JP2009053678A - Tnモード液晶表示装置、ならびにそれに用いられる光学補償シート及び偏光板 - Google Patents
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Abstract
【課題】TNモード液晶表示装置の視野角特性の改善に寄与する光学補償シートを提供する。
【解決手段】少なくとも第1の光学異方性層、及び液晶組成物から形成された第2の光学異方性層を有し、前記第1の光学異方性層が、光学的に正の一軸性又は二軸性を有するとともに、波長630nmの面内レターデーションRe(630)が、波長450nmの面内レターデーションRe(450)より大きいことを特徴とするTNモード用光学補償シートである。
【選択図】なし
【解決手段】少なくとも第1の光学異方性層、及び液晶組成物から形成された第2の光学異方性層を有し、前記第1の光学異方性層が、光学的に正の一軸性又は二軸性を有するとともに、波長630nmの面内レターデーションRe(630)が、波長450nmの面内レターデーションRe(450)より大きいことを特徴とするTNモード用光学補償シートである。
【選択図】なし
Description
本発明はTNモード液晶表示装置用の光学補償シート及び偏光板に関する。また、本発明は、該光学補償シート又は偏光板を有するTNモードの液晶表示装置にも関する。
従来、TNモード液晶表示装置用の光学補償シートとして、透明支持体上に、液晶組成物から形成された光学異方性層を有する光学補償シートが種々提案されている。
例えば、特許文献1には、透明支持体及びその上に設けられた光学異方層からなる光学補償シートであって、該光学異方層が、ディスコティック構造単位を有する化合物からなる負の複屈折を有する層であり、そして該ディスコティック構造単位の円盤面が、透明支持体面に対して傾いており、且つ該ディスコティック構造単位の円盤面と透明支持体面とのなす角度が、光学異方層の深さ方向において変化していることを特徴とする光学補償シートが提案されている。
また、特許文献2には、面内レターデーション(Re)及び厚み方向のレターデーション(Rth)が所定の範囲である透明支持体上に、上記光学異方性層を有する光学補償シートが提案されている。
また、特許文献3には、光学的に性の一軸性又は光学的に二軸性を有し、且つ最大屈折率の方向がポリマー面と実質的に平行であるポリマーフィルムと、その上に、上記光学異方性層を有し、ポリマーフィルムの最大屈折率の方向が、光学異方性層中のディスコティック液晶性分子の円盤面の法線をポリマーフィルムの面に投影して得られる線の平均方向と、実質的に平行又は直交していることを特徴とする光学補償シートが提案されている。
特開平8−50206号公報
特開2002−196146号公報
特開2001−100031号公報
例えば、特許文献1には、透明支持体及びその上に設けられた光学異方層からなる光学補償シートであって、該光学異方層が、ディスコティック構造単位を有する化合物からなる負の複屈折を有する層であり、そして該ディスコティック構造単位の円盤面が、透明支持体面に対して傾いており、且つ該ディスコティック構造単位の円盤面と透明支持体面とのなす角度が、光学異方層の深さ方向において変化していることを特徴とする光学補償シートが提案されている。
また、特許文献2には、面内レターデーション(Re)及び厚み方向のレターデーション(Rth)が所定の範囲である透明支持体上に、上記光学異方性層を有する光学補償シートが提案されている。
また、特許文献3には、光学的に性の一軸性又は光学的に二軸性を有し、且つ最大屈折率の方向がポリマー面と実質的に平行であるポリマーフィルムと、その上に、上記光学異方性層を有し、ポリマーフィルムの最大屈折率の方向が、光学異方性層中のディスコティック液晶性分子の円盤面の法線をポリマーフィルムの面に投影して得られる線の平均方向と、実質的に平行又は直交していることを特徴とする光学補償シートが提案されている。
上記光学補償シートを用いることによって、TNモード液晶表示装置の視野角特性は改善され、パーソナルコンピューター(PC)等の表示モニターとして実用されている。しかし、PC用の表示モニターでは、基本的に、PC利用者の視野角の範囲において高コントラストや高色再現性を達成していれば充分であるのに対し、テレビ(TV)やTV機能付きPCでは、その表示画面を複数の観察者が様々な位置から観察する場合が多く、従来のPCの表示モニターが満足する視野角特性では、TV(又はTV機能付きPC用の表示モニター)では、充分ではない。
本発明は、視野角補償能が改善された新規なTNモード液晶表示装置用光学補償シート及び偏光板を提供することを課題とする。
また、本発明は、広い視野角範囲で高コントラスト及び高色再現性を示す、視野角特性が改善されたTNモード液晶表示装置用液晶表示装置を提供することを課題とする。
また、本発明は、広い視野角範囲で高コントラスト及び高色再現性を示す、視野角特性が改善されたTNモード液晶表示装置用液晶表示装置を提供することを課題とする。
前記課題を解決するための手段は以下の通りである。
[1] 少なくとも第1の光学異方性層、及び液晶組成物から形成された第2の光学異方性層を有し、前記第1の光学異方性層が、光学的に正の一軸性又は二軸性を有するとともに、波長630nmの面内レターデーションRe(630)が、波長450nmの面内レターデーションRe(450)より大きいことを特徴とするTNモード液晶表示装置用光学補償シート。
[2] 第1の光学異方性層が、下記式(A)を満足することを特徴とする[1]の光学補償シート:
(A) 5nm ≦ΔRe(630−450)≦ 45nm
式中、ΔRe(λ1−λ2)は、Re(λ1)とRe(λ2)の差である。
[3] 第1の光学異方性層が、下記式(B)及び(C)を満足することを特徴とする[1]又は[2]の光学補償シート:
(B)50nm ≦Re(550) ≦140nm
(C)0.5≦Rth(550)/Re(550)≦6.0
式中、Re(λ)は、波長λnmの光に対する面内レターデーション値であり、Rth(λ)は、波長λnmの光に対する厚さ方向のレターデーション値である。
[4] 第1の光学異方性層が、下記式(1)〜(3)を満足するセルロースアシレートの少なくとも一種を含むことを特徴とする[1]〜[3]のいずれかの光学補償シート:(1) 2.0 ≦X+Y ≦3.0
(2) 0 ≦X ≦2.0
(3) 1.2 ≦Y ≦2.9
式(1)〜(3)中、Xはセルロースアシレート中のアセチル基の置換度を示し、Yは、セルロースアシレート中のプロピオニル基、ブチリル基、ペンタノイル基、及びヘキサノイル基から選ばれるアシル基の置換度の総和を示す。
[5] 第1の光学異方性層が、少なくとも1種の面内レターデーション発現剤を含むセルロースアシレートフィルムからなることを特徴とする[1]〜[4]のいずれかの光学補償シート。
[6] 第1の光学異方性層が、変性ポリカーボネートフィルムであることを特徴とする[1]〜[4]のいずれかの光学補償シート。
[7] 第2の光学異方性層が、ハイブリッド配向状態に固定されたディスコティック化合物を含有する光学異方性層であることを特徴とする[1]〜[6]のいずれかの光学補償シート。
[8] 偏光膜と、[1]〜[7]のいずれかの光学補償シートとを少なくとも有することを特徴とするTNモード液晶表示装置用偏光板。
[9] 前記偏光膜の片側の表面上に光拡散フィルムをさらに有することを特徴とする[8]の偏光板。
[10] [7]又は[8]の偏光板を有することを特徴とするTNモード液晶表示装置。
[1] 少なくとも第1の光学異方性層、及び液晶組成物から形成された第2の光学異方性層を有し、前記第1の光学異方性層が、光学的に正の一軸性又は二軸性を有するとともに、波長630nmの面内レターデーションRe(630)が、波長450nmの面内レターデーションRe(450)より大きいことを特徴とするTNモード液晶表示装置用光学補償シート。
[2] 第1の光学異方性層が、下記式(A)を満足することを特徴とする[1]の光学補償シート:
(A) 5nm ≦ΔRe(630−450)≦ 45nm
式中、ΔRe(λ1−λ2)は、Re(λ1)とRe(λ2)の差である。
[3] 第1の光学異方性層が、下記式(B)及び(C)を満足することを特徴とする[1]又は[2]の光学補償シート:
(B)50nm ≦Re(550) ≦140nm
(C)0.5≦Rth(550)/Re(550)≦6.0
式中、Re(λ)は、波長λnmの光に対する面内レターデーション値であり、Rth(λ)は、波長λnmの光に対する厚さ方向のレターデーション値である。
[4] 第1の光学異方性層が、下記式(1)〜(3)を満足するセルロースアシレートの少なくとも一種を含むことを特徴とする[1]〜[3]のいずれかの光学補償シート:(1) 2.0 ≦X+Y ≦3.0
(2) 0 ≦X ≦2.0
(3) 1.2 ≦Y ≦2.9
式(1)〜(3)中、Xはセルロースアシレート中のアセチル基の置換度を示し、Yは、セルロースアシレート中のプロピオニル基、ブチリル基、ペンタノイル基、及びヘキサノイル基から選ばれるアシル基の置換度の総和を示す。
[5] 第1の光学異方性層が、少なくとも1種の面内レターデーション発現剤を含むセルロースアシレートフィルムからなることを特徴とする[1]〜[4]のいずれかの光学補償シート。
[6] 第1の光学異方性層が、変性ポリカーボネートフィルムであることを特徴とする[1]〜[4]のいずれかの光学補償シート。
[7] 第2の光学異方性層が、ハイブリッド配向状態に固定されたディスコティック化合物を含有する光学異方性層であることを特徴とする[1]〜[6]のいずれかの光学補償シート。
[8] 偏光膜と、[1]〜[7]のいずれかの光学補償シートとを少なくとも有することを特徴とするTNモード液晶表示装置用偏光板。
[9] 前記偏光膜の片側の表面上に光拡散フィルムをさらに有することを特徴とする[8]の偏光板。
[10] [7]又は[8]の偏光板を有することを特徴とするTNモード液晶表示装置。
本発明によれば、視野角補償能が改善された新規なTNモード液晶表示装置用光学補償シート及び偏光板を提供することができる。
また、本発明によれば、広い視野角範囲で高コントラスト及び高色再現性を示す、視野角特性が改善されたTNモード液晶表示装置用液晶表示装置を提供することができる。
また、本発明によれば、広い視野角範囲で高コントラスト及び高色再現性を示す、視野角特性が改善されたTNモード液晶表示装置用液晶表示装置を提供することができる。
以下、本発明について詳細に説明する。なお、本明細書において「〜」とはその前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。
本明細書において、Re(λ)及びRth(λ)は各々、波長λにおける面内のレターデーション(nm)及び厚さ方向のレターデーション(nm)を表す。Re(λ)はKOBRA 21ADH又はWR(商品名、王子計測機器(株)製)において波長λnmの光をフィルム法線方向に入射させて測定される。
測定されるフィルムが1軸又は2軸の屈折率楕円体で表されるものである場合には、以下の方法によりRth(λ)は算出される。
Rth(λ)は、前記Re(λ)を、面内の遅相軸(KOBRA 21ADH又はWRにより判断される)を傾斜軸(回転軸)として(遅相軸がない場合にはフィルム面内の任意の方向を回転軸とする)のフィルム法線方向に対して法線方向から片側50度まで10度ステップで各々その傾斜した方向から波長λnmの光を入射させて全部で6点測定し、その測定されたレターデーション値と平均屈折率の仮定値及び入力された膜厚値を基にKOBRA 21ADH又はWRにおいて算出される。
Rth(λ)は、前記Re(λ)を、面内の遅相軸(KOBRA 21ADH又はWRにより判断される)を傾斜軸(回転軸)として(遅相軸がない場合にはフィルム面内の任意の方向を回転軸とする)のフィルム法線方向に対して法線方向から片側50度まで10度ステップで各々その傾斜した方向から波長λnmの光を入射させて全部で6点測定し、その測定されたレターデーション値と平均屈折率の仮定値及び入力された膜厚値を基にKOBRA 21ADH又はWRにおいて算出される。
上記において、法線方向から面内の遅相軸を回転軸として、ある傾斜角度にレターデーションの値がゼロとなる方向をもつフィルムの場合には、その傾斜角度より大きい傾斜角度でのレターデーション値はその符号を負に変更した後、KOBRA 21ADH又はWRにおいて算出される。
尚、遅相軸を傾斜軸(回転軸)として(遅相軸がない場合にはフィルム面内の任意の方向を回転軸とする)、任意の傾斜した2方向からレターデーション値を測定し、その値と平均屈折率の仮定値及び入力された膜厚値を基に、以下の数式(1)及び数式(2)によりRthを算出することもできる。
尚、遅相軸を傾斜軸(回転軸)として(遅相軸がない場合にはフィルム面内の任意の方向を回転軸とする)、任意の傾斜した2方向からレターデーション値を測定し、その値と平均屈折率の仮定値及び入力された膜厚値を基に、以下の数式(1)及び数式(2)によりRthを算出することもできる。
式中、Re(θ)は法線方向から角度θ傾斜した方向におけるレターデーション値を表す。nxは面内における遅相軸方向の屈折率を表し、nyは面内においてnxに直交する方向の屈折率を表し、nzはnx及びnyに直交する方向の屈折率を表す。dはフィルムの膜厚を表す。
測定されるフィルムが1軸や2軸の屈折率楕円体で表現できないもの、いわゆる光学軸(optic axis)がないフィルムの場合には、以下の方法によりRth(λ)が算出される。測定波長λnmの選択にあたっては、波長選択フィルターをマニュアルで交換するか、又は測定値をプログラム等で変換して測定するができる。
Rth(λ)は、前記Re(λ)を、面内の遅相軸(KOBRA 21ADH又はWRにより判断される)を傾斜軸(回転軸)としてフィルム法線方向に対して−50度から+50度まで10度ステップで各々その傾斜した方向から波長λnmの光を入射させて11点測定し、その測定されたレターデーション値と平均屈折率の仮定値及び入力された膜厚値を基にKOBRA 21ADH又はWRにより算出される。
Rth(λ)は、前記Re(λ)を、面内の遅相軸(KOBRA 21ADH又はWRにより判断される)を傾斜軸(回転軸)としてフィルム法線方向に対して−50度から+50度まで10度ステップで各々その傾斜した方向から波長λnmの光を入射させて11点測定し、その測定されたレターデーション値と平均屈折率の仮定値及び入力された膜厚値を基にKOBRA 21ADH又はWRにより算出される。
上記の測定において、平均屈折率の仮定値は、ポリマーハンドブック(JOHN WILEY&SONS,INC)、各種光学フィルムのカタログの値を使用することができる。平均屈折率の値が既知でないものについてはアッベ屈折計で測定することができる。主な光学フィルムの平均屈折率の値を以下に例示する:
セルロースアシレート(1.48)、シクロオレフィンポリマー(1.52)、ポリカーボネート(1.59)、ポリメチルメタクリレート(1.49)、ポリスチレン(1.59)である。
これら平均屈折率の仮定値と膜厚を入力することで、KOBRA 21ADH又はWRにおいてnx、ny、nzが算出される。この算出されたnx、ny、nzによりNz=(nx−nz)/(nx−ny)が更に算出される。
セルロースアシレート(1.48)、シクロオレフィンポリマー(1.52)、ポリカーボネート(1.59)、ポリメチルメタクリレート(1.49)、ポリスチレン(1.59)である。
これら平均屈折率の仮定値と膜厚を入力することで、KOBRA 21ADH又はWRにおいてnx、ny、nzが算出される。この算出されたnx、ny、nzによりNz=(nx−nz)/(nx−ny)が更に算出される。
また、本明細書において、測定波長を特に付記しない場合は、波長550nmにおけるRe及びRthであるとする。
[光学補償シート]
本発明の光学補償シートは、TNモード液晶表示装置用の光学補償シートであり、少なくとも第1の光学異方性層及び第2の光学異方性層を有し、第1の光学異方性層が少光学的に二軸性又は正の一軸性であるとともに、Re(630)がRe(450)より大きいことを特徴とする。第1の光学異方性層は、可視光全域の光に対して、いわゆる逆波長分散依存性を示しているのがより好ましい。ここで、Reが可視光域において逆波長分散依存性であるとは、入射光(可視光)が長波長であるほど、大きいReを示すことを意味する。本発明では、第1の光学異方性層として上記性質を有する光学異方性層を利用することにより、TNモードの液晶表示装置に対する光学補償能を改善し、従来と比較してより広い視野角において、高コントラスト及び高色再現性を可能としている。その結果、例えば、複数の観察者によって異なる位置から同時に観察されるTV(又はTV機能付きPC)の表示モニターに要求される視野角特性をも達成することができる。具体的には、前記第1の光学異方性層は、下記式(A)を満足しているのが好ましく、下記式(A)’を満足しているのがより好ましい。
(A) 5nm ≦ ΔRe(630−450)≦ 45nm
(A)’ 5nm ≦ΔRe(630−450)≦ 35nm
なお、ΔRe(λ1−λ2)は、Re(λ1)とRe(λ2)の差である。
本発明の光学補償シートは、TNモード液晶表示装置用の光学補償シートであり、少なくとも第1の光学異方性層及び第2の光学異方性層を有し、第1の光学異方性層が少光学的に二軸性又は正の一軸性であるとともに、Re(630)がRe(450)より大きいことを特徴とする。第1の光学異方性層は、可視光全域の光に対して、いわゆる逆波長分散依存性を示しているのがより好ましい。ここで、Reが可視光域において逆波長分散依存性であるとは、入射光(可視光)が長波長であるほど、大きいReを示すことを意味する。本発明では、第1の光学異方性層として上記性質を有する光学異方性層を利用することにより、TNモードの液晶表示装置に対する光学補償能を改善し、従来と比較してより広い視野角において、高コントラスト及び高色再現性を可能としている。その結果、例えば、複数の観察者によって異なる位置から同時に観察されるTV(又はTV機能付きPC)の表示モニターに要求される視野角特性をも達成することができる。具体的には、前記第1の光学異方性層は、下記式(A)を満足しているのが好ましく、下記式(A)’を満足しているのがより好ましい。
(A) 5nm ≦ ΔRe(630−450)≦ 45nm
