JP2015200754A - 光学異方性膜、積層体、偏光板および画像表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】リオトロピック液晶性化合物を2種以上用いた場合であっても、配向の均一性が高い光学異方性膜、該膜を用いた積層体、偏光板及び画像表示装置を提供する。
【解決手段】リオトロピック液晶性組成物を含む光学異方性膜であって、該リオトロピック液晶性組成物が、分子内に芳香族メラミン基を二つ以上有する板状リオトロピック液晶性化合物及び棒状リオトロピック高分子液晶性化合物を含む光学異方性膜、該膜を用いた積層体、偏光板及び画像表示装置。
【選択図】なし
【解決手段】リオトロピック液晶性組成物を含む光学異方性膜であって、該リオトロピック液晶性組成物が、分子内に芳香族メラミン基を二つ以上有する板状リオトロピック液晶性化合物及び棒状リオトロピック高分子液晶性化合物を含む光学異方性膜、該膜を用いた積層体、偏光板及び画像表示装置。
【選択図】なし
Description
本発明は光学異方性膜、石像体、偏光板および画像表示装置に関する。詳しくは、リオトロピック液晶性組成物を含む光学異方性膜、該膜を用いた積層体、偏光板および画像表示装置に関する。
近年、画像表示装置、特に液晶表示装置の更なる高画質化の要求に伴い、光学補償等に用いられる光学異方性膜の更なる性能向上と、光学異方性の制御が求められており、その一つの材料としてリオトロピック液晶性化合物を用いた光学異方性膜が注目されている。
例えば、特許文献1では二つの型の有機化合物を含むリオトロピック液晶を形成する組成物を用いた位相差板が開示されている。また、特許文献2では芳香族メラミン基を二つ有する化合物を用いた位相差板が開示されている。
特許文献1に開示されているように、複数の化合物を併用して位相差版を作製する場合には、その位相差板の複屈折性を様々に調整できる点で有利である。一方で、特許文献1では、化合物を配向させる方法としては、塗布時のせん断応力等外力で配向させているので、位相差板を作製した時にスジが出てしまったり、配向が乱れてしまう場合があることがわかった。また、さらなる配向規制力を付与するために、配向膜を利用しようとしても、特許文献1に開示されている組成物では配向膜上で配向させることができない場合があることがわかった。
そこで、本発明はリオトロピック液晶性化合物を2種以上用いた場合であっても、配向の均一性が高い光学異方性膜、該膜を用いた積層体、偏光板および画像表示装置を提供することを課題とする。
本発明者らは、上記課題を達成すべく鋭意検討した結果、棒状のリオトロピック高分子液晶性化合物とともに、分子内に芳香族メラミン基を二つ以上有する板状リオトロピック液晶性化合物を含むリオトロピック液晶性組成物を用いて光学異方性膜を作製することで、リオトロピック液晶性化合物を2種以上用いた場合であっても、配向の均一性を高めることができることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、以下の構成により上記課題を達成することができることを見出した。
すなわち、以下の構成により上記課題を達成することができることを見出した。
[1]リオトロピック液晶性組成物を含む光学異方性膜であって、リオトロピック液晶性組成物が、分子内に芳香族メラミン基を二つ以上有する板状リオトロピック液晶性化合物および棒状リオトロピック高分子液晶性化合物を含む光学異方性膜。
[2]分子内に芳香族メラミン基を二つ以上有する板状リオトロピック液晶性化合物が、下記一般式(I)で表される化合物である[1]に記載の光学異方性膜。
[2]分子内に芳香族メラミン基を二つ以上有する板状リオトロピック液晶性化合物が、下記一般式(I)で表される化合物である[1]に記載の光学異方性膜。
一般式(I)中、L1およびL3は各々独立に、単結合または炭素数1〜6のアルキレン基を表し、L2は、単結合、炭素数1〜6のアルキレン基、−O−、−S−または−NH−を表し、Ar1およびAr2は各々独立に、フェニレン基またはナフチレン基を表し、nは、0または1を表す。ただし、ベンゼン環A、B、CおよびDの少なくとも一つは、スルホ基またはその塩を置換基として有する。
[3]棒状リオトロピック高分子液晶性化合物が、下記一般式(III)で表される化合物である[1]または[2]に記載の光学異方性膜。
[3]棒状リオトロピック高分子液晶性化合物が、下記一般式(III)で表される化合物である[1]または[2]に記載の光学異方性膜。
一般式(III)中、AraおよびArbは各々独立に、下記一般式(III−1)、(III−2)、(III−3)または(III−4)で表される2価の芳香環基を表す。La、LbおよびLcは各々独立に、−CO−、−O−、−CO−O−、−O−CO−、−C(=S)O−、−O−C(=S)−、−CR1R2−、−CR1R2−CR3R4−、−O−CR1R2−、−CR1R2−O−、−CR1R2−O−CR3R4−、−CR1R2−O−CO−、−O−CO−CR1R2−、−CR1R2−O−CO−CR3R4−、−CR1R2−CO−O−CR3R4−、−NR1−、−NR1−CR2R3−、−CR1R2−NR3−、−CO−NR1−または−NR1−CO−を表す。ここで、R1、R2、R3およびR4は各々独立に、水素原子、ハロゲン原子または炭素数1〜4のアルキル基を表す。naは、10〜10,000の整数を表す。
一般式(III−1)〜(III−4)中、M1、M2、M3およびM4は各々独立に、H+、Na+、K+、Li+、Cs+、Ba2+、Ca2+、Mg2+、Sr2+、Pb2+、Zn2+、La3+、Ce3+、Y3+、Yb3+、Gd3+、Zr4+またはNH4−kQk +で表される対カチオンを表す。ここで、Qは、炭素数1〜20の直鎖もしくは分岐アルキル基、アルケニル基、アルキニル基または炭素数6〜20のアリール基を表し、kは0〜4の整数を表す。m1、m2、m3およびm4は各々独立に、0〜6の整数を表す。*はLa〜Lcのいずれかに結合する位置を示す。
[4]分子内に芳香族メラミン基を二つ以上有する板状リオトロピック液晶性化合物と、棒状リオトロピック高分子液晶性化合物の質量比が1より大きい[1]〜[3]のいずれかに記載の光学異方性膜。
[5]配向膜と、[1]〜[4]のいずれかに記載の光学異方性膜とを有する積層体であって、配向膜と、光学異方性膜とが隣接している積層体。
[6]配向膜が、ラビングされている配向膜である[5]に記載の積層体。
[7]配向膜が、光配向膜である[5]に記載の積層体。
[8][1]〜[4]のいずれかに記載の光学異方性膜または[5]〜[7]のいずれかに記載の積層体と、偏光子とを含む偏光板。
[9]光学異方性膜または積層体と、偏光子とが隣接している[8]に記載の偏光板。
[10][1]〜[4]のいずれかに記載の光学異方性膜、[5]〜[7]のいずれかに記載の積層体、[8]または[9]に記載の偏光板の少なくともいずれかと、画像表示素子とを含む画像表示装置。
[4]分子内に芳香族メラミン基を二つ以上有する板状リオトロピック液晶性化合物と、棒状リオトロピック高分子液晶性化合物の質量比が1より大きい[1]〜[3]のいずれかに記載の光学異方性膜。
[5]配向膜と、[1]〜[4]のいずれかに記載の光学異方性膜とを有する積層体であって、配向膜と、光学異方性膜とが隣接している積層体。
[6]配向膜が、ラビングされている配向膜である[5]に記載の積層体。
[7]配向膜が、光配向膜である[5]に記載の積層体。
[8][1]〜[4]のいずれかに記載の光学異方性膜または[5]〜[7]のいずれかに記載の積層体と、偏光子とを含む偏光板。
[9]光学異方性膜または積層体と、偏光子とが隣接している[8]に記載の偏光板。
[10][1]〜[4]のいずれかに記載の光学異方性膜、[5]〜[7]のいずれかに記載の積層体、[8]または[9]に記載の偏光板の少なくともいずれかと、画像表示素子とを含む画像表示装置。
本発明により、リオトロピック液晶性化合物を2種以上用いた場合であっても、配向の均一性が高い光学異方性膜、該膜を用いた積層体、偏光板および画像表示装置を提供できる。
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「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
本明細書において、Re(λ)、Rth(λ)は、各々、波長λにおける面内のレターデーション、および厚さ方向のレターデーションを表す。Re(λ)はKOBRA 21ADHまたはWR(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、または測定値をプログラム等で変換して測定することができる。測定されるフィルムが、1軸または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)が算出される。
