JP2023029317A - 光学フィルム、円偏光板、表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】偏光子と組み合わせて円偏光板として表示装置に適用し、黒表示の表示装置を斜め方向から全方位角にて観察した際に、いずれの方位角においても黒色の色味づきが抑制される、光学フィルム、円偏光板および表示装置を提供。【解決手段】第1光学異方性層、第2光学異方性層、および、第3光学異方性層をこの順に含み、第1光学異方性層は、垂直配向した円盤状液晶化合物を固定してなる層、または、水平配向した棒状液晶化合物を固定してなる層であり、第2光学異方性層は、厚み方向にのびる螺旋軸に沿って捩れ配向した棒状液晶化合物を固定してなる層であり、第3光学異方性層は、垂直配向した棒状液晶化合物を固定してなる層であり、第1光学異方性層、第2光学異方性層、および、第3光学異方性層の少なくとも1つが、逆波長分散性液晶化合物を含む液晶化合物を用いて形成された層である、光学フィルム。【選択図】なし
Description
本発明は、光学フィルム、円偏光板、および、表示装置に関する。
屈折率異方性を持つ光学異方性層は、表示装置の反射防止膜、および、液晶表示装置の光学補償フィルムなどの種々の用途に適用されている。
例えば、特許文献1においては、所定の光学特性を示す2種の光学異方性層を積層した位相差板が開示されている。
例えば、特許文献1においては、所定の光学特性を示す2種の光学異方性層を積層した位相差板が開示されている。
本発明者らは、特許文献1に記載されている光学異方性層を積層させた光学フィルムを偏光子と組み合わせて円偏光板として表示装置に適用し、表示装置を黒表示にして、表示装置を斜め方向から全方位角にて観察した際に、方位角によって黒色からの色味づきがあり、改善の余地があることを確認した。
本発明は、上記実情に鑑みて、偏光子と組み合わせて円偏光板として表示装置に適用し、黒表示の表示装置を斜め方向から全方位角にて観察した際に、いずれの方位角においても黒色の色味づきが抑制される、光学フィルムを提供することを課題とする。
また、本発明は、円偏光板および表示装置も提供することを課題とする。
また、本発明は、円偏光板および表示装置も提供することを課題とする。
本発明者らは、従来技術の問題点について鋭意検討した結果、以下の構成により上記課題を解決できることを見出した。
(1) 第1光学異方性層、第2光学異方性層、および、第3光学異方性層をこの順に含み、
第1光学異方性層は、垂直配向した円盤状液晶化合物を固定してなる層、または、水平配向した棒状液晶化合物を固定してなる層であり、
第2光学異方性層は、厚み方向にのびる螺旋軸に沿って捩れ配向した棒状液晶化合物を固定してなる層であり、
第3光学異方性層は、垂直配向した棒状液晶化合物を固定してなる層であり、
第1光学異方性層、第2光学異方性層、および、第3光学異方性層の少なくとも1つが、逆波長分散性液晶化合物を含む液晶化合物を用いて形成された層である、光学フィルム。
(2) 第2光学異方性層の波長550nmにおける屈折率異方性Δnに対する、第2光学異方性層の波長450nmにおける屈折率異方性Δnの比が、1.02~1.09である、(1)に記載の光学フィルム。
(3) 第1光学異方性層が、垂直配向した円盤状液晶化合物を固定してなる層であり、
第1光学異方性層の波長550nmにおける面内レタデーションに対する、第1光学異方性層の波長450nmにおける面内レタデーションの比が、1.08~1.25である、(1)または(2)に記載の光学フィルム。
(4) 第3光学異方性層の波長550nmにおける厚み方向のレタデーションに対する、第3光学異方性層の波長450nmにおける厚み方向のレタデーションの比が、0.82~1.12である、(1)~(3)のいずれかに記載の光学フィルム。
(5) 光学フィルムに含まれる光学異方性層の合計厚みが10μmである、(4)に記載の光学フィルム。
(6) (1)~(5)のいずれかに記載の光学フィルムと、偏光子とを含み、
第1光学異方性層が、第2光学異方性層および第3光学異方性層よりも、偏光子に近い側に配置されている、円偏光板。
(7) 偏光子の視感度補正単体透過率が42%以上である、(6)に記載の円偏光板。
(8) (1)~(5)のいずれかに記載の光学フィルム、または、(6)または(7)に記載の円偏光板を含む、表示装置。
第1光学異方性層は、垂直配向した円盤状液晶化合物を固定してなる層、または、水平配向した棒状液晶化合物を固定してなる層であり、
第2光学異方性層は、厚み方向にのびる螺旋軸に沿って捩れ配向した棒状液晶化合物を固定してなる層であり、
第3光学異方性層は、垂直配向した棒状液晶化合物を固定してなる層であり、
第1光学異方性層、第2光学異方性層、および、第3光学異方性層の少なくとも1つが、逆波長分散性液晶化合物を含む液晶化合物を用いて形成された層である、光学フィルム。
(2) 第2光学異方性層の波長550nmにおける屈折率異方性Δnに対する、第2光学異方性層の波長450nmにおける屈折率異方性Δnの比が、1.02~1.09である、(1)に記載の光学フィルム。
(3) 第1光学異方性層が、垂直配向した円盤状液晶化合物を固定してなる層であり、
第1光学異方性層の波長550nmにおける面内レタデーションに対する、第1光学異方性層の波長450nmにおける面内レタデーションの比が、1.08~1.25である、(1)または(2)に記載の光学フィルム。
(4) 第3光学異方性層の波長550nmにおける厚み方向のレタデーションに対する、第3光学異方性層の波長450nmにおける厚み方向のレタデーションの比が、0.82~1.12である、(1)~(3)のいずれかに記載の光学フィルム。
(5) 光学フィルムに含まれる光学異方性層の合計厚みが10μmである、(4)に記載の光学フィルム。
(6) (1)~(5)のいずれかに記載の光学フィルムと、偏光子とを含み、
第1光学異方性層が、第2光学異方性層および第3光学異方性層よりも、偏光子に近い側に配置されている、円偏光板。
(7) 偏光子の視感度補正単体透過率が42%以上である、(6)に記載の円偏光板。
(8) (1)~(5)のいずれかに記載の光学フィルム、または、(6)または(7)に記載の円偏光板を含む、表示装置。
本発明によれば、偏光子と組み合わせて円偏光板として表示装置に適用し、黒表示の表示装置を斜め方向から全方位角にて観察した際に、いずれの方位角においても黒色の色味づきが抑制される、光学フィルムを提供できる。
また、本発明によれば、円偏光板および表示装置も提供できる。
また、本発明によれば、円偏光板および表示装置も提供できる。
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。
また、面内遅相軸および面内進相軸は、特別な断りがなければ、波長550nmにおける定義である。つまり、特別な断りがない限り、例えば、面内遅相軸方向という場合、波長550nmにおける面内遅相軸の方向を意味する。
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。
また、面内遅相軸および面内進相軸は、特別な断りがなければ、波長550nmにおける定義である。つまり、特別な断りがない限り、例えば、面内遅相軸方向という場合、波長550nmにおける面内遅相軸の方向を意味する。
本発明において、Re(λ)およびRth(λ)は各々、波長λにおける面内のレタデーションおよび厚み方向のレタデーションを表す。特に記載がないときは、波長λは、550nmとする。
本発明において、Re(λ)およびRth(λ)はAxoScan OPMF-1(オプトサイエンス社製)において、波長λで測定した値である。AxoScanにて平均屈折率((nx+ny+nz)/3)と膜厚(d(μm))を入力することにより、
遅相軸方向(°)
Re(λ)=R0(λ)
Rth(λ)=((nx+ny)/2-nz)×d
が算出される。
なお、R0(λ)は、AxoScan OPMF-1で算出される数値として表示されるものであるが、Re(λ)を意味している。
本発明において、Re(λ)およびRth(λ)はAxoScan OPMF-1(オプトサイエンス社製)において、波長λで測定した値である。AxoScanにて平均屈折率((nx+ny+nz)/3)と膜厚(d(μm))を入力することにより、
遅相軸方向(°)
Re(λ)=R0(λ)
Rth(λ)=((nx+ny)/2-nz)×d
が算出される。
なお、R0(λ)は、AxoScan OPMF-1で算出される数値として表示されるものであるが、Re(λ)を意味している。
本明細書において、屈折率nx、ny、および、nzは、アッベ屈折計(NAR-4T、アタゴ(株)製)を使用し、光源にナトリウムランプ(λ=589nm)を用いて測定する。また、波長依存性を測定する場合は、多波長アッベ屈折計DR-M2(アタゴ(株)製)にて、干渉フィルタとの組み合わせで測定できる。
また、ポリマーハンドブック(JOHN WILEY&SONS,INC)、および、各種光学フィルムのカタログの値を使用できる。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)、および、ポリスチレン(1.59)。
また、ポリマーハンドブック(JOHN WILEY&SONS,INC)、および、各種光学フィルムのカタログの値を使用できる。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)、および、ポリスチレン(1.59)。
本明細書において表記される2価の基(例えば、-O-CO-)の結合方向は特に制限されず、例えば、X-L-Yで表される基においてLが-O-CO-である場合、X側に結合している位置を*1、Y側に結合している位置を*2とすると、Lは*1-O-CO-*2であってもよく、*1-CO-O-*2であってもよい。
なお、本明細書では、「可視光線」とは、波長400~700nmの光を意図する。また、「紫外線」とは、波長10nm以上400nm未満の光を意図する。
また、本明細書において、「直交」または「平行」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。例えば、厳密な角度±5°の範囲内であることなどを意味し、厳密な角度との誤差は、±3°の範囲内であることが好ましい。
また、本明細書において、「直交」または「平行」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。例えば、厳密な角度±5°の範囲内であることなどを意味し、厳密な角度との誤差は、±3°の範囲内であることが好ましい。
本発明の光学フィルムの特徴点としては、所定の光学異方性層を組み合わせて用いる点が挙げられる。
<光学フィルムの第1実施態様>
以下、本発明の光学フィルムの第1実施態様について、図面を参照して説明する。図1に、本発明の光学フィルムの第1実施態様の概略断面図を示す。
光学フィルム10Aは、第1光学異方性層12A、第2光学異方性層14、および、第3光学異方性層16をこの順に有する。
第1光学異方性層12Aは垂直配向した円盤状液晶化合物を固定してなる層であり、第2光学異方性層14は厚み方向にのびる螺旋軸に沿って捩れ配向した棒状液晶化合物を固定してなる層であり、第3光学異方性層16は垂直配向した棒状液晶化合物を固定してなる層である。
第1光学異方性層12Aの面内遅相軸と、第2光学異方性層14の第1光学異方性層12A側の表面での面内遅相軸とのなす角度は、後述するように、0~20°の範囲であることが好ましい。
また、後述するように、第1実施態様においては、第1光学異方性層12A、第2光学異方性層14、および、第3光学異方性層16の少なくとも1つが、逆波長分散性液晶化合物を含む液晶化合物を用いて形成された層である。
以下、各層について詳述する。
以下、本発明の光学フィルムの第1実施態様について、図面を参照して説明する。図1に、本発明の光学フィルムの第1実施態様の概略断面図を示す。
光学フィルム10Aは、第1光学異方性層12A、第2光学異方性層14、および、第3光学異方性層16をこの順に有する。
第1光学異方性層12Aは垂直配向した円盤状液晶化合物を固定してなる層であり、第2光学異方性層14は厚み方向にのびる螺旋軸に沿って捩れ配向した棒状液晶化合物を固定してなる層であり、第3光学異方性層16は垂直配向した棒状液晶化合物を固定してなる層である。
第1光学異方性層12Aの面内遅相軸と、第2光学異方性層14の第1光学異方性層12A側の表面での面内遅相軸とのなす角度は、後述するように、0~20°の範囲であることが好ましい。
また、後述するように、第1実施態様においては、第1光学異方性層12A、第2光学異方性層14、および、第3光学異方性層16の少なくとも1つが、逆波長分散性液晶化合物を含む液晶化合物を用いて形成された層である。
以下、各層について詳述する。
(第1光学異方性層12A)
第1光学異方性層12Aは、垂直配向した円盤状液晶化合物を固定してなる層である。
なお、本明細書において、「固定した」状態は、液晶化合物の配向が保持された状態である。具体的には、通常、0~50℃、より過酷な条件下では-30~70℃の温度範囲において、層に流動性がなく、また、外場もしくは外力によって配向形態に変化を生じさせることなく、固定された配向形態を安定に保ち続けることができる状態であることが好ましい。
第1光学異方性層12Aは、垂直配向した円盤状液晶化合物を固定してなる層である。
なお、本明細書において、「固定した」状態は、液晶化合物の配向が保持された状態である。具体的には、通常、0~50℃、より過酷な条件下では-30~70℃の温度範囲において、層に流動性がなく、また、外場もしくは外力によって配向形態に変化を生じさせることなく、固定された配向形態を安定に保ち続けることができる状態であることが好ましい。
第1光学異方性層12Aは、垂直配向した円盤状液晶化合物を固定してなる層である。
上記垂直配向した円盤状液晶化合物を固定してなる層とは、より具体的には、垂直配向し、光軸(円盤面と直交する軸)が同一方位に配列している円盤状液晶化合物を固定してなる層である。
なお、円盤状液晶化合物が垂直配向している状態とは、円盤状液晶化合物の円盤面と層の厚み方向とが平行であることをいう。なお、厳密に平行であることを要求するものではなく、円盤面と層の厚み方向とのなす角度が0~20°の範囲であることが好ましく、0~10°の範囲内がより好ましい。
また、円盤状液晶化合物の光軸(円盤面と直交する軸)が同一方位に配列している状態とは、厳密に同一方位であることを要求するものでなく、面内の任意の20か所の位置で遅相軸の方位を測定したとき、20か所での遅相軸の方位のうちの遅相軸方位の最大差(20個の遅相軸方位のうち、差が最大となる2つの遅相軸方位の差)が10°未満であることを意味するものとする。
上記垂直配向した円盤状液晶化合物を固定してなる層とは、より具体的には、垂直配向し、光軸(円盤面と直交する軸)が同一方位に配列している円盤状液晶化合物を固定してなる層である。
なお、円盤状液晶化合物が垂直配向している状態とは、円盤状液晶化合物の円盤面と層の厚み方向とが平行であることをいう。なお、厳密に平行であることを要求するものではなく、円盤面と層の厚み方向とのなす角度が0~20°の範囲であることが好ましく、0~10°の範囲内がより好ましい。
また、円盤状液晶化合物の光軸(円盤面と直交する軸)が同一方位に配列している状態とは、厳密に同一方位であることを要求するものでなく、面内の任意の20か所の位置で遅相軸の方位を測定したとき、20か所での遅相軸の方位のうちの遅相軸方位の最大差(20個の遅相軸方位のうち、差が最大となる2つの遅相軸方位の差)が10°未満であることを意味するものとする。
第1光学異方性層12Aの波長550nmにおける面内レタデーションは特に制限されないが、本発明の光学フィルムと偏光子と組み合わせて円偏光板として表示装置に適用し、黒表示した表示装置を斜め方向から全方位角にて観察した際に、いずれの方位角においても黒色の色味づきがより抑制される(以下、単に「本発明の効果がより優れる」ともいう。)点で、120~240nmが好ましく、130~230nmがより好ましい。
第1光学異方性層12Aの波長550nmにおける厚み方向のレタデーションは特に制限されないが、本発明の効果がより優れる点で、-120~-60nmが好ましく、-115~-65nmがより好ましい。
第1光学異方性層12Aの波長550nmにおける厚み方向のレタデーションは特に制限されないが、本発明の効果がより優れる点で、-120~-60nmが好ましく、-115~-65nmがより好ましい。
円盤状液晶化合物としては、公知の化合物を用いることができる。
円盤状液晶化合物としては、例えば、特開2007-108732号公報の段落0020~0067、および、特開2010-244038号公報の段落0013~0108に記載の化合物が挙げられる。
円盤状液晶化合物としては、例えば、特開2007-108732号公報の段落0020~0067、および、特開2010-244038号公報の段落0013~0108に記載の化合物が挙げられる。
円盤状液晶化合物は、重合性基を有していてもよい。
本明細書において、重合性基の種類は特に制限されず、付加重合反応が可能な官能基が好ましく、重合性エチレン性不飽和基または環重合性基がより好ましく、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、スチリル基、または、アリル基がさらに好ましい。
本明細書において、重合性基の種類は特に制限されず、付加重合反応が可能な官能基が好ましく、重合性エチレン性不飽和基または環重合性基がより好ましく、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、スチリル基、または、アリル基がさらに好ましい。
第1光学異方性層12Aは、垂直配向した、重合性基を有する円盤状液晶化合物が重合によって固定されて形成された層であることが好ましい。
第1光学異方性層12Aは、順波長分散性(面内レタデーションが、測定波長が大きくなるにつれて小さくなる特性。)を示しても、逆波長分散性(面内レタデーションが、測定波長が大きくなるにつれて大きくなる特性。)を示してもよい。なお、上記順波長分散性および逆波長分散性は、可視光域において示されることが好ましい。
第1光学異方性層12Aの波長550nmにおける面内レタデーションに対する、第1光学異方性層12Aの波長450nmにおける面内レタデーションの比(Re(450)/Re(550))は、0.80~1.25が好ましく、1.08~1.25がより好ましい。
第1光学異方性層12Aの波長550nmにおける面内レタデーションに対する、第1光学異方性層12Aの波長650nmにおける面内レタデーションの比(Re(650)/Re(550))は、0.90~1.20が好ましく、0.92~1.00がより好ましい。
第1光学異方性層12Aの波長550nmにおける面内レタデーションに対する、第1光学異方性層12Aの波長450nmにおける面内レタデーションの比(Re(450)/Re(550))は、0.80~1.25が好ましく、1.08~1.25がより好ましい。
第1光学異方性層12Aの波長550nmにおける面内レタデーションに対する、第1光学異方性層12Aの波長650nmにおける面内レタデーションの比(Re(650)/Re(550))は、0.90~1.20が好ましく、0.92~1.00がより好ましい。
第1光学異方性層12Aの平均厚みは特に制限されず、10μm以下が好ましく、0.1~5.0μmがより好ましく、0.3~2.0μmがさらに好ましい。
上記平均厚みは、第1光学異方性層12Aの任意の5点以上の厚みを測定して、それらを算術平均して求める。
上記平均厚みは、第1光学異方性層12Aの任意の5点以上の厚みを測定して、それらを算術平均して求める。
(第2光学異方性層14)
第2光学異方性層14は、厚み方向にのびる螺旋軸に沿って捩れ配向した棒状液晶化合物を固定してなる層である。
第2光学異方性層14は、いわゆる螺旋構造を持ったキラルネマチック相を固定してなる層であることが好ましい。なお、上記第2光学異方性層14を形成する際には、棒状液晶化合物と後述するキラル剤とを少なくとも用いることが好ましい。
第2光学異方性層14は、厚み方向にのびる螺旋軸に沿って捩れ配向した棒状液晶化合物を固定してなる層である。
第2光学異方性層14は、いわゆる螺旋構造を持ったキラルネマチック相を固定してなる層であることが好ましい。なお、上記第2光学異方性層14を形成する際には、棒状液晶化合物と後述するキラル剤とを少なくとも用いることが好ましい。
棒状液晶化合物の捩れ角度(液晶化合物の配向方向の捩れ角度)は特に制限されず、0°超360°以下の場合が多く、本発明の効果がより優れる点で、80±30°の範囲内(50~110°の範囲内)が好ましく、80±20°の範囲内(60~100°の範囲内)がより好ましい。
なお、捩れ角度の測定方法は、Axometrics社のAxoScan(ポラリメーター)装置を用い同社の装置解析ソフトウェアを用いて測定する。
また、棒状液晶化合物が捩れ配向するとは、第2光学異方性層14の厚み方向を軸として、第2光学異方性層14の一方の主表面から他方の主表面までの棒状液晶化合物が捩れることを意図する。それに伴い、棒状液晶化合物の配向方向(面内遅相軸方向)が、第2光学異方性層14の厚み方向の位置によって異なる。
捩れ配向において、棒状液晶化合物の長軸は、第2光学異方性層14の主面と平行となるように配置される。なお、厳密に平行であることを要求するものではなく、棒状液晶化合物の長軸と第2光学異方性層14の主面とのなす角度が0~20°の範囲であることが好ましく、0~10°の範囲内がより好ましい。
