向为从Z轴的正方向朝向X轴的负方向倾斜15°的方向(角度θ=15°且角度φ=0°的方向)。
接着,如图6C所示,通过将掩模M分别配置于覆盖第1区域61及第2区域62的上方的位置,对第1区域61及第2区域62进行遮光而暴露第3区域63。从第3方向对暴露出的第3区域63照射偏振光。在图6C中,第3方向为从Z轴的正方向朝向X轴的负方向倾斜30°的方向(角度θ=35°且角度φ=0°的方向)。
在对第3区域63进行照射后,取下掩模M,由此分别在第1区域61、第2区域62及第3区域63中,形成取向限制力的方向不同的特定取向膜。
对通过上述光取向处理形成的特定取向膜进行涂布膜形成工序及取向工序,由此获得图2所示的光吸收各向异性膜20。
光取向处理并不限于如在上述中所说明的那样形成取向限制力的方向根据面内的位置而阶段性变化的特定取向膜的方法,也可以为形成取向限制力的方向连续变化的特定取向膜的方法。
参考图7对光取向处理的其他实施方式进行说明。图7是表示光取向处理的其他实施方式的概念图,是从Y轴的负方向观察在上述涂布处理中形成的取向膜形成用组合物的涂布膜70的主视图。涂布膜70形成于未图示的基材的表面。
如图7所示,涂布膜70弯曲成倒U字形。如此,从Z轴的正方向对Z轴的正方向(角度θ=0°的方向)侧的表面成为凸面的涂布膜70照射偏振光。由此,偏振光相对于弯曲的涂布膜70的表面的入射角根据涂布膜70的X轴方向的位置而连续变化。取向后,通过将涂布膜70恢复到平面状,形成取向限制力的方向(角度θ)沿X轴方向连续变化的特定取向膜。
通过对在上述中获得的特定取向膜进行涂布膜形成工序及取向工序,可以获得图3所示的光吸收各向异性膜30。
参考图8A及图8B(以下,总称为“图8”。),对光取向处理的其他实施方式进行说明。另外,关于在图8中表示的X轴、Y轴、Z轴、角度θ及角度φ,如在图4的说明中已记载的那样。
图8是表示光取向处理的其他实施方式的概念图,是从斜上方观察在上述涂布处理中形成的取向膜形成用组合物的涂布膜80的立体图。而且,涂布膜80形成于未图示的基材的表面。涂布膜80被距离Y轴方向的两端等间距的边界线划分为Y轴正方向侧(纸面上侧)的第1区域81和Y轴负方向侧(纸面下侧)的第2区域82这2个区域。
作为光取向处理,首先,如图8A所示,以覆盖第2区域82的上方的方式配置掩模M,由此仅对第2区域82进行遮光而暴露第1区域81。从第1方向对暴露出的第1区域81照射偏振光。在图8A中,第1方向为从Z轴的正方向朝向X轴的负方向倾斜30°的方向(角度θ=30°且角度φ=0°的方向)。
接着,如图8B所示,通过将掩模M沿覆盖涂布膜80的第1区域81的上方的位置移动,仅对第1区域81进行遮光而暴露第2区域82。从第2方向对暴露出的第2区域82照射偏振光。在图8B中,第2方向为从Z轴的正方向朝向在XY平面中角度φ为50°的方向倾斜30°的方向(角度θ=30°的方向)。
在对第2区域82进行照射后,取下掩模M,由此分别在第1区域81及第2区域82中,形成取向限制力的方向不同的特定取向膜。
对通过上述光取向处理形成的特定取向膜进行涂布膜形成工序及取向工序,由此获得图4所示的光吸收各向异性膜40。
光取向处理并不限于上述的图5~图8所示的实施方式,可以根据目标光吸收各向异性膜中的透射率中心轴的方向不同的多个区域的配置来适当选择。
通过特定取向膜形成工序形成的特定取向膜的厚度并不受特别限制,优选为0.01~10μm,更优选为0.01~1μm。
<涂布膜形成工序>
涂布膜形成工序为将光吸收各向异性膜形成用组合物涂布于特定取向膜的表面来形成涂布膜的工序。
在本工序中,优选使用上述的包含溶剂的光吸收各向异性膜形成用组合物或光吸收各向异性膜形成用组合物的加热熔融液等液状物。是因为,由此向特定取向膜上涂布光吸收各向异性膜形成用组合物变得容易。
作为光吸收各向异性膜形成用组合物的涂布方法,可以举出辊涂法、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包含的液晶性成分(尤其,二色性物质)取向的工序。可以认为,在取向工序中,二色性物质沿通过特定取向膜的取向限制力取向的液晶化合物而取向。
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。
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的取向性提高,并且所获得的光吸收各向异性膜的取向度变得更高。
从制造适用性等的方面考虑,加热处理优选为10~250℃,更优选为25~190℃。并且,加热时间优选为1~300秒钟,更优选为1~60秒钟。
取向工序可以具有在加热处理后实施的冷却处理。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,涂布膜中所含的二色性物质的取向进一步固定,并且光吸收各向异性膜的取向度变得更高。作为冷却方式,并不受特别限制,能够利用公知的方法来实施。
通过以上工序,能够获得本光吸收各向异性膜。
<其他工序>
光吸收各向异性膜的制造方法也可以包括在上述取向工序后使光吸收各向异性膜固化的工序(以下,还称为“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,优选通过光照射实施固化工序。
作为固化中能够使用的光源,例如,可以举出红外线、可见光及紫外线等各种光源,优选为紫外线。并且,固化时可以一边加热一边照射紫外线,也可以通过仅透射特定波长的过滤器照射紫外线。
并且,曝光可以在氮气氛下进行。在通过自由基聚合进行光吸收各向异性膜的固化的情况下,可减少由氧引起的聚合的阻碍,因此优选在氮气氛下进行曝光。
[光学膜]
光学膜为至少具有本发明所涉及的光吸收各向异性膜的部件。作为光学膜,优选为层叠取向膜及光吸收各向异性膜而成的层叠膜,更优选为依次层叠透明基材膜、取向膜及光吸收各向异性膜而成的层叠膜。
(透明基材膜)
光学膜可以具有透明基材膜。
透明基材膜可以用作形成光吸收各向异性膜的基材,也可以用作保护光吸收各向异性膜的膜。透明基材膜也可以兼作相位差层。
作为透明基材膜,并不受特别限制,能够使用公知的透明树脂膜、透明树脂板及透明树脂片等。
作为透明树脂膜,优选为纤维素酰化物膜(例如,三乙酸纤维素膜(折射率1.48)、二乙酸纤维素膜、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、环烯烃类聚合物膜(使用了环烯烃类聚合物的聚合物膜)、聚碳酸酯类聚合物膜、聚苯乙烯类聚合物膜或丙烯酸类聚合物膜。