Rth(λ)は、上記Re(λ)を、面内の遅相軸(KOBRA 21ADHまたは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°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および入力された膜厚値を基にKOBRA 21ADHまたはWRが算出する。
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またはWRが算出する。なお、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および入力された膜厚値dを基に、以下の式(A)および式(B)により、Rthを算出することもできる。
なお、上記の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。また、式(A)における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およびnyに直交する方向の屈折率を表す。
Rth=((nx+ny)/2−nz)×d・・・・・・・・・・式(B)
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)は算出される。Rth(λ)は、上記Re(λ)を、面内の遅相軸(KOBRA 21ADHまたは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°〜+50°まで10°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および入力された膜厚値dを基にKOBRA 21ADHまたはWRが算出する。
また、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。なお、括弧内が平均屈折率の値である。
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)
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またはWRはnx、ny、nzを算出する。この算出されたnx、nyおよびnzにより、Nz=(nx−nz)/(nx−ny)がさらに算出される。
Re、Rthの測定波長は特別な記述がない限り、可視光域のλ=550nmでの値である。
また、本明細書において、角度の関係(例えば「直交」、「平行」、「90°」等)については、本発明が属する技術分野において許容される誤差の範囲を含むものとする。具体的には、厳密な角度±10°未満の範囲内であることを意味し、厳密な角度との誤差は、5°以下であることが好ましく、3°以下であることがより好ましい。
また、本明細書において、液晶性組成物、液晶性化合物とは、硬化等により、もはや液晶性を示さなくなったものも概念として含まれる。
<光学異方性膜>
本発明の光学異方性膜はリオトロピック液晶性組成物を含む。
本発明の光学異方性膜はリオトロピック液晶性組成物を含む。
〔リオトロピック液晶性組成物〕
本発明に用いられるリオトロピック液晶性組成物は、分子内に芳香族メラミン基を二つ以上有する板状リオトロピック液晶性化合物(以下、板状リオトロピック液晶性化合物とも言う。)と、棒状リオトロピック高分子液晶性化合物(以下、棒状リオトロピック液晶性化合物とも言う。)を含む。
本発明に用いられるリオトロピック液晶性組成物は、分子内に芳香族メラミン基を二つ以上有する板状リオトロピック液晶性化合物(以下、板状リオトロピック液晶性化合物とも言う。)と、棒状リオトロピック高分子液晶性化合物(以下、棒状リオトロピック液晶性化合物とも言う。)を含む。
本発明に用いられるリオトロピック液晶性組成物において、板状リオトロピック液晶性化合物、棒状リオトロピック液晶性化合物は、各々1種類ずつ用いてもよいし、複数種用いてもよい。複数種用いる場合は、後述の質量比等に対しては、複数種を全て合わせた量で規定する。
本発明において、リオトロピック液晶性とは、溶媒に溶解させた溶液状態で、温度や濃度を変化させることにより、等方相−液晶相の相転移を起こす性質をいう。発現する液晶相は、好ましくは、棒状ミセル、ひも状ミセル、ヘキサゴナル液晶相またラメラ液晶層である。また、本発明に用いられるリオトロピック液晶性化合物は、各種公知の配向規制力により、配向方向を制御できる。配向規制力の例としては、せん断応力、配向膜等が挙げられる。
本発明において、上記リオトロピック液晶性組成物を用いることで、配向の均一性が高まるメカニズムは定かではないが、本発明者らはおおよそ以下のように推測している。
本発明に用いられる板状リオトロピック液晶性化合物は、それ自体でカラム構造を形成して、配向規制力の方向に対し、カラム軸が平行になるように配向する性質があると考えられ、棒状リオトロピック液晶性化合物との混合物にすることで、配向規制力のアンカリングとともに、棒状リオトロピック高分子液晶性化合物からもアンカリングが付与されることで、配向の均一性を高めることができると推測している。
本発明に用いられる板状リオトロピック液晶性化合物は、それ自体でカラム構造を形成して、配向規制力の方向に対し、カラム軸が平行になるように配向する性質があると考えられ、棒状リオトロピック液晶性化合物との混合物にすることで、配向規制力のアンカリングとともに、棒状リオトロピック高分子液晶性化合物からもアンカリングが付与されることで、配向の均一性を高めることができると推測している。
{質量比}
本発明に用いられる板状リオトロピック液晶性化合物と棒状リオトロピック液晶性化合物の質量比は、板状リオトロピック化合物が効果的にカラムを形成できる理由から、1より大きいことが好ましい。同様の理由から、1.5以上であることが好ましく、2以上であることがより好ましい。
上限については、棒状リオトロピック液晶性化合物によるアンカリング付与という観点から10以下が好ましく、5以下がより好ましい。
本発明に用いられる板状リオトロピック液晶性化合物と棒状リオトロピック液晶性化合物の質量比は、板状リオトロピック化合物が効果的にカラムを形成できる理由から、1より大きいことが好ましい。同様の理由から、1.5以上であることが好ましく、2以上であることがより好ましい。
上限については、棒状リオトロピック液晶性化合物によるアンカリング付与という観点から10以下が好ましく、5以下がより好ましい。
{分子内に芳香族メラミン基を二つ以上有する板状リオトロピック液晶性化合物}
本発明に用いられる分子内に芳香族メラミン基を二つ以上有する板状リオトロピック液晶性化合物は、分子内に芳香族メラミン基を二つ以上有していれば特に限定はない。例えば特開2002−296415号公報に記載の化合物(特に、段落番号0032に記載の化合物)等を用いてもよい。また、これらと、他の板状リオトロピック液晶性化合物(例えば、特開2002−296415号公報の段落番号0012〜0031に記載の化合物)を併用してもよい。
本発明に用いられる分子内に芳香族メラミン基を二つ以上有する板状リオトロピック液晶性化合物は、分子内に芳香族メラミン基を二つ以上有していれば特に限定はない。例えば特開2002−296415号公報に記載の化合物(特に、段落番号0032に記載の化合物)等を用いてもよい。また、これらと、他の板状リオトロピック液晶性化合物(例えば、特開2002−296415号公報の段落番号0012〜0031に記載の化合物)を併用してもよい。
なお、本発明において板状とはカラム軸(nz)と直交する面内に遅相軸(nxとny)を有する化合物を表す。特に好ましくは、互いに直交する面内の遅相軸(nxとny)の大きさが異なっている板状の化合物である。
また、板状リオトロピック液晶性化合物が重合している場合には、分子内に芳香族メラミン基を二つ以上有する、とは一繰り返し単位内に芳香族メラミン基を二つ以上有することを表す。
本発明に用いられる板状リオトロピック液晶性化合物は、液晶性発現のコントロールをしやすい観点から水溶性であることが好ましい。
本発明において水溶性とは、水に対して1質量%以上溶解することを表す。5質量%以上溶解することが更に好ましい。
本発明において水溶性とは、水に対して1質量%以上溶解することを表す。5質量%以上溶解することが更に好ましい。
本発明に用いられる分子内に芳香族メラミン基を二つ以上有する板状リオトロピック液晶性化合物は、下記一般式(I)で表される化合物であることが好ましい。
〈一般式(I)で表される化合物〉
上記一般式(I)中、L1およびL3は各々独立に、単結合または炭素数1〜6のアルキレン基を表し、L2は、単結合、炭素数1〜6のアルキレン基、−O−、−S−または−NH−を表し、Ar1およびAr2は、各々独立に、フェニレン基またはナフチレン基を表す。nは、0または1を表す。ここで、ベンゼン環A、B、CおよびDの少なくとも一つは、スルホ基またはその塩を置換基として有する。