(A)’ 5nm ≦ΔRe(630−450)≦ 35nm
なお、ΔRe(λ1−λ2)は、Re(λ1)とRe(λ2)の差である。
本発明の光学補償シートの一例では、前記第1の光学異方性層が、上記条件を満足するポリマーフィルムからなり、前記第2の光学異方性層が、ハイブリッド配向状態に固定したディスコティック液晶化合物を含有する光学異方性層からなる。本態様では、前記第1の光学異方性層であるポリマーフィルムは、下記式(B)及び(C)を満足することが好ましい。
(B) 50nm ≦Re(550) ≦140nm
(C) 0.5≦Rth(550)/Re(550)≦6.0
さらに、下記式(B)’及び(C)’を満足することがより好ましく、
(B)’ 50nm ≦Re(550) ≦120nm
(C)’ 0.5≦Rth(550)/Re(550)≦5.0
下記式(B)”及び(C)”を満足することがさらに好ましい。
(B)” 50nm ≦Re(550) ≦100nm
(C)” 0.5≦Rth(550)/Re(550)≦5.0
(B) 50nm ≦Re(550) ≦140nm
(C) 0.5≦Rth(550)/Re(550)≦6.0
さらに、下記式(B)’及び(C)’を満足することがより好ましく、
(B)’ 50nm ≦Re(550) ≦120nm
(C)’ 0.5≦Rth(550)/Re(550)≦5.0
下記式(B)”及び(C)”を満足することがさらに好ましい。
(B)” 50nm ≦Re(550) ≦100nm
(C)” 0.5≦Rth(550)/Re(550)≦5.0
(第1の光学異方性層)
本発明において、前記第1の光学異方性層は、光透過性、具体的には可視光域の光に対して透過率80%以上、のポリマーフィルムであるのが好ましい。第1の光学異方性層がポリマーフィルムであると、本発明の光学補償シートを偏光子と貼り合わせることができる。また、単独の部材として、例えば、光学補償シートとして液晶表示装置に組み込むことができる。前記ポリマーフィルムの材料としては、光学性能、透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮蔽性、等方性などに優れるポリマーが好ましいが、上述の条件を満たす範囲であればどのような材料を用いてもよい。例えば、変性ポリカーボネートや変性シクロオレフィンポリマーや、側鎖にアセチル基を有するセルロース系ポリマー(以下、セルロースアシレートという)等が、延伸等により上記Reの逆波長分散性を発現するものとして好ましく用いられる。
本発明において、前記第1の光学異方性層は、光透過性、具体的には可視光域の光に対して透過率80%以上、のポリマーフィルムであるのが好ましい。第1の光学異方性層がポリマーフィルムであると、本発明の光学補償シートを偏光子と貼り合わせることができる。また、単独の部材として、例えば、光学補償シートとして液晶表示装置に組み込むことができる。前記ポリマーフィルムの材料としては、光学性能、透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮蔽性、等方性などに優れるポリマーが好ましいが、上述の条件を満たす範囲であればどのような材料を用いてもよい。例えば、変性ポリカーボネートや変性シクロオレフィンポリマーや、側鎖にアセチル基を有するセルロース系ポリマー(以下、セルロースアシレートという)等が、延伸等により上記Reの逆波長分散性を発現するものとして好ましく用いられる。
第1の光学異方性層用のセルロースアシレートフィルムの材料として用いられるセルロースアシレートのアシル置換基は、例えばアセチル基単独からなるセルロースアシレートであっても、複数のアシル置換基を有するセルロースアシレートを含む組成物を用いてもよい。セルロースアシレートの好ましい例は、全アシル化度が2.3〜3.0であり、2.4〜2.95がより好ましい。
また、アセチル基とともに、他の脂肪酸エステル残基を有する混合脂肪酸エステルも好ましい。脂肪酸エステル残基の脂肪族アシル基の炭素原子数は2〜20であることが好ましく、具体的にはアセチル、プロピオニル、ブチリル、イソブチリル、バレリル、ピバロイル、ヘキサノイル、オクタノイル、ラウロイル、ステアロイル等が挙げられる。中でも、アセチル基とともに、プロピオニル基、ブチリル基、ペンタノイル基、及びヘキサノイル基から選ばれるアシル基を有するセルロースアシレートを用いるのが好ましく、その置換度が、下記式(1)〜(3)を満足するセルロースアシレートを用いるのがより好ましい。
(1) 2.0 ≦X+Y ≦3.0
(2) 0 ≦X ≦2.0
(3) 1.2 ≦Y ≦2.9
式(1)〜(3)中、Xはセルロースアシレート中のアセチル基の置換度を示し、Yは、セルロースアシレート中のプロピオニル基、ブチリル基、ペンタノイル基、及びヘキサノイル基から選ばれるアシル基の置換度の総和を示す。
また、アセチル基とともに、他の脂肪酸エステル残基を有する混合脂肪酸エステルも好ましい。脂肪酸エステル残基の脂肪族アシル基の炭素原子数は2〜20であることが好ましく、具体的にはアセチル、プロピオニル、ブチリル、イソブチリル、バレリル、ピバロイル、ヘキサノイル、オクタノイル、ラウロイル、ステアロイル等が挙げられる。中でも、アセチル基とともに、プロピオニル基、ブチリル基、ペンタノイル基、及びヘキサノイル基から選ばれるアシル基を有するセルロースアシレートを用いるのが好ましく、その置換度が、下記式(1)〜(3)を満足するセルロースアシレートを用いるのがより好ましい。
(1) 2.0 ≦X+Y ≦3.0
(2) 0 ≦X ≦2.0
(3) 1.2 ≦Y ≦2.9
式(1)〜(3)中、Xはセルロースアシレート中のアセチル基の置換度を示し、Yは、セルロースアシレート中のプロピオニル基、ブチリル基、ペンタノイル基、及びヘキサノイル基から選ばれるアシル基の置換度の総和を示す。
前記セルロースアシレートは、350〜800の質量平均重合度を有することが好ましく、370〜600の質量平均重合度を有することがさらに好ましい。また本発明で用いられるセルロースアシレートは、70000〜230000の数平均分子量を有することが好ましく、75000〜230000の数平均分子量を有することがさらに好ましく、78000〜120000の数平均分子量を有することがよりさらに好ましい。
前記セルロースアシレートフィルムは、溶液流延法、又は溶融流延法により製造されるのが好ましい。溶液流延法を利用したセルロースアシレートフィルムの製造例については、米国特許第2,336,310号、同2,367,603号、同2,492,078号、同2,492,977号、同2,492,978号、同2,607,704号、同2,739,069号及び同2,739,070号の各明細書、英国特許第640731号及び同736892号の各明細書、並びに特公昭45−4554号、同49−5614号、特開昭60−176834号、同60−203430号及び同62−115035号等の記載を参考にすることができる。また、前記セルロースアシレートフィルムは、延伸処理を施すことによって、Re、Re逆波長分散性を発現する。延伸処理の方法及び条件については、例えば、特開昭62−115035号、特開平4−152125号、同4−284211号、同4−298310号、同11−48271号 等に記載の例を参考にすることができる。
本発明では、上記した通り、前記第1の光学異方性層は、可視光域において、Reが逆分散波長依存性を示す。かかる性質のポリマーフィルムを作製するためには、セルロースアセテートプロピオネートとセルロースアセテートとを含む組成物を溶融製膜法で製膜した後、延伸処理を施すのが好ましい。
また、セルロースアシレート(好ましくはセルロースアセテート)と、下記の式(I)で表されるRe発現剤とを含有する組成物を、溶液製膜法にて製膜し、所望により延伸処理して作製するのが好ましい。ここで、「Re発現剤」とはフィルム面内の複屈折を発現する性質を有する化合物である。
また、セルロースアシレート(好ましくはセルロースアセテート)と、下記の式(I)で表されるRe発現剤とを含有する組成物を、溶液製膜法にて製膜し、所望により延伸処理して作製するのが好ましい。ここで、「Re発現剤」とはフィルム面内の複屈折を発現する性質を有する化合物である。
式中、L1及びL2は各々独立に単結合又は二価の連結基を表し;A1及びA2は各々独立に、−O−、−NR−(Rは水素原子又は置換基を表す)、−S−及び−CO−からなる群から選ばれる基を表し;R1、R2及びR3は各々独立に置換基を表し;Xは第14〜16族の非金属原子を表し(ただし、Xには水素原子又は置換基が結合してもよい);nは0〜2までのいずれかの整数を表す。
前記一般式(I)で表される化合物の中でも、Re発現剤としては、下記一般式(II)で表される化合物が好ましい。
一般式(II)中、L1及びL2は各々独立に単結合又は二価の連結基を表す。A1及びA2は各々独立に、−O−、−NR−(Rは水素原子又は置換基を表す。)、−S−及びCO−からなる群から選ばれる基を表す。R1、R2、R3、R4及びR5は各々独立に置換基を表す。nは0〜2の整数を表す。
一般式(I)又は(II)において、L1及びL2が表す二価の連結基としては、好ましくは下記の例が挙げられる。
さらに好ましくは−O−、−COO−、−OCO−である。
一般式(I)又は(II)において、R1は置換基であり、複数存在する場合は同じでも異なっていてもよく、環を形成してもよい。置換基の例としては下記のものが適用できる。
ハロゲン原子(例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)、アルキル基(好ましくは炭素数1〜30のアルキル基、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、tert−ブチル基、n−オクチル基、2−エチルヘキシル基)、シクロアルキル基(好ましくは、炭素数3〜30の置換又は無置換のシクロアルキル基、例えば、シクロヘキシル基、シクロペンチル基、4−n−ドデシルシクロヘキシル基)、ビシクロアルキル基(好ましくは、炭素数5〜30の置換又は無置換のビシクロアルキル基、つまり、炭素数5〜30のビシクロアルカンから水素原子を一個取り去った一価の基である。例えば、ビシクロ[1,2,2]ヘプタン−2−イル基、ビシクロ[2,2,2]オクタン−3−イル基)、アルケニル基(好ましくは炭素数2〜30の置換又は無置換のアルケニル基、例えば、ビニル基、アリル基)、シクロアルケニル基(好ましくは、炭素数3〜30の置換又は無置換のシクロアルケニル基、つまり、炭素数3〜30のシクロアルケンの水素原子を一個取り去った一価の基である。例えば、2−シクロペンテン−1−イル、2−シクロヘキセン−1−イル基)、ビシクロアルケニル基(置換又は無置換のビシクロアルケニル基、好ましくは、炭素数5〜30の置換又は無置換のビシクロアルケニル基、つまり二重結合を一個持つビシクロアルケンの水素原子を一個取り去った一価の基である。例えば、ビシクロ[2,2,1]ヘプト−2−エン−1−イル基、ビシクロ[2,2,2]オクト−2−エン−4−イル基)、アルキニル基(好ましくは、炭素数2〜30の置換又は無置換のアルキニル基、例えば、エチニル基、プロパルギル基)、アリール基(好ましくは炭素数6〜30の置換又は無置換のアリール基、例えばフェニル基、p−トリル基、ナフチル基)、ヘテロ環基(好ましくは5又は6員の置換又は無置換の、芳香族又は非芳香族のヘテロ環化合物から一個の水素原子を取り除いた一価の基であり、さらに好ましくは、炭素数3〜30の5又は6員の芳香族のヘテロ環基である。例えば、2−フリル基、2−チエニル基、2−ピリミジニル基、2−ベンゾチアゾリル基)、シアノ基、ヒドロキシル基、ニトロ基、カルボキシル基、アルコキシ基(好ましくは、炭素数1〜30の置換又は無置換のアルコキシ基、例えば、メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基、tert−ブトキシ基、n−オクチルオキシ基、2−メトキシエトキシ基)、アリールオキシ基(好ましくは、炭素数6〜30の置換又は無置換のアリールオキシ基、例えば、フェノキシ基、2−メチルフェノキシ基、4−tert−ブチルフェノキシ基、3−ニトロフェノキシ基、2−テトラデカノイルアミノフェノキシ基)、シリルオキシ基(好ましくは、炭素数3〜20のシリルオキシ基、例えば、トリメチルシリルオキシ基、tert−ブチルジメチルシリルオキシ基)、ヘテロ環オキシ基(好ましくは、炭素数2〜30の置換又は無置換のヘテロ環オキシ基、1−フェニルテトラゾール−5−オキシ基、2−テトラヒドロピラニルオキシ基)、アシルオキシ基(好ましくはホルミルオキシ基、炭素数2〜30の置換又は無置換のアルキルカルボニルオキシ基、炭素数6〜30の置換又は無置換のアリールカルボニルオキシ基、例えば、ホルミルオキシ基、アセチルオキシ基、ピバロイルオキシ基、ステアロイルオキシ基、ベンゾイルオキシ基、p−メトキシフェニルカルボニルオキシ基)、カルバモイルオキシ基(好ましくは、炭素数1〜30の置換又は無置換のカルバモイルオキシ基、例えば、N,N−ジメチルカルバモイルオキシ基、N,N−ジエチルカルバモイルオキシ基、モルホリノカルボニルオキシ基、N,N−ジ−n−オクチルアミノカルボニルオキシ基、N−n−オクチルカルバモイルオキシ基)、アルコキシカルボニルオキシ基(好ましくは、炭素数2〜30の置換又は無置換アルコキシカルボニルオキシ基、例えばメトキシカルボニルオキシ基、エトキシカルボニルオキシ基、tert−ブトキシカルボニルオキシ基、n−オクチルカルボニルオキシ基)、アリールオキシカルボニルオキシ基(好ましくは、炭素数7〜30の置換又は無置換のアリールオキシカルボニルオキシ基、例えば、フェノキシカルボニルオキシ基、p−メトキシフェノキシカルボニルオキシ基、p−n−ヘキサデシルオキシフェノキシカルボニルオキシ基)、アミノ基(好ましくは、アミノ基、炭素数1〜30の置換又は無置換のアルキルアミノ基、炭素数6〜30の置換又は無置換のアニリノ基、例えば、アミノ基、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、アニリノ基、N−メチル−アニリノ基、ジフェニルアミノ基)、アシルアミノ基(好ましくは、ホルミルアミノ基、炭素数1〜30の置換又は無置換のアルキルカルボニルアミノ基、炭素数6〜30の置換又は無置換のアリールカルボニルアミノ基、例えば、ホルミルアミノ基、アセチルアミノ基、ピバロイルアミノ基、ラウロイルアミノ基、ベンゾイルアミノ基)、アミノカルボニルアミノ基(好ましくは、炭素数1〜30の置換又は無置換のアミノカルボニルアミノ基、例えば、カルバモイルアミノ基、N,N−ジメチルアミノカルボニルアミノ基、N,N−ジエチルアミノカルボニルアミノ基、モルホリノカルボニルアミノ基)、アルコキシカルボニルアミノ基(好ましくは炭素数2〜30の置換又は無置換アルコキシカルボニルアミノ基、例えば、メトキシカルボニルアミノ基、エトキシカルボニルアミノ基、tert−ブトキシカルボニルアミノ基、n−オクタデシルオキシカルボニルアミノ基、N−メチルーメトキシカルボニルアミノ基)、アリールオキシカルボニルアミノ基(好ましくは、炭素数7〜30の置換又は無置換のアリールオキシカルボニルアミノ基、例えば、フェノキシカルボニルアミノ基、p−クロロフェノキシカルボニルアミノ基、m−n−オクチルオキシフェノキシカルボニルアミノ基)、スルファモイルアミノ基(好ましくは、炭素数0〜30の置換又は無置換のスルファモイルアミノ基、例えば、スルファモイルアミノ基、N,N−ジメチルアミノスルホニルアミノ基、N−n−オクチルアミノスルホニルアミノ基)、アルキル及びアリールスルホニルアミノ基(好ましくは炭素数1〜30の置換又は無置換のアルキルスルホニルアミノ基、炭素数6〜30の置換又は無置換のアリールスルホニルアミノ基、例えば、メチルスルホニルアミノ基、ブチルスルホニルアミノ基、フェニルスルホニルアミノ基、2,3,5−トリクロロフェニルスルホニルアミノ基、p−メチルフェニルスルホニルアミノ基)、メルカプト基、アルキルチオ基(好ましくは、炭素数1〜30の置換又は無置換のアルキルチオ基、例えばメチルチオ基、エチルチオ基、n−ヘキサデシルチオ基)、アリールチオ基(好ましくは炭素数6〜30の置換又は無置換のアリールチオ基、例えば、フェニルチオ基、p−クロロフェニルチオ基、m−メトキシフェニルチオ基)、ヘテロ環チオ基(好ましくは炭素数2〜30の置換又は無置換のヘテロ環チオ基、例えば、2−ベンゾチアゾリルチオ基、1−フェニルテトラゾール−5−イルチオ基)、スルファモイル基(好ましくは炭素数0〜30の置換又は無置換のスルファモイル基、例えば、N−エチルスルファモイル基、N−(3−ドデシルオキシプロピル)スルファモイル基、N,N−ジメチルスルファモイル基、N−アセチルスルファモイル基、N−ベンゾイルスルファモイル基、N−(N’−フェニルカルバモイル)スルファモイル基)、スルホ基、アルキル及びアリールスルフィニル基(好ましくは、炭素数1〜30の置換又は無置換のアルキルスルフィニル基、炭素数6〜30の置換又は無置換のアリールスルフィニル基、例えば、メチルスルフィニル基、エチルスルフィニル基、フェニルスルフィニル基、p−メチルフェニルスルフィニル基)、アルキル及びアリールスルホニル基(好ましくは、炭素数1〜30の置換又は無置換のアルキルスルホニル基、炭素数6〜30の置換又は無置換のアリールスルホニル基、例えば、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、フェニルスルホニル基、p−メチルフェニルスルホニル基)、アシル基(好ましくはホルミル基、炭素数2〜30の置換又は無置換のアルキルカルボニル基、炭素数7〜30の置換又は無置換のアリールカルボニル基、例えば、アセチル基、ピバロイルベンゾイル基)、アリールオキシカルボニル基(好ましくは、炭素数7〜30の置換又は無置換のアリールオキシカルボニル基、例えば、フェノキシカルボニル基、o−クロロフェノキシカルボニル基、m−ニトロフェノキシカルボニル基、p−tert−ブチルフェノキシカルボニル基)、アルコキシカルボニル基(好ましくは、炭素数2〜30の置換又は無置換アルコキシカルボニル基、例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、tert−ブトキシカルボニル基、n−オクタデシルオキシカルボニル基)、カルバモイル基(好ましくは、炭素数1〜30の置換又は無置換のカルバモイル基、例えば、カルバモイル基、N−メチルカルバモイル基、N,N−ジメチルカルバモイル基、N,N−ジ−n−オクチルカルバモイル基、N−(メチルスルホニル)カルバモイル基)、アリール及びヘテロ環アゾ基(好ましくは炭素数6〜30の置換又は無置換のアリールアゾ基、炭素数3〜30の置換又は無置換のヘテロ環アゾ基、例えば、フェニルアゾ基、p−クロロフェニルアゾ基、5−エチルチオ−1,3,4−チアジアゾール−2−イルアゾ基)、イミド基(好ましくは、N−スクシンイミド基、N−フタルイミド基)、ホスフィノ基(好ましくは、炭素数2〜30の置換又は無置換のホスフィノ基、例えば、ジメチルホスフィノ基、ジフェニルホスフィノ基、メチルフェノキシホスフィノ基)、ホスフィニル基(好ましくは、炭素数2〜30の置換又は無置換のホスフィニル基、例えば、ホスフィニル基、ジオクチルオキシホスフィニル基、ジエトキシホスフィニル基)、ホスフィニルオキシ基(好ましくは、炭素数2〜30の置換又は無置換のホスフィニルオキシ基、例えば、ジフェノキシホスフィニルオキシ基、ジオクチルオキシホスフィニルオキシ基)、ホスフィニルアミノ基(好ましくは、炭素数2〜30の置換又は無置換のホスフィニルアミノ基、例えば、ジメトキシホスフィニルアミノ基、ジメチルアミノホスフィニルアミノ基)、シリル基(好ましくは、炭素数3〜30の置換又は無置換のシリル基、例えば、トリメチルシリル基、tert−ブチルジメチルシリル基、フェニルジメチルシリル基)を表わす。