作为丙烯酸类聚合物膜,优选包括包含选自内酯环单元、马来酸酐单元及戊二酸酐单元中的至少1种单元的丙烯酸类聚合物。
透明基材膜的厚度优选为20~100μm。
(取向膜)
光学膜可以具有取向膜,优选具有上述的特定取向膜。
关于取向膜的具体的方式,如作为特定取向膜已说明的那样。
光学膜可以具有除了光吸收各向异性膜、透明基材膜及取向膜以外的层,优选进一步具有包含聚乙烯醇或聚酰亚胺的树脂膜。上述树脂膜可以配置于光吸收各向异性层的一个表面上,也可以配置于光吸收各向异性层的两个表面上。
包含聚乙烯醇或聚酰亚胺的树脂膜通过形成于选自包括光吸收各向异性膜、透明基材膜及取向膜的组中的2个层之间,作为提高这2个层的密合性的底漆层而发挥功能。而且,上述树脂膜还具有作为后述的阻挡层的功能。
作为上述树脂膜中所包含的聚乙烯醇或聚酰亚胺,例如,可以举出作为取向膜用聚合物材料公知的聚乙烯醇、聚酰亚胺或它们的任一种衍生物,优选为改性或未改性的聚乙烯醇。
树脂膜的厚度并不受特别限制,优选为0.01~10μm,更优选为0.01~1μm。
树脂膜的形成方法并不受特别限制,例如,可以举出将包含聚乙烯醇或聚酰亚胺的树脂组合物涂布于光吸收各向异性层的表面而形成涂布膜,将所形成的涂布膜进行固化而获得树脂膜的方法。涂布膜的形成方法并不受特别限制,可以举出作为上述特定取向膜形成工序的涂布处理而记载的方法。而且,作为固化涂布膜的方法,例如,可以举出通过对涂布膜进行加热和/或干燥去除涂布膜中所包含的溶剂,从而形成树脂膜的方法。
[视角控制系统]
视角控制系统具有在面内方向具有吸收轴的起偏器及上述的光吸收各向异性膜或上述的光学膜。
尤其,从在本光吸收各向异性膜满足必要条件3的情况下,更能够发挥视角控制性的效果的方面考虑,优选与起偏器组合用于图像显示装置。
(起偏器)
视角控制系统中所使用的起偏器只要为在面内方向具有吸收轴并且具有将光转换为特定直线偏振光的功能的部件,则不受特别限制,能够利用以往公知的起偏器。
作为起偏器,可以举出碘类起偏器、利用二色性染料的染料类起偏器及多烯类起偏器。碘类起偏器及染料类起偏器中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,优选使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,可以举出日本专利第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号公报及日本专利第4751486号公报中所记载的方法,还能够优选利用与这些起偏器相关的公知的技术。
其中,从容易获取且偏振度优异的方面考虑,优选为包含聚乙烯醇类树脂(包含-CH2-CHOH-作为重复单元的聚合物。尤其,选自包括聚乙烯醇及乙烯-乙烯醇共聚物的组中的至少1个)的起偏器。
起偏器的厚度并不受特别限制,但是优选为3~60μm,更优选为5~20μm,进一步优选为5~10μm。
(其他部件)
视角控制系统除了上述的部件以外,还可以包含粘合层、粘接层、光学各向异性膜、折射率调整层及阻挡层等其他部件。
视角控制系统可以通过后述的粘合层或粘接层层叠上述光吸收各向异性膜或上述光学膜和上述起偏器来制造。而且,也可以通过在上述起偏器上直接层叠上述取向膜及上述光吸收各向异性膜来制造视角控制系统。
(粘合层)
粘合层优选为与通常的图像显示装置中使用的粘合层相同的透明且光学各向同性的粘接剂,通常使用压敏型粘接剂。
粘合层例如包含基体材料(粘合剂)、导电性粒子及可以根据需要使用的热膨胀性粒子。粘合层中除了上述成分以外,还可以调配交联剂(例如,异氰酸酯类交联剂、环氧类交联剂等)、增粘剂(例如,松香衍生物树脂、聚萜烯树脂、石油树脂、油溶性酚醛树脂等)、增塑剂、填充剂、防老化剂、表面活性剂、紫外线吸收剂、光稳定剂及抗氧化剂等的添加剂。
粘合层的厚度例如为20~500μm,优选为20~250μm。若为20μm以上,则粘接力及再次加工上的适用性优异,若为500μm以下则能够进一步抑制粘合剂从图像显示装置的周边端部溢出或渗出。
作为粘合层的形成方法,例如,可以举出将包含上述成分及溶剂的涂层液直接涂布于保护部件用支撑体上并且通过剥离衬纸来压接的方法、以及在适当的剥离衬纸(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上的方法。
另外,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中添加导电性粒子而成的结构。
并且,作为保护部件,也可以使用在NITTO DENKO CORPORATION.制造“REVALPHA”等市售品中的粘合层表面上分散导电性粒子的保护部件。
〔粘接层〕
粘接层至少包含粘接剂。粘接剂通过贴合后的干燥或反应而显现出粘接性。
聚乙烯醇类粘接剂(PVA类粘接剂)通过干燥显现出粘接性,能够将部件彼此进行粘接。
作为通过反应而显现出粘接性的固化型粘接剂的具体例,可以举出如(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)丙烯酸酯类粘接剂中的固化性成分,例如,可以举出具有(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,还能够使用具有环氧基或氧杂环丁烷基的化合物。具有环氧基的化合物只要在分子内具有至少2个环氧基,则并不受特别限制,能够使用通常公知的各种固化性环氧化合物。作为优选的环氧化合物,例如,可以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(芳香族类环氧化合物)、以及在分子内具有至少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)。
其中,从耐加热变形性的观点出发,优选使用通过紫外线照射固化的紫外线固化型粘接剂。
粘接层及粘合层的各层可以具有紫外线吸收能力。通过如下公知的方式能够对这些层赋予紫外线吸收能力:通过用水杨酸酯类化合物、苯并苯酚类化合物、苯并三唑类化合物、氰基丙烯酸酯类化合物及镍络合物盐类化合物等紫外线吸收剂进行处理等。