本発明に用いられる一般式(I)で表される化合物は、二つのメラミン基が連結鎖を介して連結しているため、分子アスペクト比が大きく液晶性が発現しやすいだけでなく、この連結鎖の効果により、粘性も調整できるため、せん断応力を用いなくとも、ラビングされている配向膜や光配向膜上で容易に配向制御できるため好ましい。
本発明に用いられる一般式(I)で表される化合物は、下記一般式(II)で表される化合物であることが好ましい。
〈一般式(II)で表される化合物〉
一般式(II)中、Ar1およびAr2は各々独立に、フェニレン基またはナフチレン基を表し、特に好ましくは、フェニレン基であり、最も好ましくは、p−フェニレン基である。nは0または1を表す。L1およびL3は各々独立に、単結合または炭素数1〜6のアルキレン基を表し、好ましくは、単結合または炭素数1〜4のアルキレン基であり、特に好ましくは、単結合、メチレン基またはエチレン基であり、最も好ましくは、単結合またはメチレン基である。
L2は、単結合、炭素数1〜6のアルキレン基、−O−、−S−、−NH−からなる群から選ばれる基を表し、nが0のとき、単結合または炭素数1〜4のアルキレン基が好ましく、特に好ましくは、単結合、メチレン基またはエチレン基であり、最も好ましくは、単結合またはメチレン基である。一方、L2は、nが1のとき、炭素数1〜6のアルキレン基、−O−、−S−、−NH−からなる群から選ばれる基が好ましく、特に好ましくは、炭素数1〜4のアルキレン基、−O−、−NH−からなる群から選ばれる基であり、最も好ましくは、メチレン基、エチレン基、−O−、−NH−からなる群から選ばれる基である。
ここで、ベンゼン環A、B、CおよびDの少なくとも1つは、スルホ基またはその塩で置換されており、2つ以上が、スルホ基またはその塩で置換されていることが特に好ましい。
スルホ基はカチオンイオンと塩形成していることが好ましく、カチオンイオンは、H+、Na+、K+、Li+、Cs+、Ba2+、Ca2+、Mg2+、Sr2+、Pb2+、Zn2+、La3+、Ce3+、Y3+、Yb3+、Gd3+、Zr4+またはNH4−kQk +(Qは、炭素数1〜20の直鎖もしくは分岐アルキル基、アルケニル基、アルキニル基または炭素数6〜20のアリール基を表し、kは0〜4の整数を表す)を表し、好ましくは、Na+、K+、Li+、Cs+、Ba2+、Ca2+、Mg2+またはNH4−kQk +である。
本発明に用いられる板状リオトロピック液晶性化合物は、カチオン種を適宜変更することにより、複屈折性を大きく変化させることができる。
本発明に用いられる一般式(II)で表される化合物は、下記一般式(II−1)、(II−2)、(II−3)、(II−4)または(II−5)で表される化合物がより好ましい。
ここで、ベンゼン環A、B、CおよびDの少なくとも1つは、スルホ基またはその塩で置換されており、2つ以上が、スルホ基またはその塩で置換されていることが特に好ましい。
スルホ基はカチオンイオンと塩形成していることが好ましく、カチオンイオンは、一般式(II)におけるカチオンイオンと同義であり、好ましい範囲も同じである。
ここで、L1、L2およびL3は、一般式(II)におけるL1、L2およびL3と同義であり、好ましい範囲も同じである。
ベンゼン環A、B、CおよびDの少なくとも1つは、スルホ基またはその塩で置換されており、2つ以上が、スルホ基またはその塩で置換されていることが特に好ましい。
ベンゼン環A、B、CおよびDの少なくとも1つは、スルホ基またはその塩で置換されており、2つ以上が、スルホ基またはその塩で置換されていることが特に好ましい。
スルホ基はカチオンイオンと塩形成していることが好ましく、カチオンイオンは、一般式(II)におけるカチオンイオンと同義であり、好ましい範囲も同じである。
ここで、L1およびL2は、一般式(II)におけるL1およびL2と同義であり、好ましい範囲も同じである。
ベンゼン環A、B、CおよびDの少なくとも1つは、スルホ基またはその塩で置換されており、2つ以上が、スルホ基またはその塩で置換されていることが特に好ましい。
ベンゼン環A、B、CおよびDの少なくとも1つは、スルホ基またはその塩で置換されており、2つ以上が、スルホ基またはその塩で置換されていることが特に好ましい。
スルホ基はカチオンイオンと塩形成していることが好ましく、カチオンイオンは、一般式(II)におけるカチオンイオンと同義であり、好ましい範囲も同じである。
ここで、L2は、一般式(II)におけるL2と同義であり、好ましい範囲も同じである。
ベンゼン環A、B、CおよびDの少なくとも1つは、スルホ基またはその塩で置換されており、2つ以上が、スルホ基またはその塩で置換されていることが特に好ましい。
スルホ基はカチオンイオンと塩形成していることが好ましく、カチオンイオンは、一般式(II)におけるカチオンイオンと同義であり、好ましい範囲も同じである。
ベンゼン環A、B、CおよびDの少なくとも1つは、スルホ基またはその塩で置換されており、2つ以上が、スルホ基またはその塩で置換されていることが特に好ましい。
スルホ基はカチオンイオンと塩形成していることが好ましく、カチオンイオンは、一般式(II)におけるカチオンイオンと同義であり、好ましい範囲も同じである。
ここで、ベンゼン環A、B、CおよびDの少なくとも1つは、スルホ基またはその塩で置換されており、2つ以上が、スルホ基またはその塩で置換されていることが特に好ましい。スルホ基はカチオンイオンと塩形成していることが好ましく、カチオンイオンは、一般式(II)におけるカチオンイオンに同義であり、好ましい範囲も同じである。
以下に一般式(II)で表される化合物として好ましい具体例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
{棒状リオトロピック高分子液晶性化合物}
本発明に用いられる棒状リオトロピック高分子液晶性化合物については特に限定はない。波長400nm以上に吸収を有しない化合物が好ましい。例えば特表2013−543148号公報に記載の化合物(特に、段落番号0013〜0019に記載の化合物)等を用いることができる。
本発明に用いられる棒状リオトロピック高分子液晶性化合物については特に限定はない。波長400nm以上に吸収を有しない化合物が好ましい。例えば特表2013−543148号公報に記載の化合物(特に、段落番号0013〜0019に記載の化合物)等を用いることができる。
なお、本発明において、棒状とは分子のアスペクト比が2以上であり、該形状異方性の方向と遅相軸の方向が平行であることを表す。
本発明に用いられる棒状リオトロピック高分子液晶性化合物の分子量としては、塗布液の粘性という観点から、5,000以上が好ましく10,000以上がより好ましい。また、上限については、配向性という観点から1,000,000以下が好ましく、100,000以下がより好ましい。
本発明に用いられる棒状リオトロピック高分子液晶性化合物は、液晶性発現のコントロールをしやすい観点から水溶性であることが好ましい。
水溶性の定義については、板状リオトロピック液晶性化合物と同様である。
水溶性の定義については、板状リオトロピック液晶性化合物と同様である。
本発明に用いられる棒状リオトロピック高分子液晶性化合物は、下記一般式(III)で表される化合物であることが好ましい。
〈一般式(III)で表される化合物〉
一般式(III)中、AraおよびArbは各々独立に、下記一般式(III−1)、(III−2)、(III−3)または(III−4)で表される2価の芳香環基を表す。La、LbおよびLcは各々独立に、−CO−、−O−、−CO−O−、−O−CO−、−C(=S)O−、−O−C(=S)−、−CR1R2−、−CR1R2−CR3R4−、−O−CR1R2−、−CR1R2−O−、−CR1R2−O−CR3R4−、−CR1R2−O−CO−、−O−CO−CR1R2−、−CR1R2−O−CO−CR3R4−、−CR1R2−CO−O−CR3R4−、−NR1−、−NR1−CR2R3−、−CR1R2−NR3−、−CO−NR1−または−NR1−CO−を表す。ここで、R1、R2、R3およびR4は各々独立に、水素原子、ハロゲン原子または炭素数1〜4のアルキル基を表す。naは、10〜10,000の整数を表す。
一般式(III−1)〜(III−4)中、M1、M2、M3およびM4は各々独立に、H+、Na+、K+、Li+、Cs+、Ba2+、Ca2+、Mg2+、Sr2+、Pb2+、Zn2+、La3+、Ce3+、Y3+、Yb3+、Gd3+、Zr4+またはNH4−kQk +(Qは、炭素数1〜20の直鎖もしくは分岐アルキル基、アルケニル基、アルキニル基または炭素数6〜20のアリール基を表し、kは0〜4の整数を表す)で表される対カチオンであり、好ましくは、Na+、K+、Li+、Cs+、Ba2+、Ca2+、Mg2+またはNH4−kQk +である。
m1、m2、m3およびm4は各々独立に0〜6の整数を表し、好ましくは1または2である。
なお、*はLa〜Lcのいずれかに結合する位置を示す。
m1、m2、m3およびm4は各々独立に0〜6の整数を表し、好ましくは1または2である。
