JP2020173460A - 光学フィルム、偏光板および画像表示装置 - Google Patents
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Abstract
Description
光学フィルムとしては延伸複屈折フィルムが使用されていたが、近年、延伸複屈折フィルムに代えて、液晶性化合物からなる光学異方性層を有する光学フィルムを使用することが提案されている。
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。
光学異方性層が、後述する式(1)で表される液晶性化合物と重合開始剤とを含有する重合性液晶組成物を重合して得られる層であり、
光学異方性層の補外ガラス転移開始温度が、70℃以上である、光学フィルム。
[2] 光学異方性層の補外ガラス転移開始温度が、80℃以上である、[1]に記載の光学フィルム。
[3] 重合開始剤が、後述する式(2)で表されるオキシム型の重合開始剤である、[1]または[2]に記載の光学フィルム。
[4] 光学異方性層の補外ガラス転移開始温度が、90℃以上である、[1]〜[3]のいずれかに記載の光学フィルム。
[5] 光学異方性層が、重合性液晶組成物をスメクチック相に配向した後に重合して得られる層である、[1]〜[4]のいずれかに記載の光学フィルム。
[6] 重合性液晶組成物が、後述する式(1)で表される1種または2種の液晶性化合物と、他の重合性化合物とを含有する、[1]〜[5]のいずれかに記載の光学フィルム。
[7] 重合性化合物が、重合性基を2〜4個有する、[6]に記載の光学フィルム。
[8] 光学異方性層が、下記式(I)を満たす、[1]〜[7]のいずれかに記載の光学フィルム。
0.75≦Re(450)/Re(550)≦1.00 ・・・(I)
ここで、式(I)中、Re(450)は、光学異方性層の波長450nmにおける面内レターデーションを表し、Re(550)は、光学異方性層の波長550nmにおける面内レターデーションを表す。
[9] [1]〜[8]のいずれかに記載の光学フィルムと、偏光子とを有する、偏光板。
[10] [1]〜[8]のいずれかに記載の光学フィルム、または、[8]に記載の偏光板を有する、画像表示装置。
以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。
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。
本発明の光学フィルムは、少なくとも光学異方性層を有する光学フィルムであって、光学異方性層が、後述する式(1)で表される液晶性化合物と重合開始剤とを含有する重合性液晶組成物を重合して得られる層であり、光学異方性層の補外ガラス転移開始温度が70℃以上となる光学フィルムである。
まず、液晶性化合物の構造に含まれるエステル結合は、重合後、すなわち光学異方性層が形成された後においても存在することになるが、本発明者らは、このエステル結合などの加水分解性の結合が高温高湿環境下において加水分解することで、複屈折率が変化してしまうと推測している。
そのため、本発明においては、形成される光学異方性層の補外ガラス転移開始温度を70℃以上であることにより、高温高湿環境下においても、光学異方性層における分子の運動性が抑制され、その結果、加水分解が生じ難くなったため、耐久性が向上したと考えられる。なお、後述する比較例2に示す結果を考慮すると、加水分解性の結合としてエステル結合を有する場合であっても、エステル結合を介してベンゼン環(フェニレン基)が連結している構造を有する液晶性化合物を含有する場合は、共役系が繋がっているため、耐久性の問題が生じ難かったと考えられる。
なお、図1A〜Cは模式図であり、各層の厚みの関係や位置関係などは必ずしも実際のものとは一致せず、図1A〜Cに示す支持体、配向膜およびハードコート層は、いずれも任意の構成部材である。
図1A〜Cに示す光学フィルム10は、支持体16と、配向膜14と、光学異方性層12とをこの順で有する。
また、光学フィルム10は、図1Bに示すように、支持体16の配向膜14が設けられた側とは反対側にハードコート層18を有していてもよく、図1Cに示すように、光学異方性層12の配向膜14が設けられた側とは反対側にハードコート層18を有していてもよい。
以下、本発明の光学フィルムに用いられる種々の部材について詳細に説明する。
本発明の光学フィルムが有する光学異方性層は、後述する式(1)で表される液晶性化合物と重合開始剤とを含有する重合性液晶組成物を重合して得られる層であり、かつ、補外ガラス転移開始温度が70℃以上となる光学異方性層である。
ここで、補外ガラス転移開始温度は、エスアイアイ・ナノテクノロジー(株)製の示差走査熱量計(X−DSC7000)を用いて、以下の条件で測定し、求めた値をいう。
測定は、サンプル量2〜3mgをアルミパンに密閉し、窒素雰囲気下において以下に示す温度プロファイルで行い、2回目の昇温時の測定データから、JIS K 7121 9.3.(2)の方法に従って補外ガラス転移開始温度を求めた。
(温度プロファイル)
・30℃→0℃ (20℃/分で冷却)
・0℃→150℃ (20℃/分で昇温)
・150℃→0℃ (20℃/分で冷却)
・0℃→150℃ (20℃/分で昇温)
光学異方性層を形成する重合性液晶組成物は、下記式(1)で表される液晶性化合物を含む。
L1は、単結合、−COO−、または、−OCO−を表し、
Aは、炭素数6以上の芳香環、または、炭素数6以上のシクロアルキレン環を表し、
Spは、単結合、炭素数1〜12の直鎖状もしくは分岐状のアルキレン基、または、炭素数1〜12の直鎖状もしくは分岐状のアルキレン基を構成する−CH2−の1個以上が−O−、−S−、−NH−、−N(Q)−、もしくは、−CO−に置換された2価の連結基を表し、
Qは、重合性基を表し、mは、0〜2の整数を表し、nは、1または2の整数を表す。
ただし、mまたはnの数によって複数となるL、A、SpおよびQは、いずれも、互いに同一であっても異なっていてもよい。