なお、捩れ角度の測定方法は、Axometrics社のAxoScan(ポラリメーター)装置を用い同社の装置解析ソフトウェアを用いて測定する。
また、棒状液晶化合物が捩れ配向するとは、第2光学異方性層14の厚み方向を軸として、第2光学異方性層14の一方の主表面から他方の主表面までの棒状液晶化合物が捩れることを意図する。それに伴い、棒状液晶化合物の配向方向(面内遅相軸方向)が、第2光学異方性層14の厚み方向の位置によって異なる。
捩れ配向において、棒状液晶化合物の長軸は、第2光学異方性層14の主面と平行となるように配置される。なお、厳密に平行であることを要求するものではなく、棒状液晶化合物の長軸と第2光学異方性層14の主面とのなす角度が0~20°の範囲であることが好ましく、0~10°の範囲内がより好ましい。
波長550nmにおける第2光学異方性層14の屈折率異方性Δnと第2光学異方性層14の厚みdとの積Δndの値は特に制限されないが、本発明の効果がより優れる点で、120~240nmが好ましく、130~230nmがより好ましい。
上記Δndの測定方法は、Axometrics社のAxoScan(ポラリメーター)装置を用い同社の装置解析ソフトウェアを用いて測定する。
上記Δndの測定方法は、Axometrics社のAxoScan(ポラリメーター)装置を用い同社の装置解析ソフトウェアを用いて測定する。
第1光学異方性層12Aの面内遅相軸と、第2光学異方性層14の第1光学異方性層12A側の表面での面内遅相軸とのなす角度は、0~20°の範囲であることが好ましい。
第2光学異方性層14の形成に用いられる棒状液晶化合物の種類は特に制限されず、公知の化合物が挙げられる。
棒状液晶化合物としては、例えば、特表平11-513019号公報の請求項1、および、特開2005-289980号公報の段落0026~0098に記載の化合物が挙げられる。
棒状液晶化合物は、重合性基を有していてもよい。
棒状液晶化合物が有してもよい重合性基の種類は、上述した通りである。
棒状液晶化合物としては、例えば、特表平11-513019号公報の請求項1、および、特開2005-289980号公報の段落0026~0098に記載の化合物が挙げられる。
棒状液晶化合物は、重合性基を有していてもよい。
棒状液晶化合物が有してもよい重合性基の種類は、上述した通りである。
第2光学異方性層14は、重合性基を有する棒状液晶化合物が重合によって固定されて形成された層であることが好ましい。より具体的には、捩れ配向した重合性基を有する棒状液晶化合物が重合によって固定されて形成された層であることがより好ましい。
第2光学異方性層14の波長550nmにおける屈折率異方性Δnに対する、第2光学異方性層14の波長450nmにおける屈折率異方性Δnの比は特に制限されず、本発明の効果がより優れる点で、0.68~1.20が好ましく、1.02~1.09がより好ましく、1.04~1.07がさらに好ましい。
第2光学異方性層14の波長550nmにおける屈折率異方性Δnに対する、第2光学異方性層14の波長650nmにおける屈折率異方性Δnの比は特に制限されず、本発明の効果がより優れる点で、0.90~1.20が好ましく、0.92~1.00がより好ましい。
第2光学異方性層14の波長550nmにおける屈折率異方性Δnに対する、第2光学異方性層14の波長650nmにおける屈折率異方性Δnの比は特に制限されず、本発明の効果がより優れる点で、0.90~1.20が好ましく、0.92~1.00がより好ましい。
第2光学異方性層14の平均厚みは特に制限されず、10μm以下が好ましく、0.1~5.0μmがより好ましく、0.3~2.0μmがさらに好ましい。
上記平均厚みは、第2光学異方性層14の任意の5点以上の厚みを測定して、それらを算術平均して求める。
上記平均厚みは、第2光学異方性層14の任意の5点以上の厚みを測定して、それらを算術平均して求める。
(第3光学異方性層16)
第3光学異方性層16は、垂直配向した棒状液晶化合物を固定してなる層である。
なお、棒状液晶化合物が垂直配向している状態とは、棒状液晶化合物の長軸と第3光学異方性層16の厚み方向とが平行であることをいう。なお、厳密に平行であることを要求するものではなく、棒状液晶化合物の長軸と第3光学異方性層16の厚み方向とのなす角度が0~20°の範囲であることが好ましく、0~10°の範囲内がより好ましい。
第3光学異方性層16は、垂直配向した棒状液晶化合物を固定してなる層である。
なお、棒状液晶化合物が垂直配向している状態とは、棒状液晶化合物の長軸と第3光学異方性層16の厚み方向とが平行であることをいう。なお、厳密に平行であることを要求するものではなく、棒状液晶化合物の長軸と第3光学異方性層16の厚み方向とのなす角度が0~20°の範囲であることが好ましく、0~10°の範囲内がより好ましい。
第3光学異方性層16の波長550nmにおける厚み方向のレタデーションは特に制限されないが、本発明の効果がより優れる点で、-120~-10nmが好ましく、-100~-30nmがより好ましい。
棒状液晶化合物としては、公知の化合物を用いることができる。
棒状液晶化合物としては、例えば、第2光学異方性層14で例示した棒状液晶化合物が挙げられる。
棒状液晶化合物は、重合性基を有していてもよい。
棒状液晶化合物が有してもよい重合性基の種類は、上述した通りである。
棒状液晶化合物としては、例えば、第2光学異方性層14で例示した棒状液晶化合物が挙げられる。
棒状液晶化合物は、重合性基を有していてもよい。
棒状液晶化合物が有してもよい重合性基の種類は、上述した通りである。
第3光学異方性層16は、垂直配向した、重合性基を有する棒状液晶化合物が重合によって固定されて形成された層であることが好ましい。
第3光学異方性層16の波長550nmにおける厚み方向のレタデーションに対する、第3光学異方性層16の波長450nmにおける厚み方向のレタデーションの比は特に制限されず、本発明の効果がより優れる点で、0.68~1.20が好ましく、0.82~1.12がより好ましい。
第3光学異方性層16の波長550nmにおける厚み方向のレタデーションに対する、第3光学異方性層16の波長650nmにおける厚み方向のレタデーションの比は特に制限されず、本発明の効果がより優れる点で、0.90~1.20が好ましく、0.92~1.00がより好ましい。
第3光学異方性層16の波長550nmにおける厚み方向のレタデーションに対する、第3光学異方性層16の波長650nmにおける厚み方向のレタデーションの比は特に制限されず、本発明の効果がより優れる点で、0.90~1.20が好ましく、0.92~1.00がより好ましい。
第3光学異方性層16の平均厚みは特に制限されず、10μm以下が好ましく、0.1~5.0μmがより好ましく、0.3~2.0μmがさらに好ましい。
上記平均厚みは、第3光学異方性層16の任意の5点以上の厚みを測定して、それらを算術平均して求める。
上記平均厚みは、第3光学異方性層16の任意の5点以上の厚みを測定して、それらを算術平均して求める。
光学フィルム10Aにおいては、第1光学異方性層12A、第2光学異方性層14、および、第3光学異方性層16の少なくとも1つが、逆波長分散性液晶化合物を含む液晶化合物を用いて形成された層である。後述するように、第1光学異方性層12A、第2光学異方性層14、および、第3光学異方性層16は光学異方性層形成用組成物を用いて形成されることが好ましく、第1光学異方性層12A、第2光学異方性層14、および、第3光学異方性層16の少なくとも1つは、逆波長分散性液晶化合物を含む光学異方性層形成用組成物を用いて形成されることがより好ましい。
言い換えれば、第1光学異方性層12Aの形成に用いられる円盤状液晶化合物、第2光学異方性層14の形成に用いられる棒状液晶化合物、および、第3光学異方性層16の形成に用いられる棒状液晶化合物の少なくとも1つが、逆波長分散性液晶化合物を含む。
なお、第1光学異方性層12A、第2光学異方性層14、および、第3光学異方性層16の各層の形成に複数種の液晶化合物が使用される場合、少なくとも1種が逆波長分散性液晶化合物であればよい。
つまり、第1光学異方性層12A、第2光学異方性層14、および、第3光学異方性層16の各層の形成に複数種の液晶化合物が使用される場合、逆波長分散性液晶化合物と、順波長分散性液晶化合物との混合物を使用してもよい。
複数種の液晶化合物を用いる場合、逆波長分散性液晶化合物の含有量は、液晶化合物全質量に対して、1~90質量%の場合が多く、本発明の効果がより優れる点で、5~50質量%が好ましく、20~40質量%がより好ましい。
言い換えれば、第1光学異方性層12Aの形成に用いられる円盤状液晶化合物、第2光学異方性層14の形成に用いられる棒状液晶化合物、および、第3光学異方性層16の形成に用いられる棒状液晶化合物の少なくとも1つが、逆波長分散性液晶化合物を含む。
なお、第1光学異方性層12A、第2光学異方性層14、および、第3光学異方性層16の各層の形成に複数種の液晶化合物が使用される場合、少なくとも1種が逆波長分散性液晶化合物であればよい。
つまり、第1光学異方性層12A、第2光学異方性層14、および、第3光学異方性層16の各層の形成に複数種の液晶化合物が使用される場合、逆波長分散性液晶化合物と、順波長分散性液晶化合物との混合物を使用してもよい。
複数種の液晶化合物を用いる場合、逆波長分散性液晶化合物の含有量は、液晶化合物全質量に対して、1~90質量%の場合が多く、本発明の効果がより優れる点で、5~50質量%が好ましく、20~40質量%がより好ましい。
逆波長分散性液晶化合物とは、この液晶化合物を配向(水平配向)させ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値またはRth値が高くなるものをいう。
逆波長分散性液晶化合物としては、下記式(II)で表される部分構造を有する重合性液晶化合物が好ましい。
*-D1-Ar-D2-* ・・・(II)
*-D1-Ar-D2-* ・・・(II)
上記式(II)中、D1およびD2は、それぞれ独立に、単結合、-O-、-CO-、-CO-O-、-C(=S)O-、-CR1R2-、-CR1R2-CR3R4-、-O-CR1R2-、-CR1R2-O-CR3R4-、-CO-O-CR1R2-、-O-CO-CR1R2-、-CR1R2-CR3R4-O-CO-、-CR1R2-O-CO-CR3R4-、-CR1R2-CO-O-CR3R4-、-NR1-CR2R3-、または-CO-NR1-を表す。
R1、R2、R3およびR4は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子または炭素数1~4のアルキル基を表す。R1、R2、R3およびR4のそれぞれが複数存在する場合には、複数のR1、複数のR2、複数のR3および複数のR4はそれぞれ、互いに同一でも異なっていてもよい。
Arは、式(Ar-1)~(Ar-7)で表される基からなる群から選択されるいずれかの芳香環を表す。なお、下記式(Ar-1)~(Ar-7)中、*は、D1またはD2との結合位置を表し、下記式(Ar-1)~(Ar-7)中の符号の説明は、後述する式(III)中のArで説明するものと同様である。
R1、R2、R3およびR4は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子または炭素数1~4のアルキル基を表す。R1、R2、R3およびR4のそれぞれが複数存在する場合には、複数のR1、複数のR2、複数のR3および複数のR4はそれぞれ、互いに同一でも異なっていてもよい。
Arは、式(Ar-1)~(Ar-7)で表される基からなる群から選択されるいずれかの芳香環を表す。なお、下記式(Ar-1)~(Ar-7)中、*は、D1またはD2との結合位置を表し、下記式(Ar-1)~(Ar-7)中の符号の説明は、後述する式(III)中のArで説明するものと同様である。
上記式(II)で表される部分構造を有する重合性液晶化合物としては、下記式(III)で表される重合性液晶化合物が好ましい。
下記式(III)で表される重合性液晶化合物は、液晶性を示す化合物である。
L1-G1-D1-Ar-D2-G2-L2 ・・・(III)
下記式(III)で表される重合性液晶化合物は、液晶性を示す化合物である。
L1-G1-D1-Ar-D2-G2-L2 ・・・(III)
上記式(III)中、D1およびD2は、それぞれ独立に、単結合、-O-、-CO-、-CO-O-、-C(=S)O-、-CR1R2-、-CR1R2-CR3R4-、-O-CR1R2-、-CR1R2-O-CR3R4-、-CO-O-CR1R2-、-O-CO-CR1R2-、-CR1R2-CR3R4-O-CO-、-CR1R2-O-CO-CR3R4-、-CR1R2-CO-O-CR3R4-、-NR1-CR2R3-、または-CO-NR1-を表す。
R1、R2、R3およびR4は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子または炭素数1~4のアルキル基を表す。R1、R2、R3およびR4のそれぞれが複数存在する場合には、複数のR1、複数のR2、複数のR3および複数のR4はそれぞれ、互いに同一でも異なっていてもよい。
G1およびG2は、それぞれ独立に、炭素数5~8の2価の脂環式炭化水素基、または、芳香族炭化水素基を表し、上記脂環式炭化水素基に含まれるメチレン基は、-O-、-S-、または-NH-で置換されていてもよい。
L1およびL2はそれぞれ独立に、1価の有機基を表し、L1およびL2からなる群から選ばれる少なくとも1種が、重合性基を有する1価の基を表す。
Arは、式(Ar-1)~(Ar-7)で表される基からなる群から選択されるいずれかの芳香環を表す。なお、下記式(Ar-1)~(Ar-7)中、*は、D1またはD2との結合位置を表す。
R1、R2、R3およびR4は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子または炭素数1~4のアルキル基を表す。R1、R2、R3およびR4のそれぞれが複数存在する場合には、複数のR1、複数のR2、複数のR3および複数のR4はそれぞれ、互いに同一でも異なっていてもよい。
G1およびG2は、それぞれ独立に、炭素数5~8の2価の脂環式炭化水素基、または、芳香族炭化水素基を表し、上記脂環式炭化水素基に含まれるメチレン基は、-O-、-S-、または-NH-で置換されていてもよい。
L1およびL2はそれぞれ独立に、1価の有機基を表し、L1およびL2からなる群から選ばれる少なくとも1種が、重合性基を有する1価の基を表す。
Arは、式(Ar-1)~(Ar-7)で表される基からなる群から選択されるいずれかの芳香環を表す。なお、下記式(Ar-1)~(Ar-7)中、*は、D1またはD2との結合位置を表す。
上記式(Ar-1)中、Q1は、NまたはCHを表し、Q2は、-S-、-O-、または、-N(R7)-を表し、R7は、水素原子または炭素数1~6のアルキル基を表し、Y1は、置換基を有してもよい、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す。
R7が示す炭素数1~6のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、および、n-ヘキシル基が挙げられる。
Y1が示す炭素数6~12の芳香族炭化水素基としては、例えば、フェニル基、2,6-ジエチルフェニル基、および、ナフチル基のアリール基が挙げられる。
Y1が示す炭素数3~12の芳香族複素環基としては、例えば、チエニル基、チアゾリル基、フリル基、および、ピリジル基のヘテロアリール基が挙げられる。
また、Y1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、および、ハロゲン原子が挙げられる。
アルキル基としては、炭素数1~18のアルキル基が好ましく、炭素数1~8のアルキル基がより好ましく、炭素数1~4のアルキル基がさらに好ましく、メチル基またはエチル基が特に好ましい。アルキル基は、直鎖状、分岐鎖状、および環状のいずれであってもよい。
アルコキシ基としては、例えば、炭素数1~18のアルコキシ基が好ましく、炭素数1~8のアルコキシ基がより好ましく、炭素数1~4のアルコキシ基がさらに好ましく、メトキシ基またはエトキシ基が特に好ましい。
ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、およびヨウ素原子が挙げられ、中でも、フッ素原子または塩素原子が好ましい。
R7が示す炭素数1~6のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、および、n-ヘキシル基が挙げられる。
Y1が示す炭素数6~12の芳香族炭化水素基としては、例えば、フェニル基、2,6-ジエチルフェニル基、および、ナフチル基のアリール基が挙げられる。
Y1が示す炭素数3~12の芳香族複素環基としては、例えば、チエニル基、チアゾリル基、フリル基、および、ピリジル基のヘテロアリール基が挙げられる。
また、Y1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、および、ハロゲン原子が挙げられる。
アルキル基としては、炭素数1~18のアルキル基が好ましく、炭素数1~8のアルキル基がより好ましく、炭素数1~4のアルキル基がさらに好ましく、メチル基またはエチル基が特に好ましい。アルキル基は、直鎖状、分岐鎖状、および環状のいずれであってもよい。
アルコキシ基としては、例えば、炭素数1~18のアルコキシ基が好ましく、炭素数1~8のアルコキシ基がより好ましく、炭素数1~4のアルコキシ基がさらに好ましく、メトキシ基またはエトキシ基が特に好ましい。
ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、およびヨウ素原子が挙げられ、中でも、フッ素原子または塩素原子が好ましい。
また、上記式(Ar-1)~(Ar-7)中、Z1、Z2およびZ3は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1~20の1価の脂肪族炭化水素基、炭素数3~20の1価の脂環式炭化水素基、炭素数6~20の1価の芳香族炭化水素基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、-OR8、-NR9R10、または、-SR11を表し、R8~R11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、Z1およびZ2は、互いに結合して芳香環を形成してもよい。
炭素数1~20の1価の脂肪族炭化水素基としては、炭素数1~15のアルキル基が好ましく、炭素数1~8のアルキル基がより好ましく、メチル基、エチル基、イソプロピル基、tert-ペンチル基(1,1-ジメチルプロピル基)、tert-ブチル基、または1,1-ジメチル-3,3-ジメチル-ブチル基がさらに好ましく、メチル基、エチル基、またはtert-ブチル基が特に好ましい。
炭素数3~20の1価の脂環式炭化水素基としては、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロデシル基、メチルシクロヘキシル基、および、エチルシクロヘキシル基等の単環式飽和炭化水素基;シクロブテニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、シクロヘプテニル基、シクロオクテニル基、シクロデセニル基、シクロペンタジエニル基、シクロヘキサジエニル基、シクロオクタジエニル基、および、シクロデカジエン等の単環式不飽和炭化水素基;ビシクロ[2.2.1]ヘプチル基、ビシクロ[2.2.2]オクチル基、トリシクロ[5.2.1.02,6]デシル基、トリシクロ[3.3.1.13,7]デシル基、テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデシル基、および、アダマンチル基等の多環式飽和炭化水素基;等が挙げられる。
炭素数6~20の1価の芳香族炭化水素基としては、例えば、フェニル基、2,6-ジエチルフェニル基、ナフチル基、および、ビフェニル基が挙げられ、炭素数6~12のアリール基(特にフェニル基)が好ましい。
ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、および、ヨウ素原子が挙げられ、中でも、フッ素原子、塩素原子、または、臭素原子が好ましい。
炭素数1~20の1価の脂肪族炭化水素基としては、炭素数1~15のアルキル基が好ましく、炭素数1~8のアルキル基がより好ましく、メチル基、エチル基、イソプロピル基、tert-ペンチル基(1,1-ジメチルプロピル基)、tert-ブチル基、または1,1-ジメチル-3,3-ジメチル-ブチル基がさらに好ましく、メチル基、エチル基、またはtert-ブチル基が特に好ましい。
炭素数3~20の1価の脂環式炭化水素基としては、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロデシル基、メチルシクロヘキシル基、および、エチルシクロヘキシル基等の単環式飽和炭化水素基;シクロブテニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、シクロヘプテニル基、シクロオクテニル基、シクロデセニル基、シクロペンタジエニル基、シクロヘキサジエニル基、シクロオクタジエニル基、および、シクロデカジエン等の単環式不飽和炭化水素基;ビシクロ[2.2.1]ヘプチル基、ビシクロ[2.2.2]オクチル基、トリシクロ[5.2.1.02,6]デシル基、トリシクロ[3.3.1.13,7]デシル基、テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデシル基、および、アダマンチル基等の多環式飽和炭化水素基;等が挙げられる。