上記の置換基の中で、水素原子を有するものは、これを取り去りさらに上記の基で置換されていてもよい。そのような官能基の例としては、アルキルカルボニルアミノスルホニル基、アリールカルボニルアミノスルホニル基、アルキルスルホニルアミノカルボニル基、アリールスルホニルアミノカルボニル基が挙げられる。その例としては、メチルスルホニルアミノカルボニル基、p−メチルフェニルスルホニルアミノカルボニル基、アセチルアミノスルホニル基、ベンゾイルアミノスルホニル基が挙げられる。
R1は好ましくは、ハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロ環基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシルオキシ基、シアノ基、アミノ基であり、さらに好ましくは、ハロゲン原子、アルキル基、シアノ基、アルコキシ基である。
R2、R3は各々独立に置換基を表す。例としては上記R1の例があげられる。好ましくは置換もしくは無置換のベンゼン環、置換もしくは無置換のシクロヘキサン環である。より好ましくは置換基を有するベンゼン環、置換基を有するシクロヘキサン環であり、さらに好ましくは4位に置換基を有するベンゼン環、4位に置換基を有するシクロヘキサン環である。
R4、R5は各々独立に置換基を表す。例としては上記R1の例があげられる。好ましくは、ハメットの置換基定数σp値が0より大きい電子吸引性の置換基であることが好ましく、σp値が0〜1.5の電子吸引性の置換基を有していることがさらに好ましい。このような置換基としてはトリフルオロメチル基、シアノ基、カルボニル基、ニトロ基等が挙げられる。また、R4とR5とが結合して環を形成してもよい。
なお、ハメットの置換基定数のσp、σmに関しては、例えば、稲本直樹著「ハメット則−構造と反応性−」(丸善)、日本化学会編「新実験化学講座14 有機化合物の合成と反応V」2605頁(丸善)、仲谷忠雄著「理論有機化学解説」217頁(東京化学同人)、ケミカル レビュー,91巻,165〜195頁(1991年)等の成書に詳しく解説されている。
なお、ハメットの置換基定数のσp、σmに関しては、例えば、稲本直樹著「ハメット則−構造と反応性−」(丸善)、日本化学会編「新実験化学講座14 有機化合物の合成と反応V」2605頁(丸善)、仲谷忠雄著「理論有機化学解説」217頁(東京化学同人)、ケミカル レビュー,91巻,165〜195頁(1991年)等の成書に詳しく解説されている。
A1及びA2は各々独立に、−O−、−NR−(Rは水素原子又は置換基)、−S−及びCO−からなる群から選ばれる基を表す。好ましくは−O−、−NR−(Rは置換基を表し、例としては上記R1の例が挙げられる)又はS−である。
Xは第14〜16族の非金属原子を表す。ただし、Xには水素原子又は置換基が結合してもよい。Xは=O、=S、=NR4、=C(R5)R6が好ましい。ここでR4、R5、R6は各々独立に置換基を表し、例としては上記R1の例が挙げられる。
R5及びR6の好ましい例には、シアノ基(CN)、アシル基(−COR:Rは置換もしくは無置換のアルキル基またはアリール基を表す)、置換もしくは無置換のアルコキシキカルボニル基又はアリールオキシカルボニル基(C(=O)OR:Rは置換もしくは無置換のアルキル基またはアリール基を表す)、又は置換もしくは無置換のカルバモイル基(C(=O)NR11R12:R11及びR12はそれぞれ、水素原子、又は置換もしくは無置換のアルキル基又はアリール基を表し、互いに結合して環を形成していてもよい)が含まれる。R、R11及びR12が表す置換もしくは無置換のアルキル基は、C1〜C10の置換もしくは無置換のアルキル基であるのが好ましく、C2〜C8の置換もしくは無置換のアルキル基であるのがより好ましく、C2〜C6の置換もしくは無置換のアルキル基であるのがさらに好ましい。また、アルキル基中の隣接しない炭素原子の一方が酸素原子もしくは硫黄原子に置換されていてもよい。R、R11及びR12が表す置換もしくは無置換のアリール基の例には、R1の例として挙げたアリール基の具体例が含まれる。前記アルキル基及びアリール基の置換基の例は、R1が表す置換基の例と同様である。後述する重合性基を置換基として有しているのも好ましい。また、R11及びR12が互いに結合して形成される環の例には、ピペラジン環が含まれる。
中でも、R5及びR6のうち、一方がシアノ基であり、及び他方が置換もしくは無置換のアルコキシキカルボニル基であるのが好ましい。
nは0〜2の整数を表し、好ましくは0、1である。
R5及びR6の好ましい例には、シアノ基(CN)、アシル基(−COR:Rは置換もしくは無置換のアルキル基またはアリール基を表す)、置換もしくは無置換のアルコキシキカルボニル基又はアリールオキシカルボニル基(C(=O)OR:Rは置換もしくは無置換のアルキル基またはアリール基を表す)、又は置換もしくは無置換のカルバモイル基(C(=O)NR11R12:R11及びR12はそれぞれ、水素原子、又は置換もしくは無置換のアルキル基又はアリール基を表し、互いに結合して環を形成していてもよい)が含まれる。R、R11及びR12が表す置換もしくは無置換のアルキル基は、C1〜C10の置換もしくは無置換のアルキル基であるのが好ましく、C2〜C8の置換もしくは無置換のアルキル基であるのがより好ましく、C2〜C6の置換もしくは無置換のアルキル基であるのがさらに好ましい。また、アルキル基中の隣接しない炭素原子の一方が酸素原子もしくは硫黄原子に置換されていてもよい。R、R11及びR12が表す置換もしくは無置換のアリール基の例には、R1の例として挙げたアリール基の具体例が含まれる。前記アルキル基及びアリール基の置換基の例は、R1が表す置換基の例と同様である。後述する重合性基を置換基として有しているのも好ましい。また、R11及びR12が互いに結合して形成される環の例には、ピペラジン環が含まれる。
中でも、R5及びR6のうち、一方がシアノ基であり、及び他方が置換もしくは無置換のアルコキシキカルボニル基であるのが好ましい。
nは0〜2の整数を表し、好ましくは0、1である。
以下に、一般式(I)又は(II)で表される化合物の具体例を示すが、前記Re発現剤の例は以下の具体例に限定されるものではない。下記化合物に関しては、指定のない限り括弧( )内の数字にて例示化合物(X)と示す。
前記一般式(I)又は(II)で表される化合物の合成は、既知の方法を参照して行うことができる。例えば、例示化合物(1)は、下記スキームに従って合成することができる。
前記スキーム中、化合物(1−A)から化合物(1−D)までの合成は、“Journal of Chemical Crystallography”(1997);27(9);p.515−526.に記載の方法を参照して行うことができる。
さらに、前記スキームに示したように、化合物(1−E)のテトラヒドロフラン溶液に、メタンスルホン酸クロライドを加え、N,N−ジイソプロピルエチルアミンを滴下し攪拌した後、N,N−ジイソプロピルエチルアミンを加え、化合物(1−D)のテトラヒドロフラン溶液を滴下し、その後、N,N−ジメチルアミノピリジン(DMAP)のテトラヒドロフラン溶液を滴下することで、例示化合物(1)を得ることができる。
さらに、前記スキームに示したように、化合物(1−E)のテトラヒドロフラン溶液に、メタンスルホン酸クロライドを加え、N,N−ジイソプロピルエチルアミンを滴下し攪拌した後、N,N−ジイソプロピルエチルアミンを加え、化合物(1−D)のテトラヒドロフラン溶液を滴下し、その後、N,N−ジメチルアミノピリジン(DMAP)のテトラヒドロフラン溶液を滴下することで、例示化合物(1)を得ることができる。
また、式(I)で表される化合物に代えて、又はそれとともに、下記式(a)で表される化合物をRe発現剤として用いてもよい。
(a) Ar1−L1−Ar2
式(a)において、Ar1及びAr2は、それぞれ独立に、芳香族基である。
本明細書において、芳香族基は、アリール基(芳香族性炭化水素基)、置換アリール基、芳香族性ヘテロ環基及び置換芳香族性ヘテロ環基を含む。
アリール基及び置換アリール基の方が、芳香族性ヘテロ環基及び置換芳香族性ヘテロ環基よりも好ましい。芳香族性へテロ環基のヘテロ環は、一般には不飽和である。芳香族性ヘテロ環は、5員環、6員環又は7員環であることが好ましく、5員環又は6員環であることがさらに好ましい。芳香族性へテロ環は一般に最多の二重結合を有する。ヘテロ原子としては、窒素原子、酸素原子又は硫黄原子が好ましく、窒素原子又は硫黄原子がさらに好ましい。芳香族性へテロ環の例には、フラン環、チオフェン環、ピロール環、オキサゾール環、イソオキサゾール環、チアゾール環、イソチアゾール環、イミダゾール環、ピラゾール環、フラザン環、トリアゾール環、ピラン環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、及び1,3,5−トリアジン環が含まれる。
芳香族基の芳香族環としては、ベンゼン環、フラン環、チオフェン環、ピロール環、オキサゾール環、チアゾール環、イミダゾール環、トリアゾール環、ピリジン環、ピリミジン環及びピラジン環が好ましく、ベンゼン環が特に好ましい。
(a) Ar1−L1−Ar2
式(a)において、Ar1及びAr2は、それぞれ独立に、芳香族基である。
本明細書において、芳香族基は、アリール基(芳香族性炭化水素基)、置換アリール基、芳香族性ヘテロ環基及び置換芳香族性ヘテロ環基を含む。
アリール基及び置換アリール基の方が、芳香族性ヘテロ環基及び置換芳香族性ヘテロ環基よりも好ましい。芳香族性へテロ環基のヘテロ環は、一般には不飽和である。芳香族性ヘテロ環は、5員環、6員環又は7員環であることが好ましく、5員環又は6員環であることがさらに好ましい。芳香族性へテロ環は一般に最多の二重結合を有する。ヘテロ原子としては、窒素原子、酸素原子又は硫黄原子が好ましく、窒素原子又は硫黄原子がさらに好ましい。芳香族性へテロ環の例には、フラン環、チオフェン環、ピロール環、オキサゾール環、イソオキサゾール環、チアゾール環、イソチアゾール環、イミダゾール環、ピラゾール環、フラザン環、トリアゾール環、ピラン環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、及び1,3,5−トリアジン環が含まれる。
芳香族基の芳香族環としては、ベンゼン環、フラン環、チオフェン環、ピロール環、オキサゾール環、チアゾール環、イミダゾール環、トリアゾール環、ピリジン環、ピリミジン環及びピラジン環が好ましく、ベンゼン環が特に好ましい。
置換アリール基及び置換芳香族性ヘテロ環基の置換基の例には、ハロゲン原子(F、Cl、Br、I)、ヒドロキシル、カルボキシル、シアノ、アミノ、アルキルアミノ基(例、メチルアミノ、エチルアミノ、ブチルアミノ、ジメチルアミノ)、ニトロ、スルホ、カルバモイル、アルキルカルバモイル基(例、N−メチルカルバモイル、N−エチルカルバモイル、N,N−ジメチルカルバモイル)、スルファモイル、アルキルスルファモイル基(例、N−メチルスルファモイル、N−エチルスルファモイル、N,N−ジメチルスルファモイル)、ウレイド、アルキルウレイド基(例、N−メチルウレイド、N,N−ジメチルウレイド、N,N,N’−トリメチルウレイド)、アルキル基(例、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘプチル、オクチル、イソプロピル、s−ブチル、t−アミル、シクロヘキシル、シクロペンチル)、アルケニル基(例、ビニル、アリル、ヘキセニル)、アルキニル基(例、エチニル、ブチニル)、アシル基(例、ホルミル、アセチル、ブチリル、ヘキサノイル、ラウリル)、アシルオキシ基(例、アセトキシ、ブチリルオキシ、ヘキサノイルオキシ、ラウリルオキシ)、アルコキシ基(例、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘプチルオキシ、オクチルオキシ)、アリールオキシ基(例、フェノキシ)、アルコキシカルボニル基(例、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル、プロポキシカルボニル、ブトキシカルボニル、ペンチルオキシカルボニル、ヘプチルオキシカルボニル)、アリールオキシカルボニル基(例、フェノキシカルボニル)、アルコキシカルボニルアミノ基(例、ブトキシカルボニルアミノ、ヘキシルオキシカルボニルアミノ)、アルキルチオ基(例、メチルチオ、エチルチオ、プロピルチオ、ブチルチオ、ペンチルチオ、ヘプチルチオ、オクチルチオ)、アリールチオ基(例、フェニルチオ)、アルキルスルホニル基(例、メチルスルホニル、エチルスルホニル、プロピルスルホニル、ブチルスルホニル、ペンチルスルホニル、ヘプチルスルホニル、オクチルスルホニル)、アミド基(例、アセトアミド、ブチルアミド基、ヘキシルアミド、ラウリルアミド)及び非芳香族性複素環基(例、モルホリル、ピラジニル)が含まれる。
置換アリール基及び置換芳香族性ヘテロ環基の置換基としては、ハロゲン原子、シアノ、カルボキシル、ヒドロキシル、アミノ、アルキル置換アミノ基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、アルコキシカルボニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基及びアルキル基が好ましい。
アルキルアミノ基、アルコキシカルボニル基、アルコキシ基及びアルキルチオ基のアルキル部分とアルキル基とは、さらに置換基を有していてもよい。アルキル部分及びアルキル基の置換基の例には、ハロゲン原子、ヒドロキシル、カルボキシル、シアノ、アミノ、アルキルアミノ基、ニトロ、スルホ、カルバモイル、アルキルカルバモイル基、スルファモイル、アルキルスルファモイル基、ウレイド、アルキルウレイド基、アルケニル基、アルキニル基、アシル基、アシルオキシ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アルコキシカルボニルアミノ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アルキルスルホニル基、アミド基及び非芳香族性複素環基が含まれる。アルキル部分及びアルキル基の置換基としては、ハロゲン原子、ヒドロキシル、アミノ、アルキルアミノ基、アシル基、アシルオキシ基、アシルアミノ基、アルコキシカルボニル基及びアルコキシ基が好ましい。
アルキルアミノ基、アルコキシカルボニル基、アルコキシ基及びアルキルチオ基のアルキル部分とアルキル基とは、さらに置換基を有していてもよい。アルキル部分及びアルキル基の置換基の例には、ハロゲン原子、ヒドロキシル、カルボキシル、シアノ、アミノ、アルキルアミノ基、ニトロ、スルホ、カルバモイル、アルキルカルバモイル基、スルファモイル、アルキルスルファモイル基、ウレイド、アルキルウレイド基、アルケニル基、アルキニル基、アシル基、アシルオキシ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アルコキシカルボニルアミノ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アルキルスルホニル基、アミド基及び非芳香族性複素環基が含まれる。アルキル部分及びアルキル基の置換基としては、ハロゲン原子、ヒドロキシル、アミノ、アルキルアミノ基、アシル基、アシルオキシ基、アシルアミノ基、アルコキシカルボニル基及びアルコキシ基が好ましい。
式(a)において、L1 は、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、二価の飽和ヘテロ環基、−O−、−CO−及びそれらの組み合わせからなる群より選ばれる二価の連結基である。
アルキレン基は、環状構造を有していてもよい。環状アルキレン基としては、シクロヘキシレンが好ましく、1,4−シクロへキシレンが特に好ましい。鎖状アルキレン基としては、直鎖状アルキレン基の方が分岐を有するアルキレン基よりも好ましい。
アルキレン基の炭素原子数は、1〜20であることが好ましく、1〜15であることがより好ましく、1〜10であることがさらに好ましく、1〜8であることがさらにまた好ましく、1〜6であることが最も好ましい。
アルキレン基は、環状構造を有していてもよい。環状アルキレン基としては、シクロヘキシレンが好ましく、1,4−シクロへキシレンが特に好ましい。鎖状アルキレン基としては、直鎖状アルキレン基の方が分岐を有するアルキレン基よりも好ましい。
アルキレン基の炭素原子数は、1〜20であることが好ましく、1〜15であることがより好ましく、1〜10であることがさらに好ましく、1〜8であることがさらにまた好ましく、1〜6であることが最も好ましい。
アルケニレン基及びアルキニレン基は、環状構造よりも鎖状構造を有することが好ましく、分岐を有する鎖状構造よりも直鎖状構造を有することがさらに好ましい。