また、上記式(1)中、Aが示す炭素数6以上の芳香環としては、例えば、上述したAr1に含まれる芳香環が挙げられ、なかでも、ベンゼン環(例えば、1,4−フェニル基など)が好ましい。同様に、上記式(1)中、Aが示す炭素数6以上のシクロアルキレン環としては、例えば、シクロヘキサン環、シクロヘキセン環などが挙げられ、なかでも、シクロヘキサン環(例えば、シクロヘキサン−1,4−ジイル基など)が好ましい。
また、上記式(1)中、Qが示す重合性基としては、例えば、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、スチリル基、アリル基等が挙げられる。なお、「(メタ)アクリロイル基」とは、アクリロイル基またはメタクリロイル基を表す表記である。
ここで、本明細書において「逆波長分散性」の液晶性化合物とは、これを用いて作製された位相差フィルムの特定波長(可視光範囲)における面内のレターデーション(Re)値を測定した際に、測定波長が大きくなるにつれてRe値が同等または高くなるものをいう。
R11は、水素原子または炭素数1〜6のアルキル基を表し、
Y1は、炭素数6〜12の芳香族炭化水素基、または、炭素数3〜12の芳香族複素環基を表し(なお、上記芳香族炭化水素基および上記芳香族複素環基は置換基を有していてもよい)、
Z1、Z2およびZ3はそれぞれ独立に、水素原子または炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基、炭素数3〜20の脂環式炭化水素基、1価の炭素数6〜20の芳香族炭化水素基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、−NR12R13または−SR12を表し、
Z1およびZ2は、互いに結合して芳香環または芳香族複素環を形成してもよく、R12およびR13はそれぞれ独立に、水素原子または炭素数1〜6のアルキル基を表し、
A1およびA2はそれぞれ独立に、−O−、−NR21−、−S−および−CO−からなる群から選ばれる基であって、R21は、水素原子または置換基を表し、Xは、水素原子または置換基が結合していてもよい第14族〜第16族の非金属原子(好ましくは、=O、=S、=NR’、=C(R’)R’が挙げられる(ここでR’は置換基を表す))を表し、
Axは、芳香族炭化水素環および芳香族複素環からなる群から選ばれる少なくとも一つの芳香環を有する、炭素数2〜30の有機基を表し、好ましくは、芳香族炭化水素環基;芳香族複素環基;芳香族炭化水素環および芳香族複素環からなる群から選ばれる少なくとも一つの芳香環を有する、炭素数3〜20のアルキル基;芳香族炭化水素環および芳香族複素環からなる群から選ばれる少なくとも一つの芳香環を有する、炭素数3〜20のアルケニル基;芳香族炭化水素環および芳香族複素環からなる群から選ばれる少なくとも一つの芳香環を有する、炭素数3〜20のアルケニル基が挙げられ、
Ayは、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜6のアルキル基、または、芳香族炭化水素環および芳香族複素環からなる群から選ばれる少なくとも一つの芳香環を有する炭素数2〜30の有機基を表し、この有機基の好適態様は、上記Axの有機基の好適態様と同じであり、
AxおよびAyにおける芳香環はそれぞれ、置換基を有していてもよく、AxとAyは結合して、環を形成していてもよく、
Q2は、水素原子、または、置換基を有していてもよい炭素数1〜6のアルキル基を表す。
なお、置換基としては、ハロゲン原子、アルキル基、ハロゲン化アルキル基、アルケニル基、アリール基、シアノ基、アミノ基、ニトロ基、ニトロソ基、カルボキシ基、炭素数1〜6のアルキルスルフィニル基、炭素数1〜6のアルキルスルホニル基、炭素数1〜6のフルオロアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数1〜6のアルキルスルファニル基、炭素数1〜6のN−アルキルアミノ基、炭素数2〜12のN,N−ジアルキルアミノ基、炭素数1〜6のN−アルキルスルファモイル基、炭素数2〜12のN,N−ジアルキルスルファモイル基、またはこれらを組み合わせた基等が挙げられる。
光学異方性層を形成する重合性液晶組成物は、重合開始剤を含む。
使用する重合開始剤は、紫外線照射によって重合反応を開始可能な光重合開始剤であるのが好ましい。
光重合開始剤としては、例えば、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)、アクリジンおよ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)およびオキサジアゾール化合物(米国特許第4212970号明細書記載)、アシルフォスフィンオキシド化合物(特公昭63−40799号公報、特公平5−29234号公報、特開平10−95788号公報、特開平10−29997号公報記載)等が挙げられる。
Ar2は、2価の芳香族基を表し、L2は、炭素数1〜12の2価の有機基を表し、
R1は、炭素数1〜12のアルキル基を表し、Yは、1価の有機基を表す。
また、上記式(2)中、Ar2が示す2価の芳香族基としては、上記式(1)中のAr1として例示した芳香族炭化水素環および芳香族複素環からなる群から選ばれる少なくとも1つの芳香環を有する2価の基などが挙げられる。
また、上記式(2)中、L2が示す炭素数1〜12の2価の有機基としては、例えば、炭素数1〜12の直鎖状もしくは分岐状のアルキレン基が挙げられ、具体的には、メチレン基、エチレン基、プロピレン基等が好適に挙げられる。
また、上記式(2)中、R1が示す炭素数1〜12のアルキル基としては、具体的には、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基等が好適に挙げられる。
また、上記式(2)中、Yが示す1価の有機基としては、例えば、ベンゾフェノン骨格((C6H5)2CO)を含む官能基が挙げられる。具体的には、下記式(2a)および下記式(2b)で表される基のように、末端のベンゼン環が無置換または1置換であるベンゾフェノン骨格を含む官能基が好ましい。