炭素数6~20の1価の芳香族炭化水素基としては、例えば、フェニル基、2,6-ジエチルフェニル基、ナフチル基、および、ビフェニル基が挙げられ、炭素数6~12のアリール基(特にフェニル基)が好ましい。
ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、および、ヨウ素原子が挙げられ、中でも、フッ素原子、塩素原子、または、臭素原子が好ましい。
また、上記式(Ar-2)および(Ar-3)中、A1およびA2は、それぞれ独立に、-O-、-N(R12)-、-S-、および、-CO-からなる群から選択される基を表し、R12は、水素原子または置換基を表す。
R12が示す置換基としては、上記式(Ar-1)中のY1が有していてもよい置換基と同様のものが挙げられる。
R12が示す置換基としては、上記式(Ar-1)中のY1が有していてもよい置換基と同様のものが挙げられる。
また、上記式(Ar-2)中、Xは、置換基が結合していてもよい、第14~16族の非金属原子を表す。
Xが示す第14~16族の非金属原子としては、例えば、酸素原子、硫黄原子、水素原子または置換基が結合した窒素原子〔=N-RN1,RN1は水素原子または置換基を表す。〕、水素原子または置換基が結合した炭素原子〔=C-(RC1)2,RC1は水素原子または置換基を表す。〕が挙げられる。RN1またはRC1の置換基としては、CNが好ましい。
Xが示す第14~16族の非金属原子としては、例えば、酸素原子、硫黄原子、水素原子または置換基が結合した窒素原子〔=N-RN1,RN1は水素原子または置換基を表す。〕、水素原子または置換基が結合した炭素原子〔=C-(RC1)2,RC1は水素原子または置換基を表す。〕が挙げられる。RN1またはRC1の置換基としては、CNが好ましい。
また、上記式(Ar-3)中、D4およびD5は、それぞれ独立に、単結合、または、-CO-、-O-、-S-、-C(=S)-、-CR1aR2a-、-CR3a=CR4a-、-NR5a-、もしくは、これらの2つ以上の組み合わせからなる2価の連結基を表し、R1a~R5aは、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、または、炭素数1~4のアルキル基を表す。
ここで、2価の連結基としては、例えば、-CO-、-O-、-CO-O-、-C(=S)O-、-CR1bR2b-、-CR1bR2b-CR1bR2b-、-O-CR1bR2b-、-CR1bR2b-O-CR1bR2b-、-CO-O-CR1bR2b-、-O-CO-CR1bR2b-、-CR1bR2b-O-CO-CR1bR2b-、-CR1bR2b-CO-O-CR1bR2b-、-NR3b-CR1bR2b-、および、-CO-NR3b-が挙げられる。R1b、R2bおよびR3bは、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、または、炭素数1~4のアルキル基を表す。
ここで、2価の連結基としては、例えば、-CO-、-O-、-CO-O-、-C(=S)O-、-CR1bR2b-、-CR1bR2b-CR1bR2b-、-O-CR1bR2b-、-CR1bR2b-O-CR1bR2b-、-CO-O-CR1bR2b-、-O-CO-CR1bR2b-、-CR1bR2b-O-CO-CR1bR2b-、-CR1bR2b-CO-O-CR1bR2b-、-NR3b-CR1bR2b-、および、-CO-NR3b-が挙げられる。R1b、R2bおよびR3bは、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、または、炭素数1~4のアルキル基を表す。
また、上記式(Ar-3)中、SP1およびSP2は、それぞれ独立に、単結合、炭素数1~12の直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキレン基、または、炭素数1~12の直鎖状もしくは分岐鎖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、置換基を表す。置換基としては、上記式(Ar-1)中のY1が有していてもよい置換基と同様のものが挙げられる。
また、上記式(Ar-3)中、L3およびL4は、それぞれ独立に、1価の有機基を表す。
1価の有機基としては、例えば、アルキル基、アリール基、および、ヘテロアリール基が挙げられる。アルキル基は、直鎖状、分岐鎖状または環状であってもよいが、直鎖状が好ましい。アルキル基の炭素数は、1~30が好ましく、1~20がより好ましく、1~10がさらに好ましい。また、アリール基は、単環であっても多環であってもよいが単環が好ましい。アリール基の炭素数は、6~25が好ましく、6~10がより好ましい。また、ヘテロアリール基は、単環であっても多環であってもよい。ヘテロアリール基を構成するヘテロ原子の数は1~3が好ましい。ヘテロアリール基を構成するヘテロ原子は、窒素原子、硫黄原子、酸素原子が好ましい。ヘテロアリール基の炭素数は6~18が好ましく、6~12がより好ましい。また、アルキル基、アリール基およびヘテロアリール基は、無置換であってもよく、置換基を有していてもよい。置換基としては、上記式(Ar-1)中のY1が有していてもよい置換基と同様のものが挙げられる。
1価の有機基としては、例えば、アルキル基、アリール基、および、ヘテロアリール基が挙げられる。アルキル基は、直鎖状、分岐鎖状または環状であってもよいが、直鎖状が好ましい。アルキル基の炭素数は、1~30が好ましく、1~20がより好ましく、1~10がさらに好ましい。また、アリール基は、単環であっても多環であってもよいが単環が好ましい。アリール基の炭素数は、6~25が好ましく、6~10がより好ましい。また、ヘテロアリール基は、単環であっても多環であってもよい。ヘテロアリール基を構成するヘテロ原子の数は1~3が好ましい。ヘテロアリール基を構成するヘテロ原子は、窒素原子、硫黄原子、酸素原子が好ましい。ヘテロアリール基の炭素数は6~18が好ましく、6~12がより好ましい。また、アルキル基、アリール基およびヘテロアリール基は、無置換であってもよく、置換基を有していてもよい。置換基としては、上記式(Ar-1)中のY1が有していてもよい置換基と同様のものが挙げられる。
また、上記式(Ar-4)~(Ar-7)中、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1つの芳香環を有する、炭素数2~30の有機基を表す。
また、上記式(Ar-4)~(Ar-7)中、Ayは、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1~12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択される少なくとも1つの芳香環を有する、炭素数2~30の有機基を表す。
ここで、AxおよびAyにおける芳香環は、置換基を有していてもよく、AxとAyとが結合して環を形成していてもよい。
また、Q3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。
AxおよびAyとしては、特許文献1(国際公開第2014/010325号)の[0039]~[0095]段落に記載されたものが挙げられる。
また、Q3が示す炭素数1~6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、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、および、n-ヘキシル基などが挙げられ、置換基としては、上記式(Ar-1)中のY1が有していてもよい置換基と同様のものが挙げられる。
また、上記式(Ar-4)~(Ar-7)中、Ayは、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1~12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択される少なくとも1つの芳香環を有する、炭素数2~30の有機基を表す。
ここで、AxおよびAyにおける芳香環は、置換基を有していてもよく、AxとAyとが結合して環を形成していてもよい。
また、Q3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。
AxおよびAyとしては、特許文献1(国際公開第2014/010325号)の[0039]~[0095]段落に記載されたものが挙げられる。
また、Q3が示す炭素数1~6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、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、および、n-ヘキシル基などが挙げられ、置換基としては、上記式(Ar-1)中のY1が有していてもよい置換基と同様のものが挙げられる。
式(III)で表される液晶化合物の各置換基の定義および好ましい範囲については、特開2012-021068号公報に記載の化合物(A)に関するD1、D2、G1、G2、L1、L2、R4、R5、R6、R7、X1、Y1、Q1、Q2に関する記載をそれぞれD1、D2、G1、G2、L1、L2、R1、R2、R3、R4、Q1、Y1、Z1、およびZ2について参照でき、特開2008-107767号公報に記載の一般式(I)で表される化合物についてのA1、A2、およびXに関する記載をそれぞれA1、A2、およびXについて参照でき、国際公開第2013/018526号に記載の一般式(I)で表される化合物についてのAx、Ay、Q1に関する記載をそれぞれAx、Ay、Q2について参照できる。Z3については特開2012-21068号公報に記載の化合物(A)に関するQ1の記載を参照できる。
特に、L1およびL2で示される有機基としては、それぞれ、-D3-G3-Sp-P3で表される基であることが好ましい。
D3は、D1と同義である。
G3は、単結合、炭素数6~12の2価の芳香環基若しくは複素環基、または炭素数5~8の2価の脂環式炭化水素基を表し、上記脂環式炭化水素基に含まれるメチレン基は、-O-、-S-または-NR7-で置換されていてもよく、ここでR7は水素原子または炭素数1~6のアルキル基を表す。
Spは、単結合、-(CH2)n-、-(CH2)n-O-、-(CH2-O-)n-、-(CH2CH2-O-)m、-O-(CH2)n-、-O-(CH2)n-O-、-O-(CH2-O-)n-、-O-(CH2CH2-O-)m、-C(=O)-O-(CH2)n-、-C(=O)-O-(CH2)n-O-、-C(=O)-O-(CH2-O-)n-、-C(=O)-O-(CH2CH2-O-)m、-C(=O)-N(R8)-(CH2)n-、-C(=O)-N(R8)-(CH2)n-O-、-C(=O)-N(R8)-(CH2-O-)n-、-C(=O)-N(R8)-(CH2CH2-O-)m、または-(CH2)n-O-(C=O)-(CH2)n-C(=O)-O-(CH2)n-で表されるスペーサー基を表す。ここで、nは2~12の整数を表し、mは2~6の整数を表し、R8は水素原子または炭素数1~6のアルキル基を表す。また、上記各基における-CH2-の水素原子は、メチル基で置換されていてもよい。
P3は重合性基を示す。
D3は、D1と同義である。
G3は、単結合、炭素数6~12の2価の芳香環基若しくは複素環基、または炭素数5~8の2価の脂環式炭化水素基を表し、上記脂環式炭化水素基に含まれるメチレン基は、-O-、-S-または-NR7-で置換されていてもよく、ここでR7は水素原子または炭素数1~6のアルキル基を表す。
Spは、単結合、-(CH2)n-、-(CH2)n-O-、-(CH2-O-)n-、-(CH2CH2-O-)m、-O-(CH2)n-、-O-(CH2)n-O-、-O-(CH2-O-)n-、-O-(CH2CH2-O-)m、-C(=O)-O-(CH2)n-、-C(=O)-O-(CH2)n-O-、-C(=O)-O-(CH2-O-)n-、-C(=O)-O-(CH2CH2-O-)m、-C(=O)-N(R8)-(CH2)n-、-C(=O)-N(R8)-(CH2)n-O-、-C(=O)-N(R8)-(CH2-O-)n-、-C(=O)-N(R8)-(CH2CH2-O-)m、または-(CH2)n-O-(C=O)-(CH2)n-C(=O)-O-(CH2)n-で表されるスペーサー基を表す。ここで、nは2~12の整数を表し、mは2~6の整数を表し、R8は水素原子または炭素数1~6のアルキル基を表す。また、上記各基における-CH2-の水素原子は、メチル基で置換されていてもよい。
P3は重合性基を示す。
重合性基は特に制限されないが、ラジカル重合またはカチオン重合可能な重合性基が好ましい。
ラジカル重合性基としては、公知のラジカル重合性基が挙げられ、アクリロイル基またはメタクリロイル基が好ましい。重合速度はアクリロイル基が一般的に速いことが知られており、生産性向上の点からアクリロイル基が好ましいが、メタクリロイル基も高複屈折性液晶の重合性基として同様に使用できる。
カチオン重合性基としては、公知のカチオン重合性基が挙げられ、脂環式エーテル基、環状アセタール基、環状ラクトン基、環状チオエーテル基、スピロオルソエステル基、および、ビニルオキシ基が挙げられる。中でも、脂環式エーテル基、または、ビニルオキシ基が好ましく、エポキシ基、オキセタニル基、または、ビニルオキシ基がより好ましい。
ラジカル重合性基としては、公知のラジカル重合性基が挙げられ、アクリロイル基またはメタクリロイル基が好ましい。重合速度はアクリロイル基が一般的に速いことが知られており、生産性向上の点からアクリロイル基が好ましいが、メタクリロイル基も高複屈折性液晶の重合性基として同様に使用できる。
カチオン重合性基としては、公知のカチオン重合性基が挙げられ、脂環式エーテル基、環状アセタール基、環状ラクトン基、環状チオエーテル基、スピロオルソエステル基、および、ビニルオキシ基が挙げられる。中でも、脂環式エーテル基、または、ビニルオキシ基が好ましく、エポキシ基、オキセタニル基、または、ビニルオキシ基がより好ましい。
なお、順波長分散性液晶化合物とは、この液晶化合物を配向(水平配向)させ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値またはRth値が小さくなるものをいう。
なかでも、本発明の効果がより優れる点で、第2光学異方性層14が、逆波長分散性液晶化合物を含む液晶化合物を用いて形成された層であることが好ましい。
言い換えれば、第2光学異方性層14は、厚み方向にのびる螺旋軸に沿って捩れ配向した棒状液晶化合物を固定してなる層であり、棒状液晶化合物は逆波長分散性液晶化合物を含むことが好ましい。
後述するように、光学異方性層形成用組成物を用いて第2光学異方性層14を形成する場合、逆波長分散性棒状液晶化合物を含む光学異方性層形成用組成物を用いて第2光学異方性層14を形成することが好ましい。
言い換えれば、第2光学異方性層14は、厚み方向にのびる螺旋軸に沿って捩れ配向した棒状液晶化合物を固定してなる層であり、棒状液晶化合物は逆波長分散性液晶化合物を含むことが好ましい。
後述するように、光学異方性層形成用組成物を用いて第2光学異方性層14を形成する場合、逆波長分散性棒状液晶化合物を含む光学異方性層形成用組成物を用いて第2光学異方性層14を形成することが好ましい。
(他の部材)
光学フィルム10Aは、上述した第1光学異方性層12A~第3光学異方性層16以外の他の部材を含んでいてもよい。
光学フィルム10Aは、上述した第1光学異方性層12A~第3光学異方性層16以外の他の部材を含んでいてもよい。
(第4光学異方性層)
光学フィルム10Aは、第1光学異方性層12Aの第2光学異方性層14側とは反対側に、第4光学異方性層を含んでいてもよい。
第4光学異方性層は、水平配向した円盤状液晶化合物を固定してなる層である。
なお、円盤状液晶化合物が水平配向している状態とは、円盤状液晶化合物の円盤面と層の主面とが平行であることをいう。なお、厳密に平行であることを要求するものではなく、円盤面と層の主面とのなす角度が0~20°の範囲であることが好ましく、0~10°の範囲内がより好ましい。
光学フィルム10Aは、第1光学異方性層12Aの第2光学異方性層14側とは反対側に、第4光学異方性層を含んでいてもよい。
第4光学異方性層は、水平配向した円盤状液晶化合物を固定してなる層である。
なお、円盤状液晶化合物が水平配向している状態とは、円盤状液晶化合物の円盤面と層の主面とが平行であることをいう。なお、厳密に平行であることを要求するものではなく、円盤面と層の主面とのなす角度が0~20°の範囲であることが好ましく、0~10°の範囲内がより好ましい。
第4光学異方性層の波長550nmにおける厚み方向のレタデーションは特に制限されないが、本発明の効果がより優れる点で、5~100nmが好ましく、10~90nmがより好ましい。
円盤状液晶化合物としては、公知の化合物を用いることができる。
円盤状液晶化合物としては、例えば、第1光学異方性層12Aで例示した円盤状液晶化合物が挙げられる。
円盤状液晶化合物は、重合性基を有していてもよい。
円盤状液晶化合物が有してもよい重合性基の種類は、上述した通りである。
円盤状液晶化合物としては、例えば、第1光学異方性層12Aで例示した円盤状液晶化合物が挙げられる。
円盤状液晶化合物は、重合性基を有していてもよい。
円盤状液晶化合物が有してもよい重合性基の種類は、上述した通りである。
第4光学異方性層は、水平配向した、重合性基を有する円盤状液晶化合物が重合によって固定されて形成された層であることが好ましい。
第4光学異方性層の平均厚みは特に制限されず、10μm以下が好ましく、0.1~5.0μmがより好ましく、0.3~2.0μmがさらに好ましい。
なお、上記平均厚みは、第4光学異方性層の任意の5点以上の厚みを測定して、それらを算術平均して求める。
なお、上記平均厚みは、第4光学異方性層の任意の5点以上の厚みを測定して、それらを算術平均して求める。
(密着層)
光学フィルム10Aは、各光学異方性層間に、密着層を有していてもよい。
密着層としては、公知の粘着剤層および接着剤層が挙げられる。
光学フィルム10Aは、各光学異方性層間に、密着層を有していてもよい。
密着層としては、公知の粘着剤層および接着剤層が挙げられる。
(配向膜)
光学フィルム10Aは、配向膜をさらに有していてもよい。配向膜は、各光学異方性層間に配置されていてもよい。
なお、図1に示すように、光学フィルム10Aは、各光学異方性層間には、配向膜を有さないことが好ましい。
光学フィルム10Aは、配向膜をさらに有していてもよい。配向膜は、各光学異方性層間に配置されていてもよい。
なお、図1に示すように、光学フィルム10Aは、各光学異方性層間には、配向膜を有さないことが好ましい。
配向膜は、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、または、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形成できる。
さらに、電場の付与、磁場の付与、または、光照射(好ましくは偏光)により、配向機能が生じる配向膜も知られている。
配向膜は、ポリマーのラビング処理により形成することが好ましい。
配向膜としては、光配向膜も挙げられる。
配向膜の厚みは、配向機能を発揮することができれば特に制限されないが、0.01~5.0μmが好ましく、0.05~2.0μmがより好ましく、0.1~0.5μmがさらに好ましい。
さらに、電場の付与、磁場の付与、または、光照射(好ましくは偏光)により、配向機能が生じる配向膜も知られている。
配向膜は、ポリマーのラビング処理により形成することが好ましい。
配向膜としては、光配向膜も挙げられる。
配向膜の厚みは、配向機能を発揮することができれば特に制限されないが、0.01~5.0μmが好ましく、0.05~2.0μmがより好ましく、0.1~0.5μmがさらに好ましい。
(基板)
光学フィルム10Aは、基板をさらに有していてもよい。
基板としては、透明基板が好ましい。なお、透明基板とは、可視光の透過率が60%以上である基板を意図し、その透過率は80%以上が好ましく、90%以上がより好ましい。
基板の厚みは特に制限されないが、10~200μmが好ましく、10~100μmがより好ましく、20~90μmがさらに好ましい。
光学フィルム10Aは、基板をさらに有していてもよい。
基板としては、透明基板が好ましい。なお、透明基板とは、可視光の透過率が60%以上である基板を意図し、その透過率は80%以上が好ましく、90%以上がより好ましい。
基板の厚みは特に制限されないが、10~200μmが好ましく、10~100μmがより好ましく、20~90μmがさらに好ましい。
また、基板は複数枚の積層からなっていてもよい。基板はその上に設けられる層との接着を改善するため、基板の表面に表面処理(例えば、グロー放電処理、コロナ放電処理、紫外線(UV)処理、火炎処理)を実施してもよい。
また、基板の上に、接着剤層(下塗り層)を設けてもよい。
基板は、いわゆる仮支持体であってもよい。例えば、基板上に光学異方性層を製造した後、必要に応じて、基板を光学異方性層から剥離してもよい。
また、基板の上に、接着剤層(下塗り層)を設けてもよい。
基板は、いわゆる仮支持体であってもよい。例えば、基板上に光学異方性層を製造した後、必要に応じて、基板を光学異方性層から剥離してもよい。
(光学フィルムの製造方法)