なお、*はLa〜Lcのいずれかに結合する位置を示す。
本発明に用いられる棒状リオトロピック高分子液晶性化合物は、カチオン種を適宜変更することにより、複屈折性を大きく変化させることができる。
一般式(III)で表される化合物として好ましい具体例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
なお、例示化合物中括弧の右下の数字は一般式(III)におけるnaに相当する値である。
なお、例示化合物中括弧の右下の数字は一般式(III)におけるnaに相当する値である。
{その他添加剤}
本発明に用いられるリオトロピック液晶性組成物は、他に必要に応じて各種添加剤を含んでいてもよい。添加剤としては、波長分散制御剤、光学特性調整剤、界面活性剤、密着改良剤、滑り剤、配向制御剤、UV吸収剤等が挙げられ、各種公知のものを適宜用いることができる。また、リオトロピック液晶性化合物以外の液晶性化合物を含んでいてもよい。
本発明に用いられるリオトロピック液晶性組成物は、他に必要に応じて各種添加剤を含んでいてもよい。添加剤としては、波長分散制御剤、光学特性調整剤、界面活性剤、密着改良剤、滑り剤、配向制御剤、UV吸収剤等が挙げられ、各種公知のものを適宜用いることができる。また、リオトロピック液晶性化合物以外の液晶性化合物を含んでいてもよい。
また、リオトロピック液晶性組成物における、リオトロピック液晶性化合物の総量は、全固形分質量に対して50〜100質量%が好ましく、90〜99質量%がより好ましい。
溶媒としては、水、ジメチルホルムアミドなどの極性溶媒およびヘキサンなどの非極性溶媒の中から適当に選択することができるが、極性溶媒が好ましく、水が最も好ましい。また、必要に応じて、イオン強度、pH等を調節したり、溶媒を混合することもできる。
〔光学異方性膜の光学特性〕
本発明の光学異方性膜は、各種必要に応じて光学特性を調整できる。例えば、IPS液晶表示装置の位相差フィルムに用いる場合、Reは100nm〜300nmが好ましく、Rthは0nm〜100nmが好ましい。また、EL表示装置の反射防止に用いる場合にはReはλ/4が好ましく、Rthは50nm〜80nmが好ましい。
本発明の光学異方性膜は、各種必要に応じて光学特性を調整できる。例えば、IPS液晶表示装置の位相差フィルムに用いる場合、Reは100nm〜300nmが好ましく、Rthは0nm〜100nmが好ましい。また、EL表示装置の反射防止に用いる場合にはReはλ/4が好ましく、Rthは50nm〜80nmが好ましい。
また、本発明の光学異方性膜は、各種必要に応じて光学特性を調整できる。波長分散としてはRe(450)/Re(550)が、0.75〜1.00であることが好ましく、Re(650)/Re(550)が、1.00〜1.20であることが好ましい。
〔光学異方性膜の作製方法〕
本発明の光学異方性膜は各種公知の方法で作製できる。例えば、本発明に用いられるリオトロピック液晶性組成物を基板上に塗布して形成する方法や、基板に塗布して作製した後に光学異方性膜のみを剥がし、別の基板上に粘着剤等を用いて転写する方式等が挙げられる。
本発明の光学異方性膜は各種公知の方法で作製できる。例えば、本発明に用いられるリオトロピック液晶性組成物を基板上に塗布して形成する方法や、基板に塗布して作製した後に光学異方性膜のみを剥がし、別の基板上に粘着剤等を用いて転写する方式等が挙げられる。
基板としては、ガラスやポリマーフィルム等、各種公知のものを用いることができる。
ポリマ―フィルムの一例としては、セルロースアシレート系フィルム、アクリル系フィルム、ノルボルネン系フィルム、ポリエステル系フィルム等が挙げられる。
ポリマ―フィルムの一例としては、セルロースアシレート系フィルム、アクリル系フィルム、ノルボルネン系フィルム、ポリエステル系フィルム等が挙げられる。
塗布方法については各種公知の方法が使用でき、例えば、カーテンコーティング法、押出コーティング法、ロールコーティング法、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およびスライドコーティング法が挙げられる。また、せん断応力を与える塗布方法を採用すると、配向と塗布との二つの処理を同時に行うことができる。連続塗布によって、それと同時に連続配向させることが好ましい。連続塗布には、カーテンコーティング法、押出コーティング法、ロールコーティング法およびスライドコーティング法が適している。具体的な塗布手段としては、ダイコーター、ブレードコーターまたはバーコーターを用いることが好ましい。
本発明の光学異方性膜の厚さは0.1〜10μmが好ましく、0.5〜5μmがより好ましい。
<積層体>
本発明の積層体は、本発明の光学異方性膜と、配向膜と、を有し、光学異方性膜と配向膜とが隣接している。光学異方性膜を配向膜上に作製することで、配向膜により配向規制力を向上させることができるため、より効果的に配向の均一性を高めることができる。
本発明の積層体は、本発明の光学異方性膜と、配向膜と、を有し、光学異方性膜と配向膜とが隣接している。光学異方性膜を配向膜上に作製することで、配向膜により配向規制力を向上させることができるため、より効果的に配向の均一性を高めることができる。
〔配向膜〕
本発明に用いられる配向膜は、リオトロピック液晶性化合物に対する配向規制力を持っている膜である。配向膜としては、有機化合物(好ましくはポリマー)のラビング処理、無機化合物の斜方蒸着、マイクログルーブを有する層の形成、あるいはラングミュア・ブロジェット法(LB膜)による有機化合物(例、ω−トリコサン酸、ジオクタデシルメチルアンモニウムクロライド、ステアリル酸メチル)の累積のような手段で設けることができる。更に、電場の付与、磁場の付与あるいは光照射(好ましくは偏光)により、配向規制力が生じる配向膜を用いることができる。
本発明に用いられる配向膜は、リオトロピック液晶性化合物に対する配向規制力を持っている膜である。配向膜としては、有機化合物(好ましくはポリマー)のラビング処理、無機化合物の斜方蒸着、マイクログルーブを有する層の形成、あるいはラングミュア・ブロジェット法(LB膜)による有機化合物(例、ω−トリコサン酸、ジオクタデシルメチルアンモニウムクロライド、ステアリル酸メチル)の累積のような手段で設けることができる。更に、電場の付与、磁場の付与あるいは光照射(好ましくは偏光)により、配向規制力が生じる配向膜を用いることができる。
{ラビングされている配向膜}
本発明に用いられるラビングされている配向膜は、ラビング処理により配向規制力が生じる配向膜である。例としては、ポリビニルアルコール等からなる膜に対して、ラビング処理を行うことで配向規制力が生じたものが挙げられる。
本発明に用いられるラビングされている配向膜は、ラビング処理により配向規制力が生じる配向膜である。例としては、ポリビニルアルコール等からなる膜に対して、ラビング処理を行うことで配向規制力が生じたものが挙げられる。
{光配向膜}
本発明に用いられる光配向膜は、光配向性の素材に偏光または非偏光を照射して配向膜とした光配向膜である。また、基板上に、光配光材料を塗布して光配向膜を作製してもよい。偏光の照射は、光配向膜に対して、垂直方向または斜め方向から行うことができ、非偏光の照射は、光配向膜に対して、斜め方向から行うことができる。斜め方向から照射する場合の斜め方向とは、光配向膜に対して、5度〜45度の角度の方向が好ましく、10度〜30度の角度の方向がより好ましい。照射強度としては、好ましくは200〜2000mJ/cm2の紫外線を照射すればよい。
本発明に用いられる光配向膜は、光配向性の素材に偏光または非偏光を照射して配向膜とした光配向膜である。また、基板上に、光配光材料を塗布して光配向膜を作製してもよい。偏光の照射は、光配向膜に対して、垂直方向または斜め方向から行うことができ、非偏光の照射は、光配向膜に対して、斜め方向から行うことができる。斜め方向から照射する場合の斜め方向とは、光配向膜に対して、5度〜45度の角度の方向が好ましく、10度〜30度の角度の方向がより好ましい。照射強度としては、好ましくは200〜2000mJ/cm2の紫外線を照射すればよい。
光配向膜を用いることで、ラビングされている配向膜を用いるよりもさらに効果的に配向の均一性を高めることができるため好ましい。