光学異方性層を形成する重合性液晶組成物は、上記式(1)で表される1種または2種の液晶性化合物とともに、他の重合性化合物を含んでいてもよい。
ここで、重合性化合物が有する重合性基は特に限定されず、例えば、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、スチリル基、アリル基等が挙げられる。なかでも、(メタ)アクリロイル基を有しているのが好ましい。
なお、他の重合性化合物は、上記式(1)で表される液晶性化合物であってもよく、他の重合性化合物が上記式(1)で表される液晶性化合物である場合には、重合性液晶組成物は、上記式(1)で表される重合性化合物を2種または3種以上含有することになり、例えば、上述した液晶性化合物L−1や液晶性化合物L−2などとともに、後述する化合物A−39などを含有する態様が挙げられる。
また、重合性化合物としては、特開2014−077068号公報の[0030]〜[0033]段落に記載された式(M1)、(M2)、(M3)で表される化合物が挙げられ、より具体的には、同公報の[0046]〜[0055]段落に記載された具体例が挙げられる。
ここで、本明細書において「順波長分散性」の液晶性化合物とは、これを用いて作製された位相差フィルムの特定波長(可視光範囲)における面内のレターデーション(Re)値を測定した際に、測定波長が大きくなるにつれてRe値が小さくなるものをいう。
光学異方性層を形成する重合性液晶組成物は、光学異方性層を形成する作業性等の観点から、有機溶媒を含有するのが好ましい。
有機溶媒としては、具体的には、例えば、ケトン類(例えば、アセトン、2−ブタノン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなど)、エーテル類(例えば、ジオキサン、テトラヒドロフランなど)、脂肪族炭化水素類(例えば、ヘキサンなど)、脂環式炭化水素類(例えば、シクロヘキサンなど)、芳香族炭化水素類(例えば、トルエン、キシレン、トリメチルベンゼンなど)、ハロゲン化炭素類(例えば、ジクロロメタン、ジクロロエタン、ジクロロベンゼン、クロロトルエンなど)、エステル類(例えば、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチルなど)、水、アルコール類(例えば、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、シクロヘキサノールなど)、セロソルブ類(例えば、メチルセロソルブ、エチルセロソルブなど)、セロソルブアセテート類、スルホキシド類(例えば、ジメチルスルホキシドなど)、アミド類(例えば、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなど)等が挙げられ、これらを1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
ここで、重合条件は特に限定されないが、光照射による重合においては、紫外線を用いることが好ましい。照射量は、10mJ/cm2〜50J/cm2であることが好ましく、20mJ/cm2〜5J/cm2であることがより好ましく、30mJ/cm2〜3J/cm2であることが更に好ましく、50〜1000mJ/cm2であることが特に好ましい。また、重合反応を促進するため、加熱条件下で実施してもよい。
なお、本発明においては、光学異方性層は、後述する任意の支持体上や、後述する本発明の偏光板における偏光子上に形成することができる。
ここで、補外ガラス転移開始温度を調整する方法は特に限定されないが、例えば、上述した液晶性化合物や任意の重合性化合物(以下、本段落においてはこれらを「モノマー」と略す。)の重合性基の種類、モノマーが有する置換基の種類やその構成比率、モノマーを重合させた後の分子量等を適宜選択することで、補外ガラス転移開始温度を所望の範囲に制御することができる。
また、補外ガラス転移開始温度を調整する他の方法としては、上述したオキシム型の重合開始剤を用いる方法や、紫外線照射する際に膜(重合性組成物の塗膜)の温度を上げる方法などが挙げられる。
0.75≦Re(450)/Re(550)≦1.00 ・・・(I)
ここで、式(I)中、Re(450)は、光学異方性層の波長450nmにおける面内レターデーションを表し、Re(550)は、光学異方性層の波長550nmにおける面内レターデーションを表す。
また、面内レターデーションの値は、Axo Scan(0PMF−1、Axometrics社製)と付属のソフトウェアを使用し、測定波長の光を用いて測定した値をいう。
本発明の光学フィルムは、上述したように、光学異方性層を形成するための基材として支持体を有していてもよい。
このような支持体は、透明であるのが好ましく、具体的には、光透過率が80%以上であるのが好ましい。
また、後述する偏光子がこのような支持体を兼ねる態様であってもよい。
本発明の光学フィルムは、上述した任意の支持体を有する場合、支持体と光学異方性層との間に、配向膜を有しているのが好ましい。なお、上述した支持体が配向膜を兼ねる態様であってもよい。
本発明において利用されるポリマー材料は、ポリビニルアルコール又はポリイミド、及びその誘導体が好ましい。特に変性又は未変性のポリビニルアルコールが好ましい。
本発明に使用可能な配向膜については、例えば、国際公開第01/88574号の43頁24行〜49頁8行に記載された配向膜;特許第3907735号公報の段落[0071]〜[0095]に記載の変性ポリビニルアルコール;特開2012−155308号公報に記載された液晶配向剤により形成される液晶配向膜;等が挙げられる。
光配向膜としては特に限定はされないが、国際公開第2005/096041号の段落[0024]〜[0043]に記載されたポリアミド化合物やポリイミド化合物などのポリマー材料;特開2012−155308号公報に記載された光配向性基を有する液晶配向剤により形成される液晶配向膜;Rolic echnologies社製の商品名LPP−JP265CPなどを用いることができる。