アルケニレン基及びアルキニレン基の炭素原子数は、2〜10であることが好ましく、2〜8であることがより好ましく、2〜6であることがさらに好ましく、2〜4であることがさらにまた好ましく、2(ビニレン又はエチニレン)であることが最も好ましい。二価の飽和ヘテロ環基は、3員〜9員のヘテロ環を有することが好ましい。ヘテロ環のヘテロ原子は、酸素原子、窒素原子、ホウ素原子、硫黄原子、ケイ素原子、リン原子又はゲルマニウム原子が好ましい。飽和ヘテロ環の例には、ピペリジン環、ピペラジン環、モルホリン環、ピロリジン環、イミダゾリジン環、テトラヒドロフラン環、テトラヒドロピラン環、1,3−ジオキサン環、1,4−ジオキサン環、テトラヒドロチオフェン環、1,3−チアゾリジン環、1,3−オキサゾリジン環、1,3−ジオキソラン環、1,3−ジチオラン環及び1,3,2−ジオキサボロランが含まれる。特に好ましい二価の飽和ヘテロ環基は、ピペラジン−1,4−ジイレン、1,3−ジオキサン−2,5−ジイレン及び1,3,2−ジオキサボロラン−2,5−ジイレンである。
アルケニレン基及びアルキニレン基の炭素原子数は、2〜10であることが好ましく、2〜8であることがより好ましく、2〜6であることがさらに好ましく、2〜4であることがさらにまた好ましく、2(ビニレン又はエチニレン)であることが最も好ましい。二価の飽和ヘテロ環基は、3員〜9員のヘテロ環を有することが好ましい。ヘテロ環のヘテロ原子は、酸素原子、窒素原子、ホウ素原子、硫黄原子、ケイ素原子、リン原子又はゲルマニウム原子が好ましい。飽和ヘテロ環の例には、ピペリジン環、ピペラジン環、モルホリン環、ピロリジン環、イミダゾリジン環、テトラヒドロフラン環、テトラヒドロピラン環、1,3−ジオキサン環、1,4−ジオキサン環、テトラヒドロチオフェン環、1,3−チアゾリジン環、1,3−オキサゾリジン環、1,3−ジオキソラン環、1,3−ジチオラン環及び1,3,2−ジオキサボロランが含まれる。特に好ましい二価の飽和ヘテロ環基は、ピペラジン−1,4−ジイレン、1,3−ジオキサン−2,5−ジイレン及び1,3,2−ジオキサボロラン−2,5−ジイレンである。
組み合わせからなる二価の連結基の例を示す。
L−1:−O−CO−アルキレン基−CO−O−
L−2:−CO−O−アルキレン基−O−CO−
L−3:−O−CO−アルケニレン基−CO−O−
L−4:−CO−O−アルケニレン基−O−CO−
L−5:−O−CO−アルキニレン基−CO−O−
L−6:−CO−O−アルキニレン基−O−CO−
L−7:−O−CO−二価の飽和ヘテロ環基−CO−O−
L−8:−CO−O−二価の飽和ヘテロ環基−O−CO−
L−1:−O−CO−アルキレン基−CO−O−
L−2:−CO−O−アルキレン基−O−CO−
L−3:−O−CO−アルケニレン基−CO−O−
L−4:−CO−O−アルケニレン基−O−CO−
L−5:−O−CO−アルキニレン基−CO−O−
L−6:−CO−O−アルキニレン基−O−CO−
L−7:−O−CO−二価の飽和ヘテロ環基−CO−O−
L−8:−CO−O−二価の飽和ヘテロ環基−O−CO−
式(a)の分子構造において、L1 を挟んで、Ar1 とAr2 とが形成する角度は、140度以上であることが好ましい。
棒状化合物としては、下記式(b)で表される化合物がさらに好ましい。
(b) Ar1 −L2 −X−L3 −Ar2
式(b)において、Ar1 及びAr2 は、それぞれ独立に、芳香族基である。芳香族基の定義及び例は、式(a)のAr1 及びAr2 と同様である。
棒状化合物としては、下記式(b)で表される化合物がさらに好ましい。
(b) Ar1 −L2 −X−L3 −Ar2
式(b)において、Ar1 及びAr2 は、それぞれ独立に、芳香族基である。芳香族基の定義及び例は、式(a)のAr1 及びAr2 と同様である。
式(b)において、L2 及びL3 は、それぞれ独立に、アルキレン基、−O−、−CO−及びそれらの組み合わせからなる群より選ばれる二価の連結基である。
アルキレン基は、環状構造よりも鎖状構造を有することが好ましく、分岐を有する鎖状構造よりも直鎖状構造を有することがさらに好ましい。
アルキレン基の炭素原子数は、1〜10であることが好ましく、1〜8であることがより好ましく、1〜6であることがさらに好ましく、1〜4であることがさらにまた好ましく、1又は2(メチレン又はエチレン)であることが最も好ましい。
L2 及びL3 は、−O−CO−又は−CO−O−であることが特に好ましい。
アルキレン基は、環状構造よりも鎖状構造を有することが好ましく、分岐を有する鎖状構造よりも直鎖状構造を有することがさらに好ましい。
アルキレン基の炭素原子数は、1〜10であることが好ましく、1〜8であることがより好ましく、1〜6であることがさらに好ましく、1〜4であることがさらにまた好ましく、1又は2(メチレン又はエチレン)であることが最も好ましい。
L2 及びL3 は、−O−CO−又は−CO−O−であることが特に好ましい。
式(b)において、Xは、1,4−シクロへキシレン、ビニレン又はエチニレンである。
以下に、式(a)で表される化合物の具体例を示す。
以下に、式(a)で表される化合物の具体例を示す。
上記式(a)の具体例(1)〜(34)、(41)、(42)、(46)、(47)、(52)、(53)は、シクロヘキサン環の1位と4位とに二つの不斉炭素原子を有する。ただし、具体例(1)、(4)〜(34)、(41)、(42)、(46)、(47)、(52)、(53)は、対称なメソ型の分子構造を有するため光学異性体(光学活性)はなく、幾何異性体(トランス型とシス型)のみ存在する。具体例(1)のトランス型(1-trans)とシス型(1-cis)とを、以下に示す。
前述したように、棒状化合物は直線的な分子構造を有することが好ましい。そのため、トランス型の方がシス型よりも好ましい。
具体例(2)及び(3)は、幾何異性体に加えて光学異性体(合計4種の異性体)を有する。幾何異性体については、同様にトランス型の方がシス型よりも好ましい。光学異性体については、特に優劣はなく、D、Lあるいはラセミ体のいずれでもよい。
具体例(43)〜(45)では、中心のビニレン結合にトランス型とシス型とがある。上記と同様の理由で、トランス型の方がシス型よりも好ましい。
具体例(2)及び(3)は、幾何異性体に加えて光学異性体(合計4種の異性体)を有する。幾何異性体については、同様にトランス型の方がシス型よりも好ましい。光学異性体については、特に優劣はなく、D、Lあるいはラセミ体のいずれでもよい。
具体例(43)〜(45)では、中心のビニレン結合にトランス型とシス型とがある。上記と同様の理由で、トランス型の方がシス型よりも好ましい。
また、特開2004−50516号公報の11〜14頁に記載の棒状芳香族化合物を、前記Re発現剤として用いてもよい。
また、Re発現剤として、一種の化合物を単独で、又は二種類以上の化合物を混合して用いることができる。Re発現剤として互いに異なる二種類以上の化合物を用いると、レターデーションの調整範囲が広がり、容易に所望の範囲に調整できるので好ましい。
前記Re発現剤の添加量はセルロースアシレート100質量部に対して、0.1〜20質量%が好ましく、0.5〜10質量%がさらに好ましい。前記セルロースアシレートフィルムをソルベントキャスト法で作製する場合は、前記Re発現剤を、ドープ中に添加してもよい。添加はいずれのタイミングで行ってもよく、例えば、アルコール、メチレンクロライド、ジオキソラン等の有機溶媒にRe発現剤を溶解してから、セルロースアシレート溶液(ドープ)に添加してもよいし、又は直接ドープ組成中に添加してもよい。
また、Re発現剤として、一種の化合物を単独で、又は二種類以上の化合物を混合して用いることができる。Re発現剤として互いに異なる二種類以上の化合物を用いると、レターデーションの調整範囲が広がり、容易に所望の範囲に調整できるので好ましい。
前記Re発現剤の添加量はセルロースアシレート100質量部に対して、0.1〜20質量%が好ましく、0.5〜10質量%がさらに好ましい。前記セルロースアシレートフィルムをソルベントキャスト法で作製する場合は、前記Re発現剤を、ドープ中に添加してもよい。添加はいずれのタイミングで行ってもよく、例えば、アルコール、メチレンクロライド、ジオキソラン等の有機溶媒にRe発現剤を溶解してから、セルロースアシレート溶液(ドープ)に添加してもよいし、又は直接ドープ組成中に添加してもよい。
また、第1の光学異方性層としての条件を満足するセルロースアシレートフィルムを作製するために、セルロースアシレートフィルム中に、Rth発現剤を添加するのが好ましい。ここで、「Rth発現剤」とはフィルムの厚み方向に複屈折を発現する性質を有する化合物である。
前記Rth発現剤としては、250nm〜380nmの波長範囲に吸収極大を有する分極率異方性の大きい化合物が好ましい。前記Rth発現剤としては、下記一般式(V)で表される化合物を特に好ましく使用できる。
式中、X1は、単結合、−NR4−、−O−又はS−であり;X2は、単結合、−NR5−、−O−又はS−であり;X3は、単結合、−NR6−、−O−又はS−である。また、R1、R2、及びR3は、それぞれ独立に、アルキル基、アルケニル基、芳香族環基又は複素環基であり;R4、R5及びR6は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基又は複素環基である。
以下に前記一般式(V)で表される化合物の好ましい例を以下に示すが、これらの具体例に限定されるものではない。
前記第1の光学異方性層として使用されるセルロースアシレートフィルムは、紫外線吸収剤を含有していてもよい。特に、前記式(1)〜(3)を満足するセルロースアシレート(より好ましくは、セルロースアセテートプロピオネート(CAP))と紫外線吸収剤とを含有する組成物から形成されたセルロースアシレートフィルムは、フィルム長手に対して直交する方向に延伸処理することで、第1の光学特性を満足するフィルムを作製しやすくなるため好ましい。紫外線吸収剤は、Rth発現剤としても機能し得る。前記紫外線吸収剤としては、例えば、オキシベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、サリチル酸エステル系化合物、ベンゾフェノン系化合物、シアノアクリレート系化合物、ニッケル錯塩系化合物等を挙げることができるが、着色の少ないベンゾトリアゾール系化合物が好ましい。また、特開平10−182621号公報、特開平8−337574号公報に記載の紫外線吸収剤、特開平6−148430号公報記載の高分子紫外線吸収剤も好ましく用いられる。前記第2の光学異方性層として用いるセルロースアシレートフィルムには、紫外線吸収剤としては、偏光子や液晶の劣化防止の観点から、波長370nm以下の紫外線の吸収能に優れており、且つ、液晶表示性の観点から、波長400nm以上の可視光の吸収が少ないものが好ましい。
種々のポリマーフィルムに対して、延伸処理を施すことで、前記第1の光学異方性層に要求される光学特性を満足するポリマーフィルムを作製してもよい。
また、特に、前記式(1)〜(3)を満足するセルロースアシレート(より好ましくは、セルロースアセテートプロピオネート(CAP))を溶融押出し法で作製したフィルムを、温度100〜120℃でフィルム長手方向に、延伸倍率50〜70%で延伸処理を施すことによって、上記光学特性を満足するフィルム(好ましくは、CAPフィルム)を作製することができる。
また、上記式(I)で表されるRe発現剤と、全アシル化度が2.3〜3.0であるTACとを含有する組成物を溶液流延法により製膜し、その後、長手方向に対して直交する方向に、温度140〜190℃で、延伸倍率15〜35%で延伸処理を施すことにより、上記光学特性を満足するTACフィルムを作製することができる。
また、特に、前記式(1)〜(3)を満足するセルロースアシレート(より好ましくは、セルロースアセテートプロピオネート(CAP))を溶融押出し法で作製したフィルムを、温度100〜120℃でフィルム長手方向に、延伸倍率50〜70%で延伸処理を施すことによって、上記光学特性を満足するフィルム(好ましくは、CAPフィルム)を作製することができる。
また、上記式(I)で表されるRe発現剤と、全アシル化度が2.3〜3.0であるTACとを含有する組成物を溶液流延法により製膜し、その後、長手方向に対して直交する方向に、温度140〜190℃で、延伸倍率15〜35%で延伸処理を施すことにより、上記光学特性を満足するTACフィルムを作製することができる。
前記第1の光学異方性層として用いるポリマーフィルムの厚みについては特に制限されないが、一般的には、30〜120μmであるのが好ましく、30〜100μmであるのがより好ましい。
[第2の光学異方性層]
第2の光学異方性層は、液晶組成物から形成するのが好ましく、円盤状液晶化合物の少なくとも一種を含有する液晶組成物から形成するのが好ましい。円盤状液晶化合物としては、下記一般式(DI)で表される化合物が好ましい。これらは、高い複屈折性を示すので好ましい。下記一般式(DI)表される化合物の中でも、ディスコティック液晶性を示す化合物が好ましく、特に、ディスコティックネマチック相を示す化合物が好ましい。
第2の光学異方性層は、液晶組成物から形成するのが好ましく、円盤状液晶化合物の少なくとも一種を含有する液晶組成物から形成するのが好ましい。円盤状液晶化合物としては、下記一般式(DI)で表される化合物が好ましい。これらは、高い複屈折性を示すので好ましい。下記一般式(DI)表される化合物の中でも、ディスコティック液晶性を示す化合物が好ましく、特に、ディスコティックネマチック相を示す化合物が好ましい。
一般式(DI)中、Y11、Y12、Y13は、それぞれ独立にメチン又は窒素原子を表す。L1、L2、L3は、それぞれ独立に単結合又は2価の連結基を表す。H1、H2、H3はそれぞれ独立に、下記一般式(DI−A)又は下記一般式(DI−B)を表す。R1、R2、R3は、それぞれ独立に下記一般式(DI−R)を表す。
一般式(DI)中、Y11、Y12及びY13はそれぞれ独立に、メチン又は窒素原子を表す。Y11、Y12及びY13がそれぞれメチンの場合、メチンが有する水素原子は置換基によって置換されていてもよい。メチンが有していてもよい置換基としては、例えば、アルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アシルオキシ基、アシルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ハロゲン原子及びシアノ基を挙げることができる。これらの中では、アルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アシルオキシ基、ハロゲン原子及びシアノ基がより好ましく、炭素原子数(置換基が有する炭素原子数をいう、以下、ディスコティック液晶化合物が有していてもよい置換基について同じ)1〜12のアルキル基、炭素原子数1〜12のアルコキシ基、炭素原子数2〜12アルコキシカルボニル基、炭素原子数2〜12アシルオキシ基、ハロゲン原子及びシアノ基がさらに好ましい。
Y11、Y12、Y13は、すべてメチンであることが好ましく、またメチンは無置換であることが好ましい。
一般式(DI)中、L1、L2及びL3はそれぞれ独立に、単結合又は2価の連結基である。前記2価の連結基は、−O−、−S−、−C(=O)−、−NR7−、−CH=CH−、−C≡C−、2価の環状基及びそれらの組み合わせからなる群より選ばれる2価の連結基であることが好ましい。上記R7は炭素原子数が1〜7のアルキル基又は水素原子であり、炭素原子数1〜4のアルキル基又は水素原子であることがより好ましく、メチル基、エチル基又は水素原子であることがさらに好ましく、水素原子であることが特に好ましい。
L1、L2、L3で表される2価の環状基は、5員環、6員環又は7員環であることが好ましく、5員環又は6員環であることがより好ましく、6員環であることがさらに好ましい。環状基に含まれる環は、縮合環であってもよい。ただし、縮合環よりも単環であることがより好ましい。また、環状基に含まれる環は、芳香族環、脂肪族環、及び複素環のいずれでもよい。芳香族環の例には、ベンゼン環及びナフタレン環が含まれる。脂肪族環の例には、シクロヘキサン環が含まれる。複素環の例には、ピリジン環及びピリミジン環が含まれる。環状基は、芳香族環及び複素環を含んでいるのが好ましい。
前記2価の環状基のうち、ベンゼン環を有する環状基としては、1,4−フェニレン基が好ましい。ナフタレン環を有する環状基としては、ナフタレン−1,5−ジイル基及びナフタレン−2,6−ジイル基が好ましい。シクロヘキサン環を有する環状基としては1,4−シクロへキシレン基であることが好ましい。ピリジン環を有する環状基としてはピリジン−2,5−ジイル基が好ましい。ピリミジン環を有する環状基としては、ピリミジン−2,5−ジイル基が好ましい。
L1、L2又はL3で表される前記2価の環状基は、置換基を有していてもよい。置換基の例には、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、炭素原子数1〜16のアルキル基、炭素原子数2〜16のアルケニル基、炭素原子数2〜16のアルキニル基、炭素原子数1〜16のハロゲン原子で置換されたアルキル基、炭素原子数が1〜16のアルコキシ基、炭素原子数が2〜16のアシル基、炭素原子数が1〜16のアルキルチオ基、炭素原子数が2〜16のアシルオキシ基、炭素原子数が2〜16のアルコキシカルボニル基、カルバモイル基、炭素原子数が2〜16のアルキル基で置換されたカルバモイル基及び炭素原子数が2〜16のアシルアミノ基が含まれる。
L1、L2及びL3としては、単結合、*−O−CO−、*−CO−O−、*−CH=CH−、*−C≡C−、*−2価の環状基−、*−O−CO−2価の環状基−、*−CO−O−2価の環状基−、*−CH=CH−2価の環状基−、*−C≡C−2価の環状基−、*−2価の環状基−O−CO−、*−2価の環状基−CO−O−、*−2価の環状基−CH=CH−又は*−2価の環状基−C≡C−が好ましい。特に、単結合、*−CH=CH−、*−C≡C−、*−CH=CH−2価の環状基−又は*−C≡C−2価の環状基−がより好ましく、単結合がさらに好ましい。ここで、*は式中のY11、Y12及びY13を含む6員環に結合する位置を表す。
一般式(DI)中、H1、H2及びH3はそれぞれ独立に、下記一般式(DI−A)もしくは下記一般式(DI−B)を表す。
一般式(DI−A)中、YA1及びYA2はそれぞれ独立に、メチン又は窒素原子を表す。YA1及びYA2は、少なくとも一方が窒素原子であることが好ましく、双方が窒素原子であることがより好ましい。XAは酸素原子、硫黄原子、メチレン又はイミノを表す。XAは、酸素原子であることが好ましい。*はL1〜L3と結合する位置を表し、**はR1〜R3と結合する位置を表す。