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,例如可以举出制备使基础聚合物或其组合物溶解或分散于由甲苯及乙酸乙酯等溶剂的单独物或混合物构成的溶剂而成的浓度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展开方式直接附设于膜上的方式、或者根据上述在隔板上形成粘合层而将其转印的方式等。
也能够重叠不同的组成或种类的层,将粘合层及粘接层设置于膜的单面或两面。而且,在将粘合层设置于两面的情况下,在膜的表面和背面中,粘合层的组成、种类及厚度可以相同,也可以不同。
(其他光学各向异性膜)
视角控制系统可以进一步将其它光学各向异性膜或起偏器与光吸收各向异性膜或光学膜组合使用。视角控制系统通过包含其他光学各向异性膜,进一步提高视角控制性。
其他光学各向异性膜与上述的光吸收各向异性膜相同地,优选包含二色性物质。二色性物质的种类如上所述。
而且,其他光学各向异性膜与上述的光吸收各向异性膜相同地,优选包含液晶化合物。液晶化合物的种类如上所述。
作为其他光学各向异性膜的优选方式,优选为使二色性物质沿厚度方向或面内方向取向的层。上述的优选方式能够通过向液晶化合物中添加二色性物质,使其沿所期望的方向取向来形成。
其他光学各向异性膜的形成方法并不受特别限制,可以举出公知的方法。其中,优选为使用包含二色性物质及液晶化合物的组合物的方法。
作为其他光学各向异性膜,还优选使用包括包含碳酸酯、环烯烃、纤维素酰化物、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯或马来酸酐的聚合物且具有光学各向异性的树脂膜。
(阻挡层)
视角控制系统可以具有阻挡层。阻挡层还被称为阻气层(阻氧层),并具有保护光吸收各向异性膜或起偏器不受大气中的氧等气体、水分、光线或相邻的层中所包含的化合物等的影响的功能。
关于阻挡层,例如,能够参考日本特开2014-159124号公报的[0014]~[0054]段、日本特开2017-121721号公报的[0042]~[0075]段、日本特开2017-115076号公报的[0045]~[0054]段、日本特开2012-213938号公报的[0010]~[0061]段、日本特开2005-169994号公报的[0021]~[0031]段的记载。
(折射率调整层)
视角控制系统可以具有折射率调整层。在视角控制系统具有折射率调整层的情况下,能够抑制由光吸收各向异性膜的高折射率引起的内反射的影响。
折射率调整层为配置成与光吸收各向异性膜相接,在波长550nm下的面内平均折射率为1.55~1.70的层。折射率调整层优选为用于进行所谓的折射率匹配的层。
[图像显示装置]
上述光吸收各向异性膜、上述光学膜及上述视角控制系统均能够使用于任意的图像显示装置。
作为图像显示装置,并不受特别限制,例如,可以举出液晶显示装置、自发光型显示装置(有机EL(electroluminescence:电致发光)显示装置及微型LED(light emittingdiode:发光二极管)显示装置)。
作为图像显示装置,例如,可以举出具备显示面板及配置于显示面板的一个主表面的上述光学膜或上述视角控制系统的装置。作为图像显示装置所具备的显示面板,可以举出包含液晶单元的显示面板及自发光型显示装置的显示面板,在这些显示面板上配置有光学膜或视角控制系统。
液晶显示装置例如具有液晶单元和背面光,在液晶单元的视觉辨认侧及背面光侧的两个面分别设置有起偏器。视角控制系统能够适用于液晶显示装置的视觉辨认侧或背面光侧的任意一面,还能够适用于两个面。对液晶显示装置的适用能够通过用视角控制系统取代液晶显示装置的任意一面或两个面的起偏器来实现。即,作为设置于液晶单元的两侧的起偏器,能够使用视角控制系统中所包含的起偏器。
在将视角控制系统适用于有机EL显示装置的情况下,优选在有机EL显示装置的视觉辨认侧配置视角控制系统,且视角控制系统中的起偏器配置在比光吸收各向异性膜更靠近有机EL显示装置的一侧。而且,优选在起偏器与有机EL显示装置之间配置λ/4板。
另外,图像显示装置中的视角控制系统中,优选相对于起偏器,光吸收各向异性膜配置在视觉辨认侧。
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)
在液晶显示装置中利用的液晶单元优选为VA(Vertical Alignment:垂直配向)模式、OCB(Optically Compensated Bend:光学补偿弯曲)模式、IPS(In-Plane-Switching:平面转换)模式、或TN(Twisted Nematic:扭曲向列)模式,但并不是限制于这些模式的液晶单元。
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模式的液晶单元被最多地用作彩色TFT(Th in Film Transistor:薄膜晶体管)液晶显示装置,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,除了包括(1)使棒状液晶性分子在未施加电压时实质上垂直取向且在施加电压时实质上水平取向的狭义的VA模式的液晶单元(记载于日本特开平2-176625号公报)以外,还包括(2)为了扩大视场角而将VA模式多域化的(MVA模式的)液晶单元(记载于SID97,Digest of tech.Papers(论文集)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域取向的模式(n-ASM模式)的液晶单元(记载于日本液晶讨论会的论文集58~59(1998))及(4)SURVIVAL模式的液晶单元(在LCDInternational98发表)。并且,可以是PVA(Patterned Vertical Alignment:图案垂直取向)型、光取向型(Optical Alignmen t)、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,记载于日本特开2006-215326号公报及日本特表2008-538819号公报中。
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。IPS模式在未施加电场的状态下成黑色显示且上下一对起偏器的吸收轴相互正交。使用光学补偿片来减少在倾斜方向上的黑色显示时的漏光并改进视场角的方法公开在日本特开平10-054982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、以及日本特开平10-307291号公报中。