本発明の光学フィルムは、フィルムの物理的強度を付与するために、ハードコート層を有しているのが好ましい。具体的には、支持体の配向膜が設けられた側とは反対側にハードコート層を有していてもよく(図1(B)参照)、光学異方性層の配向膜が設けられた側とは反対側にハードコート層を有していてもよい(図1(C)参照)。
ハードコート層としては特開2009−98658号公報の段落[0190]〜[0196]に記載のものを使用することができる。
本発明の光学フィルムは、上述した式(1)で表される液晶性化合物と重合開始剤とを含有する重合性液晶組成物を重合して得られる層(以下、本段落において形式的に「本発明の光学異方性層」という。)とは別に、他の光学異方性層を有していてもよい。すなわち、本発明の光学フィルムは、本発明の光学異方性層と他の光学異方性層との積層構造を有していてもよい。
このような他の光学異方性層は、上述した式(1)で表される液晶性化合物以外の液晶性化合物を含む光学異方性層であれば特に限定されない。
ここで、一般的に、液晶性化合物はその形状から、棒状タイプと円盤状タイプに分類できる。さらにそれぞれ低分子と高分子タイプがある。高分子とは一般に重合度が100以上のものを指す(高分子物理・相転移ダイナミクス,土井 正男 著,2頁,岩波書店,1992)。本発明では、いずれの液晶性化合物を用いることもできるが、棒状液晶性化合物またはディスコティック液晶性化合物(円盤状液晶性化合物)を用いるのが好ましい。2種以上の棒状液晶性化合物、2種以上の円盤状液晶性化合物、または棒状液晶性化合物と円盤状液晶性化合物との混合物を用いてもよい。上述の液晶性化合物の固定化のために、重合性基を有する棒状液晶性化合物または円盤状液晶性化合物を用いて形成することがより好ましく、液晶性化合物が1分子中に重合性基を2以上有することがさらに好ましい。液晶性化合物が二種類以上の混合物の場合には、少なくとも1種類の液晶性化合物が1分子中に2以上の重合性基を有していることが好ましい。
棒状液晶性化合物としては、例えば、特表平11−513019号公報の請求項1や特開2005−289980号公報の段落[0026]〜[0098]に記載のものを好ましく用いることができ、ディスコティック液晶性化合物としては、例えば、特開2007−108732号公報の段落[0020]〜[0067]や特開2010−244038号公報の段落[0013]〜[0108]に記載のものを好ましく用いることができるが、これらに限定されない。
本発明の光学フィルムは、外光(特に紫外線)の影響を考慮して、紫外線(UV)吸収剤を含むことが好ましく、支持体に紫外線吸収剤を含むことがより好ましい。
本発明の偏光板は、上述した本発明の光学フィルムと、偏光子とを有するものである。
本発明の偏光板が有する偏光子は、光を特定の直線偏光に変換する機能を有する部材であれば特に限定されず、従来公知の吸収型偏光子および反射型偏光子を利用することができる。
吸収型偏光子としては、ヨウ素系偏光子、二色性染料を利用した染料系偏光子、およびポリエン系偏光子などが用いられる。ヨウ素系偏光子および染料系偏光子には、塗布型偏光子と延伸型偏光子があり、いずれも適用できるが、ポリビニルアルコールにヨウ素または二色性染料を吸着させ、延伸して作製される偏光子が好ましい。
また、基材上にポリビニルアルコール層を形成した積層フィルムの状態で延伸および染色を施すことで偏光子を得る方法として、特許第5048120号公報、特許第5143918号公報、特許第5048120号公報、特許第4691205号公報、特許第4751481号公報、特許第4751486号公報を挙げることができ、これらの偏光子に関する公知の技術も好ましく利用することができる。
反射型偏光子としては、複屈折の異なる薄膜を積層した偏光子、ワイヤーグリッド型偏光子、選択反射域を有するコレステリック液晶と1/4波長板とを組み合わせた偏光子などが用いられる。
なかでも、後述する樹脂層との密着性がより優れる点で、ポリビニルアルコール系樹脂(−CH2−CHOH−を繰り返し単位として含むポリマー。特に、ポリビニルアルコールおよびエチレン−ビニルアルコール共重合体からなる群から選択される少なくとも1つ)を含む偏光子であることが好ましい。
本発明の偏光板は、本発明の光学フィルムにおける光学異方性層と、偏光子との間に、粘着剤層が配置されていてもよい。
光学異方性層と偏光子との積層のために用いられる粘着剤層としては、例えば、動的粘弾性測定装置で測定した貯蔵弾性率G’と損失弾性率G”との比(tanδ=G”/G’)が0.001〜1.5である物質のことを表し、いわゆる、粘着剤やクリープしやすい物質等が含まれる。本発明に用いることのできる粘着剤としては、例えば、ポリビニルアルコール系粘着剤が挙げられるが、これに限定されない。
本発明の画像表示装置は、本発明の光学フィルムまたは本発明の偏光板を有する、画像表示装置である。
本発明の画像表示装置に用いられる表示素子は特に限定されず、例えば、液晶セル、有機エレクトロルミネッセンス(以下、「EL」と略す。)表示パネル、プラズマディスプレイパネル等が挙げられる。
これらのうち、液晶セル、有機EL表示パネルであるのが好ましく、液晶セルであるのがより好ましい。すなわち、本発明の画像表示装置としては、表示素子として液晶セルを用いた液晶表示装置、表示素子として有機EL表示パネルを用いた有機EL表示装置であるのが好ましく、液晶表示装置であるのがより好ましい。
本発明の画像表示装置の一例である液晶表示装置は、上述した本発明の偏光板と、液晶セルとを有する液晶表示装置である。
なお、本発明においては、液晶セルの両側に設けられる偏光板のうち、フロント側の偏光板として本発明の偏光板を用いるのが好ましく、フロント側およびリア側の偏光板として本発明の偏光板を用いるのがより好ましい。
以下に、液晶表示装置を構成する液晶セルについて詳述する。