光学フィルムの製造方法は特に制限されず、公知の方法を用いることができる。
例えば、第1光学異方性層~第3光学異方性層をそれぞれ作製して、それらを密着層(例えば、粘着剤層または接着剤層)を介して所定の順番で貼り合わせることにより、光学フィルムを製造できる。
また、第1光学異方性層~第3光学異方性層は、それぞれ形成し得る、重合性基を有する液晶化合物を含む光学異方性層形成用組成物を用いて製造できる。
光学フィルムの製造方法は特に制限されず、公知の方法を用いることができる。
例えば、第1光学異方性層~第3光学異方性層をそれぞれ作製して、それらを密着層(例えば、粘着剤層または接着剤層)を介して所定の順番で貼り合わせることにより、光学フィルムを製造できる。
また、第1光学異方性層~第3光学異方性層は、それぞれ形成し得る、重合性基を有する液晶化合物を含む光学異方性層形成用組成物を用いて製造できる。
以下では、重合性基を有する液晶化合物を含む光学異方性層形成用組成物を用いて光学異方性層(第1光学異方性層~第3光学異方性層)を製造する方法について詳述する。
光学異方性層形成用組成物に含まれる重合性基を有する液晶化合物(以下、「重合性液晶化合物」ともいう。)は、上述した通りである。なお、上述したように、形成される光学異方性層の特性に応じて、棒状液晶化合物および円盤状液晶化合物が適宜選択される。
光学異方性層形成用組成物中における重合性液晶化合物の含有量は、光学異方性層形成用組成物の全固形分に対して、60~99質量%が好ましく、70~98質量%がより好ましい。
なお、固形分とは、溶媒を除去した、光学異方性層を形成し得る成分を意味し、その性状が液体状であっても固形分とする。
光学異方性層形成用組成物中における重合性液晶化合物の含有量は、光学異方性層形成用組成物の全固形分に対して、60~99質量%が好ましく、70~98質量%がより好ましい。
なお、固形分とは、溶媒を除去した、光学異方性層を形成し得る成分を意味し、その性状が液体状であっても固形分とする。
光学異方性層形成用組成物は、重合性基を有する液晶化合物以外の他の化合物を含んでいてもよい。
例えば、第2光学異方性層14を形成するための光学異方性層形成用組成物は、液晶化合物を捩れ配向させるためには、キラル剤を含むことが好ましい。キラル剤は、液晶化合物を捩れ配向させるために添加されるが、勿論、液晶化合物が、分子内に不斉炭素を有するなど、光学活性を示す化合物である場合は、キラル剤の添加は不要である。また、製造方法および捩れ角度によっては、キラル剤の添加は不要である。
キラル剤としては、併用する液晶化合物を相溶するものであれば、特に構造についての制限はない。公知のキラル剤(例えば、日本学術振興会第142委員会編「液晶デバイスハンドブック」,第3章4-3項,TN、STN用カイラル剤,199頁,1989年に記載)のいずれも用いることができる。
キラル剤の使用量は特に制限されず、上述した捩れ角度が達成されるように調整される。
例えば、第2光学異方性層14を形成するための光学異方性層形成用組成物は、液晶化合物を捩れ配向させるためには、キラル剤を含むことが好ましい。キラル剤は、液晶化合物を捩れ配向させるために添加されるが、勿論、液晶化合物が、分子内に不斉炭素を有するなど、光学活性を示す化合物である場合は、キラル剤の添加は不要である。また、製造方法および捩れ角度によっては、キラル剤の添加は不要である。
キラル剤としては、併用する液晶化合物を相溶するものであれば、特に構造についての制限はない。公知のキラル剤(例えば、日本学術振興会第142委員会編「液晶デバイスハンドブック」,第3章4-3項,TN、STN用カイラル剤,199頁,1989年に記載)のいずれも用いることができる。
キラル剤の使用量は特に制限されず、上述した捩れ角度が達成されるように調整される。
光学異方性層形成用組成物は、重合開始剤を含んでいてもよい。使用される重合開始剤は、重合反応の形式に応じて選択され、例えば、熱重合開始剤、および、光重合開始剤が挙げられる。
光学異方性層形成用組成物中における重合開始剤の含有量は、光学異方性層形成用組成物の全固形分に対して、0.01~20質量%が好ましく、0.5~10質量%がより好ましい。
光学異方性層形成用組成物中における重合開始剤の含有量は、光学異方性層形成用組成物の全固形分に対して、0.01~20質量%が好ましく、0.5~10質量%がより好ましい。
光学異方性層形成用組成物に含まれていてもよい他の成分としては、上記以外にも、多官能モノマー、配向制御剤(垂直配向剤、水平配向剤)、界面活性剤、密着改良剤、可塑剤、および、溶媒が挙げられる。
光学異方性層形成用組成物の塗布方法としては、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、および、ワイヤーバー法が挙げられる。
次に、形成された塗膜に、配向処理を施して、塗膜中の重合性液晶化合物を配向させる。例えば、第1光学異方性層12Aを形成する際には、円盤状液晶化合物を垂直配向させ、円盤状液晶化合物の光軸(円盤面と直交する軸)が同一方位に配列しているように配向させる。また、第2光学異方性層14を形成する際には、棒状液晶化合物を捩れ配向させる。また、第3光学異方性層16を形成する際には、棒状液晶化合物を垂直配向させる。また、第4光学異方性層を形成する際には、円盤状液晶化合物を水平配向させる。
配向処理は、室温により塗膜を乾燥させる、または、塗膜を加熱することにより行うことができる。配向処理で形成される液晶相は、サーモトロピック性液晶化合物の場合、一般に温度または圧力の変化により転移させることができる。
なお、塗膜を加熱する場合の条件は特に制限されないが、加熱温度としては50~250℃が好ましく、50~150℃がより好ましく、加熱時間としては10秒間~10分間が好ましい。
また、塗膜を加熱した後、後述する硬化処理(光照射処理)の前に、必要に応じて、塗膜を冷却してもよい。
なお、塗膜を加熱する場合の条件は特に制限されないが、加熱温度としては50~250℃が好ましく、50~150℃がより好ましく、加熱時間としては10秒間~10分間が好ましい。
また、塗膜を加熱した後、後述する硬化処理(光照射処理)の前に、必要に応じて、塗膜を冷却してもよい。
次に、重合性液晶化合物が配向された塗膜に対して硬化処理を施す。
重合性液晶化合物が配向された塗膜に対して実施される硬化処理の方法は特に制限されず、例えば、光照射処理および加熱処理が挙げられる。なかでも、製造適性の点から、光照射処理が好ましく、紫外線照射処理がより好ましい。
光照射処理の照射条件は特に制限されないが、50~1000mJ/cm2の照射量が好ましい。
光照射処理の際の雰囲気は特に制限されないが、窒素雰囲気が好ましい。
重合性液晶化合物が配向された塗膜に対して実施される硬化処理の方法は特に制限されず、例えば、光照射処理および加熱処理が挙げられる。なかでも、製造適性の点から、光照射処理が好ましく、紫外線照射処理がより好ましい。
光照射処理の照射条件は特に制限されないが、50~1000mJ/cm2の照射量が好ましい。
光照射処理の際の雰囲気は特に制限されないが、窒素雰囲気が好ましい。
光学フィルムに含まれる光学異方性層の合計厚みは特に制限されず、薄型化の点から、10μm以下が好ましく、5μm以下がより好ましい。下限は特に制限されず、0.1μm以上が好ましい。
なお、光学フィルムに含まれる光学異方性層としては、上述した第1光学異方性層、第2光学異方性層、および、第3光学異方性層が少なくとも含まれ、光学異方性層が第1光学異方性層、第2光学異方性層、および、第3光学異方性層以外の他の光学異方性層を含む場合には、他の光学異方性層も含める。
なお、光学フィルムに含まれる光学異方性層としては、上述した第1光学異方性層、第2光学異方性層、および、第3光学異方性層が少なくとも含まれ、光学異方性層が第1光学異方性層、第2光学異方性層、および、第3光学異方性層以外の他の光学異方性層を含む場合には、他の光学異方性層も含める。
<円偏光板の第1実施態様>
本発明の光学フィルムの第1実施態様は、偏光子と組み合わせて円偏光板として用いることができる。なお、円偏光板とは、無偏光の光を円偏光に変換する光学素子である。
上記構成を有する本発明の円偏光板は、液晶表示装置(LCD)、プラズマディスプレイパネル(PDP)、エレクトロルミネッセンスディスプレイ(ELD)、および、陰極管表示装置(CRT)のような表示装置の反射防止用途に好適に用いられる。
本発明の光学フィルムの第1実施態様は、偏光子と組み合わせて円偏光板として用いることができる。なお、円偏光板とは、無偏光の光を円偏光に変換する光学素子である。
上記構成を有する本発明の円偏光板は、液晶表示装置(LCD)、プラズマディスプレイパネル(PDP)、エレクトロルミネッセンスディスプレイ(ELD)、および、陰極管表示装置(CRT)のような表示装置の反射防止用途に好適に用いられる。
偏光子は、自然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よく、例えば、吸収型偏光子が挙げられる。
偏光子の種類は特に制限はなく、通常用いられている偏光子を利用でき、例えば、ヨウ素系偏光子、二色性物質を利用した染料系偏光子、および、ポリエン系偏光子が挙げられる。ヨウ素系偏光子および染料系偏光子は、一般に、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、延伸することで作製される。
なお、偏光子の片面または両面には、保護膜が配置されていてもよい。
偏光子の種類は特に制限はなく、通常用いられている偏光子を利用でき、例えば、ヨウ素系偏光子、二色性物質を利用した染料系偏光子、および、ポリエン系偏光子が挙げられる。ヨウ素系偏光子および染料系偏光子は、一般に、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、延伸することで作製される。
なお、偏光子の片面または両面には、保護膜が配置されていてもよい。
偏光子としては、二色性物質および重合性基を有する液晶化合物を含む組成物を用いて形成された偏光子であることが好ましい。
特に限定されず、可視光吸収物質(二色性色素)、発光物質(蛍光物質、燐光物質)、紫外線吸収物質、赤外線吸収物質、非線形光学物質、カーボンナノチューブ、無機物質(例えば量子ロッド)、などが挙げられ、従来公知の二色性物質(二色性色素)を使用することができる。
本発明においては、2種以上の二色性物質を併用してもよく、例えば、光吸収異方性膜を黒色に近づける観点から、波長370~550nmの範囲に極大吸収波長を有する少なくとも1種の色素化合物と、波長500~700nmの範囲に極大吸収波長を有する少なくとも1種の色素化合物とを併用することが好ましい。
特に限定されず、可視光吸収物質(二色性色素)、発光物質(蛍光物質、燐光物質)、紫外線吸収物質、赤外線吸収物質、非線形光学物質、カーボンナノチューブ、無機物質(例えば量子ロッド)、などが挙げられ、従来公知の二色性物質(二色性色素)を使用することができる。
本発明においては、2種以上の二色性物質を併用してもよく、例えば、光吸収異方性膜を黒色に近づける観点から、波長370~550nmの範囲に極大吸収波長を有する少なくとも1種の色素化合物と、波長500~700nmの範囲に極大吸収波長を有する少なくとも1種の色素化合物とを併用することが好ましい。
偏光子の視感度補正単体透過率は特に制限されず、本発明の効果がより優れる点で、42%以上が好ましく、43%以上がより好ましい。上限は特に制限されず、48%以下が好ましい。
なお、視感度補正単体透過率は、以下の方法により算出する。
偏光子について、積分球付き分光光度計〔日本分光(株)製の「V7100」〕を用いて波長380~780nmの範囲における吸収軸方向の透過率(T1)および吸収軸に直交する方向における透過率(T2)を測定し、下記式に基づいて、各波長における単体透過率を算出する。
単体透過率(%)=(T1+T2)/2
得られた単体透過率について、JIS Z 8701:1999「色の表示方法-XYZ表色系およびX10Y10Z10表色系」の2度視野(C光源)により視感度補正を行い、視感度補正単体透過率を求める。
なお、視感度補正単体透過率は、以下の方法により算出する。
偏光子について、積分球付き分光光度計〔日本分光(株)製の「V7100」〕を用いて波長380~780nmの範囲における吸収軸方向の透過率(T1)および吸収軸に直交する方向における透過率(T2)を測定し、下記式に基づいて、各波長における単体透過率を算出する。
単体透過率(%)=(T1+T2)/2
得られた単体透過率について、JIS Z 8701:1999「色の表示方法-XYZ表色系およびX10Y10Z10表色系」の2度視野(C光源)により視感度補正を行い、視感度補正単体透過率を求める。
図2に、円偏光板100Aの一実施態様の概略断面図を示す。また、図3は、図2に示す円偏光板100Aにおける、偏光子20の吸収軸と、第1光学異方性層12Aおよび第2光学異方性層14のそれぞれの面内遅相軸との関係を示す図である。なお、図3中の偏光子20中の矢印は吸収軸を、第1光学異方性層12Aおよび第2光学異方性層14中の矢印はそれぞれの層中の面内遅相軸を表す。
また、図4は、図2の白矢印から観察した際の、偏光子20の吸収軸(破線)と、第1光学異方性層12Aおよび第2光学異方性層14のそれぞれの面内遅相軸(実線)との角度の関係を示す図である。
なお、面内遅相軸の回転角度は、図2中の白抜きの矢印から観察した際、偏光子20の吸収軸を基準(0°)に、反時計回り方向に正、時計回りに負の角度値をもって表す。また、液晶化合物の捩れ方向は、図2中の白抜きの矢印から観察した際、第2光学異方性層14中の手前側(偏光子20側)の表面での面内遅相軸を基準に右捩れ(時計回り)か、左捩れ(反時計回り)かを判断する。
また、図4は、図2の白矢印から観察した際の、偏光子20の吸収軸(破線)と、第1光学異方性層12Aおよび第2光学異方性層14のそれぞれの面内遅相軸(実線)との角度の関係を示す図である。
なお、面内遅相軸の回転角度は、図2中の白抜きの矢印から観察した際、偏光子20の吸収軸を基準(0°)に、反時計回り方向に正、時計回りに負の角度値をもって表す。また、液晶化合物の捩れ方向は、図2中の白抜きの矢印から観察した際、第2光学異方性層14中の手前側(偏光子20側)の表面での面内遅相軸を基準に右捩れ(時計回り)か、左捩れ(反時計回り)かを判断する。
円偏光板100Aは、図2に示すように、偏光子20と、第1光学異方性層12Aと、第2光学異方性層14と、第3光学異方性層16とをこの順で含む。
図3~4に示すように、偏光子20の吸収軸と第1光学異方性層12Aの面内遅相軸とのなす角度φa1は、76°である。より具体的には、第1光学異方性層12Aの面内遅相軸は、偏光子20の吸収軸に対して、-76°(時計回りに76°)回転している。なお、図3~4においては、第1光学異方性層12Aの面内遅相軸が-76°の位置にある態様を示すが、本発明はこの態様に制限されず、-40~-85°の範囲内になることが好ましく、-50~-85°の範囲内になることがより好ましく、-65~-85°の範囲内になることがさらに好ましい。つまり、偏光子20の吸収軸と第1光学異方性層12Aの面内遅相軸とのなす角度は、40~85°の範囲内であることが好ましく、50~85°の範囲内であることがより好ましく、65~85°の範囲内であることがさらに好ましい。
なお、図3に示すように、第1光学異方性層12A中において、第1光学異方性層12Aの偏光子20側の表面121Aでの面内遅相軸と、第1光学異方性層12Aの第2光学異方性層14側の表面122Aでの面内遅相軸とは、平行である。
図3~4に示すように、偏光子20の吸収軸と第1光学異方性層12Aの面内遅相軸とのなす角度φa1は、76°である。より具体的には、第1光学異方性層12Aの面内遅相軸は、偏光子20の吸収軸に対して、-76°(時計回りに76°)回転している。なお、図3~4においては、第1光学異方性層12Aの面内遅相軸が-76°の位置にある態様を示すが、本発明はこの態様に制限されず、-40~-85°の範囲内になることが好ましく、-50~-85°の範囲内になることがより好ましく、-65~-85°の範囲内になることがさらに好ましい。つまり、偏光子20の吸収軸と第1光学異方性層12Aの面内遅相軸とのなす角度は、40~85°の範囲内であることが好ましく、50~85°の範囲内であることがより好ましく、65~85°の範囲内であることがさらに好ましい。
なお、図3に示すように、第1光学異方性層12A中において、第1光学異方性層12Aの偏光子20側の表面121Aでの面内遅相軸と、第1光学異方性層12Aの第2光学異方性層14側の表面122Aでの面内遅相軸とは、平行である。
図3~4に示すように、第1光学異方性層12Aの面内遅相軸と、第2光学異方性層14の第1光学異方性層12A側の表面141での面内遅相軸とのなす角度は、6°である。より具体的には、第2光学異方性層14の第1光学異方性層12A側の表面141での面内遅相軸は、第1光学異方性層12Aの面内遅相軸に対して、-6°(時計回りに6°)回転している。
なお、本発明はこの態様に制限されず、第1光学異方性層12Aの面内遅相軸と、第2光学異方性層14の第1光学異方性層12A側の表面141での面内遅相軸とのなす角度は、0~20°の範囲内であることが好ましい。
第2光学異方性層14は、上述したように、厚み方向にのびる螺旋軸に沿って捩れ配向した棒状液晶化合物が固定されてなる層である。そのため、図3~4に示すように、第2光学異方性層14の第1光学異方性層12A側の表面141での面内遅相軸と、第2光学異方性層14の第1光学異方性層12A側とは反対側の表面142での面内遅相軸とは、上述した捩れ角度(なお、図3においては、87°)をなす。つまり、第2光学異方性層14の第1光学異方性層12A側の表面141での面内遅相軸と、第2光学異方性層14の第1光学異方性層12A側とは反対側の表面142での面内遅相軸とのなす角度は、87°である。より具体的には、第2光学異方性層14中における棒状液晶化合物の捩れ方向は、左捩れ(反時計回り)であり、その捩れ角度が87°である。従って、偏光子20の吸収軸と、第2光学異方性層14の第1光学異方性層12A側とは反対側の表面142での面内遅相軸とのなす角度φa3は、5°である。
なお、図3~4においては、第2光学異方性層14中の棒状液晶化合物の捩れ角度が87°の態様を示すが、この態様に限定されず、上述したように、棒状液晶化合物の捩れ角度は80±30°の範囲内であることが好ましい。つまり、第2光学異方性層14の第1光学異方性層12A側の表面141での面内遅相軸と、第2光学異方性層14の第1光学異方性層12A側とは反対側の表面142での面内遅相軸とのなす角度は、80±30°の範囲内であることが好ましい。
なお、本発明はこの態様に制限されず、第1光学異方性層12Aの面内遅相軸と、第2光学異方性層14の第1光学異方性層12A側の表面141での面内遅相軸とのなす角度は、0~20°の範囲内であることが好ましい。
第2光学異方性層14は、上述したように、厚み方向にのびる螺旋軸に沿って捩れ配向した棒状液晶化合物が固定されてなる層である。そのため、図3~4に示すように、第2光学異方性層14の第1光学異方性層12A側の表面141での面内遅相軸と、第2光学異方性層14の第1光学異方性層12A側とは反対側の表面142での面内遅相軸とは、上述した捩れ角度(なお、図3においては、87°)をなす。つまり、第2光学異方性層14の第1光学異方性層12A側の表面141での面内遅相軸と、第2光学異方性層14の第1光学異方性層12A側とは反対側の表面142での面内遅相軸とのなす角度は、87°である。より具体的には、第2光学異方性層14中における棒状液晶化合物の捩れ方向は、左捩れ(反時計回り)であり、その捩れ角度が87°である。従って、偏光子20の吸収軸と、第2光学異方性層14の第1光学異方性層12A側とは反対側の表面142での面内遅相軸とのなす角度φa3は、5°である。
なお、図3~4においては、第2光学異方性層14中の棒状液晶化合物の捩れ角度が87°の態様を示すが、この態様に限定されず、上述したように、棒状液晶化合物の捩れ角度は80±30°の範囲内であることが好ましい。つまり、第2光学異方性層14の第1光学異方性層12A側の表面141での面内遅相軸と、第2光学異方性層14の第1光学異方性層12A側とは反対側の表面142での面内遅相軸とのなす角度は、80±30°の範囲内であることが好ましい。
上述したように、図3~4の態様では、偏光子20側から円偏光板100Aを観察した際に、偏光子20の吸収軸を基準にして、第1光学異方性層12Aの面内遅相軸が時計回りに76°回転しており、第2光学異方性層14中における棒状液晶化合物の捩れ方向は反時計回り(左捩れ)である。
図3~4においては、棒状液晶化合物の捩れ方向が反時計回りの態様について詳述したが、所定の角度の関係を満たせば、時計回りの態様であってもよい。より具体的には、偏光子20側から円偏光板100Aを観察した際に、偏光子20の吸収軸を基準にして、第1光学異方性層12Aの面内遅相軸が反時計回りに76°回転しており、第2光学異方性層14中における棒状液晶化合物の捩れ方向は時計回り(右捩れ)である態様であってもよい。
図3~4においては、棒状液晶化合物の捩れ方向が反時計回りの態様について詳述したが、所定の角度の関係を満たせば、時計回りの態様であってもよい。より具体的には、偏光子20側から円偏光板100Aを観察した際に、偏光子20の吸収軸を基準にして、第1光学異方性層12Aの面内遅相軸が反時計回りに76°回転しており、第2光学異方性層14中における棒状液晶化合物の捩れ方向は時計回り(右捩れ)である態様であってもよい。