本発明に用いられる光配向膜に用いられる光配向材料としては、多数の文献等に記載がある。例えば、特開2006−285197号公報、特開2007−76839号公報、特開2007−138138号公報、特開2007−94071号公報、特開2007−121721号公報、特開2007−140465号公報、特開2007−156439号公報、特開2007−133184号公報、特開2009−109831号公報、特許第3883848号公報、特許第4151746号公報に記載のアゾ化合物、特開2002−229039号公報に記載の芳香族エステル化合物、特開2002−265541号公報、特開2002−317013号公報に記載の光配向性単位を有するマレイミドおよび/またはアルケニル置換ナジイミド化合物、特許第4205195号公報、特許第4205198号公報に記載の光架橋性シラン誘導体、特表2003−520878号公報、特表2004−529220号公報、特許第4162850号公報に記載の光架橋性ポリイミド、ポリアミドまたはエステル、特開平9−118717号公報、特表平10−506420号公報、特表2003−505561号公報、国際公開第2010/150748号パンフレット、特開2013−177561号公報、特開2014−12823号公報に記載の光二量化可能な化合物、特にシンナメート化合物、カルコン化合物、クマリン化合物が好ましい例として挙げられる。特に好ましくは、アゾ化合物、光架橋性ポリイミド、ポリアミド、エステル、シンナメート化合物、カルコン化合物である。
特に好ましい光配向材料の具体例としては、特開2006−285197号公報に記載されている下記式(X)で示される化合物を挙げることができる。
式(X)中、R1およびR2は各々独立に、ヒドロキシ基または(メタ)アクリロイル基、(メタ)アクリロイルオキシ基、(メタ)アクリルアミド基、ビニル基、ビニルオキシ基、及びマレイミド基からなる群から選ばれる重合性基を表す。
X1は、R1がヒドロキシ基の場合、単結合を表し、R1が重合性基の場合、−(A1−B1)m−で表される連結基を表す。
X2は、R2がヒドロキシ基の場合、単結合を表し、R2またはR8が重合性基の場合、−(A2−B2)n−で表される連結基を表す。ここで、A1はR1またはR7と結合し、A2はR2またはR8と結合し、B1およびB2は各々隣接するフェニレン基と結合する。A1およびA2は各々独立に、単結合または2価の炭化水素基を表し、B1およびB2は各々独立に、単結合、−O−、−CO−O−、−O−CO−、−CO−NH−、−NH−CO−、−NH−CO−O−または−O−CO−NH−を表す。mおよびnは各々独立に、0〜4の整数を表す。ただし、mまたはnが2以上のとき、複数存在するA1、B1、A2およびB2は同じであっても異なっていてもよい。ただし、二つのB1またはB2の間に挟まれたA1またはA2は、単結合ではないものとする。R3およびR4は各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、カルボキシ基、ハロゲン化メチル基、ハロゲン化メトキシ基、シアノ基、ニトロ基、−OR7(ここで、R7は、炭素数1〜6の低級アルキル基、炭素数3〜6のシクロアルキル基または炭素数1〜6の低級アルコキシ基で置換された炭素数1〜6の低級アルキル基を表す)、炭素数1〜4のヒドロキシアルキル基、−CONR8R9(ここで、R8およびR9は各々独立に、水素原子または炭素数1〜6の低級アルキル基を表す)またはメトキシカルボニル基を表す。ただし、カルボキシ基はアルカリ金属と塩を形成していてもよい。
R5およびR6は各々独立に、カルボキシ基、スルホ基、ニトロ基、アミノ基またはヒドロキシ基を表す。ただし、カルボキシ基およびスルホ基はアルカリ金属と塩を形成していてもよい。
X1は、R1がヒドロキシ基の場合、単結合を表し、R1が重合性基の場合、−(A1−B1)m−で表される連結基を表す。
X2は、R2がヒドロキシ基の場合、単結合を表し、R2またはR8が重合性基の場合、−(A2−B2)n−で表される連結基を表す。ここで、A1はR1またはR7と結合し、A2はR2またはR8と結合し、B1およびB2は各々隣接するフェニレン基と結合する。A1およびA2は各々独立に、単結合または2価の炭化水素基を表し、B1およびB2は各々独立に、単結合、−O−、−CO−O−、−O−CO−、−CO−NH−、−NH−CO−、−NH−CO−O−または−O−CO−NH−を表す。mおよびnは各々独立に、0〜4の整数を表す。ただし、mまたはnが2以上のとき、複数存在するA1、B1、A2およびB2は同じであっても異なっていてもよい。ただし、二つのB1またはB2の間に挟まれたA1またはA2は、単結合ではないものとする。R3およびR4は各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、カルボキシ基、ハロゲン化メチル基、ハロゲン化メトキシ基、シアノ基、ニトロ基、−OR7(ここで、R7は、炭素数1〜6の低級アルキル基、炭素数3〜6のシクロアルキル基または炭素数1〜6の低級アルコキシ基で置換された炭素数1〜6の低級アルキル基を表す)、炭素数1〜4のヒドロキシアルキル基、−CONR8R9(ここで、R8およびR9は各々独立に、水素原子または炭素数1〜6の低級アルキル基を表す)またはメトキシカルボニル基を表す。ただし、カルボキシ基はアルカリ金属と塩を形成していてもよい。
R5およびR6は各々独立に、カルボキシ基、スルホ基、ニトロ基、アミノ基またはヒドロキシ基を表す。ただし、カルボキシ基およびスルホ基はアルカリ金属と塩を形成していてもよい。
<偏光板>
本発明の偏光板は、本発明の光学異方性膜または積層体と、偏光子とを含む。本発明の偏光板の構成を、図1を用いて説明する。
本発明の偏光板は、本発明の光学異方性膜または積層体と、偏光子とを含む。本発明の偏光板の構成を、図1を用いて説明する。
図1は、本発明の偏光板の実施形態の例を示す模式的な断面図である。
図1(A)に示すように、偏光板10は、光学異方性膜1と、偏光子3とを有する。ここで、光学異方性膜1と、偏光子3の間には図示しない他の層が含まれていてもよいが、図1(A)に示すように、光学異方性膜1と、偏光子3は隣接していることが好ましい。
また、別の実施形態では、図1(B)に示すように偏光板10は、積層体4と、偏光子3とを有する。ここで積層体4は、光学異方性膜1と配向膜2とを含んでいる。積層体4と、偏光子4の間には図示しない他の層が含まれていてもよいが、図1(B)に示すように、積層体4と、偏光子3は隣接していることが好ましい。また、図1(B)では、光学異方性膜1、配向膜2、偏光子3がこの順に積層された形態を図示しているが、配向膜2、光学異方性膜1、偏光子3がこの順に積層されていてもよい。
図1(A)に示すように、偏光板10は、光学異方性膜1と、偏光子3とを有する。ここで、光学異方性膜1と、偏光子3の間には図示しない他の層が含まれていてもよいが、図1(A)に示すように、光学異方性膜1と、偏光子3は隣接していることが好ましい。
また、別の実施形態では、図1(B)に示すように偏光板10は、積層体4と、偏光子3とを有する。ここで積層体4は、光学異方性膜1と配向膜2とを含んでいる。積層体4と、偏光子4の間には図示しない他の層が含まれていてもよいが、図1(B)に示すように、積層体4と、偏光子3は隣接していることが好ましい。また、図1(B)では、光学異方性膜1、配向膜2、偏光子3がこの順に積層された形態を図示しているが、配向膜2、光学異方性膜1、偏光子3がこの順に積層されていてもよい。
〔偏光子〕
本発明に用いられる偏光子は、特に限定されず、通常用いる偏光子を用いることができる。一例としては、ポリビニルアルコールにヨウ素を浸漬させたヨウ素偏光子、二色性有機色素を用いた偏光子等が挙げられる。
本発明に用いられる偏光子は、特に限定されず、通常用いる偏光子を用いることができる。一例としては、ポリビニルアルコールにヨウ素を浸漬させたヨウ素偏光子、二色性有機色素を用いた偏光子等が挙げられる。
偏光子の厚さは特に限定されないが、偏光板の厚みを薄くできる等の理由から25μm以下が好ましく、15μm以下がより好ましく、10μm以下がさらに好ましい。下限は特に限定されないが通常1μm以上である。
<画像表示装置>
本発明の画像表示装置は、画像表示素子と、本発明の偏光板とを含む。本発明の偏光板は、光学異方性膜の特性によって、光学補償や反射防止の機能を持つ。
本発明の画像表示装置は、画像表示素子と、本発明の偏光板とを含む。本発明の偏光板は、光学異方性膜の特性によって、光学補償や反射防止の機能を持つ。
〔画像表示素子〕
本発明に用いられる画像表示素子は特に限定されず、各種公知のモードの液晶セルや、EL(Electroluminescence)表示素子等を用いることができる。液晶セルの一例としては、IPSモード、VAモード、TNモード、OCBモード、ECBモード、などが挙げられ、EL表示素子としては有機EL表示素子等が挙げられる。
本発明に用いられる画像表示素子は特に限定されず、各種公知のモードの液晶セルや、EL(Electroluminescence)表示素子等を用いることができる。液晶セルの一例としては、IPSモード、VAモード、TNモード、OCBモード、ECBモード、などが挙げられ、EL表示素子としては有機EL表示素子等が挙げられる。
以下に実施例に基づいて本発明をさらに詳細に説明する。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。従って、本発明の範囲は以下に示す実施例により限定的に解釈されるべきものではない。
[実施例1]
<基板の作製>