液晶表示装置に利用される液晶セルは、VA(Virtical Alignment)モード、OCB(Optical Compensated Bend)モード、IPS(In−Place−Switching)モード、又はTN(Twisted Nematic)であることが好ましいが、これらに限定されるものではない。
TNモードの液晶セルでは、電圧無印加時に棒状液晶性分子が実質的に水平配向し、更に60〜120゜にねじれ配向している。TNモードの液晶セルは、カラーTFT液晶表示装置として最も多く利用されており、多数の文献に記載がある。
VAモードの液晶セルでは、電圧無印加時に棒状液晶性分子が実質的に垂直に配向している。VAモードの液晶セルには、(1)棒状液晶性分子を電圧無印加時に実質的に垂直に配向させ、電圧印加時に実質的に水平に配向させる狭義のVAモードの液晶セル(特開平2−176625号公報記載)に加えて、(2)視野角拡大のため、VAモードをマルチドメイン化した(MVAモードの)液晶セル(SID97、Digest of tech.Papers(予稿集)28(1997)845記載)、(3)棒状液晶性分子を電圧無印加時に実質的に垂直配向させ、電圧印加時にねじれマルチドメイン配向させるモード(n−ASMモード)の液晶セル(日本液晶討論会の予稿集58〜59(1998)記載)及び(4)SURVIVALモードの液晶セル(LCDインターナショナル98で発表)が含まれる。また、PVA(Patterned Vertical Alignment)型、光配向型(Optical Alignment)、及びPSA(Polymer−Sustained Alignment)のいずれであってもよい。これらのモードの詳細については、特開2006−215326号公報、及び特表2008−538819号公報に詳細な記載がある。
IPSモードの液晶セルは、棒状液晶分子が基板に対して実質的に平行に配向しており、基板面に平行な電界が印加することで液晶分子が平面的に応答する。IPSモードは電界無印加状態で黒表示となり、上下一対の偏光板の吸収軸は直交している。光学補償シートを用いて、斜め方向での黒表示時の漏れ光を低減させ、視野角を改良する方法が、特開平10−54982号公報、特開平11−202323号公報、特開平9−292522号公報、特開平11−133408号公報、特開平11−305217号公報、特開平10−307291号公報などに開示されている。
本発明の画像表示装置の一例である有機EL表示装置としては、例えば、視認側から、本発明の偏光板と、λ/4機能を有する板(以下、「λ/4板」ともいう。)と、有機EL表示パネルとをこの順で有する態様が好適に挙げられる。
ここで、「λ/4機能を有する板」とは、ある特定の波長の直線偏光を円偏光に(または円偏光を直線偏光に)変換する機能を有する板をいい、例えば、λ/4板が単層構造である態様としては、具体的には、延伸ポリマーフィルムや、支持体上にλ/4機能を有する光学異方性層を設けた位相差フィルム等が挙げられ、また、λ/4板が複層構造である態様としては、具体的には、λ/4板とλ/2板とを積層してなる広帯域λ/4板が挙げられる。
また、有機EL表示パネルは、電極間(陰極および陽極間)に有機発光層(有機エレクトロルミネッセンス層)を挟持してなる有機EL素子を用いて構成された表示パネルである。有機EL表示パネルの構成は特に制限されず、公知の構成が採用される。
<光配向膜P−1の形成>
特開2001−141926号公報の実施例1に従い、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ることにより作製した膜厚20μmの偏光子1の片側の面に、特開2012−155308号公報の実施例3の記載を参考に作製した光配向用塗布液1を2番手のバーを用いて塗布した。
塗布後、乾燥により溶剤を除去し、光異性化組成物層1を形成した。
得られた光異性化組成物層1を偏光紫外線照射(500mJ/cm2、750W超高圧水銀ランプ使用)することで、光配向膜P−1を形成した。
光配向膜P−1上に、下記組成の光学異方性層用塗布液1をスピンコート法によって塗布し、液晶組成物層1を形成した。
形成した液晶組成物層1をホットプレート上でいったんネマチック相(Ne相)まで加熱した後、60℃に冷却することで、スメクチックA相(SmA相)で配向を安定化させた。
その後、60℃のまま紫外線照射によって配向を固定化し、光学異方性層1を形成し、光学フィルムを作製した。
得られた光学フィルムを50℃の温水中に30分以上浸漬し、軟化した偏光子を取り除き光学異方性層1を単離した。この光学異方性層1の補外ガラス転移開始温度を測定したところ、74℃であった。
光学異方性層用塗布液1
―――――――――――――――――――――――――――――――――
・下記液晶性化合物L−1 43.75質量部
・下記液晶性化合物L−2 43.75質量部
・下記重合性化合物A−1 12.50質量部
・重合開始剤(IRGACURE 184、BASF社製)
3.00質量部
・レベリング剤(下記化合物T−1) 0.20質量部
・メチルエチルケトン 219.30質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
実施例1において、光学異方性層用塗布液1の代わりに、下記組成の光学異方性層用塗布液2を用いた以外は、実施例1と同様の方法で、実施例2の光学異方性層2を形成した。この光学異方性層2の補外ガラス転移開始温度を測定したところ、82℃であった。
光学異方性層用塗布液2
―――――――――――――――――――――――――――――――――
・上記液晶性化合物L−1 43.75質量部
・上記液晶性化合物L−2 43.75質量部
・上記重合性化合物A−1 12.50質量部
・下記重合開始剤S−1(オキシム型) 3.00質量部
・レベリング剤(上記化合物T−1) 0.20質量部
・メチルエチルケトン 219.30質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
実施例1において、光学異方性層用塗布液1の代わりに、下記組成の光学異方性層用塗布液3を用いた以外は、実施例1と同様の方法で、実施例3の光学異方性層3を形成した。この光学異方性層3の補外ガラス転移開始温度を測定したところ、96℃であった。