实施例
以下举出实施例和比较例进一步具体地说明本发明的特征。以下实施例所示的材料、使用量、比例、处理内容及处理步骤等只要不脱离本发明的宗旨,则能够适当变更。然而,本发明的范围不应被以下所示的具体例限定性地解释。
[实施例1]
通过依次包括形成特定取向膜的特定取向膜形成工序、将光吸收各向异性膜形成用组合物涂布于特定取向膜上来形成涂布膜的涂布膜形成工序及使涂布膜中所包含的液晶性成分取向的取向工序的方法制造了本发明所涉及的光吸收各向异性膜。
<光吸收各向异性膜的制作>
(特定取向膜形成工序)
将纤维素酰化物膜(厚度40μm的TAC基材;“TG40”FUJIFILM Corporati on制造)剪切成宽度40cm及长度120cm的尺寸来获得了透明的支撑体(透明基材膜)。利用碱液对剪切出的支撑体的一个表面进行皂化,利用线棒将下述取向膜形成用涂布液1涂布于经皂化的表面上,从而形成了第1涂布膜。将形成于支撑体上的第1涂布膜在60℃的暖风下干燥60秒钟,进一步在100℃的暖风下干燥120秒钟,从而形成了树脂膜。树脂膜的厚度为0.5μm。
改性聚乙烯醇(PVA-1)
[化学式7]
在所获得的上述树脂膜上涂布下述的光取向膜形成用组合物F1,在60℃下干燥2分钟,从而形成了厚度0.03μm的第2涂布膜。
通过混合下述所示的各成分,将混合物搅拌了1小时之后,利用0.45μm过滤器进行过滤,从而制备光取向膜形成用涂布液F1。
[化学式8]
如图5A所示,将形成于支撑体上的光取向膜形成用组合物的涂布膜在距离长边方向(X轴方向)的两端等间距的边界线L上,划分成X轴负方向侧的第1区域51及X轴正方向侧的第2区域52这2个区域。另外,在第1区域51及第2区域52中,沿Y轴方向的短边(宽度)长度均为40cm,沿X轴方向的长边长度均为60cm。
作为光取向处理,从不同方向对涂布膜50的第1区域51及第2区域52照射了偏振光紫外线。
首先,如图5B所示,以覆盖涂布膜50的第2区域52的上方的方式配置掩模M来对第2区域52进行遮光,使用紫外线曝光装置从Z轴的正方向(角度θ=0°的方向)对暴露出的第1区域51照射了偏振光紫外线(照射量2000mJ/cm2)。
接着,如图5C所示,通过将掩模M沿覆盖第1区域51的上方的位置移动对第1区域51进行遮光,使用紫外线曝光装置从角度θ=35°且角度φ=0°的方向对暴露出的第2区域52照射了偏振光紫外线(照射量2000mJ/cm2)。
由此,在第1区域51及第2区域52中,形成了取向限制力的方向不同的取向膜F。
(涂布膜形成工序)
利用线棒将下述的光吸收各向异性膜形成用组合物P1涂布在上述的特定取向膜形成工序中形成的取向膜F的表面上,从而形成了涂布膜P1。
液晶性化合物L1
液晶性化合物L2
[化学式9]
二色性物质Y1
[化学式10]
二色性物质M1
[化学式11]
二色性物质C1
[化学式12]
表面改良剂B1
[化学式13]
(取向工序)
接着,将在涂布膜形成工序中形成的涂布膜P1在120℃下加热30秒钟之后,将涂布膜P1冷却至100℃。
之后,使用LED灯(中心波长365nm)在室温(25℃)下,在照度200mW/cm2的照射条件下对经加热的涂布膜P1照射2秒钟,由此在取向膜F的表面制作光吸收各向异性膜P1,并且获得了依次具有透明支撑体、取向膜F及光吸收各向异性膜P1的光学膜P1。
<透射率中心轴的方向的测定>
从与所获得的光学膜P1的上述第1区域51及第2区域52对应的区域分别剪切具有4cm×4cm的尺寸的样品。接着,按照上述的方法,使用紫外可见红外分光光度计“JASCO V-670/ARMN-735”(JASCO Corporation制造),对在样品台上以膜面呈水平方式设置的各样品照射波长550nm的P偏振光,测定了各样品的透射率中心轴的方向。由此,求出透射率中心轴的方向与光吸收各向异性膜P1的表面的法线所成的角度θ及相对于透射率中心轴在光吸收各向异性膜P1的表面的正投影的基准方向的角度φ。另外,角度φ的基准方向作为光吸收各向异性膜P1中的X轴的负方向(长边方向)。
测定结果为,从第1区域51获得的光学膜P1的样品的透射率中心轴沿着光吸收各向异性膜P1的法线。即,透射率中心轴与光吸收各向异性膜P1的法线所成的角度θ为0°。
另一方面,从第2区域52获得的光学膜P1的样品的透射率中心轴相对于光吸收各向异性膜P1的法线以34°的角度倾斜。换言之,第2区域52中的光学膜P1的透射率中心轴与法线所成的角度θ为34°。而且,在从第2区域52获得的光学膜P1的样品中,透射率中心轴相对于光吸收各向异性膜的表面的正投影在角度φ=0°的方向上延伸。
因此,如图1所示,关于在实施例1中获得的光吸收各向异性膜P1,可以确认沿X轴方向排列配置有表示透射率中心轴的方向的角度θ为0°的第1区域51及表示透射率中心轴的方向的角度θ及角度φ分别为34°及0°的第2区域52。
<图像显示装置的制作>
利用线棒将下述的阻挡层形成用组合物G连续地涂布在上述中获得的光学膜P1的光吸收各向异性膜P1侧的表面上而形成了涂膜。
接着,通过对所形成的涂膜吹60℃的暖风60秒钟、进一步吹100℃的暖风120秒钟,将涂膜进行干燥来形成阻挡层G,获得了带阻挡层的光学膜。阻挡层G的膜厚为1.0μm。
将图像显示装置(“iPad(注册商标)2WiFi模型16GB”、Apple Inc.制造)进行分解,并且分解图像显示面板(宽度14.8cm及长度19.7cm),取出液晶单元,从液晶单元剥离视觉辨认侧偏振片。接着,准备与上述的带阻挡层的光学膜相同尺寸(宽度40cm及长度120cm)的玻璃板,将2个上述的图像显示面板分别安装在玻璃板的规定位置上。接着,通过使用下述的粘合剂片以阻挡层G与玻璃板相对的方式将上述制作的带阻挡层的光学膜贴合于与安装有图像显示面板的玻璃板的图像显示面板相反一侧的表面,制作了图像显示装置。
(粘合剂片的制备)
按照以下顺序制备了丙烯酸酯类聚合物。
向具备冷却管、氮导入管、温度计及搅拌装置的反应容器中,装入丙烯酸丁酯95质量份及丙烯酸5质量份进行混合。通过溶液聚合法使所获得的混合物聚合,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。