一般式(DI−B)中、YB1及びYB2は、それぞれ独立にメチン又は窒素原子を表す。YB1及びYB2は、少なくとも一方が窒素原子であることが好ましく、双方が窒素原子であることがより好ましい。XBは酸素原子、硫黄原子、メチレン又はイミノを表す。XBは、酸素原子であることが好ましい。*はL1〜L3と結合する位置を表し、**はR1〜R3と結合する位置を表す。
R1、R2、R3は、それぞれ独立に下記一般式(DI−R)を表す。
一般式(DI−R)
*−(−L21−F1)n1−L22−L23−Q1
一般式(DI−R)
*−(−L21−F1)n1−L22−L23−Q1
一般式(DI−R)中、*は一般式(DI)中のH1、H2又はH3に結合する位置を表す。F1は少なくとも1種類の環状構造を有する2価の連結基を表す。L21は単結合又は2価の連結基を表す。L21が2価の連結基の場合、−O−、−S−、−C(=O)−、−NR7−、−CH=CH−、−C≡C−、及びそれらの組み合わせからなる群より選ばれる2価の連結基であることが好ましい。上記R7は炭素原子数が1〜7のアルキル基又は水素原子であり、炭素原子数1〜4のアルキル基又は水素原子であることがより好ましく、メチル基、エチル基又は水素原子であることがさらに好ましく、水素原子であることが特に好ましい。
L21は単結合、**−O−CO−、**−CO−O−、**−CH=CH−又は**−C≡C−(ここで、**は一般式(DI−R)中のL21の左側を表す)が好ましい。特に、単結合が好ましい。
一般式(DI−R)中のF1は少なくとも1種類の環状構造を有する2価の環状連結基を表す。環状構造は、5員環、6員環又は7員環であることが好ましく、5員環又は6員環であることがより好ましく、6員環であることがさらに好ましい。環状構造は、縮合環であってもよい。ただし、縮合環よりも単環であることがより好ましい。また、環状基に含まれる環は、芳香族環、脂肪族環、及び複素環のいずれでもよい。芳香族環の例には、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環が含まれる。脂肪族環の例には、シクロヘキサン環が含まれる。複素環の例には、ピリジン環及びピリミジン環が含まれる。
F1のうち、ベンゼン環を有するものとしては、1,4−フェニレン基、1,3−フェニレン基が好ましい。ナフタレン環を有するものとしては、ナフタレン−1,4−ジイル基、ナフタレン−1,5−ジイル基、ナフタレン−1,6−ジイル基、ナフタレン−2,5−ジイル基、ナフタレン−2,6−ジイルナフタレン−2,7−ジイル基が好ましい。シクロヘキサン環を有するものとしては1,4−シクロへキシレン基であることが好ましい。ピリジン環を有するものとしてはピリジン−2,5−ジイル基が好ましい。ピリミジン環を有するものとしては、ピリミジン−2,5−ジイル基が好ましい。F1は、特に、1,4−フェニレン基、1,3−フェニレンナフタレン−2,6−ジイル基及び1,4−シクロへキシレン基が好ましい。
F1は、置換基を有していてもよい。置換基の例には、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)、シアノ基、ニトロ基、炭素原子数1〜16のアルキル基、炭素原子数1〜16のアルケニル基、炭素原子数2〜16のアルキニル基、炭素原子数1〜16のハロゲン原子で置換されたアルキル基、炭素原子数1〜16のアルコキシ基、炭素原子数2〜16のアシル基、炭素原子数1〜16のアルキルチオ基、炭素原子数2〜16のアシルオキシ基、炭素原子数2〜16のアルコキシカルボニル基、カルバモイル基、炭素原子数2〜16のアルキル基で置換されたカルバモイル基及び炭素原子数2〜16のアシルアミノ基が含まれる。該置換基は、ハロゲン原子、シアノ基、炭素原子数1〜6のアルキル基、炭素原子数1〜6のハロゲン原子で置換されたアルキル基が好ましく、ハロゲン原子、炭素原子数1〜4のアルキル基、炭素原子数1〜4のハロゲン原子で置換されたアルキル基がより好ましく、特に、ハロゲン原子、炭素原子数1〜3のアルキル基、トリフルオロメチル基が好ましい。
n1は0〜4整数を表す。n1としては、1〜3の整数が好ましく、1又は2が好ましい。なお、n1が0の場合は、式(DI−R)中のL22が直接、前記一般式(D1)中のH1〜H3と結合する。n1が2以上の場合、それぞれの−L21−F1は同一でも異なっていてもよい。
L22は、−O−、−O−CO−、−CO−O−、−O−CO−O−、−S−、−NH−、−SO2−、−CH2−、−CH=CH−又は−C≡C−を表す。好ましくは、−O−、−O−CO−、−CO−O−、−O−CO−O−、−CH2−、−CH=CH−又は−C≡C−であり、より好ましくは、−O−、−O−CO−、−CO−O−、−O−CO−O−又は−CH2−である。
ここで、上記のうち水素原子を含む基であるときは、該水素原子は置換基で置き換わってもよい。他の置換基の例には、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、炭素原子数1〜6のアルキル基、炭素原子数1〜6のハロゲン原子で置換されたアルキル基、炭素原子数1〜6のアルコキシ基、炭素原子数2〜6のアシル基、炭素原子数1〜6のアルキルチオ基、炭素原子数2〜6のアシルオキシ基、炭素原子数2〜6のアルコキシカルボニル基、カルバモイル基、炭素原子数2〜6のアルキル基で置換されたカルバモイル基及び炭素原子数2〜6のアシルアミノ基が含まれる。特に、ハロゲン原子、炭素原子数1〜6のアルキル基が好ましい。
ここで、上記のうち水素原子を含む基であるときは、該水素原子は置換基で置き換わってもよい。他の置換基の例には、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、炭素原子数1〜6のアルキル基、炭素原子数1〜6のハロゲン原子で置換されたアルキル基、炭素原子数1〜6のアルコキシ基、炭素原子数2〜6のアシル基、炭素原子数1〜6のアルキルチオ基、炭素原子数2〜6のアシルオキシ基、炭素原子数2〜6のアルコキシカルボニル基、カルバモイル基、炭素原子数2〜6のアルキル基で置換されたカルバモイル基及び炭素原子数2〜6のアシルアミノ基が含まれる。特に、ハロゲン原子、炭素原子数1〜6のアルキル基が好ましい。
L23は、−O−、−S−、−C(=O)−、−SO2−、−NH−、−CH2−、−CH=CH−及び−C≡C−並びにこれらの2個以上を連結して形成される基から選択される2価の連結基である。ここで、−NH−、−CH2−、−CH=CH−の水素原子は、他の置換基に置き換えられていてもよい。他の置換基の例には、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、炭素原子数1〜6のアルキル基、炭素原子数1〜6のハロゲン原子で置換されたアルキル基、炭素原子数1〜6のアルコキシ基、炭素原子数2〜6のアシル基、炭素原子数1〜6のアルキルチオ基、炭素原子数2〜6のアシルオキシ基、炭素原子数2〜6のアルコキシカルボニル基、カルバモイル基、炭素原子数2〜6のアルキル基で置換されたカルバモイル基及び炭素原子数2〜6のアシルアミノ基が含まれる。特に、ハロゲン原子、炭素原子数1〜6のアルキル基が好ましい。これらの置換基に置き換えられることにより、前記一般式(DI)で表される化合物の溶媒に対する溶解性を向上させることができ、容易に、塗布液として本発明の組成物を調製することができる。
L23は、−O−、−C(=O)−、−CH2−、−CH=CH−及び−C≡C−並びにこれらの組み合わせからなる群から選ばれる連結基であることが好ましい。L23は、炭素原子を1〜20個含有することが好ましく、炭素原子を2〜14個を含有することがより好ましい。さらに、L23は−CH2−を1〜16個含有することが好ましく、−CH2−を2〜12個含有することがより好ましい。
Q1は重合性基又は水素原子である。一般式(DI)で表される化合物を、光学補償フィルムのような位相差の大きさが熱により変化しないことを必要とする光学フィルム等の作製に用いる場合には、Q1は重合性基であることが好ましい。重合反応は、付加重合(開環重合を含む)又は縮合重合であることが好ましい。言い換えると、重合性基は、付加重合反応又は縮合重合反応が可能な官能基であることが好ましい。以下に重合性基の例を示す。
さらに、重合性基は付加重合反応が可能な官能基であることが特に好ましい。そのような重合性基としては、重合性エチレン性不飽和基又は開環重合性基が好ましい。
重合性エチレン性不飽和基の例としては、下記の式(M−1)〜(M−6)が挙げられる。
式(M−3)、式(M−4)中、Rは水素原子又はアルキル基を表す。Rとしては、水素原子又はメチル基が好ましい。上記(M−1)〜(M−6)の中でも、(M−1)又は(M−2)が好ましく、(M−1)がより好ましい。
開環重合性基として好ましいのは、環状エーテル基であり、中でもエポキシ基又はオキセタニル基がより好ましく、エポキシ基が最も好ましい。
また、本発明では、ディスコティック液晶化合物として下記一般式(DII)で表される化合物又は下記一般式(DIII)で表される化合物を用いることも好ましい。
一般式(DII)中、Y31、Y32、Y33はそれぞれ独立にメチン又は窒素原子を表す。Y31、Y32及びY33は各々、一般式(DI)中のY11、Y12及びY13の定義とそれぞれ同一であり、好ましい範囲も同義である。
R31、R32、R33はそれぞれ独立に一般式(DII−R)で表される。
一般式(DII−R)中、A31、A32は、それぞれ独立にメチン又は窒素原子を表す。A31及びA32としては、少なくとも一方が窒素原子であることが好ましく、双方が窒素原子であることがより好ましい。
X3は酸素原子、硫黄原子、メチレン、又はイミノを表す。X3としては、酸素原子であることが好ましい。
X3は酸素原子、硫黄原子、メチレン、又はイミノを表す。X3としては、酸素原子であることが好ましい。
一般式(DII−R)中、F2は6員環状構造を有する2価の環状連結基を表す。F2に含まれる6員環は、縮合環であってもよい。ただし、縮合環よりも単環であることがより好ましい。F2に含まれる6員環は、芳香族環、脂肪族環及び複素環のいずれでもよい。
芳香族環の例には、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環及びフェナントレン環が含まれる。脂肪族環の例には、シクロヘキサン環が含まれる。複素環の例には、ピリジン環及びピリミジン環が含まれる。
芳香族環の例には、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環及びフェナントレン環が含まれる。脂肪族環の例には、シクロヘキサン環が含まれる。複素環の例には、ピリジン環及びピリミジン環が含まれる。
2価の環状基のうち、ベンゼン環を有する環状基としては、1,4−フェニレン基及び1,3−フェニレン基が好ましい。ナフタレン環を有する環状基としては、ナフタレン−1,4−ジイル基、ナフタレン−1,5−ジイル基、ナフタレン−1,6−ジイル基、ナフタレン−2,5−ジイル基、ナフタレン−2,6−ジイル基及びナフタレン−2,7−ジイル基が好ましい。シクロヘキサン環を有する環状基としては1,4−シクロへキシレン基であることが好ましい。ピリジン環を有する環状基としてはピリジン−2,5−ジイル基が好ましい。ピリミジン環を有する環状基としては、ピリミジン−2,5−ジイル基が好ましい。2価の環状基としては、特に、1,4−フェニレン基、1,3−フェニレン基、ナフタレン−2,6−ジイル基及び1,4−シクロへキシレン基が好ましい。
F2は、置換基を有していてもよい。置換基の例には、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)、シアノ基、ニトロ基、炭素原子数1〜16のアルキル基、炭素原子数2〜16のアルケニル基、炭素原子数2〜16のアルキニル基、炭素原子数1〜16のハロゲン原子で置換されたアルキル基、炭素原子数1〜16のアルコキシ基、炭素原子数2〜16のアシル基、炭素原子数1〜16のアルキルチオ基、炭素原子数2〜16のアシルオキシ基、炭素原子数2〜16のアルコキシカルボニル基、カルバモイル基、炭素原子数2〜16のアルキル基で置換されたカルバモイル基及び炭素原子数2〜16のアシルアミノ基が含まれる。2価の環状基の置換基としては、ハロゲン原子、シアノ基、炭素原子数1〜6のアルキル基、炭素原子数1〜6のハロゲン原子で置換されたアルキル基が好ましく、さらに、ハロゲン原子、炭素原子数1〜4のアルキル基、炭素原子数1〜4のハロゲン原子で置換されたアルキル基が好ましく、ハロゲン原子、炭素原子数1〜3のアルキル基、トリフルオロメチル基がより好ましい。
n3は、1〜3整数を表す。n3としては、1又は2が好ましい。n3が2以上の場合、それぞれのF2は同一でも異なっていてもよい。
L31は−O−、−O−CO−、−CO−O−、−O−CO−O−、−S−、−NH−、−SO2−、−CH2−、−CH=CH−、−C≡C−、を表し、上述の基が水素原子を含む基であるときは、該水素原子は置換基で置き換わってもよい。L31の好ましい範囲は、一般式(DI−R)中のL22と同一である。
L32は−O−、−S−、−C(=O)−、−SO2−、−NH−、−CH2−、−CH=CH−、−C≡C−ならびにこれらの2個以上を連結して形成される基から選択される2価の連結基を表し、上述の基が水素原子を含む基であるときは、該水素原子は置換基で置き換わってもよい。L32の好ましい範囲は、一般式(DI−R)中のL23と同一である。
Q3は重合性基又は水素原子を表し、好ましい範囲は、一般式(DI−R)中のQ1と同一である。
次に、一般式(DIII)で表される化合物の詳細を記す。
一般式(DIII)中、Y41、Y42及びY43は、それぞれ独立にメチン又は窒素原子を表し、Y41、Y42及びY43がそれぞれメチンの場合、メチンが有する水素原子は、置換基によって置換されていてもよい。メチンが有していてもよい置換基としては、アルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アシルオキシ基、アシルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ハロゲン原子及びシアノ基を好ましい例として挙げることができる。これらの置換基の中では、アルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アシルオキシ基、ハロゲン原子及びシアノ基がさらに好ましく、炭素原子数1〜12のアルキル基、炭素原子数1〜12のアルコキシ基、炭素原子数2〜12のアルコキシカルボニル基、炭素原子数2〜12のアシルオキシ基、ハロゲン原子及びシアノ基が特に好ましい。
Y41、Y42及びY43は、いずれもメチンであることがより好ましく、メチンは無置換であることがより好ましい。
Y41、Y42及びY43は、いずれもメチンであることがより好ましく、メチンは無置換であることがより好ましい。
R41、R42及びR43は、それぞれ独立に下記一般式(DIII−A)、又は下記一般式(DIII−B)、又は下記一般式(DIII−C)を表す。
波長分散性の小さい位相差板等を作製する場合は、R41、R42及びR43は、それぞれ、一般式(DIII−A)又は一般式(DIII−C)で表されるものが好ましく、一般式(DIII−A)で表されるものがより好ましい。
波長分散性の小さい位相差板等を作製する場合は、R41、R42及びR43は、それぞれ、一般式(DIII−A)又は一般式(DIII−C)で表されるものが好ましく、一般式(DIII−A)で表されるものがより好ましい。
一般式(DIII−A)中、A41、A42、A43、A44、A45、A46は、それぞれ独立にメチン又は窒素原子を表す。A41及びA42は、少なくとも一方が窒素原子であることが好ましく、双方が窒素原子であることがより好ましい。A43、A44、A45及びA46は、少なくとも3つがメチンであることが好ましく、全てメチンであることがより好ましい。A43、A44、A45及びA46がそれぞれメチンの場合、メチンが有する水素原子は置換基によって置換されていてもよい。メチンが有する置換基の例には、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)、シアノ基、ニトロ基、炭素原子数1〜16のアルキル基、炭素原子数2〜16のアルケニル基、炭素原子数2〜16のアルキニル基、炭素原子数1〜16のハロゲン原子で置換されたアルキル基、炭素原子数1〜16のアルコキシ基、炭素原子数2〜16のアシル基、炭素原子数1〜16のアルキルチオ基、炭素原子数2〜16のアシルオキシ基、炭素原子数2〜16のアルコキシカルボニル基、カルバモイル基、炭素原子数2〜16のアルキル基で置換されたカルバモイル基及び炭素原子数2〜16のアシルアミノ基が含まれる。これらの中でも、ハロゲン原子、シアノ基、炭素原子数1〜6のアルキル基、炭素原子数1〜6のハロゲンで置換されたアルキル基が好ましく、ハロゲン原子、炭素原子数1〜4のアルキル基、炭素原子数1〜4のハロゲンで置換されたアルキル基がより好ましく、ハロゲン原子、炭素原子数1〜3のアルキル基、トリフルオロメチル基がさらに好ましい。
X41は、酸素原子、硫黄原子、メチレン又はイミノを表し、酸素原子が好ましい。
X41は、酸素原子、硫黄原子、メチレン又はイミノを表し、酸素原子が好ましい。
一般式(DIII−B)中、A51、A52、A53、A54、A55及びA56はそれぞれ独立に、メチン又は窒素原子を表す。A51及びA52は、少なくとも一方が窒素原子であることが好ましく、双方が窒素原子であることがより好ましい。A53、A54、A55及びA56は、少なくとも3つがメチンであることが好ましく、全てメチンであることがより好ましい。A53、A54、A55及びA56がそれぞれメチンの場合、メチンが有する水素原子は置換基によって置換されていてもよい。メチンが有していてもよい置換基としては、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)、シアノ基、ニトロ基、炭素原子数1〜16のアルキル基、炭素原子数2〜16のアルケニル基、炭素原子数2〜16のアルキニル基、炭素原子数1〜16のハロゲンで置換されたアルキル基、炭素原子数1〜16のアルコキシ基、炭素原子数2〜16のアシル基、炭素原子数1〜16のアルキルチオ基、炭素原子数2〜16のアシルオキシ基、炭素原子数2〜16のアルコキシカルボニル基、カルバモイル基、炭素原子数2〜16のアルキル基で置換されたカルバモイル基及び炭素原子数2〜16のアシルアミノ基が含まれる。これらの中でも、ハロゲン原子、シアノ基、炭素原子数1〜6のアルキル基、炭素原子数1〜6のハロゲン原子で置換されたアルキル基が好ましく、ハロゲン原子、炭素原子数1〜4のアルキル基、炭素原子数1〜4のハロゲン原子で置換されたアルキル基がより好ましく、ハロゲン原子、炭素原子数1〜3のアルキル基、トリフルオロメチル基がさらに好ましい。