光学異方性層用塗布液3
―――――――――――――――――――――――――――――――――
・上記液晶性化合物L−1 43.75質量部
・上記液晶性化合物L−2 43.75質量部
・下記重合性化合物A−2 12.50質量部
・上記重合開始剤S−1(オキシム型) 3.00質量部
・レベリング剤(上記化合物T−1) 0.20質量部
・メチルエチルケトン 219.30質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
実施例1において、光学異方性層用塗布液1の代わりに、下記組成の光学異方性層用塗布液4を用いた以外は、実施例1と同様の方法で、実施例4の光学異方性層4を形成した。この光学異方性層4の補外ガラス転移開始温度を測定したところ、95℃であった。
光学異方性層用塗布液4
―――――――――――――――――――――――――――――――――
・上記液晶性化合物L−1 43.75質量部
・上記液晶性化合物L−2 43.75質量部
・下記重合性化合物A−3 12.50質量部
・上記重合開始剤S−1(オキシム型) 3.00質量部
・レベリング剤(上記化合物T−1) 0.20質量部
・メチルエチルケトン 219.30質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
実施例1において、光学異方性層用塗布液1の代わりに、下記組成の光学異方性層用塗布液5を用いた以外は、実施例1と同様の方法で、実施例5の光学異方性層5を形成した。この光学異方性層5の補外ガラス転移開始温度を測定したところ、94℃であった。
光学異方性層用塗布液5
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・上記液晶性化合物L−1 43.75質量部
・上記液晶性化合物L−2 43.75質量部
・下記重合性化合物A−4 12.50質量部
・上記重合開始剤S−1(オキシム型) 3.00質量部
・レベリング剤(上記化合物T−1) 0.20質量部
・メチルエチルケトン 219.30質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
実施例1において、光学異方性層用塗布液1の代わりに、下記組成の光学異方性層用塗布液6を用いた以外は、実施例1と同様の方法で、実施例6の光学異方性層6を形成した。この光学異方性層6の補外ガラス転移開始温度を測定したところ、94℃であった。
光学異方性層用塗布液6
―――――――――――――――――――――――――――――――――
・上記液晶性化合物L−1 43.75質量部
・上記液晶性化合物L−2 43.75質量部
・下記重合性化合物A−5 12.50質量部
・上記重合開始剤S−1(オキシム型) 3.00質量部
・レベリング剤(上記化合物T−1) 0.20質量部
・メチルエチルケトン 219.30質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
実施例1において、光学異方性層用塗布液1の代わりに、下記組成の光学異方性層用塗布液7を用いた以外は、実施例1と同様の方法で、実施例7の光学異方性層7を形成した。この光学異方性層7の補外ガラス転移開始温度を測定したところ、93℃であった。
光学異方性層用塗布液7
―――――――――――――――――――――――――――――――――
・上記液晶性化合物L−1 43.75質量部
・上記液晶性化合物L−2 43.75質量部
・下記重合性化合物A−6 12.50質量部
・上記重合開始剤S−1(オキシム型) 3.00質量部
・レベリング剤(上記化合物T−1) 0.20質量部
・メチルエチルケトン 219.30質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
実施例1において、光学異方性層用塗布液1の代わりに、下記組成の光学異方性層用塗布液8を用い、形成される液晶組成物層8を60℃で熟成し、ネマチック相(Ne相)のまま60℃で配向を固定化する以外は、実施例1と同様の方法で、実施例8の光学異方性層8を形成した。この光学異方性層8の補外ガラス転移開始温度を測定したところ、81℃であった。
光学異方性層用塗布液8
―――――――――――――――――――――――――――――――――
・下記液晶性化合物L−6 87.50質量部
・上記重合性化合物A−1 12.50質量部
・重合開始剤(IRGACURE 184、BASF社製)
3.00質量部
・レベリング剤(上記化合物T−1) 0.20質量部
・メチルエチルケトン 219.30質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
実施例1において、光学異方性層用塗布液1の代わりに、下記組成の光学異方性層用塗布液9を用いた以外は、実施例1と同様の方法で、実施例9の光学異方性層9を形成した。この光学異方性層9の補外ガラス転移開始温度を測定したところ、97℃であった。
光学異方性層用塗布液9
―――――――――――――――――――――――――――――――――
・上記液晶性化合物L−1 43.75質量部
・上記液晶性化合物L−2 43.75質量部
・下記重合性化合物A−8 12.50質量部
・上記重合開始剤S−1(オキシム型) 3.00質量部
・レベリング剤(上記化合物T−1) 0.20質量部
・メチルエチルケトン 219.30質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
実施例1において、光学異方性層用塗布液1の代わりに、下記組成の光学異方性層用塗布液10を用いた以外は、実施例1と同様の方法で、実施例10の光学異方性層10を形成した。この光学異方性層10の補外ガラス転移開始温度を測定したところ、95℃であった。
光学異方性層用塗布液10
―――――――――――――――――――――――――――――――――
・上記液晶性化合物L−1 43.75質量部
・上記液晶性化合物L−2 43.75質量部