つまり、光学フィルムの第1実施態様を含む円偏光板においては、偏光子側から円偏光板を観察した際に、偏光子の吸収軸を基準として、第1光学異方性層の面内遅相軸が時計回りに40~85°(50~85°が好ましく、65~85°がより好ましい)の範囲内で回転している場合、第2光学異方性層の第1光学異方性層側の表面での面内遅相軸を基準に、第2光学異方性層中における棒状液晶化合物の捩れ方向が反時計回りであることが好ましい。
また、光学フィルムの第1実施態様を含む円偏光板においては、偏光子側から円偏光板を観察した際に、偏光子の吸収軸を基準として、第1光学異方性層の面内遅相軸が反時計回りに40~85°(50~85°が好ましく、65~85°がより好ましい)の範囲内で回転している場合、第2光学異方性層の第1光学異方性層側の表面での面内遅相軸を基準に、第2光学異方性層中における棒状液晶化合物の捩れ方向が時計回りであることが好ましい。
また、光学フィルムの第1実施態様を含む円偏光板においては、偏光子側から円偏光板を観察した際に、偏光子の吸収軸を基準として、第1光学異方性層の面内遅相軸が反時計回りに40~85°(50~85°が好ましく、65~85°がより好ましい)の範囲内で回転している場合、第2光学異方性層の第1光学異方性層側の表面での面内遅相軸を基準に、第2光学異方性層中における棒状液晶化合物の捩れ方向が時計回りであることが好ましい。
上記円偏光板は、光学フィルムおよび偏光子以外の他の部材を有していてもよい。
円偏光板は、光学フィルムと偏光子との間に、密着層を有していてもよい。
密着層としては、上述した公知の粘着剤層および接着剤層が挙げられる。
円偏光板は、光学フィルムと偏光子との間に、密着層を有していてもよい。
密着層としては、上述した公知の粘着剤層および接着剤層が挙げられる。
上記円偏光板の製造方法は特に制限されず、公知の方法が挙げられる。
例えば、偏光子と、光学フィルムとを密着層を介して貼合する方法が挙げられる。
例えば、偏光子と、光学フィルムとを密着層を介して貼合する方法が挙げられる。
<光学フィルムの第2実施態様>
以下、本発明の光学フィルムの第2実施態様について、図面を参照して説明する。図5に、本発明の光学フィルムの第2実施態様の概略断面図を示す。
光学フィルム10Bは、第1光学異方性層12B、第2光学異方性層14、および、第3光学異方性層16をこの順に有する。
第1光学異方性層12Bは水平配向した棒状液晶化合物を固定してなる層であり、第2光学異方性層14は厚み方向にのびる螺旋軸に沿って捩れ配向した棒状液晶化合物を固定してなる層であり、第3光学異方性層16は垂直配向した棒状液晶化合物を固定してなる層である。
第1光学異方性層12Bの面内遅相軸と、第2光学異方性層14の第1光学異方性層12B側の表面での面内遅相軸とが平行である。
また、後述するように、第2実施態様においては、第1光学異方性層12B、第2光学異方性層14、および、第3光学異方性層16の少なくとも1つが、逆波長分散性液晶化合物を含む液晶化合物を用いて形成された層である。
第1実施態様の光学フィルムと第2実施態様の光学フィルムとは、第2実施態様の光学フィルムにおいて、第1実施態様の光学フィルムの第1光学異方性層12Aの代わりに第1光学異方性層12Bを使用している点以外は、同様の構成を有する。
よって、以下では、第1光学異方性層12Bについて主に説明する。
以下、本発明の光学フィルムの第2実施態様について、図面を参照して説明する。図5に、本発明の光学フィルムの第2実施態様の概略断面図を示す。
光学フィルム10Bは、第1光学異方性層12B、第2光学異方性層14、および、第3光学異方性層16をこの順に有する。
第1光学異方性層12Bは水平配向した棒状液晶化合物を固定してなる層であり、第2光学異方性層14は厚み方向にのびる螺旋軸に沿って捩れ配向した棒状液晶化合物を固定してなる層であり、第3光学異方性層16は垂直配向した棒状液晶化合物を固定してなる層である。
第1光学異方性層12Bの面内遅相軸と、第2光学異方性層14の第1光学異方性層12B側の表面での面内遅相軸とが平行である。
また、後述するように、第2実施態様においては、第1光学異方性層12B、第2光学異方性層14、および、第3光学異方性層16の少なくとも1つが、逆波長分散性液晶化合物を含む液晶化合物を用いて形成された層である。
第1実施態様の光学フィルムと第2実施態様の光学フィルムとは、第2実施態様の光学フィルムにおいて、第1実施態様の光学フィルムの第1光学異方性層12Aの代わりに第1光学異方性層12Bを使用している点以外は、同様の構成を有する。
よって、以下では、第1光学異方性層12Bについて主に説明する。
(第1光学異方性層12B)
第1光学異方性層12Bは、水平配向した棒状液晶化合物を固定してなる層である。
なお、棒状液晶化合物が水平配向している状態とは、棒状液晶化合物の分子軸(棒状液晶化合物の長軸が該当)が層表面に対して水平に、かつ、同一方位に配列している状態(光学的一軸性)をいう。
ここで、水平とは、厳密に水平であることを要求するものでなく、棒状液晶化合物の平均分子軸が層の主面とのなす傾斜角が20°未満の配向を意味するものとする。
また、同一方位とは、厳密に同一方位であることを要求するものでなく、面内の任意の20か所の位置で遅相軸の方位を測定したとき、20か所での遅相軸の方位のうちの遅相軸方位の最大差(20個の遅相軸方位のうち、差が最大となる2つの遅相軸方位の差)が10°未満であることを意味するものとする。
第1光学異方性層12Bは、水平配向した棒状液晶化合物を固定してなる層である。
なお、棒状液晶化合物が水平配向している状態とは、棒状液晶化合物の分子軸(棒状液晶化合物の長軸が該当)が層表面に対して水平に、かつ、同一方位に配列している状態(光学的一軸性)をいう。
ここで、水平とは、厳密に水平であることを要求するものでなく、棒状液晶化合物の平均分子軸が層の主面とのなす傾斜角が20°未満の配向を意味するものとする。
また、同一方位とは、厳密に同一方位であることを要求するものでなく、面内の任意の20か所の位置で遅相軸の方位を測定したとき、20か所での遅相軸の方位のうちの遅相軸方位の最大差(20個の遅相軸方位のうち、差が最大となる2つの遅相軸方位の差)が10°未満であることを意味するものとする。
第1光学異方性層12Bの波長550nmにおける面内レタデーションは特に制限されないが、本発明の効果がより優れる点で、120~240nmが好ましく、130~230nmがより好ましい。
第1光学異方性層12Bの波長550nmにおける厚み方向のレタデーションは特に制限されないが、本発明の効果がより優れる点で、-120~-60nmが好ましく、-115~-65nmがより好ましい。
第1光学異方性層12Bの波長550nmにおける厚み方向のレタデーションは特に制限されないが、本発明の効果がより優れる点で、-120~-60nmが好ましく、-115~-65nmがより好ましい。
棒状液晶化合物としては、公知の化合物を用いることができる。
棒状液晶化合物としては、例えば、第2光学異方性層14で例示した棒状液晶化合物が挙げられる。
棒状液晶化合物は、重合性基を有していてもよい。
棒状液晶化合物が有してもよい重合性基の種類は、上述した通りである。
棒状液晶化合物としては、例えば、第2光学異方性層14で例示した棒状液晶化合物が挙げられる。
棒状液晶化合物は、重合性基を有していてもよい。
棒状液晶化合物が有してもよい重合性基の種類は、上述した通りである。
第1光学異方性層12Bは、水平配向した、重合性基を有する棒状液晶化合物が重合によって固定されて形成された層であることが好ましい。
第1光学異方性層12Bは、順波長分散性(面内レタデーションが、測定波長が大きくなるにつれて小さくなる特性。)を示しても、逆波長分散性(面内レタデーションが、測定波長が大きくなるにつれて大きくなる特性。)を示してもよい。なお、上記順波長分散性および逆波長分散性は、可視光域において示されることが好ましい。
第1光学異方性層12Bの波長550nmにおける面内レタデーションに対する、第1光学異方性層12Bの波長450nmにおける面内レタデーションの比(Re(450)/Re(550))は、0.80~1.25が好ましく、1.08~1.25がより好ましい。
第1光学異方性層12Bの波長550nmにおける面内レタデーションに対する、第1光学異方性層12Bの波長650nmにおける面内レタデーションの比(Re(650)/Re(550))は、0.90~1.20が好ましく、0.92~1.00がより好ましい。
第1光学異方性層12Bの波長550nmにおける面内レタデーションに対する、第1光学異方性層12Bの波長450nmにおける面内レタデーションの比(Re(450)/Re(550))は、0.80~1.25が好ましく、1.08~1.25がより好ましい。
第1光学異方性層12Bの波長550nmにおける面内レタデーションに対する、第1光学異方性層12Bの波長650nmにおける面内レタデーションの比(Re(650)/Re(550))は、0.90~1.20が好ましく、0.92~1.00がより好ましい。
第1光学異方性層12Bの平均厚みは特に制限されず、10μm以下が好ましく、0.1~5.0μmがより好ましく、0.3~2.0μmがさらに好ましい。
上記平均厚みは、第1光学異方性層12Bの任意の5点以上の厚みを測定して、それらを算術平均して求める。
上記平均厚みは、第1光学異方性層12Bの任意の5点以上の厚みを測定して、それらを算術平均して求める。
光学フィルム10Bにおいては、第1光学異方性層12B、第2光学異方性層14、および、第3光学異方性層16の少なくとも1つが、逆波長分散性液晶化合物を含む液晶化合物を用いて形成された層である。第1光学異方性層12B、第2光学異方性層14、および、第3光学異方性層16は光学異方性層形成用組成物を用いて形成されることが好ましく、第1光学異方性層12B、第2光学異方性層14、および、第3光学異方性層16の少なくとも1つは、逆波長分散性液晶化合物を含む光学異方性層形成用組成物を用いて形成されることが好ましい。
言い換えれば、第1光学異方性層12Bの形成に用いられる棒状液晶化合物、第2光学異方性層14の形成に用いられる棒状液晶化合物、および、第3光学異方性層16の形成に用いられる棒状液晶化合物の少なくとも1つが、逆波長分散性液晶化合物を含む。
なお、第1光学異方性層12B、第2光学異方性層14、および、第3光学異方性層16の各層の形成に複数種の液晶化合物が使用される場合、少なくとも1種が逆波長分散性液晶化合物であればよい。
複数種の液晶化合物を用いる場合、逆波長分散性液晶化合物の含有量は、液晶化合物全質量に対して、1~90質量%の場合が多く、本発明の効果がより優れる点で、5~50質量%が好ましく、20~40質量%がより好ましい。
言い換えれば、第1光学異方性層12Bの形成に用いられる棒状液晶化合物、第2光学異方性層14の形成に用いられる棒状液晶化合物、および、第3光学異方性層16の形成に用いられる棒状液晶化合物の少なくとも1つが、逆波長分散性液晶化合物を含む。
なお、第1光学異方性層12B、第2光学異方性層14、および、第3光学異方性層16の各層の形成に複数種の液晶化合物が使用される場合、少なくとも1種が逆波長分散性液晶化合物であればよい。
複数種の液晶化合物を用いる場合、逆波長分散性液晶化合物の含有量は、液晶化合物全質量に対して、1~90質量%の場合が多く、本発明の効果がより優れる点で、5~50質量%が好ましく、20~40質量%がより好ましい。
逆波長分散性液晶化合物の定義および好適態様は、上述した通りである。
なかでも、本発明の効果がより優れる点で、第2光学異方性層14が、逆波長分散性液晶化合物を含む液晶化合物を用いて形成された層であることが好ましい。
言い換えれば、第2光学異方性層14は、厚み方向にのびる螺旋軸に沿って捩れ配向した棒状液晶化合物を固定してなる層であり、棒状液晶化合物は逆波長分散性液晶化合物を含むことが好ましい。
後述するように、光学異方性層形成用組成物を用いて第2光学異方性層14を形成する場合、逆波長分散性棒状液晶化合物を含む光学異方性層形成用組成物を用いて第2光学異方性層14を形成することが好ましい。
言い換えれば、第2光学異方性層14は、厚み方向にのびる螺旋軸に沿って捩れ配向した棒状液晶化合物を固定してなる層であり、棒状液晶化合物は逆波長分散性液晶化合物を含むことが好ましい。
後述するように、光学異方性層形成用組成物を用いて第2光学異方性層14を形成する場合、逆波長分散性棒状液晶化合物を含む光学異方性層形成用組成物を用いて第2光学異方性層14を形成することが好ましい。
(他の部材)
光学フィルム10Bは、上述した第1光学異方性層12B~第3光学異方性層16以外の他の部材を含んでいてもよい。
他の部材としては、上述した光学フィルムの第1実施態様で述べた他の部材が挙げられる。
光学フィルム10Bは、上述した第1光学異方性層12B~第3光学異方性層16以外の他の部材を含んでいてもよい。
他の部材としては、上述した光学フィルムの第1実施態様で述べた他の部材が挙げられる。
第1光学異方性層12B~第3光学異方性層16の製造方法は特に制限されず、上述した第1光学異方性層12A~第3光学異方性層16の製造方法が挙げられる。
<円偏光板の第2実施態様>
本発明の光学フィルムの第2実施態様は、偏光子と組み合わせて円偏光板として用いることができる。
上記構成を有する本発明の円偏光板は、液晶表示装置(LCD)、プラズマディスプレイパネル(PDP)、エレクトロルミネッセンスディスプレイ(ELD)、および、陰極管表示装置(CRT)のような表示装置の反射防止用途に好適に用いられる。
偏光子は、第1実施態様で述べた通りである。
本発明の光学フィルムの第2実施態様は、偏光子と組み合わせて円偏光板として用いることができる。
上記構成を有する本発明の円偏光板は、液晶表示装置(LCD)、プラズマディスプレイパネル(PDP)、エレクトロルミネッセンスディスプレイ(ELD)、および、陰極管表示装置(CRT)のような表示装置の反射防止用途に好適に用いられる。
偏光子は、第1実施態様で述べた通りである。
図6に、円偏光板100Bの一実施態様の概略断面図を示す。また、図7は、図6に示す円偏光板100Bにおける、偏光子20の吸収軸と、第1光学異方性層12Bおよび第2光学異方性層14のそれぞれの面内遅相軸との関係を示す図である。なお、図7中の偏光子20中の矢印は吸収軸を、第1光学異方性層12Bおよび第2光学異方性層14中の矢印はそれぞれの層中の面内遅相軸を表す。
また、図8は、図6の白矢印から観察した際の、偏光子20の吸収軸(破線)と、第1光学異方性層12Bおよび第2光学異方性層14のそれぞれの面内遅相軸(実線)との角度の関係を示す図である。
なお、面内遅相軸の回転角度は、図6中の白抜きの矢印から観察した際、偏光子20の吸収軸を基準(0°)に、反時計回り方向に正、時計回りに負の角度値をもって表す。また、捩れ方向は、図6中の白抜きの矢印から観察した際、第2光学異方性層14中の手前側(偏光子20側)の表面での面内遅相軸を基準に右捩れ(時計回り)か、左捩れ(反時計回り)かを判断する。
また、図8は、図6の白矢印から観察した際の、偏光子20の吸収軸(破線)と、第1光学異方性層12Bおよび第2光学異方性層14のそれぞれの面内遅相軸(実線)との角度の関係を示す図である。
なお、面内遅相軸の回転角度は、図6中の白抜きの矢印から観察した際、偏光子20の吸収軸を基準(0°)に、反時計回り方向に正、時計回りに負の角度値をもって表す。また、捩れ方向は、図6中の白抜きの矢印から観察した際、第2光学異方性層14中の手前側(偏光子20側)の表面での面内遅相軸を基準に右捩れ(時計回り)か、左捩れ(反時計回り)かを判断する。
円偏光板100Bは、図6に示すように、偏光子20と、第1光学異方性層12Bと、第2光学異方性層14と、第3光学異方性層16とをこの順で含む。
図7~8に示すように、偏光子20の吸収軸と第1光学異方性層12Bの面内遅相軸とのなす角度φb1は、14°である。より具体的には、第1光学異方性層12Bの面内遅相軸は、偏光子20の吸収軸に対して、14°(反時計回りに14°)回転している。なお、図7~8においては、第1光学異方性層12Bの面内遅相軸が14°の位置にある態様を示すが、本発明はこの態様に制限されず、5~50°の範囲内になることが好ましく、5~40°の範囲内になることがより好ましく、5~25°の範囲内になることがさらに好ましい。つまり、偏光子20の吸収軸と第1光学異方性層12Bの面内遅相軸とのなす角度は、5~50°の範囲内であることが好ましく、5~40°の範囲内であることがより好ましく、5~25°の範囲内であることがさらに好ましい。
なお、図7に示すように、第1光学異方性層12B中において、第1光学異方性層12Bの偏光子20側の表面121Bでの面内遅相軸と、第1光学異方性層12Bの第2光学異方性層14側の表面122Bでの面内遅相軸とは、平行である。
図7~8に示すように、偏光子20の吸収軸と第1光学異方性層12Bの面内遅相軸とのなす角度φb1は、14°である。より具体的には、第1光学異方性層12Bの面内遅相軸は、偏光子20の吸収軸に対して、14°(反時計回りに14°)回転している。なお、図7~8においては、第1光学異方性層12Bの面内遅相軸が14°の位置にある態様を示すが、本発明はこの態様に制限されず、5~50°の範囲内になることが好ましく、5~40°の範囲内になることがより好ましく、5~25°の範囲内になることがさらに好ましい。つまり、偏光子20の吸収軸と第1光学異方性層12Bの面内遅相軸とのなす角度は、5~50°の範囲内であることが好ましく、5~40°の範囲内であることがより好ましく、5~25°の範囲内であることがさらに好ましい。
なお、図7に示すように、第1光学異方性層12B中において、第1光学異方性層12Bの偏光子20側の表面121Bでの面内遅相軸と、第1光学異方性層12Bの第2光学異方性層14側の表面122Bでの面内遅相軸とは、平行である。
図7~8に示すように、第1光学異方性層12Bの面内遅相軸と、第2光学異方性層14の第1光学異方性層12B側の表面141での面内遅相軸とは、平行である。
なお、本発明はこの態様に制限されず、第1光学異方性層12Bの面内遅相軸と、第2光学異方性層14の第1光学異方性層12B側の表面141での面内遅相軸とのなす角度は、0~20°の範囲内であることが好ましい。
なお、本発明はこの態様に制限されず、第1光学異方性層12Bの面内遅相軸と、第2光学異方性層14の第1光学異方性層12B側の表面141での面内遅相軸とのなす角度は、0~20°の範囲内であることが好ましい。
第2光学異方性層14は、上述したように、厚み方向にのびる螺旋軸に沿って捩れ配向した棒状液晶化合物が固定されてなる層である。そのため、図7~8に示すように、第2光学異方性層14の偏光子20側の表面141での面内遅相軸と、第2光学異方性層14の偏光子20側とは反対側の表面142での面内遅相軸とは、上述した捩れ角度(なお、図7においては、85°)をなす。つまり、第2光学異方性層14の第1光学異方性層12B側の表面141での面内遅相軸と、第2光学異方性層14の第1光学異方性層12B側とは反対側の表面142での面内遅相軸とのなす角度は、85°である。より具体的には、第2光学異方性層14中における棒状液晶化合物の捩れ方向は、左捩れ(反時計回り)であり、その捩れ角度が85°である。従って、偏光子20の吸収軸と、第2光学異方性層14の第1光学異方性層12B側とは反対側の表面142での面内遅相軸とのなす角度はφb2、81°である。
なお、図7~8においては、第2光学異方性層14中の棒状液晶化合物の捩れ角度が85°の態様を示すが、この態様に限定されず、上述したように、棒状液晶化合物の捩れ角度は80±30°の範囲内であることが好ましい。つまり、第2光学異方性層14の第1光学異方性層12B側の表面141での面内遅相軸と、第2光学異方性層14の第1光学異方性層12B側とは反対側の表面142での面内遅相軸とのなす角度は、80±30°の範囲内であることが好ましい。
なお、図7~8においては、第2光学異方性層14中の棒状液晶化合物の捩れ角度が85°の態様を示すが、この態様に限定されず、上述したように、棒状液晶化合物の捩れ角度は80±30°の範囲内であることが好ましい。つまり、第2光学異方性層14の第1光学異方性層12B側の表面141での面内遅相軸と、第2光学異方性層14の第1光学異方性層12B側とは反対側の表面142での面内遅相軸とのなす角度は、80±30°の範囲内であることが好ましい。
上述したように、図7~8の態様では、偏光子20側から円偏光板100Bを観察した際に、偏光子20の吸収軸を基準にして、第1光学異方性層12Bの面内遅相軸が反時計回りに14°回転しており、第2光学異方性層14中における棒状液晶化合物の捩れ方向は反時計回り(左捩れ)である。
図7~8においては、棒状液晶化合物の捩れ方向が反時計回りの態様について詳述したが、所定の角度の関係を満たせば、時計回りの態様であってもよい。より具体的には、偏光子20側から円偏光板100Bを観察した際に、偏光子20の吸収軸を基準にして、第1光学異方性層12Bの面内遅相軸が時計回りに14°回転しており、第2光学異方性層14中における棒状液晶化合物の捩れ方向は時計回り(右捩れ)である態様であってもよい。
図7~8においては、棒状液晶化合物の捩れ方向が反時計回りの態様について詳述したが、所定の角度の関係を満たせば、時計回りの態様であってもよい。より具体的には、偏光子20側から円偏光板100Bを観察した際に、偏光子20の吸収軸を基準にして、第1光学異方性層12Bの面内遅相軸が時計回りに14°回転しており、第2光学異方性層14中における棒状液晶化合物の捩れ方向は時計回り(右捩れ)である態様であってもよい。