除了所获得的丙烯酸酯类聚合物A1(100质量份)以外,还混合CORONATE L(甲苯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量:3个、Nippon Polyurethane Industry Co.,Ltd.制造)(1.0质量份)及硅烷偶联剂KBM-403(Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造)(0.2质量份),向所获得的混合物中添加乙酸乙酯,以使其混合物的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℃的环境下使所形成的涂膜干燥1分钟,由此获得了丙烯酸酯类粘合剂片。所获得的粘合剂片的膜厚为25μm,储存弹性模量为0.1MPa。
在图9中示出在实施例1中制作的图像显示装置的结构。
图9是从图像显示装置100的面内宽度方向(Y轴的负方向)观察长方形的图像显示装置100的侧视图。如图9所示,图像显示装置100具备带阻挡层的光学膜110、粘合剂片112、玻璃板120、第1面板131及第2面板132。在带阻挡层的光学膜110所具有的光吸收各向异性膜(未图示的)中,透射率中心轴的角度θ为0°的上述第1区域配置于X轴的负方向侧,透射率中心轴的角度θ为34°,透射率中心轴的正投影的角度φ为0°的第2区域配置于X轴的正方向侧。
而且,第1面板131设置于第1面板131的X轴方向的中心距离带阻挡层的光学膜110的X轴的负方向侧的末端20cm的位置(以下,也称为“位置I”),第2面板132设置于第2面板132的X轴方向的中心距离上述末端100cm的位置(以下,也称为“位置III”)。
〔评价〕
<视觉辨认性>
从沿层叠方向(Z轴的正方向)距离设置有第1面板131的位置I140cm的观察位置,观察了在实施例1中制作的图像显示装置100。基于下述的评价基准,分别对设置于位置I的第1面板131及设置于位置III的第2面板132,评价了显示图像的视觉辨认性(清晰性)。
(视觉辨认性评价基准)
“A”:可清晰地视觉辨认显示图像。
“B”:可视觉辨认显示图像。
“C”:未视觉辨认到显示图像。
<反射眩光>
以从Y轴的负方向侧观察Y轴的正方向侧时与水平面的仰角为30°的方式倾斜设置带阻挡层的光学膜110配置于铅垂上方侧的图像显示装置100。接着,将反射眩光评价用的玻璃板R(宽度40cm及长度120cm)设置于图像显示装置100的上方,使得玻璃板R的长边方向沿着水平方向。此时,以包含图像显示装置100的显示面(带阻挡层的光学膜110的表面)的法线和玻璃板R的法线的平面包含铅垂方向,且图像显示装置100的法线与玻璃板R的法线所成的角度成为85°的方式配置玻璃板R。而且,将玻璃板R设置于玻璃板R的与图像显示装置100相对的表面的中心与图像显示装置100的显示面的中心之间的距离成为50cm的位置。
使用如上所述设置的图像显示装置100及玻璃板R,观察对玻璃板R的表面的显示图像的反射眩光(反射图像)进行了评价。在反射眩光评价中,从与设置有图像显示装置100的第2面板132的位置III对应的观察位置进行了观察。更具体而言,在存在于包含上述位置III、图像显示装置100的显示面的法线及玻璃板R的法线的平面(YZ平面)上,从距离玻璃板R的表面的长边等间距的中心线与YZ平面的交点α到观察位置的距离为140cm,且在连接观察位置与交点α的直线与玻璃板R的法线所成的角度成为20°的位置上设定了观察位置。通过该观察位置,观察被玻璃板R反射的、设置于图像显示装置100的位置I的第1面板131的显示图像及设置于位置III的第2面板132的显示图像,根据各观察结果,基于下述的评价基准,对显示图像的反射眩光进行了评价。
(反射眩光评价基准)
“A”:可微弱地视觉辨认反射图像。
“B”:可视觉辨认反射图像。
“C”:可强烈地视觉辨认反射图像。
[实施例2]
在实施例1的特定取向膜形成工序中,将形成于支撑体上的光取向膜形成用组合物的涂布膜划分为3个区域,使其长边方向的长度相等,作为光取向处理,从不同方向对各区域照射偏振光紫外线,除此以外,按照实施例1中记载的方法制作了带阻挡层的光学膜。
更具体而言,在特定取向膜形成工序中,将形成于支撑体上的光取向膜形成用组合物的涂布膜划分为3个区域,使其长边方向的长度相等。在这3个区域中,Y轴方向的长度均为40cm,X轴方向的长度均为40cm。
接着,如图6所示,作为光取向处理,使用紫外线曝光装置,从不同方向对涂布膜60的第1区域61、第2区域62及第3区域63照射了偏振光紫外线(照射量2000mJ/cm2)。
首先,如图6A所示,使用掩模M对第2区域62及第3区域63进行遮光,从Z轴的正方向(角度θ=0°的方向)对暴露出的第1区域61照射了偏振光紫外线。接着,如图6B所示,通过掩模M对第1区域61及第3区域63进行遮光,从角度θ=15°且角度φ=0°的方向对暴露出的第2区域62照射了偏振光紫外线。接着,如图6C所示,通过掩模M对第1区域61及第2区域62进行遮光,从角度θ=35°且角度φ=0°的方向对暴露出的第3区域63照射了偏振光紫外线。
由此,在第1区域61、第2区域62及第3区域63中,形成了取向限制力的方向不同的取向膜F。
除了使用在上述的特定取向膜形成工序中形成的取向膜F以外,按照实施例1中记载的方法,在取向膜F的表面制作光吸收各向异性膜P2,从而获得了依次具有透明支撑体、取向膜F及光吸收各向异性膜P2的光学膜P2。
按照实施例1的<透射率中心轴的方向的测定>中记载的方法,对从所获得的光学膜P2的与上述第1区域、第2区域及第3区域对应的区域剪切的样品求出了透射率中心轴的方向与光吸收各向异性膜P2的表面的法线所成的角度θ及相对于透射率中心轴在光吸收各向异性膜P2的表面的正投影的基准方向的角度φ。
将测定结果示于后述的表1中。
除了使用在上述中获得的光学膜P2以外,按照实施例1的<图像显示装置的制作>中记载的方法,制作了图像显示装置。其中,在实施例2中,将3个图像显示面板安装在玻璃板的规定位置上。
在图10中示出在实施例2中制作的图像显示装置的结构。