・下記重合性化合物A−9 12.50質量部
・上記重合開始剤S−1(オキシム型) 3.00質量部
・レベリング剤(上記化合物T−1) 0.20質量部
・メチルエチルケトン 219.30質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
実施例1において、光学異方性層用塗布液1の代わりに、下記組成の光学異方性層用塗布液11を用いた以外は、実施例1と同様の方法で、実施例11の光学異方性層11を形成した。この光学異方性層11の補外ガラス転移開始温度を測定したところ、90℃であった。
光学異方性層用塗布液11
―――――――――――――――――――――――――――――――――
・上記液晶性化合物L−1 43.75質量部
・上記液晶性化合物L−2 43.75質量部
・下記重合性化合物A−17 12.50質量部
・上記重合開始剤S−1(オキシム型) 3.00質量部
・レベリング剤(上記化合物T−1) 0.20質量部
・メチルエチルケトン 219.30質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
実施例1において、光学異方性層用塗布液1の代わりに、下記組成の光学異方性層用塗布液12を用いた以外は、実施例1と同様の方法で、実施例12の光学異方性層12を形成した。この光学異方性層12の補外ガラス転移開始温度を測定したところ、95℃であった。
光学異方性層用塗布液12
―――――――――――――――――――――――――――――――――
・上記液晶性化合物L−1 43.75質量部
・上記液晶性化合物L−2 43.75質量部
・下記重合性化合物A−24 12.50質量部
・上記重合開始剤S−1(オキシム型) 3.00質量部
・レベリング剤(上記化合物T−1) 0.20質量部
・メチルエチルケトン 219.30質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
実施例1において、光学異方性層用塗布液1の代わりに、下記組成の光学異方性層用塗布液13を用いた以外は、実施例1と同様の方法で、実施例13の光学異方性層13を形成した。この光学異方性層13の補外ガラス転移開始温度を測定したところ、92℃であった。
光学異方性層用塗布液13
―――――――――――――――――――――――――――――――――
・上記液晶性化合物L−1 43.75質量部
・上記液晶性化合物L−2 43.75質量部
・下記重合性化合物A−34 12.50質量部
・上記重合開始剤S−1(オキシム型) 3.00質量部
・レベリング剤(上記化合物T−1) 0.20質量部
・メチルエチルケトン 219.30質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
実施例1において、光学異方性層用塗布液1の代わりに、下記組成の光学異方性層用塗布液14を用いた以外は、実施例1と同様の方法で、実施例14の光学異方性層14を形成した。この光学異方性層14の補外ガラス転移開始温度を測定したところ、93℃であった。
光学異方性層用塗布液14
―――――――――――――――――――――――――――――――――
・上記液晶性化合物L−1 43.75質量部
・上記液晶性化合物L−2 43.75質量部
・下記重合性化合物A−36 12.50質量部
・上記重合開始剤S−1(オキシム型) 3.00質量部
・レベリング剤(上記化合物T−1) 0.20質量部
・メチルエチルケトン 219.30質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
実施例1において、光学異方性層用塗布液1の代わりに、下記組成の光学異方性層用塗布液15を用いた以外は、実施例1と同様の方法で、実施例15の光学異方性層15を形成した。この光学異方性層15の補外ガラス転移開始温度を測定したところ、95℃であった。
光学異方性層用塗布液15
―――――――――――――――――――――――――――――――――
・上記液晶性化合物L−1 43.75質量部
・上記液晶性化合物L−2 43.75質量部
・下記重合性化合物A−37 12.50質量部
・上記重合開始剤S−1(オキシム型) 3.00質量部
・レベリング剤(上記化合物T−1) 0.20質量部
・メチルエチルケトン 219.30質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
実施例1において、光学異方性層用塗布液1の代わりに、下記組成の光学異方性層用塗布液C1を用い、配向を固定化する紫外線照射の際の温度を35℃に変更した以外は、実施例1と同様の方法で、比較例1の光学異方性層C1を形成した。この光学異方性層C1の補外ガラス転移開始温度を測定したところ、61℃であった。
光学異方性層用塗布液C1
―――――――――――――――――――――――――――――――――
・上記液晶性化合物L−1 43.60質量部
・上記液晶性化合物L−2 43.60質量部
・上記重合性化合物A−1 12.50質量部
・重合開始剤(IRGACURE 184、BASF社製)
6.00質量部
・レベリング剤(上記化合物T−1) 0.20質量部
・メチルエチルケトン 225.68質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
実施例1において、光学異方性層用塗布液1の代わりに、下記組成の光学異方性層用塗布液C2を用い、形成される液晶組成物層を60℃で熟成し、ネマチック相(Ne相)のまま60℃で配向を固定化する以外は、実施例1と同様の方法で、比較例2の光学異方性層C2を形成した。この光学異方性層C2の補外ガラス転移開始温度を測定したところ、65℃であった。
光学異方性層用塗布液C2
―――――――――――――――――――――――――――――――――
・下記重合性化合物A−42 80.00質量部
・下記重合性化合物A−43 20.00質量部
・重合開始剤(IRGACURE 907、BASF社製)
3.00質量部
・下記重合開始剤S−3 1.00質量部