つまり、光学フィルムの第2実施態様を含む円偏光板においては、偏光子側から円偏光板を観察した際に、偏光子の吸収軸を基準として、第1光学異方性層の面内遅相軸が反時計回りに5~50°(5~40°が好ましく、5~25°がより好ましい。)の範囲内で回転している場合、第2光学異方性層の第1光学異方性層側の表面での面内遅相軸を基準に、第2光学異方性層中における液晶化合物の捩れ方向が反時計回りであることが好ましい。
また、光学フィルムの第2実施態様を含む円偏光板においては、偏光子側から円偏光板を観察した際に、偏光子の吸収軸を基準として、第2光学異方性層の面内遅相軸が時計回りに5~50°(5~40°が好ましく、5~25°がより好ましい。)の範囲内で回転している場合、第2光学異方性層の第1光学異方性層側の表面での面内遅相軸を基準に、第2光学異方性層中における液晶化合物の捩れ方向が時計回りであることが好ましい。
また、光学フィルムの第2実施態様を含む円偏光板においては、偏光子側から円偏光板を観察した際に、偏光子の吸収軸を基準として、第2光学異方性層の面内遅相軸が時計回りに5~50°(5~40°が好ましく、5~25°がより好ましい。)の範囲内で回転している場合、第2光学異方性層の第1光学異方性層側の表面での面内遅相軸を基準に、第2光学異方性層中における液晶化合物の捩れ方向が時計回りであることが好ましい。
上記円偏光板は、光学フィルムおよび偏光子以外の他の部材を有していてもよい。
円偏光板は、光学フィルムと偏光子との間に、密着層を有していてもよい。
密着層としては、公知の粘着剤層および接着剤層が挙げられる。
円偏光板は、光学フィルムと偏光子との間に、密着層を有していてもよい。
密着層としては、公知の粘着剤層および接着剤層が挙げられる。
上記円偏光板の製造方法は特に制限されず、公知の方法が挙げられる。
例えば、偏光子と、光学フィルムとを密着層を介して貼合する方法が挙げられる。
例えば、偏光子と、光学フィルムとを密着層を介して貼合する方法が挙げられる。
<用途>
上述した光学フィルムは、種々の用途に適用でき、例えば、各光学異方性層の光学特性を調整して、いわゆるλ/4板またはλ/2板として用いることもできる。
なお、λ/4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である。より具体的には、所定の波長λnmにおける面内レタデーションReがλ/4(または、この奇数倍)を示す板である。
λ/4板の波長550nmでの面内レタデーション(Re(550))は、理想値(137.5nm)を中心として、25nm程度の誤差があってもよく、例えば、110~160nmであることが好ましく、120~150nmであることがより好ましい。
また、λ/2板とは、特定の波長λnmにおける面内レタデーションRe(λ)がRe(λ)≒λ/2を満たす光学異方性膜のことをいう。この式は、可視光線領域のいずれかの波長(例えば、550nm)において達成されていればよい。なかでも、波長550nmにおける面内レタデーションRe(550)が、以下の関係を満たすことが好ましい。
210nm≦Re(550)≦300nm
上述した光学フィルムは、種々の用途に適用でき、例えば、各光学異方性層の光学特性を調整して、いわゆるλ/4板またはλ/2板として用いることもできる。
なお、λ/4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である。より具体的には、所定の波長λnmにおける面内レタデーションReがλ/4(または、この奇数倍)を示す板である。
λ/4板の波長550nmでの面内レタデーション(Re(550))は、理想値(137.5nm)を中心として、25nm程度の誤差があってもよく、例えば、110~160nmであることが好ましく、120~150nmであることがより好ましい。
また、λ/2板とは、特定の波長λnmにおける面内レタデーションRe(λ)がRe(λ)≒λ/2を満たす光学異方性膜のことをいう。この式は、可視光線領域のいずれかの波長(例えば、550nm)において達成されていればよい。なかでも、波長550nmにおける面内レタデーションRe(550)が、以下の関係を満たすことが好ましい。
210nm≦Re(550)≦300nm
<表示装置>
本発明の光学フィルム(第1実施態様および第2実施態様)並びに円偏光板(第1実施態様および第2実施態様)は、表示装置に好適に適用できる。
本発明の表示装置は、表示素子と、上述した光学フィルムまたは円偏光板とを有する。
本発明の光学フィルムを表示装置に適用する際には、上述した円偏光板として適用することが好ましい。この場合、円偏光板は視認側に配置され、円偏光板中、偏光子が視認側に配置される。
表示素子は特に制限されず、有機エレクトロルミネッセンス表示素子、および、液晶表示素子が挙げられる。
本発明の光学フィルム(第1実施態様および第2実施態様)並びに円偏光板(第1実施態様および第2実施態様)は、表示装置に好適に適用できる。
本発明の表示装置は、表示素子と、上述した光学フィルムまたは円偏光板とを有する。
本発明の光学フィルムを表示装置に適用する際には、上述した円偏光板として適用することが好ましい。この場合、円偏光板は視認側に配置され、円偏光板中、偏光子が視認側に配置される。
表示素子は特に制限されず、有機エレクトロルミネッセンス表示素子、および、液晶表示素子が挙げられる。
<円偏光板の正面反射色相の予測方法>
OLEDパネルをはじめとする金属基板に円偏光板を実装した際の正面反射色相は、円偏光板に用いた光学フィルムの各波長でのMueller Matrix(MM)および光源のスペクトルを得ることでおおよそ予測できる。光学フィルムの各波長におけるMM(光学フィルムが複数ある場合は全ての層のMM(入射光側からMM1、MM2・・・MMn)を順にかけ合わせたもの)に直線偏光子を通過した入射光のStokes Parameter(Sin)を掛けることで、各波長の出射光のStokes Parameter(Sout)を算出し、円偏光板の各波長での分光透過率が求められる。求めた円偏光板の分光透過率および光源のスペクトルおよび等色関数を用いることで、おおよその正面反射色相を予測することができる。
ここにおける各波長のMMは、AxoScan OPMF-1を用い、光学フィルムの光学軸および入射面を、円偏光板形態を想定した配置でセットし、スペクトル測定モード(Measure Spectrum)にて測定できる。反射色相の予測に必要な波長数は、430~650nmの範囲で20nmピッチ以上の点数が望ましく、380~780nmの範囲で10nmピッチ以上の点数がより望ましい。
OLEDパネルをはじめとする金属基板に円偏光板を実装した際の正面反射色相は、円偏光板に用いた光学フィルムの各波長でのMueller Matrix(MM)および光源のスペクトルを得ることでおおよそ予測できる。光学フィルムの各波長におけるMM(光学フィルムが複数ある場合は全ての層のMM(入射光側からMM1、MM2・・・MMn)を順にかけ合わせたもの)に直線偏光子を通過した入射光のStokes Parameter(Sin)を掛けることで、各波長の出射光のStokes Parameter(Sout)を算出し、円偏光板の各波長での分光透過率が求められる。求めた円偏光板の分光透過率および光源のスペクトルおよび等色関数を用いることで、おおよその正面反射色相を予測することができる。
ここにおける各波長のMMは、AxoScan OPMF-1を用い、光学フィルムの光学軸および入射面を、円偏光板形態を想定した配置でセットし、スペクトル測定モード(Measure Spectrum)にて測定できる。反射色相の予測に必要な波長数は、430~650nmの範囲で20nmピッチ以上の点数が望ましく、380~780nmの範囲で10nmピッチ以上の点数がより望ましい。
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、および、処理手順は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更できる。従って、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。
<実施例1>
(セルロースアシレートフィルムの作製)
下記組成物をミキシングタンクに投入し、撹拌して、さらに90℃で10分間加熱した。その後、得られた組成物を、平均孔径34μmのろ紙および平均孔径10μmの焼結金属フィルターでろ過して、ドープを調製した。ドープの固形分濃度は23.5質量%であり、ドープの溶媒は塩化メチレン/メタノール/ブタノール=81/18/1(質量比)である。
(セルロースアシレートフィルムの作製)
下記組成物をミキシングタンクに投入し、撹拌して、さらに90℃で10分間加熱した。その後、得られた組成物を、平均孔径34μmのろ紙および平均孔径10μmの焼結金属フィルターでろ過して、ドープを調製した。ドープの固形分濃度は23.5質量%であり、ドープの溶媒は塩化メチレン/メタノール/ブタノール=81/18/1(質量比)である。
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セルロースアシレートドープ
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セルロースアシレート(アセチル置換度2.86、粘度平均重合度310)
100質量部
糖エステル化合物1(下記式(S4)に示す) 6.0質量部
糖エステル化合物2(下記式(S5)に示す) 2.0質量部
シリカ粒子分散液(AEROSIL R972、日本アエロジル(株)製)
0.1質量部
溶媒(塩化メチレン/メタノール/ブタノール)
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セルロースアシレートドープ
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セルロースアシレート(アセチル置換度2.86、粘度平均重合度310)
100質量部
糖エステル化合物1(下記式(S4)に示す) 6.0質量部
糖エステル化合物2(下記式(S5)に示す) 2.0質量部
シリカ粒子分散液(AEROSIL R972、日本アエロジル(株)製)
0.1質量部
溶媒(塩化メチレン/メタノール/ブタノール)
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上記で作製したドープを、ドラム製膜機を用いて流延した。0℃に冷却された金属支持体上に接するようにドープをダイから流延し、その後、得られたウェブ(フィルム)を剥ぎ取った。なお、ドラムはSUS製であった。
流延されて得られたウェブ(フィルム)を、ドラムから剥離後、フィルム搬送時に30~40℃で、クリップでウェブの両端をクリップして搬送するテンター装置を用いてテンター装置内で20分間乾燥した。引き続き、ウェブをロール搬送しながらゾーン加熱により後乾燥した。得られたウェブにナーリングを施した後、巻き取った。
得られたセルロースアシレートフィルムの膜厚は40μmであり、波長550nmにおける面内レタデーションは1nm、波長550nmにおける厚み方向のレタデーションは26nmであった。
得られたセルロースアシレートフィルムの膜厚は40μmであり、波長550nmにおける面内レタデーションは1nm、波長550nmにおける厚み方向のレタデーションは26nmであった。
前述のセルロースアシレートフィルムを、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、フィルムのバンド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℃に加熱した(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セルロースアシレートフィルムを作製した。
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アルカリ溶液
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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: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
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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: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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(配向膜の形成)
セルロースアシレートフィルムのアルカリ鹸化処理を行った面に、下記組成の配向膜塗布液1を#14のワイヤーバーで連続的に塗布した。その後、得られた塗膜を、60℃の温風で60秒間、さらに100℃の温風で120秒間乾燥し、配向膜1を得た。
セルロースアシレートフィルムのアルカリ鹸化処理を行った面に、下記組成の配向膜塗布液1を#14のワイヤーバーで連続的に塗布した。その後、得られた塗膜を、60℃の温風で60秒間、さらに100℃の温風で120秒間乾燥し、配向膜1を得た。
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配向膜塗布液1
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下記に示す変性ポリビニルアルコール 28質量部
クエン酸エステル(AS3、三共化学(株)製) 1.2質量部
光重合開始剤(Irgacure2959、BASF社製) 0.84質量部
グルタルアルデヒド 2.8質量部
水 699質量部
メタノール 226質量部
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配向膜塗布液1
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下記に示す変性ポリビニルアルコール 28質量部
クエン酸エステル(AS3、三共化学(株)製) 1.2質量部
光重合開始剤(Irgacure2959、BASF社製) 0.84質量部
グルタルアルデヒド 2.8質量部
水 699質量部
メタノール 226質量部
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(変性ポリビニルアルコール)
(光学異方性層(A1)の形成)
上記作製した配向膜1に連続的にラビング処理を施した。このとき、長尺状のフィルム(セルロースアシレートフィルム)の長手方向と搬送方向は平行であり、フィルムの長手方向(搬送方向)とラビングローラーの回転軸とのなす角度は76°とした。フィルムの長手方向(搬送方向)を90°とし、フィルム側から観察してフィルム幅手方向を基準(0°)に時計回り方向を正の値で表すと、ラビングローラーの回転軸は-14°にある。言い換えれば、フィルム側から観察してラビングローラーの回転軸の位置は、フィルムの長手方向を基準に、時計回りに76°回転させた位置である。
上記作製した配向膜1に連続的にラビング処理を施した。このとき、長尺状のフィルム(セルロースアシレートフィルム)の長手方向と搬送方向は平行であり、フィルムの長手方向(搬送方向)とラビングローラーの回転軸とのなす角度は76°とした。フィルムの長手方向(搬送方向)を90°とし、フィルム側から観察してフィルム幅手方向を基準(0°)に時計回り方向を正の値で表すと、ラビングローラーの回転軸は-14°にある。言い換えれば、フィルム側から観察してラビングローラーの回転軸の位置は、フィルムの長手方向を基準に、時計回りに76°回転させた位置である。
上記ラビング処理した配向膜上に、ギーサー塗布機を用いて、下記の組成の円盤状液晶化合物を含む光学異方性層形成用組成物(A1)を塗布して、組成物層を形成した。その後、得られた組成物層に対して、溶媒の乾燥および円盤状液晶化合物の配向熟成のために、110℃の温風で2分間加熱した。続いて、得られた組成物層に対して80℃にてUV照射(500mJ/cm2)を行い、円盤状液晶化合物の配向を固定化して、第2光学異方性層に該当する光学異方性層(A1)を形成した。
光学異方性層(A1)の平均厚みは、1.0μmであった。また、波長550nmにおける面内レタデーションは152nmであった。円盤状液晶化合物の円盤面のフィルム面に対する平均傾斜角は90°であり、フィルム面に対して、垂直に配向していることを確認した。
また、光学異方性層(A1)の面内遅相軸の角度はラビングローラーの回転軸と平行で、フィルムの幅方向を0°(長手方向は反時計回りを90°、時計回りを-90°)とすると、光学異方性層(A1)側から見たとき、光学異方性層(A1)の面内遅相軸方向は-14°であった。
光学異方性層(A1)の平均厚みは、1.0μmであった。また、波長550nmにおける面内レタデーションは152nmであった。円盤状液晶化合物の円盤面のフィルム面に対する平均傾斜角は90°であり、フィルム面に対して、垂直に配向していることを確認した。
また、光学異方性層(A1)の面内遅相軸の角度はラビングローラーの回転軸と平行で、フィルムの幅方向を0°(長手方向は反時計回りを90°、時計回りを-90°)とすると、光学異方性層(A1)側から見たとき、光学異方性層(A1)の面内遅相軸方向は-14°であった。
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光学異方性層形成用組成物(A1)
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下記の円盤状液晶化合物1 80質量部
下記の円盤状液晶化合物2 20質量部
下記の配向膜界面配向剤1 0.55質量部
下記の含フッ素化合物A 0.1質量部
下記の含フッ素化合物B 0.05質量部
下記の含フッ素化合物C 0.21質量部
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) 10質量部
光重合開始剤(Irgacure907、BASF社製)3.0質量部
メチルエチルケトン 200質量部
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光学異方性層形成用組成物(A1)
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下記の円盤状液晶化合物1 80質量部
下記の円盤状液晶化合物2 20質量部
下記の配向膜界面配向剤1 0.55質量部
下記の含フッ素化合物A 0.1質量部
下記の含フッ素化合物B 0.05質量部
下記の含フッ素化合物C 0.21質量部
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) 10質量部
光重合開始剤(Irgacure907、BASF社製)3.0質量部
メチルエチルケトン 200質量部
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円盤状液晶化合物1
円盤状液晶化合物2
配向膜界面配向剤1
含フッ素化合物A(下記式中、aおよびbは、全繰り返し単位に対する各繰り返し単位の含有量(質量%)を表し、aは90質量%、bは10質量%を表す。)
含フッ素化合物B(各繰り返し単位中の数値は全繰り返し単位に対する含有量(質量%)を表し、左側の繰り返し単位の含有量は32.5質量%で、右側の繰り返し単位の含有量は67.5質量%であった。)
含フッ素化合物C(各繰り返し単位中の数値は全繰り返し単位に対する含有量(質量%)を表し、左側の繰り返し単位の含有量は25質量%で、真ん中の繰り返し単位の含有量は25質量%で、右側の繰り返し単位の含有量は50質量%であった。)
(光学異方性層(C1)の形成)
上記作製したセルロースアシレートフィルムの上に、ギーサー塗布機を用いて、下記の組成の棒状液晶化合物を含む光学異方性層形成用組成物(C1)を塗布して、組成物層を形成した。その後、フィルムの両端を保持し、フィルムの塗膜が形成された面の側に、フィルムとの距離が5mmとなるように冷却板(9℃)を設置し、フィルムの塗膜が形成された面とは反対側に、フィルムとの距離が5mmとなるようにヒーター(75℃)を設置し、2分間乾燥させた。
次いで、得られたフィルムを温風にて60℃で1分間加熱し、酸素濃度が100体積ppm以下の雰囲気になるように窒素パージしながら365nmのUV-LEDを用いて、照射量100mJ/cm2の紫外線を照射した。その後、得られた塗膜に、温風にて120℃で1分間アニーリングすることで、光学異方性層(C1)を形成した。
得られた光学異方性層(C1)に、室温で、ワイヤーグリッド偏光子を通したUV光(超高圧水銀ランプ;UL750;HOYA製)を7.9mJ/cm2(波長:313nm)照射することで、表面に配向制御能を有する組成物層を形成した。
なお、形成した光学異方性層(C1)の膜厚は0.7μmであった。波長550nmにおける面内レタデーションは0nmであり、波長550nmにおける厚み方向のレタデーションは-80nmであった。棒状液晶化合物の長軸方向のフィルム面に対する平均傾斜角は90°であり、フィルム面に対して、垂直に配向していることを確認した。