X52は、酸素原子、硫黄原子、メチレン又はイミノを表し、酸素原子が好ましい。
X52は、酸素原子、硫黄原子、メチレン又はイミノを表し、酸素原子が好ましい。
一般式(DIII−C)中、A61、A62、A63、A64、A65及びA66はそれぞれ独立に、メチン又は窒素原子を表す。A61及びA62は、少なくとも一方が窒素原子であることが好ましく、双方が窒素原子であることがより好ましい。A63、A64、A65及びA66は、少なくとも3つがメチンであることが好ましく、全てメチンであることがより好ましい。A63、A64、A65及びA36がそれぞれメチンの場合、該メチンが有する水素原子は置換基によって置換されていてもよい。メチンが有していてもよい置換基の例には、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)、シアノ基、ニトロ基、炭素原子数1〜16のアルキル基、炭素原子数2〜16のアルケニル基、炭素原子数2〜16のアルキニル基、炭素原子数1〜16のハロゲンで置換されたアルキル基、炭素原子数1〜16のアルコキシ基、炭素原子数2〜16のアシル基、炭素原子数1〜16のアルキルチオ基、炭素原子数2〜16のアシルオキシ基、炭素原子数2〜16のアルコキシカルボニル基、カルバモイル基、炭素原子数2〜16のアルキル基で置換されたカルバモイル基及び炭素原子数2〜16のアシルアミノ基が含まれる。これらの中でも、ハロゲン原子、シアノ基、炭素原子数1〜6のアルキル基、炭素原子数1〜6のハロゲンで置換されたアルキル基が好ましく、ハロゲン原子、炭素原子数1〜4のアルキル基、炭素原子数1〜4のハロゲンで置換されたアルキル基がより好ましく、ハロゲン原子、炭素原子数が1〜3のアルキル基、トリフルオロメチル基がさらに好ましい。
X63は、酸素原子、硫黄原子、メチレン又はイミノを表し、酸素原子が好ましい。
X63は、酸素原子、硫黄原子、メチレン又はイミノを表し、酸素原子が好ましい。
一般式(DIII−A)中のL41、一般式(DIII−B)中のL51、一般式(DIII−C)中のL61はそれぞれ独立して、−O−、−O−CO−、−CO−O−、−O−CO−O−、−S−、−NH−、−SO2−、−CH2−、−CH=CH−又は−C≡C−を表す。好ましくは、−O−、−O−CO−、−CO−O−、−O−CO−O−、−CH2−、−CH=CH−、−C≡C−であり、より好ましくは、−O−、−O−CO−、−CO−O−、−O−CO−O−又は−CH2−である。上述の基が水素原子を含む基であるときは、該水素原子は置換基で置き換わってもよい。
このような置換基として、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、炭素原子数1〜6のアルキル基、炭素原子数1〜6のハロゲン原子で置換されたアルキル基、炭素原子数1〜6のアルコキシ基、炭素原子数2〜6のアシル基、炭素原子数1〜6のアルキルチオ基、炭素原子数2〜6のアシルオキシ基、炭素原子数2〜6のアルコキシカルボニル基、カルバモイル基、炭素原子数2〜6のアルキルで置換されたカルバモイル基及び炭素原子数2〜6のアシルアミノ基が好ましい例として挙げられ、ハロゲン原子、炭素原子数1〜6のアルキル基がより好ましい。
このような置換基として、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、炭素原子数1〜6のアルキル基、炭素原子数1〜6のハロゲン原子で置換されたアルキル基、炭素原子数1〜6のアルコキシ基、炭素原子数2〜6のアシル基、炭素原子数1〜6のアルキルチオ基、炭素原子数2〜6のアシルオキシ基、炭素原子数2〜6のアルコキシカルボニル基、カルバモイル基、炭素原子数2〜6のアルキルで置換されたカルバモイル基及び炭素原子数2〜6のアシルアミノ基が好ましい例として挙げられ、ハロゲン原子、炭素原子数1〜6のアルキル基がより好ましい。
一般式(DIII−A)中のL42、一般式(DIII−B)中のL52、一般式(DIII−C)中のL62はそれぞれ独立して、−O−、−S−、−C(=O)−、−SO2−、−NH−、−CH2−、−CH=CH−及び−C≡C−ならびにこれらの2個以上を連結して形成される基から選択される2価の連結基を表す。ここで、−NH−、−CH2−、−CH=CH−の水素原子は、置換基で置換されていてもよい。このような置換基として、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、炭素原子数1〜6のアルキル基、炭素原子数1〜6のハロゲン原子で置換されたアルキル基、炭素原子数1〜6のアルコキシ基、炭素原子数2〜6のアシル基、炭素原子数1〜6のアルキルチオ基、炭素原子数2〜6のアシルオキシ基、炭素原子数2〜6のアルコキシカルボニル基、カルバモイル基、炭素原子数2〜6のアルキルで置換されたカルバモイル基及び炭素原子数2〜6のアシルアミノ基が好ましい例として挙げられ、ハロゲン原子、炭素原子数1〜6のアルキル基がより好ましい。
L42、L52及びL62はそれぞれ独立して、−O−、−C(=O)−、−CH2−、−CH=CH−及び−C≡C−ならびにこれらの2個以上を連結して形成される基から選択される2価の連結基であることが好ましい。L42、L52、L62はそれぞれ独立して、炭素原子を1〜20個含有することが好ましく、炭素原子を2〜14個含有することがより好ましい。さらに、L42、L52、L62はそれぞれ独立して、−CH2−を1〜16個含有することが好ましく、−CH2−を2〜12個含有することがさらに好ましい。
一般式(DIII−A)中のQ4、一般式(DIII−B)中のQ5及び一般式(DIII−C)中のQ6は、それぞれ独立して、重合性基又は水素原子を表す。これらの好ましい範囲は、一般式(DI−R)中のQ1と同一である。
以下に、一般式(DI)、一般式(DII)及び一般式(DIII)で表される化合物の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
以下一般式(DIII)で表される化合物を示す。
上記一般式(DI)、一般式(DII)及び一般式(DIII)で表される化合物の合成は、既知の方法を適用して合成することができる。
本発明では、円盤状液晶化合物として、上記一般式(DI)、一般式(DII)及び一般式(DIII)で表される化合物の1種のみを使用してよいし、2種以上を使用してもよい。
また、前記円盤状液晶化合物の好ましい例には、特開2005−301206号公報に記載の化合物も含まれる。また、特開2007−2220号公報に記載の化合物も含まれる。
前記第2の光学異方性層は、液晶化合物を少なくとも一種含有する組成物を、表面(例えば、配向膜表面)に配置し、液晶化合物の分子を所望の配向状態とし、重合により硬化させ、その配向状態を固定して形成するのが好ましい。固定する配向状態は、ハイブリッド配向状態であるのが好ましい。ハイブリッド配向とは、層の厚み方向で液晶分子のダイレクタの方向が連続的に変化する配向状態をいう。棒状分子の場合は、ダイレクタは長軸方向、円盤状分子の場合はダイレクタは円盤面に垂直方向となる。
液晶性化合物の分子を所望の配向状態とするため、及び組成物の塗布性もしくは硬化性の良化のために、前記組成物は一種以上の添加剤を含んでいてもよい。
液晶化合物(特に棒状液晶化合物)の分子をハイブリッド配向させるために、層の空気界面側の配向を制御し得る添加剤(以下、「空気界面配向制御剤」という)を添加してもよい。該添加剤として、フッ化アルキル基及びスルホニル基等の親水性基を有する低分子量もしくは高分子量の化合物が挙げられる。使用可能な空気界面配向制御剤の具体例には、特開2006−267171号公報等に記載の化合物が含まれる。
液晶化合物(特に棒状液晶化合物)の分子をハイブリッド配向させるために、層の空気界面側の配向を制御し得る添加剤(以下、「空気界面配向制御剤」という)を添加してもよい。該添加剤として、フッ化アルキル基及びスルホニル基等の親水性基を有する低分子量もしくは高分子量の化合物が挙げられる。使用可能な空気界面配向制御剤の具体例には、特開2006−267171号公報等に記載の化合物が含まれる。
また、前記組成物を塗布液として調製し、塗布により前記第2の光学異方性層を形成する場合は、塗布性の良化のために界面活性剤を添加してもよい。界面活性剤としては、フッ素系化合物が好ましく、具体的には、例えば特開2001−330725号公報明細書中の段落番号[0028]〜[0056]記載の化合物が挙げられる。また市販の「メガファックF780」(大日本インキ製)などを用いてもよい。
また、前記組成物は、重合開始剤を含有しているのが好ましい。前記重合開始剤は、熱重合開始剤であっても光重合開始剤であってもよいが、制御が容易である等の観点から、光重合開始剤が好ましい。光の作用によりラジカルを発生させる光重合開始剤の例としては、α−カルボニル化合物(米国特許第2367661号、同2367670号の各明細書記載)、アシロインエーテル(米国特許第2448828号明細書記載)、α−炭化水素置換芳香族アシロイン化合物(米国特許第2722512号明細書記載)、多核キノン化合物(米国特許第3046127号、同2951758号の各明細書記載)、トリアリールイミダゾールダイマーとp−アミノフェニルケトンとの組み合わせ(米国特許第3549367号明細書記載)、アクリジン及びフェナジン化合物(特開昭60−105667号公報、米国特許第4239850号明細書記載)及びオキサジアゾール化合物(米国特許第4212970号明細書記載)、アセトフェノン系化合物、ベンゾインエーテル系化合物、ベンジル系化合物、ベンゾフェノン系化合物、チオキサントン系化合物等が好ましい。アセトフェノン系化合物としては、例えば、2,2−ジエトキシアセトフェノン、2−ヒドロキシメチル−1−フェニルプロパン−1−オン、4'−イソプロピル−2−ヒドロキシ−2−メチル−プロピオフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−プロピオフェノン、p−ジメチルアミノアセトン、p−tert−ブチルジクロロアセトフェノン、p−tert−ブチルトリクロロアセトフェノン、p−アジドベンザルアセトフェノン等が挙げられる。ベンジル系化合物としては、例えば、ベンジル、ベンジルジメチルケタール、ベンジル−β−メトキシエチルアセタール、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン等が挙げられる。ベンゾインエーテル系化合物としては、例えば、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾイン−n−プロピルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾイン−n−ブチルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル等が挙げられる。ベンゾフェノン系化合物としては、例えば、ベンゾフェノン、o−ベンゾイル安息香酸メチル、ミヒラーズケトン、4,4'−ビスジエチルアミノベンゾフェノン、4,4'−ジクロロベンゾフェノン等が挙げられる。チオキサントン系化合物としては、例えば、チオキサントン、2−メチルチオキサントン、2−エチルチオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン、4−イソプロピルチオキサントン、2−クロロチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン等が挙げられる。このような芳香族ケトン類からなる感光性ラジカル重合開始剤の中でも、アセトフェノン系化合物及びベンジル系化合物が、硬化特性、保存安定性、臭気等の面で特に好ましい。これらの芳香族ケトン類からなる感光性ラジカル重合開始剤は、1種又は2種以上のものを所望の性能に応じて配合して使用することができる。
また、感度を高める目的で重合開始剤に加えて、増感剤を用いてもよい。増感剤の例には、n−ブチルアミン、トリエチルアミン、トリ−n−ブチルホスフィン、及びチオキサントン等が含まれる。
また、感度を高める目的で重合開始剤に加えて、増感剤を用いてもよい。増感剤の例には、n−ブチルアミン、トリエチルアミン、トリ−n−ブチルホスフィン、及びチオキサントン等が含まれる。
光重合開始剤は複数種を組み合わせてもよく、使用量は、塗布液の固形分の0.01〜20質量%であることが好ましく、0.5〜5質量%であることがより好ましい。液晶化合物の重合のための光照射は紫外線を用いることが好ましい。
前記組成物は、重合性液晶化合物とは別に、非液晶性の重合性モノマーを含有していてもよい。重合性モノマーとしては、ビニル基、ビニルオキシ基、アクリロイル基又はメタクリロイル基を有する化合物が好ましい。なお、重合性の反応性官能基数が2以上の多官能モノマー、例えば、エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパンアクリレートを用いると、耐久性が改善されるので好ましい。
前記非液晶性の重合性モノマーは、非液晶性成分であるので、その添加量が、液晶化合物に対して15質量%を超えることはなく、0〜10質量%程度であるのが好ましい。
前記非液晶性の重合性モノマーは、非液晶性成分であるので、その添加量が、液晶化合物に対して15質量%を超えることはなく、0〜10質量%程度であるのが好ましい。
前記第2の光学異方性層は、前記組成物を塗布液として調製し、該塗布液を、例えば、支持体上に形成された配向膜の表面に塗布し、乾燥して溶媒を除去するとともに、液晶化合物の分子を配向させ、その後、重合により硬化させて、形成することができる。
塗布方法としてはカーテンコーティング法、ディップコーティング法、スピンコーティング法、印刷コーティング法、スプレーコーティング法、スロットコーティング法、ロールコーティング法、スライドコーテティング法、ブレードコーティング法、グラビアコーティング法、ワイヤーバー法等の公知の塗布方法が挙げられる。
塗膜を乾燥する際には、加熱してもよい。塗膜を乾燥して溶媒を除去すると同時に、塗膜中の液晶化合物の分子を配向させて、所望の配向状態を得る。
塗布方法としてはカーテンコーティング法、ディップコーティング法、スピンコーティング法、印刷コーティング法、スプレーコーティング法、スロットコーティング法、ロールコーティング法、スライドコーテティング法、ブレードコーティング法、グラビアコーティング法、ワイヤーバー法等の公知の塗布方法が挙げられる。
塗膜を乾燥する際には、加熱してもよい。塗膜を乾燥して溶媒を除去すると同時に、塗膜中の液晶化合物の分子を配向させて、所望の配向状態を得る。
次に、紫外線照射等によって重合を進行させて、配向状態を固定化し、第2の光学異方性層を形成する。重合のための光照射は、紫外線を用いることが好ましい。照射エネルギーは、20mJ/cm2〜50J/cm2であることが好ましく、100mJ/cm2〜800mJ/cm2であることがさらに好ましい。光重合反応を促進するため、加熱条件下で光照射を実施してもよい。
第2の光学異方性層の厚さについては特に制限されないが、0.1〜10μmであるのが好ましく、0.5〜5μmであるのがより好ましい。
前記第2の光学異方性層は、配向膜を利用して形成するのが好ましい。利用可能な配向膜の例としては、ポリビニルアルコール膜やポリイミド膜等が挙げられる。
本発明の光学補償シートは、そのまま単独の部材として、液晶表示装置に用いることができる。また、偏光膜と貼り合わせ、偏光板の一部材として液晶表示装置に用いることもできる。以下、本発明の光学補償シートを有する偏光板について説明する。
[偏光板]
本発明の偏光板は、偏光膜と、本発明の光学補償フィルムとを少なくとも有する。前記光学補償フィルムを、直接偏光膜の表面に貼り合せ、偏光膜の保護フィルムとして利用してもよい。かかる態様では、第1の光学異方性層には、ポリマーフィルムを用い、該ポリマーフィルムの裏面(第2の光学異方性層が形成されていない側の面)を、偏光膜の表面に貼り合せるのが好ましい。また、偏光膜の他方の面にも、セルロースアシレートフィルム等の保護フィルムが貼り合せられているのが好ましい。
本発明の偏光板は、偏光膜と、本発明の光学補償フィルムとを少なくとも有する。前記光学補償フィルムを、直接偏光膜の表面に貼り合せ、偏光膜の保護フィルムとして利用してもよい。かかる態様では、第1の光学異方性層には、ポリマーフィルムを用い、該ポリマーフィルムの裏面(第2の光学異方性層が形成されていない側の面)を、偏光膜の表面に貼り合せるのが好ましい。また、偏光膜の他方の面にも、セルロースアシレートフィルム等の保護フィルムが貼り合せられているのが好ましい。
(偏光膜)
偏光膜には、ヨウ素系偏光膜、二色性染料を用いる染料系偏光膜やポリエン系偏光膜があり、本発明にはいずれを使用してもよい。ヨウ素系偏光膜及び染料系偏光膜は、一般にポリビニルアルコール系フィルムを用いて製造する。
(保護フィルム)
他方の表面に貼合される保護フィルムは、光透過性、具体的には可視光に対する光透過率が80%以上の、ポリマーフィルムが用いることが好ましい。保護フィルムとしては、セルロースアシレートフィルム、及びポリオレフィンを含むポリオレフィンフィルムが好ましい。セルロースアシレートフィルムの中でも、セルローストリアセテートフィルムが好ましい。また、ポリオレフィンフィルムの中でも、環状ポリオレフィンを含むポリノルボルネンフィルムが好ましい。
保護フィルムの厚さは、20〜500μmであることが好ましく、50〜200μmであることがさらに好ましい。
偏光膜には、ヨウ素系偏光膜、二色性染料を用いる染料系偏光膜やポリエン系偏光膜があり、本発明にはいずれを使用してもよい。ヨウ素系偏光膜及び染料系偏光膜は、一般にポリビニルアルコール系フィルムを用いて製造する。
(保護フィルム)