基板として、市販されているトリアセチルセルロースフィルム「Z−TAC」(富士フイルム社製)を用いた。Z−TACを温度60℃の誘電式加熱ロールを通過させ、フィルム表面温度を40℃に昇温した後に、フィルムの片面に下記に示す組成のアルカリ溶液を、バーコーターを用いて塗布量14ml/m2で塗布し、110℃で加熱し、(株)ノリタケカンパニーリミテド製のスチーム式遠赤外ヒーターの下に、10秒間搬送した。続いて、同じくバーコーターを用いて、純水を3ml/m2塗布した。次いで、ファウンテンコーターによる水洗とエアナイフによる水切りを3回繰り返した後に、70℃の乾燥ゾーンに10秒間搬送して乾燥し、アルカリ鹸化処理した基板を作製した。
<基板の作製>
基板として、市販されているトリアセチルセルロースフィルム「Z−TAC」(富士フイルム社製)を用いた。Z−TACを温度60℃の誘電式加熱ロールを通過させ、フィルム表面温度を40℃に昇温した後に、フィルムの片面に下記に示す組成のアルカリ溶液を、バーコーターを用いて塗布量14ml/m2で塗布し、110℃で加熱し、(株)ノリタケカンパニーリミテド製のスチーム式遠赤外ヒーターの下に、10秒間搬送した。続いて、同じくバーコーターを用いて、純水を3ml/m2塗布した。次いで、ファウンテンコーターによる水洗とエアナイフによる水切りを3回繰り返した後に、70℃の乾燥ゾーンに10秒間搬送して乾燥し、アルカリ鹸化処理した基板を作製した。
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アルカリ溶液の組成(質量部)
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水酸化カリウム 4.7質量部
水 15.8質量部
イソプロパノール 63.7質量部
界面活性剤
SF−1:C14H29O(CH2CH2O)20H 1.0質量部
プロピレングリコール 14.8質量部
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アルカリ溶液の組成(質量部)
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水酸化カリウム 4.7質量部
水 15.8質量部
イソプロパノール 63.7質量部
界面活性剤
SF−1:C14H29O(CH2CH2O)20H 1.0質量部
プロピレングリコール 14.8質量部
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<nx>nz>nyの二軸性プレート1の作製>
下記の二軸性プレート用塗布液1を調製した。
下記の二軸性プレート用塗布液1を調製した。
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二軸性プレート用塗布液1の組成
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板状リオトロピック液晶性化合物 II−1−1 70質量部
棒状リオトロピック高分子液晶性化合物 III−2 30質量部
水 900質量部
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二軸性プレート用塗布液1の組成
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板状リオトロピック液晶性化合物 II−1−1 70質量部
棒状リオトロピック高分子液晶性化合物 III−2 30質量部
水 900質量部
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上記で作製した基板の表面上に二軸性プレート用塗布液1を、バーコーターを用いて、10m/分の搬送速度で塗布、乾燥し、二軸性プレート1を作製した。作製した二軸性プレートは、塗布方向に対し遅相軸方向が直交に配向していた。自動複屈折率計(KOBRA−21ADH、王子計測機器(株)社製)を用いて、Reの光入射角度依存性を測定したところ、波長550nmにおいてReが300nm、Rthが60nm、三次元の屈折率がnx>nz>nyであった。
<偏光板1の作製>
TD80UL(富士フイルム社製)の表面を、1.5規定の水酸化ナトリウム水溶液に55℃で2分間浸漬し、室温の水洗浴槽中で洗浄し、30℃で0.1規定の硫酸を用いて中和した。再度、室温の水洗浴槽中で洗浄し、さらに100℃の温風で乾燥し、アルカリ鹸化処理した保護フィルムを作製した。 続いて、厚さ80μmのロール状ポリビニルアルコールフィルムをヨウ素水溶液中で連続して5倍に延伸し、乾燥して厚さ20μmの偏光子を得た。
上記で作製した偏光子の一方の面に上記で作製した保護フィルムを貼合し、他方の表面に上記で作製した二軸性プレート1の基板面を貼合して、偏光子を挟みこみ、保護フィルムと二軸性プレート1が偏光子の両面に配置されている偏光板1を作製した。貼合には、ポリビニルアルコール系接着剤の水溶液を利用した。また、貼合は、二軸性プレート1の遅相軸と、偏光子の吸収軸が直交になるように作製した。
TD80UL(富士フイルム社製)の表面を、1.5規定の水酸化ナトリウム水溶液に55℃で2分間浸漬し、室温の水洗浴槽中で洗浄し、30℃で0.1規定の硫酸を用いて中和した。再度、室温の水洗浴槽中で洗浄し、さらに100℃の温風で乾燥し、アルカリ鹸化処理した保護フィルムを作製した。 続いて、厚さ80μmのロール状ポリビニルアルコールフィルムをヨウ素水溶液中で連続して5倍に延伸し、乾燥して厚さ20μmの偏光子を得た。
上記で作製した偏光子の一方の面に上記で作製した保護フィルムを貼合し、他方の表面に上記で作製した二軸性プレート1の基板面を貼合して、偏光子を挟みこみ、保護フィルムと二軸性プレート1が偏光子の両面に配置されている偏光板1を作製した。貼合には、ポリビニルアルコール系接着剤の水溶液を利用した。また、貼合は、二軸性プレート1の遅相軸と、偏光子の吸収軸が直交になるように作製した。
[実施例2]
<配向膜2の作製>
実施例1で作製した基板上に、下記の組成の配向膜2形成用塗布液を#8のワイヤーバーで塗布した。60℃の温風で60秒、さらに100℃の温風で120秒乾燥し、配向膜2を形成した。
<配向膜2の作製>
実施例1で作製した基板上に、下記の組成の配向膜2形成用塗布液を#8のワイヤーバーで塗布した。60℃の温風で60秒、さらに100℃の温風で120秒乾燥し、配向膜2を形成した。
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配向膜2形成用塗布液の組成
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下記変性ポリビニルアルコール 2.4質量部
イソプロピルアルコール 1.6質量部
メタノール 36質量部
水 60質量部
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配向膜2形成用塗布液の組成
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下記変性ポリビニルアルコール 2.4質量部
イソプロピルアルコール 1.6質量部
メタノール 36質量部
水 60質量部
───────────────────────────────────
<nx>nz>nyの二軸性プレート2の作製>
表面に配向膜2を形成した基板の、配向膜表面にラビング処理を施した。実施例1で作製した前記二軸性プレート用塗布液1の板状リオトロピック液晶性化合物II−1−1を下記液晶性化合物II−2−1に変更した点、上記ラビング処理した面上に塗布する点以外は、実施例1と同様にして二軸性プレート用塗布液2を塗布した。次いで、膜面温度120℃で60秒間加熱熟成し、室温まで冷却し配向状態を固定化することにより、二軸性プレート2を作製した。作製された二軸性プレートは、塗布方向に対し遅相軸方向が直交に配向していた。自動複屈折率計(KOBRA−21ADH、王子計測機器(株)社製)を用いて、Reの光入射角度依存性を測定したところ、波長550nmにおいてReが300nm、Rthが60nm、三次元の屈折率がnx>nz>nyであった。
表面に配向膜2を形成した基板の、配向膜表面にラビング処理を施した。実施例1で作製した前記二軸性プレート用塗布液1の板状リオトロピック液晶性化合物II−1−1を下記液晶性化合物II−2−1に変更した点、上記ラビング処理した面上に塗布する点以外は、実施例1と同様にして二軸性プレート用塗布液2を塗布した。次いで、膜面温度120℃で60秒間加熱熟成し、室温まで冷却し配向状態を固定化することにより、二軸性プレート2を作製した。作製された二軸性プレートは、塗布方向に対し遅相軸方向が直交に配向していた。自動複屈折率計(KOBRA−21ADH、王子計測機器(株)社製)を用いて、Reの光入射角度依存性を測定したところ、波長550nmにおいてReが300nm、Rthが60nm、三次元の屈折率がnx>nz>nyであった。
<偏光板2の作製>