上記作製したセルロースアシレートフィルムの上に、ギーサー塗布機を用いて、下記の組成の棒状液晶化合物を含む光学異方性層形成用組成物(C1)を塗布して、組成物層を形成した。その後、フィルムの両端を保持し、フィルムの塗膜が形成された面の側に、フィルムとの距離が5mmとなるように冷却板(9℃)を設置し、フィルムの塗膜が形成された面とは反対側に、フィルムとの距離が5mmとなるようにヒーター(75℃)を設置し、2分間乾燥させた。
次いで、得られたフィルムを温風にて60℃で1分間加熱し、酸素濃度が100体積ppm以下の雰囲気になるように窒素パージしながら365nmのUV-LEDを用いて、照射量100mJ/cm2の紫外線を照射した。その後、得られた塗膜に、温風にて120℃で1分間アニーリングすることで、光学異方性層(C1)を形成した。
得られた光学異方性層(C1)に、室温で、ワイヤーグリッド偏光子を通したUV光(超高圧水銀ランプ;UL750;HOYA製)を7.9mJ/cm2(波長:313nm)照射することで、表面に配向制御能を有する組成物層を形成した。
なお、形成した光学異方性層(C1)の膜厚は0.7μmであった。波長550nmにおける面内レタデーションは0nmであり、波長550nmにおける厚み方向のレタデーションは-80nmであった。棒状液晶化合物の長軸方向のフィルム面に対する平均傾斜角は90°であり、フィルム面に対して、垂直に配向していることを確認した。
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光学異方性層形成用組成物(C1)
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下記の棒状液晶化合物(A) 100質量部
重合性モノマー(A-400、新中村化学工業社製) 4.0質量部
下記の重合開始剤S-1(オキシム型) 5.0質量部
下記の光酸発生剤D-1 3.0質量部
下記の重合体M-1 2.0質量部
下記の垂直配向剤S01 2.0質量部
下記の光配向性ポリマーA-1 2.0質量部
下記の界面活性剤B-1 0.2質量部
メチルエチルケトン 42.3質量部
メチルイソブチルケトン 627.5質量部
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光学異方性層形成用組成物(C1)
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下記の棒状液晶化合物(A) 100質量部
重合性モノマー(A-400、新中村化学工業社製) 4.0質量部
下記の重合開始剤S-1(オキシム型) 5.0質量部
下記の光酸発生剤D-1 3.0質量部
下記の重合体M-1 2.0質量部
下記の垂直配向剤S01 2.0質量部
下記の光配向性ポリマーA-1 2.0質量部
下記の界面活性剤B-1 0.2質量部
メチルエチルケトン 42.3質量部
メチルイソブチルケトン 627.5質量部
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棒状液晶化合物(A)(以下、化合物の混合物)
重合開始剤S-1
光酸発生剤D-1
重合体M-1(各繰り返し単位中の数値は全繰り返し単位に対する含有量(質量%)を表し、左側の繰り返し単位の含有量は80質量%で、右側の繰り返し単位の含有量は20質量%であった。)
垂直配向剤S01
光配向性ポリマーA-1(各繰り返し単位中に記載の数値は、全繰り返し単位に対する、各繰り返し単位の含有量(質量%)を表し、左側の繰り返し単位から43質量%、27質量%、30質量%であった。また、重量平均分子量は69800であった。)
界面活性剤B-1(重量平均分子量は2200であった。)
(光学異方性層(B1)の形成)
次いで、上記で作製した光学異方性層(C1)の上に、ギーサー塗布機を用いて、下記の組成の棒状液晶化合物を含む光学異方性層形成用組成物(B1)を塗布し、80℃の温風で60秒間加熱した。続いて、得られた組成物層に対して80℃にてUV照射(500mJ/cm2)を行い、液晶化合物の配向を固定化して、光学異方性層(B1)を形成した。
光学異方性層(B1)の平均厚みは1.3μmであり、波長550nmにおけるΔndは176nm、液晶化合物の捩れ角度は87°であった。フィルムの幅方向を0°(長手方向を90°)とすると、光学異方性層(B1)側から見たとき、面内遅相軸方向(液晶化合物の配向軸角度)は、空気側が8°、光学異方性層(C1)に接する側が95°であった。
なお、光学異方性層の面内遅相軸方向は、基板の幅方向を基準の0°として、光学異方性層の表面側から基板を観察し、時計回り(右回り)の時を負、反時計回り(左回り)の時を正として表してある。
次いで、上記で作製した光学異方性層(C1)の上に、ギーサー塗布機を用いて、下記の組成の棒状液晶化合物を含む光学異方性層形成用組成物(B1)を塗布し、80℃の温風で60秒間加熱した。続いて、得られた組成物層に対して80℃にてUV照射(500mJ/cm2)を行い、液晶化合物の配向を固定化して、光学異方性層(B1)を形成した。
光学異方性層(B1)の平均厚みは1.3μmであり、波長550nmにおけるΔndは176nm、液晶化合物の捩れ角度は87°であった。フィルムの幅方向を0°(長手方向を90°)とすると、光学異方性層(B1)側から見たとき、面内遅相軸方向(液晶化合物の配向軸角度)は、空気側が8°、光学異方性層(C1)に接する側が95°であった。
なお、光学異方性層の面内遅相軸方向は、基板の幅方向を基準の0°として、光学異方性層の表面側から基板を観察し、時計回り(右回り)の時を負、反時計回り(左回り)の時を正として表してある。
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光学異方性層形成用組成物(B1)
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上記の棒状液晶化合物(A) 74質量部
下記の棒状液晶化合物(B) 18質量部
下記の棒状液晶化合物(C) 8質量部
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) 4質量部
光重合開始剤(Irgacure819、BASF社製) 3質量部
下記の左捩れキラル剤(L1) 0.60質量部
上記の含フッ素化合物C 0.08質量部
メチルエチルケトン 215質量部
シクロペンタノン 215質量部
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光学異方性層形成用組成物(B1)
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上記の棒状液晶化合物(A) 74質量部
下記の棒状液晶化合物(B) 18質量部
下記の棒状液晶化合物(C) 8質量部
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) 4質量部
光重合開始剤(Irgacure819、BASF社製) 3質量部
下記の左捩れキラル剤(L1) 0.60質量部
上記の含フッ素化合物C 0.08質量部
メチルエチルケトン 215質量部
シクロペンタノン 215質量部
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棒状液晶化合物(B)(逆波長分散性液晶化合物に該当。tBuは、tert-ブチル基を表す。)
棒状液晶化合物(C)(逆波長分散性液晶化合物に該当)
左捩れキラル剤(L1)(tBuは、tert-ブチル基を表す。)
上記手順によって、長尺状のセルロースアシレートフィルム上に、光学異方性層(C1)と光学異方性層(B1)とが直接積層された積層体(B1-C1)を作製した。
上記作製した長尺状のセルロースアシレートフィルム上に形成した光学異方性層(A1)の表面側と、上記作製した長尺状のセルロースアシレートフィルム上に形成した積層体(B1-C1)の光学異方性層(B1)の表面側とを、光学異方性層(A1)のフィルムの長手方向と、光学異方性層(B1)のフィルムの長手方向とが平行となるように、紫外線硬化型接着剤を用いて、連続的に貼り合せた。
続いて、光学異方性層(A1)側のセルロースアシレートフィルムを剥離し、光学異方性層(A1)のセルロースアシレートフィルムに接していた面を露出させた。このようにして、長尺状のセルロースアシレートフィルム上に、光学異方性層(C1)、光学異方性層(B1)、光学異方性層(A1)がこの順に積層された光学フィルム(C1-B1-A1)を得た。
続いて、光学異方性層(A1)側のセルロースアシレートフィルムを剥離し、光学異方性層(A1)のセルロースアシレートフィルムに接していた面を露出させた。このようにして、長尺状のセルロースアシレートフィルム上に、光学異方性層(C1)、光学異方性層(B1)、光学異方性層(A1)がこの順に積層された光学フィルム(C1-B1-A1)を得た。
(直線偏光板の作製)
セルローストリアセテートフィルムTJ25(富士フイルム社製:厚み25μm)の支持体表面をアルカリ鹸化処理した。具体的には、55℃の1.5規定の水酸化ナトリウム水溶液に支持体を2分間浸漬した後、支持体を室温の水洗浴槽中で洗浄し、さらに30℃の0.1規定の硫酸を用いて中和した。中和した後、支持体を室温の水洗浴槽中で洗浄し、さらに100℃の温風で乾燥して、偏光子保護フィルムを得た。
厚み60μmのロール状ポリビニルアルコール(PVA)フィルムをヨウ素水溶液中で長手方向に連続して延伸し、乾燥して厚み13μmの偏光子を得た。偏光子の視感度補正単体透過率は、43%であった。このとき、偏光子の吸収軸方向と長手方向は一致していた。
上記偏光子の片方の面に上記偏光子保護フィルムを、下記PVA接着剤を用いて貼り合わせて、直線偏光板を作製した。
セルローストリアセテートフィルムTJ25(富士フイルム社製:厚み25μm)の支持体表面をアルカリ鹸化処理した。具体的には、55℃の1.5規定の水酸化ナトリウム水溶液に支持体を2分間浸漬した後、支持体を室温の水洗浴槽中で洗浄し、さらに30℃の0.1規定の硫酸を用いて中和した。中和した後、支持体を室温の水洗浴槽中で洗浄し、さらに100℃の温風で乾燥して、偏光子保護フィルムを得た。
厚み60μmのロール状ポリビニルアルコール(PVA)フィルムをヨウ素水溶液中で長手方向に連続して延伸し、乾燥して厚み13μmの偏光子を得た。偏光子の視感度補正単体透過率は、43%であった。このとき、偏光子の吸収軸方向と長手方向は一致していた。
上記偏光子の片方の面に上記偏光子保護フィルムを、下記PVA接着剤を用いて貼り合わせて、直線偏光板を作製した。
(PVA接着剤の調製)
アセトアセチル基を有するポリビニルアルコール系樹脂(平均重合度:1200,ケン化度:98.5モル%,アセトアセチル化度:5モル%)100質量部、および、メチロールメラミン20質量部を、30℃の温度条件下に、純水に溶解し、固形分濃度3.7質量%に調整した水溶液として、PVA接着剤を調製した。
アセトアセチル基を有するポリビニルアルコール系樹脂(平均重合度:1200,ケン化度:98.5モル%,アセトアセチル化度:5モル%)100質量部、および、メチロールメラミン20質量部を、30℃の温度条件下に、純水に溶解し、固形分濃度3.7質量%に調整した水溶液として、PVA接着剤を調製した。
(円偏光板の作製)
上記作製した長尺状の光学フィルム(C1-B1-A1)の光学異方性層(A1)の表面と、上記作製した長尺状の直線偏光板の偏光子の表面(偏光子保護フィルムの反対側の面)とを、紫外線硬化型接着剤を用いて、連続的に貼り合せた。
続いて、光学異方性層(C1)側のセルロースアシレートフィルムを剥離し、光学異方性層(C1)のセルロースアシレートフィルムに接していた面を露出させた。このようにして、光学フィルム(C1-B1-A1)と、直線偏光板とからなる円偏光板(P1)を作製した。このとき、偏光子保護フィルム、偏光子、光学異方性層(A1)、光学異方性層(B1)および光学異方性層(C1)が、この順に積層されており、偏光子の吸収軸と光学異方性層(A1)の面内遅相軸がなす角度は76°であった。また、幅方向を基準の0°として、光学異方性層(B1)の光学異方性層(A1)側の表面での面内遅相軸方向は8°であった。また、幅方向を基準の0°として、光学異方性層(B1)の光学異方性層(C1)側の表面での面内遅相軸方向は95°であった。
なお、光学異方性層の面内遅相軸方向は、円偏光板の幅方向を基準の0°として、偏光子側から円偏光板を観察し、時計回り(右回り)の時を負、反時計回り(左回り)の時を正として表してある。
上記作製した長尺状の光学フィルム(C1-B1-A1)の光学異方性層(A1)の表面と、上記作製した長尺状の直線偏光板の偏光子の表面(偏光子保護フィルムの反対側の面)とを、紫外線硬化型接着剤を用いて、連続的に貼り合せた。
続いて、光学異方性層(C1)側のセルロースアシレートフィルムを剥離し、光学異方性層(C1)のセルロースアシレートフィルムに接していた面を露出させた。このようにして、光学フィルム(C1-B1-A1)と、直線偏光板とからなる円偏光板(P1)を作製した。このとき、偏光子保護フィルム、偏光子、光学異方性層(A1)、光学異方性層(B1)および光学異方性層(C1)が、この順に積層されており、偏光子の吸収軸と光学異方性層(A1)の面内遅相軸がなす角度は76°であった。また、幅方向を基準の0°として、光学異方性層(B1)の光学異方性層(A1)側の表面での面内遅相軸方向は8°であった。また、幅方向を基準の0°として、光学異方性層(B1)の光学異方性層(C1)側の表面での面内遅相軸方向は95°であった。
なお、光学異方性層の面内遅相軸方向は、円偏光板の幅方向を基準の0°として、偏光子側から円偏光板を観察し、時計回り(右回り)の時を負、反時計回り(左回り)の時を正として表してある。
円偏光板(P1)において、光学異方性層側から円偏光板(P1)を観察した際に、偏光子の吸収軸を基準として、光学異方性層(A1)の面内遅相軸が反時計回りに76°回転しており、光学異方性層(B1)中の液晶化合物の捩れ方向は反時計回りである。
なお、液晶化合物の捩れ方向は、光学異方性層側から円偏光板(P1)を観察した際に、光学異方性層(B1)の光学異方性層(C1)側の表面での面内遅相軸を基準に、時計回りか、反時計回りかを判断する。
なお、液晶化合物の捩れ方向は、光学異方性層側から円偏光板(P1)を観察した際に、光学異方性層(B1)の光学異方性層(C1)側の表面での面内遅相軸を基準に、時計回りか、反時計回りかを判断する。
<実施例2、3、5~10、比較例2>
光学異方性層形成用組成物の種類を後述する表3に記載のように変更した以外は、実施例1と同様の手順に従って、円偏光板を製造した。
ただし、実施例5に関しては、光学異方性層(A2)の平均厚みは1.4μmであり、波長550nmにおける面内レタデーションは198nmであった。また、実施例1の手順に従って、光学異方性層(A1)の代わりに光学異方性層(A2)を作製する際に、ラビングローラーの回転軸は-14°から76°に変更した。また、実施例5に関しては、光学異方性層(B3)の平均厚みは1.4μmであり、波長550nmにおけるΔndは191nm、液晶化合物の捩れ角度は85°であった。また、実施例1と同様の手順に従って、光学異方性層(B1)の代わりに光学異方性層(B3)を作製する際、フィルムの幅方向を0°(長手方向を90°)とすると、光学異方性層(B3)側から見たとき、面内遅相軸方向(液晶化合物の配向軸角度)は、空気側が-76°、光学異方性層(C1)に接する側が9°であった。光学異方性層(C1)の厚みを0.7μmから0.4μmに変更した。実施例5で得られた円偏光板の各光学異方性層の面内遅相軸の関係は、図7および8に示す通りである。
また、比較例2に関しては、光学異方性層(A1)の平均厚みは1.2μmであり、波長550nmにおける面内レタデーションは184nmであった。また、比較例2に関しては、光学異方性層(B6)の平均厚みは1.3μmであり、波長550nmにおけるΔndは168nm、液晶化合物の捩れ角度は81°であった。また、実施例1と同様の手順に従って、光学異方性層(B1)の代わりに光学異方性層(B6)を作製する際、フィルムの幅方向を0°(長手方向を90°)とすると、光学異方性層(B6)側から見たとき、面内遅相軸方向(液晶化合物の配向軸角度)は、空気側が14°、光学異方性層(C1)に接する側が95°であった。
光学異方性層形成用組成物の種類を後述する表3に記載のように変更した以外は、実施例1と同様の手順に従って、円偏光板を製造した。
ただし、実施例5に関しては、光学異方性層(A2)の平均厚みは1.4μmであり、波長550nmにおける面内レタデーションは198nmであった。また、実施例1の手順に従って、光学異方性層(A1)の代わりに光学異方性層(A2)を作製する際に、ラビングローラーの回転軸は-14°から76°に変更した。また、実施例5に関しては、光学異方性層(B3)の平均厚みは1.4μmであり、波長550nmにおけるΔndは191nm、液晶化合物の捩れ角度は85°であった。また、実施例1と同様の手順に従って、光学異方性層(B1)の代わりに光学異方性層(B3)を作製する際、フィルムの幅方向を0°(長手方向を90°)とすると、光学異方性層(B3)側から見たとき、面内遅相軸方向(液晶化合物の配向軸角度)は、空気側が-76°、光学異方性層(C1)に接する側が9°であった。光学異方性層(C1)の厚みを0.7μmから0.4μmに変更した。実施例5で得られた円偏光板の各光学異方性層の面内遅相軸の関係は、図7および8に示す通りである。
また、比較例2に関しては、光学異方性層(A1)の平均厚みは1.2μmであり、波長550nmにおける面内レタデーションは184nmであった。また、比較例2に関しては、光学異方性層(B6)の平均厚みは1.3μmであり、波長550nmにおけるΔndは168nm、液晶化合物の捩れ角度は81°であった。また、実施例1と同様の手順に従って、光学異方性層(B1)の代わりに光学異方性層(B6)を作製する際、フィルムの幅方向を0°(長手方向を90°)とすると、光学異方性層(B6)側から見たとき、面内遅相軸方向(液晶化合物の配向軸角度)は、空気側が14°、光学異方性層(C1)に接する側が95°であった。
表3で使用される光学異方性層形成用組成物(A2)は、円盤状液晶化合物1(80質量部)および円盤状液晶化合物2(20質量部)を、棒状液晶化合物(A)20質量部、棒状液晶化合物(B)54質量部、および、棒状液晶化合物(C)26質量部に変更した以外は、光学異方性層形成用組成物(A1)と同様の組成の組成物である。
表3で使用される光学異方性層形成用組成物(B2)~(B7)は、棒状液晶化合物(A)~(C)の質量部を表1に示すように変更した以外は、光学異方性層形成用組成物(B1)と同様の組成の組成物である。
なお、表1中の「逆分散液晶比率」は、各組成物に含まれる液晶化合物中の逆波長分散性液晶化合物の質量割合(%)を表す。
表3で使用される光学異方性層形成用組成物(B2)~(B7)は、棒状液晶化合物(A)~(C)の質量部を表1に示すように変更した以外は、光学異方性層形成用組成物(B1)と同様の組成の組成物である。
なお、表1中の「逆分散液晶比率」は、各組成物に含まれる液晶化合物中の逆波長分散性液晶化合物の質量割合(%)を表す。
表3で使用される光学異方性層形成用組成物(C2)および(C3)は、棒状液晶化合物(A)~(C)の質量部を表2に示すように変更した以外は、光学異方性層形成用組成物(C1)と同様の組成の組成物である。
なお、表2中の「逆分散液晶比率」は、各組成物に含まれる液晶化合物中の逆波長分散性液晶化合物の質量割合(%)を表す。
なお、表2中の「逆分散液晶比率」は、各組成物に含まれる液晶化合物中の逆波長分散性液晶化合物の質量割合(%)を表す。
<実施例4>
上記実施例1と同様にして、長尺状のセルロースアシレートフィルムを作製し、アルカリ鹸化処理を行った面に、下記組成の配向膜塗布液2を#14のワイヤーバーで連続的に塗布した。得られた塗膜を60℃の温風で60秒間、さらに100℃の温風で120秒間乾燥して、配向膜2を得た。
上記実施例1と同様にして、長尺状のセルロースアシレートフィルムを作製し、アルカリ鹸化処理を行った面に、下記組成の配向膜塗布液2を#14のワイヤーバーで連続的に塗布した。得られた塗膜を60℃の温風で60秒間、さらに100℃の温風で120秒間乾燥して、配向膜2を得た。
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配向膜塗布液2
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下記ポリビニルアルコール 10質量部
水 371質量部
メタノール 119質量部
グルタルアルデヒド(架橋剤) 0.5質量部
クエン酸エステル(三協化学(株)製) 0.175質量部
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配向膜塗布液2
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下記ポリビニルアルコール 10質量部
水 371質量部
メタノール 119質量部
グルタルアルデヒド(架橋剤) 0.5質量部
クエン酸エステル(三協化学(株)製) 0.175質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――
ポリビニルアルコール(各繰り返し単位中の数値は全繰り返し単位に対する含有量(質量%)を表し、左側の繰り返し単位の含有量は88質量%で、右側の繰り返し単位の含有量は12質量%であった。)
(光学異方性層(D1)の形成)