他方の表面に貼合される保護フィルムは、光透過性、具体的には可視光に対する光透過率が80%以上の、ポリマーフィルムが用いることが好ましい。保護フィルムとしては、セルロースアシレートフィルム、及びポリオレフィンを含むポリオレフィンフィルムが好ましい。セルロースアシレートフィルムの中でも、セルローストリアセテートフィルムが好ましい。また、ポリオレフィンフィルムの中でも、環状ポリオレフィンを含むポリノルボルネンフィルムが好ましい。
保護フィルムの厚さは、20〜500μmであることが好ましく、50〜200μmであることがさらに好ましい。
(光拡散フィルム)
前記偏光板は、偏光膜の片側表面上に光拡散フィルムを有していてもよい。光拡散不フィルムは一層のフィルムであっても、また積層フィルムであってもよい。積層フィルムの態様の例としては、光透過性ポリマーフィルムの上に、光散乱層を有する光拡散フィルムが挙げられる。光拡散フィルムは、上下左右方向に視角を傾斜させたときの視野角改良に寄与するものであり、表示面側の偏光膜の外側に反射防止層を配置した態様において、特に高い効果を奏する。光拡散フィルム(又はその光散乱層)は微粒子をバインダー中に分散させた組成物から形成することができる。微粒子は無機微粒子であっても有機微粒子であってもよい。バインダーと微粒子とは、屈折率差が0.02〜0.20程度あるのが好ましい。また、前記光拡散フィルム(又はその光散乱層)は、ハードコート機能を兼ね備えていてもよい。本発明に利用可能な光拡散フィルムについては、例えば、光散乱係数を特定化した特開11−38208号公報、透明樹脂と微粒子の相対屈折率を特定範囲とした特開2000−199809号公報、ヘイズ値を40%以上と規定した特開2002−107512号公報等が挙げられる。
前記偏光板は、偏光膜の片側表面上に光拡散フィルムを有していてもよい。光拡散不フィルムは一層のフィルムであっても、また積層フィルムであってもよい。積層フィルムの態様の例としては、光透過性ポリマーフィルムの上に、光散乱層を有する光拡散フィルムが挙げられる。光拡散フィルムは、上下左右方向に視角を傾斜させたときの視野角改良に寄与するものであり、表示面側の偏光膜の外側に反射防止層を配置した態様において、特に高い効果を奏する。光拡散フィルム(又はその光散乱層)は微粒子をバインダー中に分散させた組成物から形成することができる。微粒子は無機微粒子であっても有機微粒子であってもよい。バインダーと微粒子とは、屈折率差が0.02〜0.20程度あるのが好ましい。また、前記光拡散フィルム(又はその光散乱層)は、ハードコート機能を兼ね備えていてもよい。本発明に利用可能な光拡散フィルムについては、例えば、光散乱係数を特定化した特開11−38208号公報、透明樹脂と微粒子の相対屈折率を特定範囲とした特開2000−199809号公報、ヘイズ値を40%以上と規定した特開2002−107512号公報等が挙げられる。
[液晶表示装置]
本発明の光学補償シート及び偏光板は、TNモード液晶表示装置に用いられる。本発明は視野角特性が改善され、広い視野角で高コントラスト及び高色再現性を実現できるので、特に、TVやTV機能付きPC用の表示モニターに利用することができる。
具体的には、TV等に要求される視野角特性は、白黒表示のコントラスト比が10以上視野角が320度を越えること、カラー表示用のTV等では、さらに、画面法線方向を0°とし、極角0〜60°の視野角において、ΔCu’v’(u’v’(CIELAB空間における色座標)空間上の軌跡から、正面のu’v’値と最も距離の離れた地点でのu’v’との距離を意味する)が0.06以下であること、が要求される。本発明の液晶表示装置は、いずれの特性も満足し得る優れた視野角特性を示す。
本発明の光学補償シート及び偏光板は、TNモード液晶表示装置に用いられる。本発明は視野角特性が改善され、広い視野角で高コントラスト及び高色再現性を実現できるので、特に、TVやTV機能付きPC用の表示モニターに利用することができる。
具体的には、TV等に要求される視野角特性は、白黒表示のコントラスト比が10以上視野角が320度を越えること、カラー表示用のTV等では、さらに、画面法線方向を0°とし、極角0〜60°の視野角において、ΔCu’v’(u’v’(CIELAB空間における色座標)空間上の軌跡から、正面のu’v’値と最も距離の離れた地点でのu’v’との距離を意味する)が0.06以下であること、が要求される。本発明の液晶表示装置は、いずれの特性も満足し得る優れた視野角特性を示す。
以下に実施例と比較例を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。
[光学補償シートの作製例]
<第1の光学異方性層の作製>
(JA−1の作製)
下表に記載の各成分を混合して、セルロースアシレート組成物を調製した。これを真空排気付き2軸混練押出し機を用い、スクリュー回転数300rpm、混練時間40秒間、押出し量200kg/hrでダイから押出し60℃の水中で固化した後、裁断し、直径2mm、長さ3mmの円柱状のペレットを得た。その後、前記ペレットを用い、特開2007−2216号公報の実施例1に記載と同様の手法で溶融製膜し、85μmのフィルムを得た。このフィルムをMD方向に110℃で60%延伸し、フィルムJA−1を作製した。なお、下表中、MD方向とは、搬送方向を意味する。延伸後のフィルムの厚さは67μmであった。
<第1の光学異方性層の作製>
(JA−1の作製)
下表に記載の各成分を混合して、セルロースアシレート組成物を調製した。これを真空排気付き2軸混練押出し機を用い、スクリュー回転数300rpm、混練時間40秒間、押出し量200kg/hrでダイから押出し60℃の水中で固化した後、裁断し、直径2mm、長さ3mmの円柱状のペレットを得た。その後、前記ペレットを用い、特開2007−2216号公報の実施例1に記載と同様の手法で溶融製膜し、85μmのフィルムを得た。このフィルムをMD方向に110℃で60%延伸し、フィルムJA−1を作製した。なお、下表中、MD方向とは、搬送方向を意味する。延伸後のフィルムの厚さは67μmであった。
(JA−2の作製)
下表に記載の各成分を混合して、セルロースアセテート溶液を調製した。このセルロースアセテート溶液を、金属支持体上に流延し、得られたウェブを支持体から剥離し、その後、TD方向に185℃で20%延伸しJA−2を作製した。なお、TD方向とは、フィルムの搬送方向と直交する方向を意味する。延伸後のフィルムの厚さは80μmであった。
下表に記載の各成分を混合して、セルロースアセテート溶液を調製した。このセルロースアセテート溶液を、金属支持体上に流延し、得られたウェブを支持体から剥離し、その後、TD方向に185℃で20%延伸しJA−2を作製した。なお、TD方向とは、フィルムの搬送方向と直交する方向を意味する。延伸後のフィルムの厚さは80μmであった。
(JA−3の作製)
セルロースアセテートフィルム(TAC−TD80U 富士フイルム(株)製)を20%TD方向に240℃で延伸することでJA−3を作製した。延伸後のフィルムの厚さは80μmであった。
セルロースアセテートフィルム(TAC−TD80U 富士フイルム(株)製)を20%TD方向に240℃で延伸することでJA−3を作製した。延伸後のフィルムの厚さは80μmであった。
(JA−4の作製)
JA−1と同様に溶融製膜したセルロースアセテートフィルムを、MD方向に110℃で40%延伸することでJA−4を作製した。延伸後のフィルムの厚さは72μmであった。
JA−1と同様に溶融製膜したセルロースアセテートフィルムを、MD方向に110℃で40%延伸することでJA−4を作製した。延伸後のフィルムの厚さは72μmであった。
(JA−5の作製)
JA−2と同様に溶液製膜したセルロースアセテートフィルムを、TD方向に185℃で8%延伸することでJA−5を作製した。延伸後のフィルムの厚さは80μmであった。
JA−2と同様に溶液製膜したセルロースアセテートフィルムを、TD方向に185℃で8%延伸することでJA−5を作製した。延伸後のフィルムの厚さは80μmであった。
(JA−6の作製)
2,2’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンポリカーボネート樹脂(粘度平均分子量:28000)をジクロロメタンに溶解して、18質量%溶液を得た。この溶液を真空脱泡して、ドープを得た。ドープをバンド上に流延し、50℃で10分間乾燥後に剥ぎ取り、さらに100℃で10分間乾燥した。得られた厚さ60μmのポリカーボネートフィルムを、190℃で1時間熱緩和した。さらにフィルムをMD方向に170℃で1.8%延伸しJA−6を作製した。
2,2’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンポリカーボネート樹脂(粘度平均分子量:28000)をジクロロメタンに溶解して、18質量%溶液を得た。この溶液を真空脱泡して、ドープを得た。ドープをバンド上に流延し、50℃で10分間乾燥後に剥ぎ取り、さらに100℃で10分間乾燥した。得られた厚さ60μmのポリカーボネートフィルムを、190℃で1時間熱緩和した。さらにフィルムをMD方向に170℃で1.8%延伸しJA−6を作製した。
(JA−7の作製)
下記表に示す組成物をミキシングタンクに投入し、30℃に加熱しながら攪拌して、各成分を溶解し、セルロースアシレート溶液を調製した。セルロースアセテートは、全アシル置換度が2.83のものを用いた。
下記表に示す組成物をミキシングタンクに投入し、30℃に加熱しながら攪拌して、各成分を溶解し、セルロースアシレート溶液を調製した。セルロースアセテートは、全アシル置換度が2.83のものを用いた。
得られた内層用ドープ及び外層用ドープを、三層共流延ダイを用いて、0℃に冷却したドラム上に流延した。残留溶剤量が70質量%のフィルムをドラムから剥ぎ取り、両端をピンテンターにて固定して搬送方向のドロー比を115%として搬送しながら80℃で乾燥させ、残留溶剤量が10%となったところで、110℃で乾燥させた。その後、155℃の温度で20分乾燥し、残留溶剤が0.3質量%のセルロースアセテートフィルム(外層:3μm、内層:74μm、外層:3μm)を製造した。このフィルムを、フィルムJA−7として用いた。
(JA−8の作製)
JA−1と同様に溶融製膜したセルロースアシレートフィルムを、MD方向に110℃で95%延伸することでJA−8を作製した。延伸後のフィルムの厚さは100μmであった。
JA−1と同様に溶融製膜したセルロースアシレートフィルムを、MD方向に110℃で95%延伸することでJA−8を作製した。延伸後のフィルムの厚さは100μmであった。
(JA−9の作製)
JA−1と同様に溶融製膜したセルロースアシレートフィルムを、MD方向に110℃で180%延伸することでJA−9を作製した。延伸後のフィルムの厚さは175μmであった。
JA−1と同様に溶融製膜したセルロースアシレートフィルムを、MD方向に110℃で180%延伸することでJA−9を作製した。延伸後のフィルムの厚さは175μmであった。
(JA−10の作製)
下表に記載の各成分を混合して、セルロースアセテート溶液を調製した。このセルロースアセテート溶液を、金属支持体上に流延し、得られたウェブを支持体から剥離し、その後、TD方向に185℃で20%延伸しJA−10を作製した。なお、TD方向とは、フィルムの搬送方向と直交する方向を意味する。延伸後のフィルムの厚さは40μmであった。
下表に記載の各成分を混合して、セルロースアセテート溶液を調製した。このセルロースアセテート溶液を、金属支持体上に流延し、得られたウェブを支持体から剥離し、その後、TD方向に185℃で20%延伸しJA−10を作製した。なお、TD方向とは、フィルムの搬送方向と直交する方向を意味する。延伸後のフィルムの厚さは40μmであった。
(JA−11の作製)
JA−10と同じセルロースアセテート溶液を、金属支持体上に流延し、得られたウェブを支持体から剥離し、その後、TD方向に185℃で15%延伸しJA−11を作製した。なお、TD方向とは、フィルムの搬送方向と直交する方向を意味する。延伸後のフィルムの厚さは40μmであった。
JA−10と同じセルロースアセテート溶液を、金属支持体上に流延し、得られたウェブを支持体から剥離し、その後、TD方向に185℃で15%延伸しJA−11を作製した。なお、TD方向とは、フィルムの搬送方向と直交する方向を意味する。延伸後のフィルムの厚さは40μmであった。
<鹸化処理>
前記第1の光学異方性層JA−1〜11(6は除く)上に1.0Nの水酸化カリウム溶液(溶媒:水/イソプロピルアルコール/プロピレングリコール=69.2質量部/15質量部/15.8質量部)を10mL/m2塗布し、約40℃の状態で30秒間保持した後、アルカリ液を掻き取り、純水で水洗し、エアーナイフで水滴を削除した。その後、100℃で15秒間乾燥した。
前記第1の光学異方性層JA−1〜11(6は除く)上に1.0Nの水酸化カリウム溶液(溶媒:水/イソプロピルアルコール/プロピレングリコール=69.2質量部/15質量部/15.8質量部)を10mL/m2塗布し、約40℃の状態で30秒間保持した後、アルカリ液を掻き取り、純水で水洗し、エアーナイフで水滴を削除した。その後、100℃で15秒間乾燥した。
<配向膜の作製>
鹸化処理及び表面処理した前記第1の光学異方性層JA−1〜11(6は除く)に、下記の組成の配向膜塗布液を#16のワイヤーバーコーターで28mL/m2塗布した。60℃の温風で60秒、更に90℃の温風で150秒乾燥し、配向膜を作製した。乾燥後の配向膜の厚みは、1.1μmであった。
鹸化処理及び表面処理した前記第1の光学異方性層JA−1〜11(6は除く)に、下記の組成の配向膜塗布液を#16のワイヤーバーコーターで28mL/m2塗布した。60℃の温風で60秒、更に90℃の温風で150秒乾燥し、配向膜を作製した。乾燥後の配向膜の厚みは、1.1μmであった。
<配向処理>
JA−1〜11(6は除く)をそれぞれ、速度20m/分で搬送し、延伸方向に対して90°にラビング処理されるようにラビングロール(300mm直径)を設定し、750rpmで回転させて、配向膜設置表面にラビング処理を施した。
JA−1〜11(6は除く)をそれぞれ、速度20m/分で搬送し、延伸方向に対して90°にラビング処理されるようにラビングロール(300mm直径)を設定し、750rpmで回転させて、配向膜設置表面にラビング処理を施した。
(JB−1の作製)
JA−1のラビング処理面に、下記表に示した組成の塗布液を#2.1のワイヤーバーで塗布した。その後、130℃の恒温槽中で90秒間加熱し、ディスコティック液晶化合物を配向させた。次に、80℃で160W/cm高圧水銀灯を用いて、1分間紫外線照射し架橋反応を進行させて、ディスコティック液晶化合物を重合させた。その後、室温まで放冷した。得られた光学異方性層の、波長546nmで測定したReレターデーション値は28nmであった。膜厚は1.1μmであった。このようにしてJB−1を作製した。
JA−1のラビング処理面に、下記表に示した組成の塗布液を#2.1のワイヤーバーで塗布した。その後、130℃の恒温槽中で90秒間加熱し、ディスコティック液晶化合物を配向させた。次に、80℃で160W/cm高圧水銀灯を用いて、1分間紫外線照射し架橋反応を進行させて、ディスコティック液晶化合物を重合させた。その後、室温まで放冷した。得られた光学異方性層の、波長546nmで測定したReレターデーション値は28nmであった。膜厚は1.1μmであった。このようにしてJB−1を作製した。
(JB−2の作製)
第1の光学異方性層として、JA−1に代えてJA−2を用いた以外は、JB−1と同様に第2の光学異方性層を形成し、JB−2を作製した。
第1の光学異方性層として、JA−1に代えてJA−2を用いた以外は、JB−1と同様に第2の光学異方性層を形成し、JB−2を作製した。
(JB−3の作製)
第1の光学異方性層として、JA−1に代えてJA−3を用いた以外は、JB−1と同様に第2の光学異方性層を形成し、JB−3を作製した。
第1の光学異方性層として、JA−1に代えてJA−3を用いた以外は、JB−1と同様に第2の光学異方性層を形成し、JB−3を作製した。
(JB−4の作製)
第1の光学異方性層として、JA−1に代えてJA−4を用い、及び第2の光学異方性層形成用塗布液を塗布する際に#2.5のワイヤーバーを使用した以外は、JB−1と同様に第2の光学異方性層を形成し、JB−4を作製した。
第1の光学異方性層として、JA−1に代えてJA−4を用い、及び第2の光学異方性層形成用塗布液を塗布する際に#2.5のワイヤーバーを使用した以外は、JB−1と同様に第2の光学異方性層を形成し、JB−4を作製した。
(JB−5の作製)
第1の光学異方性層として、JA−1に代えてJA−5を用い、及び第2の光学異方性層形成様塗布液を塗布する際に#2.6のワイヤーバーを使用した以外は、JB−1と同様に第2の光学異方性層を形成し、JB−5を作製した。
第1の光学異方性層として、JA−1に代えてJA−5を用い、及び第2の光学異方性層形成様塗布液を塗布する際に#2.6のワイヤーバーを使用した以外は、JB−1と同様に第2の光学異方性層を形成し、JB−5を作製した。
(JB−6の作製)
JA−1のラビング処理面に、下記表に示した組成の塗布液を#2.0のワイヤーバーで塗布した。その後、120℃の恒温槽中で90秒間加熱し、ディスコティック液晶化合物を配向させた。次に、80℃で120W/cm高圧水銀灯を用いて、1分間紫外線照射し架橋反応を進行させて、ディスコティック液晶化合物を重合させた。その後、室温まで放冷した。得られた光学異方性層の、波長546nmで測定したReレターデーション値は28nmであった。膜厚は0.75μmであった。このようにしてJB−6を作製した。
JA−1のラビング処理面に、下記表に示した組成の塗布液を#2.0のワイヤーバーで塗布した。その後、120℃の恒温槽中で90秒間加熱し、ディスコティック液晶化合物を配向させた。次に、80℃で120W/cm高圧水銀灯を用いて、1分間紫外線照射し架橋反応を進行させて、ディスコティック液晶化合物を重合させた。その後、室温まで放冷した。得られた光学異方性層の、波長546nmで測定したReレターデーション値は28nmであった。膜厚は0.75μmであった。このようにしてJB−6を作製した。
(JB−6−2〜JB−6−8の作製)
JA−1のラビング処理面に、下記表に示した組成の塗布液をそれぞれ、#2.0のワイヤーバーで塗布した。その後、120℃の恒温槽中で90秒間加熱し、ディスコティック液晶化合物を配向させた。次に、80℃で120W/cm高圧水銀灯を用いて、1分間紫外線照射し架橋反応を進行させて、ディスコティック液晶化合物を重合させた。その後、室温まで放冷した。このようにしてJB−6−2〜JB−6−8を作製した。