图10是从图像显示装置200的面内宽度方向(Y轴的负方向)观察长方形的图像显示装置200的侧视图。如图10所示,图像显示装置200具备带阻挡层的光学膜210、粘合剂片112、玻璃板120、第1面板131、第2面板132及第3面板133。在带阻挡层的光学膜210所具有的光吸收各向异性膜(未图示的)中,从X轴的负方向侧依次配置有透射率中心轴的角度θ为0°的上述第1区域、透射率中心轴的角度θ为15°且透射率中心轴的正投影的角度φ为0°的第2区域及透射率中心轴的角度θ为35°且透射率中心轴的正投影的角度φ为0°的第3区域。
而且,第1面板131设置于实施例1的图像显示装置中的位置I,第2面板132设置于第2面板132的X轴方向的中心距离带阻挡层的光学膜210的X轴的负方向侧的末端60cm的位置(以下,也称为“位置II”),第3面板133设置于实施例1的图像显示装置中的位置III。
〔评价〕
<视觉辨认性>
从沿层叠方向(Z轴的正方向)距离设置有第1面板131的位置I140cm的观察位置,观察了在实施例2中制作的图像显示装置200。
根据所获得的观察结果,分别对设置于位置I的第1面板131、设置于位置II的第2面板132及设置于位置III的第2面板133,基于与实施例1相同的评价基准,评价了显示图像的视觉辨认性(清晰性)。
<反射眩光>
按照实施例1中的反射眩光的评价方法,观察映入玻璃板R的图像显示装置200的显示图像的反射图像,对玻璃板R的显示图像的反射眩光进行了评价。即,以实施例1中记载的方法为基准,设置图像显示装置200及玻璃板R,从与实施例1相同的观察位置(包含位置III的YZ平面上的位置)观察了玻璃板R中的反射眩光。另外,实施例2中,分别对设置于位置I的第1面板131的显示图像、设置于位置II的第2面板132的显示图像及设置于位置III的第3面板133的显示图像评价了反射图像的反射眩光。
[实施例3]
在实施例2的特定取向膜形成工序中,将对涂布膜60的第1区域61、第2区域62及第3区域63照射的偏振光紫外线的照射方向变更为如下,除此以外,按照实施例2中记载的方法,制作了带阻挡层的光学膜。
更具体而言,从角度θ=30°且角度φ=180°的方向对第1区域61照射偏振光紫外线,从Z轴的正方向(角度θ=0°的方向)对第2区域62照射偏振光紫外线,从角度θ=30°且角度φ=0°的方向对第3区域63照射了偏振光紫外线。
由此,在第1区域61、第2区域62及第3区域63中,形成取向限制力的方向不同的取向膜F,制作了实施例3的带阻挡层的光学膜。
使用所制作的带阻挡层的光学膜,按照实施例2中记载的方法,制作了图像显示装置。
〔评价〕
<视觉辨认性>
从沿层叠方向(Z轴的正方向)距离设置有第2面板的位置II100cm的观察位置,观察了在实施例3中制作的图像显示装置。
根据所获得的观察结果,分别对设置于位置I的第1面板、设置于位置II的第2面板及设置于位置III的第2面板,基于与实施例1相同的评价基准,评价了显示图像的视觉辨认性(清晰性)。
<反射眩光>
按照实施例2中的反射眩光的评价方法,观察映入玻璃板R的图像显示装置的显示图像的反射图像,对玻璃板R的显示图像的反射眩光进行了评价。
[实施例4]
在实施例1中,将特定取向膜形成工序中的光取向处理变更为如下,除此以外,按照实施例1中记载的方法,制作了带阻挡层的光学膜。
即,制作宽度40cm、长度120cm、曲率0.0131[1/cm]的模具,沿所制作的模具的表面,配置了形成有取向膜形成用组合物的涂布膜的基材。接着,如图7所示,从距离涂布膜的长边方向的两末端的长度为60cm的位置中的相对于涂布膜的接触面的法线方向(图7所示的Z轴正方向),对涂布膜的表面照射了偏振光紫外线(照射量2000mJ/cm2)。在照射后,将所获得的取向膜从模具上剥离,形成取向限制力的方向(角度θ)沿长边方向连续变化的取向膜F,并且使用所获得的取向膜F制作了实施例4的带阻挡层的光学膜。
使用所制作的带阻挡层的光学膜,按照实施例2中记载的方法,制作了图像显示装置。
〔评价〕
按照实施例3中记载的评价方法,对所制作的图像显示装置,分别进行了视觉辨认性的评价及反射眩光的评价。
[比较例1]
实施从Z轴的正方向(角度θ=0°的方向)对形成于支撑体上的光取向膜形成用组合物的涂布膜的整个面照射偏振光紫外线,制作取向限制力的方向在整个表面中平行的取向膜的工序,代替实施例1的特定取向膜形成工序,除此以外,按照实施例1中记载的方法,制作了比较例1的带阻挡层的光学膜。
使用所制作的带阻挡层的光学膜,按照实施例2中记载的方法,制作了图像显示装置。
按照实施例2中记载的评价方法,对所制作的图像显示装置,分别进行了视觉辨认性的评价及反射眩光的评价。
在表1记载在各实施例及比较例中制作的光吸收各向异性膜的特性及各评价结果。
在表1中,“光吸收各向异性膜”栏表示在各实施例及比较例中制作的光吸收各向异性膜的面内方向上的透射率中心轴的方向。而且,“角度θ”栏表示透射率中心轴与光吸收各向异性膜的表面的法线所成的角度,“角度φ”栏表示透射率中心轴在光吸收各向异性膜的表面的正投影与光吸收各向异性膜的长边方向所成的角度。
在表1中,实施例4的“连续变化”是指表示透射率中心轴的方向的角度θ沿光吸收各向异性膜的长边方向连续变化。而且,实施例4的“角度θ”栏表示透射率中心轴与光吸收各向异性膜的表面的法线所成的角度θ随着从X轴方向的两端朝向中心而连续地减小,在位置I及位置III中,角度θ为30°,在位置II中,角度θ为0°。而且,实施例4的“角度φ”栏表示在光吸收各向异性膜中,除了角度θ为0°的位置II以外,角度φ为0°或180°。
在表1中,“视觉辨认性”栏及“反射眩光”栏的“I”、“II”及“III”表示进行了各个评价的图像显示面板的位置。
[表1]
如表1所示,可以确认本发明所涉及的实施例1~4的光吸收各向异性膜在位置I~III中的任意位置中,显示图像的视觉辨认性优异,本发明的效果优异。
[实施例5]
将纤维素酰化物膜(厚度40μm的TAC基材;“TG40”FUJIFILM Corporati on制造)剪切成宽度30cm及长度60cm的尺寸来获得了透明的支撑体(透明基材膜)。利用碱液对剪切出的支撑体的一个表面进行皂化,利用线棒将上述取向膜形成用涂布液1涂布于经皂化的表面上,从而形成了第1涂布膜。将形成于支撑体上的第1涂布膜在60℃的暖风下干燥60秒钟,进一步在100℃的暖风下干燥120秒钟,从而形成了树脂膜。树脂膜的厚度为0.5μm。
在所获得的上述树脂膜上涂布上述的光取向膜形成用组合物F1,在60℃下干燥2分钟,从而形成了厚度0.03μm的第2涂布膜。