実施例1において、二軸性プレート1に代えて上記で作製した二軸性プレート2を用いた以外は同様にして、偏光板2を作製した。
実施例1において、二軸性プレート1に代えて上記で作製した二軸性プレート2を用いた以外は同様にして、偏光板2を作製した。
[実施例3]
<nx>nz>nyの二軸性プレート3の作製>
実施例2において、前記二軸性プレート用塗布液1の棒状リオトロピック高分子液晶性化合物III−2を下記液晶性化合物III−5に変更した以外は、同様にして二軸性プレート3を作製した。波長550nmにおいてReが300nm、Rthが20nm、三次元の屈折率がnx>nz>nyであった。
<nx>nz>nyの二軸性プレート3の作製>
実施例2において、前記二軸性プレート用塗布液1の棒状リオトロピック高分子液晶性化合物III−2を下記液晶性化合物III−5に変更した以外は、同様にして二軸性プレート3を作製した。波長550nmにおいてReが300nm、Rthが20nm、三次元の屈折率がnx>nz>nyであった。
<偏光板3の作製>
実施例1において、二軸性プレート1に代えて上記で作製した二軸性プレート3を用いた以外は同様にして、偏光板3を作製した。
実施例1において、二軸性プレート1に代えて上記で作製した二軸性プレート3を用いた以外は同様にして、偏光板3を作製した。
[実施例4]
<nx>nz>nyの二軸性プレート4の作製>
実施例2において、前記二軸性プレート用塗布液1の棒状リオトロピック高分子液晶性化合物III−2を下記液晶性化合物III−16に変更した以外は同様にして、二軸性プレート4を作製した。波長550nmにおいてReが300nm、Rthが60nm、三次元の屈折率がnx>nz>nyであった。
<nx>nz>nyの二軸性プレート4の作製>
実施例2において、前記二軸性プレート用塗布液1の棒状リオトロピック高分子液晶性化合物III−2を下記液晶性化合物III−16に変更した以外は同様にして、二軸性プレート4を作製した。波長550nmにおいてReが300nm、Rthが60nm、三次元の屈折率がnx>nz>nyであった。
<偏光板4の作製>
実施例1において、二軸性プレート1に代えて上記で作製した二軸性プレート4を用いた以外は同様にして、偏光板4を作製した。
実施例1において、二軸性プレート1に代えて上記で作製した二軸性プレート4を用いた以外は同様にして、偏光板4を作製した。
[実施例5]
<nx>nz>nyの二軸性プレート5の作製>
実施例2で作製した基板のラビング処理面上に、実施例1で作製した二軸性プレート用塗布液1を塗布した。次いで、膜面温度120℃で60秒間加熱熟成し、室温まで冷却し配向状態を固定化することにより、二軸性プレート5を作製した。作製した二軸性プレートは、塗布方向に対し遅相軸方向が直交に配向していた。自動複屈折率計(KOBRA−21ADH、王子計測機器(株)社製)を用いて、Reの光入射角度依存性を測定したところ、波長550nmにおいてReが300nm、Rthが60nm、三次元の屈折率がnx>nz>nyであった。
<nx>nz>nyの二軸性プレート5の作製>
実施例2で作製した基板のラビング処理面上に、実施例1で作製した二軸性プレート用塗布液1を塗布した。次いで、膜面温度120℃で60秒間加熱熟成し、室温まで冷却し配向状態を固定化することにより、二軸性プレート5を作製した。作製した二軸性プレートは、塗布方向に対し遅相軸方向が直交に配向していた。自動複屈折率計(KOBRA−21ADH、王子計測機器(株)社製)を用いて、Reの光入射角度依存性を測定したところ、波長550nmにおいてReが300nm、Rthが60nm、三次元の屈折率がnx>nz>nyであった。
<偏光板5の作製>
実施例1において、二軸性プレート1に代えて上記で作製した二軸性プレート5を用いた以外は同様にして、偏光板5を作製した。
実施例1において、二軸性プレート1に代えて上記で作製した二軸性プレート5を用いた以外は同様にして、偏光板5を作製した。
[実施例6]
<配向膜6の作製>
実施例1で作製した基板を用い、下記の組成の光配向膜6形成用塗布液をワイヤーバーで塗布した。60℃の温風で60秒、さらに100℃の温風で120秒乾燥し、光配向膜6を作製した。
<配向膜6の作製>
実施例1で作製した基板を用い、下記の組成の光配向膜6形成用塗布液をワイヤーバーで塗布した。60℃の温風で60秒、さらに100℃の温風で120秒乾燥し、光配向膜6を作製した。
───────────────────────────────────
光配向膜6形成用塗布液の組成
───────────────────────────────────
下記光配向用素材P−1 1.0質量部
ブトキシエタノール 33質量部
プロピレングリコールモノメチルエーテル 33質量部
水 33質量部
───────────────────────────────────
光配向膜6形成用塗布液の組成
───────────────────────────────────
下記光配向用素材P−1 1.0質量部
ブトキシエタノール 33質量部
プロピレングリコールモノメチルエーテル 33質量部
水 33質量部
───────────────────────────────────
<nx>nz>nyの二軸性プレート6の作製>
上記で作製した、表面に光配向膜6を形成した基板の表面に、空気下にて160mW/cm2の空冷メタルハライドランプ(アイグラフィックス(株)製)を用いて紫外線を照射した。このとき、ワイヤーグリッド偏光子(Moxtek社製、 ProFlux PPL02)を光配向膜6の面と平行に、かつ、ワイヤーグリッド偏光子の透過軸と透明支持体の長手方向が平行になるようにセットして露光を行った。この際用いる紫外線の照度はUV−A領域(波長380nm〜320nmの積算)において100mW/cm2、照射量はUV−A領域において1000mJ/cm2とした。
上記で作製した、表面に光配向膜6を形成した基板の表面に、空気下にて160mW/cm2の空冷メタルハライドランプ(アイグラフィックス(株)製)を用いて紫外線を照射した。このとき、ワイヤーグリッド偏光子(Moxtek社製、 ProFlux PPL02)を光配向膜6の面と平行に、かつ、ワイヤーグリッド偏光子の透過軸と透明支持体の長手方向が平行になるようにセットして露光を行った。この際用いる紫外線の照度はUV−A領域(波長380nm〜320nmの積算)において100mW/cm2、照射量はUV−A領域において1000mJ/cm2とした。
次いで、光配向膜上に、実施例1で作製した二軸性プレート用塗布液1を、バーコーターを用いて塗布した。その後、膜面温度120℃で60秒間加熱熟成し、室温まで冷却し配向状態を固定化することにより、二軸性プレート6を作製した。作製した二軸性プレートは、塗布方向に対し遅相軸方向が直交に配向していた。自動複屈折率計(KOBRA−21ADH、王子計測機器(株)社製)を用いて、Reの光入射角度依存性を測定したところ、波長550nmにおいてReが300nm、Rthが60nm、三次元の屈折率がnx>nz>nyであった。
<偏光板6の作製>
実施例1において、二軸性プレート1に代えて上記作製した二軸性プレート6を用いた以外は同様にして、偏光板6を作製した。
実施例1において、二軸性プレート1に代えて上記作製した二軸性プレート6を用いた以外は同様にして、偏光板6を作製した。
[実施例7]
<nx>nz>nyの二軸性プレート7付偏光板7の作製>
実施例1で作製した偏光子の片面に、実施例1で作製した保護フィルムを積層した。その後、偏光子の、保護フィルムが配置されていない側の表面をラビング処理した後に実施例1で作製した二軸性プレート用塗布液1を、バーコーターを用いて、10m/分の搬送速度で塗布した。この際、ラビングは偏光子の吸収軸方向に実施した。形成された二軸性プレートは、偏光子の吸収軸に対し遅相軸方向が直交に配向していた。自動複屈折率計(KOBRA−21ADH、王子計測機器(株)社製)を用いて、Reの光入射角度依存性を測定したところ、波長550nmにおいてReが300nm、Rthが60nm、三次元の屈折率がnx>nz>nyであった。
<nx>nz>nyの二軸性プレート7付偏光板7の作製>
実施例1で作製した偏光子の片面に、実施例1で作製した保護フィルムを積層した。その後、偏光子の、保護フィルムが配置されていない側の表面をラビング処理した後に実施例1で作製した二軸性プレート用塗布液1を、バーコーターを用いて、10m/分の搬送速度で塗布した。この際、ラビングは偏光子の吸収軸方向に実施した。形成された二軸性プレートは、偏光子の吸収軸に対し遅相軸方向が直交に配向していた。自動複屈折率計(KOBRA−21ADH、王子計測機器(株)社製)を用いて、Reの光入射角度依存性を測定したところ、波長550nmにおいてReが300nm、Rthが60nm、三次元の屈折率がnx>nz>nyであった。
[比較例1]
<nx>nz>nyの二軸性プレート10の作製>