上記配向膜2上に、ギーサー塗布機を用いて、下記組成の円盤状液晶化合物を含む光学異方性層形成用組成物(D1)を塗布して、組成物層を形成した。その後、得られた組成物層に対して、溶媒の乾燥および円盤状液晶化合物の配向熟成のために、110℃の温風で2分間加熱した。続いて、得られた組成物層に対して80℃にてUV照射(500mJ/cm2)を行い、液晶化合物の配向を固定化して、光学異方性層(D1)を形成した。
光学異方性層(D1)の平均厚みは、0.3μmであった。また、波長550nmにおける面内レタデーションは0nm、波長550nmにおける厚み方向のレタデーションは40nmであった。円盤状液晶化合物の円盤面のフィルム面に対する平均傾斜角は0°であり、フィルム面に対して、水平に配向していることを確認した。
上記配向膜2上に、ギーサー塗布機を用いて、下記組成の円盤状液晶化合物を含む光学異方性層形成用組成物(D1)を塗布して、組成物層を形成した。その後、得られた組成物層に対して、溶媒の乾燥および円盤状液晶化合物の配向熟成のために、110℃の温風で2分間加熱した。続いて、得られた組成物層に対して80℃にてUV照射(500mJ/cm2)を行い、液晶化合物の配向を固定化して、光学異方性層(D1)を形成した。
光学異方性層(D1)の平均厚みは、0.3μmであった。また、波長550nmにおける面内レタデーションは0nm、波長550nmにおける厚み方向のレタデーションは40nmであった。円盤状液晶化合物の円盤面のフィルム面に対する平均傾斜角は0°であり、フィルム面に対して、水平に配向していることを確認した。
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光学異方性層形成用組成物(D1)
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上記の円盤状液晶化合物1 80質量部
上記の円盤状液晶化合物2 20質量部
上記の含フッ素化合物C 0.21質量部
下記のポリマー(A) 0.50質量部
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) 10質量部
光重合開始剤(イルガキュア907、BASF社製) 3.0質量部
メチルエチルケトン 200質量部
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光学異方性層形成用組成物(D1)
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上記の円盤状液晶化合物1 80質量部
上記の円盤状液晶化合物2 20質量部
上記の含フッ素化合物C 0.21質量部
下記のポリマー(A) 0.50質量部
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) 10質量部
光重合開始剤(イルガキュア907、BASF社製) 3.0質量部
メチルエチルケトン 200質量部
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ポリマー(A)(式中、各繰り返し単位に記載の数値は、全繰り返し単位に対する各繰り返し単位の含有量(質量%)を表す。)
(積層体(D1-A1)の形成)
上記で作製した光学異方性層(D1)に連続的にラビング処理を施した。このとき、長尺状のフィルムの長手方向と搬送方向は平行であり、フィルムの長手方向(搬送方向)とラビングローラーの回転軸とのなす角度は76°とした。フィルムの長手方向(搬送方向)を90°とし、フィルム側から観察してフィルム幅手方向を基準(0°)に時計回り方向を正の値で表すと、ラビングローラーの回転軸は-14°にある。言い換えれば、ラビングローラーの回転軸の位置は、フィルムの長手方向を基準に、時計回りに76°回転させた位置である。
上記で作製した光学異方性層(D1)に連続的にラビング処理を施した。このとき、長尺状のフィルムの長手方向と搬送方向は平行であり、フィルムの長手方向(搬送方向)とラビングローラーの回転軸とのなす角度は76°とした。フィルムの長手方向(搬送方向)を90°とし、フィルム側から観察してフィルム幅手方向を基準(0°)に時計回り方向を正の値で表すと、ラビングローラーの回転軸は-14°にある。言い換えれば、ラビングローラーの回転軸の位置は、フィルムの長手方向を基準に、時計回りに76°回転させた位置である。
上記ラビング処理した光学異方性層(D1)上に、ギーサー塗布機を用いて、上記の光学異方性層形成用組成物(A1)を塗布して、組成物層を形成した。その後、得られた組成物層に対して、溶媒の乾燥および円盤状液晶化合物の配向熟成のために、110℃の温風で2分間加熱した。続いて、得られた組成物層に対して80℃にてUV照射(500mJ/cm2)を行い、液晶化合物の配向を固定化して、光学異方性層(A1)を形成した。
光学異方性層(A1)の平均厚みは、1.1μmであった。また、波長550nmにおけるレタデーションは160nmであった。円盤状液晶化合物の円盤面のフィルム面に対する平均傾斜角は90°であり、フィルム面に対して、垂直に配向していることを確認した。
また、光学異方性層(A1)の面内遅相軸の角度はラビングローラーの回転軸と平行で、フィルムの幅方向を0°(長手方向は反時計回りを90°、時計回りを-90°)とすると、光学異方性層(A1)側から見たとき、光学異方性層(A1)の面内遅相軸方向は-14°であった。
光学異方性層(A1)の平均厚みは、1.1μmであった。また、波長550nmにおけるレタデーションは160nmであった。円盤状液晶化合物の円盤面のフィルム面に対する平均傾斜角は90°であり、フィルム面に対して、垂直に配向していることを確認した。
また、光学異方性層(A1)の面内遅相軸の角度はラビングローラーの回転軸と平行で、フィルムの幅方向を0°(長手方向は反時計回りを90°、時計回りを-90°)とすると、光学異方性層(A1)側から見たとき、光学異方性層(A1)の面内遅相軸方向は-14°であった。
上記手順によって、セルロースアシレートフィルム上に、光学異方性層(D1)と光学異方性層(A1)とが積層された積層体(D1-A1)を作製した。
(積層体(B2-C1)の形成)
次いで、実施例1と同様の手順で作製した光学異方性層(C1)の上に、ギーサー塗布機を用いて、下記の組成の棒状液晶化合物を含む光学異方性層形成用組成物(B2)を塗布し、80℃の温風で60秒間加熱した。続いて、得られた組成物層に対して80℃にてUV照射(500mJ/cm2)を行い、液晶化合物の配向を固定化して、光学異方性層(B2)を形成した。
光学異方性層(B2)の平均厚みは1.3μmであり、波長550nmにおけるΔndは170nm、液晶化合物の捩れ角度は86°であった。フィルムの幅方向を0°(長手方向を90°)とすると、光学異方性層(B2)側から見たとき、面内遅相軸方向(液晶化合物の配向軸角度)は、空気側が9°、光学異方性層(C1)に接する側が95°であった。
なお、光学異方性層の面内遅相軸方向は、基板の幅方向を基準の0°として、光学異方性層の表面側から基板を観察し、時計回り(右回り)の時を負、反時計回り(左回り)の時を正として表してある。
次いで、実施例1と同様の手順で作製した光学異方性層(C1)の上に、ギーサー塗布機を用いて、下記の組成の棒状液晶化合物を含む光学異方性層形成用組成物(B2)を塗布し、80℃の温風で60秒間加熱した。続いて、得られた組成物層に対して80℃にてUV照射(500mJ/cm2)を行い、液晶化合物の配向を固定化して、光学異方性層(B2)を形成した。
光学異方性層(B2)の平均厚みは1.3μmであり、波長550nmにおけるΔndは170nm、液晶化合物の捩れ角度は86°であった。フィルムの幅方向を0°(長手方向を90°)とすると、光学異方性層(B2)側から見たとき、面内遅相軸方向(液晶化合物の配向軸角度)は、空気側が9°、光学異方性層(C1)に接する側が95°であった。
なお、光学異方性層の面内遅相軸方向は、基板の幅方向を基準の0°として、光学異方性層の表面側から基板を観察し、時計回り(右回り)の時を負、反時計回り(左回り)の時を正として表してある。
上記手順によって、長尺状のセルロースアシレートフィルム上に、光学異方性層(C1)と光学異方性層(B2)とが直接積層された積層体(B2-C1)を作製した。
(光学フィルム(C1-B2-A1-D1)の作製)
上記作製した長尺状のセルロースアシレートフィルム上に形成した積層体(D1-A1)の表面側と、上記作製した長尺状のセルロースアシレートフィルム上に形成した積層体(B2-C1)の光学異方性層(B2)の表面側とを、積層体(D1-A1)のフィルムの長手方向と、積層体(B2-C1)のフィルムの長手方向とが平行となるように、紫外線硬化型接着剤を用いて、連続的に貼り合せた。
続いて、積層体(D1-A1)側のセルロースアシレートフィルムを剥離し、光学異方性層(D1)のセルロースアシレートフィルムに接していた面を露出させた。このようにして、長尺状のセルロースアシレートフィルム上に、光学異方性層(C1)、光学異方性層(B2)、光学異方性層(A1)、光学異方性層(D1)がこの順に積層された光学フィルム(C1-B2-A1-D1)を得た。
上記作製した長尺状のセルロースアシレートフィルム上に形成した積層体(D1-A1)の表面側と、上記作製した長尺状のセルロースアシレートフィルム上に形成した積層体(B2-C1)の光学異方性層(B2)の表面側とを、積層体(D1-A1)のフィルムの長手方向と、積層体(B2-C1)のフィルムの長手方向とが平行となるように、紫外線硬化型接着剤を用いて、連続的に貼り合せた。
続いて、積層体(D1-A1)側のセルロースアシレートフィルムを剥離し、光学異方性層(D1)のセルロースアシレートフィルムに接していた面を露出させた。このようにして、長尺状のセルロースアシレートフィルム上に、光学異方性層(C1)、光学異方性層(B2)、光学異方性層(A1)、光学異方性層(D1)がこの順に積層された光学フィルム(C1-B2-A1-D1)を得た。
(円偏光板の作製)
上記作製した長尺状の光学フィルム(C1-B2-A1-D1)の光学異方性層(D1)の表面と、実施例1で作製した長尺状の直線偏光板の偏光子の表面(偏光子保護フィルムの反対側の面)とを、紫外線硬化型接着剤を用いて、連続的に貼り合せた。続いて、光学異方性層(C1)側のセルロースアシレートフィルムを剥離し、光学異方性層(C1)のセルロースアシレートフィルムに接していた面を露出させた。
このようにして、光学フィルム(D1-A1-B2-C1)と、直線偏光板とからなる円偏光板(P4)を作製した。このとき、偏光子保護フィルム、偏光子、光学異方性層(D1)、光学異方性層(A1)、光学異方性層(B2)および光学異方性層(C1)が、この順に積層されており、偏光子の吸収軸と光学異方性層(A1)の面内遅相軸がなす角度は76°であった。また、幅方向を基準の0°として、光学異方性層(B2)の光学異方性層(A1)側の表面での面内遅相軸方向は9°であった。また、幅方向を基準の0°として、光学異方性層(B2)の光学異方性層(C1)側の表面での面内遅相軸方向は95°であった。
なお、光学異方性層の面内遅相軸方向は、基板の幅方向を基準の0°として、光学異方性層の表面側から基板を観察し、時計回り(右回り)の時を負、反時計回り(左回り)の時を正として表してある。
上記作製した長尺状の光学フィルム(C1-B2-A1-D1)の光学異方性層(D1)の表面と、実施例1で作製した長尺状の直線偏光板の偏光子の表面(偏光子保護フィルムの反対側の面)とを、紫外線硬化型接着剤を用いて、連続的に貼り合せた。続いて、光学異方性層(C1)側のセルロースアシレートフィルムを剥離し、光学異方性層(C1)のセルロースアシレートフィルムに接していた面を露出させた。
このようにして、光学フィルム(D1-A1-B2-C1)と、直線偏光板とからなる円偏光板(P4)を作製した。このとき、偏光子保護フィルム、偏光子、光学異方性層(D1)、光学異方性層(A1)、光学異方性層(B2)および光学異方性層(C1)が、この順に積層されており、偏光子の吸収軸と光学異方性層(A1)の面内遅相軸がなす角度は76°であった。また、幅方向を基準の0°として、光学異方性層(B2)の光学異方性層(A1)側の表面での面内遅相軸方向は9°であった。また、幅方向を基準の0°として、光学異方性層(B2)の光学異方性層(C1)側の表面での面内遅相軸方向は95°であった。
なお、光学異方性層の面内遅相軸方向は、基板の幅方向を基準の0°として、光学異方性層の表面側から基板を観察し、時計回り(右回り)の時を負、反時計回り(左回り)の時を正として表してある。
<比較例1>
実施例1と同様にして、長尺状のセルロースアシレートフィルム上に光学異方性層(C1)を形成した。
次いで、上記作製した光学異方性層(C1)の上に、WO2018/216812号の実施例9に記載の組成物A-1を用いて、逆波長分散液晶化合物を用いて光学異方性層(1h)を形成した。550nmにおける面内レタデーションは142nmであった。逆波長分散液晶化合物の長軸方向のフィルム面に対する平均傾斜角は0°であり、フィルム面に対して、水平に配向していることを確認した。また、フィルムの幅方向を0°(長手方向を90°)とすると、光学異方性層(1h)側から見たとき、遅相軸は45°であった。
このようにして、垂直配向した棒状液晶化合物を含む光学異方性層(C1)と、水平配向した逆波長分散液晶化合物を固定してなる光学異方性層(1h)とが、直接積層された積層体を作製した。
実施例1と同様にして、長尺状のセルロースアシレートフィルム上に光学異方性層(C1)を形成した。
次いで、上記作製した光学異方性層(C1)の上に、WO2018/216812号の実施例9に記載の組成物A-1を用いて、逆波長分散液晶化合物を用いて光学異方性層(1h)を形成した。550nmにおける面内レタデーションは142nmであった。逆波長分散液晶化合物の長軸方向のフィルム面に対する平均傾斜角は0°であり、フィルム面に対して、水平に配向していることを確認した。また、フィルムの幅方向を0°(長手方向を90°)とすると、光学異方性層(1h)側から見たとき、遅相軸は45°であった。
このようにして、垂直配向した棒状液晶化合物を含む光学異方性層(C1)と、水平配向した逆波長分散液晶化合物を固定してなる光学異方性層(1h)とが、直接積層された積層体を作製した。
<有機EL表示装置の作製>
(表示装置への実装)
有機ELパネル搭載のSAMSUNG社製GALAXY S4を分解し、円偏光板を剥離して、そこに上記実施例1~10と比較例1~2にて作製した円偏光板を、偏光子保護フィルムが外側に配置されるように、感圧型粘着剤を用いて表示装置に貼り合せた。
(表示装置への実装)
有機ELパネル搭載のSAMSUNG社製GALAXY S4を分解し、円偏光板を剥離して、そこに上記実施例1~10と比較例1~2にて作製した円偏光板を、偏光子保護フィルムが外側に配置されるように、感圧型粘着剤を用いて表示装置に貼り合せた。
〔表示性能の評価〕
(正面方向)
作製した有機EL表示装置に黒表示をして、明光下において正面方向より観察し、色味づきを下記の基準で評価した。結果を下記表3に示す。
A:色味づきが全く視認されない、もしくは、視認されるものの、わずか。(許容)
B:色味づきが視認されるが、反射光は小さく、使用上問題はない。(許容)
(正面方向)
作製した有機EL表示装置に黒表示をして、明光下において正面方向より観察し、色味づきを下記の基準で評価した。結果を下記表3に示す。
A:色味づきが全く視認されない、もしくは、視認されるものの、わずか。(許容)
B:色味づきが視認されるが、反射光は小さく、使用上問題はない。(許容)
(斜め方向)
作製した有機EL表示装置に黒表示をして、明光下において、極角55°から蛍光灯を映し込んで、全方位から反射光を観察した。色味づきの方位角依存性を下記の基準で評価した。結果を表3に示す。
A:色味づきが全く視認されない。
B:色味づきは視認されるものの、ごくわずか。(許容)
C:色味づきがやや視認されるが、反射光は小さく、使用上問題はない。(許容)
D:色味づきが視認され、反射光も大きく、許容できない。
作製した有機EL表示装置に黒表示をして、明光下において、極角55°から蛍光灯を映し込んで、全方位から反射光を観察した。色味づきの方位角依存性を下記の基準で評価した。結果を表3に示す。
A:色味づきが全く視認されない。
B:色味づきは視認されるものの、ごくわずか。(許容)
C:色味づきがやや視認されるが、反射光は小さく、使用上問題はない。(許容)
D:色味づきが視認され、反射光も大きく、許容できない。
表3中、「光学異方性層」欄は、各実施例および比較例の光学フィルムに含まれる光学異方性層の種類を表す。例えば、「A1」は、光学異方性層(A1)を表す。
表3中、「液晶化合物タイプ」欄において、「円盤状」は「円盤状液晶化合物」を、「棒状」は「棒状液晶化合物」を表す。
表3中、「逆分散液晶含有」欄は、各光学異方性層の形成に用いる液晶化合物に逆波長分散性液晶化合物が含まれる場合は「有」と示す。
表3中、「比」欄は、光学異方性層(A1)~(A2)の場合、光学異方性層の波長550nmにおける面内レタデーションに対する、光学異方性層の波長450nmにおける面内レタデーションの比を表し、光学異方性層(B1)~(B7)の場合、光学異方性層の波長550nmにおける屈折率異方性Δnに対する、光学異方性層の波長450nmにおける屈折率異方性Δnの比を表し、光学異方性層(C1)~(C3)の場合、光学異方性層の波長550nmにおける厚み方向のレタデーションに対する、光学異方性層の波長450nmにおける厚み方向のレタデーションの比を表す。
表3中、「液晶化合物タイプ」欄において、「円盤状」は「円盤状液晶化合物」を、「棒状」は「棒状液晶化合物」を表す。
表3中、「逆分散液晶含有」欄は、各光学異方性層の形成に用いる液晶化合物に逆波長分散性液晶化合物が含まれる場合は「有」と示す。
表3中、「比」欄は、光学異方性層(A1)~(A2)の場合、光学異方性層の波長550nmにおける面内レタデーションに対する、光学異方性層の波長450nmにおける面内レタデーションの比を表し、光学異方性層(B1)~(B7)の場合、光学異方性層の波長550nmにおける屈折率異方性Δnに対する、光学異方性層の波長450nmにおける屈折率異方性Δnの比を表し、光学異方性層(C1)~(C3)の場合、光学異方性層の波長550nmにおける厚み方向のレタデーションに対する、光学異方性層の波長450nmにおける厚み方向のレタデーションの比を表す。
表1に示すように、本発明の光学フィルムは、所望の効果を示すことが確認された。
なかでも、実施例1~3、6~10の比較より、第2光学異方性層の波長550nmにおける屈折率異方性Δnに対する、第2光学異方性層の波長450nmにおける屈折率異方性Δnの比が1.02~1.09の場合(好ましくは、1.04~1.07の場合)、より効果が優れることが確認された。
なかでも、実施例1~3、6~10の比較より、第2光学異方性層の波長550nmにおける屈折率異方性Δnに対する、第2光学異方性層の波長450nmにおける屈折率異方性Δnの比が1.02~1.09の場合(好ましくは、1.04~1.07の場合)、より効果が優れることが確認された。
10A,10B 光学フィルム
12A,12B 第1光学異方性層
14 第2光学異方性層
16 第3光学異方性層
20 偏光子
100A,100B 円偏光板
12A,12B 第1光学異方性層
14 第2光学異方性層
16 第3光学異方性層
20 偏光子
100A,100B 円偏光板
Claims (8)
- 第1光学異方性層、第2光学異方性層、および、第3光学異方性層をこの順に含み、
前記第1光学異方性層は、垂直配向した円盤状液晶化合物を固定してなる層、または、水平配向した棒状液晶化合物を固定してなる層であり、
前記第2光学異方性層は、厚み方向にのびる螺旋軸に沿って捩れ配向した棒状液晶化合物を固定してなる層であり、
前記第3光学異方性層は、垂直配向した棒状液晶化合物を固定してなる層であり、
前記第1光学異方性層、前記第2光学異方性層、および、前記第3光学異方性層の少なくとも1つが、逆波長分散性液晶化合物を含む液晶化合物を用いて形成された層である、光学フィルム。 - 前記第2光学異方性層の波長550nmにおける屈折率異方性Δnに対する、前記第2光学異方性層の波長450nmにおける屈折率異方性Δnの比が、1.02~1.09である、請求項1に記載の光学フィルム。
- 前記第1光学異方性層が、垂直配向した円盤状液晶化合物を固定してなる層であり、
前記第1光学異方性層の波長550nmにおける面内レタデーションに対する、前記第1光学異方性層の波長450nmにおける面内レタデーションの比が、1.08~1.25である、請求項1または2に記載の光学フィルム。 - 前記第3光学異方性層の波長550nmにおける厚み方向のレタデーションに対する、前記第3光学異方性層の波長450nmにおける厚み方向のレタデーションの比が、0.82~1.12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。
- 前記光学フィルムに含まれる光学異方性層の合計厚みが10μmである、請求項4に記載の光学フィルム。
- 請求項1~5のいずれか1項に記載の光学フィルムと、偏光子とを含み、
前記第1光学異方性層が、前記第2光学異方性層および前記第3光学異方性層よりも、前記偏光子に近い側に配置されている、円偏光板。 - 前記偏光子の視感度補正単体透過率が42%以上である、請求項6に記載の円偏光板。
- 請求項1~5のいずれか1項に記載の光学フィルム、または、請求項6または7に記載の円偏光板を含む、表示装置。
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