将形成于支撑体上的光取向膜形成用组合物的涂布膜在距离长边方向(Y轴方向)的两端等间距的边界线上,划分成Y轴正方向侧的第1区域及Y轴负方向侧的第2区域这2个区域。另外,在第1区域及第2区域中,Y轴方向的长度均为30cm,X轴方向的长度均为30cm。
接着,作为光取向处理,使用紫外线曝光装置,从不同方向对涂布膜的第1区域及第2区域照射了偏振光紫外线(照射量2000mJ/cm2)。
首先,如图8A所示,使用掩模M对涂布膜80的第2区域82进行遮光,从角度θ=30°且角度φ=0°的方向,对暴露出的第1区域81照射了偏振光紫外线。
接着,如图8B所示,使用掩模M对涂布膜80的第1区域81进行遮光,从角度θ=30°且角度φ=50°的方向,对暴露出的第2区域82照射了偏振光紫外线。
由此,在第1区域81及第2区域82中,形成了取向限制力的方向不同的取向膜F。
除了使用在上述的特定取向膜形成工序中形成的取向膜F以外,按照实施例1中记载的方法,在取向膜F的表面制作光吸收各向异性膜P5,从而获得了依次具有透明支撑体、取向膜F及光吸收各向异性膜P5的光学膜P5。
按照实施例1的<透射率中心轴的方向的测定>中记载的方法,对从所获得的光学膜P5的与上述第1区域及第2区域对应的区域剪切出的样品求出了透射率中心轴的方向与光吸收各向异性膜P1的表面的法线所成的角度θ及相对于透射率中心轴在光吸收各向异性膜P1的表面的正投影的基准方向的角度φ。另外,角度φ的基准方向作为光吸收各向异性膜P5中的X轴的负方向(宽度方向)。
测定结果为,从第1区域获得的光学膜P5的样品的透射率中心轴相对于光吸收各向异性膜P5的法线以31°的角度倾斜。即,第1区域中的光学膜P5的透射率中心轴与法线所成的角度θ为31°。而且,在从第1区域获得的光学膜P5的样品中,透射率中心轴相对于光吸收各向异性膜的表面的正投影在角度φ=0°的方向上延伸。
而且,从第2区域获得的光学膜P5的样品的透射率中心轴与法线所成的角度θ为31°,在从第2区域获得的光学膜P5的样品中,透射率中心轴相对于光吸收各向异性膜的表面的正投影在角度φ=49°的方向上延伸。
因此,如图4所示,关于在实施例5中获得的光吸收各向异性膜P5,可以确认沿Y轴方向排列配置有表示透射率中心轴的方向的角度θ及角度φ分别为31°及0°的第1区域81及表示透射率中心轴的方向的角度θ及角度φ分别为31°及49°的第2区域82。
<图像显示装置的制作>
利用线棒将上述的阻挡层形成用组合物G连续地涂布在上述中获得的光学膜P5的光吸收各向异性膜P5侧的表面上而形成了涂膜。
接着,通过对所形成的涂膜吹60℃的暖风60秒钟、进一步吹100℃的暖风120秒钟,将涂膜进行干燥来形成阻挡层G,获得了带阻挡层的光学膜。阻挡层G的膜厚为1.0μm。
将图像显示装置(“iPad(注册商标)2WiFi模型16GB”、Apple Inc.制造)进行分解,并且分解图像显示面板(宽度14.8cm及长度19.7cm),取出液晶单元,从液晶单元剥离视觉辨认侧偏振片。接着,准备与上述的带阻挡层的光学膜相同尺寸(宽度30cm及长度60cm)的玻璃板,将2个上述的图像显示面板分别安装在玻璃板的规定位置上。接着,通过使用上述的粘合剂片以阻挡层G与玻璃板相对的方式将上述制作的带阻挡层的光学膜贴合于与安装有图像显示面板的玻璃板的图像显示面板相反一侧的表面,制作了图像显示装置。
所制作的图像显示装置具备带阻挡层的光学膜、粘合剂片及玻璃板,进一步具备第1面板及第2面板作为图像显示面板。在带阻挡层的光学膜所具有的光吸收各向异性膜(未图示的)中,透射率中心轴的角度θ为31°且透射率中心轴的正投影的角度φ为0°的第1区域及透射率中心轴的角度θ为31°且透射率中心轴的正投影的角度φ为49°的第2区域配置于长边方向。
在所制作的图像显示装置中,第1面板设置于第1面板的短边方向的中心距离带阻挡层的光学膜的长边方向的第1区域侧的末端10cm的位置(以下,也称为“位置IV”),第2面板设置于第2面板的短边方向的中心距离带阻挡层的光学膜的长边方向的第1区域侧的末端50cm的位置(以下,也称为“位置VI”)。
〔评价〕
<视觉辨认性>
图11A及图11B是用于说明实施例5中制作的图像显示装置的评价方法的附图,是表示评价图像显示装置300时的观察者的位置O的概略图。
图像显示装置300设置为图像显示装置300的长边方向沿着铅垂方向(Y轴方向),且第1区域配置在下方侧、第2区域配置在上方侧。
图11A是当从如上所述设置的图像显示装置300的表面的法线方向观察时的主视图,图11B是当从铅垂上方观察图像显示装置300时的顶视图。
在图11A中显示图像显示装置300中的位置IV、位置V(参考实施例6)及位置VI。
从图11A所示的图像显示装置300的下末端到观察者的位置O的高度Y1为50cm,是与位置VI相同的高度。
而且,如图11A及图11B所示,从图像显示装置300的短边方向(X轴方向)的中心到观察者的位置O的X轴方向的距离X1为45cm。另外,从观察者的角度观察,图像显示装置300位于X轴的正方向侧(纸面右侧)。
而且,如图11B所示,从观察者的位置O到包含图像显示装置300的表面的平面(XY平面)的距离Z1为70cm。
根据这种观察者的位置O分别对设置于位置IV的第1面板及设置于位置VI的第2面板,基于与实施例1相同的评价基准,评价显示图像的视觉辨认性(清晰性)。
[实施例6]
在实施例6的特定取向膜形成工序中,将形成于支撑体上的光取向膜形成用组合物的涂布膜划分为3个区域,使其长边方向的长度相等,作为光取向处理,从不同方向对各区域照射偏振光紫外线,除此以外,按照实施例5中记载的方法制作了取向膜。
更具体而言,在特定取向膜形成工序中,将形成于支撑体上的光取向膜形成用组合物的涂布膜划分为涂布膜的长边方向的长度相等的第1区域、第2区域及第3区域这3个区域。在这3个区域中,涂布膜的长边方向的长度均为20cm,涂布膜的短边方向的长度均为30cm。
接着,作为光取向处理,使用紫外线曝光装置,从不同方向对涂布膜的第1区域、第2区域及第3区域照射了偏振光紫外线(照射量2000mJ/cm2)。
首先,使用掩模M对第2区域及第3区域进行遮光,从角度θ=30°且角度φ=0°的方向,对暴露出的第1区域照射了偏振光紫外线。接着,通过掩模M对第1区域及第3区域进行遮光,从角度θ=30°且角度φ=30°的方向,对暴露出的第2区域照射了偏振光紫外线。接着,通过掩模M对第1区域及第2区域进行遮光,从角度θ=30°且角度φ=50°的方向,对暴露出的第3区域照射了偏振光紫外线。另外,当从正面观察形成在支撑体上的光取向膜形成用组合物的涂布膜时,将在涂布膜的面内相对于以第1区域、第2区域及第3区域的顺序排列配置的方向逆时针方向旋转90°的方向作为表示偏振光紫外线的照射方向的角度φ的基准(φ=0°)。