実施例1で作製した二軸性プレート用塗布液1の板状リオトロピック液晶性化合物II−1−1 70質量部を下記リオトロピック液晶性化合物I−10 54質量部に変更し、棒状リオトロピック高分子液晶性化合物III−2を30質量部から46質量部に変更した二軸性プレート用塗布液10を作製した以外は、実施例1と同様の手順で二軸性プレート10を作製した。波長550nmにおいてReが300nm、Rthが60nm、三次元の屈折率がnx>nz>nyであった。
<nx>nz>nyの二軸性プレート10の作製>
実施例1で作製した二軸性プレート用塗布液1の板状リオトロピック液晶性化合物II−1−1 70質量部を下記リオトロピック液晶性化合物I−10 54質量部に変更し、棒状リオトロピック高分子液晶性化合物III−2を30質量部から46質量部に変更した二軸性プレート用塗布液10を作製した以外は、実施例1と同様の手順で二軸性プレート10を作製した。波長550nmにおいてReが300nm、Rthが60nm、三次元の屈折率がnx>nz>nyであった。
<偏光板10の作製>
実施例1において、二軸性プレート1に代えて上記で作製した二軸性プレート10を用いた以外は同様にして、偏光板10を作製した。
実施例1において、二軸性プレート1に代えて上記で作製した二軸性プレート10を用いた以外は同様にして、偏光板10を作製した。
[比較例2]
実施例2で作製した、表面に配向膜2を形成した基板の、配向膜の表面にラビング処理を施した。ラビング処理面上に比較例1で作製した二軸性プレート用塗布液10を塗布した。次いで、膜面温度120℃で60秒間加熱熟成し、室温まで冷却したが、配向せず光学的な異方性は観測されなかった。
実施例2で作製した、表面に配向膜2を形成した基板の、配向膜の表面にラビング処理を施した。ラビング処理面上に比較例1で作製した二軸性プレート用塗布液10を塗布した。次いで、膜面温度120℃で60秒間加熱熟成し、室温まで冷却したが、配向せず光学的な異方性は観測されなかった。
[比較例3]
実施例6で作製した、表面に光配向膜6を形成した基板の、光配向膜表面に光配向処理を施した。光配向処理面上に比較例1で作製した二軸性プレート用塗布液10を塗布した。次いで、膜面温度120℃で60秒間加熱熟成し、室温まで冷却したが、配向せず光学的な異方性は観測されなかった。
実施例6で作製した、表面に光配向膜6を形成した基板の、光配向膜表面に光配向処理を施した。光配向処理面上に比較例1で作製した二軸性プレート用塗布液10を塗布した。次いで、膜面温度120℃で60秒間加熱熟成し、室温まで冷却したが、配向せず光学的な異方性は観測されなかった。
[参考例1]
<偏光板0の作製>
実施例1で作製した偏光子の片面に、実施例1で作製した保護フィルムを積層した。その後、実施例1で作製したアルカリ鹸化処理された基板のみを、偏光子の保護フィルムが配置されていない面に貼合して、偏光子を挟みこみ、保護フィルムと基板が偏光子の両面に配置されている偏光板0を作製した。貼合には、ポリビニルアルコール系接着剤の水溶液を利用した。
<偏光板0の作製>
実施例1で作製した偏光子の片面に、実施例1で作製した保護フィルムを積層した。その後、実施例1で作製したアルカリ鹸化処理された基板のみを、偏光子の保護フィルムが配置されていない面に貼合して、偏光子を挟みこみ、保護フィルムと基板が偏光子の両面に配置されている偏光板0を作製した。貼合には、ポリビニルアルコール系接着剤の水溶液を利用した。
[実施例10]
<液晶表示装置の作製>
iPad(登録商標、Apple社製)の液晶セルから視認側の偏光板を剥し、バックライト付きIPSモードの液晶セルとして利用した。
剥がした偏光板の代わりに、上記で作製した偏光板を液晶セルに貼合し、実施例1〜7、比較例1、参考例1の液晶表示装置を作製した。このとき、液晶セル基板面に対して垂直な方向から観察したとき、偏光板の吸収軸と、液晶セル内の液晶層の光軸とが垂直な方向になるように貼り合わせた。
<液晶表示装置の作製>
iPad(登録商標、Apple社製)の液晶セルから視認側の偏光板を剥し、バックライト付きIPSモードの液晶セルとして利用した。
剥がした偏光板の代わりに、上記で作製した偏光板を液晶セルに貼合し、実施例1〜7、比較例1、参考例1の液晶表示装置を作製した。このとき、液晶セル基板面に対して垂直な方向から観察したとき、偏光板の吸収軸と、液晶セル内の液晶層の光軸とが垂直な方向になるように貼り合わせた。
<評価>
表示性能の測定は、市販の液晶視野角、色度特性測定装置Ezcom(ELDIM社製)を使用した。偏光板を貼り合わせた液晶セルを、各実施例、比較例の偏光板が、バックライト側と反対側になるように、設置して測定を行った。
得られた結果をまとめて下記表1に示した。
表示性能の測定は、市販の液晶視野角、色度特性測定装置Ezcom(ELDIM社製)を使用した。偏光板を貼り合わせた液晶セルを、各実施例、比較例の偏光板が、バックライト側と反対側になるように、設置して測定を行った。
得られた結果をまとめて下記表1に示した。
〔パネルコントラスト〕
白表示におけるパネルに対して垂直方向からの輝度(Yw)および黒表示におけるパネルに対して垂直方向からの輝度(Yb)を測定し、パネルに対して垂直方向のコントラスト比(Yw/Yb)を算出し、正面コントラストとし、以下の基準で評価した。
白表示におけるパネルに対して垂直方向からの輝度(Yw)および黒表示におけるパネルに対して垂直方向からの輝度(Yb)を測定し、パネルに対して垂直方向のコントラスト比(Yw/Yb)を算出し、正面コントラストとし、以下の基準で評価した。
A:正面コントラストが参考例1に対して95%以上
B:正面コントラストが参考例1に対して85%以上95%未満
C:正面コントラストが参考例1に対して75%以上85%未満
D:正面コントラストが参考例1に対して75%未満
B:正面コントラストが参考例1に対して85%以上95%未満
C:正面コントラストが参考例1に対して75%以上85%未満
D:正面コントラストが参考例1に対して75%未満
〔斜め方向の光漏れ〕
上方向(方位角0〜180°、5°刻み)および下方向(方位角180〜360°、5°刻み)のそれぞれの黒輝度(Cd/m2)の最大値を平均した値(輝度max)を示した。
数値が小さいほど黒表示の光漏れは少ないこと示し、下記のA〜Dの4段階で評価した。
上方向(方位角0〜180°、5°刻み)および下方向(方位角180〜360°、5°刻み)のそれぞれの黒輝度(Cd/m2)の最大値を平均した値(輝度max)を示した。
数値が小さいほど黒表示の光漏れは少ないこと示し、下記のA〜Dの4段階で評価した。
A:1以下
B:1を超え2以下
C:2を超え10以下
D:10を超える
B:1を超え2以下
C:2を超え10以下
D:10を超える
上記表1から明らかなように、本発明の実施例1〜7の液晶表示装置はいずれも、パネルコントラストに優れ、光漏れも少なかった。
1 光学異方性膜
2 配向膜
3 偏光子
4 積層体
10 偏光板
2 配向膜
3 偏光子
4 積層体
10 偏光板
Claims (10)
- リオトロピック液晶性組成物を含む光学異方性膜であって、
前記リオトロピック液晶性組成物が、分子内に芳香族メラミン基を二つ以上有する板状リオトロピック液晶性化合物および棒状リオトロピック高分子液晶性化合物を含む光学異方性膜。 - 前記棒状リオトロピック高分子液晶性化合物が、下記一般式(III)で表される化合物である請求項1または2に記載の光学異方性膜。
- 前記分子内に芳香族メラミン基を二つ以上有する板状リオトロピック液晶性化合物と、前記棒状リオトロピック高分子液晶性化合物の質量比が1より大きい請求項1〜3のいずれか1項に記載の光学異方性膜。
- 配向膜と、請求項1〜4のいずれか1項に記載の光学異方性膜とを有する積層体であって、該配向膜と、該光学異方性膜とが隣接している積層体。
- 前記配向膜が、ラビングされている配向膜である請求項5に記載の積層体。
- 前記配向膜が、光配向膜である請求項5に記載の積層体。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の光学異方性膜または請求項5〜7のいずれか1項に記載の積層体と、偏光子とを含む偏光板。
- 前記光学異方性膜または前記積層体と、前記偏光子とが隣接している請求項8に記載の偏光板。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の光学異方性膜、請求項5〜7のいずれか1項に記載の積層体、請求項8または9に記載の偏光板の少なくともいずれかと、画像表示素子とを含む画像表示装置。
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-
2014
- 2014-04-07 JP JP2014079017A patent/JP2015200754A/ja active Pending
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