JA−1のラビング処理面に、下記表に示した組成の塗布液をそれぞれ、#2.0のワイヤーバーで塗布した。その後、120℃の恒温槽中で90秒間加熱し、ディスコティック液晶化合物を配向させた。次に、80℃で120W/cm高圧水銀灯を用いて、1分間紫外線照射し架橋反応を進行させて、ディスコティック液晶化合物を重合させた。その後、室温まで放冷した。このようにしてJB−6−2〜JB−6−8を作製した。
(JB−7の作製)
<第2透明支持体の作製>
室温において、平均酢化度60.9%のセルロースアセテート45質量部、下記のレターデーション上昇剤1.35質量部、メチレンクロリド232.72質量部、メタノール42.57質量部及びn−ブタノール8.5質量部を混合して溶液(ドープ)を調製した。
<第2透明支持体の作製>
室温において、平均酢化度60.9%のセルロースアセテート45質量部、下記のレターデーション上昇剤1.35質量部、メチレンクロリド232.72質量部、メタノール42.57質量部及びn−ブタノール8.5質量部を混合して溶液(ドープ)を調製した。
得られたドープを、有効長6mのバンド流延機を用いて、流延方向に1%、幅方向に1%延伸ながら乾燥し、厚さ100μmの第2透明支持体を得た。得られた第2透明支持体について、エリプソメーターを用いて測定したところ、流延方向に面内レターデーション(Re)が5nmであり、厚み方向のレターデーション(Rth)が80nmであった。第2透明支持体の上に、厚さ0.1μmのゼラチン下塗り層を設けた。
<配向膜の形成>
下塗り層の上に、下記の末端アクリレート変性ポリビニルアルコールを塗布し、80℃の温風で乾燥した後、ラビング処理を行い配向膜を形成した。配向膜のラビング方向は、透明支持体の流延方向と平行であった。
下塗り層の上に、下記の末端アクリレート変性ポリビニルアルコールを塗布し、80℃の温風で乾燥した後、ラビング処理を行い配向膜を形成した。配向膜のラビング方向は、透明支持体の流延方向と平行であった。
<光学異方性層の形成>
上記のディスコティック液晶性化合物(1)1.8g、エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリアクリレート(V#360、大阪有機化学(株)製)0.2g、セルロースアセテートブチレート(CAB551−0.2、イーストマンケミカル社製)0.04g、光重合開始剤(イルガキュア907、日本チバガイギー(株)製)0.06g及び光増感剤(カヤキュアーDETX、日本化薬(株)製)0.02gを、3.43gのメチルエチルケトンに溶解して、塗布液を調製した。
上記のディスコティック液晶性化合物(1)1.8g、エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリアクリレート(V#360、大阪有機化学(株)製)0.2g、セルロースアセテートブチレート(CAB551−0.2、イーストマンケミカル社製)0.04g、光重合開始剤(イルガキュア907、日本チバガイギー(株)製)0.06g及び光増感剤(カヤキュアーDETX、日本化薬(株)製)0.02gを、3.43gのメチルエチルケトンに溶解して、塗布液を調製した。
配向膜の上に、塗布液を#4のワイヤーバーで塗布した。これを金属の枠に貼り付けて固定した状態で、120℃の恒温槽中で3分間加熱し、ディスコティック液晶性分子を配向させた。120℃の温度を維持しながら、120W/cmの高圧水銀灯を用いて、1分間紫外線を照射し、ディスコティック液晶性分子のビニル基を重合させ、配向状態を固定した。その後、室温まで冷却した。形成した光学異方性層の厚さは、2.0μmであった。エリプソメーターによりレターデーションの角度依存性を測定することにより、ディスコティック液晶性分子の平均傾斜角を求めたところ、38度であった。また、光学異方性層の厚み方向のレターデーション(Rth)は、70nmであった。
<光学補償シートの作製>
光学異方性層を形成した第2透明支持体の裏側に、JA−6をアクリル系粘着剤を用いて貼り付けた。第1透明支持体の遅相軸(最大屈折率の方向)と配向膜のラビング方向とは平行になるように配置した。このようにして、JB−7を作製した。
光学異方性層を形成した第2透明支持体の裏側に、JA−6をアクリル系粘着剤を用いて貼り付けた。第1透明支持体の遅相軸(最大屈折率の方向)と配向膜のラビング方向とは平行になるように配置した。このようにして、JB−7を作製した。
(JB−8の作製)
JA−7のラビング処理面に、下記表に示した組成の塗布液を#2.0のワイヤーバーで塗布した。その後、120℃の恒温槽中で90秒間加熱し、ディスコティック液晶化合物を配向させた。次に、80℃で120W/cm高圧水銀灯を用いて、1分間紫外線照射し架橋反応を進行させて、ディスコティック液晶化合物を重合させた。その後、室温まで放冷した。得られた光学異方性層の、波長546nmで測定したReレターデーション値は45nmであった。膜厚は1.2μmであった。このようにしてJB−8を作製した。
JA−7のラビング処理面に、下記表に示した組成の塗布液を#2.0のワイヤーバーで塗布した。その後、120℃の恒温槽中で90秒間加熱し、ディスコティック液晶化合物を配向させた。次に、80℃で120W/cm高圧水銀灯を用いて、1分間紫外線照射し架橋反応を進行させて、ディスコティック液晶化合物を重合させた。その後、室温まで放冷した。得られた光学異方性層の、波長546nmで測定したReレターデーション値は45nmであった。膜厚は1.2μmであった。このようにしてJB−8を作製した。
(JB−9の作製)
第1の光学異方性層としてJA−1の代わりにJA−8を使用する以外は、JB−1と同様に第2の光学異方性層を形成し、JB−9を作製した。
第1の光学異方性層としてJA−1の代わりにJA−8を使用する以外は、JB−1と同様に第2の光学異方性層を形成し、JB−9を作製した。
(JB−10の作製)
第1の光学異方性層としてJA−1の代わりにJA−9を使用する以外は、JB−1と同様に第2の光学異方性層を形成し、JB−10を作製した。
第1の光学異方性層としてJA−1の代わりにJA−9を使用する以外は、JB−1と同様に第2の光学異方性層を形成し、JB−10を作製した。
(JB−11の作製)
第1の光学異方性層としてJA−1に代えてJA−10を使用する以外は、JB−1と同様に第2の光学異方性層を塗設しJB−11を作製した。
第1の光学異方性層としてJA−1に代えてJA−10を使用する以外は、JB−1と同様に第2の光学異方性層を塗設しJB−11を作製した。
(JB−12の作製)
第1の光学異方性層としてJA−11を使用する以外は、JB−4と同様に第2の光学異方性層を塗設しJB−12を作製した。
第1の光学異方性層としてJA−11を使用する以外は、JB−4と同様に第2の光学異方性層を塗設しJB−12を作製した。
次に、作製した光学補償シートJB−1〜JB−12、及び光学補償シートJB−6−2〜JB−6−8を保護フィルムとして有する偏光板1〜12、及び偏光板6−2〜6−8をそれぞれ作製した。
(偏光板の作製)
まず、延伸したポリビニルアルコールフィルムにヨウ素を吸着させて偏光膜を作製した。
その後、前記JB−1〜JB−12、及びJB−6−2〜JB−6−8のそれぞれについて、第2の光学異方性層が形成されていない面を、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて、前記偏光膜の一方の面に貼り付け、前記偏光膜の他方の面には、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて、鹸化処理を行った市販のセルローストリアセテートフィルム(フジタックTD80UF、富士フイルム(株)製)を貼り付けた。このとき第1の光学異方性層に施したラビング処理の方向と偏光膜の吸収軸が平行になるようにした。このようにして、12種類の偏光板を作製した(偏光板1〜12、及び偏光板6−2〜6−8)。
(偏光板の作製)
まず、延伸したポリビニルアルコールフィルムにヨウ素を吸着させて偏光膜を作製した。
その後、前記JB−1〜JB−12、及びJB−6−2〜JB−6−8のそれぞれについて、第2の光学異方性層が形成されていない面を、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて、前記偏光膜の一方の面に貼り付け、前記偏光膜の他方の面には、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて、鹸化処理を行った市販のセルローストリアセテートフィルム(フジタックTD80UF、富士フイルム(株)製)を貼り付けた。このとき第1の光学異方性層に施したラビング処理の方向と偏光膜の吸収軸が平行になるようにした。このようにして、12種類の偏光板を作製した(偏光板1〜12、及び偏光板6−2〜6−8)。
<TNモード液晶表示装置の作製>
TN型液晶セルを使用した22インチの液晶表示装置(ACER製 AL2216W)に設けられている一対の偏光板(上側偏光板、及び下側偏光板)を剥がし、代わりに作製した偏光板1〜12、及び偏光板6−2〜6−8を、第2の光学異方性層が液晶セル側となるように粘着剤を介して、観察者側及びバックライト側に一枚ずつ貼り付けて、偏光板1〜12及び偏光板6−2〜6−8をそれぞれ有する、液晶表示装置1〜12及び液晶表示装置6−2〜6−8をそれぞれ作製した。このとき、観察者側の偏光板(上側偏光板)の透過軸と、バックライト側の偏光板(下側偏光板)の透過軸とが直交するように各偏光板を配置した。
TN型液晶セルを使用した22インチの液晶表示装置(ACER製 AL2216W)に設けられている一対の偏光板(上側偏光板、及び下側偏光板)を剥がし、代わりに作製した偏光板1〜12、及び偏光板6−2〜6−8を、第2の光学異方性層が液晶セル側となるように粘着剤を介して、観察者側及びバックライト側に一枚ずつ貼り付けて、偏光板1〜12及び偏光板6−2〜6−8をそれぞれ有する、液晶表示装置1〜12及び液晶表示装置6−2〜6−8をそれぞれ作製した。このとき、観察者側の偏光板(上側偏光板)の透過軸と、バックライト側の偏光板(下側偏光板)の透過軸とが直交するように各偏光板を配置した。
<表示性能評価>
次に、常温常湿(25℃60%RH)の部屋で1週間放置した前記液晶表示装置を測定機(EZ−Contrast160D、ELDIM社製)を用いて、黒表示(L0)から白表示(L7)までの8段階で色味、コントラスト比(白表示時の透過率/黒表示時の透過率)を評価した。評価結果を下記表に示す。
なお、下記表において、ΔCu’v’は、画面正面を基準に極角60°まで視野を傾けた際のu’v’(u’v’:CIELAB空間における色座標)空間上の軌跡から、正面(表示面の法線方向)のu’v’値と最も距離の離れた地点でのu’v’との距離を示す。
コントラストは白表示時の透過率/黒表示時の透過率から算出した値である。
次に、常温常湿(25℃60%RH)の部屋で1週間放置した前記液晶表示装置を測定機(EZ−Contrast160D、ELDIM社製)を用いて、黒表示(L0)から白表示(L7)までの8段階で色味、コントラスト比(白表示時の透過率/黒表示時の透過率)を評価した。評価結果を下記表に示す。
なお、下記表において、ΔCu’v’は、画面正面を基準に極角60°まで視野を傾けた際のu’v’(u’v’:CIELAB空間における色座標)空間上の軌跡から、正面(表示面の法線方向)のu’v’値と最も距離の離れた地点でのu’v’との距離を示す。
コントラストは白表示時の透過率/黒表示時の透過率から算出した値である。
<評価基準>
[ΔCu’v’の評価基準]
◎ ΔCu’v’が、0.02を超え0.04以下
〇 ΔCu’v’が、0.04を超え0.06以下
△ ΔCu’v’が、0.06を超え0.08以下
× ΔCu’v’が、0.08を超え0.10以下
[ΔCu’v’の評価基準]
◎ ΔCu’v’が、0.02を超え0.04以下
〇 ΔCu’v’が、0.04を超え0.06以下
△ ΔCu’v’が、0.06を超え0.08以下
× ΔCu’v’が、0.08を超え0.10以下
[コントラスト視野角(コントラスト比が10以上で黒側の階調反転のない極角範囲)の評価基準]
◎ 上下左右で、340°を超え360°以下
〇 上下左右で、320°を超え340°以下
△ 上下左右で、300°を超え320°以下
× 上下左右で、280°を超え300°以下
◎ 上下左右で、340°を超え360°以下
〇 上下左右で、320°を超え340°以下
△ 上下左右で、300°を超え320°以下
× 上下左右で、280°を超え300°以下
上記表に示す結果から、第1の光学異方性層が逆波長分散性を示す光学補償シートを有する本発明の実施例のTNモード液晶表示装置、特に、第1の光学異方性層が式(A)〜(C)の全てを満足する光学補償シートを有する本発明の実施例のTNモード液晶表示装置、はいずれも正面CRが高く、しかもCR視野角及びΔCu’v’という視野角特性の観点においても良好な表示特性示していることが理解できる。中でも、第1の光学異方性層が式(A)〜(C)の全てを満足する光学補償シートを有する本発明の実施例のTNモード液晶表示装置は、視野角特性に優れていて、PCモニター用のみならず、TV用の液晶表示装置として要求される視野角特性をも満足していることが理解できる。
上記で作成した液晶表示装置No.1の偏光板の視認者側表面に、CV−UA(富士フイルム社製)を貼りあわせ、液晶表示装置No.13を作製し、上記と同様に評価した。評価結果を下記表に示す。
Claims (10)
- 少なくとも第1の光学異方性層、及び液晶組成物から形成された第2の光学異方性層を有し、前記第1の光学異方性層が、光学的に正の一軸性又は二軸性を有するとともに、波長630nmの面内レターデーションRe(630)が、波長450nmの面内レターデーションRe(450)より大きいことを特徴とするTNモード用光学補償シート。
- 第1の光学異方性層が、下記式(A)を満足することを特徴とする請求項1に記載の光学補償シート:
(A) 5nm ≦ΔRe(630−450)≦ 45nm
式中、ΔRe(λ1−λ2)は、Re(λ1)とRe(λ2)の差である。 - 第1の光学異方性層が、下記式(B)及び(C)を満足することを特徴とする請求項1又は2に記載の光学補償シート:
(B)50nm ≦Re(550) ≦140nm
(C)0.5≦Rth(550)/Re(550)≦6.0
式中、Re(λ)は、波長λnmの光に対する面内レターデーション値であり、Rth(λ)は、波長λnmの光に対する厚さ方向のレターデーション値である。 - 第1の光学異方性層が、下記式(1)〜(3)を満足するセルロースアシレートの少なくとも一種を含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の光学補償シート:
(1) 2.0 ≦X+Y ≦3.0
(2) 0 ≦X ≦2.0
(3) 1.2 ≦Y ≦2.9
式(1)〜(3)中、Xはセルロースアシレート中のアセチル基の置換度を示し、Yは、セルロースアシレート中のプロピオニル基、ブチリル基、ペンタノイル基、及びヘキサノイル基から選ばれるアシル基の置換度の総和を示す。 - 第1の光学異方性層が、少なくとも1種の面内レターデーション発現剤を含むセルロースアシレートフィルムからなることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の光学補償シート。
- 第1の光学異方性層が、変性ポリカーボネートフィルムであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の光学補償シート。
- 第2の光学異方性層が、ハイブリッド配向状態に固定されたディスコティック化合物を含有する光学異方性層であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の光学補償シート。
- 偏光膜と、請求項1〜7のいずれか1項に記載の光学補償シートとを少なくとも有することを特徴とするTNモード液晶表示装置用偏光板。
- 前記偏光膜の片側の表面上に光拡散フィルムをさらに有することを特徴とする請求項8に記載の偏光板。
- 請求項7又は8に記載の偏光板を有することを特徴とするTNモード液晶表示装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008182496A JP2009053678A (ja) | 2007-07-31 | 2008-07-14 | Tnモード液晶表示装置、ならびにそれに用いられる光学補償シート及び偏光板 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013038684A1 (ja) * | 2011-09-13 | 2013-03-21 | コニカミノルタアドバンストレイヤー株式会社 | 有機el表示装置 |
CN109627658A (zh) * | 2017-10-05 | 2019-04-16 | 默克专利股份有限公司 | 包含官能化聚乙烯醇和含有液晶介质的纳米胶囊的组合物 |
-
2008
- 2008-07-14 JP JP2008182496A patent/JP2009053678A/ja active Pending
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WO2013038684A1 (ja) * | 2011-09-13 | 2013-03-21 | コニカミノルタアドバンストレイヤー株式会社 | 有機el表示装置 |
JPWO2013038684A1 (ja) * | 2011-09-13 | 2015-03-23 | コニカミノルタ株式会社 | 有機el表示装置 |
CN109627658A (zh) * | 2017-10-05 | 2019-04-16 | 默克专利股份有限公司 | 包含官能化聚乙烯醇和含有液晶介质的纳米胶囊的组合物 |
CN109627658B (zh) * | 2017-10-05 | 2023-02-17 | 默克专利股份有限公司 | 包含官能化聚乙烯醇和含有液晶介质的纳米胶囊的组合物 |
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