・レベリング剤(上記化合物T−1) 0.20質量部
・下記化合物T−2 8.00質量部
・メチルエチルケトン 285.40質量部
・アノン 47.60質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
実施例1において、光学異方性層用塗布液1の代わりに、下記組成の光学異方性層用塗布液C3を用いた以外は、実施例1と同様の方法で、比較例3の光学異方性層C3を形成した。この光学異方性層C1の補外ガラス転移開始温度を測定したところ、68℃であった。
光学異方性層用塗布液C3
―――――――――――――――――――――――――――――――――
・上記液晶性化合物L−1 43.75質量部
・上記液晶性化合物L−2 43.75質量部
・上記重合性化合物A−5 12.50質量部
・重合開始剤(IRGACURE 819、BASF社製)
3.00質量部
・レベリング剤(上記化合物T−1) 0.20質量部
・メチルエチルケトン 219.30質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
上述した各実施例および比較例で作製した光学フィルムについて、ガラス板上に光学異方性層側をガラス側にして粘着剤を介して貼り合せた。
Axo Scan(0PMF−1、Axometrics社製)を用いて、レターデーション値の耐久性を下記の指標で評価した。結果を下記表1に示す。
なお、試験条件は、下記表1に示す通り、60℃相対湿度90%の環境下に1000時間放置する試験と、85℃相対湿度85%の環境下に120時間放置する試験を行った。また、60℃相対湿度90%の環境下に1000時間放置する試験において「A」と評価されれば、耐久性は良好であると判断することができる。
A:初期の位相差値に対する試験後の値の変化量が初期の値の2%未満
B:初期の位相差値に対する試験後の値の変化量が初期の値の2%以上10%未満
C:初期の位相差値に対する試験後の値の変化量が初期の値の10%以上
これに対し、上記式(1)で表される液晶性化合物を含有する場合であっても、光学異方性層の補外ガラス転移開始温度を70℃以上とした場合は、いずれも、耐久性が良好となることが分かった(実施例1〜15)。
特に、実施例1〜7と実施例8との対比から、重合性液晶組成物をスメクチック相に配向した後に重合して得られる光学異方性層を用いると、耐久性がより良好となることが分かった。
また、実施例1〜7の対比から、光学異方性層の補外ガラス転移開始温度が80℃以上であると、耐久性がより良好となることが分かり、光学異方性層の補外ガラス転移開始温度が90℃以上であると、耐久性が更に良好となることが分かった。
また、実施例1と実施例2〜7との対比から、重合性開始剤がオキシム型であると、耐久性がより良好となることが分かった。
また、実施例1および2と実施例3〜7との対比から、液晶性化合物以外に配合している重合性化合物の重合性基の数が2〜4であると、耐久性がより良好となることが分かった。
12 光学異方性層
14 配向膜
16 支持体
18 ハードコート層
Claims (10)
- 少なくとも光学異方性層を有する光学フィルムであって、
前記光学異方性層が、下記式(1)で表される液晶性化合物と重合開始剤とを含有する重合性液晶組成物を重合して得られる層であり、
前記光学異方性層の補外ガラス転移開始温度が、70℃以上である、光学フィルム。
Ar1は、n価の芳香族基を表し、
L1は、単結合、−COO−、または、−OCO−を表し、
Aは、炭素数6以上の芳香環、または、炭素数6以上のシクロアルキレン環を表し、
Spは、単結合、炭素数1〜12の直鎖状もしくは分岐状のアルキレン基、または、炭素数1〜12の直鎖状もしくは分岐状のアルキレン基を構成する−CH2−の1個以上が−O−、−S−、−NH−、−N(Q)−、もしくは、−CO−に置換された2価の連結基を表し、
Qは、重合性基を表し、
mは、0〜2の整数を表し、nは、1または2の整数を表す。
ただし、mまたはnの数によって複数となるL、A、SpおよびQは、いずれも、互いに同一であっても異なっていてもよい。 - 前記光学異方性層の補外ガラス転移開始温度が、80℃以上である、請求項1に記載の光学フィルム。
- 前記重合開始剤が、下記式(2)で表されるオキシム型の重合開始剤である、請求項1または2に記載の光学フィルム。
Xは、水素原子またはハロゲン原子を表し、
Ar2は、2価の芳香族基を表し、
L2は、炭素数1〜12の2価の有機基を表し、
R1は、炭素数1〜12のアルキル基を表し、
Yは、1価の有機基を表す。 - 前記光学異方性層の補外ガラス転移開始温度が、90℃以上である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の光学フィルム。
- 前記光学異方性層が、前記重合性液晶組成物をスメクチック相に配向した後に重合して得られる層である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の光学フィルム。
- 前記重合性液晶組成物が、前記式(1)で表される1種または2種の液晶性化合物と、他の重合性化合物とを含有する、請求項1〜5のいずれか1項に記載の光学フィルム。
- 前記重合性化合物が、重合性基を2〜4個有する、請求項6に記載の光学フィルム。
- 前記光学異方性層が、下記式(I)を満たす、請求項1〜7のいずれか1項に記載の光学フィルム。
0.75≦Re(450)/Re(550)≦1.00 ・・・(I)
ここで、式(I)中、Re(450)は、前記光学異方性層の波長450nmにおける面内レターデーションを表し、Re(550)は、前記光学異方性層の波長550nmにおける面内レターデーションを表す。 - 請求項1〜8のいずれか1項に記載の光学フィルムと、偏光子とを有する、偏光板。
- 請求項1〜8のいずれか1項に記載の光学フィルム、または、請求項9に記載の偏光板を有する、画像表示装置。
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