由此,在第1区域、第2区域及第3区域的每一个区域中,形成了取向限制力的方向不同的取向膜F。
除了使用在上述的特定取向膜形成工序中形成的取向膜F以外,按照实施例5中记载的方法,在取向膜F的表面制作光吸收各向异性膜P6,从而获得了依次具有透明支撑体、取向膜F及光吸收各向异性膜P6的光学膜P6。
按照实施例5中记载的方法,对从所获得的光学膜P6的与上述第1区域、第2区域及第3区域对应的区域剪切的样品求出了透射率中心轴的方向与光吸收各向异性膜P6的表面的法线所成的角度θ及相对于透射率中心轴在光吸收各向异性膜P6的表面的正投影的基准方向的角度φ。
将测定结果示于后述的表2中。
除了使用在上述中获得的光学膜P6以外,按照实施例5的<图像显示装置的制作>中记载的方法,制作了图像显示装置。其中,在实施例6中,将3个图像显示面板安装在玻璃板的规定位置上。
实施例6中制作的图像显示装置中,第1面板设置于图像显示装置中的位置IV,第2面板在图像显示装置中,设置于第1面板的短边方向的中心距离带阻挡层的光学膜的长边方向的第1区域侧的末端30cm的位置(以下,也称为“位置IV”),第3面板设置于图像显示装置中的位置VI。
〔评价〕
<视觉辨认性>
关于所获得的图像显示装置,按照实施例5中记载的方法,根据观察者的位置O,对设置于位置IV的第1面板、设置于位置V的第2面板及设置于位置VI的第3面板的每一个面板,基于与实施例1相同的评价基准,评价了显示图像的视觉辨认性(清晰性)。
[比较例2]
实施从角度θ=30°且角度φ=0°的方向对形成于支撑体上的光取向膜形成用组合物的涂布膜的整个面照射偏振光紫外线,制作取向限制力的方向在整个表面中平行的取向膜的工序,代替实施例5的特定取向膜形成工序,除此以外,按照实施例5中记载的方法,制作了比较例2的带阻挡层的光学膜。
使用所制作的带阻挡层的光学膜,按照实施例5中记载的方法,制作图像显示装置,按照实施例5中记载的评价方法,对所制作的图像显示装置进行了视觉辨认性的评价。
在表2记载在各实施例及比较例2中制作的光吸收各向异性膜的特性及各评价结果。
表2中、“光吸收各向异性膜”栏表示在各实施例及比较例中制作的光吸收各向异性膜的面内方向上的透射率中心轴的方向。而且,“角度θ”栏表示透射率中心轴与光吸收各向异性膜的表面的法线所成的角度,“角度φ”栏表示透射率中心轴在光吸收各向异性膜的表面的正投影与光吸收各向异性膜的短边方向所成的角度。
在表1中,“视觉辨认性”栏的“IV”、“V”及“VI”表示进行了各个评价的图像显示面板的位置。
[表2]
如表2所示,可以确认本发明所涉及的光吸收各向异性膜在位置IV~VI中的任意位置中,显示图像的视觉辨认性优异,本发明的效果优异。
符号说明
1-二色性物质,10、20、30、40-光吸收各向异性膜,11、21、41、51、61、81-第1区域,12、22、42、52、62、82-第2区域,23、63-第3区域,30a-中央部,30b-端部,50、60、70、80-取向膜,100、200、300-图像显示装置,110、210-带阻挡层的光学膜,112-粘合剂片,120-玻璃板,131-第1面板(图像显示面板),132-第2面板(图像显示面板),L-边界线,M-掩模。

Claims (12)

1.一种光吸收各向异性膜,其为包含二色性物质及液晶化合物的光吸收各向异性膜,其中,
所述光吸收各向异性膜在所述光吸收各向异性膜的面内方向具有透射率中心轴的方向不同的多个区域,
在所述多个区域中,所述透射率中心轴与所述光吸收各向异性膜的表面的法线方向所成的角度θ均在0~70°的范围内,
所述光吸收各向异性膜满足必要条件1~必要条件3中的任一必要条件,
必要条件1:所述多个区域中的至少1个区域中的所述角度θ为0°,
必要条件2:在所述多个区域中的至少2个区域中,所述透射率中心轴在所述光吸收各向异性膜的表面的正投影方向彼此相同,且在所述至少2个区域中,所述角度θ不同,
必要条件3:在所述多个区域中的至少2个区域中,所述角度θ相同,且在所述至少2个区域中,所述透射率中心轴在所述光吸收各向异性膜的表面的正投影方向彼此不同。
2.根据权利要求1所述的光吸收各向异性膜,其中,所述光吸收各向异性膜满足所述必要条件1或所述必要条件2。
3.根据权利要求2所述的光吸收各向异性膜,其中,
随着沿配置有所述多个区域的面内方向前进,所述角度θ阶段性地或连续增大,或者阶段性地或连续减小。
4.根据权利要求2所述的光吸收各向异性膜,其中,
随着沿配置有所述多个区域的面内方向前进,所述光吸收各向异性膜中的所述角度θ连续增大或连续减小。
5.根据权利要求3所述的光吸收各向异性膜,其中,
随着沿配置有所述多个区域的面内方向前进,所述光吸收各向异性膜中的所述角度θ连续增大或连续减小。
6.根据权利要求1所述的光吸收各向异性膜,其中,所述光吸收各向异性膜满足所述必要条件3。
7.根据权利要求6所述的光吸收各向异性膜,其中,
随着沿配置有所述至少2个区域的面内方向从所述至少2个区域中所包括的第1区域朝向除了所述第1区域以外的其他区域前进,所述透射率中心轴的正投影方向与所述面内方向所成的角度φ阶段性地或连续增大,或者阶段性地或连续减小。
8.根据权利要求6所述的光吸收各向异性膜,其中,
随着沿配置有所述至少2个区域的面内方向从所述至少2个区域中所包括的第1区域朝向除了所述第1区域以外的其他区域前进,所述透射率中心轴的正投影方向与所述面内方向所成的角度φ连续增大,或者连续减小。
9.根据权利要求7所述的光吸收各向异性膜,其中,
随着沿配置有所述至少2个区域的面内方向从所述至少2个区域中所包括的第1区域朝向除了所述第1区域以外的其他区域前进,所述透射率中心轴的正投影方向与所述面内方向所成的角度φ连续增大,或者连续减小。
10.一种光学膜,其具有权利要求1至9中任一项所述的光吸收各向异性层、及取向膜。
11.根据权利要求10所述的光学膜,其中,进一步具有包含聚乙烯醇或聚酰亚胺的树脂膜。
12.一种图像显示装置,其具备显示面板及配置于所述显示面板的一个主表面的权利要求10所述的光学膜。
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